WO2021220849A1 - 摺動部材および製紙部材 - Google Patents

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勝人 橋本
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京セラ株式会社
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    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
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    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/24—Brasses; Bushes; Linings with different areas of the sliding surface consisting of different materials

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to a sliding member and a papermaking member.
  • a ceramic sliding member may be provided on the surface of a suction box that dries wet paper in a papermaking device (see, for example, Patent Document 1).
  • One aspect of the embodiment is made in view of the above, and an object thereof is to provide a sliding member and a papermaking member having excellent wear resistance at high temperatures.
  • the sliding member according to one aspect of the embodiment includes a substrate containing SiC as a main component and an Al compound which is a compound containing at least Al and is unevenly distributed in a streak inside the substrate.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a papermaking apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the distribution of Al compounds unevenly distributed inside the sliding member according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an SEM observation photograph of the sliding member according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing the EDS analysis result of the site A shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing the EDS analysis result of the portion B shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing the EDS analysis result of the portion C shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing an XRD analysis result of the sliding member according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing an SEM observation photograph of the sliding member according to the embodiment.
  • a ceramic sliding member may be provided on the surface of the suction box that dries wet paper in a papermaking device. Since such a sliding member slides on a wire that sends felt on which wet paper is set at high speed, high wear resistance is required.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of the papermaking apparatus 1 according to the embodiment.
  • the papermaking apparatus 1 according to the embodiment includes a felt 2, a wire 3, a roller 4, a suction box 5, and a sliding member 6, and is used in a paper drying process in the papermaking process. ..
  • the felt 2 is formed in a strip shape and supports wet paper (hereinafter, also referred to as wet paper) (hereinafter, also referred to as wet paper) (not shown).
  • the wire 3 supports the felt 2 and is configured to be movable at high speed by the rotation of the roller 4. As a result, the wire 3 can sequentially feed the wet paper supported by the felt 2 in a predetermined direction.
  • the suction box 5 has a function of drying the wet paper supported by the felt 2.
  • the inside of the suction box 5 is evacuated by, for example, a pump (not shown).
  • the suction box 5 uses the negative pressure inside to suck the moisture contained in the wet paper and dry the wet paper. As a result, the suction box 5 can sequentially dry the wet paper sent by the wire 3.
  • the sliding member 6 is provided on the surface of the suction box 5 in contact with the wire 3 and slides with the wire 3 moving at high speed.
  • the sliding member 6 according to the embodiment includes a substrate containing SiC (silicon carbide) as a main component and an Al compound.
  • an Al compound is a compound containing at least Al (aluminum).
  • FIG. 2 is a diagram showing the distribution of Al compounds unevenly distributed inside the sliding member 6 according to the embodiment, in which a dark (black) portion is a substrate containing SiC as a main component (hereinafter, also referred to as a SiC substrate). ), And the light-colored (white) part indicates the Al compound.
  • a dark (black) portion is a substrate containing SiC as a main component (hereinafter, also referred to as a SiC substrate).
  • the light-colored (white) part indicates the Al compound.
  • the Al compound is unevenly distributed in a streak shape inside the SiC substrate. It is considered that this is because the Al compound is unevenly distributed at the interface of the SiC particles inside the SiC substrate.
  • the sliding member 6 when the wire 3 moving at high speed and the sliding member 6 slide, the sliding member 6 generates heat and becomes a very high temperature (for example, 200 ° C. or higher). Then, since the Al compound having a larger coefficient of thermal expansion than the SiC particles of the substrate expands, compressive stress is applied to the SiC particles from the surrounding Al compounds.
  • the structure of the SiC particles is strengthened at a high temperature, so that it is possible to prevent the SiC particles of the sliding member 6 from being shed when sliding with the wire 3.
  • the wear resistance of the sliding member 6 at a high temperature can be improved by unevenly distributing the Al compound inside the substrate in a streak pattern. Further, in the embodiment, since the structure of the SiC particles is strengthened at a high temperature, the fracture toughness of the sliding member 6 can be improved.
  • the fracture toughness is increased from about 4 (MPa ⁇ m 1/2) when the Al compound is not unevenly distributed to 5 (MPa ⁇ m 1/2). It can be improved to about m 1/2).
  • FIG. 3 is a diagram showing an SEM observation photograph of the sliding member 6 according to the embodiment, and shows an enlarged photograph of the Al compound unevenly distributed inside the SiC substrate.
