JPH1059773A - 窒化珪素焼結体及びその製造方法 - Google Patents
窒化珪素焼結体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH1059773A JPH1059773A JP8218809A JP21880996A JPH1059773A JP H1059773 A JPH1059773 A JP H1059773A JP 8218809 A JP8218809 A JP 8218809A JP 21880996 A JP21880996 A JP 21880996A JP H1059773 A JPH1059773 A JP H1059773A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- phase
- sintered body
- nitride sintered
- rare earth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 11
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 29
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 29
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229910007277 Si3 N4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 49
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical group [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001719 melilite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
- C04B35/593—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained by pressure sintering
- C04B35/5935—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained by pressure sintering obtained by gas pressure sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/0072—Heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
- C04B41/5035—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/87—Ceramics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温での高強度を維持したまま低温酸化を防
止し、低温での強度をも発現させることのできる肉薄及
び肉厚の窒化珪素焼結体及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 窒化珪素と希土類元素化合物を含有する
窒化珪素焼結体において、希土類元素としてＹおよびＹ
ｂを酸化物換算で５〜７モル％含み、かつＹｂ／Ｙ（酸
化物換算のモル比）が４／６〜９／１の範囲であり、粒
界の結晶相としてＨ相とＪ相を含み、Ｈ相の割合がＪ相
より多い。Ｓｉ3Ｎ4粉末に、焼結助剤としてＹ2Ｏ3とＹ
ｂ2Ｏ3を総量で５〜７モル％、Ｙｂ2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3（モル
比）が４／６〜９／１の範囲で添加混合し、成形後窒素
雰囲気下で１８５０〜１９５０℃で焼結後、大気中１０
００〜１５００℃で０．５〜１０時間熱処理する。
止し、低温での強度をも発現させることのできる肉薄及
び肉厚の窒化珪素焼結体及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 窒化珪素と希土類元素化合物を含有する
窒化珪素焼結体において、希土類元素としてＹおよびＹ
ｂを酸化物換算で５〜７モル％含み、かつＹｂ／Ｙ（酸
化物換算のモル比）が４／６〜９／１の範囲であり、粒
界の結晶相としてＨ相とＪ相を含み、Ｈ相の割合がＪ相
より多い。Ｓｉ3Ｎ4粉末に、焼結助剤としてＹ2Ｏ3とＹ
ｂ2Ｏ3を総量で５〜７モル％、Ｙｂ2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3（モル
比）が４／６〜９／１の範囲で添加混合し、成形後窒素
雰囲気下で１８５０〜１９５０℃で焼結後、大気中１０
００〜１５００℃で０．５〜１０時間熱処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、高温強度が高
く、かつ耐低温酸化特性に優れた窒化珪素焼結体及びそ
の製造方法に関する。
く、かつ耐低温酸化特性に優れた窒化珪素焼結体及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来、窒化珪素焼結体は、高温での高
強度、化学的安定性等の理由から注目されている材料で
あり、ディーゼル、ガスタービン等の熱機関用構造材料
への適用が種々研究されている。一般に、窒化珪素は難
燃結体であるため、窒化珪素焼結体は、窒化珪素粉末に
Ｙ2Ｏ3等の希土類元素酸化物を焼結助剤として添加して
成形用粉末を得、この成形用粉末を所望形状に成形し、
得られた成形体をガス加圧焼成等することにより得られ
る。
強度、化学的安定性等の理由から注目されている材料で
あり、ディーゼル、ガスタービン等の熱機関用構造材料
への適用が種々研究されている。一般に、窒化珪素は難
