JPS59190268A - 炭化ケイ素質焼結体用組成物 - Google Patents
炭化ケイ素質焼結体用組成物Info
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- JPS59190268A JPS59190268A JP58236063A JP23606383A JPS59190268A JP S59190268 A JPS59190268 A JP S59190268A JP 58236063 A JP58236063 A JP 58236063A JP 23606383 A JP23606383 A JP 23606383A JP S59190268 A JPS59190268 A JP S59190268A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
は成形体の常圧焼結法によってもｆ４られて、緻密にし
て、かつ高温下でも高い強度を有する炭化ケイ素質焼結
体に関する。
て、かつ高温下でも高い強度を有する炭化ケイ素質焼結
体に関する。
炭化ケイ素質焼結体はエンシニアリングセラミンクスの
一つとして、窒化ケイ素質焼結体などと共に有望視され
ており、炭化ケイ素質焼結体及びその製法に関し、多く
の提案がなされている。製法については、反応焼結法，
ホットプレス法、常圧焼結法などが挙げられる。反応焼
結法は例えば炭素質成形体に金属ケイ素を含浸させ、反
応温度下で両者を反応させて炭化ケイ素質焼結体とする
もので、焼成収縮はほとんどない、任意の複雑形状の焼
結体が得られるなどの利点があるものの、約１４００″
Ｃにて急檄に強度低下する欠点がある。
一つとして、窒化ケイ素質焼結体などと共に有望視され
ており、炭化ケイ素質焼結体及びその製法に関し、多く
の提案がなされている。製法については、反応焼結法，
ホットプレス法、常圧焼結法などが挙げられる。反応焼
結法は例えば炭素質成形体に金属ケイ素を含浸させ、反
応温度下で両者を反応させて炭化ケイ素質焼結体とする
もので、焼成収縮はほとんどない、任意の複雑形状の焼
結体が得られるなどの利点があるものの、約１４００″
Ｃにて急檄に強度低下する欠点がある。
ホットプレス法は硼素化合物、炭素源物質、全屈アルミ
ニウｌ−．Ｓ化アルミニウムなどの少量を炭化ケイ素粉
末に添加混合し、これを高温高圧処理するもので、反応
焼結法や常辻焼紹〃、に比べて一般に高強度高富度焼結
体がｆη・られる。しかしこれらのホントプレス焼１６
体もｉｊ５化ケイ素の高温における翻然性、耐酸化性、
削熱独Ｊ？ｌ性などの優れた物性を活かして、ガスクー
ヒン部材その他の高温用構造材料などとして利用するた
めには、強度は室温においてのみではなく、高温下でも
高いことが要求される。これを満足するホットプレス焼
結体もようやく開発されつつある。
ニウｌ−．Ｓ化アルミニウムなどの少量を炭化ケイ素粉
末に添加混合し、これを高温高圧処理するもので、反応
焼結法や常辻焼紹〃、に比べて一般に高強度高富度焼結
体がｆη・られる。しかしこれらのホントプレス焼１６
体もｉｊ５化ケイ素の高温における翻然性、耐酸化性、
削熱独Ｊ？ｌ性などの優れた物性を活かして、ガスクー
ヒン部材その他の高温用構造材料などとして利用するた
めには、強度は室温においてのみではなく、高温下でも
高いことが要求される。これを満足するホットプレス焼
結体もようやく開発されつつある。
すなわち特開昭５５−４７２７５には特殊な処理をした
炭化ケ仁渫粉末のみの焼結体が、特開昭５５−６７５７
２には窒化アルミニウム及び又は窒化硼素誹加系の、特
開昭５５−１６７１７９及び特開昭５６−９２７７には
アルミニウム粉末またはリン化アルミニウム添加系の、
特開昭５６−９２１６８にはマグネシウム源添加系の、
特開昭５６−．９２１６９には−くリリウム分、硼素分
又はアルミニウム分添加系の、高温下でも強度の大きい
炭化ケイ素質焼結体がそれぞれ記載されている。しかし
これらはいずれもホットプレス法によるものであって、
きわめて単純な形状に限定され、形状の任意性に劣ると
いう短所の故に、いまだ真に有用なエンジニアリングセ
ラミックスとして満足できるものではない。
炭化ケ仁渫粉末のみの焼結体が、特開昭５５−６７５７
２には窒化アルミニウム及び又は窒化硼素誹加系の、特
開昭５５−１６７１７９及び特開昭５６−９２７７には
アルミニウム粉末またはリン化アルミニウム添加系の、
特開昭５６−９２１６８にはマグネシウム源添加系の、
特開昭５６−．９２１６９には−くリリウム分、硼素分
又はアルミニウム分添加系の、高温下でも強度の大きい
