JPH05279128A - 二硼化ジルコニウム複合焼結体 - Google Patents
二硼化ジルコニウム複合焼結体Info
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- JPH05279128A JPH05279128A JP4101617A JP10161792A JPH05279128A JP H05279128 A JPH05279128 A JP H05279128A JP 4101617 A JP4101617 A JP 4101617A JP 10161792 A JP10161792 A JP 10161792A JP H05279128 A JPH05279128 A JP H05279128A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高融点、高密度、耐酸化性、耐スポール性の大
なる二硼化ジルコニウム複合焼結体を提供する。 【構成】炭化ケイ素が１〜１０重量％、仮焼コークスが
３〜３５重量％、残部が実質的に二硼化ジルコニウムか
らなる二硼化ジルコニウム複合焼結体。
なる二硼化ジルコニウム複合焼結体を提供する。 【構成】炭化ケイ素が１〜１０重量％、仮焼コークスが
３〜３５重量％、残部が実質的に二硼化ジルコニウムか
らなる二硼化ジルコニウム複合焼結体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二硼化ジルコニウム
（ＺｒＢ2 ）複合焼結体に関する。
（ＺｒＢ2 ）複合焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に金属硼化物セラミックスは高融点
で高硬度、高強度、高耐食性の特徴を有し、従来から切
削工具、機械関係部品材料として用いられているが、実
際に実用化されているものの多くはチタンの硼化物であ
って、ジルコニウムの硼化物はほとんど実用化されてい
ないのが実状である。
で高硬度、高強度、高耐食性の特徴を有し、従来から切
削工具、機械関係部品材料として用いられているが、実
際に実用化されているものの多くはチタンの硼化物であ
って、ジルコニウムの硼化物はほとんど実用化されてい
ないのが実状である。
【０００３】ＺｒＢ2 質の複合材料として現在広く実用
化されているものはほとんどないが、特許などには種々
のものが提案されている。例えばケイ化物については、
特公昭３８−６０９８号にケイ化ジルコニウムが、また
米国特許第３７０５１１２号にＭｏＳｉ2 などが開示さ
れている。
化されているものはほとんどないが、特許などには種々
のものが提案されている。例えばケイ化物については、
特公昭３８−６０９８号にケイ化ジルコニウムが、また
米国特許第３７０５１１２号にＭｏＳｉ2 などが開示さ
れている。
【０００４】窒化物については、米国特許第３３０５３
７４号にＴａＮが開示されているが、これは高硬度材料
としてＺｒＢ2 、ＴｉＢ2 等に添加され、工具材料、装
飾材に応用されている。炭化物については、米国特許第
３７７５１３７号に炭化ケイ素（ＳｉＣ）が、米国特許
第３３２５３００号に炭化硼素（Ｂ4 Ｃ）やＳｉＣが、
開示されている。
７４号にＴａＮが開示されているが、これは高硬度材料
としてＺｒＢ2 、ＴｉＢ2 等に添加され、工具材料、装
飾材に応用されている。炭化物については、米国特許第
３７７５１３７号に炭化ケイ素（ＳｉＣ）が、米国特許
第３３２５３００号に炭化硼素（Ｂ4 Ｃ）やＳｉＣが、
開示されている。
【０００５】さらに窒化物と炭化物を併用する例につい
ては、米国特許第４１９９４８０号に、ＴｉＢ2 にＳｉ
ＣとＢＮを加えた耐火物が開示され、ＴｉＢ2 にかえて
ＺｒＢ2 が使用されることも開示されている。さらに酸
化物については、特公昭４７−３８０４８号にＺｒＯ2
との複合体などが開示されている。
ては、米国特許第４１９９４８０号に、ＴｉＢ2 にＳｉ
ＣとＢＮを加えた耐火物が開示され、ＴｉＢ2 にかえて
ＺｒＢ2 が使用されることも開示されている。さらに酸
化物については、特公昭４７−３８０４８号にＺｒＯ2
との複合体などが開示されている。
【０００６】さらに特開昭４７−３１８３１号、特開昭
５２−１００８４号、特開昭５７−３８３６５号等には
ＴｉＢ2 を主成分とする焼結体において六方晶系ＢＮや
ＡｌＮを副成分とするものや逆にＢＮを主成分としてＴ
ｉＢ2 やＺｒＢ2 を副成分として添加しているものなど
が、主に溶融金属容器または真空蒸発モーター等の非酸
化性雰囲気下での使用を目的にしたものとして開示され
ている。
５２−１００８４号、特開昭５７−３８３６５号等には
ＴｉＢ2 を主成分とする焼結体において六方晶系ＢＮや
ＡｌＮを副成分とするものや逆にＢＮを主成分としてＴ
ｉＢ2 やＺｒＢ2 を副成分として添加しているものなど
が、主に溶融金属容器または真空蒸発モーター等の非酸
化性雰囲気下での使用を目的にしたものとして開示され
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｓｉ系化合物
は高温雰囲気下での焼結で溶融または分解するため組織
が多孔質で結晶の粒成長が大きくなることが多く、その
ため強度も耐食性も充分でないことが多く、耐酸化性も
ＳｉＯ2 の皮膜としての効果が予想されるもののこれら
の副成分のみで空気中での使用には充分でない。
は高温雰囲気下での焼結で溶融または分解するため組織
が多孔質で結晶の粒成長が大きくなることが多く、その
ため強度も耐食性も充分でないことが多く、耐酸化性も
ＳｉＯ2 の皮膜としての効果が予想されるもののこれら
の副成分のみで空気中での使用には充分でない。
【０００８】窒化物については、高硬度、高強度の点で
は優れているが、高温耐食部材、発熱体、電極、誘導炉
用ルツボ等の高温酸化雰囲気下で使用する場合、耐酸化
性、耐スポール性、耐食性などの点で充分ではない。
は優れているが、高温耐食部材、発熱体、電極、誘導炉
用ルツボ等の高温酸化雰囲気下で使用する場合、耐酸化
性、耐スポール性、耐食性などの点で充分ではない。
【０００９】また、米国特許第３７７５１３７号に開示
されるＳｉＣのみの添加では耐酸化性の点で不充分であ
り、米国特許第３３２５３００号に開示されるＭｏＳｉ
2 ＋Ｂ4 Ｃ、ＭｏＳｉ2 ＋ＳｉＣ＋Ｂ4 Ｃの添加ではＭ
ｏＳｉ2 が焼結温度より低融点であり焼結中に融けて分
