4°、第2峰在衍射角2Θ =51.0°~53.0°出现的结晶。
[0105] 另外，由使用XRD得到的数据通过Rietveld分析进行定量化从而算出各试料中包 含的氧氮化物的结晶的含量，将该值示于表4。
[0106] 并且，与实施例1同样地，将各试料在温度为90°C的30质量％氢氧化钠溶液中浸 渍100小时后，测定4点弯曲强度和破坏韧性，将其值示于表4。
[0107] [表 4]
[0109] 如表4所示，可知试料No. 24~29的4点弯曲强度为800MPa以上、破坏韧性为 6. 5MPa V m以上，构成氮化硅质烧结体的结晶的合计100质量％之中，氧氮化物的结晶的含 量为1~10质量％，由此具有高的机械强度和高的破坏韧性。
[0110] 实施例4
[0111] 首先，准备实施例1中使用的混合粉末和烧结助剂、以及作为添加剂的铝酸镁粉 末和氧化铁粉末，按照碳酸钙粉末为11. 3质量％、氧化铝粉末为3. 7质量％、铝酸镁粉末为 2. 6质量％、氧化铁粉末为1. 4质量％、余量为混合粉末的方式进行称量。并且，对于之后的 工序，将氮化后的烧制条件设为：最高温度为1775°C、氮气的压力为表5所示的值、保持时 间为12小时、从1775°C到400°C的降温条件为每小时225°C，除此以外，通过与实施例1同 样的方法得到试料No. 31~42。需要说明的是，烧结助剂的粉碎后的比表面积为50.0 cm2/
[0112] 并且，对于各试料，使用XRD进行测定。其结果是，确认了所有试料中存在组成式 为FeSid^硅化铁。接着，通过使用EPM的彩色测绘，在晶界相中存在铁的部分存在硅，由 此确认了晶界相中分散存在有硅化铁。
[0113] 并且，使用SEM将倍率设为1000倍，按照面积成为10. 8 X IO4 μ m2 (横向的长度为 127μπκ纵向的长度为85. 3μπι)的方式设定范围，用CCD相机拍摄该范围的图像。然后， 使用图像分析软件"A像君（A像< Ay ) "（注册商标、Asahi Kasei Engineering株式会社 制），对当量圆直径为〇. 05 μπι以上且5 μπι以下的化合物的个数进行粒子解析从而求出。 需要说明的是，将该方法的设定条件为：将亮度设为亮、将2值化的方法设为手动、将表示 图像的明暗的指标即阈值设为表示图像内的各点（各像素）所具有的明亮度的直方图的峰 值的1. 2倍进行分析。将结果示于表5。
[0114] 接着，进行热冲击试验。具体来说，从各试料的外周侧切出厚度为3mm、轴线方向为 40mm、垂直于轴线的方向为4mm的试验片，将试验片保持在820°C后，投入20°C的水中，目视 观察投入后的试验片的表面有无裂纹。另外，将保持温度设为920°C进行同样的试验。将结 果不于表5。
[0115] 接着，进行试料的氧化试验。具体来说，在大气气氛中，在900°C的温度下曝露200 小时。然后，空冷后目视观察表面。对于表面变成红色的试料记入红色，表面没有变色的试 料用横线表示。
[0118] 如表5所示，可知在氮化硅质烧结体的表面，通过使每Imm2中的当量圆直径为 0. 05 μL?以上且5 μL?以下的包含铁和硅的化合物的个数为2. OX IO4个以上且2. OX 10 5 个以下，由此耐氧化性优异，且具有优异的耐热冲击性。可知尤其通过使每Imm2中的当量 圆直径为0.05μπι以上且5μπι以下的包含铁和硅的化合物的个数为5. IXlO4个以上且 2. OX IO5个以下，耐热冲击性进一步提高。
[0119] 实施例5
[0120] 接着，在实施例1中使用的混合粉末和烧结助剂的基础上，作为添加剂，准备铝酸 镁粉末、氧化镁粉末和氧化钠粉末、以及表6所示稀土金属氧化物的各粉末，按照成为表6 所示调配组成的方式称量。并且，对于之后的工序，通过与实施例1同样的方法得到试料 No. 43~58。需要说明的是，烧结助剂的粉碎后的比表面积为50. 0cm2/g。
[0121] 接着，与实施例1同样地，通过使用XRD、TEM、附设于TEM的WDS，确认了包含钙、 铝和硅的氧氮化物的结晶在晶界相中存在，该氧氮化物的结晶的第1峰是在衍射角2 Θ = 30.4°~32.4°、第2峰在衍射角2Θ =51.0°~53.0°出现的结晶。需要说明的是，质 量比率为：钙为10. 2%，铝为11. 2%，硅为78. 6%。
[0122] 另外，利用附设于TEM的WDS测定晶界相，结果除了试料No. 53以外还确认到镁的 氧化物，除了试料No. 58以外，确认到钠的氧化物。而且，在试料No. 43、45、46中，确认到钇 的氧化物，在试料No. 43、44中，确认到镱的氧化物。
