JPH05201771A - 窒化ホウ素含有反応焼結複合材料を製造し又この複合材料から成形体を製造する方法及びこの方法により製造可能な窒化ホウ素含有複合材料 - Google Patents

窒化ホウ素含有反応焼結複合材料を製造し又この複合材料から成形体を製造する方法及びこの方法により製造可能な窒化ホウ素含有複合材料

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JPH05201771A
JPH05201771A JP4157279A JP15727992A JPH05201771A JP H05201771 A JPH05201771 A JP H05201771A JP 4157279 A JP4157279 A JP 4157279A JP 15727992 A JP15727992 A JP 15727992A JP H05201771 A JPH05201771 A JP H05201771A
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Lorenz Dr Sigl
ロレンツ・ジグル
Hubert Thaler
フーベルト・タラー
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/597Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon oxynitride, e.g. SIALONS

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】窒化ホウ素を基とする複合材料、及び窒化ホウ
素を基とする複合材料からなる成形体を提供し、そして
窒化ホウ素含有成形体を製造する簡単且つ/又は安価な
方法を提供する。 【構成】鋳込成形に適した物質から鋳込成形、反応焼結
及び後焼成によって窒化ホウ素含有成形体を製造する方
法及びこれにより製造可能な成形体で、特に適している
のは5〜60容量%の窒化ホウ素と40〜95容量%のSi6-x
Alx O x N8-x(0<X≦4)又は40〜95容量%のSi2N2O
とからなるセラミック複合材料から成形体を製造する。
出発粉末としてケイ素、そしてSiB4、SiB6、AlB2、AlB
12、CaB6及び/又は酸化ケイ素又はアルミナの群から選
定した1種又は複数種の物質を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、窒化ホウ素含有反応焼
結複合材料を製造し又この複合材料から成形体を製造す
る方法及びこの方法により製造可能な窒化ホウ素含有複
合材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】窒化ホウ素含有複合材料は耐熱衝撃性の
良さ、熱伝導率の低さ、機械加工性の良さ、溶融金属又
は溶融ガラスに比べ耐食性の良さ、溶融材料による湿潤
性の低さ等の貴重な諸性質を兼備したことを特徴として
いる。望ましい有利な諸性質に基づき、かかる材料は例
えば鋼の連続鋳造において分離リングとして又は浸食性
溶融材料内で熱電対用保護管として使用される。
【0003】ドイツ特許明細書第 3534824号(米国特許
公開明細書第 4640336号に相当)に窒化アルミニウム(A
lN) 1〜80重量%、窒化ホウ素(BN)1〜50重量%、粘土
鉱物1〜30重量%、残り窒化ケイ素(Si3N4) からなる連
続鋳造用耐火材料が記載してある。この材料は付加的に
なおアルミナ(Al2O3) を含むことができる。その他の耐
火材料、その性質及び欠点もドイツ特許明細書第 35348
