セラミックスのサイアロンについて

質問

セラミックスについて勉強しているのですが、教えていただきたいことがあります。
β-サイアロンが、窒化ケイ素(Si3N4)より物理的・機械的性質で優れている点を教えてください。
よろしくおねがいします。

回答No.1

tetujin3

窒化ケイ素(Si3N4)は，共有結合性の強い材料です。したがって，他のイオン結合性の強い酸化物セラミックスよりも，硬く，脆く，加工性に低いことが特徴です。
また，窒化ケイ素自体が高温で安定であるため，粉末原料から窒化ケイ素のバルクを得るには，わずかに酸化物を添加して，結晶粒界に，ガラス相を析出させ，これをバインダーとして焼結（液相焼結）させます。
窒化ケイ素(Si3N4)の物理的・機械的特性は，この粒界のガラス相に支配され，ガラス相が少なければ，サイアロンよりも特性的に優れたものを得ることができます（多孔質で無いと仮定）。
現在は，液相焼結ではなく，Siの窒化反応を利用した自己燃焼法などの焼結技術が開発され，また，気孔も，高温・高圧HIP（等方静水圧プレス）などの焼結方法を利用することにより，より緻密でガラス質の少ないものが得られるようになりました。
なお，サイアロンは，sialonさんがご存知のように，酸化物を窒化ケイ素に一定量固溶させたものであり，常圧焼結でほぼ理論密度の焼結体を簡単に得ることが可能です。
化学的な特性としては，両者の耐酸化性を比べれば，一般に，窒化ケイ素の方が良好です。