JPH0645806B2

JPH0645806B2 - 高密度焼結体の製造方法

Info

Publication number: JPH0645806B2
Application number: JP63173675A
Authority: JP
Inventors: 浩明西尾; 圭児渡辺; 道貴佐藤
Original assignee: 日本鋼管株式会社
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPH0225503A; EP0354376A1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、金属またはセラミックスの高密度焼結体の
製造方法に関し、更に詳しくは熱間等方加圧（Hot Isos
tatic Pressing、以下「ＨＩＰ」という。）処理によ
り、金属またはセラミックスの多孔体を高密度焼結体に
する新規な方法に関する。

〔従来の技術〕

金属又はセラミックスの粉末を所定形状に成形して得ら
れた成形体、又はこの成形体を予備焼結して得られた予
備焼結体を、高圧のアルゴンガスや窒素ガスで加圧しな
がら高温加熱して高密度焼結体を製造する方法としてＨ
ＩＰ法が知られている。

このＨＩＰ法は、高温、高圧を加えることの可能な圧力
容器に上記成形体又は予備焼結体等の多孔体を入れ、こ
の多孔体を600〜2500℃で加熱しながら、高圧ガスで500
〜3000気圧の圧力をかけ、多孔体を等方的に加圧して高
密度化させるものである。

かかるＨＩＰ法は加圧媒体として高圧ガスを使用するた
め、多孔体内へのガスの侵入を防止する方法を講じる必
要がある。多孔体内へのガスの侵入を防止する方法とし
ては例えば次の方法が知られている。

予備焼結体の密度を真密度の93％以上、好ましくは95
％以上とし、予備焼結体自体をガス不透過性とする方
法。

密度40〜75％であって透過性であることが避けられな
い通常の成形体、又は密度93％以下の予備焼結体の場合
には、成形体又は焼結体をガス不透過性のカプセルに封
入し、このカプセルの外部からガス圧を作用させて加熱
し、高密度化させる方法。

上記の方法においては、あらかじめ製造したカプセル
に多孔体を装入して封入する方法が採られる場合があ
る。しかし、この場合は複雑形状の多孔体には適用が難
かしく、簡単形状に限定される。

また、上記の方法においては、多孔体の表面に粉末層
を形成し、この粉末層に加熱軟化させて不透過膜（気密
なカプセル）に変換する場合がある。この場合は、多孔
体の形状に対する制約が少ないので、特に複雑形状への
適用に有利である。

特開昭54-146205号公報は多孔体の表面に形成した粉末
層を不透過膜に変換する場合の加圧ガスの条件について
開示しており、特開昭54-144412号公報は窒化ケイ素多
孔体について同様の加圧ガスの条件について開示してい
る。

この粉末層の材質については種々検討されており、特開
昭59-35870号公報は、窒化ケイ素多孔体を対象とし、表
面に形成する粉末層を二層構造とし、内側を高融点ガラ
ス、高融点ガラス形成物質または高融点金属物質とし、
外側を内側の物質より低い温度で不透過膜に転化し得る
低融点ガラス、又は低融点ガラス形成物質により構成す
る方法を開示している。

特開昭59-116178号公報は、セラミックス多孔体を対象
とし、表面に形成する粉末層に高ケイ酸多孔性ガラス又
はその窒化物ガラスを使用する方法を開示している。

また、西ドイツ特許DE3403917C1号公報のものは、表面
の粉末層を２層構造とするが、内側を焼結助剤を含まな
い物質とし、外側を焼結助剤を含む物質とし、外側の層
は不透過膜に転化する機能を、内側の層には不透過膜を
ＨＩＰ処理後除去するのを容易にするための焼結し難い
分離層としての機能を持たせるものである。

以上述べてきた粉末層の形成方式としては、粉末を溶媒
に分散させてスラリーとし、このスラリーを多孔体に、
刷毛塗り、浸漬、吹き付け等の手段により塗布するのが
一般的である。粉末層の厚さの調整は塗布と乾燥を繰返
す方法で行われる。

