JPH0711282A - 炭素質摺動材の製造法 - Google Patents
炭素質摺動材の製造法Info
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- JPH0711282A JPH0711282A JP5156738A JP15673893A JPH0711282A JP H0711282 A JPH0711282 A JP H0711282A JP 5156738 A JP5156738 A JP 5156738A JP 15673893 A JP15673893 A JP 15673893A JP H0711282 A JPH0711282 A JP H0711282A
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- Japan
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- artificial graphite
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超高周速度(10m/秒を超える)に耐え得
る低摩耗性の炭素質摺動材の製造法を提供する。 【構成】 コークス系人造黒鉛粉37重量部、油煙系人
造黒鉛粉10重量部、タルク2.5重量部、天然黒鉛
2.5重量部、タールピッチ47重量部を混合した混合
物の総重量に対して1.0重量%のセラミック砥粒を添
加し、双腕型捏和機に入れ、250℃で混合、捏和し、
冷却した後、150メッシュ全通まで粉砕し、これを混
合機で混合した後、9.8×107Pa(1000kg/c
m2)の圧力下で成形して煉瓦状のブッロックとし、これ
を非酸化性雰囲気炉で毎時2℃の昇温速度で約900℃
まで昇温して焼成体とする。 【効果】 摺動騒音が低下し、耐摩耗性が著しく向上し
た炭素質摺動材が得られる。
る低摩耗性の炭素質摺動材の製造法を提供する。 【構成】 コークス系人造黒鉛粉37重量部、油煙系人
造黒鉛粉10重量部、タルク2.5重量部、天然黒鉛
2.5重量部、タールピッチ47重量部を混合した混合
物の総重量に対して1.0重量%のセラミック砥粒を添
加し、双腕型捏和機に入れ、250℃で混合、捏和し、
冷却した後、150メッシュ全通まで粉砕し、これを混
合機で混合した後、9.8×107Pa(1000kg/c
m2)の圧力下で成形して煉瓦状のブッロックとし、これ
を非酸化性雰囲気炉で毎時2℃の昇温速度で約900℃
まで昇温して焼成体とする。 【効果】 摺動騒音が低下し、耐摩耗性が著しく向上し
た炭素質摺動材が得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素質摺動材の製造法
に係り、特に高周速条件下における摩耗量を大幅に低減
した炭素質摺動材の製造法に関する。
に係り、特に高周速条件下における摩耗量を大幅に低減
した炭素質摺動材の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】炭素材は、一般的に潤滑性が良く、摩擦
係数が小さく、焼付きがなく、しかも耐薬品性に優れて
いるので、各種機械用軸受、メカニカルシール部品、パ
ッキング、回転ポンプ用ベーン等をはじめとする摺動材
として広く活用されている。ところで、最近の技術進歩
に伴い、これら炭素質摺動材に対してより高い特性が要
求されるようになり、特に回転真空ポンプ用ベーン等に
おいてはメンテナンスフリー、作業環境改善等の立場か
ら長寿命化および騒音低下が強く要求されるようになっ
た。
係数が小さく、焼付きがなく、しかも耐薬品性に優れて
いるので、各種機械用軸受、メカニカルシール部品、パ
ッキング、回転ポンプ用ベーン等をはじめとする摺動材
として広く活用されている。ところで、最近の技術進歩
に伴い、これら炭素質摺動材に対してより高い特性が要
求されるようになり、特に回転真空ポンプ用ベーン等に
おいてはメンテナンスフリー、作業環境改善等の立場か
ら長寿命化および騒音低下が強く要求されるようになっ
た。
【0003】本発明者らは、このような要求を満足する
ために、先の出願(特公平1−47426号公報)にお
いて、コークス系人造黒鉛粉と油煙系人造黒鉛粉との混
合物を骨材として用いた炭素質摺動材の製造法を提案し
た。
ために、先の出願(特公平1−47426号公報)にお
いて、コークス系人造黒鉛粉と油煙系人造黒鉛粉との混
合物を骨材として用いた炭素質摺動材の製造法を提案し
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記方法によって得ら
れた炭素質摺動材は、従来品に較べて耐摩耗性が向上
し、しかも摺動騒音が低下したが、周速10m/秒を超
