JPS5895658A - 窒化ケイ素焼結体の製造方法 - Google Patents
窒化ケイ素焼結体の製造方法Info
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- JPS5895658A JPS5895658A JP56192367A JP19236781A JPS5895658A JP S5895658 A JPS5895658 A JP S5895658A JP 56192367 A JP56192367 A JP 56192367A JP 19236781 A JP19236781 A JP 19236781A JP S5895658 A JPS5895658 A JP S5895658A
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Landscapes
- Ceramic Products (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】
*@0技術分野
本発明拡窒化ケイ素焼結体O創造方法、更に評しく杜、
高強直で焼結時の寸法収縮の小さい窒化ケイ素焼錯体O
製造方11EK関す石。
高強直で焼結時の寸法収縮の小さい窒化ケイ素焼錯体O
製造方11EK関す石。
発@O技術的背景と問題点
窒化ケイ素(81sN4) B、低熱膨張係数、高熱伝
尋率Oため熱衝撃に強く、機械的強度は高温でも低下せ
ず、また、各種の薬品及び溶融金属に対して極めて高い
耐食性を示すセラミックスである。
尋率Oため熱衝撃に強く、機械的強度は高温でも低下せ
ず、また、各種の薬品及び溶融金属に対して極めて高い
耐食性を示すセラミックスである。
そ(lめ、その焼結体に関しては金属溶融るつは、ガス
タービン翼などの応用面が広く期待されている。
タービン翼などの応用面が広く期待されている。
81sNaの焼結体は主として次のような方法で製造さ
れている。第10方法唸反応焼結法と呼ばれるもので、
これは、金属ケイ素(81)の粉末で予め必at形を成
形し、この成形体を窒素気流中で約1400℃に加熱し
て前記成形体を窒化すゐものである。この方法において
紘、窒化反応による成形体の収縮拡小さいのでそO寸法
変化を生じないという一点がある反面、得られ九焼結体
が多孔構造Kするという欠点を有する。
れている。第10方法唸反応焼結法と呼ばれるもので、
これは、金属ケイ素(81)の粉末で予め必at形を成
形し、この成形体を窒素気流中で約1400℃に加熱し
て前記成形体を窒化すゐものである。この方法において
紘、窒化反応による成形体の収縮拡小さいのでそO寸法
変化を生じないという一点がある反面、得られ九焼結体
が多孔構造Kするという欠点を有する。
他の方法として杜、81sNnの粉末に各°種の焼結助
剤(例えば、MlO,Y諺Os )を所定量添加して圧
着体として成形し、これを例えば黒1IhII中で17
00〜1800cに加熱しながら加圧すると−うホット
プレス法がある。こO方法によれば、緻密質で高密度の
窒化ケイ素焼結体が得られるが、反面、ζO焼結時にお
ける寸法変化が大きく寸法精t。
剤(例えば、MlO,Y諺Os )を所定量添加して圧
着体として成形し、これを例えば黒1IhII中で17
00〜1800cに加熱しながら加圧すると−うホット
プレス法がある。こO方法によれば、緻密質で高密度の
窒化ケイ素焼結体が得られるが、反面、ζO焼結時にお
ける寸法変化が大きく寸法精t。
高い焼結体を得ることは困難であ為。
ヒれら従来の方法における以上のような問題点を解決す
るために、例えば81sN401)末とSIO初末と−
へのような焼結助剤から成る混合粉末にステアシン酸の
ような粘結剤を添加し先後、加圧して成形体とし、こf
D@形体を冷気流中で加熱して成形体中の81を窒化し
