KR910006898B1

KR910006898B1 - 강인성 세라믹스 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR910006898B1
Application number: KR1019850010035A
Authority: KR
Inventors: 히로노리 고다마; 아끼히로 고도오; 다다 히꼬 미요시; 모도 히로 시 사까; 다까아끼 스즈끼
Original assignee: 가부시기가이샤 히다찌 세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1991-09-10
Also published as: EP0188129B1; KR860005765A; EP0188129A3; EP0188129A2; DE3582238D1; US4729972A

Abstract

내용 없음.

Description

강인성 세라믹스 및 그 제조방법

제1도는 본 발명의 강인성 세라믹스의 구조를 나타낸 모식도.

제2도는 본 발명의 구체적 응용예인 원자력 배관용 밸브의 횡단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 4 : 금속산화물을 함유한 상(a) 2, 5 : 금속탄화물 입자상(b)

3 : SiC 모상(d) 10 : 복합조직입자상(c)

11 : 디스크헤드 12 : 디스크

13 : 실린더 14 : 샤프트

15 : 본넷트 16 : 배관

본 발명은 신규한 탄화규소소결체(炭化硅素燒結體)에 관한 것으로 특히 구조부재(構造部材)로서 이용하기에 적합한 강인한 탄화규소소결체에 관한 것이다.

탄화규소소결체는 내열성, 내산화성, 고온강도가 크기 때문에 내열구조부재로서 폭넓은 응용이 기대되고 있다. 그러나 부서지기 쉬운(胞)(인성이 적다)때문에 구조부재로서의 신뢰성이 낮고, 이것이 탄화규소소결체의 실용화의 최대의 문제점으로 되어 있다.

이 결점을 해결하기 위해, 예를들면 Jounal of Ameican Ceranics Society 67, 571(1984)에서 볼 수 있는 것과 같이, 탄화규소중에 탄화티탄 입자를 분석시켜 이 분산입자에 의해 소결체중의 크렉의 진전을 저지하여 인성(靭性)을 향상시킬 수 있다는 것이 보고되어 있다. 그러나, 이 방법에 있어서도, 얻어진 소결체는 탄화규소중의 탄화티탄입자가 단순히 분산한 구조이고 그 인성치도 큰 것이 6Mn/m^3/2이며, 높은 실뢰성이 요구되는 구조 보재로서 안심하고 사용할 정도까지는 이르지 못하고 있다.

본 발명의 목적은 각종 구조부재용으로 적합한 고인성(高靭性)이고 고신뢰성의 산화규소소결체를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 탄화규소소결체는 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소중에서 선택된 적어도 1종의 금속원소와 산소를 함유하는 상(相)(a), 규소 이외의 금속, 예를들면 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 텅스텐 등의 금속의 탄화물의 적어도 1종으로 이루어진 입자상(b), 이 입자상(b)이 전기산 상(a)을 둘러싸는 것 같이 형성이된 복합입자상(c), 및 상기 각상이 탄화규소 모상(d)중에 분산된 조직의 소결체이다.

상기에 있어서, 입자상(b)는 상(a)을 둘러싸는 것같이 형성되어 잇다고 기술했으나 보기에 따라서는, 전기 금속탄화물의 입자상(b)의 복수개의 입자의 계면을 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소에서 선택된 1종 이상과 산소를 함유하는 상(a)으로 메꾸고 마치 입자상(b)의 입자들끼리 상(a)으로 결합한 것과 같은 구조의 복합입자상(c)을, 탄화규소의 모상(d)중에 분산한 조직구조의 소결체이며, 이것이 현저히 큰 인성치를 갖는다는 것을 발견하였다.

본 발명의 강인성 세라믹스의 조직의 모식도를 제1도에 표시하였다. 도면에 있어서, 1은 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소에서 선택된 1종 이상의 금속원소와 산소원소를 함유한 상(a)이고, 통상은 상기 금속의 산화물의 형으로 존재한다. 2는 상기 상(a)을 둘러싸는 것같이 배열한 금속탄화물 입자로 이루어진 상(a)이고, 상(a)과 함께 10의 복합입자상(c)을 형성한다.

