專利名稱：：滑動部件和使用該滑動部件的軸承的制作方法
技術領域：
：本發明涉及滑動部件和使用該滑動部件的軸承。
背景技術：
：滑動部件在例如軸承部件、滾軋用軋制件、壓縮機用葉片、燃氣輪機葉片、凸輪滾柱等各種領域中進行使用。滑動部件正在使用輕量而又高強度的陶瓷材料。特別地，由于氮化硅燒結體具有優良的機械強度和耐磨損性，因此其在軸承滾珠等軸承部件中的應用正在推廣。針對使用氮化硅燒結體的軸承滾珠等軸承部件，曾提出了基于例如燒結體成分(燒結助劑的種類和添加量等)的控制、燒結體中的各輔助劑成分的形態控制、制造工序的控制等，來提高以機械強度和滾動壽命為代表的滑動特性的技術方案(參照專利文獻1、2)。在專利文獻1中記載了一種氮化硅燒結體，其含有換算成氧化物占210質量％的作為燒結助劑的稀土類元素，含有27質量％的尖晶石，含有110質量％的碳化硅，并含有換算成氧化物占5質量％以下的選自Ti、Zr、Hf、W、Mo、Ta、Nb和Cr的至少一種元素。然而，在具有HDD和DVD等盤片介質的電子設備中，用主軸電動機使轉軸高速旋轉，使安裝在轉軸上的盤片起作用。曾嘗試在高速旋轉的轉軸的軸承中使用輕量且具有優良的耐磨損性的氮化硅燒結體制的軸承滾珠。但是，與以往的金屬制的軸承滾珠相比，氮化硅燒結體制的軸承滾珠在熱傳導性方面較差，因此，存在無法將轉軸高速旋轉產生的熱量高效地朝外部釋放的難點。另外，也曾嘗試改進氮化硅燒結體的熱傳導率(參照專利文獻3、4)，但單純提高熱傳導率可能會犧牲滑動特性。另一方面，在作為各種電子元器件的安裝基板和散熱板使用的氮化硅燒結體中，曾提出了通過使用降低了氧含量和雜質陽離子元素量的氮化硅粉末來提高熱傳導率的氮化硅燒結體(參照專利文獻5)。然而，被應用于安裝基板和散熱板的電子元器件用氮化硅燒結體不具有足夠的耐磨損性。因此，無法將電子元器件用氮化硅燒結體直接應用于軸承部件等滑動部件。專利文獻1:日本專利特開2003-034581號公報專利文獻2:日本專利特開2006-036554號公報專利文獻3:日本專利特許第3445342號公報專利文獻4:日本專利特開2000-034172號公報專利文獻5:日本專利特開平6-135771號公報
發明內容本發明的目的在于提供一種可在維持氮化硅燒結體所具有的耐磨損性和滑動特性的同時提高熱傳導性的滑動部件、以及使用該滑動部件的軸承。本發明的實施方式所涉及的滑動部件，具有氮化硅燒結體，該氮化硅燒結體含有換算成氧化物占718質量％的作為燒結助劑的稀土類元素，含有換算成氧化物占0.13質量％的選自Ti、Zr、Hf、Mg、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的至少一種元素M，且作為雜質陽離子元素的Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Fe、Mn和B的合計含量為0.3質量％以下，其特征是，上述氮化硅燒結體具有氮化硅晶粒和晶界相，上述結晶化合物相在晶界相中所占的比例以面積比為20%以上，且上述結晶化合物相的平均粒子直徑為0.5Mm以下，并具有60W/mK以上的熱傳導率。本發明的實施方式所涉及的軸承，其特特征是，具有由本發明的實施方式所涉及的滑動部件形成的滾動體。圖1是用局部截面來表示本發明的實施方式所涉及的軸承的結構的圖。(符號說明)1…軸承，2…軸承滾珠，3…內圈，4…外圈。具體實施例方式以下，說明實施本發明用的形態。