JPH07101788A - 多孔質セラミックス及びその製造方法 - Google Patents
多孔質セラミックス及びその製造方法Info
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- JPH07101788A JPH07101788A JP26545593A JP26545593A JPH07101788A JP H07101788 A JPH07101788 A JP H07101788A JP 26545593 A JP26545593 A JP 26545593A JP 26545593 A JP26545593 A JP 26545593A JP H07101788 A JPH07101788 A JP H07101788A
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- C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、低摩擦係数を有し且つ高強度を有
する多孔質セラミックス及びその製造方法を提供するこ
とである。 【構成】 本発明は、非酸化物セラミックスを母相とし
て、開気孔の空隙部を有し、母相中にＦｅ化合物が点在
し、非酸化物セラミックス及び焼結助剤にセラミックス
の焼結温度以下で発泡するＦｅ酸化物等の発泡物質を添
加して焼成することによって気孔率が大きく且つ気孔サ
イズの大きい多孔質を作製することができる。この多孔
質セラミックスは、空隙部以外の組織が組織針状粒子が
絡み合う緻密質になり、母相中にＦｅ化合物が点在する
ので、強度を有すると共に、オイルとの吸着性に優れる
ことによって低摩擦化になる。
する多孔質セラミックス及びその製造方法を提供するこ
とである。 【構成】 本発明は、非酸化物セラミックスを母相とし
て、開気孔の空隙部を有し、母相中にＦｅ化合物が点在
し、非酸化物セラミックス及び焼結助剤にセラミックス
の焼結温度以下で発泡するＦｅ酸化物等の発泡物質を添
加して焼成することによって気孔率が大きく且つ気孔サ
イズの大きい多孔質を作製することができる。この多孔
質セラミックスは、空隙部以外の組織が組織針状粒子が
絡み合う緻密質になり、母相中にＦｅ化合物が点在する
ので、強度を有すると共に、オイルとの吸着性に優れる
ことによって低摩擦化になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、非酸化物セラミック
スを母相する多孔質セラミックス及びその製造方法に関
する。
スを母相する多孔質セラミックス及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭化ケイ素ＳｉＣ、窒化硼素ＢＮ
を窒化ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4 中に分散させて摩擦係数を低減
するものは、例えば、特開昭５９−３０７６９号公報に
開示されている。また、焼結助剤として、Ｆｅ3 Ｏ4 等
の鉄Ｆｅの酸化物を添加した窒化ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4 は、
例えば、特開昭５８−６４２６８号公報、特開昭５９−
８８３７４号公報、特開昭６１−７２６８５号公報等に
開示されている。
を窒化ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4 中に分散させて摩擦係数を低減
するものは、例えば、特開昭５９−３０７６９号公報に
開示されている。また、焼結助剤として、Ｆｅ3 Ｏ4 等
の鉄Ｆｅの酸化物を添加した窒化ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4 は、
例えば、特開昭５８−６４２６８号公報、特開昭５９−
８８３７４号公報、特開昭６１−７２６８５号公報等に
開示されている。
【０００３】また、焼結多孔質セラミックスは、樹脂等
