JPH0437655A - セラミックス焼結体の製造方法 - Google Patents
セラミックス焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPH0437655A JPH0437655A JP2139678A JP13967890A JPH0437655A JP H0437655 A JPH0437655 A JP H0437655A JP 2139678 A JP2139678 A JP 2139678A JP 13967890 A JP13967890 A JP 13967890A JP H0437655 A JPH0437655 A JP H0437655A
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- conductive
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- sintering
- ceramics
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野１
本発明はセラミックス焼結体の製造方法に関する。
：従来の技術］
一般に、セラミックス焼結体は以下に記す方法で製造さ
れる。
れる。
先ず、アルミナや炭化珪素などのセラミックス粉末に粘
結剤を混合して、粘土のような可塑性の素地を形成する
。次に、この素地を、金型プレス、ラバープレス、ホラ
１〜プレス、射出成形、ドクタプレー１〜法などによっ
て、所望の形状に成形する（成形工程）。そして、得ら
れた成形体を、常圧焼結、カス圧焼結、ホットプレス、
ＨＩ Ｐなどによって焼結して（焼結工程）、セラミ・
ソクス焼結体を製造していた。
結剤を混合して、粘土のような可塑性の素地を形成する
。次に、この素地を、金型プレス、ラバープレス、ホラ
１〜プレス、射出成形、ドクタプレー１〜法などによっ
て、所望の形状に成形する（成形工程）。そして、得ら
れた成形体を、常圧焼結、カス圧焼結、ホットプレス、
ＨＩ Ｐなどによって焼結して（焼結工程）、セラミ・
ソクス焼結体を製造していた。
「発明か解決しようとする課題］
ところで、このようにして製造されるセラミックス焼結
体の強度を低下させる要因の一つとして、上記成形工程
、焼結工程における、セラミックス粉末の酸化の問題が
ある。即ち、セラミンクス粉末が」−記成形工程、焼結
工程中に酸化すると、製造されるセラミックス焼結体の
強度が低下してしまう。
体の強度を低下させる要因の一つとして、上記成形工程
、焼結工程における、セラミックス粉末の酸化の問題が
ある。即ち、セラミンクス粉末が」−記成形工程、焼結
工程中に酸化すると、製造されるセラミックス焼結体の
強度が低下してしまう。
特に、耐熱性の高い高強度なセラミックス焼結体を得る
なめには、上記セラミンクス粉末を以下の■〜■の条件
にする必要があるが、この内、条件■を除いてはセラミ
ックス粉末が酸化されやすい条件となっている。
なめには、上記セラミンクス粉末を以下の■〜■の条件
にする必要があるが、この内、条件■を除いてはセラミ
ックス粉末が酸化されやすい条件となっている。
０粒径が小さいこと
０粒形、粒径が鯖っていること
■共有結合性の強い化合物である二と
■高純度であること
■結晶相の制御かなされていること
■酸素含有量が少ないこと
その為、耐熱性の高い高強度なセラミックス焼結体を製
造する際には、上記セラミックス粉末を減圧下または還
元性カス（８２など）雰囲気中にて焼結し、焼結工程中
のセラミックス粉末の酸化を防止する必要がある。この
焼結処理時間は、２時間〜４時間程度となる。
造する際には、上記セラミックス粉末を減圧下または還
元性カス（８２など）雰囲気中にて焼結し、焼結工程中
のセラミックス粉末の酸化を防止する必要がある。この
焼結処理時間は、２時間〜４時間程度となる。
しかしながら、この場合、減圧装置や還元性カス雰囲気
炉などの特殊な装置が必要となり、コストアップとなる
。また、焼結処理時間が２時間〜４時間程度と長いため
、その短縮化が望まれていた。
炉などの特殊な装置が必要となり、コストアップとなる
。また、焼結処理時間が２時間〜４時間程度と長いため
、その短縮化が望まれていた。
なお、関連する技術として特開昭６０−２１８８３号「
多孔質セラミックスの製造方法」が公知となっているが
、この技術は多孔質のセラミックスを製造するためのも
のであり、本発明とはその構成及び目的か異なる。
多孔質セラミックスの製造方法」が公知となっているが
、この技術は多孔質のセラミックスを製造するためのも
のであり、本発明とはその構成及び目的か異なる。
