JP2008162875A - 高強度チタンシリコンカーバイド基複合材料及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多結晶チタンシリコンカーバイドの結晶粒を配向させ、大部分の結晶のc面が一方向に揃った組織のチタンシリコンカーバイドに微細な炭化チタン粒子が分散した組織で、その強度が従来の多結晶チタンシリコンカーバイドより大きいことを特徴とするチタンシリコンカーバイド基複合材料、及びこの複合材料に10〜20体積パーセントの炭化ケイ素ウィスカが分散した組織で、更に、高強度であることを特徴とするチタンシリコンカーバイド基複合材料、及びチタン、ケイ素、炭化チタンの混合粉末、又はチタン、炭化ケイ素、炭素の混合粉末を用いて、上記チタンシリコンカーバイド基複合材料を製造する方法。
【選択図】図3
Description
(1)多結晶チタンシリコンカーバイドの結晶粒を配向させて強度を改善したチタンシリコンカーバイド基複合材料であって、結晶のc面が一方向に揃った組織のチタンシリコンカーバイドに微細な炭化チタン粒子が分散した組織を有し、その強度が、通常の多結晶チタンシリコンカーバイドより大きいことを特徴とするチタンシリコンカーバイド基複合材料。
(2)粒子径が5μmより小さい微細な炭化チタン粒子が分散した組織を有する、前記(1)に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料。
(3)4点曲げ強度が、室温で平均524MPa、500℃で平均681MPa、800℃で平均635MPaを満たしている、前記(1)又は(2)に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料。
(4)上記複合材料に10〜20体積パーセントの炭化ケイ素ウィスカが分散した組織を有し、更に高強度であることを特徴とする前記(1)に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料。
(5)4点曲げ強度が、室温で平均990MPa、500℃で平均996MPa、800℃で平均937MPaを満たしている、前記(4)に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料。
(6)前記(1)から(5)のいずれかに記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料からなることを特徴とする構造用セラミックス部材。
(7)チタン、ケイ素、炭化チタンの混合粉末、又はチタン、炭化ケイ素、炭素の混合粉末を、真空又は不活性ガス中で加熱して反応させることにより、チタンシリコンカーバイド又はチタンシリコンカーバイドを主成分とする複合材料を合成した後、これを、粒子径が20μmより小さくなるまで粉砕し、粉砕粉、又は粉砕粉に炭化チタン粉末を混合したものを加圧焼結することを特徴とするチタンシリコンカーバイド基複合材料の製造方法。
(8)チタン、ケイ素、炭化チタンの混合粉末、又はチタン、炭化ケイ素、炭素の混合粉末を、真空又は不活性ガス中で加熱して反応させることにより、チタンシリコンカーバイド又はチタンシリコンカーバイドを主成分とする複合材料を合成した後、これを、粒子径20μmより小さくなるまで粉砕し、粉砕粉に、炭化ケイ素ウィスカ又は炭化チタン粉末と炭化ケイ素ウィスカを混合し、混合粉を加圧焼結することを特徴とするチタンシリコンカーバイド基複合材料の製造方法。
(9)焼結温度が、1170〜1400℃である、前記(7)又は(8)に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料の製造方法。
本発明は、多結晶チタンシリコンカーバイドの結晶粒を配向させて強度を改善したチタンシリコンカーバイド基複合材料であって、結晶のc面が一方向に揃った組織のチタンシリコンカーバイドに微細な炭化チタン粒子が分散した組織を有し、その強度が、通常の多結晶チタンシリコンカーバイドより大きいことを特徴とするものである。本発明では、粒子径が5μmより小さい、望ましくは1μmより小さい微細な炭化チタン粒子が分散した組織を有することを好ましい実施の態様としている。
(1)従来の多結晶チタンシリコンカーバイドの強度を改善し、構造用セラミックスとして有用な高強度のチタンシリコンカーバイド基複合材料を提供することができる。
(2)上記高強度のチタンシリコンカーバイド基複合材料の製造方法を提供することができる。
(3)上記高強度のチタンシリコンカーバイド基複合材料からなる構造用セラミックス部材を提供することができる。
(4)多結晶チタンシリコンカーバイドの強度を向上させて構造用セラミックスとしての用途を拡大することができる。
(5)チタンシリコンカーバイドにクラックの進展を止めるメカニズムがあるため、上記高強度チタンシリコンカーバイド基複合材料は耐損傷性に優れており、傷に強い長寿命の構造用部材として用途を拡大することができる。
Claims (9)
- 多結晶チタンシリコンカーバイドの結晶粒を配向させて強度を改善したチタンシリコンカーバイド基複合材料であって、結晶のc面が一方向に揃った組織のチタンシリコンカーバイドに微細な炭化チタン粒子が分散した組織を有し、その強度が、通常の多結晶チタンシリコンカーバイドより大きいことを特徴とするチタンシリコンカーバイド基複合材料。
- 粒子径が5μmより小さい微細な炭化チタン粒子が分散した組織を有する、請求項1に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料。
- 4点曲げ強度が、室温で平均524MPa、500℃で平均681MPa、800℃で平均635MPaを満たしている、請求項1又は2に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料。
- 上記複合材料に10〜20体積パーセントの炭化ケイ素ウィスカが分散した組織を有し、更に高強度であることを特徴とする請求項1に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料。
- 4点曲げ強度が、室温で平均990MPa、500℃で平均996MPa、800℃で平均937MPaを満たしている、請求項4に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料。
- 請求項1から5のいずれかに記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料からなることを特徴とする構造用セラミックス部材。
- チタン、ケイ素、炭化チタンの混合粉末、又はチタン、炭化ケイ素、炭素の混合粉末を、真空又は不活性ガス中で加熱して反応させることにより、チタンシリコンカーバイド又はチタンシリコンカーバイドを主成分とする複合材料を合成した後、これを、粒子径が20μmより小さくなるまで粉砕し、粉砕粉、又は粉砕粉に炭化チタン粉末を混合したものを加圧焼結することを特徴とするチタンシリコンカーバイド基複合材料の製造方法。
- チタン、ケイ素、炭化チタンの混合粉末、又はチタン、炭化ケイ素、炭素の混合粉末を、真空又は不活性ガス中で加熱して反応させることにより、チタンシリコンカーバイド又はチタンシリコンカーバイドを主成分とする複合材料を合成した後、これを、粒子径20μmより小さくなるまで粉砕し、粉砕粉に、炭化ケイ素ウィスカ又は炭化チタン粉末と炭化ケイ素ウィスカを混合し、混合粉を加圧焼結することを特徴とするチタンシリコンカーバイド基複合材料の製造方法。
- 焼結温度が、1170〜1400℃である、請求項7又は8に記載のチタンシリコンカーバイド基複合材料の製造方法。
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