JPH078746B2 - 窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法 - Google Patents
窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法Info
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- JPH078746B2 JPH078746B2 JP61256288A JP25628886A JPH078746B2 JP H078746 B2 JPH078746 B2 JP H078746B2 JP 61256288 A JP61256288 A JP 61256288A JP 25628886 A JP25628886 A JP 25628886A JP H078746 B2 JPH078746 B2 JP H078746B2
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強度及び靱性に優れ、高温においても安定し
た特性を有する窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造
方法に関する。
た特性を有する窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造
方法に関する。
窒化ケイ素質セラミツクスは高温強度に優れ、耐酸化性
及び耐摩耗性にも優れているため、新しい高温構造部材
として期待され、用途開発が進められている。
及び耐摩耗性にも優れているため、新しい高温構造部材
として期待され、用途開発が進められている。
しかし、各種用途が開発され実用化されるにつれて更に
性能の改善が望まれ、窒化ケイ素を焼結させるために添
加する焼結助剤が特性を低下させる原因であるとして、
その影響を少なくするための研究が行なわれている。そ
の一例として、焼結体中にガラス相として存在する焼結
助剤からなる粒界相を熱処理により結晶化する方法等が
提案されている。
性能の改善が望まれ、窒化ケイ素を焼結させるために添
加する焼結助剤が特性を低下させる原因であるとして、
その影響を少なくするための研究が行なわれている。そ
の一例として、焼結体中にガラス相として存在する焼結
助剤からなる粒界相を熱処理により結晶化する方法等が
提案されている。
然るに、このような粒界相のコントロールだけでは、ガ
スタービンを始めとする高温域での用途に耐えうる窒化
ケイ素質セラミツクスを提供することが困難であつた。
スタービンを始めとする高温域での用途に耐えうる窒化
ケイ素質セラミツクスを提供することが困難であつた。
本発明は、かゝる従来の事情に鑑み、高温域においても
充分な機械的強度を有する窒化ケイ素質セラミツクスを
提供することを目的とする。
充分な機械的強度を有する窒化ケイ素質セラミツクスを
提供することを目的とする。
本発明の窒化ケイ素質セラミツクスは、式Si6-zAlzOzN
8-z（式中０＜ｚ＜4.2）で表わされるサイアロンを主成
分とする焼結体であつて、0.1〜15重量％のIIIa族元素
の酸化物と、１〜35重量％の炭化ケイ素ウイスカーとを
含み、粒界相が結晶化していることを特徴とする。
8-z（式中０＜ｚ＜4.2）で表わされるサイアロンを主成
分とする焼結体であつて、0.1〜15重量％のIIIa族元素
の酸化物と、１〜35重量％の炭化ケイ素ウイスカーとを
含み、粒界相が結晶化していることを特徴とする。
この窒化ケイ素質セラミツクスの製造方法は、窒化ケイ
素粉末、アルミナ粉末及び窒化アルミニウム粉末を式Si
6-zAlzOzN8-z（式中０＜ｚ＜4.2）となるように配合
し、これに0.1〜15重量％のIIIa族元素の酸化物粉末
と、１〜35重量％の炭化ケイ素ウイスカーとを混合し、
混合粉末を窒素雰囲気中において1700〜1900℃で焼結
し、得られた焼結体を非酸化性雰囲気中において1200〜
1600℃で熱処理することを特徴としている。
素粉末、アルミナ粉末及び窒化アルミニウム粉末を式Si
6-zAlzOzN8-z（式中０＜ｚ＜4.2）となるように配合
し、これに0.1〜15重量％のIIIa族元素の酸化物粉末
と、１〜35重量％の炭化ケイ素ウイスカーとを混合し、
混合粉末を窒素雰囲気中において1700〜1900℃で焼結
し、得られた焼結体を非酸化性雰囲気中において1200〜
1600℃で熱処理することを特徴としている。
本発明の窒化ケイ素質セラミツクスは焼結体のサイアロ
ン中に炭化ケイ素ウイスカーを複合化させることによつ
て、室温及び高温での機械的強度や靱性を大幅に改善し
ている。
ン中に炭化ケイ素ウイスカーを複合化させることによつ
て、室温及び高温での機械的強度や靱性を大幅に改善し
ている。
サイアロンは焼結過程で窒化ケイ素中にアルミナ及び窒
化アルミニウムを固溶させることにより生成する。この
サイアロン生成のために、窒化ケイ素粉末、アルミナ粉
末及び窒化アルミニウム粉末を式Si6-zAlzOzN8-z（式中
０＜ｚ＜4.2）となるように配合する必要がある。式中
のｚの値が上記範囲外となると焼結性が低下し、粒界ガ
ラス相が増加して強度の低下を招く。又、これらの原料
粉末は微細でα型の含有率が大きいものが好ましい。
化アルミニウムを固溶させることにより生成する。この
サイアロン生成のために、窒化ケイ素粉末、アルミナ粉
末及び窒化アルミニウム粉末を式Si6-zAlzOzN8-z（式中
０＜ｚ＜4.2）となるように配合する必要がある。式中
のｚの値が上記範囲外となると焼結性が低下し、粒界ガ
ラス相が増加して強度の低下を招く。又、これらの原料
粉末は微細でα型の含有率が大きいものが好ましい。
炭化ケイ素ウイスカーは１〜35重量％の範囲で用いる
が、１重量％未満では添加による強度向上等の効果がな
く、35重量％を超えると焼結体の緻密化が困難である。
又、炭化ケイ素ウイスカーはα型を用いると焼結体中に
残留する量が多くなるので好ましい。
が、１重量％未満では添加による強度向上等の効果がな
く、35重量％を超えると焼結体の緻密化が困難である。
又、炭化ケイ素ウイスカーはα型を用いると焼結体中に
残留する量が多くなるので好ましい。
更にまた、本発明においては、焼結助剤として0.1〜15
重量％のIIIa族元素の酸化物を用い、得られた焼結体を
非酸化性雰囲気中において1200〜1600℃で熱処理するこ
とによつて、特に高温での特性に優れた窒化ケイ素質セ
ラミツクスが得られる。この特性の改善は、焼結体中に
粒界相として存在するIIIa族元素の酸化物の結晶化、窒