炭化ケイ素質焼結体がそれぞれ記載されている。しかし
これらはいずれもホットプレス法によるものであって、
きわめて単純な形状に限定され、形状の任意性に劣ると
いう短所の故に、いまだ真に有用なエンジニアリングセ
ラミックスとして満足できるものではない。
一力、常圧焼結法は、適宜な焼結助剤を添加することに
より、本来焼結しにくい炭化ケイ素粉末の成形体を大気
圧又はその近くの常圧の雰囲気下で焼結するもので、任
意の形状の高密度高強度焼結体が得られるが、その強度
、特に高温強度は未だ不充分であったり、その他の難点
を有するものであった。すなわち特開昭５７−４２５７
７には醇化アルミニウムを少量添加した炭化ケイ素質常
圧焼結体が記載されているが、その１４００°Ｃ曲げ強
度はたかだか５８ Ｋ ｇ ／ ｌｌ１ｍ ２にとどま
り、また特開Ｌｔｄ ５７−８８０７９記載の炭素質添
加の炭化ケイ素質常圧焼結体は１２００°Ｏ＋ｌｉげ強
度的７１Ｋｇ／ｍｍ２を示ずものの、割圧焼Ｒ１後に更
にケイ化処理工程を必要とし、反応焼結晶と同様に１４
００°Ｏイ」近で急激に強度低下するど考えられる。
より、本来焼結しにくい炭化ケイ素粉末の成形体を大気
圧又はその近くの常圧の雰囲気下で焼結するもので、任
意の形状の高密度高強度焼結体が得られるが、その強度
、特に高温強度は未だ不充分であったり、その他の難点
を有するものであった。すなわち特開昭５７−４２５７
７には醇化アルミニウムを少量添加した炭化ケイ素質常
圧焼結体が記載されているが、その１４００°Ｃ曲げ強
度はたかだか５８ Ｋ ｇ ／ ｌｌ１ｍ ２にとどま
り、また特開Ｌｔｄ ５７−８８０７９記載の炭素質添
加の炭化ケイ素質常圧焼結体は１２００°Ｏ＋ｌｉげ強
度的７１Ｋｇ／ｍｍ２を示ずものの、割圧焼Ｒ１後に更
にケイ化処理工程を必要とし、反応焼結晶と同様に１４
００°Ｏイ」近で急激に強度低下するど考えられる。
本発明者はホントプレス法によらずに常圧焼結法によっ
てでもホットプレス体と同程度又はそれ以−にの特性を
有する炭化ケイ素質焼結体を見出すことを目的に実験を
重ね、既にいくつかの提案をしてきたものであるか、こ
のたび、り、シ定のアルミニウム化合物などを特定量台
イｊする炭化ケイ素質焼結体が常圧焼結法で調製するこ
とかでさ、かつ強度、■度などの物性で特に優れている
ことを見出して本発明に至ったものである。
てでもホットプレス体と同程度又はそれ以−にの特性を
有する炭化ケイ素質焼結体を見出すことを目的に実験を
重ね、既にいくつかの提案をしてきたものであるか、こ
のたび、り、シ定のアルミニウム化合物などを特定量台
イｊする炭化ケイ素質焼結体が常圧焼結法で調製するこ
とかでさ、かつ強度、■度などの物性で特に優れている
ことを見出して本発明に至ったものである。
すなわち本発明は、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミ
ニウム及び酸化炭化アルミニウムがら選（オれる一種以
」二（ただし窒化アルミニウムのみのＪＬ１合を除く）
３〜２５重紙％（以下、特記ない限り、重量％を単に％
と略記する） 、ｌ１ｌａ放元素の耐化物０．２〜１５
％及び炭化ケイ素残部とからなる炭化ケイ素質焼結体を
要旨とするものである。
ニウム及び酸化炭化アルミニウムがら選（オれる一種以
」二（ただし窒化アルミニウムのみのＪＬ１合を除く）
３〜２５重紙％（以下、特記ない限り、重量％を単に％
と略記する） 、ｌ１ｌａ放元素の耐化物０．２〜１５
％及び炭化ケイ素残部とからなる炭化ケイ素質焼結体を
要旨とするものである。
本発明の焼結体は三種の必須成分を有する。
第一は主成分である炭化ケイ素である。本発明の焼結体
における炭化ケイ素はα型でもβ型でも、また両者の混
在したものであってもよい。
における炭化ケイ素はα型でもβ型でも、また両者の混
在したものであってもよい。
なかでもα型か５０％以上、特には８０％以上を占めて
いるものが好ましく、またα型のなかでも大方晶型、特
には４Ｈ型が優勢なものが好ましい。これらの炭化ケイ
素は焼結体において多結晶構造をとっており、個々の結
晶粒径は一般には１０用ｍ程度以下、好ましくは５μｍ
程度以下である。
いるものが好ましく、またα型のなかでも大方晶型、特
には４Ｈ型が優勢なものが好ましい。これらの炭化ケイ
素は焼結体において多結晶構造をとっており、個々の結
晶粒径は一般には１０用ｍ程度以下、好ましくは５μｍ
程度以下である。
一方、原料となる炭化ケイ素粉末の結晶型は同様にα型
でもβ型でも、また両者の混在したものであってもよい
。この場合には４．′ｆ定の結晶型が好ましいというわ
けではなく、むしろ炭化ケイ素粉末がα型でもβ型でも