この方法は前述の特開昭54-146205号公報、特開昭54-14
412号公報、特開昭59-35870号公報、特開昭59-116178号
公報、西ドイツ特許DE3403917C1号公報に記述されてい
る。

具体的な手順に触れると、例えば、西ドイツ特許DE3403
917C1号公報においては、焼結助剤として０〜４重量％
のY₂O₃を含み、気孔率約20％の反応焼結窒化ケイ素多孔
体を、Si₃N₄50重量％、イソプロピルアルコール50重量
％からなるスラリーに浸漬し、多孔体の吸液作用により
多孔体の表面に厚さ約１mmの窒化ケイ素の粉末層を成形
させ、乾燥機中で110℃で乾燥してイソプロピルアルコ
ールを除去し、第１層を形成させる。次に、この多孔体
を、Si₃N₄80重量％、Y₂O₃15重量％、Al₂O₃５重量％の組
成の粉末を含むスラリーに浸漬し、多孔体の吸液作用に
より第１層の上に、第２層を形成させ、再び乾燥機中で
110℃で乾燥し、イソプロピルアルコールを除去させ
る。

こうして形成した焼結助剤を含まない窒化ケイ素の第１
層と、Y₂O₃，Al₂O₃の焼結助剤を含む窒化ケイ素の第２
層を表面に持つ多孔体を1820℃、10分間窒素雰囲気中で
加熱し、表面粉体層をガスを透過しない膜に転化する。

次に、この多孔体をアルゴン雰囲気で1750℃、2000Bar
の圧力でＨＩＰ処理する。こうして高密度化した処理物
をサンドブラストにかけ、表面の不透過膜を除去する。
この結果、高密度焼結体が得られる。

一方、不透過膜を粉末とは異なる出発物質からつくるこ
とも知られている。特開昭63-222075号公報は、金属又
はセラミックスの多孔体を高温、高圧下で焼結させるに
先立って、この多孔体の表面に液状の無機ポリシラザン
（-SiH₂NH-)nを塗布して膜を形成させ、この膜に表層部
の酸化と、残留無機ポリシラザンの熱分解と酸化表層の
軟化による高圧ガスの不透過処理とを施すことを特徴と
する高密度焼結体の製造方法について述べている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ＨＩＰ処理時、不透過膜にかかる加圧媒体としてのガス
の圧力は500〜3000気圧と極めて高い。したがって、こ
のような高圧に対して不透過性を維持しうる信頼性の高
い膜形成が要求される。

粉を溶媒中に分散してスラリーとし、これを多孔体に塗
布する従来法は信頼性の点で問題がある。すなわち、塗
布後の乾燥中に収縮が起き、亀裂を生じ易い。収縮を少
なくするためにスラリー中の粉の濃度を上昇させると、
多孔体との密着性が不十分となり、剥離し易くなるだけ
でなく層厚が不均一となる。収縮亀裂を回避するため
に、有機バインダーを添加することは有効であるが、加
熱して分解除去するときの欠陥を生じ易い。また、通
常、有機バインダーとしてポリエチレングリコール、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルブチラール、メチルセ
ルロース、ポリメチルメタクリレート、ブチルアクリレ
ート等を使用するが、これらの有機バインダーは熱分解
によってほとんど飛散してしまう。このため、もしこの
分解除去が首尾良くいって、この段階で膜に欠陥が生じ
なくても、これに続く膜の不透過に必要な軟化温度まで
の昇温過程で膜は剥離することが多い。

これに対し、特開昭63-222075号公報に記載の液状の無
機ポリシラザン(-SiH₂NH-)nを塗布する方法は、多孔体
との密着性に優れるが、２つの問題点がある。

その１は、熱分解時に収縮が激しく起こるので、膜に亀
裂が発生したり、さらに下部の多孔体の一部をもぎとっ
て小片状に剥離することである。剥離に至らず亀裂の発
生にとどまったとしても、後続の膜の軟化処理によって
これを解消することは困難な場合が多い。

