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JPH0832594B2 - Silicon nitride ceramics design support system - Google Patents
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JPH0832594B2 - Silicon nitride ceramics design support system - Google Patents

Silicon nitride ceramics design support system

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JPH0832594B2
JPH0832594B2 JP2099025A JP9902590A JPH0832594B2 JP H0832594 B2 JPH0832594 B2 JP H0832594B2 JP 2099025 A JP2099025 A JP 2099025A JP 9902590 A JP9902590 A JP 9902590A JP H0832594 B2 JPH0832594 B2 JP H0832594B2
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JP
Japan
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silicon nitride
ceramics
strength
metal oxide
design support
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JP2099025A
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護 三友
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科学技術庁無機材質研究所長
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、窒化けい素系セラミックス設計支援装置
に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、焼
結助剤の選択と生成するセラミックスの室温および高温
での強度の予測を効率よく行うことのできる窒化けい素
系セラミックス設計支援装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a silicon nitride ceramics design support device. More specifically, the present invention relates to a silicon nitride ceramics design support device capable of efficiently selecting the sintering aid and predicting the strength of the produced ceramics at room temperature and high temperature.

(従来の技術) 従来より、窒化けい素系セラミックスについては、高
強度および高硬度を有するものとして注目されており、
エンジン部品、金属切削あるいは加工用の機械部品、精
密機械部品等の機械部品への応用が検討されてきてい
る。このような窒化けい素系セラミックスは、通常、窒
化けい素粉末に金属酸化物を焼結助剤として加え、所定
の形状に成形した後に、窒素中で加熱・焼結して製造し
ている。
(Prior Art) Conventionally, silicon nitride ceramics have been attracting attention as having high strength and high hardness.
Application to machine parts such as engine parts, machine parts for metal cutting or machining, and precision machine parts has been studied. Such silicon nitride-based ceramics are usually manufactured by adding metal oxide to a silicon nitride powder as a sintering aid, shaping it into a predetermined shape, and then heating and sintering it in nitrogen.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来においては、窒化けい素系セラミ
ックスの製造に関与する焼結助剤に有効な酸化物の選択
や得られるセラミックスの強度についての指標や指針が
必ずしも充分でなく、一般的に、実験による試行錯誤の
結果からセラミックスの特性向上を図っているのが実情
である。
(Problems to be Solved by the Invention) However, conventionally, it is not always sufficient to select an oxide effective as a sintering aid involved in the production of silicon nitride-based ceramics or an index or a guideline about the strength of the obtained ceramics. Instead, in general, the actual situation is to improve the characteristics of ceramics based on the results of trial and error through experiments.

このため、窒化けい素系セラミックスの開発には、多
大な時間と労力を必要とするという重大な問題があっ
た。また、開発に際して得られたデータを窒化けい素系
セラミックス設計のベースとなるようには蓄積していな
いために、そのようなデータが新規なセラミックスの設
計に必ずしも生かされていないという問題もあった。
Therefore, there has been a serious problem that development of silicon nitride ceramics requires a great deal of time and labor. In addition, since the data obtained during development is not accumulated as the basis for the design of silicon nitride ceramics, there is a problem that such data is not always utilized in the design of new ceramics. .

この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもの
であり、従来の窒化けい素系セラミックス開発について
の欠点を解消し、焼結助剤の選択と生成するセラミック
スの室温および高温での強度の予測を可能とする新しい
窒化けい素系セラミックス設計支援装置を提供すること
を目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, solves the drawbacks of the conventional silicon nitride ceramics development, selects the sintering aid and the strength of the produced ceramics at room temperature and high temperature. It is an object of the present invention to provide a new silicon nitride ceramics design support device that enables prediction of