解したり、粒成長を促進するなど組織を多孔質化するた
め高密度化しにくく、耐酸化性も充分ではない。
されるＳｉＣのみの添加では耐酸化性の点で不充分であ
り、米国特許第３３２５３００号に開示されるＭｏＳｉ
2 ＋Ｂ4 Ｃ、ＭｏＳｉ2 ＋ＳｉＣ＋Ｂ4 Ｃの添加ではＭ
ｏＳｉ2 が焼結温度より低融点であり焼結中に融けて分
解したり、粒成長を促進するなど組織を多孔質化するた
め高密度化しにくく、耐酸化性も充分ではない。
【００１０】また、米国特許第４１９９４８０号に開示
されたものは、金属の真空蒸着用導電ボートであって、
この材料が使用される雰囲気は真空であり、この材料を
空気中で加熱すると酸化を受け易く、特にＴｉＢ2 系で
は酸化を受けて白色化する。さらに、この材料はＳｉＣ
が１５重量％より多いので、溶鋼などの溶融金属、溶融
スラグなどに対する耐食性において充分でなく、さら
に、還元性雰囲気中で使用されねばならず適切なもので
はない。
されたものは、金属の真空蒸着用導電ボートであって、
この材料が使用される雰囲気は真空であり、この材料を
空気中で加熱すると酸化を受け易く、特にＴｉＢ2 系で
は酸化を受けて白色化する。さらに、この材料はＳｉＣ
が１５重量％より多いので、溶鋼などの溶融金属、溶融
スラグなどに対する耐食性において充分でなく、さら
に、還元性雰囲気中で使用されねばならず適切なもので
はない。
【００１１】また、酸化物については正方晶ＺｒＯ2 の
転移強化による高強度、高靭性化を目的としたものであ
って、高温酸化雰囲気などで使用する場合には高強度、
高靭性化は正方晶ＺｒＯ2 の単斜晶への転移により低下
するおそれがあり、また耐酸化性、耐スポール性の点で
も充分なものではない。
転移強化による高強度、高靭性化を目的としたものであ
って、高温酸化雰囲気などで使用する場合には高強度、
高靭性化は正方晶ＺｒＯ2 の単斜晶への転移により低下
するおそれがあり、また耐酸化性、耐スポール性の点で
も充分なものではない。
【００１２】最後に、ＢＮは難焼結性であり、これを添
加した混合物では高密度化や耐酸化性は著しく低く、空
気中での使用には不適なものしか得られない。
加した混合物では高密度化や耐酸化性は著しく低く、空
気中での使用には不適なものしか得られない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】かかる点に鑑み、優れた
性質を備えていながらその特質を生かしきれず、極めて
限られた用途にしか実際に使われていないＺｒＢ2 焼結
体について従来の問題点を克服すべく研究を進めた結
果、優れた高密度、高強度、耐酸化性、耐食性、高靭性
さらに耐スポール性などの諸性能を兼ね備え、かつ、い
くつかについてはその特質を著しく向上せしめた焼結体
の開発に成功した。
性質を備えていながらその特質を生かしきれず、極めて
限られた用途にしか実際に使われていないＺｒＢ2 焼結
体について従来の問題点を克服すべく研究を進めた結
果、優れた高密度、高強度、耐酸化性、耐食性、高靭性
さらに耐スポール性などの諸性能を兼ね備え、かつ、い
くつかについてはその特質を著しく向上せしめた焼結体
の開発に成功した。
【００１４】かくして、本発明はＳｉＣが１〜１０重量
％、仮焼コークスが３〜３５重量％、残部が実質的にＺ
ｒＢ2 からなるＺｒＢ2 複合焼結体である。また、本発
明はＳｉＣが１〜１０重量％、仮焼コークスが３〜３５
重量％、Ｂ4 Ｃが１〜５重量％、残部が実質的にＺｒＢ
2 からなるＺｒＢ2 複合焼結体である。
％、仮焼コークスが３〜３５重量％、残部が実質的にＺ
ｒＢ2 からなるＺｒＢ2 複合焼結体である。また、本発
明はＳｉＣが１〜１０重量％、仮焼コークスが３〜３５
重量％、Ｂ4 Ｃが１〜５重量％、残部が実質的にＺｒＢ
2 からなるＺｒＢ2 複合焼結体である。
【００１５】本発明に用いるＺｒＢ2 は例えば酸化ジル
コニウム、酸化硼素、カーボンの混合物を高温で反応さ
せることによって得られる。本発明の焼結体の製造には
可及的に純度の高い原料を用いるのが好ましく、また粒
径も可及的に小さい粉末が好ましい。具体的には原料の
純度は９９％以上、平均粒径は５μｍ以下、特には１μ
ｍ以下のものが好ましい。
コニウム、酸化硼素、カーボンの混合物を高温で反応さ
せることによって得られる。本発明の焼結体の製造には
可及的に純度の高い原料を用いるのが好ましく、また粒
径も可及的に小さい粉末が好ましい。具体的には原料の
純度は９９％以上、平均粒径は５μｍ以下、特には１μ
ｍ以下のものが好ましい。
【００１６】本発明に用いる仮焼コークスは石油系、石
炭系、ピッチコークスのいずれかのコークスがよく、６
００℃以上１４００℃以下の温度で非酸化性の雰囲気で
焼成製造されたもので残留揮発分、残留灰分が１％以下
であることが望ましい。一般的に存在する残留揮発分の
多い不定形カーボン、黒鉛化度の高い揮発分・灰分の少
ない人造黒鉛や灰分・黒鉛化度の高い天然黒鉛は、焼結
体の高密度化、耐酸化性、耐スポール性等の特性を著し
く劣化するため本発明に用いることは好ましくない。黒
鉛化度が低く、残留揮発分、灰分の少ない特定の仮焼コ
ークスが望ましく、用いる仮焼コークスの粒径は２５μ
ｍ以下、好ましくは１０μｍ以下のものが適当である。
炭系、ピッチコークスのいずれかのコークスがよく、６
００℃以上１４００℃以下の温度で非酸化性の雰囲気で
焼成製造されたもので残留揮発分、残留灰分が１％以下
であることが望ましい。一般的に存在する残留揮発分の
多い不定形カーボン、黒鉛化度の高い揮発分・灰分の少
ない人造黒鉛や灰分・黒鉛化度の高い天然黒鉛は、焼結
体の高密度化、耐酸化性、耐スポール性等の特性を著し
く劣化するため本発明に用いることは好ましくない。黒
鉛化度が低く、残留揮発分、灰分の少ない特定の仮焼コ
ークスが望ましく、用いる仮焼コークスの粒径は２５μ
ｍ以下、好ましくは１０μｍ以下のものが適当である。
【００１７】本発明に用いるＳｉＣは可及的に純度の高
いものが好ましく、通常純度が９９％以上の粉末がよ
く、粒径は５μｍ以下、特に１μｍ以下のものが好まし
い。
いものが好ましく、通常純度が９９％以上の粉末がよ
く、粒径は５μｍ以下、特に１μｍ以下のものが好まし
い。
【００１８】原料混合物は通常ＳｉＣ等の微粉末を均一
に混合することにより調製するが、粉砕混合を目的とし
て超微粉砕してもよい。一般に混合原料の平均粒径は５
μｍ以下がよく、好ましくは平均粒径１μｍ以下を採用
する。
