JP2007314423A - アルミニウム−セラミックス複合体とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素、二酸化珪素からなる群から選ばれた2種以上からなるセラミックス多孔体に、アルミニウムを主成分とする金属を含浸してなることを特徴とするアルミニウム−セラミックス複合体であり、好ましくは、セラミックス多孔体が、炭化珪素70〜95体積%で残部が窒化珪素からなることを特徴とするアルミニウム−セラミックス複合体、又はセラミックス多孔体が、窒化硼素を30体積%以上含有することを特徴とする前記のアルミニウム−セラミックス複合体である。
【選択図】なし
Description
の特性が損なわれることのないアルミニウム−セラミックス複合体を提供することにある。
(実施例1)
炭化珪素粉末A(太平洋ランダム社製:NG−150、平均粒径:90μm)40質量部、炭化珪素粉末B(屋久島電工社製:GC−1000F、平均粒径:10μm)40質量部及び金属珪素粉末(平均粒径:30μm)10質量部にバインダーとしてメチルセルロース5質量部、水3質量部を添加して混合した後、面圧10MPaで100mm×100mm×5mmの形状にプレス成形し成形体を作製した。得られた成形体は、乾燥後、大気中、温度500℃で1時間脱脂処理した後、窒素雰囲気中、温度1350℃で5時間焼成して多孔体を作製した。得られた多孔体は、気孔率が15体積%であり、X線回折装置にて組成を確認した結果、炭化珪素83質量%、窒化珪素17質量%であった。
炭化珪素粉末A(太平洋ランダム社製:NG−150、平均粒径:90μm)40質量部、炭化珪素粉末B(屋久島電工社製:GC−1000F、平均粒径:10μm)40質量部、窒化珪素粉末(電気化学工業社製:SN−9、平均粒径:5μm)20質量部に焼結助剤として酸化マグネシウム2質量部及び酸化イットリウム2質量部を添加、更にバインダーとしてメチルセルロース5質量部、水3質量部を添加して混合した後、面圧10MPaで100mm×100mm×5mmの形状にプレス成形し成形体を作製した。得られた成形体は、乾燥後、大気中、温度500℃で1時間脱脂処理した後、窒素雰囲気中、温度1700℃で2時間焼成して多孔体を作製した。得られた多孔体は、気孔率12体積%であった。
炭化珪素粉末A(太平洋ランダム社製:NG−150、平均粒径:90μm)60質量部、窒化珪素粉末(電気化学工業社製:SN−9、平均粒径:5μm)20質量部、窒化硼素粉末(電気化学工業社製:GP、平均粒径:9μm)20質量部にシリカゾル(日産化学社製:スノーテックス0)4質量部、水5質量部を添加して混合した後、面圧10MPaで100mm×100mm×5mmの形状にプレス成形し成形体を作製した。得られた成形体は、乾燥後、大気中、温度850℃で1時間焼成して多孔体を作製した。得られた多孔体は、気孔率25体積%であった。
二酸化珪素粉末A(平均粒径:80μm)50質量部、二酸化珪素粉末(平均粒径:20μm)50質量部にシリカゾル(日産化学社製:スノーテックス0)4質量部、水5質量部を添加して混合した後、面圧10MPaで100mm×100mm×5mmの形状にプレス成形し成形体を作製した。得られた成形体は、乾燥後、大気中、温度850℃で1時間焼成して多孔体を作製した。得られた多孔体は、気孔率15体積%であった。
窒化珪素粉末(電気化学工業社製:SN−9、平均粒径:5μm)50質量部、窒化硼素粉末(電気化学工業社製:GP、平均粒径:9μm)50質量部にシリカゾル(日産化学社製:スノーテックス0)4質量部、水5質量部を添加して混合した後、面圧30MPaで100mm×100mm×5mmの形状にプレス成形し成形体を作製した。得られた成形体は、乾燥後、大気中、温度850℃で1時間焼成して多孔体を作製した。得られた多孔体は、気孔率35体積%であった。
炭化珪素粉末A(太平洋ランダム社製:NG−150、平均粒径:90μm)60質量部、窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製:Hタイプ、平均粒径:2μm)40質量部にシリカゾル(日産化学社製:スノーテックス0)4質量部、水5質量部を添加して混合した後、面圧10MPaで100mm×100mm×5mmの形状にプレス成形し成形体を作製した。得られた成形体は、乾燥後、大気中、温度850℃で1時間焼成して多孔体を作製した。得られた多孔体は、気孔率30体積%であった。
窒化珪素50質量部、窒化硼素50質量部からなる、気孔率15%の焼結体に対し、固形分濃度が10質量部となる様にシリカゾル(日産化学社製:スノーテックス0)を希釈した水溶液中に浸積し、超音波を加え焼結体中に水溶液を浸透させ、大気中、温度120℃で10時間乾燥した。それ以降の工程はすべて実施例1と同様の方法で複合体を作製し、特性評価を行った。その結果、密度が2.9g/cm3、熱伝導率が40W/mK、25℃〜125℃の線熱膨張係数が4.2×10−6/Kであった。また、得られた複合体は、通常の超硬工具にて加工することができた。
Claims (7)
- 炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素、二酸化珪素からなる群から選ばれた2種以上からなるセラミックス多孔体に、アルミニウムを主成分とする金属を含浸してなることを特徴とするアルミニウム−セラミックス複合体。
- セラミックス多孔体が、炭化珪素70〜95体積%で残部が窒化珪素からなることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム−セラミックス複合体。
- セラミックス多孔体が、窒化硼素を30体積%以上含有することを特徴とする請求項1記載のアルミニウム−セラミックス複合体。
- 25℃から125℃の平均の線熱膨張係数が6×10−6/K以下であることを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3記載のアルミニウム−セラミックス複合体。
- 25℃における熱伝導率が70W/mK以上であることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4記載のアルミニウム−セラミックス複合体。
- 炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素からなる群から選ばれた1種以上及び/又は二酸化珪素からなるセラミックス多孔体に、又は炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素からなる群から選ばれた1種以上及び/又は二酸化珪素からなるセラミックス多孔体原料に無機バインダーを添加し加熱処理してなるセラミックス多孔体に、アルミニウムを主成分とする金属を該金属の融点以上の温度で30MPa以上の圧力を加えて前記セラミックス多孔体の空隙部分に含浸することを特徴とするアルミニウム−セラミックス複合体の製造方法。
- 無機バインダーがシリカゾルであることを特徴とする請求項6記載のアルミニウム−セラミックス複合体の製造方法。
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