(課題を解決するための手段) この発明は、上記の課題を解決するものとして、けい
素を含む金属元素とともに、その金属元素からなる酸化
物を選択して入力する入力手段と、該金属元素の電気陰
性度、イオン半径および共有結合半径、それらの金属の
窒化物と酸化物の生成自由エネルギー、昇華温度および
熱解離温度、およびシリカ−金属酸化物系の融点を含む
データを有する記憶部と、窒化けい素と該金属酸化物の
反応についての熱力学的演算と生成するセラミックスの
強度の算出を行う演算部と、該演算部で算出した演算結
果を該記憶部に格納されたデータおよび/または推論の
基準となる設定値と対照する対照手段と、窒化けい素系
セラミックス生成の可能性と生成するセラミックスの強
度についての推論結果を含む表示を行う表示部とからな
ることを特徴とする窒化けい素系セラミックス設計支援
装置を提供する。
(Means for Solving the Problems) As a solution to the above problems, the present invention provides an input means for selecting and inputting a metal element containing silicon and an oxide formed of the metal element, and the metal element. Storage with data including electronegativity, ionic and covalent radii, free energies of formation of nitrides and oxides of these metals, sublimation and thermal dissociation temperatures, and melting points of silica-metal oxide systems; A calculation unit for performing a thermodynamic calculation for the reaction between silicon nitride and the metal oxide and a calculation of the strength of the ceramics to be generated, and a calculation result calculated by the calculation unit for storing data and / or data stored in the storage unit. Or a display that includes a comparison means that compares with the set value that is the basis for inference, and an inference result about the possibility of forming silicon nitride ceramics and the strength of the resulting ceramics. The present invention provides a silicon nitride ceramics design support device characterized by comprising:

この発明においては、窒化けい素の焼結助剤として有
効な金属酸化物の 焼結温度で安定である 窒化けい素と安定に共存する シリカ−金属酸化物系の液相生成温度 (T0)が焼結温度(T)以下である という3つの特徴に着目している。
In the present invention, a metal oxide effective as a sintering aid for silicon nitride is stable at a sintering temperature of a metal oxide. A liquid phase formation temperature (T 0 ) of a silica-metal oxide system which coexists stably with silicon nitride. Attention is paid to the three characteristics that the temperature is below the sintering temperature (T).

の安定な条件とは、昇華温度と熱解離温度が焼結温
度より高いということである。熱解離が起こる物質の場
合には、焼結温度における金属酸化物の生成自由エネル
ギーが正である。
The stable condition is that the sublimation temperature and the thermal dissociation temperature are higher than the sintering temperature. In the case of a substance that undergoes thermal dissociation, the free energy of formation of the metal oxide at the sintering temperature is positive.

窒化けい素と金属酸化物とが、次の<1>式または<
2>式で示されるような反応を起こす場合には、窒化け
い素と金属酸化物が安定に共存しない。
The silicon nitride and the metal oxide have the following <1> formula or <
When the reaction represented by the formula 2> occurs, silicon nitride and metal oxide do not coexist stably.

Si3N4+MaOb →3SiO2+McNd… <1> Si3N4+MaOb →3SiO+McNd+eN2… <2> <1>式および<2>式において、右辺の物質の生成
自由エネルギーの総和から左辺の物質の生成自由エネル
ギーの総和を差引いた値が、0および推論の基準となる
設定値以上である場合には、反応は進行せず、に示し
たような窒化けい素と金属酸化物とが共存することにな
る。
Si 3 N 4 + M a O b → 3SiO 2 + M c N d … <1> Si 3 N 4 + M a O b → 3SiO + M c N d + eN 2 … <2> In the right side of <1> and <2> If the value obtained by subtracting the sum of the free energy of formation of the substance on the left side from the sum of the free energy of formation of the substance of 0 is 0 or more than the set value that is the standard of inference, the reaction does not proceed, as shown in The silicon nitride and the metal oxide coexist.

焼結助剤は、窒化けい素粉末表面のシリカ層と反応し
て液相を生成し、焼結は、この液相中を物質が拡散する
ことにより進行する。したがって、セラミックスが得ら
れるためには、焼結温度で液相が存在するというの条
件を満たさなければならない。
The sintering aid reacts with the silica layer on the surface of the silicon nitride powder to generate a liquid phase, and the sintering proceeds by diffusing the substance in the liquid phase. Therefore, in order to obtain ceramics, the condition that a liquid phase exists at the sintering temperature must be satisfied.

