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焼結助剤を含まない純度99%の超微粒炭化珪素(SiC)を、従来の焼結法では92〜93%程度が限度でしたが、SPS超高温焼結法により理論密度の99%以上に緻密化した焼結例です。焼結温度2400℃、昇温・保持時間僅か7分で処理しました。従来品に比べ機械的物性は高く、マイクロビッカース硬度28.6GPa、破壊靭値4.7MPa/m0.5を示しています。空孔や粒成長もなく、SEMによる破面観察では粒内破壊の形を呈しており強固な粒間結合を示しているのが特徴です。
2点の図は平均粒径0.28μmの炭化珪素に焼結助剤として5wt%のアルミナと2wt%のイットリアを添加、SPS法により高密度焼結体を作製し、その緻密化や機械的性質に対する効果
をホットプレス法の場合と比較調査した例です。その結果、SPS焼結体は室温曲げ強度・破壊靭性値ともにホットプレス焼結体に比べ良好な高い値を示しています。
なお、炭化チタンウィスカー/アルミナ系複合セラミックスにおいても同様なSPS法の効果
を確認することができました。
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