JPH07144968A - 窒化珪素をα相からβ相へ転化する方法及びそのための装置 - Google Patents
窒化珪素をα相からβ相へ転化する方法及びそのための装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 α相の窒化珪素をβ相の窒化珪素に転化する
に当り充填粉末の使用を避け、かつ窒化珪素の熱分解や
これが濾材物質と反応するのを防ぐことができ、連続的
に実施でき、なんら追加的な作業段階を必要としない、
商業的に成り立つ方法、及びこの方法を実施するのに適
した連続炉を提供する。 【構成】 緻密化されていないα相の窒化珪素材の入っ
た囲壁容器を、このα相窒化珪素材がβ相の窒化珪素に
転化するのに充分な時間に高温度に加熱し、その際囲壁
容器として、１７００℃以上で安定な窒化珪素含有材料
から形成された、上記α相の窒化珪素材を中へ入れ得る
開口を備えたものを用いる。また、炉としてａ）少なく
とも１７００℃で安定で窒化珪素と相容性のある窒化珪
素含有材料から形成されたライニングを有する内部転化
帯域と、ｂ）この内部転化帯域を少なくとも１７００℃
に加熱するための手段と、及びｃ）上記内部転化帯域内
の雰囲気中に選ばれたガスを提供するための手段とを含
むものを用いる。
に当り充填粉末の使用を避け、かつ窒化珪素の熱分解や
これが濾材物質と反応するのを防ぐことができ、連続的
に実施でき、なんら追加的な作業段階を必要としない、
商業的に成り立つ方法、及びこの方法を実施するのに適
した連続炉を提供する。 【構成】 緻密化されていないα相の窒化珪素材の入っ
た囲壁容器を、このα相窒化珪素材がβ相の窒化珪素に
転化するのに充分な時間に高温度に加熱し、その際囲壁
容器として、１７００℃以上で安定な窒化珪素含有材料
から形成された、上記α相の窒化珪素材を中へ入れ得る
開口を備えたものを用いる。また、炉としてａ）少なく
とも１７００℃で安定で窒化珪素と相容性のある窒化珪
素含有材料から形成されたライニングを有する内部転化
帯域と、ｂ）この内部転化帯域を少なくとも１７００℃
に加熱するための手段と、及びｃ）上記内部転化帯域内
の雰囲気中に選ばれたガスを提供するための手段とを含
むものを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はα相の窒化珪素をβ相の
窒化珪素へ転化させる方法、それに用いる装置及びそれ
によって作られた窒化珪素に関する。
窒化珪素へ転化させる方法、それに用いる装置及びそれ
によって作られた窒化珪素に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、焼結された窒化珪素は、まず窒
化珪素の物品を、典型的にはグラファイトで形成された
耐火材料の容器の中に入れることによりバッチ操作で作
られている。次に窒化珪素又は窒化硼素或いはそれらの
混合物の充填粉末をその容器の中へ注入し、その焼結さ
れるべき窒化珪素の物品を被覆し、それによりそれらが
熱分解したり、又は炉材物質と反応したりするのを防止
する。次にその充填粉末で被覆された窒化珪素の物品を
バッチ式の炉の中に置いてその窒化珪素を焼結する。こ
の保護材を用いないときは、経験によれば窒化珪素の物
品は１７００℃以上の温度において珪素と窒素とに部分
的に分解することが示されている。更に、この窒化珪素
の物品はグラファイトの炭素と反応して炭化珪素を形成
し、この炭化珪素が１７００℃以上の温度において熱力
学的に安定であるためにその窒化珪素の物品にゆがみを
もたらす。これに対して、充填粉末を用いた場合には、
この粉末自身がその炉内の高温度のために分解し、そし
てこの粉末は窒化珪素の物品と反応する代わりに主とし
てその炉材物質と反応する。
化珪素の物品を、典型的にはグラファイトで形成された
耐火材料の容器の中に入れることによりバッチ操作で作
られている。次に窒化珪素又は窒化硼素或いはそれらの
混合物の充填粉末をその容器の中へ注入し、その焼結さ
れるべき窒化珪素の物品を被覆し、それによりそれらが
熱分解したり、又は炉材物質と反応したりするのを防止
する。次にその充填粉末で被覆された窒化珪素の物品を
バッチ式の炉の中に置いてその窒化珪素を焼結する。こ
の保護材を用いないときは、経験によれば窒化珪素の物
品は１７００℃以上の温度において珪素と窒素とに部分
的に分解することが示されている。更に、この窒化珪素
の物品はグラファイトの炭素と反応して炭化珪素を形成
し、この炭化珪素が１７００℃以上の温度において熱力
学的に安定であるためにその窒化珪素の物品にゆがみを
もたらす。これに対して、充填粉末を用いた場合には、
この粉末自身がその炉内の高温度のために分解し、そし
てこの粉末は窒化珪素の物品と反応する代わりに主とし
てその炉材物質と反応する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】経済的な理由や最適の
製品品質のためには焼結された窒化珪素を連続方法で製
造することが大いに望ましい。上記した方法で充填粉末
を用いて連続炉の中で窒化珪素を焼結させることは可能
であろうけれども、この方法は望ましくないことが見出
されている。まず第１に、充填粉末は焼結の後でその製
品からきれいに除去しなければならないが、これは操作
に１段階を付加することになる。しばしばこの窒化珪素
の物品上の粉末は一緒に焼結し、或いはその製品に焼き
つき、それによりその焼結された物質を除去するのに余
分な力が必要である。このような場合に、ときにはその
焼結した充填粉末は力を加えても除去することができ
ず、そしてその製品は廃棄しなければならない。
製品品質のためには焼結された窒化珪素を連続方法で製
造することが大いに望ましい。上記した方法で充填粉末
を用いて連続炉の中で窒化珪素を焼結させることは可能
であろうけれども、この方法は望ましくないことが見出
されている。まず第１に、充填粉末は焼結の後でその製
品からきれいに除去しなければならないが、これは操作
に１段階を付加することになる。しばしばこの窒化珪素
の物品上の粉末は一緒に焼結し、或いはその製品に焼き
つき、それによりその焼結された物質を除去するのに余
分な力が必要である。このような場合に、ときにはその
焼結した充填粉末は力を加えても除去することができ
ず、そしてその製品は廃棄しなければならない。
【０００４】加えて、充填粉末を用いることは経費がか
さみ、と言うのは充填粉末のリサイクルはそれについて
の種々の問題なしにはすまないからである。使用の間に
充填粉末の固有の損失（こぼれ落ち等による）が存在す
る。窒化珪素の物品それ自身とほぼ同じ重量の粉末が損
失することが知られている。その上に、リサイクルの間
にしばしば、それら焼結した小さな塊を再使用に先立っ
て砕いてしまうために充填粉末を粉砕し、篩い分けする
ことが必要であり、その製造操作においてもう一つの段
階が加わる。
さみ、と言うのは充填粉末のリサイクルはそれについて
の種々の問題なしにはすまないからである。使用の間に
充填粉末の固有の損失（こぼれ落ち等による）が存在す
る。窒化珪素の物品それ自身とほぼ同じ重量の粉末が損
失することが知られている。その上に、リサイクルの間
にしばしば、それら焼結した小さな塊を再使用に先立っ
て砕いてしまうために充填粉末を粉砕し、篩い分けする
ことが必要であり、その製造操作においてもう一つの段
階が加わる。
【０００５】充填粉末にしばしばイットリア又はその他
の緻密化材が加えられるが、これはもし窒化珪素の物品
がこのような緻密化材を含んでいる場合に充填粉末もこ
のような緻密化材を含んでいないときは、焼結の間に充
填粉末によってその製品から緻密化材が「奪い取られ
る」からである。充填粉末に緻密化材が加えられると、
この充填粉末は典型的にはこの緻密化材の所望量が正し
い量で存在していることを確認するために化学分析され
る。この分析は製造操作に更にもう一つの段階及び追加
的な複雑化を付加する。
の緻密化材が加えられるが、これはもし窒化珪素の物品
がこのような緻密化材を含んでいる場合に充填粉末もこ
のような緻密化材を含んでいないときは、焼結の間に充
填粉末によってその製品から緻密化材が「奪い取られ
る」からである。充填粉末に緻密化材が加えられると、
この充填粉末は典型的にはこの緻密化材の所望量が正し
い量で存在していることを確認するために化学分析され
る。この分析は製造操作に更にもう一つの段階及び追加
的な複雑化を付加する。
【０００６】焼結の間に窒化珪素は、緻密化されていな
い主としてα相の窒化珪素から、緻密化されたβ相の窒
化珪素に転化される。本発明者は、緻密化助剤の含まれ
ていない、主としてα相の窒化珪素の組成物がα相窒化
珪素をいくつかの焼結条件にさらすことによって、緻密
化されていない主としてβ相の窒化珪素に有利に転化で
きることを見出した。
い主としてα相の窒化珪素から、緻密化されたβ相の窒
化珪素に転化される。本発明者は、緻密化助剤の含まれ
ていない、主としてα相の窒化珪素の組成物がα相窒化
珪素をいくつかの焼結条件にさらすことによって、緻密
化されていない主としてβ相の窒化珪素に有利に転化で
きることを見出した。
【０００７】改善された窒化珪素材料、すなわちその材
料内部を通じて物理化学的諸性質がより一定的であるも
の、及び強度の高いものを入手できることも望ましい。
料内部を通じて物理化学的諸性質がより一定的であるも
の、及び強度の高いものを入手できることも望ましい。
【０００８】従って本発明の目的の１つは、α相の窒化
珪素をβ相の窒化珪素に転化するための、充填粉末を使
用しなくても窒化珪素が熱分解したり、又はその転化の
間に炉材物質によって悪影響を受けない、経済的な方法
を提供することである。
珪素をβ相の窒化珪素に転化するための、充填粉末を使
用しなくても窒化珪素が熱分解したり、又はその転化の
間に炉材物質によって悪影響を受けない、経済的な方法
を提供することである。
【０００９】本発明のもう一つの目的は、α相の窒化珪
素をβ相の窒化珪素に転化するにあたり、その転化操作
の間にその窒化珪素に保護被覆を与え、そして使用する
のが容易であって容易に再使用することができ、そして
なんらの追加的な操作段階を必要としないような方法を
提供することである。
素をβ相の窒化珪素に転化するにあたり、その転化操作
の間にその窒化珪素に保護被覆を与え、そして使用する
のが容易であって容易に再使用することができ、そして
なんらの追加的な操作段階を必要としないような方法を
提供することである。
【００１０】本発明の更にもう一つの目的は、α相の窒
化珪素をβ相の窒化珪素に連続的に転化するための、充
填粉末使用に際しての諸問題に遭遇しない、商業的に成
り立つ方法を提供することである。
化珪素をβ相の窒化珪素に連続的に転化するための、充
填粉末使用に際しての諸問題に遭遇しない、商業的に成
り立つ方法を提供することである。
【００１１】本発明の更に別な目的は、通常種々の連続
炉を使用する、α相の窒化珪素のβ相の窒化珪素への連
続的転化方法を提供することである。
炉を使用する、α相の窒化珪素のβ相の窒化珪素への連
続的転化方法を提供することである。
【００１２】本発明のなお別な目的は、上述した諸問題
を生ずることなくα相の窒化珪素をβ相の窒化珪素に転
化するための炉を提供することである。
を生ずることなくα相の窒化珪素をβ相の窒化珪素に転
化するための炉を提供することである。
【００１３】本発明の更に別な目的は、物質全体を通じ
てより一定した諸性質を有し、そして高い強度を有する
改善された窒化珪素材料を提供することである。
てより一定した諸性質を有し、そして高い強度を有する
改善された窒化珪素材料を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施態
様において、これら及びその他の目的、並びに種々の進
歩性が次のように達成される：本発明の実施態様の一つ
は、緻密化されていない主としてα相の窒化珪素を主と
してβ相の窒化珪素に転化する方法を示す。この方法
は、緻密化されていない主としてα相の窒化珪素が収容
されている、壁に囲まれた容器（以後、囲壁容器と称