その２は、無機ポリシラザンの表面を酸化してこの部分
を軟化するとしているが、軟化の温度範囲が狭いため、
多種の多孔体に合った軟化の温度を設定しにくいことで
ある。

また、同公報では、液状の無機ポリシラザンに、例え
ば、Si₃N₄粉、B₂O₃粉、Al₂O₃粉を混合して生成膜の軟化
点の調整、粘度調整を実施しても良いとしている。この
場合の不透過膜形成は無機ポリシラザンの酸化により生
成したSiO₂に依っているが、この酸化の程度の制御が難
しく、ガス不透過膜を得られないことが多い。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者はこのような現状に鑑み、従来の不透過膜形成
法の欠点を解消するために、多孔体の表面に不透過膜に
転化しうる粉末の層を形成するに際して、金属ポリマー
をバインダーとして転化することによって、信頼性の高
い不透過膜を形成しうることを見い出した。

すなわち、本発明は、加熱によってガスを透過しない膜
に転化しうるガス不透過膜形成粉をセラミックス粉末ま
たは金属粉末の成形体または焼結体である多孔体の表面
に被覆する工程、この多孔体を加熱して表面にガス不透
過膜を形成させる工程、ガス不透過膜が形成されている
多孔体に熱間等方加圧処理を施す工程、及びその後ガス
不透過膜を除去する工程とからなるセラミックスまたは
金属の焼結体の製造方法において、前記不透過膜形成粉
にポリシラン、ポリカルボシラン、ポリシラザン及び金
属アルコキシド加水分解反応生成物のなかから選ばれた
金属ポリマーをバインダーとしてガス不透過膜形成粉10
0重量部に対して0.5重量部以上65重量部以下の量を加え
てこの混合物を前記多孔体の表面に被覆することにより
上記問題点を解決したものである。

本発明が適用されるセラミックスもしくは金属の多孔体
は、ＨＩＰ処理によって緻密化が達成できる材料から構
成されていればよく、製法に制約はない。材料としては
セラミックスでは、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒
化ボロン等の窒化物、炭化けい素、炭化クロム、炭化ボ
ロン等の炭化物、２ホウ化チタン、２ホウ化ジルコニウ
ム等のホウ化物、アルミナ、ジルコニア、ムライト等の
酸化物のほか、炭窒化物、酸窒化物、複合酸化物等が挙
げられる。金属では、ステンレス鋼、高速度鋼、ダイス
鋼等の鉄基合金、ＩＮ−100等のニッケル基合金、Stell
ite等のコバルト基合金が挙げられる。Ni₃A1，TiA1等の
金属間化合物も本発明の適用の対象となる。また、ＷＣ
−Ｃｏ，TiCN-Ni等のサーメットも本発明の適用の対象
となる。

多孔体の製法としては、上記材料の原料粉末を一軸プレ
ス、ＣＩＰ、鋳込み成形、射出成形等の公知の成形法に
より成形して、必要に応じて脱脂、予備焼結を施す方法
が例として挙げられる。反応焼結窒化ケイ素のように、
金属ケイ素粉末の成形体を窒素ガスを含む雰囲気中で13
50℃位まで加熱して金属ケイ素を窒化ケイ素に転化した
ものでもよい。予備焼結によって気孔が外部と連通しな
い閉気孔のみからなる焼結体が得られれば不透過膜を施
すことなる直接ＨＩＰ処理ができるので、このような予
備焼結体への本発明の適用は有効でない。閉気孔化が達
成されない場合、このときの焼結体の真密度に対する得
られた密度の比（論理密度比）は約95％以下であること
が経験的に知られているが、このような密度95％以下の
焼結体が本発明の対象となる。また、一方、成形密度は
通常40％〜75％であるが原料粉末の粒径が0.1μｍ以下
の超微粒粉では35％程度のきわめて低い論理密度比にな
る。本発明はこのように極端に低い密度の多孔体にも適
用とされる。すなわち、35〜95％の広い論理密度比の多
孔体を対象とするものである。