に混合することにより調製するが、粉砕混合を目的とし
て超微粉砕してもよい。一般に混合原料の平均粒径は５
μｍ以下がよく、好ましくは平均粒径１μｍ以下を採用
する。
【００１９】本発明の焼結体は、これらの混合物を例え
ば黒鉛型に充填し、真空中または中性または還元性の雰
囲気下で３５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下でホットプレスす
るかまたはＣＩＰにより成形し、真空または非酸化性雰
囲気中で行う常圧焼結や予備焼成ＨＩＰ（sinter-HIP）
やカプセルＨＩＰ（カプセル中に封入）して得ることが
できる。なお、焼成温度は１８００〜２１００℃、焼成
時間は３０分〜１時間程度が適当である。
ば黒鉛型に充填し、真空中または中性または還元性の雰
囲気下で３５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下でホットプレスす
るかまたはＣＩＰにより成形し、真空または非酸化性雰
囲気中で行う常圧焼結や予備焼成ＨＩＰ（sinter-HIP）
やカプセルＨＩＰ（カプセル中に封入）して得ることが
できる。なお、焼成温度は１８００〜２１００℃、焼成
時間は３０分〜１時間程度が適当である。
【００２０】本発明の焼結体におけるＳｉＣと仮焼コー
クスの含有量は、前者が１〜１０％、後者が３〜３５％
であり、残部が実質的にＺｒＢ2 からなっているもので
ある。副成分としてのＳｉＣ及び仮焼コークスは前者が
１％以上、後者が３％以上必要であるが、これはＳｉＣ
が１％未満では耐酸化性が充分ではなく高密度化も難し
くなり、仮焼コークスが３％未満では耐スポール性の特
徴が充分発揮されない恐れがある。
クスの含有量は、前者が１〜１０％、後者が３〜３５％
であり、残部が実質的にＺｒＢ2 からなっているもので
ある。副成分としてのＳｉＣ及び仮焼コークスは前者が
１％以上、後者が３％以上必要であるが、これはＳｉＣ
が１％未満では耐酸化性が充分ではなく高密度化も難し
くなり、仮焼コークスが３％未満では耐スポール性の特
徴が充分発揮されない恐れがある。
【００２１】一方、ＳｉＣと仮焼コークスは焼結体中に
おいて半分量程度まで存在せしめることが可能である
が、ＳｉＣと仮焼コークスの合計量が４５％を超えると
耐スポール性や耐食性の効果が発揮されず、あるいは焼
結が困難となって高密度品が得られなくなる恐れがある
ので、ＳｉＣと仮焼コークスの合計量としては５〜４５
％であることが好ましい。これらの範囲においてさらに
望ましい範囲はＳｉＣと仮焼コークスの合計量が１０〜
３０％であって、ＳｉＣと仮焼コークスの割合は前者を
５〜５０％、後者を９５〜５０％とするのが適当であ
る。
おいて半分量程度まで存在せしめることが可能である
が、ＳｉＣと仮焼コークスの合計量が４５％を超えると
耐スポール性や耐食性の効果が発揮されず、あるいは焼
結が困難となって高密度品が得られなくなる恐れがある
ので、ＳｉＣと仮焼コークスの合計量としては５〜４５
％であることが好ましい。これらの範囲においてさらに
望ましい範囲はＳｉＣと仮焼コークスの合計量が１０〜
３０％であって、ＳｉＣと仮焼コークスの割合は前者を
５〜５０％、後者を９５〜５０％とするのが適当であ
る。
【００２２】さらに高耐食性を必要とする用途特に溶鋼
や溶融スラグに対しての耐食性は、ＳｉＣが多くなると
悪くなるのでＳｉＣについては焼結体に対し、最大１０
％にとどめることが望ましく、特には３〜８％が適当で
ある。そして、仮焼コークスは３〜３５％が望ましく、
特には３〜２５％が適当である。
や溶融スラグに対しての耐食性は、ＳｉＣが多くなると
悪くなるのでＳｉＣについては焼結体に対し、最大１０
％にとどめることが望ましく、特には３〜８％が適当で
ある。そして、仮焼コークスは３〜３５％が望ましく、
特には３〜２５％が適当である。
【００２３】本発明の焼結体は、副成分としてのＳｉＣ
及び仮焼コークス、残部がＺｒＢ2の基本成分からなる
が、さらに焼結体中のＢ4 Ｃが１〜５％となるようにＢ
4 Ｃを含有せしめると、焼結体の耐酸化性の向上をもた
らすため好ましい。Ｂ4 Ｃが１％未満ではＳｉＣの酸化
により焼結体表面に生成されるＳｉＯ2 膜がもろく剥離
しやすく、５％を超えると耐熱性や耐食性が劣るため好
ましくなく、特には１．５〜３％が望ましい。
及び仮焼コークス、残部がＺｒＢ2の基本成分からなる
が、さらに焼結体中のＢ4 Ｃが１〜５％となるようにＢ
4 Ｃを含有せしめると、焼結体の耐酸化性の向上をもた
らすため好ましい。Ｂ4 Ｃが１％未満ではＳｉＣの酸化
により焼結体表面に生成されるＳｉＯ2 膜がもろく剥離
しやすく、５％を超えると耐熱性や耐食性が劣るため好
ましくなく、特には１．５〜３％が望ましい。
【００２４】なお、その他の成分は本発明の目的効果を
本質的に損なわない範囲において含まれていても勿論差
し支えないが、不可避的不純物を含めて可及的少量にと
どめることが望ましい。
本質的に損なわない範囲において含まれていても勿論差
し支えないが、不可避的不純物を含めて可及的少量にと
どめることが望ましい。
【００２５】
【作用】本発明において仮焼コークスは他の一般的に用
いられる不定形カーボン、人造黒鉛、天然黒鉛とは異な
り、黒鉛化度は低く、残留揮発分、灰分も極力少ないも
のであり、本来カーボンや黒鉛がもっている耐スポール
性を本発明では特定の仮焼コークスを用いることによっ
て高密度化し、耐食性や耐スポール性の効果をもたら
す。
いられる不定形カーボン、人造黒鉛、天然黒鉛とは異な
り、黒鉛化度は低く、残留揮発分、灰分も極力少ないも
のであり、本来カーボンや黒鉛がもっている耐スポール
性を本発明では特定の仮焼コークスを用いることによっ
て高密度化し、耐食性や耐スポール性の効果をもたら
す。
【００２６】また、ＳｉＣ及びＢ4 Ｃの存在は本発明の
焼結体において含有するカーボンやＺｒＢ2 の酸化を抑
制するためのものであり、使用下においてＳｉＣの酸化
によるＳｉＯ2 膜とＢ4 Ｃの酸化による高粘性のＢ2 Ｏ
3 −ＳｉＯ2 系の被膜が形成され、より耐酸化性が向上
する。
焼結体において含有するカーボンやＺｒＢ2 の酸化を抑
制するためのものであり、使用下においてＳｉＣの酸化
によるＳｉＯ2 膜とＢ4 Ｃの酸化による高粘性のＢ2 Ｏ
3 −ＳｉＯ2 系の被膜が形成され、より耐酸化性が向上
する。
【００２７】
実施例１ 原料としてＺｒＢ2 粉末（純度９９％、平均粒径 1μｍ
