JPH0480870B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0480870B2 JPH0480870B2 JP60048186A JP4818685A JPH0480870B2 JP H0480870 B2 JPH0480870 B2 JP H0480870B2 JP 60048186 A JP60048186 A JP 60048186A JP 4818685 A JP4818685 A JP 4818685A JP H0480870 B2 JPH0480870 B2 JP H0480870B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- oxide
- temperature
- silicon
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 71
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 70
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 34
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 8
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 15
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 6
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 6
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001272 pressureless sintering Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910006360 Si—O—N Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- VXPLXMJHHKHSOA-UHFFFAOYSA-N propham Chemical compound CC(C)OC(=O)NC1=CC=CC=C1 VXPLXMJHHKHSOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、窒化ケイ素基セラミツクス材料の製
造方法に係り、特に、窒化ケイ素、イツトリウ
ム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素の表面酸化物
層として存在する酸化ケイ素及び不可避不純物か
らなる原料粉末を熱処理した窒化ケイ素基セラミ
ツクス材料を製造する方法に関する。 〔従来の技術〕 一般に、窒化ケイ素は、耐熱性、耐蝕性、耐摩
耗性に優れることにより、ガスタービンエンジン
部品、デイーゼルエンジン部品、高温ガス送風フ
アン、流出ノズル、メカニカルシール等に広く利
用されている。 ところで、窒化ケイ素はイオン結合ではなく共
有結合であるため焼結が困難であり、焼結にあた
つては、種々の焼結助剤を添加する場合、高圧を
印加する場合、又は反応焼結により行う場合等が
ある。この場合、高密度であると共に、高温又室
温のいずれにおいても耐摩耗性等に優れた焼結体
を生成する方法としては、例えば1700℃程度の高
温且つ400気圧程度の高圧下において焼結を行う
ホツトプレス（HP）法、同様に2000気圧程度の
静水圧を印加するホツトアイソスタテイツクプレ
ス（HIP）法等がある。 しかしながら、これらの方法によつては複雑な
形状の焼結体を製造できないと共に、製造過程が
非常に複雑となり、また製造コストが嵩んでしま
うという欠点が存しており、以上のような観点か
らは常圧焼結法が望ましい。 〔従来技術の問題点〕 しかしながら、このような常圧焼結法にあつて
は、上記加圧焼結法に比して多量の焼結助剤と、
より高温の焼結温度とが必要となる。この場合、
窒化ケイ素の分解・蒸発が活発となり、多量のガ
スが発生し、このガス圧により完全な緻密化が阻
害されることとなる。即ち、焼結体表面近傍にお
いては組織的に不均質な層（表面不均質層）が生
成されると共に焼結体内部においては粗大空孔が
形成され、更に粒界相はガラス化することとな
り、このような常圧焼結体は上記加圧焼結体に比
べて機械的強度は劣るものである。従つて、窒化
ケイ素の分解を抑制し粒界相を結晶化することが
必要となる。この場合、窒化ケイ素の分解反応と
しては1650〜1850℃の焼結温度範囲においては以
下のような態様がある。 Si3N4（固体）→3Si（気体）＋2N2（気体） Si3N4（固体）＋3SiO2（固体）→6SiO（気体）＋
2N2（気体） Ｍ（金属元素）−Si−Ｏ−Ｎガラス（液体）→
SiO（気体）＋N2（気体）＋Ｍ（金属元素化合物） この場合、の反応式に示される分解反応は、
常圧の窒素雰囲気中にあつては、1800℃以上にお
いて活発となるものであり、一方及びの反応
式に示される分解反応は1800℃以下においても活
発となるものであるため、及びの反応式に示
される分解反応を如何に抑制するかが問題とな
る。 そして、の反応式に示される分解反応を抑制
する方法としては、原料粉末中の酸化ケイ素その
ものの減少又は除去、及び焼結雰囲気の窒素圧の
上昇等が考えられる。しかし、酸化ケイ素そのも
のを減少又は除去した場合には、液相生成温度を
上昇させることになるため、より高温度での焼結
が必要となり、結局の反応式に示される分解反
応による分解、窒化ケイ素粒の異状粒成長等が起
こるという欠点がある。 一方、特開昭56−9278号公報に開示されている
Si3N4・Y2O3による粒界相の結晶化は、原料粉末
中の酸化ケイ素の減少もしくは除去又は焼成過程
での酸化ケイ素の分解蒸発を必要とするため、常
圧焼結においては、より高温度での焼結が必要と
