JPH0497975A - 炭化珪素系複合体およびその製造方法 - Google Patents
炭化珪素系複合体およびその製造方法Info
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- JPH0497975A JPH0497975A JP21406590A JP21406590A JPH0497975A JP H0497975 A JPH0497975 A JP H0497975A JP 21406590 A JP21406590 A JP 21406590A JP 21406590 A JP21406590 A JP 21406590A JP H0497975 A JPH0497975 A JP H0497975A
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Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous 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】
（産業上の利用分野〕
本発明は炭化珪素系複合体およびその製造方法に関し、
さらに詳しくは、高靭性を有する炭化珪素系複合体およ
びその製造方法に関する。
さらに詳しくは、高靭性を有する炭化珪素系複合体およ
びその製造方法に関する。
（従来の技術）
メカニカルシール用摺動材として、炭化珪素は、高い硬
度、優れた耐食性、高い熱伝導性等の特性を有するため
、従来の金属材料、超硬合金、アルミナ等の材料にとっ
て替わり使用範囲が拡大しつつある。
度、優れた耐食性、高い熱伝導性等の特性を有するため
、従来の金属材料、超硬合金、アルミナ等の材料にとっ
て替わり使用範囲が拡大しつつある。
反応焼結したＳｉＣ製品は、溶融Ｓｉの存在下で、炭素
粉末とＳｉＣ粉末の凝集性混合物を反応焼成することに
よって作製される。混合物中の炭素は結合性ＳｉＣに転
換し、はぼ連続したＳｉＣマトリックスが、フリーＳｉ
相中に形成される。
粉末とＳｉＣ粉末の凝集性混合物を反応焼成することに
よって作製される。混合物中の炭素は結合性ＳｉＣに転
換し、はぼ連続したＳｉＣマトリックスが、フリーＳｉ
相中に形成される。
（発明が解決しようとする課題〕
このようにして作製される従来のＳｉＣ製品は脆いため
に一度クラックが発生すると、クランクが簡単に成長し
て割れやすいという問題点があった。この現象は、フリ
ーＳｉ相も極めて脆いためクラックの進展に対しての障
壁となり難いということも原因となっている。
に一度クラックが発生すると、クランクが簡単に成長し
て割れやすいという問題点があった。この現象は、フリ
ーＳｉ相も極めて脆いためクラックの進展に対しての障
壁となり難いということも原因となっている。
本発明の目的は、高靭性を有し、クラックが発生しにに
く、かつクラックが発生してもクラックの成長を阻止で
きる炭化珪素系複合体とその製造方法を提供することに
ある。
く、かつクラックが発生してもクラックの成長を阻止で
きる炭化珪素系複合体とその製造方法を提供することに
ある。
上記した目的を達成するために、本発明の炭化珪素系複
合体は、ＳｉＣの骨格よりなる多孔体の空隙を、ジュラ
ルミン（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金）で充填したことを特徴
とする。
合体は、ＳｉＣの骨格よりなる多孔体の空隙を、ジュラ
ルミン（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金）で充填したことを特徴
とする。
また、この炭化珪素系複合体の製造方法は、ＳｉＣの多
孔体を作製した後、この多孔体の空隙に、融点以上に加
熱されたジュラルミン（ＡｌＣｕ−Ｍｇ合金）を含浸さ
せ、次いで溶体化処理を施し、時効硬化させることを特
徴とする。
孔体を作製した後、この多孔体の空隙に、融点以上に加
熱されたジュラルミン（ＡｌＣｕ−Ｍｇ合金）を含浸さ
せ、次いで溶体化処理を施し、時効硬化させることを特
徴とする。
すなわち、本発明は、脆いＳｉの代わりに高靭性と高耐
蝕性を有するジュラルミン（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金）を
ＳｉＣ多孔体の空隙に充填したものである。
蝕性を有するジュラルミン（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金）を
ＳｉＣ多孔体の空隙に充填したものである。
ＳｉＣ多孔体は、例えば、下記に示す３通りの方法で作
製することができる。第１は、ＳｉＣ粉末と炭素粉末と
の混合物を所定の形状に成形後、Ｓｉと反応結合させて
作製する方法である。
製することができる。第１は、ＳｉＣ粉末と炭素粉末と
