JPH0625040B2 - 窒化ケイ素焼結体の製造方法 - Google Patents
窒化ケイ素焼結体の製造方法Info
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- JPH0625040B2 JPH0625040B2 JP61012449A JP1244986A JPH0625040B2 JP H0625040 B2 JPH0625040 B2 JP H0625040B2 JP 61012449 A JP61012449 A JP 61012449A JP 1244986 A JP1244986 A JP 1244986A JP H0625040 B2 JPH0625040 B2 JP H0625040B2
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- silicon nitride
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- nitride sintered
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- manufacturing silicon
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐摩耗性部品等として使用される窒化ケイ素焼
結体の製造方法に関する。
結体の製造方法に関する。
窒化ケイ素焼結体は高強度で耐摩耗性や耐熱性に優れて
いることから、エンジン部品及び機械部品などの構造材
料として注目されている。
いることから、エンジン部品及び機械部品などの構造材
料として注目されている。
しかし、窒化ケイ素（si3N4）は共有結合性の強い非酸
化物であるために焼結が困難である。そのため種々の化
合物を焼結助剤として添加して焼結することが行なわれ
ており、焼結助剤としては一般的にAl2O3、MgO、Y2O3等
の酸化物が使用されている。このような焼結助剤の使用
によつて、窒化ケイ素の焼結性は改善されるが、その反
面、焼結助剤である酸化物が焼結体の粒界にガラス相と
して析出することにより強度が低下し及び靭性に劣る
（ＫIC＝４〜６MN／m3/2）結果となつていた。このため
窒化ケイ素焼結体は構造材料としての信頼性を確保する
に至っていない現状である。
化物であるために焼結が困難である。そのため種々の化
合物を焼結助剤として添加して焼結することが行なわれ
ており、焼結助剤としては一般的にAl2O3、MgO、Y2O3等
の酸化物が使用されている。このような焼結助剤の使用
によつて、窒化ケイ素の焼結性は改善されるが、その反
面、焼結助剤である酸化物が焼結体の粒界にガラス相と
して析出することにより強度が低下し及び靭性に劣る
（ＫIC＝４〜６MN／m3/2）結果となつていた。このため
窒化ケイ素焼結体は構造材料としての信頼性を確保する
に至っていない現状である。
本発明は、上記の事情に鑑み、焼結性に優れると共に強
度及び靭性にも優れた窒化ケイ素焼結体を提供すること
を目的とする。
度及び靭性にも優れた窒化ケイ素焼結体を提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明は窒化ケイ素焼結体の製造方法を提供するもので
あつて、20〜30重量％の酸化イツトリウム粉末と、５〜
10重量％の酸化ジルコニウム粉末と、残部の窒化ケイ素
粉末とを添加混合し、混合粉末を加圧成形した後、窒素
雰囲気中において1600〜1900℃で焼結することを特徴と
する。
あつて、20〜30重量％の酸化イツトリウム粉末と、５〜
10重量％の酸化ジルコニウム粉末と、残部の窒化ケイ素
粉末とを添加混合し、混合粉末を加圧成形した後、窒素
雰囲気中において1600〜1900℃で焼結することを特徴と
する。
ホットプレス法により焼結すれば一層緻密な焼結体が得
られるので好ましい。用いる焼結雰囲気はsi3N4の焼結
に通常使用する窒素雰囲気であつて、減圧または加圧で
も、常圧でも良い。
られるので好ましい。用いる焼結雰囲気はsi3N4の焼結
に通常使用する窒素雰囲気であつて、減圧または加圧で
も、常圧でも良い。
酸化ジルコニウムの添加量を５〜10重量％に限定するの
は、５重量％未満では窒化ケイ素焼結体に十分な靭性が
得られず、10重量％を超えると窒化ケイ素焼結体の抗折
強度の低下を招く為である。又、酸化イツトリウムの添
加量を20〜30重量％に限定するのは、20重量％未満では
窒化ケイ素焼結体中における窒化ジルコニウム(ZrN)な
る化合物の生成が充分ではなく、30重量％を超えると窒
化ケイ素焼結体の抗折強度の低下を招くためである。
