JPH0967194A - セラミックス複合材料 - Google Patents
セラミックス複合材料Info
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- JPH0967194A JPH0967194A JP2340496A JP2340496A JPH0967194A JP H0967194 A JPH0967194 A JP H0967194A JP 2340496 A JP2340496 A JP 2340496A JP 2340496 A JP2340496 A JP 2340496A JP H0967194 A JPH0967194 A JP H0967194A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 室温から高温までの広い範囲にわたって機械
的強度が大きく、かつ、耐クリープ特性が良好であり、
高温に暴露される構造材料や機能材料として好適に使用
することのできるセラミックス複合材料を提供する。 【構成】 金属の酸化物と２種以上の金属の酸化物から
生成される複合酸化物とからなる群から選ばれる２種以
上の酸化物から構成されている凝固体であって、構成相
が酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）又は希土類元素酸化物
（Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｐｒ6Ｏ11、Ｎｄ2Ｏ3、
Ｓｍ2Ｏ3、Ｅｕ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｄｙ2Ｏ3、
Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔｍ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3）
と、酸化アルミニウムと希土類元素酸化物から生成され
る複合酸化物とからなる群から選ばれる２種以上の酸化
物から構成されていることを特徴とする。
的強度が大きく、かつ、耐クリープ特性が良好であり、
高温に暴露される構造材料や機能材料として好適に使用
することのできるセラミックス複合材料を提供する。 【構成】 金属の酸化物と２種以上の金属の酸化物から
生成される複合酸化物とからなる群から選ばれる２種以
上の酸化物から構成されている凝固体であって、構成相
が酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）又は希土類元素酸化物
（Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｐｒ6Ｏ11、Ｎｄ2Ｏ3、
Ｓｍ2Ｏ3、Ｅｕ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｄｙ2Ｏ3、
Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔｍ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3）
と、酸化アルミニウムと希土類元素酸化物から生成され
る複合酸化物とからなる群から選ばれる２種以上の酸化
物から構成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は室温から高温までの
広い範囲にわたって機械的強度が大きく、かつ、耐クリ
ープ特性が良好であり、高温に暴露される構造材料や機
能材料として好適に使用することのできるセラミック複
合材料に関する。
広い範囲にわたって機械的強度が大きく、かつ、耐クリ
ープ特性が良好であり、高温に暴露される構造材料や機
能材料として好適に使用することのできるセラミック複
合材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温下で用いられるセラミックス材料と
してＳｉＣあるいはＳｉ3Ｎ4が期待され、その実用化の
研究がなされているが、これらの材料は高温特性が充分
ではなく、実用化する上で問題になっている。その代替
材料としてＳＥＰ社の化学気相含浸法によるＳｉＣ／Ｓ
ｉＣ複合材料が脚光を浴び、現在では世界最高の高温材
料と考えられており、その研究開発が進められている
が、その使用温度範囲は１４００℃以下とされている。
してＳｉＣあるいはＳｉ3Ｎ4が期待され、その実用化の
研究がなされているが、これらの材料は高温特性が充分
ではなく、実用化する上で問題になっている。その代替
材料としてＳＥＰ社の化学気相含浸法によるＳｉＣ／Ｓ
ｉＣ複合材料が脚光を浴び、現在では世界最高の高温材
料と考えられており、その研究開発が進められている
が、その使用温度範囲は１４００℃以下とされている。
【０００３】セラミックスの製造法としては、現在では
粉末焼結法が主流であり、粉体の微細化、高純度化等の
粉末特性の向上と、よく制御された焼結条件下での製造
により、室温強度３．０ＧＰａの高強度ＺｒＯ2 セラミ
ックスの製造ができるまでになっている。さらに、粉末
焼結法により異種セラミックス粒子をナノ分散させた複
合材料の製造が可能になり、強度、靱性、熱特性などの
改善が試みられている。しかしながら、粉末焼結法で得
られる焼結体は多結晶体であり、コロニー、ボイド、粒
界相等が存在するため、充分な高温強度が得られないと
いう問題があった。
粉末焼結法が主流であり、粉体の微細化、高純度化等の
粉末特性の向上と、よく制御された焼結条件下での製造
により、室温強度３．０ＧＰａの高強度ＺｒＯ2 セラミ
ックスの製造ができるまでになっている。さらに、粉末
焼結法により異種セラミックス粒子をナノ分散させた複
合材料の製造が可能になり、強度、靱性、熱特性などの
改善が試みられている。しかしながら、粉末焼結法で得
られる焼結体は多結晶体であり、コロニー、ボイド、粒
界相等が存在するため、充分な高温強度が得られないと
いう問題があった。
【０００４】一般に酸化物セラミックスは高温で容易に
変形するため、これまで高負荷の作用する高温構造材料
としては使えないと考えられていた。しかし、これら酸
化物セラミックスは高温における耐酸化性、耐腐食性で
はどのタイプのセラミックスよりも優れており、高温に
おける機械的性質さえ改善されれば高温構造材料として
幅広い用途拡大が期待できる。そのような観点から、融
点が２０００℃を超える金属酸化物、例えば、Ａｌ
2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＭｇＯや希土類元素酸化物、例えば、
Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎ
ｄ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3等は高温用セラミックスとして有望と
考えられる。
変形するため、これまで高負荷の作用する高温構造材料
としては使えないと考えられていた。しかし、これら酸
化物セラミックスは高温における耐酸化性、耐腐食性で
はどのタイプのセラミックスよりも優れており、高温に
おける機械的性質さえ改善されれば高温構造材料として
幅広い用途拡大が期待できる。そのような観点から、融
点が２０００℃を超える金属酸化物、例えば、Ａｌ
2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＭｇＯや希土類元素酸化物、例えば、
Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｎ
ｄ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3等は高温用セラミックスとして有望と
考えられる。
【０００５】特願平５−８５８２１号には、希土類酸化
物（希土類元素及びそれらの混合物の酸化物）とＡｌ2
Ｏ3からなる焼結体及びその製造方法が開示されてい
る。これによれば、希土類酸化物とＡｌ2Ｏ3を混合成形
し、この生成形体を適性焼結温度及び適性焼結時間にて
焼結することにより、該成形体の結晶粒径を３０μｍ以
下に制御して、焼結体を得る際に生じる異常粒成長及び
ポアの発生を抑制し、高強度、高靱性で信頼性の高い希
土類酸化物ーアルミナ焼結体を提供できるとしている。
物（希土類元素及びそれらの混合物の酸化物）とＡｌ2
Ｏ3からなる焼結体及びその製造方法が開示されてい
る。これによれば、希土類酸化物とＡｌ2Ｏ3を混合成形
し、この生成形体を適性焼結温度及び適性焼結時間にて
焼結することにより、該成形体の結晶粒径を３０μｍ以
下に制御して、焼結体を得る際に生じる異常粒成長及び
ポアの発生を抑制し、高強度、高靱性で信頼性の高い希
土類酸化物ーアルミナ焼結体を提供できるとしている。
【０００６】一方、Juornal of the American Ceramics
Society ７６巻１号の２９〜３２ページ（１９９３
年）には、Ａｌ2Ｏ3−Ｙ3Ａｌ5Ｏ12共晶で示されるアル
ミナとイットリア・アルミナ・ガーネット（以下におい
て「ＹＡＧ」ということがある）とからなる複合体が開
示されている。さらにこの文献には、上記複合体の製法
として、Ａｌ2Ｏ3とＹ2Ｏ3との混合粉末を溶融し、つい
で、坩堝内で一方向凝固する方法が開示されている。
Society ７６巻１号の２９〜３２ページ（１９９３
年）には、Ａｌ2Ｏ3−Ｙ3Ａｌ5Ｏ12共晶で示されるアル
ミナとイットリア・アルミナ・ガーネット（以下におい
て「ＹＡＧ」ということがある）とからなる複合体が開
示されている。さらにこの文献には、上記複合体の製法
として、Ａｌ2Ｏ3とＹ2Ｏ3との混合粉末を溶融し、つい
で、坩堝内で一方向凝固する方法が開示されている。
【０００７】上記文献２９ページ右欄９〜１０行の記載
及び同ページ図１及び図２から、上記複合体は多結晶か
らなり、粒界相を有していることが分かる。このこと
は、例えば、上記文献３０ページ左欄の最終行〜同右欄
１行の「破壊は通常Ａｌ2Ｏ3−ＹＡＧ界面に沿って走る
亀裂を有するコロニー境界に沿っており」との記載から
も裏付けられる。そして、このコロニー境界が、上記文
献３０ページの図２中において他の部分に比較して組織
が大きくなっている部分で示される。
及び同ページ図１及び図２から、上記複合体は多結晶か
らなり、粒界相を有していることが分かる。このこと
は、例えば、上記文献３０ページ左欄の最終行〜同右欄
１行の「破壊は通常Ａｌ2Ｏ3−ＹＡＧ界面に沿って走る
亀裂を有するコロニー境界に沿っており」との記載から
も裏付けられる。そして、このコロニー境界が、上記文
献３０ページの図２中において他の部分に比較して組織
が大きくなっている部分で示される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記文献に開示されて
いる複合材料は、例えば図４に示されるように、歪み速
度を一定にした場合の応力は１，５３０℃及び１，６５
０℃でサファイア繊維のそれとほぼ同程度である。さら
に、本発明者の実験によると、上記文献に記載の複合体
は、複合体内部に気泡あるいはボイドを含有しており、
高温において機械的強度が急激に低下することが認めら
れた。このことからも明らかなように、特に高温におけ
るセラミックス複合材料の機械的性質は構成物質の粒子
界面の構造やマトリックス及び強化相の界面並びに結晶
学的性質に大きく影響されるので、これらの因子の精密
制御が必要と考えられる。よって本発明者は、上記のよ
うな従来技術の問題点を鑑みて、室温から高温にわたっ
て優れた機械的強度及びクリープ特性を有し、特に高温
