JPH0510304B2 - - Google Patents
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- JPH0510304B2 JPH0510304B2 JP61294772A JP29477286A JPH0510304B2 JP H0510304 B2 JPH0510304 B2 JP H0510304B2 JP 61294772 A JP61294772 A JP 61294772A JP 29477286 A JP29477286 A JP 29477286A JP H0510304 B2 JPH0510304 B2 JP H0510304B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はメカニカルシール等密封摺動部品とし
て特に有用な炭化珪素複合材に関するものであ
る。
て特に有用な炭化珪素複合材に関するものであ
る。
(従来の技術およびその問題点)
近年、開発された多くのセラミツクスの中で、
無加圧焼結炭化珪素は、耐摩耗性、耐食性に優れ
ていることから、メカニカルシール等の密封摺動
部品分野においても活発に用途開発がなされてき
た。
無加圧焼結炭化珪素は、耐摩耗性、耐食性に優れ
ていることから、メカニカルシール等の密封摺動
部品分野においても活発に用途開発がなされてき
た。
炭化珪素焼結体の製造方法としては、例えば特
開昭50−78609号公報、特開昭51−148712号公報
等に記載の方法がある。しかし、前記製造方法に
より得られる緻密質炭化珪素焼結体は摺動部品と
して使用した場合、潤滑不十分な条件下では摩擦
係数が高くなり、摺動相手材の摩耗が激しく、ま
た炭化珪素焼結体自体もクラツクを生じ易い欠点
があつた。
開昭50−78609号公報、特開昭51−148712号公報
等に記載の方法がある。しかし、前記製造方法に
より得られる緻密質炭化珪素焼結体は摺動部品と
して使用した場合、潤滑不十分な条件下では摩擦
係数が高くなり、摺動相手材の摩耗が激しく、ま
た炭化珪素焼結体自体もクラツクを生じ易い欠点
があつた。
この欠点を改良する方法として特開昭61−
58861号公報には、焼結助剤を含む炭化珪素粉末
を比較的低温で焼結し、炭化珪素多孔質焼結体
(以下、多孔体という)を得、これに熱硬化性樹
脂を含浸して摺動材を得る方法が記載されてい
る。前記方法により得られる摺動材は多孔体密度
が2.4g/cm3以下では樹脂含浸後でも強度、耐摩
耗性ともに不十分であるため、実際には多孔体密
度2.68g/cm3のものを用いている。しかし、その
場合、樹脂含有量が7重量%と少ないため、含浸
樹脂による潤滑作用も不十分なものであつた。
58861号公報には、焼結助剤を含む炭化珪素粉末
を比較的低温で焼結し、炭化珪素多孔質焼結体
(以下、多孔体という)を得、これに熱硬化性樹
脂を含浸して摺動材を得る方法が記載されてい
る。前記方法により得られる摺動材は多孔体密度
が2.4g/cm3以下では樹脂含浸後でも強度、耐摩
耗性ともに不十分であるため、実際には多孔体密
度2.68g/cm3のものを用いている。しかし、その
場合、樹脂含有量が7重量%と少ないため、含浸
樹脂による潤滑作用も不十分なものであつた。
(発明の目的)
本発明は、前記欠点を解決し、含有樹脂の十分
な潤滑作用で耐摩耗性が良好な摺動部材を提供す
ることを目的とする。
な潤滑作用で耐摩耗性が良好な摺動部材を提供す
ることを目的とする。
(問題点を解決するための技術的手段)
本発明は炭化珪素粉末が有機珪素化合物の熱分
解により生成する主としてSiとCからなる無機物
により結合された多孔体に、有機高分子を含浸さ
せてなる炭化珪素−有機高分子複合材に関する。
解により生成する主としてSiとCからなる無機物
により結合された多孔体に、有機高分子を含浸さ
せてなる炭化珪素−有機高分子複合材に関する。
本発明において、炭化珪素粉末としては、α,
βいずれでも良く、純度、粒径についても特別な
制限はないが、多孔体の強度を保持する上で、サ
ブミクロン粉末を用いることが望ましい。
βいずれでも良く、純度、粒径についても特別な
制限はないが、多孔体の強度を保持する上で、サ
ブミクロン粉末を用いることが望ましい。
有機珪素化合物としては、不活性ガス雰囲気
下、1000℃以上で熱処理することにより主として
SiとCからなる無機物に転換されるものが用いら
