JPH06247771A - 窒化ほう素複合材料およびその製造方法 - Google Patents
窒化ほう素複合材料およびその製造方法Info
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- JPH06247771A JPH06247771A JP50A JP5974393A JPH06247771A JP H06247771 A JPH06247771 A JP H06247771A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 5974393 A JP5974393 A JP 5974393A JP H06247771 A JPH06247771 A JP H06247771A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温下で金属溶湯や溶融ガラスと接触する部
材として用いることのできる耐熱衝撃性、機械加工性な
どに優れた窒化ほう素複合材料を常圧焼結にて得ること
を目的とする。 【構成】 窒化ほう素粉末を主材料とし、Ａｌあるいは
Ｓｉの窒化物と、他の周期律表４ａ族元素の酸化物、ほ
う化物、炭化物の中から選ばれた１種以上のセラミック
スを秤量１し、これらを混合２した混合粉末を微粉砕処
理工程３で微粉砕し活性化処理して複合粉末を得た後、
この複合粉末表面を安定化処理４してから成形５し、次
いで成形体を非酸化性或いは不活性雰囲気下、常圧の熱
処理（焼成）工程６で処理して窒化ほう素複合材料を得
る。
材として用いることのできる耐熱衝撃性、機械加工性な
どに優れた窒化ほう素複合材料を常圧焼結にて得ること
を目的とする。 【構成】 窒化ほう素粉末を主材料とし、Ａｌあるいは
Ｓｉの窒化物と、他の周期律表４ａ族元素の酸化物、ほ
う化物、炭化物の中から選ばれた１種以上のセラミック
スを秤量１し、これらを混合２した混合粉末を微粉砕処
理工程３で微粉砕し活性化処理して複合粉末を得た後、
この複合粉末表面を安定化処理４してから成形５し、次
いで成形体を非酸化性或いは不活性雰囲気下、常圧の熱
処理（焼成）工程６で処理して窒化ほう素複合材料を得
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高温下で金属溶湯や
溶融ガラスと接触する部材として用いられる耐熱衝撃
性、耐濡れ性、機械加工性に優れた窒化ほう素複合材料
あるいは高温下で絶縁性を要求される機械構造部材とし
て用いられる窒化ほう素複合材料に係り、さらに詳しく
述べると、特に高温の金属溶湯や溶融ガラスなどの反応
性に富んだ条件下で耐濡れ性、耐反応性を要求される部
材、あるいは高温で電気絶縁性あるいは断熱性を要求さ
れる部材として使用され、かつ機械加工性に優れた窒化
ほう素複合材料およびその常圧焼結による製造方法に関
するものである。
溶融ガラスと接触する部材として用いられる耐熱衝撃
性、耐濡れ性、機械加工性に優れた窒化ほう素複合材料
あるいは高温下で絶縁性を要求される機械構造部材とし
て用いられる窒化ほう素複合材料に係り、さらに詳しく
述べると、特に高温の金属溶湯や溶融ガラスなどの反応
性に富んだ条件下で耐濡れ性、耐反応性を要求される部
材、あるいは高温で電気絶縁性あるいは断熱性を要求さ
れる部材として使用され、かつ機械加工性に優れた窒化
ほう素複合材料およびその常圧焼結による製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】窒化ほう素は、一般の酸化物セラミック
スと異なり、その結晶構造に起因して非常に難焼結性の
物質である。このため、高強度の窒化ほう素焼結体を得
るには、高温高圧下での熱処理を必要とし、大型化、有
形化が困難である。
スと異なり、その結晶構造に起因して非常に難焼結性の
物質である。このため、高強度の窒化ほう素焼結体を得
るには、高温高圧下での熱処理を必要とし、大型化、有
形化が困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、常圧焼結法によ
って高強度の窒化ほう素焼結体を得ようとすると、多量
の焼結助剤を必要とするが、この多量の助剤が高温度で
融解するという弊害があって、得られた焼結体は高温強
