JPS5864280A - 非酸化物セラミツクス焼結体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 こＯ幀明は、耐熱性セラミックス焼結体、％に非緻化物
糸セラミックス焼結体の製造法に関するものである。

耐熱性セラミックスのなかでも輩化けい素や炭化けい本
婚の非酸化物セラミックスは耐熱性が特にすぐれている
ため、高温ガスタービン、ディー−４１／ルエンジンな
どの構造材、部品材として有力であり、非常に関心をも
ってそ（０％発が進められている。

耐熱性セラミックス焼結体のこれら構造材への使用に肖
っては、＾温における物理的、化学的安定性が徴求され
る。〜Ｋ１ｌ１６ｉ！におけるＪａ械的特性Ｖ＾いこと
が望まれている。

ところが輩化けいＸ　（５ｉｓＮ４）や縦比けい′累（
ＳｉＣ）　ｕ、ともに共有結合性化合物であって、離焼
結材とされている。従ってＳｉ、Ｎ、　＋ＳｉＣはそれ
単ｋＲＫ焼結させるのではなく、焼結助剤を数−乃至数
１〇−添加することにより低融点化合物を形成させ焼Ｍ
を促進させている。

例えは５ｉｌＮ４の一合には、焼結助剤として均０１Ａ
Ａ、Ｏ，、ｙ、ｏ、　ｎどｋｓ〜２０Ｉｓ６加し、ホ７
）プレスを行うことによって理論書ＫＫ近い焼結体が得
られてｉる。

しかしながら、このようにして得られる焼結体は、＾温
における５ｋＫが不十分である。

即ち、焼結助剤として添加したＭｇ０１ＡＬ、Ｏｓ　Ｔ
ｏるい＃′ｉｙ、ｏ、などは前記したように低融点化合
物を形成して焼細會促進せしめるという利点がある゛反
面、この低融点化合物が原因して高温における強薇が下
るのである。

ま九焼結助剤の添加量が増えると、この低融点化合物の
一点がさらに下り、高温でのｇ１度低下がより低温でお
こることになる。

憾って焼＆Ｉ助剤の添加蓋としては、必ｉ＆最少限に＆
さえることがｉＡ−強度維持のためｒＣム安でおる。

しかしながら、一般に焼結助剤は、粉末として添加され
、セラミックス粉末とともにボールミル等で混合して用
いられるため、焼結助剤の添加蓄音５マｏ１９６以下に
すると、セラミックス粉末と焼結助剤との＆触奴直が少
くなり、焼結促進効果が期待できない。

また混合状態における粉末の偏析も焼結助剤の必ｌｌ！
鍛少１１′ｆｔ増加させる一因となるのである。

本発明者らは、上記した従来法の欠点を解法すべく検討
のｋｉ来、この発明に至ったものである。

卸ち、この発明は非電化物セラミックス粉末、例えばＳ
ｔ、Ｎ４粉末゛やＳｉＣ粉末に夕飯の焼結助剤音用いて
、しかも焼結性を損なうことなく、高温での＊置去化の
少ない焼結体の製造方法を提供しようとするものである
。

評しくは、非酸化物セラミックス粉末表面に予め焼結助
剤の＃換ｔコーティングした、七のような非酸化物セラ
ミックス粉末を原料として娶押し成形、焼結により非緻
化物系セラミックス焼幀体を製造する方法を見出したの
である。

次にこの＠明の方法を詳ＩＩＩＩＫ説明すると、Ｍｌの
工程は、非飯化物セラミックス粉末ＦｔｌｌＣ１該粉末
を焼結するに適した焼結助剤ｔコーティングして七〇薄
論を形成させることである。

この−合の非鹸化物セラミックス粉末とコーティングす
る焼結助剤との組合わせは、例えは非鹸化物セラミック
ス粉末がＳｉ、Ｎ４＠末の場合は、ＭｇＯ１Ａｚ、ｏ、
、ＹＲＯ，、Ｌｉ０１、ＢｅＯなとの焼結助剤のなかか
ら選択するのが好ましく、また非酸化物セラミックス粉
末として５ｉｃｋ用いる待には、ＢＮ、＾Ｌ、０１、Ｓ
ｉ＠Ｎ、、ＡハヘＢ、Ｃ％Ｂ、　Ｃなとの焼結助剤のな
か−から選択することが好ましい。

ヤしてこの焼結助剤としては、それらのなかの１撫でも
また１棟以上を混合して用いてもよい。

これら焼結助剤の非酸化物セラミックス粉末表向へのコ
ーティングにあ友っては、軸足の方法に障建されるもの
ではな（、ＣＶＤ法、ＰＶＤ陳、俗醜授凍法あるいは塩
ト液に浸漬後熱分解する方法などのなかから使用する非
酸化物セラミックス粉本や焼結助剤に過した方法を選択
して行えはよい。

