JPH05194028A - Fiber-reinforced ceramic and its production - Google Patents

Fiber-reinforced ceramic and its production

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JPH05194028A
JPH05194028A JP4007602A JP760292A JPH05194028A JP H05194028 A JPH05194028 A JP H05194028A JP 4007602 A JP4007602 A JP 4007602A JP 760292 A JP760292 A JP 760292A JP H05194028 A JPH05194028 A JP H05194028A
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JP
Japan
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zircon
reinforced
fiber
metal alkoxide
carbon fiber
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JP4007602A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikio Sakai
井 幹 雄 酒
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a highly reliable ceramic material excellent in such high- temperature characteristics as not to decline in mechanical strength and toughness even at elevated temperatures ranging from room temperature to ca. 1500 deg.C along with being excellent in the above characteristics at room temperature. CONSTITUTION:A form is first made using 4 carbon fiber fabric, and then impregnated with a metal alkoxide sol, which is then gelled to contain a gel-like metal alkoxide among the carbon fibers. Thence, this composite is calcinated to develop zircon crystallites from the metal alkoxide followed by sintering, thus obtaining the objective fiber-reinforced ceramic sintered compact where the carbon fibers and zircon are monolithically bound.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車部品,宇宙航空
機部品,産業機械部品,電気機器部品,化学装置部品な
どの幅広い分野において用いられる機械構造物用等の部
品の素材として利用される繊維強化セラミックスおよび
その製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a fiber used as a material for parts for mechanical structures used in a wide range of fields such as automobile parts, spacecraft parts, industrial machine parts, electric equipment parts, chemical equipment parts and the like. The present invention relates to a reinforced ceramic and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、従来の金属材料に代えてセラミッ
クス材料を用いる試みが盛んになされており、一部実用
化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, attempts have been made actively to use ceramic materials instead of conventional metal materials, and some of them have been put into practical use.

【0003】セラミックスは、金属に比べて、一般的
に、軽量であること、耐熱・耐食性に優れていること、
電気および熱的絶縁性があること、などの特長を有して
いるが、延性が小さいこと、脆いこと、もその特性とし
てあげることができ、靭性を向上させる試みがなされて
いる。
Ceramics are generally lighter in weight and superior in heat resistance and corrosion resistance than metals,
Although it has characteristics such as electrical and thermal insulation properties, it can be mentioned as its characteristics that it has low ductility and brittleness, and attempts have been made to improve toughness.

【0004】セラミックスの靭性を向上させる試みとし
ては、焼結助剤や焼結条件などを考慮することによって
セラミックスそれ自体の特性の向上をはかることが行わ
れているほか、繊維を複合化させることによって強化す
ることも行われている。
[0004] In an attempt to improve the toughness of ceramics, it has been attempted to improve the characteristics of the ceramic itself by considering the sintering aid, the sintering conditions, etc., and to combine the fibers. It is also being strengthened by.

【0005】このような繊維強化セラミックス(FR
C)としては、ムライト(AlSi13)や、窒
化珪素(Si)や、ガラス質セラミックス(LA
S;LiO−Al−SiO)などのセラミッ
クスを炭素繊維や炭化珪素(SiC)繊維などで補強し
たものがあり、繊維によって強化されたセラミックスは
破壊靭性(KIC)が大幅に向上したものとなる。
Such fiber-reinforced ceramics (FR
Examples of C) include mullite (Al 6 Si 2 O 13 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), and glassy ceramics (LA).
Some ceramics such as S; Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 ) are reinforced with carbon fiber or silicon carbide (SiC) fiber, and the ceramic reinforced by the fiber has a large fracture toughness (K IC ). Will be improved.

【0006】例えば、セラミックスそれ自体の破壊靭性
と、繊維で強化されたセラミックスの破壊靭性とを比較
すれば、表1に示すように、セラミックスを繊維で強化
することによって破壊靭性が大幅に向上する。
For example, comparing the fracture toughness of the ceramic itself with the fracture toughness of the fiber-reinforced ceramic, as shown in Table 1, the fracture toughness is significantly improved by reinforcing the ceramic with the fiber. ..

