JPS6140871A - 鑞付け可能なＳｉ↓３Ｎ↓４系セラミツクス複合組成物及びその製造法 - Google Patents
鑞付け可能なＳｉ↓３Ｎ↓４系セラミツクス複合組成物及びその製造法Info
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- JPS6140871A JPS6140871A JP59156174A JP15617484A JPS6140871A JP S6140871 A JPS6140871 A JP S6140871A JP 59156174 A JP59156174 A JP 59156174A JP 15617484 A JP15617484 A JP 15617484A JP S6140871 A JPS6140871 A JP S6140871A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は鑞付けが可能な表面層を有する５１ｇＮａを主
成分とするセラミックス複合組成物及びその製造法に関
する。
成分とするセラミックス複合組成物及びその製造法に関
する。
（従来技術）
セラミックスと金属を鑞接する際には一般にセラミック
スと金属鑞の濡れ性を上げるためにセラミックス表面を
金属化（メタライズ）処理した後鑞付けが行われている
。
スと金属鑞の濡れ性を上げるためにセラミックス表面を
金属化（メタライズ）処理した後鑞付けが行われている
。
従来からＡＩ！２０ｇセラミックスなどの酸化物セラミ
ックスをメタライズする方法としてＭｏ、Ｗなどの高融
点金属とＭｎの混合粉末を用いて加湿Ｈ２中で処理を行
うテレフンケン法（高融点金属法）が知られている。母
材セラミックスがＡ／２０３の場合にはＭｏ、Ｗの一部
とＭｎの大部分が酸化されてＭ２Ｏ３及びＡＩ！２０ｓ
セラミックスに含まれているガラス成分と反応し液相を
形成してメタライズ層中の空隙部分を埋め接着強度が向
上する。
ックスをメタライズする方法としてＭｏ、Ｗなどの高融
点金属とＭｎの混合粉末を用いて加湿Ｈ２中で処理を行
うテレフンケン法（高融点金属法）が知られている。母
材セラミックスがＡ／２０３の場合にはＭｏ、Ｗの一部
とＭｎの大部分が酸化されてＭ２Ｏ３及びＡＩ！２０ｓ
セラミックスに含まれているガラス成分と反応し液相を
形成してメタライズ層中の空隙部分を埋め接着強度が向
上する。
しかしながら母材がＳ ｉ ３Ｎ４を主成分とするセラ
ミックスである場合には上記の様な液相が形成されない
ため母材ＳｉｘＮ４セラミツクスとメタライズ層の接着
強度は非常に低く構造材料としての使用に耐え得るもの
ではない。
ミックスである場合には上記の様な液相が形成されない
ため母材ＳｉｘＮ４セラミツクスとメタライズ層の接着
強度は非常に低く構造材料としての使用に耐え得るもの
ではない。
酸化物セラミックスをメタライズするもう１つの方法と
して酸化物セラミックスとＣｕ板をはり合わせ、大気中
で加熱してＣｕを酸化させながら酸化物セラミックスと
反応させる方法が報告されているが、母材がＳ ｉ ３
Ｎ４を主成分とするセラミックスの場合大気中１０００
℃付近で加熱を行うと、母材５ ｉ ３Ｎ４セラミツク
スが酸化し、性能が著しく低下することがわかった。
して酸化物セラミックスとＣｕ板をはり合わせ、大気中
で加熱してＣｕを酸化させながら酸化物セラミックスと
反応させる方法が報告されているが、母材がＳ ｉ ３
Ｎ４を主成分とするセラミックスの場合大気中１０００
℃付近で加熱を行うと、母材５ ｉ ３Ｎ４セラミツク
スが酸化し、性能が著しく低下することがわかった。
またＴｉ 、 Ｚ弄などの活性な金属と、これと低融点
？ の合金を作るＮｉ 、 Ｃｕ 、 Ａｇとを共晶組成に
した金属ンルダーを用い、真空中で加熱してセラミック
スと金属を接合する方法も知られているが、１０−５Ｔ
ｏｒｒ前後の高真空が必要であり工業的な方法とは言え
ない。
？ の合金を作るＮｉ 、 Ｃｕ 、 Ａｇとを共晶組成に
した金属ンルダーを用い、真空中で加熱してセラミック
スと金属を接合する方法も知られているが、１０−５Ｔ
ｏｒｒ前後の高真空が必要であり工業的な方法とは言え
ない。
（発明が解決しようとする問題点）
以上述べた様に従来からあるメタライズ方法では鑞付け
が可能なＳｉｘＮ４セラミツクスを作製することは不可
能であった。本発明者らはこの問題を解決し、Ｓ ｉ
３Ｎ４セラミツクスの鑞付けを可能にするべく研究を重
ねた結果、本発明に到ったものである。
が可能なＳｉｘＮ４セラミツクスを作製することは不可
能であった。本発明者らはこの問題を解決し、Ｓ ｉ
