JPH0244085A - 炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法 - Google Patents
炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法Info
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- JPH0244085A JPH0244085A JP63192993A JP19299388A JPH0244085A JP H0244085 A JPH0244085 A JP H0244085A JP 63192993 A JP63192993 A JP 63192993A JP 19299388 A JP19299388 A JP 19299388A JP H0244085 A JPH0244085 A JP H0244085A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料およびその製
造方法に関し、特に、セラミックス材料である炭化ケイ
素焼結体の表面を窒化ケイ素で被覆した炭化ケイ素／窒
化ケイ素複合材料およびその製造方法に関するものであ
る。
造方法に関し、特に、セラミックス材料である炭化ケイ
素焼結体の表面を窒化ケイ素で被覆した炭化ケイ素／窒
化ケイ素複合材料およびその製造方法に関するものであ
る。
［従来技術および解決しようとする問題点］従来、炭化
ケイ素焼結体および窒化ケイ素焼結体はそれぞれ単独で
使用されており、前者の炭化ケイ素焼結体は、総合的に
すぐれた耐熱性を有する構造材料として知られているが
、急激な加熱や冷却の熱変化に対する耐久性、すなわち
耐熱衝撃性にやや難点があり、温度変化の大きい場所に
用いる構造材料としては不適当であった。
ケイ素焼結体および窒化ケイ素焼結体はそれぞれ単独で
使用されており、前者の炭化ケイ素焼結体は、総合的に
すぐれた耐熱性を有する構造材料として知られているが
、急激な加熱や冷却の熱変化に対する耐久性、すなわち
耐熱衝撃性にやや難点があり、温度変化の大きい場所に
用いる構造材料としては不適当であった。
また、後者の窒化ケイ素焼結体は、上記の耐熱衝撃性に
はすぐれているが、１０００ ’Ｃ以上の温度ではその
強度が低下する等の難点を有していた。
はすぐれているが、１０００ ’Ｃ以上の温度ではその
強度が低下する等の難点を有していた。
本発明は上記両者の長所を生かして、総合的にすぐれた
耐熱性を有するとともに、耐熱衝撃性にもすぐれた炭化
ケイ素／窒化ケイ素複合材料およびその製造方法を提供
することを目的としている。
耐熱性を有するとともに、耐熱衝撃性にもすぐれた炭化
ケイ素／窒化ケイ素複合材料およびその製造方法を提供
することを目的としている。
上記の目的を達成するために本発明の炭化ケイ素／窒化
ケイ素複合材料は、炭化ケイ素焼結体の表面を窒化ケイ
素層で被覆した構成を有しており、また、本発明の炭化
ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法は、炭化ケイ素
焼結体を不活性ガス中または真空条件下で１５００″Ｃ
以上に保持し、前記炭化ケイ素焼結体の表面に、（ａ）
溶融ケイ素と接触させる、または、（ト））炭化ケイ素
の熱分解反応を利用して炭素のみを除去して、ケイ素層
を形成し、次いで、この表面にケイ素層を形成した炭化
ケイ素焼結体に窒素ガスを供給し、窒素ガスを前記ケイ
素層に接触反応させ、前記ケイ素層を窒化ケイ素層に変
換する手段を有している。
ケイ素複合材料は、炭化ケイ素焼結体の表面を窒化ケイ
素層で被覆した構成を有しており、また、本発明の炭化
ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法は、炭化ケイ素
焼結体を不活性ガス中または真空条件下で１５００″Ｃ
以上に保持し、前記炭化ケイ素焼結体の表面に、（ａ）
溶融ケイ素と接触させる、または、（ト））炭化ケイ素
の熱分解反応を利用して炭素のみを除去して、ケイ素層
を形成し、次いで、この表面にケイ素層を形成した炭化
ケイ素焼結体に窒素ガスを供給し、窒素ガスを前記ケイ
素層に接触反応させ、前記ケイ素層を窒化ケイ素層に変
換する手段を有している。
本発明は上記の構成および手段を採用したことにより、
温度変化の大きい場所の構造材料として有用な耐熱衝撃