本発明で用いられるガス不透過膜形成粉とは、粒子の集
合体であって、加熱によって軟化して粒間の気孔を塞
ぎ、それ自身、単独でガスを実質的に通さない膜に転化
しうる金属およびセラミックス粉末を意味する。例え
ば、各種ガラスの粉末が適用できる。ガラスの材質とし
て、石英ガラス、高ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、
アルミノケイ酸ガラス、ソーダ石英ガラス等が挙げられ
る。石英ガラスは1550〜1650℃で軟化する。高ケイ酸ガ
ラスは約1500℃で軟化する。ホウケイ酸ガラスは800〜8
50℃で軟化する。アルミノケイ酸ガラスは900〜950℃で
軟化する。ガラスに耐火性の高いセラミックスあるいは
金属粉末を添加して軟化温度を高めた粉末でもよい。例
えば、イットリア、アルミナ、シリカのようなセラミッ
クスの混合粉末として加熱時に高粘性の結晶粒子を含む
融液に転化してもよい。

本発明で用いられる金属ポリマーはまず第一に多孔体表
面にガス不透過膜形成粉を層として固定するためのバイ
ンダーとして作用するものでなければならない。このた
めには、溶剤のあるものに限定される。すなわち、金属
ポリマーを溶解した溶剤にガス不透過膜を分散させたス
ラリーを調製し、これを多孔体表面に被覆後、溶剤を乾
燥等の手段により除去する工程が必要になるからであ
る。第２に、この金属ポリマーは熱分解によりセラミッ
クスまたは金属を残留させるものでなければならない。
このような残留物が熱分解開始からガス不透過膜形成粉
の軟化までの間、バインダーとして作用して亀裂や剥離
を防止する。この結果、ガス不透過膜形成粉が首尾よく
緻密な膜に添加するのである。このような働きをする金
属ポリマーとして例えば、本発明ではポリシラン、ポリ
カルボシラン、ポリシラザン又は金属アルコキシドの加
水分解反応生成物が用いられる。

ポリシランとしては、系では(PhSiMe)n、(PhCH₂CH₂SiMe)n、(n-PrSiMe)n、(n-Bus
iMe)n、(n-HexSiMe)n、(n-C₁₂H₂₃SiMe)n等がある。

系ではＸとＹがn-HexとMeの組み合わせ、シクロヘキシ
ルとMeの組み合わせ、PhとPhのもの、PhとMeの組み合わ
せ等がある。

ただし、ここで、Phはフェニル、Meはメチル、Prはプロ
ピル、Buはブチル、Hexはヘキシルを意味する。これら
はすべてＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、トルエン等の
溶剤に可溶である。このうち、はポリシラスチレンの名称で知られている。

また、金属ポリマーとしてはポリカルボシランも有効で
ある。これはで表され、ｎ−ヘキサンに可溶である。

また、ポリシラザンも有効である。例えば、無機ポリシ
ラザン(H₂-SiNH-)nはベンゼン、ＴＨＦ、ピリジン、エ
ーテル、塩化メチレンに可溶である。有機ポリシラザン
のなかでは、例えば(-MeSiHNH-)nはＴＨＦ、エーテルに
可溶である。

また、金属アルコキシドの加水分解反応生成物も有効で
ある。例えばSi(OC₂H₅)₄エタノール溶液に水を添加する
と加水分解、重縮合反応を経て、-OC₂H₅または−ＯＨを
包含するポリマーが形成される。このポリマーはガス不
透過膜形成粉のバインダーとしてきわめて効果的であ
る。

