JPS63303864A - サイアロン焼結体の製造方法 - Google Patents
サイアロン焼結体の製造方法Info
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- JPS63303864A JPS63303864A JP62137741A JP13774187A JPS63303864A JP S63303864 A JPS63303864 A JP S63303864A JP 62137741 A JP62137741 A JP 62137741A JP 13774187 A JP13774187 A JP 13774187A JP S63303864 A JPS63303864 A JP S63303864A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高温において高強度および耐酸化性を有するサ
イアロン質焼結体の製造方法に関する。
イアロン質焼結体の製造方法に関する。
サイアロン、特にβ−サイアロン焼結体（Ｓｔ６−ｚＡ
ｔｚｏｚＮｓ−ｚ ）は高温強度、熱衝撃抵抗性、耐酸
化性に優れていることから、エンジン部品やガスタービ
ン部品への応用が盛んに研究されており、将来有望なセ
ラミックスの一つである。
ｔｚｏｚＮｓ−ｚ ）は高温強度、熱衝撃抵抗性、耐酸
化性に優れていることから、エンジン部品やガスタービ
ン部品への応用が盛んに研究されており、将来有望なセ
ラミックスの一つである。
その製造方法の一つとしてβ−サイアロン粉末の成形体
を窒素中、高温で焼結する方法が提案されている。この
方法はβ−サイアロン組成になっている粉末の成形体を
焼結する方法であるため、焼結後の組成が均一で、β−
サイアロン本来の特徴を発揮できると期待されているが
、焼結時に液相ができにくいためか、特にＺ＝３．０以
下の粉末を用いた場合、強度の低い焼結体しか得られな
いという欠点があった。
を窒素中、高温で焼結する方法が提案されている。この
方法はβ−サイアロン組成になっている粉末の成形体を
焼結する方法であるため、焼結後の組成が均一で、β−
サイアロン本来の特徴を発揮できると期待されているが
、焼結時に液相ができにくいためか、特にＺ＝３．０以
下の粉末を用いた場合、強度の低い焼結体しか得られな
いという欠点があった。
本発明者らは強度の高いサイアロン焼結体を得るため鋭
意研究し、特定の添加剤を添加して成形後焼結すること
により目的を達することを見出し、本発明に至った。
意研究し、特定の添加剤を添加して成形後焼結すること
により目的を達することを見出し、本発明に至った。
すなわち本発明の要旨はサイアロン粉末に、希土類酸化
物、希土類窒化物、Ａｔ、０．、ＡｔＮ、ＭｇＯ，Ｍｇ
５Ｎ＊、ＺｒＯ２、ＺｒＮの中から選ばれた一種以上を
添加し、成形後焼結することを特徴とするサイアロン焼
結体の製造方法にある。
物、希土類窒化物、Ａｔ、０．、ＡｔＮ、ＭｇＯ，Ｍｇ
５Ｎ＊、ＺｒＯ２、ＺｒＮの中から選ばれた一種以上を
添加し、成形後焼結することを特徴とするサイアロン焼
結体の製造方法にある。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明に使用するサイアロン粉末としては、一般的には
Ｓ ｉ＠ 、ＡｚｚｏｚＮｓ−２で表わされる連続固溶
体であるβ−サイアロンを用いるのが好ましく、また、
高強度のサイアロン焼結体を得るためにはＺ値が０．５
〜２．５であることが好ましい。
Ｓ ｉ＠ 、ＡｚｚｏｚＮｓ−２で表わされる連続固溶
体であるβ−サイアロンを用いるのが好ましく、また、
高強度のサイアロン焼結体を得るためにはＺ値が０．５
〜２．５であることが好ましい。
本発明で用・いるβ−サイアロン粉末はいくつかの方法
で合成できる。例えば目的のＺ値になるようにＳｉｎ、
、Ａｔ！０３、カーボンを配合した混合粉末をＮ２また
はアンモニア雰囲気、１３００〜１５５０℃で焼成し、
還元窒化して合成されたβ−サイアロン粉末またはＳ
ｉ （ＮＨ）、とＡｔ、 ０．、ＡｔＮ、Ａｔの内一種
または二種を所望のＺ値に配合してＮ、またはＮＨ３中