なり、上記と同様の欠点がある。 そこで本発明の目的は、相対密度が高く、室温
又は高温のいずれにおいても抗折力及び耐衝撃性
等の機械的強度の大きい窒化ケイ素基セラミツク
ス材料を容易且つ確実に製造する方法を提供する
ことにある。 〔問題解決を解決のための技術的手段〕 かかる目的達成のため、本発明にあつては、窒
化ケイ素、酸化イツトリウム、酸化アルミニウ
ム、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する酸
化ケイ素及び不可避不純物からなる原料粉末を成
形して得られる成形体に、熱処理して窒化ケイ素
基セラミツクス材料を製造する方法において、 上記熱処理として、 まず真空雰囲気下に800〜1300℃の温度範囲
で10分間以上焼結した後、 0.5〜10気圧の窒素雰囲気とすると共に、最
終焼結温度より25〜200℃低い温度で10分間以
上焼成し、その後1100〜1400℃まで冷却し、該
温度にて20分間以上保持した後、再度加熱し、
1650〜1850℃の温度範囲で最終焼結し、 生成するYSiO2Nにより窒化ケイ素粒を被覆・結
合し、高強度の窒化ケイ素基セラミツクス材料を
得るものである。 〔作用〕 従つて、本発明にあつては、YSiO2Nの構造及
び生成機構により、窒化ケイ素の常圧焼結におい
て問題となる、窒化ケイ素の分解・蒸発に伴なう
ガスの発生による焼結体の緻密化の阻害・表面不
均質層及び焼結体内部の粗大空孔の生成等を抑制
し、また、粒界相の結晶化による従来のHP、
HIP方法を用いた製品と、同等もしくはそれ以上
の、室温及び高温下における優れた機械的特性を
有する窒化ケイ素基セラミツクス材料を、0.5〜
10気圧の圧力下、好ましくは常圧下における焼結
により製造するものである。 〔発明の構成の具体的説明〕 本発明において、まず真空雰囲気下に800〜
1300℃の温度範囲で焼成する理由は、成形体中の
バインダー、窒化ケイ素の表面酸化物層として存
在する酸化ケイ素以外の遊離酸化ケイ素及び他の
揮発物質を除去することにより窒化ケイ素表面を
浄化し、窒化ケイ素表面のYSiO2Nの生成を促進
するためである。また、Si3N4の焼結において、
バインダー中の炭素が十分に除去される以前に高
温で焼結した場合には、以下の反応により
YSiO2Nの生成に必要な、窒化ケイ素の表面酸化
層として存在する酸化ケイ素の分解及びガスの発
生に伴なう粗大空孔が形成されるからである。 SiO2＋Ｃ→SiO（蒸気）＋CO（気体） SiO2＋2C→SiC＋CO（気体） Si3N4＋3C→3SiC＋N2（気体） 次に、本発明において、0.5〜10気圧の父窒雰
囲気とすると共に、最終焼結温度より25〜200℃
低い温度で焼成する理由は、急温度上昇させた場
合には、窒化ケイ素粒を被覆するYSiO2Nの生成
量が少なくなつてしまうからである。 更に、その後1100〜1400℃まで冷却する理由
は、該冷却によりYSiO2Nの結晶化を促進させる
ためである。 そして、その後再度加熱して1650〜1850℃の温
度範囲において最終焼結を行う理由は、高温で最
終焼結を行つて緻密化を促進するためである。 即ち、Si3N4・Y2O3による粒界相の結晶化に
は、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する酸
化ケイ素の除去が不可欠となるのに対し、
YSiO2Nによる粒界相の結晶化にあつては、窒化
ケイ素の表面酸化物層として存在する酸化ケイ素
の分解をいかに抑制するかが重要となる。上記
に示す反応式における分解は高温におけるほど活
発となる。従つて、以下の式に示す反応をできる
限り低温で行い、窒化ケイ素の表面酸化物層とし
て存在する酸化ケイ素を安定化する必要がある。 Si3N4＋SiO2＋2Y2O3→4YSiO2N この場合、もし焼結温度を制御せず単純に昇温
させた場合には、焼結温度に対して相対密度と
YSiO2Nの生成量とは一致せず、焼結体の緻密化
が十分に達成されていない温度以下でYSiO2Nが
最大の生成量となる。 そこで、まずYSiO2Nの生成量が最大となる温
度で一旦焼成温度の上昇を停止させて該温度を保
持し、YSiO2Nを生成させ、その後、共融点以下
に冷却して一定時間保持することにより、結晶化
せず、ガラス相として存在する部分をも結晶化さ
せて、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する
酸化ケイ素をYSi2N中で安定化させ、再度昇温
した場合であつても、相対密度のみ増加し、上記
の反応式に示す分解反応が抑制されることによ
りYSiO2Nの生成量は減少することはない。 また、本発明にあつては、このような過程を経
ることによつて生成されるYSiO2Nにより窒化ケ
イ素粒を被覆することにより粒界相の結晶化を図
るものである。即ち、本発明において、窒化ケイ
素の分解を促進し、Si3N4・Y2O3の結晶化を阻害
する、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する
酸化ケイ素を利用し、上記の反応により
YSiO2Nにより粒界層を結晶化するものである。 即ち、本発明にあつては、上述した窒化ケイ素
の分解反応としての式における酸化ケイ素を
YSiO2Nの結晶中に取り込むことにより焼結体の
緻密化を促進し、表面不均質層を減少すると共に
焼結体内部の粗大空孔の生成を抑制するものであ
る。 そして、その結果、相対密度が97％以上、室温
下における抗折力が120Kg／ｍm2以上、1200℃に
おける抗折力が85Kg／ｍm2以上、耐熱衝撃性ΔT
が800℃以上である、室温及び高温下のいずれに
おいても優れた機械的特性を発揮する焼結体が得
られる。 ここにおいて、上記の反応式における反応を
固定するためには、窒化ケイ素、酸化イツトリウ
ム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素の表面酸化物
層として存在する酸化ケイ素及び不可避不純物か
らなる原料粉末の化学組成を、窒化ケイ素：75.0
