JPH0733526A - 高強度弗化物セラミックス - Google Patents
高強度弗化物セラミックスInfo
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- JPH0733526A JPH0733526A JP5178829A JP17882993A JPH0733526A JP H0733526 A JPH0733526 A JP H0733526A JP 5178829 A JP5178829 A JP 5178829A JP 17882993 A JP17882993 A JP 17882993A JP H0733526 A JPH0733526 A JP H0733526A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/16—Preparation of silica xerogels
Abstract
(57)【要約】
【構成】弗化物系セラミックス１中に強化ウイスカ２お
よび強化ナノ粒子３を分散させることにより、従来にな
い高強度・高靭性の金属と同等の熱膨張係数を有するセ
ラミックスが得られる。 【効果】高熱膨張かつ強度・靭性に優れた新しいタイプ
のセラミックスが得られ、エンジン部品，ガスタービン
用動翼部品，静翼部品，燃焼器部品，シュラウド部品，
コンプレッサ用部品，封着部品など金属と一体化が必要
な断熱性，熱衝撃性，シール性が要求される信頼性の高
い部品を容易に提供することができる。
よび強化ナノ粒子３を分散させることにより、従来にな
い高強度・高靭性の金属と同等の熱膨張係数を有するセ
ラミックスが得られる。 【効果】高熱膨張かつ強度・靭性に優れた新しいタイプ
のセラミックスが得られ、エンジン部品，ガスタービン
用動翼部品，静翼部品，燃焼器部品，シュラウド部品，
コンプレッサ用部品，封着部品など金属と一体化が必要
な断熱性，熱衝撃性，シール性が要求される信頼性の高
い部品を容易に提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高熱膨張・高強度・高靭
性断熱用複合セラミックスの製造法に係り、特に金属と
同等の熱膨張係数を有し、高強度の弗化物セラミックス
に関する。
性断熱用複合セラミックスの製造法に係り、特に金属と
同等の熱膨張係数を有し、高強度の弗化物セラミックス
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタ−ビン，核融合炉，航空宇宙機
器，自動車等の部材には、高温用構造材料の開発が必要
不可欠な技術的課題となっている。これらの構造部材は
大きな熱負荷，熱衝撃を受けることは必至であり、その
ため高温強度，耐熱衝撃性に優れた材料が求められる。
器，自動車等の部材には、高温用構造材料の開発が必要
不可欠な技術的課題となっている。これらの構造部材は
大きな熱負荷，熱衝撃を受けることは必至であり、その
ため高温強度，耐熱衝撃性に優れた材料が求められる。
【０００３】特に、耐熱衝撃性を向上させるために、低
熱膨張セラミックスに関する研究開発が、従来から行わ
れている。しかし、従来の低熱膨張セラミックスはガラ
ス系の材料のために強度が小さい。そのために、金属と
の複合化には緩衝剤が必要となり、高温−低温のサイク
ル疲労には問題がある。一方、金属と熱膨張係数に近い
材料を得る方法としてＺｒＯ2 に弗化物を混合すること
が知られているが、金属との熱膨張係数を合わせるため
に弗化物量を増加させる必要があるが、弗化物の含有量
の増加と共に強度・靭性が低下するという問題があり、
嵌合時や鋳物との一体化の際にマイクロクラックが生じ
るという問題がある。
熱膨張セラミックスに関する研究開発が、従来から行わ
れている。しかし、従来の低熱膨張セラミックスはガラ