燃結体であるため、窒化珪素焼結体は、窒化珪素粉末に
Ｙ2Ｏ3等の希土類元素酸化物を焼結助剤として添加して
成形用粉末を得、この成形用粉末を所望形状に成形し、
得られた成形体をガス加圧焼成等することにより得られ
る。
【０００３】 更に、粒界結晶相がアパタイト構造の結
晶（以下、Ｈ相と記す）と希土類のダイシリケート（以
下、Ｓ相と記す）に、ウォルストナイト構造の結晶（以
下、Ｋ相と記す）又はカスピディン構造の結晶（以下、
Ｊ相と記す）およびメリライト（以下、Ｍ相と記す）に
結晶化した高温高強度の窒化珪素焼結体が、それぞれ特
開平１−５６３６８号公報、特開平１−６１３５７号公
報および特開平１−６１３５８号公報において開示され
ている。
晶（以下、Ｈ相と記す）と希土類のダイシリケート（以
下、Ｓ相と記す）に、ウォルストナイト構造の結晶（以
下、Ｋ相と記す）又はカスピディン構造の結晶（以下、
Ｊ相と記す）およびメリライト（以下、Ｍ相と記す）に
結晶化した高温高強度の窒化珪素焼結体が、それぞれ特
開平１−５６３６８号公報、特開平１−６１３５７号公
報および特開平１−６１３５８号公報において開示され
ている。
【０００４】 一方、上述した各公報には記載がないが
一般的に粒界の主結晶がＲｅ2ＳｉＯ5（以下、Ｌ相と記
す）やＳ相であると低温酸化しないが、Ｒｅ2ＳｉＯ5は
安定して粒界主結晶として生成させるのが難しく、Ｓ相
が主結晶として生成する粒界相組成では高温強度が発現
できない。
一般的に粒界の主結晶がＲｅ2ＳｉＯ5（以下、Ｌ相と記
す）やＳ相であると低温酸化しないが、Ｒｅ2ＳｉＯ5は
安定して粒界主結晶として生成させるのが難しく、Ｓ相
が主結晶として生成する粒界相組成では高温強度が発現
できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 高温高強度を発現す
るため、窒化珪素焼結体の粒界結晶相は、Ｊ，Ｈ相のよ
うな希土類酸化物のＳｉＯ2に対する比が大きく、かつ
窒素を含む結晶相であることが好ましいが、上述した技
術に示されたこれらの結晶を粒界相に有すると、大気中
８００〜１０００℃で粒界相の選択酸化（以下、低温酸
化と記す）がおこり、その際、他の結晶の析出により体
積膨張し、クラックを生じ、機械的特性を損なうという
問題がある。尚、最も酸化が激しい温度は、粒界相の組
成や結晶の種類により多少異なるが９００℃前後であ
る。
るため、窒化珪素焼結体の粒界結晶相は、Ｊ，Ｈ相のよ
うな希土類酸化物のＳｉＯ2に対する比が大きく、かつ
窒素を含む結晶相であることが好ましいが、上述した技
術に示されたこれらの結晶を粒界相に有すると、大気中
８００〜１０００℃で粒界相の選択酸化（以下、低温酸
化と記す）がおこり、その際、他の結晶の析出により体
積膨張し、クラックを生じ、機械的特性を損なうという
問題がある。尚、最も酸化が激しい温度は、粒界相の組
成や結晶の種類により多少異なるが９００℃前後であ
る。
【０００６】 更に、上記のような低温酸化を防止する
為に、窒化珪素焼結体を大気中で熱処理し、酸化物層を
形成する方法が特開平６−２２７８６６号公報に開示さ
れている。しかしながら、酸化物層がＦＯＤ（飛来金属
異物）等により一部でも剥離してしまうと、その剥離部
から低温酸化が進行し、クラックが発生するという大き
な問題があった。又、ガスタービン等の製品は非常に厳
密な寸法精度を要求されるが、焼結体の機械加工では、
いくら寸法精度の高い製品を作製しても酸化物層を形成
するため、製品に熱処理を施すと、クリープ変形により
寸法誤差が生じるという問題があった。
為に、窒化珪素焼結体を大気中で熱処理し、酸化物層を
形成する方法が特開平６−２２７８６６号公報に開示さ
れている。しかしながら、酸化物層がＦＯＤ（飛来金属
異物）等により一部でも剥離してしまうと、その剥離部
から低温酸化が進行し、クラックが発生するという大き
な問題があった。又、ガスタービン等の製品は非常に厳
密な寸法精度を要求されるが、焼結体の機械加工では、
いくら寸法精度の高い製品を作製しても酸化物層を形成
するため、製品に熱処理を施すと、クリープ変形により
寸法誤差が生じるという問題があった。
【０００７】 本発明は、このような従来技術の有する
課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、高温での高強度を維持したまま低温酸化を防止
し、低温での強度をも発現させることのできる肉薄及び
肉厚の窒化珪素焼結体及びその製造方法を提供しようと
するものである。
課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、高温での高強度を維持したまま低温酸化を防止
し、低温での強度をも発現させることのできる肉薄及び
肉厚の窒化珪素焼結体及びその製造方法を提供しようと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、窒化珪素と希土類元素化合物を含有する窒化珪素
焼結体において、希土類元素としてＹおよびＹｂを酸化
物換算で５〜７モル％含み、かつＹｂ／Ｙ（酸化物換算
のモル比）が４／６〜９／１の範囲であり、粒界の結晶
相としてＨ相とＪ相を含み、Ｈ相の割合がＪ相より多い
ことを特徴とする窒化珪素焼結体が提供される。
れば、窒化珪素と希土類元素化合物を含有する窒化珪素
焼結体において、希土類元素としてＹおよびＹｂを酸化
物換算で５〜７モル％含み、かつＹｂ／Ｙ（酸化物換算
のモル比）が４／６〜９／１の範囲であり、粒界の結晶
相としてＨ相とＪ相を含み、Ｈ相の割合がＪ相より多い
ことを特徴とする窒化珪素焼結体が提供される。
【０００９】 又、本発明によれば、肉厚２０ｍｍの窒
化珪素焼結体の中心部から切り出した試験片の１４００
℃における抗折強度が５００ＭＰａ以上である窒化珪素
焼結体が提供される。
化珪素焼結体の中心部から切り出した試験片の１４００
℃における抗折強度が５００ＭＰａ以上である窒化珪素
焼結体が提供される。
