JPH07215777A - 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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- JPH07215777A JPH07215777A JP6033289A JP3328994A JPH07215777A JP H07215777 A JPH07215777 A JP H07215777A JP 6033289 A JP6033289 A JP 6033289A JP 3328994 A JP3328994 A JP 3328994A JP H07215777 A JPH07215777 A JP H07215777A
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- porous ceramics
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、気孔率をアップし、大きいサイズ
の気孔を形成した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】 この多孔質セラミックスは、ＳｉＣセラミッ
クスを母相１として開気孔の空隙部を有し、母相１中に
Ｆｅ化合物が点在すると共に開気孔を有し、開気孔が球
径に換算して１０μｍ以上の径を有する大気孔２と該大
気孔２の１／３以下の径を有する小気孔３とから成り、
小気孔３が大気孔２を形成する壁面及び大気孔２の周囲
に形成されているので、気孔率を大幅にアップでき５０
％以上の多孔体を得ることができ、相対密度を低減で
き、母相１中に大きい気孔を形成することができる。
の気孔を形成した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】 この多孔質セラミックスは、ＳｉＣセラミッ
クスを母相１として開気孔の空隙部を有し、母相１中に
Ｆｅ化合物が点在すると共に開気孔を有し、開気孔が球
径に換算して１０μｍ以上の径を有する大気孔２と該大
気孔２の１／３以下の径を有する小気孔３とから成り、
小気孔３が大気孔２を形成する壁面及び大気孔２の周囲
に形成されているので、気孔率を大幅にアップでき５０
％以上の多孔体を得ることができ、相対密度を低減で
き、母相１中に大きい気孔を形成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＳｉＣ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。
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、連続した気孔を有するＳｉＣ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。そして、焼結多孔質体を作製
する場合に、焼結多孔質体を原料粒子径の調整によっ
て、或いは反応焼結法によって作製する方法では、ミク
ロ細孔即ち小気孔を押し出し成形等によってマクロ細孔
即ち大気孔を形成しているものである。
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。そして、焼結多孔質体を作製
する場合に、焼結多孔質体を原料粒子径の調整によっ
て、或いは反応焼結法によって作製する方法では、ミク
ロ細孔即ち小気孔を押し出し成形等によってマクロ細孔
即ち大気孔を形成しているものである。
【０００３】また、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６１−７２６８５号公報等に開示されてい
る。
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６１−７２６８５号公報等に開示されてい
る。
【０００４】更に、特開昭６３−２８６８号公報には、
耐熱性治具用炭化珪素質焼結体が開示されている。該耐
熱性治具用炭化珪素質焼結体は、実質的に収縮させるこ
となく焼結させた多孔質炭化珪素焼結体に、ＳｉＯ2 ，
ＰｂＯ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＢｅＯ，ＣａＯ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｔｉ
Ｏ2 ，ＭｇＯ，ＳｒＯ，ＺｒＯ2 ，ＣｕＯ，ＺｎＯ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｙ2 Ｏ3 から
選ばれるいずれか少なくとも１種が多孔質体の気孔の容
積の少なくとも５容積％含まれているものである。
耐熱性治具用炭化珪素質焼結体が開示されている。該耐
熱性治具用炭化珪素質焼結体は、実質的に収縮させるこ
となく焼結させた多孔質炭化珪素焼結体に、ＳｉＯ2 ，
ＰｂＯ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＢｅＯ，ＣａＯ，Ｂ2 Ｏ3 ，Ｔｉ
Ｏ2 ，ＭｇＯ，ＳｒＯ，ＺｒＯ2 ，ＣｕＯ，ＺｎＯ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ，Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｙ2 Ｏ3 から
選ばれるいずれか少なくとも１種が多孔質体の気孔の容
積の少なくとも５容積％含まれているものである。
【０００５】また、特開平１−１４５３７７号公報に