の多孔材を中子にして、多孔材の空隙にセラミックスを
充填させて成形を行い、多孔材を加熱除去して空隙とし
た後、焼成を行って焼結多孔質体を作製したり、原料粒
子径の調整によって焼結多孔質体に作製したり、或いは
反応焼結法によって焼結多孔質体を作製している。
の多孔材を中子にして、多孔材の空隙にセラミックスを
充填させて成形を行い、多孔材を加熱除去して空隙とし
た後、焼成を行って焼結多孔質体を作製したり、原料粒
子径の調整によって焼結多孔質体に作製したり、或いは
反応焼結法によって焼結多孔質体を作製している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中子を
用いて焼結多孔質セラミックスを作製する場合には、中
子を加熱除去する際に中子が膨脹し、割れ、クラックが
生じ易く、また、加熱時に分解したＣ，Ｏが焼結を阻害
することがある。また、従来の焼結多孔質セラミックス
を作製する方法では、φ５０μｍ以上の孔を有する多孔
体を得ることは困難であり、気孔率５０％以上の多孔体
を作製することは困難であった。更に、作製できるＳｉ
3 Ｎ4 はβ−Ｓｉ3 Ｎ4 になり難く、緻密質の焼結体の
組織にならず、しかも焼結時間も長時間を要した。
用いて焼結多孔質セラミックスを作製する場合には、中
子を加熱除去する際に中子が膨脹し、割れ、クラックが
生じ易く、また、加熱時に分解したＣ，Ｏが焼結を阻害
することがある。また、従来の焼結多孔質セラミックス
を作製する方法では、φ５０μｍ以上の孔を有する多孔
体を得ることは困難であり、気孔率５０％以上の多孔体
を作製することは困難であった。更に、作製できるＳｉ
3 Ｎ4 はβ−Ｓｉ3 Ｎ4 になり難く、緻密質の焼結体の
組織にならず、しかも焼結時間も長時間を要した。
【０００５】ところで、窒化ケイ素のセラミックスにつ
いては、低い摩擦係数を持つものが望まれている。一般
に、Ｓｉ3 Ｎ4 中に、炭化ケイ素、窒化ホウ素或いは酸
化物の粒子を分散させた場合には、結合界面での反応性
に乏しく、材料自体の強度が低下する。また、窒化ホウ
素を複合した材料では高温中その部分が酸化され結晶構
造が変化し、摩擦係数が上昇することがある。上記公報
に開示されているように、焼結助剤として、Ｆｅ3 Ｏ4
等の金属酸化物を添加したものでは、該添加量が少な
く、また低摩擦の特性を得ることができない。
いては、低い摩擦係数を持つものが望まれている。一般
に、Ｓｉ3 Ｎ4 中に、炭化ケイ素、窒化ホウ素或いは酸
化物の粒子を分散させた場合には、結合界面での反応性
に乏しく、材料自体の強度が低下する。また、窒化ホウ
素を複合した材料では高温中その部分が酸化され結晶構
造が変化し、摩擦係数が上昇することがある。上記公報
に開示されているように、焼結助剤として、Ｆｅ3 Ｏ4
等の金属酸化物を添加したものでは、該添加量が少な
く、また低摩擦の特性を得ることができない。
【０００６】また、Ｓｉ3 Ｎ4 と鉄Ｆｅの酸化物との複
合では、焼成時に還元反応が起こり、ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ
3 ，Ｆｅ3 Ｏ4 の形で混合段階で添加しても、焼成後に
は、Ｆｅ−Ｓｉ系の化合物に変化する。このような化合
物も潤滑油との吸着性に優れるが、更に一層吸着性を高
め、低摩擦化するためには、酸化物の状態で残すことが
望ましいものである。
合では、焼成時に還元反応が起こり、ＦｅＯ，Ｆｅ2 Ｏ
3 ，Ｆｅ3 Ｏ4 の形で混合段階で添加しても、焼成後に
は、Ｆｅ−Ｓｉ系の化合物に変化する。このような化合
物も潤滑油との吸着性に優れるが、更に一層吸着性を高
め、低摩擦化するためには、酸化物の状態で残すことが
望ましいものである。
【０００７】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ等の非酸化物
セラミックスを母相とし、母相中にＦｅ化合物が点在し
ており、大きな開気孔の空隙部を有すると共に空隙部以
外は緻密質を有しており、強度を有すると共に、オイル