24号に記載してある。
【0004】この複合材料からなる成形体はドイツ特許
明細書第 3534824号によればSi3N4 、AlN 、Al2O3 、窒
化ホウ素及びベントナイトを混合し、有機溶剤を混入
し、この混合物を油圧プレスでプレスしてリング又は棒
とすることによって得られる。このリング又は棒は次に
1700℃の窒素雰囲気中で5時間焼結される。アルカリ又
はアルカリ土類等の融剤を含有した天然粘土鉱物が用い
てあるので焼結時ガラスが生成する。このことからこの
材料は適用温度を高めると軟化することがある。しかも
ドイツ特許明細書第 3534824号に記載された製造方法は
エネルギー支出が多く高価である。このことは製造した
部品の直径が大きい場合一層妥当する。
【0005】Si3N4 60〜97重量%と窒化ホウ素3〜40重
量%とからなる窒化ホウ素含有成形体の製造がドイツ特
許公開明細書第 3106675号(米国特許公開明細書第 441
2008号に相当)に記載してある。この焼結体はケイ素粉
末(47.3〜95.1重量%)及び窒化ホウ素粉末(4.9 〜5
2.7重量%)を分散剤と結合剤との溶液と一緒に有機溶
剤中で混練し、得られた混練混合物に圧縮成形を施して
予備成形物とすることによって得られる。次にこの予備
成形物は1100〜1300℃の非酸化性雰囲気中で乾燥させ、
その他の加工がなお許容する硬さにまで焼結される。次
に焼結体は所定の寸法に機械加工して窒化される。
【0006】この方法では有機溶剤が使用してあるので
C含有成形体のみ得られる。これは例えば高合金鋼鋳造
用分離リング等の特定の用途には不適である。しかも上
述の製造法はエネルギー及び時間の支出が多く、従って
高価である。技術水準によれば、いずれの窒化ホウ素含
有焼結体製造方法でも窒化ホウ素とその他の各種物質と
からなる出発混合物が混合しプレスし焼結又は反応焼結
される。窒化ホウ素含有成形体の製造時窒化ホウ素含有
出発粉末が用いられるので、かかる成形体の成形には鋳
込成形を利用することができない。それ故従来窒化ホウ
素含有成形体は、窒化ホウ素が水による湿潤性に不足す
ることから窒化ホウ素含有泥漿が加工不可能であるの
で、鋳込成形によっては製造されなかった。窒化ホウ素
は湿潤性に不足する故離型剤として働き、低強度の圧粉
体をもたらす。窒化ホウ素含有粉末を従来どおり圧縮操
作を介し造形することも困難であり、窒化ホウ素の加工
性一般に問題が多いことを示唆する。鋳込成形に窒化ホ
ウ素を使用しようと試みる場合でも有機結合剤を添加し
なければならなかった。鋳込成形に有機結合剤を用いる
とC含有圧粉体となる。かかる成形体は窒化後窒化度が
劣化する。しかもかかる成形体は既に触れたように特定
の用途に不適である。
【0007】β' サイアロン含有成形体についても鋳込
成形はβ' サイアロンの生成に用いるAlN が含水泥漿中
で反応してNH3 を生成するので従来利用されなかった。
従ってこの操作はごく狭い限界内でのみ制御可能であ
り、工業用途には不適である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、希望する有利
な諸性質を有し窒化ホウ素を基とする複合材料、及び窒
化ホウ素を基とする複合材料からなる成形体を提供し、
そして窒化ホウ素含有成形体を製造する簡単且つ/又は
安価な方法を示すことが課題となる。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題が本発明によれ
ば5〜60容量%の窒化ホウ素と40〜95容量%のβ' サイ
アロン又は40〜95容量%のSi2N2Oとからなるセラミック
複合材料によって解決される。この複合材料は鋳込成形
