JP2001146485A - Tray for firing powder - Google Patents

Tray for firing powder

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JP2001146485A
JP2001146485A JP32393399A JP32393399A JP2001146485A JP 2001146485 A JP2001146485 A JP 2001146485A JP 32393399 A JP32393399 A JP 32393399A JP 32393399 A JP32393399 A JP 32393399A JP 2001146485 A JP2001146485 A JP 2001146485A
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JP
Japan
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carbon
silicon carbide
matrix
yarn
carbon fiber
Prior art date
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Withdrawn
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JP32393399A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Hanzawa
茂 半澤
Kenji Nakano
健治 中野
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tray not to be substantially reacted with a sintering auxiliary in producing various kinds of members made of metal by powder metallurgy. SOLUTION: This tray for firing powder comprises a Sin-CTC composite material which is composed of silicon carbide, a carbon fiber and a carbon component except the carbon fiber and has a structure constituted of a skeleton part and a matrix formed around the circumference of the skeleton part. At least 50% of the silicon carbide is β type, the skeleton part is composed of the carbon fiber and the carbon component except the carbon fiber, the silicon carbide may exist in a part of the skeleton part. The matrix is constituted of the silicon carbide, the matrix and the skeleton part are integrally formed and the composite material comprises a composite material having 0.5% to 5% porosity and a two-peak type average pore diameter distribution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、金属部材の粉末
焼成用トレー、特に、RXガスと称される還元性のガス
を使用して焼成をする炉で使用するトレーに関する。
The present invention relates to a tray for firing powder of a metal member, and more particularly to a tray used in a furnace for firing using a reducing gas called RX gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】 金属部材の粉末焼成用トレー、特に、
RXガスと称される還元性のガスを使用して焼成をする
炉で使用するトレーとしては、その軽量性、耐熱性に優
れていることから、現在は、炭素製、グラファイト製又
はセラミックス製のものが使用されている。ところで、
用いる金属材料の特質、成形する部材の形状等に応じ
て、各種の焼成助剤が使用されている。使用される焼成
助剤の種類によっては、焼成中に焼成助剤がトレーと反
応して、トレー表面を荒らしたり、トレー表面上に堆積
する所謂ビルドアップ現象を起こすことが知られてい
る。トレー表面精度/形状は焼成部品の精度に影響する
ため、表面精度、ビルドアップが一定の基準を超えると
使用することができず、表面を再研磨するか又は新しい
ものと交換することが求められているのが現状であり、
そのため交換頻度が高く、この方法で製造される各種部
材のコストに占める割合も無視できないのが現状であ
る。またロボット等によりトレーを搬送したりする時に
衝撃や焼成工程中の熱衝撃で割れてしまうこともあり、
耐衝撃性に優れたトレーが望まれている。
2. Description of the Related Art A tray for firing powder of a metal member, in particular,
As a tray used in a furnace for firing using a reducing gas called RX gas, it is currently made of carbon, graphite, or ceramics because of its light weight and excellent heat resistance. Things are used. by the way,
Various firing aids are used depending on the characteristics of the metal material used, the shape of the member to be molded, and the like. It is known that, depending on the type of baking aid used, the baking aid reacts with the tray during baking to cause a so-called build-up phenomenon in which the tray surface is roughened or deposited on the tray surface. Since the surface accuracy / shape of the tray affects the accuracy of the fired parts, it cannot be used if the surface accuracy and build-up exceed a certain standard, and the surface must be polished or replaced with a new one. Is the current situation,
Therefore, the frequency of replacement is high, and the proportion of the cost of various members manufactured by this method cannot be ignored. Also, when the tray is transported by a robot or the like, it may be broken by impact or thermal shock during the baking process,
A tray excellent in impact resistance is desired.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】 本発明は上記した従
来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、金属製の各種部材を粉末焼成により製造する
際に、焼成助剤と実質的に反応せず、耐衝撃性に優れ、
寿命の長いトレーを提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a firing aid for manufacturing various metallic members by powder firing. And does not substantially react with
It is to provide a tray with a long life.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】 本発明者等は、上記の
様な現状に鑑みて種々検討した結果、炭化珪素と炭素繊
維と炭素繊維以外の炭素成分とから構成され、骨格部と
骨格部の周囲に形成されマトリックスとからなる構造を
有するSiC−C/Cコンポジット複合材料であって、
炭化珪素の少なくとも50%はβ型で、骨格部は、炭素
繊維と炭素繊維以外の炭素成分により形成されており、
その骨格部の一部分には炭化珪素が存在していてもよ
く、マトリックスは、炭化珪素により形成され、前記マ
トリックスと前記骨格部とは一体的に形成されており、
かつ、前記複合材料は0.5%〜5%の気孔率と二山型
の平均気孔径の分布を有する複合材料を使用することに
より上記の目的が達成されることを見いだして、本発明
を完成させたものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies in view of the above-mentioned current situation, and as a result, have been made of silicon carbide, carbon fiber, and a carbon component other than carbon fiber, and have a skeleton portion and a skeleton portion. A SiC—C / C composite composite material having a structure formed around and around
At least 50% of the silicon carbide is β-type, and the skeleton is formed of carbon fibers and carbon components other than carbon fibers.
Silicon carbide may be present in a part of the skeleton, the matrix is formed of silicon carbide, and the matrix and the skeleton are integrally formed,
In addition, the present invention has been found to achieve the above object by using a composite material having a porosity of 0.5% to 5% and a two-peaked average pore diameter distribution. It has been completed.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】 本発明に係るトレーは、その基
材として、主として炭素繊維からなる原料を使用するも
のである。本発明に使用する炭素繊維としては、その製
法、使用原料を問わず何れの炭素繊維も使用可能であ
る。トレーを製造するに際しては、炭素繊維をバインダ
ー等を使用して、先ず、所定形状に成形する。この場合
には、耐久性の点から以下にいうC/Cコンポジットが
好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A tray according to the present invention uses a raw material mainly composed of carbon fibers as its base material. As the carbon fiber used in the present invention, any carbon fiber can be used irrespective of its production method and raw materials. In manufacturing a tray, carbon fibers are first formed into a predetermined shape using a binder or the like. In this case, the following C / C composite is preferable from the viewpoint of durability.