ところで、焼結助剤として有効な金属酸化物を用いる
と、窒化けい素系セラミックスが得られるはずである
が、その室温強度は焼結助剤が粒界に残るか、あるいは
粒内に固溶するかによって異なる。強度(σ,MPa)
は、 (K1c:破壊靱性,c:欠陥寸法)で示される。
By the way, if a metal oxide effective as a sintering aid is used, silicon nitride ceramics should be obtained. However, the room temperature strength of the sintering aid is that the sintering aid remains at the grain boundaries or forms a solid solution in the grains. It depends on what you do. Strength (σ f , MPa)
Is (K 1c : fracture toughness, c: defect size).

焼結助剤が粒内に固溶する場合には、破壊は粒内を通
って進行する。このときの破壊靱性(K1c)は、およそ
3.0MPa・m1/2である。
When the sintering aid dissolves in the grains, the fracture proceeds through the grains. The fracture toughness (K 1c ) at this time is approximately
It is 3.0 MPa · m 1/2 .

これに対し、焼結助剤が粒界に残る場合には、破壊は
粒界を進行する。この場合の破壊靱性(K1c)は、粒子
の形状に対応し、近似式より算出される。また、欠陥寸
法(c)は製造法に依存するため、製造法を指定するこ
とによって設定値として導入することができる。破壊靱
性(K1c)と欠陥寸法(c)には、推定値を入力するこ
とも可能である。
On the other hand, when the sintering aid remains at the grain boundary, the fracture proceeds at the grain boundary. The fracture toughness (K 1c ) in this case corresponds to the shape of the particles and is calculated by an approximate expression. Since the defect size (c) depends on the manufacturing method, it can be introduced as a set value by designating the manufacturing method. It is also possible to input estimated values for the fracture toughness (K 1c ) and the defect size (c).

ところで、固溶する金属は、窒化けい素のけい素位置
に置換型で固溶する。したがって、金属元素の電気陰性
度、イオン半径および共有結合半径と対照することによ
り、焼結助剤が粒内に固溶するかどうかが判定される。
By the way, the solid solution metal is a substitutional solid solution at the silicon position of silicon nitride. Therefore, by comparing with the electronegativity, ionic radius and covalent bond radius of the metal element, it is determined whether or not the sintering aid is solid-solved in the grain.

対照過程における推論の基準となる設定値は、従来の
窒化けい素系セラミックスについての実験データから最
も確からしいとされる値である。たとえば、上記の<1
>および<2>式で示される反応が起こらないための基
準値、破壊靱性(K1c)と粒子の形状との関係式、製造
法と欠陥寸法(c)との関係、また固溶する金属の電気
陰性度、イオン半径および共有結合半径の範囲などが含
まれている。なお、従来の実験データに、このような設
定値が得られていない場合には、推論過程において、よ
り確からしい推定値を設定値として設定することができ
る。
The set value that serves as the basis for inference in the contrasting process is the most probable value from the experimental data on conventional silicon nitride ceramics. For example, <1 above
> And <2> reference values for preventing reaction, relational expression between fracture toughness (K 1c ) and particle shape, relation between manufacturing method and defect size (c), and solid solution metal Electronegativity, range of ionic radius and covalent radius are included. If such a set value is not obtained in the conventional experimental data, a more probable estimated value can be set as the set value in the inference process.

