专利名称：：滑动部件和使用该滑动部件的轴承的制作方法
技术领域：
：本发明涉及滑动部件和使用该滑动部件的轴承。
背景技术：
：滑动部件在例如轴承部件、滚轧用轧制件、压縮机用叶片、燃气轮机叶片、凸轮滚柱等各种领域中进行使用。滑动部件正在使用轻量而又高强度的陶瓷材料。特别地，由于氮化硅烧结体具有优良的机械强度和耐磨损性，因此其在轴承滚珠等轴承部件中的应用正在推广。针对使用氮化硅烧结体的轴承滚珠等轴承部件，曾提出了基于例如烧结体成分(烧结助剂的种类和添加量等)的控制、烧结体中的各辅助剂成分的形态控制、制造工序的控制等，来提高以机械强度和滚动寿命为代表的滑动特性的技术方案(参照专利文献1、2)。在专利文献1中记载了一种氮化硅烧结体，其含有换算成氧化物占210质量％的作为烧结助剂的稀土类元素，含有27质量％的尖晶石，含有110质量％的碳化硅，并含有换算成氧化物占5质量％以下的选自Ti、Zr、Hf、W、Mo、Ta、Nb和Cr的至少一种元素。然而，在具有HDD和DVD等盘片介质的电子设备中，用主轴电动机使转轴高速旋转，使安装在转轴上的盘片起作用。曾尝试在高速旋转的转轴的轴承中使用轻量且具有优良的耐磨损性的氮化硅烧结体制的轴承滚珠。但是，与以往的金属制的轴承滚珠相比，氮化硅烧结体制的轴承滚珠在热传导性方面较差，因此，存在无法将转轴高速旋转产生的热量高效地朝外部释放的难点。另外，也曾尝试改进氮化硅烧结体的热传导率(参照专利文献3、4)，但单纯提高热传导率可能会牺牲滑动特性。另一方面，在作为各种电子元器件的安装基板和散热板使用的氮化硅烧结体中，曾提出了通过使用降低了氧含量和杂质阳离子元素量的氮化硅粉末来提高热传导率的氮化硅烧结体(参照专利文献5)。然而，被应用于安装基板和散热板的电子元器件用氮化硅烧结体不具有足够的耐磨损性。因此，无法将电子元器件用氮化硅烧结体直接应用于轴承部件等滑动部件。专利文献1:日本专利特开2003-034581号公报专利文献2:日本专利特开2006-036554号公报专利文献3:日本专利特许第3445342号公报专利文献4:日本专利特开2000-034172号公报专利文献5:日本专利特开平6-135771号公报
发明内容本发明的目的在于提供一种可在维持氮化硅烧结体所具有的耐磨损性和滑动特性的同时提高热传导性的滑动部件、以及使用该滑动部件的轴承。本发明的实施方式所涉及的滑动部件，具有氮化硅烧结体，该氮化硅烧结体含有换算成氧化物占718质量％的作为烧结助剂的稀土类元素，含有换算成氧化物占0.13质量％的选自Ti、Zr、Hf、Mg、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的至少一种元素M，且作为杂质阳离子元素的Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Fe、Mn和B的合计含量为0.3质量％以下，其特征是，上述氮化硅烧结体具有氮化硅晶粒和晶界相，上述结晶化合物相在晶界相中所占的比例以面积比为20%以上，且上述结晶化合物相的平均粒子直径为0.5Mm以下，并具有60W/mK以上的热传导率。本发明的实施方式所涉及的轴承，其特特征是，具有由本发明的实施方式所涉及的滑动部件形成的滚动体。图1是用局部截面来表示本发明的实施方式所涉及的轴承的结构的图。(符号说明)1…轴承，2…轴承滚珠，3…内圈，4…外圈。具体实施例方式以下，说明实施本发明用的形态。本发明的实施方式所涉及的滑动部件具有氮化硅烧结体，该氮化硅烧结体含有换算成氧化物占718质量％的作为主成分的氮化硅和作为烧结助剂的稀土类元素，并含有换算成氧化物占0.13质量X的选自钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、镁(Mg)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钼(Mo)和鸨(W)的至少一种元素M。