【００１０】 更に、本発明によれば、窒化珪素と希土
類元素化合物を含有する窒化珪素焼結体を製造するに当
たり、Ｓｉ3Ｎ4粉末に、焼結助剤としてＹ2Ｏ3及びＹｂ
2Ｏ3を総量で５〜７モル％、かつＹｂ2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3（モ
ル比）が４／６〜９／１の範囲で添加混合し、次いで成
形後窒素雰囲気下で１８５０〜１９５０℃で焼結後、大
気中１０００〜１５００℃で０．５〜１０時間熱処理す
ることを特徴とする窒化珪素焼結体の製造方法が提供さ
れる。
類元素化合物を含有する窒化珪素焼結体を製造するに当
たり、Ｓｉ3Ｎ4粉末に、焼結助剤としてＹ2Ｏ3及びＹｂ
2Ｏ3を総量で５〜７モル％、かつＹｂ2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3（モ
ル比）が４／６〜９／１の範囲で添加混合し、次いで成
形後窒素雰囲気下で１８５０〜１９５０℃で焼結後、大
気中１０００〜１５００℃で０．５〜１０時間熱処理す
ることを特徴とする窒化珪素焼結体の製造方法が提供さ
れる。
【００１１】 尚、本発明の製造方法に用いるＳｉ3Ｎ4
粉末としては、α−Ｓｉ3Ｎ4とβ−Ｓｉ3Ｎ4とを、次式 β／α＋β≧０．１ （式中のαは、α−Ｓｉ3Ｎ4の重量、βは、β−Ｓｉ3
Ｎ4の重量を示す。）で表される関係を満足するように
混合したものを用いることが好ましい。
粉末としては、α−Ｓｉ3Ｎ4とβ−Ｓｉ3Ｎ4とを、次式 β／α＋β≧０．１ （式中のαは、α−Ｓｉ3Ｎ4の重量、βは、β−Ｓｉ3
Ｎ4の重量を示す。）で表される関係を満足するように
混合したものを用いることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】 本発明の窒化珪素焼結体では、
窒化珪素と希土類元素化合物を含有する窒化珪素焼結体
において、希土類元素としてＹおよびＹｂを酸化物換算
で５〜７モル％含む。この理由としては、希土類元素と
してＹおよびＹｂの酸化物換算量が、５モル％より少な
い場合、高温時における強度を十分に満足することがで
きず、７モル％より多い場合、Ｊ相の割合が多くなり、
低温酸化特性が低下するからである。
窒化珪素と希土類元素化合物を含有する窒化珪素焼結体
において、希土類元素としてＹおよびＹｂを酸化物換算
で５〜７モル％含む。この理由としては、希土類元素と
してＹおよびＹｂの酸化物換算量が、５モル％より少な
い場合、高温時における強度を十分に満足することがで
きず、７モル％より多い場合、Ｊ相の割合が多くなり、
低温酸化特性が低下するからである。
【００１３】 又、本発明の窒化珪素焼結体において
は、Ｙｂ／Ｙ（酸化物換算のモル比）が４／６〜９／１
の範囲としている。この理由としては、４／６≦Ｙｂ／
Ｙ≦９／１の場合が、最も窒化珪素焼結体の緻密化、強
度及び低温酸化特性の上で優れている。これは、Ｙｂ2
Ｏ3添加量が多い場合、Ｙｂ2Ｏ3の緻密化促進効果のた
め緻密化するとともに、Ｙ2Ｏ3の添加により粒界結晶相
に高温強度を有し、かつ低温酸化に強いアパタイト構造
のＨ相が生成しやすくなるためである。一方、０≦Ｙｂ
／Ｙ＜４／６の場合では、窒化珪素焼結体を緻密化する
ことができず、内部強度が低下し、９／１＜Ｙｂ／Ｙ＜
１の場合、Ｊ相の割合が多くなり、低温酸化特性が低下
する。
は、Ｙｂ／Ｙ（酸化物換算のモル比）が４／６〜９／１
の範囲としている。この理由としては、４／６≦Ｙｂ／
Ｙ≦９／１の場合が、最も窒化珪素焼結体の緻密化、強
度及び低温酸化特性の上で優れている。これは、Ｙｂ2
Ｏ3添加量が多い場合、Ｙｂ2Ｏ3の緻密化促進効果のた
め緻密化するとともに、Ｙ2Ｏ3の添加により粒界結晶相
に高温強度を有し、かつ低温酸化に強いアパタイト構造
のＨ相が生成しやすくなるためである。一方、０≦Ｙｂ
／Ｙ＜４／６の場合では、窒化珪素焼結体を緻密化する
ことができず、内部強度が低下し、９／１＜Ｙｂ／Ｙ＜
１の場合、Ｊ相の割合が多くなり、低温酸化特性が低下
する。
【００１４】 更に、本発明の窒化珪素焼結体における
粒界の結晶相として、Ｈ相とＪ相を含み、Ｈ相の割合が
Ｊ相より多いことが好ましい。これは、Ｙ2Ｏ3−Ｙｂ2
Ｏ3系の場合、結晶相としてＳ，Ｌ，Ｈ，Ｊ相が析出し
得るが、窒素を含まないＳ，Ｌ相は高温時における強度
が低い。又、Ｈ相は低温酸化が起こっても窒素が酸素と
置換するだけで結晶構造の変化は起こらないが、Ｊ相は
酸化後、Ｌ相に変化し、結晶変態に伴う体積膨張の結
果、クラックを生じ、機械的特性を低下させるからであ
る。
粒界の結晶相として、Ｈ相とＪ相を含み、Ｈ相の割合が
Ｊ相より多いことが好ましい。これは、Ｙ2Ｏ3−Ｙｂ2
Ｏ3系の場合、結晶相としてＳ，Ｌ，Ｈ，Ｊ相が析出し
得るが、窒素を含まないＳ，Ｌ相は高温時における強度
が低い。又、Ｈ相は低温酸化が起こっても窒素が酸素と
置換するだけで結晶構造の変化は起こらないが、Ｊ相は
酸化後、Ｌ相に変化し、結晶変態に伴う体積膨張の結
果、クラックを生じ、機械的特性を低下させるからであ
る。
【００１５】 又、本発明では、肉厚２０ｍｍの窒化珪
素焼結体の中心部から切り出した試験片の１４００℃に
おける抗折強度が５００ＭＰａ以上であることが、セラ
ミックタービン（ＣＧＴ）等の部材として使用するため
に好ましい。
素焼結体の中心部から切り出した試験片の１４００℃に
おける抗折強度が５００ＭＰａ以上であることが、セラ
ミックタービン（ＣＧＴ）等の部材として使用するため
に好ましい。
【００１６】 更に、本発明においては、α−Ｓｉ3Ｎ4
とβ−Ｓｉ3Ｎ4との配合比率を制御することにより、２
０ｍｍ以上の肉厚品でも内部まで緻密化し、内部強度を
向上させることができる。
とβ−Ｓｉ3Ｎ4との配合比率を制御することにより、２
０ｍｍ以上の肉厚品でも内部まで緻密化し、内部強度を
向上させることができる。
【００１７】 Ｓｉ3Ｎ4焼結体の焼結機構としては、焼
成過程において、まず、Ｓｉ3Ｎ4粉末の表面に存在する