【0006】 本明細書において、C/Cコンポジット
とは、炭素繊維の束のマトリックスとして作用する粉末
状のバインダーであって、焼成後には炭素繊維の束に対
して遊離炭素となるピッチ、コークス類を包含させ、さ
らに必要に応じてフェノール樹脂粉末等を含有させるこ
とによって、炭素繊維束を調製し、この炭素繊維束の周
囲に、熱可塑性樹脂等のプラスチックからなる柔軟な被
膜を形成し、柔軟性中間材としてのプレフォームドヤー
ンを得る。このプレフォームドヤーンを、特開平2−8
0639号公報に記載されている方法によりシート状ま
たは織布状にし、必要量を積層した後、ホットプレスで
成形し得られた成形体、または、この成形体を焼成して
得られる焼成体をいう。すなわち、本発明においてC/
Cコンポジットとは、炭素繊維と炭素繊維以外の炭素と
から構成され、該炭素繊維は、特定の本数からなる炭層
繊維束からなる積層構造を構成しており、炭素繊維以外
の炭素は、該積層構造と積層構造との間の空隙をマトリ
ックスを形成して、埋めている構造を有する、特定積層
構造とマトリックスの構造からなることを特徴とする複
合材料をいう。
[0006] In the present specification, a C / C composite is a powdery binder that acts as a matrix of a bundle of carbon fibers, and pitch and coke that become free carbon with respect to the bundle of carbon fibers after firing. And further, if necessary, by containing a phenol resin powder or the like, thereby preparing a carbon fiber bundle, forming a flexible film made of a plastic such as a thermoplastic resin around the carbon fiber bundle, To obtain a preformed yarn as a functional intermediate material. This preformed yarn is disclosed in
After forming a sheet or a woven fabric by the method described in JP-A-0639, laminating a required amount, and then molding by hot pressing, or a fired body obtained by firing this molded body, Say. That is, in the present invention, C /
The C composite is composed of carbon fiber and carbon other than carbon fiber, and the carbon fiber has a laminated structure composed of a specific number of carbonized fiber bundles. A composite material having a structure in which a matrix is formed and filled in a gap between the structure and the laminated structure, the composite material comprising a specific laminated structure and a matrix structure.