に適した選定した出発粉末の混合物を鋳込成形を介し最
終輪郭に近い付形物とし、窒化工程を介し窒化ホウ素と
Si3N4 をこの最終輪郭に近い付形物内に生成し、そして
焼成処理によりこの成形体内に好適な混晶の生成を達成
することによって解決される。それとともに本発明は更
に、製造過程中に窒化ホウ素を生成する窒化ホウ素含有
成形体の製造方法に関するものである。
【0010】本発明の意味においてβ' サイアロンとは
Si3N4 、AlN 、Al2O3 、SiO2の固溶体のことであり、そ
の際AlとOは式Si6-x Alx O x N8-x(0<x≦4)に相
当する等分子比で存在する。鋳込成形を窒化ホウ素含有
成形体の製造に用いる場合技術水準で指摘された諸問題
が本発明方法では出発物質の選定によって回避される。
出発物質として特に以下の材料が適している:Si粉末と
Al又はSi又はCaホウ化物、又はこれら化合物の混合物と
β' サイアロン含有窒化ホウ素成形体を生成する場合Al
2O3 、又はSi2N2O含有窒化ホウ素成形体を生成する場合
SiO2
【0011】好ましくは粒径15μmまでの市販のSi粉末
を利用することができる。使用するホウ化物は好ましく
は粒径50μm以下、特に好ましくは10μm以下とすべき
である。ホウ化物の炭素含量は好ましくは0.1 %以下と
すべきである。使用するホウ化物のB含量は重要でな
く、成形体中に希望する窒化ホウ素含量に換算すること
ができる。使用するホウ化物はこの場合適宜に秤量され
る。好適なホウ化物は例えば市販のAlB12 、AlB2、Si
B6、SiB4、CaB6及びこれら化合物の混合物である。使用
するホウ化物の酸化物含量は仕上げた成形体の希望する
酸化物含量で計算することができる。従ってそれも重要
ではない。
【0012】Al2O3 は好ましくは粒径<50μmの市販の
低焼成アルミナの形で使用することができる。Al2O3
Al(OH)3 に代えることができる。SiO2は例えば粒径<10
μmの市販の石英として使用される。Siの窒化を向上す
るため例えば市販品質のFe2O3 を3%までの含量添加す
ることができる。それとともに出発粉末中にFe不純物が
許容し得る。それは窒化助剤(Fe2O3) で計算することが
できる。従って上述の方法で窒化ホウ素含有成形体を製
造するには高純度出発物質を用いる必要がない。酸化ケ
イ素等の不純物は仕上げた成形体中に望ましい酸化物含
量に算入することができる。当該酸素含有出発粉末(例
えばAl2O3)の秤量値をこの場合それに応じて低減する。
【0013】AlN と窒化ホウ素は、前記欠点の故に鋳込
成形でそれらを加工するには問題が多いので本発明方法
では出発粉末として利用すべきでない。B2O3も出発粉末
混合物中に存在すべきでない。出発物質に別のアルミ
ナ、別の二酸化ケイ素、ムライト、ジルコニア、酸化イ
ットリウム、YAG (3Y2O3・5Al2O3)、酸化カルシウム及び
酸化マグネシウムを硬質物質相の50容量%までの量添加
することができる。これらの酸化物添加剤は鋳込成形時
にも窒化工程のときにも又焼成処理中も残りの出発粉末
と反応しない。それらは成形体の性質をその都度希望し
たように変える。
【0014】上述の如く得られた粉末混合物は、例えば
「ザルマンク・ショルツェ(SalmangScholze)」(第5
版、スプリンガー出版、1968年、247 頁以下)に記載し
てあるような鋳込成形に一般的な操作により最終輪郭に
近い付形物とされる。得られた成形体は次に1000℃〜14
10℃、好ましくは1200℃〜1400℃で5〜100時間、好ま
しくは60〜70時間、500 〜1000mbarのN2圧力、又は2〜
