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1.非晶質Si_3N_4-SiC複合粉体の焼結特性
(1)複合粉体の1500℃以上での熱処理により、α-Si_3N_4とβ-SiCが結晶化した。熱処理温度が1600℃で、SiCの粒径は0.2μm程度であったが、Si_3N_4は粒径3μm以上に成長していた。非晶質Si_3N_4の熱処理ではそのような著しい粒成長はみられず、SiCが気相成長機構によるSi_3N_4の結晶化を促進している。熱処理により、粉体の表面酸化層との反応のため、SiCの含有量が減少した。
(2)複合粉体のV_2O_3-Al_2O_3系助剤を用いた1700℃でのホットプレスにより、相対密度90%以上の焼結体が得られた。焼結はSi_3N_4の液相焼結で進行しており、結晶相はβ-Si_3N_4とβ-SiCであった。焼結体中、Si_3N_4単一系では一部に約2μmまで成長した柱状粒子がみられたが、複合系の焼結粒子径は0.2μm程度であった。粒界に存在するSiCが溶解-解析によるSi_3N_4の粒成長を抑制している。焼結体でも酸化物との反応のため、SiCの含有量が減少した。高強度、高靱性の焼結体の製造のため、Si_3N_4の結晶成長を促進すること、酸化物とSiCの反応を抑制することが今後の課題である。
2.非晶質Si_3N_4-BN複合粉体の焼結特性
粉体の1550℃での熱処理により、Si_3N_4単一系ではα-Si_3N_4、BN単一系ではh-BNが結晶化するが、複合系では結晶化が全く起こらなかった。V_2O_3-Al_2O_3系助剤を添加した複合粉体の1700℃でのホットプレスにより、α、β-Si_3N_4が結晶化したが、h-BNの結晶化はあまり進行せず、焼結体密度が低かった。BNがSi_3N_4の焼結を著しく阻害している。焼結条件についてさらに検討を要する。
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