JPH0782035A - サイアロン・窒化アルミニウム複合粉末の製造方法 - Google Patents

サイアロン・窒化アルミニウム複合粉末の製造方法

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JPH0782035A
JPH0782035A JP5174894A JP17489493A JPH0782035A JP H0782035 A JPH0782035 A JP H0782035A JP 5174894 A JP5174894 A JP 5174894A JP 17489493 A JP17489493 A JP 17489493A JP H0782035 A JPH0782035 A JP H0782035A
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JP
Japan
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sialon
powder
aluminium nitride
aluminum nitride
ratio
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Application number
JP5174894A
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English (en)
Inventor
Kazusuke Minamizawa
一右 南澤
Tatsuya Shiogai
達也 塩貝
Mutsuo Hayashi
睦夫 林
Shigeru Takahashi
繁 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Nihon Cement Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイアロン/窒化アルミニウム比を正確に、
かつ再現性良く制御し得るサイアロン・窒化アルミニウ
ム複合粉末の製造法を提供すること。 【構成】 一般式:Si6-ZAlZOZN8-Z(Z≦4.2)で表され
るサイアロン粉末に炭素質粉末を添加混合し、窒素気流
中1500〜1700℃で1時間以上焼成すること。 【効果】 本発明は、出発原料としてサイアロン粉末と
炭素質粉末を用いるものであり、焼成時にサイアロンの
還元窒化により窒化アルミニウムの生成反応のみが生
じ、この窒化アルミニウムの生成量は、添加する炭素量
によって一義的に決定され、炭素が消費された時点で反
応は完結する。このため、サイアロン/窒化アルミニウ
ム比が正確に制御された、再現性可能なサイアロン・窒
化アルミニウム複合粉末が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サイアロン・窒化アル
ミニウム複合粉末の製造方法に関し、詳細には、サイア
ロンと窒化アルミニウムの量比をばらつきなく、所望の
量比に制御することができるサイアロン・窒化アルミニ
ウム複合粉末の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】サイアロン・窒化アルミニウム複合粉末
は、サイアロンの持つ高強度、高耐熱性と窒化アルミニ
ウムの持つ高熱伝導性とを活かした複合セラミックス原
料として有望視されている。また、この複合粉末は、窒
化けい素焼結体の高温強度特性の改善に有効な添加材と
しても期待されている。
【0003】このようなサイアロン・窒化アルミニウム
複合粉末は、従来より、SiO2粉末、Al2O3粉末及び炭素
質粉末の混合粉末を窒素気流中で焼成する還元窒化法に
より合成できることが知られている。そして、その温度
及び時間を調節することにより、サイアロンと窒化アル
ミニウムとの量比を調節している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来法によっても
サイアロン・窒化アルミニウム複合粉末は得られるが、
この従来法では、サイアロンと窒化アルミニウムの量比
がばらつき易く、その量比を正確に制御することが困難
であるという欠点を有している。
【0005】本発明者等は、サイアロン・窒化アルミニ
ウム複合粉末のサイアロン/窒化アルミニウム比を正確
に、かつ再現性良く制御する方法について、鋭意研究を
重ねた結果、本発明を完成したものであって、本発明の
目的は、該比のばらつきがなく、所望比の複合粉末を再
現性良く、容易に合成し得るサイアロン・窒化アルミニ
ウム複合粉末の製造法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、サイアロン・
窒化アルミニウム複合粉末の製造法において、原料とし
てサイアロン単相粉末及び炭素質粉末を用い、この混合
粉末を所定の焼成温度及び時間で熱処理することを特徴
とし、これによって上記目的とする所望のサイアロン/
窒化アルミニウム比を有する複合粉末を製造するもので
ある。
【0007】即ち、本発明は、「一般式Si6-ZAlZOZN8-Z
(Z≦4.2)で表されるサイアロン粉末に炭素質粉末を添
加混合し、窒素気流中1500〜1700℃で1時間以上焼成す
ることを特徴とするサイアロン・窒化アルミニウム複合
粉末の製造方法。」を要旨とする。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
原料として使用するサイアロン粉末は、その製造法等に
ついて特に限定するものではなく、一般式Si6-ZAlZOZN
8-Z(Z≦4.2)で表される粉末であれば、いずれの製造法
で得られたものでも任意に使用することができる。例え
ば、SiO2粉末、Al2O3粉末及び炭素質粉末の混合粉末を
窒素気流中で焼成した後、残余の炭素を酸化除去して得
られるサイアロン粉末を使用することができる。
【0009】本発明は、上記したサイアロン粉末に炭素
質粉末を添加混合し、窒素気流中で所定温度(1500〜170
0℃)及び所定時間(1時間以上)で焼成することを特徴と
するものである。この際添加する炭素質粉末の量は、窒
化アルミニウム含有量が内比でx重量%のサイアロン・
窒化アルミニウム複合粉末を得ようとする場合、原料サ
イアロン粉末に炭素(C)換算で「900x/(14x+3075)重
量%」の炭素質粉末を内割り添加する。
【0010】焼成温度としては、1500℃未満では、窒化
アルミニウムの生成が進行せず、所望のサイアロン/窒
化アルミニウム比を有する複合体が得られず(後記比較
例1参照)、一方、1700℃を越える温度では、サイアロ
ンが熱分解を起こす危険性があり、その結果として所望
量比以上の窒化アルミニウム含有量となり(後記比較例
2参照)、いずれも好ましくない。焼成時間に関して
は、1時間未満では反応が完結せず、所望のサイアロン
/窒化アルミニウム比が得られないので好ましくない
(後記比較例3参照)。上記好ましい焼成温度範囲(1500
〜1700℃)内であれば、焼成時間を長くしても問題はな
いが、10時間程度で十分であり、それ以上焼成時間を長
くしても経済的に不利になるだけである。
【0011】
【作用】SiO2粉末、Al2O3粉末及び炭素粉末の混合粉末
を窒素気流中で焼成する従来の方法でサイアロン・窒化
アルミニウム複合粉末を製造する場合、そのサイアロン
/窒化アルミニウム比は、焼成温度及び時間で制御する
必要があるが、この場合サイアロンの生成と窒化アルミ
ニウムの生成とが平行して進行するため、この量比にば
らつきが生じる(後記比較例4〜7参照)。
【0012】これに対して、本発明の方法によれば、出
発原料がサイアロン粉末と炭素質粉末であり、焼成時に
はサイアロンの還元窒化により窒化アルミニウムの生成
反応のみが生じる。ここで生成する窒化アルミニウムの
量は、添加する炭素量によって一義的に決定され(後記
実施例1〜6参照)、炭素が消費された時点で反応は完
結する。このため、本発明の方法ではサイアロン/窒化
アルミニウム比が正確に制御された複合粉末が得られ
る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明をより詳細に説明する。
【0014】(実施例1〜6)まず、原料として用いる
サイアロン粉末を合成した。即ちSiO2微粉末とAl2O3
粉末及びカ−ボンブラックをSi:Al:Cの原子比が1:0.