度が低下するという問題がある。従って、未だ常圧焼結
法によっては高強度の窒化ほう素焼結体を得るに至って
いないのが現状である。
って高強度の窒化ほう素焼結体を得ようとすると、多量
の焼結助剤を必要とするが、この多量の助剤が高温度で
融解するという弊害があって、得られた焼結体は高温強
度が低下するという問題がある。従って、未だ常圧焼結
法によっては高強度の窒化ほう素焼結体を得るに至って
いないのが現状である。
【０００４】本発明者らは、上記した問題点に鑑みて、
窒化ほう素が耐濡れ性、耐反応性、耐熱衝撃性や機械加
工性等にすぐれているという特徴を損なうことなく、ま
た多量の焼結助剤を添加することなくして、常圧焼結で
室温および高温において高強度を有する窒化ほう素複合
材料を得ることを目的とし、さらに微粉砕処理した混合
粉末の表面への酸素や水の吸着による経時変化を抑制す
るために、混合粉末をパラフィン系炭化水素あるいは芳
香族炭化水素で処理して粉末表面を安定化することをも
目的として鋭意検討した結果、この発明に至ったもので
ある。
窒化ほう素が耐濡れ性、耐反応性、耐熱衝撃性や機械加
工性等にすぐれているという特徴を損なうことなく、ま
た多量の焼結助剤を添加することなくして、常圧焼結で
室温および高温において高強度を有する窒化ほう素複合
材料を得ることを目的とし、さらに微粉砕処理した混合
粉末の表面への酸素や水の吸着による経時変化を抑制す
るために、混合粉末をパラフィン系炭化水素あるいは芳
香族炭化水素で処理して粉末表面を安定化することをも
目的として鋭意検討した結果、この発明に至ったもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は(1) 焼
結体中の窒化ほう素が５０容量％以上であり、Ａｌある
いはＳｉの窒化物と、さらに周期律表の４ａ族元素の酸
化物、ほう化物、炭化物の中から選ばれた１種以上のセ
ラミックスからなることを特徴とする窒化ほう素複合材
料。(2) 窒化ほう素粉末を主材料とし、他のセラミック
スとの混合粉末を乾式で微粉砕し、窒化ほう素粉末表面
に生成したほう素酸化物を爾後の成形および焼結工程に
おいて助剤として作用させることを特徴とする窒化ほう
素複合材料の製造方法。を提供するものである。
結体中の窒化ほう素が５０容量％以上であり、Ａｌある
いはＳｉの窒化物と、さらに周期律表の４ａ族元素の酸
化物、ほう化物、炭化物の中から選ばれた１種以上のセ
ラミックスからなることを特徴とする窒化ほう素複合材
料。(2) 窒化ほう素粉末を主材料とし、他のセラミック
スとの混合粉末を乾式で微粉砕し、窒化ほう素粉末表面
に生成したほう素酸化物を爾後の成形および焼結工程に
おいて助剤として作用させることを特徴とする窒化ほう
素複合材料の製造方法。を提供するものである。
【０００６】
【作用】上記したように、この発明は窒化ほう素粉末を
主材料とし、他のセラミックスとの混合粉末を乾式で微
粉砕処理することにより、混合粉末が非晶質化し、さら
に粉末表面が活性化されるため、特に多量の焼結助剤を
添加しなくても、常圧焼結法によって高強度な焼結体が
得られるのであり、また微粉砕処理によって粉体表面に
極めて均一にほう素酸化物が生成し、これが成形時のバ
インダーとして作用するので、特に成形バインダーを必
要としないという特徴がある。
主材料とし、他のセラミックスとの混合粉末を乾式で微
粉砕処理することにより、混合粉末が非晶質化し、さら
に粉末表面が活性化されるため、特に多量の焼結助剤を
添加しなくても、常圧焼結法によって高強度な焼結体が
得られるのであり、また微粉砕処理によって粉体表面に
極めて均一にほう素酸化物が生成し、これが成形時のバ
インダーとして作用するので、特に成形バインダーを必
要としないという特徴がある。
【０００７】さらに、窒化ほう素粉末にＡｌあるいはＳ
ｉの窒化物粉末を複合させることにより、微粉砕処理時
に窒化ほう素粉末表面に生成したほう素酸化物は熱処理
によって窒化されて窒化ほう素となり、ＡｌあるいはＳ
ｉの窒化物は酸化されて夫々Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 とな
って、焼結体中に極めて均一な分散が可能となり、高温
強度をも向上させることができる。さらに、窒化ほう素
をマトリックスとし、種々のセラミックスを分散複合す
