JPS5921579A - 炭化珪素焼結成形体とその製造方法 - 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】 本発明は、炭化珪素焼結成形体とその製造方法に関する
ものであり、本発明者らがさきに出願した発明（特願５
６−４４１０９号）に関連するもので希土類元素の酸化
物と、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化リチウム、
酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化
カルシウム、酸化チタニウム、酸化バナジウム、酸化ク
ロム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッ
ケル、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化テクネチウム、
酸化バリウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化
トリウムとの中から選ばれるいずれか少くとも１種以上
とを含有させた炭化珪素焼結性形体とその製造方法に関
するものである。

炭化珪素は高温強度、耐熱衝撃性、耐酸化性、耐磨耗性
ならびに耐クリープ性に優れているため、耐熱用成形体
、高温用発熱体等に使用されており、近年になってさら
に高温構造材料あるいは耐磨耗材料の分野へ用途が急増
している。

しかしながら、炭化珪素（以下炭化珪素をＳｉＣと称す
）は難焼結性であるため、これ自体だけでは緻密で強度
の大きい焼結成形体を得ることが困難である。したがっ
てかかる焼結成形体を製造するには、焼結助削としてＡ
ｌ２Ｏ３、酸化鉄、ＡｌＮ、ＢｅＯ、Ｂｅ、Ｂ、Ｂ４Ｃ
、ＢＮ、Ａｌ、ＡｌＰＯ４を添加、混合してホットプレ
スする方法、ＳｉＣとＣの混合粉の成形体を溶融または
ガス状Ｓｉと反応させる反応焼結法が行われている。し
かしこれらの方法によっては複雑な形状の成形体を製造
することは困難であり、また量産するのに適していない
。以上の方法のほかに今日最も優れている方法として無
加圧焼結方法がＳｉＣ焼結成形体の製造に用いられるよ
うになっている。この方法は例えば米国特許出願４０９
０７３号に記載されているようにＣとＢを焼結助剤とし
てＳｉＣ粉に添加、混合後成形した生成形体を無加圧下
で焼結させる方法である。

この方法で製造された炭化珪素焼結成性体においてはＢ
とＣとの反応により生成した炭化ホウ素が炭化珪素粉の
焼結を促進している。ホットプレス法で使用されている
酸化物焼結助剤を無加圧焼結法で使用しても焼結促進の
効果は全くないことが知られており、一般的には炭化珪
素の無加圧焼結に対して酸化物は有害物と考えられてき
た。

本発明者らはさきに希土類酸化物ならびに酸化アルミニ
ウム、酸化ホウ素が炭化珪素の焼結助剤として有効であ
ることを発見した。

本発明は、前記発明後さらに研究を重ねた結果、希土類
酸化物、酸化ホウ素、酸化アルミニウムと、従来知られ
ていない焼結助剤とを組合せることにより、ＳｉＣ粉の
焼結を一段と促進したり、あるいはＳｉＣ焼結成形体の
性質、特には靭性を改善出来ることを発明したことにも
とづく新規なＳｉＣ焼結成形体とその製造方法を提供す
ることを目的とするものであり、特許請求の範囲記載の
ＳｉＣ焼結成形体ならびにその製造方法を提供すること
によって前記目的を達成することができる。

次に本発明を詳細に説明する。

本発明の第１発明のＳｉＣ焼結成形体は、希土類元素酸
化物（以下希土類元素酸化物をＲ酸化物と称す）のなか
から選ばれる何れか少くとも１種を０．０１〜６５．０
０原子％、下記の金属元素酸化物（以下金属元素酸化物
をＭ酸化物と称す）のなかから選ばれる何れか少くとも
１種を０．０１〜７０．００原子％を含有し、残部が実
質的にＳｉＣからなる焼結成形体である。

本発明の焼結成形体に含有されるＲ酸化物はＳｃ、Ｙ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の酸化物のなかか
ら選ばれる何れか１種または２種以上であり、またＭ酸
化物はＬｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ
、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｂａ、Ｔｃ、Ｔａ、Ｗ、およびＴｈの酸化物のな
かから選ばれる何れか１種または２種以上である。これ
ら酸化物はＳｉＯ粉の表面エネルギーを低下させて焼結
反応を促進させてＳｉＣ同士を結合させる機能を有する
ものと考えられる。

本発明者等は、従来知られたＣとＢを焼結助剤として用
いたＳｉＣ焼結成形体と本発明の第１発明の成形体とに
ついて高温における耐酸化性を調査した結果、本発明の
酸化物を含有するものは重量増加がわずかであるが、従
来のものは約２倍以上の重量増加が認められた。また本
第１発明の焼結成形体は高温における強度の劣化が極め
て少なく、前記焼結成形体を１３５０℃空気中で１００
時間処理した場合、強度劣化はほとんどなかったが、前
記従来の焼結成形体の強度は半分に低下した。また本発
明品であって特にジルコニアを焼結助剤としたものにつ
いては焼結成形体の靭成が大きく、従来のＲ酸化物のみ
を含む焼結成形体に比べて試料間での性質のバラツキが
少く、ワイプルプロットより求めたｍ値は１０以上であ
り、平均曲げ強度は４割以上大きい。

本発明の第１発明の焼結成形体においてＲ酸化物が０．
０１原子％より少ないと成形体の強度が弱く、一方６５
．００原子より多いと焼結成形体中にＳｉＣが少なくな
るためＲ酸化物は０．０１〜６５．００原子％の範囲内
にする必要がある。またＭ酸化物の量を０．０１原子％
以下とすると、Ｒ酸化物のみを焼結助剤とする成形体と
変らなくなり、一方、７０．００原子％以上とすると、
焼結成形体中にＳｉＣが少なくなるためＭ酸化物の量は
０．０１〜７０．００原子％の範囲内にする必要がある
。

本発明の第２発明のＳｉＣ焼結成形体のなかで、Ｒ酸化
物とアルミニウム酸化物（以下アルミニウム酸化物をＡ
ｌ酸化物と称す）およびＭ酸化物とを含有するものは、
従来知られていたＡｌ２０３、ＡｌＮを含有する焼結成
形体、またＲ酸化物とＡｌ２Ｏ３を含有する従来のもの
に比べ、特にジルコニアを含むものは靭性にすぐれ、試
料間での性質のバラツキも小さく、ｍ値は１２以上と大
きく、平均曲げ強度も４割大きくなっている。