【0007】 基本素材として使用するC/Cコンポジ
ットとしては、直径が10μm前後の炭素繊維を、通
常、数百本〜数万本束ねて繊維束(ヤーン)を形成し、
この繊維束を熱可塑性樹脂で被覆して調製した柔軟性糸
状中間材を得、これを特開平2−80639号公報に記
載されている方法によりシート状にし、このシート状と
したものを二次元または三次元方向に配列して一方向シ
ート(UDシート)や各種クロスとしたり、また上記シ
ートやクロスを積層したりすることにより、所定形状の
予備成形体(繊維プリフォーム)を形成し、該予備成形
体の繊維束の外周に形成されている有機物からなる熱可
塑性樹脂等の被膜を焼成し、上記の同皮膜を炭化除去し
たものを使用すればよい。なお、本明細書に於いて、参
考のために特開平2−80639号公報の記載を引用す
る。本発明に於いて使用するC/Cコンポジットは、上
記のヤーン中の炭素繊維以外の炭素成分は、好ましくは
炭素粉末であり、特に好ましくは黒鉛化した炭素粉末で
ある。
As a C / C composite used as a basic material, carbon fibers having a diameter of about 10 μm are usually bundled to form a fiber bundle (yarn) by bundling hundreds to tens of thousands of carbon fibers.
This fiber bundle is coated with a thermoplastic resin to obtain a flexible thread-like intermediate material, which is formed into a sheet by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-80639. Alternatively, a preformed body (fiber preform) having a predetermined shape is formed by arranging in a three-dimensional direction to form a unidirectional sheet (UD sheet) or various cloths, or by laminating the sheets or cloths. It is only necessary to use a material obtained by baking a film of a thermoplastic resin or the like made of an organic substance formed on the outer periphery of the fiber bundle of the preform and removing the film by carbonization. In this specification, the description of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-80639 is cited for reference. In the C / C composite used in the present invention, the carbon component other than the carbon fiber in the yarn is preferably a carbon powder, particularly preferably a graphitized carbon powder.

【0008】 本発明において、トレーを製造する際に
使用する原材料であるSiC系複合材料は、炭化珪素と
炭素繊維と炭素繊維以外の炭素成分とから構成され、骨
格部と骨格部の周囲に形成されマトリックスとからなる
構造を有するSiC−C/Cコンポジット複合材料であ
って、炭化珪素の少なくとも50%はβ型で、骨格部
は、炭素繊維と炭素繊維以外の炭素成分により形成され
ており、その骨格部の一部分には炭化珪素が存在してい
てもよく、マトリックスは、炭化珪素により形成され、
前記マトリックスと前記骨格部とは一体的に形成されて
おり、かつ、前記複合材料は0.5%〜5%の気孔率と
二山型の平均気孔径の分布を有する複合材料である。
In the present invention, the SiC-based composite material, which is a raw material used in manufacturing the tray, is composed of silicon carbide, carbon fiber, and a carbon component other than carbon fiber, and is formed around the skeleton and the skeleton. A SiC-C / C composite composite material having a structure consisting of a matrix and a matrix, wherein at least 50% of the silicon carbide is β-type, and the skeleton is formed of carbon fibers and carbon components other than carbon fibers; Silicon carbide may be present in a part of the skeleton, the matrix is formed by silicon carbide,
The matrix and the skeleton are integrally formed, and the composite material is a composite material having a porosity of 0.5% to 5% and a distribution of an average pore diameter of a double peak.

【0009】 従って、このSiC系複合材料は、骨格
部として、各炭素繊維が炭素繊維束から構成されている
C/Cコンポジットを用いており、そのため、その一部
にSiCが形成されていても、各炭素繊維としては炭素
繊維としての構造が、破壊されることなく保持されてい
るために炭素繊維が炭化珪素化により短繊維化すること
がないので、原料であるC/Cコンポジットの有する機
械的強度がほぼ保持されるか、炭化珪素化により増大す
るという大きな特徴を有している。しかも、ヤーン集合
体中で隣り合うヤーンの間に、SiC系材料からなるマ
トリックスが形成された複合構造を有している。なお、
この材料は、平成11年2月9日付けの出願に係る特願
平11−31979号に開示された方法により製造する
ことができる。従って、特願平11−31979号の内
容をここに引用する。
Therefore, this SiC-based composite material uses, as a skeleton, a C / C composite in which each carbon fiber is composed of a carbon fiber bundle. Therefore, even if SiC is partially formed, Since each carbon fiber has a structure as a carbon fiber, which is maintained without being broken, the carbon fiber does not become short due to silicon carbide. Therefore, a machine having a C / C composite as a raw material is used. The main feature is that the mechanical strength is almost maintained or increases due to silicon carbide. Moreover, the yarn assembly has a composite structure in which a matrix made of a SiC-based material is formed between adjacent yarns. In addition,
This material can be manufactured by the method disclosed in Japanese Patent Application No. 11-31979 filed on Feb. 9, 1999. Therefore, the contents of Japanese Patent Application No. 11-31979 are cited here.