本發明的實施方式所涉及的滑動部件具有氮化硅燒結體，該氮化硅燒結體含有換算成氧化物占718質量％的作為主成分的氮化硅和作為燒結助劑的稀土類元素，并含有換算成氧化物占0.13質量X的選自鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鎂(Mg)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鉬(Mo)和鴇(W)的至少一種元素M。在氮化硅燒結體中，作為燒結助劑，還可含有換算成氧化物占0.34質量％的鋁。稀土類元素和鋁形成例如由Si-R-A1-0-N化合物(R:稀土類元素)構成的晶界相，由此幫助燒結體變得致密。氮化硅燒結體主要由氮化硅晶粒(結晶相)和晶界相構成。作為燒結助劑添加到氮化硅燒結體中的稀土類元素沒有特別的限制，較為理想的是使用釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、釤(Sm)、釹(Nd)、鏑(Dy)、鉺(Er)等鑭系稀土類元素。稀土類元素例如以氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硅化物等形式進行添加。作為燒結助劑的稀土類化合物，理想的是選自Y、Ce、Sm，Nd和Er的至少一種元素的氧化物。若稀土類元素的含量換算成氧化物不足7質量％，則無法使氮化硅燒結體變得足夠致密。并且，結晶化合物相在晶界相中所占的比率下降，無法充分提高氮化硅燒結體的熱傳導率。氮化硅晶粒的晶粒生長也會變得不充分，因此，還可能無法充分提高滾動壽命等滑動特性。若稀土類元素的含量換算成氧化物超過18質量％,則氮化硅燒結體中的晶界相的量變得過剩，因此，強度和熱傳導率下降。稀土類元素的含量理想的是換算成氧化物占814質量％。作為燒結助劑的鋁起著促進稀土類元素作為燒結促進劑的功能的作用，例如以氧化鋁和氮化鋁等形式進行添加。若鋁的含量換算成氧化物不足0.3質量%，則氮化硅燒結體的致密化可能會變得不充分。若鋁的含量換算成氧化物超過4質量％，則不僅晶界相增加，而且可能會因鋁固溶到氮化硅晶粒中而導致熱傳導率下降。鋁的含量理想的是換算成氧化物占0.72質量％。一般而言，基于稀土類化合物和鋁化合物等生成的晶界相以非晶質相、結晶質相、或者它們的混相形式存在。在本實施方式的氮化硅燒結體中，將結晶化合物相在晶界相中所占的比例以面積比設定成20%以上。通過提高結晶化合物相在晶界相中所占的比例，可提高氮化硅燒結體的熱傳導率。若結晶化合物相在晶界相中所占的比例以面積比不足20%，則基于相對增加的非晶質相，氮化硅燒結體的熱傳導率下降。結晶化合物相的比例較佳的是以面積比設定成30%以上。另外，晶界相中的結晶化合物相具有0.5ixra以下的平均粒子直徑。若結晶化合物相的平均粒子直徑超過0.5um，則氮化硅燒結體的機械強度和滑動特性等會變得不足。即，結晶化合物相雖然有助于提高氮化硅燒結體的熱傳導率，但在機械強度方面比氮化硅晶粒和非晶質晶界相差，因此，若結晶化合物相過大，則會有損氮化硅燒結體的機械強度和滑動特性等。因此，將晶界相中的結晶化合物相的平均粒子直徑設定成0.5um以下。結晶化合物相的平均粒子直徑更佳的是設定成0.3Pm以下。較佳的是將晶界相中的結晶化合物相的平均粒子直徑設定成0.5um以下，并將最大粒子直徑設定成l"m以下。若在氮化硅燒結體的晶界相中存在最大粒子直徑超過lum的結晶化合物相，則容易以此處為起點產生龜裂。因此，在使用氮化珪燒結體作為滑動部件時，滾動壽命等可能會下降。通過像上面那樣將晶界相中的結晶化合物相的平均粒子直徑設定成0.5um以下，可在不會有損氮化硅燒結體的機械強度和滑動特性等的情況下提高熱傳導率。另外，通過將結晶化合物相的最大粒子直徑設定成lnm以下，能以更好的重復性來提高氮化硅燒結體的滑動特性等。