在氮化硅烧结体中，作为烧结助剂，还可含有换算成氧化物占0.34质量％的铝。稀土类元素和铝形成例如由Si-R-A1-0-N化合物(R:稀土类元素)构成的晶界相，由此帮助烧结体变得致密。氮化硅烧结体主要由氮化硅晶粒(结晶相)和晶界相构成。作为烧结助剂添加到氮化硅烧结体中的稀土类元素没有特别的限制，较为理想的是使用钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、钐(Sm)、钕(Nd)、镝(Dy)、铒(Er)等镧系稀土类元素。稀土类元素例如以氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硅化物等形式进行添加。作为烧结助剂的稀土类化合物，理想的是选自Y、Ce、Sm，Nd和Er的至少一种元素的氧化物。若稀土类元素的含量换算成氧化物不足7质量％，则无法使氮化硅烧结体变得足够致密。并且，结晶化合物相在晶界相中所占的比率下降，无法充分提高氮化硅烧结体的热传导率。氮化硅晶粒的晶粒生长也会变得不充分，因此，还可能无法充分提高滚动寿命等滑动特性。若稀土类元素的含量换算成氧化物超过18质量％,则氮化硅烧结体中的晶界相的量变得过剩，因此，强度和热传导率下降。稀土类元素的含量理想的是换算成氧化物占814质量％。作为烧结助剂的铝起着促进稀土类元素作为烧结促进剂的功能的作用，例如以氧化铝和氮化铝等形式进行添加。若铝的含量换算成氧化物不足0.3质量%，则氮化硅烧结体的致密化可能会变得不充分。若铝的含量换算成氧化物超过4质量％，则不仅晶界相增加，而且可能会因铝固溶到氮化硅晶粒中而导致热传导率下降。铝的含量理想的是换算成氧化物占0.72质量％。一般而言，基于稀土类化合物和铝化合物等生成的晶界相以非晶质相、结晶质相、或者它们的混相形式存在。在本实施方式的氮化硅烧结体中，将结晶化合物相在晶界相中所占的比例以面积比设定成20%以上。通过提高结晶化合物相在晶界相中所占的比例，可提高氮化硅烧结体的热传导率。若结晶化合物相在晶界相中所占的比例以面积比不足20%，则基于相对增加的非晶质相，氮化硅烧结体的热传导率下降。结晶化合物相的比例较佳的是以面积比设定成30%以上。另外，晶界相中的结晶化合物相具有0.5ixra以下的平均粒子直径。若结晶化合物相的平均粒子直径超过0.5um，则氮化硅烧结体的机械强度和滑动特性等会变得不足。即，结晶化合物相虽然有助于提高氮化硅烧结体的热传导率，但在机械强度方面比氮化硅晶粒和非晶质晶界相差，因此，若结晶化合物相过大，则会有损氮化硅烧结体的机械强度和滑动特性等。因此，将晶界相中的结晶化合物相的平均粒子直径设定成0.5um以下。结晶化合物相的平均粒子直径更佳的是设定成0.3Pm以下。较佳的是将晶界相中的结晶化合物相的平均粒子直径设定成0.5um以下，并将最大粒子直径设定成l"m以下。若在氮化硅烧结体的晶界相中存在最大粒子直径超过lum的结晶化合物相，则容易以此处为起点产生龟裂。因此，在使用氮化珪烧结体作为滑动部件时，滚动寿命等可能会下降。通过像上面那样将晶界相中的结晶化合物相的平均粒子直径设定成0.5um以下，可在不会有损氮化硅烧结体的机械强度和滑动特性等的情况下提高热传导率。另外，通过将结晶化合物相的最大粒子直径设定成lnm以下，能以更好的重复性来提高氮化硅烧结体的滑动特性等。像后文详细说明的那样，可通过调整烧结助剂的种类和添加量并控制氮化硅烧结体的烧结工序，来实现上述结晶化合物相在晶界相中所占的比例和结晶化合物相的平均粒子直径。