JPS63252973A - セラミックス複合体及びその製法並びにその用途 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックス複合体に係り、特に電気抵抗率
の異なる二種以上のセラミックスから成る電気部品に適
したセラミックス複合体に関する。

〔従来の技術〕

従来より発熱体としては金属発熱体やセラミックス発熱
体が提供されている。金属発熱体にはニクロムやタンタ
ルなどがあるが、これらは耐熱性に乏しく１０００’Ｃ
以上になると劣化すると云う問題がある。

セラミックス発熱体として実用されているのは、炭化け
い素、安定化ジルコニア、ランタンクロマイト、モリブ
デンシリサイドなどがあるが、これらの材料は比較的電
気抵抗が高く、また抵抗温度係数が負であるために熱暴
走をひき起こし易く、温度制御が難しい。また機械的強
度、耐熱衝撃性も低いという欠点をもっており、これら
に代わる新しい導電性セラミックスが望まれており、い
ろいろな方法で検討されている。

例えば、特開昭５７−４１７９６号に示されているよう
に、ＳｉＯやＳｉ３Ｎ４に導電性化合物を混合し、ホッ
トプレス焼結することにより上記の問題を解決している
。しかし、ホットプレス法は、焼結体の緻密化が可能で
あるが膨大なエネルギを必要とするために製造コストが
高いという問題がある。

また特開昭６０−４４９９０号に示されているように導
電性セラミックスの外層を電気絶縁性セラミックスで包
み一体焼結しているが、ホットプレス法であるため、先
と同様に膨大なエネルギを必要とし、複雑形状の一体成
形、一体焼結が困難である。

また、電気抵抗率が異なるセラミックスを一体焼結する
には、熱膨張係数を制御しなければならないが、ホット
プレス法では焼結温度が高いので。

熱膨張係数の差により焼結体にクラックが発生し易かっ
た。

更に、特開昭６０−６０９８３号に示されているように
、５ｉａＮ４に導電性化合物を混合し、常圧焼結法によ
り導電性セラミックスを得ているが、焼結助剤を利用す
るために高温での軟化や変形が生じる。また焼結時の体
積収縮が約４０〜６０％あり、変形などの問題がある。

焼結助剤を用いずに５ｉａＮ４粉末と導電性化合物を焼
結すると密度が向上しないために比抵抗が大きいという
問題があり、導電性セラミックスの性能としては不充分
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記の従来技術によれば、特に焼結時の成形体の収縮に
ついて配慮されておらず、収縮に伴って変形が起こり、
特にこうした電気抵抗率の異なる層を２層以上複合した
焼結体を得ることは容易でなかった。

本発明の第１の目的は、ニアネットシエイプ（Ｎｅａｒ
　ｎｅｔ　５ｈａｐｅ）によって形成した電気抵抗率が
異なる層を２層以−ヒ有する複合セラミックスを提供す
ることにある。

本発明の第２の目的は、上記焼結体の焼結時の寸法変化
率が極めて小さい腹合セラミックスを提供することにあ
る。

第３の目的としては、前記複合セラミックスを用いた回
転電機の集電環を提供することにある。

更に、その他の目的については、明細書の記載から明ら
かとなろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のセラミックス複合体は、電気抵抗率のし 異なるセラミックスを一体成形、一体焼結！、金属Ｓｉ
またはフェロＳｉから生成した５ｉａＮ＋＋Ｓ　ｉ　２
Ｎ２Ｏ　、　Ｓ　ｉ○２の少なくとも１種の粒子または
ウィスカで結合したものである。

本発明におけるセラミックス複合体は、隣り合うセラミ
ックスの電気抵抗率が異なり、電気抵抗率を変えるため
の導電性化合物は非酸化物系の導電材であり、ｍａ、Ｉ
Ｖａ、Ｖａ、ＶＩａｔ■族の窒化物、炭化物、ホウ化物
、ケイ化物であり、特にＴｉＮ、ＴｉＣ，ＴｉＢｚ、Ｔ
ｉ５ｉｚ、ＺｒＮ。