、六方晶型でも菱面体晶型でも立方晶型でも、４Ｈ型、
６Ｈ型。
でもβ型でも、また両者の混在したものであってもよい
。この場合には４．′ｆ定の結晶型が好ましいというわ
けではなく、むしろ炭化ケイ素粉末がα型でもβ型でも
、六方晶型でも菱面体晶型でも立方晶型でも、４Ｈ型、
６Ｈ型。
３ＣＩＱなどのどれでも、少なくともいずれかのレベル
で純度か８０％以上、特には９０％以上であることが好
ましい。また焼結体における炭化ケイ素の結晶型と原料
炭化ケイ素粉末の結晶型とは異なっている方が好ましい
ことか多い。これらの理由は、こうした結晶型粒子が相
転移を伴って粒成長し、交錯した板状粒子よりなる微細
組織を形成するためと考えられる。原料炭化ケイ素粉末
の粒径は５ルｍ程度以下、特には エルｍ程度以下が好
ましいが必ずしもこれに限定されない。原料炭化ケイ素
は高純度である程好適であるが、通常不可避的に混入し
ている不純物、例えば炭化ケイ素合成のための原１１の
目１来するケイ素、二酸化ケイ素、炭素、金１諷り）な
ど、及び炭化ケイ素粉末取扱１７）ｌこ伴って粒子表面
か醇化されて生成する二酸化ケイ素なと゛力ζ少敬存在
していてもさしつかえな＋７）こと力〜多０゜第二成分
は特定のアルミニウム化合′１１戊分であり、具体的に
は窒化アルミニウム、酸化室イしアルミニウム及び酸化
炭化アルミニウム力）ら選ばれる一種以上（ただし窒化
アルミニウムのみの場合を除く）である。この第二成分
１士後述するｌ１ｌａ族元素の酸化物と協働して特番こ
焼式吉侶；の高温高強度の発現に大きく関与してｌ、％
るものと考えている。ここで酸化窒化アルミニウム（以
下Ａ文−〇−Ｎと略記する）とは、酸素と窒；拓とアル
ミニウムとからなる化合物で一般式％式％ であられせる。このＡ文−〇−Ｎは例えばラファ＝ 工
ｏ （Ｗ、ＲａｆａｎｌｅｌｌＯ）らがジャーナル・オ
ウ゛・アメリカンやセラミック・ソサイエテイ誌（Ｊ、
Ａｍｅｒ、Ｇｅｒａｍ、Ｓｏｃ、）１１１８１年１０月
号Ｇ−１２８頁に記載した方法などにより合成や同定が
可能である。また酸化炭化アルミニウム（以Ｔ Ａ ｌ
−０−Ｃと略記する）とは、酸素と炭素とアルミニウ
ムとからなる化合物で一般式 ％式％） であられせる。このＡ交−〇−Ｃも人文−〇−Ｎの場合
と同様の方法により合成や同定が可能である。本発明の
第二成分としては上記三種のうちへ又−〇−Ｃ＊独であ
っても、任怠の二種以上の組合せであってもさしつかえ
ないが、Ａ又−〇−Ｎ単独、又は窒化アルミニウムとＡ
４−０−Ｎの組合せが好適である。Ａ文−〇−Ｎ使川の
用合には焼結温度を窒化アルミニウムのみの場合より低
下しうるなどの利点がある。
で純度か８０％以上、特には９０％以上であることが好
ましい。また焼結体における炭化ケイ素の結晶型と原料
炭化ケイ素粉末の結晶型とは異なっている方が好ましい
ことか多い。これらの理由は、こうした結晶型粒子が相
転移を伴って粒成長し、交錯した板状粒子よりなる微細
組織を形成するためと考えられる。原料炭化ケイ素粉末
の粒径は５ルｍ程度以下、特には エルｍ程度以下が好
ましいが必ずしもこれに限定されない。原料炭化ケイ素
は高純度である程好適であるが、通常不可避的に混入し
ている不純物、例えば炭化ケイ素合成のための原１１の
目１来するケイ素、二酸化ケイ素、炭素、金１諷り）な
ど、及び炭化ケイ素粉末取扱１７）ｌこ伴って粒子表面
か醇化されて生成する二酸化ケイ素なと゛力ζ少敬存在
していてもさしつかえな＋７）こと力〜多０゜第二成分
は特定のアルミニウム化合′１１戊分であり、具体的に
は窒化アルミニウム、酸化室イしアルミニウム及び酸化
炭化アルミニウム力）ら選ばれる一種以上（ただし窒化
アルミニウムのみの場合を除く）である。この第二成分
１士後述するｌ１ｌａ族元素の酸化物と協働して特番こ
焼式吉侶；の高温高強度の発現に大きく関与してｌ、％
るものと考えている。ここで酸化窒化アルミニウム（以
下Ａ文−〇−Ｎと略記する）とは、酸素と窒；拓とアル
ミニウムとからなる化合物で一般式％式％ であられせる。このＡ文−〇−Ｎは例えばラファ＝ 工
ｏ （Ｗ、ＲａｆａｎｌｅｌｌＯ）らがジャーナル・オ
ウ゛・アメリカンやセラミック・ソサイエテイ誌（Ｊ、
Ａｍｅｒ、Ｇｅｒａｍ、Ｓｏｃ、）１１１８１年１０月
号Ｇ−１２８頁に記載した方法などにより合成や同定が
可能である。また酸化炭化アルミニウム（以Ｔ Ａ ｌ
−０−Ｃと略記する）とは、酸素と炭素とアルミニウ
ムとからなる化合物で一般式 ％式％） であられせる。このＡ交−〇−Ｃも人文−〇−Ｎの場合
と同様の方法により合成や同定が可能である。本発明の