におけるこれらの特性が飛躍的に改善されたセラミック
複合材料を得るべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、
特開平７−１４９５９７号、同７−１８７８９３号及び
特願平６−２４０７９２号に開示したα−Ａｌ2Ｏ3相と
ＹＡＧ相からなる複合材料で、それらの相が単結晶／単
結晶、単結晶／多結晶、多結晶／多結晶で構成される従
来に全くない新規なセラミックス複合材料を見い出し
た。
いる複合材料は、例えば図４に示されるように、歪み速
度を一定にした場合の応力は１，５３０℃及び１，６５
０℃でサファイア繊維のそれとほぼ同程度である。さら
に、本発明者の実験によると、上記文献に記載の複合体
は、複合体内部に気泡あるいはボイドを含有しており、
高温において機械的強度が急激に低下することが認めら
れた。このことからも明らかなように、特に高温におけ
るセラミックス複合材料の機械的性質は構成物質の粒子
界面の構造やマトリックス及び強化相の界面並びに結晶
学的性質に大きく影響されるので、これらの因子の精密
制御が必要と考えられる。よって本発明者は、上記のよ
うな従来技術の問題点を鑑みて、室温から高温にわたっ
て優れた機械的強度及びクリープ特性を有し、特に高温
におけるこれらの特性が飛躍的に改善されたセラミック
複合材料を得るべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、
特開平７−１４９５９７号、同７−１８７８９３号及び
特願平６−２４０７９２号に開示したα−Ａｌ2Ｏ3相と
ＹＡＧ相からなる複合材料で、それらの相が単結晶／単
結晶、単結晶／多結晶、多結晶／多結晶で構成される従
来に全くない新規なセラミックス複合材料を見い出し
た。
【０００９】本発明の目的は、前記に示したα−Ａｌ2
Ｏ3相とＹＡＧ相からなるセラミック複合材料に引き続
き、請求項１に示すとおり、酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3）と酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）と希土類元素酸
化物から生成される複合酸化物とからなる群から選ばれ
る２種以上の酸化物から構成されている凝固体であっ
て、室温から高温にわたって優れた機械的強度及びクリ
ープ特性を有し、特に高温におけるこれらの特性が飛躍
的に改善されたセラミック複合材料を提供することにあ
る。なお、請求項１に示した酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3）と希土類元素酸化物（Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｃｅ
Ｏ2、Ｐｒ6Ｏ11、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｅｕ
2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｄｙ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔｍ
2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3）から生成される複合酸化物
は、例えば、以下のようなものが挙げられる。ＬａＡｌ
Ｏ3，ＣｅＡｌＯ3，ＰｒＡｌＯ3，ＮｄＡｌＯ3，ＳｍＡ
ｌＯ3，ＥｕＡｌＯ3，ＧｄＡｌＯ3，ＤｙＡｌＯ3，Ｙｂ
4Ａｌ2Ｏ9，Ｅｒ3Ａｌ5Ｏ12，１１Ａｌ2Ｏ3・Ｌａ
2Ｏ3，１１Ａｌ2Ｏ3・Ｎｄ2Ｏ3，１１Ａｌ2Ｏ3・Ｐｒ2
Ｏ3，ＥｕＡｌ11Ｏ18，２Ｇｄ2Ｏ3・Ａｌ2Ｏ3，１１Ａ
ｌ2Ｏ3・Ｓｍ2Ｏ3，Ｙｂ3Ａｌ5Ｏ12，ＣｅＡｌ11Ｏ18，
Ｅｒ4Ａｌ2Ｏ9
Ｏ3相とＹＡＧ相からなるセラミック複合材料に引き続
き、請求項１に示すとおり、酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3）と酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）と希土類元素酸
化物から生成される複合酸化物とからなる群から選ばれ
る２種以上の酸化物から構成されている凝固体であっ
て、室温から高温にわたって優れた機械的強度及びクリ
ープ特性を有し、特に高温におけるこれらの特性が飛躍
的に改善されたセラミック複合材料を提供することにあ
る。なお、請求項１に示した酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3）と希土類元素酸化物（Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｃｅ
Ｏ2、Ｐｒ6Ｏ11、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｅｕ
2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｄｙ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔｍ
2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3）から生成される複合酸化物
は、例えば、以下のようなものが挙げられる。ＬａＡｌ
Ｏ3，ＣｅＡｌＯ3，ＰｒＡｌＯ3，ＮｄＡｌＯ3，ＳｍＡ
ｌＯ3，ＥｕＡｌＯ3，ＧｄＡｌＯ3，ＤｙＡｌＯ3，Ｙｂ
4Ａｌ2Ｏ9，Ｅｒ3Ａｌ5Ｏ12，１１Ａｌ2Ｏ3・Ｌａ
2Ｏ3，１１Ａｌ2Ｏ3・Ｎｄ2Ｏ3，１１Ａｌ2Ｏ3・Ｐｒ2
Ｏ3，ＥｕＡｌ11Ｏ18，２Ｇｄ2Ｏ3・Ａｌ2Ｏ3，１１Ａ
ｌ2Ｏ3・Ｓｍ2Ｏ3，Ｙｂ3Ａｌ5Ｏ12，ＣｅＡｌ11Ｏ18，
Ｅｒ4Ａｌ2Ｏ9
【００１０】
【発明を解決するための手段】本発明の上記目的は、請
求項１に示す酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）又は希土類
元素酸化物（Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｐｒ6Ｏ11、
Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｅｕ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、
Ｄｙ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔｍ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、
Ｌｕ2Ｏ3）と、酸化アルミニウムと希土類元素酸化物か
ら生成される複合酸化物とからなる群から選ばれる２種
以上の酸化物から構成されている凝固体であることを特
徴とするセラミックス複合材料によって達成される。た
だし、上記セラミックス複合材料の構成相が、Ａｌ2Ｏ3
とＹ3Ａｌ5Ｏ12（ＹＡＧ）である場合を除く。
求項１に示す酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）又は希土類
元素酸化物（Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｐｒ6Ｏ11、
Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｅｕ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、
Ｄｙ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔｍ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、
Ｌｕ2Ｏ3）と、酸化アルミニウムと希土類元素酸化物か
ら生成される複合酸化物とからなる群から選ばれる２種
以上の酸化物から構成されている凝固体であることを特
徴とするセラミックス複合材料によって達成される。た
だし、上記セラミックス複合材料の構成相が、Ａｌ2Ｏ3
とＹ3Ａｌ5Ｏ12（ＹＡＧ）である場合を除く。
【００１１】以下に本発明のセラミック複合材料を詳細
に説明する。本発明のセラミック複合材料は、製造条件
を制御することによって、コロニー、ボイドのない均一
な組織になる。また、所定の成分に調製した混合粉末を
加圧焼結して得られる一般的な焼結体に存在する粒界は
存在しない。さらに、製造条件を制御することによって
本複合材料を構成する酸化物及び複合酸化物がそれぞれ
単結晶／単結晶、単結晶／多結晶、多結晶／多結晶から
構成されるセラミック複合材料も得ることができる。な
お、本発明において「単結晶」とは、Ｘ線回折におい
て、特定の結晶面からの回折ピークのみが観察される状
態の結晶構造を意味する。さらに、構成する酸化物以外
の酸化物を添加して、複合材料を構成する相のうち少な
くとも一方に固溶または析出させる、あるいは、相の界
面に存在させることにより、機械的性質や熱的性質を変
化させることも可能である。
に説明する。本発明のセラミック複合材料は、製造条件
を制御することによって、コロニー、ボイドのない均一
な組織になる。また、所定の成分に調製した混合粉末を
加圧焼結して得られる一般的な焼結体に存在する粒界は
存在しない。さらに、製造条件を制御することによって
本複合材料を構成する酸化物及び複合酸化物がそれぞれ
単結晶／単結晶、単結晶／多結晶、多結晶／多結晶から
構成されるセラミック複合材料も得ることができる。な
お、本発明において「単結晶」とは、Ｘ線回折におい
て、特定の結晶面からの回折ピークのみが観察される状
態の結晶構造を意味する。さらに、構成する酸化物以外
の酸化物を添加して、複合材料を構成する相のうち少な
くとも一方に固溶または析出させる、あるいは、相の界
面に存在させることにより、機械的性質や熱的性質を変
化させることも可能である。
【００１２】本発明のセラミック複合材料は、構成する
酸化物相が微細なレベルで均質にしかも、連続的に繋が
った構造をしている。それぞれの相の大きさは凝固条件
を変更することによって制御可能であるが、一般には１
〜５０μｍである。
酸化物相が微細なレベルで均質にしかも、連続的に繋が
った構造をしている。それぞれの相の大きさは凝固条件
を変更することによって制御可能であるが、一般には１
〜５０μｍである。
【００１３】例えば、Ａｌ2Ｏ3とＧｄ2Ｏ3の組み合わせ
の場合、Ａｌ2Ｏ3：７８ｍｏｌ％，Ｇｄ2Ｏ3：２２ｍｏ
ｌ％で共晶を形成するので、Ａｌ2Ｏ3相とＡｌ2Ｏ3とＧ
ｄ2Ｏ3の複合酸化物であるペロブスカイト構造のＧｄＡ
ｌＯ3相からなるセラミック複合材料を得ることができ
る。さらに上記と同様に、α−Ａｌ2Ｏ3が約２０〜８０
容積％、ＧｄＡｌＯ3が約８０〜２０容積％の範囲内で
その分率を変化させることができる。この他に、請求項
１に記載の酸化物がペロブスカイト構造を有するものに
は、ＬａＡｌＯ3，ＣｅＡｌＯ3，ＰｒＡｌＯ3，ＮｄＡ
ｌＯ3，ＳｍＡｌＯ3，ＥｕＡｌＯ3，ＤｙＡｌＯ3等があ
る。これらのいずれかが本複合材料を構成する場合、組
織が微細化し機械的強度が大きいセラミック複合材料を
得ることができる。
の場合、Ａｌ2Ｏ3：７８ｍｏｌ％，Ｇｄ2Ｏ3：２２ｍｏ
ｌ％で共晶を形成するので、Ａｌ2Ｏ3相とＡｌ2Ｏ3とＧ
ｄ2Ｏ3の複合酸化物であるペロブスカイト構造のＧｄＡ
ｌＯ3相からなるセラミック複合材料を得ることができ
る。さらに上記と同様に、α−Ａｌ2Ｏ3が約２０〜８０
容積％、ＧｄＡｌＯ3が約８０〜２０容積％の範囲内で