す）を、その緻密化されていない主としてα相の窒化珪
素が、主としてβ相の窒化珪素に転化されるのに充分な
時間間隔にわたって、高められた温度に加熱することを
含む。この囲壁容器は、窒化珪素含有の、少なくとも１
７００℃の温度において安定であり、そして窒化珪素と
相容性のある物質で形成されている。加えて、この囲壁
容器は、その緻密化されていない主としてα相の窒化珪
素塊をその中へ収容できるようその中に入口を有してい
る。
様において、これら及びその他の目的、並びに種々の進
歩性が次のように達成される：本発明の実施態様の一つ
は、緻密化されていない主としてα相の窒化珪素を主と
してβ相の窒化珪素に転化する方法を示す。この方法
は、緻密化されていない主としてα相の窒化珪素が収容
されている、壁に囲まれた容器（以後、囲壁容器と称
す）を、その緻密化されていない主としてα相の窒化珪
素が、主としてβ相の窒化珪素に転化されるのに充分な
時間間隔にわたって、高められた温度に加熱することを
含む。この囲壁容器は、窒化珪素含有の、少なくとも１
７００℃の温度において安定であり、そして窒化珪素と
相容性のある物質で形成されている。加えて、この囲壁
容器は、その緻密化されていない主としてα相の窒化珪
素塊をその中へ収容できるようその中に入口を有してい
る。
【００１５】本発明の第２の実施態様は、窒化珪素を主
としてα相の物質から、主としてβ相の物質に転化する
ための、窒化珪素の熱分解、又は炉の内装物によって悪
影響を受けたりするのから防止するような炉を示す。こ
の炉は、ａ）少なくとも１７００℃の温度において安定
であって窒化珪素と相容性のある窒化珪素含有物質で形
成されたライニングを有する内部転化用帯域、ｂ）この
内部転化用帯域を少なくとも約１７００℃の温度に加熱
するための手段及びｃ）この内部転化用帯域の雰囲気の
中に選ばれたガスを送り込むための手段を含む。本発明
の各方法は充填粉末を使用することなく実施することが
できる。
としてα相の物質から、主としてβ相の物質に転化する
ための、窒化珪素の熱分解、又は炉の内装物によって悪
影響を受けたりするのから防止するような炉を示す。こ
の炉は、ａ）少なくとも１７００℃の温度において安定
であって窒化珪素と相容性のある窒化珪素含有物質で形
成されたライニングを有する内部転化用帯域、ｂ）この
内部転化用帯域を少なくとも約１７００℃の温度に加熱
するための手段及びｃ）この内部転化用帯域の雰囲気の
中に選ばれたガスを送り込むための手段を含む。本発明
の各方法は充填粉末を使用することなく実施することが
できる。
【００１６】より特別な実施態様の１つにおいて、その
炉は操作順序において内部転化用帯域の前に配置されて
いる内部窒化用帯域、この内部窒化用帯域を約１３５０
℃から約１４５０℃までの温度に加熱するための手段、
操作順序で内部窒化用帯域の前に配置されている内部焙
焼処理用帯域、この内部焙焼処理用帯域を約１０００℃
までの温度に加熱するための手段、操作順序において上
記転化用帯域の後方に配置されている内部低温帯域、こ
の低温帯域を２５℃以上で上記内部転化用帯域の温度よ
りも低い温度に加熱する手段、操作順序で上記低温帯域
の後方に配置されている内部後転化用熱処理帯域、この
後転化用熱処理帯域を少なくとも約１５００℃の温度に
加熱するための手段、及び操作順序で上記内部後転化用
熱処理帯域の後方に配置されている内部冷却帯域を有す
る。
炉は操作順序において内部転化用帯域の前に配置されて
いる内部窒化用帯域、この内部窒化用帯域を約１３５０
℃から約１４５０℃までの温度に加熱するための手段、
操作順序で内部窒化用帯域の前に配置されている内部焙
焼処理用帯域、この内部焙焼処理用帯域を約１０００℃
までの温度に加熱するための手段、操作順序において上
記転化用帯域の後方に配置されている内部低温帯域、こ
の低温帯域を２５℃以上で上記内部転化用帯域の温度よ
りも低い温度に加熱する手段、操作順序で上記低温帯域
の後方に配置されている内部後転化用熱処理帯域、この
後転化用熱処理帯域を少なくとも約１５００℃の温度に
加熱するための手段、及び操作順序で上記内部後転化用
熱処理帯域の後方に配置されている内部冷却帯域を有す
る。
【００１７】窒化珪素は１７００℃以上の温度及び１気
圧の窒素ガス圧力において珪素と窒素とに或る程度分解
することが知られている。本発明の方法においては炉の
転化用帯域内での化学平衡は、その処理される窒化珪素
よりも優先的に分解するような、囲壁容器又は炉のライ
ニングを形成する窒化珪素含有物質によって達成され
る。この分解反応、すなわち Ｓｉ3Ｎ4 → ３Ｓｉ ＋ ２Ｎ2 の化学平衡は囲壁容器又は炉のライニングの中の窒化珪
素含有物質の分解によって容易に達成される。窒化硼素
のような他の種々の物質はこの化学平衡を達成するのに
は役立たないと考えられる。加えて、囲壁容器又は炉の
ライニングはその処理されるべき窒化珪素よりも僅かに
高い温度に達し、それによりその犠牲用の分解反応を助
ける。
圧の窒素ガス圧力において珪素と窒素とに或る程度分解
することが知られている。本発明の方法においては炉の
転化用帯域内での化学平衡は、その処理される窒化珪素
よりも優先的に分解するような、囲壁容器又は炉のライ
ニングを形成する窒化珪素含有物質によって達成され
る。この分解反応、すなわち Ｓｉ3Ｎ4 → ３Ｓｉ ＋ ２Ｎ2 の化学平衡は囲壁容器又は炉のライニングの中の窒化珪
素含有物質の分解によって容易に達成される。窒化硼素
のような他の種々の物質はこの化学平衡を達成するのに
は役立たないと考えられる。加えて、囲壁容器又は炉の
ライニングはその処理されるべき窒化珪素よりも僅かに
高い温度に達し、それによりその犠牲用の分解反応を助
ける。
【００１８】本発明の方法及び装置は、米国特許第４，
９４３，４０１号、同第５，０５５，４３２号、同第
５，０７９，１９８号、同第５，１５６，８３０号、同
第５，１６０，７１９号及び同第５，１６６，１０６
号、１９９０年７月２４日に出願された米国特許出願第
５５８，１０９号、１９９０年７月２４日に出願された
米国特許出願第５５７，３７１号、１９９０年７月２４
日に出願された米国特許出願第５５７，３８２号、１９
９２年１１月３日に出願された米国特許出願第９７２，
８７０号及び１９９２年１０月２０日に出願された米国
特許出願第９６３，５３４号の教示から利点を得ること
ができる。これらの特許及び特許出願は発明者Ｅｄｌｅ
ｒ、又は発明者Ｅｄｌｅｒ及びＬｉｓｏｗｓｋｙによる
ものであり、そしてここで参考文献として採用される。
９４３，４０１号、同第５，０５５，４３２号、同第
５，０７９，１９８号、同第５，１５６，８３０号、同
第５，１６０，７１９号及び同第５，１６６，１０６
号、１９９０年７月２４日に出願された米国特許出願第
５５８，１０９号、１９９０年７月２４日に出願された
米国特許出願第５５７，３７１号、１９９０年７月２４
日に出願された米国特許出願第５５７，３８２号、１９
９２年１１月３日に出願された米国特許出願第９７２，
８７０号及び１９９２年１０月２０日に出願された米国
特許出願第９６３，５３４号の教示から利点を得ること
ができる。これらの特許及び特許出願は発明者Ｅｄｌｅ
ｒ、又は発明者Ｅｄｌｅｒ及びＬｉｓｏｗｓｋｙによる
ものであり、そしてここで参考文献として採用される。
【００１９】本発明の更にもう一つの実施態様は、その
物質の内部全体を通じて長期間変化しない物性を有し、
例えばＡＳＴＭ Ｃ１１６１に従い試料寸法Ｂによって
試験したときの４点曲げ法での最低平均強さ約４５０Ｍ
Ｐａ（６５ＫＳＩ）及び少なくとも２０のワイビュール
勾配を有するような、主としてβ相の窒化珪素物質より
なる窒化珪素セラミック材料を含む。このワイビュール
勾配はその窒化珪素材料の最低で３０本の試験棒を用い
て測定される。
物質の内部全体を通じて長期間変化しない物性を有し、
例えばＡＳＴＭ Ｃ１１６１に従い試料寸法Ｂによって
試験したときの４点曲げ法での最低平均強さ約４５０Ｍ
Ｐａ（６５ＫＳＩ）及び少なくとも２０のワイビュール
勾配を有するような、主としてβ相の窒化珪素物質より
なる窒化珪素セラミック材料を含む。このワイビュール
勾配はその窒化珪素材料の最低で３０本の試験棒を用い
て測定される。
【００２０】本発明の方法の１つは一般に、緻密化され
ていない主としてα相の窒化珪素を主としてβ相の窒化
珪素に転化することを示し、これは緻密化されていない
主としてα相の窒化珪素塊の収容されている囲壁容器
を、この緻密化されていない主としてα相の窒化珪素塊
が主としてβ相の窒化珪素塊に転化させるのに充分な時
間間隔にわたって高められた温度まで加熱することを含
む。この囲壁容器は、少なくとも１７００℃の温度にお
いて安定であり、そして窒化珪素と相容性のある窒化珪
素含有材料で形成されている。加えて、この囲壁容器
は、その緻密化されていないα相の窒化珪素塊をその中
へ収容できる入口を有する。
ていない主としてα相の窒化珪素を主としてβ相の窒化
珪素に転化することを示し、これは緻密化されていない
主としてα相の窒化珪素塊の収容されている囲壁容器
を、この緻密化されていない主としてα相の窒化珪素塊
が主としてβ相の窒化珪素塊に転化させるのに充分な時
間間隔にわたって高められた温度まで加熱することを含
む。この囲壁容器は、少なくとも１７００℃の温度にお
いて安定であり、そして窒化珪素と相容性のある窒化珪
素含有材料で形成されている。加えて、この囲壁容器
は、その緻密化されていないα相の窒化珪素塊をその中
へ収容できる入口を有する。
【００２１】本発明のこの方法において、上記高められ
た温度とは、好ましくは約１７００℃から約１９００℃
である。そのα相の窒化珪素をβ相の窒化珪素に転化す
るのに充分な時間間隔は、典型的には約２０分から約５
００分までである。
た温度とは、好ましくは約１７００℃から約１９００℃
である。そのα相の窒化珪素をβ相の窒化珪素に転化す
るのに充分な時間間隔は、典型的には約２０分から約５
００分までである。
【００２２】α相窒化珪素塊 本発明の方法において用いられるα相窒化珪素塊は主と
してα相であると考えられる。本明細書において用いる
「主として」の語は、窒化珪素の重量に基づいて少なく
とも７０容積％存在することを意味する。本発明におい
て用いられるα相の窒化珪素塊はこれをその囲壁容器の
中に入れるに先立って調製してもよく、或いはこれはそ
の囲壁容器の中に入れられた珪素を窒化することによっ
て作ることもできる。
してα相であると考えられる。本明細書において用いる
「主として」の語は、窒化珪素の重量に基づいて少なく
とも７０容積％存在することを意味する。本発明におい
て用いられるα相の窒化珪素塊はこれをその囲壁容器の
中に入れるに先立って調製してもよく、或いはこれはそ
の囲壁容器の中に入れられた珪素を窒化することによっ
て作ることもできる。
【００２３】容器の中に入れられている珪素を窒化する
ことによってその窒化珪素塊が作られる場合には、この
窒化は珪素粉末に対して、または珪素からなる半製品に
対して実施することができる。窒化剤、緻密化助剤、有
機バインダ等のいくつかの添加剤をその珪素粉末又は珪
素の半製品に窒化に先立って加えることができる。これ
らの添加剤は、その窒化過程を助けるために、その珪素
の容積に対して約０．１ないし７容積％の量で加えられ
た少なくとも１種類の窒化剤を含むことができる。この
少なくとも１種類の窒化剤は、各種酸化鉄、各種酸化
鉛、ニッケルカルボニル、各種酸化ニッケル、炭化珪
素、グラファイト、炭素、各種酸化アルミニウム、Ｃｏ
Ｏ、ＣａＦ、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＢａＯ、Ｂ
Ｎ、ソーダ長石（ＮａＡｌＳｉ3Ｏ8）、正長石（ＫＡｌ
Ｓｉ3Ｏ8）、灰長石（ＣａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ 8）、霞石、閃
長岩、タルク、硼砂、ソーダ灰、α相Ｓｉ3Ｎ4及びそれ
らの混合物よりなる群から選ぶことができる。
ことによってその窒化珪素塊が作られる場合には、この
窒化は珪素粉末に対して、または珪素からなる半製品に