またＲ酸化物とホウ素酸化物（以下ホウ素酸化物をＢ酸
化物と称す）とＭ酸化物とを含有する本第２発明の焼結
成形体は、従来のＢとＣを焼結助剤として使用したもの
、またはＲ酸化物とＢ酸化物を含有する焼結成形体に比
し、特にジルコニアを含むものについては、靭性にすぐ
れ、ｍ値が１４以上と大きく、平均強度は３割以上大き
く、クリープ特性にも優れている。

本第２発明の焼結成形体において、Ａｌ酸化物、Ｂ酸化
物およびＭ酸化物とをＲ酸化物と共に含有するものはホ
ウ素系ガラスで焼結されたＳｉＣ焼結体に比し、高温強
度は５倍以上大きく、使用限界温度は数百度高い。また
従来のＲ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｂ酸化物を含む従来品と
比較すると本発明のＭ酸化物、特にそのうちのジルコニ
アを含有する焼結成形体においては靭性の改善が著るし
く、ｍ値が１０以上と大きく、かつ強度の試料間でのバ
ラツキが少いため平均強度は５割も大きくなっている。

本第２発明の焼結成形体において、Ｒ酸化物は０．０１
原子％より少ないと強度が弱く、一方６５．００原子％
より多いと、焼結成形体中にＳｉＣが少なくなるためＲ
酸化物は０．０１〜６５．００原子％の範囲内にする必
要がある。

Ａｌ酸化物、Ｂ酸化物のなかから選ばれる何れか少くと
も１種が５０．００原子％より多いと焼結成形体中にＳ
ｉＣが少なくなるため５０．００原子％以下にする必要
がある。

また、Ｍ酸化物の添加量が０．０１原子％より少ないと
、ＳｉＯ焼結成形体の性質、特に靭性の改善効果が小さ
く、７０．００原子％より多いと焼結成形体中に残るＳ
ｉＣの量が少なくなるためＭ酸化物の量は０．０１〜７
０．００原子％の範囲内にする必要がある。

次に本発明のＳｉＣ焼結成形体の製造方法について説明
する。

本発明によれば、ＳｉＣとしてα−ＳｉＣ、β−ＳｉＣ
、アモルファスＳｉＣの何れか少なくとも１種を使用す
ることができ、微粒のβ−ＳｉＣ、アモルファスＳｉＣ
の何れか少なくとも１種にα−ＳｉＣを０．１〜１０重
量％の範囲内で混合したものを原料として用いると、Ｓ
ｉＣ粒の不均一成長を抑制することができるので、高温
強度、耐クリープ性を向上させることができることが判
った。

なおＳｉＣ原料としては、ＳｉＣ粉のほかさらにＳｉと
Ｃとの結合を有する化合物、例えば有機珪素化合物ある
いは有機珪素高分子化合物をもそのままあるいはＳｉＣ
粉と混合して用いることができる。

本発明によれば、焼結助剤として下記（イ）、（ロ）よ
りなるものをそれぞれ用いることができる。

（イ）下記（ａ）群９９．９重量％以下を含有し、残部
が実質的に下記（ｂ）群よりなる焼結助剤。

（ロ）下記（ａ）群９９．９重量％以下、（ｃ）群９９
重量％以下を含有し、残部が実質的に下記（ｂ）群より
なる焼結助剤。

（ａ）剤；Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、
Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈａ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、お
よびＬｕのなかから選ばれる何れか少くとも１種の元素
あるいはそれらの化合物。

（ｂ）群；Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｔｃ、Ｔａ、Ｗ、およびＴｂの元素の
なかから選ばれる何れか少なくとも１種の元素あるいは
それらの化合物。

（ｃ）群；Ａｌ、ＢおよびＣのなかから選ばれる何れか
小くとも１種の元素あるいはそれらの化合物。

上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、群の元素の化合物として
はそれぞれの酸化物または複合酸化物、水酸化物、水酸
化物の酸化付加物、燐酸塩、炭酔塩、塩基性炭酸塩、硝
酸塩、硫酸塩、有機酸塩、ハロゲン化物、有機金属化合
物、配位化合物、アルコレート等を用いることができる
。

これら焼結助剤の化学種のうち、水酸化物の酸付加物は
水酸化物と酸とを反応させて合成される。

水酸化物中の金属元素の当量より少い当量の酸と水酸化
物とを反応させると、酸が水酸化物中の一部の金属元素
と反応した形の酸付加物が生成し、これは水に溶解する
。ここで用いられる酸は塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、燐
酸、過塩素酸、炭酸、有機酸（ギ酸、酢酸、プロピオン
酸、酒石酸、フマール酸、乳酔、シュウ酸、ステアリン
酸、マレイン酸、安息香酸、リンゴ酸、マロン酸、クエ
ン酸、酪酸等）その他である。

本発明によれば、炭化珪素粉と焼結助剤とを混含成形体
用の混合原料とするためには、次の４つの方法が有効で
ある。その１番目の方法は、溶媒に溶解しない焼結助剤
（酸化物、水酸化物、金属元素等）と炭化珪素粉との混
合である。この場合、液体を使わない乾式混合では、混
合機を使い充分な混合が達成されるに必要な時間混合す
ることによりこの混合は完了されるか、湿式混合におい
ては水あるいはアルコール等の溶媒と粉とをまぜ、混合
機で充分な混合が達成されるに必要な時間混含すること
により、２種以上の粉の混合は完了される。その２番目
の方法は、焼結助剤の科学種（例えば水酸化物の酸付加
物、硝酸塩、硫酸塩、有機酸塩、塩基性炭酸塩、炭酸塩
、燐酸塩、過酸素酸塩、ハロゲン化物、有機金属化合物
、アルコレート、配位化合物等）が溶的に溶ける場合に
用いられる方法であり、焼結助剤を溶解する溶媒、例え
ば水、アルコール類、エーテル類、ケトン類、炭化水素
類、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ等の溶媒に溶解し、炭化珪素粉と
混合機で充分な混合が達成されるまで必要な時間混合す
る。この混合では炭化珪素粉の表面を薄い焼結助剤の膜
でおおうことができるため、焼結助剤の量は少なくても
、大きな焼結効果を得ることができる。溶液に溶解する
焼結助剤の化学種と溶媒との例としては次のようである
。

