JPS638070B2 - - Google Patents
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- JPS638070B2 JPS638070B2 JP55096830A JP9683080A JPS638070B2 JP S638070 B2 JPS638070 B2 JP S638070B2 JP 55096830 A JP55096830 A JP 55096830A JP 9683080 A JP9683080 A JP 9683080A JP S638070 B2 JPS638070 B2 JP S638070B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- aluminum
- sintering
- aluminum oxide
- titanium
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭化珪素セラミツクス、特には高密度
かつ、良好な電気的性質を有する炭化珪素セラミ
ツクスに関する。 高密度炭化珪素セラミツクスは高い硬度、高い
高温強度を有する材料として知られ高温構造材料
への応用など有用なエンジニアリングセラミツク
スとして各種の用途への開発が進められている。 よく知られているように炭化珪素は共有結合性
の強い化合物であり、それ自体では非常に焼結し
にくい。そこで高密度の焼結体を得るためには何
らかの焼結助剤が必要である。ホツトプレス焼結
あるいは常圧焼結の場合の焼結助剤として知られ
ているのはホウ素、炭化ホウ素、アルミニウム、
酸化アルミニウムなどである。これらの焼結助剤
を用いることにより高密度で高強度を有する炭化
珪素セラミツクスを作ることができる。しかし、
これらの焼結助剤を用いた焼結体には実用化する
上で特性面にまだ問題がある。この問題の一つは
焼結体の加工の困難さである。高密度炭化珪素セ
ラミツクスには従来の金属部品に置き換えて使用
したいという用途が多いため普通高い寸法精度が
要求される。そこで焼結したままで、製品となる
ことは少ない。このため焼結体の加工が必要にな
るがタービン翼などのような複雑形状の場合には
一般の機械加工も困難となる。この場合、炭化珪
素焼結体の電気伝導度が高ければ放電加工あるい
は電解研磨などの電気的加工法が可能となる。し
かし上記の焼結助剤を用いた焼結体の電気伝導度
はこれらの加工ができる程高くない。 本発明者等は真に実用に耐える高密度炭化珪素
セラミツクスを作り出すことを検討する過程で本
発明に到達したものであつて、本発明は酸化アル
ミニウム0.5〜30重量％、酸化チタン0.2〜15重量
％、残部炭化珪素からなる混合物を焼結して得ら
れた高密度、高電気伝導性を有する炭化珪素質セ
ラミツクスを要旨とするものである。 本発明により得られた炭化珪素セラミツクスは
放電加工、電解研磨が可能であり、また高電気伝
導性が要求される種々の用途に適している。 酸化アルミニウムは炭化珪素の焼結助剤として
知られているが、本発明はこれに酸化チタンをさ
らに加えたときに高電気伝導性が得られることを
見出したことによりなされたものである。酸化ア
ルミニウム、酸化チタンのいずれかが欠けても高
密度、高電気伝導性を有する炭化珪素質セラミツ
クスは得られない。この場合の焼結法としてはホ
ツトプレス焼結法でもよいが、常圧焼結法が良好
に使用し得る。 酸化アルミニウム及び酸化チタンの添加効果に
ついては未だ充分に解明されていないが、このと
き用いられる1900〜2300℃の焼成温度では、酸化
アルミニウム、酸化チタンの共融液相が生成し焼
結が進行し、緻密化するとともに、これら添加剤
と炭化珪素が反応し粒界に高電気伝導性の不定比
化合物が生成し、高電気伝導性が付与されるため
と考えられる。 以上のことから本発明の炭化珪素質セラミツク
スは酸化アルミニウム0.5〜30重量％、酸化チタ
ン0.2〜15重量％を炭化珪素に添加して焼結する
ことが必要である。 以上のように数値限定する理由は酸化アルミニ
ウムが0.5％以下または酸化チタンが0.2％以下で
は充分緻密な焼結体とならずまた電気抵抗も大き
い。また酸化アルミニウムが30％以上または酸化
チタンが15％以上では焼結中の成形体の分解・変
形が大きくなり良好な焼結体が得られない。また
低熱膨脹性も損なわれ好ましくないなどである。 これら酸化アルミニウム及び酸化チタンは原料
として配合する形態は何であれ、焼成工程中に酸
化アルミニウム及び酸化チタンとして存在すれば
よいのである。 本発明者の実験によれば、酸化アルミニウム源
としては酸化アルミニウムの他に塩化アルミニウ
ム、水酸化アルミニウムが好適に用いられ、硫酸
アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウ
ムの無機塩も用いることが可能である。また、酸
化チタン源としては二酸化チタン（TiO2）の他
に一酸化チタン（TiO）、三酸化チタン（Ti2O3）
