JP2006169055A - セラミックス構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】型内に、反応焼結窒化ケイ素の多孔質の小片と、ケイ素を主成分として酸化物を含有してなるスラリーを充填し、前記多孔質の小片の気孔部にスラリー中の水分を吸収させる、あるいは固化材の作用、冷却により、前記スラリーを固化させた後、必要に応じて脱脂し、窒素気流、あるいは雰囲気中で加熱し、前記ケイ素を窒化ケイ素に転化させた後、前記酸化物が窒化ケイ素と液相を形成する温度以上に更に加熱することで緻密化することによるセラミックス構造体の製造方法、そのセラミックス構造体、及び大型のセラミックス部材。
【選択図】図1
Description
(1)肉厚が一定でなく、厚肉部位を有するセラミックス構造体において、型内に充填、成形された、反応焼結セラミックスの多孔質の小片と原料スラリーの成形物の焼結体から成ることを特徴とするセラミックス構造体。
(2)反応焼結セラミックスの多孔質が、反応焼結窒化ケイ素の多孔質であり、セラミックス構造体が、窒化ケイ素構造体である前記(1)記載のセラミックス構造体。
(3)多孔質の小片が、多孔質の球体である前記(1)記載のセラミックス構造体。
(4)多孔質の小片が、大きさの異なる球体である前記(1)記載のセラミックス構造体。
(5)反応焼結セラミックスの多孔質の小片により骨格が形成されている前記(1)記載のセラミックス構造体。
(6)前記(1)から(5)のいずれかに記載のセラミックス構造体から成ることを特徴とするセラミックス部材。
(7)型内に、反応焼結セラミックスの多孔質の小片と、水分と原料粉末で成るスラリーを充填し、前記多孔質の小片の気孔部分にスラリー中の水分を吸収させることにより、前記スラリー部分を固化させ、成形物とすることを特徴とするセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
(8)型内に、反応焼結セラミックスの多孔質の小片と、有機バインダーと原料粉末から成るスラリーを充填し、固化成分の添加、あるいは冷却により、前記スラリー部分を固化させ、成形物とすることを特徴とするセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
(9)上記多孔質の小片が、反応焼結窒化ケイ素で構成されている前記(7)又は(8)記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
(10)上記スラリーが、ケイ素を主成分とする前記(7)又は(8)記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
(11)上記多孔質の小片が、球体である前記(7)又は(8)記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
(12)上記多孔質の小片として、大きさの異なる球体を使用することで、大きな球の間隙を小さな球体で埋めるように配し、狭隘部には小さな球体を配することにより、充填密度を向上させる前記(7)又は(8)記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
(13)上記反応焼結窒化ケイ素の小片又はケイ素を主成分とするスラリーに、酸化物が焼結促進用添加剤として含有されている前記(9)又は(10)記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
(14)型内に、多孔質の小片とスラリーを充填した後、振動を与え、均質にする前記(7)又は(8)記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
(15)前記(7)から(14)のいずれかに記載の方法で作製したセラミックス構造体の前駆体を、任意に脱脂し、焼結し、緻密化することを特徴とするセラミックス構造体の製造方法。
(16)窒素気流、あるいは雰囲気中で加熱し、前記ケイ素を窒化ケイ素に転化させた後、前記酸化物が窒化ケイ素と液相を形成する温度以上に更に加熱することで緻密化する前記(15)記載のセラミックス構造体の製造方法。
本発明は、大型で、肉厚が一定でなく、また、厚肉部位を有するセラミックス構造体に適用されるものであり、特に、焼結により、成形体の大きさがほとんど変わらない窒化ケイ素構造体に好適に適用されるものである。本発明のセラミックス構造体は、型内に充填された、反応焼結セラミックスの多孔質の小片と原料スラリーを前駆体(成形物)として生成した焼結体から成ることを特徴とするものである。このセラミックス構造体は、型内に、反応焼結セラミックスの多孔質の小片と、水分と原料粉末で成るスラリーを充填し、前記多孔質の小片の気孔部分にスラリー中の水分を吸収させることにより、前記スラリー部分を固化させ、成形することにより作製した前駆体としての成形物を、任意に脱脂し、焼結し、緻密化することにより製造される。