第二成分としては上記三種のうちへ又−〇−Ｃ＊独であ
っても、任怠の二種以上の組合せであってもさしつかえ
ないが、Ａ又−〇−Ｎ単独、又は窒化アルミニウムとＡ
４−０−Ｎの組合せが好適である。Ａ文−〇−Ｎ使川の
用合には焼結温度を窒化アルミニウムのみの場合より低
下しうるなどの利点がある。
こうした第二成分は炭化ケイ素焼結体において３〜２５
％、なかでも ４〜２０％、特には５〜１５％であるこ
とか重要である。３％より少ないと高温下での強度など
が充分でなくなり、２５％より多いと炭化ケイ素質焼結
体としての特性などが不足してくることとなり、 ４〜
２０％、特には５〜１５％において本発明の効果がより
顕著に発現される。
％、なかでも ４〜２０％、特には５〜１５％であるこ
とか重要である。３％より少ないと高温下での強度など
が充分でなくなり、２５％より多いと炭化ケイ素質焼結
体としての特性などが不足してくることとなり、 ４〜
２０％、特には５〜１５％において本発明の効果がより
顕著に発現される。
第三成分はＩＩＩａ族元素の酸化物である。この第三成
分は前述の第二成分と協罰して傷に炭化ケイ素粒子に焼
結性を賦与する機能を果しているものと考えている。こ
こでＩＩＩａ族元素とはスカンジウム、イツトリウム、
原子番号５７〜７１番及び８９番以上の元素の少なくと
もいずれか一種を指すものである。しかして本発明にお
いては１１１ａ放元素は一種であっても二種以」−の組
合せであってもよい。Ｉ Ｉ Ｔ ａ ｊｌＡ元素の酢
化物としては酪化インドリウム、酸化ランタン、及び醇
化セリウムから選はれる一種又は二種以上であることが
、わけても酸化イ・ソトリウムであることが好適である
。さらに第二成分をも勘案するならば、Ａｆｌ−０−Ｎ
と酸化イブ１リウムのＫ１合せかとりわけ好ましい。こ
うした第三成分は炭化ケイ素質焼結体において０，２〜
１５％、なかでも０．５〜８％であることが重要である
。 ０．２％より少ないと焼結性が不足し、１５％より
多いと粒界相成分が多くなりすぎ、いずれも焼結体の強
度不足などをもたらすこととなり、０．５〜８％におい
て本発明の効果がより顕著に発現される。
分は前述の第二成分と協罰して傷に炭化ケイ素粒子に焼
結性を賦与する機能を果しているものと考えている。こ
こでＩＩＩａ族元素とはスカンジウム、イツトリウム、
原子番号５７〜７１番及び８９番以上の元素の少なくと
もいずれか一種を指すものである。しかして本発明にお
いては１１１ａ放元素は一種であっても二種以」−の組
合せであってもよい。Ｉ Ｉ Ｔ ａ ｊｌＡ元素の酢
化物としては酪化インドリウム、酸化ランタン、及び醇
化セリウムから選はれる一種又は二種以上であることが
、わけても酸化イ・ソトリウムであることが好適である
。さらに第二成分をも勘案するならば、Ａｆｌ−０−Ｎ
と酸化イブ１リウムのＫ１合せかとりわけ好ましい。こ
うした第三成分は炭化ケイ素質焼結体において０，２〜
１５％、なかでも０．５〜８％であることが重要である
。 ０．２％より少ないと焼結性が不足し、１５％より
多いと粒界相成分が多くなりすぎ、いずれも焼結体の強
度不足などをもたらすこととなり、０．５〜８％におい
て本発明の効果がより顕著に発現される。
本発明の焼結体において第二成分および第三成分は主と
して炭化ケイ素結晶粒界に存在しているものであり、か
つそうであることが好ましいが、逆に主として炭化ケイ
素結晶内に存在していてもさしつかえない。また第二成
分と第三成分とはそれぞれ別異の組織として存在してい
てもよいか、両成分が化合物を形成し融合一体化した組
織が少なくとも一部は存在していると考えられることが
多く、かつこの方か好ましい。なかでも第二成分と第三
成分の少なくとも大部分がかかる化合物を形成し融合一
体化した組織として存在していると考えられることが好
ましい。また焼結体中の粒界相は少ない程、高温強度の
点で好ましい。いずれにせよ本発明の焼結体においては
元素分析的に割当てうる第二成分、第三成分が存在する
ことが重要である。
して炭化ケイ素結晶粒界に存在しているものであり、か
つそうであることが好ましいが、逆に主として炭化ケイ
素結晶内に存在していてもさしつかえない。また第二成
分と第三成分とはそれぞれ別異の組織として存在してい
てもよいか、両成分が化合物を形成し融合一体化した組
織が少なくとも一部は存在していると考えられることが
多く、かつこの方か好ましい。なかでも第二成分と第三
成分の少なくとも大部分がかかる化合物を形成し融合一
体化した組織として存在していると考えられることが好
ましい。また焼結体中の粒界相は少ない程、高温強度の
点で好ましい。いずれにせよ本発明の焼結体においては