３Ｎ４セラミツクスの鑞付けを可能にするべく研究を重
ねた結果、本発明に到ったものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明が従来のメタライズ方法と最も大きく異なる点は
５１ｇＮ４セラミツクスの焼結体にメタライズ処理を施
すのではなく焼結前の成形体上にＭｏ 。
５１ｇＮ４セラミツクスの焼結体にメタライズ処理を施
すのではなく焼結前の成形体上にＭｏ 。
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗの粉末、あるいはＭｏ 、 Ｎｂ
、 Ｔａ 、 Ｔｉ 。
、 Ｔａ 、 Ｔｉ 。
Ｗの粉末とＳｉｘＮ４を主成分とする粉末の混合粉末よ
りなる層を形成し、しかる後にＳｉ３Ｎ４セラミツクス
母材と表面層を同時に焼結して鑞付は可能な面を形成す
るところにある。この時金属粉末と混合するＳ ｉ ３
Ｎ＜を主成分とする粉末にはＡ／２０！ 、 ＭｇＯ。
りなる層を形成し、しかる後にＳｉ３Ｎ４セラミツクス
母材と表面層を同時に焼結して鑞付は可能な面を形成す
るところにある。この時金属粉末と混合するＳ ｉ ３
Ｎ＜を主成分とする粉末にはＡ／２０！ 、 ＭｇＯ。
周期律表■λ族元素の酸化物の１種又は２種以上が含ま
れている。
れている。
（作用）
このため焼結後のＳｉ３Ｎ４セラミックス母材と表面層
の界面においては母材セラミックスの結晶粒子と表面層
の結晶粒子が複雑に入り組んだ構造になっており、原子
拡散による接合以外に機械的にも界面の接着強度が向上
する。
の界面においては母材セラミックスの結晶粒子と表面層
の結晶粒子が複雑に入り組んだ構造になっており、原子
拡散による接合以外に機械的にも界面の接着強度が向上
する。
さらに表面層がＭｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗの金属単体
及び／又はその炭化物、硼化物、窒化物とＳｉ６Ｎ４を
主成分とするセラミックスの複雑に入り組んだ組織とな
り、しかも表面層中のＳｉ３Ｎ４を主成分とするセラミ
ックス母材ＳｉａＮａセラミツクスが結合しているため
に母材セラミックスと表面層の接着強度が大巾に向上し
た。
及び／又はその炭化物、硼化物、窒化物とＳｉ６Ｎ４を
主成分とするセラミックスの複雑に入り組んだ組織とな
り、しかも表面層中のＳｉ３Ｎ４を主成分とするセラミ
ックス母材ＳｉａＮａセラミツクスが結合しているため
に母材セラミックスと表面層の接着強度が大巾に向上し
た。
ここで表面層中のＭｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗの金属単
体及び／又はその炭化物、硼化物、窒化物とＳ ｉ ３
Ｎ４の組成比は金属と鑞付けする際に高い鑞付は強度を
維持するため次の通りであるヵ 母材Ｓｉ口Ｎ＜セラミックスと表面層の接着強度を上げ
るためには表面層中のＳ ｉ ＭＮ４を主成分とするセ
ラミックス粉末の割合を大きくすればよいが、反面Ｓ
ｉ ３Ｎ４が体積で６０％以上になると金属鑞と表面層
との接着強度が急激に低下するために表面層中のＳｉ
３Ｎ４の割合は６０体積チ以下に抑えなければならない
。これは表面層中に含まれている金属単体及び／または
化合物を全て原子に換算してＭｏ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ
、 Ｔｉ 、 Ｗの１種又は２種以上とＳｉのモル比
が１以上であることにほぼ対応している。
体及び／又はその炭化物、硼化物、窒化物とＳ ｉ ３
Ｎ４の組成比は金属と鑞付けする際に高い鑞付は強度を
維持するため次の通りであるヵ 母材Ｓｉ口Ｎ＜セラミックスと表面層の接着強度を上げ
るためには表面層中のＳ ｉ ＭＮ４を主成分とするセ
ラミックス粉末の割合を大きくすればよいが、反面Ｓ
ｉ ３Ｎ４が体積で６０％以上になると金属鑞と表面層
との接着強度が急激に低下するために表面層中のＳｉ
３Ｎ４の割合は６０体積チ以下に抑えなければならない
。これは表面層中に含まれている金属単体及び／または
化合物を全て原子に換算してＭｏ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ
、 Ｔｉ 、 Ｗの１種又は２種以上とＳｉのモル比
が１以上であることにほぼ対応している。
表面層と母材５１ｇＮａセラミックスの熱膨張係数に差
があるため焼結後の冷却途中で熱応力が発生し母材セラ
ミックスを破壊する恐れがあり表面層の厚みはできるだ
け薄く抑えた方が良い。表面層と母材ＳｉｘＮａセラミ
ツクスとの熱膨張係数の差が４Ｘ１０−６以内であれば