  • FIGS. 4 to 6 are diagrams showing the results of EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) analysis of the sites A to C shown in FIG.
  • the light gray portion of the color indicated by reference numeral A is a substrate containing SiC as a main component, as shown in the EDS analysis result of FIG.
  • the dark gray portion of the color indicated by reference numeral B is an Al compound containing Al, as shown in the EDS analysis result of FIG.
  • such Al compound Al 2 O 3, AlN, Al 4 O 4 C, it may include at least one of Al 4 C 3 and Al 2 OC. Since the Al compound having such a composition has a larger coefficient of thermal expansion than the SiC particles, the structure of the SiC particles can be effectively strengthened at a high temperature by unevenly distributing these Al compounds at the interface of the SiC particles.
  • the wear resistance of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • the fracture toughness of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • such Al compound, Al 2 O 3, AlN, or may be a solid solution of Al 4 O 4 C, Al 4 C 3 and Al 2 compound selected from at least two of the OC. Since such a solid solution has a larger coefficient of thermal expansion than the SiC particles, the structure of the SiC particles can be effectively strengthened at a high temperature by unevenly distributing the solid solution at the interface of the SiC particles.
  • the wear resistance of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • the fracture toughness of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • the white moiety indicated by the symbol C is a compound containing at least Y (yttrium) and Al, as shown in the EDS analysis result of FIG. In the present disclosure, such a compound is referred to as a "Y-Al compound".
  • Y-Al compound according to the embodiment is a Y 2 O 3 -Al 2 O 3 based compounds, for example, and the like YAlO 3, Y 2 Al 4 O 9, Y 3 Al 5 O 12.
  • the structure of the SiC particles can be strengthened at a high temperature by dispersing the Y-Al compound inside the SiC substrate.
  • the wear resistance of the sliding member 6 at a high temperature can be improved. Further, according to the embodiment, the fracture toughness of the sliding member 6 at a high temperature can be improved.
  • the width of the Al compound (corresponding to the reference numeral B) is larger than the width of the Y—Al compound (corresponding to the reference numeral C).
  • the wear resistance of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • the fracture toughness of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • an Al compound having a width of 1 ( ⁇ m) or more is present inside the SiC substrate.
  • the compressive stress applied to the SiC particles can be increased, so that the structure of the SiC particles can be effectively strengthened at a high temperature. ..
  • the wear resistance of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • the fracture toughness of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • the Y-Al compound is distributed less around the Al compound than at the sites other than the periphery of the Al compound. That is, in the embodiment, it is preferable that the Y-Al compound is distributed in a small amount around the Al compound and the Y-Al compound is distributed in a large amount in the region away from the Al compound.
  • “around the Al compound” means a range within about 5 ( ⁇ m) from the interface of the Al compound.
  • the stress balance inside the SiC substrate can be made more uniform than in the case where a large amount of Y—Al compound is distributed around the Al compound. This is because if the Al compound and the Y—Al compound that generate compressive stress on the SiC substrate are arranged close to each other, the Al compound and the Y—Al compound interfere with each other and the stress balance deteriorates. ..
  • the structure of the SiC particles is effectively strengthened at a high temperature. Can be done.
  • the wear resistance of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • the fracture toughness of the sliding member 6 at a high temperature can be further improved.
  • FIG. 7 is a diagram showing an XRD analysis result of the sliding member 6 according to the embodiment.
  • the SiC substrate according to the embodiment may have 6H-type SiC as the main phase.
  • the fracture toughness of the SiC substrate itself can be improved, so that the fracture toughness of the sliding member 6 can be further improved.
  • FIG. 8 is a diagram showing an SEM observation photograph of the sliding member according to the embodiment.
  • the SiC substrate has a first portion (corresponding to reference numeral B) adjacent to the Al compound (corresponding to reference numeral B) and a second portion (corresponding to reference numeral E) separated from the Al compound. ..
  • this first part is, for example, a region of a distance of about 5 to 10 ( ⁇ m) from the Al compound.
  • the second portion is, for example, a region separated from the Al compound by 30 ( ⁇ m) or more.
  • the void ratio of the first portion may be smaller than the void ratio of the second portion.
  • the void existing on the SiC substrate is a portion corresponding to the reference numeral F in FIG.