ＺｒＣ，ＺｒＢｚ、Ｚｒ５ｉｚ、ＨｆＮ、ＨｆＣ。

ＴａＮ、ＴａＣ，ＴａＢｚ、Ｔａ５ｉｚ、ＭＯ２Ｎ。

Ｍｏ２Ｃ，ＭｏＢ、ＣｒｚＮ、Ｃｒａｃｚ、ＣｒＢ。

Ｃｒ５ｉｚ、ＮｂＮ、ＮｂＣ，Ｎｂ５ｉｚ、ＶＮ。

ＶＣ，ＷＣ，ＷＳ　ｉｚが主に用いられる。

特に、Ｔ　ｘ　Ｎ　＋　Ｔ　ｉＣｈ　Ｚ　ｒ　Ｎ　＋　
Ｚ　ｒ　Ｃ＋　ＣｒｚＮ　ｅＣｒａＣｚは耐酸化性に優
れており好適である。

本発明において、電気抵抗率を小さくするための焼結体
中の導電性粒子の含有量は８０ｖｏＱ％以下とするのが
好ましい、なぜなら８０ｖｏＱ％より多くなるとセラミ
ックスの機械的強度、耐熱衝撃性、耐酸化性などの特性
が低下するからである。

本発明において、焼結体の電気抵抗率は、焼結体中の導
電性粒子を５〜８０ｖｏＱ％と変化させることにより、
任意に変化させることができる。さらに、電気絶縁性粒
子を焼結体中に含有させることにより、１０１４Ω１か
ら１０−”０口の範囲で任意に作製できる。

本発明のセラミックス複合体は、金属Ｓｉまた、ＳＬ はフエゴ弓ら生成したＳ　ｉ　ａＮ４．　Ｓ　ｉ　ｚＮ
２Ｏ　。

ＳｉＯ２の少なくとも一種で導電性粒子または絶縁性粒
子を結合したもので、焼結時の体積変化率が小さく、変
形もない。また、電気抵抗率の異なる層の２層間を金属
ＳｉまたはフェロＳｉから生成した５ｉａＮ４，５ｉｚ
Ｎｚｏ、またはＳｉＯ２で結合されており、結合界面は
母体と同様に耐熱。

］耐熱衝撃性に優れている。

本発明の焼結体は、その気孔率を５〜−０％とするのが
好ましい。気孔率が８０％を越えると機械的強度が低下
すると共に抵抗率を小さくするのが困難である。また気
孔率が５％より小さいと金属Ｓｉ、またはフェロＳｘが
反応するための窒化性ガスや酸化性ガスなどの通気抵抗
が大きくなり良好な焼結体を得ることが難しい。なぜな
ら導電性化合物や絶縁性化合物と金属Ｓｉまたはフェロ
Ｓｉが窒化性ガスや酸化性ガスなどと反応してＳ　ｉ　
３Ｎ４．　Ｓ　ｉ　０２＋または５ｉｚＮｚＯ相に変化
させ絶縁性化合物や導電性化合物を結合するために、上
記のガスが成形体中を通過する通気孔が必要である。

焼結体中に気孔を５〜１０％存在させることにより電気
抵抗率の異なるセラミックスの各層の熱膨張係数の違い
による応力を緩和するので焼結体のクラック発生を防止
できる。

また、本発明において、金属ＳｉまたはフェロＳｉの平
均粒径を５μｍ以下とするのが好ましい。

なぜなら、平均粒径が５μｍよりも大きくなると窒化時
間が長くなると共に残留Ｓｉが存在するようになるから
である。

本発明において、成形用バインダとしては例えばポリビ
ニルブチラールやポリエチレンなどの熱可塑性樹脂物や
、シリコンイミド化合物やポリシラン化合物などの有機
Ｓｉ高分子化合物などが用いられ、その配合量は２〜２
Ｏ重量部添加し、成形体の相対密度を６０％以上とする
のが好ましい。

