JPS616191A - 表面被覆非酸化物系焼結体及びその製造方法 - Google Patents
表面被覆非酸化物系焼結体及びその製造方法Info
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- JPS616191A JPS616191A JP12332084A JP12332084A JPS616191A JP S616191 A JPS616191 A JP S616191A JP 12332084 A JP12332084 A JP 12332084A JP 12332084 A JP12332084 A JP 12332084A JP S616191 A JPS616191 A JP S616191A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
[発明の利用分野]
本発明は表面被覆非酸化物系焼結体及びその製造方法に
係り、特に耐醜化性を向」二した表面被覆非酸化物系焼
結体及びその製造方法に関する。
係り、特に耐醜化性を向」二した表面被覆非酸化物系焼
結体及びその製造方法に関する。
[発明の背景]
近年、非酸化物系ファインセラミックス材料である窒化
珪素(’S 13N4)、la’化珪J−(S iC)
、サイアロン(Sialon)等が汀目を集めているか
、これらを高温構造材ネlとして使用する場合、その醇
化腐食が重要な問題点となってきている。この問題を解
決するために、米国特Ff第3811929−号にょリ
ポロン添加表面処理゛5i1icon n1trid
e cerami−cs ”が提案され、また公開特
許公報昭和58年第95679号によりFe、Cr、C
o、Ni、Cuの酸化物とS r 02系よりなる被覆
をした°゛表面被覆反応焼結窒化珪素とその製造〃:°
゛が提案されているが、いずれも気孔の多い反応焼結S
r 3N 4に対する耐醜化性の改良に関するもので
あり、その他の非酸化物系焼結体に対する耐酸化性の向
上については何ら検詞されていなかった。
珪素(’S 13N4)、la’化珪J−(S iC)
、サイアロン(Sialon)等が汀目を集めているか
、これらを高温構造材ネlとして使用する場合、その醇
化腐食が重要な問題点となってきている。この問題を解
決するために、米国特Ff第3811929−号にょリ
ポロン添加表面処理゛5i1icon n1trid
e cerami−cs ”が提案され、また公開特
許公報昭和58年第95679号によりFe、Cr、C
o、Ni、Cuの酸化物とS r 02系よりなる被覆
をした°゛表面被覆反応焼結窒化珪素とその製造〃:°
゛が提案されているが、いずれも気孔の多い反応焼結S
r 3N 4に対する耐醜化性の改良に関するもので
あり、その他の非酸化物系焼結体に対する耐酸化性の向
上については何ら検詞されていなかった。
[発明の目的]
本発明はF記実状に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、各種の非酸化物系焼結体の耐酸化性
を向上させる表面被覆非酸化物系焼結体及びその製造方
法を提供することにある。
的とするところは、各種の非酸化物系焼結体の耐酸化性
を向上させる表面被覆非酸化物系焼結体及びその製造方
法を提供することにある。
[発明の構成及び作用]
本発明は、
非酸化物系焼結体の表面の少くとも一部をA文 0 −
S 10 L l 20系よりなる組成物で被覆
したことを特徴とする表面被覆非酸化物系焼結体、 及び 非酸化物系焼結体表面にA文203S I O2、L
l 20系よりなる組成物をコーティングした後醇化性
雰囲気下1000℃以上で加熱処理することにより該焼
結体表面にガラス相を形成することを特徴とする表面被
覆非酸化物系焼結体の製造方法、 を要旨とするものである。
S 10 L l 20系よりなる組成物で被覆
したことを特徴とする表面被覆非酸化物系焼結体、 及び 非酸化物系焼結体表面にA文203S I O2、L
l 20系よりなる組成物をコーティングした後醇化性
雰囲気下1000℃以上で加熱処理することにより該焼
結体表面にガラス相を形成することを特徴とする表面被
覆非酸化物系焼結体の製造方法、 を要旨とするものである。
即ち41酸化物系焼結体のうち反応焼結S i3N 4
は一般に添加物を用いずに反応焼結されるため、高温に
おけるクリープ特性に優れているものの焼結体内部に1
5〜25%の連続気孔が存在し酸化が焼結体の表面と内
部とから同時に進行する。・方常圧焼結SiN、ホット
プレスs l 3 N t、 等の緻害なSi3N4焼
結体は連#lA!気孔が殆どないものの、添加物を使用
して成形されるため添加物の種順によっては表面を通し
ての酸素の拡散と第2層の低融点化により1400°C
以上での醇化が暑しい。また、焼結体表面の1300℃
近傍の醇化処理により上記表面にS iO2層を設ける
方法もとられているか、この時生しるS r 02はク
リストバライトであり220°Cでα−β変態に伴う急
激な体積変化でクラ・ンクを生じるので実質的に耐醇化
性を向上することはできない、また、耐化生成物と焼結
体本体との熱膨張率の違いによってもクラックが発生し
、これにより酸化が進行する。
は一般に添加物を用いずに反応焼結されるため、高温に
おけるクリープ特性に優れているものの焼結体内部に1