像后文詳細說明的那樣，可通過調整燒結助劑的種類和添加量并控制氮化硅燒結體的燒結工序，來實現上述結晶化合物相在晶界相中所占的比例和結晶化合物相的平均粒子直徑。例如，較佳的是將氮化硅燒結體的燒結過程稍后的冷卻速度設定成100°C/h以下。氮化硅燒結體的燒結工序較佳的是組合實施基于常壓燒結和氣氛加壓燒結等的一次燒結以及基于HIP(hotisostaticpress:熱等靜壓)等的二次燒結。較佳的是將各燒結過程稍后的冷卻速度均設定成100°C/h以下。更佳的是將冷卻速度設定成50°C/h以下。結晶化合物相在晶界相中所占的比例可通過XRD分析和放大相片的圖像7分析而求出。結晶化合物相的平均粒子直徑和最大粒子直徑可通過下面的方法進行測定。首先，拍攝氮化硅燒結體的任意表面或截面的放大相片，對該放大相片進行圖像處理，測定結晶化合物相的粒子直徑。針對任意四個部位實施這種測定，并將它們的平均值作為結晶化合物相的平均粒子直徑。將四個部位的測定中的粒子直徑的最大值作為最大粒子直徑。放大相片較佳的是將50X50^m的視野放大成1000倍以上。一般可使用電子顯微鏡、XDS、EPMA等來拍攝放大相片。構成該實施方式的滑動部件的氮化硅燒結體，還含有換算成氧化物占0.13質量％的選自Ti、Zr、Hf、Mg、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的至少一種元素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燒結體中。元素M的化合物(M化合物)作為燒結助劑和機械特性的提高劑等起作用。例如，可通過使M化合物分散到氮化硅燒結體中來獲得分散增強效果。由此，可提高氮化硅燒結體的機械強度和滾動壽命等。在可提高氮化硅燒結體的機械特性的效果的基礎上，將換算成氧化物后的元素M的含量設定成0.1質量％以上。若元素M的含量換算成氧化物不足0.1質量％，則無法充分提高由氮化硅燒結體形成的滑動部件的耐久性等。在元素M的含量換算成氧化物超過3質量X時，機械強度和滾動壽命等也會下降。另外，氮化硅燒結體的熱傳導率也可能會下降。元素M的含量更佳的是換算成氧化物占O.52質量％。作為M化合物，較佳的是使用選自Zr、Hf、Mo、Mg、Ti，Ta的化合物的一種或者兩種以上的化合物。Zr、Hf、Mo、Mg的化合物(氧化物等)直接地對晶界相的結晶化發揮效果。Ti和Ta的化合物作為結晶的核起作用，因此可促進存在于其周圍的晶界相的構成成分進行結晶。由此，可提高結晶化合物相在晶界相中所占的比例。作為M化合物，更佳的是使用選自Zr、Hf、Mo、Mg、Ti、Ta的化合物的兩種以上的化合物。通過使用兩種以上的M化合物，可提高促進晶界相進行結晶的效果。因此，上述冷卻速度的控制容易獲得效果。若促進結晶的效果提高，則晶界相的控制就會變得容易，晶界相的結晶化合物相的尺寸(平均粒子直徑、最大直徑)的控制變得容易。另外，由于可進行晶界相的控制，因此氮化硅晶粒的形狀和大小也容易控制。也就是說，可提高晶界相的結晶尺寸和氮化硅晶粒的結晶尺寸雙方的控制性。在氮化硅燒結體中含有的燒結助劑和添加劑的總量較佳的是換算成氧化物占20質量％以下。若燒結助劑和添加劑的總量換算成氧化物超過20質量％，則氮化硅燒結體原有的機械強度和耐磨損性等特性可能會下降。在不會有損本實施方式的滑動部件的特性的范圍內，允許將稀土類化合物、鋁化合物、M化合物以外的化合物和元素以微量添加到氮化硅燒結體中。這種情況下，添加量的總量較佳的也是換算成氧化物占20質量％以下。另外，在本實施方式的氮化硅燒結體中，作為雜質陽離子元素的Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Fe、Mn和B的合計含量被設定成0.3質量％以下。