対して実施することができる。窒化剤、緻密化助剤、有
機バインダ等のいくつかの添加剤をその珪素粉末又は珪
素の半製品に窒化に先立って加えることができる。これ
らの添加剤は、その窒化過程を助けるために、その珪素
の容積に対して約０．１ないし７容積％の量で加えられ
た少なくとも１種類の窒化剤を含むことができる。この
少なくとも１種類の窒化剤は、各種酸化鉄、各種酸化
鉛、ニッケルカルボニル、各種酸化ニッケル、炭化珪
素、グラファイト、炭素、各種酸化アルミニウム、Ｃｏ
Ｏ、ＣａＦ、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＢａＯ、Ｂ
Ｎ、ソーダ長石（ＮａＡｌＳｉ3Ｏ8）、正長石（ＫＡｌ
Ｓｉ3Ｏ8）、灰長石（ＣａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ 8）、霞石、閃
長岩、タルク、硼砂、ソーダ灰、α相Ｓｉ3Ｎ4及びそれ
らの混合物よりなる群から選ぶことができる。
【００２４】上述したように、それらの添加剤は少なく
とも１種類の緻密化助剤を含むことができるが、これは
窒化の間に形成される窒化珪素の容積に基づいて４ない
し１６容積％に達する量で使用することができる。この
緻密化助剤はアルミナ、各種希土類金属酸化物、酸化イ
ットリウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸
化ランタン、酸化チタン、酸化バリウム、酸化ストロン
チウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化硼素、
酸化ベリリウム、酸化クロム、酸化カルシウム、酸化バ
ナジウム、酸化マンガン、窒化マグネシウム、窒化アル
ミニウム、ＭｇＳｉ、ＭｇＡｌ2Ｏ4及びそれらの混合物
よりなる群から選ぶことができる。
とも１種類の緻密化助剤を含むことができるが、これは
窒化の間に形成される窒化珪素の容積に基づいて４ない
し１６容積％に達する量で使用することができる。この
緻密化助剤はアルミナ、各種希土類金属酸化物、酸化イ
ットリウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸
化ランタン、酸化チタン、酸化バリウム、酸化ストロン
チウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化硼素、
酸化ベリリウム、酸化クロム、酸化カルシウム、酸化バ
ナジウム、酸化マンガン、窒化マグネシウム、窒化アル
ミニウム、ＭｇＳｉ、ＭｇＡｌ2Ｏ4及びそれらの混合物
よりなる群から選ぶことができる。
【００２５】一つの好ましい実施態様において、窒化珪
素組成物はセリヤを含むが、これは低温緻密化助剤の１
つであることが見出されており、そして多くの炉におい
て望ましい操作圧力である約１００ＫＰａ（海面水準に
おける大気圧力）の窒素分圧の窒素雰囲気の中で約１７
２０℃の温度において転化及び緻密化が起こるのを許容
する。比較として、イットリアを含む組成物は、実質的
な窒素の過圧とともに、１８００ないし１８５０℃の転
化及び緻密化用温度を必要とする。３００ないし２０５
０ＫＰａ（４５ないし３００ｐｓｉｇ）の窒素過圧は一
般的でなく、従って１８００℃以上の温度及び高い圧力
で使用するように設計された炉を必要とする。
素組成物はセリヤを含むが、これは低温緻密化助剤の１
つであることが見出されており、そして多くの炉におい
て望ましい操作圧力である約１００ＫＰａ（海面水準に
おける大気圧力）の窒素分圧の窒素雰囲気の中で約１７
２０℃の温度において転化及び緻密化が起こるのを許容
する。比較として、イットリアを含む組成物は、実質的
な窒素の過圧とともに、１８００ないし１８５０℃の転
化及び緻密化用温度を必要とする。３００ないし２０５
０ＫＰａ（４５ないし３００ｐｓｉｇ）の窒素過圧は一
般的でなく、従って１８００℃以上の温度及び高い圧力
で使用するように設計された炉を必要とする。
【００２６】珪素又は窒化珪素で作られた出発半製品を
成形するためには、乾燥珪素又は乾燥窒化珪素を標準金
属粉末プレスを用いて等圧プレスし、又は乾式圧縮して
もよく、或いは珪素又は窒化珪素のスラリーをスリップ
注型、押出し、又は射出成形することができる。出発半
製品の中にバインダが含まれている場合には、その圧縮
成型されたコンパクトは部分的にその珪素を窒化した
り、又はその珪素コンパクトを焼結するような特別な熱
処理を必要とすることなく、機械加工を許容するのに充
分な強度を有するであろう。好ましくは必要な機械加工
は、窒化に先立って、そのより硬い窒化珪素に対してで
はなく、珪素の出発半製品について完了しておくのが好
ましい。
成形するためには、乾燥珪素又は乾燥窒化珪素を標準金
属粉末プレスを用いて等圧プレスし、又は乾式圧縮して
もよく、或いは珪素又は窒化珪素のスラリーをスリップ
注型、押出し、又は射出成形することができる。出発半
製品の中にバインダが含まれている場合には、その圧縮
成型されたコンパクトは部分的にその珪素を窒化した
り、又はその珪素コンパクトを焼結するような特別な熱
処理を必要とすることなく、機械加工を許容するのに充
分な強度を有するであろう。好ましくは必要な機械加工
は、窒化に先立って、そのより硬い窒化珪素に対してで
はなく、珪素の出発半製品について完了しておくのが好
ましい。
【００２７】珪素をその囲壁容器の中に置かれる前又は
後で窒化されるに関わらず、その焼結されるべき窒化珪
素塊は粉末化された窒化珪素であるか、又は成形して出
発半製品にされた窒化珪素であることができる。焼結さ
れていない窒化珪素塊を粉末の形で囲壁容器の中に置か
れた場合は、焼結に際して、その窒化珪素粉末はその容
器内部の形状を取るであろう。
後で窒化されるに関わらず、その焼結されるべき窒化珪
素塊は粉末化された窒化珪素であるか、又は成形して出
発半製品にされた窒化珪素であることができる。焼結さ
れていない窒化珪素塊を粉末の形で囲壁容器の中に置か
れた場合は、焼結に際して、その窒化珪素粉末はその容
器内部の形状を取るであろう。
【００２８】囲壁容器 囲壁容器は、その囲壁容器が炉の内面に密着するもの
で、それに内包されることにより転化される窒化珪素塊
の保護できるようにα相の窒化珪素をβ相の窒化珪素に
転化し、そしてその窒化珪素塊が炉の耐火物に接触し、
又はそれにさらされることを防ぎ、それによって望まし
くない窒化珪素塊と炉材との間の化学反応を防ぐために
炉の中で使用することができるような容器である。この
本発明において用いられる囲壁容器は、ここで参考文献
として採用する、Ｅｄｌｅｒに与えられた米国特許第
５，０８５，５８２号公報に開示されている囲壁容器で
あっても良い。このＥｄｌｅｒの特許に記述されている
囲壁容器は、添付の図１ないし３に示されており、そし
て以下のように記述される。
で、それに内包されることにより転化される窒化珪素塊
の保護できるようにα相の窒化珪素をβ相の窒化珪素に
転化し、そしてその窒化珪素塊が炉の耐火物に接触し、
又はそれにさらされることを防ぎ、それによって望まし
くない窒化珪素塊と炉材との間の化学反応を防ぐために
炉の中で使用することができるような容器である。この
本発明において用いられる囲壁容器は、ここで参考文献
として採用する、Ｅｄｌｅｒに与えられた米国特許第
５，０８５，５８２号公報に開示されている囲壁容器で
あっても良い。このＥｄｌｅｒの特許に記述されている
囲壁容器は、添付の図１ないし３に示されており、そし
て以下のように記述される。
【００２９】まず図１を参照して説明するならば、本発
明において使用することのできる囲壁容器の１具体例が
数字１０で示される焼結箱として示されている。この焼
結箱１０は底部材１２としてあげた平らな支持部材と箱
形の蓋部材１４とよりなる。蓋部材１４は頂部壁１６、
及びこの頂部壁１６に対して実質的に垂直な４つの垂直
側壁１８及び２０を含む。蓋部材１４の底に側壁１８及
び２０の各底部端により画定される底部開口２２が存在
している。
明において使用することのできる囲壁容器の１具体例が
数字１０で示される焼結箱として示されている。この焼
結箱１０は底部材１２としてあげた平らな支持部材と箱
形の蓋部材１４とよりなる。蓋部材１４は頂部壁１６、
及びこの頂部壁１６に対して実質的に垂直な４つの垂直
側壁１８及び２０を含む。蓋部材１４の底に側壁１８及
び２０の各底部端により画定される底部開口２２が存在
している。
【００３０】底部材１２は蓋部材１４を受けるための平
らな底部縁２４及びその上のプラットホーム２８を有す
るように示されており、このプラットホームの上に珪素
又は窒化珪素の被処理物３６が、必要の場合窒化のた
め、及びα相からβ相に転化するために置かれる。実際
には、被処理物３６は焼結箱１０の中に置かれ、そして
次にこの焼結箱が、必要の場合窒化のため、及び転化の
ために炉の中に置かれる。プラットホーム２８は平らな
上面２６を有し、これは蓋部材１４の底部開口２２の下
でその中に嵌合するような寸法形状になっている。好ま
しくはプラットホーム２８の開口２２の中への嵌合は、
蓋部材１４がほとんど力を必要とせず底部材１２の上に
容易に載せられるようなものである。
らな底部縁２４及びその上のプラットホーム２８を有す
るように示されており、このプラットホームの上に珪素
又は窒化珪素の被処理物３６が、必要の場合窒化のた
め、及びα相からβ相に転化するために置かれる。実際
には、被処理物３６は焼結箱１０の中に置かれ、そして
次にこの焼結箱が、必要の場合窒化のため、及び転化の
ために炉の中に置かれる。プラットホーム２８は平らな
上面２６を有し、これは蓋部材１４の底部開口２２の下
でその中に嵌合するような寸法形状になっている。好ま
しくはプラットホーム２８の開口２２の中への嵌合は、
蓋部材１４がほとんど力を必要とせず底部材１２の上に
容易に載せられるようなものである。
【００３１】好ましくは囲壁容器は、開口を閉じれるよ
うに設計されており、そして開口が閉じたときにその囲
壁容器の中に容器内側と容器外側との間でガスの連通の
ための通路が残存するように設計されている。図１に示
すように、底部材１２は底部縁２４及びプラットホーム
２８を通して上向きに延びる、各側面に１つずつの４つ
のスリット３０を含んでいる。スリット３０は、開口が
閉じたときに、焼結箱１０の内側と炉内雰囲気との間で
雰囲気の連通がもたらされ、それにより、窒化が実施さ
れるときはその間に、及び転化の間に焼結箱１０の内側
と外側との間でガスが流動するのを許容するようになっ
ている。この雰囲気の連通は焼結箱が炉の中に存在して
この炉の中で雰囲気圧力が加圧又は部分的真空を作り出
すための排気減圧によって変化するときに重要である。
うに設計されており、そして開口が閉じたときにその囲
壁容器の中に容器内側と容器外側との間でガスの連通の
ための通路が残存するように設計されている。図１に示
すように、底部材１２は底部縁２４及びプラットホーム
２８を通して上向きに延びる、各側面に１つずつの４つ
のスリット３０を含んでいる。スリット３０は、開口が
閉じたときに、焼結箱１０の内側と炉内雰囲気との間で
雰囲気の連通がもたらされ、それにより、窒化が実施さ
れるときはその間に、及び転化の間に焼結箱１０の内側
と外側との間でガスが流動するのを許容するようになっ
ている。この雰囲気の連通は焼結箱が炉の中に存在して
この炉の中で雰囲気圧力が加圧又は部分的真空を作り出
すための排気減圧によって変化するときに重要である。
【００３２】焼結箱の内側と外側との間での雰囲気の連
通は種々の方式によって行うことができる。例えば、底
部材１２にスリットを設けるのではなくて蓋部材１４の
開口のところで各側壁端にスリットが存在していてもよ
い。あるいは、蓋部材１４が各側壁を通して延びるいく
つかの小さな穴を有するようにすることも考えられる。
蓋部材と底部材との間のいかなるそのような開口又は隙
間も、それらが転化の間に窒化珪素の物品の熱的分解を
避ける程に充分に小さく、かつ窒化珪素の物品と炉材と
の間で反応が起こるのを実質的に阻止する程に充分に小
さい限り、満足である。けれどもこれらの開口は、蓋部