本発明において、成形体は窒素、アンモニア、酸素（必
要に応じて水素、アルゴン、ヘリウム。

−酸化炭素などのガスを加える）などの窒化性。

酸化性、酸窒化性ガス雰囲気で少なくとも１３５０℃ま
で加熱する。

前記金属Ｓｉ、フェロＳｉ、絶縁性化合物および導電性
化合物は市販のものをそのまま用いることができる。な
お、ミルなどにより枠砕し、丸みを帯びた粒子を使用す
るのがより好ましい。

予めウィスカを原料に混合９分散させた場合は、全ての
ウィスカが粒子と結合されず、塊状のウィスカや単独で
存在するウィスカが焼結体粒子間に残る。これに対し本
発明では粒子間の空隙を成形体中の粒子から生成した多
数の針状のウィスカがほぼ真直ぐに交差することにより
結合し、耐熱衝撃性、高強度に大きく寄与する。

本発明によれば、絶縁性化合物および導電性化合物の粒
子及び／又はウィスカ間の空隙を、成形体中のＳｉ粒子
から生成した多数のウィスカにより３次元的に結合され
ており、結合状態でないウィスカがほとんど存在しない
ので高じん性、高温強度の優れた焼結体が得られる。

前記絶縁性化合物および導電性化合物の粒子の平均粒径
は、１００μｍ以下とするのが好ましい。

なぜなら１００μｍより大きくなると焼結体の強度を低
下させる。また絶縁性化合物および導電性化合物の既製
のウィスカを用いるときは、平均アスペクト比２〜５０
、長さ０．２〜１００μｍが好ましい。アスペクト比が
２未満、長さが０．２μｍ１未満だとウィスカとしての
効果がないし、またアスペクト比が５０を超え、長さが
１００μｍ超えると原料の混合が難しく、分散性が悪く
なる。

本発明において、焼結体中の生成粒子およびウィスカに
対してウィスカが１〜７０ｖｏＱ％（好ましくは１０〜
３０ｖｏＱ％）含まれる複合セラミックスとした理由は
、上記範囲外では効果が得られないからである。

成形方法は、射出成形、鋳込み成形、ラバープレス成形
、押出し成形１．金型成形など形状と要求特性に応じて
成形方法を選択する。

この成形体から成形助剤等を除去させた後、本発明に従
って、ウィスカ生成熱処理を行う。

本発明において、金属ＳｉまたはフェロＳｉから生成す
る粒子またはウィスカは、Ｓｉ３Ｎ４が最も好ましい。

本発明において、導電性化合物のうちケイ化物、ホウ化
物は窒化性ガス中において窒素と反応するために、焼結
時間が不適切であると焼結体にクラックが入りやすいの
で、窒化物、炭化物を用いるのが最が好ましい。

本発明において、Ｓｉ粒子から生成するウィスカ以外に
、原料としてＳ　１ａＮ４＋　Ｓ　ｉ　Ｃなどのウィス
カを混合してもよい。但し、多く混合すると不均質にな
り好ましくない。また、絶縁性化合物、導電性化合物に
ウィスカを使用しても良い。

本発明において、焼結体の気孔率を５％より小さくする
ために、焼結した焼結体を再焼結することも可能である
。再焼結は、ホットプレスや熱間静水圧プレスまた焼結
助剤を利用した常圧による二次焼結が可能である。これ
により、ウィスカが焼結体中に３次元に存在するため高
熱性のセラミックス複合体が得られる。但し、熱膨張係
数の差をできる限り小さくしないとクラックが入る可能
性がある。