焼結後の表面層の厚さを１鴫以内に抑えた場合には焼結
後の冷却途中で母材５１ｇＮａを破壊するほどの熱応力
は発生せず問題なく使用できた。これに対して表面層と
母材Ｓｉ３Ｎ４セラミツクスとの熱膨張係数の差が４Ｘ
１０’以内であっても表面層の厚さが１ｍｍを越えるよ
うな場合には焼結後の冷却中に母材ＳｉａＮ４セラミッ
クス内部の表面層との界面近傍に発生する熱応力によっ
て母材５１ｇＮ４セラミツクス中に亀裂が発生する場合
があった。また表面層と母材Ｓｉ３Ｎ４セラミックスと
の熱膨張係数の差が４Ｘ１０−６以上の場合でも表面層
の厚さをさらに薄くすることによって母材Ｓｉ’ｘＮ４
中に亀裂が発生するのを抑えることができた。
があるため焼結後の冷却途中で熱応力が発生し母材セラ
ミックスを破壊する恐れがあり表面層の厚みはできるだ
け薄く抑えた方が良い。表面層と母材ＳｉｘＮａセラミ
ツクスとの熱膨張係数の差が４Ｘ１０−６以内であれば
焼結後の表面層の厚さを１鴫以内に抑えた場合には焼結
後の冷却途中で母材５１ｇＮａを破壊するほどの熱応力
は発生せず問題なく使用できた。これに対して表面層と
母材Ｓｉ３Ｎ４セラミツクスとの熱膨張係数の差が４Ｘ
１０’以内であっても表面層の厚さが１ｍｍを越えるよ
うな場合には焼結後の冷却中に母材ＳｉａＮ４セラミッ
クス内部の表面層との界面近傍に発生する熱応力によっ
て母材５１ｇＮ４セラミツクス中に亀裂が発生する場合
があった。また表面層と母材Ｓｉ３Ｎ４セラミックスと
の熱膨張係数の差が４Ｘ１０−６以上の場合でも表面層
の厚さをさらに薄くすることによって母材Ｓｉ’ｘＮ４
中に亀裂が発生するのを抑えることができた。
（実施例）
以下本発明を詳細な実施例によって説明する。
実施例１゜
平均粒径０．１μｍのＳｉｘＮ４粉末９５体積チと平均
粒径０．０５μｍのＭｇＯ粉末粉末５係積係なる粉末を
ボールミルを用いてエチルアルコール中で３日間湿式混
合した。この混合粉末を金型プレスを用いて成形し、こ
の成形体上面にＷと上記の５１ｇＮａ−５体積％ＭｇＯ
混合粉末を第１表に示す割合で混合した粉末を散布した
後、更に軽く圧縮し表面層と母材Ｓｉ３Ｎ４セラミツク
スを密着させた。この複合体をＮ２１気圧中１７００℃
で圧力を掛けずに焼結した。焼結後の表面層の厚さは０
、３ ｗｎであった。この表面層と鋼の間に銀鑞をはさ
み、Ｈ２気流中６５０℃で鑞付けを行った。
粒径０．０５μｍのＭｇＯ粉末粉末５係積係なる粉末を
ボールミルを用いてエチルアルコール中で３日間湿式混
合した。この混合粉末を金型プレスを用いて成形し、こ
の成形体上面にＷと上記の５１ｇＮａ−５体積％ＭｇＯ
混合粉末を第１表に示す割合で混合した粉末を散布した
後、更に軽く圧縮し表面層と母材Ｓｉ３Ｎ４セラミツク
スを密着させた。この複合体をＮ２１気圧中１７００℃
で圧力を掛けずに焼結した。焼結後の表面層の厚さは０
、３ ｗｎであった。この表面層と鋼の間に銀鑞をはさ
み、Ｈ２気流中６５０℃で鑞付けを行った。
これらのＳ ｉ ３Ｎ＜セラミックスと鋼の接合体の剪
断試験の結果を第１表に示す。
断試験の結果を第１表に示す。
表面層中（こ６０体積チ以下のＳｉａＮ４を含む試料で
はＳｉ３Ｎ４セラミツクスと鋼の接合強度が大きく剪断
強度が１０Ｋｇ／Ｗ１１２を越す試料があった。
はＳｉ３Ｎ４セラミツクスと鋼の接合強度が大きく剪断
強度が１０Ｋｇ／Ｗ１１２を越す試料があった。
この時表面層中のＳｉ３Ｎ４の含有量によって破断する
部分が異なり表面層中に３０体積チ以下のＳｉａＮ４を
含む試料では剪断試験でＳ ｉ ３Ｎａセラミックス母
材と表面層の界面で剥離しＳｉ６Ｎ４が３０〜６０体積
チ含まれる試料では表面層中或は銀鑞中で破断した。表
面層中の５１ｇＮａ量が６０体積チを越す試料では銀鑞
と表面層の接着強度が低下するために剪断試験を行うと
銀鑞と表面層の界面で破断し強度が小さかった。
部分が異なり表面層中に３０体積チ以下のＳｉａＮ４を
含む試料では剪断試験でＳ ｉ ３Ｎａセラミックス母
材と表面層の界面で剥離しＳｉ６Ｎ４が３０〜６０体積
チ含まれる試料では表面層中或は銀鑞中で破断した。表
面層中の５１ｇＮａ量が６０体積チを越す試料では銀鑞
と表面層の接着強度が低下するために剪断試験を行うと
銀鑞と表面層の界面で破断し強度が小さかった。
第 １ 表
実施例２゜
実施例１．と同様の方法にて作製したＳｉ３Ｎａセラミ
ツクスの成形体の上面に６０体積チのＭｏ 。
ツクスの成形体の上面に６０体積チのＭｏ 。
Ｎｂ 、 Ｔａ 、 Ｔｉ 、Ｗの各金属粉末と４０体
積チの母材Ｓｉ６Ｎ＋セラミツクスと同一組成の粉末の
混合物の成形体を重ねＮｚ ｊ ａｔｍ中、２００ Ｋ
９／ｃｍ２の加圧下１７００℃でホットプレスした。