固溶性についての判断からさらに高温強度を推定す
る。高温強度は、焼結助剤が粒内に固溶するかしないか
によって大きく異なる。粒内に固溶する場合には、破壊
挙動は高温でも室温と同様であり、このため破壊靱性
(K1c)および欠陥寸法(c)は温度に依存することは
ない。しかしながら、粒内に固溶せず、粒界に残留する
と、高温での強度が低下する。その強度の低下が開始す
る温度や低下の程度を関係式から計算する。この関係式
においては、シリカ−金属酸化物系の融点において強度
が0となると仮定されており、また、強度の低下が開始
する温度は、その融点の1/2および2/3の温度とし、この
温度から強度は直線的に低下してシリカ−金属酸化物系
の融点で強度0となるように定義されている。
High temperature strength is further estimated from the judgment of solid solubility. The high-temperature strength greatly differs depending on whether or not the sintering aid dissolves in the grains. When it forms a solid solution in the grains, the fracture behavior is similar to that at room temperature even at high temperature, and therefore the fracture toughness (K 1c ) and the defect size (c) do not depend on temperature. However, if it does not form a solid solution in the grains and remains at the grain boundaries, the strength at high temperatures decreases. The temperature at which the decrease in strength starts and the degree of decrease are calculated from the relational expression. In this relational expression, it is assumed that the strength is 0 at the melting point of the silica-metal oxide system, and the temperature at which the decrease in strength starts is 1/2 and 2/3 of the melting point. It is defined that the strength linearly decreases from this temperature and becomes zero at the melting point of the silica-metal oxide system.

(作用) この発明の窒化けい素系セラミックス設計支援装置に
おいては、窒化けい素を含む反応系の熱力学的計算や強
度に関する関係式を用いた計算結果から、窒化けい素系
セラミックスの生成の可能性と生成するセラミックスの
強度を推論することができ、しかもその推論を対話形式
によりシミュレートすることができる。窒化けい素系セ
ラミックス開発についての指針が得られる。
(Operation) In the silicon nitride ceramics design support device of the present invention, it is possible to generate silicon nitride ceramics from the thermodynamic calculation of the reaction system containing silicon nitride and the calculation result using the relational expression regarding strength. And the strength of ceramics can be inferred, and the inference can be simulated interactively. The guideline for developing silicon nitride ceramics can be obtained.

(実施例) 以下、図面に沿って実施例を示し、この発明の窒化け
い素系セラミックス設計支援装置についてさらに詳しく
説明する。
(Embodiment) An embodiment will be described below with reference to the drawings, and the silicon nitride ceramics design support device of the present invention will be described in more detail.

第1図は、この発明の窒化けい素系セラミックス設計
支援装置の構成を例示したブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a silicon nitride ceramics design support device of the present invention.

この発明の装置においては、入力手段(1)、変換部
(2)、記憶部(3)、演算部(4)、対照手段(5)
および表示部(6)の構成を有している。記憶部(3)
には、けい素を含む金属元素の電気陰性度、イオン半径
および共有結合半径、それらの金属の窒化物と酸化物の
生成自由エネルギー、昇華温度および熱解離温度、およ
びシリカ−金属酸化物系の融点を含む各種のデータを有
している。
In the device of the present invention, the input means (1), the conversion section (2), the storage section (3), the calculation section (4), the contrast means (5).
And the display section (6). Storage unit (3)
Include electronegativity of metal elements including silicon, ionic and covalent radii, free energies of formation of nitrides and oxides of these metals, sublimation and thermal dissociation temperatures, and silica-metal oxide systems. It has various data including melting points.

第2図は、焼結温度を2000kとした場合の記憶部
(3)のデータの一部を表示部(6)に表示した例を示
した画面図である。
FIG. 2 is a screen view showing an example in which a part of the data in the storage unit (3) is displayed on the display unit (6) when the sintering temperature is 2000 k.

この例においては、各金属元素の価数、焼結温度2000
kにおける金属の窒化物と酸化物の生成自由エネルギー
(kcal/mol)と融点(℃)および昇華の可否が示されて
いる。このようなデータが記憶部(3)に可能されてお
り、必要に応じて表示部(6)に表示することができ
る。これらのデータ信号は、変換部(2)を介して、演
算部(4)および対照手段(5)に伝達する。また、表
示部(6)での表示は、後述するように、対話形式とし
ている。入力手段(1)としては、たとえばキーボー
ド、マウス等を例示することができる。
In this example, the valence of each metal element, the sintering temperature 2000
The free energies of formation of metal nitrides and oxides at k (kcal / mol), melting points (° C), and sublimability are shown. Such data is stored in the storage unit (3) and can be displayed on the display unit (6) as required. These data signals are transmitted to the calculation unit (4) and the contrast means (5) via the conversion unit (2). The display on the display unit (6) is of an interactive type, as will be described later. Examples of the input means (1) include a keyboard and a mouse.