水酸化物の酸伺加物は水に溶解する。アルコレートのう
ちのあるものはエーデへ類、芳香族炭化水素類に溶解す
る。錯体のうちのあるものは水、アルコール類、エーテ
ル類、炭化水素類等に溶解する。有機金属化合物は炭化
水素類、エーテル類等の不機溶媒に溶解ずろ。硝酸塩、
硫酸塩、有機酸塩、ハロゲン化物のうちのあるものは水
に溶解する。第３番目の方法は、焼結助剤のうち室温で
液体かあるいは加熱により液体となるもの（例えば有機
金桐化合物、錯体、有機酸塩の一部）を使用する場合に
用いられる方法である。焼結助剤と炭化珪素粉とをまぜ
合せ、室温又は加熱して温度を上げ、混合機を用いて充
分な混合が達成されるまで混合する。第４番目の方法は
、第１番目から第３番目までの方法を組合せたもので、
例えば焼結助剤に１種あるいは２種以上の化合物を用い
る時、溶媒に溶解しない化学種と、焼結助剤の溶液を炭
化珪素粉に混合する方法である。

上記混合には通常粉体の混合あるいは混練に用いられる
機械を使用することができる。

混合する雰囲気は空気、炭酸ガス、酸素ガス等の少なく
とも１種からなる酸化性ガス雰囲気、窒素、アルゴン、
ヘリウム、水素、ネオン、一酸化炭素、炭化水素等の少
なくとも１種からなる非酸化性ガス雰囲気あるいは０窒
の３つの何れかの雰囲気である。簡便には空気中で混合
する。空気中の混合では、有機金属化合物、アルコレー
ト、錯体のうちの一部の化合物およびハロゲン化物は混
合中に酸素、炭酸ガスあるいは水と反応して酸化物、水
酸化物、炭酸塩となる。これらの化合物は超微粒子とな
って炭化珪素粉の表面に付着するため、焼結を促進する
効果が大きくなる。

次に上述のようにして得られた混合原料を所望の生成形
体に成形する。この成形において、セラミックス産業及
びその他の粉体を扱う産業界において、一般に使用され
ている従来のいずれの成形枝術を適用しても、生成形体
を製造することができる。

なお、焼結助剤を粉体の形で炭化珪素粉と混合した混合
原料にあっては、これを金型に入れてプレス成形する際
に１重量％程度のステアリン酸及びその塩のような潤滑
剤を小量塗布すると成形が容易になるので有利である。

この成形時に用いる加圧は従来の片押プレス、両押プレ
ス、静水圧プレス、その他の方式を用いることができる
。簡単な形状の成形体は加圧したままで、次の工程の処
理を施すことができるが、複雑な形状のものはプレス成
形体を研削、フライス削等圧より整形する必要が生ずる
。この整形のため成形体の強度が必要な場合には３００
〜１６００℃の温度範囲内で酸化性、非酵化性、真空の
いずれかで予備焼成してもよい。また混合原料をスリッ
プ鋳造することも可能である。このスリップ鋳造におい
て、混合工程で溶媒な使用しない場合には、分散媒体に
好適には水を用い、凝集防止剤を添加し、炭化珪素粉と
焼結助剤とを加えた後数時間混合してスリップ鋳造用原
料が調製される。一方混合工程で溶媒を使用するときは
、その溶媒の量を多くすればそのままスリップ鋳造用原
料になる。

これらスリップ鋳造用原料を従来のスリップ鋳造技術に
従って、焼石こう等の型に流し込んで生成形体を得るこ
とができる。炭化珪素混合原料をペーストにして押し出
し射出成形することができる。

このペーストを形成するためには、溶媒の他に結合剤を
用いることが有利である。この結合助剤には、例えばポ
リビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ワック
ス等の焼結時に揮酸して残清が認められない程度の物質
が有効である。焼結助剤の化学種からなる溶液が粘性を
もつ場合、すなわち水酸化物の酸付加物を用いるときは
結合剤なしで良好なペーストを得ることができる。ここ
では焼結助剤が結合剤をもかねており、水酸化物の酸付
加物がペーストに粘性を与え、かつ焼成時には焼結助剤
の働きをする。

本発明によれば、次に前記ＳｉＣ生成形体を焼成する。

この焼成に用いる炉は通常の焼成炉であるが、炉雰囲気
を酸化性、非酸化性、真空等に変形させることができる
ような炉を用いると便利である。焼成温度は１６００〜
２３００℃の範囲内である。

１６００℃より低いと焼結反応はほとんど生起せず、一
方２３００℃より高いとＳＩＣの分解が顕著になるため
不適当である。炭化珪素成形体の焼結はこの温度範囲で
完了されるが、焼結助剤の量が多いと焼結は比較的低温
で完結する。焼成温度は１６００℃以上と高温になるこ
とから焼成を２つの段階すなわち低温焼成と高温焼成に
分けて行うのは、特に成形体の形状が大きいとき、ある
いは焼結助剤に焼成中にガスが発生する化学種を使用す
るとき有効である。焼成の雰囲気として、高温焼成では
非酸化性又は真空が望ましい。非酸化性雰囲気としては
酸素の含有量の少ない窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオ
ン、水素および一酸化炭素ガス雰囲気あるいは炭素ある
いはＳｉＣで囲繞した雰囲気を使用する。ガス雰囲気の
圧力は高圧が望ましいが、経済的には不利であり、１気
圧以下でも良い結果を得ることができる。一方低温焼成
においては、かならずしも非酸化性雰囲気又は真空にす
る必要はない。炭化珪素の酸化が著るしくない１３００
℃以下での焼成は、雰囲気として空気のような酸化性で
も良い。この場合焼結助剤に使用する化学種のうち酸化
物以外のものでは、焼成中に反応して酸化物となるが、
焼結助剤の働きは酸化物のときその働きが著るしいので
、低温焼成中に焼欠如剤が酸化物となるのは不都合なこ
とではない。焼結助剤に前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）群
それぞれに示した元素もしくはそれらの化合物を使用す
ると、これらの高温での酸化を完全に防ぐことは不可能
で、一部分あるいは全部酸化されてしまう。しかしこの
場合でも生成した酸化物が焼結助剤としての機能を果す
ので、酸化による不利益は起らない。

焼成目標温度に到達する昇温速度は成形体の形状により
異なり、大きいものほどゆっくり昇温するのが望ましい
。１６００℃までの焼成成では成形体の焼結も余り進行
しないので、急速例えば１時間で昇温してもよいが、焼
結助剤に酸化物と金属以外のもので熱により分解される
化合物を用いると、低温焼成中に加熱による反応が生起
し、わずかではあるがガスも発生するので昇温は急激で
ない方が望ましく、室温から１６００℃まで３時間以上
からなることが望ましい。１６００℃以上では焼結によ
り成形体は収縮するので、焼成目標温度まで７℃／分よ
りゆっくり昇温すると良好な結果が得られる。