ることにより、低熱膨張や導電性等を付与することがで
きるなどの特徴がある。また、微粉砕処理で粉末の表面
は活性化され、大気中の酸素や水分を吸着し、経時変化
をおこし、粉末の物性のばらつきが懸念されるが、この
発明では微粉砕処理で活性化した粉末をパラフィン系炭
化水素あるいは芳香族炭化水素にて処理することによ
り、該粉末表面を保護し、経時変化を抑制できるという
特徴を有している。
ｉの窒化物粉末を複合させることにより、微粉砕処理時
に窒化ほう素粉末表面に生成したほう素酸化物は熱処理
によって窒化されて窒化ほう素となり、ＡｌあるいはＳ
ｉの窒化物は酸化されて夫々Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 とな
って、焼結体中に極めて均一な分散が可能となり、高温
強度をも向上させることができる。さらに、窒化ほう素
をマトリックスとし、種々のセラミックスを分散複合す
ることにより、低熱膨張や導電性等を付与することがで
きるなどの特徴がある。また、微粉砕処理で粉末の表面
は活性化され、大気中の酸素や水分を吸着し、経時変化
をおこし、粉末の物性のばらつきが懸念されるが、この
発明では微粉砕処理で活性化した粉末をパラフィン系炭
化水素あるいは芳香族炭化水素にて処理することによ
り、該粉末表面を保護し、経時変化を抑制できるという
特徴を有している。
【０００８】この発明で使用する窒化ほう素粉末の二次
粒径は５μｍ以下が好ましく、一次粒子は０．５μｍ
（好ましくは０．０５μｍ）が適当である。また、窒化
ほう素粉末は結晶化が進んでいないものほど好ましい
が、不純物としての酸素は１０重量％以下であることが
好ましい。
粒径は５μｍ以下が好ましく、一次粒子は０．５μｍ
（好ましくは０．０５μｍ）が適当である。また、窒化
ほう素粉末は結晶化が進んでいないものほど好ましい
が、不純物としての酸素は１０重量％以下であることが
好ましい。
【０００９】ＡｌあるいはＳｉの窒化物粉末は、単独も
しくは混合して用いるが、粉末の粒径は５μｍ以下、好
ましくは１μｍ以下が適当である。また、その使用量は
全混合粉末に対して１０〜５０容量％（好ましくは１５
〜４０容量％）の範囲が好ましい。これはＡｌあるいは
Ｓｉの窒化物粉末が１０容量％以下では、粉体処理中に
生成するほう素酸化物を全て窒化することができず、従
って熱処理して得た複合材料中にほう素酸化物が残留す
ることとなって、複合材料の高温強度が低下するという
問題が生じ、また５０容量％以上では得られた複合材料
の耐熱衝撃性、耐濡れ性、機械加工性などが悪くなるた
めである。
しくは混合して用いるが、粉末の粒径は５μｍ以下、好
ましくは１μｍ以下が適当である。また、その使用量は
全混合粉末に対して１０〜５０容量％（好ましくは１５
〜４０容量％）の範囲が好ましい。これはＡｌあるいは
Ｓｉの窒化物粉末が１０容量％以下では、粉体処理中に
生成するほう素酸化物を全て窒化することができず、従
って熱処理して得た複合材料中にほう素酸化物が残留す
ることとなって、複合材料の高温強度が低下するという
問題が生じ、また５０容量％以上では得られた複合材料
の耐熱衝撃性、耐濡れ性、機械加工性などが悪くなるた
めである。
【００１０】ＡｌあるいはＳｉの窒化物以外に用いるセ
ラミックスとしては、元素の周期律表の４ａ族元素の酸
化物、窒化物、ほう化物の中から選ばれた１種以上を用
いればよく、夫々の粉末の粒径は５μｍ以下（好ましく
は１μｍ以下）が適当である。これらセラミックス粉末
は各々単独で用いても、混合して用いてもよいが、その
量は全混合粉末に対して２０〜５０容量％（好ましくは
１０〜４０容量％）が適当である。これは２０容量％以
下では複合したことによる特性の付与が認められず、ま
た５０容量％以上では耐熱衝撃性、耐濡れ性、機械加工
性などが劣るためである。
ラミックスとしては、元素の周期律表の４ａ族元素の酸
化物、窒化物、ほう化物の中から選ばれた１種以上を用
いればよく、夫々の粉末の粒径は５μｍ以下（好ましく
は１μｍ以下）が適当である。これらセラミックス粉末
は各々単独で用いても、混合して用いてもよいが、その
量は全混合粉末に対して２０〜５０容量％（好ましくは
１０〜４０容量％）が適当である。これは２０容量％以
下では複合したことによる特性の付与が認められず、ま