性にすぐれるとともに、総合的にすぐれた耐熱性を有す
るセラミックス複合材料を簡便に製造できることとなる
。
温度変化の大きい場所の構造材料として有用な耐熱衝撃
性にすぐれるとともに、総合的にすぐれた耐熱性を有す
るセラミックス複合材料を簡便に製造できることとなる
。
本発明による炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料は、第１
図の断面説明図に示すように、基材となる炭化ケイ素焼
結体１の表面を窒化ケイ素層２で被覆したものであって
、表面に被覆形成する窒化ケイ素層２の厚みは特に限定
されるものではないが、好ましくは０．２〜３．０ｍｍ
である。
図の断面説明図に示すように、基材となる炭化ケイ素焼
結体１の表面を窒化ケイ素層２で被覆したものであって
、表面に被覆形成する窒化ケイ素層２の厚みは特に限定
されるものではないが、好ましくは０．２〜３．０ｍｍ
である。
以下、本発明による炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の
製造方法を第２図にしたがって説明する。
製造方法を第２図にしたがって説明する。
まず、第２図（ａ）のように、あらかじめ用意した炭化
ケイ素焼結体１をアルゴン等の不活性ガス中または真空
（例えば１０””〜１０−”Ｔ ｏ −ｒｒ）条件下に
置いてｌ ５００ ’Ｃ以上に昇温する。
ケイ素焼結体１をアルゴン等の不活性ガス中または真空
（例えば１０””〜１０−”Ｔ ｏ −ｒｒ）条件下に
置いてｌ ５００ ’Ｃ以上に昇温する。
次いで、第２図（ｂ）のように、昇温した炭化ケイ素焼
結体１の表面に、（１）ケイ素を溶融した状態で接触さ
せる、または、（２）炭化ケイ素の熱分解反応を利用し
て炭素のみを除去して、ケイ素層４を形成する。
結体１の表面に、（１）ケイ素を溶融した状態で接触さ
せる、または、（２）炭化ケイ素の熱分解反応を利用し
て炭素のみを除去して、ケイ素層４を形成する。
上記（１）のケイ素を溶融した状態で接触させるには、
金属ケイ素粉末をシート状に成形したＳｉシー）３ａ、
または金属ケイ素粉末３ｂそのものを炭化ケイ素焼結体
１の表面に直接当接して、その状態で１４５０〜１６０
０ ”Ｃに加熱し、ケイ素を溶融して炭化ケイ素焼結体
ｌの表面にケイ素層４を形成する。
金属ケイ素粉末をシート状に成形したＳｉシー）３ａ、
または金属ケイ素粉末３ｂそのものを炭化ケイ素焼結体
１の表面に直接当接して、その状態で１４５０〜１６０
０ ”Ｃに加熱し、ケイ素を溶融して炭化ケイ素焼結体
ｌの表面にケイ素層４を形成する。
また、（２）の炭化ケイ素の熱分解を利用して炭素のみ
を除去するには、炭化ケイ素焼結体Ｉをその一部が炭素
とケイ素に分解する温度（例えば１６００〜２５００″
Ｃ）まで昇温しで、この昇温した炭化ケイ素焼結体１の
表面に、炭素とは容易に反応するがケイ素とは反応し難
い物質、例えば、二酸化炭素、水素等のガスを供給して
反応させ、反応物を前記炭化ケイ素焼結体Ｉの表面から
除去することにより、第２図（Ｃ）に示すような炭化ケ
イ素焼結体ｌの表面にケイ素層４を形成するものである
。
を除去するには、炭化ケイ素焼結体Ｉをその一部が炭素
とケイ素に分解する温度（例えば１６００〜２５００″
Ｃ）まで昇温しで、この昇温した炭化ケイ素焼結体１の
表面に、炭素とは容易に反応するがケイ素とは反応し難
い物質、例えば、二酸化炭素、水素等のガスを供給して
反応させ、反応物を前記炭化ケイ素焼結体Ｉの表面から
除去することにより、第２図（Ｃ）に示すような炭化ケ
イ素焼結体ｌの表面にケイ素層４を形成するものである
。
次に、上記で得られた表面にケイ素層４が形成された炭
化ケイ素焼結体１を１２５０〜１５００℃に保持した状
態で、第２図（ｄｌに示すように、その表面に窒素ガス
を供給して、前記ケイ素層４と１〜１０時間程度反応さ
せ、ケイ素層４を窒化ケイ素層２に変換する。
化ケイ素焼結体１を１２５０〜１５００℃に保持した状
態で、第２図（ｄｌに示すように、その表面に窒素ガス
を供給して、前記ケイ素層４と１〜１０時間程度反応さ
せ、ケイ素層４を窒化ケイ素層２に変換する。
最後に、第２図（ｅ）に示すような表面に窒化ケイ素層
２が形成された炭化ケイ素焼結体ｌを冷却して目的物を
得る。
２が形成された炭化ケイ素焼結体ｌを冷却して目的物を
得る。
上記のようにして製造される本発明による炭化ケイ素／