20 barのN2圧力で1〜20時間窒化される。
【0015】窒化反応のとき、鋳込成形に用いる出発混
合物中にAlB12 を使用すると以下の反応式に従って窒化
ホウ素、窒化ケイ素及び窒化アルミニウムが生成する: 3Si +AlB12 +8.5 N2−−−>12BN+Si3N4 +AlN 鋳込成形に使用する出発混合物中にSiB6をホウ化物とし
て用いると以下の反応式に従って窒化反応中に窒化ホウ
素及びSi3N4 が生成する: 2 Si+SiB6+5N2 −−−>6BN +Si3N4 別のホウ化物を使用した場合も同様に反応式を立てるこ
とができる。
【0016】窒化工程後、1500〜1900℃の温度範囲で焼
成することにより混晶の生成が達成される。β' サイア
ロン混晶の生成は以下の反応式に従って行われる。 Si3N4 +AlN +Al2O3 −−−>β' サイアロン 酸窒化物の生成は焼成中以下の反応式に従って行われ
る。 Si3N4 +SiO2−−−>2Si2N2O これらの反応式からわかるようにβ' サイアロンの生成
にはホウ化物含量に応じた理論量のアルミナを添加しな
ければならない。酸窒化物を生成するための二酸化ケイ
素含量は鋳込成形及び窒化後に存在する窒化ケイ素含量
に応じて実質的に決まる。アルミナ及び二酸化ケイ素は
鋳込成形に用いる粉末混合物中に既に存在していなけれ
ばならない。アルミナ又は二酸化ケイ素は窒化に関与し
ない。窒化工程中に生成する窒化ホウ素は焼成処理中に
変換されない。
【0017】上記条件に従って製造可能な成形体は好ま
しくは窒化ホウ素5〜60容量%とβ' サイアロン40〜95
容量%又は酸窒化ケイ素40〜95容量%と原料に起因した
不純物とからなる。格別好ましいのは窒化ホウ素10〜50
容量%とβ' サイアロン50〜90容量%又は酸窒化ケイ素
50〜90容量%の含量である。
【0018】その他の耐火性硬質物質も、それらが前記
反応に関与しないか又は部分的に関与するだけであるな
ら出発粉末に添加することができる。こうして例えば以
下の硬質物質を記載した量付加的に利用することができ
る: Al2O3 0〜47.5容量% ムライト 0〜47.5容量% ZrO2 0〜47.5容量% Y2O3 0〜47.5容量% YAG 0〜47.5容量% CaO ZrO2の20モル%以下 MgO ZrO2の20モル%以下 上記の量は個別成分の自由選択を制約する割合である。
パーセント値は全ていずれの組成でも100 容量%とな
る。
【0019】硬質物質により、なかんずく高合金鋼に比
べ成形体の耐食性が向上する。CaOとMgO はZrO2の安定
化に役立つ。本発明方法により、前記選択基準に留意す
るなら、鋳込成形を利用して各種性質を有する窒化ホウ
素含有成形体を製造し、エネルギー及び機器支出の多
い、従って高価なホットプレス又はホットアイソスタテ
ィックプレス成形を回避することが可能となる。
【0020】格別稠密な成形体を望む場合、ホットアイ
ソスタティック後圧縮が可能である。これは1600〜1900
℃、2000 barのAr雰囲気、保持時間30〜120 分、好まし
くは45〜60分で、試料表面をガラスで成端して行われ
る。本発明による材料から例えば分離リング、熱電対用
保護管、鋳込ノズル、ガラス産業用ライニング又は窯道
具を製造することができる。
【0021】
【実施例】以下の実施例が本発明を更に説明するのに役
立つ。 実施例1:窒化ホウ素20容量%とβ' サイアロン80容量
%とからなる成形体の製造 Si(Sicomill grade 2 KemaNord)469.2 gとAl2O
3 (CT 8000 、Alcoa.)51.6gとAlB12 (grade A 、H.