ＳｉＯ2とＹ2Ｏ3等の焼結助剤とが溶融・反応して液相
を生じる。この液相の生成につれて、もともとランダム
に配列していたα−及びβ−Ｓｉ3Ｎ4が再配列する。次
に、α−Ｓｉ3Ｎ4（及びβ−Ｓｉ3Ｎ4の一部）が溶解し
て、結晶成長の核となるβ−Ｓｉ3Ｎ4（比較的大きなβ
−Ｓｉ3Ｎ4）の近傍にβ−Ｓｉ3Ｎ4の柱状晶として析出
・成長することにより、Ｓｉ3Ｎ4焼結体が焼結すると考
えられる。
成過程において、まず、Ｓｉ3Ｎ4粉末の表面に存在する
ＳｉＯ2とＹ2Ｏ3等の焼結助剤とが溶融・反応して液相
を生じる。この液相の生成につれて、もともとランダム
に配列していたα−及びβ−Ｓｉ3Ｎ4が再配列する。次
に、α−Ｓｉ3Ｎ4（及びβ−Ｓｉ3Ｎ4の一部）が溶解し
て、結晶成長の核となるβ−Ｓｉ3Ｎ4（比較的大きなβ
−Ｓｉ3Ｎ4）の近傍にβ−Ｓｉ3Ｎ4の柱状晶として析出
・成長することにより、Ｓｉ3Ｎ4焼結体が焼結すると考
えられる。
【００１８】 このような焼結機構において、α−Ｓｉ
3Ｎ4が原料粉末に多量に含まれる場合には、β−Ｓｉ3
Ｎ4へ転移するα−Ｓｉ3Ｎ4の量が多く、又、結晶成長
の核となるβ−Ｓｉ3Ｎ4が少ないため、β−Ｓｉ3Ｎ4の
分布が不均一になり、肉厚部では十分に焼結が進まず、
内部強度が低下するものと考えられる。
3Ｎ4が原料粉末に多量に含まれる場合には、β−Ｓｉ3
Ｎ4へ転移するα−Ｓｉ3Ｎ4の量が多く、又、結晶成長
の核となるβ−Ｓｉ3Ｎ4が少ないため、β−Ｓｉ3Ｎ4の
分布が不均一になり、肉厚部では十分に焼結が進まず、
内部強度が低下するものと考えられる。
【００１９】 従って、原料粉末に含まれるβ−Ｓｉ3
Ｎ4の量を本発明の方法のように制御することにより、
上記β−Ｓｉ3Ｎ4の分布を均一とし、緻密化させ、内部
強度を向上するものと推定できる。
Ｎ4の量を本発明の方法のように制御することにより、
上記β−Ｓｉ3Ｎ4の分布を均一とし、緻密化させ、内部
強度を向上するものと推定できる。
【００２０】 以上のことから、本発明の焼結体の製造
方法は以下の通りである。まず、好ましくは、Ｓｉ3Ｎ4
粉末として、α−Ｓｉ3Ｎ4とβ−Ｓｉ3Ｎ4とを、次式 β／α＋β≧０．１ （式中のαは、α−Ｓｉ3Ｎ4の重量、βは、β−Ｓｉ3
Ｎ4の重量を示す。）で表される関係を満足するように
混合する。この際、α−Ｓｉ3Ｎ4原料粉末の平均粒径は
０．３〜１．０μｍ、β−Ｓｉ3Ｎ4原料粉末の平均粒径
は０．３〜３μｍとするのが好ましい。
方法は以下の通りである。まず、好ましくは、Ｓｉ3Ｎ4
粉末として、α−Ｓｉ3Ｎ4とβ−Ｓｉ3Ｎ4とを、次式 β／α＋β≧０．１ （式中のαは、α−Ｓｉ3Ｎ4の重量、βは、β−Ｓｉ3
Ｎ4の重量を示す。）で表される関係を満足するように
混合する。この際、α−Ｓｉ3Ｎ4原料粉末の平均粒径は
０．３〜１．０μｍ、β−Ｓｉ3Ｎ4原料粉末の平均粒径
は０．３〜３μｍとするのが好ましい。
【００２１】 これは、α−Ｓｉ3Ｎ4の平均粒子径が
１．０μｍ以上であると焼結性の低下を招き、β−Ｓｉ
3Ｎ4の平均粒子径が３μｍを超えると焼結体として得ら
れるβ−Ｓｉ3Ｎ4の柱状粒子の短径の大きさが３μｍ以
上となり、強度が低下することから好ましくないからで
ある。
１．０μｍ以上であると焼結性の低下を招き、β−Ｓｉ
3Ｎ4の平均粒子径が３μｍを超えると焼結体として得ら
れるβ−Ｓｉ3Ｎ4の柱状粒子の短径の大きさが３μｍ以
上となり、強度が低下することから好ましくないからで
ある。
【００２２】 次に、得られた混合粉末に対し、この混
合粉末と添加する焼結助剤との合計量の５〜２５重量％
の希土類元素酸化物、金属炭化物等の焼結助剤を添加す
る。本発明では、焼結助剤として、Ｙ2Ｏ3及びＹｂ2Ｏ3
を用い、Ｙ2Ｏ3とＹｂ2Ｏ3が総量で５〜７モル％、Ｙｂ
2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3（モル比）が４／６〜９／１の範囲になる
ように配合する。次いで、得られた混合物を、例えば、
窒化珪素玉石を用いて混合粉砕し、乾燥して成形用粉末
を得る。
合粉末と添加する焼結助剤との合計量の５〜２５重量％
の希土類元素酸化物、金属炭化物等の焼結助剤を添加す
る。本発明では、焼結助剤として、Ｙ2Ｏ3及びＹｂ2Ｏ3
を用い、Ｙ2Ｏ3とＹｂ2Ｏ3が総量で５〜７モル％、Ｙｂ
2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3（モル比）が４／６〜９／１の範囲になる
ように配合する。次いで、得られた混合物を、例えば、
窒化珪素玉石を用いて混合粉砕し、乾燥して成形用粉末
を得る。
【００２３】 次に、得られた成形用粉末を、プレス成
形、押出成形、鋳込み成形等の方法で成形することによ
り、所望形状を有する成形体を得る。そして、得られた
成形体を、１気圧以上の窒素雰囲気下１８５０〜１９５
０℃で約２〜８時間焼成することにより、Ｓｉ3Ｎ4焼結
体を得ることができる。かかる焼成に際し、焼成時の窒
素雰囲気圧力と温度は、窒化珪素が分解しないような範
囲内に制御することが好ましい。
形、押出成形、鋳込み成形等の方法で成形することによ
り、所望形状を有する成形体を得る。そして、得られた
成形体を、１気圧以上の窒素雰囲気下１８５０〜１９５
０℃で約２〜８時間焼成することにより、Ｓｉ3Ｎ4焼結
体を得ることができる。かかる焼成に際し、焼成時の窒
素雰囲気圧力と温度は、窒化珪素が分解しないような範
囲内に制御することが好ましい。
【００２４】 又、焼成の降温過程で結晶化した場合、
Ｙ2Ｏ3−Ｙｂ2Ｏ3系で析出し得る全ての結晶相（Ｓ，
Ｌ，Ｈ，Ｊ相）のうち、結晶化速度の速いＪ相が優先的
に析出する。この際、降温速度が速ければ、粒界はＪ相
とガラス相のみとなる。更に、焼成の降温過程が窒素雰
囲気で行われるため、窒素含有率の最も多いＪ相がより
析出しやすくなる。しかし、Ｊ相の割合が多くなると、
焼結体の耐低温酸化特性が低下することから好ましくな
い。
Ｙ2Ｏ3−Ｙｂ2Ｏ3系で析出し得る全ての結晶相（Ｓ，