が好適に用いられ、塩化チタン等のチタンの無機
塩も用いることが可能である。 また酸化アルミニウムと酸化チタンを別々に加
える代わりに両者の化合物であるアルミニウムチ
タネートを使用することも有効である。 以下に実施例により本発明を更に詳しく説明す
る。 実施例 炭化珪素粉末は市販の純度99.重量％、粒径１
ミクロン以下のものを用いた。この炭化珪素粉末
に焼結助剤として、酸化アルミニウム（Al2O3）、
水酸化アルミニウム（Al（OH）3）、二酸化チタン
（TiO2）、三酸化チタン（Ti2O3）及びアルミニウ
ムチタネート（Al2O3・TiO2）の各粉末（いずれ
も粒径１ミクロン以下）を第１表に示す割合で配
合し、これにアセトンを配して充分に配合した後
乾燥し、機械プレスにより300Kg／cm2で成形し、
径30mm、厚さ10mmの円盤状成形体を得た。次に、
この成形体を2000℃で１時間、アルゴン雰囲気中
で焼成した。得られた炭化珪素質セラミツクスの
特性を第１表に併記した。なお、参考のため、ア
ルミナ（Al2O3）粉末を焼結助剤とする場合を第
１表に併記した。 【表】
かつ、良好な電気的性質を有する炭化珪素セラミ
ツクスに関する。 高密度炭化珪素セラミツクスは高い硬度、高い
高温強度を有する材料として知られ高温構造材料
への応用など有用なエンジニアリングセラミツク
スとして各種の用途への開発が進められている。 よく知られているように炭化珪素は共有結合性
の強い化合物であり、それ自体では非常に焼結し
にくい。そこで高密度の焼結体を得るためには何
らかの焼結助剤が必要である。ホツトプレス焼結
あるいは常圧焼結の場合の焼結助剤として知られ
ているのはホウ素、炭化ホウ素、アルミニウム、
酸化アルミニウムなどである。これらの焼結助剤
を用いることにより高密度で高強度を有する炭化
珪素セラミツクスを作ることができる。しかし、
これらの焼結助剤を用いた焼結体には実用化する
上で特性面にまだ問題がある。この問題の一つは
焼結体の加工の困難さである。高密度炭化珪素セ
ラミツクスには従来の金属部品に置き換えて使用
したいという用途が多いため普通高い寸法精度が
要求される。そこで焼結したままで、製品となる
ことは少ない。このため焼結体の加工が必要にな
るがタービン翼などのような複雑形状の場合には
一般の機械加工も困難となる。この場合、炭化珪
素焼結体の電気伝導度が高ければ放電加工あるい
は電解研磨などの電気的加工法が可能となる。し
かし上記の焼結助剤を用いた焼結体の電気伝導度
はこれらの加工ができる程高くない。 本発明者等は真に実用に耐える高密度炭化珪素
セラミツクスを作り出すことを検討する過程で本
発明に到達したものであつて、本発明は酸化アル
ミニウム0.5〜30重量％、酸化チタン0.2〜15重量
％、残部炭化珪素からなる混合物を焼結して得ら
れた高密度、高電気伝導性を有する炭化珪素質セ
ラミツクスを要旨とするものである。 本発明により得られた炭化珪素セラミツクスは
放電加工、電解研磨が可能であり、また高電気伝
導性が要求される種々の用途に適している。 酸化アルミニウムは炭化珪素の焼結助剤として
知られているが、本発明はこれに酸化チタンをさ
らに加えたときに高電気伝導性が得られることを
見出したことによりなされたものである。酸化ア
ルミニウム、酸化チタンのいずれかが欠けても高
密度、高電気伝導性を有する炭化珪素質セラミツ
クスは得られない。この場合の焼結法としてはホ
ツトプレス焼結法でもよいが、常圧焼結法が良好
に使用し得る。 酸化アルミニウム及び酸化チタンの添加効果に
ついては未だ充分に解明されていないが、このと
き用いられる1900〜2300℃の焼成温度では、酸化
アルミニウム、酸化チタンの共融液相が生成し焼
結が進行し、緻密化するとともに、これら添加剤
と炭化珪素が反応し粒界に高電気伝導性の不定比
化合物が生成し、高電気伝導性が付与されるため
と考えられる。 以上のことから本発明の炭化珪素質セラミツク
スは酸化アルミニウム0.5〜30重量％、酸化チタ
ン0.2〜15重量％を炭化珪素に添加して焼結する
ことが必要である。 以上のように数値限定する理由は酸化アルミニ
ウムが0.5％以下または酸化チタンが0.2％以下で
は充分緻密な焼結体とならずまた電気抵抗も大き
い。また酸化アルミニウムが30％以上または酸化
チタンが15％以上では焼結中の成形体の分解・変
形が大きくなり良好な焼結体が得られない。また
低熱膨脹性も損なわれ好ましくないなどである。 これら酸化アルミニウム及び酸化チタンは原料
として配合する形態は何であれ、焼成工程中に酸
化アルミニウム及び酸化チタンとして存在すれば
よいのである。 本発明者の実験によれば、酸化アルミニウム源
としては酸化アルミニウムの他に塩化アルミニウ
ム、水酸化アルミニウムが好適に用いられ、硫酸
アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウ
ムの無機塩も用いることが可能である。また、酸