第3図は、この発明の装置における推論過程を例示し
たフローチャートである。
FIG. 3 is a flow chart illustrating an inference process in the device of the present invention.

この第3図に例示したように、この発明の窒化けい素
系セラミックス設計支援装置においては、入力手段
(1)によりけい素を含む金属元素とともに、その金属
元素からなる酸化物を選択して入力すると、まず、その
酸化物の焼結温度での安定性と窒化けい素との安定性の
推論が行われる。焼結温度での安定性のチェックは、前
述したように、昇華温度および熱解離温度が焼結温度よ
り高いかどうかを判定することにより行われる。また、
窒化けい素との安定性のチェックは、前述の<1>式ま
たは<2>式に基づく熱力学的演算を演算部(4)で行
い、予め設定した推論の基準となる設定値との対比によ
り行われる。このような安定性の判定は、対照手段
(5)で行われる。安定であると判定した場合には、そ
の旨が表示部(6)に表示され、次のステップへと移行
することができる。一方、不安定であると推論した場合
には、その旨が表示部(6)に表示されるとともに、酸
化物の選定をし直すかどうか示唆される。なお、選択可
能な金属酸化物の種類は、この発明の装置においては、
1種以上とすることができ、2種以上の焼結助剤を用い
る場合の推論も可能としている。
As illustrated in FIG. 3, in the silicon nitride-based ceramics design support apparatus of the present invention, the input means (1) selects and inputs the metal element containing silicon and the oxide made of the metal element. Then, first, the stability of the oxide at the sintering temperature and the stability with respect to silicon nitride is inferred. The stability check at the sintering temperature is performed by determining whether the sublimation temperature and the thermal dissociation temperature are higher than the sintering temperature, as described above. Also,
To check the stability with silicon nitride, the thermodynamic calculation based on the above formula <1> or <2> is performed by the calculation unit (4), and the stability is compared with the set value which is the standard of inference set in advance. Done by. The determination of such stability is performed by the control means (5). If it is determined to be stable, the fact is displayed on the display unit (6), and the process can proceed to the next step. On the other hand, when it is inferred that it is unstable, the fact is displayed on the display unit (6) and it is suggested whether the oxide should be selected again. The types of metal oxides that can be selected are, in the device of the present invention,
It is possible to use one or more kinds, and it is possible to make an inference when two or more kinds of sintering aids are used.

次いで、シリカ−金属酸化物系の液相生成温度が焼結
温度以下であるかどうかの焼結性についての判定が対照
手段(5)で行われる。ここで、焼結性なしと判断した
場合には、上記と同様に、酸化物の選定ステップに戻る
ことができる。このステップにおいても、推論結果が表
示部(6)に表示される。
Then, the control means (5) determines whether or not the liquid phase formation temperature of the silica-metal oxide system is equal to or lower than the sintering temperature. Here, when it is determined that there is no sinterability, it is possible to return to the oxide selection step as in the above. Also in this step, the inference result is displayed on the display unit (6).