以下）を８８％、ＳｉＣ粉末（純度９９％、平均粒径１
μｍ以下）を２％、仮焼コークス（残留揮発分０．６
％、灰分０．４％、純度９９％、平均粒径５μｍ）１０
％を充分に混合粉砕すべくポットミルを使用し、エタノ
ール溶媒中でＳｉＣボールを用い２４時間粉砕混合し
た。得られた粉末からエバポレータでアルコールを除去
して充分乾燥し、平均粒径０．１５μｍの粉末を得た。
以下）を８８％、ＳｉＣ粉末（純度９９％、平均粒径１
μｍ以下）を２％、仮焼コークス（残留揮発分０．６
％、灰分０．４％、純度９９％、平均粒径５μｍ）１０
％を充分に混合粉砕すべくポットミルを使用し、エタノ
ール溶媒中でＳｉＣボールを用い２４時間粉砕混合し
た。得られた粉末からエバポレータでアルコールを除去
して充分乾燥し、平均粒径０．１５μｍの粉末を得た。
【００２８】この粉末を黒鉛鋳型に充填し、アルゴン雰
囲気で３５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下、２０００℃で３０
分間加熱して６０ｍｍφ×厚み１５ｍｍの焼結体を得
た。
囲気で３５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下、２０００℃で３０
分間加熱して６０ｍｍφ×厚み１５ｍｍの焼結体を得
た。
【００２９】焼結体の物性として、相対密度はアルキメ
デス法により測定した密度を理論密度で除して求めた。
曲げ強度はＪＩＳＲ１６０１「ファインセラミックスの
曲げ試験法」に基づいて測定した。耐酸化性は酸化性雰
囲気の電気炉中で１３００℃×１２時間での重量増加率
の程度で示した。耐スポール性は電気炉中で各温度に１
分間急熱し水中に急冷した試料の曲げ強度を測定し、強
度が急激に低下した試料の処理温度（℃）で表した。
デス法により測定した密度を理論密度で除して求めた。
曲げ強度はＪＩＳＲ１６０１「ファインセラミックスの
曲げ試験法」に基づいて測定した。耐酸化性は酸化性雰
囲気の電気炉中で１３００℃×１２時間での重量増加率
の程度で示した。耐スポール性は電気炉中で各温度に１
分間急熱し水中に急冷した試料の曲げ強度を測定し、強
度が急激に低下した試料の処理温度（℃）で表した。
【００３０】耐食性は各焼結体から外径１０ｍｍ、内径
５ｍｍ、高さ１０ｍｍ、深さ５ｍｍのルツボを予め作製
し、そのルツボ内に純鉄（９９．５％以上、残りカーボ
ン）、あるいはスラグ（ＣａＯ ６０％、ＳｉＯ2 ２
０％、Ａｌ2 Ｏ3 ８％、ＭｇＯ ８％、Ｆｅ2 Ｏ3
４％）を入れ、１６５０℃でアルゴン雰囲気下で４時間
高温に保って溶融させ、ルツボ材料の侵食量（変質層の
サイズ）（ｍｍ）で示した。比抵抗は曲げ試料片を用
い、４端子法で測定した。
５ｍｍ、高さ１０ｍｍ、深さ５ｍｍのルツボを予め作製
し、そのルツボ内に純鉄（９９．５％以上、残りカーボ
ン）、あるいはスラグ（ＣａＯ ６０％、ＳｉＯ2 ２
０％、Ａｌ2 Ｏ3 ８％、ＭｇＯ ８％、Ｆｅ2 Ｏ3
４％）を入れ、１６５０℃でアルゴン雰囲気下で４時間
高温に保って溶融させ、ルツボ材料の侵食量（変質層の
サイズ）（ｍｍ）で示した。比抵抗は曲げ試料片を用
い、４端子法で測定した。
【００３１】実施例２〜８及び比較例１〜３ 実施例１と同様のＺｒＢ2 、ＳｉＣ、仮焼コークス及び
必要に応じて加えたＢ4 Ｃ粉末を所定量、実施例１と同
様の黒鉛鋳型に入れ、表１に示す焼結条件（雰囲気アル
ゴン）で焼結して得た。
必要に応じて加えたＢ4 Ｃ粉末を所定量、実施例１と同
様の黒鉛鋳型に入れ、表１に示す焼結条件（雰囲気アル
ゴン）で焼結して得た。
【００３２】実施例９〜１２ 実施例２〜８で用いた粉末をラバープレスを用い２００
０ｋｇ／ｃｍ2 で成形し、アルゴン雰囲気下でそれぞれ
２０００〜２０５０℃で１時間常圧焼成し焼結体を得
た。
０ｋｇ／ｃｍ2 で成形し、アルゴン雰囲気下でそれぞれ
２０００〜２０５０℃で１時間常圧焼成し焼結体を得
た。
【００３３】実施例１〜１２及び比較例１〜３の焼結条
件、焼結体の分析値を表１に、焼結体の物性を表２にそ
れぞれ示す。
件、焼結体の分析値を表１に、焼結体の物性を表２にそ
れぞれ示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【発明の効果】本発明の焼結体は、前述したように高密
度で、耐酸化性、耐スポール性、高強度、耐食性に優れ
た導電性の焼結体であるため、特に空気中で使用する溶
鋼、溶融スラグ等の高温耐食部材、熱電対保護管、発熱
体、ルツボ等に最適であり、また、摩擦係数も小さいの
で、その他機械部品、摺動部材にも適用可能であり、Ｚ
ｒＢ2 焼結体の特質を発揮した種々の用途に使用できる
ものであって、その実用的価値は多大である。
度で、耐酸化性、耐スポール性、高強度、耐食性に優れ
た導電性の焼結体であるため、特に空気中で使用する溶
鋼、溶融スラグ等の高温耐食部材、熱電対保護管、発熱
体、ルツボ等に最適であり、また、摩擦係数も小さいの
で、その他機械部品、摺動部材にも適用可能であり、Ｚ
ｒＢ2 焼結体の特質を発揮した種々の用途に使用できる
ものであって、その実用的価値は多大である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二硼化ジルコニウム
（ＺｒＢ2 ）複合焼結体に関する。
（ＺｒＢ2 ）複合焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に金属硼化物セラミックスは高融点
で高硬度、高強度、高耐食性の特徴を有し、従来から切
削工具、機械関係部品材料として用いられているが、実
際に実用化されているものの多くはチタンの硼化物であ
って、ジルコニウムの硼化物はほとんど実用化されてい
ないのが実状である。
で高硬度、高強度、高耐食性の特徴を有し、従来から切
削工具、機械関係部品材料として用いられているが、実
際に実用化されているものの多くはチタンの硼化物であ
って、ジルコニウムの硼化物はほとんど実用化されてい
ないのが実状である。
【０００３】ＺｒＢ2 質の複合材料として現在広く実用
化されているものはほとんどないが、特許などには種々
のものが提案されている。例えばケイ化物については、
特公昭３８−６０９８号にケイ化ジルコニウムが、また
米国特許第３７０５１１２号にＭｏＳｉ2 などが開示さ
れている。
化されているものはほとんどないが、特許などには種々
のものが提案されている。例えばケイ化物については、