は、炭化ケイ素質ハニカム構造体及びその製造方法が開
示されている。該炭化ケイ素質ハニカム構造体は、薄い
隔壁を隔てて軸方向に多数の貫通孔が隣接しており、該
隔壁が平均アスペクト比２〜５０の範囲内の板状結晶を
主体として構成される三次元の網目構造を有する多孔質
体から成り、該網目構造の開気孔の平均気孔径がハニカ
ム構造体中央部隔壁から外周部隔壁に向かうにつれ、段
階的又は連続的に大きくなるように形成されているもの
である。
は、炭化ケイ素質ハニカム構造体及びその製造方法が開
示されている。該炭化ケイ素質ハニカム構造体は、薄い
隔壁を隔てて軸方向に多数の貫通孔が隣接しており、該
隔壁が平均アスペクト比２〜５０の範囲内の板状結晶を
主体として構成される三次元の網目構造を有する多孔質
体から成り、該網目構造の開気孔の平均気孔径がハニカ
ム構造体中央部隔壁から外周部隔壁に向かうにつれ、段
階的又は連続的に大きくなるように形成されているもの
である。
【０００６】
【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
を樹脂等の中子を用いて焼成して作製する方法では、φ
５０μｍ以下の細孔を有する多孔体を得ることは困難で
ある。
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
を樹脂等の中子を用いて焼成して作製する方法では、φ
５０μｍ以下の細孔を有する多孔体を得ることは困難で
ある。
【０００７】或いは、原料粒子径の調整、或いは反応焼
結法で焼結多孔質セラミックスを作製する場合には、φ
５０μｍ以上の細孔を有する多孔体を得ることは困難で
ある。また、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、ミクロ細孔即ち小気孔を押し出
し成形等によってマクロ細孔を作製する場合に、マクロ
細孔を独立或いは屈曲させることは困難であった。しか
も、従来の多孔質セラミックスは、図５に示すように、
焼結体の母相５中にマクロ細孔６とミクロ細孔７とが形
成されており、マクロ細孔６とミクロ細孔７とは母相５
に互いに独立して分布して形成されている。
結法で焼結多孔質セラミックスを作製する場合には、φ
５０μｍ以上の細孔を有する多孔体を得ることは困難で
ある。また、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、ミクロ細孔即ち小気孔を押し出
し成形等によってマクロ細孔を作製する場合に、マクロ
細孔を独立或いは屈曲させることは困難であった。しか
も、従来の多孔質セラミックスは、図５に示すように、
焼結体の母相５中にマクロ細孔６とミクロ細孔７とが形
成されており、マクロ細孔６とミクロ細孔７とは母相５
に互いに独立して分布して形成されている。
【０００８】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、ＳｉＣ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、大気孔を形成する壁面に小気孔が
形成されており、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して低摩擦多孔質セラミックスを提
供したり、或いは排気ガス中のパティキュレートを有効
に捕集することができ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、ＳｉＣ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、大気孔を形成する壁面に小気孔が
形成されており、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して低摩擦多孔質セラミックスを提
供したり、或いは排気ガス中のパティキュレートを有効
に捕集することができ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。
【０００９】
【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、ＳｉＣセラミックスを母相とし、該母相中
にＦｅ化合物が点在すると共に開気孔を有しており、前
記開気孔が大気孔と該大気孔の径より小さい小気孔とか
ら成り、前記小気孔が前記大気孔を形成する壁面及び前
記大気孔の周囲に形成されてい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、ＳｉＣセラミックスを母相とし、該母相中
にＦｅ化合物が点在すると共に開気孔を有しており、前
記開気孔が大気孔と該大気孔の径より小さい小気孔とか
ら成り、前記小気孔が前記大気孔を形成する壁面及び前
記大気孔の周囲に形成されていることを特徴とする多孔
質セラミックスに関する。
【００１０】また、この多孔質セラミックスにおいて、
前記大気孔は球径に換算して１０μｍ以上の径を有して
おり、前記小気孔は前記大気孔の１／３以下の径を有し
ているものである。
前記大気孔は球径に換算して１０μｍ以上の径を有して
おり、前記小気孔は前記大気孔の１／３以下の径を有し
ているものである。
【００１１】また、この多孔質セラミックスにおいて、
前記Ｆｅ化合物はＦｅの酸化物、珪化物、炭化物又は窒
化物である。
前記Ｆｅ化合物はＦｅの酸化物、珪化物、炭化物又は窒
化物である。
【００１２】或いは、この発明は、ＳｉＣセラミックス