との吸着性に優れ、気孔がオイル溜りの機能を果たすこ
とによって低摩擦化する多孔質セラミックス及びその製
造方法を提供することである。
解決することであり、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ等の非酸化物
セラミックスを母相とし、母相中にＦｅ化合物が点在し
ており、大きな開気孔の空隙部を有すると共に空隙部以
外は緻密質を有しており、強度を有すると共に、オイル
との吸着性に優れ、気孔がオイル溜りの機能を果たすこ
とによって低摩擦化する多孔質セラミックス及びその製
造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、非酸化物セラミックスを母相として、開気
孔の空隙部を有し、前記母相中にＦｅ化合物が点在し、
前記空隙部以外の組織は組織針状粒子が絡み合う緻密質
であることを特徴とする多孔質セラミックスに関する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、非酸化物セラミックスを母相として、開気
孔の空隙部を有し、前記母相中にＦｅ化合物が点在し、
前記空隙部以外の組織は組織針状粒子が絡み合う緻密質
であることを特徴とする多孔質セラミックスに関する。
【０００９】また、この多孔質セラミックスは、表面が
緻密質の皮膜で覆われ、前記皮膜が前記母相の構成元素
とＦｅ化合物の混合物で構成されている。
緻密質の皮膜で覆われ、前記皮膜が前記母相の構成元素
とＦｅ化合物の混合物で構成されている。
【００１０】また、前記非酸化物セラミックスは、Ｓｉ
3 Ｎ4 、ＳｉＣのいずれかである。或いは、前記非酸化
物セラミックスは、ＳｉＡｌX ＯY ＮZ （Ｘ≧０、Ｙ≧
０、Ｚ＞０）である。
3 Ｎ4 、ＳｉＣのいずれかである。或いは、前記非酸化
物セラミックスは、ＳｉＡｌX ＯY ＮZ （Ｘ≧０、Ｙ≧
０、Ｚ＞０）である。
【００１１】また、前記非酸化物セラミックスにおい
て、前記Ｆｅ化合物がＦｅの酸化物、珪化物、炭化物、
窒化物で構成されているものである。
て、前記Ｆｅ化合物がＦｅの酸化物、珪化物、炭化物、
窒化物で構成されているものである。
【００１２】また、この多孔質セラミックスは、気孔率
が５０％以上であり、その気孔率の８０％の容積を気孔
径がφ０．１〜φ１ｍｍの気孔で占められているもので
ある。
が５０％以上であり、その気孔率の８０％の容積を気孔
径がφ０．１〜φ１ｍｍの気孔で占められているもので
ある。
【００１３】また、この発明は、非酸化物セラミックス
及び焼結助剤にセラミックスの焼結温度以下で発泡する
発泡物質を添加して焼成することを特徴とする多孔質セ
ラミックスの製造方法に関する。この多孔質セラミック
スの製造方法では、前記発泡物質は金属酸化物であり、
３０ｖｏｌ％以上添加されているものであり、特に、前
記発泡物質がＦｅ酸化物であることが好ましいものであ
る。
及び焼結助剤にセラミックスの焼結温度以下で発泡する
発泡物質を添加して焼成することを特徴とする多孔質セ
ラミックスの製造方法に関する。この多孔質セラミック
スの製造方法では、前記発泡物質は金属酸化物であり、
３０ｖｏｌ％以上添加されているものであり、特に、前
記発泡物質がＦｅ酸化物であることが好ましいものであ
る。
【００１４】
【作用】この発明による多孔質セラミックス及びその製
造方法は、上記のように構成されており、次のように作
用する。即ち、この多孔質セラミックスは、非酸化物セ
ラミックスを母相として、開気孔の空隙部を有し、母相
中にＦｅ化合物が点在しているものであり、前記非酸化
物セラミックス及び焼結助剤にセラミックスの焼結温度
以下で発泡するＦｅ酸化物等の発泡物質を添加して焼成
することによって大きな気孔で気孔率の大きい多孔質焼
結体に形成させることができる。
造方法は、上記のように構成されており、次のように作
用する。即ち、この多孔質セラミックスは、非酸化物セ
ラミックスを母相として、開気孔の空隙部を有し、母相
中にＦｅ化合物が点在しているものであり、前記非酸化