積チの母材Ｓｉ６Ｎ＋セラミツクスと同一組成の粉末の
混合物の成形体を重ねＮｚ ｊ ａｔｍ中、２００ Ｋ
９／ｃｍ２の加圧下１７００℃でホットプレスした。
ホットプレス後の表面層の厚さは全て０．４ ｒｔｖｎ
前後になる様に調整した。この表面層上にＮｉめつきを
施し、Ｈ２気流中９００℃でＮｉを拡散処理した後Ｈ２
気流中６５０℃で鋼に銀鑞付けした。これらのＳ ｉ
３Ｎａセラミックスと鋼の接合体の剪断試験の結果を第
２表に示す。
前後になる様に調整した。この表面層上にＮｉめつきを
施し、Ｈ２気流中９００℃でＮｉを拡散処理した後Ｈ２
気流中６５０℃で鋼に銀鑞付けした。これらのＳ ｉ
３Ｎａセラミックスと鋼の接合体の剪断試験の結果を第
２表に示す。
ホットプレス後表面層のＸ線回折を行うと第２表に示す
ように金属単体以外に炭化物、珪化物、硼珪化物などの
生成が認められた。炭化物はホットプレスの際に炭素型
の中がＮ２とωの混合ガス雰囲気になるため表面層中の
金属が炭化して出来た可能性が大きい。珪化物の生成に
関しては表面層中のＳｉａＮａ及び母材５１ｇＮ４と金
属が反応して生成したものと考えられる。さらｉｃｓｉ
ｇＮ４と金属並びにホットプレスの際に炭素型とセラミ
ックス成形体の間に離型剤として介在させたＢＮの３者
が反応して硼珪化物が生成したものと考えられる。
ように金属単体以外に炭化物、珪化物、硼珪化物などの
生成が認められた。炭化物はホットプレスの際に炭素型
の中がＮ２とωの混合ガス雰囲気になるため表面層中の
金属が炭化して出来た可能性が大きい。珪化物の生成に
関しては表面層中のＳｉａＮａ及び母材５１ｇＮ４と金
属が反応して生成したものと考えられる。さらｉｃｓｉ
ｇＮ４と金属並びにホットプレスの際に炭素型とセラミ
ックス成形体の間に離型剤として介在させたＢＮの３者
が反応して硼珪化物が生成したものと考えられる。
実施例３゜
実施例１．と同様の方法にて作製したＳ ｉ ３Ｎ４セ
ラミツクスの成形体の上面に５０体積チのＷと５０体積
チの母材ＳｉｘＮ４セラミツクスと同−組第 ２
表 成の粉末の混合物の成形体を重ね、Ｎ２１ ａｔｍ 中
２ｏｏＫｙ／２の加圧下１７００℃でホットプレスし０
１ま た。この時表面層成形体の厚さを変化させることにより
ホットプレス後の表面層の厚さが０．１〜２ｒｒｒｍの
各種属さになるように調整した。この表面層上にＮｉめ
っきを施しＨ２中９００℃でＮｉを拡散処理した後、Ｈ
２中６ペ０℃で鋼に銀鑞付けした。上記Ｓ ｉ ３Ｎａ
セラミックスと鋼の接合体の剪断試験の結果を第３表に
示す。
ラミツクスの成形体の上面に５０体積チのＷと５０体積
チの母材ＳｉｘＮ４セラミツクスと同−組第 ２
表 成の粉末の混合物の成形体を重ね、Ｎ２１ ａｔｍ 中
２ｏｏＫｙ／２の加圧下１７００℃でホットプレスし０
１ま た。この時表面層成形体の厚さを変化させることにより
ホットプレス後の表面層の厚さが０．１〜２ｒｒｒｍの
各種属さになるように調整した。この表面層上にＮｉめ
っきを施しＨ２中９００℃でＮｉを拡散処理した後、Ｈ
２中６ペ０℃で鋼に銀鑞付けした。上記Ｓ ｉ ３Ｎａ
セラミックスと鋼の接合体の剪断試験の結果を第３表に
示す。
ホットプレス後の厚さが２ｍｍの表面層を形成した場合
にはホットプレスの冷却過程で発生する熱応力が母材Ｓ
ｉ３Ｎ４セラミックスの破壊強度を越え母材セラミック
ス内部に亀裂が生じた。
にはホットプレスの冷却過程で発生する熱応力が母材Ｓ
ｉ３Ｎ４セラミックスの破壊強度を越え母材セラミック
ス内部に亀裂が生じた。
これに対して表面層の厚さが１１１ｎ以下の場合には全
く同一の焼結条件でホットプレスしたにもかかわらず母
材セラミックス内部には亀裂が発生しなかった。この時
母材Ｓｉ３Ｎ４セラミツクスのホットプレス後の厚みが
全ての試料で５ｍｍになるように統一しておいた。銀鑞
付は後の剪断強度は第３表に示す結果となった。
く同一の焼結条件でホットプレスしたにもかかわらず母
材セラミックス内部には亀裂が発生しなかった。この時
母材Ｓｉ３Ｎ４セラミツクスのホットプレス後の厚みが
全ての試料で５ｍｍになるように統一しておいた。銀鑞
付は後の剪断強度は第３表に示す結果となった。
第 ３ 表
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば鑞付接着強度の高い
ＳｉｘＮ４を主成分とするセラミックス成形体チ によって得られる。
ＳｉｘＮ４を主成分とするセラミックス成形体チ によって得られる。
手続補正書
昭和−印年９月７日
１、事件の表示
昭和５９ 年 特許 願第１５６１７４号事件よ。
関係 ね：ｉ’ｒ出願人
４、代理人
居嘲 所 け５３３ ） ＊Ｉ！ｌｉｉ ｉ’ｆｆ
