JPH01119568A - 加圧自己燃焼焼結法 - Google Patents
加圧自己燃焼焼結法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
本発明はセラミックス焼結体を容易に得る方法に関する
。
。
口、従来の技術
セラミックス焼結体を容易に得る方法として特開昭60
−246270号公報に開示されているように、金属元
素と非金属元素との混合物からセラミックスを合成する
際、発生する反応熱を利用しセラミックスを合成すると
同時に焼結する自己燃焼焼結法がある。特に特開昭60
−246270号では、熱間静水圧プレス(以下HIP
と称する)を用いて加圧下にて行なういわゆる加圧自己
燃焼焼結法が好ましいとされている。
−246270号公報に開示されているように、金属元
素と非金属元素との混合物からセラミックスを合成する
際、発生する反応熱を利用しセラミックスを合成すると
同時に焼結する自己燃焼焼結法がある。特に特開昭60
−246270号では、熱間静水圧プレス(以下HIP
と称する)を用いて加圧下にて行なういわゆる加圧自己
燃焼焼結法が好ましいとされている。
ハ9発明が解決しようとする問題点
加圧自己燃焼焼結法によってセラミックスを焼結するに
は、金属元素と非金属元素の混合物を気密容器内に挿入
した後、該気密容器内に設置した反応開始用の熱源に気
密容器外部からエネルギーを与えることによって熱源を
加熱し金属元素と非金属元素の混合物の一端からセラミ
ックスの合成反応を開始させその反応熱によって連鎖的
にセラミックスの合成焼結を行なう。
は、金属元素と非金属元素の混合物を気密容器内に挿入
した後、該気密容器内に設置した反応開始用の熱源に気
密容器外部からエネルギーを与えることによって熱源を
加熱し金属元素と非金属元素の混合物の一端からセラミ
ックスの合成反応を開始させその反応熱によって連鎖的
にセラミックスの合成焼結を行なう。
熱源として一般にはW、Moなどのフィラメントを用い
る。しかし加圧自己燃焼焼結法における加圧手段として
も最も一般的なHIPを用いるために、金属元素と非金
属元素の混合物に静水圧をかけるため、気密容器内に該
金属元素と非金属元素の混合物を挿入することが不可欠
である。従ってこの気密容器内にW、Moなどのフィラ
メントを設置しかつ気密容器の外部にW、Moなどのフ
ィラメントの給電用のリード線を気密を保ったまま引き
出す必要がある。気密容器に用いる材料としては、ガラ
ス・石英・白金管などが一般に推奨されている。
る。しかし加圧自己燃焼焼結法における加圧手段として
も最も一般的なHIPを用いるために、金属元素と非金
属元素の混合物に静水圧をかけるため、気密容器内に該
金属元素と非金属元素の混合物を挿入することが不可欠
である。従ってこの気密容器内にW、Moなどのフィラ
メントを設置しかつ気密容器の外部にW、Moなどのフ
ィラメントの給電用のリード線を気密を保ったまま引き
出す必要がある。気密容器に用いる材料としては、ガラ
ス・石英・白金管などが一般に推奨されている。
これらの気密容器W、Moなどのフィラメントを気密を
保ったまま外部にリード線を引き出しながら設置するの
は工業的にはきわめて困難なことであり、加圧自己燃焼
焼結法が工業的に未だ実用化していない大きな原因の一
つといわれている。
保ったまま外部にリード線を引き出しながら設置するの
は工業的にはきわめて困難なことであり、加圧自己燃焼
焼結法が工業的に未だ実用化していない大きな原因の一
つといわれている。
二1発明の構成
(a)問題点を解決するための手段
本説明は、加圧自己燃焼焼結法によって、金属元素と非
金属元素の混合物からセラミックスを合成する際に発生
する反応熱を利用してセラミックスを合成焼結を行なう
にあたり、その合成反応の開始用の熱源として、金属元
素と非金属元素の混合物を挿入した気、密容器の外部に