例如，较佳的是将氮化硅烧结体的烧结过程稍后的冷却速度设定成100°C/h以下。氮化硅烧结体的烧结工序较佳的是组合实施基于常压烧结和气氛加压烧结等的一次烧结以及基于HIP(hotisostaticpress:热等静压)等的二次烧结。较佳的是将各烧结过程稍后的冷却速度均设定成100°C/h以下。更佳的是将冷却速度设定成50°C/h以下。结晶化合物相在晶界相中所占的比例可通过XRD分析和放大相片的图像7分析而求出。结晶化合物相的平均粒子直径和最大粒子直径可通过下面的方法进行测定。首先，拍摄氮化硅烧结体的任意表面或截面的放大相片，对该放大相片进行图像处理，测定结晶化合物相的粒子直径。针对任意四个部位实施这种测定，并将它们的平均值作为结晶化合物相的平均粒子直径。将四个部位的测定中的粒子直径的最大值作为最大粒子直径。放大相片较佳的是将50X50^m的视野放大成1000倍以上。一般可使用电子显微镜、XDS、EPMA等来拍摄放大相片。构成该实施方式的滑动部件的氮化硅烧结体，还含有换算成氧化物占0.13质量％的选自Ti、Zr、Hf、Mg、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的至少一种元素M。元素M以氧化物、碳化物、氮化物、硅化物、硼化物等形式添加到氮化硅烧结体中。元素M的化合物(M化合物)作为烧结助剂和机械特性的提高剂等起作用。例如，可通过使M化合物分散到氮化硅烧结体中来获得分散增强效果。由此，可提高氮化硅烧结体的机械强度和滚动寿命等。在可提高氮化硅烧结体的机械特性的效果的基础上，将换算成氧化物后的元素M的含量设定成0.1质量％以上。若元素M的含量换算成氧化物不足0.1质量％，则无法充分提高由氮化硅烧结体形成的滑动部件的耐久性等。在元素M的含量换算成氧化物超过3质量X时，机械强度和滚动寿命等也会下降。另外，氮化硅烧结体的热传导率也可能会下降。元素M的含量更佳的是换算成氧化物占O.52质量％。作为M化合物，较佳的是使用选自Zr、Hf、Mo、Mg、Ti，Ta的化合物的一种或者两种以上的化合物。Zr、Hf、Mo、Mg的化合物(氧化物等)直接地对晶界相的结晶化发挥效果。Ti和Ta的化合物作为结晶的核起作用，因此可促进存在于其周围的晶界相的构成成分进行结晶。由此，可提高结晶化合物相在晶界相中所占的比例。作为M化合物，更佳的是使用选自Zr、Hf、Mo、Mg、Ti、Ta的化合物的两种以上的化合物。通过使用两种以上的M化合物，可提高促进晶界相进行结晶的效果。因此，上述冷却速度的控制容易获得效果。若促进结晶的效果提高，则晶界相的控制就会变得容易，晶界相的结晶化合物相的尺寸(平均粒子直径、最大直径)的控制变得容易。另外，由于可进行晶界相的控制，因此氮化硅晶粒的形状和大小也容易控制。也就是说，可提高晶界相的结晶尺寸和氮化硅晶粒的结晶尺寸双方的控制性。在氮化硅烧结体中含有的烧结助剂和添加剂的总量较佳的是换算成氧化物占20质量％以下。若烧结助剂和添加剂的总量换算成氧化物超过20质量％，则氮化硅烧结体原有的机械强度和耐磨损性等特性可能会下降。在不会有损本实施方式的滑动部件的特性的范围内，允许将稀土类化合物、铝化合物、M化合物以外的化合物和元素以微量添加到氮化硅烧结体中。这种情况下，添加量的总量较佳的也是换算成氧化物占20质量％以下。另外，在本实施方式的氮化硅烧结体中，作为杂质阳离子元素的Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Fe、Mn和B的合计含量被设定成0.3质量％以下。由于这些杂质阳离子元素会使氮化硅烧结体的热传导率下降，因此，为了提高氮化硅烧结体的热传导率，就需要降低杂质阳离子元素的合计含量。