及び焼結助材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によって開気孔が形成
され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。
及び焼結助材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によって開気孔が形成
され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。
【００１３】また、この多孔質セラミックスの製造方法
において、前記発泡物質がＦｅ酸化物である。更に、前
記Ｆｅ酸化物の添加量は４０ｗｔ％以上である。
において、前記発泡物質がＦｅ酸化物である。更に、前
記Ｆｅ酸化物の添加量は４０ｗｔ％以上である。
【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、この発明は、相対密度を低減し、気孔率
をアップした多孔質セラミックスを提供できる。従っ
て、この多孔質セラミックスは、例えば、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して低摩擦
セラミックスを提供でき、摺動部材に適用できる。或い
は、この多孔質セラミックスは、例えば、ディーゼルパ
ティキュレートフィルタとして適用して排気ガス中のパ
ティキュレートを有効に捕集することができる。
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、この発明は、相対密度を低減し、気孔率
をアップした多孔質セラミックスを提供できる。従っ
て、この多孔質セラミックスは、例えば、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して低摩擦
セラミックスを提供でき、摺動部材に適用できる。或い
は、この多孔質セラミックスは、例えば、ディーゼルパ
ティキュレートフィルタとして適用して排気ガス中のパ
ティキュレートを有効に捕集することができる。
【００１５】この多孔質セラミックスは、ＳｉＣ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、しかも、小気孔を大気孔の壁面及
び周囲に形成させることができる。
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、しかも、小気孔を大気孔の壁面及
び周囲に形成させることができる。
【００１６】この多孔質セラミックスは、その製造方法
において、焼成工程で中子、原料の粒度調整を行う必要
がなく、容易に確実に最適状態の前記開気孔を有する多
孔質焼結体に作製することができる。
において、焼成工程で中子、原料の粒度調整を行う必要
がなく、容易に確実に最適状態の前記開気孔を有する多
孔質焼結体に作製することができる。
【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。
図１はこの発明による多孔質セラミックスについてのＦ
ｅ酸化物の添加量に対する相対密度を示すグラフ、図２
はこの発明による多孔質セラミックスについてのＦｅ酸
化物の添加量に対する大気孔サイズを示すグラフ、図３
はこの発明による多孔質セラミックスについてのＦｅ酸
化物の添加量に対する気孔率を示すグラフ、及び図４は
この発明による多孔質セラミックスの一実施例を示す説
明図である。
質セラミックス及びその製造方法の実施例を説明する。
図１はこの発明による多孔質セラミックスについてのＦ
ｅ酸化物の添加量に対する相対密度を示すグラフ、図２
はこの発明による多孔質セラミックスについてのＦｅ酸
化物の添加量に対する大気孔サイズを示すグラフ、図３
はこの発明による多孔質セラミックスについてのＦｅ酸
化物の添加量に対する気孔率を示すグラフ、及び図４は
この発明による多孔質セラミックスの一実施例を示す説
明図である。
【００１８】この多孔質セラミックスは、図４に示すよ
うに、ＳｉＣセラミックスを母相１とし、該母相１中に
Ｆｅ化合物が点在すると共に開気孔を有しており、該開
気孔が球径に換算して１０μｍ以上の径を有するマクロ
気孔即ち大気孔２と該大気孔２の１／３以下の径を有す
るミクロ気孔即ち小気孔３とから成り、小気孔３が大気
孔２を形成する壁面及び大気孔２の周囲に形成されてい
る。しかるに、従来の多孔質セラミックスは、図５に示
すように、大気孔６と小気孔７とが独立して分布してい
るものであった。また、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、炭化物又は窒
化物である。
うに、ＳｉＣセラミックスを母相１とし、該母相１中に
Ｆｅ化合物が点在すると共に開気孔を有しており、該開
気孔が球径に換算して１０μｍ以上の径を有するマクロ
気孔即ち大気孔２と該大気孔２の１／３以下の径を有す
るミクロ気孔即ち小気孔３とから成り、小気孔３が大気
孔２を形成する壁面及び大気孔２の周囲に形成されてい
る。しかるに、従来の多孔質セラミックスは、図５に示
すように、大気孔６と小気孔７とが独立して分布してい
るものであった。また、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、炭化物又は窒
化物である。
【００１９】この多孔質セラミックスは、図１に示すよ
うに、Ｆｅ化合物であるＦｅ酸化物の添加量が多いこと
によって相対密度が小さくなる。また、この多孔質セラ
ミックスは、図２に示すように、Ｆｅ酸化物の添加量が
多いことによって大気孔のサイズを大きく形成させるこ