[0123] 然后，使用ICP发光分光分析装置进行测定，算出构成氮化硅质烧结体的全部成 分的合计100质量％中的镁、钠、纪、镱以氧化物换算计的含量。另外，以钇和镱的氧化物换 算后的结果为基础算出稀土金属以氧化物换算计的含量的合计。
[0124] 接着，与实施例1同样地，将各试料在温度为90°C的30质量％氢氧化钠溶液中浸 渍100小时后，测定各试料的每单位面积的质量的减少量、4点弯曲强度、破坏韧性，并且算 出导热率κ (WAm · K))。将结果示于表7。
[0125] [表 6]
[0126]
[0129] 如表7所示，通过在晶界相中包含稀土金属的氧化物，机械特性提高，特别是在构 成氮化硅质烧结体的全部成分的合计100质量％之中，若稀土金属以氧化物换算计的合计 含量为〇. 1质量％以上且1. 〇质量％以下，则成为具备高的机械特性的氮化硅质烧结体。
[0130] 另外，可知通过在晶界相中包含镁的氧化物，机械特性提高，特别是在构成氮化硅 质烧结体的全部成分的合计100质量％之中，若镁以氧化物换算计的含量为0.1质量％以 上且6. 0质量％以下，则成为具备高的机械特性的氮化硅质烧结体。另外，可知作为晶界相 中存在的镁的氧化物源，适宜使用氧化镁粉末。
[0131] 还可知通过在晶界相中包含镁的氧化物，由此耐蚀性提高，特别是在构成氮化硅 质烧结体的全部成分的合计100质量％之中，若钠以氧化物换算计的含量为〇. 2质量％以 上且1. 〇质量％以下，则成为耐蚀性优异、且机械的特性优异的氮化硅质烧结体。
【主权项】
1. 一种氮化硅质烧结体，其特征在于，作为氮化硅的结晶间的晶界相中，具有包含钙、 铝和硅的氧氮化物的结晶，构成所述氧氮化物的结晶的所述钙、所述铝和所述硅中的各自 的质量比率为：所述钙为1. 3~32. 0%、所述铝为0. 1~25. 0%、余量为所述硅。2. 如权利要求1所述的氮化硅质烧结体，其特征在于，所述氧氮化物的结晶是在X射线 衍射图中第1峰在衍射角2Θ= 30. 4°~32. 4°、第2峰在衍射角2Θ= 51.0°~53. 0° 出现的结晶。3. 如权利要求2所述的氮化硅质烧结体，其特征在于，所述第1峰处的半峰宽为0.Γ 以上且0.9°以下。4. 如权利要求1至权利要求3中任一项所述的氮化硅质烧结体，其特征在于，所述氧氮 化物的结晶的含量在构成氮化硅质烧结体的结晶的合计100质量％中为1~10质量％。5. 如权利要求1至权利要求4中任一项所述的氮化硅质烧结体，其特征在于，所述晶界 相中，存在当量圆直径为0.05μπι以上且5μπι以下的包含铁和硅的化合物，每1mm2中的所 述化合物的个数为2.OX104个以上且2. 0X10 5个以下。6. 如权利要求1至权利要求5中任一项所述的氮化硅质烧结体，其特征在于，所述晶 界相中包含1种以上的稀土金属的氧化物，构成氮化硅质烧结体的全部成分的合计100质 量％之中，所述稀土金属以氧化物换算计的合计含量为0. 1质量％以上且1. 0质量％以下。7. 如权利要求1至权利要求6中任一项所述的氮化硅质烧结体，其特征在于，所述晶界 相中包含镁的氧化物，构成氮化硅质烧结体的全部成分的合计100质量％之中，所述镁以 氧化物换算计的含量为〇. 1质量％以上且6. 0质量％以下。8. 如权利要求1至权利要求7中任一项所述的氮化硅质烧结体，其特征在于，在所述晶 界相中包含钠的氧化物，构成氮化硅质烧结体的全部成分的合计100质量％之中，所述钠 以氧化物换算计的含量为〇. 2质量％以上且1. 0质量％以下。9. 一种耐蚀性构件，其特征在于，使用权利要求1至权利要求8中任一项所述的氮化硅 质烧结体而成。10. -种滑动构件，其特征在于，使用权利要求1至权利要求8中任一项所述的氮化硅 质烧结体而成。11. 一种制纸机械用构件，其特征在于，使用权利要求1至权利要求8中任一项所述的 氮化硅质烧结体而成。
【专利摘要】本发明提供腐蚀环境下的腐蚀少、且即使暴露于腐蚀环境下也具有高的机械特性的氮化硅质烧结体及使用其的耐蚀性部件、滑动构件以及制纸机械用部件。本发明的氮化硅质烧结体在作为氮化硅的结晶间的晶界相中，具有包含钙、铝和硅的氧氮化物的结晶，构成氧氮化物的结晶的钙、铝和硅中的各自的质量比率为：钙为1.3～32.0％、铝为0.1～25.0％、余量为硅。
【IPC分类】C04B35/591, C04B35/584
【公开号】CN105408289
【申请号】CN201480042433
【发明人】平野义宜, 大田瑞穗, 织田武广
【申请人】京瓷株式会社
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年7月30日
【公告号】EP3029008A1, WO2015016269A1