JPS6337069B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6337069B2
JPS6337069B2 JP59141400A JP14140084A JPS6337069B2 JP S6337069 B2 JPS6337069 B2 JP S6337069B2 JP 59141400 A JP59141400 A JP 59141400A JP 14140084 A JP14140084 A JP 14140084A JP S6337069 B2 JPS6337069 B2 JP S6337069B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sic
sintered body
zrb
resistance
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP59141400A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6121979A (ja
Inventor
Otojiro Kida
Masaru Segawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP59141400A priority Critical patent/JPS6121979A/ja
Priority to DE8585108000T priority patent/DE3572468D1/de
Priority to EP85108000A priority patent/EP0170864B1/en
Priority to US06/749,829 priority patent/US4668643A/en
Publication of JPS6121979A publication Critical patent/JPS6121979A/ja
Priority to US06/916,225 priority patent/US4678759A/en
Publication of JPS6337069B2 publication Critical patent/JPS6337069B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、ZrB2(2硼化ジルコニウム)質焼結
体に関するものである。 一般的に金属硼化物セラミツクスは高融点で高
硬度、高強度、高耐蝕の特徴を有し、従来から切
削工具、機械関部品材料などとして用いられてい
るが、実際に実用化されているものの多くはチタ
ンの硼化物であつて、ジルコニウムの硼化物は殆
んど実用化されていないのが実状である。 本発明のZrB2複合焼結体は、高融点、高強度、
高耐蝕、高硬度、導電性、耐酸化性等の優れた特
徴を有するので高温耐蝕性部材、機械部材、発熱
体、電極、誘導炉用ルツボ等に広く使用できる材
料である。 (従来の技術) ZrB2質の複合焼結体として現在広く実用化さ
れているものは殆どないが特許などには種々のも
のが提案されている。 即ち、焼結助剤又は複合材などのZrB2焼結体
における副成分としてはMoSi2などの珪化物、
TaN,HfNなどの窒化物、ZrO2などの酸化物、
SiC,B4Cなどの炭化物、種々の金属などが知ら
れている。 (発明が解決しようとする問題点) 例えば珪化物については特公昭38−6098にはけ
い化ジルコニウムが、また米国特許第3705112号
にMoSi2などが開示されているが、これらのSi系
化合物は高温雰囲気下での焼結で溶融又は分解す
るため組織が多孔質で結晶の粒成長が大きくなる
ことが多く、そのため強度も、耐蝕性も十分でな
いことが多いし、耐酸化性もSiO2の皮膜として
の効果が予測されるがこれらの副成分のみで空気
中での使用には十分でない。 つぎに窒化物については、米国特許第3305374
に開示されているTaNは高硬度材料としてZrB2
TiB2等に添加され、工具材料、装飾材に応用さ
れているが高硬度、高強度の点では優れているが
高温耐蝕部材、発熱体、電極、誘導炉用ルツボ等
の高温酸化雰囲気下に使用する場合、耐酸化性、
耐スポール性、耐蝕性などの点で十分ではない。 つぎに炭化物については米国特許第3775137に
SiC、米国特許第3325300にB4CやSiCが開示され
ているなどしているが、米国特許第3775137の
SiCのみの添加では耐酸化性の点で不十分であ
り、又第3325300のMoSi2+B4C,MoSi2+SiC+
B4Cの添加ではMoSi2が焼結温度より低融点であ
り焼結中に融けて、分解したり、粒成長を促進す
るなど組織を多孔質化するため高密度化しにく
く、耐酸化性も十分ではない。 さらに窒化物と炭化物を併用する例について
は、米国特許第4199480に開示されている。 即ち、米国特許第4199480には、TiB2にSiCと