た５０容量％以上では耐熱衝撃性、耐濡れ性、機械加工
性などが劣るためである。
【００１１】さらに、使用するセラミックスの種類によ
って、得られる複合材料の有する特性は異なり、例えば
導電性を要求される場合には、周期律表４ａ族元素のほ
う化物（ＺｒＢ2 、ＴｉＢ2 など) を２０〜４０容量％
混合するのが好ましく、また低熱伝導性が要求される場
合には４ａ族元素の酸化物( ＺｒＯ2 、ＳｉＯ2 など）
を２０〜４０容量％混合するのが好ましい。
って、得られる複合材料の有する特性は異なり、例えば
導電性を要求される場合には、周期律表４ａ族元素のほ
う化物（ＺｒＢ2 、ＴｉＢ2 など) を２０〜４０容量％
混合するのが好ましく、また低熱伝導性が要求される場
合には４ａ族元素の酸化物( ＺｒＯ2 、ＳｉＯ2 など）
を２０〜４０容量％混合するのが好ましい。
【００１２】配合した材料をボールミルで微粉砕処理
し、活性化した混合粉末の表面を安定化し、経時変化を
防止するための表面安定化物質としては、水酸基を含ま
ない炭化水素であって、常温で液体であり揮発性の高
い、分子量が７０〜１００の例えば、ヘキサン、ヘプタ
ンのようなパラフィン系炭化水素あるいはベンゼン、ト
ルエンのような芳香族炭化水素が好ましい。
し、活性化した混合粉末の表面を安定化し、経時変化を
防止するための表面安定化物質としては、水酸基を含ま
ない炭化水素であって、常温で液体であり揮発性の高
い、分子量が７０〜１００の例えば、ヘキサン、ヘプタ
ンのようなパラフィン系炭化水素あるいはベンゼン、ト
ルエンのような芳香族炭化水素が好ましい。
【００１３】次に、この発明の窒化ほう素複合材料の製
造方法を図１に示す製造工程図に基づいて説明すると、
窒化ほう素粉末と窒化アルミニウム粉末および周期律表
４ａ族元素のほう化物、酸化物、窒化物などの粉末の所
定量を秤量１し、混合２する。次いでこの混合粉末をア
ルミナ製容器内にジルコニアボールとともに充填し、３
の微粉砕処理工程で所定時間加振して混合および微粉砕
処理して複合粉末を得る。この微粉砕処理した複合粉末
を、次いでヘキサン（パラフィン系炭化水素）の入った
容器内で攪拌したのち、乾燥し、複合粉末表面を安定化
処理４させる。その後、安定化処理した複合粉末を金型
内に充填し、成形圧力５０〜１５０ＭＰａで一軸加圧成
形するか、ゴム形内で静水圧成形５して所定形状の成形
体を得る。次いで、この成形体を窒素ガスによる非酸化
性雰囲気あるいはアルゴンガスの不活性雰囲気とした炉
内で常圧で１６７３〜２０７３Ｋで熱処理（焼成）６す
ることにより窒化ほう素複合材料７が得られる。
造方法を図１に示す製造工程図に基づいて説明すると、
窒化ほう素粉末と窒化アルミニウム粉末および周期律表
４ａ族元素のほう化物、酸化物、窒化物などの粉末の所
定量を秤量１し、混合２する。次いでこの混合粉末をア
ルミナ製容器内にジルコニアボールとともに充填し、３
の微粉砕処理工程で所定時間加振して混合および微粉砕
処理して複合粉末を得る。この微粉砕処理した複合粉末
を、次いでヘキサン（パラフィン系炭化水素）の入った
容器内で攪拌したのち、乾燥し、複合粉末表面を安定化
処理４させる。その後、安定化処理した複合粉末を金型
内に充填し、成形圧力５０〜１５０ＭＰａで一軸加圧成
形するか、ゴム形内で静水圧成形５して所定形状の成形
体を得る。次いで、この成形体を窒素ガスによる非酸化
性雰囲気あるいはアルゴンガスの不活性雰囲気とした炉
内で常圧で１６７３〜２０７３Ｋで熱処理（焼成）６す
ることにより窒化ほう素複合材料７が得られる。
【００１４】図２（ａ）はこの発明において、窒化ほう
素粉末１１ａ、窒化アルミニウム粉末１２ａの混合粉末
を微粉砕処理することにより、窒化ほう素粉末１１ａ表
面にほう素酸化物１３ａが生成することを示す模式図で
あり、図２（ｂ）は図２（ａ）の状態の混合微粉末を熱
処理して得られる窒化ほう素複合体Ａの構造を示す模式
図であって、１１は窒化ほう素、１２は窒化アルミニウ
ムであり、１３が酸化アルミニウム層である。この図か
ら、この発明の窒化ほう素複合材料の製造においては、
特に多量の焼結助剤を添加する必要のないことが認めら
れる。
素粉末１１ａ、窒化アルミニウム粉末１２ａの混合粉末
を微粉砕処理することにより、窒化ほう素粉末１１ａ表
面にほう素酸化物１３ａが生成することを示す模式図で