材が破裂してはずれてしまうことなく（焼結箱の外側の
圧力が低下しているとき）又は焼結箱が内側へつぶれて
しまうことなく（焼結箱の外側の圧力が上昇していると
き）、焼結箱内の雰囲気圧力の変化やガスの交換を許容
する程に充分に大きくなければならない。
通は種々の方式によって行うことができる。例えば、底
部材１２にスリットを設けるのではなくて蓋部材１４の
開口のところで各側壁端にスリットが存在していてもよ
い。あるいは、蓋部材１４が各側壁を通して延びるいく
つかの小さな穴を有するようにすることも考えられる。
蓋部材と底部材との間のいかなるそのような開口又は隙
間も、それらが転化の間に窒化珪素の物品の熱的分解を
避ける程に充分に小さく、かつ窒化珪素の物品と炉材と
の間で反応が起こるのを実質的に阻止する程に充分に小
さい限り、満足である。けれどもこれらの開口は、蓋部
材が破裂してはずれてしまうことなく（焼結箱の外側の
圧力が低下しているとき）又は焼結箱が内側へつぶれて
しまうことなく（焼結箱の外側の圧力が上昇していると
き）、焼結箱内の雰囲気圧力の変化やガスの交換を許容
する程に充分に大きくなければならない。
【００３３】図１を再び参照して説明するならば、底部
材１２と平らな支持プレート３５との間に３個の細長い
支持片３４が示されている。正しい位置においてそれら
細長い支持片３４は平らな上面２６の上に載っており、
一方平らな支持プレート３５はそれら細長い支持片３４
の上に載っている。細長い支持片３４及び平らな支持プ
レート３５は物品３６を支持するのに使用することがで
きるが、窒化珪素の物品３６は支持片３４も支持プレー
ト３５も使用することなく直接プラットホーム２８の上
に載せてもよい。けれども、それら細長い支持片３４及
び平らな支持プレート３５は転化操作の間に生ずること
のある物品３６の底部材１２への「固着」が起こらない
ことを確実にするために焼結の間に物品３６を底部材１
２から隔てるための効果的な手段を提供することが見出
されている。
材１２と平らな支持プレート３５との間に３個の細長い
支持片３４が示されている。正しい位置においてそれら
細長い支持片３４は平らな上面２６の上に載っており、
一方平らな支持プレート３５はそれら細長い支持片３４
の上に載っている。細長い支持片３４及び平らな支持プ
レート３５は物品３６を支持するのに使用することがで
きるが、窒化珪素の物品３６は支持片３４も支持プレー
ト３５も使用することなく直接プラットホーム２８の上
に載せてもよい。けれども、それら細長い支持片３４及
び平らな支持プレート３５は転化操作の間に生ずること
のある物品３６の底部材１２への「固着」が起こらない
ことを確実にするために焼結の間に物品３６を底部材１
２から隔てるための効果的な手段を提供することが見出
されている。
【００３４】次に図２には、図１の焼結箱１０が物品３
６を収容しているところを焼結箱の２つの側面に対して
垂直かつ直立に半分に切断した断面図が示されている。
図１、２及び３において全て同じ参照数字が用いられて
いる。
６を収容しているところを焼結箱の２つの側面に対して
垂直かつ直立に半分に切断した断面図が示されている。
図１、２及び３において全て同じ参照数字が用いられて
いる。
【００３５】図３は図２の３−３線に沿う焼結箱１０の
断面図であるが、この焼結箱の底部の詳細が明らかに示
されている。
断面図であるが、この焼結箱の底部の詳細が明らかに示
されている。
【００３６】焼結箱及び、場合により用いられる細長い
支持片と平らな支持プレートとは少なくとも１７００℃
以上の温度において安定であり、かつα相からβ相への
添加の前でも後でも窒化珪素と相容性のある窒化珪素含
有物質から作ることができる。ここで「窒化珪素と相容
性のある」とは、その材料が処理過程において窒化珪素
に悪影響を及ぼさないことを意味するために用いる。高
温に安定な窒化珪素含有材料は、例えば、反応によって
結合した窒化珪素、或いは窒化珪素と下記の群、すなわ
ち窒化硼素、タングステン、モリブデン、窒化タングス
テン、炭化タングステン、炭化モリブデン、窒化モリブ
デン、珪化モリブデン、珪化タングステン及び炭化珪素
よりなる群から選ばれる物質との複合材であることがで
きる。それらの複合物質の場合に、高温安定な窒化珪素
含有材料は少なくとも約５重量％の窒化珪素、より好ま
しくは少なくとも約２０重量％、そして最も好ましくは
少なくとも約５０重量％の窒化珪素のものである。窒化
珪素／窒化硼素複合材を形成する方法の１つは、珪素粉
末と窒化硼素粉末との混合物を予備成形し、次いでこの
予備成形物を窒化させることよりなる。その生じた窒化
珪素は窒化硼素を一緒に結合させる作用をする。窒化珪
素／窒化硼素の複合材を成形するもう一つの方法は、硼
素粉末及び珪素粉末の混合物を予備成形し、次いでこの
予備成形物を窒化させる方法である。窒化珪素含有材料
が窒化珪素と他の物質との複合物である場合には、その
窒化珪素は一般にその複合材の内部全体を通じて均質で
あるのが好ましい。焼結箱は好ましくは主として窒化珪
素より形成される。この明細書において「主として」と
は少なくとも７０容積％以上を意味する。
支持片と平らな支持プレートとは少なくとも１７００℃
以上の温度において安定であり、かつα相からβ相への
添加の前でも後でも窒化珪素と相容性のある窒化珪素含
有物質から作ることができる。ここで「窒化珪素と相容
性のある」とは、その材料が処理過程において窒化珪素
に悪影響を及ぼさないことを意味するために用いる。高
温に安定な窒化珪素含有材料は、例えば、反応によって
結合した窒化珪素、或いは窒化珪素と下記の群、すなわ
ち窒化硼素、タングステン、モリブデン、窒化タングス
テン、炭化タングステン、炭化モリブデン、窒化モリブ
デン、珪化モリブデン、珪化タングステン及び炭化珪素
よりなる群から選ばれる物質との複合材であることがで
きる。それらの複合物質の場合に、高温安定な窒化珪素
含有材料は少なくとも約５重量％の窒化珪素、より好ま
しくは少なくとも約２０重量％、そして最も好ましくは
少なくとも約５０重量％の窒化珪素のものである。窒化
珪素／窒化硼素複合材を形成する方法の１つは、珪素粉
末と窒化硼素粉末との混合物を予備成形し、次いでこの
予備成形物を窒化させることよりなる。その生じた窒化
珪素は窒化硼素を一緒に結合させる作用をする。窒化珪
素／窒化硼素の複合材を成形するもう一つの方法は、硼
素粉末及び珪素粉末の混合物を予備成形し、次いでこの
予備成形物を窒化させる方法である。窒化珪素含有材料
が窒化珪素と他の物質との複合物である場合には、その
窒化珪素は一般にその複合材の内部全体を通じて均質で
あるのが好ましい。焼結箱は好ましくは主として窒化珪
素より形成される。この明細書において「主として」と
は少なくとも７０容積％以上を意味する。
【００３７】反応により結合した窒化珪素の焼結箱を作
るためには、珪素粒子と窒化剤との混合物を所望の形状
に圧縮して焼結箱に成形し、そしてその得られた珪素の
コンパクトを約１４００℃に加熱しながら窒素含有雰囲
気にさらすことにより窒化する。このような窒化珪素焼
結箱を作るために、米国特許第５，１８７，１２９号の
方法を用いることができる。α相からβ相への転化の間
におけるその窒化珪素物品又は窒化珪素粉末の焼結箱又
は各付属物の未反応珪素への「固着」を避けるために、
好ましくは焼結箱及び各付属物の実質的に全ての珪素、
なかでも焼結箱の上の出発半製品又は出発粉末と接触す
る部分のそれを、使用に先立って窒化珪素に転化する。
最大の安定性のためには焼結箱の主要部分又は焼結箱を
形成している物質の主要部分がいかなる焼結助剤をも含
まないのが好ましい。焼結箱及び各付属物は繰り返され
る操作を通じての構造的安定性を提供するのに充分な厚
さを有していなければならない。１／８ないし１／４イ
ンチの壁厚を有する焼結箱が満足であることが見出され
ている。
るためには、珪素粒子と窒化剤との混合物を所望の形状
に圧縮して焼結箱に成形し、そしてその得られた珪素の
コンパクトを約１４００℃に加熱しながら窒素含有雰囲
気にさらすことにより窒化する。このような窒化珪素焼
結箱を作るために、米国特許第５，１８７，１２９号の
方法を用いることができる。α相からβ相への転化の間
におけるその窒化珪素物品又は窒化珪素粉末の焼結箱又
は各付属物の未反応珪素への「固着」を避けるために、
好ましくは焼結箱及び各付属物の実質的に全ての珪素、
なかでも焼結箱の上の出発半製品又は出発粉末と接触す
る部分のそれを、使用に先立って窒化珪素に転化する。
最大の安定性のためには焼結箱の主要部分又は焼結箱を
形成している物質の主要部分がいかなる焼結助剤をも含
まないのが好ましい。焼結箱及び各付属物は繰り返され
る操作を通じての構造的安定性を提供するのに充分な厚
さを有していなければならない。１／８ないし１／４イ
ンチの壁厚を有する焼結箱が満足であることが見出され
ている。
【００３８】種々の形状の焼結用容器及び各付属物が本
発明において用いられ、また他の種々の設計変更も同様
に用いることができる。例えば焼結箱が頂部壁１６の上
に支えられており、物品３６が蓋部材１４の内側に置か
れており、そしてその場合に底部材１２が蓋部材１４の
上面に置かれて開口２２を閉じるように、図１ないし３
と逆さまの形で焼結箱を使用することもできる。言い換
えれば、この場合には基部に窒化珪素物品を置くための
開口と、及びこの物品の各側面を取り囲む垂直な１つ以
上の壁を備え、そしてその蓋の部分は一般に平らであっ
てその基部開口の上面にこの開口を閉じるために載せら
れるように用いることができる。加えて、その焼結容器
は円筒形、３角形等の形状であってもよい。この容器が
円筒形である場合にはその蓋部分は丸い開口を備えた円
筒形であることができ、そしてその底部は平らであって
蓋部材の開口に整合するために円形の立ち上がり部を有
する円形形状であることができる。
発明において用いられ、また他の種々の設計変更も同様
に用いることができる。例えば焼結箱が頂部壁１６の上
に支えられており、物品３６が蓋部材１４の内側に置か
れており、そしてその場合に底部材１２が蓋部材１４の
上面に置かれて開口２２を閉じるように、図１ないし３
と逆さまの形で焼結箱を使用することもできる。言い換
えれば、この場合には基部に窒化珪素物品を置くための
開口と、及びこの物品の各側面を取り囲む垂直な１つ以
上の壁を備え、そしてその蓋の部分は一般に平らであっ
てその基部開口の上面にこの開口を閉じるために載せら
れるように用いることができる。加えて、その焼結容器
は円筒形、３角形等の形状であってもよい。この容器が
円筒形である場合にはその蓋部分は丸い開口を備えた円
筒形であることができ、そしてその底部は平らであって
蓋部材の開口に整合するために円形の立ち上がり部を有
する円形形状であることができる。
【００３９】焼結箱のもう一つの別の設計のものが図４
に示されており、そしてこれは参照数字４０であげられ
ている。この焼結箱４０は耐火性ボート４２に組みつけ
られており、そして蓋部材４４と基部４６とを有してい
る。基部４６は開放した上面を有する細長い箱であっ
て、向かい合った２つの端面５０及び５２には複数個の
穴４８を有している。耐火性ボート４２は例えば、モリ
ブデン、タングステン又はタンタルのような耐火金属で
形成されている。
に示されており、そしてこれは参照数字４０であげられ
ている。この焼結箱４０は耐火性ボート４２に組みつけ
られており、そして蓋部材４４と基部４６とを有してい
る。基部４６は開放した上面を有する細長い箱であっ
て、向かい合った２つの端面５０及び５２には複数個の
穴４８を有している。耐火性ボート４２は例えば、モリ
ブデン、タングステン又はタンタルのような耐火金属で
形成されている。
【００４０】転化過程の間に、例えば炉がグラファイト
で形成されている場合、焼結箱の外側は犠牲となって反
応する部分として作用し、それによってその中に入れら
れている窒化珪素物品は炉材物質と反応しない。犠牲反
応片として、焼結箱の外側は転化して炭化珪素の層を形
成するよう変化する。
で形成されている場合、焼結箱の外側は犠牲となって反
応する部分として作用し、それによってその中に入れら