BNを加えた耐火物が示され、TiB2にかえて
ZrB2が使用されることも開示されている。 そして、この特許は、金属の真空蒸着用導電ボ
ートであつて、この材料が使用される雰囲気は真
空である。 しかしながらこの材料を空気中で加熱すると酸
化を受け易く、特にTiB2系では酸化を受けて白
色化してしまう。 さらに、この材料はSiCが15%より多いので、
溶鋼などの溶融金属、溶融スラグなどに対する耐
蝕性において十分でなく、ましてや雰囲気中で使
用されねばならないこれらの使用下での使用には
適切なものではない。 酸化物については特公昭47−38048にZrO2との
複合体などが開示されているが、これは正方晶
ZrO2の移転強化による高強度、高靭性化を目標
としたものであつて高温酸化雰囲気などの状況で
使用する場合には高強度、高靭性化は正方晶
ZrO2の単斜への移転により低下する事が認めら
れ、又耐酸化性、耐スポール性の点でも十分なも
のではない。 さらに特開昭47−31831,昭52−10084,昭57−
38365等はTiB2を主成分とする焼結体においては
六方晶系BNやAlNを副成分とするものや逆に
BNを主成分としてTiB2やZrB2を副成分として
添加しているものなどが、主に溶融金属容器又は
真空蒸発モーター等の非酸化物雰囲気下での使用
を用途にしたものが知られている。 しかしながら、このような例にみられるような
難焼結性のBNを添加した混合物では高密度化や
耐酸化性は著しく低く、空気中での使用には不適
なものしか得られない。 このような点に鑑み、優れた特質を備えていな
がらその特質を生かしきれず、極めて限られた用
途にしか実際に使われていないZrB2質焼結体に
ついて、従来の問題点を克服すべく研究を進めた
結果、優れた高密度、高強度、耐酸化性、耐蝕
性、さらに耐スポール性などの諸性能を兼ね備
え、かついくつかについてはその特質を著しく向
上せしめた焼結体の開発に成功したのである。 (問題を解決するための手段) 即ち、本発明は副成分としてSiC及びBNをそ
れぞれ重量%で1〜12%及び1〜35%含み、残部
が実質的にZrB2からなるZrB2質焼結体を要旨と
するものである。 本発明に用いるZrB2は例えば酸化ジルコニウ
ム、酸化硼素およびカーボンの混合物を高温で反
応させることにより得られ、本焼結体の製造には
可及的に純度の高いものを用いるのが好ましく、
また粒径も可及的に小さい粉末が好ましい。 具体的には純度99%以上、平均粒径10μm、特
に5μm以下のものがそれである。 また副生分として存在せしめるSiC及びBNに
ついては、焼結体としてはそのような化合物とし
て所定量が存在していればよいので、出発原料と
してはどのような形態のものとして配合してもよ
いが、SiC及びBN以外の原料を使用した場合に
は焼結段階で特別な配慮が必要となるため、通常
配合原料としてSiC及びBNとして調整しておく
のがよい。 このSiC及びBN原料についても可及的に純度
の高いものが好ましく通常99%以上のものがよ
い。 原料混合物は通常これら3種の微粉末を均一に
混合する事により調整するが、粉砕混合を目的と
して超微粉砕しても同様である。一般に混合原料
の粒度は10μm以下がよく、好ましくは平均粒径
1μm以下にまで十分調整しておくことである。 本発明焼結体はこれらの混合物を例えば黒鉛型
に充填し、真空中又はアルゴン,ヘリウム,一酸
化炭素などの中性或は還元性の雰囲気下で、常圧
焼成するか50〜2000Kg/cm2程度の加圧下で焼成す
るかいずれでも焼成可能である。 尚、焼成温度は1600〜2200℃、焼成時間は、30
分〜1時間程度が適当である。 本発明焼結体における副成分の割合は焼結体中
において重量%(以下同じ)で2〜50%であり、
残部は実質的にZrB2からなつているものである
が、このZrB2の一部をZrB2の特質を損なわない
程度の少量を他の成分例えばTiB2等で置換する
ことは差支えない。 副成分としてのBN及びSiCはそれぞれ少なく
とも1%以上必要であるが、これはBNが1%以
下では耐スポール性、耐酸化性、高耐蝕の特徴が
十分発揮されず、SiCが1%以下では耐酸化性が
十分でなく高密度化も難しくなるなどのためであ
る。 SiCの存在が何故に耐酸化性の向上を本焼結体
においてもたらされているかについては明らかで
ないが、使用下において高粘性のB2O3―SiO2
の皮膜が形成されるためであろうと考えられ、こ
のようなことは本焼結体が発熱体のような用途に
も十分耐用しうることを示している。 また発熱体のような用途では電気抵抗を可変的
にしうることが有利であるが、の点本発明焼結体
はSiCとともに絶縁成分として作用するBNを併
用しているため大変有利である。 一方、BN及
びSiCはそれぞれが焼結体中において半分量程度
まで存在せしめることが可能であるが、BNが50
%を越えると焼結が困難となつて高密度品が得ら