由于這些雜質陽離子元素會使氮化硅燒結體的熱傳導率下降，因此，為了提高氮化硅燒結體的熱傳導率，就需要降低雜質陽離子元素的合計含量。若氮化硅燒結體中的雜質陽離子元素量(合計量)超過0.3質量％，則無法實現熱傳導率為60W/m*K以上的氮化硅燒結體。雜質陽離子元素的合計含量更佳的是設定成0.1質量％以下。降低了雜質陽離子元素的合計含量的氮化硅燒結體可通過削減作為其原料使用的氮化硅粉末中的雜質陽離子元素量而獲得。具體而言，較佳的是將Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Fe、Mn和B的合計含量為0.3質量％以下、且燒結性優良的a相型氮化硅占90質量％以上的氮化硅粉末作為原料粉末使用。另外，作為原料使用的氮化硅粉末較佳的是氧含量為1.5質量％以下。若氮化硅粉末的氧含量過高，則使用其制成的氮化硅燒結體的熱傳導率等可能會下降。氮化硅燒結體的氣孔率較佳的是O.1%以下。若氮化硅燒結體的氣孔率超過O.1%，則機械強度和滾動壽命等會下降。另外，至于氮化硅燒結體的微觀構造，較佳的是在晶界相的構造的基礎上，將縱橫比為2以上的柱狀粒在氮化硅晶粒中所占的比例以面積比設定成50%以上。通過主要以柱狀(針狀)的氮化硅晶粒來構成氮化硅燒結體，可提高機械強度和滾動壽命等。縱橫比為2以上的針狀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，若柱狀氮化硅晶粒異常生長，其最大長度超過40ym，則會使氮化硅燒結體的表面性狀變差。由此，以滾動壽命為代表的滑動特性和耐磨損性容易下降。因此，針狀氮化硅晶粒的最大長度較佳的是設定成40nm以下。氮化硅晶粒的縱橫比和最大長度受到氮化硅燒結體的原料粉末和原料成分、以及燒結工序的條件等控制。氮化硅晶粒的縱橫比和最大長度可通過下面的方法進行測定。首先，在對氮化硅燒結體的任意表面或截面進行蝕刻、使輔助劑成分偏析后，拍攝放大相片。對該放大相片中存在的氮化硅晶粒的大小和數目進行測定，計算縱橫比和最大長度。針對任意四個部分進行這種測定，將其平均值作為柱狀粒的比例。另外，將四個部位的測定中的粒子直徑的最大值作為最大長度。放大相片較佳的是將50x50wm的視野放大成1000倍以上。一般可使用電子顯微鏡、XDS、EPMA等來拍攝放大相片。構成本實施方式的滑動部件的氮化硅燒結體因結晶化合物相在晶界相中所占的比例和結晶化合物相的平均粒子直徑、雜質陽離子元素的含量等，而具有60W/mK以上的熱傳導率。通過將熱傳導率為60W/mK以上的氮化硅燒結體應用于滑動部件，可高效地將滑動產生的熱量朝外部釋放。因此，可提高使用本實施方式的滑動部件的各種零件和機械的特性、穩定性、可靠性等。若氮化硅燒結體的熱傳導率不足60W/mK，則滑動部件的散熱性會變得不足。除了熱傳導性之外，氮化硅燒結體還滿足維式硬度Hv為13001500的硬度和破壞韌性值為5.0MPa，ra"2以上的韌性。即，可提供同時具有耐久性和散熱性的滑動部件。若氮化硅燒結體的維式硬度Hv不足1300，或破壞韌性值不足5.OMPam1/2，則作為滑動部件的特性會變差。若滑動部件的維式硬度Hv超過1500，則對對方材料的破壞性會變得顯著。另外，氮化硅燒結體的三點彎曲強度(三點彎曲試驗中的抗彎強度)較佳的是650MPa以上，壓碎強度較佳的是150N/mm2以上。通過使用這種氮化硅燒結體，可進一步提高作為滑動部件的特性。維式硬度表示的是根據JIS(日本工業標準)-R-1610規定的測定法，在198.1N的試驗負載下進行試驗而得到的結果。破壞韌性值是根據JIS-R-1607規定的IF法測定，利用niihara的公式進行計算的。