窒化ケイ素複合材料は、その表面に形成される窒化ケイ
素層２により、耐熱衝撃性にすぐれた性質を有するとと
もに、基材となる焼結体の大部分を占める炭化ケイ素焼
結体１により、総合的にすぐれた耐熱性を存することと
なり、さらに、前記窒化ケイ素層２は炭化ケイ素焼結体
１の表面に強固に接合されているので、構造材料として
の強度にもすぐれたものとなる。
窒化ケイ素複合材料は、その表面に形成される窒化ケイ
素層２により、耐熱衝撃性にすぐれた性質を有するとと
もに、基材となる焼結体の大部分を占める炭化ケイ素焼
結体１により、総合的にすぐれた耐熱性を存することと
なり、さらに、前記窒化ケイ素層２は炭化ケイ素焼結体
１の表面に強固に接合されているので、構造材料として
の強度にもすぐれたものとなる。
以下、実施例により、さらに具体的に説明する。
厚さ２０ｍｍの炭化ケイ素焼結体をアルゴンガスｌ気圧
下で１６００℃まで昇温し、その温度を維持したまま、
ケイ素粉末を厚さ２．０ｍｍのシート状に成形したシー
ト状物を前記炭化ケイ素焼結体の表面に接触させ、１時
間加熱処理した。
下で１６００℃まで昇温し、その温度を維持したまま、
ケイ素粉末を厚さ２．０ｍｍのシート状に成形したシー
ト状物を前記炭化ケイ素焼結体の表面に接触させ、１時
間加熱処理した。
次いで、温度を１４００℃にまで降温し、前記アルゴン
ガスを窒素ガスに置換して、２気圧の窒素ガスを流して
１０時間加熱反応させた。
ガスを窒素ガスに置換して、２気圧の窒素ガスを流して
１０時間加熱反応させた。
反応終了後、室温まで降温した。
上記で得られた炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料は、表
面から１．８ｍｍの深さまでは窒化ケイ素層となってお
り、未反応のケイ素の部分はほとんど存在せず、それよ
り内部は炭化ケイ素のままであった。
面から１．８ｍｍの深さまでは窒化ケイ素層となってお
り、未反応のケイ素の部分はほとんど存在せず、それよ
り内部は炭化ケイ素のままであった。
また、炭化ケイ素と窒化ケイ素との接合力は強固であっ
た。
た。
〔発明の効果］
本発明は上記のように、窒化ケイ素で炭化ケイ素焼結体
の表面を被覆した構成としたので、炭化ケイ素焼結体の
総合的にすぐれた耐熱性に加えて、熱衝撃に強い性質が
付加したセラミックス複合材料となり、また、炭化ケイ
素焼結体を不活性ガス中または真空条件下で１５００“
Ｃ以上に保持し、前記炭化ケイ素焼結体の表面に、（ａ
）溶融ケイ素と接触させる、または、（ｂ）炭化ケイ素
の熱分解反応を利用して炭素のみを除去して、ケイ素層
を形成し、次いで、この表面にケイ素層を形成した炭化
ケイ素焼結体に窒素ガスを供給し、窒素ガスを前記ケイ
素層に接触反応させ、前記ケイ素層を窒化ケイ素層に変
換したので、表面の窒化ケイ素と基材の炭化ケイ素焼結
体との接合力が強固で機械的強度も大きく、かつ前記の
ように、炭化ケイ素焼結体の総合的にすぐれた耐熱性に
加えて、熱衝撃に強い性質が付加したセラミックス複合
材料が簡単に、かつ確実に製造でき、熱変化の大きい場
所の構造材料として用いることができるなどのすぐれた
効果を存するものである。
の表面を被覆した構成としたので、炭化ケイ素焼結体の
総合的にすぐれた耐熱性に加えて、熱衝撃に強い性質が
付加したセラミックス複合材料となり、また、炭化ケイ
素焼結体を不活性ガス中または真空条件下で１５００“
Ｃ以上に保持し、前記炭化ケイ素焼結体の表面に、（ａ
）溶融ケイ素と接触させる、または、（ｂ）炭化ケイ素
の熱分解反応を利用して炭素のみを除去して、ケイ素層
を形成し、次いで、この表面にケイ素層を形成した炭化
ケイ素焼結体に窒素ガスを供給し、窒素ガスを前記ケイ
素層に接触反応させ、前記ケイ素層を窒化ケイ素層に変
換したので、表面の窒化ケイ素と基材の炭化ケイ素焼結
体との接合力が強固で機械的強度も大きく、かつ前記の
ように、炭化ケイ素焼結体の総合的にすぐれた耐熱性に
加えて、熱衝撃に強い性質が付加したセラミックス複合
材料が簡単に、かつ確実に製造でき、熱変化の大きい場
所の構造材料として用いることができるなどのすぐれた
効果を存するものである。
第１図は本発明による炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料
の断面説明図、第２図は本発明による炭化ケイ素／窒化