若氮化硅烧结体中的杂质阳离子元素量(合计量)超过0.3质量％，则无法实现热传导率为60W/m*K以上的氮化硅烧结体。杂质阳离子元素的合计含量更佳的是设定成0.1质量％以下。降低了杂质阳离子元素的合计含量的氮化硅烧结体可通过削减作为其原料使用的氮化硅粉末中的杂质阳离子元素量而获得。具体而言，较佳的是将Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Fe、Mn和B的合计含量为0.3质量％以下、且烧结性优良的a相型氮化硅占90质量％以上的氮化硅粉末作为原料粉末使用。另外，作为原料使用的氮化硅粉末较佳的是氧含量为1.5质量％以下。若氮化硅粉末的氧含量过高，则使用其制成的氮化硅烧结体的热传导率等可能会下降。氮化硅烧结体的气孔率较佳的是O.1%以下。若氮化硅烧结体的气孔率超过O.1%，则机械强度和滚动寿命等会下降。另外，至于氮化硅烧结体的微观构造，较佳的是在晶界相的构造的基础上，将纵横比为2以上的柱状粒在氮化硅晶粒中所占的比例以面积比设定成50%以上。通过主要以柱状(针状)的氮化硅晶粒来构成氮化硅烧结体，可提高机械强度和滚动寿命等。纵横比为2以上的针状氮化硅晶粒的比例更佳的是70%以上，再佳的是90%以上。9但是，若柱状氮化硅晶粒异常生长，其最大长度超过40ym，则会使氮化硅烧结体的表面性状变差。由此，以滚动寿命为代表的滑动特性和耐磨损性容易下降。因此，针状氮化硅晶粒的最大长度较佳的是设定成40nm以下。氮化硅晶粒的纵横比和最大长度受到氮化硅烧结体的原料粉末和原料成分、以及烧结工序的条件等控制。氮化硅晶粒的纵横比和最大长度可通过下面的方法进行测定。首先，在对氮化硅烧结体的任意表面或截面进行蚀刻、使辅助剂成分偏析后，拍摄放大相片。对该放大相片中存在的氮化硅晶粒的大小和数目进行测定，计算纵横比和最大长度。针对任意四个部分进行这种测定，将其平均值作为柱状粒的比例。另外，将四个部位的测定中的粒子直径的最大值作为最大长度。放大相片较佳的是将50x50wm的视野放大成1000倍以上。一般可使用电子显微镜、XDS、EPMA等来拍摄放大相片。构成本实施方式的滑动部件的氮化硅烧结体因结晶化合物相在晶界相中所占的比例和结晶化合物相的平均粒子直径、杂质阳离子元素的含量等，而具有60W/mK以上的热传导率。通过将热传导率为60W/mK以上的氮化硅烧结体应用于滑动部件，可高效地将滑动产生的热量朝外部释放。因此，可提高使用本实施方式的滑动部件的各种零件和机械的特性、稳定性、可靠性等。若氮化硅烧结体的热传导率不足60W/mK，则滑动部件的散热性会变得不足。除了热传导性之外，氮化硅烧结体还满足维式硬度Hv为13001500的硬度和破坏韧性值为5.0MPa，ra"2以上的韧性。即，可提供同时具有耐久性和散热性的滑动部件。若氮化硅烧结体的维式硬度Hv不足1300，或破坏韧性值不足5.OMPam1/2，则作为滑动部件的特性会变差。若滑动部件的维式硬度Hv超过1500，则对对方材料的破坏性会变得显著。另外，氮化硅烧结体的三点弯曲强度(三点弯曲试验中的抗弯强度)较佳的是650MPa以上，压碎强度较佳的是150N/mm2以上。通过使用这种氮化硅烧结体，可进一步提高作为滑动部件的特性。维式硬度表示的是根据JIS(日本工业标准)-R-1610规定的测定法，在198.1N的试验负载下进行试验而得到的结果。破坏韧性值是根据JIS-R-1607规定的IF法测定，利用niihara的公式进行计算的。压碎强度是基于旧JIS规格B1501的测定法，用内向式试验机(日文^>7卜口^型試験機)进行压縮加重，并通过测定破坏时的负载而求出的。构成本实施方式的滑动部件的氮化硅烧结体例如通过下面的方法制成。首先，准备氮化硅粉末。