JPH0645477B2 - 酸素―窒素ガラス組成物、その先駆物質並びにガラス質セラミック及び複合材料の調製へのその応用 - Google Patents
酸素―窒素ガラス組成物、その先駆物質並びにガラス質セラミック及び複合材料の調製へのその応用Info
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- JPH0645477B2 JPH0645477B2 JP2276588A JP27658890A JPH0645477B2 JP H0645477 B2 JPH0645477 B2 JP H0645477B2 JP 2276588 A JP2276588 A JP 2276588A JP 27658890 A JP27658890 A JP 27658890A JP H0645477 B2 JPH0645477 B2 JP H0645477B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸素−窒素ガラス組成物に関するものであ
り、特には酸素−窒素マグネシウム・アルミノ珪酸塩組
成物に関するものである。本発明はまた、これら組成物
の先駆物質並びにガラス質セラミック組成物及び当該ガ
ラス質セラミックを組み込んだ複合材料へのそれらの応
用にも関係するものである。
り、特には酸素−窒素マグネシウム・アルミノ珪酸塩組
成物に関するものである。本発明はまた、これら組成物
の先駆物質並びにガラス質セラミック組成物及び当該ガ
ラス質セラミックを組み込んだ複合材料へのそれらの応
用にも関係するものである。
［従来技術］ ガラス質マトリックス中での窒素の存在は、ガラスの物
理的及び化学的性質を大きく変化させることが知られて
いる。即ち、酸素−窒素ガラスの場合、浸出耐性の増
大、硬度や弾性モジュラス（ヤングモジュラス、剪断モ
ジュラス等）のような機械的性質の改善、熱膨張係数の
減少、粘性の増大及びフルビー（Hruby）ファクター値
の向上等が認められる。
理的及び化学的性質を大きく変化させることが知られて
いる。即ち、酸素−窒素ガラスの場合、浸出耐性の増
大、硬度や弾性モジュラス（ヤングモジュラス、剪断モ
ジュラス等）のような機械的性質の改善、熱膨張係数の
減少、粘性の増大及びフルビー（Hruby）ファクター値
の向上等が認められる。
後者の２つの特性（粘度、フルビーファクター）におけ
る増大乃至向上は、酸素−窒素ガラスの再結晶速度の減
少を結果として生ずる。従って、この現象は、結晶化の
制御を容易ならしめ、そしてガラス質セラミックの特性
を決定する結晶化の発現が爾後の熱処理中一層遅いもの
となる。
る増大乃至向上は、酸素−窒素ガラスの再結晶速度の減
少を結果として生ずる。従って、この現象は、結晶化の
制御を容易ならしめ、そしてガラス質セラミックの特性
を決定する結晶化の発現が爾後の熱処理中一層遅いもの
となる。
ガラス質セラミック組成物と関連して、非常に低い膨張
係数を有するこの型式の組成物を入手することに関心が
持たれている。更に、ガラス質セラミックマトリックス
と繊維補強材とを有する複合材料の場合、マトリックス
内部での窒素の存在は、その還元特性の結果として、酸
化されていないセラミック繊維の保護に関して好ましい
因子である。
係数を有するこの型式の組成物を入手することに関心が
持たれている。更に、ガラス質セラミックマトリックス
と繊維補強材とを有する複合材料の場合、マトリックス
内部での窒素の存在は、その還元特性の結果として、酸
化されていないセラミック繊維の保護に関して好ましい
因子である。
酸素−窒素マグネシウム・アルミノ珪酸塩ガラスを作製
する試みは既に為されてきた。しかし、従来から知られ
る方法は一般に、非常に狭い特定された組成物を作製す
ることを可能ならしめただけであった。しかも、可能性
としてもっと広い組成範囲の実現を与える方法でさえ
も、前記ガラス組成物は容認しうる熱膨張係数を有する
ガラス質セラミックの作製を可能としなかった。
する試みは既に為されてきた。しかし、従来から知られ
る方法は一般に、非常に狭い特定された組成物を作製す
ることを可能ならしめただけであった。しかも、可能性
としてもっと広い組成範囲の実現を与える方法でさえ
も、前記ガラス組成物は容認しうる熱膨張係数を有する
ガラス質セラミックの作製を可能としなかった。
［発明が解決しようとする課題〕 本発明の課題は、広い組成範囲の酸素−窒素マグネシウ
ム・アルミノ珪酸塩ガラス組成物を調製することであ
る。
ム・アルミノ珪酸塩ガラス組成物を調製することであ
る。
本発明のまた別の課題は、改善された熱的及び機械的性
質を有するガラス質セラミック組成物の調製である。
質を有するガラス質セラミック組成物の調製である。
この課題の解決のために、本発明に従えば、次の式を有
する酸素−窒素ガラス組成物が提供される： ＭｇｘＳｉｙＡｌＯｕＮｖ （１） （ここで、 0.25≦ｘ≦ 2.50 1.25≦ｙ≦ 3.50 3.75≦ｕ≦10.50 0.05≦ｖ≦ 0.75 但し、次の条件を満足するものとする： ２ｘ＋４ｙ＋３＝２ｕ＋３ｖ 更に、本発明は、コーディエライト型の結晶相を有しそ
