技術情報

1998  Volume 30 

Properties and Applications of Si3N4 Base Ceramics Sintered by HIP Process HIP焼結のSi3N4基セラミックスの諸特性とその応用
Shinzo MITOMI, Mituyoshi NGANO 永野光芳、味冨晋三
Key words α-Si3N4, β-Si3N4, composite, HIP, sintering additives, Al2O3, glassy phase, N2 gas pressure, α to β crystalline transformation, squeezing roll, SKD rolls
キーワード α-Si3N4、β-Si3N4、複合材料、HIP、焼結助材、Al2O3、ガラス相、窒素ガス圧、α→β相転移、スクイズロール、SKDロール

Abstract

In this report, the change of micro structure, crystalline phase, mechanical properties and then, are evaluated, changing the sintering additives and HIP sintering condition, according to α−Si3N4 and β−Si3N4 composite, in order to improve the mechanical properties and high temperature characteristics remarkably. .
As a result, it was recognized the sintering additives combination fabricates the various crystalline and the glassy phase which accelerates the densification, and Al2O3 is most effective especially, moreover HIP process is also very effective N2 gas pressure more than 60Mpa accelerates the α−Si3N4 to β−Si3N4
crystalline transformation of with densification.
Then, the squeezing roll for the steel pipes production made of Si3N4 reported, performed over 10 times more than conventional SKD rolls and over 2 times more than non-HIP-ed Si3N4 roll.
本報告では、機械的性質や高温特性を大幅に向上させる目的で、α-Si3N4とβ-Si3N4の複合材料において、焼結助材とHIP焼結条件を変えることにより、内部の微細組織、結晶相、機械的性質等の変化について調査を行った。結果として、焼結助材の組み合わせにより、種々のSi3N4の結晶相や緻密化を促進するガラス相を生成すること、特に、Al2O3の添加効果の影響が高いことがわかった。さらに、HIP処理時の窒素ガス圧が60MPa以上で緻密化が進行すると同時に、α→β相転移が加速され、HIPの効果が高いことが認められた。また、本報告の材料を用いて、電縫管製造用スクイズロールを製作して評価した結果、従来のSKDロールの10倍以上、HIP処理をしないSi3N4質ロールの2倍以上の性能を示した。
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