物セラミックス及び焼結助剤にセラミックスの焼結温度
以下で発泡するＦｅ酸化物等の発泡物質を添加して焼成
することによって大きな気孔で気孔率の大きい多孔質焼
結体に形成させることができる。
【００１５】この多孔質セラミックスは、Ｆｅ化合物が
点在した非酸化物セラミックスの母相は緻密質の組織即
ち前記空隙部以外の組織は組織針状粒子が絡み合う緻密
質で構成されており、従来の多孔質セラミックスに比較
して高い強度を有している。従って、この多孔質セラミ
ックスの製造方法では、焼結工程において、中子、原料
の粒度調整を行う必要がなく、容易に確実に多孔質焼結
体に作製することができる。
点在した非酸化物セラミックスの母相は緻密質の組織即
ち前記空隙部以外の組織は組織針状粒子が絡み合う緻密
質で構成されており、従来の多孔質セラミックスに比較
して高い強度を有している。従って、この多孔質セラミ
ックスの製造方法では、焼結工程において、中子、原料
の粒度調整を行う必要がなく、容易に確実に多孔質焼結
体に作製することができる。
【００１６】また、この多孔質セラミックスは、Ｆｅ化
合物を添加原料としてセラミックスの母相中に所定量点
在させることによって、オイルとの吸着性を良好にして
低い摩擦係数で且つ高い強度を維持したセラミックスと
鉄化合物との複合セラミックス材を得ることができる。
合物を添加原料としてセラミックスの母相中に所定量点
在させることによって、オイルとの吸着性を良好にして
低い摩擦係数で且つ高い強度を維持したセラミックスと
鉄化合物との複合セラミックス材を得ることができる。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による多孔
質セラミックス及びその製造方法の実施例を説明する。
この発明による多孔質セラミックスは、非酸化物セラミ
ックスを母相として、開気孔の空隙部を有し、母相中に
Ｆｅ化合物が点在し、前記空隙部以外の組織は組織針状
粒子が絡み合う緻密質であることを特徴としている。し
かも、この多孔質セラミックスの表面は、緻密質の皮膜
で覆われ、その皮膜が母相即ち母材の構成元素とＦｅ化
合物の混合物で形成されているものである。また、非酸
化物セラミックスとしては、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ、ある
いはＳｉＡｌX ＯY ＮZ （Ｘ≧０、Ｙ≧０、Ｚ＞０）で
構成されているものである。この多孔質セラミックスに
おいて、Ｆｅ化合物はＦｅの酸化物、珪化物、炭化物、
窒化物である。しかも、この多孔質セラミックスは、気
孔率が５０％以上であり、その気孔率の８０％の容積を
気孔径がφ０．１〜φ１ｍｍの気孔で占められているも
のである。
質セラミックス及びその製造方法の実施例を説明する。
この発明による多孔質セラミックスは、非酸化物セラミ
ックスを母相として、開気孔の空隙部を有し、母相中に
Ｆｅ化合物が点在し、前記空隙部以外の組織は組織針状
粒子が絡み合う緻密質であることを特徴としている。し
かも、この多孔質セラミックスの表面は、緻密質の皮膜
で覆われ、その皮膜が母相即ち母材の構成元素とＦｅ化
合物の混合物で形成されているものである。また、非酸
化物セラミックスとしては、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ、ある
いはＳｉＡｌX ＯY ＮZ （Ｘ≧０、Ｙ≧０、Ｚ＞０）で
構成されているものである。この多孔質セラミックスに
おいて、Ｆｅ化合物はＦｅの酸化物、珪化物、炭化物、
窒化物である。しかも、この多孔質セラミックスは、気
孔率が５０％以上であり、その気孔率の８０％の容積を
気孔径がφ０．１〜φ１ｍｍの気孔で占められているも
のである。
【００１８】特に、この多孔質セラミックスは、非酸化
物セラミックス及び焼結助剤にセラミックスの焼結温度
以下で揮発即ち発泡するＦｅ酸化物等の金属酸化物であ
る発泡物質を添加して焼成することによって容易に且つ
確実に作製できる。発泡物質としては、母材中にＦｅ化