れないし、SiCが50%を越えると耐スポール性の
効果も発揮されなくなるので好ましくなく、いず
れにしてもZrB2質の特質を本質的に損なうこと
になるので、BNとSiCの合量としては5〜45%
にしておく必要がある。 これらの範囲においてさらに望ましい範囲は
SiCとBNの合量が10〜30%であつて、SiCとBN
の割合は両者の合量中前者を5〜50%、後者を95
〜50%とすることである。 さらに、高耐蝕性を必要とする用途、特に溶鋼
や溶融スラグに対しての耐蝕性はSiCが多くなる
と悪くなるので、SiCついては最大12%にとどめ
ることが望ましく、特には3〜10%とすることで
ある。 そして、このような総合的観点からすれば、
BNは1〜35%が望ましく、特には3〜25%であ
る。 尚、副成分としても本発明焼結体の目的効果を
本質的に損なわない範囲において他の成分が含ま
れていて勿論差支えないが不可避的不純物を含め
て可及的少量にとどめることが必要である。 (発明の効果) このようにして得られる本発明焼結体は、前述
してきたように高密度で耐酸化性、耐スポール
性、高強度、耐蝕性に優れた導電性のある緻密な
焼結体であるため、特に空気中で使用するような
溶鋼、溶融スラグ等の高温耐蝕部材、発熱体、ル
ツボ等に最適であり、その他機械部品材料、工具
等にも適用可能であつてZrB2質焼結体の特質を
発揮した種々の用途に使用できるものであつて、
その実用的価値が多大である。 (実施例) 実施例 1 ZrB2粉末(純度99以上)85部、六方晶系BN粉
末10部、SiC粉末5部を十分に混合粉砕すべく、
ポツトミルを使用したエタノール溶媒中でSiCボ
ールを用い3時間粉砕混合した、。得られた粉末
をエバポレーターでアルコール除去して十分乾燥
し、平均粒径0.15μの粉末を得た。この粉末を黒
鉛型に充填したアルゴンガス雰囲気下で350Kg/
cm2の圧力下2000℃で30分間加熱して焼結体を得
た。 得られた焼結体の特性は相対密度98%、曲げ強
度45Kg/mm2、耐酸化性(注1)変化なし、耐スポ
ール性(注2)は△T=700℃であつた。さらに
耐蝕性(注3)テストにおいても変化はなかつ
た。 実施例2〜5、9〜11及び比較例1〜4 実施例1と同様のZrB2、BN及びSiC粉末の所
定量を実施例1と同様の黒鉛型に入れ、特定の焼
結条件(雰囲気はアルゴン)で焼結して得られ
た。 実施例 6〜8 上記粉末をラバープレスを用い2000Kg/cm2で成
形し、アルゴン雰囲気で2100℃で1時間常圧焼成
して得た。 各焼結体の特性を第1表に示す。 (尚、各焼結体中における重量割合は、試料組
成の割合と比べると粉砕ボールよりのSiC混入に
よるSiCの増加があるため実施例の試料組成割合
内より2%程度増える。尚、比較例1はSiCボー
ルを使用せず、乾式粉砕混合をしたのでSiCの混
入はない。)
【表】 比較例 5〜7 TiB2粉末(純度99%以上)、BN粉末(純度99
%以上)及びSiC粉末(純度99%以上)の所定量
を十分粉砕すべく、ポツトミルを使用しエタノー
溶媒中でSiCボールを用い3日間粉砕混合した。
得られら粉末をエバポレーターでアルコール除去
して十分乾燥し、平均粒径0.15μの粉末を得た。
この粉末は黒鉛型中に充填され、350Kg/cm2の圧
力2000℃でアルゴン雰囲気中で30分加熱された。 焼結体の特性を第2表に示す。
【表】
色化
* 表記するもの以外は不可避不純物を除いて全てTi
Bであり、記載の量は100重量部からTiBを差
し引いた残部である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 副成分としてSiC及びBNを、重量%で、そ
    れぞれ1〜12%及び1〜〜35%含み、残部が実質
    的にZrB2からなるZrB2質複合焼結体。 2 SiCとBNの合量が5〜45%である特許請求
    の範囲第1項記載の焼結体。 3 SiCが3〜10%である特許請求の範囲第1項
    又は第2項いずれか記載の焼結体。 4 BNが3〜25%である特許請求の範囲第3項
    記載の焼結体。 5 SiCとBNの合量が10〜30%である特許請求
    の範囲第4項記載の焼結体。
JP59141400A 1984-07-10 1984-07-10 ZrB↓2質焼結体 Granted JPS6121979A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59141400A JPS6121979A (ja) 1984-07-10 1984-07-10 ZrB↓2質焼結体
DE8585108000T DE3572468D1 (en) 1984-07-10 1985-06-27 Zrb2 composite sintered material
EP85108000A EP0170864B1 (en) 1984-07-10 1985-06-27 Zrb2 composite sintered material
