JPH06100306A - Sialon crystal particle and sintered compact of complex ceramics - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a sintered compact of complex ceramics having a low coefficient of thermal expansion, denseness and excellent mechanical properties, comprising self-form sialon crystal particles and a glass phase and/or a ceramics phase. CONSTITUTION:This sintered compact of complex ceramics consists of 2-95wt.% self-form sialon crystal particles and a glass phase and/or a ceramics phase. The shape of the sialon crystal particles is a pillar shape and comprises an interlaced structure. The sialon is a beta type sialon base mainly shown by the general formula Sib-xAlzO2N8-z ((z)<=4). Or the sialon is an alpha type sialon mainly shown by the general formula MxSi12Al12O16N16 (M is selected from Li, Y, Ca, Mg and Ln; (x)<=0.4).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、サイアロン結晶粒子お
よび複合セラミックス焼結体に関し、低熱膨張と同時に
機械的強度を満足する材料が要求される精密機器部品、
電子工業用部品の分野において好適に用いられる。さら
に具体的には、近年、部品の高精度化および高集積化に
伴い、材料の要求特性が厳しくなっているハイブリッド
ＩＣ基板やセラミックス多層基板、半導体製造用露光装
置などに用いられるＸ−Ｙステージ、プレート、レチク
ルホルダ、ウェハーホルダなどのステッパー材料、ブロ
ックゲージや定盤などの精密測定用部材として好適に用
いられる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sialon crystal particle and a composite ceramics sintered body, and precision equipment parts which require a material satisfying low thermal expansion and mechanical strength at the same time.
It is preferably used in the field of electronic parts. More specifically, the XY stage used in a hybrid IC substrate, a ceramic multilayer substrate, an exposure apparatus for semiconductor manufacturing, etc., in which the required characteristics of materials have become more strict with the increase in precision and integration of parts in recent years. It is preferably used as a stepper material such as a plate, a reticle holder, and a wafer holder, and a precision measuring member such as a block gauge and a surface plate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】低熱膨張セラミックスとしてよく知られ
ているものに、コーディエライト、リチウムアルミノ珪
酸塩、チタン酸アルミニウムなどがある。これらは、い
ずれも2.0 ×10^-6/K以下という極めて低い熱膨張係数を
有するが、多孔質で機械的強度が著しく低い。このた
め、保護管、坩堝などの大きな負荷のかからない耐熱、
耐衝撃部品に用いられているばかりで、大型構造用途へ
の展開が阻まれている。BACKGROUND ART Well known as low thermal expansion ceramics are cordierite, lithium aluminosilicate, aluminum titanate and the like. All of these have an extremely low coefficient of thermal expansion of 2.0 × 10 ⁻⁶ / K or less, but they are porous and have extremely low mechanical strength. For this reason, heat resistance that does not apply a large load such as a protective tube and crucible,
Not only used for impact resistant parts, it is also hindered from being used for large-scale structural applications.

【０００３】一方、既存セラミックスの中で、サイアロ
ンセラミックスは、窒化珪素にアルミナが少量固溶した
もので、10数μｍ径の粒状晶組織を有するが、このサイ
アロンセラミックスは、20〜500 ℃までの平均熱膨張係
数が 3.0×10^-6/Kと比較的低く、強度が 50kg/mm² 程度
と比較的高いことで知られている（例えば、1991年Else
vier Science Publishers Ltd.( 英国）発行の"Journal
of the EuropeanCeramic Society" 第８巻、71-80
頁）。On the other hand, among the existing ceramics, sialon ceramics is a small amount of alumina solid-solved in silicon nitride and has a granular crystal structure with a diameter of several tens of μm. It is known to have a relatively low average thermal expansion coefficient of 3.0 × 10 ^-6 / K and a relatively high strength of approximately 50 kg / mm ² (for example, 1991 Else
"Journal" published by vier Science Publishers Ltd. (UK)
of the European Ceramic Society "Volume 8, 71-80
page).

【０００４】低熱膨張と同時に高強度が要求される用途
には、上記に示したような既存の低熱膨張セラミックス
は不適であり、新たな素材の研究開発が望まれる。The existing low thermal expansion ceramics as described above are unsuitable for applications requiring low thermal expansion and high strength, and research and development of new materials are desired.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の低熱
膨張セラミックスの上述した低強度で多孔質であるとい
う構造材料としては致命的な欠点に鑑み、熱膨張係数が
1.5×10^-6/K以下と低く、かつ、緻密で機械的性質の優
れた複合セラミックス焼結体およびそれに適したサイア
ロン結晶粒子を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned fatal defect as a structural material of the conventional low thermal expansion ceramics that is low strength and porous, the present invention has a thermal expansion coefficient of
An object of the present invention is to provide a composite ceramics sintered body which is as low as 1.5 × 10 ^-6 / K or less and is dense and excellent in mechanical properties, and sialon crystal particles suitable for the sintered body.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
するために、下記の構成を有する。In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution.

【０００７】「(1) 自形であるサイアロン結晶粒子。[(1) Sialon crystal particles that are automorphic.

【０００８】(2) 自形のサイアロン結晶粒子と、ガラス
相および／またはセラミックス相とからなる複合セラミ
ックス焼結体。」 本発明の複合セラミックス焼結体は、熱膨張を低減する
ため、サイアロン結晶微粒子とガラス相とからなるか、
あるいは、高強度を発現するためにサイアロン結晶微粒
子とセラミックス相とからなるか、あるいは、熱膨脹の
低減と、高強度とを同時に発現するために、サイアロン
結晶微粒子、ガラス相およびセラミックス相とからな
る。セラミックス相としては、Ｓｉ₃ Ｎ₄ および／また
はＳｉ₂ ＯＮ₂ からなることが好ましい。(2) A composite ceramics sintered body comprising self-shaped sialon crystal particles and a glass phase and / or a ceramics phase. The composite ceramics sintered body of the present invention is composed of sialon crystal fine particles and a glass phase in order to reduce thermal expansion,
Alternatively, it consists of sialon crystal fine particles and a ceramic phase for exhibiting high strength, or consists of sialon crystal fine particles, a glass phase and a ceramic phase for simultaneously exhibiting reduction of thermal expansion and high strength. The ceramic phase is preferably made of Si ₃ N ₄ and / or Si ₂ ON ₂ .

【０００９】また、サイアロン相およびガラス相が結晶
質の場合は、強度をはじめとする機械的特性において優
れ、好ましい。一方、これらの相が非晶質または結晶性
の低い状態では、特に低熱膨張率の素材が得られる。When the sialon phase and the glass phase are crystalline, mechanical properties such as strength are excellent, which is preferable. On the other hand, when these phases are amorphous or have low crystallinity, a material having a particularly low coefficient of thermal expansion can be obtained.

【００１０】焼結体中のサイアロン結晶微粒子は、複合
セラミックス焼結体中、それ自体が主成分として、５０
〜９５体積％存在することもあるが、逆に、セラミック
ス相、とりわけＳｉ₃ Ｎ₄ および／またはＳｉ₂ ＯＮ₂
などのシリコン系セラミックスの粒界相成分として、５
〜２０体積％存在することもある。その場合の選択は、
目的に応じて制御することができる。The sialon crystal fine particles in the sintered body are contained in the composite ceramic sintered body as a main component, and
˜95% by volume, but conversely the ceramic phase, in particular Si ₃ N ₄ and / or Si ₂ ON ₂
As a grain boundary phase component of silicon-based ceramics such as 5
-20% by volume may be present. In that case, the choice is
It can be controlled according to the purpose.

【００１１】本発明の複合セラミックス焼結体の製造方
法について以下説明する。A method of manufacturing the composite ceramics sintered body of the present invention will be described below.

【００１２】(1) 混合粉末の調合工程を以下説明する。(1) The mixing powder preparation process will be described below.

【００１３】本発明の複合セラミックス焼結体は、サイ
アロン結晶粒子を生成させるのに、ＳｉＯ₂ およびＡｌ
Ｎを出発原料とする。すなわち、例えば、 ３Ｓi Ｏ₂ ＋３Ａl Ｎ→Ｓｉ₃ Ａｌ₃ Ｏ₆ Ｎ₃ に示すように、焼結中にサイアロン化の反応を生じせし
める。The composite ceramics sintered body of the present invention is used for producing sialon crystal particles by using SiO ₂ and Al.
N is the starting material. That is, for example, as shown in 3Si O ₂ + 3Al N → Si ₃ Al ₃ O ₆ N _3, it causes a reaction of sialonization during sintering.

【００１４】粉末の調合工程においては、原料となるＳ
ｉ₃ Ｎ₄ 粉末、ＳｉＯ₂ 粉末とＡｌＮ粉末、さらに少量
のＹ₂ Ｏ₃ 粉末を含む混合粉末を調整する。ここで、生
成サイアロンをＳｉ₃ Ｎ₄ および／またはＳｉ₂ ＯＮ₂
の粒界相成分として設計する場合には、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 粉末
を添加する。ＳｉＯ₂ / ＡｌＮ系で元素の拡散を伴う焼
結が、より速やかに、かつ、より一様に行なわれるよ
う、粒子径はいずれも２．０μm 以下であることが好ま
しい。In the powder blending process, the raw material S
A mixed powder containing i ₃ N ₄ powder, SiO ₂ powder and AlN powder, and a small amount of Y ₂ O ₃ powder is prepared. Here, the produced sialon is replaced with Si ₃ N ₄ and / or Si ₂ ON ₂
In the case of designing as a grain boundary phase component of, Si ₃ N ₄ powder is added. The particle diameter is preferably 2.0 μm or less in order that the sintering accompanied by the diffusion of the elements in the SiO ₂ / AlN system can be performed more quickly and more uniformly.