して次の式を有する酸素−窒素ガラス組成物である： ＭｇｘＳｉｙＡｌＯｕＮｖ （１） （ここで、 0.25≦ｘ≦ 2.50 1.25≦ｙ≦ 3.50 3.75≦ｕ≦10.50 0.05≦ｖ≦ 0.75 但し、次の条件を満足するものとする： ２ｘ＋４ｙ＋３＝２ｕ＋３ｖ） ガラス質セラミック組成物を提供する。
する酸素−窒素ガラス組成物が提供される： ＭｇｘＳｉｙＡｌＯｕＮｖ （１） （ここで、 0.25≦ｘ≦ 2.50 1.25≦ｙ≦ 3.50 3.75≦ｕ≦10.50 0.05≦ｖ≦ 0.75 但し、次の条件を満足するものとする： ２ｘ＋４ｙ＋３＝２ｕ＋３ｖ 更に、本発明は、コーディエライト型の結晶相を有しそ
して次の式を有する酸素−窒素ガラス組成物である： ＭｇｘＳｉｙＡｌＯｕＮｖ （１） （ここで、 0.25≦ｘ≦ 2.50 1.25≦ｙ≦ 3.50 3.75≦ｕ≦10.50 0.05≦ｖ≦ 0.75 但し、次の条件を満足するものとする： ２ｘ＋４ｙ＋３＝２ｕ＋３ｖ） ガラス質セラミック組成物を提供する。
加えて、本発明は、それが補強材と上述した組成を有す
るガラス質セラミックマトリックスを含む点で特徴づけ
られる複合材料を提供する。
るガラス質セラミックマトリックスを含む点で特徴づけ
られる複合材料を提供する。
最後に、酸素−窒素マグネシウム・アルミノ珪酸塩ガラ
ス組成物の先駆物質を構成する本発明の組成物は、それ
らが珪酸マグネシウム、シリカ及び窒化アルミニウムを
ベースとする点で特徴づけられる。この窒化物は、酸化
アルミニウムにアンモニアを反応させることにより得ら
れる。
ス組成物の先駆物質を構成する本発明の組成物は、それ
らが珪酸マグネシウム、シリカ及び窒化アルミニウムを
ベースとする点で特徴づけられる。この窒化物は、酸化
アルミニウムにアンモニアを反応させることにより得ら
れる。
本発明に従うガラス組成物は、高い窒素含有量を有する
ことが出来る。これら組成物から得られるガラス質セラ
ミックは非常に低い膨張係数、例えば最大で2.2×１０
-6℃-1のα700/20７００〜２０℃範囲を表示）の値を有
する。
ことが出来る。これら組成物から得られるガラス質セラ
ミックは非常に低い膨張係数、例えば最大で2.2×１０
-6℃-1のα700/20７００〜２０℃範囲を表示）の値を有
する。
本発明は、上に掲示した化学組成を有する酸素−窒素ガ
ラス組成物を与える。この組成物から同じ組成式を有し
そしてコージエライト型結晶相を有するガラス質セラミ
ック組成物が得られる。ガラス組成物は、珪酸マグネシ
ウム、シリカ及び酸化アルミニウムにアンモニアを反応
させることにより得られる窒化アルミニウムを溶融する
ことにより得られる。これは複合材料を製造するにも適
する。
ラス組成物を与える。この組成物から同じ組成式を有し
そしてコージエライト型結晶相を有するガラス質セラミ
ック組成物が得られる。ガラス組成物は、珪酸マグネシ
ウム、シリカ及び酸化アルミニウムにアンモニアを反応
させることにより得られる窒化アルミニウムを溶融する
ことにより得られる。これは複合材料を製造するにも適
する。
既に述べたように、本発明に従うガラス組成物は、マグ
ネシウム、珪素、アルミニウム、酸素及び窒素をベース
としそして 式（１）ＭｇｘＳｉｙＡｌＯｕＮｖ （ｘ、ｙ、ｕ及びｖは先に呈示した不等式を満足し且つ
２ｘ＋４ｙ＋３＝２ｕ＋３ｖの関係を有する） に従うものである。
ネシウム、珪素、アルミニウム、酸素及び窒素をベース
としそして 式（１）ＭｇｘＳｉｙＡｌＯｕＮｖ （ｘ、ｙ、ｕ及びｖは先に呈示した不等式を満足し且つ
２ｘ＋４ｙ＋３＝２ｕ＋３ｖの関係を有する） に従うものである。
本発明の特定具体例に従えば、本発明に従うガラス組成
物は、上記の式（１）に従い、この場合0.25≦ｘ≦1.75
そして3.75≦ｕ≦10.5であり、ｙ及びｖは先と同じ不等
式に従う。
物は、上記の式（１）に従い、この場合0.25≦ｘ≦1.75
そして3.75≦ｕ≦10.5であり、ｙ及びｖは先と同じ不等
式に従う。
本発明の別の具体例に従えば、本発明に従うガラス組成
物は、式（１）に従い、 ｘ＝１ ２ ≦ｙ≦３ 6.5 ≦ｕ≦８ 0.1 ≦ｖ≦0.3 以下、これら組成物の調製方法について説明する。
物は、式（１）に従い、 ｘ＝１ ２ ≦ｙ≦３ 6.5 ≦ｕ≦８ 0.1 ≦ｖ≦0.3 以下、これら組成物の調製方法について説明する。
調製プロセスは、シリカ及び窒化アルミニウムをベース
とする特定の先駆物質組成物でもって始まる。本発明は
また、マグネシウムを供給する成分としてマグネシア及
び珪酸マグネシウムから選択される少なくとも１種をも
含む。珪酸マグネシウムは、MgSiO3或いは2MgOSiO2の形
で使用されうる。
とする特定の先駆物質組成物でもって始まる。本発明は
また、マグネシウムを供給する成分としてマグネシア及
び珪酸マグネシウムから選択される少なくとも１種をも
含む。珪酸マグネシウムは、MgSiO3或いは2MgOSiO2の形
で使用されうる。
窒化アルミニウムは、アンモニアと酸化アルミニウムと
の反応生成物である特定型式のものである。
の反応生成物である特定型式のものである。