＊ ｉ！川用：ａ′ｔ″ａｌＴＩＪ２０＃１２−５２
４号ユニゾーン新大阪５２４号室 ７８、補正の内容 １）明細書中第１３頁の第６表と第１４頁上から１行目
の間に下記文章を追加する。
＊ ｉ！川用：ａ′ｔ″ａｌＴＩＪ２０＃１２−５２
４号ユニゾーン新大阪５２４号室 ７８、補正の内容 １）明細書中第１３頁の第６表と第１４頁上から１行目
の間に下記文章を追加する。
１実施例４
平均粒径０．１μ雇のＳ ｉ ３Ｎ４粉末９０体積チと
平均粒径０．０５μｍのＡ／２０５粉末５体粉末５平積
チ径０．５μｍのＹ２Ｏ３粉末５体積チよりなる粉末を
ボールミルを用いてエチルアルコール中で３日間湿式混
合した。この混合粉末を金型プレスを用いて成形し、こ
の成形体上面にＭＯと上記のＳｉａＮａ−５体積チＡ／
２０５−５体積％Ｙ２Ｏ３混合粉末を第４表に示す割合
で混合した粉末を散布した後、更に軽く圧縮し表面層と
母材５１ｇＮ４セラミツクスを密着させた。この複合体
をＮ２１気圧中１８００℃で圧力を掛けずに焼結した。
平均粒径０．０５μｍのＡ／２０５粉末５体粉末５平積
チ径０．５μｍのＹ２Ｏ３粉末５体積チよりなる粉末を
ボールミルを用いてエチルアルコール中で３日間湿式混
合した。この混合粉末を金型プレスを用いて成形し、こ
の成形体上面にＭＯと上記のＳｉａＮａ−５体積チＡ／
２０５−５体積％Ｙ２Ｏ３混合粉末を第４表に示す割合
で混合した粉末を散布した後、更に軽く圧縮し表面層と
母材５１ｇＮ４セラミツクスを密着させた。この複合体
をＮ２１気圧中１８００℃で圧力を掛けずに焼結した。
焼結後の表面層の厚さは０，５膿であった。この表面層
とＨ。
とＨ。
鋼の間に銀鑞をはさみ均気流中６５０℃で鑞付けを行っ
た。これらのＳ ｉ ３Ｎａセラミックスと鋼の接合体
の剪断試験の結果を第４表に示す。
た。これらのＳ ｉ ３Ｎａセラミックスと鋼の接合体
の剪断試験の結果を第４表に示す。
表面層中に６０体積チ以下のＳｉ３Ｎａを含む試料では
ＳｉａＮａセラミツクスと鋼の接合強度が太きく剪断強
度が１０ Ｋｇ／ｍｒｄを越す試料があった。
ＳｉａＮａセラミツクスと鋼の接合強度が太きく剪断強
度が１０ Ｋｇ／ｍｒｄを越す試料があった。
この時表面層中のＳｉｘＮ４の含有量によって破断する
部分が異なり表面層中に３０体積チ以下のＳ ｉ ＭＮ
４を含む試料では剪断試験でＳ ｉ ３Ｎ４セラミック
ス母材と表面層の界面で剥離し５１ｇＮ４が３０〜６０
体積チ含まれる試料では表面層中或は銀鑞中で破断した
。表面層中のＳ ｉ ３Ｎ４量が６０体積チを越す試料
では銀鑞と表面層の接着強度が低下するために剪断試験
を行うと銀鑞と表面層の界面で破断し強度が小さかった
。
部分が異なり表面層中に３０体積チ以下のＳ ｉ ＭＮ
４を含む試料では剪断試験でＳ ｉ ３Ｎ４セラミック
ス母材と表面層の界面で剥離し５１ｇＮ４が３０〜６０
体積チ含まれる試料では表面層中或は銀鑞中で破断した
。表面層中のＳ ｉ ３Ｎ４量が６０体積チを越す試料
では銀鑞と表面層の接着強度が低下するために剪断試験
を行うと銀鑞と表面層の界面で破断し強度が小さかった
。
第４表
実施例５
平均粒径０．１μｍ Ｓ ｉ ＭＮ４粉末８５体積ヂと
平均粒径０．１ μｍノＩ’１２０ｂ粉末１０チ、平均
粒径０．５μｍ（ＤＣｅ０２粉末５体積チよりなる粉末
をボールミルを用いてエチルアルコール中で３日間湿式
混合した。この混合粉末を金型プレスを用いて成形しこ
の成形体上面に５０体積チのＮｂと５ｏ体積チの母材Ｓ
ｉ ３Ｎａセラミックスと同一組成の粉末の混合物の
成形体を重ねＮ２１気圧中２００ Ｋｆ／Ｃ，ｌの加圧
下１７００℃でホットプレスした。
平均粒径０．１ μｍノＩ’１２０ｂ粉末１０チ、平均
粒径０．５μｍ（ＤＣｅ０２粉末５体積チよりなる粉末
をボールミルを用いてエチルアルコール中で３日間湿式
混合した。この混合粉末を金型プレスを用いて成形しこ
の成形体上面に５０体積チのＮｂと５ｏ体積チの母材Ｓ
ｉ ３Ｎａセラミックスと同一組成の粉末の混合物の
成形体を重ねＮ２１気圧中２００ Ｋｆ／Ｃ，ｌの加圧
下１７００℃でホットプレスした。
第５表
この時表面層成形体の厚さを変化させることによりホッ
トプレス後の表面層の厚さが０．１〜２朋の各種属さに
なるように調整した。この表面層上にＮｉめつきを施し
Ｈ２中９００℃でＮｉ を拡散処理した後、Ｈ２中中５
０℃で鋼に銀鑞付けした。上記Ｓｉ３Ｎ４セラミツクス
と鋼の接合体の剪断試験の結果を第５表に示す。
トプレス後の表面層の厚さが０．１〜２朋の各種属さに
なるように調整した。この表面層上にＮｉめつきを施し
Ｈ２中９００℃でＮｉ を拡散処理した後、Ｈ２中中５
０℃で鋼に銀鑞付けした。上記Ｓｉ３Ｎ４セラミツクス