また１本発明の焼結体は気孔を有するので、その気孔中
に潤滑剤等を含有させることもできる。

〔作用〕

本発明のセラミックス複合体は、セラミックス複合体中
の導電性化合物及び絶縁性化合物を金属Ｓｉから生成し
たＳ　ｉ　３Ｎ４．　Ｓ　ｉ　ｚＮｚ○またはＳ　ｉ　
Ｏ２粒子またはライ・スカが強固に結合するために、焼
結時の体積変化率が小さく、耐熱性、に優れている。ま
た、気孔を有するので耐熱衝撃を吸収できる。

本発明によれば、焼結による体積変化率が小さく、導電
性化合物、絶縁性化合物の配合量を調整することにより
１Ｑ１４〜１０−ｂオームｍの範囲で任意の抵抗率を持
つセラミックス複合体が容易に得られる。

これにより、各種ヒータ、発電機集電材、モータ用ブラ
シ、スタータモータ用コンミテータ、オルタネータ用コ
ンミテータなどに用いることができる。

以下に、実施例を示し本発明を更に具体的に説明する。

〔実施例〕

実施例１ 平均粒径０．９μｍの金属Ｓｉ粉末を２２．７ｗｔ％、
平均粒径１．２μｍのＴｉＮ粉末を７７．３ｗｔ％混合
した原料１００重量部に対してポリエチレン系熱可塑性
樹脂、ステアリン酸からなるバインダを９重量部添加し
、加圧ニーダを用いて１６０℃で１２時間混練した。そ
して、混線物を１０Ｍｅｓｈ以下に粉砕したのち、導電
体セラミックスＡの原料とした。

次に、平均粒径０．９μｍの金属Ｓｉ粉末を３８ｗｔ％
、平均粒径２μｍのＡｌ２Ｏ３粉末を６２Ｗｊ％混合し
た原料１００重量部に対して低密度ポリエチレン、合成
ワックス、ステアリン酸を加えたものからなるバインダ
を９重量部添加し、加圧ニーダを用いて１６０℃で１２
時間混練した。そして、混練物をｌＯＭｅｓｈ以下に粉
砕し、絶縁体セラミックスＢの原料とした。

次に、金型にセラミックスＡおよびＢの原料を順に１６
０’Ｃ，１０００ｋｇ／ａｄで充填し、第１図に示すよ
うな層状のリングを成形した。そして、成形体中のバイ
ンダを３℃／ｈで５００℃まで加熱して除去したのち窒
素雰囲気中５℃／　ｍ　ｉ　ｎで１１００℃まで加熱し
、１１００℃〜１３５０℃まで４℃／ｈの昇温速度で長
時間かけて加熱することにより、ｂ　ｉａ　Ｎ　４のウ
ィスカ／粒子＝１７９を含む焼結体を得た。

ここで、このウィスカ／粒子の配合比は、１１００℃〜
１４００℃までの加熱昇温速度を変化させ、昇温の途中
に段階的に保持することにより調整することができる。

また、ウィスカ／粒子の割合は、焼結体の走査電顕ｆｊ
Ａ察、透過電顕観察から求めることができる。得られた
焼結体の特性を第１表に示す。成形体から焼結体への寸
法変化率は±０．２％と小さく、クラックも発生しなか
った。セラミックスＡ部の抵抗率は９ｘ１０″″４Ω１
．セラミックス８部の抵抗率は７Ｘ１０”０口であった
。導電部と絶縁部との境界付近の電顕写真を第２図に示
す。導電部と絶縁部は強固に結合していることが判る。

これは、金属Ｓｉから生成した５ｉａＮａにより結合さ
れている。

第１表 ここで、導電部の熱膨張係数は５．２　Ｘ　１０″″Ｂ
℃′″１、絶縁部は５．Ｉ　Ｘ　１０−６℃−１、はと
んど同じ値を示し、この点からも耐熱衝撃性が優れてい
実施例１のＴ’ｊＮ粒子の代わりに第２表に示す導電性
粒子を添加し、実施例１と同様に成形、焼結した。その
結果を第２表に示す。絶縁部Ｂの焼結体組成は実施例１
と同様Ｓ　ｉ３Ｎ番　：　Ａ　Ｑ　２Ｏ８＝５０：５０
（ｖｏＱ％）であるので第２表への記載への寸法変化率
は＋０．２％以下と小さく、クラックも発生もなかった
。導電部Ａと絶縁部Ｂとの境界は、実施例１同様に強固
に結合している。