【0007】[0007]

【表1】 [Table 1]

【0008】なお、この種の繊維強化セラミックスに関
しては、「金属学会誌」1990年9月臨時増刊号や、
CERAMIC BULLETIN Vol.68,N
o.2 1989 第395〜400頁に記載がある。
Regarding the fiber-reinforced ceramics of this type, a special issue of the Japan Institute of Metals, September 1990,
CERAMIC BULLETIN Vol. 68, N
o. 2 1989, pp. 395-400.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の繊維強化セラミックスでは、破壊靭性においてかなり
すぐれた値を有してはいるものの、母材を構成するムラ
イト(AlSi )の融点が約1810℃,窒
化珪素(Si)の分解温度が約1900℃,ガラ
ス質セラミックス(LAS)の融点が約1350℃とい
ずれも低いため、1300℃以上の高温では強度が著し
く低下するという問題点があり、とくに高温での強度に
も優れているセラミックス材料の開発が望まれていると
いう課題があった。
However, although these fiber reinforced ceramics have considerably excellent values in fracture toughness, the melting point of mullite (Al 6 Si 2 O 1 3 ) constituting the base material is high. Is about 1810 ° C, the decomposition temperature of silicon nitride (Si 3 N 4 ) is about 1900 ° C, and the melting point of glassy ceramics (LAS) is about 1350 ° C. However, there is a problem that development of a ceramic material which is excellent in strength especially at high temperature is desired.

【0010】[0010]

【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題にかんが
みてなされたもので、室温での強度および靭性に優れて
いるだけでなく、室温から1500℃程度までの高温に
おいても強度や靭性の低下がみられない高温特性の優れ
た信頼性の高い繊維強化セラミックスを提供することを
目的としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and not only has excellent strength and toughness at room temperature, but also high strength and toughness even at high temperatures from room temperature to about 1500 ° C. It is an object of the present invention to provide a highly reliable fiber reinforced ceramic having excellent high temperature characteristics, which does not deteriorate.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる繊維強化
セラミックスは、ジルコン(ZrSiO)を主たる母
相としかつ炭素繊維で強化した構成としたことを特徴と
しており、このような繊維強化セラミックスに係わる発
明の構成をもって前述した従来の課題を解決するための
手段としている。
The fiber-reinforced ceramics according to the present invention is characterized in that it has zircon (ZrSiO 4 ) as a main matrix phase and is reinforced with carbon fibers. The configuration of the related invention serves as a means for solving the above-mentioned conventional problems.

【0012】また、本発明に係わる繊維強化セラミック
スの製造方法は、炭素繊維の布を用いて成形体(プリプ
レグ)を作成したのち、前記成形体に金属アルコキシド
のゾル(溶液)を含浸させ、金属アルコキシドのゾル
(溶液)をゲル化(固化)して炭素繊維の間にゲル状の
金属アルコキシドを介在させ、次いで仮焼して金属アル
コキシドからジルコンの微結晶を生成させ、前記ジルコ
ンの微結晶を生成させた炭素繊維の成形体を焼結して炭
素繊維とジルコンとが一体となった炭素繊維強化ジルコ
ン質焼結体を得る構成としたことを特徴としており、必
要に応じて採用される実施態様においては、前記炭素繊
維強化ジルコン質焼結体に金属アルコキシドのゾル(溶
液)を含浸させ、次いで焼結して前記炭素繊維強化ジル
コン質焼結体の気孔を埋める構成としたことを特徴とし
ており、このような繊維強化セラミックスの製造方法に
係わる発明の構成をもって前述した従来の課題を解決す
るための手段としている。
Further, in the method for producing a fiber-reinforced ceramics according to the present invention, a molded body (prepreg) is prepared using a carbon fiber cloth, and the molded body is impregnated with a sol (solution) of a metal alkoxide, The sol (solution) of the alkoxide is gelled (solidified), the gelled metal alkoxide is interposed between the carbon fibers, and then calcined to generate zircon microcrystals from the metal alkoxide. It is characterized in that the formed carbon fiber compact is sintered to obtain a carbon fiber reinforced zircon sintered body in which carbon fibers and zircon are integrated, and is adopted as necessary. In an embodiment, the carbon fiber reinforced zircon sintered material is impregnated with a sol (solution) of a metal alkoxide and then sintered to obtain pores of the carbon fiber reinforced zircon sintered material. And characterized in that a configuration to fill, and a means for solving the conventional problems described above with a configuration of the invention relating to the method for producing a fiber-reinforced ceramic.