と鋼の接合体の剪断試験の結果を第５表に示す。
ホットプレス後の厚さが２ｍｍの表面層を形成した場合
にはホットプレスの冷却過程で発生する熱応力が母材５
１ｇＮａセラミックスの破壊強度を越え母材セラミック
ス内部に亀裂が生じた。
にはホットプレスの冷却過程で発生する熱応力が母材５
１ｇＮａセラミックスの破壊強度を越え母材セラミック
ス内部に亀裂が生じた。
これに対して表面層の厚さが１＋＋＋ｍ以下の場合には
全く同一の焼結条件でホットプレスしたにもかかわらず
母材セラミックス内部には亀裂が発生しなかった。この
時母材ＳｉｘＮ４セラミツクスのホットプレス後の厚み
が全ての試料で５＋＋＋ｍになるように統一しておいた
。銀鑞付は後の剪断強度は第５表に示す結果となった。
全く同一の焼結条件でホットプレスしたにもかかわらず
母材セラミックス内部には亀裂が発生しなかった。この
時母材ＳｉｘＮ４セラミツクスのホットプレス後の厚み
が全ての試料で５＋＋＋ｍになるように統一しておいた
。銀鑞付は後の剪断強度は第５表に示す結果となった。
」
２、特許請求の範囲を別紙の通りに訂正する。
（１１Ｍｏ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ 、 Ｔｉ 、Ｗ）ｉ
種又は２種以上及び／又はＳｉ 、Ｍｏ 、Ｎｂ 、Ｔ
ａ 、Ｔｉ 、 Ｗ、ＡＪ 、Ｍｇ並びに周期律表の■
１族元素の１種又は２種以上とＢ、Ｃ，Ｎ、００１種又
は２種以上を含む化合物群よりなる薄い組成物をその表
面に有することを特徴とするＳｉｘＮａを主成分とする
セラミックス複合組成物。
種又は２種以上及び／又はＳｉ 、Ｍｏ 、Ｎｂ 、Ｔ
ａ 、Ｔｉ 、 Ｗ、ＡＪ 、Ｍｇ並びに周期律表の■
１族元素の１種又は２種以上とＢ、Ｃ，Ｎ、００１種又
は２種以上を含む化合物群よりなる薄い組成物をその表
面に有することを特徴とするＳｉｘＮａを主成分とする
セラミックス複合組成物。
（２１５１ｇＮ４を主成分とするセラミックス表面上の
薄い組成物に含まれている金属単体及び／又は化合物を
、全て原子に換算してＭｏ 、Ｎｂ 、Ｔａ 、 Ｔｉ
。
薄い組成物に含まれている金属単体及び／又は化合物を
、全て原子に換算してＭｏ 、Ｎｂ 、Ｔａ 、 Ｔｉ
。
Ｗの１種又は２種以上とＳｉのモル比が１以上である特
許請求の範囲第（１）項記載のセラミックス複合組成物
。
許請求の範囲第（１）項記載のセラミックス複合組成物
。
（３１５１ｇＮ４を主成分とするセラミックス表面の薄
い組成物層の厚さが１Ｗｎ以下である特許請求の範囲第
（１）項記載のセラミックス複合組成物。
い組成物層の厚さが１Ｗｎ以下である特許請求の範囲第
（１）項記載のセラミックス複合組成物。
（４］ 成形されたＳ ｉ ３Ｎ４を主成分とするセ
ラミックスノ上［ＭＯ，Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ 、Ｗの１種
又は２種以上の粉末よりなる層、又はＭｏ 、 Ｎｂ
、 Ｔａ 、Ｔｉ 、 Ｗの１種又は２種以上とＳｉｘ
Ｎ４を主成分とするセラミックスの混合粉末よりなる層
を設けしかる後に焼結することを特徴とするセラミック
ス複合組成物の製造法。
ラミックスノ上［ＭＯ，Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ 、Ｗの１種
又は２種以上の粉末よりなる層、又はＭｏ 、 Ｎｂ
、 Ｔａ 、Ｔｉ 、 Ｗの１種又は２種以上とＳｉｘ
Ｎ４を主成分とするセラミックスの混合粉末よりなる層
を設けしかる後に焼結することを特徴とするセラミック
ス複合組成物の製造法。
（５）特許請求の範囲第（４）項に記載のＭｏ 、 Ｎ
ｂ 、Ｔａ 。
ｂ 、Ｔａ 。
Ｔｉ、Ｗの１種又は２種以上とＳ ｉ ３Ｎ４を主成分
とするセラミックスの混合粉末よりなる層中に含まれる
金属単体及び／又は化合物を全て原子に換算しテＭｏ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、 Ｗの１種又は２種以上とＳｉのモ
ル比が１以上である特許請求の範囲第（４）項記載のセ
ラミックス複合組成物の製造法。
とするセラミックスの混合粉末よりなる層中に含まれる
金属単体及び／又は化合物を全て原子に換算しテＭｏ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、 Ｗの１種又は２種以上とＳｉのモ
ル比が１以上である特許請求の範囲第（４）項記載のセ
ラミックス複合組成物の製造法。
（６）特許請求の範囲第（４）項に記載の焼結を行う際
に加圧しながら焼結する特許請求の範囲第（４）項記載
