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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