C.Starck)79.2gを300 gの水と混合する。これに液化
剤3g(Disperg 30(Lehmann & Voss )2.4 g、界面
活性剤Sequion NA40(Polygon Chemie)0.6 g)を加え
る。分散液のpH値を酢酸でpH 5.5に調整する。pH値が中
性点を超えるのを防止する緩衝剤(ギ酸エチルエステル
(Riedel deHaen)4.8 g)を添加する。このバッチを
ローラブロック上でゴム球を利用して15時間かけて完全
混合する。
【0022】この泥漿を石膏板上で鋳込んで厚さ26mmの
リングとする。成形時間は15分である。この未加工品を
150 ℃で乾燥し、次にN2雰囲気(800 mbar)の下1200〜
1400℃の温度勾配で70時間かけて窒化する。次に成形体
は1900℃、N2圧力100 bar で2時間焼成して混晶を生成
する。得られた成形体は理論密度100 %に対し20容量%
の窒化ホウ素を含有している。β' サイアロンはX値が
0.5 である。この成形体は密度が理論密度の77%に相当
し、弾性率が54.5 GPa、4点曲げ強さが54.4±2.4 MPa
である。熱伝導率は50℃のとき15.1 W/mK 、650 ℃のと
き9.9 W/mKである。1000℃における熱膨脹率は3.18×10
-6K -1である。この成形体は切削再加工することができ
る。
【0023】実施例2:窒化ホウ素20容量%とβ' サイ
アロン80容量%とからなる成形体の製造 実施例1の成形体をガラスに包み込み、1800℃、2000 b
arのAr雰囲気中で45分間ホットアイソスタティック後圧
縮する。得られた成形体は理論密度100 %に対し20容量
%の窒化ホウ素を含有している。β' サイアロンはX値
が0.5 である。この成形体は密度が理論密度の97%に相
当し、弾性率が156 GPa 、4点曲げ強さが195 ±8.4 MP
a である。1000℃における熱膨脹率は3.14×10-6K -1
ある。この成形体は湿式加工によって最終形状としなけ
ればならない。
【0024】実施例3:窒化ホウ素50容量%とβ' サイ
アロン50容量%とからなる分離リングの製造 Si(Sicomill grade 2 KemaNord)236.4 gとAl2O
3 (CT 8000 、Alcoa.)143.4 gとAlB12 (grade A 、
H.C.Starck)220.2 gを実施例1で述べたのと同様に成
形体へと処理し窒化し後焼成する。得られた成形体は理
論密度100 %に対し50容量%の窒化ホウ素を含有してい
る。β' サイアロンはX値が2.0 である。この成形体は
密度が理論密度の80%に相当し、弾性率が36.1 GPa、4
点曲げ強さが62.5±4.4 MPa である。1000℃における熱
膨脹率は3.15×10-6K -1である。この成形体は切削再加
工することができる。
【0025】実施例4:窒化ホウ素50容量%とβ' サイ
アロン50容量%とからなる分離リングの製造 実施例3の成形体をガラスに包み込み、1850℃、2000 b
arのAr雰囲気中で45分間ホットアイソスタティック後圧
縮する。得られた成形体は理論密度100 %に対し50容量
%の窒化ホウ素を含有している。β' サイアロンはX値
が2.0 である。この成形体は密度が理論密度の96%に相
当し、弾性率が62.5 GPa、4点曲げ強さが132 ±7.3 MP
a である。1000℃における熱膨脹率は3.30×10-6K -1
ある。
【0026】実施例5:窒化ホウ素33容量%とβ' サイ
アロン67容量%とからなる成形体の製造 Si(Sicomill grade 2 KemaNord)372.0 gとAl2O
3 (CT 8000 、Alcoa.)90.0gとAlB12 (grade A 、H.
C.Starck)138.0 gを実施例1で述べたのと同様に成形
体へと処理し窒化し後焼成する。得られた成形体は理論
密度100 %に対し33容量%の窒化ホウ素を含有してい
る。β' サイアロンはX値が1.0 である。この成形体は
密度が理論密度の77%に相当し、弾性率が30.0 GPa、4
点曲げ強さが47.4±5.7 MPa である。熱伝導率は50℃の
とき16.7 W/mK 、650 ℃のとき12.8 W/mK である。1000
℃における熱膨脹率は3.12×10-6K -1である。この成形
体は切削再加工することができる。
【0027】実施例6:窒化ホウ素33容量%とβ' サイ
アロン67容量%とからなる成形体の製造 実施例5の成形体をガラスに包み込み、1850℃、2000 b
arのAr雰囲気中で45分間ホットアイソスタティック後圧
縮する。得られた成形体は理論密度100 %に対し33容量
%の窒化ホウ素を含有している。β' サイアロンはX値
が1.0 である。この成形体は密度が理論密度の97%に相
当し、弾性率が104 GPa、4点曲げ強さが176 ±27.6 M
Paである。
【0028】実施例7:窒化ホウ素10容量%とβ' サイ
アロン90容量%とからなる成形体の製造 Si(Sicomill grade 2 KemaNord)544.8 gとAl2O
3 (CT 8000 、Alcoa.)18.0gとAlB12 (grade A 、H.
