JPS638264A - 炭化ケイ素系複合材料 - Google Patents
炭化ケイ素系複合材料Info
- Publication number
- JPS638264A JPS638264A JP61147176A JP14717686A JPS638264A JP S638264 A JPS638264 A JP S638264A JP 61147176 A JP61147176 A JP 61147176A JP 14717686 A JP14717686 A JP 14717686A JP S638264 A JPS638264 A JP S638264A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- composite material
- silicon
- spalling resistance
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 28
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 21
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 37
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
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〕
本発明は炭化ケイ素結晶間に充填されているケイ素中へ
黒鉛を分散させることにより耐スポーリング性を高めた
、炭化ケイ素系複合材料に関するものである。該材料は
高温で強度と耐スポーリング性を要求される耐熱構造材
として有用な材料である。
黒鉛を分散させることにより耐スポーリング性を高めた
、炭化ケイ素系複合材料に関するものである。該材料は
高温で強度と耐スポーリング性を要求される耐熱構造材
として有用な材料である。
炭化ケイ素材料はその優れた耐熱性ゆえに、比較的古く
から高温用溝造材として用いられてきた。
から高温用溝造材として用いられてきた。
構造材としての強度を確保するためには炭化ケイ素材料
をできるだけち密化させる必要があり、様様な試みがな
されている。炭化ケイ素結晶間の気孔に、高温で溶融し
た金属ケイ素を含浸させた炭化ケイ素−ケイ素複合材料
はその一例である。
をできるだけち密化させる必要があり、様様な試みがな
されている。炭化ケイ素結晶間の気孔に、高温で溶融し
た金属ケイ素を含浸させた炭化ケイ素−ケイ素複合材料
はその一例である。
金属ケイ素２含浸させた炭化ケイ素−ケイ素複合材料は
炭化ケイ素のみよりなる材料より１よ、確かに高強度と
なっている。しかしながら、ち密であることは同時に該
複合材料の耐スポーリング性を失わせることとなり、結
局は耐熱構造材として改良が求められでいた。
炭化ケイ素のみよりなる材料より１よ、確かに高強度と
なっている。しかしながら、ち密であることは同時に該
複合材料の耐スポーリング性を失わせることとなり、結
局は耐熱構造材として改良が求められでいた。
本発明の目的は炭化ケイ素結晶間の気孔に金属ケイ素を
含浸させる際、同時にケイ素中に黒鉛粒子を分散させる
ことにより、ち密で、高強度で、しかも耐スポーリング
性に優れる炭化ケイ素系複合材料を提供することにある
。
含浸させる際、同時にケイ素中に黒鉛粒子を分散させる
ことにより、ち密で、高強度で、しかも耐スポーリング
性に優れる炭化ケイ素系複合材料を提供することにある
。
すなわち本発明は炭化ケイ素−ケイ素複合材料において
、該複合材料中のケイ素に、未反応の黒鉛粒子を４〜１
０重量％分散させたことを特徴とする特 〔作用・構成〕 炭化ケイ素−ケイ素複合材料は、一般に炭化ケイ素粉末
と黒鉛粉末とを母材とした成形体を、溶融ケイ素の存在
下で反応焼結させることによりつくられる。該成形体中
の黒鉛粉末はケイ素と反応（ｓｉｌｉｃｉｄｉｎｇ）
して炭化ケイ素となり、余分の金属ケイ素が炭化ケイ素
の結晶間に充填されで、ち密な炭化ケイ素−ケイ素複合
材料となっている。
、該複合材料中のケイ素に、未反応の黒鉛粒子を４〜１
０重量％分散させたことを特徴とする特 〔作用・構成〕 炭化ケイ素−ケイ素複合材料は、一般に炭化ケイ素粉末
と黒鉛粉末とを母材とした成形体を、溶融ケイ素の存在
下で反応焼結させることによりつくられる。該成形体中
の黒鉛粉末はケイ素と反応（ｓｉｌｉｃｉｄｉｎｇ）
して炭化ケイ素となり、余分の金属ケイ素が炭化ケイ素
の結晶間に充填されで、ち密な炭化ケイ素−ケイ素複合
材料となっている。