配置した、金属元素と非金属元素の混合物の一端を加熱
し、連鎖的に反応を進行させるいわゆる自己燃焼反応を
おこさせ、その際に発生する反応熱によって気密容器内
部の金属元素と非金属元素の混合物を瞬間的に加熱し、
該金属元素と非金属元素の混合物からセラミックスを合
成する反応を開始させ、その反応熱によって、連鎖的に
セラミックスの合成と焼結を行なうものである。
金属元素の混合物からセラミックスを合成する際に発生
する反応熱を利用してセラミックスを合成焼結を行なう
にあたり、その合成反応の開始用の熱源として、金属元
素と非金属元素の混合物を挿入した気、密容器の外部に
配置した、金属元素と非金属元素の混合物の一端を加熱
し、連鎖的に反応を進行させるいわゆる自己燃焼反応を
おこさせ、その際に発生する反応熱によって気密容器内
部の金属元素と非金属元素の混合物を瞬間的に加熱し、
該金属元素と非金属元素の混合物からセラミックスを合
成する反応を開始させ、その反応熱によって、連鎖的に
セラミックスの合成と焼結を行なうものである。
(b)作用
上記のように本発明では、加圧自己燃焼焼結法の反応開
始に用いる熱源として、金属元素と非金属元素の混合物
を挿入した気密容器の外部に配置した、金属元素と非金
属元素の混合物の、自己燃焼反応を用いるものである。
始に用いる熱源として、金属元素と非金属元素の混合物
を挿入した気密容器の外部に配置した、金属元素と非金
属元素の混合物の、自己燃焼反応を用いるものである。
従って、従来技術のように、ガラスや石英製の気密容器
の内部に、気密を保ったままで、外部にリード線を出し
ながら、WやMoのフィラメントを設置する必要がない
ことはいうまでもない。また気密容器の外部に配置した
金属元素と非金属元素の混合物の自己燃焼反応を開始さ
せるための、加熱方法は、この外部配置金属元素と非金
属元素の混合物は、焼結する必要がない、即ち加圧する
必要がないため、気密容器内に、気密をたもったままで
フィラメントを設置 。
の内部に、気密を保ったままで、外部にリード線を出し
ながら、WやMoのフィラメントを設置する必要がない
ことはいうまでもない。また気密容器の外部に配置した
金属元素と非金属元素の混合物の自己燃焼反応を開始さ
せるための、加熱方法は、この外部配置金属元素と非金
属元素の混合物は、焼結する必要がない、即ち加圧する
必要がないため、気密容器内に、気密をたもったままで
フィラメントを設置 。
するような工業的にきわめて困難な加熱源を必要とせず
、簡単なフィラメント等で、直接加熱するだけでよい。
、簡単なフィラメント等で、直接加熱するだけでよい。
なお本発明は、目的とする化合物の生成反応熱を利用し
て、該化合物を合成焼結する方法であるため、出発原料
としては、十分な反応熱が生じるものであればよいこと
はいうまでもない。特に好ましいのは金属元素と非金属
元素の混合物から、セラミックスを合成焼結することで
あり、その中でも金属元素として周期律表ma、 IV
a 、 Va 、 VIa族金属の1種以上、非金属元
素としてBSC,N。
て、該化合物を合成焼結する方法であるため、出発原料
としては、十分な反応熱が生じるものであればよいこと
はいうまでもない。特に好ましいのは金属元素と非金属
元素の混合物から、セラミックスを合成焼結することで
あり、その中でも金属元素として周期律表ma、 IV
a 、 Va 、 VIa族金属の1種以上、非金属元
素としてBSC,N。
Siの1種以上であると十分な生成反応熱かえられるた
め好ましい。また加圧方法としては、ホットプレスのよ
うな一軸加圧でもよいが、工業的には、熱間静水圧プレ
ス(HIP)が好ましい。
め好ましい。また加圧方法としては、ホットプレスのよ
うな一軸加圧でもよいが、工業的には、熱間静水圧プレ
ス(HIP)が好ましい。
実施例1
市販の、Ti粉末を!i5.62g、 B粉末を10.
