窒化ケイ素焼結体の接合

抄録

Si₃N₄-SiO₂-MgO-CaOを接合剤として用いた窒化ケイ素焼結体 (常圧焼結品) の接合を温度1350°-1600℃, 圧力15MPaの条件にて行い, 接合剤を用いない場合との比較検討をした.
接合強度 (3点曲げ) と試料の収縮量とに相関が認められ, 収縮量が急激に増加した1600℃接合体では, 接合剤の有無によらず平均360MPaの値が得られた. 接合剤を用いない場合の1500℃以下の接合体では機械的な接合強度を示さない部分があるのに対し, 接合剤を用いることにより1350°-1500℃の接合体で平均160MPaの接合強度が得られた.
接合部のEPMA分析から, 接合剤を用いた場合, 接合剤成分のCaとMgは, 粒界拡散により接合層から母材内部へ拡散していることが分った. また, 接合剤を用いない場合は, 母材内部から接合面に拡散したと考えられるYが, 接合境界に集中していた.
Si₃N₄-SiO₂-MgO-CaOを接合剤として用いることで母材の変形の少ない, 1350°-1500℃の低い温度でも比較的強く窒化ケイ素焼結体を接合できることが分った.