JPH0497952A - 炭化珪素系複合体 - Google Patents
炭化珪素系複合体Info
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- JPH0497952A JPH0497952A JP2211250A JP21125090A JPH0497952A JP H0497952 A JPH0497952 A JP H0497952A JP 2211250 A JP2211250 A JP 2211250A JP 21125090 A JP21125090 A JP 21125090A JP H0497952 A JPH0497952 A JP H0497952A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、炭化珪素系複合体に関し、更に詳しくは靭性
に優れた反応結合炭化珪素系複合体に関する。
に優れた反応結合炭化珪素系複合体に関する。
〔従来の技術]
メカニカルシール用摺動材料として、炭化珪素は、高い
硬度、優れた耐食性、高い熱伝導性等の特性を有するた
め、従来の金属材料、超硬合金、アルミナにとって替わ
り使用範囲が拡大しつつある。
硬度、優れた耐食性、高い熱伝導性等の特性を有するた
め、従来の金属材料、超硬合金、アルミナにとって替わ
り使用範囲が拡大しつつある。
反応結合(焼結)したSiC製品は、熔@Siの存在下
で、炭素粉末とSiC粉末との凝集性γU合物を反応焼
成することによって作製される。
で、炭素粉末とSiC粉末との凝集性γU合物を反応焼
成することによって作製される。
混合物中の炭素は結合性SiCに転換し、はぼ連続した
SiCマトリックスが、フリーSi相中に形成される。
SiCマトリックスが、フリーSi相中に形成される。
このようにして作製された従来のSiC製品は脆いため
に一度りラフクが発生するとクランクが簡単に成長して
割れやすいという問題点があった。
に一度りラフクが発生するとクランクが簡単に成長して
割れやすいという問題点があった。
本発明の目的は、靭性に優れ、クラックの発生を抑制で
きる反応焼結した炭化珪素系複合体を提(共することに
ある。
きる反応焼結した炭化珪素系複合体を提(共することに
ある。
本発明の複合体は、(1) S i C1(2)フリー
St。
St。
(3)CrB、 、NbBg 、ZrBz 、TiC。
Hr、BtおよびHfCからなる群から選ばれる少なく
とも1種以上(以下、化合物という)との3相からなる
複合体である。
とも1種以上(以下、化合物という)との3相からなる
複合体である。
フリーStは焼結時の反応で消費されなかったSiで、
材料の封孔化の役割を果たす。
材料の封孔化の役割を果たす。
(3)の化合物は、材料中に分散し、5iC−3tマト
リツクスからなる母材とは異なる性質を持った相を形成
する。
リツクスからなる母材とは異なる性質を持った相を形成
する。
5iCO熱膨張係数(XIO−/’C)は、4.5であ
るのに対し、(3)の各化合物の熱膨張係数(XIO−
’/’C)は、CrB、:10.5、NbBg =8
.0、ZrBz:5.9、TiC:8.0、HfB、:
6.3、HfC:6゜8の大きな値を持つ。
るのに対し、(3)の各化合物の熱膨張係数(XIO−
’/’C)は、CrB、:10.5、NbBg =8
.0、ZrBz:5.9、TiC:8.0、HfB、:
6.3、HfC:6゜8の大きな値を持つ。
このため焼結終了後の冷却時において(3)の各化合物
周囲のSiCに圧縮方向の残留応力が発生する。
周囲のSiCに圧縮方向の残留応力が発生する。
このため、クランクが発生してもクラックは化合物のま
わりで屈曲分岐の作用を受けるとともに応力集中の緩和
も図られ、その結果としてクラックの進展が阻止され破
壊靭性値が大きくなる。
わりで屈曲分岐の作用を受けるとともに応力集中の緩和
も図られ、その結果としてクラックの進展が阻止され破
壊靭性値が大きくなる。
しかしながら、Siの熱膨張係数は8.0と大きいため
に化合物がSi中に分散されていると、Siに引っ張り
応力が発生し靭性値を低下させ′る。
に化合物がSi中に分散されていると、Siに引っ張り
応力が発生し靭性値を低下させ′る。
このため複合体中のSi相の体積を多くすることはでき
ず、15体積%以下であれば悪影響はない、Siを除く
SiC−Siマトリツクス中に分散される化合物の量は
5〜30体積%、特に10〜20体積%が望ましい。
ず、15体積%以下であれば悪影響はない、Siを除く
SiC−Siマトリツクス中に分散される化合物の量は
5〜30体積%、特に10〜20体積%が望ましい。