特公昭３８−６０９８号にケイ化ジルコニウムが、また
米国特許第３７０５１１２号にＭｏＳｉ2 などが開示さ
れている。
【０００４】窒化物については、米国特許第３３０５３
７４号にＴａＮが開示されているが、これは高硬度材料
としてＺｒＢ2 、ＴｉＢ2 等に添加され、工具材料、装
飾材に応用されている。炭化物については、米国特許第
３７７５１３７号に炭化ケイ素（ＳｉＣ）が、米国特許
第３３２５３００号に炭化硼素（Ｂ4 Ｃ）やＳｉＣが、
開示されている。
７４号にＴａＮが開示されているが、これは高硬度材料
としてＺｒＢ2 、ＴｉＢ2 等に添加され、工具材料、装
飾材に応用されている。炭化物については、米国特許第
３７７５１３７号に炭化ケイ素（ＳｉＣ）が、米国特許
第３３２５３００号に炭化硼素（Ｂ4 Ｃ）やＳｉＣが、
開示されている。
【０００５】さらに窒化物と炭化物を併用する例につい
ては、米国特許第４１９９４８０号に、ＴｉＢ2 にＳｉ
ＣとＢＮを加えた耐火物が開示され、ＴｉＢ2 にかえて
ＺｒＢ2 が使用されることも開示されている。さらに酸
化物については、特公昭４７−３８０４８号にＺｒＯ2
との複合体などが開示されている。
ては、米国特許第４１９９４８０号に、ＴｉＢ2 にＳｉ
ＣとＢＮを加えた耐火物が開示され、ＴｉＢ2 にかえて
ＺｒＢ2 が使用されることも開示されている。さらに酸
化物については、特公昭４７−３８０４８号にＺｒＯ2
との複合体などが開示されている。
【０００６】さらに特開昭４７−３１８３１号、特開昭
５２−１００８４号、特開昭５７−３８３６５号等には
ＴｉＢ2 を主成分とする焼結体において六方晶系ＢＮや
ＡｌＮを副成分とするものや逆にＢＮを主成分としてＴ
ｉＢ2 やＺｒＢ2 を副成分として添加しているものなど
が、主に溶融金属容器または真空蒸発モーター等の非酸
化性雰囲気下での使用を目的にしたものとして開示され
ている。
５２−１００８４号、特開昭５７−３８３６５号等には
ＴｉＢ2 を主成分とする焼結体において六方晶系ＢＮや
ＡｌＮを副成分とするものや逆にＢＮを主成分としてＴ
ｉＢ2 やＺｒＢ2 を副成分として添加しているものなど
が、主に溶融金属容器または真空蒸発モーター等の非酸
化性雰囲気下での使用を目的にしたものとして開示され
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｓｉ系化合物
は高温雰囲気下での焼結で溶融または分解するため組織
が多孔質で結晶の粒成長が大きくなることが多く、その
ため強度も耐食性も充分でないことが多く、耐酸化性も
ＳｉＯ2 の皮膜としての効果が予想されるもののこれら
の副成分のみで空気中での使用には充分でない。
は高温雰囲気下での焼結で溶融または分解するため組織
が多孔質で結晶の粒成長が大きくなることが多く、その
ため強度も耐食性も充分でないことが多く、耐酸化性も
ＳｉＯ2 の皮膜としての効果が予想されるもののこれら
の副成分のみで空気中での使用には充分でない。
【０００８】窒化物については、高硬度、高強度の点で
は優れているが、高温耐食部材、発熱体、電極、誘導炉
用ルツボ等の高温酸化雰囲気下で使用する場合、耐酸化
性、耐スポール性、耐食性などの点で充分ではない。
は優れているが、高温耐食部材、発熱体、電極、誘導炉
用ルツボ等の高温酸化雰囲気下で使用する場合、耐酸化
性、耐スポール性、耐食性などの点で充分ではない。
【０００９】また、米国特許第３７７５１３７号に開示
されるＳｉＣのみの添加では耐酸化性の点で不充分であ
り、米国特許第３３２５３００号に開示されるＭｏＳｉ
2 ＋Ｂ4 Ｃ、ＭｏＳｉ2 ＋ＳｉＣ＋Ｂ4 Ｃの添加ではＭ
ｏＳｉ2 が焼結温度より低融点であり焼結中に融けて分
解したり、粒成長を促進するなど組織を多孔質化するた
め高密度化しにくく、耐酸化性も充分ではない。
されるＳｉＣのみの添加では耐酸化性の点で不充分であ
り、米国特許第３３２５３００号に開示されるＭｏＳｉ
2 ＋Ｂ4 Ｃ、ＭｏＳｉ2 ＋ＳｉＣ＋Ｂ4 Ｃの添加ではＭ
ｏＳｉ2 が焼結温度より低融点であり焼結中に融けて分
解したり、粒成長を促進するなど組織を多孔質化するた
め高密度化しにくく、耐酸化性も充分ではない。
【００１０】また、米国特許第４１９９４８０号に開示
されたものは、金属の真空蒸着用導電ボートであって、
この材料が使用される雰囲気は真空であり、この材料を
空気中で加熱すると酸化を受け易く、特にＴｉＢ2 系で
は酸化を受けて白色化する。さらに、この材料はＳｉＣ
が１５重量％より多いので、溶鋼などの溶融金属、溶融
スラグなどに対する耐食性において充分でなく、さら
に、還元性雰囲気中で使用されねばならず適切なもので
はない。
されたものは、金属の真空蒸着用導電ボートであって、
この材料が使用される雰囲気は真空であり、この材料を
空気中で加熱すると酸化を受け易く、特にＴｉＢ2 系で
は酸化を受けて白色化する。さらに、この材料はＳｉＣ
が１５重量％より多いので、溶鋼などの溶融金属、溶融
スラグなどに対する耐食性において充分でなく、さら
に、還元性雰囲気中で使用されねばならず適切なもので
はない。
【００１１】また、酸化物については正方晶ＺｒＯ2 の
転移強化による高強度、高靭性化を目的としたものであ
って、高温酸化雰囲気などで使用する場合には高強度、
高靭性化は正方晶ＺｒＯ2 の単斜晶への転移により低下
するおそれがあり、また耐酸化性、耐スポール性の点で
も充分なものではない。
転移強化による高強度、高靭性化を目的としたものであ
って、高温酸化雰囲気などで使用する場合には高強度、
高靭性化は正方晶ＺｒＯ2 の単斜晶への転移により低下
するおそれがあり、また耐酸化性、耐スポール性の点で
も充分なものではない。
【００１２】最後に、ＢＮは難焼結性であり、これを添
加した混合物では高密度化や耐酸化性は著しく低く、空
気中での使用には不適なものしか得られない。
加した混合物では高密度化や耐酸化性は著しく低く、空
気中での使用には不適なものしか得られない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】かかる点に鑑み、優れた
性質を備えていながらその特質を生かしきれず、極めて
限られた用途にしか実際に使われていないＺｒＢ2 焼結
体について従来の問題点を克服すべく研究を進めた結
果、優れた高密度、高強度、耐酸化性、耐食性、高靭性
さらに耐スポール性などの諸性能を兼ね備え、かつ、い
くつかについてはその特質を著しく向上せしめた焼結体