【００１５】調整するセラミックス粉末の混合比率は、
重量比でＳｉ₃ Ｎ₄ 粉末が７５〜９８重量％、ＳｉＯ₂
粉末は２〜３０重量％で非晶質が望ましく、ＡｌＮ粉末
はＳｉＯ₂ / ＡｌＮモル比で０．５〜１０であることが
好ましい。さらに、焼結助剤として、Ｙ₂ Ｏ₃ 粉末を１
〜５重量％で添加する。この範囲内において、平均粒子
径や後述する第３成分の添加の有無及び添加量や焼結条
件に応じて決める。混合操作は、乾式でも湿式でもよい
が、混合粉末の分散をより一様に行なわせるという面か
ら、一般的には湿式混合法によるのが望ましい。たとえ
ば、混合粉末にイソプロピルアルコール、エチルアルコ
ール、エチレングリコール、ジメチルスルホキシドなど
の有機分散媒を加え、アトリションミル、ボールミルな
どにて、よく混合、粉砕する。The mixing ratio of the ceramic powder to be adjusted is
The weight ratio of Si ₃ N ₄ powder is 75 to 98 wt%, SiO ₂
The powder is preferably 2 to 30% by weight and amorphous, and the AlN powder preferably has a SiO ₂ / AlN molar ratio of 0.5 to 10. Further, 1% of Y ₂ O ₃ powder is used as a sintering aid.
~ 5 wt% added. Within this range, it is determined according to the average particle diameter, the presence or absence of addition of the third component described later, the addition amount, and the sintering conditions. The mixing operation may be dry or wet, but it is generally preferable to use the wet mixing method from the viewpoint of more uniformly dispersing the mixed powder. For example, an organic dispersion medium such as isopropyl alcohol, ethyl alcohol, ethylene glycol, dimethylsulfoxide is added to the mixed powder, and the mixture is thoroughly mixed and pulverized with an attrition mill, ball mill or the like.

【００１６】これによって、二次凝集がよく解膠し、一
次粒子がきわめて均一に分散した混合粉末が得られる。
混合、粉砕後は、ロータリーエバポレータなどにて減圧
乾燥する。エバポレータは自然乾燥や恒温乾燥で生じや
すい比重差による偏析を防止することができる。As a result, the secondary agglomeration is deflocculated well, and a mixed powder in which the primary particles are extremely uniformly dispersed can be obtained.
After mixing and pulverizing, it is dried under reduced pressure by a rotary evaporator or the like. The evaporator can prevent segregation due to the difference in specific gravity that tends to occur in natural drying or constant temperature drying.

【００１７】また、混合時には必要に応じてさらに第３
成分を添加することができる。第３成分の添加によっ
て、複合セラミックスの密度、硬度、強度、靭性、ヤン
グ率などの機械的性質を変えることが可能である。When mixing, a third layer may be added if necessary.
Ingredients can be added. By adding the third component, it is possible to change the mechanical properties such as density, hardness, strength, toughness and Young's modulus of the composite ceramic.

【００１８】すなわち、混合粉末に、第３成分として平
均粒径が 1.0μm 以下のＡｌ₂ Ｏ₃、ムライト、平均粒
径が 5.0μm 以下、好ましくは 2.0μm 以下のＳｉ₃ Ｎ
₄ 、Ｓｉ₂ ＯＮ₂ などの粉末を加えることができる。混
合粉末には、また 5〜40体積％の範囲でウィスカを加え
ることができる。ウィスカを加えると、複合セラミック
ス焼結体においてマトリックス中をクラックが進行した
とき、ウィスカがそのクラックを偏向させ、さらに枝分
れさせて破壊エネルギを吸収するようになり、また、引
抜き効果によって破壊エネルギが減衰されるようになる
ので、複合セラミックスの破壊強度、靭性が飛躍的に向
上する。そのような作用をもつウィスカとして、Ｓｉ
Ｃ、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 等のセラミックスウィスカを使用するこ
とが望ましい。なおウィスカの混合割合を5 〜40体積％
の範囲で選定するのが望ましいのは、5 体積％未満で
は、ウィスカ量が全体的に少なすぎて上記の作用が不十
分であるため、破壊強度、靭性の向上が期待できしにく
く、また、40体積％を超えると、ウィスカどうしの焼結
性が低いため、複合セラミックスの密度が低下してしま
い満足な焼結体が得られなくなってしまう。なお、ウィ
スカを加える場合は、あらかじめウィスカをエチルアル
コール、イソプロピルアルコール、トルエン等の有機溶
媒中で、ポリエチレンイミン、トリクロロオクタデシル
シラン等の分散剤を併用し、超音波等を用いてよく分散
させておくのが好ましい。That is, Al ₂ O _{3 having} an average particle size of 1.0 μm or less and mullite as a third component in the mixed powder, and Si ₃ N having an average particle size of 5.0 μm or less, preferably 2.0 μm or less.
₄ , powders such as Si ₂ ON ₂ can be added. Whiskers can also be added to the mixed powder in the range of 5 to 40% by volume. When a whisker is added, when a crack progresses in the matrix of the composite ceramic sintered body, the whisker deflects the crack and further branches it to absorb the breaking energy, and the pulling effect causes the breaking energy. As a result, the fracture strength and toughness of the composite ceramics are dramatically improved. As a whisker that has such an action, Si
It is desirable to use a ceramic whisker such as C or Si ₃ N ₄ . The whisker mixing ratio is 5-40% by volume.
It is desirable to select in the range of less than 5% by volume because the whisker amount is too small overall and the above-mentioned action is insufficient, so it is difficult to expect improvement in fracture strength and toughness. If it exceeds 40% by volume, the sinterability between the whiskers is low, so that the density of the composite ceramic is lowered and a satisfactory sintered body cannot be obtained. If whiskers are added, the whiskers should be dispersed in advance in an organic solvent such as ethyl alcohol, isopropyl alcohol, or toluene with a dispersant such as polyethyleneimine or trichlorooctadecylsilane and using ultrasonic waves. Is preferred.

【００１９】第３成分添加量は、複合セラミックスに要
求される強度、熱膨張などの特性に応じて決定する。複
合セラミックスの特に緻密化を促進させるためには、Ｙ
₂ Ｏ₃ 、Ｃe Ｏ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｃa Ｏ、ＭｇＯ、Ｌn
₂ Ｏ₃ 等の酸化物の添加が有効である。これらの添加剤
は、極く少量であれば、本複合セラミックスの緻密化に
有効であるが、Ｙ₂ Ｏ₃ 、Ｃa Ｏ、Ｍg Ｏ、Ｌn ₂ Ｏ₃
（Ｌa 、Ｃe を除くランタニド金属 -Ｌn - の酸化物）
の場合は、添加量が多くなると一般式Ｍ_x Ｓｉ₁₂Ａｌ₁₂
Ｏ₁₆Ｎ16で表されるα型サイアロン系の化合物が生成し
やすくなる。The amount of the third component added is determined according to the properties required for the composite ceramics, such as strength and thermal expansion. In order to accelerate the densification of the composite ceramics, Y
₂ O ₃ , Ce O ₂ , Al ₂ O ₃ , Ca O, MgO, Ln
The addition of oxides such as ₂ O ₃ is effective. These additives are effective for the densification of the present composite ceramics in a very small amount, but Y ₂ O ₃ , Ca O, Mg O, Ln ₂ O ₃
(Oxides of lanthanide metal -Ln-, excluding La and Ce)
In the case of, the general formula M _x Si ₁₂ Al ₁₂
The α-sialon-based compound represented by O ₁₆ N ₁₆ is easily produced.

【００２０】また、機械的特性、特に強度、靭性、硬度
およびヤング率を向上させたいときには、Ｓｉ₃ Ｎ₄ お
よび／またはウィスカの添加が有効である。When it is desired to improve mechanical properties, particularly strength, toughness, hardness and Young's modulus, addition of Si ₃ N ₄ and / or whiskers is effective.

【００２１】また、さらに熱膨張率を低下させたいとき
には、ＢＮの添加が有効である。When it is desired to further reduce the coefficient of thermal expansion, addition of BN is effective.

【００２２】(2) 成形工程と焼結工程につき以下説明す
る。(2) The molding process and the sintering process will be described below.

【００２３】本発明においては、次に上述のように調整
した混合粉末を焼結するが、この方法としては、次の２
つの方法が好ましい。In the present invention, the mixed powder prepared as described above is then sintered.
Two methods are preferred.

【００２４】１つは、混合粉末を、乾式静水圧成形法、
金型成形法、湿式スリップキャスティング法、射出成形
法等を用いて所望の形状に成形した後、その成形体を加
圧または無加圧下で焼結する方法である。First, the mixed powder is processed by a dry hydrostatic molding method,
This is a method of molding into a desired shape using a die molding method, a wet slip casting method, an injection molding method or the like, and then sintering the molded body under pressure or without pressure.