また、導電性化合物と絶縁性化合物を複合混存させるこ
とによっても電気抵抗率を１０１４Ω口から１０−６Ω
１まで任意に組合せて一体成形、一体焼結可能である。

比較例１〜２ 比較のために実施例１の金属Ｓｉ粉末のかわりに平均粒
径０．８μｍの５ｉａＮａ粉末を使用し、同様にして成
形体を得、ホットプレスを用いて真空中、１５０ｋｇ／
ａ＋ｆ、１８００℃で４時間焼結して焼結体を得た。ま
た、焼結助剤としてＹ２Ｏ３゜ＡＱＮを各３ｖｏＱ％添
加し、実施例１と同様にして成形し、窒素雰囲気中、１
８００℃で４時間、常圧焼結した。得られた焼結体の特
性を第３表に示す。

第３表 以上より、ホットプレス品、常圧焼結晶と４鵜結体にク
ラッタが入り、良好なセラミックス複合体を得ることカ
ーできなかった。本発明品がクランクや変形を起さない
のは、焼結温度が低く、かつ開気孔を有するため熱膨張
係数の差による応力が緩和されるものと考えられる。

実施例３７〜４３ 平均粒径０．９μｍの金ｆｉｓｉ粉末と平均粒径１．２
　μｍのＴｉＮ粉末を第４表の割合に混合した原料１０
０重量部に対してポリエチレン系熱可塑性樹脂、ステア
リン酸からなるバインダを９重量部添加し、加圧ニーダ
を用いて１６０℃で１２時間混練した。そして、混練物
を１０Ｍｅｓｈ以下に粉砕したのち、導電体セラミック
スＡの原料とした。次に、平均粒径０．９μｍの金属Ｓ
ｉ粉末と平均粒径２μｍのＡｌ２ｚＯａ粉末を第４表の
割合に混合した原料１００重量部に対してポリエチレン
系熱可塑性樹脂、ステアリン酸からなるバインダを９重
量部添加し、加圧ニーダを用いて１６０℃で１２時間混
練した。そして、混練物を１０Ｍｅｓｈ以下に粉砕し、
絶縁体セラミックスＢの原料とした。

次に、金型にセラミックスＡおよびＢの原料を順に充填
し、第３図に示すような層状のリングを成形した。そし
て、成形体中のバインダを除去したのち窒素雰囲気中５
℃／　ｍ　ｉ　ｎで１０００℃まで加熱し、１１００℃
〜１３５０℃まで３℃／ｈの昇温速度で長時間かけて加
熱することにより、５ｉｓＮａのウィスカ／粒子＝２／
９の焼結体を得た。得られた焼結体の特性を第４表に示
す。

以上より９本発明は、導電性化合物の配合量を変えるこ
とにより、電気抵抗率の異なる層から成るセラミックス
を一体成形、一体焼結することができる。

第４図は、ＴｉＮ含有量と焼結時の体積変化率を、また
ＡＱｚＯａ含有量と焼結時の体積変化率の関係を示す図
である。

また比較例として、先の比較例２の焼結体組成を実施例
３７〜４３と同様の焼結体組成にして、比較例２と同様
の条件で成形、焼結２、焼結時の寸法変化率が極めて小
さく、クラックもない優れた焼結体が得られる。

第５図に、曲げ強さと試験温度の関係を示す。

第５図から本発明品は、高温でも強度低下がない。これ
に対し比較例量は、焼結助剤を添加しているためにガラ
ス相が存在し、このガラス相が高温で軟化するために高
温での強度が低下するものと考える。