Ｌ，Ｈ，Ｊ相）のうち、結晶化速度の速いＪ相が優先的
に析出する。この際、降温速度が速ければ、粒界はＪ相
とガラス相のみとなる。更に、焼成の降温過程が窒素雰
囲気で行われるため、窒素含有率の最も多いＪ相がより
析出しやすくなる。しかし、Ｊ相の割合が多くなると、
焼結体の耐低温酸化特性が低下することから好ましくな
い。
【００２５】 そこで、本発明ではＹ2Ｏ3及びＹｂ2Ｏ3
の総量とＹｂ2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3（モル比）を制御して得られ
た焼結体を約１０００〜１５００℃の大気中で約０．５
〜１０時間の熱処理することにより、高温強度が高く、
耐低温酸化特性に優れたＨ相を効果的に析出させること
ができた。これにより、焼結体の表面が、酸化物層によ
って覆われていなくても、低温酸化を防止することが可
能となり、ＦＯＤ等によるチッピングの問題が解消され
る。更に、大気中で熱処理した焼結体を機械加工するこ
とにより、寸法精度が高く、かつ低温酸化を防止する製
品の作製が可能である。
の総量とＹｂ2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3（モル比）を制御して得られ
た焼結体を約１０００〜１５００℃の大気中で約０．５
〜１０時間の熱処理することにより、高温強度が高く、
耐低温酸化特性に優れたＨ相を効果的に析出させること
ができた。これにより、焼結体の表面が、酸化物層によ
って覆われていなくても、低温酸化を防止することが可
能となり、ＦＯＤ等によるチッピングの問題が解消され
る。更に、大気中で熱処理した焼結体を機械加工するこ
とにより、寸法精度が高く、かつ低温酸化を防止する製
品の作製が可能である。
【００２６】
【実施例】 本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。尚、各例によって得られた焼結体は、以下に示す
方法により性能を評価した。
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。尚、各例によって得られた焼結体は、以下に示す
方法により性能を評価した。
【００２７】 （抗折強度の測定方法）得られた窒化珪
素焼結体について、焼結体の厚みの半分の厚さの部分
（面）を引張面（焼結体内部）とし、ＪＩＳ Ｒ １６
０１「ファインセラミックスの曲げ強さ試験法」に準拠
した４点曲げ強度（抗折強度）試験を１４００℃で行っ
た。
素焼結体について、焼結体の厚みの半分の厚さの部分
（面）を引張面（焼結体内部）とし、ＪＩＳ Ｒ １６
０１「ファインセラミックスの曲げ強さ試験法」に準拠
した４点曲げ強度（抗折強度）試験を１４００℃で行っ
た。
【００２８】 （粒界結晶相の測定方法）粒界結晶相
は、ＣｕＫα線によるＸ線回折の結果から求めたもので
あり、Ｊは、カスピディン構造の結晶でＪＣＰＤＳカー
ド３２−１４５１で代表されるＳｉ3Ｎ4・４Ｙ2Ｏ3・Ｓ
ｉＯ2と同じ型の回折線をもち、Ｙの結晶学的位置は他
の希土類元素で置換できる。Ｈは、アパタイト構造の結
晶でＪＣＰＤＳカード３０−１４６２に代表されるＳｉ
3Ｎ4・１０Ｙ2Ｏ3・９ＳｉＯ2と同じ型の回折線をも
ち、Ｙの結晶学的位置は他の希土類元素で置換できる。
粒界結晶相の割合は、β−Ｓｉ3Ｎ4を除く粒界の各結晶
相の最強ピークの積分強度を合計し、その合計に対する
割合である。
は、ＣｕＫα線によるＸ線回折の結果から求めたもので
あり、Ｊは、カスピディン構造の結晶でＪＣＰＤＳカー
ド３２−１４５１で代表されるＳｉ3Ｎ4・４Ｙ2Ｏ3・Ｓ
ｉＯ2と同じ型の回折線をもち、Ｙの結晶学的位置は他
の希土類元素で置換できる。Ｈは、アパタイト構造の結
晶でＪＣＰＤＳカード３０−１４６２に代表されるＳｉ
3Ｎ4・１０Ｙ2Ｏ3・９ＳｉＯ2と同じ型の回折線をも
ち、Ｙの結晶学的位置は他の希土類元素で置換できる。
粒界結晶相の割合は、β−Ｓｉ3Ｎ4を除く粒界の各結晶
相の最強ピークの積分強度を合計し、その合計に対する
割合である。
【００２９】 （酸化増量の測定方法）酸化増量が低温
酸化性の指標となる。酸化増量が少ない程、耐低温酸化
特性が高くなる。測定方法は、大気中熱処理した焼結体
の表面を１ｍｍ研削し、酸化膜を削除後、電気炉で９０
０℃×１００Ｈ保持し、重量増加を測定した。
酸化性の指標となる。酸化増量が少ない程、耐低温酸化
特性が高くなる。測定方法は、大気中熱処理した焼結体
の表面を１ｍｍ研削し、酸化膜を削除後、電気炉で９０
０℃×１００Ｈ保持し、重量増加を測定した。
【００３０】 （実施例１〜７、比較例１〜５）純度９
７重量％、酸素含有率１．４０重量％、ＢＥＴ比表面積
１２．０ｍ2／ｇのα−Ｓｉ3Ｎ4粉末と、純度９８重量
％、酸素含有量０．８重量％、ＢＥＴ比表面積９．０ｍ
2／ｇのβ−Ｓｉ3Ｎ4粉末を表１に示すような比率で配
合した。得られた混合粉末に対し、焼結助剤として、平
均粒径０．７μｍ、ＢＥＴ比表面積１０．０ｍ2／ｇの
Ｙ2Ｏ3と、平均粒径０．５μｍ、ＢＥＴ比表面積９．０
ｍ2／ｇのＹｂ2Ｏ3を表１に示すような比率で添加し
た。更に、平均粒子径１．５μｍ、ＢＥＴ比表面積２．
０ｍ2／ｇのＭｏＣ2及び平均粒子径０．２μｍ、ＢＥＴ
比表面積２０．０ｍ2／ｇのＳｉＣを、上記混合粉末と
添加する焼結助剤との合計量に対し、それぞれ２重量％
（ＭｏＣ2）、１重量％（ＳｉＣ）の割合で添加した。
７重量％、酸素含有率１．４０重量％、ＢＥＴ比表面積
１２．０ｍ2／ｇのα−Ｓｉ3Ｎ4粉末と、純度９８重量
％、酸素含有量０．８重量％、ＢＥＴ比表面積９．０ｍ
2／ｇのβ−Ｓｉ3Ｎ4粉末を表１に示すような比率で配
合した。得られた混合粉末に対し、焼結助剤として、平
均粒径０．７μｍ、ＢＥＴ比表面積１０．０ｍ2／ｇの
Ｙ2Ｏ3と、平均粒径０．５μｍ、ＢＥＴ比表面積９．０
ｍ2／ｇのＹｂ2Ｏ3を表１に示すような比率で添加し
た。更に、平均粒子径１．５μｍ、ＢＥＴ比表面積２．
０ｍ2／ｇのＭｏＣ2及び平均粒子径０．２μｍ、ＢＥＴ