氮化硅粉末较佳的是杂质阳离子元素的含量(合计量)为0.3质量％以下、氧含量为1.5质量％以下、且a相型氮化硅占90质量％以上。在这样的氮化硅粉末中添加规定量的稀土类化合物粉末、铝化合物粉末、M化合物粉末，再添加有机粘合剂和分散介质并充分混合，之后，使用单轴压制、橡胶压制(日文，"一^"7)、CIP等公知的成形法，成形成期望的形状。接着，在对成形体实施了脱脂处理后，在氮气气氛和Ar气氛等惰性气氛中以16002000。C的温度进行烧结，制成氮化硅烧结体。在烧结工序中，可使用常压烧结、气氛加压烧结、热压、HIP(热等静压)等烧结方法。也可在常压烧结后进行HIP处理等，组合多个方法。特别是在将氮化硅烧结体应用于轴承滚珠那样的轴承部件时，适合在基于常压烧结和气氛加压烧结的一次烧结后，进行HIP处理作为二次烧结。HIP处理较佳的是在30MPa以上的压力下以1600190(TC的温度保持规定时间地进行。本实施方式的氮化硅烧结体较佳的是使用组合一次烧结和二次烧结的制造方法制成。首先，作为一次烧结，以1600200(TC的温度对成形体进行常压烧结或气氛加压烧结。在一次烧结后直到达到晶界相凝固的温度为止，以ioo。C/h以下的冷却速度进行慢冷却。接着，作为二次烧结，以1600190(TC的温度进行HIP处理。在二次烧结后，也以10(TC/h以下的冷却速度进行慢冷却。通过将一次烧结和二次烧结后的冷却速度设定成100°C/h以下，可使晶界相结晶。另外，可抑制在晶界相中的结晶化合物相的晶粒生长。一次烧结和二次烧结后的冷却速度更佳的是设定成50°C/h以下。由此，可进一步抑制结晶化合物相的晶粒生长。在烧结后不进行慢冷却时，一般而言，冷却速度为60(TC/h左右。在这样的冷却速度下，晶界相会玻璃化，无法提高结晶化合物相在晶界相中所占的比率。另外，若冷却速度过慢，则氮化硅烧结体的制造性变差，因此，冷却速度较佳的是设定成1(TC/h以上。并且，通过使一次烧结温度比二次烧结温度低，可抑制氮化硅晶粒和晶界相中的结晶化合物相的晶粒生长。通过采用这样的制造条件，可使在氮化硅烧结体中存在的晶界相一边结晶一边细微化。即，可获得结晶化合物相在晶界相中所占的比例以面积比为20%以上、晶界相中的结晶化合物相的平均粒子直径为0.5Aon以下、且结晶化合物相的最大粒子直径为1/m以下的氮化硅烧结体。至于氮化硅晶粒的形状，可使最大长度成为40pm以下。因此，可获得能维持氮化硅烧结体原有的机械强度、耐磨损性、滑动特性并使热传导率提高到60W/m，K以上的氮化硅烧结体。本实施方式的滑动部件可应用于轴承部件、滚轧用的轧制件、压縮机用叶片、燃气轮机叶片、凸轮滚柱那样的发动机零件等。其中，本实施方式的滑动部件特别适用于轴承滚珠那样的轴承部件(滚动体等)。除了上面这些零件之外，上述实施方式的氮化硅烧结体还可作为加热器盖和切削工具等使用。本发明的实施方式所涉及的轴承，是具有由上述实施方式的滑动部件(氮化硅烧结体)形成的滚动体、例如轴承滚珠的轴承。图1表示本发明的实施方式所涉及的轴承的结构。图1所示的轴承1具有由上述实施方式的滑动部件形成的多个轴承滚珠2、以及支撑这些轴承滚珠2的内圈3和外圈4。内圈3和外圈4相对于旋转中心呈同心状配置。基本结构与通常的轴承一样。内圈3和外圈4较佳的是用JIS-G-4805规定的SUJ2等轴承钢形成，由此可实现具有可靠性的高速旋转。如上所述，由氮化硅烧结体(滑动部件)形成的轴承滚珠2不仅滚动寿命等滑动特性好，而且散热性较好。因此，可高效地将使安装了轴承l的转轴高速旋转时产生的热量朝外部释放。由此，不仅可维持由轴承滚珠2的滚动寿命等确定的耐久性和可靠性，还可消除因散热不足而引起的不良情况。这样的轴承1适用于使转轴高速旋转的各种设备，例如适用于HDD那样的磁记录装置和DVD那样的光盘装置等电子设备。下面，说明本发明的具体实施例及其评价结果。