〜90.0重量％、酸化イツトリウム：6.0〜19.0重量
％、酸化アルミニウム：2.0〜8.0重量％、窒化ケ
イ素の表面酸化物層として存在する酸化ケイ素：
1.6〜9.0重量％とすることが好ましい。 ここに、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在
する酸化ケイ素量として1.6〜9.0重量％が望まし
いのは、1.6重量％未満の場合には窒化ケイ素粒
を被覆・結合するYSiO2Nの生成量が低下する傾
向があり、9.0重量％を超える場合には窒化ケイ
素の粒界相が厚くなると共にガラス化し、室温下
及び高温下における強度が共に低下する傾向があ
るからである。 また、酸化イツトリウム量として6.0〜19.0重
量％が望ましいのは、6.0重量％未満の場合には、
の反応が十分に超こらないため、窒化ケイ素の
表面酸化物層として存在する酸化ケイ素が残留
し、上記に示す反応式に基づく分解反応によつ
て焼結体の緻密化は阻害される傾向があり、一
方、19.0重量％を超える場合には、液相生成温度
を上昇させることとなり、より高温での焼結を必
要とし、粒界相としてもSi3N4・Y2O3を生成する
ものであり、このSi3N4・Y2O3が、上記YSiO2N
と同様に窒化ケイ素粒を被覆する働きを有すると
共に、一方では粗大粒として化してSi3N4粒を置
換するようにも作用するため、粗大空孔と相まつ
て焼結体に様々な応力が作用した場合の応力集中
原因ともなり、結果的に焼結体の強度は減少する
傾向があるからである。 更に、酸化アルミニウム量として2.0〜8.0重量
％が望ましいのは、多量の酸化アルミニウムの添
加は、焼結温度を低下させるためには有効である
が、粒界相のガラス化により、高温強度、耐熱衝
撃性は低下する傾向にあるからである。 また、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在す
る酸化ケイ素が3.0重量％以下の場合には、800〜
1300℃の温度範囲で真空雰囲気下に焼成した後、
0.5〜5.0％の酸素を含む0.5〜10気圧の窒素雰囲気
中で800〜1400℃の温度範囲で熱処理を施し、窒
化ケイ素表面を酸化処理するとよい。酸化ケイ素
を遊離の酸化ケイ素の形で添加する場合には、該
酸化ケイ素は高温下において不安定であり、ガス
発生の原因となるため焼結体の緻密化は阻害さ
れ、粒界相としてSi3N4・Y2O3及びY4Si2O7N2を
生成するものであるが、YSiO2Nが生成しにく
く、たとえ生成したとしても窒化ケイ素粒を被
覆・結合するように成長せず、本発明の目的を達
成しえない。そこで、上述の如く成形体の焼結に
際しては、800〜1300℃の温度範囲で真空雰囲気
下に熱処理することにより、成形体中のバインダ
ー、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する酸
化ケイ素以外の遊離酸化ケイ素等の揮発物質を除
去して窒化ケイ素表面を浄化した後に、上記の酸
化処理を行うことにより、窒化ケイ素の表面酸化
物層として存在する酸化ケイ素を得、その後の窒
化ケイ素表面のYSiO2Nの生成を促進させるもの
である。 また、熱処理時において、上記及びに示す
反応式における分解反応及び発熱体、炉体、るつ
ぼ等を原因とする成形体と炭素との反応を抑制す
ると共に、成形体を均一に加熱するために、酸化
ケイ素粉末を内割で5.0〜15.0重量％含み、残部
が窒化ケイ素粉末及び窒化ホウ素粉末からなる埋
め粉中に成形体を埋設して熱処理することにより
焼結体の緻密化及び強度の向上を図ることができ
る。この場合、窒化ホウ素は、埋め粉が焼結体に
付着するのを有効に防止することができる。ま
た、成形体中の酸化イツトリウム、酸化アルミニ
ウムが熱処理時に埋め粉側へ吸収されるえを防止
するため、埋め粉に成形体と同一比率の酸化イツ
トリウム、酸化アルミニウムを加えることによ
り、焼結体表面はより平滑になるものである。
尚、本発明において使用される埋め粉中の窒化ホ
ウ素と窒化ケイ素との比率は以下の実施例に限定
されない。 更に、原料粉末の調合にあたつては、酸化イツ
トリウム、酸化アルミニウムの代わりに両者の化
合物であるY2O3・Al2O3又は2Y2O3・Al2O3を、
酸化イツトリウムもしくは酸化アルミニウム各単
体と併せて、又は酸化イツトリウムもしくは酸化
アルミニウム各単体に代えて添加することによ
り、焼結体の均一性が保持され、焼結体強度は大
きくなると共にばらつきは減少する。 以下、本発明の実施例につき詳細に説明する。 実施例 １ 表面酸化物層として存在する酸化ケイ素を有す
るα−窒化ケイ素、酸化イツトリウム、酸化アル
ミニウムを配合し、ボールミルにより混合して金
型成形した後、成形体と同重量％の酸化イツトリ
ウム、酸化アルミニウム及び5.0重量％の酸化ケ
イ素を含むと共に、窒化ケイ素と窒化ホウ素が
１：１の埋め粉中に成形体を埋設し、炉内を
10-3Torrの真空として、まず1000℃まで加熱し
て30分間保持した後、常圧の窒素雰囲気に変えて
1680℃まで昇温して該温度を30分間保持し、その
後一旦1350℃まで降温し、該温度を２時間保持し
た後、再び1750℃まで昇温し、後記第１表におけ
る試料番号Ａ−１に示す室温における抗折力が
120Kg／ｍm2である焼結体を得た。この焼結体に
ついて、光学顕微鏡、電子顕微鏡、Ｘ線解析によ
り出現相及び表面不均質層の測定を行つた。次に
試片を４×８×25mmに加工し、室温及び高温
（1200℃）における抗折力（スパン長20mm、３点
曲げ）、耐熱衝撃性、破壊の原因となる空孔の寸
法、ビツカース硬度等について測定し、その結果
を第１表に示す。 また、上記の場合とは異なり、最初の熱処理時
の真空雰囲気を常圧の窒素雰囲気とした場合（比
較例）には、第１表に示すＡ−２のものが得ら
れ、この場合にはSiO2の分解によりYSiO2Nの生
成量が減少したため、Ａ−１とは異なり、抗析力
は減少し、室温で70Kg／ｍm2で、高温（1200℃）