A1(OC₃H₇)₃をｎ−ヘキサン中で加水分解した溶液も同様
の目的に使用できる。

このような金属ポリマーの量はガス不透過膜形成粉100
重量部に対して0.5重量部以上、65重量部以下とする必
要がある。

0.5重量部未満ではバインダーとしての効果が不十分と
なる。また65重量部を越えると金属ポリマーの熱分解に
伴なう収縮の影響により、ガス不透過膜形成粉の軟化点
までの昇温過程で、軟化によって修復しがたい大きな亀
裂が発生する。以上の理由により金属ポリマーの量は上
記の制約を受ける。

金属ポリマー溶液の濃度は１〜50重量％程度が適当であ
る。金属ポリマーは溶液にしてからガス不透過膜形成粉
と混合してもよく、また、混合後溶剤を加えて溶解して
もよい。

ガス不透過膜形成粉に金属ポリマーを加えた混合物はセ
ラミックスまたは金属の多孔体に前述の公知の方法の刷
毛塗り、浸漬、吹き付け等、によって行えばよく、厚さ
の調整も公知の方法に従って行なえばよい。被覆後は通
常風乾等により乾燥させてから次の工程に入る。

次に、ガス不透過膜形成粉と金属ポリマーの混合物を被
覆した多孔体を加熱して、金属ポリマーを熱分解してセ
ラミックスまたは金属に転化し、さらにガス不透過膜形
成粉を軟化させて多孔体表面にガス不透過膜を形成させ
る。金属ポリマーが熱分解して生成する物質について
は、ポリシラン、ポリカルボラシンでは炭化ケイ素単味
または炭化ケイ素を主体として少量の炭素を含む物質が
残留する。無機ポリシラザンの場合、雰囲気によって熱
分解生成物が異なる窒化雰囲気では窒化ケイ素が生成す
る。アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気および水素、一
酸化炭素を含む還元性雰囲気では、窒化ケイ素と金属ケ
イ素の複合物が生成する。真空では同様の複合物が生成
するが、真空度を上昇させるに伴なって金属ケイ素の割
合が増加する。有機ポリシラザンの場合は、窒化ケイ素
と炭化ケイ素の複合物が生成する。金属アルコキシドの
加水分解反応生成物の場合は、使用された金属の酸化物
が熱分解によって生成する。例えば、Si(OC₂H₅)₄を出発
物質とした場合はSiO₂、A1(OC₃H₇)₃を出発物質とした場
合はA1₂O₃が生成する。

上記加熱はアルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスの雰
囲気内あるいは真空吸引下で行なうことが好ましい。不
活性ガスには必要により、少量の水素、一酸化炭素等を
加えて還元性雰囲気とすることができる。しかしなが
ら、例えば金属アルコキシドの加水分解反応生成物は空
気中で加熱することができ、その他のものも空気中で加
熱してもよい場合もある。一般的には不活性ガス雰囲気
あるいは真空吸引下で行なえばよく、例えばＨＩＰ装置
内で加熱工程を行なわせることができる。加熱工程を高
圧下で行なうことは好ましくなく、圧力は０〜10Kg/cm²
程度が適当である。加熱温度及び時間は金属ポリマーが
熱分解して金属又はセラミックスが生成すればよく、こ
れらは金属ポリマーの種類等によって異なるが例えばポ
リシラザンの場合、700〜1000℃程度で30〜120分間程度
でよい。

多孔体にガス不透過膜を形成した後は公知の方法により
熱間等方加圧処理を施してからガス不透過膜を除去す
る。除去方法は被膜を除去する公知の方法に従って行な
えばよく、例えばサンドブラスト、衝撃の付加、ブラッ
シング、掻落し、等を利用できる。

〔作用〕

以上、述べてきたように、金属ポリマーの熱分解によっ
てセラミックスまたは金属が生成するが、これらの生成
物が不透過膜形成粉の軟化点に到るまで、この粉の剥
離、亀裂発生を防止する。さらに不透過膜形成後、軟化
した膜の流れ落ちを防止する効果もある。