実施例４４ 実施例１と同様にして、セラミックスＡをフェロＳｉ粉
末（平均粒径２μｍ）をＳｉ３Ｎ＋換算で５０ｖｏＱ％
とＺｒＮ粉末（平均粒径２μｍ）５０ｖｏＱ％、混合し
た原料１００重量部に対してバインダとしてポリシラン
化合物を１０重量部添加した混合粉とし、セラミックス
Ｂは、実施例１と同じ配合量でバインダとしてポリシラ
ン化合物を１０重量部添加した混合粉とした。これらの
粉末を実施例１と同様に成形したのち、窒化性雰囲気中
で最高１４５０℃まで段階的に時間をかけて加熱し、焼
結体を得た。

得られたセラミックス複合体の特性は、相対密度９３％
、抵抗率４　Ｘ　１０−３Ｑ　・ｃｍ、曲げ強さ４２Ｏ
Ｍ　Ｐ　ａ　、焼結時の寸法変化率＋３．８％である。

実施例４５ 実施例４４と同様に、原料フェロＳｉ粉末の粒径を変え
たものについて曲げ強さとの関係を調べた。

第６図にその結果を示す。Ｓｉ粒径は５μｒｎ以下がよ
い。

５μｍを超えると、焼結体中に未窒化のＳｉが残り、こ
れが加熱によって蒸発するために強度が低下するものと
考える。

実施例４６〜５０および比較例３．４ 実施例１と同様にして成形体を作成した。そして、窒素
雰囲気中１１００℃から１４００℃まで昇温速度を変え
、段階的に加熱時間を変えて焼結を行い、５ｉａｌ’Ｌ
ａウイスカの生成量を調整した焼結体を得た。得られた
焼結体の特性を第５表に示す。

以上より、Ｓｉより生成した５ｉａＮ４相の１〜７Ｑｖ
ｏＱ％５ｉａＮ４ウィスカが存在する本発明品は、耐熱
衝撃性に優れていることが判る。

ここで、熱衝撃値は焼結体を１２Ｏ０℃で３０分間保持
した後、水中に投入して急冷し、亀裂を発生するまで反
復し、その回数を以下示した。

実施例５１〜５７ 実施例１と同様にして成形体を作製した。そして、窒化
性ガス中の酸素分圧を変化させて、金属Ｓｉから生成す
る和をＳ　１３Ｎａ、Ｓ　１２Ｎｚｏ。

ＳｉＯ２の各量を調整した焼結体を得た。得られた焼結
体の特性を第６図に示す。

以上より、Ｓｉから生成した相が５ｉａＮａよりＳ　１
ｚＮｚｏ、５ｉ０２が多くなると抵抗率、耐熱衝撃性が
低下する傾向がある。

実施例５８〜６１ 実施例１のＴｉＮおよびＡｌ１１２Ｏ３粒子のかわり表 に第７ｖｉに示す原料を添加し、同様に成形、焼結を行
った。その結果を第７表に示す。

本発明品は導電性化合物と絶縁性化合物を複合して組合
せることにより電気抵抗率を１０１４Ωｌから１０−１
８０口の範囲で任意に組合せて一体成形。

一体焼結可能である。

第７表 実施例６２ 自動車のオルタネータ用集電材として、実施例１で得ら
れたＳ　ｉ　３Ｎ４／Ｔ　ｉ　Ｎ導電性セラミックスと
Ｓ　ｉ　３Ｎ４／　Ａ　ｎ　２Ｏ　ａ絶縁性セラミック
スを第３図に示すように一体成形、一体焼結した。そし
て、集電特性を検討した。その結果を第８表に示す。こ
れより、本発明品は従来の銅／耐熱性樹脂に較べ、耐熱
性、耐摩耗性に優れていることが判る。