その分率を変化させることができる。この他に、請求項
１に記載の酸化物がペロブスカイト構造を有するものに
は、ＬａＡｌＯ3，ＣｅＡｌＯ3，ＰｒＡｌＯ3，ＮｄＡ
ｌＯ3，ＳｍＡｌＯ3，ＥｕＡｌＯ3，ＤｙＡｌＯ3等があ
る。これらのいずれかが本複合材料を構成する場合、組
織が微細化し機械的強度が大きいセラミック複合材料を
得ることができる。
【００１４】また、Ａｌ2Ｏ3とＥｒ2Ｏ3の組み合わせの
場合、Ａｌ2Ｏ3：８１．１ｍｏｌ％，Ｅｒ2Ｏ3：１８．
９ｍｏｌ％で共晶を形成するので、Ａｌ2Ｏ3相とＡｌ2
Ｏ3とＥｒ2Ｏ3の複合酸化物であるガーネット構造のＥ
ｒ3Ａｌ5Ｏ12相からなるセラミック複合材料を得ること
ができる。さらに上記と同様に、α−Ａｌ2Ｏ3が約２０
〜８０容積％、Ｅｒ3Ａｌ5Ｏ12が約８０〜２０容積％の
範囲内でその分率を変化させることができる。この他
に、請求項１に記載の酸化物がガーネット構造を有する
ものには、Ｙｂ3Ａｌ5Ｏ12等がある。これらのいずれか
が本複合材料を構成する場合、クリープ強度が大きいセ
ラミック複合材料を得ることができる。
場合、Ａｌ2Ｏ3：８１．１ｍｏｌ％，Ｅｒ2Ｏ3：１８．
９ｍｏｌ％で共晶を形成するので、Ａｌ2Ｏ3相とＡｌ2
Ｏ3とＥｒ2Ｏ3の複合酸化物であるガーネット構造のＥ
ｒ3Ａｌ5Ｏ12相からなるセラミック複合材料を得ること
ができる。さらに上記と同様に、α−Ａｌ2Ｏ3が約２０
〜８０容積％、Ｅｒ3Ａｌ5Ｏ12が約８０〜２０容積％の
範囲内でその分率を変化させることができる。この他
に、請求項１に記載の酸化物がガーネット構造を有する
ものには、Ｙｂ3Ａｌ5Ｏ12等がある。これらのいずれか
が本複合材料を構成する場合、クリープ強度が大きいセ
ラミック複合材料を得ることができる。
【００１５】本発明のセラミック複合材料は、例えば以
下の方法によって調整することができる。最初に２種の
セラミック粉末を、所望する成分比率のセラミック複合
材料を生成する割合で混合して、混合粉末を調整する。
混合方法については特別の制限はなく、乾式混合法及び
湿式混合法のいずれも採用することができる。湿式混合
法を用いる際の媒体としては、メタノール、エタノール
のようなアルコールが一般に使用される。ついで、この
混合粉末を公知の溶解炉、例えば、アーク溶解炉を用い
て両原料が溶解する温度、例えば、Ａｌ2Ｏ3とＥｒ2Ｏ3
の場合、１，９００〜２，０００℃に加熱して溶解す
る。
下の方法によって調整することができる。最初に２種の
セラミック粉末を、所望する成分比率のセラミック複合
材料を生成する割合で混合して、混合粉末を調整する。
混合方法については特別の制限はなく、乾式混合法及び
湿式混合法のいずれも採用することができる。湿式混合
法を用いる際の媒体としては、メタノール、エタノール
のようなアルコールが一般に使用される。ついで、この
混合粉末を公知の溶解炉、例えば、アーク溶解炉を用い
て両原料が溶解する温度、例えば、Ａｌ2Ｏ3とＥｒ2Ｏ3
の場合、１，９００〜２，０００℃に加熱して溶解す
る。
【００１６】引き続き、上記溶解物をそのまま坩堝に仕
込み一方向凝固させるか、あるいは、上記溶解物を一旦
凝固させた後に粉砕し、粉砕物を坩堝に仕込み一方向に
凝固させ、本発明のセラミック複合材料を製造する。別
の方法として、上記溶解物を所定温度に保持した坩堝に
鋳込み、冷却速度を制御しながら凝固体を得る方法も採
用することができる。
込み一方向凝固させるか、あるいは、上記溶解物を一旦
凝固させた後に粉砕し、粉砕物を坩堝に仕込み一方向に
凝固させ、本発明のセラミック複合材料を製造する。別
の方法として、上記溶解物を所定温度に保持した坩堝に
鋳込み、冷却速度を制御しながら凝固体を得る方法も採
用することができる。
【００１７】溶解凝固の際の雰囲気圧力は、通常３００
Ｔｏｒｒ以下、好ましくは１０-3Ｔｏｒｒ以下である。
また、一方向凝固させるときの坩堝の移動速度、換言す
ると、セラミック複合材料の成長速度は通常５００ｍｍ
／時間以下、好ましくは１〜１００ｍｍ／時間である。
雰囲気圧力及び移動速度以外の調整条件はそれ自体公知
の方法の条件と同じである。
Ｔｏｒｒ以下、好ましくは１０-3Ｔｏｒｒ以下である。
また、一方向凝固させるときの坩堝の移動速度、換言す
ると、セラミック複合材料の成長速度は通常５００ｍｍ
／時間以下、好ましくは１〜１００ｍｍ／時間である。
雰囲気圧力及び移動速度以外の調整条件はそれ自体公知
の方法の条件と同じである。
【００１８】溶解凝固の際の雰囲気圧力あるいは坩堝の
移動速度が条件範囲外になると、気泡またはボイドが生
成し易くなって、高温における機械的強度及びクリープ
特性の優れた複合材料を得ることが困難になる。
移動速度が条件範囲外になると、気泡またはボイドが生
成し易くなって、高温における機械的強度及びクリープ
特性の優れた複合材料を得ることが困難になる。
【００１９】一方向に凝固させる装置としては、垂直方
向に設置された円筒状の容器内に坩堝が上下方向に移動
可能に収納されており、円筒状容器の中央部外側に加熱
用の誘導コイルが取り付けられており、容器内空間を減
圧にするための真空ポンプが設置されている、それ自体
公知の装置を使用することができる。
向に設置された円筒状の容器内に坩堝が上下方向に移動
可能に収納されており、円筒状容器の中央部外側に加熱
用の誘導コイルが取り付けられており、容器内空間を減
圧にするための真空ポンプが設置されている、それ自体
公知の装置を使用することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明のセラミック複合材料は、高温に
おける耐熱性、耐久性、高温強度、熱安定性など飛躍的
に改善されたものであり、大気中の１，５００℃を超え
る高温においても優れた特性を発揮するため、ジェット
エンジンや発電用タービンのタービンブレード等の部
材、各種高温材料の高温特性測定用の治具等として有用
性が高いものである。その他、Ａｌ2Ｏ3をはじめとする
酸化物系セラミックスが具体的に用いられている用途、
例えば、高温炉用熱交換器、核融合炉用材料、原子炉用
材料、耐磨耗部材、耐腐食性部材などその他幅広い分野
で有用性が高いものである。また、このセラミック複合
材料を繊維状あるいは粉末状にすれば、例えば、ジェッ
トエンジンや発電用ガスタービンのタービンブレードに
用いられているＮｉ基超合金やＣｏ基超合金、あるいは
各種セラミックスの分散強化材としても好適に使用でき
る。さらに、得られた粉末を金属材料等の表面にプラズ
マ溶射法等の方法でコーテイングする形態で凝固させれ
ば、耐酸化性、耐磨耗性の向上も期待できる。
おける耐熱性、耐久性、高温強度、熱安定性など飛躍的
に改善されたものであり、大気中の１，５００℃を超え
る高温においても優れた特性を発揮するため、ジェット
エンジンや発電用タービンのタービンブレード等の部
材、各種高温材料の高温特性測定用の治具等として有用
性が高いものである。その他、Ａｌ2Ｏ3をはじめとする
酸化物系セラミックスが具体的に用いられている用途、
例えば、高温炉用熱交換器、核融合炉用材料、原子炉用
材料、耐磨耗部材、耐腐食性部材などその他幅広い分野
で有用性が高いものである。また、このセラミック複合
材料を繊維状あるいは粉末状にすれば、例えば、ジェッ
トエンジンや発電用ガスタービンのタービンブレードに
用いられているＮｉ基超合金やＣｏ基超合金、あるいは
各種セラミックスの分散強化材としても好適に使用でき
る。さらに、得られた粉末を金属材料等の表面にプラズ
マ溶射法等の方法でコーテイングする形態で凝固させれ
ば、耐酸化性、耐磨耗性の向上も期待できる。
【００２１】繊維状のセラミック複合材料を製造する方
法としては、予め一方向凝固法で製造した凝固体を直径
１ｍｍ程度に線材化し、その一端を同一組成の加熱溶融
させたプールに浸漬、引き上げて繊維状の結晶を成長さ
せてゆく方法を採ることができる。あるいは、加熱溶融
させたメルトプールに毛細管現象を起こす狭いガイドを
置いて引き上げるＥｄｇｅ−ｄｅｆｉｎｅｄ Ｆｉｌｍ
−ｆｅｄ Ｇｒｏｗｔｈ（ＥＦＧ法）や、予め焼結法に
より作製したロッドをＣＯ2 レーザー等で照射、帯溶融
し、一方向に凝固させてゆく方法（Ｌａｓｅｒ ｈｅａ
ｔｅｄ ｆｌｏａｔｚｏｎｅ ｍｅｔｈｏｄ；ＬＨＦＺ
法）も採ることができる。また、粉末状のセラミック複
合材料を製造する方法としては、加熱溶融した試料を坩
堝底に設けた微細孔から緩やかな温度勾配をつけた炉中
に液滴を落下させ、凝固させる方法を採ることができ
る。さらに、表面にコーテイングする方法としては、プ
ラズマ溶射する方法や、加熱溶融させたメルトプール中
に被コーテイング物質を浸漬したまま一方向凝固させ、
メルトを保持していた坩堝を後加工で取り除く方法を採
ることができる。
法としては、予め一方向凝固法で製造した凝固体を直径
１ｍｍ程度に線材化し、その一端を同一組成の加熱溶融
させたプールに浸漬、引き上げて繊維状の結晶を成長さ
せてゆく方法を採ることができる。あるいは、加熱溶融
させたメルトプールに毛細管現象を起こす狭いガイドを
置いて引き上げるＥｄｇｅ−ｄｅｆｉｎｅｄ Ｆｉｌｍ
−ｆｅｄ Ｇｒｏｗｔｈ（ＥＦＧ法）や、予め焼結法に
より作製したロッドをＣＯ2 レーザー等で照射、帯溶融
し、一方向に凝固させてゆく方法（Ｌａｓｅｒ ｈｅａ
ｔｅｄ ｆｌｏａｔｚｏｎｅ ｍｅｔｈｏｄ；ＬＨＦＺ
法）も採ることができる。また、粉末状のセラミック複
合材料を製造する方法としては、加熱溶融した試料を坩
堝底に設けた微細孔から緩やかな温度勾配をつけた炉中
に液滴を落下させ、凝固させる方法を採ることができ
る。さらに、表面にコーテイングする方法としては、プ
ラズマ溶射する方法や、加熱溶融させたメルトプール中
に被コーテイング物質を浸漬したまま一方向凝固させ、
メルトを保持していた坩堝を後加工で取り除く方法を採
ることができる。
【００２２】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示す。 実施例１ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＧｄ2Ｏ3粉末を７８．０
／２２．０ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜２，０００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５ｍｍ／時間の速度
で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにして
得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕微
鏡写真を図１に示す。図１において、白い部分がＧｄＡ
ｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この凝固
体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイドが
存在しない均一な組織を有していることが分かった。さ
らに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α−Ａｌ
2Ｏ3とＧｄＡｌＯ3のそれぞれ特定の面からの回折ピー
クのみが観察され、この凝固体はα−Ａｌ2Ｏ3単結晶と
ＧｄＡｌＯ3単結晶の二つの相からなるセラミック複合
材料であることが分かった。この複合材料の機械的強度
を表１に示す。表１において、３点曲げ強度は大気中の
１，６００℃において測定した値である。また、この複
合材料を１，７００℃の大気中に５０時間保持した後の
重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であった。