合物を点在させていることから、Ｆｅ酸化物であること
が好ましく、それによって摩擦係数を低減することがで
きる。
物セラミックス及び焼結助剤にセラミックスの焼結温度
以下で揮発即ち発泡するＦｅ酸化物等の金属酸化物であ
る発泡物質を添加して焼成することによって容易に且つ
確実に作製できる。発泡物質としては、母材中にＦｅ化
合物を点在させていることから、Ｆｅ酸化物であること
が好ましく、それによって摩擦係数を低減することがで
きる。
【００１９】次に、この発明による多孔質セラミックス
の一実施例を説明する。 〔実施例１〕この多孔質セラミックスの製造方法におい
て、まず、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3及びＹ2 Ｏ3 を次の
比率で配合する。Ｓｉ3 Ｎ4 ：Ａｌ2 Ｏ3 ：Ｙ2 Ｏ3 ＝
９０：５：５の比率で配合する。この総量に対して、粒
径１μｍ以下の揮発性即ち発泡性のＦｅ酸化物を所定量
加え、メタノール、バインダと共に、ボールミルにて約
２４時間混合して混合物を作った後、該混合物をスプレ
ードライヤによって造粒処理を行なって粒状物を作っ
た。
の一実施例を説明する。 〔実施例１〕この多孔質セラミックスの製造方法におい
て、まず、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3及びＹ2 Ｏ3 を次の
比率で配合する。Ｓｉ3 Ｎ4 ：Ａｌ2 Ｏ3 ：Ｙ2 Ｏ3 ＝
９０：５：５の比率で配合する。この総量に対して、粒
径１μｍ以下の揮発性即ち発泡性のＦｅ酸化物を所定量
加え、メタノール、バインダと共に、ボールミルにて約
２４時間混合して混合物を作った後、該混合物をスプレ
ードライヤによって造粒処理を行なって粒状物を作っ
た。
【００２０】次いで、造粒処理したこれらの粒状物を、
２５×２０×１００ｍｍの内寸とした金型内で予備成形
した後、予備成形体をＣＩＰによって約２０００ｋｇｆ
／ｃｍ2 のプレス圧によって直方体の種々の成形体を得
た。これらの成形体を脱脂した後に、これらの脱脂成形
体を３．０ＭＰａのＮ2 雰囲気中で、最高温度１８５０
℃まで加熱焼成して焼結体即ち多孔質セラミックスを作
製した。
２５×２０×１００ｍｍの内寸とした金型内で予備成形
した後、予備成形体をＣＩＰによって約２０００ｋｇｆ
／ｃｍ2 のプレス圧によって直方体の種々の成形体を得
た。これらの成形体を脱脂した後に、これらの脱脂成形
体を３．０ＭＰａのＮ2 雰囲気中で、最高温度１８５０
℃まで加熱焼成して焼結体即ち多孔質セラミックスを作
製した。
【００２１】上記工程により作製した焼結体即ち多孔質
セラミックスより、４点曲げ強度評価用テストピースを
切り出し、テストピースの密度測定、強度測定を行っ
た。その結果を図１及び図２に示す。図から分かるよう
に、Ｆｅ酸化物の添加量が増加するに従って、相対密度
及び強度も低下する傾向であることが分かる。
セラミックスより、４点曲げ強度評価用テストピースを
切り出し、テストピースの密度測定、強度測定を行っ
た。その結果を図１及び図２に示す。図から分かるよう
に、Ｆｅ酸化物の添加量が増加するに従って、相対密度
及び強度も低下する傾向であることが分かる。
【００２２】また、この焼結体について、Ｆｅ酸化物の
添加量が３０ｖｏｌ％以上になると、焼結体表面に膨れ
が認められた。この焼結体の組織を電子顕微鏡で観察し
たところ、φ１００μｍ〜φ１ｍｍの連続気孔即ち開気
孔を有する多孔質体であった。また、気孔率は６０％で
あり、従来のＳｉ3 Ｎ4 に比較して大きい値を示した。
気孔率中には、φ１００μｍ〜φ１ｍｍの気孔が占める
割合は、８０％以上であった。また、この焼結体の組織
は、組織針状粒子が絡み合う組織であり、緻密質のＳｉ
3 Ｎ4 組織と同様であった。ＸＲＤ分析（Ｘ線回折）で
は、Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ，Ｓｉ−Ｏ−Ｎ，Ｆｅ，Ｆｅ−
Ｓｉ等で構成されていることが確認できた。この焼結体