て焼結体とする方法が提案されている(特会@ 48−
384411号参照)。
るために、例えば81sN401)末とSIO初末と−
へのような焼結助剤から成る混合粉末にステアシン酸の
ような粘結剤を添加し先後、加圧して成形体とし、こf
D@形体を冷気流中で加熱して成形体中の81を窒化し
て焼結体とする方法が提案されている(特会@ 48−
384411号参照)。
上記し友方法の場合、81()粉末が窒化するときその
系?i尭熱する。し九がって、81粉末が微細であって
全体としてONmと反応する表面積が大き−と、窒化反
応による熱量が増大しその系の温度が上昇する。温度が
810融点以上になると、81全体が電化する前に81
0粉末が塊状に凝集し、以後烏の浸透拡散が進行しに<
<1食、得られた焼結体が不均一となって破損、ひび割
れ等の原因を招く。
系?i尭熱する。し九がって、81粉末が微細であって
全体としてONmと反応する表面積が大き−と、窒化反
応による熱量が増大しその系の温度が上昇する。温度が
810融点以上になると、81全体が電化する前に81
0粉末が塊状に凝集し、以後烏の浸透拡散が進行しに<
<1食、得られた焼結体が不均一となって破損、ひび割
れ等の原因を招く。
このような事態は、用いるSlの粉末を粗粒とし全体と
しての表面積を小さくすれば防ぐことはで!為、しかし
表から、その場合に杜、得られた焼結体が緻密化せず、
機械的強度は低下するという一点を生じ、緻密化Oため
にはよシ高温での焼結を必要とする。
しての表面積を小さくすれば防ぐことはで!為、しかし
表から、その場合に杜、得られた焼結体が緻密化せず、
機械的強度は低下するという一点を生じ、緻密化Oため
にはよシ高温での焼結を必要とする。
尭−O@的
本−明は、機械的強度が大きく、しかも焼結時の寸法変
化の小さい窒化ケイ素焼細体O1l造方法OX供を目的
とする。
化の小さい窒化ケイ素焼細体O1l造方法OX供を目的
とする。
発明の概要
本発一方法紘1粒112μ−以下の金属ケイ素(Sl)
O湯末と窒化ケイ素(81sN4)の粉末と周期律表1
−1!O酸化−〇@)末と酸化アル1=ウム(AjsO
m)の粉末とから賦る議会着京を、加圧成形して圧粉体
とし、ついで、鎗記圧看体を窒化焼結した後、〜得られ
え焼結−を非酸化性雰囲気中で1750〜1850ce
iit域で緻密化することを特徴とする。
O湯末と窒化ケイ素(81sN4)の粉末と周期律表1
−1!O酸化−〇@)末と酸化アル1=ウム(AjsO
m)の粉末とから賦る議会着京を、加圧成形して圧粉体
とし、ついで、鎗記圧看体を窒化焼結した後、〜得られ
え焼結−を非酸化性雰囲気中で1750〜1850ce
iit域で緻密化することを特徴とする。
本尭明方法にかかる滉合聯末において、St の粉末
は焼結体の原産を成形する丸めの成分であル、かつ81
sNa源として機能する。用いゐSlの粉末はその粒径
が2μm以下であることが必要で−、2#購を超えると
得られる焼結体が緻密化しない、また、Slの粉末は混
合粉末において60〜90重量俗の範囲内で含有されて
いることが好壕しく、60重量%未満の場合には原型を
成形するときに困難性が生じひいてはそれが焼結体の高
強度化に悪影響を及ぼす、また、90重量%を超えると
、窒化反応時の発熱量が大きくなpすぎて、81 の粉
末の凝集化現象を招き易すくなる。
は焼結体の原産を成形する丸めの成分であル、かつ81
sNa源として機能する。用いゐSlの粉末はその粒径
が2μm以下であることが必要で−、2#購を超えると
得られる焼結体が緻密化しない、また、Slの粉末は混
合粉末において60〜90重量俗の範囲内で含有されて
いることが好壕しく、60重量%未満の場合には原型を
成形するときに困難性が生じひいてはそれが焼結体の高
強度化に悪影響を及ぼす、また、90重量%を超えると