【0010】 本発明において、SiC系材料とは、炭
素との結合度を異にする炭化珪素を含有する材料をい
う。SiC系複合材料の製造に際しては、C/Cコンポ
ジットに、金属珪素を含浸させるが、その際、金属珪素
はコンポジット内の炭素繊維を構成する炭素原子および
/または炭素繊維の表面に残存している遊離炭素原子と
反応し、一部が炭化されるために、C/Cコンポジット
の最表面や炭素繊維からなるヤーンとヤーンとの間に
は、一部炭化された珪素が生成し、かくして上記のヤー
ンとヤーンとの間には炭化珪素からなるマトリックスが
形成される。
In the present invention, the SiC-based material refers to a material containing silicon carbide having a different degree of bonding with carbon. In producing the SiC-based composite material, the C / C composite is impregnated with metallic silicon. At this time, the metallic silicon remains on the carbon atoms constituting the carbon fibers and / or the surface of the carbon fibers in the composite. Since it reacts with free carbon atoms and is partially carbonized, partially carbonized silicon is produced between the outermost surface of the C / C composite and the yarns composed of carbon fibers, and thus the above-mentioned silicon is produced. A matrix made of silicon carbide is formed between the yarns.

【0011】 このマトリックスにおいては、極微量の
珪素と炭素とが結合したが炭化珪素質の相から、純粋な
炭化珪素結晶相に至るまで、いくつかの相異なる相を含
みうる。しかし、このマトリックスには、X線による検
出限界(0.3重量%)以下の金属珪素しか含まれな
い。つまり、このマトリックスは、典型的には炭化珪素
相からなるが、炭化珪素相には、珪素の含有量が傾斜的
に変化しているSiC質相を含みうる。従って、SiC
系材料とは、このようなSiC系相において、炭素の濃
度として、少なくとも0.01mol%以上から50m
ol%までの範囲以内で含まれている材料の総称であ
る。なお、炭素濃度が、0.01mol%未満に制御す
るには、C/Cコンポジット中の遊離炭素の量との関係
で、添加する金属珪素の量の厳密な計量が要求されるこ
とと、最終工程での温度管理が複雑になるので実質的で
ない。従って、理論的には、炭素濃度を0.001mo
l%程度まで制御することは可能である。なお、金属珪
素が残存することは、粉末冶金に際して、被成形部材を
構成する金属との反応が起こり、部材に信頼性に影響す
るので厳密に制御することが求められる。許容できる金
属珪素の量は、 EPMAで測定するとき、0.1%以
下である。この様に、残存する金属珪素を厳しく制御す
るためには、金属シリコンの含浸工程における温度管理
が重要である。
In this matrix, a very small amount of silicon and carbon are bonded, but may contain several different phases from a silicon carbide phase to a pure silicon carbide crystal phase. However, this matrix contains only metallic silicon below the detection limit (0.3% by weight) by X-rays. That is, although this matrix is typically made of a silicon carbide phase, the silicon carbide phase may include a SiC-based phase in which the content of silicon is inclined. Therefore, SiC
The system material refers to a concentration of carbon of at least 0.01 mol% or more and 50 m or more in such an SiC-based phase.
It is a general term for materials contained within the range up to ol%. In order to control the carbon concentration to less than 0.01 mol%, it is necessary to strictly measure the amount of metallic silicon to be added in relation to the amount of free carbon in the C / C composite. It is not practical because the temperature control in the process becomes complicated. Therefore, theoretically, the carbon concentration is set to 0.001 mo.
It is possible to control to about 1%. It is to be noted that the remaining metallic silicon is required to be strictly controlled since powder metallurgy causes a reaction with the metal constituting the member to be molded, which affects the reliability of the member. The acceptable amount of metallic silicon is less than 0.1% as measured by EPMA. Thus, in order to strictly control the remaining metal silicon, it is important to control the temperature in the metal silicon impregnation step.