5〜25%の連続気孔が存在し酸化が焼結体の表面と内
部とから同時に進行する。・方常圧焼結SiN、ホット
プレスs l 3 N t、 等の緻害なSi3N4焼
結体は連#lA!気孔が殆どないものの、添加物を使用
して成形されるため添加物の種順によっては表面を通し
ての酸素の拡散と第2層の低融点化により1400°C
以上での醇化が暑しい。また、焼結体表面の1300℃
近傍の醇化処理により上記表面にS iO2層を設ける
方法もとられているか、この時生しるS r 02はク
リストバライトであり220°Cでα−β変態に伴う急
激な体積変化でクラ・ンクを生じるので実質的に耐醇化
性を向上することはできない、また、耐化生成物と焼結
体本体との熱膨張率の違いによってもクラックが発生し
、これにより酸化が進行する。
これに対し、本発明は非酸化物系焼結体表面を焼結体本
体よりも熱膨張率の小さいAft203−5102−L
i20系組成物で表面コーティングするもノテある。A
5L203−31o2−L i20系組成物はユークリ
プタイト(Llo−A文、03・2 S r 02 )
近傍の組成を有するため熱]膨張率が非常に小さく、し
かも1400℃近傍の融点を有しかつガラス化し易い上
に、温度変化に(fう体積変化も極めて小さいため16
00℃以下の熱サイクルにおいてクラックを発生させる
ことのない安定なガラス層を形成する材料である。
体よりも熱膨張率の小さいAft203−5102−L
i20系組成物で表面コーティングするもノテある。A
5L203−31o2−L i20系組成物はユークリ
プタイト(Llo−A文、03・2 S r 02 )
近傍の組成を有するため熱]膨張率が非常に小さく、し
かも1400℃近傍の融点を有しかつガラス化し易い上
に、温度変化に(fう体積変化も極めて小さいため16
00℃以下の熱サイクルにおいてクラックを発生させる
ことのない安定なガラス層を形成する材料である。
本発明において、表面被覆非酸化物系焼結体の製造方法
としては、A文 OS 102 −L l 20系組成
物の溶液を作成し、この溶液中で非酸化物系焼結体を大
気中又は真空中で浸漬するか又はこの溶液を塗布し、乾
燥後1000°C以F、好ましくは1ooo°C以上1
500 ”C以下、で熱処理するか、あるいは使用条件
下で熱処理することにより、該焼結体表面にガラス層の
被覆層を形成させる方法等が用いられる。このような本
発明の製造方法で特徴的なことはコーティング層が低熱
膨張性材才Iであるため体積変化が少なく、また複雑異
形形状の焼結体の表面被覆も可能であることである。
としては、A文 OS 102 −L l 20系組成
物の溶液を作成し、この溶液中で非酸化物系焼結体を大
気中又は真空中で浸漬するか又はこの溶液を塗布し、乾
燥後1000°C以F、好ましくは1ooo°C以上1
500 ”C以下、で熱処理するか、あるいは使用条件
下で熱処理することにより、該焼結体表面にガラス層の
被覆層を形成させる方法等が用いられる。このような本
発明の製造方法で特徴的なことはコーティング層が低熱
膨張性材才Iであるため体積変化が少なく、また複雑異
形形状の焼結体の表面被覆も可能であることである。
Al2O3−3IO2−Li20系の原lとしては、A
n O源はAM (No3)3.A文ci、。
n O源はAM (No3)3.A文ci、。
A又203.A文(OH)3 (アルミナケル、アルミ
ナケル−初なとか、SiO源はS + 02と水酸基と
をイjするンリカケルあるいはシリカゾル、L i 、
、Ot、はA N203と同様L iN O3、LiC
文、L I 20等の使用か可能である。これらの原料
粒度は水溶性材料である場合には特に問わないか、水不
溶性材料である場合には粒径1100p以下、好ましく
は10gm以下が望ましい。
ナケル−初なとか、SiO源はS + 02と水酸基と
をイjするンリカケルあるいはシリカゾル、L i 、
、Ot、はA N203と同様L iN O3、LiC
文、L I 20等の使用か可能である。これらの原料
粒度は水溶性材料である場合には特に問わないか、水不
溶性材料である場合には粒径1100p以下、好ましく
は10gm以下が望ましい。
」−記原料のうち最も好ましいA文0− S r 02
−LiO系組成物原料として、A文(N03)3(又は
アルミナゾル) −5iOゾル−L r N O3の如
き水溶性材ネ゛1ないしはゾル状混合物が挙げられるが
、A I O−S iO2−L l 20系′の水不
溶性泥漿物スラリーでも十分使用可能である。
−LiO系組成物原料として、A文(N03)3(又は
アルミナゾル) −5iOゾル−L r N O3の如
き水溶性材ネ゛1ないしはゾル状混合物が挙げられるが
、A I O−S iO2−L l 20系′の水不
溶性泥漿物スラリーでも十分使用可能である。
c発9ノの実施例j
以下に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。
発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。
なお丁記実施例において、
A文203→A
S IO2→5
L120 →L
とそれぞれ略記する。
実施例1
アルミナゾル、コロイタルシリ力、硝酸リチウムを用い
てAo−3−L系、4A−5系、S−L系、A−L系組
成物の各種溶液を作成した。A−3−L系組成物として