元素分析的に割当てうる第二成分、第三成分が存在する
ことが重要である。
本発明の第二成分の原料には名種の製造法による窒化ア
ルミニウム、Ａ文−〇−Ｎ、Ａ文−〇−Ｃの粉末が使用
しうるし、かつ好ましい。
ルミニウム、Ａ文−〇−Ｎ、Ａ文−〇−Ｃの粉末が使用
しうるし、かつ好ましい。
これらの原料は高純度であることが望ましいか、製法又
は取扱いに由来する金属アルミニウム、酸化アルミニウ
ム、炭化アルミニウム、アルミニウム以外の金属分など
の不純物を含有していてもさしつかえない。また第二成
分の原料として金属アルミニウム、酸化アルミニウム、
炭化アルミニウムなどの粉末を用いても、粉砕、混合、
成形、予備焼結、焼結などの工程において化学変化を行
なわしめて、焼結体中においてこれらが実質的に第二成
分に転化している限りさしつかえない。
は取扱いに由来する金属アルミニウム、酸化アルミニウ
ム、炭化アルミニウム、アルミニウム以外の金属分など
の不純物を含有していてもさしつかえない。また第二成
分の原料として金属アルミニウム、酸化アルミニウム、
炭化アルミニウムなどの粉末を用いても、粉砕、混合、
成形、予備焼結、焼結などの工程において化学変化を行
なわしめて、焼結体中においてこれらが実質的に第二成
分に転化している限りさしつかえない。
同様に第三成分の原料には各種の製造法によるＩＩＩａ
族元素の醇化物の粉末か使用でき、かつ好ましい。これ
らの原料も高純度であることが望ましいが、不可避的不
純物としてＩＩＩａ族以外の金属分を含有していてもさ
しつかえない。また第三成分の原料としてＩＩＩａ族元
素、ｌ１ｌａ族元素の水酸化物、ｌ１ｌａ族元素の硫酸
用、硝酸塩、有機酸塩又はその他の塩などの粉末を用い
ても、粉砕、混合、成形、予備焼結、焼結などの工程に
おいて化学変化を行なわしめて、焼結体中においてこれ
らか実質的に第三成分に転化している限りさしつかえな
い。
族元素の醇化物の粉末か使用でき、かつ好ましい。これ
らの原料も高純度であることが望ましいが、不可避的不
純物としてＩＩＩａ族以外の金属分を含有していてもさ
しつかえない。また第三成分の原料としてＩＩＩａ族元
素、ｌ１ｌａ族元素の水酸化物、ｌ１ｌａ族元素の硫酸
用、硝酸塩、有機酸塩又はその他の塩などの粉末を用い
ても、粉砕、混合、成形、予備焼結、焼結などの工程に
おいて化学変化を行なわしめて、焼結体中においてこれ
らか実質的に第三成分に転化している限りさしつかえな
い。
これらの第二成分原料、第三成分原料の粉末の粒径は５
μｍ程度、特に１コ １μｍ程度以下が好ましいが、必
ずしもこれに限定されない。
μｍ程度、特に１コ １μｍ程度以下が好ましいが、必
ずしもこれに限定されない。
本発明の焼結体はこれらの必須成分の原料となる粉末の
混合物を、必要に応して更にボールミル処理などをし、
所望形状に成形し、成形体を常圧焼結することによって
好便に得られる。
混合物を、必要に応して更にボールミル処理などをし、
所望形状に成形し、成形体を常圧焼結することによって
好便に得られる。
成形にはセラミックの成形に通常に使用される方法がい
ずれも採用できる。すなわちプレス成形、スリ・７プキ
ヤスト成形、射出成形、押出し成形などが適当である。
ずれも採用できる。すなわちプレス成形、スリ・７プキ
ヤスト成形、射出成形、押出し成形などが適当である。
常圧焼結とは焼結の駆動力として間圧力を積極的には利
用しない焼結方法であって、焼結１１！Ｉの圧力はおお
むね大気圧であるか、雰囲気条件な好便に維持するため
に適宜加圧されていてもよく、また焼結中の脱気を容易
にするために減圧下、真空下であってもよい。♂囲気ｌ
よ非酸死重４であることが好ましく、アルコン、ヘリウ
ム、窒素、水素、−酸化炭素などが利用でき、特に前二
者は一般には不活性でもあって好便である。
用しない焼結方法であって、焼結１１！Ｉの圧力はおお
むね大気圧であるか、雰囲気条件な好便に維持するため
に適宜加圧されていてもよく、また焼結中の脱気を容易
にするために減圧下、真空下であってもよい。♂囲気ｌ
よ非酸死重４であることが好ましく、アルコン、ヘリウ
ム、窒素、水素、−酸化炭素などが利用でき、特に前二
者は一般には不活性でもあって好便である。
一方、焼結面に（Ｊｌせて窒化アルミニウム、Ａ文−０
−Ｎを生成せしめたり、又はこれらの分解を抑制するた
めに窒化性雰囲気が望ましい場合もあり、この場合には
窒素、アンモニアなどが利用できる。また第二成分の生
成を助長し、又は第二成分の分解を抑制するためにアル
ミニウム元素又はアルミニウム化合物を含イ了する雰囲
気が望ましい場合もあり、この場合には成形体を酸化ア