【００２５】もう１つは、混合粉末を成形することな
く、ホットプレス法や熱間静水圧成形（ＨＩＰ）法等を
用いて加圧焼結する方法である。いずれの場合にも、焼
結は非酸化性雰囲気、たとえば、窒素ガスやアルゴンガ
ス等の不活性ガス雰囲気か、一酸化炭素ガスや水素ガス
等の還元性ガス雰囲気か、0.1Torr 以下の減圧雰囲気下
で行う。焼結温度は、調整したセラミックス粉末の混合
比率、モル比でＳｉＯ₂／ＡｌＮ値が0.5 から2.0 にお
いて、この範囲内で、平均粒子径や前述した第３成分の
添加の有無及び添加量や焼結条件に応じて決まるが、概
ね1300〜1700℃の範囲内であることが好ましい。The other is a method of pressure sintering using a hot pressing method, a hot isostatic pressing (HIP) method or the like without molding the mixed powder. In any case, the sintering is performed in a non-oxidizing atmosphere, for example, an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas, a reducing gas atmosphere such as carbon monoxide gas or hydrogen gas, or a reduced pressure atmosphere of 0.1 Torr or less. Do it below. The sintering temperature is within the range where the adjusted ceramic powder mixing ratio and the SiO ₂ / AlN value are 0.5 to 2.0 in terms of molar ratio, and within this range, the average particle diameter, the presence or absence of the addition of the above-mentioned third component, and the addition amount and firing Although it depends on the binding conditions, it is preferably in the range of approximately 1300 to 1700 ° C.

【００２６】焼結においては、温度分布ができないよ
う、 5〜10℃／分の速度で焼結温度まで上昇させ、その
温度に所望の時間保持して焼結する。加圧をともなう焼
結の場合には、加圧は昇温前から行なってもよく、昇温
速度に合わせて徐々に加圧してもよいし、また昇温中は
全く加圧しないで、所定の焼結温度に達した時点で加圧
するようにしてもよい。加圧を伴わない焼結の場合と同
じ条件にするのが望ましい。In the sintering, the temperature is raised to the sintering temperature at a rate of 5 to 10 ° C./minute so as to prevent temperature distribution, and the temperature is maintained for a desired time for sintering. In the case of sintering with pressurization, the pressurization may be performed before the temperature is raised, may be gradually increased according to the temperature increase rate, or may not be applied at all during the temperature increase. The pressure may be applied when the sintering temperature is reached. It is desirable to use the same conditions as in the case of sintering without pressure.

【００２７】上述した組成、プロセス条件を検討し、焼
結体組織のうちサイアロン相が主として、Ｓｉ₃ Ａｌ₃
Ｏ₃ Ｎ₅ などのＳｉ_6-z Ａｌ_z Ｏ_z Ｎ_8-z （ｚの値は４
以下とする）で代表されるβ型サイアロン、特定の金属
と固溶してなるＭ_x Ｓｉ₁₂Ａｌ₁₂Ｏ₁₆Ｎ₁₆（ｘは0.4 以
下の実数を示す）で代表されるα型サイアロン、その他
上記一般式に従わないシリコンアルミニウム酸窒化物か
らなるサイアロン系化合物（Ｓｉ₂ Ａｌ₃ Ｏ₇ Ｎ、Ｓi
₆ Ａｌ₁₀Ｏ₂₁Ｎ₄ 、Ｓｉ₃ Ａｌ₃ Ｏ_3+1.5XＮ_5-X 、Ｓｉ
₃ Ａｌ_2.67Ｎ₄ Ｏ₄ 、Ｓi ₃ Ａｌ₇ Ｏ₃ Ｎ₉ 、Ｓｉ12Ａ
ｌ₁₈Ｏ₃₉Ｎ₈ 、Ａｌ₆ Ｓｉ₆ Ｎ₈ Ｏ₉ 、Ｓｉ₃ Ａｌ₃ Ｏ
₃ Ｎ₅ 、Ｓｉ₆ Ａｌ₁₀Ｏ₂₁Ｎ₄ 、Ｓi ₂ Ａｌ₃ Ｏ₇ Ｎな
ど）、Ａｌ₃ Ｏ₃ Ｎ、Ａｌ₂ Ｓi Ｏ₅ 、Ａｌ₆ Ｓｉ₂ Ｏ
₁₃、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｓｉ₂ ＯＮ₂、およびＳｉ₃ Ｎ₄ など
のうち１種または２種以上の化合物が混在した形の組織
からなる複合セラミックスが合成される。The composition and process conditions described above were examined, and the sialon phase of the sintered structure was mainly composed of Si ₃ Al ₃
O ₃ Si _6-z, such as _{N 5 Al z O z N 8} -z ( value of z 4
Β-sialon represented by the following), α-sialon represented by M _x Si ₁₂ Al ₁₂ O ₁₆ N ₁₆ (x is a real number of 0.4 or less) formed by solid solution with a specific metal, etc. A sialon-based compound (Si ₂ Al ₃ O ₇ N, Si) composed of silicon aluminum oxynitride that does not follow the above general formula
₆ Al ₁₀ O ₂₁ N ₄ , Si ₃ Al ₃ O _{3 + 1.5X} N _5-X , Si
₃ Al _2.67 N ₄ O ₄ , Si ₃ Al ₇ O ₃ N ₉ , Si 12 A
l ₁₈ O ₃₉ N ₈ , Al ₆ Si ₆ N ₈ O ₉ , Si ₃ Al ₃ O
₃ N ₅ , Si ₆ Al ₁₀ O ₂₁ N ₄ , Si ₂ Al ₃ O ₇ N, etc.), Al ₃ O ₃ N, Al ₂ Si O ₅ , Al ₆ Si ₂ O
_A composite ceramic having a structure in which one or more compounds of ₁₃ , ₁₃ , Al ₂ O ₃ , Si ₂ ON ₂ , Si ₃ N _4, etc. are mixed is synthesized.

【００２８】上述した焼結工程によって、緻密なサイア
ロン系複合焼結体が得られるが、さらに焼結時の冷却過
程または焼結後の熱処理によって、焼結体中のガラス成
分を結晶化する工程を加え、焼結体強度を向上すること
ができる。A dense sialon-based composite sintered body can be obtained by the above-mentioned sintering step, and a step of crystallizing the glass component in the sintered body by a cooling step during sintering or a heat treatment after sintering. Can be added to improve the strength of the sintered body.

【００２９】この際の結晶化は、700 〜1200℃で、10時
間から500 時間の範囲で大気中で熱処理する。Crystallization at this time is carried out by heat treatment in the atmosphere at 700 to 1200 ° C. for 10 to 500 hours.

【００３０】なお、ＳｉＯ₂ およびＡｌＮを原料として
反応を伴う焼結を行う場合、従来法と比較して、特に次
の点が肝要である。When performing sintering involving reaction using SiO ₂ and AlN as raw materials, the following points are particularly important as compared with the conventional method.

【００３１】Ｓi Ｏ₂ は非晶質のものを用いることが望
ましく、また焼結助剤として、Ｙ₂ Ｏ₃ などの添加が望
ましい。It is desirable to use amorphous Si O ₂ and it is desirable to add Y ₂ O ₃ or the like as a sintering aid.

【００３２】また、焼結の際の昇温速度は、ガラスの軟
化点や融点を考慮し、5 〜10℃／分の範囲でゆっくりと
行うことが望ましい（ガラスは、セラミックスに比べて
融点が低いので、急激に加熱すると表面と内部で大きな
温度差が生じ、内部の気泡が外に抜けられずに残留し、
焼結体は多孔質状態になってしまうことがある）。Further, it is desirable that the rate of temperature rise during sintering is slowly in the range of 5 to 10 ° C./min in consideration of the softening point and melting point of glass (glass has a melting point higher than that of ceramics). Since it is low, when heated rapidly, a large temperature difference occurs between the surface and the inside, and the bubbles inside remain without being removed to the outside,
The sintered body may become porous).

【００３３】実際のＳi Ｏ₂ / Ａｌ₂ Ｏ₃ 出発原料は組
成によって、これらの条件を用いて適宜焼結すれば、望
むような組成の焼結体を最終的に得ることが可能であ
る。Depending on the composition of the actual SiO ₂ / Al ₂ O ₃ starting material, it is possible to finally obtain a sintered body having the desired composition by appropriately sintering under these conditions.

【００３４】本発明の方法によって、サイアロン系複合
セラミックス焼結体は、原料組成比を変え、以下のよう
な組織を実際につくることができる。By the method of the present invention, the sialon-based composite ceramics sintered body can actually have the following structure by changing the composition ratio of the raw materials.

【００３５】(a) Ｓi Ｏ₂ / Ａl Ｎの原料組成比が0.5
〜1.5 の場合 生成サイアロン相は、Ｓｉ₃ Ａｌ₃ Ｏ₃ Ｎ₅ などの一般
式がＳｉ_6-z Ａｌ_z Ｏ_z Ｎ_8-z （ｚの値は４以下とす
る）で表わされるβ型サイアロンの他にＳｉ₂ Ａｌ₃ Ｏ
₇ Ｎ、Ｓｉ₃ Ａｌ₇ Ｏ₃ Ｎ₉ 、Ｓｉ₁₂Ａｌ₁₈Ｏ₃₉Ｎ₈ な
どアルミナ固溶量の多いサイアロンが生成しやすい。(A) The raw material composition ratio of SiO ₂ / Al N is 0.5
In the case of up to 1.5, the produced sialon phase is a β-sialon represented by a general formula such as Si ₃ Al ₃ O ₃ N ₅ represented by Si _6-z Al _z O _z N _8-z (z value is 4 or less). In addition to Si ₂ Al ₃ O
Sialon having a large amount of solid solution of alumina such as ₇ N, Si ₃ Al ₇ O ₃ N ₉ , and Si ₁₂ Al ₁₈ O ₃₉ N ₈ is easily generated.