ス系の材料のために強度が小さい。そのために、金属と
の複合化には緩衝剤が必要となり、高温−低温のサイク
ル疲労には問題がある。一方、金属と熱膨張係数に近い
材料を得る方法としてＺｒＯ2 に弗化物を混合すること
が知られているが、金属との熱膨張係数を合わせるため
に弗化物量を増加させる必要があるが、弗化物の含有量
の増加と共に強度・靭性が低下するという問題があり、
嵌合時や鋳物との一体化の際にマイクロクラックが生じ
るという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、緩衝
材を使用することなく金属とセラミックスとの一体化を
可能にすることが考慮されていない。
材を使用することなく金属とセラミックスとの一体化を
可能にすることが考慮されていない。
【０００５】本発明の目的は、鋳鉄，炭素鋼，ステンレ
ス鋼，合金鋼，アルミニウムなどの金属とセラミックス
との一体化には、金属との熱膨張係数のマッチング，高
強度，高靭性を兼ね備えた複合セラミックスを提供する
ことにある。さらに、金属で勘合されたセラミックス構
造体、あるいは金属で鋳ぐるまれたセラミック構造体を
提供することにある。
ス鋼，合金鋼，アルミニウムなどの金属とセラミックス
との一体化には、金属との熱膨張係数のマッチング，高
強度，高靭性を兼ね備えた複合セラミックスを提供する
ことにある。さらに、金属で勘合されたセラミックス構
造体、あるいは金属で鋳ぐるまれたセラミック構造体を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は鋭意検討した結果、以下の構成のセラミッ
クス複合体とすることにより達成可能である。高融点の
弗化物１０から９０vol％ からなる焼結体中に酸化物，
窒化物，炭化物，硼化物，珪化物の中の少なくとも一種
のウイスカが２から５０vol％ 分散し、残部が酸化物，
窒化物，炭化物，硼化物，珪化物の中の少なくとも一種
の粒子から構成することにより、熱膨張係数１０×１０
~6／℃から２０×１０~6／℃の高熱膨張を有し、６００
ＭＰａ以上の高強度を有する高強度弗化物セラミックス
を提供することできる。あるいは、高融点の弗化物１０
から９０vol％ からなる焼結体中に酸化物，窒化物，炭
化物，硼化物，珪化物の中の少なくとも一種のウイスカ
が２から５０vol％ 分散し、焼結体中の粒内および粒界
に強化粒子を分散させることにより、熱膨張係数１０×
１０~6／℃から２０×１０~6／℃の高熱膨張を有し、６
００ＭＰａ以上の高強度を有する高強度弗化物セラミッ
クスを提供することできる。さらに、焼結体中に酸化
物，窒化物，炭化物の中の少なくとも一種の長繊維を配
向することにより信頼性の高い高靭性・高強度断熱用セ
ラミックスが得られる。
に、本発明は鋭意検討した結果、以下の構成のセラミッ
クス複合体とすることにより達成可能である。高融点の
弗化物１０から９０vol％ からなる焼結体中に酸化物，
窒化物，炭化物，硼化物，珪化物の中の少なくとも一種
のウイスカが２から５０vol％ 分散し、残部が酸化物，
窒化物，炭化物，硼化物，珪化物の中の少なくとも一種
の粒子から構成することにより、熱膨張係数１０×１０
~6／℃から２０×１０~6／℃の高熱膨張を有し、６００
ＭＰａ以上の高強度を有する高強度弗化物セラミックス
を提供することできる。あるいは、高融点の弗化物１０
から９０vol％ からなる焼結体中に酸化物，窒化物，炭
化物，硼化物，珪化物の中の少なくとも一種のウイスカ
が２から５０vol％ 分散し、焼結体中の粒内および粒界
に強化粒子を分散させることにより、熱膨張係数１０×
１０~6／℃から２０×１０~6／℃の高熱膨張を有し、６
００ＭＰａ以上の高強度を有する高強度弗化物セラミッ
クスを提供することできる。さらに、焼結体中に酸化
物，窒化物，炭化物の中の少なくとも一種の長繊維を配