れている窒化珪素物品は炉材物質と反応しない。犠牲反
応片として、焼結箱の外側は転化して炭化珪素の層を形
成するよう変化する。
【００４１】炉 図５は本発明の方法において使用することのできる、ニ
ュジャージー州、ブルームフィールドのＣＭ Ｆｕｒｎ
ａｃｅｓ社により製造されたプッシャー炉のような通常
のプッシャー炉６０の側面断面図を示す。この炉６０は
それを通して炉床トンネル６２を有し、その内部でその
加熱されるべき窒化珪素塊が移動する。
ュジャージー州、ブルームフィールドのＣＭ Ｆｕｒｎ
ａｃｅｓ社により製造されたプッシャー炉のような通常
のプッシャー炉６０の側面断面図を示す。この炉６０は
それを通して炉床トンネル６２を有し、その内部でその
加熱されるべき窒化珪素塊が移動する。
【００４２】炉床トンネル６２の部分を左から右へ見
て、炉床トンネル６２は、１）鋼鉄のような金属で形成
された囲壁６６によって囲まれた非加熱帯域「Ａ」と、
２）耐火煉瓦で形成されている囲壁６８により囲まれて
いる非加熱帯域「Ｂ」と、３）耐火煉瓦により形成され
ている囲壁７０の耐火物及び耐火ライニング６４により
囲まれている加熱帯域「Ｃ」と、４）耐火煉瓦により形
成されている囲壁７２によって囲まれている非加熱帯域
「Ｄ」と、及び、５）鋼鉄のような金属で形成され得る
囲壁７４によって囲まれている水冷帯域「Ｅ」とを有す
る。水冷帯域「Ｅ」を冷却するために、この帯域「Ｅ」
は入口パイプ９２と出口パイプ９４とを備え、これらを
通して水がそれぞれ流入、流出する。加熱帯域「Ｃ」は
３組のタングステン加熱エレメント７６、７６’及び７
６”を有し、これらはそれぞれ独立に制御されて、それ
によりこの加熱帯域「Ｃ」の中でそれぞれ「Ｃ１」、
「Ｃ２」及び「Ｃ３」の３つの加熱帯域を画定してい
る。
て、炉床トンネル６２は、１）鋼鉄のような金属で形成
された囲壁６６によって囲まれた非加熱帯域「Ａ」と、
２）耐火煉瓦で形成されている囲壁６８により囲まれて
いる非加熱帯域「Ｂ」と、３）耐火煉瓦により形成され
ている囲壁７０の耐火物及び耐火ライニング６４により
囲まれている加熱帯域「Ｃ」と、４）耐火煉瓦により形
成されている囲壁７２によって囲まれている非加熱帯域
「Ｄ」と、及び、５）鋼鉄のような金属で形成され得る
囲壁７４によって囲まれている水冷帯域「Ｅ」とを有す
る。水冷帯域「Ｅ」を冷却するために、この帯域「Ｅ」
は入口パイプ９２と出口パイプ９４とを備え、これらを
通して水がそれぞれ流入、流出する。加熱帯域「Ｃ」は
３組のタングステン加熱エレメント７６、７６’及び７
６”を有し、これらはそれぞれ独立に制御されて、それ
によりこの加熱帯域「Ｃ」の中でそれぞれ「Ｃ１」、
「Ｃ２」及び「Ｃ３」の３つの加熱帯域を画定してい
る。
【００４３】炉床トンネル６２の加熱帯域「Ｃ」は耐火
ライニング６４によって囲まれており、そしてそのいく
つかの支脚６５によって支持されている底面に炉床６３
を有する。耐火ライニング６４、炉床６３及び支脚６５
はマサチューセッツ州、ウースターのノートン（Ｎｏｒ
ｔｏｎ）社から入手できる「Ｎｏｒｔｏｎ ５９９」酸
化アルミニウム耐火材料で形成することができる。窒化
珪素、グラファイト、炭化珪素及びそれらの混合物をこ
の酸化アルミニウム耐火材料の代わりに用いることもで
きる。この耐火ライニングが酸化アルミニウム又はグラ
ファイトを含んでいる場合には、炉内で加熱されるべき
窒化珪素塊は、上述したような耐火性ボートに置かれて
いる焼結箱の中に入れられているのが好ましい。耐火金
属で形成されているその耐火性ボートはその窒化珪素の
焼結箱が炉の炉床６３と反応するのを防止し、一方、窒
化珪素焼結箱は窒化珪素塊が耐火材ライニング６４と反
応するのを防止する。
ライニング６４によって囲まれており、そしてそのいく
つかの支脚６５によって支持されている底面に炉床６３
を有する。耐火ライニング６４、炉床６３及び支脚６５
はマサチューセッツ州、ウースターのノートン（Ｎｏｒ
ｔｏｎ）社から入手できる「Ｎｏｒｔｏｎ ５９９」酸
化アルミニウム耐火材料で形成することができる。窒化
珪素、グラファイト、炭化珪素及びそれらの混合物をこ
の酸化アルミニウム耐火材料の代わりに用いることもで
きる。この耐火ライニングが酸化アルミニウム又はグラ
ファイトを含んでいる場合には、炉内で加熱されるべき
窒化珪素塊は、上述したような耐火性ボートに置かれて
いる焼結箱の中に入れられているのが好ましい。耐火金
属で形成されているその耐火性ボートはその窒化珪素の
焼結箱が炉の炉床６３と反応するのを防止し、一方、窒
化珪素焼結箱は窒化珪素塊が耐火材ライニング６４と反
応するのを防止する。
【００４４】炉床トンネル６２はそれぞれドア８２及び
８４を備えた入口端７８及び出口端８０を有する。それ
ら入口端及び出口端のところにそれぞれ天然ガス供給部
８６及び８８が存在する。運転の間に、それら天然ガス
供給部８６及び８８は燃焼しており、それによって各ド
ア８２及び８４が開放しているときにいかなる存在する
可燃性ガスも燃焼されて空気は炉の中に進入しない。
８４を備えた入口端７８及び出口端８０を有する。それ
ら入口端及び出口端のところにそれぞれ天然ガス供給部
８６及び８８が存在する。運転の間に、それら天然ガス
供給部８６及び８８は燃焼しており、それによって各ド
ア８２及び８４が開放しているときにいかなる存在する
可燃性ガスも燃焼されて空気は炉の中に進入しない。
【００４５】炉６０は、窒素及び水素等のガスを供給で
きる供給パイプ９０を備えている。このパイプ９０によ
って供給されたガスは炉６０の中の空間９５の中へ入
り、そしてその多孔質の耐火煉瓦及びライニングを通過
して炉床トンネル６２の中へ進入し、そして炉ガスが逸
出するのを許容するように故意に緩く嵌合されているド
ア８２及び８４を通して炉６０から排出される。パイプ
９０を通って進入するガスによって炉６０は大気圧より
も僅かに上の過圧において運転される。この過圧は空気
が炉６０の中に進入しないことを確実にする。空気が炉
の中へ進入しないことを更に確実にするために、入口端
７８及び出口端８０にはそれぞれ高流量水素ガスポート
９１及び９３が設けられていて、ドア８２又はドア８４
が開放しているときに水素ガスの高流量の流れが対応す
る入口端７８又は出口端８０に進入して、炉の中へ進入
しようとするいかなる空気も駆逐する。
きる供給パイプ９０を備えている。このパイプ９０によ
って供給されたガスは炉６０の中の空間９５の中へ入
り、そしてその多孔質の耐火煉瓦及びライニングを通過
して炉床トンネル６２の中へ進入し、そして炉ガスが逸
出するのを許容するように故意に緩く嵌合されているド
ア８２及び８４を通して炉６０から排出される。パイプ
９０を通って進入するガスによって炉６０は大気圧より
も僅かに上の過圧において運転される。この過圧は空気
が炉６０の中に進入しないことを確実にする。空気が炉
の中へ進入しないことを更に確実にするために、入口端
７８及び出口端８０にはそれぞれ高流量水素ガスポート
９１及び９３が設けられていて、ドア８２又はドア８４
が開放しているときに水素ガスの高流量の流れが対応す
る入口端７８又は出口端８０に進入して、炉の中へ進入
しようとするいかなる空気も駆逐する。
【００４６】使用に際して、プッシャー炉６０は手動操
作での連続的手法で用いることができ、その際焙焼され
るべき窒化珪素塊を搬送する耐火性ボートが炉床トンネ
ル６２を通して長手方向の移動路に沿って炉床６３の上
を移動する。炉６０を運転する一方法が後述の実施例１
に記述されている。
作での連続的手法で用いることができ、その際焙焼され
るべき窒化珪素塊を搬送する耐火性ボートが炉床トンネ
ル６２を通して長手方向の移動路に沿って炉床６３の上
を移動する。炉６０を運転する一方法が後述の実施例１
に記述されている。
【００４７】本発明においては他の型の種々の炉も使用
することができ、例えばカーボトム炉（ｃａｒ ｂｏｔ
ｔｏｍ ｆｕｒｎａｃｅｓ）、ベルト連結炉、ローラ炉
床炉、ウォーキングビーム炉、及び軌条キルン等であ
る。制御された雰囲気封入手段を外部に取りつけたバッ
チ型の種々の炉も本発明において使用することができ
る。過圧が存在する場合に種々の密封用手段を備えた種
々のバッチ型真空炉も本発明において成功裏に使用する
ことができる。４５ないし２０５０ＫＰａ（５０ないし
３００ｐｓｉｇ）のかなりな窒素過圧を保つことのでき
る種々のバッチ型真空炉が、例えばイットリアの緻密化
添加剤を含む組成物について要求されるような、より高
温における転化及び緻密化のために成功裏に使用でき
る。窒素又は窒素／水素混合物の連続流のための手段や
焙焼処理のための手段を備えた非密封型のバッチ式炉も
本発明において使用することができる。
することができ、例えばカーボトム炉（ｃａｒ ｂｏｔ
ｔｏｍ ｆｕｒｎａｃｅｓ）、ベルト連結炉、ローラ炉
床炉、ウォーキングビーム炉、及び軌条キルン等であ
る。制御された雰囲気封入手段を外部に取りつけたバッ
チ型の種々の炉も本発明において使用することができ
る。過圧が存在する場合に種々の密封用手段を備えた種
々のバッチ型真空炉も本発明において成功裏に使用する
ことができる。４５ないし２０５０ＫＰａ（５０ないし
３００ｐｓｉｇ）のかなりな窒素過圧を保つことのでき
る種々のバッチ型真空炉が、例えばイットリアの緻密化
添加剤を含む組成物について要求されるような、より高
温における転化及び緻密化のために成功裏に使用でき
る。窒素又は窒素／水素混合物の連続流のための手段や
焙焼処理のための手段を備えた非密封型のバッチ式炉も
本発明において使用することができる。
【００４８】他の種々の過程との転化段階の組み合わせ 本発明の方法は、緻密化されていないα相の窒化珪素塊
を、緻密化された、又は緻密化されていないβ相の窒化
珪素塊に転化することを含む。α相からβ相の窒化珪素
への転化以外の諸過程は雰囲気の遮断なく１つの炉の中
で実施することができる。例えば珪素と、窒化剤や緻密
化助剤のような他の添加剤及び分散剤、バインダー、可
塑化剤及び粘度調節剤のような種々の有機添加剤とから
なる出発半製品を炉の中に入れてそれら有機添加物を焙
焼除去し、珪素を窒化させることができる。焙焼処理過
程は好ましくは水素雰囲気の中で約１０００℃までの温
度において約２時間にわたり実施するのが好ましい。
を、緻密化された、又は緻密化されていないβ相の窒化
珪素塊に転化することを含む。α相からβ相の窒化珪素
への転化以外の諸過程は雰囲気の遮断なく１つの炉の中
で実施することができる。例えば珪素と、窒化剤や緻密
化助剤のような他の添加剤及び分散剤、バインダー、可
塑化剤及び粘度調節剤のような種々の有機添加剤とから
なる出発半製品を炉の中に入れてそれら有機添加物を焙
焼除去し、珪素を窒化させることができる。焙焼処理過
程は好ましくは水素雰囲気の中で約１０００℃までの温
度において約２時間にわたり実施するのが好ましい。
【００４９】珪素の窒化は好ましくはその焙焼処理温度
から約１３５０℃ないし約１４５０℃の温度に窒化雰囲
気の中で温度上昇させることによって行われる。窒化の
間中炉の中の酸素量を最低にし、又は除去することが望
ましいので、前記のプッシャー炉の非加熱帯域Ａは控え
室付き入口、焙焼処理区間及び窒化区間を有するモジュ
ールと置き換えることもできよう。その連続的窒化／焼
結炉への入口は、好ましくは真空の控え室付きインター
ロック型入口であることであることができる。この控え
室付きインターロック型炉を用いる方法の１つにおい
て、窒化珪素焼結箱の中に置かれた、窒化珪素に加工さ
れるべき珪素の塊を、最初標準室内空気又は窒素の入っ
ていた入口控え室を通して炉の中に入れる。入口ドアを
閉じ、控え室を約１０-3トールの真空まで排気し、この
点において排気を停止し、そしてこの控え室を水素又は
窒素で再び満たす。次にこの控え室の出口ドアを開き、
そしてその入れられている珪素塊を炉の焙焼処理区間へ
移す。次いでその控え室の出口ドアを閉じ、控え室を真
空に排気し、そして室内空気又は窒素で再び満たしてこ
の過程を繰り返す。この方法は珪素材料を炉に連続的に
通すことを許容する。このプッシャー炉は更に、その真
空控え室の直後に焙焼処理加熱帯域を設け、そしてこの