  • the Al compound having a larger coefficient of thermal expansion than the SiC particles of the substrate expands, so that compressive stress is applied to the SiC particles from the surrounding Al compounds.
  • a very large compressive stress is applied to the SiC particles in contact with the Al compound (here, the SiC particles further in contact with the SiC particles in contact with the Al compound).
  • the compressive stress applied to the SiC particles in contact with the Al compound and the SiC particles in the region close to the Al compound can be increased to improve the fracture toughness, the SiC particles around the Al compound can be improved. (For example, the degranulation of SiC particles on the surface of the sliding member 6) can be suppressed.
  • the first portion since the void ratio of the first portion is smaller than the void ratio of the second portion, the first portion having a small void ratio due to the thermal expansion of the Al compound Large compressive stress is applied and fracture toughness is improved.
  • the void ratio of the first portion smaller than the void ratio of the second portion, it is possible to suppress the shedding of the SiC particles in the first portion.
  • a SiC powder as a main component and a powder of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as sintering aids are prepared.
  • the average particle size (D 50 ) of the Al 2 O 3 powder is 0.3 ( ⁇ m) or more
  • the average particle size (D 50 ) of the Y 2 O 3 powder is 0.5 ( ⁇ m) or more. ..
  • the weight of the Al 2 O 3 powder added as the sintering aid is more than twice the weight of the Y 2 O 3 powder.
  • the prepared SiC powder and the sintering aid powder are mixed at a predetermined ratio, water and a dispersant are added, and the mixture is mixed for a predetermined time with a ball mill, a bead mill, or the like to prepare a primary slurry.
  • an organic binder is added to the obtained primary slurry and mixed to obtain a secondary slurry. Then, the obtained secondary slurry is spray-dried to obtain granules whose main component is silicon carbide.
  • the conditions for spray drying are appropriately set so that the granules having a size of 30 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less occupy 70% by volume or more of the whole granules.
  • the obtained granules are filled in a predetermined molding mold and press-molded into a plate shape at an appropriately set pressure. Then, the obtained molded product is put into a firing furnace.
  • the charged molded body is degreased in an inert gas atmosphere at a temperature of 450 to 650 ° C. and a holding time of 2 to 10 hours to obtain a degreased body.
  • the degreased body is held in a reduced pressure atmosphere of an inert gas at a maximum temperature of 1700 to 2100 ° C., more preferably 1800 to 1950 ° C., and a holding time of 3 to 6 hours, and then fired.
  • the molded body is fired in a firing furnace having an effective volume of 0.5 (m 3) or more in the furnace.
  • a firing furnace having a large effective volume in the furnace and a large displacement in this way the sintering aid component in the SiC is pulled out of the structure at the time of exhaust and gathers to evaporate.
  • the Al compound can be unevenly distributed in a streak pattern inside.
  • the surface of the obtained fired body is polished by barrel polishing or the like, and the polished fired body is subjected to a cleaning treatment and a drying treatment to obtain the sliding member 6 according to the embodiment.
  • the region adjacent to the Al compound that is, the first portion (SiC particles)
  • the region adjacent to the Al compound that is, the first portion (SiC particles)
  • the uneven distribution of the Al compound A part of a substrate)
  • the void ratio of the first part can be made smaller than the void ratio of the second part.