通常、窒化アルミニウムは次の反応式に従ってアルミナ
を炭窒化することにより調製されることが知られてい
る： Al2O3＋3C＋N2→2AlN＋3CO この反応は、１６００〜１８００℃範囲の温度で行なわ
れる。
を炭窒化することにより調製されることが知られてい
る： Al2O3＋3C＋N2→2AlN＋3CO この反応は、１６００〜１８００℃範囲の温度で行なわ
れる。
本発明の範囲内では、窒化アルミニウムは、アンモニア
が粉末形態の酸化アルミニウムに過剰に反応せしめられ
るプロセスにより調製される。この反応は、アンモニア
対アルミナのモル比（一般に３〜５である。）の関数で
ありそして１０００〜１４００℃の範囲の温度、好まし
くは１２００℃において行なわれる。この温度におい
て、アンモニアは解離し、これがその高い反応度の理由
である。従って、アンモニアが酸化アルミニウムと接触
状態で分解するような条件下で実施することが必要であ
る。
が粉末形態の酸化アルミニウムに過剰に反応せしめられ
るプロセスにより調製される。この反応は、アンモニア
対アルミナのモル比（一般に３〜５である。）の関数で
ありそして１０００〜１４００℃の範囲の温度、好まし
くは１２００℃において行なわれる。この温度におい
て、アンモニアは解離し、これがその高い反応度の理由
である。従って、アンモニアが酸化アルミニウムと接触
状態で分解するような条件下で実施することが必要であ
る。
約１μの平均粒寸を有する、使用される酸化アルミニウ
ムは、反応炉において約１２００℃に加熱される。分解
温度以下の温度にあるアンモニア流れが炉内に導入され
そして酸化アルミニウムと反応して窒化アルミニウムを
生成する。
ムは、反応炉において約１２００℃に加熱される。分解
温度以下の温度にあるアンモニア流れが炉内に導入され
そして酸化アルミニウムと反応して窒化アルミニウムを
生成する。
例えば、99.99％まで１μｍの平均粒寸を有する市販ア
ルミナVENTRONを使用することが可能である。これは、
0.2μｍの平均粒寸と約１０m2/gのＢＥＴ比表面積を有
する窒化アルミニウムを与える。反応の終りは、質量変
化とＸ−線結晶学的解析により決定される。得られる窒
化物は僅かに吸湿性の、白色の粉末である。得られる窒
化物の純度は、窒素を分析しそして密度（Ｐ）を測定す
ることにより保証される。窒素の％は33.8重量％であり
そして約3.18g/cm3のＰ値を有する。
ルミナVENTRONを使用することが可能である。これは、
0.2μｍの平均粒寸と約１０m2/gのＢＥＴ比表面積を有
する窒化アルミニウムを与える。反応の終りは、質量変
化とＸ−線結晶学的解析により決定される。得られる窒
化物は僅かに吸湿性の、白色の粉末である。得られる窒
化物の純度は、窒素を分析しそして密度（Ｐ）を測定す
ることにより保証される。窒素の％は33.8重量％であり
そして約3.18g/cm3のＰ値を有する。
本発明に従えば、窒素及びアルミニウムは窒化アルミニ
ウムの形で供給されそして上述した型式の特定の窒化ア
ルミニウムが使用されることを銘記すべきである。しか
し、アルミニウムはまた部分的に、窒化アルミニウムと
組み合わせて好ましくは少なくとも２Ｎ５の純度を有す
るアルミナの形で供給されうる。別の使用可能なアルミ
ニウム源は、ＡｌＯＮの形態のアルミニウム、即ちスピ
ネル形態における酸窒化アルミニウムである。
ウムの形で供給されそして上述した型式の特定の窒化ア
ルミニウムが使用されることを銘記すべきである。しか
し、アルミニウムはまた部分的に、窒化アルミニウムと
組み合わせて好ましくは少なくとも２Ｎ５の純度を有す
るアルミナの形で供給されうる。別の使用可能なアルミ
ニウム源は、ＡｌＯＮの形態のアルミニウム、即ちスピ
ネル形態における酸窒化アルミニウムである。
詳しくは、使用可能な先駆物質組成物は異なった元素の
酸化物或いは窒化物として表わして次のモル組成を有す
る： １２％≦ MgO ≦３５％ ５５％≦ SiO2 ≦７０％ ４％≦ Al2O3 ≦２４％ ０ ＜ AlN ≦１４％ より特定的には、次の先駆物質組成物を使用することが
可能である： ２３％≦ MgO ≦３４％ ５６％≦ SiO2 ≦６２％ ６％≦ Al2O3 ≦１１％ ３％＜AlN ≦ ７％ この組成物は一般に粉末の形で使用される。
酸化物或いは窒化物として表わして次のモル組成を有す
る： １２％≦ MgO ≦３５％ ５５％≦ SiO2 ≦７０％ ４％≦ Al2O3 ≦２４％ ０ ＜ AlN ≦１４％ より特定的には、次の先駆物質組成物を使用することが
可能である： ２３％≦ MgO ≦３４％ ５６％≦ SiO2 ≦６２％ ６％≦ Al2O3 ≦１１％ ３％＜AlN ≦ ７％ この組成物は一般に粉末の形で使用される。
上述した型式の先駆物質組成物は、溶融が持ちきたらさ
れるまで加熱される。加熱はは、例えば誘導炉を使用す
るといった任意の既知手段により実施されうる。
れるまで加熱される。加熱はは、例えば誘導炉を使用す
るといった任意の既知手段により実施されうる。
加熱は通常、制御された雰囲気中で、好ましくは不活性
ガス、特に酸素を含まない窒素中で実施される。融点は
