JPH03267376A

JPH03267376A - 複合被覆層の形成方法

Info

Publication number: JPH03267376A
Application number: JP6595690A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Yamada; 俊行山田; Hidenori Kita; 英紀北
Original assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Current assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1991-11-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、セラミックス焼結体や金属材料からなる基材
表面に、該基材を構成する材質とは異なる特性を有する
複合被覆層を形成する複合被覆層の形成方法に関する。

（従来の技術）金属材料やセラミックス材は高強度であり、耐熱性にも
優れているため、各種分野において部材の原料材料とし
て広く使用されている。

そして、上記の部材表面に耐摩耗性や耐腐食性に優れた
複合被覆膜を形成し、更に優れた特性を有する部材を作
成する方法が知られている。

例えば、金属材料からなる基材表面に、ニッケルースズ
合金をマトリックスとし、これに硬質微粒子や潤滑性微
粒子を共析させたことを特徴とする耐摩耗性を有する複
合合金メツキ被膜及びその製造方法が、特開昭５３−１
１１３１号公報に記載されている。

また、合金メツキの他に、樹脂を用いて部材表面に各種
機能性粉体を固定する方法も知られている。

（発明が解決しようとする課題）このような従来の、部材表面に機能性粉体が合金メツキ
にて固定された部材は、基材と合金メツキ層との熱膨張
係数が異なる場合には、熱サイクルを受けると、基材か
ら合金メツキ層が剥離するという問題がある。

また、機能性粉体を樹脂にて固定するものは、使用温度
が高温度になると、樹脂が変形や熱分解し、使用不能に
なるという問題がある。

更には、基材が非導電性の材質からなる場合には、合金
メツキを施し難いという問題がある。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、高温環境
下や熱サイクルを受ける環境下でも機能を発揮する複合
被覆層の形成方法を提供しようとするものである。

第１図は、本発明による複合被覆層の形成方法を示すフ
ロー図、第２図は、基材表面に形成された複合被覆層の
部分断面図である。

本発明によれば、ポリシラザンやポリカルボシランのよ
うな主鎖に珪素を有するセラミック前駆体の溶液中に、
潤滑性を有する金属フッ化物、金属硫化物、金属−セレ
ン化合物及び窒化硼素（ＢＮ）や、低熱伝導性を有する
チタン酸アルミニウム（Ａｕ２０Ｅ　・Ｔｉ０２）及び
ムライト（３Ａｊ２２０５　・２ＳｉＯ２）、あるいは
触媒性を有する白金−ロジウム（Ｐｔ−Ｒｈ）合金等か
らなる機能性粉体を分散混合させる。

そして、該機能性粉体が分散混合されたセラミック前駆
体の溶液中に、窒化珪素等のセラミックス粉体の焼結体
や鋳鉄等の金属材料からなる基材を浸漬し、該基材表面
にセラミック前駆体及び機能性粉体を一様に付着させる
。

最後に、該基材をアンモニア雰囲気等にて加熱して表面
に付着しているセラミック前駆体を熱分解し窒化珪素等
のセラミックスに転換することにより、基材両面に複合
被覆層を形成する方法な提供できる。

（作用）本発明の複合被覆層の形成方法では、セラミックス焼結
体等からなる基材表面にセラミック前駆体と機能性粉体
との混合物を付着させた後、該セラミック前駆体をセラ
ミックスに変換するので、機能性粉体が保持されている
複合被覆層と基材との熱膨張係数を近似させることがで
きる。

また、基材表面をセラミックスにて被覆するので耐腐食
性が向上する。

（実施例）以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

実施例１ポリシラザンをトルエン等の炭化水素系有機溶媒に添加
し、粘度の調整を行なった後、自己潤滑性を有する窒化
硼素（ＢＮ）粉体を混合した。

該混合溶液を、窒化珪素（Ｓ　ｉ５　Ｎ４　）の焼結体
により形成されたエンジンシリンダライナーの内壁面に
、−様に吹き付けた。

そして、該エンジンシリンダライナーを加熱し有機溶媒
を揮散させた後、アンモニア（ＮＨ５）ガス雰囲気にて
８００℃に加熱し、ポリシラザンを熱分解し窒化珪素（
Ｓ　ｉ５　Ｎ４　）に転換して、該エンジンシリンダラ
イナーの内壁面を複合被覆層にて被覆した。

上記工程にて作成されたエンジンシリンダライナーの内
壁面の摩擦係数は、複合被覆層が形成されていないエン
ジンシリンダライナーの内壁面の摩擦係数の約６０％に
減少していることが確認された。