のセラミックス複合組成物の製造法。
に加圧しながら焼結する特許請求の範囲第（４）項記載
のセラミックス複合組成物の製造法。
（７］ 特許請求の範囲第（４）項に記載の焼結を行
う際に、非酸化性雰囲気中で焼結する特許請求の範囲第
（４）項記載のセラミックス複合組成物の製造法。
う際に、非酸化性雰囲気中で焼結する特許請求の範囲第
（４）項記載のセラミックス複合組成物の製造法。
（８）特許請求の範囲第（４）項に記載のＭｏ 、 Ｎ
ｂ 、 Ｔａ 。
ｂ 、 Ｔａ 。
Ｔｉ 、 Ｗの１種又は２種以上と混合するＳ ｉ ３
Ｎ４を主成分とするセラミックスが母材のＳｉ３Ｎ４を
主成分とするセラミックスと同一組成を持つ特許請求の
範囲第（４）項記載のセラミックス複合組成物の製造法
。
Ｎ４を主成分とするセラミックスが母材のＳｉ３Ｎ４を
主成分とするセラミックスと同一組成を持つ特許請求の
範囲第（４）項記載のセラミックス複合組成物の製造法
。
Claims (8)
- （１）Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗの１種又は２種以上
及び／又はＳｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ａｌ、
Ｍｇ並びに周期律表のIIIａ族元素の１種又は２種以上
とＢ、Ｃ、Ｎ、Ｏの１種又は２種以上を含む化合物群よ
りなる薄い組成物をその表面に有することを特徴とする
Ｓｉ＿３Ｎ＿４を主成分とするセラミックス複合組成物
。 - （２）Ｓｉ＿３Ｎ＿４を主成分とするセラミックス表面
上の薄い組成物に含まれている金属単体及び／又は化合
物を、全て原子に換算してＭｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ
の１種又は２種以上とＳｉのモル比が１以上である特許
請求の範囲第（１）項記載のセラミックス複合組成物。 - （３）Ｓｉ＿３Ｎ＿４を主成分とするセラミックス表面
の薄い組成物層の厚さが１ｍｍ以下である特許請求の範
囲第（１）項記載のセラミックス複合組成物。 - （４）成形されたＳｉ＿３Ｎ＿４を主成分とするセラミ
ックスの上にＭｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗの１種又は２
種以上の粉末よりなる層、又はＭｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ
、Ｗの１種又は２種以上とＳｉ３Ｎ４を主成分とするセ
ラミックスの混合粉末よりなる層を設けしかる後に焼結
することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
セラミックス複合組成物の製造法。 - （５）特許請求の範囲第（４）項に記載のＭｏ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｔｉ、Ｗの１種又は２種以上とＳｉ＿３Ｎ＿４を
主成分とするセラミックスの混合粉末よりなる層中に含
まれる金属単体及び／又は化合物を全て原子に換算して
Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗの１種又は２種以上とＳｉ
のモル比が１以上である特許請求の範囲第（４）項記載
のセラミックス複合組成物の製造法。 - （６）特許請求の範囲第（４）項に記載の焼結を行う際
に加圧しながら焼結する特許請求の範囲第（４）項記載
のセラミックス複合組成物の製造法。 - （７）特許請求の範囲第（４）項に記載の焼結を行う際
に、非酸化性雰囲気中で焼結する特許請求の範囲第（４
）項記載のセラミックス複合組成物の製造法。 - （８）特許請求の範囲第（４）項に記載のＭｏ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｔｉ、Ｗの１種又は２種以上と混合するＳｉ＿３
Ｎ＿４を主成分とするセラミックスが母材のＳｉ＿３Ｎ
＿４を主成分とするセラミックスと同一組成を持つ特許
請求の範囲第（４）項記載のセラミックス複合組成物の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59156174A JPS6140871A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 鑞付け可能なＳｉ↓３Ｎ↓４系セラミツクス複合組成物及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59156174A JPS6140871A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 鑞付け可能なＳｉ↓３Ｎ↓４系セラミツクス複合組成物及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140871A true JPS6140871A (ja) | 1986-02-27 |