9:3になるように配合混合し、窒素気流中1430℃で4時
間焼成した。その後、残余のカ−ボンを空気中730℃で
酸化除去した。得られた粉末をX線回折で同定したとこ
ろ、サイアロン単相粉末であった。
【0015】次に、上記サイアロン粉末に表1に示す量
のカ−ボンブラックを添加混合し、窒素気流中で表1に
示す温度、時間で焼成した。それぞれの条件で3回の合
成を行い、得られた粉末(合成1〜3)中の窒化アルミニ
ウム量をX線回折により定量した結果を表1に示した。
【0016】(比較例1〜3)比較のため、本発明で規
定する焼成温度(1500〜1700℃)又は時間(1〜10時間)の
範囲外で焼成する点を除いて、上記実施例と同様の方法
でサイアロン・窒化アルミニウム複合粉末を製造した。
即ち、原料として上記実施例と同一のサイアロン粉末を
用い、比較例1では1450℃で、比較例2では1750℃で、
また、比較例3では0.5時間で焼成した。その結果を表
1に併記した。
【0017】
【表1】
【0018】表1から明らかなように、サイアロン単相
粉末を原料として用い、かつ本発明で規定する焼成温度
(1500〜1700℃)及び時間(1時間以上)の範囲内で製造し
たサイアロン・窒化アルミニウム複合粉末(実施例1〜
6)は、サイアロン/窒化アルミニウム比にばらつきが
認められず、所望比(目標とする窒化アルミニウム量)の
ものが得られた。
【0019】これに対し、本発明と同様サイアロン単相
粉末を原料として使用するが、本発明で規定する温度範
囲(1500〜1700℃)外の1450℃で焼成した比較例1では、
目標とする窒化アルミニウムが生成せず、所望比の複合
体が得られなかった。また、本発明で規定する焼成時間
(1時間以上)の範囲外である0.5時間で焼成した比較例
3でも、同じく目標とする窒化アルミニウムが生成せ
ず、所望比の複合体が得られなかった。
【0020】更に、本発明で規定する温度範囲(1500〜1
700℃)外の1750℃で焼成した比較例2では、目標とする
窒化アルミニウムが10wt%であるにもかかわらず、23.5
〜32.2wt%含有する複合体が得られ、所望比のものが得
られなかった。
【0021】(比較例4〜7)従来法との比較のため、
実施例1〜6でサイアロン単相粉末を合成するのに用い
た原料、即ちSiO2微粉末とAl2O3微粉末及びカ−ボンブ
ラックをSi:Al:Cの原子比が1:0.9:3になるように配
合、混合した粉末を窒素気流中で表2に示す温度、時間
で焼成し、その後、残余のカ−ボンを酸化除去した。そ
れぞれの条件で3回の合成を行い、得られた粉末中の窒
化アルミニウム量をX線回折により定量した。その結果
を表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】表2から、従来法(原料としてSiO2、Al
2O3、Cを用いたもの)では、本発明で規定する焼成温度
及び時間の範囲内で焼成しても、サイアロン/窒化アル
ミニウム比にばらつきがみられ、その比を正確に、かつ
再現性良く制御することができなかった。
【0024】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、サイア
ロン単相粉体及び炭素質粉末を原料として使用し、この
混合粉末を所定温度範囲(1500〜1700℃)及び所定時間
(1時間以上)で焼成することにより、サイアロン/窒化
アルミニウム比にばらつきがなく、所望比に制御された
サイアロン・窒化アルミニウム複合粉末が得られる効果
を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式Si6-ZAlZOZN8-Z(Z≦4.2)で表さ
    れるサイアロン粉末に炭素質粉末を添加混合し、窒素気
    流中1500〜1700℃で1時間以上焼成することを特徴とす
    るサイアロン・窒化アルミニウム複合粉末の製造方法。
JP5174894A 1993-06-22 1993-06-22 サイアロン・窒化アルミニウム複合粉末の製造方法 Pending JPH0782035A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6287489B1 (en) 1999-04-07 2001-09-11 Sandvik Ab Method for making a sintered composite body
WO2008060164A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Dynatrend As A method and a device for detection of rubbing between a stator and a rotor of a turbo-machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6287489B1 (en) 1999-04-07 2001-09-11 Sandvik Ab Method for making a sintered composite body
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