とができる。図２では、Ｆｅ酸化物の添加量が、３０ｗ
ｔ％以上添加されることによって気孔のサイズが大きく
なっている。そして、この多孔質セラミックスは、図３
に示すように、Ｆｅ酸化物の添加量が多いことによって
気孔率が大きくなるものである。
うに、Ｆｅ化合物であるＦｅ酸化物の添加量が多いこと
によって相対密度が小さくなる。また、この多孔質セラ
ミックスは、図２に示すように、Ｆｅ酸化物の添加量が
多いことによって大気孔のサイズを大きく形成させるこ
とができる。図２では、Ｆｅ酸化物の添加量が、３０ｗ
ｔ％以上添加されることによって気孔のサイズが大きく
なっている。そして、この多孔質セラミックスは、図３
に示すように、Ｆｅ酸化物の添加量が多いことによって
気孔率が大きくなるものである。
【００２０】次に、この発明による多孔質セラミックス
の製造方法について説明する。この多孔質セラミックス
の製造方法は、主として、ＳｉＣセラミックス及び焼結
助材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によって開気孔が形成されるも
のである。また、この多孔質セラミックスの製造方法に
おいて、ＳｉＣセラミックスと焼結助剤とは別に、金属
酸化物から成る発泡物質を３０ｖｏｌ％以上添加して混
合物を作り、その混合物を成形して成形体を形成し、該
成形体を焼結することによって、母材１にマクロ気孔即
ち大気孔２とミクロ気孔即ち小気孔３から成る開気孔を
有する多孔質セラミックスを製造することができる。こ
れらの開気孔については、大気孔２を形成する壁面に小
気孔３が形成されていると共に、大気孔２の周囲に多数
の小気孔３が形成されている。上記発泡物質がＦｅ酸化
物であり、Ｆｅ酸化物の添加量が４０ｗｔ％以上に設定
されているものである。発泡物質としては、母材１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。
の製造方法について説明する。この多孔質セラミックス
の製造方法は、主として、ＳｉＣセラミックス及び焼結
助材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によって開気孔が形成されるも
のである。また、この多孔質セラミックスの製造方法に
おいて、ＳｉＣセラミックスと焼結助剤とは別に、金属
酸化物から成る発泡物質を３０ｖｏｌ％以上添加して混
合物を作り、その混合物を成形して成形体を形成し、該
成形体を焼結することによって、母材１にマクロ気孔即
ち大気孔２とミクロ気孔即ち小気孔３から成る開気孔を
有する多孔質セラミックスを製造することができる。こ
れらの開気孔については、大気孔２を形成する壁面に小
気孔３が形成されていると共に、大気孔２の周囲に多数
の小気孔３が形成されている。上記発泡物質がＦｅ酸化
物であり、Ｆｅ酸化物の添加量が４０ｗｔ％以上に設定
されているものである。発泡物質としては、母材１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。
【００２１】次に、この発明による多孔質セラミックス
の製造方法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、ＳｉＣ，Ｃの混合粉末に、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。
の製造方法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、ＳｉＣ，Ｃの混合粉末に、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。
【００２２】次いで、造粒処理したこれらの粒状物を、
３３×３３×７ｍｍ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／ｃ
ｍ2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
２０Ｐａの真空中で溶融Ｓｉに浸漬させ、最高温度１６
００℃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。更に、焼結体中の残留Ｓｉを除去するため
に、２０Ｐａの真空中で１７００℃まで加熱した。
３３×３３×７ｍｍ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／ｃ
ｍ2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
２０Ｐａの真空中で溶融Ｓｉに浸漬させ、最高温度１６
００℃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。更に、焼結体中の残留Ｓｉを除去するため
に、２０Ｐａの真空中で１７００℃まで加熱した。
【００２３】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、テストピースの相対密度の測定、気孔サイズ
の測定及び気孔率の測定、及びＸ線回折（ＸＲＤ）によ
る分析強度測定を行った。それらの結果を図１、図２及
び図３に示す。各図のグラフから分かるように、Ｆｅ酸
化物の添加量が増加するに従って、相対密度が小さくな
り、大気孔サイズ及び気孔率が大きくなる傾向であるこ
とが分かる。この多孔質セラミックスは、特に、Ｆｅ酸
化物の添加量が３０ｗｔ％以上になると、大気孔２が多
く存在するようになった。この多孔質セラミックスの焼
