JPH05330925A - 導電性複合セラミックス - Google Patents

導電性複合セラミックス

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Publication number
JPH05330925A
JPH05330925A JP4136389A JP13638992A JPH05330925A JP H05330925 A JPH05330925 A JP H05330925A JP 4136389 A JP4136389 A JP 4136389A JP 13638992 A JP13638992 A JP 13638992A JP H05330925 A JPH05330925 A JP H05330925A
Authority
JP
Japan
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conductive composite
weight
silicon carbide
sintered
composite ceramics
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4136389A
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English (en)
Inventor
Yoshio Nakamura
好男 中村
Masatoshi Onishi
正俊 大西
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Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Ceramics Co Ltd filed Critical Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication of JPH05330925A publication Critical patent/JPH05330925A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電加工を可能として複雑形状の加工を容易
にし、かつ大型の焼結体の緻密度ならびに機械的強度を
確保し、構造材料として使用可能な大型の導電性複合セ
ラミックスを提供することを目的とする。 【構成】 ホウ化チタン30〜80重量%、酸化アルミ
ニウム3〜25重量%、酸化イットリウム0.2〜10
重量%、炭化珪素25〜65重量%から実質的になる混
合物で成形体を形成し、この成形体を不活性ガス雰囲気
中で1800〜2100℃の温度で焼結して成ることを
特徴とする導電性複合セラミックス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複雑形状の加工を容易
にし、かつ機械的強度を確保し構造材料として使用可能
な大型の導電性複合セラミックスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、導電性複合セラミックスは、機械
的強度、耐熱特性および耐蝕性に優れた炭化珪素質セラ
ミックスが用いられていたが、電気比抵抗が高いため導
電性が悪く、そのため放電加工ができず複雑形状の加工
が困難であった。最近、この炭化珪素質セラミックスに
ホウ化チタンを加えて導電性をもたらし放電加工を可能
とし、複雑な形状の加工を容易にできる方法が提案され
ている(特開平1-188473号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た炭化珪素ーホウ化チタンー酸化アルミニウム系の炭化
珪素質導電性セラミックスは、構造材料として使用可能
な大型のものを容易に得られないという問題があった。
すなわち、比較的形状の大きな成形体を焼結するに際し
て特性の均一な焼結体を得るためには、相対的に緩やか
な昇温プロセスと比較的高温の焼結温度で長時間保持す
る必要があり、このような高温、長時間の焼結プロセス
にしたがって焼結すると、成形体に対する焼結体の重量
減少が著しく大きくなり、そのため焼結体の緻密度、す
なわち機械的強度を確保できないという欠点があった。
【0004】本発明者等は、このような点に着目して鋭
意検討を進めたところ、上述の炭化珪素質導電性セラミ
ックスに、さらに、酸化イットリウムを焼結助剤として
添加することにより、焼結性が改善され大型の成形体を
長時間焼結しても成形体に対する焼結体の重量減少が抑
えられて高い緻密度の導電性複合セラミックスが得られ
ることを見出だした。
【0005】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
もので、放電加工を可能として複雑形状の加工を容易に
し、かつ大型の焼結体の緻密度ならびに機械的強度を確
保し、構造材料として使用可能な大型の導電性複合セラ
ミックスを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の導電性複合セラ
ミックスは、ホウ化チタン30〜80重量%、酸化アル
ミニウム3〜25重量%、酸化イットリウム0.2〜1
0重量%、炭化珪素25〜65重量%から実質的になる
混合物で成形体を形成し、この成形体を不活性ガス雰囲
気中で1800〜2100℃の温度で焼結して成ること
を特徴としている。
【0007】本発明において、ホウ化チタンを30〜8
0重量%としたのは、ホウ化チタンが30重量%未満で
あると焼結体の導電性に与える効果が低く、導電性の高
い放電加工可能な焼結体が得られないためである。一
方、ホウ化チタンが80重量%を超えると焼結性が低下
し、充分な機械的強度を有する焼結体が得られず、かつ
耐酸化性が低下するからである。
【0008】また酸化アルミニウムを3〜25重量%と
したのは、酸化アルミニウムが3重量%未満になると焼
結性が悪化し、機械的特性が低下してしまうためであ
る。一方、酸化アルミニウムが25重量%を超えるとそ
の焼結体の硬度など耐摩耗部材として重要な機械的特性
が低下するためである。
【0009】酸化イットリウムを0.2〜10重量%と
したのは、この範囲で本発明の特徴である緻密度の向上
が実現できるからである。本発明においては驚くべきこ
とに酸化イットリウムが0.2重量%という非常に少量
でも効果が認めら大型の成形体を長時間焼結しても成形
体に対する焼結体の重量減少が抑えられる。
【0010】なお、酸化イットリウム10重量%を超える
と逆に焼結体の密度が低下する傾向にあり、また耐磨耗
材として重要な特性である硬度が低下する傾向となるの
で好ましくない。
【0011】なお特性に影響を与えない範囲で他の成分
が少量添加されてもよい。