(实施例1)首先，准备氧含量为1.3质量％、作为杂质阳离子元素的Li、Na、K、Fe、Ca、Sr、Ba、Mn、B的合计含量为0.15质量％、a相型氮化硅的比例为97质量％、且平均粒子直径为0.55um的氮化硅粉末。在该氮化硅粉末中，作为烧结助剂，以7质量％的比例添加平均粒子直径为0.7Pm的氧化钇粉末，以2质量％的比例添加平均粒子直径为0.5um的氧化铝粉末，以2质量％的比例添加平均粒子直径为1.Oym的Hf02粉末，并在将它们在乙醇中湿式混合72小时，之后进行干燥，从而调制成原料混合粉末。接着，在上述原料混合粉末中添加规定量的有机粘合剂并进行混合，之后，通过CIP方法制成成形体。在将所得的成形体在空气气流中脱脂后，在惰性气氛中以200(TC的温度进行常压烧结。常压烧结后，以10(TC/h进行慢冷却。然后，在lOOMPa的压力下以1700。C的温度对常压烧结体实施HIP处理。HIP处理后，以10(TC/h进行慢冷却。由此，来制成氮化硅烧结体。至于所得的氮化硅烧结体中的晶界相，利用上述方法对结晶化合物相的比例、平均粒子直径、最大粒子直径进行测定。其结果是，结晶化合物相在晶界相中所占的比例(面积比)为28%，结晶化合物相的平均粒子直径为0.3ym，结晶化合物相的最大粒子直径为0.7ym。接着，将氮化硅烧结体加工成3X4X40mm的四角柱状，并对其表面实施与在JIS规格中被认定为轴承滚珠的等级3相当的表面研磨加工。将这样的样品提供给后述的特性评价。(实施例217)在表格l所示的氮化硅粉末(a相型氮化硅的比例97质量％，平均粒子直径0.55ixm)中分别以表格l所示的成分添加烧结助剂，之后，与实施例l相同地进行混合，从而制成各原料混合粉末。在这些原料混合粉末中添加了规定量的有机粘合剂并进行混合，之后，通过CIP方法进行成形。在将所得的各成形体在空气气流中脱脂后，在惰性气氛中进行常压烧结。然后，对各常压烧结体实施HIP处理，从而分别得到所需的氮化硅烧结体。常压烧结时的温度和冷却速度、HIP处理时的温度和冷却速度分别设定成表格2所示的条件。至于各氮化硅烧结体中的晶界相，对结晶化合物相的比例、平均粒子直径、最大粒子直径进行测定。测定结果如表格2所示。另外，对各氮化硅烧结体实施与实施例1相同的表面研磨加工，将其提供给后述的特性评13价。(比较例13)除了将作为烧结助剂的氧化钇粉末的添加量设定成6质量％以外，以与实施例1相同的方法制成氮化硅烧结体(比较例1)。除了未添加M化合物粉末以外，以与实施例1相同的方法制成氮化硅烧结体(比较例2)。除了使用杂质阳离子元素量为0.35质量％的氮化硅粉末以外，以与实施例1相同的方法制成氮化硅烧结体(比较例3)。至于这些氮化硅烧结体中的晶界相，对结晶化合物相的比例、平均粒子直径、最大粒子直径进行测定。表格2表示了测定结果。另外，将各氮化硅烧结体提供给后述的特性评价。[表格l]<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>[表格2]<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>针对实施例117和比较例13的各样品，对维式硬度、破坏韧性值、抗弯强度、压碎强度、热传导率进行测定。热传导率利用激光闪光法进行测定。至于其它特性，则利用上述方法进行测定。至于抗弯强度，表示三点弯曲强度(室温)的最小值。表格3表示了它们的测定结果。[表格3]<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>从表2和表3可知，为了提高氮化硅烧结体的热传导率，结晶化合物相在晶界相中所占的比例需要设定成20%以上。