は18A−5−L、A−185−L、A−3−18L、
A−2S−Lの4組成、A−5系の組成物としてはA−
5,S−L系の組成物としてはS−L、A−L系の組成
物としてはA−Lの組成の溶液ないしはツル状の液体(
以下「溶液Jという、)をそれぞれ作成した。
てAo−3−L系、4A−5系、S−L系、A−L系組
成物の各種溶液を作成した。A−3−L系組成物として
は18A−5−L、A−185−L、A−3−18L、
A−2S−Lの4組成、A−5系の組成物としてはA−
5,S−L系の組成物としてはS−L、A−L系の組成
物としてはA−Lの組成の溶液ないしはツル状の液体(
以下「溶液Jという、)をそれぞれ作成した。
この溶液を蒸発乾固させ、得られる粉末を電気炉に”c
’1ooo℃、1250℃、15.00”Cで各々30
分保持した後、放冷X線回折による相の同定を行なった
。その結果、第1表の如<A−3−L系の3元素系のも
のはすべてガラス、ユークリプタイト又はA−5−L系
の低熱膨張性鉱物相を生じ、表面処理剤として適してお
り、一方A−3系、S−L系、A−L系の2元素系のも
のは生成相からr1断じて表面処理剤として不的確であ
ることか判明した。
’1ooo℃、1250℃、15.00”Cで各々30
分保持した後、放冷X線回折による相の同定を行なった
。その結果、第1表の如<A−3−L系の3元素系のも
のはすべてガラス、ユークリプタイト又はA−5−L系
の低熱膨張性鉱物相を生じ、表面処理剤として適してお
り、一方A−3系、S−L系、A−L系の2元素系のも
のは生成相からr1断じて表面処理剤として不的確であ
ることか判明した。
第1表 組成物組成物の加?8処理生成物実施例2
実施例1で作成したA−S−L系のユークリプタイト
(A−23−L)組成の溶液にバインダーとしてポリビ
ニルアルコール(PVA)1%を添加した溶液を作成し
た。この溶液にφ10X501 (mm)の反応焼結S
】3N4を浸漬し、得られる表面被覆焼結体に温度10
00℃、1500℃、時間0〜100時間で酢化テスト
を行なった。同様にして表面を被覆していない反応焼結
Si3N4の酢化テストを行なった。その結果第1図(
1000℃の場合)及び第2図(1500℃の場合)に
示すようtこ、本発明により表面コーティングした焼結
体(第1図及び第2図の曲線l)のI6を酢化性は表面
コーティングしていない焼結体(同曲線2)に比較して
著しく向上していることが認められた。
(A−23−L)組成の溶液にバインダーとしてポリビ
ニルアルコール(PVA)1%を添加した溶液を作成し
た。この溶液にφ10X501 (mm)の反応焼結S
】3N4を浸漬し、得られる表面被覆焼結体に温度10
00℃、1500℃、時間0〜100時間で酢化テスト
を行なった。同様にして表面を被覆していない反応焼結
Si3N4の酢化テストを行なった。その結果第1図(
1000℃の場合)及び第2図(1500℃の場合)に
示すようtこ、本発明により表面コーティングした焼結
体(第1図及び第2図の曲線l)のI6を酢化性は表面
コーティングしていない焼結体(同曲線2)に比較して
著しく向上していることが認められた。
実施例3
実施例2で作成したA−5−L系溶M (PVA添加)
にφl OX’50又(mm)の常圧焼結S i3N
4を浸漬した後、得られる表面被覆焼結体を温度120
0℃及び1400℃で100時間、酢化テストに供した
。その結果、1200℃でのテストでは常圧焼結Si3
N、が緻V、質であるため表面接菌によるZか認められ
なかったか。
にφl OX’50又(mm)の常圧焼結S i3N
4を浸漬した後、得られる表面被覆焼結体を温度120
0℃及び1400℃で100時間、酢化テストに供した
。その結果、1200℃でのテストでは常圧焼結Si3
N、が緻V、質であるため表面接菌によるZか認められ
なかったか。
1400℃でのテストでは第2表の如く、本発明により
表面被覆処理を行なったものは、処理を行なわなかった
もの1こ比較して明らかに耐散化性に差か認められた。
表面被覆処理を行なったものは、処理を行なわなかった
もの1こ比較して明らかに耐散化性に差か認められた。
川・・・m g / c m’ (屯位血植当りの酸化
増車)実施例4 ユークリプタイト(A−23−L)組成物のA源として
アルミナゾル(化合物)、S源としてS 102粉末(
粒Pi: l Oa m以ド、純度99χ)、L源とし
てLiNO3を用い、A−5−L系組成物のスラリー(
組成A−23−L)を作成した。
増車)実施例4 ユークリプタイト(A−23−L)組成物のA源として
アルミナゾル(化合物)、S源としてS 102粉末(
粒Pi: l Oa m以ド、純度99χ)、L源とし
てLiNO3を用い、A−5−L系組成物のスラリー(
組成A−23−L)を作成した。
このスラリーにφ1OX50uの反応焼結S l 3N
4 を浸漬し、常温乾燥後1500°C12時間で熱
処理した後、1500℃、100時間の大気中酸化テス
トを行なった。その結果、第3表に示すように溶液状組
成物と同様スラリーでも、表面コーティングした焼結体
の耐融化性の著しい向りが認められた。
4 を浸漬し、常温乾燥後1500°C12時間で熱
処理した後、1500℃、100時間の大気中酸化テス
トを行なった。その結果、第3表に示すように溶液状組
成物と同様スラリーでも、表面コーティングした焼結体
の耐融化性の著しい向りが認められた。
