JPH04342478A - セラミックスピストンヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
セラミックスピストンヘッドおよびその製造方法Info
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- JPH04342478A JPH04342478A JP14567091A JP14567091A JPH04342478A JP H04342478 A JPH04342478 A JP H04342478A JP 14567091 A JP14567091 A JP 14567091A JP 14567091 A JP14567091 A JP 14567091A JP H04342478 A JPH04342478 A JP H04342478A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Ceramic Products (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
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミック複合体および
その製造方法に関し、特に緻密で強度の高いセラミック
製の容器の中に多孔性で断熱度の高いセラミックを充填
した構造を有するセラミック複合体およびその製造方法
に関するものである。
その製造方法に関し、特に緻密で強度の高いセラミック
製の容器の中に多孔性で断熱度の高いセラミックを充填
した構造を有するセラミック複合体およびその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近ファインセラミックス技術が注目さ
れ、該技術によって生成されるセラミックスを既存構造
の金属と置換する試みが多くなされている。たとえば、
自動車用の内燃機関のピストンヘッド、シリンダライナ
、コンロッドなど、高熱高圧に曝される部分や大きな歪
力を受ける部分の部品として使用する試みがなされ、す
でに実用に供されているものも多数ある。
れ、該技術によって生成されるセラミックスを既存構造
の金属と置換する試みが多くなされている。たとえば、
自動車用の内燃機関のピストンヘッド、シリンダライナ
、コンロッドなど、高熱高圧に曝される部分や大きな歪
力を受ける部分の部品として使用する試みがなされ、す
でに実用に供されているものも多数ある。
【０００３】セラミックスの種類は極めて多く、それぞ
れ物性としてのそれら独特の特徴点をもっている。しか
し、たとえば内燃機関の部品のように、常時１０００度
以上の高温に曝され数百気圧の圧力を断続的に受けても
これらに耐え、かつ高い断熱性を保持するというように
、多岐にわたる極めてシビヤな特性を多く兼ね備えてい
なければならない部品をセラミックスで構成する場合、
１種類のセラミックスでは実現不可能であるため、それ
ぞれ特性が異なるセラミックスを数種類組合せて、要求
特性に合ったセラミックス複合体構造を案出することに
なる。
れ物性としてのそれら独特の特徴点をもっている。しか
し、たとえば内燃機関の部品のように、常時１０００度
以上の高温に曝され数百気圧の圧力を断続的に受けても
これらに耐え、かつ高い断熱性を保持するというように
、多岐にわたる極めてシビヤな特性を多く兼ね備えてい
なければならない部品をセラミックスで構成する場合、
１種類のセラミックスでは実現不可能であるため、それ
ぞれ特性が異なるセラミックスを数種類組合せて、要求
特性に合ったセラミックス複合体構造を案出することに
なる。
【０００４】このようなセラミックス複合体を使用して
いる部品の一例として、内燃機関のピストンヘッドを挙
げることができる。
いる部品の一例として、内燃機関のピストンヘッドを挙
げることができる。
【０００５】従来のセラミックス複合体を用いたピスト
ンヘッドは、例えば特開昭６３−３０２１６４号に開示
されており、その構造は図１に示すように、下部にボス
部１を有し、浅い皿状のヘッド外筺２を窒化シリコンな
どからなる緻密なセラミックス素材で形成し、その内部
に多孔質のセラミックス体からなる断熱部材３を充填し
、その上に緻密質セラミックス素材からなる気密薄層４
を被着しており、該薄層４の外周部５は、化学蒸着法に
よりヘッド外筺２の上部周辺に接着されている。なお、
図１において、６は金属製のピストン本体であり、該ピ
ストン本体６の上部の孔にヘッド外筺２のボス部１を嵌
合してリテイナ７にてピストンヘッドをピストン本体に
結合保持している。８はシール材であり、９はヘッド外
筐２の内側において内側方向に突出している係合突起で
あり、断熱部材３をヘッド外筐３内に掛け止めておくも
のである。
ンヘッドは、例えば特開昭６３−３０２１６４号に開示