焼結性ありと推定した場合には、引続いて、酸化物の
固溶性のチェックを行うことができる。入力手段(1)
で指示した金属元素の電気陰性度、イオン半径および共
有結合半径と対照することにより固溶性をチェックす
る。このステップにおいて、固溶性ありと推定した場合
には、次いで生成するセラミックスの強度を算出するス
テップへと進むことになる。固溶性なしと判断した場合
には、推論の続行についての処理選択ステップに移行す
るか、あるいは固溶性ありの場合と同様に、セラミック
の強度の算出ステップに強制的に移行させることができ
る。このような選択は、表示部(6)に表示された対話
形式のメッセージに対応して行うことができる。
When it is estimated that the oxide has sinterability, the solid solubility of the oxide can be subsequently checked. Input means (1)
The solid solubility is checked by contrasting the electronegativity, ionic radius and covalent radius of the metal element indicated in. In this step, if it is estimated that there is solid solubility, the process proceeds to the step of calculating the strength of the ceramics that will be generated next. When it is determined that there is no solid solubility, the process can be shifted to a process selection step for continuing inference, or similarly to the case where there is solid solubility, it can be forced to shift to a ceramic strength calculation step. Such a selection can be made in response to the interactive message displayed on the display unit (6).

強度計算は、演算部(4)で行われる。室温および高
温での強度が強度に関する計算式に基づいて算出され
る。算出結果は温度と強度の相関関係として表示部
(6)に表示される。
The intensity calculation is performed by the calculation unit (4). The strength at room temperature and high temperature is calculated based on the calculation formula for strength. The calculation result is displayed on the display unit (6) as a correlation between temperature and intensity.

以上の金属酸化物に関する焼結助剤としての有効性に
ついての推論が全て終了した場合には、その旨が表示部
(6)に表示され、窒化けい素系セラミックス設計の終
了または続行について処理選択することができる。
When all of the above inferences regarding the effectiveness of the metal oxide as a sintering aid have been completed, a message to that effect is displayed in the display section (6), and a process selection is made regarding the completion or continuation of the silicon nitride ceramics design. can do.

第4図および第5図は、各々、イットリア(Y2O3)を
焼結助剤とした場合の推論結果の一部と強度計算結果を
表示した例を示した画面図である。
FIG. 4 and FIG. 5 are screen diagrams showing examples of a part of the inference result and the strength calculation result when yttria (Y 2 O 3 ) is used as the sintering aid.

第4図に例示したように、イットリア(Y2O3)は焼結
助剤として有効である推論している。また、第5図に
は、イットリア(Y2O3)を焼結助剤として用い、ホット
プレスで焼結させる場合の室温から高温までの強度(σ
,MPa)が、温度(k)との相関図として示されてい
る。実際に報告されている強度は、この第5図に例示し
た実線と破線との間の領域にあり、この発明の装置によ
る推論が有効であることが確認される。
As illustrated in FIG. 4, it is inferred that yttria (Y 2 O 3 ) is effective as a sintering aid. Further, FIG. 5 shows the strength (σ) from room temperature to high temperature when yttria (Y 2 O 3 ) is used as a sintering aid and sintered by hot pressing.
f , MPa) is shown as a correlation diagram with temperature (k). The actually reported intensities are in the region between the solid line and the broken line illustrated in FIG. 5, confirming that the inference by the device of the present invention is valid.

このようにして、この発明の窒化けい素系セラミック
ス設計支援装置により、窒化けい素系セラミックスの製
造に用いることのできる焼結助剤として有効な金属酸化
物が選択されるとともに、生成するセラミックスの強度
を予測することができる。推論結果は、所定温度で所定
強度以上のセラミックス焼結体を製造するにあたっての
焼結助剤の種類、製造法、材料組織等についての指針や
指標とすることができる。
In this way, the silicon nitride ceramics design support apparatus of the present invention selects a metal oxide effective as a sintering aid that can be used in the production of silicon nitride ceramics, and The strength can be predicted. The inference result can be used as a guideline or an index regarding the type of sintering aid, the manufacturing method, the material structure, etc. when manufacturing a ceramics sintered body having a predetermined strength or higher at a predetermined temperature.

もちろんこの発明は、以上の例によって限定されるも
のではない。記憶部に格納しているデータの種類、指示
する酸化物の種類等の細部については様々な態様が可能
であることはいうまでもない。
Of course, the present invention is not limited to the above examples. Needless to say, various aspects are possible for details such as the type of data stored in the storage unit and the type of oxide to be instructed.