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、減圧
装置や還元性カス雰囲気炉を必要とせす、且つ短時間で
セラミックス焼結体が得られるセラミックス焼結体の製
造方法を提供するものである。
装置や還元性カス雰囲気炉を必要とせす、且つ短時間で
セラミックス焼結体が得られるセラミックス焼結体の製
造方法を提供するものである。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するため本発明に係るセラミックス焼結
体の製造方法は、非導電性の焼結型内に、導電性を有す
るセラミックス粉末を充填し、加圧しながら通電焼結す
るようにしたものである６また、非導電性セラミックス
を核体としてその周りに導電性セラミックスを被覆して
なる複合粉体を形成し、該複合粉体を非導電性の焼結型
内に充填し、加圧しながら通電焼結するようにしてもよ
い。
体の製造方法は、非導電性の焼結型内に、導電性を有す
るセラミックス粉末を充填し、加圧しながら通電焼結す
るようにしたものである６また、非導電性セラミックス
を核体としてその周りに導電性セラミックスを被覆して
なる複合粉体を形成し、該複合粉体を非導電性の焼結型
内に充填し、加圧しながら通電焼結するようにしてもよ
い。
［作 用コ
非導電性の焼結型内に充填された導電性を有するセラミ
ックス粉末を加圧しながら通電焼結すると、導電性を有
するセラミックス粉末粒子相互にミクロ放電現象が生じ
て粒子表面か活性化され、短時間でセラミックス焼結体
か焼結される。
ックス粉末を加圧しながら通電焼結すると、導電性を有
するセラミックス粉末粒子相互にミクロ放電現象が生じ
て粒子表面か活性化され、短時間でセラミックス焼結体
か焼結される。
また、上記焼結型内に充填される焼結材に、非導電性セ
ラミックスを核体としてその周りに導電性セラミックス
を被覆してなる複合粉体を用いた場合、隣接する複合粉
体の表面部の導電性セラミックス相互にミクロ放電現象
が生じ、同様に短時間でセラミックス焼結体か焼結され
る。この場合、使用するセラミックス粉末は、４電性の
もの（ＳｉＣやＭｏＳｉ２等）だけに限定されず、非導
電性のもの（Ａ Ａ ２０ ｓ等）ら用いることができ
、選択範囲か広がる。
ラミックスを核体としてその周りに導電性セラミックス
を被覆してなる複合粉体を用いた場合、隣接する複合粉
体の表面部の導電性セラミックス相互にミクロ放電現象
が生じ、同様に短時間でセラミックス焼結体か焼結され
る。この場合、使用するセラミックス粉末は、４電性の
もの（ＳｉＣやＭｏＳｉ２等）だけに限定されず、非導
電性のもの（Ａ Ａ ２０ ｓ等）ら用いることができ
、選択範囲か広がる。
［実施例］
本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。
先ず、ＳｉＣ，ＭｏＳｉ２．ＴｉＮ等の導電性を有する
セラミックス粉末を、その粒径が１０μｍ〜１００μｍ
程度となるように成形する。そして、第１図に示す々口
く、このセラミックス粉末１を焼結材として、通電焼結
装置２の焼結型３内に充填する。上記焼結型３は、Ａ
Ｉ ２０３等によって形成されており非導電性の焼結型
３となっている。
セラミックス粉末を、その粒径が１０μｍ〜１００μｍ
程度となるように成形する。そして、第１図に示す々口
く、このセラミックス粉末１を焼結材として、通電焼結
装置２の焼結型３内に充填する。上記焼結型３は、Ａ
Ｉ ２０３等によって形成されており非導電性の焼結型
３となっている。
焼結型３内に充填された導電性を有するセラミックス粉
末１は、パンチ電極４により所定の圧力Ｐか加圧される
と共に、所定の電流・電圧か加わるようになっている。
末１は、パンチ電極４により所定の圧力Ｐか加圧される
と共に、所定の電流・電圧か加わるようになっている。
即ち、このパンチ電極４には、焼結型３内のセラミック
ス粉末１を加圧するための油圧ｔＦｌ＋１！！（図示せ
ず）か係わっていると共に、直流に高周波を重畳した特
殊電源５がスイッチ６を介して接続されている６ 上記パンチ電極４の電流・電圧及び圧力Ｐを適宜変化さ
せて運転制御することにより、焼結型３内に充填された
導電性を有するセラミックス粉末１は、その粉末粒子相
互に、ミクロ放電現象が生じて粒子表面が活性化され、
２分〜３分という短時間でセラミックス焼結体が焼結さ
れる。この際、焼結時間が極めて短いため、焼結中のセ
ラミックス粉末１表面の酸化が低減でき、酸化防止のた
めの減圧装置や還元性ガス雰囲気炉などは必要なくなる
。
ス粉末１を加圧するための油圧ｔＦｌ＋１！！（図示せ
ず）か係わっていると共に、直流に高周波を重畳した特