【0013】本発明に係わる繊維強化セラミックスは、
ジルコンを主たる母相としているものであり、このジル
コンはZrSiOで表わされるものであって、融点が
約2420℃と高いものである。
The fiber-reinforced ceramics according to the present invention is
It has zircon as a main matrix phase, and this zircon is represented by ZrSiO 4 and has a high melting point of about 2420 ° C.

【0014】また、前記ジルコンを主とする母相を強化
する炭素繊維としては、ピッチ系,PAN系,メソフェ
ース系,気相成長系などの、各種の高強度および/また
は高弾性率を有するものが使用され、炭素質(カーボン
系)のものや黒鉛質(グラファイト系)のものなどから
適宜選定して使用される。
As the carbon fibers mainly composed of zircon for reinforcing the matrix phase, those having various high strengths and / or high elastic moduli such as pitch type, PAN type, mesophase type and vapor phase growth type Is used and is appropriately selected from carbonaceous (carbon-based) and graphite (graphite-based) materials.

【0015】そして、ジルコンを主とする母相を強化す
る炭素繊維の配合量は、この炭素繊維による強化作用が
十分なものとなるように10〜60体積%の範囲で含有
させることが望ましい。
It is desirable that the amount of the carbon fiber mainly containing zircon for reinforcing the matrix is in the range of 10 to 60% by volume so that the reinforcing action of the carbon fiber is sufficient.

【0016】このような繊維強化セラミックスを製造す
るに際しては、例えば、炭素繊維の織布や不織布などの
布を用いて成形体(プリプレグ)を作成したのち、前記
成形体に、金属アルコキシドだけ、もしくは金属アルコ
キシドを含む混合体よりなるゾル(溶液)を含浸させ、
静置等することによって金属アルコキシドのゾル(溶
液)をゲル化(固化)して炭素繊維の間にゲル状の金属
アルコキシドを介在させ、次いで仮焼して金属アルコキ
シドからジルコンの微結晶を生成させ、ジルコンの微結
晶を生成させた炭素繊維の成形体を不活性雰囲気中等に
おいて焼結することによって、炭素繊維とジルコンとが
一体となった緻密な炭素繊維強化ジルコン質焼結体を得
る。
In the production of such fiber-reinforced ceramics, for example, a molded body (prepreg) is prepared using a cloth such as a woven or non-woven fabric of carbon fibers, and then, only the metal alkoxide is added to the molded body or Impregnate a sol (solution) consisting of a mixture containing metal alkoxide,
The sol (solution) of the metal alkoxide is gelated (solidified) by allowing it to stand, and the gelled metal alkoxide is interposed between the carbon fibers, and then calcined to generate zircon microcrystals from the metal alkoxide. By sintering a molded body of carbon fiber on which zircon microcrystals are formed in an inert atmosphere or the like, a dense carbon fiber reinforced zircon sintered body in which carbon fiber and zircon are integrated is obtained.

【0017】この場合、ジルコンの微結晶の状態で焼結
することとしているので、常圧焼結で緻密な焼結体を得
ることが可能であることから、必らずしも加圧焼結を行
わねばならないことはない。したがって、複雑形状のセ
ラミックス部材の製造にも対応できるものとなる。
In this case, since sintering is carried out in the state of fine crystals of zircon, since it is possible to obtain a dense sintered body by pressureless sintering, pressure sintering is inevitable. There is nothing you have to do. Therefore, it becomes possible to deal with the manufacture of a ceramic member having a complicated shape.