川・・・m g / c m’ (単位面積当りの酸化
増早)[発明の効果] 以−に詳述した通り、本発明によりA’l、03−5
r OL l 20系組成物を非酸化物系焼結体に被覆
処理した焼結体は、表面に緻富で低熱膨張性のガラス層
が形成されるため、表面からの散票の拡散も少なく極め
て4M化性に優れる。しかも多孔質な反応焼結体のみで
なく添加物を使用した緻密質513N4についても14
00℃以l、の高温において優れた耐酸化性を付す−す
ることができる。
増早)[発明の効果] 以−に詳述した通り、本発明によりA’l、03−5
r OL l 20系組成物を非酸化物系焼結体に被覆
処理した焼結体は、表面に緻富で低熱膨張性のガラス層
が形成されるため、表面からの散票の拡散も少なく極め
て4M化性に優れる。しかも多孔質な反応焼結体のみで
なく添加物を使用した緻密質513N4についても14
00℃以l、の高温において優れた耐酸化性を付す−す
ることができる。
第1図及び第2図はそれぞれ1ooo℃加熱及び150
0℃加熱による醸化テスト結果を示すグラフであり、横
軸は加熱処理時間、縦軸は単位面積当りの醇化増ら;を
示す。 1・・・表面被覆処理品 2・・・未処理品
0℃加熱による醸化テスト結果を示すグラフであり、横
軸は加熱処理時間、縦軸は単位面積当りの醇化増ら;を
示す。 1・・・表面被覆処理品 2・・・未処理品
Claims (3)
- (1)非酸化物系焼結体の表面の少くとも一部をAl_
2O_3−SiO_2−Li_2O系よりなる組成物で
被覆したことを特徴とする表面被覆非酸化物系焼結体。 - (2)Al_2O_3−SiO_2−Li_2O系組成
物は熱処理により非酸化物系焼結体の表面に融着された
Al_2O_3−SiO_2−Li_2O系のガラス相
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
表面被覆非酸化物系焼結体。 - (3)非酸化物系焼結体表面にAl_2O_3−SiO
_2−Li_2O系よりなる組成物をコーティングした
後酸化性雰囲気下1000℃以上で加熱処理することに
より該焼結体表面にガラス相を形成することを特徴とす
る表面被覆非酸化物系焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12332084A JPS616191A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 表面被覆非酸化物系焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12332084A JPS616191A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 表面被覆非酸化物系焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616191A true JPS616191A (ja) | 1986-01-11 |
| JPS6360000B2 JPS6360000B2 (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=14857634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12332084A Granted JPS616191A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 表面被覆非酸化物系焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS616191A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6385190A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-15 | 金井 宏之 | スチ−ルコ−ド |
| CN105038336A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-11 | 佛山东鹏洁具股份有限公司 | 一种涂覆于基材表面的无机纳米涂料及其制备和使用方法 |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP12332084A patent/JPS616191A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6385190A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-15 | 金井 宏之 | スチ−ルコ−ド |
| CN105038336A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-11 | 佛山东鹏洁具股份有限公司 | 一种涂覆于基材表面的无机纳米涂料及其制备和使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6360000B2 (ja) | 1988-11-22 |
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