−飢としてＳｉ、Ｎ、粉末表向Ｋ　ｍｇｏをＣＶＤ法に
よってコーティングする方法について述べると、流ｗＪ
ＭＩＩＩ中ＫＳｉ、Ｎ４粉末を空気で浮遊させ、Ｍｇｃ
ｔ、　（１）蒸気を流しながら高温で分解させ、Ｓｉ＠
Ｎ４粉木表圓Ｋ　ＭｇＯとしてｊＩｋ検させる。

非酸化物セラミックス粉末表面への焼結助剤鳩０コーテ
ィング厚みは、はぼ均一なコーティングができる範囲で
できるだけ薄いことが好ましく、各樵粉末について夾験
した結果、１０〜５００大の範囲が好ましい。

Ｅ記のようＫして表面【焼結助剤の簿膜でコーティング
された非酸化物セラミックス粉末録１次いで通常の型押
し成形、靜圧成彫、などの乾式成形あるいＦｉ押出成彫
、スリップキャスト成形、イノジエク７ヨンモールド成
形などの湿式成形により成形したのち常圧焼結おるいは
ホットプレス汰シζよって焼結して焼結体ときれる。

Ｌ紀りこの兄明り力泳ｒこよれｔず、非酸化物セラミッ
クスの焼結に当って非酸化物セラミックス粉末と焼結助
剤＊、Ｖとを混曾して用いる促米法に比べて、非敞化物
センミックス粉末衣面に焼結助剤の港験が均一にコーテ
ィング畑れているため、焼ｋｉ助剤の倉を減らすことが
でき、従って焼結体の＾龜での＊ｉ特性の低下をお妊え
ることができるはかシでなく、非酸化物セラミックス粉
本と焼結１１７１剤との混合が均一になり、その結果焼
結体の特性のバラツキが少くなる効果をも有するのでめ
る。

以下この発明を実施例により１細に説明する。

夾ｊ−−夛り１ 半均粒径０．８μのＳｉ３Ｎ、粉本に第１衣に引す焼結
助剤をコーティングしたのち、夫々２ｔ／−の圧力で型
押し成形して抗折試験片を作成した。

次−でこれらの試験片ｔｌ−Ｎ２気ｔ＆雰囲気中で１７
００℃、３０分常圧焼結を行った。

優られた各焼結体についてφ４００のダイヤモンド磁石
で研ル」仕上けｔ行ったのち、２０＋ｗ＋スパンｖａＡ
！ｉｆげ鉢験ｔｈい、第１弐の結果を得た。

なお比較例としては、焼結助剤としてのＭｇＯ粉禾粉末
ｖｏｌ嘩混合したものを用い、型押し成形、１４Ｍした
ものである。

第　１　衣 夾−劉２ 平均粒径０．２５μｏｓｔｃ粉禾に第２衣に不−Ｉ焼結
助剤をコーディングしたのち、夫々２ｔ／ｄ。

圧力で型押し成形し′ｔわＬ折粘厭片を作成した。

次いでこれらの眩験片ｔＮｔ気に富り気中で２０００℃
、１時間の小ソトブレス焼結した。

仰られた焼結体についてφ４０００ダイヤ七／ド鉱石で
＠削往丑を行い、２０■スパンの３点曲は眩験を行い第
２表の結果を倚だ。

なお比較例は、Ａｔ、Ｏ，初氷＆　ｖｏｌ−を焼結助剤
として混合したものを用いて型押し成形、焼結を火施例
と同様に行ったものを示した。

第　２　表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （υ　非酸化物セラミックス粉末表面に焼ｋｉ靭剤をコ
   ーティングしたのち、型押し成形、焼結を行うことを特
   徴とする非線化物セラミックス焼結体の製造法。 （２）焼結助剤のコーティングＮＩＡ厚みが１０〜６０
   ０＾であることｔ−Ｖ徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の非酸化物セラミックス焼結体のｌＨｋ法。 （、ｌ）　　非酸化物セラミックス粉末としてＳｉ、Ｎ
   、粉末を用層ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の非酸化物セラミックス焼結体の製造法。 （４）焼結助剤として１４ｒＯ１Ａｔ、０．、Ｙ怠０＠
   　、ＬｔＯｈＢｅＯなどから違んだ少くとも１種以上を
   用いることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の非
   酸化物セラミックス焼結体の製造法。 （旬　非酸化物セラミックス粉末としてＳｉＣ粉末を用
   いることを特徴とする特許請求の範Ｍ第１磯配執の非酸
   化物セラミックス焼結体の製造法〇 （・）　焼結助剤としてｕ、０１、Ｓｉ３Ｎ、、ＢＮｌ
   ＡＩＲ。 Ｂ４Ｃ％Ｂ、　Ｃなどから辿んだ少くとも１４１以上會
   用いることを特徴とする特許−求の範”曲論５項１畝の
   非酸化物セラミックス焼結体のｍ違法。