JPH0772103B2 - 炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体の製造方法 - Google Patents
炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体の製造方法Info
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- JPH0772103B2 JPH0772103B2 JP61236477A JP23647786A JPH0772103B2 JP H0772103 B2 JPH0772103 B2 JP H0772103B2 JP 61236477 A JP61236477 A JP 61236477A JP 23647786 A JP23647786 A JP 23647786A JP H0772103 B2 JPH0772103 B2 JP H0772103B2
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- composite sintered
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超硬工具や高温構造材また各種機能材料とし
て用いられる炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体の
製造方法に関する。
て用いられる炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体の
製造方法に関する。
従来の技術 従来、炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体は、まず
金属またはその酸化物に炭素粉末または固形炭素を混合
し、高温で反応させることによって合成した炭化物粉末
と固相法等で合成した複合酸化物粉末を十分に混合した
後高温高圧下で焼結させることによって製造していた。
金属またはその酸化物に炭素粉末または固形炭素を混合
し、高温で反応させることによって合成した炭化物粉末
と固相法等で合成した複合酸化物粉末を十分に混合した
後高温高圧下で焼結させることによって製造していた。
発明が解決しようとする問題点 この方法は、製造工程が長く複雑であるため不純物が混
入しやすく、しかもエネルギー消費が非常に大きかっ
た。
入しやすく、しかもエネルギー消費が非常に大きかっ
た。
問題点を解決するための手段 本発明の特徴は、二種類以上の元素からなる合金粉末
（反応後には複合酸化物となる）と酸化物（反応後には
炭化物になる）と炭素とからなる混合物の成形体に圧力
をかけた状態で、その成形体の一部に点火して燃焼反応
を起こさせ、この化学反応によって炭化物と複合酸化物
の粒子を合成し、反応熱によってこれらの粒子を焼結し
て炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体を得ることに
ある。
（反応後には複合酸化物となる）と酸化物（反応後には
炭化物になる）と炭素とからなる混合物の成形体に圧力
をかけた状態で、その成形体の一部に点火して燃焼反応
を起こさせ、この化学反応によって炭化物と複合酸化物
の粒子を合成し、反応熱によってこれらの粒子を焼結し
て炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体を得ることに
ある。
作用 本発明によれば、加圧下で成形体に点火するだけで高密
度の炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体が容易に得
られる。したがって従来の炭化物と複合酸化物の粉末を
用いて作成する焼結体の製造方法と比較してきわめて省
エネルギーであり、しかも得られる焼結体もきわめて高
純度である。また本発明の製造方法によれば、従来の製
造方法では困難であった炭化物と複合酸化物の複合焼結
体もきわめて容易に作製できる。
度の炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体が容易に得
られる。したがって従来の炭化物と複合酸化物の粉末を
用いて作成する焼結体の製造方法と比較してきわめて省
エネルギーであり、しかも得られる焼結体もきわめて高
純度である。また本発明の製造方法によれば、従来の製
造方法では困難であった炭化物と複合酸化物の複合焼結
体もきわめて容易に作製できる。
実施例 実施例１ 出発原料として200メッシュ以下の粒径のアルミニウム
とマグネシウムからなる合金粉末（但し、アルミニウム
とマグネシウムのモル比が2:1）、平均粒径0.7μｍの二
酸化チタン（TiO2）粉末、それにアセチレンを原料とす
るカーボンブラックを用い、それらを9:6:5.4のモル比
で混合後、直径10mm,高さ10mmの柱状にプレス成形し
た。この成形体をカーボンで内面をコーティングした炭
化ケイ素製の型材を用いた一軸加圧真空ホットプレスを
用いて焼結を行った。成形体への着火は、タングステン
フィラメントに通電することによって行った。試料を20