で40Kg／ｍm2で、ビツカース硬度も低下した。 また、第１表における試料番号Ａ−３は、冷却
する工程を経ることなく焼結した場合（比較例）
を示し、この場合には、抗折力（特に高温抗折
力）及びビツカース硬度が共に低下した。その原
因は、YSiO2Nの結晶化が困難になつたためと考
えられる。 第１表に示すように、本発明に係るYSiO2Nを
粒界相に有する試片Ａ−１は、相対密度、室温、
高温度下における抗折力、耐熱衝撃性のいずれに
おいても高い値を示し、相対密度98％、室温抗折
力120Kg／ｍm2、高温抗折力（1200℃）85Kg／ｍ
m2、耐熱衝撃性ΔT820℃を有し、焼結体の破壊
の原因となる空孔はなく、表面不均質層は極めて
少ない。この試片のＸ線解析の結果を第１図に示
し、第２図にTEM像を示す。 尚、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化イツトリウ
ム、酸化アルミニウムの各組成比を変えて、前記
試片Ａ−１の場合と同様にして焼結した結果を第
２表に示す（試料番号５は、前記試片Ａ−１と同
じ試料）。
造方法に係り、特に、窒化ケイ素、イツトリウ
ム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素の表面酸化物
層として存在する酸化ケイ素及び不可避不純物か
らなる原料粉末を熱処理した窒化ケイ素基セラミ
ツクス材料を製造する方法に関する。 〔従来の技術〕 一般に、窒化ケイ素は、耐熱性、耐蝕性、耐摩
耗性に優れることにより、ガスタービンエンジン
部品、デイーゼルエンジン部品、高温ガス送風フ
アン、流出ノズル、メカニカルシール等に広く利
用されている。 ところで、窒化ケイ素はイオン結合ではなく共
有結合であるため焼結が困難であり、焼結にあた
つては、種々の焼結助剤を添加する場合、高圧を
印加する場合、又は反応焼結により行う場合等が
ある。この場合、高密度であると共に、高温又室
温のいずれにおいても耐摩耗性等に優れた焼結体
を生成する方法としては、例えば1700℃程度の高
温且つ400気圧程度の高圧下において焼結を行う
ホツトプレス（HP）法、同様に2000気圧程度の
静水圧を印加するホツトアイソスタテイツクプレ
ス（HIP）法等がある。 しかしながら、これらの方法によつては複雑な
形状の焼結体を製造できないと共に、製造過程が
非常に複雑となり、また製造コストが嵩んでしま
うという欠点が存しており、以上のような観点か
らは常圧焼結法が望ましい。 〔従来技術の問題点〕 しかしながら、このような常圧焼結法にあつて
は、上記加圧焼結法に比して多量の焼結助剤と、
より高温の焼結温度とが必要となる。この場合、
窒化ケイ素の分解・蒸発が活発となり、多量のガ
スが発生し、このガス圧により完全な緻密化が阻
害されることとなる。即ち、焼結体表面近傍にお
いては組織的に不均質な層（表面不均質層）が生
成されると共に焼結体内部においては粗大空孔が
形成され、更に粒界相はガラス化することとな
り、このような常圧焼結体は上記加圧焼結体に比
べて機械的強度は劣るものである。従つて、窒化
ケイ素の分解を抑制し粒界相を結晶化することが
必要となる。この場合、窒化ケイ素の分解反応と
しては1650〜1850℃の焼結温度範囲においては以
下のような態様がある。 Si3N4（固体）→3Si（気体）＋2N2（気体） Si3N4（固体）＋3SiO2（固体）→6SiO（気体）＋
2N2（気体） Ｍ（金属元素）−Si−Ｏ−Ｎガラス（液体）→
SiO（気体）＋N2（気体）＋Ｍ（金属元素化合物） この場合、の反応式に示される分解反応は、
常圧の窒素雰囲気中にあつては、1800℃以上にお
いて活発となるものであり、一方及びの反応
式に示される分解反応は1800℃以下においても活
発となるものであるため、及びの反応式に示
される分解反応を如何に抑制するかが問題とな
る。 そして、の反応式に示される分解反応を抑制
する方法としては、原料粉末中の酸化ケイ素その
ものの減少又は除去、及び焼結雰囲気の窒素圧の
上昇等が考えられる。しかし、酸化ケイ素そのも
のを減少又は除去した場合には、液相生成温度を
上昇させることになるため、より高温度での焼結
が必要となり、結局の反応式に示される分解反
応による分解、窒化ケイ素粒の異状粒成長等が起
こるという欠点がある。 一方、特開昭56−9278号公報に開示されている
Si3N4・Y2O3による粒界相の結晶化は、原料粉末
中の酸化ケイ素の減少もしくは除去又は焼成過程
での酸化ケイ素の分解蒸発を必要とするため、常
圧焼結においては、より高温度での焼結が必要と
なり、上記と同様の欠点がある。 そこで本発明の目的は、相対密度が高く、室温
又は高温のいずれにおいても抗折力及び耐衝撃性
等の機械的強度の大きい窒化ケイ素基セラミツク
ス材料を容易且つ確実に製造する方法を提供する
ことにある。 〔問題解決を解決のための技術的手段〕 かかる目的達成のため、本発明にあつては、窒
化ケイ素、酸化イツトリウム、酸化アルミニウ
ム、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する酸
化ケイ素及び不可避不純物からなる原料粉末を成
形して得られる成形体に、熱処理して窒化ケイ素
基セラミツクス材料を製造する方法において、 上記熱処理として、 まず真空雰囲気下に800〜1300℃の温度範囲
で10分間以上焼結した後、 0.5〜10気圧の窒素雰囲気とすると共に、最
終焼結温度より25〜200℃低い温度で10分間以
上焼成し、その後1100〜1400℃まで冷却し、該
温度にて20分間以上保持した後、再度加熱し、
1650〜1850℃の温度範囲で最終焼結し、 生成するYSiO2Nにより窒化ケイ素粒を被覆・結
合し、高強度の窒化ケイ素基セラミツクス材料を
得るものである。 〔作用〕 従つて、本発明にあつては、YSiO2Nの構造及
び生成機構により、窒化ケイ素の常圧焼結におい
て問題となる、窒化ケイ素の分解・蒸発に伴なう
ガスの発生による焼結体の緻密化の阻害・表面不
均質層及び焼結体内部の粗大空孔の生成等を抑制