【００３６】なお、原料組成がＳ_i Ｏ₂ / Ａl Ｎ＜0.5
の場合は、Ｓi Ｏ₂ が少なすぎて、サイアロンの合成反
応が起こりにくく、大部分はＡl Ｎのまま残るため優れ
た特性は期待しにくい傾向にある。[0036] The starting composition of _{S i O 2 / Al N <} 0.5
In this case, since the amount of SiO ₂ is too small, the synthetic reaction of sialon is difficult to occur, and most of them remain as Al N, so that it is difficult to expect excellent properties.

【００３７】(b) Ｓi Ｏ₂ / Ａl Ｎの原料組成が1.5 〜
10の場合 生成サイアロン相は、Ｓｉ₃ Ａｌ₃ Ｏ_3+1.5XＮ_5-X 、Ｓ
ｉ₃ Ａｌ_2.67Ｎ₄ Ｏ₄などのサイアロンが生成する。ま
たこの範囲において、Ｙ₂ Ｏ₃ 、Ｌn ₂ Ｏ₃ などのラン
タン族元素酸化物、Ｍg Ｏ、Ｃa Ｏなどのアルカリ土類
元素酸化物を少量添加することによって、これらの金属
元素と固溶してなるＭ_x Ｓｉ₁₂Ａｌ₁₂Ｏ₁₆Ｎ₁₆（ｘは0.
4 以下の実数を示す）で代表されるα型サイアロンを合
成することもできる。特にＳi Ｏ₂ の組成比が多い場合
には、Ｙ₂ Ｏ₃ などの添加によって、α型サイアロンが
優先して析出する。(B) The raw material composition of SiO ₂ / Al N is 1.5-
In the case of 10, the produced sialon phase is Si ₃ Al ₃ O _{3 + 1.5X} N _5-X , S
Sialons such as i ₃ Al _2.67 N ₄ O ₄ are produced. In this range, a small amount of a lanthanum group oxide such as Y ₂ O ₃ or Ln ₂ O ₃ or an alkaline earth element oxide such as Mg ₂ O ₃ or Ca ₂ O ₃ forms a solid solution with these metal elements. M _x Si ₁₂ Al ₁₂ O ₁₆ N ₁₆ (x is 0.
It is also possible to synthesize an α-sialon represented by (4 or less). Particularly when the composition ratio of SiO ₂ is large, α-sialon is preferentially deposited by adding Y ₂ O ₃ .

【００３８】この範囲では、Ｓi Ｏ₂ とＡl Ｎを主体と
した原料よりも、Ｓｉ₃ Ｎ₄ を主とし、Ｓi Ｏ₂ 、Ａl
Ｎを少量配合した組成の場合に有用な焼結体が得られ
る。[0038] In this range, Si O ₂ and also from the raw material consisting mainly of Al N, mainly the _{Si 3 N 4, Si O 2} , Al
A useful sintered body is obtained when the composition contains a small amount of N.

【００３９】また、Ｓi Ｏ₂ / ＡｌＮが10を越えると、
残留Ｓi Ｏ₂ の量が多過ぎて実質的に強度ある焼結体が
得られにくい。When SiO ₂ / AlN exceeds 10,
Since the amount of residual SiO ₂ is too large, it is difficult to obtain a sintered body having substantial strength.

【００４０】このように、原料中のＳi Ｏ₂ / Ａl Ｎ比
が 0.5〜10の間では、焼結条件によって、サイアロン結
晶微粒子は、Ｓｉ_6-z Ａｌ_z Ｏ_z Ｎ_8-z で示される、通
常ｚ値が0.3 から4.0 であることが望ましいβ型サイア
ロン、添加する第３成分によって、Ｍ_x Ｓｉ₁₂Ａｌ₁₂Ｏ
₁₆Ｎ₁₆（Ｍ：Ｙ、Ｃa 、Ｃe 、Ｍg などの金属固溶元
素）で示される、ｘ値が0.3 から0.8 が望ましいα型サ
イアロン、上記一般式に従わないシリコンアルミニウム
酸窒化物からなるサイアロン系化合物（Ｓｉ₂ Ａｌ₃ Ｏ
₇ Ｎ、Ｓｉ₆ Ａｌ₁₀Ｏ₂₁Ｎ₄ 、Ｓｉ₃ Ａｌ₃ Ｏ_3+1.5XＮ
_5-X 、Ｓｉ₃ Ａｌ_2.67Ｎ₄ Ｏ₄ 、Ｓｉ₃ Ａｌ₇ Ｏ
₃ Ｎ₉ 、Ｓｉ₁₂Ａｌ₁₈Ｏ₃₉Ｎ₈ 、Ａｌ₆ Ｓｉ₆ Ｎ
₈ Ｏ₉ 、Ｓｉ₃ Ａｌ₃ Ｏ₃ Ｎ₅ 、Ｓｉ₆ Ａｌ₁₀Ｏ
₂₁Ｎ₄ 、Ｓｉ₂ Ａｌ₃ Ｏ₇ Ｎなど）となる。また、上記
サイアロン結晶微粒子と以下のガラス相および／または
セラミックス相の複合からなる。すなわち、焼結助剤と
して用いるＹ₂ Ｏ₃ によって、Ｙ₃ Ａｌ₅ Ｏ₁₂（ＹＡ
Ｇ：イットリウム- アルミニウム- ガーネット）、Ｙ₄
Ａｌ₂ Ｏ₉ およびその固溶体Ｙ₄ Ａｌ₂ Ｏ₇ Ｎ₂ および
ＹＮＳi Ｏ₂ などの相、さらに非晶質および結晶化した
ガラス（Ｓi Ｏ₂ ）、出発原料のＡｌＮ、窒化珪素（Ｓ
ｉ₃ Ｎ₄ およびＳｉ₂ ＯＮ₂ ）、反応によって生成する
Ａｌ₂ Ｏ₃ の内から２種以上の混合組織である。As described above, when the SiO ₂ / Al N ratio in the raw material is between 0.5 and 10, the sialon crystal fine particles are represented by Si _6-z Al _z O _z N _8-z depending on the sintering conditions. , Β-sialon, which normally has a z value of 0.3 to 4.0, M _x Si ₁₂ Al ₁₂ O depending on the third component added.
Α-sialon represented by ₁₆ N ₁₆ (M: Y, Ca, Ce, Mg, and other solid solution elements of metal) with an x value of 0.3 to 0.8 is desirable, and sialon made of silicon aluminum oxynitride that does not follow the above general formula. Compounds (Si ₂ Al ₃ O
₇ N, Si ₆ Al ₁₀ O ₂₁ N ₄ , Si ₃ Al ₃ O _{3 + 1.5X} N
_5-X , Si ₃ Al _2.67 N ₄ O ₄ , Si ₃ Al ₇ O
₃ N ₉ , Si ₁₂ Al ₁₈ O ₃₉ N ₈ , Al ₆ Si ₆ N
₈ O ₉ , Si ₃ Al ₃ O ₃ N ₅ , Si ₆ Al ₁₀ O
₂₁ N ₄ , Si ₂ Al ₃ O ₇ N, etc.). Further, it is composed of a composite of the sialon crystal fine particles and the following glass phase and / or ceramic phase. That is, depending on Y ₂ O ₃ used as a sintering aid, Y ₃ Al ₅ O ₁₂ (YA
G: Yttrium-Aluminum-Garnet), Y ₄
Phases such as Al ₂ O ₉ and its solid solutions Y ₄ Al ₂ O ₇ N ₂ and YNSi O ₂ , amorphous and crystallized glass (Si O ₂ ), starting material AlN, silicon nitride (S
i ₃ N ₄ and Si ₂ ON ₂ ), and a mixed structure of two or more kinds of Al ₂ O ₃ produced by the reaction.

【００４１】焼結助剤としての同じような効果は、上記
Ｙ₂ Ｏ₃ の他に、Ｃe Ｏ₂ 、ランタン系などの希土類元
素酸化物、Ｍg Ｏ、Ｃa Ｏなどのアルカリ土類元素酸化
物にも認められると考えられる。In addition to the above Y ₂ O ₃ , rare earth element oxides such as Ce O ₂ and lanthanum oxides and alkaline earth element oxides such as Mg ₂ O ₃ and Ca ₂ O ₃ have the same effect as a sintering aid. It is believed that

【００４２】本発明において、原料粉末として、Ｓｉ₃
Ｎ₄ 、Ｓi Ｏ₂ 、Ａl ＮおよびＹ₂Ｏ₃ の混合粉末を用
い、焼結時に、Ｓi Ｏ₂ およびＡl Ｎとの間で、たとえ
ば、３Ｓi Ｏ₂ ＋３Ａl Ｎ→Ｓi ₃ Ａｌ₃ Ｏ_3+1.5XＮ
_5-X （Ｘ＝２）といった反応が生じ、サイアロンが生成
される。In the present invention, Si _{3 is} used as the raw material powder.
A mixed powder of N ₄ , Si O ₂ , Al N and Y ₂ O ₃ was used, and during sintering, between Si O ₂ and Al N, for example, 3Si O ₂ + 3Al N → Si ₃ Al ₃ O _{3+ 1.5X} N
Reaction such as _5-X (X = 2) occurs and sialon is produced.

【００４３】このサイアロンは、以下述べるような焼結
体の組織的、物性的特徴を示す。This sialon exhibits the structural and physical characteristics of the sintered body as described below.

【００４４】まず、焼結体の組織的特徴を以下に説明す
る。First, the structural characteristics of the sintered body will be described below.

