JPH046156A - 炭化けい素系導電性セラミックス - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、炭化けい素系導電性セラミ・ソクスに係り、
特に電気抵抗が低く耐酸イヒ性１こすく゛れ、かつ機械
的強度が高く各種構造材料としても有用なセラミック複
合体る。

（従来の技術） 近年、耐熱、耐薬品性にすぐれ、力１つ機械的強度の高
い構造材料として、炭化１′ｊＬＭ素（シリコンカーバ
イド）を主体とするセラミックス力（注目され、また各
分野で使用されつつある。

一方、前記炭化けい素糸セラミックスの耐熱、耐薬品性
、高い機械的強度など利用しながら導電性材料としての
応用も試みられている。そして、このような炭化けい素
糸セラミックスに導電性を付与する手段として、たとえ
ばＴＩ、　Ｚｒのような周期律表ＩＶａ族元素、あるい
はＶ　ＳＮｂのようなＶａ族元素の炭化物、窒化物およ
びホウ化物などを添加する方法が行われている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、炭化けい素糸セラミックスに前記元素の
炭化物、窒化物、ホウ化物などを添加して導電性を高め
るためには、比較的多量（約２０重量％以上）に添加し
なければならず、かつこれらの添加化合物は耐酸化性が
低いため、結果的に得られるセラミックスの耐酸化性も
低くなってしまう。したがって、上記炭化物、窒化物、
ホウ化物などを添加して構成した従来の炭化けい素系導
電性セラミックスは、酸素を含む雰囲気中において高温
下での使用には事実上適さないという問題、があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、電気抵抗が低くて耐酸化性にすぐれ、かつ高い機
械的強度が確保された炭化けい素糸導電性セラミックス
の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の炭化けい素糸導電性セラミックスは、炭化けい
素４５〜９５重量部、酸化モリブデン３〜２５重量部お
よび酸化アルミニウム２〜３０重量部を含み、不活性ガ
ス雰囲気下で焼結されて成ることを特徴とする。

すなわち、本発明は高温酸化雰囲気下において安定な酸
化モリブデン、好ましくは二酸化モリブデン（ＭＯＯ２
）を導電性添加剤として用いたことを骨子とする。

本発明においては、前記酸化モリブデンの組成比が３〜
２５重量部に選択される。その理由は、酸化モリブデン
の組成比が３重量部未満であると、導電性を付与する効
果が充分でないため、良好な導電性を有するセラミック
スが得られないからである。一方、組成比が２５重量部
を超えると、焼結性が低下し、充分な機械的強度を有す
るセラミックスが得られないからである。

また、本発明において酸化アルミニウムの組成比は、以
下の理由により　２〜３０ｆｆｉ　Ｑ部の範囲で選ばれ
る。すなわち、酸化アルミニウムの組成比が２重量部未
満である場合も、３０重量部を超えた場合も、焼結性が
低下し、得られる炭化けい素糸セラミックスの機械的強
度が低下してしまうためである。

本発明の炭化けい素糸導電性セラミックスは、通常炭化
けい素の粉末４５〜９５重二部と重量モリブデンの粉末
３〜２５重量部と酸化アルミニウム粉末２〜３０重量部
とを組成分として含み、不活性ガスの雰囲気中で焼結さ
れて成るもので、特に１８００〜２１００℃の温度で焼
結されたものは、電気抵抗が１０２Ω−印以下（室温）
と充分良好な導電性を有している。なお、前記温度範囲
外で焼結した場合、焼結不良や密度および強度が低下す
る恐れがあり、構造材料としての使用に適さないことも
あるので、焼結温度は前記程度に選択するのが望ましい
。

一方、酸化アルミニウム成分は、必ずしも出発原料とし
て酸化アルミニウム粉末を用いる必要もない。つまり、
アルミニウムアルコキシド、有機酸のアルミニウム塩な
どを用い、最終焼結までの過程において適宜な処理を施
すことによって、＾１２０３に変換されるようにしても
よい。