向することにより信頼性の高い高靭性・高強度断熱用セ
ラミックスが得られる。
【０００７】上記の金属弗化物は、Ｃａ，Ａｌ，Ｙ，Ｍ
ｇ，Ｌａ，Ｓｃ、その他希土類などが有効である。金属
弗化物１０から９０vol％ の含有量を制御することによ
り熱膨張係数の制御が可能である。強化ウイスカは、Ｓ
ｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＮ2Ｏ2，Ｍｏ，Ｗなど
が使用可能である。強化粒子は、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4，Ａ
ｌ2Ｏ3，Ｍｏ，Ｗ，ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＺｒＢ2，Ｔｉ
Ｂ2，Ｂ4Ｃ などが使用可能である。さらに、長繊維強
化は、ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，Ｍｏ，Ｗ，Ｃなど
が使用可能である。
ｇ，Ｌａ，Ｓｃ、その他希土類などが有効である。金属
弗化物１０から９０vol％ の含有量を制御することによ
り熱膨張係数の制御が可能である。強化ウイスカは、Ｓ
ｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＮ2Ｏ2，Ｍｏ，Ｗなど
が使用可能である。強化粒子は、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4，Ａ
ｌ2Ｏ3，Ｍｏ，Ｗ，ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＺｒＢ2，Ｔｉ
Ｂ2，Ｂ4Ｃ などが使用可能である。さらに、長繊維強
化は、ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，Ｍｏ，Ｗ，Ｃなど
が使用可能である。
【０００８】特に、平均直径２μｍから１０μｍ，平均
長さ４μｍから５００μｍのウイスカが２から２０vol
％ 、２から７００ｎｍの強化ナノ粒子が５から２０vol
％ 含有させることにより、強度が６００ＭＰａ以上を
有する高強度かつ高熱膨張のセラミックスが得られる。
このナノメータ粒子を弗化物粒子内部に分散させること
により、６００ＭＰａ以上の強度を有する高強度部材を
得ることができる。
長さ４μｍから５００μｍのウイスカが２から２０vol
％ 、２から７００ｎｍの強化ナノ粒子が５から２０vol
％ 含有させることにより、強度が６００ＭＰａ以上を
有する高強度かつ高熱膨張のセラミックスが得られる。
このナノメータ粒子を弗化物粒子内部に分散させること
により、６００ＭＰａ以上の強度を有する高強度部材を
得ることができる。
【０００９】本発明の高熱膨張セラミックスは、従来に
ない高強度を有するため、触媒担体，火力プラントのな
かのガスタービン用動翼部品，静翼部品，燃焼器部品，
シュラウド部品，エンジン部品，摺動部材，コンプレッ
サ用部品，断熱材などに適用可能である。
ない高強度を有するため、触媒担体，火力プラントのな
かのガスタービン用動翼部品，静翼部品，燃焼器部品，
シュラウド部品，エンジン部品，摺動部材，コンプレッ
サ用部品，断熱材などに適用可能である。
【００１０】
【作用】本発明は、弗化物系複合セラミックス中に強化
ウイスカ，強化ナノ粒子を分散させることにより、鋳
鉄，炭素鋼，ステンレス鋼，合金鋼，アルミニウムなど
の金属と同等の熱膨張係数を有し、かつ高強度，高靭性
を兼ね備えた複合セラミックスを提供することができ
る。これにより、金属で勘合されたセラミックス構造
体、あるいは金属で鋳ぐるまれたセラミック構造体を容
易に提供可能である。
ウイスカ，強化ナノ粒子を分散させることにより、鋳
鉄，炭素鋼，ステンレス鋼，合金鋼，アルミニウムなど