이 상(a)을 구성하는 금속탄화물로는 고융점이고 또한 탄화규소중에서 안정할 것이 요구된다. 구체적으로 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 텅스텐 중에서 선택된 1종 이상의 탄화물인 것이 바람직하다. 또한 이 입자상(b)을 구성하는 금속으로서는 비교적 경량이어야 하고 고온에서의 내산화성이 비교적 커야하며 또한 탄화규소의 인성향상에 특히 유효해야 하는 등의 이유에서 티탄, 바나듐 또는 이들의 혼합물인 것이 특히 바람직하다. 또한 3은 본 발명의 강인성 세라믹스의 주체가 또는 탄화규소입자로서, 전기 각사을 분산하는 모상(d)이다.

또한 4 및 5는 각가 1 및 2와 같은 성분으로 이루어진 상이다. 즉, 상(a) 및 상(b)는 탄화규소모상(d)중에 각각 단독으로 분산되어 있는 부분을 나타낸 것이다.

인성을 크게하기 위하여 상술한 바와 같이, 복수개의 금속탄화물입자들 끼리 서로 결합할 수 있도록 이 입자간에 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토원소와 산소로 이루어진 상(1)이 존재하는 복합조직입자(10)가 분산된 탄화규소소결체에 의해 비로소 인성이 극히 크고 신뢰성이 높은 강인성 세라믹스를 얻을 수가 있었다.

본 발명의 강인성 세라믹스에 있어서 인성이 향상되는 이유는 상술한 복합조직입자에 의해 크렉의 분기(分岐)와 정지에 있다고 생각된다. 즉, 모상의 탄화규소입자의 팽창율이나 영율의 차이에 의해 이 복잡조직입자의 주변 및 내부에 응력이 발생한다. 세라믹스중에서 생성된 크렉은 이 응력의 영향으로 구부러져서 복잡조직입자 내부까지 생기게 되며, 일반적으로는 분기하여 상(a)과 상(b)의 계면을 따라 복합조직입자 내부에서 정지한다. 또한 경우에 따라서는, 상(b)의 내부까지 크렉이 생성되어 구상하는 금속탄화물입자의 벽개(Cleavage) 방향으로 구부러져, 역시 복합조직입자 내부에서 크렉은 정지한다. 이와 같이, 이 복합조직입자는 크렉에너지의 흡수원으로서 작용하며, 이 결과 세라믹스중에서의 크렉의 생성이 어렵게 되어 결과적으로 인성이 향상하게 된다.

본 발명의 강인성 세라믹스는 탄화규소입자에 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소중의 1종 이상의 금속 또는 수소화물, 탄화물, 질화물, 규화물, 산화물 등의 금속화합물 및 탄화규소중에서 탄화물을 형성하기 쉬운 티탄, 지르코늄, 하프툼, 바나듐, 니오브, 탄탈, 텅스텐 등의 금속, 합금, 금속수소화물, 질화물, 규화물 등을 가하여 1900 내지 2300℃ 정도의 온도에서 진공중 또는 불활성 분위기중에서 소성하여 얻는다.

이 소성 과정에서 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소의 금속 또는 화합물은 소결조제(燒結助劑)로서 작용하며, 치밀한 소결체를 형성함과 동시에, 산화물 이외의 금속 또는 화합물은, 탄화규소소결체 표면에 부착된 산소나 표면산화막 및 첨가한 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 텅스텐 등의 입자 표면에 흡착된 산소나 표면산화막과 반응하여 산화물로 변화하여 결과적으로 소결체중에 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소의 산화물상이 형성된다.

탄화규소원료의 평균입경은 0.1 내지 2㎛의 범위인 것이 바람직하며, 입경이 0.1㎛ 미만인 것은 원료의 취급이 곤란하고 균일한 소결체를 얻기 어렵고 또한 입경이 2㎛를 초과한 것은 소결체의 치밀한 소결이 곤란하고 고밀도, 고강도의 소결체를 얻을 수 없게 된다.