焼成して得られた焼結成形体のうち、出発原料に希土類
元素あるいは希土類元素化合物と金属元素あるいはその
化合物を加えた成形体にあっては、焼成中に希土類化合
物（主に酸化物）と金属元素の化合物（主として酸化物
）の中で化合物を生成し得るものは化合物となり、この
化合物がＳｉＣの表面エネルギーを低下させ、焼結を促
進する。

一方化含物を作らない場合には焼成中に希土類元素化合
物および金属元素化合物（主に酸化物）の一部は炭化硅
素中に固溶し、かつ炭化珪素の一部は希土類元素化合物
および金属元素化合物（主に酸化物）中に固溶し、その
結果炭化珪素粉の焼結は促進されている。これに対し焼
結助剤に希土類元素および金属元素と炭素あるいはそれ
らの化合物を使用した場合、焼成中に炭素あるいはその
化含物は共有する希土類元素、あるいはそれらの化合物
ならびに炭化珪素表面のＳｉＯ２と反応し、かなりの部
分はガスとなって系外へ揮散し、残りの一部は炭化珪素
中に拡散してゆく。この結果、炭化珪素表面は活性化さ
れ、同時に希土類元素化合物および金属元素化合物（主
に酸化物）と炭化珪素の相互拡散は、炭化珪素中に固溶
した炭素により容易になり焼結反応速度は大きくなる。

また添加された炭素のうち、わずかの量はＳｉＣ焼結成
形体中に残り、焼結成形体の強度と硬度とを大きくする
効果がある。

希土類元素あるいはその化合物に、アルミニウム、ボロ
ンあるいはその化合物のうちの何れか少なくとも１種と
さらに金属元素あるいはそれらの化合物のうち何れか少
なくとも１種とを加えた焼結助剤を使用した成形体にお
いては、希土類元素あるいはその化合物はアルミニウム
、ボロンあるいはその化合物と反応して化合物となるか
固溶体となる。この化合物あるいは固溶体中へ金属元素
あるいはそれらの化合物の一部はわずかながら化合ある
いは固溶することができる。前記化合物ならびに固溶体
中にはＳｉＯ２の化合ならびに固溶は当然のことである
。前記化合物ならびに固溶体中のアルミニウム、ボロン
は容易に炭化珪素中に拡散するため、希土類化合物（主
に酸化物）中への炭化珪素の拡散速度が大きくなり、そ
の結果焼結反応速度は希土類元素と金属元素とを添加し
たものの暁結反応速度より大きくなる。焼結助剤に希土
類元素、金属元素およびアルミニウム、ボロン、炭素あ
るいはその化合物を使用した焼結成形体において、炭素
ならびにアルミニウム、ボロンは、前記希土類元素と金
属元素とに炭素あるいはアルミニウム、ボロンを加えた
時と同様の効果をもち、その上両方の効果が加算される
ため、焼成促進の効果が良く表われる。。

次に生成形体中に混合される炭素、炭素化合物としては
、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛粉、炭
杓、活性炭、高分子量芳香族化合物（例えばタール、ピ
ッチ）、焼成により炭素が残留する有機化合物（例えば
フェノール樹脂、アニリンフォルムアルデヒド樹脂、ク
レゾールフォルムアルデヒド樹脂、フラン樹脂等）を用
いることができる。

生成形体中に混合された前記炭素あるいは含炭素化合物
は焼成中にＳｉＣ粉表面の存在するＳｉ０２膜と反応し
てＳｉＣとなり、さらにボロンの存在によって生成した
Ｂ４Ｃにより焼結が促進されることは従来知られている
が、本発明においても焼結助剤に炭素とボロンが共有す
る場合には、希土類酸化物の存在下でも前記Ｂ４Ｃによ
る焼結促進効果も一部認められ、より強固に焼結が達成
されるものと本発明者らは考えている。

なお焼成完了時に、加えた炭素はほとんど反応し、焼結
成形中への遊離炭素の残存量を少なくすることが望まし
い。遊離炭素の量の多い焼結成形体は高温での耐酸化性
が悪くなり、高温での使用に不利になるからである。

本発明においては、焼成を無加圧下、あるいは加圧下の
何れかによっても行なうことができ、特に無加圧焼結に
よっても高密度、高強度の成形体を得ることができる。

従来の焼結成形体中には、焼結助剤としてＳｉＣ粉に混
合されたＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＢｅＯ、Ｂ４Ｃ等が
ＳｉＣ粒界に残有するため成形体の強度は理論強度より
相当低くなり、特に高温における強度が焼結助剤の添加
量が多くなるにつれて低くなる傾向がある。このため高
強度、特に高温での強度が要求される焼結成形体を得る
にはＳｉＣ粉に混合される焼結助剤の量を少なくするこ
とが望ましい。

本発明によれば、ＳｉＣ粉に混合された焼結助剤は、一
部分はＳＩＣに固溶するものの、大部分は粒界に析出す
る。この粒界析出物がＳｉＣ焼結成形体の性質の中で、
特にＳｉＣの欠点である脆性を改善する。その作用機構
の一部を考察すると次のようになる。

焼結助剤に例えばＺｒＯ２を配合したものでは、粒界に
析出したＺｒＯ２の結晶はＲ酸化物、酸化アルミニウム
、酸化ホウ素の作用により、一部分又は全部正方晶とな
っている。この正方晶は高温安定形であり、室温では準
安定形として存在している。このＳｉＣ焼結成形体へ外
部から応力を作用させると、一定応力以上で内部に小さ
い亀裂が発生する。正方晶はこの亀裂の破断エネルギー
を吸収して単斜晶へ転位するため、小さい亀裂の拡大が
さまたげられ、ＳｉＣ焼結成形体はより大きな応力に耐
えられるようになる。他方、例えば焼結助剤にＦｅ２Ｏ
３を混入したものにおいては、粒界に析出するＦｅ２Ｏ
３は、Ｒ酸化物、酸化アルミニウム、酸化ホウ素の作用
により、細長い繊維状の形状になる。

この焼結成形体に外部から応力を作用させると、一定応
力以上で内部に小さい亀裂が発生する。繊維状酸化物は
この亀裂の方向とエネルギーを分散することで亀裂の拡
大を阻止するため、ＳｉＣ焼結成形体はより大きな応力
に耐えることができるようになる。さらには前記二つの
作用機構が同時に働く場合もあり、その時は前記亀裂の
拡大阻止効果はより大きく働くため、ＳｉＣの脆性は著
るしく改善される。この酸化物の粒界析出物は、ＳｉＣ
焼結成形体の脆性を改善する効果をもっているが、しか
しその量が多くなると、強度と硬度がＳｉＣのそれより
小さくなり、特に高温での低下が著るしい傾向が見られ
る。一方焼結助剤の量を少なくすると、強度ならびに硬
度はＳｉＣのそれとほぼ等しく、かつ高温でのそれらの
低下も小さいが、脆性の改善も少ししかなされず、焼結
性も悪くなり、無加圧下での焼結が困難になってくる。