あり、図２（ｂ）は図２（ａ）の状態の混合微粉末を熱
処理して得られる窒化ほう素複合体Ａの構造を示す模式
図であって、１１は窒化ほう素、１２は窒化アルミニウ
ムであり、１３が酸化アルミニウム層である。この図か
ら、この発明の窒化ほう素複合材料の製造においては、
特に多量の焼結助剤を添加する必要のないことが認めら
れる。
【００１５】上記したように、この発明の窒化ほう素複
合材料の製造方法によれば、多量の焼結助剤を用いない
ため高温強度に優れた複合材料を得ることができる。ま
た、静水圧成形が行えるため、大型化、有形化が容易で
あり、非酸化性または不活性雰囲気中での常圧焼結によ
って製造可能であるなどの特徴がある。さらに、種々の
セラミックスを複合することにより、窒化ほう素の特徴
を損なうことなく様々な特性を付与することができる。
合材料の製造方法によれば、多量の焼結助剤を用いない
ため高温強度に優れた複合材料を得ることができる。ま
た、静水圧成形が行えるため、大型化、有形化が容易で
あり、非酸化性または不活性雰囲気中での常圧焼結によ
って製造可能であるなどの特徴がある。さらに、種々の
セラミックスを複合することにより、窒化ほう素の特徴
を損なうことなく様々な特性を付与することができる。
【００１６】例えば、常圧焼結により得られたＢＮ９４
〜９５％、Ｂ2 Ｏ3 ３〜４％、ＣａＯ１〜２％の化学組
成を有する市販の窒化ほう素材料（以下、市販品とい
う）の曲げ強さは４０ＭＰａ以下であるのに対して、こ
の発明の窒化ほう素複合材料のそれは５０ＭＰａ以上と
ホットプレス焼結で得た市販の複合材料に匹敵する。ま
た、市販品の熱伝導率は１０Ｗ／ｍ・Ｋ程度であるが、
この発明の複合材料では熱伝導率が１０〜３０Ｗ／ｍ・
Ｋと高熱伝導であることが特徴である。さらに、上記市
販品は優れた電気絶縁材料であるのに対し、この発明で
得られる複合材料のうち、ほう化物を複合した材料は１
００Ωｃｍ以上の導電性を付与させることができる。
〜９５％、Ｂ2 Ｏ3 ３〜４％、ＣａＯ１〜２％の化学組
成を有する市販の窒化ほう素材料（以下、市販品とい
う）の曲げ強さは４０ＭＰａ以下であるのに対して、こ
の発明の窒化ほう素複合材料のそれは５０ＭＰａ以上と
ホットプレス焼結で得た市販の複合材料に匹敵する。ま
た、市販品の熱伝導率は１０Ｗ／ｍ・Ｋ程度であるが、
この発明の複合材料では熱伝導率が１０〜３０Ｗ／ｍ・
Ｋと高熱伝導であることが特徴である。さらに、上記市
販品は優れた電気絶縁材料であるのに対し、この発明で
得られる複合材料のうち、ほう化物を複合した材料は１
００Ωｃｍ以上の導電性を付与させることができる。
【００１７】
【実施例】次にこの発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例１ 粒径１μｍ以下の窒化ほう素粉末に、全混合粉末に対し
て粒径５μｍ以下の窒化アルミニウムと酸化イットリウ
ム、ほう化チタニウムやほう化ジルコニウムあるいは酸
化ジルコニウム等を表１に示す割合で１０種類配合し、
それらについて夫々ジルコニアボールとともに振動ボー
ルミルに入れて２４時間混合微粉砕を行い、複合粉末を
得た。次に、これらの複合粉末の表面を安定化させるた
めに、複合粉末をノルマルヘキサン（パラフィン系炭化
水素）の入った容器内で攪拌処理したのち、乾燥した。
その後この複合粉末を金型に充填し、６０〜１００ＭＰ
ａの圧力で所要形状に成形した。かくして得られた成形
体は、次に窒素ガスあるいはアルゴンガス雰囲気とした
炉内で常圧で１６７３〜２０７３Ｋの温度範囲で熱処理
（焼結）を行って窒化ほう素複合材料を得た。得られた
窒化ほう素複合材料について、３点曲げ強さ、熱膨張係
数、熱伝導率などの物性測定を行った。その結果は表１
に示した。
る。 実施例１ 粒径１μｍ以下の窒化ほう素粉末に、全混合粉末に対し
て粒径５μｍ以下の窒化アルミニウムと酸化イットリウ
ム、ほう化チタニウムやほう化ジルコニウムあるいは酸
化ジルコニウム等を表１に示す割合で１０種類配合し、
それらについて夫々ジルコニアボールとともに振動ボー
ルミルに入れて２４時間混合微粉砕を行い、複合粉末を
得た。次に、これらの複合粉末の表面を安定化させるた
めに、複合粉末をノルマルヘキサン（パラフィン系炭化
水素）の入った容器内で攪拌処理したのち、乾燥した。
その後この複合粉末を金型に充填し、６０〜１００ＭＰ