殊電源５がスイッチ６を介して接続されている６ 上記パンチ電極４の電流・電圧及び圧力Ｐを適宜変化さ
せて運転制御することにより、焼結型３内に充填された
導電性を有するセラミックス粉末１は、その粉末粒子相
互に、ミクロ放電現象が生じて粒子表面が活性化され、
２分〜３分という短時間でセラミックス焼結体が焼結さ
れる。この際、焼結時間が極めて短いため、焼結中のセ
ラミックス粉末１表面の酸化が低減でき、酸化防止のた
めの減圧装置や還元性ガス雰囲気炉などは必要なくなる
。
さらに、焼結中のセラミックス粉末１表面の酸化か低減
できるので、得られるセラミックス焼結体は、均一で高
強度なものとなる。
できるので、得られるセラミックス焼結体は、均一で高
強度なものとなる。
また、このような通電焼結の際に焼結型３内に充填され
る焼結材として、第２図に示すような、非導電性セラミ
ックス粉末７ （Ａ、Ｒ２０３等）の周りを導電性セラ
ミックス粉末８（ＳｉＣＭｏＳｉ２．ＴｉＮ等）で被覆
してなる複合粉体９を用いてもよい。
る焼結材として、第２図に示すような、非導電性セラミ
ックス粉末７ （Ａ、Ｒ２０３等）の周りを導電性セラ
ミックス粉末８（ＳｉＣＭｏＳｉ２．ＴｉＮ等）で被覆
してなる複合粉体９を用いてもよい。
この複合粉体９は、核体としての非導電性セラミックス
粉末７とこれに被覆される導電性セラミックス粉末８と
の粒径比を１０：１程度にすることが望ましい。
粉末７とこれに被覆される導電性セラミックス粉末８と
の粒径比を１０：１程度にすることが望ましい。
具体的な被覆方法としては、上記非導電性セラミックス
粉末７と導電性セラミックス粉末８とを静電容器内（図
示せず）で混練して、非導電性セラミックス粉末７の表
面部に導電性セラミックス粉末８を静電付着させた後、
これを２０００ｒｐｍ〜８０００ｒｐＨの回転翼を備え
た容器内（図示せず）に投入して、数分間高速気流によ
る衝撃力（遠心転勤）を与え、導電性セラミックス粉末
８と非導電性セラミックス粉末７とをファンデル・ワー
ルス力によって結合させるという方法をとっている。
粉末７と導電性セラミックス粉末８とを静電容器内（図
示せず）で混練して、非導電性セラミックス粉末７の表
面部に導電性セラミックス粉末８を静電付着させた後、
これを２０００ｒｐｍ〜８０００ｒｐＨの回転翼を備え
た容器内（図示せず）に投入して、数分間高速気流によ
る衝撃力（遠心転勤）を与え、導電性セラミックス粉末
８と非導電性セラミックス粉末７とをファンデル・ワー
ルス力によって結合させるという方法をとっている。
この複合粉体９を用いて通電焼結を行った場合、焼結型
３内の隣接する複合粉体９は、その表面部の導電性セラ
ミックス粉末８が、相互にミクロ放電することによって
、前記同様に短時間でセラミックス焼結体が焼結される
ことになる。
３内の隣接する複合粉体９は、その表面部の導電性セラ
ミックス粉末８が、相互にミクロ放電することによって
、前記同様に短時間でセラミックス焼結体が焼結される
ことになる。
この場合、使用するセラミックス粉末７．８は、導電性
のもの（ＳｉＣ，ＭｏＳｉ２．ＴｉＮ等）だけに限定さ
れることはなく、非導電性のもの（Ａ 、Ｃ’ ２０３
等）も用いることができ、素材の選択範囲が広がる。こ
のように、櫟々な性質のセラミックス粉末を用いること
ができるので、用途に応じた様々なセラミックス焼結体
を製造することができる。
のもの（ＳｉＣ，ＭｏＳｉ２．ＴｉＮ等）だけに限定さ
れることはなく、非導電性のもの（Ａ 、Ｃ’ ２０３
等）も用いることができ、素材の選択範囲が広がる。こ
のように、櫟々な性質のセラミックス粉末を用いること
ができるので、用途に応じた様々なセラミックス焼結体
を製造することができる。
また、得られるセラミックス焼結体は、非導電性セラミ
ックス７と導電性セラミックス８とが均一に分散した高
品質なものとなる。
ックス７と導電性セラミックス８とが均一に分散した高
品質なものとなる。
ところで、第２図に示すような上記複合粉体９を取り扱
うに際して、非導電性セラミックス粉末７の表面部から
導電性セラミックス粉末８が脱落することが考えられる
。
うに際して、非導電性セラミックス粉末７の表面部から
導電性セラミックス粉末８が脱落することが考えられる
。
そこで、この脱落を防止するため、非導電性セラミック
ス粉末７と導電性セラミックス粉末８との間に、これら
の結合性を高める補助剤を介設してもよい。すなわち、
第３図に示すように、核体としての非導電性セラミック
ス粉末７の周りに、補助剤１０としてステアリン酸亜釦
もしくはＮｉ。
ス粉末７と導電性セラミックス粉末８との間に、これら
の結合性を高める補助剤を介設してもよい。すなわち、
第３図に示すように、核体としての非導電性セラミック