結体の断面をＳＥＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）で観察すると、φ１０〜φ
２０μｍの大気孔２の壁面及びそれらの周囲にφ１〜φ
２μｍの小気孔３が形成されていた（図４参照）。ＸＲ
Ｄ分析では、出発原料→焼結→真空熱処理と進む過程に
おいて、ＳｉＣはα→α＋β→α＋βと変化し、また、
Ｆｅ酸化物は、Ｆｅ3 Ｏ4 →ＦｅＳｉ→ＦｅＳｉ2 へと
変化していることが分かった。
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、テストピースの相対密度の測定、気孔サイズ
の測定及び気孔率の測定、及びＸ線回折（ＸＲＤ）によ
る分析強度測定を行った。それらの結果を図１、図２及
び図３に示す。各図のグラフから分かるように、Ｆｅ酸
化物の添加量が増加するに従って、相対密度が小さくな
り、大気孔サイズ及び気孔率が大きくなる傾向であるこ
とが分かる。この多孔質セラミックスは、特に、Ｆｅ酸
化物の添加量が３０ｗｔ％以上になると、大気孔２が多
く存在するようになった。この多孔質セラミックスの焼
結体の断面をＳＥＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）で観察すると、φ１０〜φ
２０μｍの大気孔２の壁面及びそれらの周囲にφ１〜φ
２μｍの小気孔３が形成されていた（図４参照）。ＸＲ
Ｄ分析では、出発原料→焼結→真空熱処理と進む過程に
おいて、ＳｉＣはα→α＋β→α＋βと変化し、また、
Ｆｅ酸化物は、Ｆｅ3 Ｏ4 →ＦｅＳｉ→ＦｅＳｉ2 へと
変化していることが分かった。
【００２４】この発明による多孔質セラミックスを、従
来の多孔質セラミックスと比較するため、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、Ｓｉ
Ｃ，Ｃの混合粉末をメタノール、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。
来の多孔質セラミックスと比較するため、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、Ｓｉ
Ｃ，Ｃの混合粉末をメタノール、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。
【００２５】次いで、造粒処理したこれらの粒状物を、
３３×３３×７ｍｍ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／ｃ
ｍ2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
２０Ｐａの真空中で溶融Ｓｉに浸漬させ、最高温度１６
００℃まで加熱焼成して焼結体を作製した。更に、焼結
体中の残留Ｓｉを除去するために、２０Ｐａの真空中で
１７００℃まで加熱した。
３３×３３×７ｍｍ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／ｃ
ｍ2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
２０Ｐａの真空中で溶融Ｓｉに浸漬させ、最高温度１６
００℃まで加熱焼成して焼結体を作製した。更に、焼結
体中の残留Ｓｉを除去するために、２０Ｐａの真空中で
１７００℃まで加熱した。
【００２６】上記工程により作製した比較例１の焼結体
より、テストピースを切り出し、該テストピースの気孔
サイズの測定、気孔率の測定を行った。その結果、比較
例１の焼結体は、気孔率は２２〜２３％であり、気孔サ
イズはφ１〜φ１０μｍであった。しかも、ＳｉＣセラ
ミックスの母材中の気孔は、図５に示すように、独立し
て分布していた。
より、テストピースを切り出し、該テストピースの気孔
サイズの測定、気孔率の測定を行った。その結果、比較
例１の焼結体は、気孔率は２２〜２３％であり、気孔サ
イズはφ１〜φ１０μｍであった。しかも、ＳｉＣセラ
ミックスの母材中の気孔は、図５に示すように、独立し
て分布していた。
【００２７】
【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、この多孔質セラミックスは、
ＳｉＣ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化合物が点在すると共に開気孔を
有し、前記開気孔が球径に換算して１０μｍ以上の径を
有する大気孔と該大気孔の１／３以下の径を有する小気
孔とから成り、前記小気孔が前記大気孔を形成する壁面
及び前記大気孔の周囲に形成されているので、気孔率を
大幅にアップでき、気孔率５０％以上の多孔体を得るこ
とができ、相対密度を低減できる。
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、この多孔質セラミックスは、
ＳｉＣ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化合物が点在すると共に開気孔を
有し、前記開気孔が球径に換算して１０μｍ以上の径を
有する大気孔と該大気孔の１／３以下の径を有する小気
孔とから成り、前記小気孔が前記大気孔を形成する壁面
及び前記大気孔の周囲に形成されているので、気孔率を
大幅にアップでき、気孔率５０％以上の多孔体を得るこ
とができ、相対密度を低減できる。
【００２８】特に、この多孔質セラミックスの製造につ
いては、ＳｉＣセラミックスと焼結助剤とは別に焼結温
度以下で発泡する金属酸化物を３０ｗｔ％以上添加し