壓碎強度是基于舊JIS規格B1501的測定法，用內向式試驗機(日文^>7卜口^型試験機)進行壓縮加重，并通過測定破壞時的負載而求出的。構成本實施方式的滑動部件的氮化硅燒結體例如通過下面的方法制成。首先，準備氮化硅粉末。氮化硅粉末較佳的是雜質陽離子元素的含量(合計量)為0.3質量％以下、氧含量為1.5質量％以下、且a相型氮化硅占90質量％以上。在這樣的氮化硅粉末中添加規定量的稀土類化合物粉末、鋁化合物粉末、M化合物粉末，再添加有機粘合劑和分散介質并充分混合，之后，使用單軸壓制、橡膠壓制(日文，"一^"7)、CIP等公知的成形法，成形成期望的形狀。接著，在對成形體實施了脫脂處理后，在氮氣氣氛和Ar氣氛等惰性氣氛中以16002000。C的溫度進行燒結，制成氮化硅燒結體。在燒結工序中，可使用常壓燒結、氣氛加壓燒結、熱壓、HIP(熱等靜壓)等燒結方法。也可在常壓燒結后進行HIP處理等，組合多個方法。特別是在將氮化硅燒結體應用于軸承滾珠那樣的軸承部件時，適合在基于常壓燒結和氣氛加壓燒結的一次燒結后，進行HIP處理作為二次燒結。HIP處理較佳的是在30MPa以上的壓力下以1600190(TC的溫度保持規定時間地進行。本實施方式的氮化硅燒結體較佳的是使用組合一次燒結和二次燒結的制造方法制成。首先，作為一次燒結，以1600200(TC的溫度對成形體進行常壓燒結或氣氛加壓燒結。在一次燒結后直到達到晶界相凝固的溫度為止，以ioo。C/h以下的冷卻速度進行慢冷卻。接著，作為二次燒結，以1600190(TC的溫度進行HIP處理。在二次燒結后，也以10(TC/h以下的冷卻速度進行慢冷卻。通過將一次燒結和二次燒結后的冷卻速度設定成100°C/h以下，可使晶界相結晶。另外，可抑制在晶界相中的結晶化合物相的晶粒生長。一次燒結和二次燒結后的冷卻速度更佳的是設定成50°C/h以下。由此，可進一步抑制結晶化合物相的晶粒生長。在燒結后不進行慢冷卻時，一般而言，冷卻速度為60(TC/h左右。在這樣的冷卻速度下，晶界相會玻璃化，無法提高結晶化合物相在晶界相中所占的比率。另外，若冷卻速度過慢，則氮化硅燒結體的制造性變差，因此，冷卻速度較佳的是設定成1(TC/h以上。并且，通過使一次燒結溫度比二次燒結溫度低，可抑制氮化硅晶粒和晶界相中的結晶化合物相的晶粒生長。通過采用這樣的制造條件，可使在氮化硅燒結體中存在的晶界相一邊結晶一邊細微化。即，可獲得結晶化合物相在晶界相中所占的比例以面積比為20%以上、晶界相中的結晶化合物相的平均粒子直徑為0.5Aon以下、且結晶化合物相的最大粒子直徑為1/m以下的氮化硅燒結體。至于氮化硅晶粒的形狀，可使最大長度成為40pm以下。因此，可獲得能維持氮化硅燒結體原有的機械強度、耐磨損性、滑動特性并使熱傳導率提高到60W/m，K以上的氮化硅燒結體。本實施方式的滑動部件可應用于軸承部件、滾軋用的軋制件、壓縮機用葉片、燃氣輪機葉片、凸輪滾柱那樣的發動機零件等。其中，本實施方式的滑動部件特別適用于軸承滾珠那樣的軸承部件(滾動體等)。除了上面這些零件之外，上述實施方式的氮化硅燒結體還可作為加熱器蓋和切削工具等使用。本發明的實施方式所涉及的軸承，是具有由上述實施方式的滑動部件(氮化硅燒結體)形成的滾動體、例如軸承滾珠的軸承。圖1表示本發明的實施方式所涉及的軸承的結構。圖1所示的軸承1具有由上述實施方式的滑動部件形成的多個軸承滾珠2、以及支撐這些軸承滾珠2的內圈3和外圈4。內圈3和外圈4相對于旋轉中心呈同心狀配置。基本結構與通常的軸承一樣。內圈3和外圈4較佳的是用JIS-G-4805規定的SUJ2等軸承鋼形成，由此可實現具有可靠性的高速旋轉。如上所述，由氮化硅燒結體(滑動部件)形成的軸承滾珠2不僅滾動壽命等滑動特性好，而且散熱性較好。