【0018】そして必要に応じては、前記炭素繊維強化
ジルコン質焼結体に、金属アルコキシドだけ、もしくは
金属アルコキシドを含む混合体よりなるゾル(溶液)を
含浸させ、次いで焼結して前記炭素繊維強化ジルコン質
焼結体の気孔を埋める工程を付加することにより、さら
に緻密な焼結体を得ることが可能であり、常圧焼結によ
って加圧焼結したセラミックスと同等の優れた特性をも
つセラミックスとすることが可能である。
If necessary, the carbon fiber reinforced zircon sintered material is impregnated with a sol (solution) consisting of a metal alkoxide alone or a mixture containing the metal alkoxide, and then sintered to obtain the carbon fiber. It is possible to obtain a denser sintered body by adding the step of filling the pores of the strengthened zircon sintered body, and it has the same excellent characteristics as ceramics pressure-sintered by pressureless sintering. It can be ceramics.

【0019】[0019]

【発明の作用】本発明に係わる繊維強化セラミックス
は、ジルコンを主たる母相としかつ炭素繊維で強化した
構成を有するものであるから、高融点のジルコン(Zr
SiO)を主とする母相が高強度・高弾性率でかつ耐
熱・耐食性に優れた炭素繊維で強化されることによっ
て、室温での強度および靭性に優れているだけでなく、
室温から1500℃程度までの高温での強度や靭性の低
下がみられない高温特性に優れた信頼性の高いものとな
る。
The fiber-reinforced ceramics according to the present invention has a structure in which zircon is the main matrix phase and is reinforced with carbon fibers. Therefore, high melting point zircon (Zr
The matrix phase mainly composed of SiO 4 ) is reinforced with carbon fiber having high strength and high elastic modulus and excellent heat resistance and corrosion resistance, so that not only the strength and toughness at room temperature are excellent,
The strength and toughness are not deteriorated at a high temperature from room temperature to about 1500 ° C., and the high temperature characteristics are excellent and the reliability is high.

【0020】また、本発明に係わる繊維強化セラミック
スの製造方法では、炭素繊維の布を用いるようにしてい
るので、フィラメントワインディング法と異なって成形
体(プリプレグ)の生産性が著しく良好なものとなり、
さらにまた、ジルコンの微結晶を生成させた炭素繊維の
成形体を焼結することとしているので、常圧焼結で緻密
な焼結体が得られることとなり、必らずしも加圧焼結に
よらなくとも緻密な焼結体が得られることとなる。
Further, in the method for producing the fiber-reinforced ceramics according to the present invention, since the carbon fiber cloth is used, the productivity of the molded body (prepreg) is remarkably excellent, unlike the filament winding method.
Furthermore, since it is decided to sinter the molded body of carbon fiber in which microcrystals of zircon are produced, a dense sintered body can be obtained by pressureless sintering, and pressure sintering is inevitable. A dense sintered body can be obtained regardless of the above.

【0021】そして、必要に応じては、炭素繊維強化ジ
ルコン質焼結体に金属アルコキシドのゾルを含浸させて
再焼結することによって、焼結体の気孔を埋めることに
より、さらに緻密な焼結体が得られることとなり、常圧
焼結で加圧焼結に劣らない優れた特性のセラミックスと
なる。
Then, if necessary, the carbon fiber reinforced zircon sintered material is impregnated with a sol of metal alkoxide and re-sintered, thereby filling the pores of the sintered material to obtain a denser sintering. The body is obtained, and it becomes a ceramic having excellent characteristics which is not inferior to the pressure sintering by the normal pressure sintering.

【0022】したがって、常圧焼結により十分な特性の
繊維強化セラミックスが製造されるので、大量生産に適
するものとなるだけでなく、複雑形状のセラミックス部
品にも対応しうるものとなる。
Therefore, since fiber-reinforced ceramics having sufficient characteristics are manufactured by pressureless sintering, not only is it suitable for mass production, but it is also applicable to ceramic parts having complicated shapes.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below together with comparative examples.