(1)本発明により、鋳込み成形では製造することが困難な、不均一な厚さ、厚肉の部位を有する、大型のセラミックス構造体を容易に製造することができる。
(2)本発明では、大掛かりな設備が不用であり、また、原料ロスもなく、本方法は、簡便で、かつ経済的である。
(3)本発明では、予め反応焼結させた多孔質の小片・球体によりセラミックス構造体の骨格を形成するので、原料スラリーのその後の焼結に要する時間を大幅に短縮化することができる。
(4)従来法では大量に使用する必要があった高価で焼き飛ばす必要のある有機成分の使用量を少量化することができる。
(5)予め反応焼結させた多孔質の小片・球体を骨格として含有する大型で、肉厚が一定でなく、厚肉部位を有し、かつ高い強度を有するセラミックス構造体を提供することができる。
(6)外型は高価な金型でなくても、例えば、加工しやすいプラスチック型でも良く、経済的である。
(7)一般のスリップキャストは、吸水中石膏型の使用回数が少なく(5回程度)、大量保管、廃棄が必要であるが、本発明では吸水材自体が構造体の一部になるため、型の廃棄も少なく環境に優しい。
Claims (16)
- 肉厚が一定でなく、厚肉部位を有するセラミックス構造体において、型内に充填、成形された、反応焼結セラミックスの多孔質の小片と原料スラリーの成形物の焼結体から成ることを特徴とするセラミックス構造体。
- 反応焼結セラミックスの多孔質が、反応焼結窒化ケイ素の多孔質であり、セラミックス構造体が、窒化ケイ素構造体である請求項1記載のセラミックス構造体。
- 多孔質の小片が、多孔質の球体である請求項1記載のセラミックス構造体。
- 多孔質の小片が、大きさの異なる球体である請求項1記載のセラミックス構造体。
- 反応焼結セラミックスの多孔質の小片により骨格が形成されている請求項1記載のセラミックス構造体。
- 請求項1から5のいずれかに記載のセラミックス構造体から成ることを特徴とするセラミックス部材。
- 型内に、反応焼結セラミックスの多孔質の小片と、水分と原料粉末で成るスラリーを充填し、前記多孔質の小片の気孔部分にスラリー中の水分を吸収させることにより、前記スラリー部分を固化させ、成形物とすることを特徴とするセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
- 型内に、反応焼結セラミックスの多孔質の小片と、有機バインダーと原料粉末から成るスラリーを充填し、固化成分の添加、あるいは冷却により、前記スラリー部分を固化させ、成形物とすることを特徴とするセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
- 上記多孔質の小片が、反応焼結窒化ケイ素で構成されている請求項7又は8記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
- 上記スラリーが、ケイ素を主成分とする請求項7又は8記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
- 上記多孔質の小片が、球体である請求項7又は8記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
- 上記多孔質の小片として、大きさの異なる球体を使用することで、大きな球の間隙を小さな球体で埋めるように配し、狭隘部には小さな球体を配することにより、充填密度を向上させる請求項7又は8記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
- 上記反応焼結窒化ケイ素の小片又はケイ素を主成分とするスラリーに、酸化物が焼結促進用添加剤として含有されている請求項9又は10記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
- 型内に、多孔質の小片とスラリーを充填した後、振動を与え、均質にする請求項7又は8記載のセラミックス構造体の前駆体の製造方法。
- 請求項7から14のいずれかに記載の方法で作製したセラミックス構造体の前駆体を、任意に脱脂し、焼結し、緻密化することを特徴とするセラミックス構造体の製造方法。
- 窒素気流、あるいは雰囲気中で加熱し、前記ケイ素を窒化ケイ素に転化させた後、前記酸化物が窒化ケイ素と液相を形成する温度以上に更に加熱することで緻密化する請求項15記載のセラミックス構造体の製造方法。
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JPS638265A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | 株式会社トクヤマ | 複合焼結体の製造方法 |
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