因此，可高效地將使安裝了軸承l的轉軸高速旋轉時產生的熱量朝外部釋放。由此，不僅可維持由軸承滾珠2的滾動壽命等確定的耐久性和可靠性，還可消除因散熱不足而引起的不良情況。這樣的軸承1適用于使轉軸高速旋轉的各種設備，例如適用于HDD那樣的磁記錄裝置和DVD那樣的光盤裝置等電子設備。下面，說明本發明的具體實施例及其評價結果。(實施例1)首先，準備氧含量為1.3質量％、作為雜質陽離子元素的Li、Na、K、Fe、Ca、Sr、Ba、Mn、B的合計含量為0.15質量％、a相型氮化硅的比例為97質量％、且平均粒子直徑為0.55um的氮化硅粉末。在該氮化硅粉末中，作為燒結助劑，以7質量％的比例添加平均粒子直徑為0.7Pm的氧化釔粉末，以2質量％的比例添加平均粒子直徑為0.5um的氧化鋁粉末，以2質量％的比例添加平均粒子直徑為1.Oym的Hf02粉末，并在將它們在乙醇中濕式混合72小時，之后進行干燥，從而調制成原料混合粉末。接著，在上述原料混合粉末中添加規定量的有機粘合劑并進行混合，之后，通過CIP方法制成成形體。在將所得的成形體在空氣氣流中脫脂后，在惰性氣氛中以200(TC的溫度進行常壓燒結。常壓燒結后，以10(TC/h進行慢冷卻。然后，在lOOMPa的壓力下以1700。C的溫度對常壓燒結體實施HIP處理。HIP處理后，以10(TC/h進行慢冷卻。由此，來制成氮化硅燒結體。至于所得的氮化硅燒結體中的晶界相，利用上述方法對結晶化合物相的比例、平均粒子直徑、最大粒子直徑進行測定。其結果是，結晶化合物相在晶界相中所占的比例(面積比)為28%，結晶化合物相的平均粒子直徑為0.3ym，結晶化合物相的最大粒子直徑為0.7ym。接著，將氮化硅燒結體加工成3X4X40mm的四角柱狀，并對其表面實施與在JIS規格中被認定為軸承滾珠的等級3相當的表面研磨加工。將這樣的樣品提供給后述的特性評價。(實施例217)在表格l所示的氮化硅粉末(a相型氮化硅的比例97質量％，平均粒子直徑0.55ixm)中分別以表格l所示的成分添加燒結助劑，之后，與實施例l相同地進行混合，從而制成各原料混合粉末。在這些原料混合粉末中添加了規定量的有機粘合劑并進行混合，之后，通過CIP方法進行成形。在將所得的各成形體在空氣氣流中脫脂后，在惰性氣氛中進行常壓燒結。然后，對各常壓燒結體實施HIP處理，從而分別得到所需的氮化硅燒結體。常壓燒結時的溫度和冷卻速度、HIP處理時的溫度和冷卻速度分別設定成表格2所示的條件。至于各氮化硅燒結體中的晶界相，對結晶化合物相的比例、平均粒子直徑、最大粒子直徑進行測定。測定結果如表格2所示。另外，對各氮化硅燒結體實施與實施例1相同的表面研磨加工，將其提供給后述的特性評13價。(比較例13)除了將作為燒結助劑的氧化釔粉末的添加量設定成6質量％以外，以與實施例1相同的方法制成氮化硅燒結體(比較例1)。除了未添加M化合物粉末以外，以與實施例1相同的方法制成氮化硅燒結體(比較例2)。除了使用雜質陽離子元素量為0.35質量％的氮化硅粉末以外，以與實施例1相同的方法制成氮化硅燒結體(比較例3)。至于這些氮化硅燒結體中的晶界相，對結晶化合物相的比例、平均粒子直徑、最大粒子直徑進行測定。表格2表示了測定結果。另外，將各氮化硅燒結體提供給后述的特性評價。[表格l]<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>[表格2]<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>針對實施例117和比較例13的各樣品，對維式硬度、破壞韌性值、抗彎強度、壓碎強度、熱傳導率進行測定。