0℃・真空（1mmHg）雰囲気・10MPaの圧力条件下で、着
火用ヒーターに通電して反応を開始させた。得られた焼
結体をＸ線回折を用いて同定したところ炭化チタンとマ
グネシウムアルミニウムスピネルの回折線しか見られな
かった。またこの焼結体の相対密度は、93.7％であっ
た。
とマグネシウムからなる合金粉末（但し、アルミニウム
とマグネシウムのモル比が2:1）、平均粒径0.7μｍの二
酸化チタン（TiO2）粉末、それにアセチレンを原料とす
るカーボンブラックを用い、それらを9:6:5.4のモル比
で混合後、直径10mm,高さ10mmの柱状にプレス成形し
た。この成形体をカーボンで内面をコーティングした炭
化ケイ素製の型材を用いた一軸加圧真空ホットプレスを
用いて焼結を行った。成形体への着火は、タングステン
フィラメントに通電することによって行った。試料を20
0℃・真空（1mmHg）雰囲気・10MPaの圧力条件下で、着
火用ヒーターに通電して反応を開始させた。得られた焼
結体をＸ線回折を用いて同定したところ炭化チタンとマ
グネシウムアルミニウムスピネルの回折線しか見られな
かった。またこの焼結体の相対密度は、93.7％であっ
た。
得られた焼結体の組織は、炭化チタンの粒子（粒径が約
２μｍ）が互いにつながって連続相を形成し、マグネシ
ウムアルミニウムスピネルの粒子（粒径が約１μｍ）が
一個または数個固まって炭化チタンの連続相中に分散し
ていた。
２μｍ）が互いにつながって連続相を形成し、マグネシ
ウムアルミニウムスピネルの粒子（粒径が約１μｍ）が
一個または数個固まって炭化チタンの連続相中に分散し
ていた。
また、アルミニウム金属とマグネシウム金属を混合して
用いる場合に比較して、それらの元素を含む合金を用い
る本実施例の方が、（１）得られる焼結体の粒径が小さ
くなる、（２）MgOやA12O3等が原料の混合時間が短い場
合でも生成しない、等の利点を有する。
用いる場合に比較して、それらの元素を含む合金を用い
る本実施例の方が、（１）得られる焼結体の粒径が小さ
くなる、（２）MgOやA12O3等が原料の混合時間が短い場
合でも生成しない、等の利点を有する。
プロセスの化学反応式は以下のようになる。
9Mg1/3Al2/3＋6TiO2＋5.4C→3MgAl2O4＋6TiC9/10 この化学反応式からわかるようにこの反応は、Al-Mg合
金によるTiO2の還元を基本にして、還元されたTi金属が
Ｃと反応してTiC9/10になるのである。また反応によっ
て生成したAl2O3とMgOが結合してMgAl2O4ができるので
ある。このときの反応熱が大きいので、外部からほとん
ど加熱しなくても試料が高温（2000℃程度まで上昇す
る）になり、しかも加圧しているので、MgAl2O4粒子とT
iC粒子が焼結してMgAl2O4‐TiC複合焼結体が得られるの
である。
金によるTiO2の還元を基本にして、還元されたTi金属が
Ｃと反応してTiC9/10になるのである。また反応によっ
て生成したAl2O3とMgOが結合してMgAl2O4ができるので
ある。このときの反応熱が大きいので、外部からほとん
ど加熱しなくても試料が高温（2000℃程度まで上昇す
る）になり、しかも加圧しているので、MgAl2O4粒子とT
iC粒子が焼結してMgAl2O4‐TiC複合焼結体が得られるの
である。
実施例２ 出発原料として実施例１で用いたものと同様のアルミニ
ウムとマグネシウムからなる合金粉末、平均粒径２μｍ
の三酸化二チタン（Ti2O3）粉末、それにアセチレンを
原料とするカーボンブラックを用い、それらを9:4:7.2
のモル比で混合後、実施例１と同様のプロセスで処理し
た。但し、本実施例では、400℃まで加熱した状態で試
料に点火した。得られた焼結体をＸ線回折を用いて同定
したところ炭化チタンとマグネシウムアルミニウムスピ
ネルの回折線しか見られなかった。またこの焼結体の相
対密度は、94.7％であった。
ウムとマグネシウムからなる合金粉末、平均粒径２μｍ
の三酸化二チタン（Ti2O3）粉末、それにアセチレンを
原料とするカーボンブラックを用い、それらを9:4:7.2
のモル比で混合後、実施例１と同様のプロセスで処理し
た。但し、本実施例では、400℃まで加熱した状態で試
料に点火した。得られた焼結体をＸ線回折を用いて同定
したところ炭化チタンとマグネシウムアルミニウムスピ
ネルの回折線しか見られなかった。またこの焼結体の相
対密度は、94.7％であった。
得られた焼結体の組織は、実施例１の場合と同様に炭化
チタンの粒子（粒径が約２μｍ）が互いにつながって連
続相を形成し、マグネシウムアルミニウムスピネルの粒
子（粒径が約２μｍ）が一個または数個固まって炭化チ
タンの連続相中に分散していた。
チタンの粒子（粒径が約２μｍ）が互いにつながって連
続相を形成し、マグネシウムアルミニウムスピネルの粒
子（粒径が約２μｍ）が一個または数個固まって炭化チ
タンの連続相中に分散していた。
プロセスの化学反応式は以下のようになる。
9Mg1/3Al2/3＋4Ti2O3＋7.2C→3MgAl2O4＋8TiC9/10 発明の効果 本発明の製造方法によれば、二種以上の元素を含む合金
粉末と酸化物と炭素とからなる混合物の成形体に圧力を
かけた状態で、その成形体の一部に点火して燃焼反応を