／２２．０ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜２，０００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５ｍｍ／時間の速度
で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにして
得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕微
鏡写真を図１に示す。図１において、白い部分がＧｄＡ
ｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この凝固
体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイドが
存在しない均一な組織を有していることが分かった。さ
らに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α−Ａｌ
2Ｏ3とＧｄＡｌＯ3のそれぞれ特定の面からの回折ピー
クのみが観察され、この凝固体はα−Ａｌ2Ｏ3単結晶と
ＧｄＡｌＯ3単結晶の二つの相からなるセラミック複合
材料であることが分かった。この複合材料の機械的強度
を表１に示す。表１において、３点曲げ強度は大気中の
１，６００℃において測定した値である。また、この複
合材料を１，７００℃の大気中に５０時間保持した後の
重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であった。
【００２３】実施例２ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＧｄ2Ｏ3粉末を７８．０
／２２．０ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜２，０００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を２０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図２に示す。図２において、白い部分がＧｄ
ＡｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この凝
固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイド
が存在しない均一な組織を有していることが分かった。
さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α−Ａ
ｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークとＧｄＡｌＯ3の複
数の面からの回折ピークが観察され、この凝固体はα−
Ａｌ2Ｏ3単結晶とＧｄＡｌＯ3多結晶の二つの相からな
るセラミック複合材料であることが分かった。この複合
材料の機械的強度を表１及び表２に示す。表１におい
て、３点曲げ強度は大気中の１，６００℃において測定
した値、表２において、圧縮クリープ強度は大気中１，
６００℃、歪み速度１０-4／ｓで測定した値である。ま
た、この複合材料を１，７００℃の大気中に５０時間保
持した後の重量増は０．００３ｇ／ｃｍ3であった。
／２２．０ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜２，０００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を２０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図２に示す。図２において、白い部分がＧｄ
ＡｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この凝
固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイド
が存在しない均一な組織を有していることが分かった。
さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α−Ａ
ｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークとＧｄＡｌＯ3の複
数の面からの回折ピークが観察され、この凝固体はα−
Ａｌ2Ｏ3単結晶とＧｄＡｌＯ3多結晶の二つの相からな
るセラミック複合材料であることが分かった。この複合
材料の機械的強度を表１及び表２に示す。表１におい
て、３点曲げ強度は大気中の１，６００℃において測定
した値、表２において、圧縮クリープ強度は大気中１，
６００℃、歪み速度１０-4／ｓで測定した値である。ま
た、この複合材料を１，７００℃の大気中に５０時間保
持した後の重量増は０．００３ｇ／ｃｍ3であった。
【００２４】実施例３ 坩堝の移動速度を５０ｍｍ／時間にした以外は実施例２
を繰り返して凝固体を得た。このようにして得られた凝
固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕微鏡写真を図
３及び図４に示す。図３及び図４において、白い部分が
ＧｄＡｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。こ
の凝固体は、実施例２よりも微細化した組織と、さら
に、Ａｌ2Ｏ3相中に繊維状のＧｄＡｌＯ3相が均一に分
散した組織とが混在したユニークな組織を有しているこ
とが分かった。この複合材料の機械的強度を表１に示
す。表１において、３点曲げ強度は大気中の１，６００
℃において測定した値である。
を繰り返して凝固体を得た。このようにして得られた凝
固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕微鏡写真を図
３及び図４に示す。図３及び図４において、白い部分が
ＧｄＡｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。こ
の凝固体は、実施例２よりも微細化した組織と、さら
に、Ａｌ2Ｏ3相中に繊維状のＧｄＡｌＯ3相が均一に分
散した組織とが混在したユニークな組織を有しているこ
とが分かった。この複合材料の機械的強度を表１に示
す。表１において、３点曲げ強度は大気中の１，６００
℃において測定した値である。
【００２５】比較例１ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＧｄ2Ｏ3粉末を実施例１
と同様の混合割合で、エタノール溶媒を用いて湿式ボー
ルミルによって混合し、得られたスラリーからロータリ
ーエヴァポレータを用いてエタノールを除去した。得ら
れた混合粉末を黒鉛製のダイスに充填し、１０-2Ｔｏｒ
ｒの雰囲気圧力下で温度１，６８０℃、圧力５００ｋｇ
／ｍｍ2 で２時間加圧焼結して焼結体を得た。このよう
にして得られた焼結体をＸ線回折した結果、α−Ａｌ2
Ｏ3とＧｄＡｌＯ3いずれも複数の面からの回折ピークが
観察された。また、この焼結体の加圧方向に垂直な面の
断面組織の電子顕微鏡写真を図５に示す。図５におい
て、白い部分がＧｄＡｌＯ3粒子、黒い部分がα−Ａｌ2
Ｏ3粒子である。この複合材料はＡｌ2Ｏ3粒とＧｄＡｌ
Ｏ3粒から構成されるセラミック複合材料であることが
分かった。この複合材料の機械的強度を表１及び表２に
示す。表１及び表２において、３点曲げ強度及び圧縮ク
リープ強度はいずれも大気中の１，６００℃、歪み速度
１０-4／ｓで測定した値である。
と同様の混合割合で、エタノール溶媒を用いて湿式ボー
ルミルによって混合し、得られたスラリーからロータリ
ーエヴァポレータを用いてエタノールを除去した。得ら
れた混合粉末を黒鉛製のダイスに充填し、１０-2Ｔｏｒ
ｒの雰囲気圧力下で温度１，６８０℃、圧力５００ｋｇ
／ｍｍ2 で２時間加圧焼結して焼結体を得た。このよう
にして得られた焼結体をＸ線回折した結果、α−Ａｌ2
Ｏ3とＧｄＡｌＯ3いずれも複数の面からの回折ピークが
観察された。また、この焼結体の加圧方向に垂直な面の
断面組織の電子顕微鏡写真を図５に示す。図５におい
て、白い部分がＧｄＡｌＯ3粒子、黒い部分がα−Ａｌ2
Ｏ3粒子である。この複合材料はＡｌ2Ｏ3粒とＧｄＡｌ
Ｏ3粒から構成されるセラミック複合材料であることが
分かった。この複合材料の機械的強度を表１及び表２に
示す。表１及び表２において、３点曲げ強度及び圧縮ク
リープ強度はいずれも大気中の１，６００℃、歪み速度
１０-4／ｓで測定した値である。
【００２６】実施例４ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＥｒ2Ｏ3粉末を８１．１
／１８．９ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，９００
〜２，０００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５ｍｍ／時間の速度
で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにして
得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕微
鏡写真を図６に示す。図６において、白い部分がＥｒ3
Ａｌ5Ｏ12相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この
凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイ
ドが存在しない均一な組織を有していることが分かっ
た。さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α
−Ａｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークとＥｒ3Ａｌ5Ｏ
12の特定の面からの回折ピークが観察され、この凝固体
はα−Ａｌ2Ｏ3単結晶とＥｒ3Ａｌ5Ｏ12単結晶の二つの
相からなるセラミック複合材料であることが分かった。
この複合材料の機械的強度を表１及び表２に示す。表１
において、３点曲げ強度は大気中の１，８００℃におい
て測定した値、表２において、圧縮クリープ強度は大気
中１，６００℃、歪み速度１０-4／ｓで測定した値であ
る。また、この複合材料を１，７００℃の大気中に５０
時間保持した後の重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であっ
た。
／１８．９ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，９００
〜２，０００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５ｍｍ／時間の速度
で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにして
得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕微
鏡写真を図６に示す。図６において、白い部分がＥｒ3
Ａｌ5Ｏ12相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この
凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイ
ドが存在しない均一な組織を有していることが分かっ