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Abstract

摺動部材（６）は、ＳｉＣを主成分とする基体と、少なくともＡｌを含有する化合物であり、基体の内部で筋状に偏在するＡｌ化合物と、を備える。

Description

摺動部材および製紙部材
　開示の実施形態は、摺動部材および製紙部材に関する。
　製紙装置において濡れた紙を乾燥させるサクションボックスの表面に、セラミック製の摺動部材が設けられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６－１７３９２号公報
　しかしながら、従来技術では、サクションボックスに設けられる摺動部材の耐摩耗性に改善の余地があった。
　実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、高温時の耐摩耗性に優れた摺動部材および製紙部材を提供することを目的とする。
　実施形態の一態様に係る摺動部材は、ＳｉＣを主成分とする基体と、少なくともＡｌを含有する化合物であり、前記基体の内部で筋状に偏在するＡｌ化合物と、を備える。
図１は、実施形態に係る製紙装置の概要を示す図である。 図２は、実施形態に係る摺動部材の内部に偏在するＡｌ化合物の分布を示す図である。 図３は、実施形態に係る摺動部材のＳＥＭ観察写真を示す図である。 図４は、図３で示す部位ＡのＥＤＳ分析結果を示す図である。 図５は、図３で示す部位ＢのＥＤＳ分析結果を示す図である。 図６は、図３で示す部位ＣのＥＤＳ分析結果を示す図である。 図７は、実施形態に係る摺動部材のＸＲＤ分析結果を示す図である。 図８は、実施形態に係る摺動部材のＳＥＭ観察写真を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示する摺動部材および製紙部材の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
　製紙装置において濡れた紙を乾燥させるサクションボックスの表面に、セラミック製の摺動部材が設けられる場合がある。かかる摺動部材は、濡れた紙がセットされたフェルトを高速で送るワイヤと摺動することから、高い耐摩耗性が求められる。
　特に近年では、紙を大量生産するためワイヤがさらに高速化していることから、かかるワイヤと摺動する際に摺動部材は非常に高温となる。したがって、この摺動部材には、高温時における高い耐摩耗性が求められる。しかしながら、従来技術では、高温時における摺動部材の耐摩耗性に改善の余地があった。
　そこで、上述の問題点を克服し、高温時の耐摩耗性に優れた摺動部材および製紙部材の実現が期待されている。
＜製紙装置＞
　最初に、実施形態に係る製紙装置１の概要について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る製紙装置１の概要を示す図である。図１に示すように、実施形態に係る製紙装置１は、フェルト２と、ワイヤ３と、ローラ４と、サクションボックス５と、摺動部材６を備え、製紙工程における紙の乾燥工程に用いられる。
　フェルト２は、帯状に構成され、図示しない濡れた紙（以下、湿紙とも呼称する。）を支持する。ワイヤ３は、フェルト２を支持するとともに、ローラ４の回転により高速で移動可能に構成される。これにより、ワイヤ３は、フェルト２に支持された湿紙を所定の方向に順繰りに送ることができる。
　サクションボックス５は、フェルト２に支持された湿紙を乾燥させる機能を有する。このサクションボックス５の内部は、たとえば、図示しないポンプなどによって真空引きされている。
　そして、サクションボックス５は、この内部の負圧を用いて湿紙に含まれる水分を吸引し、湿紙を乾燥させる。これにより、サクションボックス５は、ワイヤ３で送られる湿紙を順繰りに乾燥させることができる。
　摺動部材６は、サクションボックス５においてワイヤ３と接する面に設けられ、高速で移動するワイヤ３と摺動する。
＜摺動部材＞
　つづいて、実施形態に係る摺動部材６の詳細について以下に説明する。実施形態に係る摺動部材６は、ＳｉＣ（炭化珪素）を主成分とする基体と、Ａｌ化合物とを備える。かかるＡｌ化合物は、少なくともＡｌ（アルミニウム）を含有する化合物である。
　図２は、実施形態に係る摺動部材６の内部に偏在するＡｌ化合物の分布を示す図であり、色の濃い（黒色の）部位がＳｉＣを主成分とする基体（以下、ＳｉＣ基体とも呼称する。）を示し、色の薄い（白色の）部位がＡｌ化合物を示している。
　図２に示すように、実施形態に係る摺動部材６では、ＳｉＣ基体の内部でＡｌ化合物が筋状に偏在している。これは、ＳｉＣ基体の内部において、ＳｉＣ粒子の界面にＡｌ化合物が偏在しているのが原因と考えられる。