の金属と同等の熱膨張係数を有し、かつ高強度，高靭性
を兼ね備えた複合セラミックスを提供することができ
る。これにより、金属で勘合されたセラミックス構造
体、あるいは金属で鋳ぐるまれたセラミック構造体を容
易に提供可能である。
【００１１】
【実施例】本発明に係る実施例について、以下に具体的
に説明する。
に説明する。
【００１２】（実施例１−２３）弗化物と無機化合物粉
末／ウイスカを表１，表２に示すように配合し、プレス
成形用のバインダ２ｗｔ％を有機溶剤と一緒に２４時間
ポットミル混合し、乾燥後、成形原料とした。
末／ウイスカを表１，表２に示すように配合し、プレス
成形用のバインダ２ｗｔ％を有機溶剤と一緒に２４時間
ポットミル混合し、乾燥後、成形原料とした。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】プレス成形により、直径５０mm，厚さ１０
mmの成形体を作製した。得られた成形体を３００kg／cm
2 のＡｒ雰囲気中で、１４００℃から１８００℃の範囲
で３０分から５時間保持する条件により、焼結体を作製
した。得られた焼結体中の組織の比率，破壊靭性値，曲
げ強度を表１，表２に示す。焼結条件は、弗化物の配合
比および強化ナノ粒子により制御する。
mmの成形体を作製した。得られた成形体を３００kg／cm
2 のＡｒ雰囲気中で、１４００℃から１８００℃の範囲
で３０分から５時間保持する条件により、焼結体を作製
した。得られた焼結体中の組織の比率，破壊靭性値，曲
げ強度を表１，表２に示す。焼結条件は、弗化物の配合
比および強化ナノ粒子により制御する。
【００１６】本発明において、弗化物粒内に１から８０
０ｎｍの強化ナノ粒子が分散していることが確認され
た。このナノ粒子は、弗化物との熱膨張係数差により冷
却時に残留圧縮応力が発生し、破壊の際に亀裂先端部分
でこの応力場がかかることにより、亀裂発生に対する抵
抗および進展抵抗が増大し、結果として高強度化および
高靭性化が可能となる。この弗化物とナノ強化粒子との
熱膨張係数差が大きいほどその効果がある。さらに粒界
に存在する弗化物以外の無機粒子は、高温における粒界
すべりのピン止め効果の役割を果たし、高温強度が増大
する。この強化ナノ粒子の量は、５から２０vol％ が好
ましい。多くなるとナノ粒子同士の合体が生じ、少ない
と複合効果が発揮されないためである。
０ｎｍの強化ナノ粒子が分散していることが確認され
た。このナノ粒子は、弗化物との熱膨張係数差により冷
却時に残留圧縮応力が発生し、破壊の際に亀裂先端部分
でこの応力場がかかることにより、亀裂発生に対する抵
抗および進展抵抗が増大し、結果として高強度化および
高靭性化が可能となる。この弗化物とナノ強化粒子との
熱膨張係数差が大きいほどその効果がある。さらに粒界
に存在する弗化物以外の無機粒子は、高温における粒界
すべりのピン止め効果の役割を果たし、高温強度が増大
する。この強化ナノ粒子の量は、５から２０vol％ が好
ましい。多くなるとナノ粒子同士の合体が生じ、少ない
と複合効果が発揮されないためである。
【００１７】本発明において、成形用バインダはポリビ
ニルブチラールやポリエチレンなどの有機高分子化合物
やシリコンイミド化合物やポリシラン化合物などの有機
Ｓｉ高分子化合物などを使用することができる。また、
成形方法は、プレス成形，射出成形，鋳込み成形，ラバ
ープレス成形，押出し成形など形状に合わせて各種成形
方法が選択できる。特に、有機高分子化合物やシリコン
イミド化合物やポリシラン化合物などの有機Ｓｉ高分子
化合物などを使用することにより、強化ナノ粒子の生成
が容易になる。
ニルブチラールやポリエチレンなどの有機高分子化合物
やシリコンイミド化合物やポリシラン化合物などの有機
Ｓｉ高分子化合物などを使用することができる。また、