ａの圧力で所要形状に成形した。かくして得られた成形
体は、次に窒素ガスあるいはアルゴンガス雰囲気とした
炉内で常圧で１６７３〜２０７３Ｋの温度範囲で熱処理
（焼結）を行って窒化ほう素複合材料を得た。得られた
窒化ほう素複合材料について、３点曲げ強さ、熱膨張係
数、熱伝導率などの物性測定を行った。その結果は表１
に示した。
【００１８】
【表１】
【００１９】実施例２ 実施例１で得た窒化ほう素複合材料のうち、表１のＮo.
１、３、５にて得たものについて、室温から１５７３Ｋ
までの熱膨張係数を測定した。その結果は図３に示し
た。なお、比較として上記した市販品の窒化ほう素材料
の測定値を示したが、この発明の窒化ほう素複合材料は
窒化アルミニウムを複合しているにも拘らず市販品とほ
ぼ同等の数値が得られることが認められた。また、この
発明で得られる窒化ほう素複合材料において、窒化アル
ミニウムの添加量と熱処理（焼成）温度が曲げ強さに及
ぼす影響を多くの実施例からみたところ、図４の結果が
得られた。即ち、図４から曲げ強さは窒化アルミニウム
量が１０容量％以下では低下し、また熱処理温度が余り
高くなると低下することを示している。このことから、
窒化アルミニウムなどの窒化物の添加量は１０容量％以
上が好ましく、熱処理温度は１６７３〜２０７３Ｋの範
囲が適当であることが認められる。
１、３、５にて得たものについて、室温から１５７３Ｋ
までの熱膨張係数を測定した。その結果は図３に示し
た。なお、比較として上記した市販品の窒化ほう素材料
の測定値を示したが、この発明の窒化ほう素複合材料は
窒化アルミニウムを複合しているにも拘らず市販品とほ
ぼ同等の数値が得られることが認められた。また、この
発明で得られる窒化ほう素複合材料において、窒化アル
ミニウムの添加量と熱処理（焼成）温度が曲げ強さに及
ぼす影響を多くの実施例からみたところ、図４の結果が
得られた。即ち、図４から曲げ強さは窒化アルミニウム
量が１０容量％以下では低下し、また熱処理温度が余り
高くなると低下することを示している。このことから、
窒化アルミニウムなどの窒化物の添加量は１０容量％以
上が好ましく、熱処理温度は１６７３〜２０７３Ｋの範
囲が適当であることが認められる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の窒化ほ
う素複合材料は窒化ほう素粉末を主材料とし、Ａｌある
いはＳｉの窒化物と、他の周期律表の４ａ族元素の酸化
物、ほう化物、炭化物の中から選ばれた１種以上のセラ
ミックスとを用い、これらの混合粉末を乾式で微粉砕処
理して表面が活性化した混合微粉末を得、次いでこの混
合微粉末の活性な表面をパラフィン系炭化水素などで安
定化処理してから成形、常圧熱処理することにより得る
ものであり、これによって多量の焼結助剤を用いること
なく、しかも常圧の熱処理で高温強度を有し、耐熱衝撃
性、耐濡れ性、機械加工性に優れた窒化ほう素複合材料
が得られるのである。
う素複合材料は窒化ほう素粉末を主材料とし、Ａｌある
いはＳｉの窒化物と、他の周期律表の４ａ族元素の酸化
物、ほう化物、炭化物の中から選ばれた１種以上のセラ
ミックスとを用い、これらの混合粉末を乾式で微粉砕処
理して表面が活性化した混合微粉末を得、次いでこの混
合微粉末の活性な表面をパラフィン系炭化水素などで安
定化処理してから成形、常圧熱処理することにより得る
ものであり、これによって多量の焼結助剤を用いること
なく、しかも常圧の熱処理で高温強度を有し、耐熱衝撃
性、耐濡れ性、機械加工性に優れた窒化ほう素複合材料
が得られるのである。
【図１】この発明の窒化ほう素複合材料の製造工程を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】（ａ）はこの発明の窒化ほう素複合材料の製造
における混合粉末の微粉砕処理後の混合微粉末の状態を
示す模式図であり、（ｂ）は熱処理後の複合材料の状態
を示す模式図である。
における混合粉末の微粉砕処理後の混合微粉末の状態を
示す模式図であり、（ｂ）は熱処理後の複合材料の状態
を示す模式図である。
【図３】この発明の窒化ほう素複合材料の熱処理温度と
熱膨張係数の関係を示す線図である。
熱膨張係数の関係を示す線図である。
【図４】この発明の窒化ほう素複合材料の製造における