　ここで、実施形態では、高速で移動するワイヤ３と摺動部材６とが摺動する際に、かかる摺動部材６が発熱して非常に高い温度（たとえば、２００℃以上）となる。すると、基体のＳｉＣ粒子よりも熱膨張率の大きいＡｌ化合物が膨張することから、ＳｉＣ粒子には周囲のＡｌ化合物から圧縮応力が加わる。
　これにより、高温時においてＳｉＣ粒子の組織が強化されるため、ワイヤ３と摺動する際に、摺動部材６のＳｉＣ粒子が脱粒することを抑制することができる。
　すなわち、実施形態では、基体の内部でＡｌ化合物を筋状に偏在させることにより、高温時における摺動部材６の耐摩耗性を向上させることができる。また、実施形態では、高温時においてＳｉＣ粒子の組織が強化されるため、摺動部材６の破壊靱性を向上させることができる。
　たとえば、実施形態では、ＳｉＣ基体の内部でＡｌ化合物を筋状に偏在させることにより、破壊靱性をＡｌ化合物が偏在していない場合の４（ＭＰａ・ｍ１／２）程度から、５（ＭＰａ・ｍ１／２）程度に向上させることができる。
　図３は、実施形態に係る摺動部材６のＳＥＭ観察写真を示す図であり、ＳｉＣ基体の内部で偏在するＡｌ化合物を拡大した写真を示している。また、図４～図６は、図３で示す部位Ａ～ＣのＥＤＳ（Energy　Dispersive　X-ray　Spectroscopy）分析結果を示す図である。
　図３において、符号Ａで示す色の薄い灰色の部位は、図４のＥＤＳ分析結果で示すように、ＳｉＣを主成分とする基体である。また、図３において、符号Ｂで示す色の濃い灰色の部位は、図５のＥＤＳ分析結果で示すように、Ａｌを含有するＡｌ化合物である。
　なお、摺動部材６のＸＲＤ（X-ray　Diffraction：Ｘ線回折）結果から、図３などに示すＡｌ化合物の主相はＡｌ２Ｏ３であると推定される。
　実施形態では、かかるＡｌ化合物が、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ａｌ４Ｏ４Ｃ、Ａｌ４Ｃ３およびＡｌ２ＯＣのうち少なくとも１つを含むとよい。かかる組成のＡｌ化合物はＳｉＣ粒子よりも熱膨張率が大きいことから、これらのＡｌ化合物をＳｉＣ粒子の界面に偏在させることにより、高温時においてＳｉＣ粒子の組織を効果的に強化することができる。
　したがって、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の耐摩耗性をさらに向上させることができる。また、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の破壊靱性をさらに向上させることができる。
　また、実施形態では、かかるＡｌ化合物が、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ａｌ４Ｏ４Ｃ、Ａｌ４Ｃ３およびＡｌ２ＯＣのうち少なくとも２つから選択された化合物の固溶体であってもよい。かかる固溶体はＳｉＣ粒子よりも熱膨張率が大きいことから、この固溶体をＳｉＣ粒子の界面に偏在させることにより、高温時においてＳｉＣ粒子の組織を効果的に強化することができる。
　したがって、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の耐摩耗性をさらに向上させることができる。また、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の破壊靱性をさらに向上させることができる。
　図３において、符号Ｃで示す白色の部位は、図６のＥＤＳ分析結果で示すように、少なくともＹ（イットリウム）およびＡｌを含有する化合物である。本開示では、かかる化合物を「Ｙ－Ａｌ化合物」と呼称する。実施形態に係るＹ－Ａｌ化合物は、Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３系の化合物であり、たとえば、ＹＡｌＯ３、Ｙ２Ａｌ４Ｏ９、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２などである。
　かかるＹ－Ａｌ化合物はＳｉＣ粒子よりも熱膨張率が大きいことから、Ｙ－Ａｌ化合物をＳｉＣ基体の内部に分散させることにより、高温時においてＳｉＣ粒子の組織を強化することができる。
　したがって、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の耐摩耗性を向上させることができる。また、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の破壊靱性を向上させることができる。
