[其他]氮基陶瓷材料

無效

• 申請號: 85101384
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101384A
• 公開（公告）日: 1987-05-20
• 發明（設計）人: 托米·克拉斯·艾克斯特羅姆;尼爾斯·安德斯·英格;爾斯特羅姆
• 申請（專利權）人: 桑特拉德有限公司
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 羅英銘,劉元金

本發明論述一種具有超高溫特性，抗熱沖擊性高且導熱性能異常良好的氮基陶瓷材料。此種材料特別適用于用作切削工具材料。本發明涉及Si-Al-O-N型一類氮化物陶瓷，其中，細分散的多種類型的沉積物給予此種陶瓷材料的性質以積極的影響。

已有許多文章和專利描述到Si-Al-O-N系統（例如《氮基陶瓷進展》一書，F.L.Riley編輯，Martinus Nijheff出版社1983年出版）以及添加過Y₂O₃之類某種氧化物質的相關系。一般組成為Si_6-ZAl₂O₂N_8-Z的六方晶相，其中O＜Z≤4.2，已知是β-Si-Al-O-N，這種材料的晶體結構與β-Si₃N₄相同。另一類六方晶相的一般組成M_X（Si，Al）₁₂（O，N）₁₆，其中O＜X＜2而M＝釔或其他Li.Ca.Mg一類金屬以及鋯化物或這些金屬的混合物。另一些具有適當離子半徑的金屬也能穩定它的α相。α型Si-Al-O-N的主結構與α-Si₃N₄相同。但已發現，由于La和Ce的離子半徑似乎過大，很難使之成為α型Si-Al-O-N的一部分。

Si-Al-O-N系或M-Si-Al-O-N系中的許多相具有可以描述為纖鋅礦上層結構的一類結構，在那種上層結構中，AlN結晶化了。字母M如前段所述，表示一種或多種金屬，例如Y、Mg、Be、Li或Sc。還可能包括其他具有適當離子半徑的金屬。這些相，眾所周知為多型的，它們在Si-Al-O-N系統中出現于高Al和高N含量所確定的象限中，即接近于AlN角。上述的一種或多種相以后普遍由“多型”記號給出。多型結構多少屬良好排列，而可以歸之為前述的纖鋅礦基本結構（例如，可參看前面提到的那本書）。此種多型相具有六角形的或菱形的晶胞，它們由所謂的Ramsdell符號描述為8H、15R、12H、21R、27R和2H。文獻中，此類多型相常根據這些符號描述，例如，記作12H多型材料等。

Si-Al-O-N及許多M-Si-Al-O-N系的基礎性相分析研究業已在本世紀七十年代進行，并已有大量的象前面提到過的那一類著述。在七十年代初期還有過若干應用β型Si-Al-O-N的專利，其中特別要提到的是東芝（例如美國專利3969125）、豐田（例如美國專利3903230）與Lucas（例如美國專利3991166）。有關以Li形成一種α型Si-Al-O-N的最早一篇文章已于1972年發表，接著有許多其他文章。業已肯定，關系到切削工具材料的元素釔，形成了上述的Si-Al-O-N相（S.Hampshire，H.K.Park，D.P.Thompson????and????K.H.Jack????Nature，Vol????274，1978，P880-882），而且很早就指出過，α型Si-Al-O-N有可能給工藝部門帶來利益。例如，適才三位作者在“α型硅鋁氧氮陶瓷”（Science，Vol10，1980，P251-256，H.Hausnlr主編）一文，進而在英國專利2118927A中描述到，α型和β型的Si-Al-O-N是可能按某些組成制得的。該項專利涉及到具有α型Si-Al-O-N相、β型Si-Al-O-N相和一種玻璃相的，硅鋁氮氧化合物型的陶瓷切削材料。這種材料的許多優點，例如在切削中的優點，根據本發明，出人意料地發現存在于含多種晶型的Si-Al-O-N材料中，而這是過去從未報導和提出過的。