前記の焼結助剤の混合量より少なくした場合には自己焼
結性を補なうために加圧下で焼成することが有利である
。なお加圧焼成は通常のホットプレス、熱間静水圧プレ
ス、雰囲気加用焼成等によることができる。

次に本発明において成分組成を限定する理由を説明する
。

本発明の第１発明の炭化珪素焼結成形体において、Ｒ酸
化物の含有量は原子％で０．０１％より少ないと強度の
大きい焼結成形体の製造が困難であり、一方６５．００
％より多いと焼結成形体中にＳｉＣが少なくなるため強
度の大きい焼結成形体の製造が困難であるので、Ｒ酸化
物の含有量は原子％で０．０１〜６５．００％の範囲内
にする必要があり、またＭ酸化物の量を０．０１原子％
以下にすると、Ｒ酸化物のみを焼結助剤とするときと変
りなく、焼結成形体の性質、特に靭性の改善が十分でな
く、一方７０．００原子％より多いと、焼結成形体中に
ＳｉＣが少なくなり強度が低下するため、Ｍ酸化物の量
を０．０１〜７０．００原子％の範囲内とする必要があ
る。

本発明の第２発明の炭化珪素焼結成形体においてＲ酸化
物の含有量が原子％で０．０１％より少ないと強度の大
きい焼結成形体の製造が困難であり、一方６５．００％
より大きいと焼結成形体中にＳｉＣが少なくなるため、
強度の大きい焼結成形体の製造が困難であるので、Ｒ酸
化物の含有量は原子％で０．０１〜６５．００％の範囲
内にする必要がある。

アルミニウムおよびまたはボロンの酸化物の含有量が原
子％で０．０１％より少ないと充分強度の大きい焼結成
形体を製造することができず、一方５０．００％より多
いと同様に焼結成形体中にＳｉＣが少なくなるため、充
分強度の大きい焼結成形体を製造することができないの
で、アルミニウムおよびまたはボロンの酸化物の含有量
は原子％で０．０１〜５０．００％の範囲内にする必要
があり、さらにＭ酸化物の量を０．０１原子％より少な
くすると、焼結成形体の性質、特に靭性の改善が充分で
なく強度が大きくならず、一方７０．００原子％より大
きいと焼結成形体中にＳｉＣが少なくなり強度が低下す
るので、Ｍ酸化物の量を０．０１〜７０．００原子％の
範囲とする必要がある。

本発明製造方法において、ＳｉＣ粉に対して添加混合さ
れる焼結助剤の量は特許請求の範囲第３項に記載の（イ
）の場合にあっては、焼結助剤中の希土類元素あるいは
それらの化合物（（ａ）群）および金属元素、あるいは
それらの化合物（（ｂ）群）を構成する元素の酸化物換
算量とＳｉＣとの和を１００原子％とするとき、その酸
化物換算量で（ａ）群は０．０１〜７０．０Ｏ原子％、
（ｂ）群は０．０１〜７５．００原子％の範囲内にする
必要があり、（ａ）群が０．０１原子％より少ない場合
、あるいは７０．００原子％より多いと焼結成形体中に
残るＳｉＣの量が少なくなるため、いずれも強度の大き
い焼結成形体を得ることはできず、また（ｂ）群が０．
０１％より少ないと、焼結成形体の性質、特に靭性の加
善が充分でなく、一方、７５．００原子％より大きいと
焼結成形体中に残るＳｉＣの量が少なくなり強度が低下
する。

また特許請求の範囲第３項に記載の（ロ）の場合にあっ
ては、焼結助剤中の上記（ａ）群、（ｂ）群およびＡｌ
、Ｂ、Ｃあるいはそれらの化合物（（ｃ）群）のを構成
する元素の酸化物換算量とＳｉＣとの和を１００原了％
とするとき、その酸化物換算量で（ａ）群は０．０１〜
７０．００原子％、（ｂ）群は０．０１〜７５．００原
子％、および（ｃ）群は０．０１〜５５．００原子％の
範囲内にする■■があり、上記範囲を外れると強度の充
分大きい焼結成形体を製造することができなくなる。

本発明の炭化珪素焼結成形体は特許請求の範囲第１およ
び２項記載の成分より構成されている、しかし前記特許
請求の範囲には記述されないが、本発明の炭化珪素焼結
成形体の製造において使用されるＳｉＣ原料に含有され
る不純物を本発明の炭化珪素焼結成形体は当然含むこと
となる。従ってこのような炭化珪素焼結成形体も本発明
の一部をなしている。

次に本発明を実施例について説明する。

実施例１ 酸化スカンジウム１ｇと酸化アルミニウム１ｇおよび酸
化鉄１ｇとを、２７．０ｇの平均粒径０．４０μｍのα
−ＳｉＣに加えた。さらにアルコールを加えてメノー製
乳鉢で３時間混合した。この混合粉体を乾燥また後、金
型に入れ、両押プレスで成形し生成形体を得た。この生
成形体を黒鉛発熱体を使ったアルゴン雰囲気のタンマン
炉で２００℃／時間の昇温速度で１８５０℃まで昇温し
、１８５０℃に１時間保持し、炭化珪素焼結成形体を得
た。この炭化珪素焼結成形体の線収縮率は１５％であり
、その比重は３．１４であった。この炭化珪素焼結成形
体の曲げ強度をスパン２０ｍｍ、荷重速度０．５ｍｍ／
分の条件で３点曲げ法にて測定すると、室温では８５Ｋ
ｇ／ｍｍ２、１１００℃では６５Ｋｇ／ｍｍ２、１４０
０℃では７５Ｋｇ／ｍｍ２であった。

この成形体は高温での耐酸化性にすぐれ、１３５０℃で
酸素中での酸化試験を１００時間行ったが、ほとんど重
量増加はなかった。またワイプルプロットより求めたｍ
値は１０である。