で焼成して合成したβ−サイアロン粉末または３ｉ、
ｆｉ、ｔ２０３、ＡｔＮを所望のＺ値に配合した混合原
料をＮ、中で窒化して合成されたβ−サイアロン粉末が
挙げられ、その平均粒径は２μｍ以下が好ましい。２μ
ｍより大きい粒径のものを使用すると添加剤との混合が
不十分となり、高強度の焼結体を得られないおそれがあ
シ好ましくない。
で合成できる。例えば目的のＺ値になるようにＳｉｎ、
、Ａｔ！０３、カーボンを配合した混合粉末をＮ２また
はアンモニア雰囲気、１３００〜１５５０℃で焼成し、
還元窒化して合成されたβ−サイアロン粉末またはＳ
ｉ （ＮＨ）、とＡｔ、 ０．、ＡｔＮ、Ａｔの内一種
または二種を所望のＺ値に配合してＮ、またはＮＨ３中
で焼成して合成したβ−サイアロン粉末または３ｉ、
ｆｉ、ｔ２０３、ＡｔＮを所望のＺ値に配合した混合原
料をＮ、中で窒化して合成されたβ−サイアロン粉末が
挙げられ、その平均粒径は２μｍ以下が好ましい。２μ
ｍより大きい粒径のものを使用すると添加剤との混合が
不十分となり、高強度の焼結体を得られないおそれがあ
シ好ましくない。
次に添加剤としては希土類酸化物、希土類窒化物、Ｍｇ
Ｏ、Ｍｇ５Ｎｚ、Ａｔ、 ０３、ＡｔＮ、 ＺｒＯ２、
ＺｒＮが挙げられる。これらの中の一種以上を選んで使
用する。これらの金属酸化物、金属窒化物はできるだけ
細いものがよく、平均粒径が５μｍ以下のものがよい。
Ｏ、Ｍｇ５Ｎｚ、Ａｔ、 ０３、ＡｔＮ、 ＺｒＯ２、
ＺｒＮが挙げられる。これらの中の一種以上を選んで使
用する。これらの金属酸化物、金属窒化物はできるだけ
細いものがよく、平均粒径が５μｍ以下のものがよい。
粒径が５μｍを超えるとβ−サイアロン粉末と添加剤と
の混合が不均一になることもあシ、それが焼結体の強度
低下を来すので好ましくない。 ゛ 添加する金属酸化物、金属窒化物の合計重量はβ−サイ
アロン粉末１００重量部に対して１〜３０重量部配合す
る必要がある。１重量部未満では添加量が少なすぎて効
果が小さく、高強度の焼結体が得られない場合がある。
の混合が不均一になることもあシ、それが焼結体の強度
低下を来すので好ましくない。 ゛ 添加する金属酸化物、金属窒化物の合計重量はβ−サイ
アロン粉末１００重量部に対して１〜３０重量部配合す
る必要がある。１重量部未満では添加量が少なすぎて効
果が小さく、高強度の焼結体が得られない場合がある。
また３０重量部を超えると添加量が多すぎて焼結体の粒
界相が粒成長してかえって強度が低下したシ、ガラス相
が多くなりすぎてβ−サイアロン焼結体本来の特徴であ
る高温強度が低下したり、耐酸化性が低下したシして好
ましくない。
界相が粒成長してかえって強度が低下したシ、ガラス相
が多くなりすぎてβ−サイアロン焼結体本来の特徴であ
る高温強度が低下したり、耐酸化性が低下したシして好
ましくない。
次に本発明によるβ−サイアロン焼結体の製造方法の１
例を説明する。
例を説明する。
前記したよりなβ−サイアロン粉末に添加剤として希土
類酸化物、希土類窒化物、ＭｇＯ１Ｍｇ５Ｎｘ、Ａｔ、
Ｏ８、ＡｚＮ、 ＺｒＯ２、ＺｒＮの中から選ばれた
一種以上を適宜配合し、プラスチック裂のボールミル等
慣用の装置を用いて十分混合する。
類酸化物、希土類窒化物、ＭｇＯ１Ｍｇ５Ｎｘ、Ａｔ、
Ｏ８、ＡｚＮ、 ＺｒＯ２、ＺｒＮの中から選ばれた
一種以上を適宜配合し、プラスチック裂のボールミル等
慣用の装置を用いて十分混合する。
得られたβ−サイアロン粉末と添加剤の混合物を所望の
形状に成形し、その成形体を窒素、アルゴン等の非酸化
雰囲気の焼結炉あるいは真空の焼結炉に挿入し、１６０
０〜１９００℃、１０〜１８０分程度保持することによ
り所望のサイアロン焼結体をつくることができる。
形状に成形し、その成形体を窒素、アルゴン等の非酸化
雰囲気の焼結炉あるいは真空の焼結炉に挿入し、１６０
０〜１９００℃、１０〜１８０分程度保持することによ
り所望のサイアロン焼結体をつくることができる。
本発明の作用機構はまだ明確ではないが、下記のように
推測される。β−サイアロン粉末、特にＺ値が低い粉末
の成形体を焼結した場合、焼結中に焼結の原動力となる