【００４５】本複合セラミックスのサイアロン部分は、
通常のサイアロン焼結体では見られない、柱状の自形組
織をもつことが特徴である。もっとも、α型サイアロン
において、ｘの値が０．１〜０．３であったり、β型サ
イアロンにおいても、ｚ値が０．５以下といった範囲で
は、微細構造で本発明によく似た柱状組織が観察される
ことがある。しかしながら、これらはβ−Ｓｉ₃ Ｎ₄ で
あり、サイアロンそものではなく、本発明とは異なる。
この柱状晶の大きさは、焼結温度によって一義的に決定
する。1500℃では、柱状の短軸径が0.1 〜0.2 μｍ、長
軸径が2 〜4 μｍであるが、1600℃では、短軸径が0.3
〜0.4 μｍ、長軸径が5 〜6 μｍのものが多くなる。The sialon portion of this composite ceramic is
It is characterized by having a columnar automorphic structure, which is not seen in ordinary sialon sintered bodies. However, in the α-sialon, the value of x is 0.1 to 0.3, and in the β-sialon, the columnar structure very similar to that of the present invention in a fine structure as long as the z value is 0.5 or less. May be observed. However, these are β-Si ₃ N ₄ and are not sialon materials, and are different from the present invention.
The size of the columnar crystal is uniquely determined by the sintering temperature. At 1500 ° C, the columnar minor axis diameter is 0.1-0.2 μm and the major axis diameter is 2-4 μm, but at 1600 ° C, the minor axis diameter is 0.3.
-0.4 μm, major axis diameter 5-6 μm.

【００４６】しかしながら、焼結工程で述べたように、
サイアロン全てを結晶化させるには、別に熱処理工程が
必要であり、通常は結晶化していないランダムな構造を
もつ非晶質部分がかなりある。従って、生成サイアロン
は、一部結晶化させ、多くの部分は非晶質のままの組織
である。However, as described in the sintering process,
A separate heat treatment step is required to crystallize all of the sialon, and there is usually a considerable amount of amorphous portion having a random structure that is not crystallized. Therefore, the produced sialon has a structure in which it is partially crystallized and most of it remains amorphous.

【００４７】Ｓｉ₃ Ｎ₄ が主体となる複合系では、サイ
アロンが粒界相を形成する。Ｓｉ₃ Ｎ₄ 表面はＳｉ₂ Ｏ
Ｎ₂ および／またはＳi Ｏ₂ からなり、Ａl Ｎとも反応
しやすいので、サイアロンとＳｉ₃ Ｎ₄ は整合性良く、
粒界相を連続的に形成していると考えられる。また、一
部はＳi Ｏ₂ およびＡｌ₂ Ｏ₃ を主成分としたガラス相
となる。Ｓｉ₃ Ｎ₄ を用いない系では、生成サイアロン
が主成分となり、上述の自形の結晶質部分と非晶質部分
からなるが、一部はやはりＳi Ｏ₂ およびＡｌ₂ Ｏ₃ を
主成分としたガラス相となる。In a composite system mainly composed of Si ₃ N ₄ , sialon forms a grain boundary phase. Si ₃ N ₄ surface is Si ₂ O
Consist N ₂ and / or Si O _2, so easily it reacts with Al N, sialon and Si ₃ N ₄ is consistent with good
It is considered that the grain boundary phase is continuously formed. A part of the glass phase is a glass phase containing SiO ₂ and Al ₂ O ₃ as main components. In a system not using Si ₃ N ₄ , the produced sialon is the main component, which is composed of the above-mentioned automorphic crystalline part and amorphous part, but part of it also contains SiO ₂ and Al ₂ O ₃ as the main components. It becomes a vitreous phase.

【００４８】次に、焼結体の物性的特徴について述べ
る。Next, the physical properties of the sintered body will be described.

【００４９】上述した本発明の製造法に従って作製され
る焼結体の密度は、２．８５〜３．２５g/cm³ 、常温で
の３点曲げ強度は４０〜１１０kgf/mm² 、ビッカース硬
度１２５０〜１８５０kgf/mm² 、破壊靭性（Ｋ_IC）は
２．３〜６．５MPa ・ m ^1/2 であった。The density of the sintered body produced according to the above-mentioned production method of the present invention is 2.85 to 3.25 g / cm ³ , the three-point bending strength at room temperature is 40 to 110 kgf / mm ² , and the Vickers hardness is 1250. ˜1850 kgf / mm ² , and fracture toughness (K _IC ) was 2.3 to 6.5 MPa · m ^1/2 .

【００５０】焼結体密度は、アルキメデス法により測定
し、３点曲げ強度は、ＪＩＳ−Ｒ１６０１に、ビッカー
ス硬度の測定は、ＪＩＳ−Ｚ２２４４に、また破壊靭性
は、ＪＩＳ−Ｒ１６０７にそれぞれ準拠して行なった。The sintered body density was measured by the Archimedes method, the three-point bending strength was measured according to JIS-R1601, the Vickers hardness was measured according to JIS-Z2244, and the fracture toughness was measured according to JIS-R1607. I did.

【００５１】つぎに、本焼結体の熱的挙動について述べ
る。熱膨張の測定は、縦型熱膨張計で、石英ガラスを検
出管、検出棒に用い、検出器は０．１μｍ精度の作動ト
ランスにて行なった。昇降温は、加熱を赤外線イメージ
炉またはカンタル電気炉を用い、冷却は液体窒素の入っ
たジャケットで装置全体を覆った。Next, the thermal behavior of the present sintered body will be described. The thermal expansion was measured by a vertical thermal dilatometer using quartz glass for the detection tube and the detection rod, and the detector was an operating transformer with an accuracy of 0.1 μm. For raising and lowering the temperature, an infrared image furnace or a Kanthal electric furnace was used for heating, and for cooling, the entire apparatus was covered with a jacket containing liquid nitrogen.

【００５２】すなわち、０〜２００℃までの平均熱膨張
係数を求めたところ、１．８〜２．３×１０^-6／Ｋであ
った。さらに、２０〜３０℃の範囲について平均熱膨張
係数を求めると、０．７〜１．４×１０^-6／Ｋであり、
きわめて小さな熱膨張係数であることがわかった。That is, the average coefficient of thermal expansion from 0 to 200 ° C. was found to be 1.8 to 2.3 × 10 ⁻⁶ / K. Further, when the average coefficient of thermal expansion is calculated in the range of 20 to 30 ° C., it is 0.7 to 1.4 × 10 ⁻⁶ / K,
It was found that the coefficient of thermal expansion was extremely small.

【００５３】上述のように物性値はきわめて広範囲に跨
がるので、ここでは、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 主成分系とサイアロン
主成分系に分けて述べることにする。Ｓｉ₃ Ｎ₄ 主成分
系で特に重要となるのは、原料調合時に配合するＳi ₃
Ｎ₄ 量が７０重量％以上、とりわけ８５重量％以上で、
Ｓi Ｏ₂ が２７重量％以下、とりわけ２〜１５重量％の
範囲であって、かつ、Ｓi Ｏ₂ ／Ａl Ｎの添加比率が１
〜１０となるような配合量であって、さらにＹ₂ Ｏ₃ を
１〜５重量％含むものである。As described above, since the physical property values are spread over a very wide range, here, the Si ₃ N ₄ main component system and the sialon main component system will be described separately. Si ₃ N ₄ become particularly important in the main component system, Si ₃ formulated during raw material preparation
When the amount of N ₄ is 70% by weight or more, especially 85% by weight or more,
The amount of SiO ₂ is 27% by weight or less, particularly 2 to 15% by weight, and the addition ratio of SiO ₂ / Al N is 1
The compounding amount is 10 to 10, and further contains 1 to 5% by weight of Y ₂ O ₃ .

【００５４】この場合、密度は３．０〜３．２、曲げ強
度が７０〜１１０kg/mm ² 、ビッカース硬度が１６５０
〜１８５０、破壊靭性５．５〜６．５、ヤング率３００
〜３２０ＧＰa で、２０〜３０℃の温度範囲で０．７〜
１．２×10^-6/Kの低熱膨張係数の複合セラミックスが得
られる。In this case, the density is 3.0 to 3.2, the bending strength is 70 to 110 kg / mm ² , and the Vickers hardness is 1650.
~ 1850, fracture toughness 5.5-6.5, Young's modulus 300
~ 320 GPa, 0.7 ~ in the temperature range of 20 ~ 30 ° C
A composite ceramic with a low coefficient of thermal expansion of 1.2 × 10 ⁻⁶ / K can be obtained.