通常約１５００℃である。生成物は、この温度にその均
質化に必要な時間維持される。その後、生成物は冷却さ
れる。こうして、本発明に従うガラス組成物が得られ
る。
ガス、特に酸素を含まない窒素中で実施される。融点は
通常約１５００℃である。生成物は、この温度にその均
質化に必要な時間維持される。その後、生成物は冷却さ
れる。こうして、本発明に従うガラス組成物が得られ
る。
ガラス質セラミック組成物を得るためには、先に得られ
たガラス組成物は、一般に少なくとも１１００℃のそし
てその結晶化点に近い温度での熱処理を受ける。これ
は、ガラス組成物の再結晶化をもたらす。
たガラス組成物は、一般に少なくとも１１００℃のそし
てその結晶化点に近い温度での熱処理を受ける。これ
は、ガラス組成物の再結晶化をもたらす。
この場合、単一の結晶相、即ちコーディエライトが出現
するだけであることを銘記されたい。更に、前記結晶化
は、添加剤を添加しなくとも起こりうる。しかし、前記
再結晶化は、酸化ジルコニウムのような核生成物を添加
することにより一層均質とされうる。
するだけであることを銘記されたい。更に、前記結晶化
は、添加剤を添加しなくとも起こりうる。しかし、前記
再結晶化は、酸化ジルコニウムのような核生成物を添加
することにより一層均質とされうる。
本発明に従うガラス質セラミックは、先に呈示した組成
を有する。特殊な具体例に従えば、ガラス質セラミック
組成物は、0.25≦ｘ≦1.75そして3.75≦ｕ≦10.5とし
て、上記の式（１）に従う。この場合、ｙ及びｖは先と
同じ不等式に従う。また別の特殊な具体例に従えば、ガ
ラス組成物は、 ｘ＝１ ２ ≦ｙ≦３ 6.5 ≦ｕ≦８ 0.1 ≦ｖ≦0.3 において、式（１）に従う。
を有する。特殊な具体例に従えば、ガラス質セラミック
組成物は、0.25≦ｘ≦1.75そして3.75≦ｕ≦10.5とし
て、上記の式（１）に従う。この場合、ｙ及びｖは先と
同じ不等式に従う。また別の特殊な具体例に従えば、ガ
ラス組成物は、 ｘ＝１ ２ ≦ｙ≦３ 6.5 ≦ｕ≦８ 0.1 ≦ｖ≦0.3 において、式（１）に従う。
先に述たように、本発明はまた、ガラス質セラミックマ
トリックス複合材料に関する。このマトリックスは、先
に記載したガラス質セラミックの組成を有する。加え
て、本発明に従う複合材料は補強材を組み込んでいる。
トリックス複合材料に関する。このマトリックスは、先
に記載したガラス質セラミックの組成を有する。加え
て、本発明に従う複合材料は補強材を組み込んでいる。
補強材は一般に、繊維質のものであり、例えば長い連続
したセラミック繊維の集合体、編み組形態或いは無秩序
な形態により構成されるセラミック補強材である。従っ
て、使用される繊維は、一方向形態で、織り編み形態
で、不織マットの形態で或いは多方向形態でマトリック
ス中に存在しうる。
したセラミック繊維の集合体、編み組形態或いは無秩序
な形態により構成されるセラミック補強材である。従っ
て、使用される繊維は、一方向形態で、織り編み形態
で、不織マットの形態で或いは多方向形態でマトリック
ス中に存在しうる。
随意的に、補強材は、マトリックス中に無秩序な態様で
配向される短繊維及び／或いはウイスカーの形態であり
うる。補強材として長繊維をマトリックス中に分散され
るウイスカー及び／或いは短繊維と組合わせて使用する
ことも可能である。
配向される短繊維及び／或いはウイスカーの形態であり
うる。補強材として長繊維をマトリックス中に分散され
るウイスカー及び／或いは短繊維と組合わせて使用する
ことも可能である。
機械的強度の観点から、本発明に従う好ましい複合材料
は、一方向繊維質補強材、即ち実質上すべてが互いに平
行に且つ同一方向にある繊維により構成される補強材を
有するもの（複合体１Ｄ）或いは二方向繊維質補強材、
即ち繊維の実質上すべてが互いに平行であるが、順次し
ての２つの水平面において方向が交差する（交差角は最
適の機械的性質を得るためには９０度であるのが有利で
ある。）繊維により構成される補強材を有するもの（複
合体２Ｄ）いずれかである。
は、一方向繊維質補強材、即ち実質上すべてが互いに平
行に且つ同一方向にある繊維により構成される補強材を
有するもの（複合体１Ｄ）或いは二方向繊維質補強材、
即ち繊維の実質上すべてが互いに平行であるが、順次し
ての２つの水平面において方向が交差する（交差角は最
適の機械的性質を得るためには９０度であるのが有利で
ある。）繊維により構成される補強材を有するもの（複
合体２Ｄ）いずれかである。
補強材を形成するのに適当なセラミック繊維の例として
は、炭素、硼素、アルミナ、アルミナ−シリカ、アルミ
ナ−シリカ−硼素、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素及び
炭窒化珪素が挙げられる。明らかなように、補強材を形
成するのに異なったセラミック性質の繊維の混合物を使
用することも可能である。
は、炭素、硼素、アルミナ、アルミナ−シリカ、アルミ
ナ−シリカ−硼素、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素及び