【0024】(実施例1)ジルコン(ZrSiO)粉
末と有機溶剤を主体とする泥漿中に炭素繊維を浸積した
後乾燥することによって、炭素繊維にジルコン粉末を付
着させた。
Example 1 The zircon powder was adhered to the carbon fiber by immersing the carbon fiber in a slurry mainly containing zircon (ZrSiO 4 ) powder and an organic solvent and then drying it.

【0025】次いで、前記ジルコン粉末を付着させた炭
素繊維を所定の長さに切断して、図1に示す黒鉛製側部
型1と黒鉛製下部型2とで形成された成形空間3内に前
記ジルコン粉末を付着させた所定長さの炭素繊維4を積
層し、ヒーター5で加熱して仮焼することによりバイン
ダーの除去を行った。
Next, the carbon fiber to which the zircon powder is attached is cut into a predetermined length, and is cut into a molding space 3 formed by a graphite side mold 1 and a graphite lower mold 2 shown in FIG. The carbon fibers 4 having a predetermined length to which the zircon powder was attached were laminated, heated by a heater 5 and calcined to remove the binder.

【0026】続いて、仮焼後に黒鉛製下部型2と黒鉛製
上部型6とで加圧すると共にヒーター5でさらに温度を
上昇させ、不活性雰囲気中において30MPaの圧力を
加えながら、温度;1650°C,時間;1Hrの条件
でホットプレス焼結を行うことによって、炭素繊維とジ
ルコンとが一体となった繊維強化セラミックスを得た。
Subsequently, after the calcination, pressure is applied by the graphite lower mold 2 and the graphite upper mold 6 and the temperature is further raised by the heater 5, and a temperature of 1650 ° C. is applied while applying a pressure of 30 MPa in an inert atmosphere. By performing hot press sintering under the conditions of C, time: 1 Hr, a fiber-reinforced ceramics in which carbon fibers and zircon were integrated was obtained.

【0027】このようにして得た炭素繊維含有率が40
体積%である炭素繊維/ジルコン複合セラミックスの機
械的強度を調べたところ、表2に示す結果であった。
The carbon fiber content thus obtained is 40
When the mechanical strength of the carbon fiber / zircon composite ceramics having a volume% was examined, the results shown in Table 2 were obtained.

【0028】また、比較のために、炭素繊維で強化して
いないジルコン(ZrSiO)質セラミックスの機械
的強度をも表2にあわせて示す。
For comparison, Table 2 also shows the mechanical strength of zircon (ZrSiO 4 ) based ceramics not reinforced with carbon fibers.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】表2に示した結果より明らかなように、本
発明実施例1のセラミックスでは、室温における強度お
よび破壊靱性が比較例のセラミックスに比べて著しく優
れたものとなっているだけでなく、1500℃まで温度
が上昇したときでも強度および靭性の低下が少なく、信
頼性の高い室温ないし高温構造用材料であることが認め
られた。
As is clear from the results shown in Table 2, the ceramic of Example 1 of the present invention is not only significantly superior in strength and fracture toughness at room temperature to the ceramics of Comparative Examples, but also It was confirmed that the material is a highly reliable room temperature or high temperature structural material with little decrease in strength and toughness even when the temperature rises to 1500 ° C.

【0031】(実施例2,3)炭素繊維の織布を用いて
成形体(プリプレグ)を作成したのち、この成形体に、
実施例2の場合において、金属アルコキシド(ここで
は、テトラエトキシシラン:Si(OC+ジ
ルコニウムプロポキシド:Zr(OC)とジ
ルコン(ZrSiO)粉末との混合液、また、実施例
3の場合において、金属アルコキシドだけの溶液をそれ
ぞれ含浸させたのち、80℃において静置することによ
り金属アルコキシドの溶液(ゾル)を固化(ゲル)させ
た。
(Examples 2 and 3) After forming a molded body (prepreg) using a woven fabric of carbon fiber, the molded body was
In the case of Example 2, a mixed solution of a metal alkoxide (here, tetraethoxysilane: Si (OC 2 H 5 ) 4 + zirconium propoxide: Zr (OC 3 H 7 ) 4 ) and zircon (ZrSiO 4 ) powder. Also, in the case of Example 3, the solution of metal alkoxide (sol) was solidified (gel) by impregnating the solution of metal alkoxide alone and then leaving it to stand at 80 ° C.