소결조제로서는 알루미늄금속, 알루미늄의 탄화물, 질화물, 산화물 및 이트륨금속, 이트륨수소화물을 사용하는 것이 특히 바람직하며, 이것에 의해 치밀한 소결체가 쉽게 얻어진다.

또한 이트륨계의 조제를 사용하면 생성하는 이트륨 산화물(Y₂O₃)의 융점 (2410℃)의 높기 때문에 얻어지는 강이성 세라믹스의 기계적 특성이 고온에서도 변화하지 않는다는 이점이 있다. 덧붙여서 Al₂O₃는 2054℃, La₂O₃는 2307℃, CeO₂는 1950℃이다.

또한 이 소성 과정에서 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 텅스텐의 금속 또는 이들의 수소화물, 질화물, 규화물 등의 화합물은 탄화규소와 반응하여 탄화물로 변화함과 동시에 탄화물입자들간의 집합체 조직을 만들기가 쉽다. 이러한 결과로서 인성향상에 효과가 있는 전술한 복합입자상(c)가 용이하게 형성된다. 또한 이 반응에서 생성되는 규소가 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소의 산화물상으로 이루어진 상(a)까지 들어가는 경우도 있다. 이 경우, 조건에 따라서는 규소는 단체, 규산염, 규산염유리로서 상(a)에 존재할 수 있다.

이와 같이, 사용하는 원료나 소결의 조건에 따라 상(a)의 조성을 변화시켜 Al₂O₃, Y₂O₃, La₂O₃, CeO₂, Y₄Al₂O₉, Al₂SiO₅, Y₂SiO₅, 규산알루미늄유리, 규산이트륨유리 등으로 하여 선택할 수 있다.

상기에 있어서, 상(a)가 특히 규소를 함유한 경우는 상(a)와 상(b) 전부가 탄화규소의 메트릭스상(d)중에 균일 분산된 조직으로 되어, 전기의 복합입자상(c)을 형성하지 않는 경우에도, 소결체의 인성이 향상되는 효과가 있었다. 단, 전기 상(c)을 형성한 것에 비하면 인성의 향상 효과는 약간 낮다.

상기 복합입자상(c)의 크기로서는 그 직경이 30 내지 150㎛의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 직경이 30㎛ 보다도 작으면 크렉 저지에 그다지 유효하지 않고, 반대로 복합입자상(c)가 너무 커지면 모상의 탄화규소와의 열팽창차로 크렉을 발생시키든가 그 부분에 결함이 생기든지 소결체의 강도가 저하하기 쉽다. 또한 충분히 강도가 높고 더우기 높은 인성을 갖는 세라믹스를 얻기 위해서는 직경이 30 내지 150㎛의 복합조직입자가 전체 복합조직입자의 50용적% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.

이와 같은 조직을 형성하기 위해서는, 상(b)의 원료로서 사용되는 금속, 합금 또는 금속수소화물의 평균 입경이 5 내지 100μm인 것이 바람직하다. 이들 원료는 소결시에 탄화규소와 반응하여 미세한 금속탄화물 입자로 됨과 동시에 소결조제를 주체로 하는 상(a)와 인성 향상에 유효한 복합입자상 (c)을 형성한다. 원료의 금속, 합금 또는 수소화물의 입경이 너무 작거나 너무 커도 30 내지 150㎛의 크기를 갖는 복합조직입자가 형성되기는 어렵다. 또한 복합조직입자상 (c)을 구성하는 금속탄화물입자상(b)의 평균입경의 바람직한 범위는 1 내지 20㎛이다. 입경이 너무 작으면 크렉의 정지에, 입경이 너무 크면 크렉의 분기에 유효하지 않는다.