実施例２ 酸化イツトリウム９ｇを１８０ｍｌの２Ｎ塩酸溶液に溶
解した後、４０ｍｌのアンモニア水を加えて水酸化物を
沈澱させ、ろ過して水酸化イットリウムを得た。この水
酸化イットリウムを２６０ｍｌのＰＨ２のギ酸溶液に混
入し、３時間室温で攪拌し、水酸化物とギ酸を反応させ
た、この反応溶液を減圧下で濃縮後、さらに真空中で乾
燥させて、水酸化イットリウムの酸付加物１８．５ｇを
得た。一方アルミニウムイソプロポキシド３０ｇを１２
０ｍｌのベンゼンに溶解し、２００ｍｌの１Ｎの塩酸溶
液を加えた。

アルミニウム水酸化物は生成と同時に塩酸と反応し、数
時間ですべての反応は完了した。この反応溶液のうち水
溶液を減圧下で濃縮した後、真空中で乾燥して２０ｇの
水酸化アルミニウムの酸付加物を得た。１．５ｇの水酸
化イットリウムの酸付加物と１．５ｇのアルミニウム水
酸化物の酸付加物を水にとかし、この溶液へ平均粒径０
．５μｍのＺｒＯ２６ｇと平均粒径０．２７μｍのβ−
ＳｉＣ（５％のα−ＳｉＣを含む）２１ｇを加えて混合
した後、水を蒸発させて乾燥した。この乾燥粉体を８×
３６ｍｍの金型につめ、両押プレスで成形し生成形体を
得た。この生成形体を空気中で１００℃／時間の昇温速
度で５００℃まで焼成し、さらに窒素気流中で２００℃
／時間の昇温速度で１４００℃まで焼成した後、整形し
形状をととのえた。さらにこの１４００℃焼成体を黒鉛
坩堝に入れ、試料の周囲に１００μｍのα−ＳｉＣ粉を
つめ、高周波発振機を用いて、２００℃／時間の昇温速
度で１９００℃まで昇温し、１９００℃に３０分間保持
して炭化珪素成形体を得た。この炭化珪素焼結成形体の
比重は３．１７であり、室温での曲げ強度は９０ｋｇ／
ｍｍ２であった。この炭化珪素成形体は靭性、耐酸化性
、耐熱衝撃性、耐クリープ性にすぐれていることがわか
った。ワイプルプロットより求めたｍ値は１２である。

実施例３ 複合酸化物の酸化アルミニウムイットリウム（Ａｌ２Ｙ
４Ｏ９）を粉砕して２μｍ以下の粒度にし、この２ｇと
１ｇの酸化ベリリウムおよび平均粒径０．４μｍのα−
ＳｉＣ９７ｇとまぜ、混合機で充分混合した。この混合
粉体を内径３５ｍｍφの黒鉛の型につめ、アルゴン雰囲
気にし、２００ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけながら、高周
波発振機を用いて１０℃／分の昇温速度で１９００℃ま
で昇温し、１８５０℃に２時間保持してホットプレスを
完了した。ここで得られた炭化珪素焼結成形体の比重は
３．１８であった。

このものの室温における曲げ強度は９９ｋｇ／ｍｍ２で
あり、１４００℃での高温強度は室温のそれより７％減
少にとどまった。ワイプルプロットより求めたｍ値は１
１である。

実施例１４ 硫酸アルミニウム３ｇを水に溶解し、８１ｇの平均粒径
１μｍのα−ＳｉＣと１０ｇの酸化カルシウムを加えて
混合機で１時間混合してから乾燥した。

６ｇのランタントリアセチルアャトネトをベンゼンに溶
解し、そこへ前記乾燥粉体を混入し、充分混合した後べ
ンゼンを蒸発させてそのまま空気中に５日間放置して混
合粉体を得た。この混合粉体を８×３６ｍｍの金型に入
れ両押プレスで成形し生成形体を得た。この生成形体を
空気中で１００℃／時間の昇温速度で６００℃まで焼成
し、次いで窒素雰囲気中で２０Ｏ℃／時間の昇温速度で
１４００℃まで焼成し、さらに黒鉛坩堝に入れ高周波発
振磯を用いて２００℃／時間の昇温速度で１４００℃か
ら１９００℃まで昇温し、１９００℃に３０分間保持し
て炭化珪素成形体を得た。この炭化珪素成形体の比重は
３．１１であり、室温での曲げ強度は８５ｋｇ／ｍｍ２
であった。ワイプルプロットより求めたｍ値は１０であ
る。

実施例５ セリウムインソプロポキシド１０ｇとアルミニムムイソ
プロポキシド２５ｇおよびチタニウムイソプロポキシド
１０ｇとをベンゼンに溶解し、平均粒径０．２７μｍの
β−ＳｉＣ（５％のα−ＳｉＣを含有する）２９．０ｇ
を加えて、小型ニーダーにて充分混合した後、ベンゼン
を蒸発させて乾燥した。この乾燥粉体を３日間空気中に
放置した後、２０ｍｍφの金型につめ型押プレスで成形
した後、さらにこれをゴムチューブに入れ、水を圧力媒
体とする静水圧プレスで加圧して生成形体を得た。この
生成形体を空気中で１００℃／時間の昇温速度で５００
℃まで焼成し、次いでアルゴン雰囲気中で１４００℃ま
で２００℃／時間の昇温速度で焼成した後、タンマン炉
を用いアルゴン雰囲気中でで２００℃／時間の昇温速度
で２０００℃まで焼成した。その間線収縮率（５００℃
焼成体基準）は１６％であった。この炭化珪素焼結成形
体の比重は３．１６％であり、室温での曲げ強度は９０
ｋｇ／ｍｍ２であった。ワイプルプロットより求めたｍ
値は１２である。

実施例６ 硫酸プラセオジウム５ｇと、硫酸バナジウム４ｇとを水
に溶解し、平均粒径０．２７μｍのβ−ＳｉＣ（５％α
−ＳｉＣを含有）８０ｇを加えて充分混合した後、水を
蒸発させて乾燥した。この乾燥粉材を金型につめ、両押
プレスで成形し生成形体を得た。

この生成形体を空気中で１００℃／時間の昇温速度で５
００℃まで焼成した後、窒素気流中で２００℃／時間の
昇温速度で１４００℃まで焼成した。この１４００℃焼
成体を黒鉛坩堝に入れ蓋をして高周波発振機を用いて焼
成した。焼成の昇温速度は１４００〜１９００℃を２０
０℃／時間であった。１９００℃に２時間保持して焼成
を終り炭化珪素焼結成形体を得た。この焼結体の比重は
３．０８であり、その室温での曲げ強度は８５ｋｇ／ｍ
ｍ２であった。ワイプルプロットより求めたｍ値は１１
である。

