ガス圧焼結によるYb_4Si_2O_7N_2結晶相を有する窒化ケイ素の作製

摘要

Yb_4Si_2O_7N_2組成（Yb系J相）の液相を用いて窒化ケイ素のガス圧焼結を行った．Yb系J相組成となるようにYb203とSiO2を2.4～7.2mol％添加し，助剤量が焼結性，徴構造，枚械特性に及ぼす影響を調べた。 ディラトメーターによる収縮挙動の解析の結果，Yb系J相添加では1700°Cから急激な収縮が始まるがこの温度は他の助剤系よりも高くガス圧焼結には高温が必要なことが分かった．3.6mol％の助剤を添加すると1950°Cで4hのガス圧焼結で緻密な結晶体が得られ粒界相はYb系J相であった．得られた焼結体の室温強度ほ460MPaであり一般的な窒化ケイ素焼結体と比べて低い．この原因は焼結体中に多数のポイド欠陥を有するためであり，今後の製造プロセスの改良が必要である．しかしながら，高温での強度低下は少なく1400°Cで400MPaを維持しており，Yb系J相を粒界に結晶化させたことにより耐熱性に優れた材料が得られたものと考えられる．