〔実施例〕

実施例１ Si₃N₄粉末92重量％とA1₂O₃粉末8重量％をメタノール中
でボールミルで24時間混合後、乾燥した。100メッシュ
の篩を通して粗粒を除去してから金型に充填し、300Kg/
cm²の圧力で一軸プレス成形して60mm×10mm×12mmの成
形体を得た。これを薄ゴム袋に包み、次いで3t/cm²の圧
力でラバープレス成形した。これによって得られた10個
の多孔体の崇密度は論理密度の58％であった。

一方ポリシラスチレンをｎ−ヘキサンに溶解して、重量
で20倍に希釈し、この溶液に高ケイ酸ガラス(SiO₂-1.0w
t%B₂O₃-0.5wt%A1₂O₃)の粉末を添加して、高ケイ酸ガラ
ス90重量部に対してポリシラスチレン10重量部になるよ
うに調製した。

このスラリーを前記多孔体の表面全体に刷毛で塗って乾
燥する操作を繰り返して厚さ2.0〜2.2mmの膜とした。

このようにして得た多孔体10個をＨＩＰ装置に装入し、
第１図に示すＨＩＰ処理条件中でＨＩＰ処理を実施し
た。図中、実線は温度をそして点線は圧力及び真空度を
示している。まず、真空吸引しながら1300℃まで加熱
し、そこで1Kg/cm²（以下すべてゲージ圧表示）の窒素
ガスを供給した。それから1600℃まで加熱して、その温
度で１時間保持した。ここまでで、ポリシラスチレンの
熱分解、SiCの生成、高ケイ酸ガラスの軟化による多孔
膜の不透過膜への転化が完了した。

引続き1600℃に保持しつつガスの圧入を開始し、ガス圧
を1700Kg/cm²まで上昇させた。さらに、昇圧と昇温を平
行して実施した2000Kg/cm²、1700℃を到達させ、２時間
保持した。この後減圧と放冷を行い、ＨＩＰ処理を終了
した。

試料をサンドブラストにかけ表面の膜を除去したところ
10個の試料は全て緻密化が進行しており、平均で理論密
度の99.3％に到達していることがわかった。

実施例２ポリカルボシランをテトラヒドロフランに溶解して、重
量で25倍に希釈し、この溶液に高ケイ酸ガラス粉末を添
加して、高ケイ酸ガラス95重量部に対してポリカルボシ
ラン５重量部となるように調製した。

このスラリーを実施例１と同一の工程でつくった多孔体
10個の表面全体に刷毛で塗って乾燥する操作を繰り返し
て厚さ2.1〜2.2mmの膜とした。

このようにして得た多孔体10個に、実施例１と同一の条
件でＨＩＰ処理を施したところ、理論密度比99.5％の高
い密度の焼結体が得られた。

実施例３金属ポリマーとして無機ポリシラザン、溶剤としてベン
ゼンを使用して、実施例２と同様の手順を施こしたとこ
ろ、理論密度比99.1％の高密度焼結体が得られた。

実施例４高ケイ酸ガラス80重量部で、シリコンエトキシドの加水
分解生成物20重量部の組成の膜を窒化ケイ素の多孔体表
面につけて、実施例１と同一の工程でＨＩＰ処理を施こ
したところ、理論密度比99.2％の高密度焼結体が得られ
た。

実施例５無機ポリシラザンをベンゼンに溶解して、重量で20倍に
希釈し、この溶液に窒化ボロン粉末を添加して、窒化ボ
ロン95重量部に対して無機ポリシラザン５重量部となる
ように調製した。この液をＡ液とした。

一方、同様の溶液に、高ケイ酸ガラス粉末を添加して、
高ケイ酸ガラス95重量部に対して無機ポリシラザン５重
量部となるように調製した。この液をＢ液とした。

Ａ液を実施例１と同一の工程でつくった多孔体10個の表
面全体に刷毛で塗って乾燥する操作を繰り返して厚さ約
１mmの膜とした。

次にこの上にＢ液の塗布と乾燥を繰り返して合成で3.1
〜3.5mm厚の膜を形成した。

このようにして得た多孔体10個に、実施例１と同一の条
件でＨＩＰ処理を施した。得られた焼結体の膜はサンド
ブラストをかけるまでもなく、軽い衝撃を与えることに
よって容易に剥離した。また焼結体の密度は十分上昇し
ていた。