実施例７ 実施例２で合成した酸付加水酸化イットリウムの３ｇと
酸付加水酸化アルミニウム３ｇとを水に溶解し、平均粒
径１μｍのα−ＳｉＣ２０ｇと酸化ニオブ７ｇとを加え
て混合した後、水分を蒸発させて乾燥粉を得た。この乾
燥粉を金型に入れ成形して直径３０ｍｍφ、厚さ５ｍｍ
の生成形体を得た。この生成形体を空気中で１００℃／
時間の昇温速度で５００℃まで焼成した。この５００℃
焼成体を４００℃／時間の昇温速度で１９５０℃まで昇
温し、１９５０℃に３０分間保持して焼結成形体を得た
。この焼結成形体の密度は３．０６で曲げ強度は７３ｋ
ｇ／ｍｍ２である。またワイプルプロットより求めたｍ
値は１０であった。

実施例８ ランタン金属２ｇとホウ素金属１ｇと１ｇのモリブデン
金属とを粉砕した後、９３ｇのβ−ＳｉＣ粉（５％α−
ＳｉＣ含有）に加えてメノー製乳鉢で１時間混合した。

この混合粉体を８×３６ｍｍの金型につめ両押プレスで
圧縮成形して生成形体を得た。

この生成形体を、黒鉛発熱体のタンマン炉に入れ真空中
（１×１０−３ｍｍＨｇ）で３００℃／時間の昇温速度
で室温から１６００℃まで昇温し、１６００℃から２０
００℃までは２００℃／時間の昇温速度で昇温し、２０
００℃に２時間保持して炭化珪素焼結成形体を得た。こ
の炭化珪素焼結成形体の曲げ強度は７０ｋｇ／ｍｍ２で
あり、比重は３．００であった。

実施例９ 硝酸セリウム９ｇを水に溶解し、そこへカーボンブラッ
ク１ｇと平均粒径１μｍのα−ＳｉＣ８６ｇと４ｇの酸
化コバルトとを加え、混合機を用いて３時間混合した。

混合終了後乾燥して、５０ｍｍφの黒鉛製金型につめて
、２５０ｋｇ／ｍｍの圧力をかけながら高周波発振機を
用いて２０００℃まで２時間で昇温し、２０００℃に３
０分間保持してホットプレスを完了した。この焼結成形
体の密度は３．１４であり、その曲げ強度は８０ｋｇ／
ｍｍ２である。またワイプルプロットより求めたｍ値は
１４である。

実施例１０ ルテチウムアセチルアセトネト４ｇとバリウムイソプロ
ポキシド６ｇとをベンゼンに溶解し、酸化ホウ素３ｇと
カーボンブラック２ｇおよび８５ｇのα−ＳｉＣ（平均
粒径１μｍ）を加え、重合機で２時間混合した後、ベン
ゼンを蒸発させて乾燥した。

この乾燥粉体を金型につめ、両押プレスで圧縮成形して
生成形体を得た。この生成形体をシリコニット炉を用い
窒素ガス中で２００℃／時間の昇温速度で１４００度ま
で焼成した。この１４００℃焼成体をアルゴンガス雰囲
気のタンマン炉を用いて、２００℃／時間の昇温速度で
１９５０℃で焼成し、炭化珪素焼結成形体を得た。この
炭化珪素焼結成形体の比重は３．１２であり、その室温
での曲げ強度は７３ｋｇ／ｍｍ２であり、ワイプルプロ
ットより求めたｍ値は１１であった。

実施例１１ 酸化ガドリニウム１０ｇを２５０ｍｌの２Ｎ塩酸溶液に
溶解し、次いで４０ｍｌのアンモニア水を加えて水酸化
ガドリニウムを沈殿させた。この水酸化ガドリニウムを
１Ｎ酢酸溶液２２０ｍｌに加えて５時間反応させて、水
を蒸発除去して水酸化ガドリニウムの酸付加物を得た。

この水酸化物の酸付加物１０ｇと実施例２で合成した水
酸化アルミニウムの酸付加物１０ｇとを水に溶解し、そ
こへ平均粒径０．２７μｍのβ−ＳｉＣ（５％のα−Ｓ
ｉＣ含有）７０ｇと１０ｇの酸化タンタルとを加え、混
合機で２時間混合した。この混合粉体を乾燥器で乾燥し
、黒鉛の金型につめ、２５０ｋｇ／ｍｍ２の圧力をかけ
ながら高周波発振器を用いてアルゴン雰囲気中で１９０
０℃まで９℃／分の昇温速度で昇温し、１９００℃に３
０分間保持して焼結成形体を得た。この焼結成形体の密
度は３．１９であり、その曲げ強度の平均は７５ｋｇ／
ｍｍ２であり、ワイプルプロットより求めたｍ値は１５
であり、従来のＳｉＣ成形体より靭性が大きくなってい
る。

実施例１２ 塩化ジスプロシウム１０ｇを水に溶解し、そこへ平均粒
径１μｍのα−ＳｉＣ８０ｇと酸化アルミニウム３ｇと
酸化タングステン７ｇとを加え、混合機で１時間混合し
た後、空気中に放置して乾燥した。

この粉体を黒鉛製の金型につめ、２５０Ｋｇ／ｃｍ２の
圧力で抽出しながら窒素雰囲気中で高周波発振機を用い
、１０℃／分の昇温速度で１９５０℃まで昇温し、１９
５０℃に３０分間保持し、ＳｉＣ焼結成形体を得た。

この成形体の密度は３．１６であり、平均の曲げ強度は
、８５Ｋｇ／ｍｍ２であり、ワイプルプロットより求め
たｍ値は１３である。

実施例１３ 硝酸ホルミウム１２ｇとホウ酸２ｇとを水に溶解し、そ
こへ８４ｇの平均粒径０．２７μｍのβ−ＳｉＣ（５％
のα−ＳｉＣ含有）と炭酸リチウム２ｇとを加え、混合
機で１時間混合した。この混合体を空気中に放置して乾
燥し、粉砕して粉体とした。この粉体を金型につめ、両
押プレスで圧縮成形して生成形体を得た。この生成形体
を空気中で１００℃／時間の昇温速度で５００℃まで焼
成し、次いで窒素ガス中で２００℃／時間の昇温速度で
１４００℃まで焼成した。この１４００℃焼成体を黒鉛
坩堝に入れ、この黒鉛坩渦を高周波発振機を用いて加熱
し、４００℃／時間の昇温で１４００℃から１９５０℃
まで昇温し、１９５０℃に１時間保持して炭化珪素焼結
成形体を得た。この炭化珪素焼結成形体の比重は３．０
８であり、その曲げ強度は７０ｋｇ／ｍｍ２であり、ワ
イプルプロットより求めたｍ値は１１である。