化ケイ素と炭化ケイ素ウイスカーの界面の歪の除去、焼
結体の残留歪の解放等が複合して得られるものと考えら
れる。尚、上記熱処理の保持時間は特に制限はないが30
分以上とするのが好ましい。
重量％のIIIa族元素の酸化物を用い、得られた焼結体を
非酸化性雰囲気中において1200〜1600℃で熱処理するこ
とによつて、特に高温での特性に優れた窒化ケイ素質セ
ラミツクスが得られる。この特性の改善は、焼結体中に
粒界相として存在するIIIa族元素の酸化物の結晶化、窒
化ケイ素と炭化ケイ素ウイスカーの界面の歪の除去、焼
結体の残留歪の解放等が複合して得られるものと考えら
れる。尚、上記熱処理の保持時間は特に制限はないが30
分以上とするのが好ましい。
焼結助剤としてのIIIa族元素の酸化物としては、Y2O3、C
eO2等を使用できるが、その添加量が0.1重量％未満では
焼結助剤としての効果がなく、15重量％を超えると耐酸
化性が低下する。
eO2等を使用できるが、その添加量が0.1重量％未満では
焼結助剤としての効果がなく、15重量％を超えると耐酸
化性が低下する。
実施例１ α型が90％以上であるSi3N4粉末（平均粒径0.5μｍ）、
Al2O3粉末（平均粒径0.4μｍ）及びAlN粉末（平均粒径
1.0μｍ）をSi5.5Al0.5O0.5N7.5となるように配合し、
更にIIIa族元素酸化物及び炭化ケイ素ウイスカーを第１
表に示す割合で加え、ボールミルで24時間混合した。混
合粉末を乾燥した後、ホットプレスにて窒素雰囲気中で
1800℃、200kg/cm2で２時間焼結した。得られた焼結体
を更に1400℃で５時間熱処理した。
Al2O3粉末（平均粒径0.4μｍ）及びAlN粉末（平均粒径
1.0μｍ）をSi5.5Al0.5O0.5N7.5となるように配合し、
更にIIIa族元素酸化物及び炭化ケイ素ウイスカーを第１
表に示す割合で加え、ボールミルで24時間混合した。混
合粉末を乾燥した後、ホットプレスにて窒素雰囲気中で
1800℃、200kg/cm2で２時間焼結した。得られた焼結体
を更に1400℃で５時間熱処理した。
熱処理後の各焼結体の相対密度、破壊靱性、室温及び高
温（1200℃）での曲げ強度を測定し、結果を第１表に示
した。
温（1200℃）での曲げ強度を測定し、結果を第１表に示
した。
実施例２ 実施例１のNo.6の試料を実施例１と同様に焼結した後、
第２表に示す条件で各々熱処理した。熱処理後の各焼結
体の特性を測定して第２表に合せて示した。
第２表に示す条件で各々熱処理した。熱処理後の各焼結
体の特性を測定して第２表に合せて示した。
〔発明の効果〕 本発明によれば、高温域においても充分な機械的強度を
有し、エンジン部品等の高温構造部材として好適な窒化
ケイ素質セラミツクスを提供することができる。
有し、エンジン部品等の高温構造部材として好適な窒化
ケイ素質セラミツクスを提供することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】式Si6-zAlzOzN8-z（式中０＜ｚ＜4.2）で
表わされるサイアロンを主成分とする焼結体であつて、
0.1〜15重量％のIIIa族元素の酸化物と、１〜35重量％
の炭化ケイ素ウイスカーとを含み、粒界相が結晶化して
いることを特徴とする窒化ケイ素質セラミツクス。 - 【請求項２】窒化ケイ素粉末、アルミナ粉末及び窒化ア
ルミニウム粉末を式Si6-zAlzOzN8-z（式中０＜ｚ＜4.
2）となるように配合し、これに0.1〜15重量％のIIIa族
元素の酸化物粉末と、１〜35重量％の炭化ケイ素ウイス
カーとを混合し、混合粉末を窒素雰囲気中において1700
〜1900℃で焼結し、焼結体を非酸化性雰囲気中において
1200〜1600℃で熱処理することを特徴とする窒化ケイ素
質セラミツクスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256288A JPH078746B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256288A JPH078746B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63112471A JPS63112471A (ja) | 1988-05-17 |
| JPH078746B2 true JPH078746B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=17290570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61256288A Expired - Lifetime JPH078746B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH078746B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993011086A1 (en) * | 1991-12-03 | 1993-06-10 | Advanced Composite Materials Corporation | Pressureless sintering of whisker reinforced alumina composites |
| US5656217A (en) * | 1994-09-13 | 1997-08-12 | Advanced Composite Materials Corporation | Pressureless sintering of whisker reinforced alumina composites |
| JP2001278668A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Chubu Electric Power Co Inc | セラミックス複合材料の製造方法 |
| JP4643818B2 (ja) * | 2000-12-08 | 2011-03-02 | 株式会社東北総合研究社 | 養殖帆立貝の係止ピン |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP61256288A patent/JPH078746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63112471A (ja) | 1988-05-17 |
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