されており、その構造は図１に示すように、下部にボス
部１を有し、浅い皿状のヘッド外筺２を窒化シリコンな
どからなる緻密なセラミックス素材で形成し、その内部
に多孔質のセラミックス体からなる断熱部材３を充填し
、その上に緻密質セラミックス素材からなる気密薄層４
を被着しており、該薄層４の外周部５は、化学蒸着法に
よりヘッド外筺２の上部周辺に接着されている。なお、
図１において、６は金属製のピストン本体であり、該ピ
ストン本体６の上部の孔にヘッド外筺２のボス部１を嵌
合してリテイナ７にてピストンヘッドをピストン本体に
結合保持している。８はシール材であり、９はヘッド外
筐２の内側において内側方向に突出している係合突起で
あり、断熱部材３をヘッド外筐３内に掛け止めておくも
のである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のピストンヘ
ッドは、緻密質のヘッド外筺２、多孔質のセラミックス
体からなる断熱層３、緻密質のセラミックス素材からな
る気密薄層４よりなるセラミックス複合体から構成され
、一応所期の目的を達成しているが、気密薄層４は緻密
なセラミックス素材であるため、熱伝導率が多孔質のセ
ラミックス体からなる断熱層３よりも大きく、また内燃
機関が動作している時はパルス状の高圧が掛かるので、
強度確保のためにはこれの肉厚をある程度確保しておか
なければならないし、かつ該気密薄層４の外周部５は、
化学蒸着法によりヘッド外筺２の上部周辺に接着されて
いるので、燃焼室内で発生した熱はピストンヘッドの外
周部を介してシリンダの外部に放熱されてしまい、断熱
性の点で多少問題がある。
ッドは、緻密質のヘッド外筺２、多孔質のセラミックス
体からなる断熱層３、緻密質のセラミックス素材からな
る気密薄層４よりなるセラミックス複合体から構成され
、一応所期の目的を達成しているが、気密薄層４は緻密
なセラミックス素材であるため、熱伝導率が多孔質のセ
ラミックス体からなる断熱層３よりも大きく、また内燃
機関が動作している時はパルス状の高圧が掛かるので、
強度確保のためにはこれの肉厚をある程度確保しておか
なければならないし、かつ該気密薄層４の外周部５は、
化学蒸着法によりヘッド外筺２の上部周辺に接着されて
いるので、燃焼室内で発生した熱はピストンヘッドの外
周部を介してシリンダの外部に放熱されてしまい、断熱
性の点で多少問題がある。
【０００７】また、断熱部材３とヘッド外筐２、あるい
は断熱部材３と気密薄層４はそれぞれ熱膨張係数が異な
っているので、加熱冷却のサイクルを多く繰り返すと、
これらの接合面に大きな歪みが加えられて、接合面が剥
離するようなこのになり、複合材としての機能が損なわ
れるという問題がある。さらに、ピストンヘッドの制作
や組み立てに多くの工数を必要とし、複合材を構成する
個々の部品の高い加工精度が要求されるので生産性が低
いという問題がある。
は断熱部材３と気密薄層４はそれぞれ熱膨張係数が異な
っているので、加熱冷却のサイクルを多く繰り返すと、
これらの接合面に大きな歪みが加えられて、接合面が剥
離するようなこのになり、複合材としての機能が損なわ
れるという問題がある。さらに、ピストンヘッドの制作
や組み立てに多くの工数を必要とし、複合材を構成する
個々の部品の高い加工精度が要求されるので生産性が低
いという問題がある。
【０００８】本発明は上記のごとき従来の欠点を改良す
る発明であり、その目的はセラミックス複合体を構成す
る各素材間の密着性を確保するとともに、該セラミック
ス複合体の製作を容易にし、かつ強度が高く断熱性が高
いセラミック複合体およびその製造方法を得ようとする
ものである。
る発明であり、その目的はセラミックス複合体を構成す
る各素材間の密着性を確保するとともに、該セラミック
ス複合体の製作を容易にし、かつ強度が高く断熱性が高
いセラミック複合体およびその製造方法を得ようとする
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、緻密質セラミックスからなるピストンヘ
ッドのヘッド外筺の上部空間には、珪素（Ｓｉ）、窒素
（Ｎ）、酸素（Ｏ）、の全ての元素及びチタン（Ｔｉ）
，ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），イット
リウム（Ｙ），ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ）の
元素群の中の少なくとも１種類以上で構成されかつ気孔
を１２％以上含むセラミックスにより満たされており、
かつ該気孔を１２％以上含むセラミックスは上記緻密質
セラミックスからなるピストンヘッドと密接接合してい
ることを特徴とするセラミックスピストンヘッドを提供
し、さらに珪素（Ｓｉ）を主成分とし、これに窒素（Ｎ
）、酸素（Ｏ）、の全ての元素を含みかつチタン（Ｔｉ