81gをボールミルにて十分に混合した後、プレスにて
加圧成型したのち、パイレックスガラス製の容器に真空
封入した。この試料をC製の容器内に設置し該パイレッ
クスガラス製の容器の周囲にTiとCの粉末を等モル混
ぜた混合粉末でおおった。このC製の容器をHIP内に
設置したのち、まずHIP内を真空に排気した後、HI
P内を850℃まで加熱した後、HIP内にArガスを
300気圧まで導入した。ここでC製の容器内のTiと
Cの粉末内にあらかじめ用意してあったWフィラメント
にH1P外部から通電加熱することによって、TiとB
との加圧自己燃焼焼結をおこなった。
81gをボールミルにて十分に混合した後、プレスにて
加圧成型したのち、パイレックスガラス製の容器に真空
封入した。この試料をC製の容器内に設置し該パイレッ
クスガラス製の容器の周囲にTiとCの粉末を等モル混
ぜた混合粉末でおおった。このC製の容器をHIP内に
設置したのち、まずHIP内を真空に排気した後、HI
P内を850℃まで加熱した後、HIP内にArガスを
300気圧まで導入した。ここでC製の容器内のTiと
Cの粉末内にあらかじめ用意してあったWフィラメント
にH1P外部から通電加熱することによって、TiとB
との加圧自己燃焼焼結をおこなった。
得られた焼結体はTiB 2−10wt%Tiの組成を
有する理論密度の約99.8%の焼結体であった。従来
の技術にしたがうと、TiとBとの混合粉末の圧粉体を
パイレクスガラス製の容器に真空封入する際にWフィラ
メントを該真空容器にいわゆるハーメチックシール(ガ
ラスと金属とを真空を保ったまま接合することをいう)
によって装着する必要があり、工業的にはきわめて歩留
まりが悪く、例えば100回テストを行なったところ、
92回しか成功しなっかった。−力木発明によれば、ハ
ーメチックシールのような工業的に歩留まりの悪い工程
をまったく必要としないため100回テストを行なった
ところ100回とも成功した。
有する理論密度の約99.8%の焼結体であった。従来
の技術にしたがうと、TiとBとの混合粉末の圧粉体を
パイレクスガラス製の容器に真空封入する際にWフィラ
メントを該真空容器にいわゆるハーメチックシール(ガ
ラスと金属とを真空を保ったまま接合することをいう)
によって装着する必要があり、工業的にはきわめて歩留
まりが悪く、例えば100回テストを行なったところ、
92回しか成功しなっかった。−力木発明によれば、ハ
ーメチックシールのような工業的に歩留まりの悪い工程
をまったく必要としないため100回テストを行なった
ところ100回とも成功した。
実施例2
市販のSi粉末28gとC粉末12gとを十分に混合し
た後加圧成型を行ない圧粉体を作成した。この圧粉体を
白金部の真空容器に真空封入したのち、周囲をT1とC
の粉末を等モル混ぜた混合粉末にてかこったのちC製の
容器内に設置した。このC製容器をHIPにいれ、HI
P内を1000℃に加熱した後Arガスを導入しHIP
内を450気圧まで加圧した。
た後加圧成型を行ない圧粉体を作成した。この圧粉体を
白金部の真空容器に真空封入したのち、周囲をT1とC
の粉末を等モル混ぜた混合粉末にてかこったのちC製の
容器内に設置した。このC製容器をHIPにいれ、HI
P内を1000℃に加熱した後Arガスを導入しHIP
内を450気圧まで加圧した。
しかるのちC製の容器内のTiとCの粉末内にあらかじ
め用意してあったWフィラメントにHIP外部から通電
加熱することによって、加圧自己燃焼焼結を行なった。
め用意してあったWフィラメントにHIP外部から通電
加熱することによって、加圧自己燃焼焼結を行なった。
その結果理論密度99,9%のSiCの焼結体かえられ
た。
た。
実施例3
市販のアナターゼ型結晶構造を有するT102240g
、A1粉末108g、 C粉末36gとを十分に混合し
たのち加圧成型を行なった。
、A1粉末108g、 C粉末36gとを十分に混合し
たのち加圧成型を行なった。
この圧粉体を、パイレックスガラス製の容器に真空封入
したのち、C製の反応容器内に設置し、該パイレックス
ガラス容器の周囲にTiとBの粉末を1:2モルの比率
で混ぜた混合粉末でおおった。
したのち、C製の反応容器内に設置し、該パイレックス
ガラス容器の周囲にTiとBの粉末を1:2モルの比率
で混ぜた混合粉末でおおった。
このC製容器をHIP内に設置したのち、880℃まで
加熱し、后ガスを450気圧まで導入した。
加熱し、后ガスを450気圧まで導入した。
ここでC製容器内のTiとBの混合粉末内にあらかじめ
用意してあったWフィラメントにHIP外部より通電加
熱することによって、加圧自己燃焼焼結を行なった。
用意してあったWフィラメントにHIP外部より通電加
熱することによって、加圧自己燃焼焼結を行なった。
その結果理論密度の97.2%のAl1−0.−TiC
複合セラミックスを得た。
複合セラミックスを得た。
効 果
以上説明してきたように、本発明を用いることによって
、加圧自己燃焼焼結法を工業的に利用することが可能と
なった。
、加圧自己燃焼焼結法を工業的に利用することが可能と
なった。
Claims (3)
- (1)加圧下金属元素と非金属元素の混合物からセラミ
ックスを合成する際に発生する反応熱を利用してセラミ
ックスを合成焼結する加圧自己燃焼焼結法において、該
金属元素と非金属元素の混合物を気密容器内に挿入した
後、反応開始用の熱源として金属元素と非金属元素との
混合物にて気密容器をおおったのち該外部金属元素と非
金属元素の混合物の一端を加熱することによって、連鎖
的に反応が進行することによって発生する反応熱を用い
ることを特徴とする加圧自己燃焼焼結法。 - (2)特許請求の範囲第1項記載の加圧自己燃焼焼結法
において、金属元素として周期律表IIIa,IVa,Va
,VIa族金属の1種以上、非金属元素としてB,C,N
,Siの1種以上であることを特徴とする加圧自己燃焼
焼結法。 - (3)特許請求の範囲第1、2項記載の加圧自己燃焼焼
結法において、加圧法として熱間静水圧プレス(HIP
)を用いることを特徴とする加圧自己燃焼焼結法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62277150A JPH01119568A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 加圧自己燃焼焼結法 |
US07/263,245 US4999144A (en) | 1987-10-30 | 1988-10-27 | Pressure self-combustion sintering method |
DE8888310147T DE3879619T2 (de) | 1987-10-30 | 1988-10-28 | Autothermisches drucksinterverfahren. |
EP88310147A EP0314492B1 (en) | 1987-10-30 | 1988-10-28 | Pressure self-combustion sintering method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62277150A JPH01119568A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 加圧自己燃焼焼結法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01119568A true JPH01119568A (ja) | 1989-05-11 |
JPH0515669B2 JPH0515669B2 (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=17579497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62277150A Granted JPH01119568A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 加圧自己燃焼焼結法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4999144A (ja) |