、窒化反応時の発熱量が大きくなpすぎて、81 の粉
末の凝集化現象を招き易すくなる。
混合粉末における周期律表galNO酸化物及びムJi
osは得られる焼結体の緻密化に寄与する成分であ)、
高強度化・耐食性を高める九めに必要である0周期律表
1afeの酸化物としては、81m0seY*Os
# L&sOs e Cgos @ Pr5O
s e Nd雪Os 、 8111101 *
DF嘗Os mThへなどをあげることができる
が、これらのうち、Ys On 、 Cgosは焼結体
の特悴をとくに向上させるので好んで用いられる。
osは得られる焼結体の緻密化に寄与する成分であ)、
高強度化・耐食性を高める九めに必要である0周期律表
1afeの酸化物としては、81m0seY*Os
# L&sOs e Cgos @ Pr5O
s e Nd雪Os 、 8111101 *
DF嘗Os mThへなどをあげることができる
が、これらのうち、Ys On 、 Cgosは焼結体
の特悴をとくに向上させるので好んで用いられる。
周期律表1a族の酸化物の粉末の粒径はl#鯛以下、A
11asO粉末の粒aao、sμ簿以下の微粉末である
仁とが好ましく、それぞれ社、混合粉末の10重量%以
下及び61重量%以下の配合量であることが好ましい、
S金粉末において、残部は81sN4の粉末によって構
成される。こζで5isNaFi8i の窒化に伴う
発熱を抑制する機能を果す、七の粒径は焼結体を緻密化
するために2μ輌以下であることが好★しい。
11asO粉末の粒aao、sμ簿以下の微粉末である
仁とが好ましく、それぞれ社、混合粉末の10重量%以
下及び61重量%以下の配合量であることが好ましい、
S金粉末において、残部は81sN4の粉末によって構
成される。こζで5isNaFi8i の窒化に伴う
発熱を抑制する機能を果す、七の粒径は焼結体を緻密化
するために2μ輌以下であることが好★しい。
本発明にかかる拠金粉末は、上記した各成分を必須とし
て構成されるが、焼結体の特性を向上させる丸めに、混
合粉末には更に、窒化アルl=−りム(ムIN)、酸化
チタニウム(TiOs)、酸化ジルコ1りム(ZrOs
)の群から選ばれる少くとも1種の鉋舎物の粉末を配合
することが好ましい、 A/Not*o場合に社、粒径
1j1m以下でその配合貴社6重量も以下、Tiesの
粉末の場合には、粒径OJswm以下で1重量%以下、
Zr0mの粉末の場合には、粒110.Is*以下で1
重量%以下に設定され為ことが好オしい。
て構成されるが、焼結体の特性を向上させる丸めに、混
合粉末には更に、窒化アルl=−りム(ムIN)、酸化
チタニウム(TiOs)、酸化ジルコ1りム(ZrOs
)の群から選ばれる少くとも1種の鉋舎物の粉末を配合
することが好ましい、 A/Not*o場合に社、粒径
1j1m以下でその配合貴社6重量も以下、Tiesの
粉末の場合には、粒径OJswm以下で1重量%以下、
Zr0mの粉末の場合には、粒110.Is*以下で1
重量%以下に設定され為ことが好オしい。
このようにして各成分を配合して成る混金看末を、所定
の方法で加圧#!形して所望形状oFEe体とする。加
圧成形は通常、室温下、100〜xoOM/jの圧力で
行なわれる。
の方法で加圧#!形して所望形状oFEe体とする。加
圧成形は通常、室温下、100〜xoOM/jの圧力で
行なわれる。
得られた圧粉体を、ついで、烏雰囲気中て温度!200
〜15000Km成して電化焼結すゐ、このとき、発生
する反応熱を奪って窒化反応を促進させるために、N!
は通流しておくことが好ましい、圧粉体中の81a窒化
されて81mNaとなシ、かつ全体が強固に焼結される
。温度が1,200 Cよに低い場合に拡、上記の窒化
反応は起生ぜず、逆Ktso。
〜15000Km成して電化焼結すゐ、このとき、発生
する反応熱を奪って窒化反応を促進させるために、N!