），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），イッ
トリウム（Ｙ），ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ）
の元素群の中の少なくとも１種類以上を含む混合粉末を
形成する工程と、緻密質セラミックスからなるピストン
ヘッドのヘッド外筺の上部空間に該混合粉末を加圧充填
する工程と、混合粉末を充填されたヘッド外筺を窒素雰
囲気中で焼結して含有各元素を窒化するとともに焼結す
る工程と、該窒化焼結工程を経た後酸素を含んだ雰囲気
中で加熱して前記窒化物の一部を酸化物に変化させる工
程とを含むことを特徴とするセラミックスピストンヘッ
ドの製造方法を提供する。
に、本発明は、緻密質セラミックスからなるピストンヘ
ッドのヘッド外筺の上部空間には、珪素（Ｓｉ）、窒素
（Ｎ）、酸素（Ｏ）、の全ての元素及びチタン（Ｔｉ）
，ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），イット
リウム（Ｙ），ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ）の
元素群の中の少なくとも１種類以上で構成されかつ気孔
を１２％以上含むセラミックスにより満たされており、
かつ該気孔を１２％以上含むセラミックスは上記緻密質
セラミックスからなるピストンヘッドと密接接合してい
ることを特徴とするセラミックスピストンヘッドを提供
し、さらに珪素（Ｓｉ）を主成分とし、これに窒素（Ｎ
）、酸素（Ｏ）、の全ての元素を含みかつチタン（Ｔｉ
），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），イッ
トリウム（Ｙ），ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ）
の元素群の中の少なくとも１種類以上を含む混合粉末を
形成する工程と、緻密質セラミックスからなるピストン
ヘッドのヘッド外筺の上部空間に該混合粉末を加圧充填
する工程と、混合粉末を充填されたヘッド外筺を窒素雰
囲気中で焼結して含有各元素を窒化するとともに焼結す
る工程と、該窒化焼結工程を経た後酸素を含んだ雰囲気
中で加熱して前記窒化物の一部を酸化物に変化させる工
程とを含むことを特徴とするセラミックスピストンヘッ
ドの製造方法を提供する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。シ
リコン（Ｓｉ）の粉末１００重量部に対して金属チタン
（Ｔｉ）粉末１５重量部を加え、これにオイルを所定量
配合した後に、加圧ニ−ダで混練して可塑性を有する組
成物を作成した。
リコン（Ｓｉ）の粉末１００重量部に対して金属チタン
（Ｔｉ）粉末１５重量部を加え、これにオイルを所定量
配合した後に、加圧ニ−ダで混練して可塑性を有する組
成物を作成した。
【００１１】別に、図１に示したものと同じヘッド外筐
２を緻密な窒化珪素（Ｓｉ３ Ｎ４ ）にて作成し、上
記シリコン粉末と金属チタン粉末とをオイルにて混練し
て作成した組成物をヘッド外筐２の内側に充填し、さら
にスリップキャスティング法により、充填された組成物
に対して略０．２トン／ｃｍ２の圧力で加圧し、該充填
された組成物とヘッド外筐２の内側面との密着を十分に
行った。
２を緻密な窒化珪素（Ｓｉ３ Ｎ４ ）にて作成し、上
記シリコン粉末と金属チタン粉末とをオイルにて混練し
て作成した組成物をヘッド外筐２の内側に充填し、さら
にスリップキャスティング法により、充填された組成物
に対して略０．２トン／ｃｍ２の圧力で加圧し、該充填
された組成物とヘッド外筐２の内側面との密着を十分に
行った。
【００１２】その後、組成物を充填したヘッド外筐２を
炉に入れ、窒素雰囲気中で最高５００℃で脱脂し、同一
の窒素雰囲気中で最高１４００℃にて焼成した。この焼
成により上記組成物は完全に窒化し、内部にはほぼ１８
．７パ−セントに近い容積を持ち、かつ均一に分散した
気孔が形成されるとともに、その容積も極僅か増加した
が、ヘッド外筐と断熱部材との間には未だ５ミクロン幅
の隙間が生じている。
炉に入れ、窒素雰囲気中で最高５００℃で脱脂し、同一
の窒素雰囲気中で最高１４００℃にて焼成した。この焼
成により上記組成物は完全に窒化し、内部にはほぼ１８
．７パ−セントに近い容積を持ち、かつ均一に分散した
気孔が形成されるとともに、その容積も極僅か増加した
が、ヘッド外筐と断熱部材との間には未だ５ミクロン幅
の隙間が生じている。
【００１３】次にこれを８００℃の大気中で加熱処理を
施した。この加熱処理により、断熱部材は更に膨張し、
断熱部材とヘッド外筐との間には隙間和生じていない。 このようにして作られた資料（ヘッド筐体２内の断熱部
材）の一部を直径１０ｍｍ厚さ１・５ｍｍに切断して研