US06/749,829 US4668643A (en) 1984-07-10 1985-06-28 ZrB2 composite sintered material
US06/916,225 US4678759A (en) 1984-07-10 1986-10-07 ZrB2 composite sintered material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59141400A JPS6121979A (ja) 1984-07-10 1984-07-10 ZrB↓2質焼結体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6121979A JPS6121979A (ja) 1986-01-30
JPS6337069B2 true JPS6337069B2 (ja) 1988-07-22

Family

ID=15291117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59141400A Granted JPS6121979A (ja) 1984-07-10 1984-07-10 ZrB↓2質焼結体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6121979A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03150267A (ja) * 1989-11-06 1991-06-26 Eagle Ind Co Ltd 炭化ケイ素質摺動材
US5405437A (en) * 1993-06-01 1995-04-11 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation All natural, starch-based, water resistant corrugating adhesive
US5393336A (en) * 1993-06-01 1995-02-28 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Water resistant high amylose corrugating adhesive with improved runnability
JP2743328B2 (ja) * 1994-02-10 1998-04-22 池田物産株式会社 内装材

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6121979A (ja) 1986-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4678759A (en) ZrB2 composite sintered material
EP0170889B1 (en) Zrb2 composite sintered material
JPH0627036B2 (ja) 高強度高靭性TiB▲下2▼セラミックス
JPS6337069B2 (ja)
JPS6337068B2 (ja)
JPH06263544A (ja) サイアロン質複合焼結体及びその製造方法
JPS6339542B2 (ja)
JPH0610106B2 (ja) 導電性可変ZrB2質複合焼結体
JPS6337070B2 (ja)
JPH05279128A (ja) 二硼化ジルコニウム複合焼結体
JPS62119168A (ja) 高耐食高耐熱衝撃性ZrB2質複合焼結体
JP2742620B2 (ja) 硼化物―酸化アルミニウム質焼結体およびその製造方法
JPH05262567A (ja) 二硼化ジルコニウム複合焼結体
JPH0780708B2 (ja) 強度の高い酸化アルミニウム基焼結体及びその製造方法
JPS62288171A (ja) ZrB↓2質複合焼結体
JPS6339544B2 (ja)
JPH0610107B2 (ja) 高強度高靭性TiB2質複合焼結体
JPS6337066B2 (ja)
JPH0742168B2 (ja) 複合セラミツクス焼結体
JPS6339543B2 (ja)
JPH05279115A (ja) 緻密質酸化クロム焼結体及びその製造方法
Kida et al. ZrB2 Composite Sintered Material
JPS597669B2 (ja) ホウ化金属−酸化ジルコニウム系セラミツクス材料
JPS6126570A (ja) 硼化物焼結体及びその製造方法
JPS63270359A (ja) TiN質複合セラミツクス焼結体

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term