の混合物を所定の形状に成形後、Ｓｉと反応結合させて
作製する方法である。
第２は、ＳｉＣ粉末と炭化性樹脂との混合物を所定の形
状に成形後、樹脂を炭化させた後、Ｓｉと反応結合させ
て作製する方法である。第３は、ＳｉＣ粉末に微量の焼
結助剤を添加し、その混合物を所定の形状に成形後、非
酸化性雰囲気中で焼結する方法である。
状に成形後、樹脂を炭化させた後、Ｓｉと反応結合させ
て作製する方法である。第３は、ＳｉＣ粉末に微量の焼
結助剤を添加し、その混合物を所定の形状に成形後、非
酸化性雰囲気中で焼結する方法である。
上記のように、ＳｉＣ多孔体は、反応焼結または常圧焼
結でつくられるが、反応焼結の場合におけるＳｉの供給
量は成形体中の残留炭素をＳｉＣとするための当量のみ
でよい。
結でつくられるが、反応焼結の場合におけるＳｉの供給
量は成形体中の残留炭素をＳｉＣとするための当量のみ
でよい。
ＳｉＣ成形体中にＳｉが余分に残れば、ＳｉＣ多孔体中
に含浸するジュラルミンの不純物として作用し、組成に
変化を与え、ジュラルミンの特性が発揮できなくなる。
に含浸するジュラルミンの不純物として作用し、組成に
変化を与え、ジュラルミンの特性が発揮できなくなる。
一方、ＳｉＣ成形体中のＳｉが不足すれば、炭素を残留
させることになる。
させることになる。
これらの方法の何れかで作製したＳｉＣ多孔体に対して
、その空隙にジュラルミンが充填される。ジュラルミン
は３〜５％Ｃｕ−０，５％Ｍｇ−Ａ１合金であり、時効
処理後の引張強度は、４８〜５２ｋｇ／■２、伸び１５
〜２０％の機械的性質があり、ＳｉＣよりはるかに優れ
た高靭性を持つため、その複合体に対して高靭性を付与
することができる。ジュラルミンは、溶融状態でＳｉＣ
との濡れ性が極めて高いために、溶融ジュラルミンは、
ＳｉＣ多孔体中に容品に含浸する。
、その空隙にジュラルミンが充填される。ジュラルミン
は３〜５％Ｃｕ−０，５％Ｍｇ−Ａ１合金であり、時効
処理後の引張強度は、４８〜５２ｋｇ／■２、伸び１５
〜２０％の機械的性質があり、ＳｉＣよりはるかに優れ
た高靭性を持つため、その複合体に対して高靭性を付与
することができる。ジュラルミンは、溶融状態でＳｉＣ
との濡れ性が極めて高いために、溶融ジュラルミンは、
ＳｉＣ多孔体中に容品に含浸する。
ＳｉＣ多孔体中に充填されるジュラルミンの量は、Ｓｉ
を除＜ＳｉＣ多孔体に対して、１０〜４０体積％、望ま
しくは、２０〜３０体積％が好ましい、ＳｉＣ多孔体中
に充填されるジュラルミンの量が４０体積％よりも多い
と、ＳｉＣの特性を失うこととなり、一方、ＳｉＣ多孔
体中に充填されるジュラルミンの量が１０体積％よりも
少ないと、最終的に得られる複合体の靭性が十分でない
。
を除＜ＳｉＣ多孔体に対して、１０〜４０体積％、望ま
しくは、２０〜３０体積％が好ましい、ＳｉＣ多孔体中
に充填されるジュラルミンの量が４０体積％よりも多い
と、ＳｉＣの特性を失うこととなり、一方、ＳｉＣ多孔
体中に充填されるジュラルミンの量が１０体積％よりも
少ないと、最終的に得られる複合体の靭性が十分でない
。
ＳｉＣ多孔体中にジュラルミンを含浸した後の熱処理条
件は、通常のジュラルミンの熱処理条件と同等でよい、
ただし、ＳｉＣとジュラルミンとの熱膨張係数がかなり
異なるので、溶体化処理は、４８０〜５００°Ｃの範囲
で適宜選定することが望ましく、特に４９０°Ｃ近傍が
好適である。
件は、通常のジュラルミンの熱処理条件と同等でよい、
ただし、ＳｉＣとジュラルミンとの熱膨張係数がかなり
異なるので、溶体化処理は、４８０〜５００°Ｃの範囲
で適宜選定することが望ましく、特に４９０°Ｃ近傍が
好適である。
溶体化処理後、常温になるまで冷却するが、この場合、
数秒〜６０秒、特に数秒〜１０抄程度の時間で急冷する
ことが望ましい。
数秒〜６０秒、特に数秒〜１０抄程度の時間で急冷する
ことが望ましい。
溶体化処理後行われる時効硬化処理としては、常温〜２
００°Ｃ１１００分〜２時間かけて行なうことが望まし
い。
００°Ｃ１１００分〜２時間かけて行なうことが望まし
い。
このような溶体化処理および時効硬化処理によって、Ｓ
ｉＣ多孔体中に含浸されるジュラルミンは、ジュラルミ
ン特有の特性を備え、複合体自体の特性も向上すること
になる。
ｉＣ多孔体中に含浸されるジュラルミンは、ジュラルミ
ン特有の特性を備え、複合体自体の特性も向上すること
になる。
〔実施例］
平均粒径１０ｔ！ｍのＳｉＣ粉末に対しフェノール樹脂
を１０重量％、ステアリン酸を１重量％加えて湿式混合
した。乾燥後、金型に移して１、５ ｔｏｎ ／ ｃｄ
の圧力で加圧成形した。非酸化性雰囲気で１５００°Ｃ
に加熱し樹脂を炭化させた。
を１０重量％、ステアリン酸を１重量％加えて湿式混合
した。乾燥後、金型に移して１、５ ｔｏｎ ／ ｃｄ
の圧力で加圧成形した。非酸化性雰囲気で１５００°Ｃ
に加熱し樹脂を炭化させた。
次いで炭化物を完全にＳｉＣとするための最小必要限度