焙焼処理帯域の直後に続いて窒化加熱帯域を設けて、こ
れを既述のプッシャー炉の帯域Ｂ又は帯域Ｃに連結させ
るように変形することもできよう。
から約１３５０℃ないし約１４５０℃の温度に窒化雰囲
気の中で温度上昇させることによって行われる。窒化の
間中炉の中の酸素量を最低にし、又は除去することが望
ましいので、前記のプッシャー炉の非加熱帯域Ａは控え
室付き入口、焙焼処理区間及び窒化区間を有するモジュ
ールと置き換えることもできよう。その連続的窒化／焼
結炉への入口は、好ましくは真空の控え室付きインター
ロック型入口であることであることができる。この控え
室付きインターロック型炉を用いる方法の１つにおい
て、窒化珪素焼結箱の中に置かれた、窒化珪素に加工さ
れるべき珪素の塊を、最初標準室内空気又は窒素の入っ
ていた入口控え室を通して炉の中に入れる。入口ドアを
閉じ、控え室を約１０-3トールの真空まで排気し、この
点において排気を停止し、そしてこの控え室を水素又は
窒素で再び満たす。次にこの控え室の出口ドアを開き、
そしてその入れられている珪素塊を炉の焙焼処理区間へ
移す。次いでその控え室の出口ドアを閉じ、控え室を真
空に排気し、そして室内空気又は窒素で再び満たしてこ
の過程を繰り返す。この方法は珪素材料を炉に連続的に
通すことを許容する。このプッシャー炉は更に、その真
空控え室の直後に焙焼処理加熱帯域を設け、そしてこの
焙焼処理帯域の直後に続いて窒化加熱帯域を設けて、こ
れを既述のプッシャー炉の帯域Ｂ又は帯域Ｃに連結させ
るように変形することもできよう。
【００５０】出発半製品が所望の温度及び所望の雰囲気
に所望の時間間隔にわたりさらされることを確実にする
ようにその炉の設計を選び、そしてその運転を制御す
る。所望温度は炉の各加熱エレメントの位置及び制御、
断熱材の材料、その量、配置及び炉の出口端における冷
却能力によって達成される。所望の雰囲気は水素、ヘリ
ウム及び窒素のような流入するガスの位置及び量によっ
て達成される。被処理物品は、これが炉の種々の帯域を
通って横断する速度を制御することにより、所望の時間
にわたって所望の温度及び雰囲気にさらされる。
に所望の時間間隔にわたりさらされることを確実にする
ようにその炉の設計を選び、そしてその運転を制御す
る。所望温度は炉の各加熱エレメントの位置及び制御、
断熱材の材料、その量、配置及び炉の出口端における冷
却能力によって達成される。所望の雰囲気は水素、ヘリ
ウム及び窒素のような流入するガスの位置及び量によっ
て達成される。被処理物品は、これが炉の種々の帯域を
通って横断する速度を制御することにより、所望の時間
にわたって所望の温度及び雰囲気にさらされる。
【００５１】ほとんどの場合に窒化雰囲気はヘリウムを
含まず、水素１−１０％及び窒素９０−９９％を含むの
が好ましい。しかしながら、高処理能力炉については、
窒化雰囲気は好ましくは約４０ないし約６０モル％の窒
素、約４０ないし約６０モル％のヘリウム及び約１ない
し約６％の水素である。上記の各窒化雰囲気成分の好ま
しい分圧はそれぞれ窒素４８％、ヘリウム５０％及び水
素２％である。
含まず、水素１−１０％及び窒素９０−９９％を含むの
が好ましい。しかしながら、高処理能力炉については、
窒化雰囲気は好ましくは約４０ないし約６０モル％の窒
素、約４０ないし約６０モル％のヘリウム及び約１ない
し約６％の水素である。上記の各窒化雰囲気成分の好ま
しい分圧はそれぞれ窒素４８％、ヘリウム５０％及び水
素２％である。
【００５２】窒化のためには好ましくは、温度が約１０
００℃から窒化温度である１３５０ないし１４５０℃ま
で、好ましくは約１４２０℃まで、１時間当り約５−５
０℃の直線的上昇速度、但し最も好ましくは１時間当り
１５−２５℃の上昇速度で上昇する条件にその処理され
るべき珪素をさらすのがよい。この加熱過程の間に窒素
は珪素により消費されて窒化珪素を形成する。炉内雰囲
気の中の窒化雰囲気の組成は、その炉の中へ窒化位置で
実質的に純粋な窒素ガスを大気圧よりも僅かに高い圧力
が保たれるように監視された量を加えることによって実
質的に一定に維持される。窒化温度の上限に達したなら
ば、この温度を２時間を超えない時間にわたり維持す
る。
００℃から窒化温度である１３５０ないし１４５０℃ま
で、好ましくは約１４２０℃まで、１時間当り約５−５
０℃の直線的上昇速度、但し最も好ましくは１時間当り
１５−２５℃の上昇速度で上昇する条件にその処理され
るべき珪素をさらすのがよい。この加熱過程の間に窒素
は珪素により消費されて窒化珪素を形成する。炉内雰囲
気の中の窒化雰囲気の組成は、その炉の中へ窒化位置で
実質的に純粋な窒素ガスを大気圧よりも僅かに高い圧力
が保たれるように監視された量を加えることによって実
質的に一定に維持される。窒化温度の上限に達したなら
ば、この温度を２時間を超えない時間にわたり維持す
る。
【００５３】この窒化段階の後で、得られたα相の窒化
珪素塊を、典型的には約１４５０℃から約２１００℃ま
での転化温度において次の段階が実施される。窒化珪素
塊が緻密化剤を緻密化が生ずるのに充分な量で含んでい
る場合には、β相への転化はその物質をも緻密化する。
窒化珪素塊が緻密化剤を緻密化の生ずるのに充分な量で
含んでいないときは、その転化は緻密化されていないβ
相の窒化珪素を形成する。その転化は一般に、少なくと
も１つの窒素含有雰囲気の使用を含み、そしてより特別
には、窒素、窒素とヘリウム、窒素と水素、又は窒素と
ヘリウムと水素を含むことができる。
珪素塊を、典型的には約１４５０℃から約２１００℃ま
での転化温度において次の段階が実施される。窒化珪素
塊が緻密化剤を緻密化が生ずるのに充分な量で含んでい
る場合には、β相への転化はその物質をも緻密化する。
窒化珪素塊が緻密化剤を緻密化の生ずるのに充分な量で
含んでいないときは、その転化は緻密化されていないβ
相の窒化珪素を形成する。その転化は一般に、少なくと
も１つの窒素含有雰囲気の使用を含み、そしてより特別
には、窒素、窒素とヘリウム、窒素と水素、又は窒素と
ヘリウムと水素を含むことができる。
【００５４】この転化及び緻密化の段階を、窒化段階の
最後に到達した温度から１時間当り約１００ないし約１
２５０℃の上昇速度で約１４５０ないし約２１００℃の
高められた温度に達するまで加熱することにより実施す
るのが好ましい。この温度は１時間当り約３００ないし
約１０００℃の上昇速度で上記高められた温度に達する
まで上昇させることもできる。この上昇速度は上記の高
められた温度に達するまで１時間当り約３００ないし５
００℃であるのが好ましい。この転化及び緻密化の段階
は、α相の窒化珪素の実質的に全てが、緻密化されてい
ない、又は緻密化されたβ相の窒化珪素に転化されてし
まうまで、約１４５０℃と約２１００℃との間の転化及
び緻密化用の温度に維持することによって完了する。こ
の転化温度は実質的に全ての転化が起こるまで約０．３
ないし約２０時間、好ましくは約１ないし約１０時間、
そして最も好ましくは約１ないし４時間にわたり維持さ
れる。
最後に到達した温度から１時間当り約１００ないし約１
２５０℃の上昇速度で約１４５０ないし約２１００℃の
高められた温度に達するまで加熱することにより実施す
るのが好ましい。この温度は１時間当り約３００ないし
約１０００℃の上昇速度で上記高められた温度に達する
まで上昇させることもできる。この上昇速度は上記の高
められた温度に達するまで１時間当り約３００ないし５
００℃であるのが好ましい。この転化及び緻密化の段階
は、α相の窒化珪素の実質的に全てが、緻密化されてい
ない、又は緻密化されたβ相の窒化珪素に転化されてし
まうまで、約１４５０℃と約２１００℃との間の転化及
び緻密化用の温度に維持することによって完了する。こ
の転化温度は実質的に全ての転化が起こるまで約０．３
ないし約２０時間、好ましくは約１ないし約１０時間、
そして最も好ましくは約１ないし４時間にわたり維持さ
れる。
【００５５】この転化段階の後に冷却段階を含むことも
でき、これによってその得られた窒化珪素塊は転化温度
から室温まで１時間当り約２５ないし約１２５０℃の冷
却速度、好ましくは１時間当り約５００ないし約１００
０℃、より好ましくは１時間当り約５００℃の冷却速度
で冷却される。
でき、これによってその得られた窒化珪素塊は転化温度
から室温まで１時間当り約２５ないし約１２５０℃の冷
却速度、好ましくは１時間当り約５００ないし約１００
０℃、より好ましくは１時間当り約５００℃の冷却速度
で冷却される。
【００５６】これと異なって、転化段階の後にその窒化
珪素塊を冷却し、次いで少なくとも約１５００℃の温度
まで加熱処理することもできる。その後でこの加熱処理
された窒化珪素塊は冷却することができる。
珪素塊を冷却し、次いで少なくとも約１５００℃の温度
まで加熱処理することもできる。その後でこの加熱処理
された窒化珪素塊は冷却することができる。
【００５７】圧力条件 窒化珪素材は１７００℃以上の温度において分解し始め
る。タービンにおける種々の用途に有用な高温特性を有
して２１００℃程度の温度での焼結が要求される緻密化
された窒化珪素体を作り出すために緻密化添加剤を用い
る利点がいくつか存在する。このような高い温度におい
て本発明の、窒化珪素焼結箱及び連続焼結を用いる方法
は、例えば３０００ＫＰａ（５００ｐｓｉｇ）程度の高
い窒素分圧において実施する必要があろう。このような
高い温度のためにはその炉は必要な高い窒素分圧を維持
するのに適した高圧容器の中に収容されている必要があ
ろう。上に記述したプッシャー炉を水中海洋学的設備の
中で運転することは、この炉のために一体化した高圧シ
ェルを必要とすることなく高い窒素分圧を許容する適当
な高い外部気圧環境を提供するであろう。
る。タービンにおける種々の用途に有用な高温特性を有
して２１００℃程度の温度での焼結が要求される緻密化
された窒化珪素体を作り出すために緻密化添加剤を用い
る利点がいくつか存在する。このような高い温度におい
て本発明の、窒化珪素焼結箱及び連続焼結を用いる方法
は、例えば３０００ＫＰａ（５００ｐｓｉｇ）程度の高
い窒素分圧において実施する必要があろう。このような
高い温度のためにはその炉は必要な高い窒素分圧を維持
するのに適した高圧容器の中に収容されている必要があ
ろう。上に記述したプッシャー炉を水中海洋学的設備の
中で運転することは、この炉のために一体化した高圧シ
ェルを必要とすることなく高い窒素分圧を許容する適当
な高い外部気圧環境を提供するであろう。
【００５８】特殊ライニングを設けた炉 本発明のもう一つの実施態様は、窒化珪素を主としてα
相の物質から主としてβ相の物質に転化するための、窒
化珪素が熱分解したり、又は炉内装物と反応したりする
のを阻止する炉を与える。この炉は、ａ）少なくとも約
１７００℃の温度において安定であって、かつ窒化珪素
と相容性のある窒化珪素含有物質より形成されたライニ
ングを有する内部転化帯域と、ｂ）この内部転化帯域を
少なくとも約１４５０℃の温度に加熱するための手段
と、及びｃ）その内部転化帯域の雰囲気の中に選ばれた
ガスを提供するための手段とを含む。その特別にライニ
ングされた炉は上に記述したプッシャー炉であることが
できる。この炉はまた、その内部転化帯域がその窒化珪
素塊に対して相対的に動くことができるように設計され
ていても良い。
相の物質から主としてβ相の物質に転化するための、窒
化珪素が熱分解したり、又は炉内装物と反応したりする
のを阻止する炉を与える。この炉は、ａ）少なくとも約
１７００℃の温度において安定であって、かつ窒化珪素
と相容性のある窒化珪素含有物質より形成されたライニ
ングを有する内部転化帯域と、ｂ）この内部転化帯域を
少なくとも約１４５０℃の温度に加熱するための手段
と、及びｃ）その内部転化帯域の雰囲気の中に選ばれた
ガスを提供するための手段とを含む。その特別にライニ
ングされた炉は上に記述したプッシャー炉であることが
できる。この炉はまた、その内部転化帯域がその窒化珪
素塊に対して相対的に動くことができるように設計され
ていても良い。
【００５９】本発明の炉の設計の１つにおいて、この炉
は、操作順序においてその転化帯域の前に配置された、