の開発に成功した。
性質を備えていながらその特質を生かしきれず、極めて
限られた用途にしか実際に使われていないＺｒＢ2 焼結
体について従来の問題点を克服すべく研究を進めた結
果、優れた高密度、高強度、耐酸化性、耐食性、高靭性
さらに耐スポール性などの諸性能を兼ね備え、かつ、い
くつかについてはその特質を著しく向上せしめた焼結体
の開発に成功した。
【００１４】かくして、本発明はＳｉＣが１〜１０重量
％、仮焼コークスが３〜３５重量％、残部が実質的にＺ
ｒＢ2 からなるＺｒＢ2 複合焼結体である。また、本発
明はＳｉＣが１〜１０重量％、仮焼コークスが３〜３５
重量％、Ｂ4 Ｃが１〜５重量％、残部が実質的にＺｒＢ
2 からなるＺｒＢ2 複合焼結体である。
％、仮焼コークスが３〜３５重量％、残部が実質的にＺ
ｒＢ2 からなるＺｒＢ2 複合焼結体である。また、本発
明はＳｉＣが１〜１０重量％、仮焼コークスが３〜３５
重量％、Ｂ4 Ｃが１〜５重量％、残部が実質的にＺｒＢ
2 からなるＺｒＢ2 複合焼結体である。
【００１５】本発明に用いるＺｒＢ2 は例えば酸化ジル
コニウム、酸化硼素、カーボンの混合物を高温で反応さ
せることによって得られる。本発明の焼結体の製造には
可及的に純度の高い原料を用いるのが好ましく、また粒
径も可及的に小さい粉末が好ましい。具体的には原料の
純度は９９％以上、平均粒径は５μｍ以下、特には１μ
ｍ以下のものが好ましい。
コニウム、酸化硼素、カーボンの混合物を高温で反応さ
せることによって得られる。本発明の焼結体の製造には
可及的に純度の高い原料を用いるのが好ましく、また粒
径も可及的に小さい粉末が好ましい。具体的には原料の
純度は９９％以上、平均粒径は５μｍ以下、特には１μ
ｍ以下のものが好ましい。
【００１６】本発明に用いる仮焼コークスは石油系、石
炭系、ピッチコークスのいずれかのコークスがよく、６
００℃以上１４００℃以下の温度で非酸化性の雰囲気で
焼成製造されたもので残留揮発分、残留灰分が１％以下
であることが望ましい。一般的に存在する残留揮発分の
多い不定形カーボン、黒鉛化度の高い揮発分・灰分の少
ない人造黒鉛や灰分・黒鉛化度の高い天然黒鉛は、焼結
体の高密度化、耐酸化性、耐スポール性等の特性を著し
く劣化するため本発明に用いることは好ましくない。黒
鉛化度が低く、残留揮発分、灰分の少ない特定の仮焼コ
ークスが望ましく、用いる仮焼コークスの粒径は２５μ
ｍ以下、好ましくは１０μｍ以下のものが適当である。
炭系、ピッチコークスのいずれかのコークスがよく、６
００℃以上１４００℃以下の温度で非酸化性の雰囲気で
焼成製造されたもので残留揮発分、残留灰分が１％以下
であることが望ましい。一般的に存在する残留揮発分の
多い不定形カーボン、黒鉛化度の高い揮発分・灰分の少
ない人造黒鉛や灰分・黒鉛化度の高い天然黒鉛は、焼結
体の高密度化、耐酸化性、耐スポール性等の特性を著し
く劣化するため本発明に用いることは好ましくない。黒
鉛化度が低く、残留揮発分、灰分の少ない特定の仮焼コ
ークスが望ましく、用いる仮焼コークスの粒径は２５μ
ｍ以下、好ましくは１０μｍ以下のものが適当である。
【００１７】本発明に用いるＳｉＣは可及的に純度の高
いものが好ましく、通常純度が９９％以上の粉末がよ
く、粒径は５μｍ以下、特に１μｍ以下のものが好まし
い。
いものが好ましく、通常純度が９９％以上の粉末がよ
く、粒径は５μｍ以下、特に１μｍ以下のものが好まし
い。
【００１８】原料混合物は通常ＳｉＣ等の微粉末を均一
に混合することにより調製するが、粉砕混合を目的とし
て超微粉砕してもよい。一般に混合原料の平均粒径は５
μｍ以下がよく、好ましくは平均粒径１μｍ以下を採用
する。
に混合することにより調製するが、粉砕混合を目的とし
て超微粉砕してもよい。一般に混合原料の平均粒径は５
μｍ以下がよく、好ましくは平均粒径１μｍ以下を採用
する。
【００１９】本発明の焼結体は、これらの混合物を例え
ば黒鉛型に充填し、真空中または中性または還元性の雰
囲気下で３５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下でホットプレスす
るかまたはＣＩＰにより成形し、真空または非酸化性雰
囲気中で行う常圧焼結や予備焼成ＨＩＰ（sinter-HIP）
やカプセルＨＩＰ（カプセル中に封入）して得ることが
できる。なお、焼成温度は１８００〜２１００℃、焼成
時間は３０分〜１時間程度が適当である。
ば黒鉛型に充填し、真空中または中性または還元性の雰
囲気下で３５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下でホットプレスす
るかまたはＣＩＰにより成形し、真空または非酸化性雰
囲気中で行う常圧焼結や予備焼成ＨＩＰ（sinter-HIP）
やカプセルＨＩＰ（カプセル中に封入）して得ることが
できる。なお、焼成温度は１８００〜２１００℃、焼成
時間は３０分〜１時間程度が適当である。
【００２０】本発明の焼結体におけるＳｉＣと仮焼コー
クスの含有量は、前者が１〜１０％、後者が３〜３５％
であり、残部が実質的にＺｒＢ2 からなっているもので
ある。副成分としてのＳｉＣ及び仮焼コークスは前者が
１％以上、後者が３％以上必要であるが、これはＳｉＣ
が１％未満では耐酸化性が充分ではなく高密度化も難し
くなり、仮焼コークスが３％未満では耐スポール性の特
徴が充分発揮されない恐れがある。
クスの含有量は、前者が１〜１０％、後者が３〜３５％
であり、残部が実質的にＺｒＢ2 からなっているもので
ある。副成分としてのＳｉＣ及び仮焼コークスは前者が
１％以上、後者が３％以上必要であるが、これはＳｉＣ
が１％未満では耐酸化性が充分ではなく高密度化も難し
くなり、仮焼コークスが３％未満では耐スポール性の特
徴が充分発揮されない恐れがある。
【００２１】一方、ＳｉＣと仮焼コークスは焼結体中に
おいて半分量程度まで存在せしめることが可能である
が、ＳｉＣと仮焼コークスの合計量が４５％を超えると
耐スポール性や耐食性の効果が発揮されず、あるいは焼
結が困難となって高密度品が得られなくなる恐れがある
ので、ＳｉＣと仮焼コークスの合計量としては５〜４５
％であることが好ましい。これらの範囲においてさらに
望ましい範囲はＳｉＣと仮焼コークスの合計量が１０〜
３０％であって、ＳｉＣと仮焼コークスの割合は前者を
５〜５０％、後者を９５〜５０％とするのが適当であ
る。