【0032】このようにして、炭素繊維の織布の空隙に
ゲル状の金属アルコキシドが充填された成形体を不活性
雰囲気中において800℃に仮焼し、金属アルコキシド
からジルコン(ZrSiO)の微結晶を生成させた。
In this way, the molded body in which the voids of the carbon fiber woven cloth are filled with the gel-like metal alkoxide is calcined at 800 ° C. in an inert atmosphere, and the metal alkoxide is converted to a fine zircon (ZrSiO 4 ) powder. Crystals were formed.

【0033】次いで、ジルコンの微結晶を生成させた炭
素繊維の成形体を不活性雰囲気中において200kgf
/cmの圧力を加えながら、温度;1650℃,時
間;1Hrの条件でホットプレス焼結を行うことによっ
て、炭素繊維とジルコンとが一体となった繊維強化セラ
ミックスを得た。
Next, the carbon fiber molded body in which fine crystals of zircon were formed was subjected to 200 kgf in an inert atmosphere.
By applying hot press sintering under the conditions of temperature: 1650 ° C., time: 1 hr while applying a pressure of / cm 2 , a fiber-reinforced ceramics in which carbon fibers and zircon were integrated was obtained.

【0034】このようにして得た実施例2の炭素繊維含
有率が40体積%、実施例3の炭素繊維含有率が50体
積%の各炭素繊維/ジルコン複合セラミックスの機械的
強度を調べたところ、表3に示す結果であった。
The mechanical strength of each of the carbon fiber / zircon composite ceramics thus obtained in Example 2 having a carbon fiber content of 40% by volume and Example 3 having a carbon fiber content of 50% by volume was examined. The results are shown in Table 3.

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】表3に示した結果より明らかなように、本
発明実施例2,3のセラミックスでは、室温における強
度および破壊靱性が比較例のセラミックスに比べて著し
く優れたものとなっているだけでなく、1500°Cま
で温度が上昇したときでも強度および靭性の低下が少な
く、信頼性の高い室温ないし高温構造用材料であること
が認められた。
As is clear from the results shown in Table 3, the ceramics of Examples 2 and 3 of the present invention are significantly superior in strength and fracture toughness at room temperature to the comparative ceramics. It was confirmed that it was a room-temperature or high-temperature structural material having high reliability and little decrease in strength and toughness even when the temperature increased to 1500 ° C.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明に係わる繊維強化セラミックス
は、ジルコンを母相としかつ炭素繊維で強化した構成を
有するものであるから、室温での強度および靱性に優れ
ているだけでなく、室温から1500°C程度までの高
温においても強度や靭性の低下がみられない高温特性に
優れた信頼性の高いセラミックス材料であり、とくに高
温特性および耐熱・耐食性,軽量性に優れていることが
要求される自動車用エンジン部品や宇宙航空機器用部品
や化学装置用部品などの素材として適したものであると
いう著しく優れた効果がもたらされる。
Since the fiber-reinforced ceramics according to the present invention has a constitution in which zircon is used as a mother phase and is reinforced with carbon fibers, it is excellent not only in strength and toughness at room temperature but also from room temperature to 1500. It is a highly reliable ceramic material with excellent high-temperature characteristics that does not show any decrease in strength or toughness even at high temperatures up to ° C, and is particularly required to have excellent high-temperature characteristics, heat resistance, corrosion resistance, and light weight. It has a remarkably excellent effect that it is suitable as a material for automobile engine parts, aerospace device parts, chemical device parts and the like.