C.Starck)37.2gを実施例1で述べたのと同様に成形体
へと処理し窒化し後焼成する。得られた成形体は理論密
度100 %に対し10容量%の窒化ホウ素を含有している。
β' サイアロンはX値が0.2 である。この成形体は密度
が理論密度の77%に相当し、弾性率が65.0 GPa、4点曲
げ強さが71.2±2.8 MPa である。この成形体は切削再加
工することができる。
【0029】実施例8:窒化ホウ素10容量%とβ' サイ
アロン90容量%とからなる成形体の製造 実施例7の成形体をガラスに包み込み、1850℃、2000 b
arのAr雰囲気中で60分間ホットアイソスタティック後圧
縮する。得られた成形体は理論密度100 %に対し10容量
%の窒化ホウ素を含有している。β' サイアロンはX値
が0.2 である。この成形体は密度が理論密度の85%に相
当する。
【0030】実施例9:窒化ホウ素20容量%と(β' サ
イアロン+ZrO2)80容量%とからなる成形体の製造 Si(Sicomill grade 2 KemaNord)247.8 gとAl2O
3 (CT 8000 、Alcoa.)27.0gとAlB12 (grade A 、H.
C.Starck)41.4gとZrO2(不安定化、CC10 Projektor)
240.0 gとY2O3(99.9 % Auer-Remy)43.8gを実施例
1で述べたのと同様に成形体へと処理する。未加工品を
N2圧力10 bar、1200〜1350℃で6時間窒化し、次に1800
℃、N2圧力100 bar で焼成する。得られた成形体は理論
密度100 %に対し20容量%の窒化ホウ素を含有してい
る。この成形体は密度が理論密度の85%に相当する。
【0031】実施例10:窒化ホウ素20容量%と(β' サ
イアロン+ZrO2)80容量%とからなる成形体の製造 Si(Sicomill grade 2 KemaNord)247.8 gとAl2O
3 (CT 8000 、Alcoa.)27.0gとAlB12 (grade A 、H.
C.Starck)11.0gとCaB6(>30μm、ESK )20.4gとZr
O2(不安定化、CC10、Projektor )239.4 gとFe2O3 3.
0 gを270 gの蒸留水と混合し、実施例9で述べたのと
同様に成形体へと処理する。得られた成形体は理論密度
100 %に対し20容量%の窒化ホウ素を含有している。こ
の成形体は密度が理論密度の81%に相当する。
【0032】実施例11:窒化ホウ素10容量%と(β' サ
イアロン+YAG )80容量%とからなる成形体の製造 Si(Sicomill grade 2 KemaNord)469.8 gとAl2O
3 (CT 8000 、Alcoa.)51.0gとAlB12 (grade A 、H.
C.Starck)32.4gとY2O3(99.9%、Auer-Remy )46.8g
を、窒化に至るまで実施例1で述べたのと同様に成形体
へと処理する。混晶生成のための後焼成は1900℃で2時
間かけて行う。冷却時、1600℃の温度を4時間保持す
る。次に更に冷却する。1600℃で4時間の間にYAG (3Y2
O3×5Al2O3)が生成する。この成形体は密度が理論密度
の95%に相当する。
【0033】実施例12:窒化ホウ素20容量%と(β' サ
イアロン+YAG )80容量%とからなる成形体の製造 Si(Sicomill grade 2 KemaNord)171.0 gとAl2O
3 (CT 8000 、Alcoa.)277.2 gとAlB2(grade A 、H.