【0012】 このSi系複合材料について、図面を使
用してさらに説明することとする。このSiC系複合材
料の骨格部も、基本的には図1に示したものと同じであ
る。本発明に係るSiC系複合材料を、図1においての
IIa−IIa線で切断した場合の断面図は、図2
(a)、同じく図1においてのIIb−IIb線で切断
した場合の断面図は、図2(b)として示す。また、図
3は、小突起部の形成状況を模式的に示す一部断面図で
ある。SiC系複合材料17の骨格は、Si−SiC系
複合材料7の骨格と同様に、ヤーン集合体16によって
構成されている。ヤーン集合体16は、ヤーン配列体1
1A、11B、11C、11D、11E、11Fを上下
方向に積層してなる。各ヤーン配列体においては、各ヤ
ーン13が二次元的に配列されており、各ヤーンの長手
方向がほぼ平行である。上下方向に隣り合う各ヤーン配
列体における各ヤーンの長手方向は、直交している。す
なわち、各ヤーン配列体11A、11C、11Eの各ヤ
ーン12Aの長手方向は、互いに平行であり、かつ各ヤ
ーン配列体11B、11D、11Fの各ヤーン12Bの
長手方向に対して直交している。各ヤーンは、炭素繊維
と、炭素繊維以外の炭素成分とからなる繊維束13から
なる。ヤーン配列体が積層されることによって、三次元
格子形状のヤーン集合体16が構成される。各ヤーン
は、後述するような加圧成形工程の間に押しつぶされ、
やや楕円形になっている。
The Si-based composite material will be further described with reference to the drawings. The skeleton of this SiC-based composite material is basically the same as that shown in FIG. FIG. 2 is a sectional view when the SiC-based composite material according to the present invention is cut along the line IIa-IIa in FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line IIb-IIb in FIG. 1A. FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing the state of formation of the small projections. The skeleton of the SiC-based composite material 17 is constituted by the yarn aggregate 16, similarly to the skeleton of the Si—SiC-based composite material 7. The yarn aggregate 16 is the yarn array 1
1A, 11B, 11C, 11D, 11E, and 11F are vertically stacked. In each yarn array, the yarns 13 are two-dimensionally arranged, and the longitudinal directions of the yarns are substantially parallel. The longitudinal direction of each yarn in each vertically arranged yarn array is orthogonal. That is, the longitudinal direction of each yarn 12A of each of the yarn arrays 11A, 11C and 11E is parallel to each other, and is orthogonal to the longitudinal direction of each of the yarns 12B of each of the yarn arrays 11B, 11D and 11F. Each yarn is composed of a fiber bundle 13 composed of carbon fibers and carbon components other than carbon fibers. The yarn assembly 16 having a three-dimensional lattice shape is formed by stacking the yarn arrays. Each yarn is crushed during the pressing process as described below,
It is slightly elliptical.