れる。特に、珪素と炭素との結合を主な骨格成分
とする有機珪素重縮合体が好ましい。例えば、特
開昭51−126300号公報、特開昭52−112700号公
報、特開昭54−61299号公報および特開昭57−
16029号公報に記載されている主としてカルボシ
ラン骨格よりなる高分子有機珪素化合物が本発明
の使用に適している。
下、1000℃以上で熱処理することにより主として
SiとCからなる無機物に転換されるものが用いら
れる。特に、珪素と炭素との結合を主な骨格成分
とする有機珪素重縮合体が好ましい。例えば、特
開昭51−126300号公報、特開昭52−112700号公
報、特開昭54−61299号公報および特開昭57−
16029号公報に記載されている主としてカルボシ
ラン骨格よりなる高分子有機珪素化合物が本発明
の使用に適している。
有機高分子としては熱可塑性樹脂、熱硬化、そ
の他の硬化性樹脂のいずれを用いてもよいが、経
済性、含浸の難易、摺動部材としての耐摩耗性、
潤滑性を考慮するとフエノール系、フラン系、エ
ポキシ系、不飽和ポリエステル系等の熱硬化性樹
脂および特開昭51−126300号公報に記載されてい
る有機珪素重縮合体が適している。
の他の硬化性樹脂のいずれを用いてもよいが、経
済性、含浸の難易、摺動部材としての耐摩耗性、
潤滑性を考慮するとフエノール系、フラン系、エ
ポキシ系、不飽和ポリエステル系等の熱硬化性樹
脂および特開昭51−126300号公報に記載されてい
る有機珪素重縮合体が適している。
本発明の炭化珪素−有機高分子複合材は以下の
製法により得られる。
製法により得られる。
まず炭化珪素粉末に結合剤として有機珪素化合
物を混合する。炭化珪素粉末と有機珪素化合物の
混合は加圧ニーダー等を用いて行う。この際、成
形性を良くするため、滑剤として例えば高級脂肪
酸等を添加してもよい。
物を混合する。炭化珪素粉末と有機珪素化合物の
混合は加圧ニーダー等を用いて行う。この際、成
形性を良くするため、滑剤として例えば高級脂肪
酸等を添加してもよい。
次いで得られた混合物を押出成形等により所望
の形状に成形し、これを焼成することにより多孔
体が得られる。焼成温度は1200〜2200℃、特に
1600〜2200℃が望ましい。温度が低すぎると多孔
体の強度が不十分となる。
の形状に成形し、これを焼成することにより多孔
体が得られる。焼成温度は1200〜2200℃、特に
1600〜2200℃が望ましい。温度が低すぎると多孔
体の強度が不十分となる。
本発明における多孔体は、炭化珪素粉末が焼結
助剤を用いず、有機珪素化合物の熱分解により生
成する主としてSiとCからなる無機物により結合
された多孔体であるため、1.8〜2.4g/cm3という
低密度であるにもかかわらず、25〜35Kg/mm2とい
う高強度を有する。
助剤を用いず、有機珪素化合物の熱分解により生
成する主としてSiとCからなる無機物により結合
された多孔体であるため、1.8〜2.4g/cm3という
低密度であるにもかかわらず、25〜35Kg/mm2とい
う高強度を有する。
次に、多孔体の有機高分子を含浸する。多孔体
への有機高分子の含浸は通常の方法、例えば多孔
体を真空で有機高分子に浸漬する方法で行われ
る。あるいはさらに、静水圧プレス等で有機高分
子を加圧することにより、気孔の細部まで十分に
有機高分子を含浸することができる。前記有機高
分子として熱硬化性樹脂を使用した場合は、さら
に熱硬化性樹脂を含浸させた多孔体を樹脂硬化温
度に加熱して、樹脂を硬化させる。
への有機高分子の含浸は通常の方法、例えば多孔
体を真空で有機高分子に浸漬する方法で行われ
る。あるいはさらに、静水圧プレス等で有機高分
子を加圧することにより、気孔の細部まで十分に
有機高分子を含浸することができる。前記有機高
分子として熱硬化性樹脂を使用した場合は、さら
に熱硬化性樹脂を含浸させた多孔体を樹脂硬化温
度に加熱して、樹脂を硬化させる。
以上により、耐摩耗性に優れた炭化珪素−有機
高分子複合材が得られる。
高分子複合材が得られる。
(実施例)
以下、実施例において本発明を説明する。
実施例 1
平均粒径0.3μmの炭化珪素粉末81重量部、ポリ
チタノカルボシラン10重量部およびステアリン酸
9重量部を加圧ニーダーを用いて90分間混合し
た。得られた混合物を粉砕後、押出成形によりパ
イプ状の成形体を得た。この成形体を550℃まで
ゆるやかに昇温し、ステアリン酸を脱脂後、1950
℃で焼成し、外径44mm、内径30mmの焼結体を得