　また、実施形態では、図３に示すように、Ａｌ化合物（符号Ｂに対応）の幅がＹ－Ａｌ化合物（符号Ｃに対応）の幅よりも大きいとよい。このような太い幅を有するＡｌ化合物をＳｉＣ粒子の界面に偏在させることにより、ＳｉＣ粒子に加わる圧縮応力を増加させることができるため、高温時においてＳｉＣ粒子の組織を効果的に強化することができる。
　したがって、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の耐摩耗性をさらに向上させることができる。また、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の破壊靱性をさらに向上させることができる。
　また、実施形態では、ＳｉＣ基体の内部に、１（μｍ）以上の幅のＡｌ化合物が存在するとよい。このような太い幅を有するＡｌ化合物をＳｉＣ粒子の界面に偏在させることにより、ＳｉＣ粒子に加わる圧縮応力を増加させることができるため、高温時においてＳｉＣ粒子の組織を効果的に強化することができる。
　したがって、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の耐摩耗性をさらに向上させることができる。また、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の破壊靱性をさらに向上させることができる。
　また、実施形態では、図３に示すように、Ａｌ化合物の周囲には、Ａｌ化合物の周囲以外の部位よりもＹ－Ａｌ化合物を少なく分布するとよい。すなわち、実施形態では、Ａｌ化合物の周囲にはＹ－Ａｌ化合物が少なく分布し、Ａｌ化合物から離れた領域にはＹ－Ａｌ化合物が多く分布するとよい。ここで、「Ａｌ化合物の周囲」とは、Ａｌ化合物の界面から概ね５（μｍ）以内の範囲をいう。
　これにより、Ａｌ化合物の周囲にもＹ－Ａｌ化合物が多く分布する場合に比べて、ＳｉＣ基体の内部における応力バランスを均等にすることができる。なぜなら、ＳｉＣ基体に対して圧縮応力を発生させるＡｌ化合物とＹ－Ａｌ化合物とを互いに近づけて配置すると、Ａｌ化合物とＹ－Ａｌ化合物とが互いに干渉して応力バランスが悪化してしまうからである。
　すなわち、Ａｌ化合物の周囲にはＹ－Ａｌ化合物を少なく分布させ、Ａｌ化合物から離れた領域にはＹ－Ａｌ化合物を多く分布させることにより、高温時においてＳｉＣ粒子の組織を効果的に強化することができる。
　したがって、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の耐摩耗性をさらに向上させることができる。また、実施形態によれば、高温時における摺動部材６の破壊靱性をさらに向上させることができる。
　図７は、実施形態に係る摺動部材６のＸＲＤ分析結果を示す図である。図７に示すように、実施形態に係るＳｉＣ基体は、６Ｈ型のＳｉＣを主相とするとよい。これにより、ＳｉＣ基体自体の破壊靱性を向上させることができることから、摺動部材６の破壊靱性をさらに向上させることができる。
　図８は、実施形態に係る摺動部材のＳＥＭ観察写真を示す図である。図８に示すように、ＳｉＣ基体は、Ａｌ化合物（符号Ｂに対応）に隣接する第１部分（符号Ｄに対応）と、Ａｌ化合物から離れた第２部分（符号Ｅに対応）とを有する。
　本開示において、この第１部分は、たとえば、Ａｌ化合物から５～１０（μｍ）程度までの距離の領域である。また、第２部分は、たとえば、Ａｌ化合物から３０（μｍ）以上離れた領域である。
　そして、実施形態では、第１部分のボイド率が、第２部分のボイド率よりも小さくてもよい。なお、ＳｉＣ基体に存在するボイドは、図８において符号Ｆに対応する部位である。
　摺動部材６が発熱すると、基体のＳｉＣ粒子よりも熱膨張率の大きいＡｌ化合物が膨張することから、ＳｉＣ粒子には周囲のＡｌ化合物から圧縮応力が加わる。特に、Ａｌ化合物に接するＳｉＣ粒子（ここでは、Ａｌ化合物に接しているＳｉＣ粒子にさらに接するＳｉＣ粒子も含む）には、非常に大きな圧縮応力が加わる。
　そこで、Ａｌ化合物に接するＳｉＣ粒子、およびＡｌ化合物に近い領域にあるＳｉＣ粒子（すなわち、ＳｉＣ基体の第１部分）に加わる圧縮応力を増加させて破壊靭性を向上できれば、Ａｌ化合物の周囲におけるＳｉＣ粒子の脱粒（たとえば、摺動部材６の表面にあるＳｉＣ粒子の脱粒）を抑制することができる。
　そして、実施形態では、図８に示すように、第１部分のボイド率が第２部分のボイド率よりも小さいことから、Ａｌ化合物の熱膨張に伴って、ボイド率が小さい第１部分には大きな圧縮応力がかかり、破壊靭性が向上する。
　すなわち、実施形態では、第１部分のボイド率が第２部分のボイド率よりも小さくすることにより、第１部分にあるＳｉＣ粒子の脱粒を抑制することができる。