炭窒化珪素が挙げられる。明らかなように、補強材を形
成するのに異なったセラミック性質の繊維の混合物を使
用することも可能である。
炭化珪素セラミック繊維が高い熱−機械的性質を有する
複合体を製造するのに特に適当である。
複合体を製造するのに特に適当である。
複合材料中の補強材の容積分率は、２０〜７０％、好ま
しくは３０〜５０％である。
しくは３０〜５０％である。
本発明に従う複合材料のための製造プロセスは、次の段
階を有する点で特徴づけられる： (a)補強材に先に定義したようなガラス組成物を含むス
リップ或いはスロップにより含浸させる段階。
階を有する点で特徴づけられる： (a)補強材に先に定義したようなガラス組成物を含むス
リップ或いはスロップにより含浸させる段階。
(b)こうして含浸させた補強材を乾燥して、予備含浸生
成物を生成する段階。
成物を生成する段階。
(c)得られた予備含浸生成物を高密度化する段階。
(d)段階(c)からの生成物に熱処理を施す段階。
特には、スリップは、例えば５０μｍより小さい。好ま
しくは１０μｍより小さな整えられた粒寸の粉末として
先に定義したガラス組成物を使用して形成される。
しくは１０μｍより小さな整えられた粒寸の粉末として
先に定義したガラス組成物を使用して形成される。
このスリップのレオロジー及び濡れ性質は適当な性質の
そして適当な比率のバインダー及び溶剤を添加すること
により従来態様で調整される。乾燥段階中、溶剤は排除
される。第２段階において前の段階からの含浸した補強
材は乾燥される。
そして適当な比率のバインダー及び溶剤を添加すること
により従来態様で調整される。乾燥段階中、溶剤は排除
される。第２段階において前の段階からの含浸した補強
材は乾燥される。
随意的に、含浸及び乾燥段階は、求める補強材容積分率
を有する予備含浸生成物が得られるまで繰り返すことが
出来る。
を有する予備含浸生成物が得られるまで繰り返すことが
出来る。
先に定義したような複合体１Ｄ或いは２Ｄの調製のため
に一層特に適したプロセス変更例に従えば、一方向繊維
質補強材を有する複合シートの形の同等の予備含浸生成
物を積み重ねそして後互いに結合することによる実施が
可能である。積み重ねは、積み重ねられるシートの繊維
の方向を平行に保って（複合体１Ｄ）或いは交差せしめ
ること（複合体２Ｄ）により行なわれる。
に一層特に適したプロセス変更例に従えば、一方向繊維
質補強材を有する複合シートの形の同等の予備含浸生成
物を積み重ねそして後互いに結合することによる実施が
可能である。積み重ねは、積み重ねられるシートの繊維
の方向を平行に保って（複合体１Ｄ）或いは交差せしめ
ること（複合体２Ｄ）により行なわれる。
プロセスの第３段階は、高密度化或いはフリッティング
である。しかし、含浸されそして乾燥された予備成形体
の負荷の下でのフリッティングを実施する前に、スリッ
プを調製するのに使用した様々のバインダーを部分的に
或いは完全に排除することが好ましい。このいわゆる浄
化作業は、従来通り、予備成形体を大気中で或いは不活
性雰囲気中でほどほどに熱処理することにより実施され
る。高密度化或いはフリッティングは予備成形体を、好
ましくは圧力下で、加熱することにより行なわれる。
である。しかし、含浸されそして乾燥された予備成形体
の負荷の下でのフリッティングを実施する前に、スリッ
プを調製するのに使用した様々のバインダーを部分的に
或いは完全に排除することが好ましい。このいわゆる浄
化作業は、従来通り、予備成形体を大気中で或いは不活
性雰囲気中でほどほどに熱処理することにより実施され
る。高密度化或いはフリッティングは予備成形体を、好
ましくは圧力下で、加熱することにより行なわれる。
既知の態様において、高密度化或いはフリッティング処
理を不活性雰囲気中で実施することが好ましい。
理を不活性雰囲気中で実施することが好ましい。
プロセスの最終段階は、加熱即ち再結晶化処理である。
この段階は、先の段階の結果として得られた非晶質マト
リックス中に結晶組織を発現することを可能ならしめ
る。この処理は、少なくとも１１００℃の温度でそして
一般に圧力を適用せずに行なわれる。処理は数時間、例
えば２〜６時間継続される。
この段階は、先の段階の結果として得られた非晶質マト
リックス中に結晶組織を発現することを可能ならしめ
る。この処理は、少なくとも１１００℃の温度でそして
一般に圧力を適用せずに行なわれる。処理は数時間、例
えば２〜６時間継続される。
［実施例１］ 本例は、本発明に従う２種のガラス組成物Ｃ１とＣ２の
調製を記載する。
調製を記載する。
珪酸マグネシウムMgSiO3、酸化珪素、酸化アルミニウム
及びアンモニアと酸化アルミニウムの反応により調製し
た窒化アルミニウムの粉砕及び混合を行なった。
及びアンモニアと酸化アルミニウムの反応により調製し
た窒化アルミニウムの粉砕及び混合を行なった。
各組成物に対する成分比率を下に示す： 粉砕した混合物をモリブデン製るつぼ内に置きそしてこ
れを誘導炉において酸素を含まない窒素中で１５００℃
に加熱した。得られた融体を注出することにより冷却し
た。
れを誘導炉において酸素を含まない窒素中で１５００℃
