JPH04292474A - 繊維強化セラミックスの製造方法 - Google Patents
繊維強化セラミックスの製造方法Info
- Publication number
- JPH04292474A JPH04292474A JP3080849A JP8084991A JPH04292474A JP H04292474 A JPH04292474 A JP H04292474A JP 3080849 A JP3080849 A JP 3080849A JP 8084991 A JP8084991 A JP 8084991A JP H04292474 A JPH04292474 A JP H04292474A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- reinforced
- ceramics
- ceramic
- compact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011226 reinforced ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 3
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 3
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical class [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化セラミックスの
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスは硬く、耐熱性、耐食性お
よび耐摩耗性に優れていることから、近年、機械部品や
構造材料として利用されている。そしてセラミックス部
材の強度を増すため、材料にウイスカーや繊維を混合し
、ホットプレスや、熱間静水圧成形のような、機械的な
圧力を高温で作用させながらセラミックスを緻密化して
いる。
よび耐摩耗性に優れていることから、近年、機械部品や
構造材料として利用されている。そしてセラミックス部
材の強度を増すため、材料にウイスカーや繊維を混合し
、ホットプレスや、熱間静水圧成形のような、機械的な
圧力を高温で作用させながらセラミックスを緻密化して
いる。
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術におい
て、繊維強化セラミックス、たとえばアルミナ・マトリ
ックスを炭化珪素のウイスカーで強化した繊維強化セラ
ミックスは、常圧焼成では緻密化が進まず、期待される
強度が発揮できない。そのため、前述のようにホットプ
レスまたは熱間静水圧成形によらざるを得ない。ところ
が、このホットプレス又は熱間静水圧成形による方法で
は、成形するセラミックス部材の形状の自由度が低く、
したがって製造コストが高くなるという問題点がある。 一方、特定のセラミックス、たとえばアルミナセラミッ
クスなどは、常圧焼成でも充分に緻密化ができるが、強
度が低いという欠点がある。
て、繊維強化セラミックス、たとえばアルミナ・マトリ
ックスを炭化珪素のウイスカーで強化した繊維強化セラ
ミックスは、常圧焼成では緻密化が進まず、期待される
強度が発揮できない。そのため、前述のようにホットプ
レスまたは熱間静水圧成形によらざるを得ない。ところ
が、このホットプレス又は熱間静水圧成形による方法で
は、成形するセラミックス部材の形状の自由度が低く、
したがって製造コストが高くなるという問題点がある。 一方、特定のセラミックス、たとえばアルミナセラミッ
クスなどは、常圧焼成でも充分に緻密化ができるが、強
度が低いという欠点がある。
【０００３】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
、前記問題点を解消してなる繊維強化セラミックスの製
造方法を提供することを目的とする。
、前記問題点を解消してなる繊維強化セラミックスの製
造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に添い、本発明
は、セラミックス成形体の表面を、繊維強化セラミック
スで被覆した後、加圧成形し、次にこれを常圧にて焼成
することによって、前記課題を解消した。
は、セラミックス成形体の表面を、繊維強化セラミック
スで被覆した後、加圧成形し、次にこれを常圧にて焼成
することによって、前記課題を解消した。
【０００５】この結果、表面に積層した繊維強化セラミ
ックスは、内部のセラミックスと共に収縮、緻密化を起
し、表面が高強度の繊維強化セラミックスで覆われた複
合セラミックスとなる。
ックスは、内部のセラミックスと共に収縮、緻密化を起
し、表面が高強度の繊維強化セラミックスで覆われた複
合セラミックスとなる。
【０００６】
【実施例】１．アルミナをマトリックスとし、炭化珪素
ウイスカーを３０％含む繊維強化セラミックスの原料粉
末と、アルミナ原料粉末とを用い、図１に示すように、
アルミナからなるセラミックス層１と、該セラミックス
層１の両面に、繊維強化セラミックス層２を設けて、プ
レス成形し、厚さ４ｍｍの成形体をえた。次に、この成
形体を１７００℃の温度で３時間、常圧で焼成し、複合
セラミックスを製作した。次に、この焼結体を一定の幅
に切断して図２に示すように試験片５を作成し、これを
支点６，７上に載置し、荷重ＷをＰ点に負荷し、抗折試
験をおこなって曲げ強度を求めた。図３は繊維強化セラ
ミックス層２の厚さｔに対する強度の変化を示すグラフ
である。すなわち、ｔ＝０の時は、繊維強化セラミック
ス層２を設けていないセラミックス層のみの場合の強度
を示す。図によれば繊維強化セラミックス層２の厚さｔ