窒化アルミニウムの添加量、熱処理温度と曲げ強さの関
係を示す線図である。
窒化アルミニウムの添加量、熱処理温度と曲げ強さの関
係を示す線図である。
Ａ 窒化ほう素複合体 １１ 窒化ほう素 １２ 窒化アルミニウム １３ 酸化アルミニウム
Claims (4)
- 【請求項１】 焼結体中の窒化ほう素が５０容量％以上
であり、ＡｌあるいはＳｉの窒化物と、さらに周期律表
の４ａ族元素の酸化物、ほう化物、炭化物の中から選ば
れた１種以上のセラミックスからなることを特徴とする
窒化ほう素複合材料。 - 【請求項２】 窒化ほう素粉末を主材料とし、Ａｌある
いはＳｉの窒化物と、他の周期律表の４ａ族元素の酸化
物、ほう化物、炭化物の中から選ばれた１種以上のセラ
ミックスとの混合粉末を乾式で微粉砕し、窒化ほう素粉
末表面に生成したほう素酸化物を爾後の成形および焼結
工程において助剤として作用させることを特徴とする窒
化ほう素複合材料の製造方法。 - 【請求項３】 微粉砕処理した混合微粉末を成形工程に
先立ってパラフィン系炭化水素あるいは芳香族炭化水素
で処理して該混合微粉末表面を安定化することを特徴と
する請求項２記載の窒化ほう素複合材料の製造方法。 - 【請求項４】 微粉砕処理で生成したほう素酸化物とＡ
ｌあるいはＳｉの窒化物が焼結工程にて反応し、ほう素
酸化物は窒化されて焼結を促進し、ＡｌあるいはＳｉは
酸化物として焼結体中に分散していることを特徴とする
請求項２記載の窒化ほう素複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06247771A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 窒化ほう素複合材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06247771A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 窒化ほう素複合材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06247771A true JPH06247771A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=13122021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06247771A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 窒化ほう素複合材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06247771A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007506864A (ja) * | 2003-09-24 | 2007-03-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 金属蒸発用容器及びその製造方法 |
| CN102417809A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-04-18 | 郑州大学 | 干粉分层包裹法制备铝-玻璃涂覆立方氮化硼的工艺 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP50A patent/JPH06247771A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007506864A (ja) * | 2003-09-24 | 2007-03-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 金属蒸発用容器及びその製造方法 |
| CN102417809A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-04-18 | 郑州大学 | 干粉分层包裹法制备铝-玻璃涂覆立方氮化硼的工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030624 |