その被処理珪素材を窒化するための内部窒化帯域をも有
している。この窒化帯域はその内部窒化帯域を約１３５
０℃から約１４５０℃までの温度に加熱するための手段
を備えていなければならない。この炉は更に、操作順序
においてその窒化帯域の前に配置された、窒化に先立っ
てその被処理珪素塊の中の有機物を焙焼除去するための
内部焙焼処理帯域を有していても良い。この内部焙焼処
理帯域は、この帯域を約１０００℃までの温度に加熱す
るための手段を備えている必要がある。
は、操作順序においてその転化帯域の前に配置された、
その被処理珪素材を窒化するための内部窒化帯域をも有
している。この窒化帯域はその内部窒化帯域を約１３５
０℃から約１４５０℃までの温度に加熱するための手段
を備えていなければならない。この炉は更に、操作順序
においてその窒化帯域の前に配置された、窒化に先立っ
てその被処理珪素塊の中の有機物を焙焼除去するための
内部焙焼処理帯域を有していても良い。この内部焙焼処
理帯域は、この帯域を約１０００℃までの温度に加熱す
るための手段を備えている必要がある。
【００６０】またこの炉は、操作順序においてその転化
帯域の後方に配置された、その窒化珪素塊を転化温度か
ら或る低い温度まで冷却するための内部低温帯域をも有
していても良い。この低温帯域はこの帯域を２５℃以上
で転化帯域の温度よりも低い温度に加熱するための手段
を備えている必要がある。操作順序において上記低温帯
域の後方に、この炉は内部後転化用熱処理帯域を有して
いても良い。この後転化用熱処理帯域はこの帯域を少な
くとも約５００℃の温度に加熱するための手段を備えて
いる必要がある。
帯域の後方に配置された、その窒化珪素塊を転化温度か
ら或る低い温度まで冷却するための内部低温帯域をも有
していても良い。この低温帯域はこの帯域を２５℃以上
で転化帯域の温度よりも低い温度に加熱するための手段
を備えている必要がある。操作順序において上記低温帯
域の後方に、この炉は内部後転化用熱処理帯域を有して
いても良い。この後転化用熱処理帯域はこの帯域を少な
くとも約５００℃の温度に加熱するための手段を備えて
いる必要がある。
【００６１】最後に、この炉は、操作順序において上記
後転化用熱処理帯域の後方に配置された内部冷却帯域を
有していても良い。この冷却帯域は典型的には、冷却水
がそれを通して流れてこの冷却帯域を冷却するようない
くつかの室を備えている。
後転化用熱処理帯域の後方に配置された内部冷却帯域を
有していても良い。この冷却帯域は典型的には、冷却水
がそれを通して流れてこの冷却帯域を冷却するようない
くつかの室を備えている。
【００６２】窒化珪素の転化の間にこの炉を使用するこ
とによって、前に述べた密封された囲壁容器の必要が除
かれる。その他に、上に述べたそれぞれの方法はこの特
別にライニングした炉の中で上述した種々の物質を用い
て実施することができる。
とによって、前に述べた密封された囲壁容器の必要が除
かれる。その他に、上に述べたそれぞれの方法はこの特
別にライニングした炉の中で上述した種々の物質を用い
て実施することができる。
【００６３】この実施態様における炉のライニングを形
成する物質は、窒化珪素、例えば反応によって結合した
窒化珪素、又は窒化珪素と炭化珪素との複合材であって
も良い。このライニングが窒化珪素と炭化珪素との複合
材である場合には、このライニングは、好ましくは少な
くとも約５０重量％の窒化珪素を含む。好ましくはこの
ライニングは主として窒化珪素により形成されるのがよ
い。本明細書において「主として」は少なくとも約７０
容積％を意味する。好ましくはこのライニングは少なく
とも約１／８インチの厚さ、より好ましくは少なくとも
約１／２インチの厚さ、そして最も好ましくは少なくと
も約１インチの厚さを有する。
成する物質は、窒化珪素、例えば反応によって結合した
窒化珪素、又は窒化珪素と炭化珪素との複合材であって
も良い。このライニングが窒化珪素と炭化珪素との複合
材である場合には、このライニングは、好ましくは少な
くとも約５０重量％の窒化珪素を含む。好ましくはこの
ライニングは主として窒化珪素により形成されるのがよ
い。本明細書において「主として」は少なくとも約７０
容積％を意味する。好ましくはこのライニングは少なく
とも約１／８インチの厚さ、より好ましくは少なくとも
約１／２インチの厚さ、そして最も好ましくは少なくと
も約１インチの厚さを有する。
【００６４】生成物 本発明の炉の中で作られ、又は本発明の方法により得ら
れた緻密化された、及び緻密化されていないβ相の窒化
珪素塊は高温安定性を有する材料が必要な多くの用途に
おいて特に用いられることが期待される。
れた緻密化された、及び緻密化されていないβ相の窒化
珪素塊は高温安定性を有する材料が必要な多くの用途に
おいて特に用いられることが期待される。
【００６５】本発明の方法によって作られた窒化珪素材
はその材料内部全体を通じてより一定した物理化学的諸
性質を有することができ、従ってこの物質は約４５０Ｍ
Ｐａ（６５ＫＳＩ）よりも大きな平均４点曲げ強さ及び
少なくとも２０のワイビュール勾配を有することができ
る。この平均曲げ強さ及びワイビュール勾配はＡＳＴＭ
Ｃ１１６１ に従い、試料寸法Ｂに従い、４点曲げ法
での試験により、最低で３０本のその材料の試験棒を用
いて求められるものである。
はその材料内部全体を通じてより一定した物理化学的諸
性質を有することができ、従ってこの物質は約４５０Ｍ
Ｐａ（６５ＫＳＩ）よりも大きな平均４点曲げ強さ及び
少なくとも２０のワイビュール勾配を有することができ
る。この平均曲げ強さ及びワイビュール勾配はＡＳＴＭ
Ｃ１１６１ に従い、試料寸法Ｂに従い、４点曲げ法
での試験により、最低で３０本のその材料の試験棒を用
いて求められるものである。
【００６６】本発明の方法によって作られる窒化珪素材
は、各種希土類金属の酸化物、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｔｉ
Ｏ2、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｓｃ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＢｅＯ、Ｃ
ｒ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＭｇＮ、ＡｌＮ、
Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＳｉ、ＭｇＡｌ2Ｏ4及びそれらの混合物
よりなる群から選ばれる少なくとも１つの緻密化助剤を
含むことができる。
は、各種希土類金属の酸化物、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、Ｔｉ
Ｏ2、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｓｃ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＢｅＯ、Ｃ
ｒ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｖ2Ｏ5、ＭｎＯ2、ＭｇＮ、ＡｌＮ、
Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＳｉ、ＭｇＡｌ2Ｏ4及びそれらの混合物
よりなる群から選ばれる少なくとも１つの緻密化助剤を
含むことができる。
【００６７】
【実施例】以下にいくつかの例をあげるが、これらは説
明のためにのみあげるものであって、本願の特許請求の
範囲より判断されるべき本発明をなんら制限しようとす
るものではない。
明のためにのみあげるものであって、本願の特許請求の
範囲より判断されるべき本発明をなんら制限しようとす
るものではない。
【００６８】実施例１ この例においては、図４に示したものと類似のモリブデ
ントレーに置かれた反応により結合した焼結箱を、図５
に示したものと類似のプッシャー炉を通して未焼結の焼
結可能な窒化珪素組成物より形成された破断モジュラス
（ＭＯＲ）用試験棒を運ぶのに用いた。この未焼結の焼
結可能な窒化珪素は、米国特許第５，２１３，７２９号
公報の実施例３に詳細記述されているその窒化段階によ
り調製されたものであった。各モリブデントレーは９イ
ンチの長さを有するものであった。
ントレーに置かれた反応により結合した焼結箱を、図５
に示したものと類似のプッシャー炉を通して未焼結の焼
結可能な窒化珪素組成物より形成された破断モジュラス
（ＭＯＲ）用試験棒を運ぶのに用いた。この未焼結の焼
結可能な窒化珪素は、米国特許第５，２１３，７２９号
公報の実施例３に詳細記述されているその窒化段階によ
り調製されたものであった。各モリブデントレーは９イ
ンチの長さを有するものであった。
【００６９】その炉床トンネルの耐火ライニングは酸化
アルミニウムより形成されたものであった。この炉を、
加熱帯域「Ｃ１」の中心部が約１７２０℃であり、加熱
帯域「Ｃ２」の中心が約１７３０℃であり、そして加熱
帯域「Ｃ３」の中心部が約１７２０℃であるように運転
した。パイプ９０には約２０ＣＦＨ（ｆｔ3 ／ｈｒ）の
Ｎ2及び約０．５ないし約１ＣＦＨのＨ2を供給した。運
転の開始に当り、充填したボートを炉の入口側の丁度内
側に置いた。２０分後にこのボートを炉床に沿って３イ
ンチ押し込んだ。次の２０分後に、このボートを炉床に
沿って更に３インチ押し進めた。更に、操作開始から１
時間目となる次の２０分間の後でもう１つのボートをこ
の炉の中に入れることによって第１のボートは炉床に沿
って追加的な３インチの距離だけ押し進められ、と言う
のは各ボートの長さが９インチだからである。それらボ
ートは各２０分毎に３インチづつ動かされ、更に１時間
毎に別なボートが加えられた。この炉の長さは炉の内部
に１度に１２個のボートが入れられる長さであった。こ
の炉が満たされたときに、その入口端にもう１つのボー
トを加えると炉の出口端から１個のボートが押し出され
た。水冷帯域を通過して出てくるボートは約１００−２
００℃の温度を有していた。この過程を緻密化されたβ
相の窒化珪素の７５本のＭＯＲ試験棒が作られるまで繰
り返した。
アルミニウムより形成されたものであった。この炉を、
加熱帯域「Ｃ１」の中心部が約１７２０℃であり、加熱
帯域「Ｃ２」の中心が約１７３０℃であり、そして加熱
帯域「Ｃ３」の中心部が約１７２０℃であるように運転
した。パイプ９０には約２０ＣＦＨ（ｆｔ3 ／ｈｒ）の
Ｎ2及び約０．５ないし約１ＣＦＨのＨ2を供給した。運
転の開始に当り、充填したボートを炉の入口側の丁度内
側に置いた。２０分後にこのボートを炉床に沿って３イ
ンチ押し込んだ。次の２０分後に、このボートを炉床に
沿って更に３インチ押し進めた。更に、操作開始から１
時間目となる次の２０分間の後でもう１つのボートをこ
の炉の中に入れることによって第１のボートは炉床に沿
って追加的な３インチの距離だけ押し進められ、と言う
のは各ボートの長さが９インチだからである。それらボ
ートは各２０分毎に３インチづつ動かされ、更に１時間
毎に別なボートが加えられた。この炉の長さは炉の内部
に１度に１２個のボートが入れられる長さであった。こ
の炉が満たされたときに、その入口端にもう１つのボー
トを加えると炉の出口端から１個のボートが押し出され
た。水冷帯域を通過して出てくるボートは約１００−２
００℃の温度を有していた。この過程を緻密化されたβ
相の窒化珪素の７５本のＭＯＲ試験棒が作られるまで繰
り返した。
【００７０】この７５本のＭＯＲ試験棒を、マサチュー
セッツ州、ウースターのＣｈａｎｄＡｓｓｏｃｉａｔｅ
ｓ社によって研磨させて、ＡＳＴＭ Ｃ１１６１−９０
に従い試験片寸法Ｂにより４点曲げ試験で試験した。そ
れらＭＯＲ試験棒の強さは標準偏差３，５１９ｐｓｉに
おいて７９，２２９ｐｓｉと、そしてワイビュール勾配
は２５．５５と測定された。
セッツ州、ウースターのＣｈａｎｄＡｓｓｏｃｉａｔｅ
ｓ社によって研磨させて、ＡＳＴＭ Ｃ１１６１−９０
に従い試験片寸法Ｂにより４点曲げ試験で試験した。そ
れらＭＯＲ試験棒の強さは標準偏差３，５１９ｐｓｉに