は、作製された多孔体の表面のみに緻密質の皮膜で覆わ
れており、その皮膜にもＦｅ元素が検出された。
添加量が３０ｖｏｌ％以上になると、焼結体表面に膨れ
が認められた。この焼結体の組織を電子顕微鏡で観察し
たところ、φ１００μｍ〜φ１ｍｍの連続気孔即ち開気
孔を有する多孔質体であった。また、気孔率は６０％で
あり、従来のＳｉ3 Ｎ4 に比較して大きい値を示した。
気孔率中には、φ１００μｍ〜φ１ｍｍの気孔が占める
割合は、８０％以上であった。また、この焼結体の組織
は、組織針状粒子が絡み合う組織であり、緻密質のＳｉ
3 Ｎ4 組織と同様であった。ＸＲＤ分析（Ｘ線回折）で
は、Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ，Ｓｉ−Ｏ−Ｎ，Ｆｅ，Ｆｅ−
Ｓｉ等で構成されていることが確認できた。この焼結体
は、作製された多孔体の表面のみに緻密質の皮膜で覆わ
れており、その皮膜にもＦｅ元素が検出された。
【００２３】この多孔質セラミックスを比較するため、
比較例１の焼結体を作製した。 〔比較例１〕比較例１の焼結体の製造方法では、Ｓｉ3
Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 及びＹ2 Ｏ3 を次の比率で配合する。
Ｓｉ3 Ｎ4 ：Ａｌ2 Ｏ3 ：Ｙ2 Ｏ3 ＝９０：５：５の比
率で配合する。この混合物にメタノール、バインダと共
に、ボールミルにて約２４時間混合して混合物を作った
後、該混合物をスプレードライヤによって造粒処理を行
なって粒状物を作った。
比較例１の焼結体を作製した。 〔比較例１〕比較例１の焼結体の製造方法では、Ｓｉ3
Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 及びＹ2 Ｏ3 を次の比率で配合する。
Ｓｉ3 Ｎ4 ：Ａｌ2 Ｏ3 ：Ｙ2 Ｏ3 ＝９０：５：５の比
率で配合する。この混合物にメタノール、バインダと共
に、ボールミルにて約２４時間混合して混合物を作った
後、該混合物をスプレードライヤによって造粒処理を行
なって粒状物を作った。
【００２４】次いで、造粒処理したこれらの粒状物を、
２５×２０×１００ｍｍの内寸とした金型内で予備成形
した後、予備成形体をＣＩＰによって約２０００ｋｇｆ
／ｃｍ2 のプレス圧によって直方体の種々の成形体を得
た。これらの成形体を脱脂した後に、これらの脱脂成形
体を３．０ＭＰａのＮ2 雰囲気中で、最高温度１９００
℃まで加熱焼成して焼結体を作製した。上記工程により
作製した比較例１の焼結体より、４点曲げ強度評価用テ
ストピースを切り出し、該テストピースの密度測定、強
度測定を行った。その結果、比較例１の焼結体は、相対
密度９５％で、４点曲げ強度は５２０ＭＰａであった。
また、比較例１の焼結体の表面に膨れが見られるが、そ
の組織の断面は僅かの気泡、クラックの存在が認められ
るに過ぎず、組織は多孔質になっていなかった。
２５×２０×１００ｍｍの内寸とした金型内で予備成形
した後、予備成形体をＣＩＰによって約２０００ｋｇｆ
／ｃｍ2 のプレス圧によって直方体の種々の成形体を得
た。これらの成形体を脱脂した後に、これらの脱脂成形
体を３．０ＭＰａのＮ2 雰囲気中で、最高温度１９００
℃まで加熱焼成して焼結体を作製した。上記工程により
作製した比較例１の焼結体より、４点曲げ強度評価用テ
ストピースを切り出し、該テストピースの密度測定、強
度測定を行った。その結果、比較例１の焼結体は、相対
密度９５％で、４点曲げ強度は５２０ＭＰａであった。
また、比較例１の焼結体の表面に膨れが見られるが、そ
の組織の断面は僅かの気泡、クラックの存在が認められ
るに過ぎず、組織は多孔質になっていなかった。
【００２５】この多孔質セラミックスを比較するため、
更に比較例２の焼結体を作製した。 〔比較例２〕比較例２の焼結体の製造方法では、Ｓｉ粉
末の圧粉体を１４００℃のＮ2 ガス雰囲気中で４０時間
加熱し、焼結体を作製した。比較例２の焼結体より、４