【００５５】一方、反応焼結法によって得られたサイア
ロン主成分系の複合焼結体は、密度２．４〜２．９g/cm
³ 、強度は１７０〜６００ＭＰa 、ビッカース硬度１２
００〜１５００、破壊靭性（Ｋ_IC）は１．６〜３．５MP
a ・ m ^1/2 、２０〜２００℃の平均熱膨張係数は１．８
〜２．８×10^-6/K、２０〜３０℃の平均熱膨張係数が
１．０〜１．４×10^-6／K という、きわめて低い熱膨張
率の材料であった。得られる焼結体の最終組成は、Ｓi
Ｏ₂ 相を多くとるように調整すると、ガラス組織を有
し、強度、硬度、破壊靭性が保持された低熱膨張係数の
材料が得られる。また、Ａl Ｎの多い組成にすると、高
熱伝導率の材料が得られる。さらにα型サイアロンとβ
型サイアロンを適当な比率で共存させることによって、
強度が向上し、高温特性が改善され、高温構造用途に適
した材料ができる。On the other hand, the composite sintered body of the sialon main component system obtained by the reaction sintering method has a density of 2.4 to 2.9 g / cm 3.
³ , strength 170-600MPa, Vickers hardness 12
00 to 1500, fracture toughness (K _IC ) is 1.6 to 3.5MP
a · m ^1/2 , average thermal expansion coefficient of 20 to 200 ° C. is 1.8
It was a material having an extremely low coefficient of thermal expansion, that is, the average coefficient of thermal expansion at 2.8 × 10 ⁻⁶ / K, 20 to 30 ° C. was 1.0 to 1.4 × 10 ⁻⁶ / K. The final composition of the obtained sintered body is Si
When the O ₂ phase is adjusted to be large, a material having a glass structure and having a low coefficient of thermal expansion that retains strength, hardness and fracture toughness can be obtained. Further, if the composition is high in AlN, a material having high thermal conductivity can be obtained. Furthermore, α-type sialon and β
By coexisting type Sialon in an appropriate ratio,
Strength is improved, high temperature properties are improved, and a material suitable for high temperature structural applications is produced.

【００５６】本発明の方法による複合焼結体は、いずれ
の場合もアルキメデス法により密度が2.8 〜3.5g/cm ³
の緻密質であることが特徴である。これを越えると、比
強度が低下し、実質的に大型構造用途には向かない。セ
ラミックスを利用する利点の１つは、軽量であることが
重要であり、これは大型部材になった場合、自重による
応力を受けることが少なく、耐久性が増すからである。
また自重が大きいと移動する際の慣性が大きくなり、ス
テッパー材料のように、高速の移動、停止による微少な
位置決めが難しくなる。この意味からも、比重の小さい
材料が要望される。さらに望ましくは、密度3.2g/cm ³
以下であれば、この効果はいっそう顕著である。たとえ
剛性の要求される用途であっても、この程度の密度であ
れば、軽量効果によって、実質的にさほど材料の剛性は
必要なくなる。しかしながら、いくら密度が低くても多
孔質では強度的に問題があるばかりでなく、耐摩耗性が
低く、構造材料として用途がきわめて限定されてしま
う。したがって、緻密質で鏡面加工できる材料であるこ
とが好ましい。In any case, the composite sintered body according to the method of the present invention has a density of 2.8 to 3.5 g / cm ³ by the Archimedes method.
It is characterized by its compactness. When it exceeds this, the specific strength is lowered and it is not suitable for practical use in a large-sized structure. One of the advantages of using ceramics is that it is important to be lightweight, because when a large member is used, it is less likely to be stressed by its own weight and durability is increased.
Further, if the self-weight is large, the inertia during movement becomes large, and it becomes difficult to perform minute positioning by moving at high speed and stopping like stepper material. From this point of view, a material having a small specific gravity is required. More desirably, the density is 3.2 g / cm ³
This effect is even more pronounced if: Even in applications where rigidity is required, at this level of density, the light weight effect substantially eliminates the need for material rigidity. However, no matter how low the density is, the porous material not only has a problem in strength, but also has low abrasion resistance, and its use as a structural material is extremely limited. Therefore, a material that is dense and capable of mirror-finishing is preferable.

【００５７】また本発明の方法による複合焼結体は、従
来のガラスセラミックスよりもはるかに高強度であり、
靭性においても優れている。これは、本発明による方法
によって、サイアロンが柱状結晶体となり、これらが絞
絡した組織を有するためである。この組織によって、焼
結体中を進行するクラックを偏向させる効果が大きく、
破壊エネルギーを吸収して高い強度と靭性を発現するこ
とができる。高強度化は、ガラスを結晶化することによ
ってさらに有効である。The composite sintered body produced by the method of the present invention has a much higher strength than conventional glass ceramics,
Also excellent in toughness. This is because by the method according to the present invention, sialon becomes a columnar crystal body and these have a constricted structure. With this structure, the effect of deflecting cracks that progress in the sintered body is great,
It is possible to absorb the breaking energy and develop high strength and toughness. The strengthening is more effective by crystallizing the glass.

【００５８】さらに本発明の方法による複合焼結体は、
常温から200 ℃の温度域において、平均熱膨張係数が、
3.0 ×10^-6/K以下であることが特徴である。この程度の
熱膨張係数であれば、各種精密部材への適用が可能な数
字である。さらに平均熱膨張係数が、2.0 ×10^-6/K以下
であれば、半導体製造装置用の超精密ステージなどのス
テッパー部材としての用途展開が可能である。Further, the composite sintered body according to the method of the present invention is
In the temperature range from room temperature to 200 ℃, the average coefficient of thermal expansion is
The feature is that it is 3.0 × 10 ^-6 / K or less. This coefficient of thermal expansion is a number that can be applied to various precision members. Further, when the average coefficient of thermal expansion is 2.0 × 10 ⁻⁶ / K or less, it is possible to develop applications as stepper members such as ultra-precision stages for semiconductor manufacturing equipment.

【００５９】これら材料の特徴を活かした応用分野とし
て、前述したように内燃機関用部品などの耐熱性、耐酸
化性、耐食性および機械的強度が要求される用途および
基板、ステッパー等の低熱膨張が要求される用途に適す
る。またこの他に、耐熱保護管、耐火煉瓦、高温ガス用
パイプ、溶解用るつぼのように特に機械的強度は要求さ
れない、従来からのコーディエライトなどの多孔質耐熱
セラミックスが使われていた用途にも応用できる。As an application field utilizing the characteristics of these materials, as described above, there are applications requiring heat resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and mechanical strength of parts for internal combustion engines and low thermal expansion of substrates, steppers and the like. Suitable for required applications. In addition to this, for applications such as heat-resistant protective tubes, refractory bricks, high-temperature gas pipes, melting crucibles that do not require special mechanical strength, conventional porous heat-resistant ceramics such as cordierite have been used. Can also be applied.

【００６０】[0060]

【実施例】【Example】

実施例１ 平均粒子径が0.02μm の非晶質Ｓi Ｏ₂ 粉末と平均粒子
径が0.3 μm のＡl Ｎ粉末とを、モル比で１：１になる
ように調製し、さらにＹ₂ Ｏ₃ を１重量％添加した。こ
の調合された粉末をＳｉ₃ Ｎ₄ ボールを粉砕メディアと
するボールミルを用いてエタノール中にて12時間粉砕混
合し、乾燥後原料粉末を得た。Example 1 Amorphous SiO ₂ powder having an average particle diameter of 0.02 μm and AlN powder having an average particle diameter of 0.3 μm were prepared so that the molar ratio was 1: 1, and Y ₂ O ₃ was further added. 1% by weight was added. The prepared powder was pulverized and mixed in ethanol for 12 hours using a ball mill having Si ₃ N ₄ balls as a pulverizing medium, and dried to obtain a raw material powder.

【００６１】次に、上記粉末を毎分 3リットルのＮ₂ 気
流中にて1400℃、１時間ホットプレス焼結した。この時
の加圧力は20MPa であった。得られた焼結体をＸ線回折
によって同定したところ、Ｓｉ₂ Ａｌ₃ Ｏ₇ Ｎ、Ｓｉ₆
Ａｌ₁₀Ｏ₂₁Ｎ₄ などが確認された。曲げ強度は、平均37
kg/ mm² 、ビッカース硬度1280、破壊靭性2.4MPa・ m
^1/2 であった。熱膨張測定の結果、20℃から30℃までの
平均値は、1.4 ×10^-6/Kであった。Next, the above powder was hot pressed and sintered at 1400 ° C. for 1 hour in a N ₂ gas stream of 3 liters per minute. The applied pressure at this time was 20 MPa. When the obtained sintered body was identified by X-ray diffraction, Si ₂ Al ₃ O ₇ N, Si ₆
Such as Al ₁₀ O ₂₁ N ₄ were confirmed. Flexural strength averages 37
kg / mm ² , Vickers hardness 1280, fracture toughness 2.4MPa ・ m
It was ^1/2 . As a result of thermal expansion measurement, the average value from 20 ° C to 30 ° C was 1.4 × 10 ^-6 / K.

【００６２】実施例２ 平均粒子径が1.8 μm の非晶質Ｓi Ｏ₂ 粉末と平均粒子
径が0.3 μm のＡl Ｎ粉末とを、モル比で２：１になる
ように調製し、さらに全体の 5重量％となるように平均
粒子径0.2 μm のＹ₂ Ｏ3 粉末を添加調合する。この調
合粉末をＳｉ₃Ｎ₄ ボールを粉砕メディアとするボール
ミルを用いてエタノール中にて12時間粉砕混合後、乾燥
して原料粉末を得た。Example 2 Amorphous SiO ₂ powder having an average particle size of 1.8 μm and Al N powder having an average particle size of 0.3 μm were prepared so that the molar ratio was 2: 1. Y ₂ O 3 powder having an average particle diameter of 0.2 μm is added and mixed so as to be 5% by weight. This prepared powder was pulverized and mixed in ethanol for 12 hours using a ball mill using Si ₃ N ₄ balls as a pulverizing medium, and then dried to obtain a raw material powder.

【００６３】次に、上記粉末を1ton/cm ² にて金型プレ
ス成形し、毎分 3リットルのＮ₂ 気流中にて1450℃、１
時間常圧焼結した。Next, the above powder was press-molded with a die at 1 ton / cm ^{2, and it} was heated at 1450 ° C. in a N ₂ gas stream of 3 liters per minute for 1 minute.
Sintered under normal pressure for an hour.