おいて７９，２２９ｐｓｉと、そしてワイビュール勾配
は２５．５５と測定された。
【００７１】実施例２ 実施例１に記述した過程を４日間と５時間にわたり繰り
返し、その際１５００本以上のＭＯＲ試験棒及び他の種
々のα相窒化珪素の物品を緻密化されたβ相の窒化珪素
に転化した。
返し、その際１５００本以上のＭＯＲ試験棒及び他の種
々のα相窒化珪素の物品を緻密化されたβ相の窒化珪素
に転化した。
【００７２】以上に本発明をいくつかの例及び種々の形
態について説明したが、当業者によって他の種々の形態
が容易に適合化されることは認められるであろう。従っ
て本発明の技術的範囲は本願の特許請求の範囲の記載に
よってのみ判断されるべきである。
態について説明したが、当業者によって他の種々の形態
が容易に適合化されることは認められるであろう。従っ
て本発明の技術的範囲は本願の特許請求の範囲の記載に
よってのみ判断されるべきである。
【００７３】
【発明の効果】本発明によれば、α相の窒化珪素をβ相
の窒化珪素に転化するための経済的な方法が提供され、
これは、ａ）その窒化珪素が転化の間に熱分解したり、
又は炉材と反応したりするのを充填粉末の使用の必要な
く阻止し、ｂ）その転化過程の間にその窒化珪素に保護
被覆を与え、そして使用が容易でしかも容易に再使用で
き、かつなんらの追加的操作段階を必要とせず、ｃ）充
填粉末を用いる場合の諸問題にさらされることなく、そ
してｄ）種々の通常の連続炉を用いる連続操作であるこ
とができる。
の窒化珪素に転化するための経済的な方法が提供され、
これは、ａ）その窒化珪素が転化の間に熱分解したり、
又は炉材と反応したりするのを充填粉末の使用の必要な
く阻止し、ｂ）その転化過程の間にその窒化珪素に保護
被覆を与え、そして使用が容易でしかも容易に再使用で
き、かつなんらの追加的操作段階を必要とせず、ｃ）充
填粉末を用いる場合の諸問題にさらされることなく、そ
してｄ）種々の通常の連続炉を用いる連続操作であるこ
とができる。
【００７４】本発明によればまた、α相の窒化珪素をβ
相の窒化珪素に転化するための炉が提供され、これは
ａ）その窒化珪素が転化の間に熱分解したり、又は炉材
と反応したりするのを充填粉末の使用の必要なく阻止
し、ｂ）その転化過程の間にその窒化珪素に保護被覆を
与え、そして使用が容易でしかも容易に再使用でき、か
つなんらの追加的操作段階を必要とせず、ｃ）充填粉末
を用いる場合の諸問題にさらされることなく、そして
ｄ）連続的な態様で使用することができる。
相の窒化珪素に転化するための炉が提供され、これは
ａ）その窒化珪素が転化の間に熱分解したり、又は炉材
と反応したりするのを充填粉末の使用の必要なく阻止
し、ｂ）その転化過程の間にその窒化珪素に保護被覆を
与え、そして使用が容易でしかも容易に再使用でき、か
つなんらの追加的操作段階を必要とせず、ｃ）充填粉末
を用いる場合の諸問題にさらされることなく、そして
ｄ）連続的な態様で使用することができる。
【００７５】本発明によればまた、改善された窒化珪素
材の形成が提供され、このものは高い強度及びその材料
内部の全体を通じて一定した諸性質を有する。
材の形成が提供され、このものは高い強度及びその材料
内部の全体を通じて一定した諸性質を有する。
【図１】本発明の方法において用いることのできる焼結
箱を分解した状態で示す斜視図であり、焼結箱は蓋部材
と平らな支持プレートとの間に配置された窒化珪素物品
とともに示されている。
箱を分解した状態で示す斜視図であり、焼結箱は蓋部材
と平らな支持プレートとの間に配置された窒化珪素物品
とともに示されている。
【図２】本発明の方法において用いることのできる焼結
箱を組み立てた状態で示す側面断面図であり、焼結箱は
この箱の２つの側面に垂直に切断した垂直断面で、細長
い支持片、平らな支持プレート及びこの焼結箱の所定位
置に配置された窒化珪素物品とともに示されている。
箱を組み立てた状態で示す側面断面図であり、焼結箱は
この箱の２つの側面に垂直に切断した垂直断面で、細長
い支持片、平らな支持プレート及びこの焼結箱の所定位
置に配置された窒化珪素物品とともに示されている。
【図３】本発明において用いられる焼結箱を、図２の３
−３線に沿う断面図で示す。
−３線に沿う断面図で示す。
【図４】本発明において用いられる別な設計の焼結箱を
耐火性トレーに重ねた状態で斜視図で示す。
耐火性トレーに重ねた状態で斜視図で示す。
【図５】本発明において用いることのできる炉の１つを
側面断面図で示す。
側面断面図で示す。
１０ 焼結箱 １２ 底部材 １４ 蓋部材 １６ 頂部壁 １８、２０ 側壁 ２２ 底部開口 ２４ 底部縁 ２８ プラットホーム ３０ スリット ３４ 支持片 ３５ 支持プレート ３６ 被処理物品 ４０ 焼結箱 ４２ 耐火性ボート ４４ 蓋部材 ４６ 基部 ４８ 穴 ５０、５２ 対向端面 ６０ 炉 ６２ 炉床トンネル ６３ 炉床 ６４ 耐火性ライニング ６５ 支脚 ６８、７０、７２、７４ 囲壁 ７６、７６’、７６” 加熱エレメント ７８ 入口端 ８０ 出口端 ８２、８４ ドア ８６、８８ 天然ガス供給部 ９０ ガス供給パイプ ９１、９３ ガスポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ２３Ｍ 5/00 Ａ 9334−3Ｋ Ｃ０４Ｂ 35/64 Ａ Ｃ
Claims (9)
- 【請求項１】 珪素をβ相窒化珪素に転化する方法にお
いて、 大気圧よりも高い圧力の第１、第２及び第３の加熱され
た帯域を有する炉の中で、壁で囲まれて珪素の収容され
ている容器１０を、第１の加熱された帯域を通って横断
している間に加熱し、その際この囲壁容器１０は窒化珪
素を含んだ、少なくとも１７００℃の温度において安定
な材料より作られ、そしてこれは上記珪素をその中に収
容可能な開口２２を有し、またその際第１の加熱された
帯域は、その珪素の中の有機添加物を焙焼除去して焙焼
処理珪素を形成させるために水素雰囲気及び約１０００
℃までの温度を有し、 この焙焼処理珪素の収容された囲壁容器１０を、その焙
焼処理珪素が窒化されて主としてα相の窒化珪素が形成
されるように約１３５０℃から約１４５０℃までの温度
と窒化用雰囲気とを有する第２の加熱された帯域を通っ
て横断している間に加熱し、そしてその主としてα相の
窒化珪素の収容された囲壁容器１０を、第３の加熱され
た帯域を通って横断している間に、その主としてα相の
窒化珪素を主としてβ相の窒化珪素に転化させるのに充
分な時間にわたり加熱し、その際この第３の加熱された
帯域は窒素含有雰囲気及び約１４５０℃から約２１００
℃までの温度を有する各操作段階を含む方法。 - 【請求項２】 更に、その主としてβ相の窒化珪素の収
容されている囲壁容器１０を、炉内の冷却帯域を通って
横断している間に１時間当り約２５０℃から約１２５０
℃までの冷却速度で冷却する、請求項１の方法。 - 【請求項３】 炉が入口端と出口端とを有し、そしてこ
れら入口端及び出口端のいずれかが開放しているとき
に、この入口端及び出口端の両方において炉の外側で、
いかなる存在する可燃性ガスも燃焼されるように燃焼す
る天然ガス供給部が存在する、請求項１の方法。 - 【請求項４】 炉が入口ドアと出口ドアとを有する控え
室付き入口を有し、そして更に、珪素を第１の加熱され
た帯域の中で加熱するに先立って、 入口ドアを開放し、 珪素をその開放された入口ドアを通して控え室付き入口
の中に置き、 入口ドアを閉鎖し、 この控え室付き入口内の雰囲気を１０-3トール以下の圧
力に減圧し、 この控え室付き入口を水素及び窒素よりなる群から選ば
れたガスで満たし、 この控え室付き入口の出口ドアを開放し、そして珪素を
その控え室付き入口から控え室付き入口の開放している
出口ドアを通してその第１の加熱された帯域の中に移動
させる各操作を含む、請求項１の方法。 - 【請求項５】 窒化珪素を熱分解、又は炉の内装物によ
って悪影響を受けるのを防ぐようになっている、窒化珪
素を主としてα相の物質から主としてβ相の物質へ転化
させるための炉６０において、 ａ） 少なくとも約１７００℃の温度において安定で、
窒化珪素と相容性である窒化珪素含有材料から形成され
るライニング６４を有する内部転化用帯域Ｃ３、 ｂ） 上記内部転化用帯域Ｃ３を少なくとも約１４５０
℃の温度に加熱するための手段７６”、及び ｃ） 上記内部転化用帯域Ｃ３の雰囲気の中に選ばれた
ガスを供給する手段９０を含む炉。 - 【請求項６】 更に、 操作順序において上記内部転化用帯域Ｃ３の前に配置さ
れている内部窒化用帯域Ｃ２、 上記内部窒化用帯域Ｃ２を約１３５０℃から約１４５０
℃までの温度に加熱するための手段７６’、 操作順序において上記内部窒化用帯域Ｃ２の前に配置さ
れた内部焙焼処理帯域Ｃ１、 上記焙焼処理帯域を約１０００℃までの温度に加熱する
ための手段７６、 操作順序において上記内部転化用帯域Ｃ３の後方に配置
された内部低温帯域、 上記内部低温帯域を２５℃以上で上記内部転化用帯域Ｃ
３の温度よりも低い温度に加熱するための手段、 操作順序において上記内部低温帯域の後方に配置された
内部後転化用熱処理帯域、 上記内部後転化用熱処理帯域を少なくとも約１５００℃
の温度に加熱するための手段、及び操作順序において上
記内部後転化用熱処理帯域の後方に配置されている内部
冷却帯域Ｅを含む、請求項５の炉。 - 【請求項７】 最低で３０本の対象物質の試験棒を用
い、そしてＡＳＴＭＣ１１６１−９０に従い試料寸法Ｂ
により４点曲げ法で測定される平均曲げ強さ及びワイビ
ュール勾配において、約４５０ＭＰａの最低平均曲げ強
さ及び少なくとも２０のワイビュール勾配を示すよう
に、その物質の内部全体にわたり長期間変化しない物性
を有する、主としてβ相の窒化珪素物質よりなる窒化珪
素セラミック材料。 - 【請求項８】 請求項１の方法によって作られた請求項
７の材料。 - 【請求項９】 請求項５の炉の中で作られた請求項７の
材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/100,507 US5364608A (en) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | Method of converting a silicon nitride from alpha-phase to beta-phase, apparatus used therefor, and silicon nitride material made therefrom |
| US100/507 | 1993-07-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07144968A true JPH07144968A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=22280123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6179976A Pending JPH07144968A (ja) | 1993-07-30 | 1994-08-01 | 窒化珪素をα相からβ相へ転化する方法及びそのための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5364608A (ja) |
| EP (1) | EP0636595B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07144968A (ja) |
| DE (1) | DE69423549T2 (ja) |
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| JP2006298721A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Nippon Steel Corp | セラミックス部材および高温反応炉 |
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