第　　８　　表 条件：３０．ＯＯＯｒｐｍ 集電子電流密度７０Ａ／ｃｎｆ 実施例６３ 自動車のスタータモータ用コンミテータとして、実施例
１で得られたＳ　ｉ　ａＮ４／　Ｔ　ｉ　Ｎ導電性セラ
ミックスとＳ　１ａＮａ／ＡＱｚｏａ絶縁性セラミツク
スを第７図に示すように一体成形、一体焼結した。

そして、集電特性を検討した。その結果、先の実施例６
３と同様に本発明品は従来の銅／耐熱性樹脂に較べ、耐
熱性、耐摩耗性に優れており、不燃化モータの作成が可
能であることが確認できた。

実施例６４ 平均粒径０．５μｍの金属Ｓｉ粉末２２．７ｗｔ％、ア
スペクト比５０、長さ５０μｍのＴｉＮウィスカ７７．
３　ｗ　ｔ％混合した原料１００重量部に対し低密度ポ
リエチレン、合成ワックスおよびステアリン酸から成る
バインダ９重量部添加し。

加圧ニーダを用いて１６０℃、１２時時間線した。

該混線物を１０Ｍｅｓｈ以下に粉砕したのち、導電体セ
ラミックスＡの原料とした。

次いで、平均粒径０．９μｍの金属５１３８ｗし％、平
均粒径３５ｐｍのＡＱ２Ｏ３ｗｔ％混合した原料１００
重量部に対し上記バインダ９重量部添加し、上記と同様
混練したものを粉砕し、絶縁体セラミックスＢの原料と
した。これらＡ、　Ｂを用いて実施例１同様にし、複合
焼結体を作成した。

該焼結体の寸法変化率は＋０．２％で、Ａ部は、抵抗率
７Ｘ１０″′４Ω■、気孔率１８％２曲げ湿度２９１Ｍ
Ｐａ、熱膨張径数５４Ｘ１０−６であった。また、Ｂ部
は、抵抗率５Ｘ１０”０口、気孔率２Ｏ％１曲げ湿度２
５０　Ｍ　Ｐ　ａ、熱膨張径数５、ｌＸ１０−’であっ
た。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ニアネットシエイプによって成形焼結
された焼結体は１寸法変化率が極めて小さく、導電性部
と絶縁性部とが任意の抵抗率のセラミックス複合体を容
易に提供することができる。