Siを除くSiC−Stマトリックス中に分散される化
合物の量が5体積%よりも少ないと、破壊靭性値の向上
への寄与が少なく、また30体積%よりも多いと、Si
Cが持つ耐摩耗性などの特性が低下するとともに、Si
相への化合物の分散が増大し靭性の低下を招くこともあ
る。
合物の量が5体積%よりも少ないと、破壊靭性値の向上
への寄与が少なく、また30体積%よりも多いと、Si
Cが持つ耐摩耗性などの特性が低下するとともに、Si
相への化合物の分散が増大し靭性の低下を招くこともあ
る。
本発明において、(3)の化合物は5iC−Siマトリ
ツクス中に、(3)の化合物をそれぞれ単独に分散して
もよく、また、(3)の化合物を2種以上を同時に分散
してもよい。
ツクス中に、(3)の化合物をそれぞれ単独に分散して
もよく、また、(3)の化合物を2種以上を同時に分散
してもよい。
(3)の化合物を2種以上分散させる場合には、各化合
物の合計量が5〜30体積%であればよい。
物の合計量が5〜30体積%であればよい。
本発明の炭化珪素系複合体を製造するには、例えば、平
均粒径5〜20μmのS i C*j)末と平均粒径が
3〜7μmの(3)の各化合物を、Siを除くSiC−
Siマトリツクス中に5〜30体積%、特に10〜20
体積%の割合で分散し、これにフェノール樹脂、フラン
樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂を5〜15重四%の割合で
配合し、また、ステアリン酸、パラフィン、ワックス等
の滑剤を1〜3重量%の割合で添加して湿式混合する。
均粒径5〜20μmのS i C*j)末と平均粒径が
3〜7μmの(3)の各化合物を、Siを除くSiC−
Siマトリツクス中に5〜30体積%、特に10〜20
体積%の割合で分散し、これにフェノール樹脂、フラン
樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂を5〜15重四%の割合で
配合し、また、ステアリン酸、パラフィン、ワックス等
の滑剤を1〜3重量%の割合で添加して湿式混合する。
次いで乾燥後、所定の圧力で加圧成形し、真空または不
活性ガス雰囲気中、1400〜1500°Cの温度で加
熱して前記樹脂を炭化する。
活性ガス雰囲気中、1400〜1500°Cの温度で加
熱して前記樹脂を炭化する。
そして、十分なStと接触可能な形態で再度1450〜
1550°Cの温度で焼成する。
1550°Cの温度で焼成する。
実施例1.2
平均粒径7μmのSiC粉末と、平均粒径1μmのCr
・B!粉末を第1表に示した割合に配合し、これに対し
フェノール樹脂を10重量%、ステアリン酸を1重置%
加えて湿式混合した。
・B!粉末を第1表に示した割合に配合し、これに対し
フェノール樹脂を10重量%、ステアリン酸を1重置%
加えて湿式混合した。
乾燥後、金型に移して1.5ton/cdの圧力で加圧
成形した。非酸化性雰囲気で1,500°Cに加熱し樹
脂を炭化させた。ついで十分なSiと接触できる形態で
、再び1,500°Cで焼成した。焼結した材料中のS
iはlO〜12体積%であった。
成形した。非酸化性雰囲気で1,500°Cに加熱し樹
脂を炭化させた。ついで十分なSiと接触できる形態で
、再び1,500°Cで焼成した。焼結した材料中のS
iはlO〜12体積%であった。
実施例3.4
平均粒径7μmのSiC粉末と、平均粒径1μmのN
b B を粉末を第2表に示した割合に配合し、これに
対しフェノール樹脂を10重量%、ステアリン酸を1重
量%加えて湿式混合した。
b B を粉末を第2表に示した割合に配合し、これに
対しフェノール樹脂を10重量%、ステアリン酸を1重
量%加えて湿式混合した。
乾燥後、金型に移して1.5fon/cdの圧力で加圧
成形した。非酸化性雰囲気で1.500℃に加熱し樹脂
を炭化させた。
成形した。非酸化性雰囲気で1.500℃に加熱し樹脂
を炭化させた。
ついで十分なSiと接触できる形態で、再び1.500
°Cで焼成した。焼結した材料中のSiは10〜12体
積%であった。
°Cで焼成した。焼結した材料中のSiは10〜12体
積%であった。
比較例
実施例1.2において、Cr B tを除いた他は同様
な条件で材料を作成した。
な条件で材料を作成した。
(以下、余白)
1表および第2表から明らかなように、比較例と比べて
、実施例1〜実施例4の複合体は、曲げ強度が向上して
おり、破壊靭性値は大幅に向上している。
、実施例1〜実施例4の複合体は、曲げ強度が向上して
おり、破壊靭性値は大幅に向上している。
〔発明の効果]
本発明の材料は破壊靭性値が大きい利点を有しており、