点曲げ強度評価用テストピースを切り出し、該テストピ
ースの密度測定、強度測定を行った。その結果は、比較
例２の焼結体について、相対密度２５％で４点曲げ強度
は２００ＭＰａであり、相対密度３２％で４点曲げ強度
は１３０ＭＰａであり、更に相対密度４０％で４点曲げ
強度は９５ＭＰａであった。比較例２の焼結体では、相
対密度４０％までの気孔率を有する焼結体は作製できた
が、相対密度４０％以上の気孔率を有する焼結体は強度
が低く、ハンドリング時に割れてしまった。また、比較
例２の焼結体は、気孔サイズはほとんどが４０μｍ以下
であり、しかも連続気孔にはならなかった。
更に比較例２の焼結体を作製した。 〔比較例２〕比較例２の焼結体の製造方法では、Ｓｉ粉
末の圧粉体を１４００℃のＮ2 ガス雰囲気中で４０時間
加熱し、焼結体を作製した。比較例２の焼結体より、４
点曲げ強度評価用テストピースを切り出し、該テストピ
ースの密度測定、強度測定を行った。その結果は、比較
例２の焼結体について、相対密度２５％で４点曲げ強度
は２００ＭＰａであり、相対密度３２％で４点曲げ強度
は１３０ＭＰａであり、更に相対密度４０％で４点曲げ
強度は９５ＭＰａであった。比較例２の焼結体では、相
対密度４０％までの気孔率を有する焼結体は作製できた
が、相対密度４０％以上の気孔率を有する焼結体は強度
が低く、ハンドリング時に割れてしまった。また、比較
例２の焼結体は、気孔サイズはほとんどが４０μｍ以下
であり、しかも連続気孔にはならなかった。
【００２６】
【発明の効果】この発明による多孔質セラミックス及び
その製造方法は、上記のように構成されており、次のよ
うな効果を有する。即ち、この発明は、非酸化物セラミ
ックスを母相として、開気孔の空隙部を有し、前記母相
中にＦｅ化合物が点在し、前記空隙部以外の組織は組織
針状粒子が絡み合う緻密質で構成されており、気孔率が
５０％以上の大きい気孔率であり、しかも気孔径がφ１
００μｍ〜φ１ｍｍの大きいサイズのものである。特
に、この多孔質セラミックスの製造については、前記非
酸化物セラミックスとしてＳｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ等のセラ
ミックスを使用し、焼結助剤とは別に焼結温度以下で揮
発する金属酸化物を３０％以上添加して、焼結すること
により、製造工程において従来のような中子を必要とせ
ず、また、原料の粒度調整を行うことなく、上記の構造
を有する多孔質セラミックスを作製できる。特に、この
多孔質セラミックスは、Ｆｅ化合物が点在しているの
で、Ｆｅ化合物がオイルとの吸着性にすぐれるため、低
摩擦化となり、前記空隙部以外の組織は組織針状粒子が
絡み合う緻密質で構成されているので、高い強度を有す
るようになる。
その製造方法は、上記のように構成されており、次のよ
うな効果を有する。即ち、この発明は、非酸化物セラミ
ックスを母相として、開気孔の空隙部を有し、前記母相
中にＦｅ化合物が点在し、前記空隙部以外の組織は組織
針状粒子が絡み合う緻密質で構成されており、気孔率が
５０％以上の大きい気孔率であり、しかも気孔径がφ１
００μｍ〜φ１ｍｍの大きいサイズのものである。特
に、この多孔質セラミックスの製造については、前記非
酸化物セラミックスとしてＳｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ等のセラ
ミックスを使用し、焼結助剤とは別に焼結温度以下で揮
発する金属酸化物を３０％以上添加して、焼結すること
により、製造工程において従来のような中子を必要とせ
ず、また、原料の粒度調整を行うことなく、上記の構造
を有する多孔質セラミックスを作製できる。特に、この
多孔質セラミックスは、Ｆｅ化合物が点在しているの
で、Ｆｅ化合物がオイルとの吸着性にすぐれるため、低
摩擦化となり、前記空隙部以外の組織は組織針状粒子が
絡み合う緻密質で構成されているので、高い強度を有す
るようになる。
【図１】この発明による多孔質セラミックスについて、
Ｆｅ酸化物の添加量に対する相対密度の関係を示すグラ