た。さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α
−Ａｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークとＥｒ3Ａｌ5Ｏ
12の特定の面からの回折ピークが観察され、この凝固体
はα−Ａｌ2Ｏ3単結晶とＥｒ3Ａｌ5Ｏ12単結晶の二つの
相からなるセラミック複合材料であることが分かった。
この複合材料の機械的強度を表１及び表２に示す。表１
において、３点曲げ強度は大気中の１，８００℃におい
て測定した値、表２において、圧縮クリープ強度は大気
中１，６００℃、歪み速度１０-4／ｓで測定した値であ
る。また、この複合材料を１，７００℃の大気中に５０
時間保持した後の重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であっ
た。
【００２７】実施例５ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＥｒ2Ｏ3粉末を８１．１
／１８．９ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，９００
〜２，０００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕
微鏡写真を図７に示す。図７において、白い部分がＥｒ
3Ａｌ5Ｏ12相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この
凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイ
ドが存在しない均一な組織を有していることが分かっ
た。さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α
−Ａｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークとＥｒ3Ａｌ5Ｏ
12の複数の面からの回折ピークが観察され、この凝固体
はα−Ａｌ2Ｏ3単結晶とＥｒ3Ａｌ5Ｏ12多結晶の二つの
相からなるセラミック複合材料であることが分かった。
この複合材料の機械的強度を表１及び表２に示す。表１
において、３点曲げ強度は大気中の１，８００℃におい
て測定した値、表２において、圧縮クリープ強度は大気
中１，６００℃、歪み速度１０-4／ｓで測定した値であ
る。また、この複合材料を１，７００℃の大気中に５０
時間保持した後の重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であっ
た。
／１８．９ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，９００
〜２，０００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕
微鏡写真を図７に示す。図７において、白い部分がＥｒ
3Ａｌ5Ｏ12相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この
凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイ
ドが存在しない均一な組織を有していることが分かっ
た。さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α
−Ａｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークとＥｒ3Ａｌ5Ｏ
12の複数の面からの回折ピークが観察され、この凝固体
はα−Ａｌ2Ｏ3単結晶とＥｒ3Ａｌ5Ｏ12多結晶の二つの
相からなるセラミック複合材料であることが分かった。
この複合材料の機械的強度を表１及び表２に示す。表１
において、３点曲げ強度は大気中の１，８００℃におい
て測定した値、表２において、圧縮クリープ強度は大気
中１，６００℃、歪み速度１０-4／ｓで測定した値であ
る。また、この複合材料を１，７００℃の大気中に５０
時間保持した後の重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であっ
た。
【００２８】比較例２ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＥｒ2Ｏ3粉末を実施例４
と同様の混合割合で、エタノール溶媒を用いて湿式ボー
ルミルによって混合し、得られたスラリーからロータリ
ーエヴァポレータを用いてエタノールを除去した。得ら
れた混合粉末を黒鉛製のダイスに充填し、１０-2Ｔｏｒ
ｒの雰囲気圧力下で温度１，７８０℃、圧力５００ｋｇ
／ｍｍ2 で２時間加圧焼結して焼結体を得た。このよう
にして得られた焼結体をＸ線回折した結果、α−Ａｌ2
Ｏ3とＥｒ3Ａｌ5Ｏ12いずれも複数の面からの回折ピー
クが観察された。また、この焼結体の加圧方向に垂直な
面の断面組織の電子顕微鏡写真を図８に示す。図８にお
いて、白い部分がＥｒ3Ａｌ5Ｏ12粒子、黒い部分がα−
Ａｌ2Ｏ3粒子である。この複合材料はＡｌ2Ｏ3粒とＥｒ
3Ａｌ5Ｏ12粒から構成されるセラミック複合材料である
ことが分かった。この複合材料の機械的強度を表１及び
表２に示す。表１及び表２において、３点曲げ強度は大
気中の１，８００℃において測定した値、圧縮クリープ
強度は大気中の１，６００℃、歪み速度１０-4／ｓで測
定した値である。
と同様の混合割合で、エタノール溶媒を用いて湿式ボー
ルミルによって混合し、得られたスラリーからロータリ
ーエヴァポレータを用いてエタノールを除去した。得ら
れた混合粉末を黒鉛製のダイスに充填し、１０-2Ｔｏｒ
ｒの雰囲気圧力下で温度１，７８０℃、圧力５００ｋｇ
／ｍｍ2 で２時間加圧焼結して焼結体を得た。このよう
にして得られた焼結体をＸ線回折した結果、α−Ａｌ2
Ｏ3とＥｒ3Ａｌ5Ｏ12いずれも複数の面からの回折ピー
クが観察された。また、この焼結体の加圧方向に垂直な
面の断面組織の電子顕微鏡写真を図８に示す。図８にお
いて、白い部分がＥｒ3Ａｌ5Ｏ12粒子、黒い部分がα−
Ａｌ2Ｏ3粒子である。この複合材料はＡｌ2Ｏ3粒とＥｒ
3Ａｌ5Ｏ12粒から構成されるセラミック複合材料である
ことが分かった。この複合材料の機械的強度を表１及び
表２に示す。表１及び表２において、３点曲げ強度は大
気中の１，８００℃において測定した値、圧縮クリープ
強度は大気中の１，６００℃、歪み速度１０-4／ｓで測
定した値である。
【００２９】実施例６ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＳｍ2Ｏ3粉末を６９．０
／３１．０ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図９に示す。図９において、白い部分がＳｍ
ＡｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この凝
固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイド
が存在しない均一な組織を有していることが分かった。
さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α−Ａ
ｌ2Ｏ3の複数の面からの回折ピークとＳｍＡｌＯ3の複
数の回折ピークが観察され、この凝固体はα−Ａｌ2Ｏ3
多結晶とＳｍＡｌＯ3多結晶の二つの相からなり、α−
Ａｌ2Ｏ3相中に繊維状ＳｍＡｌＯ3相が均一に分散した
セラミック複合材料であることが分かった。この複合材
料の機械的強度を表１及び表２に示す。表１において、
３点曲げ強度は大気中の１，７００℃において測定した
値、表２において、圧縮クリープ強度は大気中１，６０
０℃で測定した値である。また、この複合材料を１，７
００℃の大気中に５０時間保持した後の重量増は０．０
０２ｇ／ｃｍ3であった。
／３１．０ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図９に示す。図９において、白い部分がＳｍ
ＡｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。この凝
固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイド
が存在しない均一な組織を有していることが分かった。
さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α−Ａ
ｌ2Ｏ3の複数の面からの回折ピークとＳｍＡｌＯ3の複
数の回折ピークが観察され、この凝固体はα−Ａｌ2Ｏ3
多結晶とＳｍＡｌＯ3多結晶の二つの相からなり、α−
Ａｌ2Ｏ3相中に繊維状ＳｍＡｌＯ3相が均一に分散した
セラミック複合材料であることが分かった。この複合材
料の機械的強度を表１及び表２に示す。表１において、
３点曲げ強度は大気中の１，７００℃において測定した
値、表２において、圧縮クリープ強度は大気中１，６０
０℃で測定した値である。また、この複合材料を１，７
００℃の大気中に５０時間保持した後の重量増は０．０
０２ｇ／ｃｍ3であった。
【００３０】実施例７ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＹｂ2Ｏ3粉末を８３．７
／１６．３ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５ｍｍ／時間の速度
で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにして
得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕微
鏡写真を図１０に示す。図１０において、白い部分が３
Ｙｂ2Ｏ3・５Ａｌ2Ｏ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相で
ある。この凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに
気泡やボイドが存在しない均一な組織を有していること
が分かった。さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の
結果、α−Ａｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークと３Ｙ
ｂ2Ｏ3・５Ａｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークのみが
観察され、この凝固体はα−Ａｌ2Ｏ3単結晶と３Ｙｂ2
Ｏ3・５Ａｌ2Ｏ3単結晶の二つの相からなるセラミック
複合材料であることが分かった。この複合材料の機械的
強度を表１に示す。表１において、３点曲げ強度は大気
中の１，６００℃において測定した値である。また、こ
の複合材料を１，７００℃の大気中に５０時間保持した
後の重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であった。
／１６．３ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５ｍｍ／時間の速度
で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにして
得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕微
鏡写真を図１０に示す。図１０において、白い部分が３