おいて半分量程度まで存在せしめることが可能である
が、ＳｉＣと仮焼コークスの合計量が４５％を超えると
耐スポール性や耐食性の効果が発揮されず、あるいは焼
結が困難となって高密度品が得られなくなる恐れがある
ので、ＳｉＣと仮焼コークスの合計量としては５〜４５
％であることが好ましい。これらの範囲においてさらに
望ましい範囲はＳｉＣと仮焼コークスの合計量が１０〜
３０％であって、ＳｉＣと仮焼コークスの割合は前者を
５〜５０％、後者を９５〜５０％とするのが適当であ
る。
【００２２】さらに高耐食性を必要とする用途特に溶鋼
や溶融スラグに対しての耐食性は、ＳｉＣが多くなると
悪くなるのでＳｉＣについては焼結体に対し、最大１０
％にとどめることが望ましく、特には３〜８％が適当で
ある。そして、仮焼コークスは３〜３５％が望ましく、
特には３〜２５％が適当である。
や溶融スラグに対しての耐食性は、ＳｉＣが多くなると
悪くなるのでＳｉＣについては焼結体に対し、最大１０
％にとどめることが望ましく、特には３〜８％が適当で
ある。そして、仮焼コークスは３〜３５％が望ましく、
特には３〜２５％が適当である。
【００２３】本発明の焼結体は、副成分としてのＳｉＣ
及び仮焼コークス、残部がＺｒＢ2の基本成分からなる
が、さらに焼結体中のＢ4 Ｃが１〜５％となるようにＢ
4 Ｃを含有せしめると、焼結体の耐酸化性の向上をもた
らすため好ましい。Ｂ4 Ｃが１％未満ではＳｉＣの酸化
により焼結体表面に生成されるＳｉＯ2 膜がもろく剥離
しやすく、５％を超えると耐熱性や耐食性が劣るため好
ましくなく、特には１．５〜３％が望ましい。
及び仮焼コークス、残部がＺｒＢ2の基本成分からなる
が、さらに焼結体中のＢ4 Ｃが１〜５％となるようにＢ
4 Ｃを含有せしめると、焼結体の耐酸化性の向上をもた
らすため好ましい。Ｂ4 Ｃが１％未満ではＳｉＣの酸化
により焼結体表面に生成されるＳｉＯ2 膜がもろく剥離
しやすく、５％を超えると耐熱性や耐食性が劣るため好
ましくなく、特には１．５〜３％が望ましい。
【００２４】なお、その他の成分は本発明の目的効果を
本質的に損なわない範囲において含まれていても勿論差
し支えないが、不可避的不純物を含めて可及的少量にと
どめることが望ましい。
本質的に損なわない範囲において含まれていても勿論差
し支えないが、不可避的不純物を含めて可及的少量にと
どめることが望ましい。
【００２５】
【作用】本発明において仮焼コークスは他の一般的に用
いられる不定形カーボン、人造黒鉛、天然黒鉛とは異な
り、黒鉛化度は低く、残留揮発分、灰分も極力少ないも
のであり、本来カーボンや黒鉛がもっている耐スポール
性を本発明では特定の仮焼コークスを用いることによっ
て高密度化し、耐食性や耐スポール性の効果をもたら
す。
いられる不定形カーボン、人造黒鉛、天然黒鉛とは異な
り、黒鉛化度は低く、残留揮発分、灰分も極力少ないも
のであり、本来カーボンや黒鉛がもっている耐スポール
性を本発明では特定の仮焼コークスを用いることによっ
て高密度化し、耐食性や耐スポール性の効果をもたら
す。
【００２６】また、ＳｉＣ及びＢ4 Ｃの存在は本発明の
焼結体において含有するカーボンやＺｒＢ2 の酸化を抑
制するためのものであり、使用下においてＳｉＣの酸化
によるＳｉＯ2 膜とＢ4 Ｃの酸化による高粘性のＢ2 Ｏ
3 −ＳｉＯ2 系の被膜が形成され、より耐酸化性が向上
する。
焼結体において含有するカーボンやＺｒＢ2 の酸化を抑
制するためのものであり、使用下においてＳｉＣの酸化
によるＳｉＯ2 膜とＢ4 Ｃの酸化による高粘性のＢ2 Ｏ
3 −ＳｉＯ2 系の被膜が形成され、より耐酸化性が向上
する。
【００２７】
【実施例】 実施例１ 原料としてＺｒＢ2 粉末（純度９９％、平均粒径 1μｍ
以下）を８８％、ＳｉＣ粉末（純度９９％、平均粒径１
μｍ以下）を２％、仮焼コークス（残留揮発分０．６
％、灰分０．４％、純度９９％、平均粒径５μｍ）１０
％を充分に混合粉砕すべくポットミルを使用し、エタノ
ール溶媒中でＳｉＣボールを用い２４時間粉砕混合し
た。得られた粉末からエバポレータでアルコールを除去
して充分乾燥し、平均粒径０．１５μｍの粉末を得た。
以下）を８８％、ＳｉＣ粉末（純度９９％、平均粒径１
μｍ以下）を２％、仮焼コークス（残留揮発分０．６
％、灰分０．４％、純度９９％、平均粒径５μｍ）１０
％を充分に混合粉砕すべくポットミルを使用し、エタノ
ール溶媒中でＳｉＣボールを用い２４時間粉砕混合し
た。得られた粉末からエバポレータでアルコールを除去
して充分乾燥し、平均粒径０．１５μｍの粉末を得た。
【００２８】この粉末を黒鉛鋳型に充填し、アルゴン雰
囲気で３５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下、２０００℃で３０
分間加熱して６０ｍｍφ×厚み１５ｍｍの焼結体を得
た。
囲気で３５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下、２０００℃で３０
分間加熱して６０ｍｍφ×厚み１５ｍｍの焼結体を得
た。
【００２９】焼結体の物性として、相対密度はアルキメ
デス法により測定した密度を理論密度で除して求めた。
曲げ強度はＪＩＳＲ１６０１「ファインセラミックスの
曲げ試験法」に基づいて測定した。耐酸化性は酸化性雰
囲気の電気炉中で１３００℃×１２時間での重量増加率
の程度で示した。耐スポール性は電気炉中で各温度に１
分間急熱し水中に急冷した試料の曲げ強度を測定し、強
度が急激に低下した試料の処理温度（℃）で表した。
デス法により測定した密度を理論密度で除して求めた。
曲げ強度はＪＩＳＲ１６０１「ファインセラミックスの
曲げ試験法」に基づいて測定した。耐酸化性は酸化性雰
囲気の電気炉中で１３００℃×１２時間での重量増加率
の程度で示した。耐スポール性は電気炉中で各温度に１
分間急熱し水中に急冷した試料の曲げ強度を測定し、強
度が急激に低下した試料の処理温度（℃）で表した。
【００３０】耐食性は各焼結体から外径１０ｍｍ、内径
５ｍｍ、高さ１０ｍｍ、深さ５ｍｍのルツボを予め作製
し、そのルツボ内に純鉄（９９．５％以上、残りカーボ
ン）、あるいはスラグ（ＣａＯ ６０％、ＳｉＯ2 ２
０％、Ａｌ2 Ｏ3 ８％、ＭｇＯ ８％、Ｆｅ2 Ｏ3
４％）を入れ、１６５０℃でアルゴン雰囲気下で４時間
高温に保って溶融させ、ルツボ材料の侵食量（変質層の
サイズ）（ｍｍ）で示した。比抵抗は曲げ試料片を用
い、４端子法で測定した。