のＳｔと接触させつつ再び１５００ ’Ｃまで加熱した
。降温後の材料にジュラルミン組成相当の粉末を接触さ
せ、再び昇温させ７００°Ｃに１時間保持し、除冷した
。
のＳｔと接触させつつ再び１５００ ’Ｃまで加熱した
。降温後の材料にジュラルミン組成相当の粉末を接触さ
せ、再び昇温させ７００°Ｃに１時間保持し、除冷した
。
焼結体はジュラルミンを１５体積％含む複合体となった
。ジュラルミンの代わりにＳｉＣ多孔体の空隙にＳｉを
含浸させた場合との比較を第１表に示す。
。ジュラルミンの代わりにＳｉＣ多孔体の空隙にＳｉを
含浸させた場合との比較を第１表に示す。
第１表から明らかなように、ＳｉＣ多孔体の空隙にＳｉ
を除く多孔体に対し、ジュラルミンを１５体積％充填し
た複合体は、比較例に比べて曲げ強度が高くなっており
、破壊靭性値は大幅に向上している。
を除く多孔体に対し、ジュラルミンを１５体積％充填し
た複合体は、比較例に比べて曲げ強度が高くなっており
、破壊靭性値は大幅に向上している。
本発明の材料は破壊靭性値が大きい利点を有しており、
クランクの発生が防止され、信転性の高い材料として用
いることができる。
クランクの発生が防止され、信転性の高い材料として用
いることができる。
特許出願人 イーグル工業株式会社（以下、余
白）
白）
Claims (5)
- （１）ＳｉＣの骨格よりなる多孔体の空隙を、ジュラル
ミン（Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金）で充填したことを特徴と
する炭化珪素系複合体。 - （２）ＳｉＣの多孔体を作製した後、この多孔体の空隙
に、融点以上に加熱されたジュラルミン（Ａｌ−Ｃｕ−
Ｍｇ合金）を含浸させ、次いで溶体化処理を施し、時効
硬化させることを特徴とする炭化珪素系複合体の製造方
法。 - （３）前記ＳｉＣ多孔体を、ＳｉＣ粉末と炭素粉末との
混合物を所定の形状に成形後、Ｓｉと反応結合させて作
製することを特徴とする請求項２記載の炭化珪素系複合
体の製造方法。 - （４）前記ＳｉＣ多孔体を、ＳｉＣ粉末と炭化性樹脂と
の混合物を所定の形状に成形後、前記樹脂を炭化させた
後、Ｓｉと反応結合させて作製することを特徴とする請
求項２記載の炭化珪素系複合体の製造方法。 - （５）ＳｉＣ粉末に微量の焼結助剤を添加し、その混合
物を所定の形状に成形後、非酸化性雰囲気中で焼結する
ことを特徴とする請求項２記載の炭化珪素系複合体の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21406590A JPH0497975A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 炭化珪素系複合体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21406590A JPH0497975A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 炭化珪素系複合体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0497975A true JPH0497975A (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=16649676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21406590A Pending JPH0497975A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 炭化珪素系複合体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0497975A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6953539B2 (en) * | 2001-09-19 | 2005-10-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Composite material |
-
1990
- 1990-08-13 JP JP21406590A patent/JPH0497975A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6953539B2 (en) * | 2001-09-19 | 2005-10-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Composite material |
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