【００６４】得られた焼結体をＸ線回折によって同定し
たところ、Ｓｉ₂ Ａｌ₃ Ｏ₇ Ｎ、Ｓｉ₆ Ａｌ₁₀Ｏ₂₁Ｎ₄
などが確認された。曲げ強度は、平均29kg/ mm² 、ビッ
カース硬度1340、破壊靭性1.9MPa・ m ^1/2 であった。熱
膨張測定の結果、20℃から30℃までの平均値は、1.2 ×
10^-6/Kであった。The obtained sintered body was identified by X-ray diffraction. As a result, Si ₂ Al ₃ O ₇ N and Si ₆ Al ₁₀ O ₂₁ N _{4 were obtained.}
Etc. were confirmed. The bending strength was 29 kg / mm ^{2 on} average, Vickers hardness was 1340, and fracture toughness was 1.9 MPa · m ^1/2 . As a result of thermal expansion measurement, the average value from 20 ℃ to 30 ℃ is 1.2 ×
It was 10 ^-6 / K.

【００６５】実施例３ 平均粒子径が1.8 μm の結晶質Ｓi Ｏ₂ 粉末と平均粒子
径が0.3 μm のＡl Ｎ粉末とを、モル比で２：１になる
ように調製し、さらに全体の 5重量％となるように平均
粒子径0.2 μm のＹ₂ Ｏ₃ 粉末を添加調合する。この調
合粉末をＳｉ₃Ｎ₄ ボールを粉砕メディアとするボール
ミルを用いてエタノール中にて12時間粉砕混合後、乾燥
して原料粉末を得た。Example 3 A crystalline SiO ₂ powder having an average particle size of 1.8 μm and an Al N powder having an average particle size of 0.3 μm were prepared so that the molar ratio was 2: 1. Y ₂ O ₃ powder having an average particle diameter of 0.2 μm is added and blended so as to be in a weight percentage. This prepared powder was pulverized and mixed in ethanol for 12 hours using a ball mill using Si ₃ N ₄ balls as a pulverizing medium, and then dried to obtain a raw material powder.

【００６６】次に、上記粉末を毎分 3リットルのＮ₂ 気
流雰囲気中にて1650℃、2 時間常圧焼結した。Next, the above powder was subjected to atmospheric pressure sintering at 1650 ° C. for 2 hours in an atmosphere of N ₂ gas flow of 3 liters per minute.

【００６７】得られた焼結体をＸ線回折によって同定し
たところ、Ｓｉ₃ Ａｌ₃ Ｏ₃ Ｎ₅ 、Ｓｉ₃ Ａｌ_2.67Ｎ₄
Ｏ₄ などが確認された。曲げ強度は、平均25k gf/mm
² 、ビッカース硬度1360、破壊靭性2.6MPa・ m ^1/2 で
あった。熱膨張測定の結果、20℃から30℃までの平均値
は、1.0 ×10^-6/Kであった。The obtained sintered body was identified by X-ray diffraction. As a result, Si ₃ Al ₃ O ₃ N ₅ and Si ₃ Al _2.67 N _{4 were obtained.}
O ₄ etc. were confirmed. Bending strength averages 25k gf / mm
^{2. The} Vickers hardness was 1360 and the fracture toughness was 2.6 MPa · m ^1/2 . As a result of thermal expansion measurement, the average value from 20 ° C to 30 ° C was 1.0 × 10 ^-6 / K.

【００６８】実施例４ 平均粒子径が0.3 μｍのＳｉ₃ Ｎ₄ 粉末を９５重量％、
平均粒子径が0.02μmの非晶質Ｓi Ｏ₂ 粉末を３重量％
と、平均粒子径が0.3 μm のＡl Ｎ粉末とを、Ｓi Ｏ₂
に対してモル比で２：１になるように調製し、さらに全
体の 1重量％となるように平均粒子径0.2 μm のＹ₂ Ｏ
₃ 粉末を添加調合する。この調合粉末をＳｉ₃ Ｎ₄ ボー
ルを粉砕メディアとするボールミルを用いてエタノール
中にて12時間粉砕混合後、乾燥して原料粉末を得た。Example 4 95% by weight of Si ₃ N ₄ powder having an average particle size of 0.3 μm,
3% by weight of amorphous SiO ₂ powder having an average particle size of 0.02 μm
When, the Al N powder having an average particle diameter of 0.3 [mu] m, Si O ₂
To Y ₂ O having an average particle size of 0.2 μm so that the molar ratio is 2: 1.
₃ Add powder and mix. This prepared powder was pulverized and mixed in ethanol for 12 hours using a ball mill using Si ₃ N ₄ balls as a pulverizing medium, and then dried to obtain a raw material powder.

【００６９】次に、上記粉末を毎分 3リットルのＮ₂ 気
流中、1600℃にて１時間ホットプレスにより焼結した。
この時の加圧力は20MPa とした。得られた焼結体の曲げ
強度は、平均85kgf/mm ²、ビッカース硬度1810、破壊靭
性6.2MPa・ m ^1/2 であった。熱膨張測定の結果、20℃か
ら30℃までの平均値は、0.9 ×10^-6/Kであった。Next, the above powder was sintered by hot pressing at 1600 ° C. for 1 hour in a N ₂ gas stream of 3 liters per minute.
The pressure applied at this time was 20 MPa. The bending strength of the obtained sintered body was 85 kgf / mm ^{2 on} average, Vickers hardness of 1810, and fracture toughness of 6.2 MPa · m ^1/2 . As a result of thermal expansion measurement, the average value from 20 ° C to 30 ° C was 0.9 × 10 ^-6 / K.

【００７０】実施例５ 平均粒子径が0.3 μｍのＳi ₃ Ｎ₄ 粉末を９５重量％、
平均粒子径が1.2 μmの非晶質Ｓi Ｏ₂ 粉末を３重量％
と、平均粒子径が0.3 μm のＡl Ｎ粉末とを、Ｓi Ｏ₂
に対してモル比で４：１になるように調製し、さらに全
体の 1重量％となるように平均粒子径0.2 μm のＹ₂ Ｏ
₃ 粉末を添加調合する。この調合粉末をＳi ₃ Ｎ₄ ボー
ルを粉砕メディアとするボールミルを用いてエタノール
中にて12時間粉砕混合後、乾燥して原料粉末を得た。Example 5 95% by weight of Si ₃ N ₄ powder having an average particle size of 0.3 μm,
3% by weight of amorphous SiO ₂ powder with an average particle size of 1.2 μm
When, the Al N powder having an average particle diameter of 0.3 [mu] m, Si O ₂
To Y ₂ O having an average particle size of 0.2 μm so that the molar ratio is 4: 1.
₃ Add powder and mix. This prepared powder was pulverized and mixed in ethanol for 12 hours using a ball mill using Si ₃ N ₄ balls as a pulverizing medium, and then dried to obtain a raw material powder.

【００７１】次に、上記粉末を毎分 3リットルのＮ₂ 気
流中、1650℃にて１時間ホットプレスにより焼結した。
この時の加圧力は20MPa とした。得られた焼結体の曲げ
強度は、平均95kgf/mm₂ 、ビッカース硬度1850、破壊靭
性5.9MPa・ m ^1/2 であった。熱膨張測定の結果、20℃か
ら30℃までの平均値は、0.7 ×10^-6/Kであった。Next, the powder was sintered by hot pressing at 1650 ° C. for 1 hour in a N ₂ stream of 3 liters per minute.
The pressure applied at this time was 20 MPa. The bending strength of the obtained sintered body was 95 kgf / mm _{2 on} average, Vickers hardness of 1850, and fracture toughness of 5.9 MPa · m ^1/2 . As a result of thermal expansion measurement, the average value from 20 ° C to 30 ° C was 0.7 × 10 ^-6 / K.

【００７２】実施例６ 平均粒子径が0.3 μｍのＳi ₃ Ｎ₄ 粉末を８５重量％、
平均粒子径が1.2 μmの非晶質Ｓi Ｏ₂ 粉末を１５重量
％と、平均粒子径が0.3 μm のＡl Ｎ粉末とを、Ｓi Ｏ
₂ に対してモル比で２：１になるように調製し、さらに
全体の 1重量％となるように平均粒子径0.2 μm のＹ₂
Ｏ₃ 粉末を添加調合する。この調合粉末をＳi ₃ Ｎ₄ ボ
ールを粉砕メディアとするボールミルを用いてエタノー
ル中にて12時間粉砕混合後、乾燥して原料粉末を得た。Example 6 85% by weight of Si ₃ N ₄ powder having an average particle size of 0.3 μm,
15% by weight of amorphous SiO ₂ powder having an average particle size of 1.2 μm and Al N powder having an average particle size of 0.3 μm were mixed with SiO 2
2 against ₂ molar ratio: adjusted to be 1, the average particle size such that more and 1 wt% of the total 0.2 [mu] m of Y ₂
O ₃ powder is added and blended. This prepared powder was pulverized and mixed in ethanol for 12 hours using a ball mill using Si ₃ N ₄ balls as a pulverizing medium, and then dried to obtain a raw material powder.

【００７３】次に、上記粉末を毎分 3リットルのＮ₂ 気
流中、1670℃にて１時間ホットプレスにより焼結した。
この時の加圧力は20MPa とした。得られた焼結体の曲げ
強度は、平均70kgf/mm² 、ビッカース硬度1760、破壊靭
性5.5MPa・ m ^1/2 であった。熱膨張測定の結果、20℃か
ら30℃までの平均値は、1.3 ×10^-6/Kであった。Next, the powder was sintered by hot pressing at 1670 ° C. for 1 hour in a N ₂ gas stream of 3 liters per minute.
The pressure applied at this time was 20 MPa. The bending strength of the obtained sintered body was 70 kgf / mm ^{2 on} average, Vickers hardness was 1760, and fracture toughness was 5.5 MPa · m ^1/2 . As a result of thermal expansion measurement, the average value from 20 ° C. to 30 ° C. was 1.3 × 10 ⁻⁶ / K.