５ｍｍ、高さ１０ｍｍ、深さ５ｍｍのルツボを予め作製
し、そのルツボ内に純鉄（９９．５％以上、残りカーボ
ン）、あるいはスラグ（ＣａＯ ６０％、ＳｉＯ2 ２
０％、Ａｌ2 Ｏ3 ８％、ＭｇＯ ８％、Ｆｅ2 Ｏ3
４％）を入れ、１６５０℃でアルゴン雰囲気下で４時間
高温に保って溶融させ、ルツボ材料の侵食量（変質層の
サイズ）（ｍｍ）で示した。比抵抗は曲げ試料片を用
い、４端子法で測定した。
【００３１】実施例２〜８及び比較例１〜３ 実施例１と同様のＺｒＢ2 、ＳｉＣ、仮焼コークス及び
必要に応じて加えたＢ4 Ｃ粉末を所定量、実施例１と同
様の黒鉛鋳型に入れ、表１に示す焼結条件（雰囲気アル
ゴン）で焼結して得た。
必要に応じて加えたＢ4 Ｃ粉末を所定量、実施例１と同
様の黒鉛鋳型に入れ、表１に示す焼結条件（雰囲気アル
ゴン）で焼結して得た。
【００３２】実施例９〜１２ 実施例２〜８で用いた粉末をラバープレスを用い２００
０ｋｇ／ｃｍ2 で成形し、アルゴン雰囲気下でそれぞれ
２０００〜２０５０℃で１時間常圧焼成し焼結体を得
た。
０ｋｇ／ｃｍ2 で成形し、アルゴン雰囲気下でそれぞれ
２０００〜２０５０℃で１時間常圧焼成し焼結体を得
た。
【００３３】実施例１〜１２及び比較例１〜３の焼結条
件、焼結体の分析値を表１に、焼結体の物性を表２にそ
れぞれ示す。
件、焼結体の分析値を表１に、焼結体の物性を表２にそ
れぞれ示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【発明の効果】本発明の焼結体は、前述したように高密
度で、耐酸化性、耐スポール性、高強度、耐食性に優れ
た導電性の焼結体であるため、特に空気中で使用する溶
鋼、溶融スラグ等の高温耐食部材、熱電対保護管、発熱
体、ルツボ等に最適であり、また、摩擦係数も小さいの
で、その他機械部品、摺動部材にも適用可能であり、Ｚ
ｒＢ2 焼結体の特質を発揮した種々の用途に使用できる
ものであって、その実用的価値は多大である。
度で、耐酸化性、耐スポール性、高強度、耐食性に優れ
た導電性の焼結体であるため、特に空気中で使用する溶
鋼、溶融スラグ等の高温耐食部材、熱電対保護管、発熱
体、ルツボ等に最適であり、また、摩擦係数も小さいの
で、その他機械部品、摺動部材にも適用可能であり、Ｚ
ｒＢ2 焼結体の特質を発揮した種々の用途に使用できる
ものであって、その実用的価値は多大である。
Claims (3)
- 【請求項１】炭化ケイ素が１〜１０重量％、仮焼コーク
スが３〜３５重量％、残部が実質的に二硼化ジルコニウ
ムからなる二硼化ジルコニウム複合焼結体。 - 【請求項２】炭化ケイ素と仮焼コークスの合計量が、二
硼化ジルコニウム複合焼結体全量に対し５〜４５重量％
である請求項１の二硼化ジルコニウム複合焼結体。 - 【請求項３】炭化ケイ素が１〜１０重量％、仮焼コーク
スが３〜３５重量％、炭化硼素が１〜５重量％、残部が
実質的に二硼化ジルコニウムからなる二硼化ジルコニウ
ム複合焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4101617A JPH05279128A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 二硼化ジルコニウム複合焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4101617A JPH05279128A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 二硼化ジルコニウム複合焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279128A true JPH05279128A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=14305370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4101617A Withdrawn JPH05279128A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 二硼化ジルコニウム複合焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05279128A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100293186B1 (ko) * | 1996-06-10 | 2001-11-26 | 이구택 | 내침식성과 내열충격성이 우수한 지르코니움 다이보라이드소성재 |
| KR101144866B1 (ko) * | 2010-09-16 | 2012-05-14 | 한국기계연구원 | 지르코늄실리사이드군을 전구체로 하는 ＺｒＢ２-ＳｉＣ 가압소결 복합재료및 그 제조방법 |
| KR101466946B1 (ko) * | 2012-12-24 | 2014-12-03 | 한국세라믹기술원 | 열전도도가 개선된 지르코늄디보라이드-실리콘카바이드 복합소재의 제조방법 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4101617A patent/JPH05279128A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100293186B1 (ko) * | 1996-06-10 | 2001-11-26 | 이구택 | 내침식성과 내열충격성이 우수한 지르코니움 다이보라이드소성재 |
| KR101144866B1 (ko) * | 2010-09-16 | 2012-05-14 | 한국기계연구원 | 지르코늄실리사이드군을 전구체로 하는 ＺｒＢ２-ＳｉＣ 가압소결 복합재료및 그 제조방법 |
| KR101466946B1 (ko) * | 2012-12-24 | 2014-12-03 | 한국세라믹기술원 | 열전도도가 개선된 지르코늄디보라이드-실리콘카바이드 복합소재의 제조방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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