Ｙｂ2Ｏ3・５Ａｌ2Ｏ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相で
ある。この凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに
気泡やボイドが存在しない均一な組織を有していること
が分かった。さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の
結果、α−Ａｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークと３Ｙ
ｂ2Ｏ3・５Ａｌ2Ｏ3の特定の面からの回折ピークのみが
観察され、この凝固体はα−Ａｌ2Ｏ3単結晶と３Ｙｂ2
Ｏ3・５Ａｌ2Ｏ3単結晶の二つの相からなるセラミック
複合材料であることが分かった。この複合材料の機械的
強度を表１に示す。表１において、３点曲げ強度は大気
中の１，６００℃において測定した値である。また、こ
の複合材料を１，７００℃の大気中に５０時間保持した
後の重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であった。
【００３１】実施例８ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＬａ2Ｏ3粉末を７７．５
／２２．５ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８００
〜１，９００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図１１に示す。図１１において、白い部分が
ＬａＡｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。こ
の凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボ
イドが存在しない均一な組織を有していることが分かっ
た。さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α
−Ａｌ2Ｏ3及びＬａＡｌＯ3いずれもの複数の回折ピー
クが観察され、この凝固体はα−Ａｌ2Ｏ3多結晶とＬａ
ＡｌＯ3多結晶の二つの相からなり、α−Ａｌ2Ｏ3相中
に繊維状のＬａＡｌＯ3相が均一に分散したセラミック
複合材料であることが分かった。この複合材料の機械的
強度を表１に示す。表１において、３点曲げ強度は大気
中の１，６００℃において測定した値である。また、こ
の複合材料を１，６００℃の大気中に５０時間保持した
後の重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であった。
／２２．５ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８００
〜１，９００℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図１１に示す。図１１において、白い部分が
ＬａＡｌＯ3相で黒い部分がα−Ａｌ2Ｏ3相である。こ
の凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボ
イドが存在しない均一な組織を有していることが分かっ
た。さらに、凝固方向に垂直な面のＸ線回折の結果、α
−Ａｌ2Ｏ3及びＬａＡｌＯ3いずれもの複数の回折ピー
クが観察され、この凝固体はα−Ａｌ2Ｏ3多結晶とＬａ
ＡｌＯ3多結晶の二つの相からなり、α−Ａｌ2Ｏ3相中
に繊維状のＬａＡｌＯ3相が均一に分散したセラミック
複合材料であることが分かった。この複合材料の機械的
強度を表１に示す。表１において、３点曲げ強度は大気
中の１，６００℃において測定した値である。また、こ
の複合材料を１，６００℃の大気中に５０時間保持した
後の重量増は０．００２ｇ／ｃｍ3であった。
【００３２】実施例９ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＮｄ2Ｏ3粉末を８０．３
／１９．７ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を２０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕
微鏡写真を図１２に示す。図１２において、白い部分が
ＮｄＡｌ11Ｏ18相で黒い部分がＡｌＮｄＯ3相でいずれ
も複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒界相
がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組織を
有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂直な
面のＸ線回折の結果、ＮｄＡｌ11Ｏ18の特定の面からの
回折ピークとＡｌＮｄＯ3の複数の回折ピークが観察さ
れ、この凝固体はＮｄＡｌ11Ｏ18単結晶とＡｌＮｄＯ3
多結晶の二つの相からなるセラミック複合材料であるこ
とが分かった。この複合材料の機械的強度を表１に示
す。表１において、３点曲げ強度は大気中の１，７００
℃において測定した値である。
／１９．７ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を２０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕
微鏡写真を図１２に示す。図１２において、白い部分が
ＮｄＡｌ11Ｏ18相で黒い部分がＡｌＮｄＯ3相でいずれ
も複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒界相
がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組織を
有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂直な
面のＸ線回折の結果、ＮｄＡｌ11Ｏ18の特定の面からの
回折ピークとＡｌＮｄＯ3の複数の回折ピークが観察さ
れ、この凝固体はＮｄＡｌ11Ｏ18単結晶とＡｌＮｄＯ3
多結晶の二つの相からなるセラミック複合材料であるこ
とが分かった。この複合材料の機械的強度を表１に示
す。表１において、３点曲げ強度は大気中の１，７００
℃において測定した値である。
【００３３】実施例１０ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＮｄ2Ｏ3粉末を８０．３
／１９．７ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕
微鏡写真を図１３に示す。図１３において、白い部分が
ＮｄＡｌ11Ｏ18相で黒い部分がＡｌＮｄＯ3相でいずれ
も複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒界相
がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組織を
有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂直な
面のＸ線回折の結果、ＮｄＡｌ11Ｏ18の複数の面からの
回折ピークとＡｌＮｄＯ3の複数の回折ピークが観察さ
れ、この凝固体はＮｄＡｌ11Ｏ18多結晶とＡｌＮｄＯ3
多結晶の二つの相からなり、ＡｌＮｄＯ3相中に繊維状
のＮｄＡｌ11Ｏ18相が均一に分散したセラミック複合材
料であることが分かった。この複合材料の機械的強度を
表１に示す。表１において、３点曲げ強度は大気中の
１，７００℃において測定した値である。
／１９．７ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，８５０
〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を５０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕
微鏡写真を図１３に示す。図１３において、白い部分が
ＮｄＡｌ11Ｏ18相で黒い部分がＡｌＮｄＯ3相でいずれ
も複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒界相
がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組織を
有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂直な
面のＸ線回折の結果、ＮｄＡｌ11Ｏ18の複数の面からの
回折ピークとＡｌＮｄＯ3の複数の回折ピークが観察さ
れ、この凝固体はＮｄＡｌ11Ｏ18多結晶とＡｌＮｄＯ3
多結晶の二つの相からなり、ＡｌＮｄＯ3相中に繊維状
のＮｄＡｌ11Ｏ18相が均一に分散したセラミック複合材
料であることが分かった。この複合材料の機械的強度を
表１に示す。表１において、３点曲げ強度は大気中の
１，７００℃において測定した値である。
【００３４】実施例１１ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＥｕ2Ｏ3粉末を７１．７
／２８．３ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，７５０
〜１，８５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を２０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図１４に示す。図１４において、白い部分が
ＡｌＥｕＯ3相で黒い部分がＥｕＡｌ11Ｏ18相でいずれ
も複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒界相
がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組織を
有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂直な
面のＸ線回折の結果、ＡｌＥｕＯ3の特定の面からの回
折ピークとＥｕＡｌ11Ｏ18の複数の回折ピークが観察さ
れ、この凝固体はＡｌＥｕＯ3単結晶とＥｕＡｌ11Ｏ18
多結晶の二つの相からなるセラミック複合材料であるこ
とが分かった。この複合材料の機械的強度を表１に示
す。表１において、３点曲げ強度は大気中の１，６００
℃において測定した値である。
／２８．３ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，７５０
〜１，８５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を２０ｍｍ／時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図１４に示す。図１４において、白い部分が
ＡｌＥｕＯ3相で黒い部分がＥｕＡｌ11Ｏ18相でいずれ
も複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒界相
がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組織を
有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂直な
面のＸ線回折の結果、ＡｌＥｕＯ3の特定の面からの回