える苛酷な条件下での摩耗量が多く、高周速条件下にお
ける摺動材としては満足できるものではなかった。本発
明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、超高周速
下での耐摩耗性が向上する炭素質摺動材の製造法を提供
することにある。
れた炭素質摺動材は、従来品に較べて耐摩耗性が向上
し、しかも摺動騒音が低下したが、周速10m/秒を超
える苛酷な条件下での摩耗量が多く、高周速条件下にお
ける摺動材としては満足できるものではなかった。本発
明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、超高周速
下での耐摩耗性が向上する炭素質摺動材の製造法を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願で特許請求される発明は、以下のとおりであ
る。 (1)コークス系人造黒鉛粉と油煙系人造黒鉛粉を重量
比で90:10〜50:50に混合した人造黒鉛混合物
45〜50重量部、タルク1〜4重量部、天然黒鉛4重
量部以下およびバインダーとしてのタールピッチ45〜
55重量部を捏和し、粉砕し、成形した後、焼成する炭
素質摺動材の製造法において、前記人造黒鉛混合物、タ
ルク、天然黒鉛およびタールピッチの混合物の総重量に
対して0.2〜5重量%のセラミック砥粒を添加するこ
とを特徴とする炭素質摺動材の製造法。 (2)前記セラミック砥粒の粒度が#100〜#600
0であることを特徴とする(1)記載の炭素質摺動材の
製造法。 (3)前記セラミック砥粒が炭化物、酸化物、窒化物、
リン酸塩またはダイヤモンドの少なくとも1種を含むこ
とを特徴とする(1)または(2)記載の炭素質摺動材
の製造法。
め、本願で特許請求される発明は、以下のとおりであ
る。 (1)コークス系人造黒鉛粉と油煙系人造黒鉛粉を重量
比で90:10〜50:50に混合した人造黒鉛混合物
45〜50重量部、タルク1〜4重量部、天然黒鉛4重
量部以下およびバインダーとしてのタールピッチ45〜
55重量部を捏和し、粉砕し、成形した後、焼成する炭
素質摺動材の製造法において、前記人造黒鉛混合物、タ
ルク、天然黒鉛およびタールピッチの混合物の総重量に
対して0.2〜5重量%のセラミック砥粒を添加するこ
とを特徴とする炭素質摺動材の製造法。 (2)前記セラミック砥粒の粒度が#100〜#600
0であることを特徴とする(1)記載の炭素質摺動材の
製造法。 (3)前記セラミック砥粒が炭化物、酸化物、窒化物、
リン酸塩またはダイヤモンドの少なくとも1種を含むこ
とを特徴とする(1)または(2)記載の炭素質摺動材
の製造法。
【0006】本発明において、セラミック砥粒のセラミ
ック種としては、バインダーとの濡れ性がよく、機械的
強度が向上するもの、例えば炭化物系のものが使用され
るが、酸化物系、窒化物系、リン酸塩系、ダイヤモンド
なども耐摩耗性向上に効果がある。炭化物系としては、
例えば炭化珪素、炭化ホウ素、炭化チタン等が、酸化物
系としては、例えばアルミナ、石英等が、窒化物系とし
ては、例えば窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が、リン
酸塩系としては、例えばリン酸アルミニウム、リン酸亜
鉛等がそれぞれあげられる。
ック種としては、バインダーとの濡れ性がよく、機械的
強度が向上するもの、例えば炭化物系のものが使用され
るが、酸化物系、窒化物系、リン酸塩系、ダイヤモンド
なども耐摩耗性向上に効果がある。炭化物系としては、
例えば炭化珪素、炭化ホウ素、炭化チタン等が、酸化物
系としては、例えばアルミナ、石英等が、窒化物系とし
ては、例えば窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が、リン
酸塩系としては、例えばリン酸アルミニウム、リン酸亜
鉛等がそれぞれあげられる。
【0007】セラミック砥粒の配合量は、前記人造黒鉛
混合物、タルク、天然黒鉛およびタールピッチとを混合
した混合物の総重量に対して0.2〜5重量%であり、
好ましくは0.5〜2.0重量%である。配合量が0.
2重量%未満では耐摩耗性を向上させる効果が不十分で
あり、5重量%より多くなると金属性異常音が発生す
る。セラミック砥粒の粒径は、#100〜#6000が
好ましく、より好ましくは#1000〜#3000であ
る。#100より大きいと逆に摩耗が促進し、#600
0より小さいと多量のバインダーを必要とし、結果とし
て焼成時の歩留が悪くなる。
混合物、タルク、天然黒鉛およびタールピッチとを混合
した混合物の総重量に対して0.2〜5重量%であり、
好ましくは0.5〜2.0重量%である。配合量が0.