EP (1) | EP0314492B1 (ja) |
JP (1) | JPH01119568A (ja) |
DE (1) | DE3879619T2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06247775A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-09-06 | Yoshio Miyamoto | ガス圧燃焼焼結法 |
WO2023162721A1 (ja) * | 2022-02-24 | 2023-08-31 | 株式会社トクヤマ | 炭化ケイ素粉末及びその製造方法 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0429665B1 (en) * | 1989-06-12 | 1998-03-11 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Method of producing sintered ceramic materials |
EP0621859A1 (en) * | 1992-01-16 | 1994-11-02 | University Of Cincinnati | Electrical heating element, related composites, and composition and method for producing such products using dieless micropyretic synthesis |
US5310476A (en) | 1992-04-01 | 1994-05-10 | Moltech Invent S.A. | Application of refractory protective coatings, particularly on the surface of electrolytic cell components |
US6001236A (en) | 1992-04-01 | 1999-12-14 | Moltech Invent S.A. | Application of refractory borides to protect carbon-containing components of aluminium production cells |
US5651874A (en) | 1993-05-28 | 1997-07-29 | Moltech Invent S.A. | Method for production of aluminum utilizing protected carbon-containing components |
US5837632A (en) * | 1993-03-08 | 1998-11-17 | Micropyretics Heaters International, Inc. | Method for eliminating porosity in micropyretically synthesized products and densified |
US5449886A (en) * | 1993-03-09 | 1995-09-12 | University Of Cincinnati | Electric heating element assembly |
WO1995031416A1 (en) * | 1994-05-13 | 1995-11-23 | Micropyretics Heaters International | Sinter-homogenized heating products |
DE69526264T2 (de) | 1994-09-08 | 2002-10-24 | Moltech Invent Sa | Aluminium Elektrolysezelle mit drainierfähige Kathode |
US5794113A (en) * | 1995-05-01 | 1998-08-11 | The Regents Of The University Of California | Simultaneous synthesis and densification by field-activated combustion |
US5753163A (en) | 1995-08-28 | 1998-05-19 | Moltech. Invent S.A. | Production of bodies of refractory borides |
US6099978A (en) * | 1996-02-28 | 2000-08-08 | Micropyrctics Heaters International, Inc. | Molybdenum silicide-containing products with high emissivity |
Citations (3)
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JPS5627441A (en) * | 1979-08-14 | 1981-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Printer unit |
JPS62256767A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-09 | 松下電器産業株式会社 | 炭窒化物と酸化物からなる複合焼結体の製造方法 |
JPS63239160A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-10-05 | 工業技術院長 | 無機化合物成形体の製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3588005T2 (de) * | 1984-05-18 | 1995-08-24 | Sumitomo Electric Industries | Verfahren zum Sintern von keramischen Körpern mit einer verteilten Metallverstärkung. |
JPH0791567B2 (ja) * | 1985-02-15 | 1995-10-04 | 株式会社小松製作所 | 焼結方法 |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP62277150A patent/JPH01119568A/ja active Granted
-
1988
- 1988-10-27 US US07/263,245 patent/US4999144A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-28 DE DE8888310147T patent/DE3879619T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-28 EP EP88310147A patent/EP0314492B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4999144A (en) | 1991-03-12 |
EP0314492A1 (en) | 1989-05-03 |
EP0314492B1 (en) | 1993-03-24 |
DE3879619T2 (de) | 1993-09-23 |
DE3879619D1 (de) | 1993-04-29 |
JPH0515669B2 (ja) | 1993-03-02 |
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