起こさせるだけで炭化物と複合酸化物からなる複合焼結
体が作製できる。従って、本発明の製造方法によれば、
従来の炭化物粉末と複合酸化物粉末を用いた製造方法に
比較してはるかに低温のプロセスで、つまり、きわめて
小さなエネルギーで炭化物と複合酸化物からなる複合焼
結体が作製できる。しかも、得られた焼結体は、従来の
製造方法によって作製した焼結体と全く異なる微構造を
有している。また本発明の製造方法によれば従来の製造
方法では困難であった炭化物と複合酸化物からなる複合
焼結体もきわめて容易に作製できるという特徴も有して
いる。
粉末と酸化物と炭素とからなる混合物の成形体に圧力を
かけた状態で、その成形体の一部に点火して燃焼反応を
起こさせるだけで炭化物と複合酸化物からなる複合焼結
体が作製できる。従って、本発明の製造方法によれば、
従来の炭化物粉末と複合酸化物粉末を用いた製造方法に
比較してはるかに低温のプロセスで、つまり、きわめて
小さなエネルギーで炭化物と複合酸化物からなる複合焼
結体が作製できる。しかも、得られた焼結体は、従来の
製造方法によって作製した焼結体と全く異なる微構造を
有している。また本発明の製造方法によれば従来の製造
方法では困難であった炭化物と複合酸化物からなる複合
焼結体もきわめて容易に作製できるという特徴も有して
いる。
したがって、本発明の製造方法による炭化物と複合酸化
物からなる複合焼結体は、薄膜磁気ヘッド用の基板や工
具用の材料等に適したものである。
物からなる複合焼結体は、薄膜磁気ヘッド用の基板や工
具用の材料等に適したものである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−2512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−235258（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−85048（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】少なくともアルミニウムあるいはマグネシ
ウムを含む合金粉末と酸化チタン粉末と炭素とからなる
成形体を、加圧条件下でその成形体の一部に点火して燃
焼過程を開始させ、その後の合金粉末と酸化チタン粉末
それに炭素との反応及び生成した炭化物と複合酸化物の
焼結を、前記燃焼過程の結果発生する熱によって進行さ
せる炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体の製造方
法。 - 【請求項２】加圧・加熱の条件下で、少なくともアルミ
ニウムあるいはマグネシウムを含む合金粉末と酸化チタ
ン粉末と炭素とからなる成形体に点火して燃焼過程を開
始させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体の製造方法。 - 【請求項３】酸化チタン粉末が二酸化チタンであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の炭化物と複合
酸化物からなる複合焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61236477A JPH0772103B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61236477A JPH0772103B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389457A JPS6389457A (ja) | 1988-04-20 |
| JPH0772103B2 true JPH0772103B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=17001316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61236477A Expired - Lifetime JPH0772103B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 炭化物と複合酸化物からなる複合焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772103B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2756685B2 (ja) * | 1989-02-10 | 1998-05-25 | 株式会社豊田中央研究所 | 複合材料の製造方法および原料組成物 |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP61236477A patent/JPH0772103B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6389457A (ja) | 1988-04-20 |
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