另外，还可以知道，各实施例所涉及的氮化硅烧结体的热传导率均为60W/m*K以上，且会影响作为滑动部件使用时的基本特性(耐磨损性和滑动特性)的维式硬度、破坏韧性值、抗弯强度、压碎强度均很优良。(实施例1820)使用成分与实施例1相同的原料混合粉末，在表格4所示的条件下分别制成氮化硅烧结体。表格4所示的条件以外的条件与实施例l相同。利用上述方法对这些各氮化硅烧结体的微观构造(结晶化合物相在晶界相中所占的比例、纵横比为2以上的柱状粒在氮化硅晶粒中所占的比例、柱状粒的最大长度)进行测定。表格4表示了它们的测定结果。任意选择烧结体截面的四个部位、并以1000倍的视野对各截面实施测定。表格4表示了这四个部位的测定结果的平均值。另外，以与实施例l相同的方法对各氮化硅烧结体的特性进行测定。表格5表示了它们的测定结果。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>从表4和表5可知，为了提高氮化硅烧结体的机械特性(硬度、强度、韧性等)，较佳的是将纵横比为2以上的柱状粒在氮化硅晶粒中所占的比例设定成50%以上。另外，还可以知道，柱状粒的最大长度较佳的是40ym以下。(实施例2140、比较例46)用在与实施例120和比较例13相同的成分和相同的条件下制成的氮化硅烧结体分别制成直径为2mm的轴承滚珠。轴承滚珠的表面以等级3进行了表面研磨。上述各轴承滚珠的滚动寿命通过下面的方法进行测定。滚动寿命试验是通过使用推力型轴承试验机，并使上述各轴承滚珠在SUJ2钢制的平板(对方材料)上旋转来实施的。滚动寿命在5.9GPa的最大接触应力、1200rpm的转速下进行试验，对是否能进行100小时和400小时的持续试验进行判定。表格6表示了它们的结果。[表格6]<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>从表6可知，使用各实施例所涉及的氮化硅烧结体的轴承滚珠均具有良好的滚动疲劳寿命。另外，使用各实施例的轴承滚珠分别组装轴承，并装入电子设备用的主轴电动机进行实机试验。其结果是，可以确认，不仅耐久性优良，轴承滚珠的散热性也优良，因此，可消除因转轴高速旋转产生的热量滞留在设备内部而引起的不良情况。在实施例所涉及的轴承滚珠(氮化硅烧结体)中，纵横比为2以上的柱状粒在氮化硅晶粒中所占的比例以面积比均为50%以上，且柱状粒的最大长度均为40i^m以下。像实施例1117那样，在使用两种以上M化合物的氮化硅烧结体中，纵横比为2以上的柱状粒在氮化硅晶粒中所占的比例以面积比均为92%以上，柱状粒的最大长度均为35ym以下，可有效抑制粗大的粒子生长。工业上的可利用性本发明的实施方式所涉及的滑动部件由同时满足滑动特性和60W/mK以上的热传导率的氮化硅烧结体构成。因此，能提供可同时提高耐久性和散热性的滑动部件。由于使用由这样的滑动部件形成的滚动体的轴承具有优良的耐久性、可靠性、散热性，因此适用于各种设备。权利要求1.一种滑动部件，具有氮化硅烧结体，该氮化硅烧结体含有换算成氧化物占7～18质量％的作为烧结助剂的稀土类元素，含有换算成氧化物占0.1～3质量％的选自Ti、Zr、Hf、Mg、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的至少一种元素M，且作为杂质阳离子元素的Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Fe、Mn和B的合计含量为0.3质量％以下，所述滑动部件的特征在于，所述氮化硅烧结体具有氮化硅晶粒和晶界相，所述结晶化合物相在晶界相中所占的比例以面积比为20％以上，且所述结晶化合物相的平均粒子直径为0.5μm以下，并具有60W/m·K以上的热传导率。2.