フである。
Ｆｅ酸化物の添加量に対する相対密度の関係を示すグラ
フである。
【図２】この発明による多孔質セラミックスについて、
Ｆｅ酸化物の添加量に対する４点曲げ強度の関係を示す
グラフである。
Ｆｅ酸化物の添加量に対する４点曲げ強度の関係を示す
グラフである。
Claims (9)
- 【請求項１】 非酸化物セラミックスを母相として、開
気孔の空隙部を有し、前記母相中にＦｅ化合物が点在
し、前記空隙部以外の組織は組織針状粒子が絡み合う緻
密質であることを特徴とする多孔質セラミックス。 - 【請求項２】 表面が緻密質の皮膜で覆われ、前記皮膜
が前記母相の構成元素と前記Ｆｅ化合物の混合物で構成
されていることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セ
ラミックス。 - 【請求項３】 前記非酸化物セラミックスがＳｉ
3 Ｎ4 、ＳｉＣのいずれかであることを特徴とする請求
項２に記載の多孔質セラミックス。 - 【請求項４】 前記非酸化物セラミックスがＳｉＡｌX
ＯY ＮZ （Ｘ≧０、Ｙ≧０、Ｚ＞０）であることを特徴
とする請求項１に記載の多孔質セラミックス。 - 【請求項５】 前記Ｆｅ化合物がＦｅの酸化物、珪化
物、炭化物、窒化物であることを特徴とする請求項１に
記載の多孔質セラミックス。 - 【請求項６】 気孔率が５０％以上であり、その気孔率
の８０％の容積を気孔径がφ０．１〜φ１ｍｍの気孔で
占められていることを特徴とする請求項１に記載の多孔
質セラミックス。 - 【請求項７】 非酸化物セラミックス及び焼結助剤に、
セラミックスの焼結温度以下で発泡する発泡物質を添加
して焼成することを特徴とする多孔質セラミックスの製
造方法。 - 【請求項８】 前記発泡物質は金属酸化物であり、３０
ｖｏｌ％以上添加されていることを特徴とする請求項７
に記載の多孔質セラミックスの製造方法。 - 【請求項９】 前記発泡物質がＦｅ酸化物であることを
特徴とする請求項７に記載の多孔質セラミックスの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26545593A JP3412206B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 多孔質セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26545593A JP3412206B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 多孔質セラミックスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07101788A true JPH07101788A (ja) | 1995-04-18 |
| JP3412206B2 JP3412206B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17417410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26545593A Expired - Fee Related JP3412206B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 多孔質セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412206B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP26545593A patent/JP3412206B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3412206B2 (ja) | 2003-06-03 |
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