| JPH044268B2 JPH044268B2 (ja) | 1992-01-27 |
Family
ID=15621968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59156174A Granted JPS6140871A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 鑞付け可能なＳｉ↓３Ｎ↓４系セラミツクス複合組成物及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140871A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0174376U (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-19 | ||
| JPH02153865A (ja) * | 1988-12-03 | 1990-06-13 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
| US5164246A (en) * | 1985-09-13 | 1992-11-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Highly thermoconductive ceramic |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551774A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-15 | Kyoto Ceramic | Composition and method for metallizing nonnoxide ceramic body |
| JPS5551777A (en) * | 1978-10-07 | 1980-04-15 | Ngk Spark Plug Co | Silicon nitride sintered body with metallized surface and its manufacture |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP59156174A patent/JPS6140871A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551774A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-15 | Kyoto Ceramic | Composition and method for metallizing nonnoxide ceramic body |
| JPS5551777A (en) * | 1978-10-07 | 1980-04-15 | Ngk Spark Plug Co | Silicon nitride sintered body with metallized surface and its manufacture |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5164246A (en) * | 1985-09-13 | 1992-11-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Highly thermoconductive ceramic |
| JPH0174376U (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-19 | ||
| JPH02153865A (ja) * | 1988-12-03 | 1990-06-13 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH044268B2 (ja) | 1992-01-27 |
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