本発明によｒば、該成形体を溶融ケイ素の存在下で反応
焼結させる際、成形体中の黒鉛粉末はケイ素と完全には
反応せず、一部未反応の黒鉛粒子としで、充填された金
属ケイ素のなかに分散している。炭化ケイ素−ケイ素複
合材料中に黒鉛粒子が未反応な形で残っていることは、
該複合材料のＸ線回折結果により確認される。
焼結させる際、成形体中の黒鉛粉末はケイ素と完全には
反応せず、一部未反応の黒鉛粒子としで、充填された金
属ケイ素のなかに分散している。炭化ケイ素−ケイ素複
合材料中に黒鉛粒子が未反応な形で残っていることは、
該複合材料のＸ線回折結果により確認される。
さて材料の耐スポーリング性能を測定する方法はいろい
ろあるが、ヤング率を便っで耐スポーリング性を比較し
た。耐スポーリング性を評価する物理量としでは、式（
１）の熱衝撃破壊抵抗係数尺がよく知られでいる。
ろあるが、ヤング率を便っで耐スポーリング性を比較し
た。耐スポーリング性を評価する物理量としでは、式（
１）の熱衝撃破壊抵抗係数尺がよく知られでいる。
Ｒ＝Ｓ（１−１’）／（Ｅｊ） ＜１）ここで
Ｓ：破壊強度 ノ：ボアッソン比 Ｅ：ヤング率 メ
：熱膨張係数 である。式（１）によれば強度Ｓが大キ
＜、ヤング率Ｅの小さいものが耐スポーリング性に優れ
る。
Ｓ：破壊強度 ノ：ボアッソン比 Ｅ：ヤング率 メ
：熱膨張係数 である。式（１）によれば強度Ｓが大キ
＜、ヤング率Ｅの小さいものが耐スポーリング性に優れ
る。
本発明による黒鉛粒子を分散させた炭化ケイ素系複合材
料は、従来の炭化ケイ素−ケイ素複合材料と比較して強
度を劣化させずにヤング率を小さくしたものであり、式
（１）から耐スポーリング性が改善されていることがわ
かる。
料は、従来の炭化ケイ素−ケイ素複合材料と比較して強
度を劣化させずにヤング率を小さくしたものであり、式
（１）から耐スポーリング性が改善されていることがわ
かる。
つぎに該複合材料の強度を劣化させずに耐スポーリング
性を与えるには、黒鉛粒子が該複合材料に対して４〜１
０重量％の範囲で存在すればよいことが、各種の実験か
られかった。すなわち黒鉛粒子が母材に比して４重量％
未満の場合には耐スポーリング性を向上させる効果はな
く、１０重量％以上の場合には該複合材料の強度は著し
く劣化する。
性を与えるには、黒鉛粒子が該複合材料に対して４〜１
０重量％の範囲で存在すればよいことが、各種の実験か
られかった。すなわち黒鉛粒子が母材に比して４重量％
未満の場合には耐スポーリング性を向上させる効果はな
く、１０重量％以上の場合には該複合材料の強度は著し
く劣化する。
粒径１２０μｍ以下の炭化ケイ素粉末と、粒径４０μｍ
以下の黒鉛粉末とｆｅ６０対４０対重０比で配合する。
以下の黒鉛粉末とｆｅ６０対４０対重０比で配合する。
これに通常もちいられるバインダー類を添加した後よく
混練し、外径１６ ｍｍ１内径１１皿長さ１５Ｑｍｍの
チューブ状に成形した。これを１９００℃で溶融した金
属ケイ素に約１分間浸しで、炭化ケイ素・黒鉛粉末の反
応焼結と、金属ケイ素の含浸を同時に行なった。この結
果えられた炭化ケイ素系複合材料は気孔率１％の、ち密
なものであり、該複合材料中には９重量％の黒鉛粒子が
分散しでいた。該複合材料の曲′げ強度は２０００Ｋｇ
／ｃｍ”と十分に大きく、またヤング率は１．８ｘｌＯ
’Ｋｇ／ｃｍ’と小さく、耐スポーリング性も確保され
た。
混練し、外径１６ ｍｍ１内径１１皿長さ１５Ｑｍｍの
チューブ状に成形した。これを１９００℃で溶融した金
属ケイ素に約１分間浸しで、炭化ケイ素・黒鉛粉末の反
応焼結と、金属ケイ素の含浸を同時に行なった。この結
果えられた炭化ケイ素系複合材料は気孔率１％の、ち密
なものであり、該複合材料中には９重量％の黒鉛粒子が
分散しでいた。該複合材料の曲′げ強度は２０００Ｋｇ
／ｃｍ”と十分に大きく、またヤング率は１．８ｘｌＯ
’Ｋｇ／ｃｍ’と小さく、耐スポーリング性も確保され
た。
〔比較例１〕
前記実施例と同様の、炭化ケイ素粉末と黒鉛粉末を母材
とした成形体を準備する。該成形体を最大１４００μｍ
の金属ケイ素粉末の中に埋め込み、これを電気炉内に入
れて１８５０℃の温度で約１０分間加熱した。この結果
得られた炭化ケイ素−ケイ素複合材料の中には２重量％
の黒鉛粒子が分散していた。
とした成形体を準備する。該成形体を最大１４００μｍ
の金属ケイ素粉末の中に埋め込み、これを電気炉内に入
れて１８５０℃の温度で約１０分間加熱した。この結果
得られた炭化ケイ素−ケイ素複合材料の中には２重量％
の黒鉛粒子が分散していた。
該複合材料の曲げ強度は１９７０ Ｋｇ／ｃｍ’と十分
に大きいものであったが、ヤング率も３．ｌＸ１Ｏ’Ｋ