し、また、粒界相の結晶化による従来のHP、
HIP方法を用いた製品と、同等もしくはそれ以上
の、室温及び高温下における優れた機械的特性を
有する窒化ケイ素基セラミツクス材料を、0.5〜
10気圧の圧力下、好ましくは常圧下における焼結
により製造するものである。 〔発明の構成の具体的説明〕 本発明において、まず真空雰囲気下に800〜
1300℃の温度範囲で焼成する理由は、成形体中の
バインダー、窒化ケイ素の表面酸化物層として存
在する酸化ケイ素以外の遊離酸化ケイ素及び他の
揮発物質を除去することにより窒化ケイ素表面を
浄化し、窒化ケイ素表面のYSiO2Nの生成を促進
するためである。また、Si3N4の焼結において、
バインダー中の炭素が十分に除去される以前に高
温で焼結した場合には、以下の反応により
YSiO2Nの生成に必要な、窒化ケイ素の表面酸化
層として存在する酸化ケイ素の分解及びガスの発
生に伴なう粗大空孔が形成されるからである。 SiO2＋Ｃ→SiO（蒸気）＋CO（気体） SiO2＋2C→SiC＋CO（気体） Si3N4＋3C→3SiC＋N2（気体） 次に、本発明において、0.5〜10気圧の父窒雰
囲気とすると共に、最終焼結温度より25〜200℃
低い温度で焼成する理由は、急温度上昇させた場
合には、窒化ケイ素粒を被覆するYSiO2Nの生成
量が少なくなつてしまうからである。 更に、その後1100〜1400℃まで冷却する理由
は、該冷却によりYSiO2Nの結晶化を促進させる
ためである。 そして、その後再度加熱して1650〜1850℃の温
度範囲において最終焼結を行う理由は、高温で最
終焼結を行つて緻密化を促進するためである。 即ち、Si3N4・Y2O3による粒界相の結晶化に
は、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する酸
化ケイ素の除去が不可欠となるのに対し、
YSiO2Nによる粒界相の結晶化にあつては、窒化
ケイ素の表面酸化物層として存在する酸化ケイ素
の分解をいかに抑制するかが重要となる。上記
に示す反応式における分解は高温におけるほど活
発となる。従つて、以下の式に示す反応をできる
限り低温で行い、窒化ケイ素の表面酸化物層とし
て存在する酸化ケイ素を安定化する必要がある。 Si3N4＋SiO2＋2Y2O3→4YSiO2N この場合、もし焼結温度を制御せず単純に昇温
させた場合には、焼結温度に対して相対密度と
YSiO2Nの生成量とは一致せず、焼結体の緻密化
が十分に達成されていない温度以下でYSiO2Nが
最大の生成量となる。 そこで、まずYSiO2Nの生成量が最大となる温
度で一旦焼成温度の上昇を停止させて該温度を保
持し、YSiO2Nを生成させ、その後、共融点以下
に冷却して一定時間保持することにより、結晶化
せず、ガラス相として存在する部分をも結晶化さ
せて、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する
酸化ケイ素をYSi2N中で安定化させ、再度昇温
した場合であつても、相対密度のみ増加し、上記
の反応式に示す分解反応が抑制されることによ
りYSiO2Nの生成量は減少することはない。 また、本発明にあつては、このような過程を経
ることによつて生成されるYSiO2Nにより窒化ケ
イ素粒を被覆することにより粒界相の結晶化を図
るものである。即ち、本発明において、窒化ケイ
素の分解を促進し、Si3N4・Y2O3の結晶化を阻害
する、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する
酸化ケイ素を利用し、上記の反応により
YSiO2Nにより粒界層を結晶化するものである。 即ち、本発明にあつては、上述した窒化ケイ素
の分解反応としての式における酸化ケイ素を
YSiO2Nの結晶中に取り込むことにより焼結体の
緻密化を促進し、表面不均質層を減少すると共に
焼結体内部の粗大空孔の生成を抑制するものであ
る。 そして、その結果、相対密度が97％以上、室温
下における抗折力が120Kg／ｍm2以上、1200℃に
おける抗折力が85Kg／ｍm2以上、耐熱衝撃性ΔT
が800℃以上である、室温及び高温下のいずれに
おいても優れた機械的特性を発揮する焼結体が得
られる。 ここにおいて、上記の反応式における反応を
固定するためには、窒化ケイ素、酸化イツトリウ
ム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素の表面酸化物
層として存在する酸化ケイ素及び不可避不純物か
らなる原料粉末の化学組成を、窒化ケイ素：75.0
〜90.0重量％、酸化イツトリウム：6.0〜19.0重量
％、酸化アルミニウム：2.0〜8.0重量％、窒化ケ
イ素の表面酸化物層として存在する酸化ケイ素：
1.6〜9.0重量％とすることが好ましい。 ここに、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在
する酸化ケイ素量として1.6〜9.0重量％が望まし
いのは、1.6重量％未満の場合には窒化ケイ素粒
を被覆・結合するYSiO2Nの生成量が低下する傾
向があり、9.0重量％を超える場合には窒化ケイ
素の粒界相が厚くなると共にガラス化し、室温下
及び高温下における強度が共に低下する傾向があ
るからである。 また、酸化イツトリウム量として6.0〜19.0重
量％が望ましいのは、6.0重量％未満の場合には、
の反応が十分に超こらないため、窒化ケイ素の
表面酸化物層として存在する酸化ケイ素が残留
し、上記に示す反応式に基づく分解反応によつ
て焼結体の緻密化は阻害される傾向があり、一
方、19.0重量％を超える場合には、液相生成温度
を上昇させることとなり、より高温での焼結を必
要とし、粒界相としてもSi3N4・Y2O3を生成する
ものであり、このSi3N4・Y2O3が、上記YSiO2N
と同様に窒化ケイ素粒を被覆する働きを有すると
共に、一方では粗大粒として化してSi3N4粒を置
換するようにも作用するため、粗大空孔と相まつ
て焼結体に様々な応力が作用した場合の応力集中