【００７４】実施例７ 平均粒子径が0.3 μｍのＳi ₃ Ｎ₄ 粉末を７０重量％、
平均粒子径が1.2 μmの非晶質Ｓi Ｏ₂ 粉末を３０重量
％と、平均粒子径が0.3 μm のＡl Ｎ粉末とを、Ｓi Ｏ
₂ に対してモル比で２：１になるように調製し、さらに
全体の 1重量％となるように平均粒子径0.2 μm のＹ₂
Ｏ₃ 粉末を添加調合する。この調合粉末をＳi ₃ Ｎ₄ ボ
ールを粉砕メディアとするボールミルを用いてエタノー
ル中にて12時間粉砕混合後、乾燥して原料粉末を得た。Example 7 70% by weight of Si ₃ N ₄ powder having an average particle size of 0.3 μm,
30% by weight of amorphous SiO ₂ powder having an average particle diameter of 1.2 μm and Al N powder having an average particle diameter of 0.3 μm were mixed with SiO 2
2 against ₂ molar ratio: adjusted to be 1, the average particle size such that more and 1 wt% of the total 0.2 [mu] m of Y ₂
O ₃ powder is added and blended. This prepared powder was pulverized and mixed in ethanol for 12 hours using a ball mill using Si ₃ N ₄ balls as a pulverizing medium, and then dried to obtain a raw material powder.

【００７５】次に、上記粉末を毎分 3リットルのＮ₂ 気
流中、1600℃にて１時間ホットプレスにより焼結した。
この時の加圧力は20MPa とした。得られた焼結体の曲げ
強度は、平均62kgf/mm² 、ビッカース硬度1650、破壊靭
性5.2MPa・ m ^1/2 であった。熱膨張測定の結果、20℃か
ら30℃までの平均値は、1.5 ×10^-6/Kであった。Next, the powder was sintered by hot pressing at 1600 ° C. for 1 hour in a N ₂ stream of 3 liters per minute.
The pressure applied at this time was 20 MPa. The bending strength of the obtained sintered body was 62 kgf / mm ^{2 on} average, Vickers hardness of 1650, and fracture toughness of 5.2 MPa · m ^1/2 . As a result of thermal expansion measurement, the average value from 20 ° C to 30 ° C was 1.5 × 10 ^-6 / K.

【００７６】[0076]

【発明の効果】本発明により、熱膨張係数が 1.5×10^-6
/K以下と低く、かつ、緻密で機械的性質の優れた複合セ
ラミックス焼結体およびそれに適したサイアロン結晶粒
子を提供することができた。According to the present invention, the coefficient of thermal expansion is 1.5 × 10 ^-6
It was possible to provide a composite ceramics sintered body that is as low as / K or less, is dense, and has excellent mechanical properties, and sialon crystal particles suitable for it.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】自形であるサイアロン結晶粒子。1. An automorphic sialon crystal grain. 【請求項２】形状が柱状で、かつ絞絡構造からなること
を特徴とする請求項１記載のサイアロン結晶粒子。2. The sialon crystal particles according to claim 1, which are columnar in shape and have a constricted structure. 【請求項３】自形のサイアロン結晶粒子と、ガラス相お
よび／またはセラミックス相とからなる複合セラミック
ス焼結体。3. A composite ceramic sintered body comprising self-supporting sialon crystal particles and a glass phase and / or a ceramic phase. 【請求項４】該サイアロン結晶粒子の形状が柱状で、か
つ絞絡構造からなることを特徴とする請求項３記載の複
合セラミックス焼結体。4. The composite ceramics sintered body according to claim 3, wherein the sialon crystal particles have a columnar shape and have a constricted structure. 【請求項５】該サイアロン結晶粒子が、２重量％以上、
９５重量％以下の範囲であることを特徴とする請求項３
記載の複合セラミックス焼結体。5. The sialon crystal particles are 2% by weight or more,
4. A range of 95% by weight or less.
The composite ceramics sintered body described. 【請求項６】該サイアロン結晶粒子が、主として、一般
式 Ｓｉ_6-z Ａｌ_z Ｏ_z Ｎ_8-z （ｚは４以下の整数を示す）
で代表されるβ型サイアロン系であることを特徴とする
請求項３記載の複合セラミックス焼結体。6. The sialon crystal particles are mainly represented by the general formula: Si _6-z Al _z O _z N _8-z (z represents an integer of 4 or less).
The composite ceramics sintered body according to claim 3, which is a β-sialon system represented by 【請求項７】該サイアロン結晶粒子が、主として、一般
式 Ｍ_x Ｓｉ₁₂Ａｌ₁₂Ｏ₁₆Ｎ₁₆（ＭはＬi 、Ｙ、Ｃa 、Ｍg
およびＬｎから選ばれる。ただし、Ｌｎは、Ｌa 、Ｃe
を除くランタニド金属から選ばれる。ｘは０．４以下の
実数を示す）で表されるα型サイアロン系であることを
特徴とする請求項３記載の複合セラミックス焼結体。7. The sialon crystal particles are mainly composed of the general formula M _x Si ₁₂ Al ₁₂ O ₁₆ N ₁₆ (M is Li, Y, Ca, Mg).
And Ln. However, Ln is La, Ce
Selected from the lanthanide metals except. The composite ceramic sintered body according to claim 3, wherein x is a α-sialon system represented by a real number of 0.4 or less). 【請求項８】該サイアロン結晶粒子が、主として、Ｓｉ
₂ Ａｌ₃ Ｏ₇ Ｎ、Ｓｉ₆ Ａｌ₁₀Ｏ₂₁Ｎ₄ 、Ｓｉ₃ Ａｌ₃
Ｏ_3+1.5XＮ_5-X 、Ｓｉ₃ Ａｌ_2.67Ｎ₄ Ｏ₄ 、Ｓｉ₃ Ａｌ
₇ Ｏ₃ Ｎ₉ 、Ｓｉ₁₂Ａｌ₁₈Ｏ₃₉Ｎ₈ 、Ａｌ₆ Ｓｉ₆ Ｎ₈
Ｏ₉ 、Ｓｉ₃ Ａｌ₃ Ｏ₃ Ｎ₅ 、Ｓｉ₆ Ａｌ₁₀Ｏ₂₁Ｎ₄ 、
Ｓｉ₂ Ａｌ₃ Ｏ₇ Ｎ、Ｓｉ₂ ＯＮ₂ およびＳｉ₃ Ｎ₄ か
ら選ばれる少なくとも１種の化合物からなることを特徴
とする請求項３記載の複合セラミックス焼結体。8. The sialon crystal particles are mainly composed of Si.
₂ Al ₃ O ₇ N, Si ₆ Al ₁₀ O ₂₁ N ₄ , Si ₃ Al ₃
O _{3 + 1.5X} N _5-X , Si ₃ Al _2.67 N ₄ O ₄ , Si ₃ Al
₇ O ₃ N ₉ , Si ₁₂ Al ₁₈ O ₃₉ N ₈ , Al ₆ Si ₆ N ₈
O ₉ , Si ₃ Al ₃ O ₃ N ₅ , Si ₆ Al ₁₀ O ₂₁ N ₄ ,
The composite ceramics sintered body according to claim 3, comprising at least one compound selected from Si ₂ Al ₃ O ₇ N, Si ₂ ON ₂ and Si ₃ N ₄ . 【請求項９】ガラス相が、シリカを主成分とすることを
特徴とする請求項３〜８記載の複合セラミックス焼結
体。9. The composite ceramics sintered body according to claim 3, wherein the glass phase contains silica as a main component. 【請求項１０】セラミックス相が、Ｓｉ₃ Ｎ₄ および／
またはＳｉ₂ ＯＮ₂ であることを特徴とする請求項３〜
９記載の複合セラミックス焼結体。10. A ceramic phase comprising Si ₃ N ₄ and / or
Or Si ₂ ON _2;
9. The composite ceramics sintered body according to 9. 【請求項１１】複合セラミックスに第３成分として、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ および／またはアルミナ珪酸塩が含まれること
を特徴とする請求項３〜１０記載の複合セラミックス焼
結体。11. A composite ceramic containing A as a third component
l ₂ O ₃ and / or composite ceramic sintered body according to claim 3-10, wherein to include alumina silicate. 【請求項１２】複合セラミックスに10〜40体積％のウィ
スカが含まれることを特徴とする、請求項３〜１１記載
の複合セラミックス焼結体。12. The composite ceramic sintered body according to claim 3, wherein the composite ceramic contains 10 to 40% by volume of whiskers. 【請求項１３】20〜30℃の常温域における曲げ強度が、
40kg/mm ² 以上であり、かつ同常温域における平均熱膨
張係数が１．５×10^-6/K以下であることを特徴とする請
求項３〜１２記載の複合セラミックス焼結体。13. The bending strength in the normal temperature range of 20 to 30 ° C.
The composite ceramics sintered body according to any one of claims 3 to 12, wherein the composite ceramics sintered body is 40 kg / mm ² or more and has an average coefficient of thermal expansion of 1.5 × 10 ^-6 / K or less in the room temperature range.