比表面積２０．０ｍ2／ｇのＳｉＣを、上記混合粉末と
添加する焼結助剤との合計量に対し、それぞれ２重量％
（ＭｏＣ2）、１重量％（ＳｉＣ）の割合で添加した。
【００３１】 得られた混合物２０ｋｇを、窒化珪素質
玉石４０ｇ及び水とともに内容積１００ｌの媒体撹拌型
粉砕器に投入し、３時間粉砕した。次いで、乾燥して水
分を蒸発させ、平均粒子径５０μｍに造粒して成形用粉
末を得た。次に、この成形用粉末を２００ｋｇ／ｃｍ2
でプレス成形した後、５ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で静水圧
加圧し、８０×８０×２４ｍｍ（厚さ）の成形体を得
た。そして、この成形体を９．５気圧の窒素雰囲気下１
９００℃で３時間焼成後、大気中１３００℃で１時間熱
処理し、約６７×６７×２０ｍｍ（厚さ）の窒化珪素焼
結体を得た。得られた窒化珪素焼結体の抗折強度、粒界
結晶相、酸化増量の測定結果を表１に示す。
玉石４０ｇ及び水とともに内容積１００ｌの媒体撹拌型
粉砕器に投入し、３時間粉砕した。次いで、乾燥して水
分を蒸発させ、平均粒子径５０μｍに造粒して成形用粉
末を得た。次に、この成形用粉末を２００ｋｇ／ｃｍ2
でプレス成形した後、５ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で静水圧
加圧し、８０×８０×２４ｍｍ（厚さ）の成形体を得
た。そして、この成形体を９．５気圧の窒素雰囲気下１
９００℃で３時間焼成後、大気中１３００℃で１時間熱
処理し、約６７×６７×２０ｍｍ（厚さ）の窒化珪素焼
結体を得た。得られた窒化珪素焼結体の抗折強度、粒界
結晶相、酸化増量の測定結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】 （考察）表１に示したように、Ｊ相がＨ
相よりも多くなる（比較例２，５）と、酸化増量が増大
しており、低温酸化特性が著しく低下することが判明し
た。一方、本発明の窒化珪素焼結体である実施例１〜７
は、所定量含有するα，β−Ｓｉ3Ｎ4粉末中に、所定量
の割合で配合されたＹ2Ｏ3及びＹｂ2Ｏ3を添加し、Ｎ2
雰囲気中で焼成後、大気中で熱処理することにより、Ｈ
相を効果的に析出させることができることが判明した。
これにより、高温での高強度を維持したまま低温酸化を
防止し、低温での強度をも発現させることができること
が判明した。更に、本発明の焼結体（実施例１〜７）
は、焼結体内部及び外部における強度差が小さく、強度
比も保持されており、優れた強度特性を示すことが判明
した。
相よりも多くなる（比較例２，５）と、酸化増量が増大
しており、低温酸化特性が著しく低下することが判明し
た。一方、本発明の窒化珪素焼結体である実施例１〜７
は、所定量含有するα，β−Ｓｉ3Ｎ4粉末中に、所定量
の割合で配合されたＹ2Ｏ3及びＹｂ2Ｏ3を添加し、Ｎ2
雰囲気中で焼成後、大気中で熱処理することにより、Ｈ
相を効果的に析出させることができることが判明した。
これにより、高温での高強度を維持したまま低温酸化を
防止し、低温での強度をも発現させることができること
が判明した。更に、本発明の焼結体（実施例１〜７）
は、焼結体内部及び外部における強度差が小さく、強度
比も保持されており、優れた強度特性を示すことが判明
した。
【００３４】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、高温での高強度を維持したまま低温酸化を防止し、
低温での強度をも発現させることのできる肉薄及び肉厚
の窒化珪素焼結体及びその製造方法を提供することがで
きる。
ば、高温での高強度を維持したまま低温酸化を防止し、
低温での強度をも発現させることのできる肉薄及び肉厚
の窒化珪素焼結体及びその製造方法を提供することがで
きる。
Claims (3)
- 【請求項１】 窒化珪素と希土類元素化合物を含有する
窒化珪素焼結体において、希土類元素としてＹおよびＹ
ｂを酸化物換算で５〜７モル％含み、かつＹｂ／Ｙ（酸
化物換算のモル比）が４／６〜９／１の範囲であり、粒
界の結晶相としてＨ相とＪ相を含み、Ｈ相の割合がＪ相
より多いことを特徴とする窒化珪素焼結体。 - 【請求項２】 肉厚２０ｍｍの窒化珪素焼結体の中心部
から切り出した試験片の１４００℃における抗折強度が
５００ＭＰａ以上である請求項１又は２記載の窒化珪素
焼結体。 - 【請求項３】 窒化珪素と希土類元素化合物を含有する
窒化珪素焼結体を製造するに当たり、Ｓｉ3Ｎ4粉末に、
焼結助剤としてＹ2Ｏ3及びＹｂ2Ｏ3を総量で５〜７モル
％、かつＹｂ2Ｏ3／Ｙ2Ｏ3（モル比）が４／６〜９／１
の範囲で添加混合し、次いで成形後窒素雰囲気下で１８
５０〜１９５０℃で焼結後、大気中１０００〜１５００
℃で０．５〜１０時間熱処理することを特徴とする窒化
珪素焼結体の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8218809A JPH1059773A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
| US08/912,516 US5945363A (en) | 1996-08-20 | 1997-08-18 | Silicon nitride sintered material |
| EP97306249A EP0825162B1 (en) | 1996-08-20 | 1997-08-18 | Silicon nitride sintered material and process for production thereof |
| DE69708788T DE69708788T2 (de) | 1996-08-20 | 1997-08-18 | Siliciumnitrid-Sinterwerkstoff und Verfahren zur Herstellung davon |