熱傳導率利用激光閃光法進行測定。至于其它特性，則利用上述方法進行測定。至于抗彎強度，表示三點彎曲強度(室溫)的最小值。表格3表示了它們的測定結果。[表格3]<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>從表2和表3可知，為了提高氮化硅燒結體的熱傳導率，結晶化合物相在晶界相中所占的比例需要設定成20%以上。另外，還可以知道，各實施例所涉及的氮化硅燒結體的熱傳導率均為60W/m*K以上，且會影響作為滑動部件使用時的基本特性(耐磨損性和滑動特性)的維式硬度、破壞韌性值、抗彎強度、壓碎強度均很優良。(實施例1820)使用成分與實施例1相同的原料混合粉末，在表格4所示的條件下分別制成氮化硅燒結體。表格4所示的條件以外的條件與實施例l相同。利用上述方法對這些各氮化硅燒結體的微觀構造(結晶化合物相在晶界相中所占的比例、縱橫比為2以上的柱狀粒在氮化硅晶粒中所占的比例、柱狀粒的最大長度)進行測定。表格4表示了它們的測定結果。任意選擇燒結體截面的四個部位、并以1000倍的視野對各截面實施測定。表格4表示了這四個部位的測定結果的平均值。另外，以與實施例l相同的方法對各氮化硅燒結體的特性進行測定。表格5表示了它們的測定結果。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>從表4和表5可知，為了提高氮化硅燒結體的機械特性(硬度、強度、韌性等)，較佳的是將縱橫比為2以上的柱狀粒在氮化硅晶粒中所占的比例設定成50%以上。另外，還可以知道，柱狀粒的最大長度較佳的是40ym以下。(實施例2140、比較例46)用在與實施例120和比較例13相同的成分和相同的條件下制成的氮化硅燒結體分別制成直徑為2mm的軸承滾珠。軸承滾珠的表面以等級3進行了表面研磨。上述各軸承滾珠的滾動壽命通過下面的方法進行測定。滾動壽命試驗是通過使用推力型軸承試驗機，并使上述各軸承滾珠在SUJ2鋼制的平板(對方材料)上旋轉來實施的。滾動壽命在5.9GPa的最大接觸應力、1200rpm的轉速下進行試驗，對是否能進行100小時和400小時的持續試驗進行判定。表格6表示了它們的結果。[表格6]<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>從表6可知，使用各實施例所涉及的氮化硅燒結體的軸承滾珠均具有良好的滾動疲勞壽命。另外，使用各實施例的軸承滾珠分別組裝軸承，并裝入電子設備用的主軸電動機進行實機試驗。其結果是，可以確認，不僅耐久性優良，軸承滾珠的散熱性也優良，因此，可消除因轉軸高速旋轉產生的熱量滯留在設備內部而引起的不良情況。在實施例所涉及的軸承滾珠(氮化硅燒結體)中，縱橫比為2以上的柱狀粒在氮化硅晶粒中所占的比例以面積比均為50%以上，且柱狀粒的最大長度均為40i^m以下。像實施例1117那樣，在使用兩種以上M化合物的氮化硅燒結體中，縱橫比為2以上的柱狀粒在氮化硅晶粒中所占的比例以面積比均為92%以上，柱狀粒的最大長度均為35ym以下，可有效抑制粗大的粒子生長。工業上的可利用性本發明的實施方式所涉及的滑動部件由同時滿足滑動特性和60W/mK以上的熱傳導率的氮化硅燒結體構成。因此，能提供可同時提高耐久性和散熱性的滑動部件。由于使用由這樣的滑動部件形成的滾動體的軸承具有優良的耐久性、可靠性、散熱性，因此適用于各種設備。權利要求1.