2重量%未満では耐摩耗性を向上させる効果が不十分で
あり、5重量%より多くなると金属性異常音が発生す
る。セラミック砥粒の粒径は、#100〜#6000が
好ましく、より好ましくは#1000〜#3000であ
る。#100より大きいと逆に摩耗が促進し、#600
0より小さいと多量のバインダーを必要とし、結果とし
て焼成時の歩留が悪くなる。
【0008】本発明において、骨材であるコークス系人
造黒鉛および油煙系人造黒鉛は、例えば以下のようにし
て得られる。すなわちコークス系人造黒鉛は、石油系ま
たは石炭系のピッチコークスをタールピッチで捏和した
後、粉砕、成形および焼成し、その後、2500℃以上
の高温度で黒鉛化処理して得らる。一方、油煙系人造黒
鉛は、コークス系人造黒鉛の製造時におけるピッチコー
クスの代わりに油煙を用いて同様に処理した後、粉砕し
て得られる。人造黒鉛の粒度は、機械的強度を保持する
上で、150メッシュ以下であることが好ましい。コー
クス系人造黒鉛粉と油煙系人造黒鉛粉との配合比は、重
量比で90:10〜50:50であり、特に80:20
〜70:30が好ましい。この範囲を越えてコークス系
人造黒鉛が多いと全体的な摺動音が増加する。
造黒鉛および油煙系人造黒鉛は、例えば以下のようにし
て得られる。すなわちコークス系人造黒鉛は、石油系ま
たは石炭系のピッチコークスをタールピッチで捏和した
後、粉砕、成形および焼成し、その後、2500℃以上
の高温度で黒鉛化処理して得らる。一方、油煙系人造黒
鉛は、コークス系人造黒鉛の製造時におけるピッチコー
クスの代わりに油煙を用いて同様に処理した後、粉砕し
て得られる。人造黒鉛の粒度は、機械的強度を保持する
上で、150メッシュ以下であることが好ましい。コー
クス系人造黒鉛粉と油煙系人造黒鉛粉との配合比は、重
量比で90:10〜50:50であり、特に80:20
〜70:30が好ましい。この範囲を越えてコークス系
人造黒鉛が多いと全体的な摺動音が増加する。
【0009】本発明において、前記コークス系人造黒鉛
と油煙系人造黒鉛とを混合した人造黒鉛混合粉の添加量
は45〜50重量部である。45重量部未満では、全体
的な摺動音が大きくなり、50重量部を越えると金属性
異常音が発生する。本発明において、タルクの添加量
は、1〜4重量部、好ましくは2〜3.5重量部であ
る。1重量部未満では効果がなく、4重量部を越えると
摩耗が促進される。適量のタルクを添加することによ
り、金属性異常音が消滅する。タルクとしては焼タルク
を用いることが好ましい。
と油煙系人造黒鉛とを混合した人造黒鉛混合粉の添加量
は45〜50重量部である。45重量部未満では、全体
的な摺動音が大きくなり、50重量部を越えると金属性
異常音が発生する。本発明において、タルクの添加量
は、1〜4重量部、好ましくは2〜3.5重量部であ
る。1重量部未満では効果がなく、4重量部を越えると
摩耗が促進される。適量のタルクを添加することによ
り、金属性異常音が消滅する。タルクとしては焼タルク
を用いることが好ましい。
【0010】本発明においては、少量の天然黒鉛を添加
する。天然黒鉛は人造黒鉛よりも潤滑性に優れるので、
摺動音を減少する効果がある。しかしながら、添加量が
4重量部を越えると炭素質摺動材の機械強度が低下する
ので、その添加量は、4重量部以下、好ましくは3.5
重量部以下である。天然黒鉛として、例えばセイロン産
の鱗状黒鉛で、粒度150メッシュ以上のものが好まし
く使用される。
する。天然黒鉛は人造黒鉛よりも潤滑性に優れるので、
摺動音を減少する効果がある。しかしながら、添加量が
4重量部を越えると炭素質摺動材の機械強度が低下する
ので、その添加量は、4重量部以下、好ましくは3.5
重量部以下である。天然黒鉛として、例えばセイロン産
の鱗状黒鉛で、粒度150メッシュ以上のものが好まし
く使用される。
【0011】本発明において、バインダーとしては、例