| US09/322,158 US6099794A (en) | 1996-08-20 | 1999-05-28 | Process for production of silicon nitride material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8218809A JPH1059773A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1059773A true JPH1059773A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16725691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8218809A Pending JPH1059773A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5945363A (ja) |
| EP (1) | EP0825162B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1059773A (ja) |
| DE (1) | DE69708788T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200083041A (ko) * | 2018-12-31 | 2020-07-08 | (주)단단 | 이터븀과 이트륨이 공도핑된 사이알론 및 그 제조방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6617272B2 (en) | 1998-03-05 | 2003-09-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Si3N4 sintered body with high thermal conductivity and method for producing the same |
| JP2003533010A (ja) * | 1999-09-30 | 2003-11-05 | ラム リサーチ コーポレーション | 前処理を行なったガス整流板 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2631104B2 (ja) * | 1987-08-31 | 1997-07-16 | 京セラ株式会社 | 窒化珪素質焼結体 |
| JPS6456368A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Kyocera Corp | Silicon nitride sintered body |
| JP2631105B2 (ja) * | 1987-08-31 | 1997-07-16 | 京セラ株式会社 | 窒化珪素質焼結体 |
| US5316856A (en) * | 1988-12-03 | 1994-05-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride base sintered body |
| JPH0729855B2 (ja) * | 1989-05-10 | 1995-04-05 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体およびその製造法 |
| US5096859A (en) * | 1990-02-09 | 1992-03-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Silicon nitride sintered body and method of producing the same |
| JPH0733290B2 (ja) * | 1990-02-09 | 1995-04-12 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体およびその製造法 |
| JPH08733B2 (ja) * | 1990-05-17 | 1996-01-10 | 日本碍子株式会社 | 耐熱衝撃性窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
| JPH0672054B2 (ja) * | 1991-03-20 | 1994-09-14 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体およびその製造法 |
| JP2670221B2 (ja) * | 1993-01-22 | 1997-10-29 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
| JP2670222B2 (ja) * | 1993-02-02 | 1997-10-29 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
| US5518673A (en) * | 1993-10-14 | 1996-05-21 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. | Silicon nitride ceramic having high fatigue life and high toughness |
| JPH092878A (ja) * | 1995-02-08 | 1997-01-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化ケイ素系焼結体及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP8218809A patent/JPH1059773A/ja active Pending
-
1997