　次に、本開示の摺動部材６の製造方法の一例について説明する。
　まず、主成分であるＳｉＣの粉末と、焼結助剤であるＡｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の粉末とを準備する。ここで、Ａｌ２Ｏ３粉末の平均粒径（Ｄ５０）は０．３（μｍ）以上であり、Ｙ２Ｏ３粉末の平均粒径（Ｄ５０）は０．５（μｍ）以上である。また、焼結助剤として添加されるＡｌ２Ｏ３粉末の重量は、Ｙ２Ｏ３粉末の重量の２倍以上である。
　次に、準備したＳｉＣの粉末および焼結助剤の粉末を所定の割合で混合し、水および分散剤を加えて、ボールミルやビーズミルなどにより所定時間混合して１次スラリーとする。
　次に、得られた１次スラリーに有機バインダを添加して混合し、２次スラリーとする。そして、得られた２次スラリーを噴霧乾燥（スプレードライ）することで、主成分が炭化珪素である顆粒を得る。
　なお、かかる顆粒を得る際には、大きさが３０μｍ以上かつ１２０μｍ以下の顆粒が、顆粒全体のうち７０体積％以上を占めるように、噴霧乾燥の条件を適宜設定する。
　次に、得られた顆粒を所定の成形型に充填して、適宜設定される圧力で板状にプレス成形する。そして、得られた成形体を焼成炉に投入する。
　次に、投入した成形体を不活性ガス雰囲気中、温度を４５０～６５０℃、保持時間を２～１０時間として脱脂して、脱脂体を得る。そして、この脱脂体を、不活性ガスの減圧雰囲気中、最高温度を１７００～２１００℃、より好適には１８００～１９５０℃、保持時間を３～６時間として保持し、焼成する。
　なお、本開示では、炉内の有効体積が０．５（ｍ３）以上の焼成炉で成形体を焼成する。このように炉内の有効体積が大きく、排気量が大きい焼成炉で焼成することにより、排気時にＳｉＣ中の焼結助剤成分が組織外に引っ張られて蒸発しようと集まることから、ＳｉＣ基体の内部でＡｌ化合物を筋状に偏在させることができる。
　次に、得られた焼成体の表面をバレル研磨などで研磨し、研磨された焼成体に洗浄処理および乾燥処理を施すことにより、実施形態に係る摺動部材６を得ることができる。
　また、焼成工程において最高温度で保持する前に、かかる最高温度よりも５０℃～１００℃低い温度域（たとえば、１８００～１９００℃の間）で１時間以上保持する。その後、最高温度で保持する。
　このように、最高温度よりも５０℃～１００℃低い温度域で１時間以上保持することにより、Ａｌ化合物の偏在を促進しつつ、Ａｌ化合物に隣接する領域（すなわち、第１部分（ＳｉＣ粒子がある基体の部分））を特に緻密化することができる。
　これにより、第１部分のボイド率を第２部分のボイド率よりも小さくすることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　さらなる効果や他の態様は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
　１　　　製紙装置
　２　　　フェルト
　３　　　ワイヤ
　４　　　ローラ
　５　　　サクションボックス
　６　　　摺動部材

Claims (8)

  1. 　ＳｉＣを主成分とする基体と、
    　少なくともＡｌを含有する化合物であり、前記基体の内部で筋状に偏在するＡｌ化合物と、
    　を備える摺動部材。
  2. 　前記Ａｌ化合物は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ａｌ４Ｏ４Ｃ、Ａｌ４Ｃ３およびＡｌ２ＯＣのうち少なくとも１つを含む
    　請求項１に記載の摺動部材。
  3. 　前記基体は、少なくともＡｌおよびＹを含有する化合物であり、前記基体の内部に偏在するＹ－Ａｌ化合物をさらに備える
    　請求項１または２に記載の摺動部材。
  4. 　前記Ａｌ化合物の幅は、前記Ｙ－Ａｌ化合物の幅よりも大きい
    　請求項３に記載の摺動部材。
  5. 　前記Ａｌ化合物の周囲には、前記Ａｌ化合物の周囲以外の部位よりも前記Ｙ－Ａｌ化合物が少なく分布する
    　請求項３または４に記載の摺動部材。
  6. 　前記基体は、前記Ａｌ化合物に隣接する第１部分と、前記Ａｌ化合物から離れた第２部分とを有し、
    　前記第１部分のボイド率は、前記第２部分のボイド率よりも小さい
    　請求項１～５のいずれか一つに記載の摺動部材。
  7. 　前記基体は、６Ｈ型のＳｉＣを主相とする
    　請求項１～６のいずれか一つに記載の摺動部材。
  8. 　請求項１～７のいずれか一つに記載の摺動部材で構成され、
    　湿紙がセットされたフェルトを送るワイヤと摺動する製紙部材。
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