【0013】 各ヤーン配列体11A、11C、11E
においては、隣り合う各ヤーンの間隙には、マトリック
ス18Aが充填されており、各マトリックス18Aはヤ
ーン12Aの表面に沿ってそれと平行に延びている。各
ヤーン配列体11B、11D、11Fにおいては、隣り
合う各ヤーンの間隙には、マトリックス18Bが充填さ
れており、各マトリックス18Bは、ヤーン12Bの表
面に沿ってそれと平行に延びている。図2(a)および
図2(b)示したように、マトリックス18A、18B
は、それぞれ、各ヤーンの表面を被覆する炭化珪素相1
4からなっている。炭化珪素相の一部は、小突起部19
として表面に突出するか、あるいは、複合部材の内部に
おいては、図3に示したように、炭素繊維層に突出して
いてもよい。この様な小突起部の内部には、中央値が約
100μmの孔径を有する気孔(空隙:15)が形成さ
れている。なお、この小突起部19は、殆どが原料のC
/Cコンポジットの炭素繊維以外の炭素成分からなるマ
トリックスの跡に沿って形成されるので、ヤーンとヤー
ンとの間隔および/またはヤーン配列体とヤーン配列体
との間隔を適宜選択することにより、単位面積当たりの
小突起部19の密度、大きさを調整することが可能であ
る。トレーとしては、電子顕微鏡下で観測測定したと
き、上記小突起部の大きさが、その最高高さで、10μ
m以下であり、かつ、1cm2当たりの密度が9個以下
であることが好ましい。この範囲外となると、トレーの
表面形状が焼成部品に転写されるため、精密な部材焼成
用トレーとしては好ましくない。隣接するヤーン12A
と12Bとの間にも、炭化珪素相14が形成されていて
もよい。
Each yarn array 11A, 11C, 11E
In, the gap between adjacent yarns is filled with a matrix 18A, and each matrix 18A extends along and parallel to the surface of the yarn 12A. In each of the yarn arrangements 11B, 11D, 11F, the gap between adjacent yarns is filled with a matrix 18B, and each matrix 18B extends along the surface of the yarn 12B and parallel thereto. As shown in FIGS. 2A and 2B, the matrices 18A and 18B
Represents a silicon carbide phase 1 covering the surface of each yarn.
It consists of four. A part of the silicon carbide phase is
As shown in FIG. 3, it may project to the surface of the carbon fiber layer inside the composite member. Inside such small projections, pores (voids: 15) having a median diameter of about 100 μm are formed. It should be noted that most of the small projections 19 are made of C
/ C composites are formed along the traces of the matrix composed of carbon components other than carbon fibers. Therefore, by appropriately selecting the distance between yarns and / or the distance between yarn arrays and yarn arrays, the unit It is possible to adjust the density and size of the small projections 19 per area. As a tray, when observed and measured under an electron microscope, the size of the small projections was 10 μm at the maximum height.
m or less, and the density per 1 cm 2 is preferably 9 or less. If it is out of this range, the surface shape of the tray is transferred to the fired component, which is not preferable as a tray for precise member firing. Adjacent yarn 12A
Silicon carbide phase 14 may also be formed between and 12B.

【0014】 各マトリックス18Aと18Bとは、そ
れぞれヤーンの表面に沿って細長く、好ましくは直線状
に延びており、各マトリックス18Aと18Bとは互い
に直交している。そして、ヤーン配列体11A、11
C、11Eにおけるマトリックス18Aと、これに直交
するヤーン配列体11B、11D、11Fにおけるマト
リックス18Bとは、それぞれヤーン12Aと12Bと
の間隙部分で連続している。この結果、マトリックス1
8A、18Bは、全体として、三次元格子を形成してい
る。
Each matrix 18A and 18B is elongated, preferably linear, along the surface of the yarn, respectively, and each matrix 18A and 18B is orthogonal to each other. Then, the yarn arrays 11A, 11
The matrix 18A in C and 11E and the matrix 18B in the yarn arrays 11B, 11D and 11F orthogonal thereto are continuous at the gap between the yarns 12A and 12B, respectively. As a result, matrix 1
8A and 18B form a three-dimensional lattice as a whole.

【0015】 セッターは、通常は平板状であり、セッ
ターとして、炉の内外部の出し入れ、持ち運び等の際に
要求される強度が充分に保持できる厚さと、炉の大き
さ、成形する部材の大きさ、各ロット当たり製造数等を
考慮して、その形状を定めればよく、例えば、自動車部
品であるギヤ等の場合で、400mm×300mm×7
mmの大きさがあればよい。即ち、用途に応じて適宜選
定すればよい。その形状については当業者であれば周知
である。
The setter is usually a flat plate. As the setter, the thickness, the size of the furnace, the size of the member to be molded, and the thickness capable of sufficiently maintaining the strength required when the inside and outside of the furnace are taken in and out, and the carrying, etc. The shape may be determined in consideration of the number of products manufactured for each lot. For example, in the case of a gear or the like as an automobile part, 400 mm × 300 mm × 7
mm is sufficient. That is, it may be appropriately selected according to the application. The shape is well known to those skilled in the art.

【0016】[0016]

【実施例】 以下、本発明の具体的態様について実施例
によりさらに詳しく説明するが、本発明はその要旨を超
えない限りこれらの実施例によって限定されるものでは
ない。
EXAMPLES Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist.