ケイ素複合材料を製造する工程説明図である。 第１Ｉ！！ １・・・・・・炭化ケイ素焼結体 ２・・・・・・窒化ケイ素層 ３ａ・・・・・・Ｓｉシート ４・・・・・・ケイ素層
の断面説明図、第２図は本発明による炭化ケイ素／窒化
ケイ素複合材料を製造する工程説明図である。 第１Ｉ！！ １・・・・・・炭化ケイ素焼結体 ２・・・・・・窒化ケイ素層 ３ａ・・・・・・Ｓｉシート ４・・・・・・ケイ素層
Claims (2)
- （１） 炭化ケイ素焼結体の表面を窒化ケイ素層で被覆
したことを特徴とする炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料
。 - （２） 炭化ケイ素焼結体を不活性ガス中または真空条
件下で１５００℃以上に保持し、前記炭化ケイ素焼結体
の表面に、（ａ）溶融ケイ素と接触させる、または、（
ｂ）炭化ケイ素の熱分解反応を利用して炭素のみを除去
して、ケイ素層を形成し、次いで、この表面にケイ素層
を形成した炭化ケイ素焼結体に窒素ガスを供給し、窒素
ガスを前記ケイ素層に接触反応させ、前記ケイ素層を窒
化ケイ素層に変換することを特徴とする炭化ケイ素／窒
化ケイ素複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192993A JPH0244085A (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192993A JPH0244085A (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244085A true JPH0244085A (ja) | 1990-02-14 |
| JPH0574556B2 JPH0574556B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=16300439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63192993A Granted JPH0244085A (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0244085A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060004513A (ko) * | 2004-07-09 | 2006-01-12 | 엘지전자 주식회사 | 고전압 점화기용 질화규소/탄화규소 복합재료 제조방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60264364A (ja) * | 1984-06-13 | 1985-12-27 | バブコツク日立株式会社 | 炭化珪素焼結体とその製造法 |
| JPS6140630A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-26 | マイルス・インコーポレーテッド | マイクロコンピユータ用のクロツクを制御する方法及び回路 |
-
1988
- 1988-08-02 JP JP63192993A patent/JPH0244085A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60264364A (ja) * | 1984-06-13 | 1985-12-27 | バブコツク日立株式会社 | 炭化珪素焼結体とその製造法 |
| JPS6140630A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-26 | マイルス・インコーポレーテッド | マイクロコンピユータ用のクロツクを制御する方法及び回路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060004513A (ko) * | 2004-07-09 | 2006-01-12 | 엘지전자 주식회사 | 고전압 점화기용 질화규소/탄화규소 복합재료 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0574556B2 (ja) | 1993-10-18 |
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