化チタン源としては二酸化チタン（TiO2）の他
に一酸化チタン（TiO）、三酸化チタン（Ti2O3）
が好適に用いられ、塩化チタン等のチタンの無機
塩も用いることが可能である。 また酸化アルミニウムと酸化チタンを別々に加
える代わりに両者の化合物であるアルミニウムチ
タネートを使用することも有効である。 以下に実施例により本発明を更に詳しく説明す
る。 実施例 炭化珪素粉末は市販の純度99.重量％、粒径１
ミクロン以下のものを用いた。この炭化珪素粉末
に焼結助剤として、酸化アルミニウム（Al2O3）、
水酸化アルミニウム（Al（OH）3）、二酸化チタン
（TiO2）、三酸化チタン（Ti2O3）及びアルミニウ
ムチタネート（Al2O3・TiO2）の各粉末（いずれ
も粒径１ミクロン以下）を第１表に示す割合で配
合し、これにアセトンを配して充分に配合した後
乾燥し、機械プレスにより300Kg／cm2で成形し、
径30mm、厚さ10mmの円盤状成形体を得た。次に、
この成形体を2000℃で１時間、アルゴン雰囲気中
で焼成した。得られた炭化珪素質セラミツクスの
特性を第１表に併記した。なお、参考のため、ア
ルミナ（Al2O3）粉末を焼結助剤とする場合を第
１表に併記した。 【表】
Claims (1)
- １ 酸化アルミニウム0.5〜30重量％、酸化チタ
ン0.2〜15重量％、残部炭化珪素からなる混合物
を焼結して得られた炭化珪素質セラミツクス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9683080A JPS5722173A (en) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | Silicon carbide ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9683080A JPS5722173A (en) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | Silicon carbide ceramics |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5722173A JPS5722173A (en) | 1982-02-05 |
| JPS638070B2 true JPS638070B2 (ja) | 1988-02-19 |
Family
ID=14175457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9683080A Granted JPS5722173A (en) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | Silicon carbide ceramics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5722173A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60191081A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-28 | イビデン株式会社 | 炭化珪素質の精密加工品およびその製造方法 |
| JPS6177669A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-21 | 日本ピラ−工業株式会社 | 超高密度炭化珪素焼結体およびその製造方法 |
| JPH089505B2 (ja) * | 1986-10-29 | 1996-01-31 | 京セラ株式会社 | 導電性炭化珪素質焼結体およびその製造方法 |
| US4952902A (en) * | 1987-03-17 | 1990-08-28 | Tdk Corporation | Thermistor materials and elements |
| CN113292346B (zh) * | 2021-06-24 | 2022-11-29 | 中钢洛耐科技股份有限公司 | 一种用于制备硅砖的促烧结剂、复合硅砖及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50124908A (ja) * | 1974-03-22 | 1975-10-01 | ||
| JPS5165111A (ja) * | 1974-11-11 | 1976-06-05 | Norton Co |
-
1980
- 1980-07-17 JP JP9683080A patent/JPS5722173A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5722173A (en) | 1982-02-05 |
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