は、５重量％未満では窒化ケイ素焼結体に十分な靭性が
得られず、10重量％を超えると窒化ケイ素焼結体の抗折
強度の低下を招く為である。又、酸化イツトリウムの添
加量を20〜30重量％に限定するのは、20重量％未満では
窒化ケイ素焼結体中における窒化ジルコニウム(ZrN)な
る化合物の生成が充分ではなく、30重量％を超えると窒
化ケイ素焼結体の抗折強度の低下を招くためである。
本発明方法によれば、窒化ケイ素焼結体中に窒化ジルコ
ニウム(ZrN)及びY2O3・2SiO2並びにZrO2・SiO2等の化合
物が生成し、これらの化合物が窒化ケイ素の焼結を促進
して空孔を減少させるので、高密度であつて高強度且つ
高靭性の窒化ケイ素焼結体が得られる。更に、生成する
窒化ジルコニウムは焼結体の耐摩耗性の向上にも寄与す
る。
ニウム(ZrN)及びY2O3・2SiO2並びにZrO2・SiO2等の化合
物が生成し、これらの化合物が窒化ケイ素の焼結を促進
して空孔を減少させるので、高密度であつて高強度且つ
高靭性の窒化ケイ素焼結体が得られる。更に、生成する
窒化ジルコニウムは焼結体の耐摩耗性の向上にも寄与す
る。
以下の実施例により本発明を詳細に説明する。
下記第１表に示す如く、各々１〜3 μｍの粒径のSiO
3N4、ZrO2及びY2O3の各粉末を夫々の試料の組成（重量
％）で湿式混合し、混合粉末を１ton/cm2の圧力で静圧
成形した。成形体を１．５気圧の窒素雰囲気中において
1800℃の温度及び１５０kg/cm2の加圧で２時間ホツトプ
レスにより焼結した。
3N4、ZrO2及びY2O3の各粉末を夫々の試料の組成（重量
％）で湿式混合し、混合粉末を１ton/cm2の圧力で静圧
成形した。成形体を１．５気圧の窒素雰囲気中において
1800℃の温度及び１５０kg/cm2の加圧で２時間ホツトプ
レスにより焼結した。
得られたSi3N4焼結体から３×４×40mmの試験片を切り
出し、各試料について密度（％）、硬度 (HRA)、抗折力
（kg/mm2）及び破壊靭性(MN/m3/2)を測定した。破壊靭
性はインデンテーシヨン法により測定した。測定結果を
第２表の示した。
出し、各試料について密度（％）、硬度 (HRA)、抗折力
（kg/mm2）及び破壊靭性(MN/m3/2)を測定した。破壊靭
性はインデンテーシヨン法により測定した。測定結果を
第２表の示した。
本発明の試料No.１〜４は本発明の範囲外の試料No.５〜
10に比較して、特に優れた強度及び靭性を示した。
10に比較して、特に優れた強度及び靭性を示した。
本発明によれば、緻密であると共に高強度及び高硬度で
あり、極めて高い靭性を有する窒化ケイ素焼結体を提供
できる。
あり、極めて高い靭性を有する窒化ケイ素焼結体を提供
できる。
従つて、この窒化ケイ素焼結体は自動車部品及びベアリ
ング等の耐摩耗性部品への適用が期待される。
ング等の耐摩耗性部品への適用が期待される。
Claims (1)
- 【請求項１】20〜30重量％の酸化イツトリウム粉末と、
５〜10重量％の酸化ジルコニウム粉末と、残部の窒化ケ
イ素粉末とを添加混合し、混合粉末を加圧成形した後、
1600〜1900℃で焼結することを特徴とする窒化ケイ素焼
結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61012449A JPH0625040B2 (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61012449A JPH0625040B2 (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62171962A JPS62171962A (ja) | 1987-07-28 |
| JPH0625040B2 true JPH0625040B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=11805646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61012449A Expired - Lifetime JPH0625040B2 (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625040B2 (ja) |
-
1986
- 1986-01-22 JP JP61012449A patent/JPH0625040B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62171962A (ja) | 1987-07-28 |
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