또한 상(a)의 양으로서는 0.05 내지 10용적%의 범위가 바람직하다. 이 양이 너무 적으면 충분히 치밀한 소결체가 되지 않고 또 복합조직입자(c)를 구성하는 금속탄화물입자(b)상호간의 결합이 약하게 된다. 한편 이 양이 너무 많으면 탄화규소로서의 우수한 성질을 상실하게 된다.

복합조직입자(c)의 양으로서는 소결체의 절단면의 면적비에서 구하여 5 내지 30용적%의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또한, 소결체중에 존재하는 금속탄화물은 5 내지 40용적%의 범위가 바람직하다. 이들의 양이 너무 적으면 인성 향상에 충분한 효과가 없고, 반대로 너무 많으면 탄화규소로서의 우수한 성질을 상실하게 된다.

터보챠지로우터나, 가스터빈로우터와 같은 특별히 높은 신뢰성이 요구되는 구조부품에 세라믹스를 사용하는 경우, 그 인성을 응력확대계수 K_1c로 평가하여 10MN/m^3/2이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 세라믹스의 표면이나 내부에 100㎛정도의 결함이 존재한다고 하여도 그 강도는 30kg/mm²이상이 되어 상기 로우터의 설계 강도의 허용치를 만족시킨다. 또한 세라믹스의 결함으로서 100㎛ 보다 큰 결함은 x선 투과법, 초음파탐상법(探傷法), 목시법(目視法)등의 수단에 의해 비파괴적으로 발견하여 용이하게 제거할 수 있다. K_1c가 10MN/m^3/2이상의 세라믹스를 사용하면, 세라믹스에 불가피하게 생기는 미소한 내부 결함이나 표면상처 등의 원인에 기인되는 파손사고를 방지할 수가 있다.

K_1c가 큰 세라믹스에서는 세라믹스중에 존재하는 크렉도 성장하는데 커다란 에너지를 필요로 하므로 결과적으로 크렉의 성장이 억제되어 세라믹스의 특성이 장기간에 걸쳐서 안정하고 신뢰성이 높게 되는 것으로 생각된다.

본 발명의 강인성 세라믹스에 있어서는 전술한 바와 같이 상(a)의 함유량의 0.05 내지 10용적%, 그리고 복합조직입자(c)의 존재량이 5 내지 30용적% 일 때에, 10MN/m^3/2을 초과하는 큰 K_1c을 가진 강인성 세라믹스가 제조될 수 있다. 이와 같은 큰 K_1c을 갖는 세라믹스의 크렉 성장을 위한 에너지는 종래의 3 내지 5MN/m^3/2정도의 K_1c를 갖는 탄화규소계 세라믹스에서 요구되는 에너지의 3 내지 10배이며, 그만큼 구조용 부재로서 신뢰성이 높아지게 된다. 더 언급하자면, 입자상(b)의 입경은 SiC 모상(d)의 입경보다 큰 것이 바람직하다.

다음에 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 그러나 본 발명은 이것에 한정하는 것이 아니다.

[실시예1]

평균입경 0.5㎛의 α형 SiC 분말에, 제1표에 표시한 평균입경 0.7㎛의 YH_x(x=1 또는 2) 또는 3㎛의 Y 금속 및 입경 5 내지 100㎛의 탄화물형성금속 또는 이것의 수소화물을 금속탄화물로 환산해서 3 내지 70용적%가 되는 양으로 가하여 잘 혼합하였다. 이 혼합분말에 결합제로서 실리콘수지를 5용적% 가하고 16 멧쉬 체를 통과시켜 입상으로 만들었다. 다음에 이것을 금형에 넣고 성형압력 500kg/cm²하에 직경 60mm×두께 10mm의 원판상으로 성형하여 성형체를 흑연제의 형에 넣은 후 고주파 가열에 의해 진공중에서 고온 프레스하였다.

이때에, 가압력은 300kg/cm²로 하고, 승온속도 20 내지 40℃/분의 속도로 2000 내지 2200℃ 까지 승온 시킨 후, 곧 동일 속도로 냉각하는 온도 프로필에 의해 수행하였다.