＝０．０５〜１．０ｍｍの範囲で強度が向上し、ｔ＝０
．３〜０．４ｍｍで最大１．５倍の強度が得られた。 なお、ｔ＝０．０５ｍｍ以下の繊維強化セラミックス層
は、実際上製作不能であり、ｔ＝１．０ｍｍを越えると
、セラミックス自体の緻密化が不充分となり強度は低下
した。
ウイスカーを３０％含む繊維強化セラミックスの原料粉
末と、アルミナ原料粉末とを用い、図１に示すように、
アルミナからなるセラミックス層１と、該セラミックス
層１の両面に、繊維強化セラミックス層２を設けて、プ
レス成形し、厚さ４ｍｍの成形体をえた。次に、この成
形体を１７００℃の温度で３時間、常圧で焼成し、複合
セラミックスを製作した。次に、この焼結体を一定の幅
に切断して図２に示すように試験片５を作成し、これを
支点６，７上に載置し、荷重ＷをＰ点に負荷し、抗折試
験をおこなって曲げ強度を求めた。図３は繊維強化セラ
ミックス層２の厚さｔに対する強度の変化を示すグラフ
である。すなわち、ｔ＝０の時は、繊維強化セラミック
ス層２を設けていないセラミックス層のみの場合の強度
を示す。図によれば繊維強化セラミックス層２の厚さｔ
＝０．０５〜１．０ｍｍの範囲で強度が向上し、ｔ＝０
．３〜０．４ｍｍで最大１．５倍の強度が得られた。 なお、ｔ＝０．０５ｍｍ以下の繊維強化セラミックス層
は、実際上製作不能であり、ｔ＝１．０ｍｍを越えると
、セラミックス自体の緻密化が不充分となり強度は低下
した。
【０００７】２．マトリックスであるムライトに窒化珪
素ウイスカーを２０％混入した繊維強化セラミックスを
原料粉末とし、この原料粉末１００部に対し、バインダ
ーとしてポリビニルブチウールを８部、可塑剤としてジ
ブチルフタレートを６部、解コウ剤としてオレイン酸を
０．３部、溶媒としてメチルイソブチルケトン５０部を
ボールミルにより充分混合し、スラリーを製作した。こ
のスラリーをドクターブレード法によりシート成形し、
厚さ０．０５〜１．０ｍｍのグリーンシートを作成した
。次に予め予備成形したムライト・セラミックス成形体
の表面に、前記グリーンシートを乗せ、冷間静水圧成形
により、図４に示す要領で一体化した。図中、１１はム
ライト予備成形体、１２は繊維強化セラミックスのグリ
ーンシート、１３はこれらを包み込んだゴム形であり。 該ゴム形１３の全外周より静水圧で加圧した。次に、こ
の複合セラミックスを１４００℃の温度で、３時間、常
圧焼成して焼結体をえた。
素ウイスカーを２０％混入した繊維強化セラミックスを
原料粉末とし、この原料粉末１００部に対し、バインダ
ーとしてポリビニルブチウールを８部、可塑剤としてジ
ブチルフタレートを６部、解コウ剤としてオレイン酸を
０．３部、溶媒としてメチルイソブチルケトン５０部を
ボールミルにより充分混合し、スラリーを製作した。こ
のスラリーをドクターブレード法によりシート成形し、
厚さ０．０５〜１．０ｍｍのグリーンシートを作成した
。次に予め予備成形したムライト・セラミックス成形体
の表面に、前記グリーンシートを乗せ、冷間静水圧成形
により、図４に示す要領で一体化した。図中、１１はム
ライト予備成形体、１２は繊維強化セラミックスのグリ
ーンシート、１３はこれらを包み込んだゴム形であり。 該ゴム形１３の全外周より静水圧で加圧した。次に、こ
の複合セラミックスを１４００℃の温度で、３時間、常
圧焼成して焼結体をえた。
【０００８】抗折試験の最大応力がかゝる部分に繊維強
化部分がくるように、この焼結体より試験片を採取し、
抗折試験を行った。その結果、繊維強化部分の厚さ０．
０５〜１．０ｍｍの範囲でムライト単体（ｔ＝０の時）
の強度に比較し、大きな強度が得られた。
化部分がくるように、この焼結体より試験片を採取し、
抗折試験を行った。その結果、繊維強化部分の厚さ０．
０５〜１．０ｍｍの範囲でムライト単体（ｔ＝０の時）
の強度に比較し、大きな強度が得られた。
【０００９】
【発明の効果】通常、構造材料としてセラミックスを用
いるとき、セラミックスの表面は、内部より大きな力が
かゝり、表面から破壊が進むが、本発明の方法で製造し
たセラミックスによれば、セラミックス表面を高強度の
繊維強化セラミックスで覆うことにより構造材料として
の強度上の信頼性を大きく向上させたものがえられる。 また、材料の内部を焼結性の良いセラミックスとしたこ
とで、難焼結材料である繊維強化セラミックスを常圧焼
成により緻密化させることができる。
いるとき、セラミックスの表面は、内部より大きな力が
かゝり、表面から破壊が進むが、本発明の方法で製造し
たセラミックスによれば、セラミックス表面を高強度の
繊維強化セラミックスで覆うことにより構造材料として
の強度上の信頼性を大きく向上させたものがえられる。 また、材料の内部を焼結性の良いセラミックスとしたこ
とで、難焼結材料である繊維強化セラミックスを常圧焼
成により緻密化させることができる。
【図１】本発明に係る繊維強化セラミックスの斜視説明
図である。
図である。
【図２】本発明に係る繊維強化セラミックスの抗折試験
の要領を説明する図である。
の要領を説明する図である。
【図３】本発明に係る繊維強化セラミックスにおける繊
維強化層の厚さと強度の関係を示す図である。
維強化層の厚さと強度の関係を示す図である。
【図４】本発明に係る繊維強化セラミックスの製作要領
を説明する図である。
を説明する図である。
１ セラミックス層
２ 繊維強化セラミックス層
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミックス成形体の表面を、繊維強
化セラミックスで被覆した後、加圧成形し、次にこれを
常圧にて焼成することを特徴とする繊維強化セラミック