（作用） 本発明に係る炭化けい素糸導電性セラミックスは、炭化
けい素４５〜９５重量部、酸化モリブデン粉末３〜２５
重量部および酸化アルミニウム２〜３０重皿部を必須の
成分として含み、不活性ガス雰囲気中で焼結されて成る
セラミックスである。しかして、高温酸化雰囲気中でも
安定な酸化モリブデンを、導電性添加剤として含有して
いるので、本来炭化けい素が有している高い耐酸化性と
機械的強度も何等損なわれることなく、良好な導電性（
電気伝導性）が容易に付与される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 平均粒径０．５μｌの炭化けい素粉末８４重量部に、平
均粒径２μｌの酸化モリブデン（二酸化モリブデンＭｏ
Ｏ２）粉末６重量部と、平均粒径２０ｒｖのアルミナゾ
ル１０重量部とを配合し、さらにポリビニルアセテート
　２．５重量部を含むアセトン溶液１５０ｍ１を添加し
た。次いで、これらをポリポットおよび炭化けい素製の
ボールを用いて２４時間にわたって攪拌混合した。得ら
れた攪拌混合物を乾燥し溶媒を除去した後、６０メツシ
ユのふるいを用いて造粒した。

次に、前記造粒混合物を、金型プレスもしくはラバープ
レスによって、５關Ｘ　　５ｍｍ　Ｘ　６０ｍ＋ｓの大
きさにプレス成形した後、得られた成形体をグラファイ
ト容器に収容し、アルゴンガス（不活性ガス）雰囲気中
１９００℃の温度で加熱して焼結し、セラミック焼結体
を得た。

上記で得たセラミック焼結体について、相対密度、電気
抵抗、曲げ強さ（室温下における３点曲げ強さ）および
酸化増量（１２００”ｃ空気雰囲気中での１６０時間後
の増量値）を、それぞれ測定した結果を組成比とともに
表−１に示す。

実施例２〜５ 表−１に示す組成比で、炭化けい素粉束、酸化モリブデ
ン粉末およびアルミナゾルをそれぞれ選択して調製した
組成物を、実施例１の場合と同様の条件でそれぞれ混合
、乾燥、造粒、成形および焼結を行い、セラミック焼結
体（実施例２〜５）を得た。

また、比較のために、炭化けい素粉束、炭化チタン粉末
（平均粒径２μ園）およびアルミナゾルを、それぞれ表
−１に示す組成比で選択配合したものを、実施例の場合
と同様の条件でそれぞれ混合、乾燥、造粒、成形および
焼結を行い、セラミック焼結体（比較例１．２）を得た
。

上記実施例２〜５および比較例１．２の各セラミック焼
結体について、実施例１の場合と同様に特性を測定した
結果を表−１に示す。

（以下余白） 表−１ 表−１から明らかなように、導電性添加剤として、酸化
モリブデン粉末が所定の割合で組成分とて含む実施例の
炭化けい素糸導電性セラミックスは、炭化チタンが添加
された従来の導電性セラミックス（比較例）に比べて、
電気抵抗が低いうえに、酸化増量値が小さく耐酸化性に
すぐれている。

また、曲げ強さなども比較的高く、すぐれた機械的強度
を備えているため構造的な機能を考慮した導電性材料と
しても十分に使用し得る。

［発明の効果コ 上記したように、本発明に係る炭化けい素糸導電性セラ
ミックスは、耐熱性、耐酸化性にすぐれ、かつ高温酸化
雰囲気中でも安定な酸化モリブデンを、導電性添加剤成
分として３〜２５重量部と比較的少量含有している。し
かして、電気比抵抗が１０２Ω−ロ以下と低く良好な導
電性を有するうえに、炭化けい素が本来有しているすぐ
れた耐酸化性も充分に保持されている。

また、たとえば常圧焼結によっても、曲げ強さが３５０
ＭＰａ以上と高強度高靭性を保持している。かくして、
本発明に係る炭化けい素糸導電性セラミックスは、耐熱
性、耐酸化性、導電性および高強度高靭性などを要求さ
れる構造材料ないし構成部品として適するものといえる
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭化けい素４５〜９５重量部、酸化モリブデン３〜２５
   重量部および酸化アルミニウム２〜３０重量部を含み、
   不活性ガス雰囲気下で焼結されて成ることを特徴とする
   炭化けい素系導電性セラミックス。