て、焼結することにより、焼成工程において、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、金属酸化物の添加量を調整することで、容易に
前記大気孔と前記小気孔との分布、気孔サイズ、気孔率
及び相対密度をコントロールすることができ、適用技術
分野に応じて最適状態の多孔質セラミックスを得ること
ができる。この多孔質セラミックスの製造によれば、気
孔率をアップでき且つ相対密度を低減できると共に、気
孔サイズを大きく形成することができ、特に、前記小気
孔を前記大気孔の壁面及び前記大気孔の周囲に形成する
ことができる。
いては、ＳｉＣセラミックスと焼結助剤とは別に焼結温
度以下で発泡する金属酸化物を３０ｗｔ％以上添加し
て、焼結することにより、焼成工程において、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、金属酸化物の添加量を調整することで、容易に
前記大気孔と前記小気孔との分布、気孔サイズ、気孔率
及び相対密度をコントロールすることができ、適用技術
分野に応じて最適状態の多孔質セラミックスを得ること
ができる。この多孔質セラミックスの製造によれば、気
孔率をアップでき且つ相対密度を低減できると共に、気
孔サイズを大きく形成することができ、特に、前記小気
孔を前記大気孔の壁面及び前記大気孔の周囲に形成する
ことができる。
【００２９】また、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、摺動部材等に適用
できる。特に、この多孔質セラミックスは、例えば、デ
ィーゼルパティキュレートフィルタとして適用して排気
ガス中のパティキュレートを有効に捕集することができ
る。即ち、パティキュレートは前記大気孔中に捕集さ
れ、加熱処理でフィルタは効率的に再生される。
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、摺動部材等に適用
できる。特に、この多孔質セラミックスは、例えば、デ
ィーゼルパティキュレートフィルタとして適用して排気
ガス中のパティキュレートを有効に捕集することができ
る。即ち、パティキュレートは前記大気孔中に捕集さ
れ、加熱処理でフィルタは効率的に再生される。
【図１】この発明による多孔質セラミックスについての
Ｆｅ酸化物の添加量に対する相対密度を示すグラフであ
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の
Ｆｅ酸化物の添加量に対する大気孔サイズを示すグラフ
である。
Ｆｅ酸化物の添加量に対する大気孔サイズを示すグラフ
である。
【図３】この発明による多孔質セラミックスについての
Ｆｅ酸化物の添加量に対する気孔率を示すグラフであ
る。
Ｆｅ酸化物の添加量に対する気孔率を示すグラフであ
る。
【図４】この発明による多孔質セラミックスの一実施例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図５】従来の多孔質セラミックスの一例を示す説明図
である。
である。
【符号の説明】 １ ＳｉＣセラミックスの母相 ２ 大気孔 ３ 小気孔
Claims (6)
- 【請求項１】 ＳｉＣセラミックスを母相とし、該母相
中にＦｅ化合物が点在すると共に開気孔を有しており、
前記開気孔が大気孔と該大気孔の径より小さい小気孔と
から成り、前記小気孔が前記大気孔を形成する壁面及び
前記大気孔の周囲に形成されていることを特徴とする多
孔質セラミックス。 - 【請求項２】 前記大気孔は球径に換算して１０μｍ以
上の径を有しており、前記小気孔は前記大気孔の１／３
以下の径を有し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Ｆｅ化合物がＦｅの酸化物、珪化
物、炭化物又は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４】 ＳｉＣセラミックス及び焼結助材にセラ
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
焼成することによって開気孔が形成されることを特徴と
する多孔質セラミックスの製造方法。 - 【請求項５】 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４に記載の多孔質セラミックスの製造
方法。 - 【請求項６】 前記Ｆｅ酸化物の添加量は４０ｗｔ％以
上であることを特徴とする請求項５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 |
|---|---|---|---|
| JP6033289A JPH07215777A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 多孔質セラミックス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6033289A JPH07215777A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 多孔質セラミックス及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07215777A true JPH07215777A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=12382385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6033289A