スの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080849A JPH04292474A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 繊維強化セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080849A JPH04292474A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 繊維強化セラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04292474A true JPH04292474A (ja) | 1992-10-16 |
Family
ID=13729799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080849A Pending JPH04292474A (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 繊維強化セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04292474A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010010648A1 (ja) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削インサート及び切削工具 |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP3080849A patent/JPH04292474A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010010648A1 (ja) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削インサート及び切削工具 |
| CN102105248A (zh) * | 2008-07-22 | 2011-06-22 | 日本特殊陶业株式会社 | 切削刀片和切削刀具 |
| JPWO2010010648A1 (ja) * | 2008-07-22 | 2012-01-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削インサート及び切削工具 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Janssen et al. | Tailor-made ceramic-based components—Advantages by reactive processing and advanced shaping techniques | |
| US5632834A (en) | Process for producing sandwich structures from fiber-reinforced ceramics | |
| US7550107B2 (en) | Method of forming CMC component | |
| US3911188A (en) | High strength composite ceramic structure | |
| US4781993A (en) | Fiber reinforced ceramic material | |
| US5639531A (en) | Process for making a hybrid ceramic article | |
| CN111716494A (zh) | 一种利用反应烧结法制备层状复相陶瓷的方法 | |
| CA1147538A (en) | Process for joining silicon nitride based ceramic bodies | |
| US5338598A (en) | Sintered inorganic composites comprising co-sintered tape reinforcement | |
| JPS6186211A (ja) | セラミックス複合構造体及びその製造法 | |
| JP2966375B2 (ja) | 積層セラミックス及びその製造方法 | |
| JPH04292474A (ja) | 繊維強化セラミックスの製造方法 | |
| EP0946458B1 (en) | A method for manufacturing a ceramic composite material | |
| US8349111B2 (en) | Method for joining ceramic components | |
| US5389321A (en) | Method of producing a silicon carbide fiber reinforced strontium aluminosilicate glass-ceramic matrix composite | |
| JP3035230B2 (ja) | 積層セラミックスの製造方法 | |
| JPS6270041A (ja) | 複合化セラミツクスの製造法 | |
| JPH0416439B2 (ja) | ||
| JP3142892B2 (ja) | 反応焼結複合セラミックスの製法およびそれを用いた摺動部材の製法 | |
| JPH0229632B2 (ja) | ||
| JP3202670B2 (ja) | 積層セラミックスの製造方法 | |
| JP2614061B2 (ja) | 窒化物系複合セラミックス | |
| JPS6225635B2 (ja) | ||
| JP3026486B2 (ja) | セラミックス積層体の製造方法 | |
| JP2997645B2 (ja) | セラミックス積層体の製造方法 |