に加熱した。得られた融体を注出することにより冷却し
た。
次のガラス組成物を得た： Ｃ１ ＭｇＳｉ2.55ＡｌＯ7.4Ｎ0.135 Ｃ２ ＭｇＳｉ2.55ＡｌＯ7.2Ｎ0.27 その主特性は次の通りであった： ［実施例２］ ガラス組成物Ｃ１に１１２０℃で熱処理を施してガラス
質セラミックを調製した。Ｘ線解析の結果、結晶相とし
てコージエライトのみが存在することが明らかとなっ
た。熱処理の時間の関数としての膨張係数値を以下に呈
示する： 時間 α700/20×（106℃-1） 0.5 4.25 1.0 2.25 1.5 2.19 2.5 2.09 ［実施例３］ ガラス組成物Ｃ１を使用した。１０μｍ以下の粒径を有
する粉末が得られるまでこのガラス組成物Ｃ１を粉砕し
た。この粉末から、次の組成を有する含浸スリップを調
製した： 予備粉砕ガラス 10.00ｋｇ ポリスチレン 1.07ｋｇ パラフィン 0.16ｋｇ ジオクチルフタレート 0.96ｋｇ シクロヘキサン 10.6 このスリップを５０ｋｇのアルミナボールを備える５０
容積のアルミナグラインダー中に導入しそして１５時
間粉砕を行なった。その後、このスリップを使用してＳ
ｉＣ繊維を含浸処理した。プレートを多角形マンドレル
上に巻いた。シートを切り出しそして０℃で積重ね体を
形成した。
質セラミックを調製した。Ｘ線解析の結果、結晶相とし
てコージエライトのみが存在することが明らかとなっ
た。熱処理の時間の関数としての膨張係数値を以下に呈
示する： 時間 α700/20×（106℃-1） 0.5 4.25 1.0 2.25 1.5 2.19 2.5 2.09 ［実施例３］ ガラス組成物Ｃ１を使用した。１０μｍ以下の粒径を有
する粉末が得られるまでこのガラス組成物Ｃ１を粉砕し
た。この粉末から、次の組成を有する含浸スリップを調
製した： 予備粉砕ガラス 10.00ｋｇ ポリスチレン 1.07ｋｇ パラフィン 0.16ｋｇ ジオクチルフタレート 0.96ｋｇ シクロヘキサン 10.6 このスリップを５０ｋｇのアルミナボールを備える５０
容積のアルミナグラインダー中に導入しそして１５時
間粉砕を行なった。その後、このスリップを使用してＳ
ｉＣ繊維を含浸処理した。プレートを多角形マンドレル
上に巻いた。シートを切り出しそして０℃で積重ね体を
形成した。
大気或いは不活性雰囲気中で浄化を行なった。フリッテ
ィングを１２５０℃において荷重下で行ない、１時間継
続した。成形圧力は１５ＭＰａであった。この後、急冷
すると、次の特性を有する材料が生成された： ３点曲げ破断応力： ２７０MPa 密度： 2.51 開放気孔率：零 Ｘ−線回折：コージエライト形態の結晶質マトリックス ２０〜７００℃間での膨張係数：2.9×１０-6℃-1 〔発明の効果〕 結晶相としてコージエライトのみが存在する、高い窒素
含有量を有する、非常に低い膨張係数と改善された機械
的性質とを有するガラス質セラミック組成物及びその補
強複合材料の開発に成功した。
ィングを１２５０℃において荷重下で行ない、１時間継
続した。成形圧力は１５ＭＰａであった。この後、急冷
すると、次の特性を有する材料が生成された： ３点曲げ破断応力： ２７０MPa 密度： 2.51 開放気孔率：零 Ｘ−線回折：コージエライト形態の結晶質マトリックス ２０〜７００℃間での膨張係数：2.9×１０-6℃-1 〔発明の効果〕 結晶相としてコージエライトのみが存在する、高い窒素
含有量を有する、非常に低い膨張係数と改善された機械
的性質とを有するガラス質セラミック組成物及びその補
強複合材料の開発に成功した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリク・メンヌシエ フランス国タルブ、リュ・マリ・ノエル、 ７ (72)発明者 ローランス・ポキヨン フランス国レンヌ、リュ・リシャール・ル ノワール、32 (72)発明者 パトリク・ベルディエ フランス国アシーニュ、ラ・ペルレ（番地 なし) (56)参考文献 特開 昭62−270442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−502053（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】ＭｇｘＳｉｙＡｌＯｕＮｖ （ここで、 ｘ＝１ ２ ≦ｙ≦３ 6.5 ≦ｕ≦８ 0.1 ≦ｖ≦0.3 であり、次の条件を満足するものとする： ２ｘ＋４ｙ＋３＝２ｕ＋３ｖ） の組成式を有する酸素−窒素ガラス組成物。
- 【請求項２】コーディエライト型の結晶相を有しそして
次の式： ＭｇｘＳｉｙＡｌＯｕＮｖ （ここで、 ｘ＝１ ２ ≦ｙ≦３ 6.5 ≦ｕ≦８ 0.1 ≦ｖ≦0.3 であり、そして次の条件を満足するものとする： ２ｘ＋４ｙ＋３＝２ｕ＋３ｖ） を有する組成物であることを特徴とするガラス質セラミ
ック組成物。 - 【請求項３】補強材及び特許請求の範囲第２項記載の型
式のガラス質セラミックマトリックスを有することを特
徴とする複合材料。 - 【請求項４】補強材が炭素、硼素、アルミナ、アルミナ
−シリカ、アルミナ−シリカ−硼素、炭化珪素、窒化珪