た。この焼結体は密度2.05g/cm3の多孔体であ
り、抗折強度は34.1Kg/mm2であつた。この焼結体
を厚さ10mmに切断して多孔体リングを得た。
チタノカルボシラン10重量部およびステアリン酸
9重量部を加圧ニーダーを用いて90分間混合し
た。得られた混合物を粉砕後、押出成形によりパ
イプ状の成形体を得た。この成形体を550℃まで
ゆるやかに昇温し、ステアリン酸を脱脂後、1950
℃で焼成し、外径44mm、内径30mmの焼結体を得
た。この焼結体は密度2.05g/cm3の多孔体であ
り、抗折強度は34.1Kg/mm2であつた。この焼結体
を厚さ10mmに切断して多孔体リングを得た。
この多孔体リングにレゾールタイプのフエノー
ル樹脂を含浸後、150℃で30分熱硬化を行い、密
度2.52g/cm3、樹脂含有率18.6重量%の複合材リ
ングを得た。
ル樹脂を含浸後、150℃で30分熱硬化を行い、密
度2.52g/cm3、樹脂含有率18.6重量%の複合材リ
ングを得た。
得られた複合材リングに相手材として、フエノ
ール樹脂含浸カーボンを用い、100℃熱水中で、
摺動試験を行つた。試験条件は液圧7Kg/cm2、回
転数5000rpm、200時間であつた。摩耗量は複合
材側0.15μm、相手材側0.30μmであつた。
ール樹脂含浸カーボンを用い、100℃熱水中で、
摺動試験を行つた。試験条件は液圧7Kg/cm2、回
転数5000rpm、200時間であつた。摩耗量は複合
材側0.15μm、相手材側0.30μmであつた。
比較例 1
焼結助剤として炭化ホウ素粉末1.5重量部およ
びレゾールタイプフエノール樹脂5.6重量部とス
テアリン酸1重量部および残部が炭化珪素粉末か
らなる混合物をエタノール中で湿式ボールミル混
合後、エタノール留去し、粉砕した。得られた粉
末を1.0ton/cm2の圧力で静水圧プレスした後、真
空中1850℃で焼成し、外径44mm、内径30mm、厚さ
10mmの焼結体を得た。この多孔体の密度は2.75
g/cm3、抗折強度は15.0Kg/mm2であつた。この多
孔体に実施例1と同様な方法でフエノール樹脂を
含浸硬化させたところ、密度2.93g/cm3、樹脂含
有率6.3%であつた。実施例1と同条件で摺動試
験を行つた結果、摩耗量は複合材側0.5μm、相手
材側1.2μmであつた。
びレゾールタイプフエノール樹脂5.6重量部とス
テアリン酸1重量部および残部が炭化珪素粉末か
らなる混合物をエタノール中で湿式ボールミル混
合後、エタノール留去し、粉砕した。得られた粉
末を1.0ton/cm2の圧力で静水圧プレスした後、真
空中1850℃で焼成し、外径44mm、内径30mm、厚さ
10mmの焼結体を得た。この多孔体の密度は2.75
g/cm3、抗折強度は15.0Kg/mm2であつた。この多
孔体に実施例1と同様な方法でフエノール樹脂を
含浸硬化させたところ、密度2.93g/cm3、樹脂含
有率6.3%であつた。実施例1と同条件で摺動試
験を行つた結果、摩耗量は複合材側0.5μm、相手
材側1.2μmであつた。
比較例 2
比較例1と同様な方法で得られた成形体を真空
中で2100℃で焼結し、密度3.16g/cm3の焼結体を
得た。抗折強度は49Kg/mm2であつた。樹脂含浸は
行わず、実施例1と同様な条件で摺動試験を行つ
た結果、焼結体側摩耗量は5.1μm、相手材側は
4.5μmと激しく摩耗していた。
中で2100℃で焼結し、密度3.16g/cm3の焼結体を
得た。抗折強度は49Kg/mm2であつた。樹脂含浸は
行わず、実施例1と同様な条件で摺動試験を行つ
た結果、焼結体側摩耗量は5.1μm、相手材側は
4.5μmと激しく摩耗していた。
(発明の効果)
本発明による炭化珪素−有機高分子複合材は、
炭化珪素と有機高分子とからなり、後者の潤滑作
用により、炭化珪素単独のものよりはるかに低い
摩擦係数を示す。また本発明の炭化珪素−有機高
分子複合材は、十分な強度および硬度を持つてお
り、したがつて、本発明の炭化珪素−有機高分子
複合材は、潤滑性と耐摩耗性を兼備した優れた摺
動部材である。さらに、炭化珪素多孔体を製造す
る際に、ほとんど収縮がないことも、寸法精度良
く摺動部材を製造する上で有利である。
炭化珪素と有機高分子とからなり、後者の潤滑作
用により、炭化珪素単独のものよりはるかに低い
摩擦係数を示す。また本発明の炭化珪素−有機高
分子複合材は、十分な強度および硬度を持つてお