は通流しておくことが好ましい、圧粉体中の81a窒化
されて81mNaとなシ、かつ全体が強固に焼結される
。温度が1,200 Cよに低い場合に拡、上記の窒化
反応は起生ぜず、逆Ktso。
Cを超えると反応系を徒らに加熱するだけとfk)熱エ
ネルギー的に拡不経済である。
ネルギー的に拡不経済である。
得られた窒化ケイ素焼結体は、つぎに、非酸化性雰囲気
の中で1750−1880 CK加熱して緻密化する。
の中で1750−1880 CK加熱して緻密化する。
ζOO密化処理にあって拡、外部から供給する熱エネル
イーを有効たらしめ、かつ、811N40s発を抑制す
るために、全体を1111Il!容器の中に収納して行
なうことが好ましい、非酸化性雰囲気としては1通常、
N2ガス雰−気が適用される。また、緻密化九理時の温
度が17500よ〉低い鳩舎には、そO緻密化が必ずし
も充分に違Jicされず、逆に10・℃を超えゐと焼結
体(0M発現象が顕著Kを)経済的に不興である。
イーを有効たらしめ、かつ、811N40s発を抑制す
るために、全体を1111Il!容器の中に収納して行
なうことが好ましい、非酸化性雰囲気としては1通常、
N2ガス雰−気が適用される。また、緻密化九理時の温
度が17500よ〉低い鳩舎には、そO緻密化が必ずし
も充分に違Jicされず、逆に10・℃を超えゐと焼結
体(0M発現象が顕著Kを)経済的に不興である。
発−o*1/if4
実施例1
1!@1−511ws1−5l1@車78.f31C7
8,8重量1り。
8,8重量1り。
粒1k14smells)tの粉末101(10重量−
)9粒110−8 sm OYl OaO粉末!!j(
5重量−)1粒110.25w5oh4*om@@*@
I (Z 重11 ) e 粒径x、osmOAjN
O@1章3g(3重量96)1粒子f10.5μ畷0T
I0,011*GJ#(0,11t%”)を充分に混合
した。
)9粒110−8 sm OYl OaO粉末!!j(
5重量−)1粒110.25w5oh4*om@@*@
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得られ九混合肴車を500ff/−の圧力で加圧成形し
て、え”C@ l$ wm横35m厚み10mO4[I
Ik圧粉体としえ、ζO1E湯体O嵩lIRはt、S#
/−であつ九。
て、え”C@ l$ wm横35m厚み10mO4[I
Ik圧粉体としえ、ζO1E湯体O嵩lIRはt、S#
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ζOFEO体を31/krOk&気流中で、室温から1
soo”ctでは100いrO昇昇温変度1100℃か
ら1400℃までは11’C/MO昇温速度でm熱し、
1400”CでS時間保持して電化焼結しえ。
soo”ctでは100いrO昇昇温変度1100℃か
ら1400℃までは11’C/MO昇温速度でm熱し、
1400”CでS時間保持して電化焼結しえ。
得られ1IL−鐘体を)&寥−気中、1780℃で12
0分間加熱鵡麿して緻密化しえ。
0分間加熱鵡麿して緻密化しえ。
焼結体の嵩密t3.23Md、!1点−け強さ$11C
r/m/(室温)、圧粉体からの収縮率7%であつ九。
r/m/(室温)、圧粉体からの収縮率7%であつ九。
実施例2〜8
粒径の異なる各成分の粉末を表に示した組成で配合し、
実施例1と同様の方法で圧物体とした。
実施例1と同様の方法で圧物体とした。
圧粉体を拘気流中で表に示した焼結条件で焼結した。得
られ九焼結体の嵩一度、3点曲げ強さく室温)、収縮率
を調定した0以盾 表に示す。
られ九焼結体の嵩一度、3点曲げ強さく室温)、収縮率
を調定した0以盾 表に示す。
発明の効果
以上O説明で明らかなように、本発明方法によって得ら
れた窒化ケイ素の焼結体は、その機械的強度が高い、し
かも焼結時における収縮率が小さく寸法変化が少ないの
で、所望する形状の焼結体を寸法精度よく作製すること
ができ、その工業的価値は大である。
れた窒化ケイ素の焼結体は、その機械的強度が高い、し
かも焼結時における収縮率が小さく寸法変化が少ないの
で、所望する形状の焼結体を寸法精度よく作製すること
ができ、その工業的価値は大である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 t 粒#に25w5以下の金属ケイ素の粉末と窒化ケイ
SO粉末と周期律表1a族の酸化物の粉末と酸化アルR
1りム0粉末とから成る混合粉末を、加圧底形して圧扮
体とし、ついで、前、配圧II体を窒化焼結し良後。 得られた焼結体を非酸化性雰囲・気中で1760〜18
300の温度で緻密化するヒとを特徴とする窒化ケイ素
焼結体0製造方法。 1 前記温金粉末が、更に、窒化アル1.−ラム、酸化
チタエク^、酸化ジルコニウムから選ばれる多くとも1
110化合物の粉末を含有し九特許請求0@1l111
項記載の窒化ケイ素焼細体O調造方法。 龜 前記1舎場末が1粒@2#畷以下0金属ケイ素O幹
末60〜90重量へと粒径l#拳以下の周期律表11m
1io酸化物0粉末10重量%以下と粒SO,SμlR
以下の酸化アル(ニウムの粉末5重量%以下と残Sa粒
@2fiwi以下O窒化ケイgo粉末とから成る特許請
求の範−謳1項記載の窒化ケイ素鉤結体O製造方法。 表 前記混合粉末が、更に1粒@l細以下の窒化アル擢
エウ^の粉末5重量%以下、粒@0.6μ禦以下O酸化
チタニウムO粉末1重量以下、粒径0.5 #l以下O
II化ジルコニウムの粉末1重量%以下の少くなくと%
1114)を特徴とする特許請求の範883項記載の窒
化ケイ素焼結体の製造方法。 翫 前記窒化処理を、窒素ガス中、 120G−100