クランクの発生を防止でき、信顛性の高い慴動材として
用いることができる。
クランクの発生を防止でき、信顛性の高い慴動材として
用いることができる。
特許出陣n人 イーグル工業株式会社\
Claims (2)
- (1)SiC−Siマトリックス複合体において、該複
合体中にCrB_2、NbB_2、ZrB_2、TiC
、HfB_2およびHfCからなる群から選ばれる少な
くとも1種以上が分散されていることを特徴とする炭化
珪素系複合体。 - (2)前記CrB_2、NbB_2、ZrB_2、Ti
C、HfB_2およびHfCからなる群から選ばれる少
なくとも1種以上が、Siを除くSiC−Siマトリッ
クス複合体中に5〜30体積%の割合で分散されている
ことを特徴とする請求項1記載の炭化珪素系複合体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2211250A JPH0497952A (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 炭化珪素系複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2211250A JPH0497952A (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 炭化珪素系複合体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0497952A true JPH0497952A (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=16602794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2211250A Pending JPH0497952A (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 炭化珪素系複合体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0497952A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105523763A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-04-27 | 刘佩佩 | 一种碳化硅-硼化铬复合陶瓷材料及其制备方法 |
CN107879745A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-04-06 | 东华大学 | 一种含有共晶组织的陶瓷材料及其制备方法 |
JP2019064226A (ja) * | 2017-10-04 | 2019-04-25 | キヤノン株式会社 | 造形方法および造形用の粉末材料 |
JP2020105067A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-09 | キヤノン株式会社 | 炭化珪素を含む物品および製造方法 |
-
1990
- 1990-08-09 JP JP2211250A patent/JPH0497952A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105523763A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-04-27 | 刘佩佩 | 一种碳化硅-硼化铬复合陶瓷材料及其制备方法 |
JP2019064226A (ja) * | 2017-10-04 | 2019-04-25 | キヤノン株式会社 | 造形方法および造形用の粉末材料 |
CN107879745A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-04-06 | 东华大学 | 一种含有共晶组织的陶瓷材料及其制备方法 |
CN107879745B (zh) * | 2017-12-08 | 2020-08-11 | 东华大学 | 一种含有共晶组织的陶瓷材料及其制备方法 |
JP2020105067A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-09 | キヤノン株式会社 | 炭化珪素を含む物品および製造方法 |
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