折ピークとＥｕＡｌ11Ｏ18の複数の回折ピークが観察さ
れ、この凝固体はＡｌＥｕＯ3単結晶とＥｕＡｌ11Ｏ18
多結晶の二つの相からなるセラミック複合材料であるこ
とが分かった。この複合材料の機械的強度を表１に示
す。表１において、３点曲げ強度は大気中の１，６００
℃において測定した値である。
【００３５】実施例１２ 原料としてα−Ａｌ2Ｏ3粉末とＰｒ6Ｏ11粉末を７８．
８／２１．２ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒
を用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラ
リーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノール
を除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置さ
れたモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気
圧力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，９０
０〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次
に、同一の雰囲気圧力下において坩堝を２０ｍｍ／時間
の速度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このよう
にして得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電
子顕微鏡写真を図１５に示す。図１５において、白い部
分がＰｒＡｌＯ3相で黒い部分がＰｒＡｌ11Ｏ18相でい
ずれも複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒
界相がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組
織を有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂
直な面のＸ線回折の結果、ＰｒＡｌ11Ｏ18の特定の面か
らの回折ピークとＰｒＡｌＯ3の複数の回折ピークが観
察され、この凝固体はＰｒＡｌ11Ｏ18単結晶とＰｒＡｌ
Ｏ3多結晶の二つの相からなるセラミック複合材料であ
ることが分かった。この複合材料の機械的強度を表１に
示す。表１において、３点曲げ強度は大気中の１，６０
０℃において測定した値である。
８／２１．２ｍｏｌ％の割合で混合し、エタノール溶媒
を用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラ
リーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノール
を除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置さ
れたモリブデン坩堝に仕込み、１０-5Ｔｏｒｒの雰囲気
圧力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を１，９０
０〜１，９５０℃に加熱して混合粉末を溶解した。次
に、同一の雰囲気圧力下において坩堝を２０ｍｍ／時間
の速度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このよう
にして得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電
子顕微鏡写真を図１５に示す。図１５において、白い部
分がＰｒＡｌＯ3相で黒い部分がＰｒＡｌ11Ｏ18相でい
ずれも複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒
界相がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組
織を有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂
直な面のＸ線回折の結果、ＰｒＡｌ11Ｏ18の特定の面か
らの回折ピークとＰｒＡｌＯ3の複数の回折ピークが観
察され、この凝固体はＰｒＡｌ11Ｏ18単結晶とＰｒＡｌ
Ｏ3多結晶の二つの相からなるセラミック複合材料であ
ることが分かった。この複合材料の機械的強度を表１に
示す。表１において、３点曲げ強度は大気中の１，６０
０℃において測定した値である。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【図１】図１は実施例１で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
【図２】図２は実施例２で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
【図３】図３は実施例３で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
【図４】図４は実施例３で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
【図５】図５は比較例１で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
【図６】図６は実施例４で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
【図７】図７は実施例５で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
【図８】図８は比較例２で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
【図９】図９は実施例６で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
【図１０】図１０は実施例７で得られた複合材料の粒子
構造を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
構造を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
【図１１】図１１は実施例８で得られた複合材料の粒子
構造を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
構造を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。
【図１２】図１２は実施例９で得られた複合材料の粒子
構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
【図１３】図１３は実施例１０で得られた複合材料の粒
子構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
子構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
【図１４】図１４は実施例１１で得られた複合材料の粒
子構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
子構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
【図１５】図１５は実施例１２で得られた複合材料の粒
子構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
子構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平7−177985 (32)優先日 平７(1995)６月22日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 大坪 英樹 山口県宇部市大字小串1978番地の５ 宇部 興産株式会社宇部研究所内 (72)発明者 清水 和敏 山口県宇部市大字小串1978番地の５ 宇部 興産株式会社宇部研究所内 (72)発明者 神徳 泰彦 山口県宇部市大字小串1978番地の５ 宇部 興産株式会社宇部研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 金属の酸化物と２種以上の金属の酸化物
から生成される複合酸化物とからなる群から選ばれる２
種以上の酸化物から構成されている凝固体であって、構
成相が酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）又は希土類元素酸
化物（Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｐｒ6Ｏ11、Ｎｄ2
Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ｅｕ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｔｂ4Ｏ7、Ｄｙ2
Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔｍ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｌｕ2
Ｏ3）と、酸化アルミニウムと希土類元素酸化物から生
成される複合酸化物とからなる群から選ばれる２種以上
の酸化物から構成されていることを特徴とするセラミッ
クス複合材料（ただし、構成相が、Ａｌ2Ｏ3とＹ3Ａｌ5
Ｏ12（ＹＡＧ）である場合を除く。）。 - 【請求項２】 凝固体中に、コロニー及びポアがないこ
とを特徴とする請求項１記載のセラミックス複合材料。 - 【請求項３】 セラミックス複合材料を構成する酸化物
が、単結晶から構成されていることを特徴とする請求項
１記載のセラミックス複合材料。 - 【請求項４】 セラミックス複合材料を構成する酸化物
の少なくとも一種が単結晶から構成されていることを特
徴とする請求項１記載のセラミックス複合材料。 - 【請求項５】 セラミックス複合材料を構成する酸化物
が、多結晶から構成されていることを特徴とする請求項
１記載のセラミックス複合材料。 - 【請求項６】 セラミックス複合材料を構成する酸化物
の少なくとも一種がペロブスカイト構造を有する酸化物
であることを特徴とする請求項１記載のセラミック複合
材料。 - 【請求項７】 セラミックス複合材料を構成する酸化物
の少なくとも一種がガーネット構造を有する酸化物であ
ることを特徴とする請求項１記載のセラミック複合材
料。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02340496A JP3412381B2 (ja) | 1995-01-19 | 1996-01-18 | セラミックス複合材料 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-23286 | 1995-01-19 | ||
| JP2328695 | 1995-01-19 | ||
| JP7-23287 | 1995-01-19 | ||
| JP2328895 | 1995-01-19 | ||
| JP7-23288 | 1995-01-19 | ||
| JP2328795 | 1995-01-19 | ||
| JP17798595 | 1995-06-22 | ||
| JP7-177985 | 1995-06-22 | ||