얻어진 소결체로 부터 3mm×4mm×45mm의 기둥상(柱狀)시료를 제작하고, JIS 3점 휨법(span 30mm)에 준해서 강도를 측정했다. 측정은 진공중 1200℃에 있어서의 굽힘 강도, 공기중 1000℃ 에서 1000 시간 열처리 후의 동일 온도에 있어서 굽힘강도 및 시료표면 20 내지 50kg의 하중으로 빅커스 압혼(Vickers 壓痕)을 설치한 후의 굽힘 강도를 측정했다. 빅커스 압흔 면적과 강도를 사용하여 계산한 인성치(응력 확대계수 K_1c)의 값을 제1표에 나타내었다. 여기서, K_1c의 계산은 다음 식을 사용하였다.

·S^1/4

상기에서 σ는 굽힘강도, S는 압흔의 면적이다.

또한 제1표의 시료를 x선 회절법에 의해 측정한 결과 가한 YH_x는 모두 Y₂O₃의 형으로, 또 탄화물형성금속은 전부 금속탄화물의 형으로 소결체중에 존재하는 것이 판명되었다. 또한 상기 조건에서 얻어진 소결체중의 Y₂O₃는 그중 30 내지 70% 복합조직입자(c)의 입계에 존재하였고, 금속탄화물중의 약 50 내지 75%는 단독입자로서 분산되었으며 나머지의 약 25 내지 50%는 복수개의 입자가 집합하여 분산하고 그 입자간에 Y₂O₃상이 존재하는 복합조직입자(c)을 형성하고 있었다. 또한 탄화물형성금속으로서 Ti을 사용한 시료의 Y₂O₃상을 x선 미량분석법에 의해 분석한 결과 Y 및 O이외에 Si가 함유되었으며, x선적으로는 Y₂SiO₅가 존재하는 것이 판명되었다. 이 Si는 Ti와 SiC가 반응하여 생긴것으로 생각된다.

한편, 제1표의 시료와 동일한 조성의 원료를 사용하여 고온프레스 온도를 2200℃로 하고 2시간동안 보존한 조건하에서 소결체를 제작하였다. 이 시료에 있어서도 탄화물형성금속은 전부 금속탄화물로 변화하였고 또한 그중에 약 50%는 복수개의 입자가 함께 뭉쳐서 분산한 조직을 가지고 있었다. 그러나, 이들의 시료에 있어서는 금속탄화물 입자간에 Y₂O₃상이 존재하지 않고, 또한 그 K_1c도 3 내지 4MN/m^3/2과, 일반의 탄화규소소결체에서와 같은 정도의 수치였다. 이것은 2200℃에서 2시간동안 보존하고 있는 중에 Y₂O₃가 휘산한 때문이라고 생각된다. 첨가물에 따라서도 달라지나, 일단 소결이 되면 온도를 곧 낮추는 것이 필요한 것으로 보인다. 단, 급냉하면 파손한다.

[표 1]

제1표의 시료 No.10 및 No.12에 대해 그 조직을 조사한 결과 소결제중의 모든 VC의 존재량은 각각 40용적% 및 7용적%이고, 그 중의 약 75%가 복합조직입자로서 존재하고 있었다. 또한 VC의 입경은 5 내지 20㎛ 이고 복합조직입자의 크기는 10 내지 150㎛의 범위이었는데 그중의 70%는 30 내지 150㎛의 범위내에 있었다.

동일한 측정을 제1표의 No.16의 시료에 대한 실시한 결과 소결체중의 TiC의 총 존재량은 20용적%이고 그중의 약 75%가 복합조직입자로서 존재하고 있다. 또한 상(b)인 TiC의 입경은 1 내지 10㎛이었다. 복합조직입자(c)의 크기는 3 내지 100㎛의 범위이었는데 그중의 50%는 30 내지 100㎛의 범위내에 있었다.