原因ともなり、結果的に焼結体の強度は減少する
傾向があるからである。 更に、酸化アルミニウム量として2.0〜8.0重量
％が望ましいのは、多量の酸化アルミニウムの添
加は、焼結温度を低下させるためには有効である
が、粒界相のガラス化により、高温強度、耐熱衝
撃性は低下する傾向にあるからである。 また、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在す
る酸化ケイ素が3.0重量％以下の場合には、800〜
1300℃の温度範囲で真空雰囲気下に焼成した後、
0.5〜5.0％の酸素を含む0.5〜10気圧の窒素雰囲気
中で800〜1400℃の温度範囲で熱処理を施し、窒
化ケイ素表面を酸化処理するとよい。酸化ケイ素
を遊離の酸化ケイ素の形で添加する場合には、該
酸化ケイ素は高温下において不安定であり、ガス
発生の原因となるため焼結体の緻密化は阻害さ
れ、粒界相としてSi3N4・Y2O3及びY4Si2O7N2を
生成するものであるが、YSiO2Nが生成しにく
く、たとえ生成したとしても窒化ケイ素粒を被
覆・結合するように成長せず、本発明の目的を達
成しえない。そこで、上述の如く成形体の焼結に
際しては、800〜1300℃の温度範囲で真空雰囲気
下に熱処理することにより、成形体中のバインダ
ー、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する酸
化ケイ素以外の遊離酸化ケイ素等の揮発物質を除
去して窒化ケイ素表面を浄化した後に、上記の酸
化処理を行うことにより、窒化ケイ素の表面酸化
物層として存在する酸化ケイ素を得、その後の窒
化ケイ素表面のYSiO2Nの生成を促進させるもの
である。 また、熱処理時において、上記及びに示す
反応式における分解反応及び発熱体、炉体、るつ
ぼ等を原因とする成形体と炭素との反応を抑制す
ると共に、成形体を均一に加熱するために、酸化
ケイ素粉末を内割で5.0〜15.0重量％含み、残部
が窒化ケイ素粉末及び窒化ホウ素粉末からなる埋
め粉中に成形体を埋設して熱処理することにより
焼結体の緻密化及び強度の向上を図ることができ
る。この場合、窒化ホウ素は、埋め粉が焼結体に
付着するのを有効に防止することができる。ま
た、成形体中の酸化イツトリウム、酸化アルミニ
ウムが熱処理時に埋め粉側へ吸収されるえを防止
するため、埋め粉に成形体と同一比率の酸化イツ
トリウム、酸化アルミニウムを加えることによ
り、焼結体表面はより平滑になるものである。
尚、本発明において使用される埋め粉中の窒化ホ
ウ素と窒化ケイ素との比率は以下の実施例に限定
されない。 更に、原料粉末の調合にあたつては、酸化イツ
トリウム、酸化アルミニウムの代わりに両者の化
合物であるY2O3・Al2O3又は2Y2O3・Al2O3を、
酸化イツトリウムもしくは酸化アルミニウム各単
体と併せて、又は酸化イツトリウムもしくは酸化
アルミニウム各単体に代えて添加することによ
り、焼結体の均一性が保持され、焼結体強度は大
きくなると共にばらつきは減少する。 以下、本発明の実施例につき詳細に説明する。 実施例 １ 表面酸化物層として存在する酸化ケイ素を有す
るα−窒化ケイ素、酸化イツトリウム、酸化アル
ミニウムを配合し、ボールミルにより混合して金
型成形した後、成形体と同重量％の酸化イツトリ
ウム、酸化アルミニウム及び5.0重量％の酸化ケ
イ素を含むと共に、窒化ケイ素と窒化ホウ素が
１：１の埋め粉中に成形体を埋設し、炉内を
10-3Torrの真空として、まず1000℃まで加熱し
て30分間保持した後、常圧の窒素雰囲気に変えて
1680℃まで昇温して該温度を30分間保持し、その
後一旦1350℃まで降温し、該温度を２時間保持し
た後、再び1750℃まで昇温し、後記第１表におけ
る試料番号Ａ−１に示す室温における抗折力が
120Kg／ｍm2である焼結体を得た。この焼結体に
ついて、光学顕微鏡、電子顕微鏡、Ｘ線解析によ
り出現相及び表面不均質層の測定を行つた。次に
試片を４×８×25mmに加工し、室温及び高温
（1200℃）における抗折力（スパン長20mm、３点
曲げ）、耐熱衝撃性、破壊の原因となる空孔の寸
法、ビツカース硬度等について測定し、その結果
を第１表に示す。 また、上記の場合とは異なり、最初の熱処理時
の真空雰囲気を常圧の窒素雰囲気とした場合（比
較例）には、第１表に示すＡ−２のものが得ら
れ、この場合にはSiO2の分解によりYSiO2Nの生
成量が減少したため、Ａ−１とは異なり、抗析力
は減少し、室温で70Kg／ｍm2で、高温（1200℃）
で40Kg／ｍm2で、ビツカース硬度も低下した。 また、第１表における試料番号Ａ−３は、冷却
する工程を経ることなく焼結した場合（比較例）
を示し、この場合には、抗折力（特に高温抗折
力）及びビツカース硬度が共に低下した。その原
因は、YSiO2Nの結晶化が困難になつたためと考
えられる。 第１表に示すように、本発明に係るYSiO2Nを
粒界相に有する試片Ａ−１は、相対密度、室温、
高温度下における抗折力、耐熱衝撃性のいずれに
おいても高い値を示し、相対密度98％、室温抗折
力120Kg／ｍm2、高温抗折力（1200℃）85Kg／ｍ
m2、耐熱衝撃性ΔT820℃を有し、焼結体の破壊
の原因となる空孔はなく、表面不均質層は極めて
少ない。この試片のＸ線解析の結果を第１図に示
し、第２図にTEM像を示す。 尚、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化イツトリウ
ム、酸化アルミニウムの各組成比を変えて、前記
試片Ａ−１の場合と同様にして焼結した結果を第
２表に示す（試料番号５は、前記試片Ａ−１と同
じ試料）。
【表】
＊ 窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する酸化ケ
イ素
イ素
【表】
＊ 窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する酸化ケ
イ素
実施例 ２ 実施例１の試料番号５と同じ酸化イツトリウム