ルミニウム、窒化アルミニウムなどの埋め粉に埋め起り
、焼結炉の内張りを酸化アルミニウム、窒化アルミニウ
ムなどで構成するのが適当である。常圧焼結法における
焼結温度は、 １９００〜２３００００．傷には２００
０〜２２００ ’Ｏが好ましい。また焼結時間は通常
１〜２４時間が適当で、 ２〜１５時間が好ましい。
−Ｎを生成せしめたり、又はこれらの分解を抑制するた
めに窒化性雰囲気が望ましい場合もあり、この場合には
窒素、アンモニアなどが利用できる。また第二成分の生
成を助長し、又は第二成分の分解を抑制するためにアル
ミニウム元素又はアルミニウム化合物を含イ了する雰囲
気が望ましい場合もあり、この場合には成形体を酸化ア
ルミニウム、窒化アルミニウムなどの埋め粉に埋め起り
、焼結炉の内張りを酸化アルミニウム、窒化アルミニウ
ムなどで構成するのが適当である。常圧焼結法における
焼結温度は、 １９００〜２３００００．傷には２００
０〜２２００ ’Ｏが好ましい。また焼結時間は通常
１〜２４時間が適当で、 ２〜１５時間が好ましい。
本発明焼結体は上述の常圧焼結法によっても朽・られる
ものであるか、この方法に限定されず、ホットプレス法
又は熱間静水圧プレス法によっても得られる。ホントプ
レス法において（」成形体を１９５０〜２１００℃、１
００−５００ Ｋｇ／ ０ｍ２の条件下に１〜５時間保
持するのが〃ｒましい。また熱間静水圧プレス法におい
ては成形体を１９００〜２１００℃、１０００−２００
０Ｋｇ／ ０ｍ２の条イノＩ下にｉ −ｓ Ｂ！４間保
持するのが好ましい。かくして本発明焼１コ、体を焼結
するだめの雰囲気カスＪｆＳとして、窒素、ヘリウム、
アルゴンについてＪ゛１空〜２０００Ｋｇ／ ｃｍ’が
採用できるものである。
ものであるか、この方法に限定されず、ホットプレス法
又は熱間静水圧プレス法によっても得られる。ホントプ
レス法において（」成形体を１９５０〜２１００℃、１
００−５００ Ｋｇ／ ０ｍ２の条件下に１〜５時間保
持するのが〃ｒましい。また熱間静水圧プレス法におい
ては成形体を１９００〜２１００℃、１０００−２００
０Ｋｇ／ ０ｍ２の条イノＩ下にｉ −ｓ Ｂ！４間保
持するのが好ましい。かくして本発明焼１コ、体を焼結
するだめの雰囲気カスＪｆＳとして、窒素、ヘリウム、
アルゴンについてＪ゛１空〜２０００Ｋｇ／ ｃｍ’が
採用できるものである。
本発明の焼結体の物性では、まず理論密度に対し０．９
０倍以上の高密度であることが挙げられる。第二成分４
〜２０％、第三成分０５〜８％の場合には理論密度に対
し０．９５倍以」二の高密度となり、更に第二成分５〜
１５％、第Ｆ：、成分０．５〜８％の場合には理論密度
に対し０ 、９８ （ｉ’９以−１−の高密度となるこ
とが多い。ついで室温における強度か大きい点が挙げら
れる。すなわち三点曲げ強度がＧｏ、Ｋｇ／’ｍｍ２以
上であり、特に第二成分４〜２０％、第三成分０．５〜
８％の場合には７０Ｋｇ／ｍｍ２以上であることが多い
。更に高温下における強度が大きい点が挙げられる。す
なわち１４００°Ｃにおける三点曲げ強度が５５Ｋｇ／
ｍｍ２以」二であり、特に第二成分５〜１５％、第三成
分０．５〜８％の場合には７０Ｋｇ７ｍｍ”以上である
ことが多い。なお−Ｌ述の物性値は常圧焼結体に関する
ものであるが、ホットプレス焼結体、熱間静水圧プレス
焼結体に関しては概ねこれと同等以上の物性値を示すこ
とが多い。
０倍以上の高密度であることが挙げられる。第二成分４
〜２０％、第三成分０５〜８％の場合には理論密度に対
し０．９５倍以」二の高密度となり、更に第二成分５〜
１５％、第Ｆ：、成分０．５〜８％の場合には理論密度
に対し０ 、９８ （ｉ’９以−１−の高密度となるこ
とが多い。ついで室温における強度か大きい点が挙げら
れる。すなわち三点曲げ強度がＧｏ、Ｋｇ／’ｍｍ２以
上であり、特に第二成分４〜２０％、第三成分０．５〜
８％の場合には７０Ｋｇ／ｍｍ２以上であることが多い
。更に高温下における強度が大きい点が挙げられる。す
なわち１４００°Ｃにおける三点曲げ強度が５５Ｋｇ／
ｍｍ２以」二であり、特に第二成分５〜１５％、第三成
分０．５〜８％の場合には７０Ｋｇ７ｍｍ”以上である
ことが多い。なお−Ｌ述の物性値は常圧焼結体に関する
ものであるが、ホットプレス焼結体、熱間静水圧プレス
焼結体に関しては概ねこれと同等以上の物性値を示すこ
とが多い。
以下に未発ψノを実施例で説明する。
（実施例）
第１表において例１〜５は実施例であり、例６〜１０は
比較例である。特記ない限り第１表の各側は、純度８８
％以上、平均粒径１ｇｍ以下のβ−炭化ケイ素粉末と、
純度８５％以上、平均粒径約２ｇｍの当該欄に示す第二