如权利要求l所述的滑动部件，其特征在于，所述氮化硅烧结体还含有换算成氧化物占0.34质量％的铝。3.如权利要求l所述的滑动部件，其特征在于，所述晶界相中的所述结晶化合物相的最大粒子直径为lum以下。4.如权利要求l所述的滑动部件，其特征在于，所述氮化硅烧结体的气孔率为0.1%以下。5.如权利要求l所述的滑动部件，其特征在于，所述晶界相中的所述结晶化合物相的平均粒子直径为0.3pm以下。6.如权利要求l所述的滑动部件，其特征在于，所述氮化硅烧结体含有的所述稀土类元素和所述元素M的合计量换算成氧化物为20质量％以下。7.如权利要求2所述的滑动部件，其特征在于，所述氮化硅烧结体含有的所述稀土类元素、所述铝和所述元素M的合计量换算成氧化物为20质量％以下。8.如权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述元素M是选自Ti、Zr、Hf、Mg、Ta和Mo的至少一种元素。9.如权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述元素M是选自Ti、Zr、Hf、Mg、Ta和Mo的两种以上元素。10.如权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述氮化硅烧结体具有范围为13001500的维式硬度。11.如权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述氮化硅烧结体具有5,0MPam1''2以上的破坏韧性值。12.如权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述氮化硅烧结体具有650MPa以上的三点弯曲强度。13.如权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述氮化硅烧结体具有150N/mm2以上的压碎强度。14.如权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，纵横比为2以上的柱状粒在所述氮化硅晶粒中所占的比例以面积比为50%以上。15.如权利要求14所述的滑动部件，其特征在于，所述柱状粒的最大长度为40pm以下。16.如权利要求1所述的滑动部件，其特征在于，所述滑动部件是轴承用滚动体。17.—种轴承，其特征在于，具有由权利要求1所述的滑动部件形成的滚动体。18.如权利要求17所述的轴承，其特征在于，在所述氮化硅烧结体中，所述晶界相中的所述结晶化合物相的最大粒子直径为lwm以下。19.如权利要求17所述的轴承，其特征在于，所述氮化硅烧结体的气孔率为0.1%以下。20.如权利要求17所述的轴承，其特征在于，在所述氮化硅烧结体中含有的所述元素M是选自Ti、Zr、Hf、Mg、Ta和Mo的一种或两种以上的元素。全文摘要一种滑动部件，具有氮化硅烧结体，该氮化硅烧结体含有换算成氧化物占7～18质量％的稀土类元素，并含有换算成氧化物占0.1～3质量％的选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的至少一种元素M，且杂质阳离子元素的合计含量为0.3质量％以下，热传导率为60W/m·K以上。氮化硅烧结体具有氮化硅晶粒和晶界相，结晶化合物相在晶界相中所占的比例以面积比为20％以上，且结晶化合物相的平均粒子直径为0.5μm以下。滑动部件例如作为轴承滚珠(2)使用。文档编号F16C33/32GK101511752SQ200780031929公开日2009年8月19日申请日期2007年7月25日优先权日2006年9月13日发明者高尾实申请人:株式会社东芝;东芝高新材料公司