C.Starck)100.8 gとY2O3(99.9%、Auer-Remy )93.0
gを実施例11で述べたのと同様に成形体へと処理する。
Y2O3含量が高いので、理論密度の98%を有するこの成形
体は実施例11の成形体より密度が高い。
【0034】実施例13〜20の本発明によるβ' サイアロ
ン含有成形体を製造する秤量値と成形体の組成が表1に
まとめてある。実施例13〜20の成形体は実施例1で述べ
たのと同様に製造する。
【0035】
【表1】 実施例21:窒化ホウ素20容量%とSi2N2O 80 容量%とか
らなる成形体の製造 Si(Sicomill grade 2 KemaNord)261.6 gとAlB
12 (grade A 、H.C.Starck)13.8gとSiO2(>20μ
m、AKW )239.4 gとSiB682.2gを実施例1で述べたの
と同様に分離リングへと処理する。得られた成形体は理
論密度100 %に対し20容量%の窒化ホウ素を含有してい
る。この成形体は密度が理論密度の81%に相当する。
【0036】実施例22、23の本発明によるSi2N2O含有成
形体を製造する秤量値と成形体の組成が表2にまとめて
ある。実施例22、23の成形体は実施例1で述べたのと同
様に製造する。
【0037】
【表2】
【0038】以下、本発明の好適な実施態様を例示す
る。 1. 複合材料が付加的にβ' サイアロン又は酸窒化ケ
イ素分の50容量%までの更に別の耐火性硬質物質を含有
したことを特徴とする請求項1記載のセラミック複合材
料。
【0039】2. 前記別の耐火性硬質物質としてAl2O
3 、ムライト、ジルコニア、YAG(3Y2O3×5Al2O3)又は
酸化イットリウムの群から選定した1種又は複数種の物
質を用いることを特徴とする前項1記載のセラミック複
合材料。
【0040】3. 出発粉末としてケイ素、そしてSi
B4、SiB6、AlB2、AlB12 、CaB6及び/又は酸化ケイ素又
はアルミナの群から選定した1種又は複数種の物質を用
いることを特徴とする請求項2記載の方法。
【0041】4. 窒化を1000〜1410℃、N2圧力500 mb
ar〜30 bar、120 時間以内で行うことを特徴とする請求
項2又は前項3記載の方法。
【0042】5. 焼成処理を1500〜1900℃、N2圧力最
高100 bar で行うことを特徴とする請求項2、前項3及
び前項4記載の方法。
【0043】6. 成形体をホットアイソスタティック
プレス成形によって後圧縮することを特徴とする請求項
2、前項3、前項4及び前項5のいずれか1項記載の方
法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロレンツ・ジグル オーストリア国 アー−6600 ブライテン ヴァング、オベリート 5 (72)発明者 フーベルト・タラー ドイツ連邦共和国 デー−8960 ケンプテ ン、ドラハー・シュトラーセ 38

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 5〜60容量%の窒化ホウ素と40〜95容量
    %のβ' サイアロン又は40〜95容量%の酸窒化ケイ素と
    からなるセラミック複合材料。
  2. 【請求項2】 窒化ホウ素含有セラミック複合材料から
    成形体を製造する方法において、鋳込成形に適した選定
    した出発粉末の混合物を鋳込成形を介し最終輪郭に近い
    付形物とし、最終輪郭に近いこの付形物に、出発粉末混
    合物から窒化ホウ素及び窒化ケイ素を形成するため窒化
    を施し、次に混晶を生成するため焼成処理を行うことを
    特徴とする方法。
  3. 【請求項3】 窒化ホウ素含有成形体の製造方法におい
    て、窒化ホウ素を製造プロセスの間に生成することを特
    徴とする方法。
  4. 【請求項4】 窒化ホウ素含有成形体の製造方法におい
    て、窒化ホウ素を製造プロセスの間に反応焼結によって
    生成することを特徴とする方法。
JP4157279A 1991-06-20 1992-05-26 窒化ホウ素含有反応焼結複合材料を製造し又この複合材料から成形体を製造する方法及びこの方法により製造可能な窒化ホウ素含有複合材料 Pending JPH05201771A (ja)

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DE41-20-423-9 1991-06-20
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