磨加工し， 熱伝導率測定用のペレットを作るとととも
に、３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの曲げ強度測定用の棒を
作り、曲げ強度を測定した。
施した。この加熱処理により、断熱部材は更に膨張し、
断熱部材とヘッド外筐との間には隙間和生じていない。 このようにして作られた資料（ヘッド筐体２内の断熱部
材）の一部を直径１０ｍｍ厚さ１・５ｍｍに切断して研
磨加工し， 熱伝導率測定用のペレットを作るとととも
に、３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの曲げ強度測定用の棒を
作り、曲げ強度を測定した。
【００１４】測定の結果、熱伝導率は０．００４Ｃａｌ
／Ｓ・ｃｍ・℃であり、強度は、１２ｋｇｆ／ｍｍ２
と、良好な特性を有している。又、窒素中で加熱処理し
て窒化した資料及びその後大気中にて熱処理を行った資
料をそれぞれＸ線で同定したところ、上記窒化した後の
資料は、α，βＳｉ３ Ｎ４ の外、ＴｉＮ０．９ が
生成しており、大気中で加熱処理を施した資料では、こ
のＴｉＮ０．９ の一部がＴｉＯ２ に変化しているこ
とが分かった。なお、上記実施例の原料粉の組合せと配
合比、焼結後の結果を図２の図表図に示す。
／Ｓ・ｃｍ・℃であり、強度は、１２ｋｇｆ／ｍｍ２
と、良好な特性を有している。又、窒素中で加熱処理し
て窒化した資料及びその後大気中にて熱処理を行った資
料をそれぞれＸ線で同定したところ、上記窒化した後の
資料は、α，βＳｉ３ Ｎ４ の外、ＴｉＮ０．９ が
生成しており、大気中で加熱処理を施した資料では、こ
のＴｉＮ０．９ の一部がＴｉＯ２ に変化しているこ
とが分かった。なお、上記実施例の原料粉の組合せと配
合比、焼結後の結果を図２の図表図に示す。
【００１５】上記実施例の外に、本発明においては、シ
リコンＳｉ粉末をベースにしてこれに配合する金属粉末
、あるいはセラミックス粉末の種類を変えて、上記実施
例と同様のセラミックス複合体の試料を作成した。図２
および図３の図表図において、実施例番号１乃至実施例
番号１３の例がそれである。
リコンＳｉ粉末をベースにしてこれに配合する金属粉末
、あるいはセラミックス粉末の種類を変えて、上記実施
例と同様のセラミックス複合体の試料を作成した。図２
および図３の図表図において、実施例番号１乃至実施例
番号１３の例がそれである。
【００１６】また本発明の実施例１〜１３の効果を確認
するため、シリコン（Ｓｉ）粉末をオイルで練ったもの
を緻密な窒化珪素製のヘッド外筐中に満たし、窒素雰囲
気中で焼成した後、更に大気中で焼成し、上記実施例と
同様な試料を作成し特性を調べた。その結果を図４の図
表図の比較例１に示す。更にシリコン（Ｓｉ）粉末をベ
ースにして、これに高温中で安定な窒化珪素（Ｓｉ３
Ｎ４）の粉末またはシリコンカーバイト（ＳｉＣ）粉末
をそれぞれ加えて混練し緻密質の窒化珪素（Ｓｉ３ Ｎ
４ ） にて作成したヘッド外筐に満たし、それぞれ窒
素雰囲気中で焼成した後、更に大気中で焼成し、上記実
施例と同様な試料をそれぞれ作成し特性を調べた。その
結果を図４の図表図の比較例２、３に示す。
するため、シリコン（Ｓｉ）粉末をオイルで練ったもの
を緻密な窒化珪素製のヘッド外筐中に満たし、窒素雰囲
気中で焼成した後、更に大気中で焼成し、上記実施例と
同様な試料を作成し特性を調べた。その結果を図４の図
表図の比較例１に示す。更にシリコン（Ｓｉ）粉末をベ
ースにして、これに高温中で安定な窒化珪素（Ｓｉ３
Ｎ４）の粉末またはシリコンカーバイト（ＳｉＣ）粉末
をそれぞれ加えて混練し緻密質の窒化珪素（Ｓｉ３ Ｎ
４ ） にて作成したヘッド外筐に満たし、それぞれ窒
素雰囲気中で焼成した後、更に大気中で焼成し、上記実
施例と同様な試料をそれぞれ作成し特性を調べた。その
結果を図４の図表図の比較例２、３に示す。
【００１７】本願発明の各実施例では、ヘッド外筐中に
満たした組成物を窒素雰囲気内で焼成した時には、ヘッ
ド外筐と組成物の焼成体の間には透き間が生じているが
、これを空気中にて焼成した後にはいずれの例でも透き
間が減少しており、特に透き間が零となっている例もみ
られる。これは、空気中で焼成した後に組成物中に生成
されていたＴｉＮ０．９ の一部が、ＴｉＯ２ に変化
する過程で共に膨張し、ヘッド外筐と組成物との間の透
き間が狭まっていったと考えられる。
満たした組成物を窒素雰囲気内で焼成した時には、ヘッ
ド外筐と組成物の焼成体の間には透き間が生じているが
、これを空気中にて焼成した後にはいずれの例でも透き
間が減少しており、特に透き間が零となっている例もみ
られる。これは、空気中で焼成した後に組成物中に生成
されていたＴｉＮ０．９ の一部が、ＴｉＯ２ に変化
する過程で共に膨張し、ヘッド外筐と組成物との間の透
き間が狭まっていったと考えられる。