素、窒化硼素及び炭窒化珪素から成る群から選択される
セラミック繊維である特許請求の範囲第３項記載の複合
材料。 - 【請求項５】マグネシア及び／或いは珪酸マグネシウ
ム、シリカ及び窒化アルミニウムをベースとしそして該
窒化物が、酸化アルミニウムとアンモニアの反応生成物
であることを特徴とする酸素−窒素マグネシウム・アル
ミノ珪酸塩ガラス組成物の先駆物質組成物。 - 【請求項６】酸化アルミニウムをもベースとする特許請
求の範囲第５項記載の先駆物質組成物。 - 【請求項７】モル％及び酸化物或いは窒化物に基づいて
表わして １２％≦ MgO ≦３５％ ５５％≦ SiO2 ≦７０％ ４％≦ Al2O3 ≦２４％ ０％＜ AlN ≦１４％ の組成を有する特許請求の範囲第５項或いは６項記載の
先駆物質組成物。 - 【請求項８】特許請求の範囲第５〜７項のいずれかに従
う先駆物質組成物の溶融が起こるまで加熱を行なうこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項に従う酸素−窒素ガ
ラス組成物の製造方法。 - 【請求項９】特許請求の範囲第１項に従うガラス組成物
に熱処理を施すことを特徴とする特許請求の範囲第２項
に従うガラス質セラミック組成物の製造方法。 - 【請求項１０】(a)補強材を特許請求の範囲第１項に記
載のガラス組成物を含むスリップにより含浸せしめる段
階と、 (b)前記含浸させた補強材を乾燥して、予備含浸生成物
を生成する段階と、 (c)得られた予備含浸生成物を高密度化する段階と、 (d)段階(c)からの生成物に熱処理を施す段階と を包含することを特徴とする特許請求の範囲第３或いは
４項記載の複合材料を製造する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR89-13589 | 1989-10-18 | ||
| FR898913589A FR2653113B1 (fr) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | Compositions verrieres oxyazotees, leurs precurseurs et leur application a la preparation de compositions vitroceramiques et de materiaux composites. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183641A JPH03183641A (ja) | 1991-08-09 |
| JPH0645477B2 true JPH0645477B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=9386501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2276588A Expired - Lifetime JPH0645477B2 (ja) | 1989-10-18 | 1990-10-17 | 酸素―窒素ガラス組成物、その先駆物質並びにガラス質セラミック及び複合材料の調製へのその応用 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5166102A (ja) |
| EP (1) | EP0424220B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0645477B2 (ja) |
| AT (1) | ATE163632T1 (ja) |
| DE (1) | DE69032079T2 (ja) |
| DK (1) | DK0424220T3 (ja) |
| ES (1) | ES2115592T3 (ja) |
| FR (1) | FR2653113B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH07149539A (ja) * | 1993-11-25 | 1995-06-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス−セラミックス複合体およびその製造方法 |
| WO1999020576A1 (en) * | 1997-10-20 | 1999-04-29 | Libbey-Owens-Ford Co. | Metal nitrides as performance modifiers for glass compositions |
| JP2000169181A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-06-20 | Kobe Steel Ltd | 記録媒体用高比剛性ガラス及び該ガラスを用いたハ―ドディスク基板 |
| SE0300056D0 (sv) * | 2003-01-14 | 2003-01-14 | Morph A | New glass material |