液相の生成が少ないため、焼結を十分進行させることが
できず、十分緻密な焼結体を得ることができないと考え
られる。
推測される。β−サイアロン粉末、特にＺ値が低い粉末
の成形体を焼結した場合、焼結中に焼結の原動力となる
液相の生成が少ないため、焼結を十分進行させることが
できず、十分緻密な焼結体を得ることができないと考え
られる。
しかし本発明の如くβ−サイアロン粉末に、希土類酸化
物、希土類窒化物、ＭｇＯ，Ｍｇ、Ｎ、、Ａｔ、０３、
Ａｔ Ｎ ％Ｚ ｒ Ｏｔ、ＺｒＮの中から選ばれた一
種以上を添加することによシ、焼結時にβ−サイアロン
粉末の一部と添加剤とが焼結を十分進行させるに適量な
液相を生成して焼結を十分進行させることができるため
と考えられる。
物、希土類窒化物、ＭｇＯ，Ｍｇ、Ｎ、、Ａｔ、０３、
Ａｔ Ｎ ％Ｚ ｒ Ｏｔ、ＺｒＮの中から選ばれた一
種以上を添加することによシ、焼結時にβ−サイアロン
粉末の一部と添加剤とが焼結を十分進行させるに適量な
液相を生成して焼結を十分進行させることができるため
と考えられる。
β−サイアロン粉末は下記の方法で合成した。
ＳｉＯ鵞粉米粉末本アエロジル社製「ＡＥＲＯ８ＩＬ−
３８０」）およびＡｔ、 Ｏ，粉末ぐ日本アエロジル社
製１’−ＡＬＭＩＮＵＭＯＸＩＤＥＪ ）をＺ値カ０．
５．１．５．２．５になるように配合し、さらにカーボ
ンブラック（東海カーボン社Ｍ［シーストロ００Ｊ）を
Ｓｉｎ、とＡｔ、 Ｏ，の合計量１００重量部に対し、
４５．３９．３５重量部添加し、十分混合後車素気流中
、１４８０℃、６時間焼成し、その焼成物を空気中７０
０℃で加熱して残留カーボンを酸化除去して得られた合
成物をＸ線回折で調べたところ、いずれもβ−サイアロ
ン粉末であった。
３８０」）およびＡｔ、 Ｏ，粉末ぐ日本アエロジル社
製１’−ＡＬＭＩＮＵＭＯＸＩＤＥＪ ）をＺ値カ０．
５．１．５．２．５になるように配合し、さらにカーボ
ンブラック（東海カーボン社Ｍ［シーストロ００Ｊ）を
Ｓｉｎ、とＡｔ、 Ｏ，の合計量１００重量部に対し、
４５．３９．３５重量部添加し、十分混合後車素気流中
、１４８０℃、６時間焼成し、その焼成物を空気中７０
０℃で加熱して残留カーボンを酸化除去して得られた合
成物をＸ線回折で調べたところ、いずれもβ−サイアロ
ン粉末であった。
このようにして得られた３種類のβ−サイアロン粉末に
平均粒径が２μｍ以下の添加剤を表１に示す割合に配合
し、エタノールを加えたのちプラスチック製のボールミ
ルを使用して十分混合したのち乾燥し、メノウ乳鉢で軽
く解砕したのち、直径５０謹φの円板状に３００Ｋｔｆ
／Ｊの圧力でプレス成形し、１０００胸ｆ／ｃｔＡでＣ
ＩＰ成形した。その成形体を窒素ガス雰囲気中（１気圧
）、１７８０℃、６０分間焼結した。得られた焼結体を
ＪＩＳＲ−１６０１（ファインセラミックスの曲げ強さ
試験方法）にしたがって切断研磨加工して、それぞれの
試験片をつくり、室温および１３００℃における曲げ試
験および焼結体の気孔率の測定を行い、結果を同表に示
した。
平均粒径が２μｍ以下の添加剤を表１に示す割合に配合
し、エタノールを加えたのちプラスチック製のボールミ
ルを使用して十分混合したのち乾燥し、メノウ乳鉢で軽
く解砕したのち、直径５０謹φの円板状に３００Ｋｔｆ
／Ｊの圧力でプレス成形し、１０００胸ｆ／ｃｔＡでＣ
ＩＰ成形した。その成形体を窒素ガス雰囲気中（１気圧
）、１７８０℃、６０分間焼結した。得られた焼結体を
ＪＩＳＲ−１６０１（ファインセラミックスの曲げ強さ
試験方法）にしたがって切断研磨加工して、それぞれの
試験片をつくり、室温および１３００℃における曲げ試
験および焼結体の気孔率の測定を行い、結果を同表に示
した。
比較例として添加剤を添加しないで焼結した場合および
添加剤の添加量を変えて焼結した場合の結果も同表に併
記した。
添加剤の添加量を変えて焼結した場合の結果も同表に併
記した。
β−サイアロン粉末に添加剤として希土類酸化物、希土
類窒化物、ＭｇＯ，Ｍｇ、Ｎ、、Ａｌｔｏｓ、ＡｔＮ、
ＺｒＯ２、ＺｒＮＱ中から選ばれた一種以上を添加後
成形して焼結することにより、高温強度と耐酸化性に優