| JP02340496A JP3412381B2 (ja) | 1995-01-19 | 1996-01-18 | セラミックス複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0967194A true JPH0967194A (ja) | 1997-03-11 |
| JP3412381B2 JP3412381B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=27520525
Family Applications (1)
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001316A1 (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Ube Industries, Ltd. | 白色発光ダイオード装置 |
| JPWO2006043719A1 (ja) * | 2004-10-21 | 2008-05-22 | 宇部興産株式会社 | 発光ダイオード素子、発光ダイオード用基板及び発光ダイオード素子の製造方法 |
| US7863636B2 (en) | 2005-08-10 | 2011-01-04 | Ube Industries, Ltd. | Substrate for light-emitting diode, and light-emitting diode |
| WO2011125422A1 (ja) | 2010-03-31 | 2011-10-13 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体、その製造方法、及びそれを備えた発光装置 |
| US8093799B2 (en) | 2006-09-25 | 2012-01-10 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite for phototransformation and light emitting device using the same |
| WO2012077599A1 (ja) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体及びその製造方法 |
| WO2012077787A1 (ja) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 酸化物基複合材料 |
| WO2012081566A1 (ja) | 2010-12-16 | 2012-06-21 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体、その製造方法、及びそれを備えた発光装置 |
| EP2497758A2 (en) | 2003-01-20 | 2012-09-12 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite material for optical conversion and use thereof |
| WO2013008751A1 (ja) | 2011-07-08 | 2013-01-17 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体の製造方法 |
| WO2013146994A1 (ja) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体およびそれを用いた発光装置 |
| US8608978B2 (en) | 2006-01-19 | 2013-12-17 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite light-converting member and light-emitting device using the same |
| WO2018066547A1 (ja) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 出光興産株式会社 | 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット |
| CN113683420A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种大尺寸Al2O3/LuAG定向凝固共晶陶瓷及其光悬浮区熔制备方法 |
-
1996
- 1996-01-18 JP JP02340496A patent/JP3412381B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8900480B2 (en) | 2003-01-20 | 2014-12-02 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite material for light conversion and use thereof |
| EP2497758A2 (en) | 2003-01-20 | 2012-09-12 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite material for optical conversion and use thereof |
| WO2006001316A1 (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Ube Industries, Ltd. | 白色発光ダイオード装置 |
| KR100800207B1 (ko) * | 2004-06-24 | 2008-02-01 | 우베 고산 가부시키가이샤 | 백색 발광 다이오드 장치 |
| CN100428511C (zh) * | 2004-06-24 | 2008-10-22 | 宇部兴产株式会社 | 白色发光二极管器件 |
| US7633217B2 (en) | 2004-06-24 | 2009-12-15 | Ube Industries, Ltd. | White-light light emitting diode device |
| US7935973B2 (en) | 2004-10-21 | 2011-05-03 | Ube Industries, Ltd. | Light-emitting diode, light-emitting diode substrate and production method of light-emitting diode |
| JPWO2006043719A1 (ja) * | 2004-10-21 | 2008-05-22 | 宇部興産株式会社 | 発光ダイオード素子、発光ダイオード用基板及び発光ダイオード素子の製造方法 |
| US7863636B2 (en) | 2005-08-10 | 2011-01-04 | Ube Industries, Ltd. | Substrate for light-emitting diode, and light-emitting diode |
| US8608978B2 (en) | 2006-01-19 | 2013-12-17 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite light-converting member and light-emitting device using the same |
| US8093799B2 (en) | 2006-09-25 | 2012-01-10 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite for phototransformation and light emitting device using the same |
| WO2011125422A1 (ja) | 2010-03-31 | 2011-10-13 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体、その製造方法、及びそれを備えた発光装置 |
| WO2012077599A1 (ja) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体及びその製造方法 |
| WO2012077787A1 (ja) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 酸化物基複合材料 |
| US9543480B2 (en) | 2010-12-10 | 2017-01-10 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite for light conversion and method for manufacture thereof |
| WO2012081566A1 (ja) | 2010-12-16 | 2012-06-21 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体、その製造方法、及びそれを備えた発光装置 |
| US9074126B2 (en) | 2010-12-16 | 2015-07-07 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite for light conversion |
| WO2013008751A1 (ja) | 2011-07-08 | 2013-01-17 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体の製造方法 |
| WO2013146994A1 (ja) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 宇部興産株式会社 | 光変換用セラミック複合体およびそれを用いた発光装置 |
| WO2018066547A1 (ja) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 出光興産株式会社 | 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット |
| JP6326560B1 (ja) * | 2016-10-04 | 2018-05-16 | 出光興産株式会社 | 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット |
| JP2018131382A (ja) * | 2016-10-04 | 2018-08-23 | 出光興産株式会社 | 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット |
| CN113683420A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种大尺寸Al2O3/LuAG定向凝固共晶陶瓷及其光悬浮区熔制备方法 |
| CN113683420B (zh) * | 2021-07-27 | 2022-10-11 | 中国科学院金属研究所 | 一种大尺寸Al2O3/LuAG定向凝固共晶陶瓷及其光悬浮区熔制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
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