| CN1296315C (zh) * | 2004-09-16 | 2007-01-24 | 武汉理工大学 | 具有红外辐射和抑菌功能的陶瓷粉料及其制备方法 |
| EP1736450A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-27 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Oxynitride armour glass |
| ES2385082B1 (es) | 2010-12-21 | 2013-05-24 | BSH Electrodomésticos España S.A. | Procedimiento para la fabricación de una placa de aparato doméstico, y dispositivo de aparato doméstico con una placa de aparato doméstico. |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53142426A (en) * | 1977-05-18 | 1978-12-12 | Corning Glass Works | Heattcrystallized glass containing nitrogen |
| FR2571041A1 (fr) * | 1984-10-02 | 1986-04-04 | Centre Nat Rech Scient | Procede de nitruration d'oxydes refractaires |
| JPH0631162B2 (ja) * | 1985-12-20 | 1994-04-27 | 株式会社クボタ | 窒化けい素系セラミツク焼結体接合用接着剤および接着方法 |
| US4711860A (en) * | 1986-03-12 | 1987-12-08 | Corning Glass Works | Modified cordierite glass ceramic composite |
| JPS63297238A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Shimadzu Corp | 耐薬品性ガラス |
| JP2649054B2 (ja) * | 1988-03-24 | 1997-09-03 | 東洋アルミニウム株式会社 | 粒子状無機質複合体及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-10-18 FR FR898913589A patent/FR2653113B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-12 AT AT90402851T patent/ATE163632T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-10-12 ES ES90402851T patent/ES2115592T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-12 DK DK90402851T patent/DK0424220T3/da active
- 1990-10-12 EP EP90402851A patent/EP0424220B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-12 DE DE69032079T patent/DE69032079T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-17 JP JP2276588A patent/JPH0645477B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-18 US US07/599,417 patent/US5166102A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0424220A1 (fr) | 1991-04-24 |
| ES2115592T3 (es) | 1998-07-01 |
| US5166102A (en) | 1992-11-24 |
| FR2653113B1 (fr) | 1994-03-04 |
| DE69032079D1 (de) | 1998-04-09 |
| JPH03183641A (ja) | 1991-08-09 |
| EP0424220B1 (fr) | 1998-03-04 |
| DK0424220T3 (da) | 1998-09-28 |
| DE69032079T2 (de) | 1998-09-24 |
| FR2653113A1 (fr) | 1991-04-19 |
| ATE163632T1 (de) | 1998-03-15 |
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