Si₃N₄(60mol%)-Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂四成分系の1400℃における相平衡関係

抄録

特別に調製した酸素量の少ないSi₃N₄粉末を用い, Si₃N₄(60mol%)-Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂四成分系に関する検討を行った. この系の混合粉末をBNを塗布した黒鉛製の押型に入れ, 1700℃に10分間保持して冷却, 試料を回収後, これを1気圧の窒素雰囲気下で5時間加熱焼鈍し, これらのX線回折データを集め, 以下の結論を得た.
(1) 新化合物Y₃AlSi₂O₇N₂ (pseudo-hexagonal, a₀=4.048Å, c₀=9.150Å) が見出された. 以下にこれをNと記す.
(2) 次の各系は1400℃で平衡するものと考えられる. SN-Ap-A-N, SN-A-G-N, SN-N-G-Ap, SN-Ap-G-Y₂O₃・2SiO, SN-Si₂N₂O-Y₂O₃・2SiO₂-X, SN solid solu.-X-Y₂O₃・2SiO₂-G, SN soild solu.-X-G
ただし, ここにSN, A, Ap, GおよびXは, それぞれ窒化珪素, オケルマナイトおよびアパタイト形化合物, ガーネットおよびムライト形化合物に対応する.
(3) 1700℃付近で生成したAl₂O₃を固溶するJ-相 (4Y₂O₃・SiO₂・Si₃N₄) およびオケルマナイト形化合物 (Y₂O₃・Si₃N₄) は1000-1400℃の温度域で新化合物Y₃AlSi₂O₇N₂とガーネットおよびアパタイトを生成しながら分解する傾向を示す.
(4) Y₂O₃・2SiO₂には約20mol%のAl₂O₃が固溶しAl₂O₃の固溶量が増大するに従いβ-相にかわり, δ-相の生成量が増大する.