これを用いることにより、セラミックスヒータ、回転電
機用集電環、モータ用ブラシ、スタータモータ用コンミ
テータ、オルタネータ用コンミテータなどを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第７図は本発明のセラミックス複合体
の一実施例を示す図、第２図はセラミックス複合体の導
電性部と絶縁性部の焼結体の結晶粒子の顕微釘写Ｘ図、
第４図はＴｉＮ、ＡΩＸＯＳ含有量と焼結時の寸法変化
率との関係を示す図。 第５図は曲げ強さと温度との関係を示す図、そして第６
図は金ｇＣＳｉ粒径と曲げ強さとの関係を示す図である
。 １・・・導電性部、２・・・絶縁性部。 代理人　７１．エ　７Ｊ１，１１□　・、二じ第　３　
日 第　４　口 丁ｒＲｏｒ　Ａｆ！２Ｏ３　ｔ　（ＶＯ）ｙ、）弗　５
　口 試験ｌ（°す Ｓｌｌ径径／Ｊ悄） 第　７ａ ２　　　　　　　　　Ｚ−１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物また
   は酸窒化物から選ばれる１種以上から成る無機化合物粒
   子とＳｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉＯ＿
   ２の粒子およびウイスカを含み、且つ、前記無機化合物
   中の導電性成分の量が異なる層が２層以上一体焼結され
   、該焼結体が気孔率５〜４０％の開気孔を有することを
   特徴とするセラミックス複合体。 ２、前記Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉ
   Ｏ＿２の粒子およびウイスカの比が容積比で ウイスカ／粒子＝（１／９９〜７０／３０）であること
   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
   複合体。 ３、炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物また
   は酸窒化物から選ばれる１種以上から成る無機化合物粒
   子とＳｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉＯ＿
   ２の粒子およびウイスカとを含み、且つ、導電性の層と
   、導電性粒子を含まない絶縁性の層とが２層以上一体焼
   結され該焼結体が気孔率５〜４０％の開気孔を有するこ
   とを特徴とするセラミックス複合体。 ４、前記Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉ
   Ｏ＿２の粒子およびウイスカの比が容積比で ウイスカ／粒子＝（１／９９〜７０／３０）であること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載のセラミックス
   複合体。 ５、炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物また
   は酸窒化物から選ばれる１種以上から成る無機化合物粒
   子が、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉＯ
   ＿２の粒子およびウイスカによつて結合され、且つ、導
   電性粒子成分の量が異なる層が２層以上一体焼結され該
   焼結体が気孔率５〜４０％の開気孔を有することを特徴
   とするセラミックス複合体。 ６、前記Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉ
   Ｏ＿２の粒子およびウイスカの比が容積比で ウイスカ／粒子＝（１／９９〜７０／３０）であること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項記載のセラミックス
   複合体。 ７、炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物また
   は酸窒化物から選ばれる１種以上から成る無機化合物粒
   子が、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉＯ
   ＿２の粒子およびウイスカによつて結合され、且つ、導
   電性粒子成分を含む層と、導電性粒子成分を含まない層
   とが一体焼結され、該焼結体が気孔率５〜４０％の開気
   孔を有することを特徴とするセラミックス複合体。 ８、前記Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２またはＳｉＯ
   ＿２の粒子およびウイスカの比が容積比で ウイスカ／粒子＝（１／９９〜７０／３０）であること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載のセラミックス
   複合体。 ９、炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物また
   は酸窒化物から選ばれる１種以上から成る無機化合物粒
   子とＳｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉＯ＿
   ２の粒子およびウイスカを含み、且つ、電気抵抗率が異
   なる層が２層以上一体焼結され、該焼結体が気孔率５〜
   ４０％の開気孔を有することを特徴とするセラミックス
   複合体。 １０、炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物ま
   たは酸窒化物から選ばれる少なくとも導電性成分の１種
   を含む無機化合物の粉末と金属Ｓｉ粉末を成形バインダ
   と混合した原料Ａと、炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化
   物、ケイ化物または酸窒化物から選ばれる導電性成分を
   含まない無機化合物の粉末と金属Ｓｉ粉末を成形バイン
   ダと混合した原料Ｂとを、層状に一体成形し、該成形体
   を窒化性雰囲気中（または酸化性雰囲気）で焼結するこ
   とにより、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２Ｏ（または
   ＳｉＯ＿２）の粒子およびウイスカを生成して前記炭化
   物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物または酸窒化
   物の焼結粒子を結合することにより導電性成分の量が異
   なる層を２層以上有するセラミックス複合体の製法。 １１、回転電機の相数に対応した導電部のそれぞれが絶
   縁材により層状に絶縁されて形成された回転電機用の集
   電環において、 Ａ．前記導電部が （１）炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物、ケイ化物ま
   たは酸窒化物から選ばれる１種以上、 （２）導電性無機化合物粒子、 （３）Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉＯ
   ＿２の粒子およびウイスカから成り、 Ｂ．前記絶縁材が （１）酸化物、ホウ化物、ケイ化物または酸窒化物から
   選ばれる絶縁性無機化合物と （３）Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｓｉ＿２Ｎ＿２ＯまたはＳｉＯ
   ＿２の粒子およびウイスカから成り、 上記導電部と絶縁材が一体焼結されているセラミックス
   複合体より構成されていることを特徴とする回転電機用
   の集電環。