Pending JPH07215777A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 多孔質セラミックス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07215777A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002096827A1 (fr) * | 2001-05-31 | 2002-12-05 | Ibiden Co., Ltd. | Corps fritte ceramique poreux et procede permettant sa production, et filtre a gasoil particulaire |
| EP1364930A1 (en) | 2001-02-02 | 2003-11-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure and method for preparation thereof |
| US7041266B1 (en) | 2002-07-10 | 2006-05-09 | Advanced Composite Materials Corp. | Silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers and products made therefrom |
| US7083771B2 (en) | 2002-07-10 | 2006-08-01 | Advanced Composite Materials Corporation | Process for producing silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers |
| EP1992600A1 (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-19 | Ibiden Co., Ltd. | Method for manufacturing material for silicon carbide fired body and method for manufacturing honeycomb structured body |
| JP2012159152A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Eagle Industry Co Ltd | 摺動材料およびメカニカルシール |
-
1994
- 1994-02-07 JP JP6033289A patent/JPH07215777A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1364930A1 (en) | 2001-02-02 | 2003-11-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure and method for preparation thereof |
| WO2002096827A1 (fr) * | 2001-05-31 | 2002-12-05 | Ibiden Co., Ltd. | Corps fritte ceramique poreux et procede permettant sa production, et filtre a gasoil particulaire |
| US7041266B1 (en) | 2002-07-10 | 2006-05-09 | Advanced Composite Materials Corp. | Silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers and products made therefrom |
| US7083771B2 (en) | 2002-07-10 | 2006-08-01 | Advanced Composite Materials Corporation | Process for producing silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers |
| EP1992600A1 (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-19 | Ibiden Co., Ltd. | Method for manufacturing material for silicon carbide fired body and method for manufacturing honeycomb structured body |
| JP2012159152A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Eagle Industry Co Ltd | 摺動材料およびメカニカルシール |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080606 Year of fee payment: 11 |
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