【００１８】次に示す実施例では、上記大気中での焼結
までが終了した実施例１のヘッド外筺をポリカルボシラ
ン溶液あるいは有機珪素ポリマ溶液に侵漬し、内部気孔
内にこれを含侵させた後、大気中あるいはアンモニア雰
囲気中で所定条件で加熱処理を行ない、この部分を薄い
窒化膜に転化させた。以降、上記の実施例と同様にして
ヘッド外筺を作製した。このようにして構成された排気
マニホールドは実施例１のものと比較して強度が幾分増
加する。
までが終了した実施例１のヘッド外筺をポリカルボシラ
ン溶液あるいは有機珪素ポリマ溶液に侵漬し、内部気孔
内にこれを含侵させた後、大気中あるいはアンモニア雰
囲気中で所定条件で加熱処理を行ない、この部分を薄い
窒化膜に転化させた。以降、上記の実施例と同様にして
ヘッド外筺を作製した。このようにして構成された排気
マニホールドは実施例１のものと比較して強度が幾分増
加する。
【００１９】さらに次の実施例では、上記実施例で使用
したポリカルボシラン溶液や有機珪素ポリマ溶液よりも
粘度の高いポリカルボシランペーストあるいは有機珪素
ポリマペーストを上記大気中での焼結までが終了した実
施例１の断熱部材６の表面に塗布し後、上記と同様な条
件で焼成して内筒の表面に薄い窒化膜（気密薄膜）４を
形成した。以降、上記の実施例と同様にして排気マニホ
ールドを作製した。このようにして構成されたセラミッ
クスピストンヘッドは、燃焼ガスと接する部分が薄い窒
化膜に覆われているので、断熱部材３内に燃焼ガスが侵
入することもなく、気密性が保たれる。
したポリカルボシラン溶液や有機珪素ポリマ溶液よりも
粘度の高いポリカルボシランペーストあるいは有機珪素
ポリマペーストを上記大気中での焼結までが終了した実
施例１の断熱部材６の表面に塗布し後、上記と同様な条
件で焼成して内筒の表面に薄い窒化膜（気密薄膜）４を
形成した。以降、上記の実施例と同様にして排気マニホ
ールドを作製した。このようにして構成されたセラミッ
クスピストンヘッドは、燃焼ガスと接する部分が薄い窒
化膜に覆われているので、断熱部材３内に燃焼ガスが侵
入することもなく、気密性が保たれる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、セラミックスピストンヘッド
の上部を埋めるチタン酸アルミニウムの代わりに酸化物
複合反応焼結セラミックスを用いているので、熱伝導率
は従来形のものと同程度でありながら強度は従来のもの
より３倍であり、熱サイクルの激しい部分に使用する部
品の信頼性が向上する。また、焼結時の寸法変化率が小
さく、また該変化率のばらつきも小さいので、金型設計
も容易となる。また、同じ理由で焼結後の加工量が小さ
くなり、部品の低コストにつながる。
の上部を埋めるチタン酸アルミニウムの代わりに酸化物
複合反応焼結セラミックスを用いているので、熱伝導率
は従来形のものと同程度でありながら強度は従来のもの
より３倍であり、熱サイクルの激しい部分に使用する部
品の信頼性が向上する。また、焼結時の寸法変化率が小
さく、また該変化率のばらつきも小さいので、金型設計
も容易となる。また、同じ理由で焼結後の加工量が小さ
くなり、部品の低コストにつながる。
【図１】セラミックスピストンヘッドの断面図。
【図２】図表図。
【図３】別の図表図。
【図４】比較例を示す図表図。
１・・・・・ボス部
２・・・・・ヘッド外筺
３・・・・・断熱部材
４・・・・・気密薄層
５・・・・・外周部
６・・・・・ピストン本体
７・・・・・リテイナ
８・・・・・シール材
９・・・・・係合突起
Claims (8)
- 【請求項１】緻密質セラミックスからなるピストンヘッ
ドのヘッド外筺の上部空間には、珪素（Ｓｉ）、窒素（
Ｎ）、酸素（Ｏ）、の全ての元素及びチタン（Ｔｉ），
ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），イットリ
ウム（Ｙ），ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ）の元
素群の中の少なくとも１種類以上で構成されかつ気孔を
１２％以上含むセラミックスにより満たされており、か
つ該気孔を１２％以上含むセラミックスは上記緻密質セ
ラミックスからなるピストンヘッドと密接接合している
ことを特徴とするセラミックスピストンヘッド。 - 【請求項２】上記気孔内部に非晶質セラミックスが形成
されていることを特徴とする請求項１記載のセラミック
スピストンヘッド。 - 【請求項３】気孔を１２％以上含む前記セラミックスの
ヘッド外筺と接触していない面には緻密なセラミックス
薄層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
セラミックスピストンヘッド。 - 【請求項４】上記ヘッド外筐と気孔率１２％以上のセラ