℃の温度域で行なう特許請求の範■第1項記載の窒化ケ
イ素焼結*0製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56192367A JPS5895658A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56192367A JPS5895658A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5895658A true JPS5895658A (ja) | 1983-06-07 |
JPH0224789B2 JPH0224789B2 (ja) | 1990-05-30 |
Family
ID=16290098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56192367A Granted JPS5895658A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5895658A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4578363A (en) * | 1984-01-23 | 1986-03-25 | Kennecott Corporation | Silicon carbide refractories having modified silicon nitride bond |
JPS6344929A (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-25 | N R D:Kk | 衝撃圧縮による高密度セラミツクス粉末成形体の製造方法 |
US4746635A (en) * | 1985-05-25 | 1988-05-24 | Kabushiki Kaisha Riken | High strength and high hardness alumina-zirconia-silicon carbide sintered ceramic composite and its manufacturing process |
EP1256368A2 (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-13 | Asahi Glass Company Ltd. | Method for sealing a silicon nitride filter and composition for sealing |
US7588628B2 (en) | 2002-08-28 | 2009-09-15 | Noritake Co., Limited | Microporous ceramic materials |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56192367A patent/JPS5895658A/ja active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4578363A (en) * | 1984-01-23 | 1986-03-25 | Kennecott Corporation | Silicon carbide refractories having modified silicon nitride bond |
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JPS6344929A (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-25 | N R D:Kk | 衝撃圧縮による高密度セラミツクス粉末成形体の製造方法 |
JPH0521020B2 (ja) * | 1986-08-11 | 1993-03-23 | Enu Aaru Deii Kk | |
EP1256368A2 (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-13 | Asahi Glass Company Ltd. | Method for sealing a silicon nitride filter and composition for sealing |
EP1256368A3 (en) * | 2001-05-11 | 2002-12-18 | Asahi Glass Company Ltd. | Method for sealing a silicon nitride filter and composition for sealing |
US7118706B2 (en) | 2001-05-11 | 2006-10-10 | Asahi Glass Company, Limited | Method of sealing a silicon nitride filter |
US7588628B2 (en) | 2002-08-28 | 2009-09-15 | Noritake Co., Limited | Microporous ceramic materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0224789B2 (ja) | 1990-05-30 |
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