ｇ／ｃｍ”と大きいため、スポーリングには弱い材質で
あった。
に大きいものであったが、ヤング率も３．ｌＸ１Ｏ’Ｋ
ｇ／ｃｍ”と大きいため、スポーリングには弱い材質で
あった。
〔比較例２〕
前記実施例と同様の、炭化ケイ素粉末と黒鉛粉末を母材
とした成形体を準備する。該成形体を最大１４００μｍ
の金属ケイ素粉末の中に埋め込み、これを電気炉内に入
れて１６００ｃの温度で約１０分間加熱した。この結果
得られた炭化ケイ素−ケイ素複合材料の中には１８重量
％の黒鉛粒子が分散していた。
とした成形体を準備する。該成形体を最大１４００μｍ
の金属ケイ素粉末の中に埋め込み、これを電気炉内に入
れて１６００ｃの温度で約１０分間加熱した。この結果
得られた炭化ケイ素−ケイ素複合材料の中には１８重量
％の黒鉛粒子が分散していた。
該複合材料のヤング率は２． ＯＸ １０’ Ｋｇ／ｃ
ｍ”と小さいが、強度も８７０Ｋｇ／ｃｍ”と小さく、
構造材料としでは不適格なものであった。
ｍ”と小さいが、強度も８７０Ｋｇ／ｃｍ”と小さく、
構造材料としでは不適格なものであった。
以上述べたように本発明によれば、炭化ケイ素−ケイ素
複合材料へ４〜１０重量％の黒鉛粒子を分散させるだけ
で、該複合材料の強度を劣化させる７ことなく、耐スポ
ーリング性を向上させることができた。
複合材料へ４〜１０重量％の黒鉛粒子を分散させるだけ
で、該複合材料の強度を劣化させる７ことなく、耐スポ
ーリング性を向上させることができた。
従来、高温用構造材として、炭化ケイ素−ケイ素複合材
料は耐スポーリング性に劣るため、大さな問題となって
いたが、本発明に係る炭化ケイ素系複合材料は、耐スポ
ーリング性の向上をみたことにより、今後、ますます期
待されるファインセラミックスの構造材への用途髭発に
大きな役割を担うことが予想される。
料は耐スポーリング性に劣るため、大さな問題となって
いたが、本発明に係る炭化ケイ素系複合材料は、耐スポ
ーリング性の向上をみたことにより、今後、ますます期
待されるファインセラミックスの構造材への用途髭発に
大きな役割を担うことが予想される。
Claims (1)
- 炭化ケイ素−ケイ素複合材料において、該複合材料中に
未反応の黒鉛粒子を４〜１０重量％分散させたことを特
徴とする炭化ケイ素系複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61147176A JPS638264A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 炭化ケイ素系複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61147176A JPS638264A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 炭化ケイ素系複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638264A true JPS638264A (ja) | 1988-01-14 |
Family
ID=15424301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61147176A Pending JPS638264A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 炭化ケイ素系複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS638264A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002040423A1 (fr) * | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Ngk Insulators,Ltd. | Article poreux a base de carbure de silicium et son procede de preparation |
| WO2002040424A1 (fr) * | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Ngk Insulators, Ltd | Structure en nid d'abeilles et procédé de fabrication |