ミックスとの接合面には両者の掛け止め用の係合部を設
けたことを特徴とする請求項１または請求項２または請
求項３記載のセラミックスピストンヘッド。 - 【請求項５】上記セラミックス薄層は非晶質セラミック
ス薄層であることを特徴とする請求項３記載のセラミッ
クスピストンヘッド。 - 【請求項６】珪素（Ｓｉ）を主成分とし、これに窒素（
Ｎ）、酸素（Ｏ）、の全ての元素を含みかつチタン（Ｔ
ｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），イ
ットリウム（Ｙ），ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ
）の元素群の中の少なくとも１種類以上を含む混合粉末
を形成する工程と、緻密質セラミックスからなるピスト
ンヘッドのヘッド外筺の上部空間に該混合粉末を加圧充
填する工程と、混合粉末を充填されたヘッド外筺を窒素
雰囲気中で焼結して含有各元素を窒化するとともに焼結
する工程と、該窒化焼結工程を経た後酸素を含んだ雰囲
気中で加熱して前記窒化物の一部を酸化物に変化させる
工程とを含むことを特徴とするセラミックスピストンヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項７】上記酸素を含んだ雰囲気中でヘッド外筺を
加熱する工程の後、ポリカルボシランあるいは有機珪素
ポリマ溶液に侵漬した後加熱処理して気孔中の表面に薄
い窒化膜を形成する工程を有することを特徴とする請求
項６記載のセラミックスピストンヘッドの製造方法。 - 【請求項８】上記酸素を含んだ雰囲気中でヘッド外筺を
加熱する工程の後、ポリカルボシランあるいは有機珪素
ポリマペーストを多孔質のセラミックスの上面に塗布し
た後加熱処理して該上面に薄い窒化膜を形成する工程を
有することを特徴とする請求項６記載のセラミックスピ
ストンヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14567091A JPH04342478A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | セラミックスピストンヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14567091A JPH04342478A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | セラミックスピストンヘッドおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04342478A true JPH04342478A (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=15390373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14567091A Pending JPH04342478A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | セラミックスピストンヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04342478A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015169192A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関のピストン |
| JP2018053879A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関用ピストンおよび内燃機関用ピストンの製造方法 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP14567091A patent/JPH04342478A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015169192A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関のピストン |
| JP2018053879A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関用ピストンおよび内燃機関用ピストンの製造方法 |
| WO2018061591A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関用ピストンおよび内燃機関用ピストンの製造方法 |
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