- 1997-08-18 EP EP97306249A patent/EP0825162B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-18 DE DE69708788T patent/DE69708788T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-18 US US08/912,516 patent/US5945363A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-05-28 US US09/322,158 patent/US6099794A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200083041A (ko) * | 2018-12-31 | 2020-07-08 | (주)단단 | 이터븀과 이트륨이 공도핑된 사이알론 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6099794A (en) | 2000-08-08 |
| DE69708788D1 (de) | 2002-01-17 |
| US5945363A (en) | 1999-08-31 |
| EP0825162B1 (en) | 2001-12-05 |
| DE69708788T2 (de) | 2002-09-19 |
| EP0825162A1 (en) | 1998-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5118644A (en) | Thermal shock-resistant silicon nitride sintered material | |
| JP3273099B2 (ja) | 希土類複合酸化物系焼結体及びその製造方法 | |
| US5759933A (en) | Gas pressure sintered silicon nitride having high strength and stress rupture resistance | |
| US5229046A (en) | Process for producing thermal shock-resistant silicon nitride sintered material | |
| JPH1059773A (ja) | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 | |
| US5178809A (en) | Process for producing silicon nitride sintered material | |
| JP3034100B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 | |
| JP3124863B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製法 | |
| JP3124865B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JPH1121175A (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JP3034106B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JP3034099B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 | |
| JP2892246B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 | |
| JP4069610B2 (ja) | 表面被覆窒化珪素質焼結体 | |
| JP2708136B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 | |
| JPH035371A (ja) | Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体の製造方法 | |
| JP3207065B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JP2783720B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製法 | |
| JP3124862B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JP2801447B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JPH0840774A (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JP2694369B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JPH10182237A (ja) | 窒化珪素質複合焼結体およびその製造方法 | |
| JPH10212167A (ja) | 窒化珪素質複合焼結体およびその製造方法 | |
| JP3236733B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041207 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050712 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050912 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060530 |