| JP2008239476A (ja) * | 1997-09-05 | 2008-10-09 | Element Six Ltd | ダイヤモンド−炭化ケイ素−ケイ素複合材料 |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61147176A patent/JPS638264A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008239476A (ja) * | 1997-09-05 | 2008-10-09 | Element Six Ltd | ダイヤモンド−炭化ケイ素−ケイ素複合材料 |
| WO2002040423A1 (fr) * | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Ngk Insulators,Ltd. | Article poreux a base de carbure de silicium et son procede de preparation |
| WO2002040424A1 (fr) * | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Ngk Insulators, Ltd | Structure en nid d'abeilles et procédé de fabrication |
| JP2002154882A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-05-28 | Ngk Insulators Ltd | 炭化珪素質多孔体及びその製造方法 |
| US6746748B2 (en) | 2000-11-17 | 2004-06-08 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure and process for production thereof |
| US6777114B2 (en) | 2000-11-17 | 2004-08-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Silicon carbide-based porous body and process for production thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS638264A (ja) | 炭化ケイ素系複合材料 | |
| JPH0212893B2 (ja) | ||
| JPS6077174A (ja) | 窒化けい素焼結体の製造法 | |
| JPS6236987B2 (ja) | ||
| JPH02302368A (ja) | 高靭性炭化珪素焼結体及びその製造方法 | |
| JPS5957965A (ja) | 繊維強化型窒化硅素焼結体の製造法 | |
| JPS59207873A (ja) | 高密度炭化ケイ素焼結体の製造方法 | |
| JP2549976B2 (ja) | 耐熱性ムライト焼結体 | |
| JPS6191063A (ja) | 炭化けい素短繊維を均一に分散させた粉末状耐火性材料の製造方法 | |
| JPS6374978A (ja) | セラミツクス複合体 | |
| JPS61247661A (ja) | 耐酸化性高強度炭素材料 | |
| JPS5954678A (ja) | 繊維強化型窒化硅素焼結体の製造法 | |
| JPH01305849A (ja) | マグネシア・カーボンれんが | |
| JPS60246273A (ja) | 不定形耐火組成物 | |
| JPS6042190B2 (ja) | 高炉出銑用耐火材 | |
| JPS6345173A (ja) | 高靭性セラミツク焼結体とその製造法 | |
| JPS62158172A (ja) | 繊維強化されたセラミツクの製造方法 | |
| JPS6212191B2 (ja) | ||
| JP2002275556A (ja) | 金属−セラミックス複合材料 | |
| JPS59107961A (ja) | 炭素含有耐火物 | |
| JPS63117966A (ja) | 窒化ボロン系焼結体の製造方法 | |
| SU773030A1 (ru) | Шихта дл изготовлени керамического материала | |
| JPS598669A (ja) | 高合金鋼用窒化珪素質複合焼結体材料及びその製法 | |
| JP2000107839A (ja) | スライドゲート用プレートの製造方法 | |
| JPS60204667A (ja) | 耐熱衝撃性セラミツク焼結体及びその製法 |