JP6798000B1 - SiCとSiによる混合部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1を参照して、本実施形態に係るSiCとSiによる混合部材(以下、SiC/Si混合部材10と称す)の構成について説明する。なお、図1では、その形態を矩形(立方体)としているが、その外観形態については、限定されるものでは無い。
このように、本実施形態に係るSiC/Si混合部材10は、基材12とフィラー14の混合比率により、任意に特性を調整することができる。また、構成部材をSiとSiCのみとしているため、樹脂を媒体としてSiCの形状形成を行う従来技術に比べ、耐熱性を高めることができる。
上記実施形態では、フィラー14として基材12であるSi中に散在させるSiCは、チップ状である旨記載した。しかしながら、SiCは、パウダー状としても良い。散在させるSiCをパウダー状(粉体)とすることで、個々のSiCの体積が微小となる。よって、基材であるSiとの熱膨張率の違いによって生じる応力の影響を小さくすることができる。
次に、図3から図6を参照して、実施形態に係るSiC/Si混合部材の第1の製造方法について説明する。まず、図3に示すように、チップ状のSi(チップ状基材12a)と、チップ状のSiC(フィラー14)を準備し、これを容器18に入れる。ここで、容器18は、チップ状基材12aであるSiの融点(1414℃)以上の耐熱性を有し、変形や性質変化を生じさせない部材により構成する。例えば、石英(軟化点1600℃〜1700℃程度)や、グラファイト、焼結SiC、CVD−SiCなどであれば良い。
このような工程を経て製造されるSiC/Si混合部材10によれば、樹脂を媒体とすることなく構成することができるため、良好な耐熱性を得ることができる。また、基材12となるSiを溶融させてフィラー14となるSiを混ぜ込むため、SiC/Si混合部材10の形態に関わらず、基材12中にフィラー14を散在させることができる。
上記第1の製造方法では、準備工程において、チップ状基材12aとフィラー14とを容器18の内部で混ぜ合わせる攪拌工程を有する旨記載した。しかしながら、基材12中にフィラー14を散在させることが可能であれば、攪拌工程は必ずしも必要なものでは無い。例えば、加熱工程では、溶融した基材12(液状Si)に対流が生じることとなる。この対流により、フィラー14を基材12中に散在することが可能であれば、攪拌工程を省くことができる。対流によるフィラー14の散在は、フィラー14をパウダー状とした場合に有効であると考えられる。
Claims (5)
- チップ状あるいはパウダー状としたSi部材と、チップ状あるいはパウダー状としたSiC部材を用意する準備工程と、
前記準備工程で準備した前記Si部材および前記SiC部材のみを所定の容器に入れ、当該所定の容器内で前記Si部材と前記SiC部材とを固体のまま混ぜ合わせる攪拌工程と、
前記所定の容器に入れた前記Si部材と前記SiC部材による混合材料を前記Si部材の溶融温度まで昇温させる加熱工程と、
溶融した前記Si部材が前記SiC部材を包含した状態で再結晶化させる冷却工程と、
前記冷却工程の後、表面にコーティングによるSiCコート層を形成する表面処理工程と、を有することを特徴とするSiCとSiによる混合部材の製造方法。 - 前記準備工程には、前記Si部材と前記SiC部材とを固体のまま混ぜ合わせる攪拌工程を含むことを特徴とする請求項1に記載のSiCとSiによる混合部材の製造方法。
- 前記加熱工程では、前記Si部材の対流を利用して前記Si部材中に前記SiC部材を散在させることを特徴とする請求項1または2に記載のSiCとSiによる混合部材の製造方法。
- 前記加熱工程では、前記Si部材を溶融した際に加振させて脱気処理を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のSiCとSiによる混合部材の製造方法。
- 前記冷却工程では、混合部材の形態中において最も断面積が大きく、熱容量が大きくなる部位に基づいて設定した降温速度で再結晶化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のSiCとSiによる混合部材の製造方法。
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