と酸化アルミニウムとの重量比となる2Y2O3・
Al2O3であつて、試料番号５における酸化イツト
リウムと酸化アルミニウムとの量に対応する量の
2Y2O3・Al2O3を酸化イツトリウム、酸化アルミ
ニウム各単体に代えて添加し、他の条件は、実施
例１と同様にして焼結体を得た。 上記の方法によつて得られた焼結体は第３表に
示すように、実施例１の試料番号５のものに比較
して室温抗折力が７Kg／ｍm2ほど増加した。
イ素
実施例 ２ 実施例１の試料番号５と同じ酸化イツトリウム
と酸化アルミニウムとの重量比となる2Y2O3・
Al2O3であつて、試料番号５における酸化イツト
リウムと酸化アルミニウムとの量に対応する量の
2Y2O3・Al2O3を酸化イツトリウム、酸化アルミ
ニウム各単体に代えて添加し、他の条件は、実施
例１と同様にして焼結体を得た。 上記の方法によつて得られた焼結体は第３表に
示すように、実施例１の試料番号５のものに比較
して室温抗折力が７Kg／ｍm2ほど増加した。
【表】
＊ 窒化ケイ素の表面酸化物層として存在する酸化ケ
イ素
〔発明の効果〕 本発明は以上のような構成を有し、焼結温度を
単純に昇温させることなく、最終焼結温度に至る
まで段階的に熱処理温度を制御することとしてい
るため、YSiO2Nの生成が良好に促進されること
により焼結体の緻密化が十分に達成され、室温又
は高温のいずれにおいても抗折力及び耐衝撃性に
優れた窒化ケイ素基セラミツクス材料を容易且つ
確実に製造することができる。 また、本発明に係る製造方法により得られる窒
化ケイ素の粒界相をYSiO2Nにより結晶化した
Si3N4・YSiO2N複合材料は、焼結助剤として酸
化アルミニウムと稀土類中においては安価である
酸化イツトリウムを使用し、0.5〜10気圧の圧力
下、好ましくは常圧下での焼結が可能であつて表
面不均質層が極めて少なく、また、室温下又は高
温下のいずれにおいても機械的強度が大きく、窒
化ケイ素表面の酸化が問題とならないため、水を
使用して混練・混合を行うこともできる。そのた
め、スプレードライ方式により顆粒化し、その
後、金型成形、押し出し成形、射出成形のいずれ
の方法によつても成形が可能であり、ホツトプレ
ス法等では困難であつた複雑な形状で、且つ厚さ
が薄く、更に高温下にさらされる製品を、従来よ
りも、より低コストで製造することができる。
イ素
〔発明の効果〕 本発明は以上のような構成を有し、焼結温度を
単純に昇温させることなく、最終焼結温度に至る
まで段階的に熱処理温度を制御することとしてい
るため、YSiO2Nの生成が良好に促進されること
により焼結体の緻密化が十分に達成され、室温又
は高温のいずれにおいても抗折力及び耐衝撃性に
優れた窒化ケイ素基セラミツクス材料を容易且つ
確実に製造することができる。 また、本発明に係る製造方法により得られる窒
化ケイ素の粒界相をYSiO2Nにより結晶化した
Si3N4・YSiO2N複合材料は、焼結助剤として酸
化アルミニウムと稀土類中においては安価である
酸化イツトリウムを使用し、0.5〜10気圧の圧力
下、好ましくは常圧下での焼結が可能であつて表
面不均質層が極めて少なく、また、室温下又は高
温下のいずれにおいても機械的強度が大きく、窒
化ケイ素表面の酸化が問題とならないため、水を
使用して混練・混合を行うこともできる。そのた
め、スプレードライ方式により顆粒化し、その
後、金型成形、押し出し成形、射出成形のいずれ
の方法によつても成形が可能であり、ホツトプレ
ス法等では困難であつた複雑な形状で、且つ厚さ
が薄く、更に高温下にさらされる製品を、従来よ
りも、より低コストで製造することができる。
第１図は本発明に係る実施例１において生成さ
れた試片のＸ線解析の結果を示す図、第２図は、
同様の試片の結晶の構造を示す写真である。
れた試片のＸ線解析の結果を示す図、第２図は、
同様の試片の結晶の構造を示す写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒化ケイ素、酸化イツトリウム、酸化アルミ
ニウム、窒化ケイ素の表面酸化物層として存在す
る酸化ケイ素及び不可避不純物からなる原料粉末
を成形して得られる成形体に、熱処理して窒化ケ
イ素基セラミツクス材料を製造する方法におい
て、上記熱処理として、 まず真空雰囲気下に800〜1300℃の温度範囲
で10分間以上焼成した後、 0.5〜10気圧の窒素雰囲気とすると共に、最
終焼結温度より25〜200℃低い温度で10分間以
上焼成し、その後1100〜1400℃まで冷却し、該
温度にて20分間以上保持した後、再度加熱し、
1650〜1850℃の温度範囲で最終焼結し、 生成するYSiO2Nにより窒化ケイ素粒を被覆・
結合することを特徴とする窒化ケイ素基セラミツ
クス材料の製造方法。 ２ 上記窒化ケイ素は75.0〜90.0重量％、上記酸
化イツトリウムは6.0〜19.0重量％、上記酸化ア
ルミニウムは2.0〜8.0重量％、上記窒化ケイ素の
表面酸化物層として存在する酸化ケイ素は1.6〜
9.0重量％の組成比率であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の窒化ケイ素基セラミツ
クス材料の製造方法。 ３ 上記熱処理にあたつては、窒化ケイ素、窒化
ホウ素、酸化イツトリウム、酸化アルミニウム及
び酸化ケイ素を含む混合粉末中に成形体を埋設し
て熱処理を行うことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の窒化ケイ素基セラミツクス材料の製
造方法。 ４ 上記混合粉末中の酸化イツトリウム及び酸化
アルミニウムは成形体中に含まれる酸化イツトリ
ウム及び酸化アルミニウムと同一比率であると共
に、混合粉末中で上記酸化ケイ素は内割りで5.0
〜15.0重量％であることを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載の窒化ケイ素基セラミツクスの材
料の製造方法。 ５ 酸化イツトリウムと酸化アルミニウムとの化
合物である2Y2O3・Al2O3又はY2O3・Al2O3を、