【0017】(製造例)炭素繊維の束のマトリックスと
して作用し、最終的には、炭素繊維の束に対しては遊離
炭素となる粉末状のバインダーピッチを繊維の方向を一
方向に引き揃えた炭素繊維に包含させた後、さらにフェ
ノール樹脂粉末等を含有させることによって、炭素繊維
束を調製した。かくして調製した炭素繊維束の周囲に、
熱可塑性樹脂等のプラスチックからなる柔軟な被膜を形
成し、柔軟性中間材であるプリフォームドヤーンを得
た。このプリフォームドヤーンを、焼成後の大きさが5
00mm×400mm×10mmとなるように、特開平
2−80639号公報に記載の方法によりシート状にし
て必要量を炭素繊維の繊維の方向が互いに直交するよう
に積層した後、ホットプレスで180℃、10kg/c
2で樹脂を硬化させた。次いで、窒素中で2000℃
で焼成し、400mm×300mm×7mmの大きさを
有するC/Cコンポジットを得た。得られたC/Cコン
ポジットの密度は1.6g/cm3、開気孔率は20%
であった。
(Production Example) A powdery binder pitch which acts as a matrix of carbon fiber bundles and finally becomes free carbon for the carbon fiber bundles is aligned in one direction of the fibers. After being included in the carbon fiber, a carbon fiber bundle was prepared by further incorporating a phenol resin powder or the like. Around the carbon fiber bundle thus prepared,
A flexible film made of a plastic such as a thermoplastic resin was formed to obtain a preformed yarn as a flexible intermediate material. This preformed yarn has a size of 5 after firing.
A sheet is formed by a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-80639 so that the required amount becomes 00 mm × 400 mm × 10 mm, and the necessary amount is laminated so that the directions of the carbon fibers are orthogonal to each other. , 10kg / c
The resin was cured at m 2. Then in nitrogen at 2000 ° C
Then, a C / C composite having a size of 400 mm × 300 mm × 7 mm was obtained. The density of the obtained C / C composite is 1.6 g / cm 3 and the open porosity is 20%.
Met.

【0018】 次に、得られたC/Cコンポジットを、
気孔率が3%となるのに充分な量からなる、純度99.
8%、平均粒径1mmの金属珪素粉末で充填されたカー
ボンるつぼ内に立設した。次いで、焼成炉内にカーボン
るつぼを移動した。焼成炉内の温度を1300℃、不活
性ガスとしてアルゴンガス流量を20NL/分、焼成炉
内圧を1hPaその保持時間を4時間として処理した
後、焼成炉内の圧力をそのまま保持しつつ、炉内温度を
1600℃に昇温することにより、C/Cコンポジット
に金属珪素を含浸させて、気孔率3%のSiC−C/C
コンポジット複合材料を製造した。また、得られた材料
の小突起部の大きさの内、最高の高さが8μmであり、
かつ、1cm2当たりの密度が7個であった。このもの
を周辺加工して、金属粉末焼成用のトレーを製造した。
このものを、金属粉末焼成用の炉での粉末焼成用トレー
として使用したところ、100回焼成に供したが、ビル
ドアップは全く認められなっかた。従来のものに比較し
て、その寿命は、5倍以上であった。
Next, the obtained C / C composite is
Purity 99. consisting of an amount sufficient to give a porosity of 3%.
It was erected in a carbon crucible filled with 8% metallic silicon powder having an average particle size of 1 mm. Next, the carbon crucible was moved into the firing furnace. After the temperature in the firing furnace was 1300 ° C., the flow rate of argon gas as an inert gas was 20 NL / min, the pressure in the firing furnace was 1 hPa, and the holding time was 4 hours, the pressure in the firing furnace was maintained as it was. By raising the temperature to 1600 ° C., the C / C composite is impregnated with metallic silicon to form a 3% porosity SiC—C / C.
A composite composite was produced. Also, the maximum height of the small projections of the obtained material is 8 μm,
In addition, the density per cm 2 was 7 pieces. This was processed peripherally to produce a tray for firing metal powder.
When this was used as a powder firing tray in a furnace for firing metal powder, it was subjected to firing 100 times, but no build-up was observed. The service life was 5 times or more as compared with the conventional one.