ス粉末７の周りに、補助剤１０としてステアリン酸亜釦
もしくはＮｉ。
Ｍｏ、Ｃｒ等の耐熱金属を被覆し、さらにその周りに上
記導電性セラミックス粉末８を被覆することになる。
記導電性セラミックス粉末８を被覆することになる。
以上説明したような製造方法によって得られるセラミッ
クス焼結体は、自動車エンジン用ホットプラグやセラミ
ックス製グロープラグ等に応用することができる。
クス焼結体は、自動車エンジン用ホットプラグやセラミ
ックス製グロープラグ等に応用することができる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれは次のごとき優れた効
果が発揮できる６ （１）短時間で焼結することができるので、セラミック
ス粉末表面の酸化が低減でき、酸化防止のための減圧装
置や還元性カス雰囲気炉が必要なくなる。
果が発揮できる６ （１）短時間で焼結することができるので、セラミック
ス粉末表面の酸化が低減でき、酸化防止のための減圧装
置や還元性カス雰囲気炉が必要なくなる。
（２）セラミックス粉末表面の酸化か低減できるので、
均一で高強度なセラミックス焼結体を得ることができる
。
均一で高強度なセラミックス焼結体を得ることができる
。
（３）焼結型内に充填される焼結材として、非導電性セ
ラミックスの周りに導電性セラミックスを被覆してなる
複合粉体を用いることによって、非導電性セラミックス
と導電性セラミックスとが均一に分散したセラミックス
焼結体を得ることができる。
ラミックスの周りに導電性セラミックスを被覆してなる
複合粉体を用いることによって、非導電性セラミックス
と導電性セラミックスとが均一に分散したセラミックス
焼結体を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例のセラミックス焼結体の製造
方法に用いられる通電焼結装置を示す概略図、第２図は
複合粉体を表す概略図、第３図は別の複合粉体を表す概
略図である。 図中、１は導電性を有するセラミックス粉末、２は通電
焼結装置、３は非導電性の焼結型、７は非導電性セラミ
ックス、８は導電性セラミックス、９は複合粉体である
。
方法に用いられる通電焼結装置を示す概略図、第２図は
複合粉体を表す概略図、第３図は別の複合粉体を表す概
略図である。 図中、１は導電性を有するセラミックス粉末、２は通電
焼結装置、３は非導電性の焼結型、７は非導電性セラミ
ックス、８は導電性セラミックス、９は複合粉体である
。
Claims (2)
- １．非導電性の焼結型内に、導電性を有するセラミック
ス粉末を充填し、加圧しながら通電焼結するようにした
ことを特徴とするセラミックス焼結体の製造方法 - ２．非導電性セラミックスを核体としてその周りに導電
性セラミックスを被覆してなる複合粉体を形成し、該複
合粉体を非導電性の焼結型内に充填し、加圧しながら通
電焼結するようにしたことを特徴とするセラミックス焼
結体の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139678A JPH0437655A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | セラミックス焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139678A JPH0437655A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | セラミックス焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437655A true JPH0437655A (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15250877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2139678A Pending JPH0437655A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | セラミックス焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0437655A (ja) |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2139678A patent/JPH0437655A/ja active Pending
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