酸化イツトリウムもしくは酸化アルミニウム各単
体と併せて、又は酸化イツトリウムもしくは酸化
アルミニウム各単体に代えて添加する特許請求の
範囲第１項記載の窒化ケイ素基セラミツクス材料
の製造方法。 ６ 上記窒化ケイ素の表面酸化物層として存在す
る酸化ケイ素が3.0重量％以下の場合には、上記
熱処理として、 まず真空雰囲気下に800〜1300℃の温度範囲
で10分間以上焼成した後、 0.5〜5.0％の酸素を含む0.5〜10気圧の窒素雰
囲気中で800〜1400℃の温度範囲で焼成し、そ
の後、 0.5〜10気圧の窒素雰囲気とすると共に、最
終焼結温度より25〜200℃低い温度で10分間以
上焼成し、その後1100〜1400℃まで冷却し、該
温度にて20分間以上保持した後、再度加熱し、
1650〜1850℃の温度範囲で最終焼結する ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の窒
化ケイ素基セラミツクス材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60048186A JPS61209955A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 窒化ケイ素基セラミックス材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60048186A JPS61209955A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 窒化ケイ素基セラミックス材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61209955A JPS61209955A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH0480870B2 true JPH0480870B2 (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=12796352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60048186A Granted JPS61209955A (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 窒化ケイ素基セラミックス材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61209955A (ja) |
-
1985
- 1985-03-13 JP JP60048186A patent/JPS61209955A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61209955A (ja) | 1986-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0258233B2 (ja) | ||
| JPS6220151B2 (ja) | ||
| US4801414A (en) | Production of silicon nitride sintered body | |
| JP2002220282A (ja) | 窒化アルミニウム焼結体とその製造方法 | |
| JP3231944B2 (ja) | 窒化珪素質耐熱部材の製造方法 | |
| US5114889A (en) | Silicon nitride sintered body and process for preparation thereof | |
| JP3007732B2 (ja) | 窒化ケイ素−混合酸化物系焼結体およびその製造方法 | |
| JP2960591B2 (ja) | 炭化ケイ素−窒化ケイ素−混合酸化物系焼結体およびその製造方法 | |
| JP2742619B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JPS61209955A (ja) | 窒化ケイ素基セラミックス材料の製造方法 | |
| JPH1121175A (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JP2694369B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JP3007731B2 (ja) | 炭化ケイ素−混合酸化物系焼結体およびその製造方法 | |
| JP3124867B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JP3810236B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JP3036207B2 (ja) | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 | |
| JP3667145B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JP2671539B2 (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
| JPH06100376A (ja) | β−サイアロン質焼結体及びその製造方法 | |
| JPH04124068A (ja) | 窒化珪素質焼結体の結晶化熱処理方法 | |
| JP2916934B2 (ja) | サイアロン質焼結体の製造方法 | |
| JPH0570239A (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
| JPH0435436B2 (ja) | ||
| JPH06293566A (ja) | 窒化けい素質焼結体の製造方法 | |
| JPH0559073B2 (ja) |