[실시예 2]

실시예 1과 같은 방법에 의해, 입경 0.5 내지 1.0㎛의 SiC 및 0.7 내지 100㎛의 각 첨가물을 사용하여 제2표에 표시한 시료를 제조하고 그 특성을 조사하였다. 이들 시료에 있어서도 가해진 소결조제는 전부 산화물의 형으로 소결체중에 존재하고, 그 30 내지 70% 정도가 복합조직입자상(c)의 입계에 상(a)로서 존재하고 있었다.

또한 가한 탄화물형성금속은 전부 금속탄화물로서 소결체 중에 존재하고 그 중의 대부분이 25 내지 75%가 복합조직입자(c)을 형성하고 있다.

[표 2]

제2표의 No.1의 시료의 조직을 조사한 결과, 소결체중의 모든 TiC의 존재량은 40용적%이고 그중에 약 75%가 복합조직입자로서 존재하고 있었다. 또한 TiC의 입경은 7 내지 20㎛ 이었다. 복합조직입자의 크기는 20 내지 200㎛의 범위이고, 그중에 약 90%는 30 내지 150㎛의 범위내에 있었다.

특히 K_1c는 10MN/m^3/2이상의 것을 얻었고 1200℃에서의 굽힘강도도 400MP a이상의 것을 얻었다.

[실시예3]

평균입경 0.5㎛의 탄화규소분말 60용적%, 평균입경 2㎛의 탄화티탄분말 15용적%, 수평균분자량 1850의 실온에서 고체의 폴리카보실란을, 이것이 소성후 주로 탄화규소로 이루어진 무기물로 된 양으로 환산하여 23용적%와 소결조제로서 2용적%의 질화알루미늄분말을 나선형 혼합기로 혼합한 것에 크실렌을 분말 50g에 대하여 10 내지 15ml의 비율로 가해서 혼합하였다. 이 혼합분말을 입상화한 후 금형성형하였다. 이 성형체는 350℃에서 3시간 대기중에서 열처리한 후 2050℃에서 30분간 보존, 30MPa의 가압하에서 진공으로 고온프레스 소결하였다.

이 소결체의 표면을 경면연마한 후 에칭하여 그 미세구조를 관찰한 바, 파장분산형 x선 분석장치에 의해 탄화규소 및 탄화티탄의 결정입자간에 Al, Si, O가 검출되는 상을 볼 수 있었다. 이 상에 함유되는 Si는 폴리카보실란이 열분해하는 과정에서 생성한 것으로 판단된다. 또한 탄화티탄의 입자상(b)은 응집하지 않고 깨끗하게 분산되어 있었다.

얻어진 소결체의 진공중, 1200℃에 있어서의 굽힘강도는 540MPa, 공기중 1000℃에서 1000시간 열처리 후의 동 온도에 있어서의 굽힘 강도는 510MPa, K_1C는 8MN/m^3/2이었다. 이상과 같이 본 발명의 강인성 세라믹스는 파괴 에너지가 크기 때문에 종래의 세라믹스에 비하여 특히 기계 충격이나 열충격에 강한 특징을 갖고 있다. 따라서, 가스터빈부품(노즐, 로우터), 터보탸지로우터, 볼베아링, 절삭공구(바이트, 톱 등) 및 개폐충격이 가해지는 배관용의 밸브등에도 사용할 수 있다.

제2도는 내마모성과 내충격성이 요구되는 원자력배관의 밸브용 디스크헤드(횡단면도)에 본 발명의 강인성 세라믹스를 사용하는 예를 나타낸 것이다.

제2도에 있어서. 디스트헤드(11), 디스크(12), 실린더(13), 샤프트(14), 본넷트(15) 및 배관(16)으로된 원자력배관용의 밸브의 최대 강도가 요구되는 디스크베드 (11)에 본 발명의 세라믹스를 사용하였다. 이것에 의하여 종래의 것 보다도 수명이 길고 동작의 신뢰성이 높은 원자력배관용의 밸브를 얻을 수 있게 되었다.