(発明の効果) 以上詳しく説明した通り、この発明によって、焼結助
剤の選択と生成するセラミックスの強度についての指針
が容易に、かつ簡便に得られる。窒化けい素系セラミッ
クスの設計を効率よく行うことができる。従来、窒化け
い素系セラミックスの開発に費やしていた時間と労力が
著しく低減される。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, a guideline regarding the selection of the sintering aid and the strength of the ceramics produced can be easily and simply obtained. It is possible to efficiently design silicon nitride ceramics. The time and labor conventionally spent on the development of silicon nitride ceramics can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、この発明の窒化けい素系セラミックス設計支
援装置の構成を例示したブロック図である。 第2図は、この発明の装置の記憶部に格納しているデー
タの一部を表示部に表示した例を示した画面図である。 第3図は、この発明の装置における推論過程を例示した
フローチャートである。 第4図および第5図は、各々、この発明の装置を用いた
イットリア(Y2O3)を焼結助剤とした場合の推論結果の
一部と強度計算結果を表示した例を示した画面図であ
る。 1……入力手段 2……変換部 3……記憶部 4……演算部 5……対照手段 6……表示部
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a silicon nitride ceramics design support device of the present invention. FIG. 2 is a screen view showing an example in which a part of the data stored in the storage unit of the device of the present invention is displayed on the display unit. FIG. 3 is a flow chart illustrating an inference process in the device of the present invention. FIG. 4 and FIG. 5 each show an example of a part of the inference result and the strength calculation result when yttria (Y 2 O 3 ) using the apparatus of the present invention is used as a sintering aid. It is a screen figure. 1 ... Input means 2 ... Conversion section 3 ... Storage section 4 ... Calculation section 5 ... Comparison means 6 ... Display section

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】けい素を含む金属元素とともに、その金属
元素からなる酸化物を選択して入力する入力手段と、 該金属元素の電気陰性度、イオン半径および共有結合半
径、それらの金属の窒化物と酸化物の生成自由エネルギ
ー、昇華温度および熱解離温度、およびシリカ−金属酸
化物系の融点を含むデータを有する記憶部と、 窒化けい素と該金属酸化物の反応についての熱力学的演
算と生成するセラミックスの強度の算出を行う演算部
と、 該演算部で算出した演算結果を該記憶部に格納されたデ
ータおよび/または推論の基準となる設定値と対照する
対照手段と、 窒化けい素系セラミックス生成の可能性と生成するセラ
ミックスの強度についての推論結果を含む表示を行う表
示部とからなることを特徴とする窒化けい素系セラミッ
クス設計支援装置。
1. Input means for selecting and inputting a metal element containing silicon and an oxide comprising the metal element, electronegativity, ionic radius and covalent bond radius of the metal element, and nitriding of those metals Memory having data including free energies of formation of oxides and oxides, sublimation and thermal dissociation temperatures, and melting points of silica-metal oxide systems, and thermodynamic calculations on the reaction of silicon nitride with the metal oxides. A calculation unit for calculating the strength of the ceramics to be generated, a comparison means for comparing the calculation result calculated by the calculation unit with the data stored in the storage unit and / or the set value serving as a reference for inference, and the silicon nitride A silicon nitride ceramics design support characterized by comprising a display section for displaying the inference result about the possibility of forming the ceramics and the strength of the generated ceramics. Supporting device.
【請求項2】対照手段において、金属酸化物の安定性お
よび金属酸化物が窒化けい素に固溶するかしないかの判
定を行う請求項(1)記載の窒化けい素系セラミックス
設計支援装置。
2. The silicon nitride ceramics design support apparatus according to claim 1, wherein the control means determines the stability of the metal oxide and whether or not the metal oxide forms a solid solution with silicon nitride.
【請求項3】演算部において、室温からシリカ−金属酸
化物系の融点までの温度範囲でセラミックスの強度を算
出する請求項(1)記載の窒化けい素系セラミックス設
計支援装置。
3. The silicon nitride ceramics design support apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the strength of the ceramics in the temperature range from room temperature to the melting point of the silica-metal oxide system.
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