Si₃N₄セラミックスの焼結における気孔消滅過程

抄録

Si₃N₄セラミックスの機械的信頼性を確保するためには、液相焼結における粗大気孔の消滅過程を解明する必要があるため、有機系球状粒子を造孔材として添加したときの気孔消滅過程を観察することを目的とした。Si₃N₄、Y₂O₃、Al₂O₃、AlN、 HfO₂を重量比で92：5：3：5：5となるように秤量し、フェノール樹脂球状粒子を5wt%添加して湿式混合を行った。乾燥して得られた造粒粉末を一軸及びCIP成形して成形体を得た。脱脂後、1650～1700℃で2 hの条件でガス圧焼結し、1600-1800℃、1 hでHIP処理も行った。得られた焼結体に対して密度測定、SEMによる微構造観察、薄片透光法による内部構造観察を行った。1650℃焼成では大きい空孔が存在しているのに対し、1700℃焼成では小さい空孔が多く存在することが明らかになった。このように、焼成温度によって空孔の消失過程が大きく異なってくることが明らかになった。