実施例６無機ポリシラザンの濃度を35wt％まで高めて実施し、や
はり、高密度の窒化ケイ素焼結体の製造に成功した。

実施例７水アトマイズ法によって製造した高速度鋼粉末（組成、
AISI規格でM3/2相当）を900℃で３時間の真空焼純を加
えたのち、ゴム型に粉末を充填し、ＣＩＰ処理を加え
て、直径30mm、長さ50mmの円柱状多孔体10個を得た。得
られた多孔体の崇密度は理論密度の71％であった。

一方、無機ポリシラザンをベンゼンに溶解して、重量で
20倍に希釈し、この溶液にホウケイ酸ガラス(SiO₂-13wt
%B₂O₃-2wt%A1₂O₃-4wt%Na₂O)の粉末を添加して、ホウケ
イ酸ガラス80重量部に対して、無機ポリシラザン20重量
部となるように調製した。

このスラリーを前記多孔体の表面全体に刷毛で塗って乾
燥する操作を繰り返して厚さ3.5〜3.8mmの膜を成形し
た。

このようにして得た多孔体10個をＨＩＰ処理装置に装入
し、第２図に示す条件でＨＩＰ処理を実施した。図中、
実線は温度をそして点線は圧力及び真空度を示してい
る。まず、真空吸引しながら、900℃まで加熱し、１時
間保持、さらに真空度0.2Torrが到達されたことを確認
後、ガスを供給して昇圧を開始し800Kg/cm²までガス圧
を上昇させた。その後昇圧と昇温を平行して実施して10
00Kg/cm²、1150℃到達後、1.5時間保持した。この後減
圧と放冷を行ない、ＨＩＰ処理を終了した。

試料をサンドブラストにかけ表面の膜を除去したとこ
ろ、10個の試料は全て緻密化が進行しており、平均で理
論密度の99.8％に到達していることがわかった。

比較例１実施例１において、金属ポリマーを使用せずに一連の操
作を実施したところ、得られた窒化ケイ素焼結体の密度
は82％と低かった。

比較例２実施例１において、高ケイ酸ガラス50重量部に対して無
機ポリシラザン50重量部に調製した膜を形成させたとこ
ろ、ＨＩＰ処理後の試料表面の膜には亀裂が目視観察で
き、到達密度も81.2％と低かった。

以上の結果をまとめて表に示す。

〔発明の効果〕この発明の高密度焼結体の製造方法によって、膜の軟化
温度までの昇温過程における膜の剥離、亀裂の発生を防
止することができ、その結果、金属またはセラミックス
の多孔体を高い確率で高密度焼結体に転化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は窒化ケイ素および高速度鋼に対応する
ＨＩＰ処理条件を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱によってガスを透過しない膜に転化し
うるガス不透過膜形成粉をセラミックス粉末または金属
粉末の成形体または焼結体である多孔体の表面に被覆す
る工程、この多孔体を加熱して表面にガス不透過膜を形
成させる工程、ガス不透過膜が形成されている多孔体に
熱間等方加圧処理を施す工程、及びその後ガス不透過膜
を除去する工程とからなるセラミックスまたは金属の焼
結体の製造方法において、前記不透過膜形成粉にポリシ
ラン、ポリカルボシラン、ポリシラザン及び金属アルコ
キシド加水分解反応生成物のなかから選ばれた金属ポリ
マーをバインダーとしてガス不透過膜形成粉100重量部
に対して0.5重量部以上65重量部以下の量を加えてこの
混合物を前記多孔体の表面に被覆することを特徴とする
セラミックスまたは金属の高密度焼結体の製造方法