れたβ−サイアロン焼結体を工業的に得ることができる
ようになった。
類窒化物、ＭｇＯ，Ｍｇ、Ｎ、、Ａｌｔｏｓ、ＡｔＮ、
ＺｒＯ２、ＺｒＮＱ中から選ばれた一種以上を添加後
成形して焼結することにより、高温強度と耐酸化性に優
れたβ−サイアロン焼結体を工業的に得ることができる
ようになった。
Claims (1)
- サイアロン粉末に、希土類酸化物、希土類窒化物、Ｚｒ
Ｏ＿２、ＺｒＮ、ＭｇＯ、Ｍｇ＿３Ｎ＿２、Ａｌ＿２Ｏ
＿３、ＡｌＮの中から選ばれた一種以上を添加し、成形
後焼結することを特徴とするサイアロン焼結体の製造方
法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137741A JPS63303864A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | サイアロン焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137741A JPS63303864A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | サイアロン焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303864A true JPS63303864A (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=15205746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62137741A Pending JPS63303864A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | サイアロン焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63303864A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0564257A2 (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-06 | Isuzu Motors Limited | Low thermal conductivity ceramic and process for producing the same |
| JP2005035832A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Taiheiyo Cement Corp | サイアロン焼結体および半導体製造装置用部品 |
| CN110540429A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-06 | 南充三环电子有限公司 | 一种氮化铝烧结体及应用 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS63230575A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-27 | 宇部興産株式会社 | 透光性β−サイアロン焼結体及びその製法 |
-
1987
- 1987-06-02 JP JP62137741A patent/JPS63303864A/ja active Pending
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| CN110540429A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-06 | 南充三环电子有限公司 | 一种氮化铝烧结体及应用 |
| CN110540429B (zh) * | 2019-08-29 | 2022-06-14 | 南充三环电子有限公司 | 一种氮化铝烧结体及应用 |
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