えばタールピッチが用いられる。タールピッチの添加量
は45〜55重量部であり、好ましくは46〜53重量
部である。45重量部よりも少ないと骨材間の結合力が
低下して摩耗が促進される。一方、55重量部よりも多
いと摺動音が大きくなる。タールピッチとしては、摺動
性向上のためにJIS水銀法による軟化点が60〜85
℃のものを用いることが好ましい。タールピッチの代わ
りにコールタールを用いることもできる。
えばタールピッチが用いられる。タールピッチの添加量
は45〜55重量部であり、好ましくは46〜53重量
部である。45重量部よりも少ないと骨材間の結合力が
低下して摩耗が促進される。一方、55重量部よりも多
いと摺動音が大きくなる。タールピッチとしては、摺動
性向上のためにJIS水銀法による軟化点が60〜85
℃のものを用いることが好ましい。タールピッチの代わ
りにコールタールを用いることもできる。
【0012】本発明においては、例えば原料粉、すなわ
ち人造黒鉛混合物45〜50重量部に、タルク1〜4重
量部、天然黒鉛4重量部以下、タールピッチ45〜55
重量部を加えたものに、セラミック砥粒0.2〜5%を
加え、例えば常法により捏和し、バインダーの揮発分を
約10〜15%まで捏和機または乾燥機で調整した後、
150メッシュ以下に粉砕し、加圧成形し、その後、非
酸化性雰囲気で最終温度が900〜1200℃になるよ
うに焼成し、最後に焼成体を所望形状に加工して炭素質
摺動材とする。昇温速度は毎時5℃以下が望ましい。
ち人造黒鉛混合物45〜50重量部に、タルク1〜4重
量部、天然黒鉛4重量部以下、タールピッチ45〜55
重量部を加えたものに、セラミック砥粒0.2〜5%を
加え、例えば常法により捏和し、バインダーの揮発分を
約10〜15%まで捏和機または乾燥機で調整した後、
150メッシュ以下に粉砕し、加圧成形し、その後、非
酸化性雰囲気で最終温度が900〜1200℃になるよ
うに焼成し、最後に焼成体を所望形状に加工して炭素質
摺動材とする。昇温速度は毎時5℃以下が望ましい。
【0013】
【作用】コークス系人造黒鉛と油煙系人造黒鉛との人造
黒鉛混合物、タルク、天然黒鉛およびタールピッチとを
混合した混合原料の総重量に対して0.2〜5重量%の
セラミック砥粒を添加した後、捏和し、粉砕し、成形
し、その後、焼成することにより、得られる炭素質摺動
材の耐摩耗性が大幅に向上する。
黒鉛混合物、タルク、天然黒鉛およびタールピッチとを
混合した混合原料の総重量に対して0.2〜5重量%の
セラミック砥粒を添加した後、捏和し、粉砕し、成形
し、その後、焼成することにより、得られる炭素質摺動
材の耐摩耗性が大幅に向上する。
【0014】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。 実施例1 150メッシュ以下に粉砕した、コークス系人造黒鉛粉
37重量部および油煙系人造黒鉛粉10重量部、タルク
(中国産)2.5重量部、天然黒鉛(日本黒鉛製)2.
5重量部およびタールピッチ(川鉄製、低軟化点ピッ
チ)47.0重量部とを混合した混合物の総重量に対し
て1.0重量%のセラミック砥粒(南興研磨材工業製、
SiC#1800)を添加し、双腕型捏和機に入れて2
50℃で混合、捏和し、冷却した後、150メッシュ全
通まで粉砕した。これを混合機で混合した後、9.8×
107Pa(1000kg/cm2)の圧力下で成形して煉瓦
状のブロックとし、得られた生の成形体をコークス粉中
に埋め込み、非酸化性雰囲気炉で毎時2℃の速度で約9
00℃まで昇温して焼成体を得た。 実施例2〜5 各原料をそれぞれ表1に示した配合割合とした以外は上
記実施例1と同様にして焼成体を得た。
する。 実施例1 150メッシュ以下に粉砕した、コークス系人造黒鉛粉
37重量部および油煙系人造黒鉛粉10重量部、タルク
(中国産)2.5重量部、天然黒鉛(日本黒鉛製)2.