一種滑動部件，具有氮化硅燒結體，該氮化硅燒結體含有換算成氧化物占7～18質量％的作為燒結助劑的稀土類元素，含有換算成氧化物占0.1～3質量％的選自Ti、Zr、Hf、Mg、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的至少一種元素M，且作為雜質陽離子元素的Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Fe、Mn和B的合計含量為0.3質量％以下，所述滑動部件的特征在于，所述氮化硅燒結體具有氮化硅晶粒和晶界相，所述結晶化合物相在晶界相中所占的比例以面積比為20％以上，且所述結晶化合物相的平均粒子直徑為0.5μm以下，并具有60W/m·K以上的熱傳導率。2.如權利要求l所述的滑動部件，其特征在于，所述氮化硅燒結體還含有換算成氧化物占0.34質量％的鋁。3.如權利要求l所述的滑動部件，其特征在于，所述晶界相中的所述結晶化合物相的最大粒子直徑為lum以下。4.如權利要求l所述的滑動部件，其特征在于，所述氮化硅燒結體的氣孔率為0.1%以下。5.如權利要求l所述的滑動部件，其特征在于，所述晶界相中的所述結晶化合物相的平均粒子直徑為0.3pm以下。6.如權利要求l所述的滑動部件，其特征在于，所述氮化硅燒結體含有的所述稀土類元素和所述元素M的合計量換算成氧化物為20質量％以下。7.如權利要求2所述的滑動部件，其特征在于，所述氮化硅燒結體含有的所述稀土類元素、所述鋁和所述元素M的合計量換算成氧化物為20質量％以下。8.如權利要求1所述的滑動部件，其特征在于，所述元素M是選自Ti、Zr、Hf、Mg、Ta和Mo的至少一種元素。9.如權利要求1所述的滑動部件，其特征在于，所述元素M是選自Ti、Zr、Hf、Mg、Ta和Mo的兩種以上元素。10.如權利要求1所述的滑動部件，其特征在于，所述氮化硅燒結體具有范圍為13001500的維式硬度。11.如權利要求1所述的滑動部件，其特征在于，所述氮化硅燒結體具有5,0MPam1''2以上的破壞韌性值。12.如權利要求1所述的滑動部件，其特征在于，所述氮化硅燒結體具有650MPa以上的三點彎曲強度。13.如權利要求1所述的滑動部件，其特征在于，所述氮化硅燒結體具有150N/mm2以上的壓碎強度。14.如權利要求1所述的滑動部件，其特征在于，縱橫比為2以上的柱狀粒在所述氮化硅晶粒中所占的比例以面積比為50%以上。15.如權利要求14所述的滑動部件，其特征在于，所述柱狀粒的最大長度為40pm以下。16.如權利要求1所述的滑動部件，其特征在于，所述滑動部件是軸承用滾動體。17.—種軸承，其特征在于，具有由權利要求1所述的滑動部件形成的滾動體。18.如權利要求17所述的軸承，其特征在于，在所述氮化硅燒結體中，所述晶界相中的所述結晶化合物相的最大粒子直徑為lwm以下。19.如權利要求17所述的軸承，其特征在于，所述氮化硅燒結體的氣孔率為0.1%以下。20.如權利要求17所述的軸承，其特征在于，在所述氮化硅燒結體中含有的所述元素M是選自Ti、Zr、Hf、Mg、Ta和Mo的一種或兩種以上的元素。全文摘要一種滑動部件，具有氮化硅燒結體，該氮化硅燒結體含有換算成氧化物占7～18質量％的稀土類元素，并含有換算成氧化物占0.1～3質量％的選自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的至少一種元素M，且雜質陽離子元素的合計含量為0.3質量％以下，熱傳導率為60W/m·K以上。氮化硅燒結體具有氮化硅晶粒和晶界相，結晶化合物相在晶界相中所占的比例以面積比為20％以上，且結晶化合物相的平均粒子直徑為0.5μm以下。滑動部件例如作為軸承滾珠(2)使用。文檔編號F16C33/32GK101511752SQ200780031929公開日2009年8月19日申請日期2007年7月25日優先權日2006年9月13日發明者高尾實申請人:株式會社東芝;東芝高新材料公司