実施例１４ セリウムアセチルアセトネト１０ｇとエルピウムアセチ
ルアセトネト２ｇとニッケルイソプロポキシド２ｇとを
ベンゼンに溶解し、そこへ１．５ｇのカーボンブラック
と８４．５ｇの平均粒径０．２７μｍのβ−ＳｉＣ（５
％のα−ＳｉＣ含有）を加え、混合機で３０分間混合し
た。この混合体のベンゼンを蒸発させた後粉砕して粉体
とし、空気中に２日間放置した。この粉体を金型につめ
、両押プレスで圧縮成形して生成形体を得た。この生成
形体を窒素ガス中で２００℃／時間の昇温速度で１４０
０℃まで焼成した。この１４００℃焼成体を黒鉛坩堝に
つめ、１４００℃から１９００℃まで４００℃／時間で
昇温し、１９００℃に１時間保持して炭化珪素焼結成形
体を得た。この炭化珪素成形体の比重は、３．１２であ
り、その曲げ強度は７５Ｋｇ／ｍｍ２であり、ワイプル
プロットより求めたｍ値は１０である。

実施例１５ 酸化ランタン２２ｇを１６０ｍｌの２Ｎ塩酸に溶解し、
３０ｍｌのアンモニア水を加えて水酸化ランタンを沈殿
させた。この沈澱をろ過し、乾燥した後２８０ｍｌの１
Ｎ塩酸溶液に溶解し、濃縮して酸付加水酸化ランタンを
得た。この酸付加水酸化ランタン６ｇを水に溶解し、１
．５ｇのカーボンブラックと８７ｇの平均粒径１μｍの
α−ＳｉＣおよび５．５ｇのＭｇＯとを加えて混合機で
３時間混合した。この混合体の水を蒸発させて粉砕して
粉体とし、この粉体を金型につめて両押プレスで圧縮成
形して生成形体を得た。この生成形体を窒素ガス中で１
００℃／時間の昇温速度で１４００℃まで焼成した。こ
の１４００℃焼成体を黒鉛坩堝に入れ、高周波発振機を
用いて加熱し、１４００℃から１９００℃まで３００℃
／時間の昇温速度で昇温し、１９００℃に１時間保持し
て炭化珪素焼結成形体を得た。この炭化珪素焼結成形体
の比重は３．０８であり、その曲げ強度は７０ｋｇ／ｍ
ｍ２であった。

以上述べた如く、本発明の炭化珪素焼結成形体は緻密で
強度も大きく、耐酸化性、耐磨耗性、耐クリープ性、耐
熱衝撃性にすぐれ、電気抵抗は焼結助剤の量と種類によ
り１０−１Ω・ｃｍから１０１２Ω・ｃｍまで変化する
。このように本発明の炭化珪素焼結成形体は、従来のも
のに比較して高品質であり、かつ従来の技術で形状の複
雑なものや中空形状体及び薄帯が直接製造されるので経
済的である。従って、本発明の炭化珪素成形体はガスタ
ービン翼、球状体、ガスタービン用部品、耐食性液体用
装置部品、坩堝、ボールミル内張、高温炉用熱交換器及
び耐火材、発熱体、燃焼管、ダイカスト用ポンプ、薄肉
管、核融合炉材料、原子炉用材料、太陽炉材料、工具及
びその部品、研削用材料、熱遮蔽物、単結晶用基体、Ｉ
Ｃ基板、バリスタ、その他に使用することができる。

特許出願人　大森　守 代理人　弁理人　村田　政治

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記ａ群０．０１〜６５．００原子％と下記ｂ群０
   ．０１〜７０．００原子％とを含有し、残部が実質的に
   ＳｉＣよりなる炭化珪素焼結成形体。 ａ群：Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ
   、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬ
   ｕのなかから選ばれる何れか少くとも１種の元素の酸化
   物。 ｂ群：Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ
   、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、
   Ｍｏ、Ｂａ、Ｔｃ、Ｔａ、Ｗ、およびＴｈのなかから選
   ばれる何れか少くとも１種の元素の酸化物。 ２、下記ａ群０．０１〜６５．００原子％と下記ｂ群０
   ．０１〜７０．００原子％と下記ｃ群０．０１〜５０．
   ００原子％とを含有し、残部が実質的にＳｉＣよりなる
   炭化珪素焼結成形体。 ａ群；Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ
   、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、および
   Ｌｕのなかから選ばれる何れか少くとも１種の元素の酸
   化物。 ｂ群；Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ
   、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、
   Ｍｏ、Ｂａ、Ｔｃ、Ｔａ、Ｗ、およびＴｈのなかから選
   ばれる何れか少くとも１種の元素の酸化物。 ｃ群；Ａｌ、Ｂの何れか少くとも１種の１種の酸化物。 ３、下記（イ）または（ロ）の焼結助剤から選ばれる何
   れか少くとも１種を炭化珪素粉に添加するに際し、その
   添加量を、 （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋ＳｉＣ＝１００原子％（Ａ）
   ：下記（ａ）群の元素の酸化物換算量（Ｂ）：下記（ｂ
   ）群の元素の酸化物換算量（Ｃ）：下記（ｃ）群の元素
   の酸化物換算量とするとき、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を
   それぞれ０．０１〜７０．００原子％、０．０１〜７５
   ．００原子％、０．０１〜５５．００原子％の範囲内と
   し、ついで混合したのち、混合物の成形と焼結をそれぞ
   れ別個に施すか、もしくは同時に施すことを特徴とする
   炭化珪素焼焼結成形体の製造方法。 （イ）下記（ａ）群９９．９重量％以下を含有し、残部
   が実質的に下記（ｂ）群よりなる焼結助剤。 （ロ）下記（ａ）群９９．９重量％以下、（ｃ）群９９
   重量％以下を含有し、残部が実質的に下記（ｂ）群より
   なる焼結助剤。 （ａ）群：Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、
   Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、お
   よびＬｕのなかから選ばれる何れか少くとも１種の元素
   あるいはそれらの化合物。 （ｂ）群；Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、
   Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎ
   ｂ、Ｍｏ、Ｂａ、Ｔｃ、Ｔａ、Ｗ、およびＴｈのなかか
   ら選ばれる何れか少くとも１種の元素あるいはそれらの
   化合物。 （ｃ）群；Ａｌ、ＢおよびＣのなかから選ばれる何れか
   少くとも１種の元素あるいはそれらの化合物。