り、したがつて、本発明の炭化珪素−有機高分子
複合材は、潤滑性と耐摩耗性を兼備した優れた摺
動部材である。さらに、炭化珪素多孔体を製造す
る際に、ほとんど収縮がないことも、寸法精度良
く摺動部材を製造する上で有利である。
Claims (1)
- 1 炭化珪素粉末が有機珪素化合物の熱分解によ
り生成する主としてSiとCとからなる無機物によ
り結合されており、密度が1.8〜2.4g/cm3である
炭化珪素多孔質焼結体に、有機高分子を含浸させ
てなる炭化珪素−有機高分子複合材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29477286A JPS63147881A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 炭化珪素−有機高分子複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29477286A JPS63147881A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 炭化珪素−有機高分子複合材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63147881A JPS63147881A (ja) | 1988-06-20 |
JPH0510304B2 true JPH0510304B2 (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=17812095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29477286A Granted JPS63147881A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 炭化珪素−有機高分子複合材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63147881A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009054574B3 (de) * | 2009-12-11 | 2011-03-03 | Sgl Carbon Se | Wärmetauscherrohr oder Wärmetauscherplatte mit offenporigem Siliciumcarbidnetzwerk und Verfahren zu deren Herstellung |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5848503A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
JPS61132575A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-20 | イビデン株式会社 | 炭化ケイ素質複合体 |
JPS61174182A (ja) * | 1985-01-26 | 1986-08-05 | イビデン株式会社 | 寸法精度と摺動特性の優れた炭化珪素質複合体の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP29477286A patent/JPS63147881A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5848503A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
JPS61132575A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-20 | イビデン株式会社 | 炭化ケイ素質複合体 |
JPS61174182A (ja) * | 1985-01-26 | 1986-08-05 | イビデン株式会社 | 寸法精度と摺動特性の優れた炭化珪素質複合体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63147881A (ja) | 1988-06-20 |
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