【0019】[0019]

【発明の効果】 上記の試験結果から明らかなように、
本発明に係るトレーは、繰り返し使用しても、実質的
に、長期間ビルドアップの形成もなく、安定的に粉末焼
成に使用できるという効果を発揮するものである。
As is clear from the above test results,
The tray according to the present invention exerts an effect that it can be stably used for powder firing without substantially forming build-up for a long period of time even when used repeatedly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るトレー用素材として使用するS
iC系複合材料の基本構造をなすヤーン集合体の構造を
模式的に示す斜視図である。
FIG. 1 shows S used as a tray material according to the present invention.
It is a perspective view which shows typically the structure of the yarn assembly which forms the basic structure of an iC type composite material.

【図2】 (a)は、SiC系複合材料を図1のIIa
−IIa線で切断した場合の断面図であり、(b)は、
同材料を図1のIIb−IIb線で切断した場合の断面
図である。
FIG. 2 (a) shows a SiC-based composite material IIa of FIG. 1;
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line IIa, and FIG.
It is sectional drawing at the time of cutting | disconnecting the same material along the IIb-IIb line of FIG.

【図3】 小突起部の形成状況を模式的に示す一部断面
図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing a formation state of a small projection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A、1B、1C、1D、1Eおよび1F…ヤーン配列
体、2A…ヤーン、2B…ヤーン、3…繊維束(ヤー
ン)、4A…炭化珪素相、4B…炭化珪素相、4C…炭
化珪素相、5A…Si−SiC系材料相、5B…Si−
SiC系材料相、5C…Si−SiC系材料相、6…ヤ
ーン集合体、7…繊維複合材料、8A…マトリックス、
8B…マトリックス、11A、11B、11C、11
D、11Eおよび11F…ヤーン配列体、12A…ヤー
ン、12B…ヤーン、13…繊維束(ヤーン)、14…
炭化珪素相、15…空隙、16…ヤーン集合体、17…
繊維複合材料、18A…マトリックス、18B…マトリ
ックス、19…小突起部。
1A, 1B, 1C, 1D, 1E and 1F ... yarn arrangement, 2A ... yarn, 2B ... yarn, 3 ... fiber bundle (yarn), 4A ... silicon carbide phase, 4B ... silicon carbide phase, 4C ... silicon carbide phase, 5A ... Si-SiC material phase, 5B ... Si-
SiC-based material phase, 5C: Si-SiC-based material phase, 6: Yarn aggregate, 7: Fiber composite material, 8A: Matrix,
8B ... matrix, 11A, 11B, 11C, 11
D, 11E and 11F ... yarn arrangement, 12A ... yarn, 12B ... yarn, 13 ... fiber bundle (yarn), 14 ...
Silicon carbide phase, 15 ... voids, 16 ... yarn aggregate, 17 ...
Fiber composite material, 18A matrix, 18B matrix, 19 small projections.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G001 BA60 BA62 BA78 BA86 BB22 BB60 BB86 BC32 BC34 BC47 BC54 BD01 BD37 BE03 BE33 BE34 4K055 AA05 HA08 HA27  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G001 BA60 BA62 BA78 BA86 BB22 BB60 BB86 BC32 BC34 BC47 BC54 BD01 BD37 BE03 BE33 BE34 4K055 AA05 HA08 HA27

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化珪素と炭素繊維と炭素繊維以外の炭
素成分とから構成され、骨格部と骨格部の周囲に形成さ
れマトリックスとからなる構造を有するSiC−C/C
コンポジット複合材料であって、炭化珪素の少なくとも
50%はβ型で、骨格部は、炭素繊維と炭素繊維以外の
炭素成分により形成されており、その骨格部の一部分に
は炭化珪素が存在していてもよく、マトリックスは、炭
化珪素により形成され、前記マトリックスと前記骨格部
とは一体的に形成されており、かつ、前記複合材料は
0.5%〜5%の気孔率と二山型の平均気孔径の分布を
有する複合材料からなることを特徴とする粉末焼成用ト
レー。
An SiC-C / C comprising silicon carbide, carbon fiber, and a carbon component other than carbon fiber, having a structure comprising a skeleton and a matrix formed around the skeleton.
A composite composite material, wherein at least 50% of silicon carbide is β-type, a skeleton is formed of carbon fibers and carbon components other than carbon fibers, and silicon carbide is present in a part of the skeleton. The matrix may be formed of silicon carbide, the matrix and the skeleton may be integrally formed, and the composite material may have a porosity of 0.5% to 5% and a double peak shape. A powder firing tray comprising a composite material having an average pore size distribution.
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