5重量部およびタールピッチ(川鉄製、低軟化点ピッ
チ)47.0重量部とを混合した混合物の総重量に対し
て1.0重量%のセラミック砥粒(南興研磨材工業製、
SiC#1800)を添加し、双腕型捏和機に入れて2
50℃で混合、捏和し、冷却した後、150メッシュ全
通まで粉砕した。これを混合機で混合した後、9.8×
107Pa(1000kg/cm2)の圧力下で成形して煉瓦
状のブロックとし、得られた生の成形体をコークス粉中
に埋め込み、非酸化性雰囲気炉で毎時2℃の速度で約9
00℃まで昇温して焼成体を得た。 実施例2〜5 各原料をそれぞれ表1に示した配合割合とした以外は上
記実施例1と同様にして焼成体を得た。
【0015】
【表1】
【0016】比較例1〜3 各原料の配合割合をそれぞれ表1に示したものとした以
外は上記実施例1と同様にして焼成体を得た。実施例1
〜5および比較例1〜3で得られた焼成体を5×15×
20cmに加工し、リング式摩耗試験機を用い、大気中下
で周速15m/秒、圧力29.4×104Pa(3kg/c
m2)の条件で耐摩耗テストを行った。5×15の面を摺
動面として100時間運転した後の高さ摩耗量、摺動音
および金属性異常音を観察、測定した。その結果を表2
に示す。
外は上記実施例1と同様にして焼成体を得た。実施例1
〜5および比較例1〜3で得られた焼成体を5×15×
20cmに加工し、リング式摩耗試験機を用い、大気中下
で周速15m/秒、圧力29.4×104Pa(3kg/c
m2)の条件で耐摩耗テストを行った。5×15の面を摺
動面として100時間運転した後の高さ摩耗量、摺動音
および金属性異常音を観察、測定した。その結果を表2
に示す。
【0017】
【表2】
【0018】表1および2から、適量のセラミック砥粒
を配合した実施例1〜5は、比較例よりも摩耗量が少な
く、金属性異常音も認められず、また摺動音も低くかっ
た。従って、本実施例で得られた炭素質摺動材は乾式の
超高周速(周速10m/秒より大きい)用摺動材として
広範囲な利用が可能となる。
を配合した実施例1〜5は、比較例よりも摩耗量が少な
く、金属性異常音も認められず、また摺動音も低くかっ
た。従って、本実施例で得られた炭素質摺動材は乾式の
超高周速(周速10m/秒より大きい)用摺動材として
広範囲な利用が可能となる。
【0019】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、潤滑性に
優れたコークス系人造黒鉛と、耐摩耗性に優れた油煙系
人造黒鉛とを混合した人造黒鉛混合物を骨材として用
い、さらにセラミック砥粒を添加したことにより、得ら
れる炭素質摺動材の摺動騒音が低下し、しかも耐摩耗性
が著しく向上する。請求項2記載の発明によれば、上記
発明の効果に加え、比較的少ないバインダー量で、歩留
まりの向上を図ることができる。請求項3記載の発明に
よれば、上記発明の効果に加え、セラミック砥粒のバイ
ンダーとの濡れ性が良好となり、機械的強度が向上す
る。
優れたコークス系人造黒鉛と、耐摩耗性に優れた油煙系
人造黒鉛とを混合した人造黒鉛混合物を骨材として用
い、さらにセラミック砥粒を添加したことにより、得ら
れる炭素質摺動材の摺動騒音が低下し、しかも耐摩耗性
が著しく向上する。請求項2記載の発明によれば、上記
発明の効果に加え、比較的少ないバインダー量で、歩留
まりの向上を図ることができる。請求項3記載の発明に
よれば、上記発明の効果に加え、セラミック砥粒のバイ
ンダーとの濡れ性が良好となり、機械的強度が向上す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 125:02 125:30 159:04 125:24 125:20 125:10 125:08) C10N 20:06 Z 30:06 40:02 50:08
Claims (3)
- 【請求項1】 コークス系人造黒鉛粉と油煙系人造黒鉛
粉を重量比で90:10〜50:50に混合した人造黒
鉛混合物45〜50重量部、タルク1〜4重量部、天然
黒鉛4重量部以下およびバインダーとしてのタールピッ
チ45〜55重量部を捏和し、粉砕し、成形した後、焼
成する炭素質摺動材の製造法において、前記人造黒鉛混
合物、タルク、天然黒鉛およびタールピッチの混合物の
総重量に対して0.2〜5重量%のセラミック砥粒を添
加することを特徴とする炭素質摺動材の製造法。 - 【請求項2】 前記セラミック砥粒の粒度が#100〜
#6000であることを特徴とする請求項1記載の炭素
質摺動材の製造法。 - 【請求項3】 前記セラミック砥粒が炭化物、酸化物、
窒化物、リン酸塩またはダイヤモンドの少なくとも1種
を含むことを特徴とする請求項1または2記載の炭素質
摺動材の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5156738A JPH0711282A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 炭素質摺動材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5156738A JPH0711282A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 炭素質摺動材の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0711282A true JPH0711282A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15634245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5156738A Pending JPH0711282A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 炭素質摺動材の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0711282A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006144004A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-06-08 | Sgl Carbon Ag | グラファイトおよび合成樹脂結合剤の耐磨耗性滑り材料 |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP5156738A patent/JPH0711282A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006144004A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-06-08 | Sgl Carbon Ag | グラファイトおよび合成樹脂結合剤の耐磨耗性滑り材料 |
US8557749B2 (en) | 2004-10-27 | 2013-10-15 | Sgl Carbon Se | Wear-resistant body of sliding material of graphite and synthetic resin binder |
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