【0038】また、本発明に係わる繊維強化セラミック
スの製造方法では、炭素繊維の布を用いて成形体を作成
したのち、前記成形体に金属アルコキシドのゾルを含浸
させ、金属アルコキシドのゾルをゲル化して炭素繊維の
間にゲル状の金属アルコキシドを介在させ、次いで仮焼
して金属アルコキシドからジルコンの微結晶を生成さ
せ、その後焼結して炭素繊維とジルコンとが一体となっ
た炭素繊維強化ジルコン質焼結体を得るようにし、場合
によっては、前記炭素繊維強化ジルコン質焼結体に金属
アルコキシドのゾルを含浸させ、次いで焼結して前記炭
素繊維強化ジルコン質焼結体の気孔を埋めるようにして
いるので、常圧焼結によって緻密な焼結体を得ることが
可能であり、必らずしも加圧焼結によらずとも特性の優
れたセラミックス部材を得ることが可能であることから
大量生産に適し、かつまた複雑形状のセラミックス部材
にも対応することが可能であるという著しく優れた効果
がもたらされる。
In the method for producing fiber-reinforced ceramics according to the present invention, after forming a molded body using a cloth of carbon fiber, the molded body is impregnated with a sol of metal alkoxide to gel the sol of metal alkoxide. A carbon-fiber reinforced zircon in which carbon fibers and zircon are integrated by interposing a gel metal alkoxide between carbon fibers and then calcining to generate zircon microcrystals from the metal alkoxide Of the carbon fiber reinforced zircon sintered body is filled with the sol of the metal alkoxide and then sintered to fill the pores of the carbon fiber reinforced zircon sintered body. Therefore, it is possible to obtain a dense sintered body by pressureless sintering, and it is inevitable that the ceramics portion will have excellent characteristics regardless of pressure sintering. Suitable for mass production since it is possible to obtain, and also results in significantly excellent effect that it is possible to cope with the ceramic member of complicated shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例で用いたホットプレス装置の概
略構成を示す断面説明図である。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing a schematic configuration of a hot press device used in an example of the present invention.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ジルコンを母相としかつ炭素繊維で強化
したことを特徴とする繊維強化セラミックス。
1. A fiber-reinforced ceramics comprising zircon as a matrix phase and reinforced with carbon fibers.
【請求項2】 ジルコンを母相としかつ10〜60体積
%の炭素繊維で強化したことを特徴とする請求項1に記
載の繊維強化セラミックス。
2. The fiber-reinforced ceramics according to claim 1, wherein zircon is used as a mother phase and reinforced with 10 to 60% by volume of carbon fiber.
【請求項3】 炭素繊維の布を用いて成形体を作成した
のち、前記成形体に金属アルコキシドのゾルを含浸さ
せ、金属アルコキシドのゾルをゲル化して炭素繊維の間
にゲル状の金属アルコキシドを介在させ、次いで仮焼し
て金属アルコキシドからジルコンの微結晶を生成させ、
その後焼結して炭素繊維とジルコンとが一体となった炭
素繊維強化ジルコン質焼結体を得ることを特徴とする繊
維強化セラミックスの製造方法。
3. After forming a molded body using a cloth of carbon fibers, the molded body is impregnated with a sol of metal alkoxide, and the sol of metal alkoxide is gelled to form a gel metal alkoxide between the carbon fibers. Intervening and then calcining to generate zircon crystallites from the metal alkoxide,
A method for producing fiber-reinforced ceramics, which is characterized by obtaining a carbon fiber-reinforced zircon-based sintered body in which carbon fibers and zircon are integrated by sintering thereafter.
【請求項4】 炭素繊維強化ジルコン質焼結体に金属ア
ルコキシドのゾルを含浸させ、次いで焼結して前記炭素
繊維強化ジルコン質焼結体の気孔を埋めることを特徴と
する請求項3に記載の繊維強化セラミックスの製造方
法。
4. The carbon fiber reinforced zircon sintered material is impregnated with a sol of metal alkoxide and then sintered to fill the pores of the carbon fiber reinforced zircon sintered material. Method for producing fiber-reinforced ceramics.
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