更に、上記工程にて作成されたエンジンシリンダライナ
ーを実際のエンジンに組み込み、エンジン運転した結果
、耐燃ぎ付き性が向上していることも確認された。

実施例２上記実施例と同様にポリシラザンを有機溶媒に添加し、
更に低熱伝導性を有するチタン酸アルミニウム（Ａｕ２
０．・Ｔ　ｉ　０２　）粉末を混合した。

該混合溶液を反応焼結窒化珪素（Ｓ　ｉ５　Ｎ４　）か
らなる板状基材表面に吹き付゛け、乾燥後、アンモニア
（ＮＨ３）ガス雰囲気にて７００℃に加熱し、ポリシラ
ザンを熱分解した。

上記工程にて作成された複合被覆層の表面からレーザー
フラッシュ法にて熱伝導率を測定した。

上記工程にて複合被覆層を形成したものの熱伝導率は０
．００５ｃａｌ／ｃｍ−ｓ・’Ｃであり、基材である反
応焼結窒化珪素（ｓｉ５Ｎ４）自体の熱伝導率であるＯ
、０１ｃａｌ／ｃトｓ−ｔに対して低下していることが
確認された。

実施例３上記実施例と同様にポリシラザンを有機溶媒に添加し、
更に酸化性の触媒として作用する白金−ロジウム（Ｐｔ
−Ｒｈ）合金粉末を混合した。

該混合溶液中に、自動車の排気ガス用の触媒の坦体形状
に作成されたセラミックス製基材を浸漬し取り出した。

次に、該基材を乾燥させた後、アンモニア（ＮＨｇ）ガ
ス雰囲気にて６００℃に加熱し、ポリシラザンを熱分解
した。

該基材を実際に使用されるのと同一の条件にて排気ガス
中に配置した結果、触媒効果の向上が見られた。

尚、以上にて本発明の実施例について詳細に説明したが
、本発明の精神から逸れないかぎりで、種々の異なる実
施例は容易に構成できるから、本発明は前記請求項請求
の範囲において記載した限定以外、特定の実施例に制約
されるものではない。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、高温度の使用に
も安定して機能し、更に熱サイクルを受ける環境下にて
も基材と剥離しない複合被覆層の形成方法を提供するこ
とができる。

また、複合被覆層のマトリクスがセラミックスであるた
め、複合被複層に触媒を含有させた場合、触媒作用が阻
害されないので、従来の触媒より効果的に担持された触
媒を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】

（１）主鎖に珪素を有するセラミック前駆体の溶液中に
所定の機能性粉体を分散混合せしめるステップと、該機
能性粉体が分散混合されたセラミック前駆体の溶液中に
基材を浸漬し、該基材表面にセラミック前駆体及び機能
性粉体を一様に付着せしめるステップと、該基材を加熱
して表面に付着しているセラミック前駆体を熱分解しセ
ラミックスに転換するステップとを有することを特徴と
する複合被覆層の形成方法。
（２）上記セラミック前駆体はポリシラザン及びポリカ
ルボシランの内、少なくとも１種類であることを特徴と
する請求項（１）記載の複合被覆層の形成方法。
（３）上記セラミック前駆体の熱分解により得られるセ
ラミックスは窒化珪素（Ｓｉ＿３Ｎ＿４）であることを
特徴とする請求項（２）記載の複合被覆層の形成方法。
（４）上記基材表面にセラミック前駆体及び機能性粉体
を一様に付着せしめるステップでは、浸漬に代え、吹き
付けにより付着せしめることを特徴とする請求項（１）
記載の複合被覆層の形成方法。
（５）上記基材は窒化珪素（Ｓｉ＿３Ｎ＿４）焼結体か
らなることを特徴とする請求項（１）記載の複合被覆層
の形成方法。
（６）上記機能性粉体は、金属フッ化物、金属硫化物、
金属−セレン化合物及び窒化硼素（ＢＮ）の内の、少な
くとも１種類からなることを特徴とする請求項（１）記
載の複合被覆層の形成方法。
（７）上記機能性粉体は、チタン酸アルミニウム（Ａｌ
＿２Ｏ＿３・ＴｉＯ＿２）及びムライト（３Ａｌ＿２Ｏ
＿３・２ＳｉＯ＿２）の内の少なくとも一方からなるこ
とを特徴とする請求項（１）記載の複合被覆層の形成方
法。
（８）上記機能性粉体は、白金−ロジウム（Ｐｔ−Ｒｈ
）合金からなることを特徴とする請求項（１）記載の複
合被覆層の形成方法。