成分成分粉末及び第三成分成分粉末を混合し、これを２
０００Ｋｇ／Ｃｍ２にて液圧成形して２０Ｘ ２０Ｘ
４０ｍｍの成形体とし、この成形体を雰囲気欄に示すカ
ス通気下で焼成条件欄に示す条件下で焼結して得られる
焼結体の物性値を示す。なお、曲げ強度はこの焼結体か
ら切り出した３Ｘ ３Ｘ３０ｍｍの試験）１の室温及
び１４００°Ｃにおける三点曲げ強度の５個の測定の平
均値である。
比較例である。特記ない限り第１表の各側は、純度８８
％以上、平均粒径１ｇｍ以下のβ−炭化ケイ素粉末と、
純度８５％以上、平均粒径約２ｇｍの当該欄に示す第二
成分成分粉末及び第三成分成分粉末を混合し、これを２
０００Ｋｇ／Ｃｍ２にて液圧成形して２０Ｘ ２０Ｘ
４０ｍｍの成形体とし、この成形体を雰囲気欄に示すカ
ス通気下で焼成条件欄に示す条件下で焼結して得られる
焼結体の物性値を示す。なお、曲げ強度はこの焼結体か
ら切り出した３Ｘ ３Ｘ３０ｍｍの試験）１の室温及
び１４００°Ｃにおける三点曲げ強度の５個の測定の平
均値である。
例１、例２、例４、例５はβ−炭化ケイ素粉末に代えて
純度９８％以」二、平均粒径１μｍ以下のα−炭化ケイ
素粉末を用いた。例２においては、窒化アルミニウム粉
巣を埋め粉として成形体をこの埋め粉に埋めて焼結した
。例５はホットプレス法（２００Ｋｇ／ ｃｍ２）によ
って焼結した。
純度９８％以」二、平均粒径１μｍ以下のα−炭化ケイ
素粉末を用いた。例２においては、窒化アルミニウム粉
巣を埋め粉として成形体をこの埋め粉に埋めて焼結した
。例５はホットプレス法（２００Ｋｇ／ ｃｍ２）によ
って焼結した。
例１、例２、例５で用いたＡ文−〇−Ｎは、アルミナと
炭素粉末を３：１の割合で混合し、これを窒素気流中で
１７００°Ｃ１２時間焼成して調製した。１件もれた人
文−０−Ｎの分ＪＪ「自白は式Ａ父２３０２７ ＮＳに
対応する。例３、例４のＡ文−〇−Ｃは上記Ａ文−〇−
Ｎの場合と回し混合粉末をアルゴン気流中で１７００℃
、２詩１ｊＪｌ焼成して得られ、その分析値は式Ａ文２
０ Ｇに対応する。
炭素粉末を３：１の割合で混合し、これを窒素気流中で
１７００°Ｃ１２時間焼成して調製した。１件もれた人
文−０−Ｎの分ＪＪ「自白は式Ａ父２３０２７ ＮＳに
対応する。例３、例４のＡ文−〇−Ｃは上記Ａ文−〇−
Ｎの場合と回し混合粉末をアルゴン気流中で１７００℃
、２詩１ｊＪｌ焼成して得られ、その分析値は式Ａ文２
０ Ｇに対応する。
Claims (1)
- 窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム及び酸化炭化
アルミニウムから選ばれる一種以上（ただし窒化アルミ
ニウムのみの場合を除く）３〜２５重量％、ｌ１ｌａ族
元素の酸化物０．２〜１５重量％及び炭化ケイ素残部と
からなる炭化ケイ素質焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236063A JPS59190268A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 炭化ケイ素質焼結体用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236063A JPS59190268A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 炭化ケイ素質焼結体用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59190268A true JPS59190268A (ja) | 1984-10-29 |
| JPH0254297B2 JPH0254297B2 (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=16995174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58236063A Granted JPS59190268A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | 炭化ケイ素質焼結体用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59190268A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61281064A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-11 | 日本坩堝株式会社 | スライデイングノズル用耐火物 |
