Si3N4-SiO2-Y2O3系高密度セラミックスの作製と評価

抄録

酸化イットリウム (Y₂O₃)を焼結助剤に用いて窒化ケイ素 (Si₃N₄)セラミックスを作製すると、結晶粒界に種々のSi₃N₄-SiO₂-Y₂O₃系化合物が生成する。代表的なSi₃N₄-SiO₂-Y₂O₃系化合物にはY₂Si₃O₃N₄(melilite)、YSiO₂N(wollastonite)、Y₄Si₂O₂N₇(cuspidine)およびY₅(SiO₄)₃N(apatite)がある。Si₃N₄セラミックスの高温強度を改善するためには粒界相の組成を制御する必要があるが、そのためにはこれらのSi₃N₄-SiO₂-Y₂O₃系化合物の諸性質を解明することが重要である。本研究では上述のSi₃N₄-SiO₂-Y₂O₃ 系化合物の高密度焼結体を作製し、それらの力学的性質を評価することを目的とした。その結果、これらの高純度化合物をホットプレスすることにより、(1)相対密度が98 ％以上の高密度焼結体が作製できること、(2)得られた焼結体の曲げ強度はYSiO₂N＞Y₂Si₃O₃N₄＞Y₄Si₂O₇N₂＞Y₅(SiO₄)₃Nの順になることがわかった。