【0012】
【作用】炭化珪素ーホウ化チタンー酸化アルミニウム系
の炭化珪素質導電性セラミックスに酸化イットリウムを
焼結助剤として添加することにより、大型の成形体を長
時間焼結しても成形体に対する焼結体の重量減少が抑え
られ緻密な焼結体が得られる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0014】実施例1 平均粒径0.5μmのα型炭化珪素粉末44.8gと、
平均粒径1.5μmのホウ化チタン粉末44.8gと、
平均粒径0.02μmの酸化アルミニウム粉末10g
と、平均粒径0.05μmの酸化イットリウム粉末0.
4gと、バインダーとしてポリビニルアセテート1.2
5gを溶解したアセトン200mlとを、ポリエチレン製
のポットミルに入れ、炭化珪素製のボールを用いて、24
時間にわたって攪拌混合した。
【0015】つぎに、攪拌混合物を乾燥して溶媒を除去
し、60メッシュの篩を用いて造粒し、この造粒混合物
を金型プレスまたはラバープレスによって約50mm×5
0mm×6mm の板状に成形した。
【0016】この成形体をグラファイト容器に収納し、
アルゴンガス雰囲気下で室温から1900℃までに10時
間で昇温し、さらに1900℃の温度にて3時間保持し
て焼結し導電性複合セラミックスを得た。
【0017】得られた導電性複合セラミックスについ
て、相対密度、電気比抵抗および曲げ強さを測定した。
これらの測定結果を表1に示す。
【0018】電気比抵抗は4端子法によって測定した。
曲げ強さはJIS規格の形状に加工し室温における3点
曲げ強さによって測定した。
【0019】実施例2〜7 炭化珪素、ホウ化チタン、酸化アルミニウム、酸化イッ
トリウムの配合量を表1に示したように変えた以外は、
実施例1の場合と同様にし、導電性複合セラミックスを
得た。
【0020】得られた導電性複合セラミックスについ
て、相対密度、電気比抵抗および曲げ強さを実施例1の
場合と同じ条件で測定した。これらの測定結果を表1に
示す。 比較例1〜2 炭化珪素、ホウ化チタン、酸化アルミニウム、の配合量
を表1に示したように変え、かつ、酸化イットリウムを
添加しない以外は、実施例1の場合と同様にし、導電性
複合セラミックスを得た。
【0021】得られた導電性複合セラミックスについ
て、相対密度、電気比抵抗および曲げ強さを実施例1の
場合と同じ条件で測定した。これらの測定結果を表1に
示す。 比較例3 炭化珪素、ホウ化チタン、酸化アルミニウム、酸化イッ
トリウムの配合量を表1に示したように変えた以外は、
実施例1の場合と同様にし、導電性複合セラミックスを
得た。
【0022】得られた導電性複合セラミックスについ
て、相対密度、電気比抵抗および曲げ強さを実施例1の
場合と同じ条件で測定した。これらの測定結果を表1に
示す。
【表1】 表1から明らかなように、実施例1〜7は、(i) 電気比
抵抗を10-3Ωcm以下と小さくでき、(ii)95%以上
の相対密度を達成でき、(iii) 機械的強度たとえば曲げ
強さを600MPa 以上と大きくできる。これに比べて比
較例1〜2は、酸化イットリウムを添加しないため、95
%以上の相対密度が達成できず、機械的強度たとえば曲
げ強さが600MPa以下と小さい。また比較例3は、酸化イ
ットリウムを添加されているが、酸化アルミニウムが少
ないため焼結性が著しく劣っている。
【0023】なお、上述の実施例に使用された炭化珪素
はα型で、その粒径が 0.5μmとされているが、これに
限定されるものではない。しかしながら、導電性複合セ
ラミックスの機械的強度などを考慮すると、その粒径は
1μm以下であることが好ましい。酸化アルミニウム
は、必ずしも粉末として配合する必要がなく、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の形で
添加し、焼結までの過程で適宜な処理を施し酸化アルミ
ニウム(Al2 3 )に変換してもよい。
【0024】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、放
電加工を可能として複雑形状の加工を容易にし、かつ大
型の焼結体の緻密度ならびに機械的強度を確保し大型構
造材料として使用可能となる。
【0025】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホウ化チタン30〜80重量%、酸化ア
    ルミニウム3〜25重量%、酸化イットリウム0.2〜
    10重量%、炭化珪素25〜65重量%から実質的にな
    る混合物で成形体を形成し、この成形体を不活性ガス雰
    囲気中で、1800〜2100℃の温度で焼結して成る
    ことを特徴とする導電性複合セラミックス。
JP4136389A 1992-05-28 1992-05-28 導電性複合セラミックス Withdrawn JPH05330925A (ja)

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JP4136389A JPH05330925A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 導電性複合セラミックス

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JP4136389A JPH05330925A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 導電性複合セラミックス

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JPH05330925A true JPH05330925A (ja) 1993-12-14

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ID=15174020

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4136389A Withdrawn JPH05330925A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 導電性複合セラミックス

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101040761B1 (ko) * 2009-05-28 2011-06-10 한국과학기술연구원 저저항 탄화규소 소결체, 이의 조성물 및 이의 제조방법

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Effective date: 19990803