| JPS6236066A (ja) * | 1985-08-08 | 1987-02-17 | イビデン株式会社 | 炭化珪素質焼結体およびその製造方法 |
| US7803064B2 (en) | 2004-03-11 | 2010-09-28 | Cobra Golf, Inc. | Golf club head with multiple undercuts |
| US7942760B2 (en) | 2004-04-21 | 2011-05-17 | Cobra Golf Incorporated | Transitioning hollow golf clubs |
| WO2019049784A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 被覆ＳｉＣナノ粒子を用いたＳｉＣセラミックス及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5585464A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-27 | Hitachi Ltd | Silicon carbide powder composition |
| JPS55116667A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-08 | Asahi Glass Co Ltd | Silicon carbide sintered body |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP58236063A patent/JPS59190268A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5585464A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-27 | Hitachi Ltd | Silicon carbide powder composition |
| JPS55116667A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-08 | Asahi Glass Co Ltd | Silicon carbide sintered body |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61281064A (ja) * | 1985-06-05 | 1986-12-11 | 日本坩堝株式会社 | スライデイングノズル用耐火物 |
| JPS6236066A (ja) * | 1985-08-08 | 1987-02-17 | イビデン株式会社 | 炭化珪素質焼結体およびその製造方法 |
| US7803064B2 (en) | 2004-03-11 | 2010-09-28 | Cobra Golf, Inc. | Golf club head with multiple undercuts |
| US7942760B2 (en) | 2004-04-21 | 2011-05-17 | Cobra Golf Incorporated | Transitioning hollow golf clubs |
| US8235833B2 (en) | 2004-04-21 | 2012-08-07 | Cobra Golf Incorporated | Transitioning hollow golf clubs |
| WO2019049784A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 被覆ＳｉＣナノ粒子を用いたＳｉＣセラミックス及びその製造方法 |
| JPWO2019049784A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2020-10-01 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 被覆ＳｉＣナノ粒子を用いたＳｉＣセラミックス及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0254297B2 (ja) | 1990-11-21 |
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