이상과 같이, 본 발명의 세라믹스는 극히 인성이 크고 구조용부재 특히 내열성과 높은 강도가 요구되는 장치의 부재로서 사용할 수가 있다.

Claims

알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소에서 선택된 적어도 1종의 금속원소와 산소를 함유하는 상(a), 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈 및 텅스텐에서 선택된 적어도 1종으로 이루어진 입자상(b), 상기 입자상(b)이 상기 상(a)을 둘러싸는 것같이 형성된 복합조직입자상(c) 및 이들 상이 분산되어 있는 탄화규소의 모상(d)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소에서 선택된 적어도 1종의 금속원소와 산소 및 규소를 함유하는 상(a), 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈 및 텅스텐에서 선택된 적어도 1종으로 이루어진 입자상(b), 상기 입자상(b)이 상기 상(a)을 둘러싸는 것같이 형성된 복하조직입자상(c) 및 이들 상이 분산되어 있는 탄화규소의 모상(d)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제2항에 있어서, 전기 상(a)이 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소에서 선택된 적어도 1종의 금속원소의 규산염을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제3항에 있어서, 전기 상(a)이 규산염 유리를 주성분으로하는 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제1항에 있어서, 전기(b)의 평균입경이 1 내지 20μm 인 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제1항에 있어서, 전기 탄화규소의모상(d)의 평균입경이 0.2 내지 5μm인 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제1항에 있어서, 전기 복합조직입자상(c)이 5 내지 30용적% 인 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제1항에 있어서, 전기 입자상(c)의 평균입경이 30 내지 150μm의 복합조직입자가 전입자상(b)의 50용적% 이상인 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제1항에 있어서, 전기 입자상(c)이 5 내지 30용적%이고, 또 상기 입자상(c)의 평균입경이 30 내지 150μm의 복합조직입자가 전체입자상(b)의 50용적%인 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제1항에 있어서, 전기 입자상(a)이 알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소의 산화물인 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제9항에 있어서, 전기 상(a)의 금속원자가 이트륨 산화물이고, 입자상(b)의 금속원소가 티탄 또는 바나듐인 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제11항에 있어서, 전기 상(a)이 0.05 내지 10용적%, 상기 입자상(b)이 5 내지 40용적% 이상인 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
알루미늄, 스칸듐, 이트륨, 및 희토류 원소에서 선택된 적어도 1종의 금속원소, 규소 및 산소를 함유하는 상(a), 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈 및 텅스텐에서 선택된 적어도 1종으로 이루어진 입자상(b), 상기 상(a) 및 상(b)이 분산되어 있는 탄화규소의 모상(d)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
알루미늄, 스칸듐, 이트륨 및 희토류 원소에서 선택된 적어도 1종의 금속원소, 또는 그 수소화물, 탄화물, 질화물규화물, 산화물과, 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈 및 텅스텐으로부터 선택된 적어도 1종의 금속 또는 그 수소화물, 탄화물, 질화물규화물, 산화물의 평균입경이 5 내지 100μm인 것과, 탄화규소의 평균입경이 0.1 내지 2μm 분말을 가하고, 진공중 또는 불활성가스중에서 1900 내지 2300℃에서 고온프레스하는 것을 특징으로하는 강인성 세라믹스의 제조방법.
제14항에 있어서, 이트륨과 티탄 또는 바나듐을 금속으로 가하고, 2000℃ 내지 2200℃ 에서 고온프로스 한 후, 즉시 서냉하는 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 상(a)의 금속원소가 이트륨산화물이고, 입자상(b)의 금속원소가 티탄 및 바나듐인 것을 특징으로 하는 강인성 세라믹스.
제14항에 있어서, 이트륨과, 티탄 및 바나듐을 금속으로 가하고, 2000 내지 2200℃ 에서 고온프로스 한 후, 즉시 서냉하는 것을 특징으로하는 강인성 세라믹스의 제조방법.