成形方法は、プレス成形，射出成形，鋳込み成形，ラバ
ープレス成形，押出し成形など形状に合わせて各種成形
方法が選択できる。特に、有機高分子化合物やシリコン
イミド化合物やポリシラン化合物などの有機Ｓｉ高分子
化合物などを使用することにより、強化ナノ粒子の生成
が容易になる。
【００１８】また、ＨＰに限らず、ＨＩＰ，無加圧焼結
法でおこなうことにより同様に高強度・高靭性・高熱膨
張セラミックスを得ることが可能である。
法でおこなうことにより同様に高強度・高靭性・高熱膨
張セラミックスを得ることが可能である。
【００１９】（実施例２４）実施例５と同じ原料の混合
粉末に水と分散剤を添加し、７０％のしょうを調整し、
所定型に鋳込み、排泥法により内径５０mm，厚み３mmの
ポートライナを成形した。この成形体をＨＩＰにより焼
結をおこない同特性のポートライナ焼結体を作製した。
セラミックスを用いて鋳ぐるみ法によりエンジンシリン
ダヘッドのセラミックポートライナに適用した。図３の
４はシリンダヘッド、５はセラミックポートライナであ
る。本セラミックスは、溶湯注入時の耐熱衝撃性に強
く、断熱性に優れていることがわかった。
粉末に水と分散剤を添加し、７０％のしょうを調整し、
所定型に鋳込み、排泥法により内径５０mm，厚み３mmの
ポートライナを成形した。この成形体をＨＩＰにより焼
結をおこない同特性のポートライナ焼結体を作製した。
セラミックスを用いて鋳ぐるみ法によりエンジンシリン
ダヘッドのセラミックポートライナに適用した。図３の
４はシリンダヘッド、５はセラミックポートライナであ
る。本セラミックスは、溶湯注入時の耐熱衝撃性に強
く、断熱性に優れていることがわかった。
【００２０】（実施例２５）実施例４で得られた発明材
を用いて鋳ぐるみ法によりエンジン用ピストンを一体で
作製した(図４)。このピストンをディーゼルエンジンの
ピストンとして組み込み、ガス温度８５０℃まで上昇さ
せて３０分間エンジンテストを行った。いずれの部品も
エンジンテスト後、ピストンを調べた結果、何ら異常は
認められなかった。同様な鋳ぐるみ法によりエンジン用
エギゾーストマニホールドを作製した結果、優れた断熱
性をも有することが分かった。本発明材では、金属と熱
膨張係数が等しいため、中間に緩衝材を必要としないた
め構造が簡単になり、信頼性を向上させることが可能で
ある。
を用いて鋳ぐるみ法によりエンジン用ピストンを一体で
作製した(図４)。このピストンをディーゼルエンジンの
ピストンとして組み込み、ガス温度８５０℃まで上昇さ
せて３０分間エンジンテストを行った。いずれの部品も
エンジンテスト後、ピストンを調べた結果、何ら異常は
認められなかった。同様な鋳ぐるみ法によりエンジン用
エギゾーストマニホールドを作製した結果、優れた断熱
性をも有することが分かった。本発明材では、金属と熱
膨張係数が等しいため、中間に緩衝材を必要としないた
め構造が簡単になり、信頼性を向上させることが可能で
ある。
【００２１】（実施例２６）実施例４の原料配合比で押
出し成形法によりエンジン用ピストンキャップを成形
し、無加圧焼結法によりエンジン用ピストンキャップ６
作製した。そして、鋳鉄製ピストン上部に焼きばめ法に
より勘合してピストンを作製した（図５）。このピスト
ンをディーゼルエンジンのピストンとして組み込み、ガ
ス温度８５０℃まで上昇させて３０分間エンジンテスト
を行った。いずれの部品もエンジンテスト後、ピストン
キャップを調べた結果何ら異常は認められなかった。
出し成形法によりエンジン用ピストンキャップを成形
し、無加圧焼結法によりエンジン用ピストンキャップ６
作製した。そして、鋳鉄製ピストン上部に焼きばめ法に
より勘合してピストンを作製した（図５）。このピスト
ンをディーゼルエンジンのピストンとして組み込み、ガ
ス温度８５０℃まで上昇させて３０分間エンジンテスト
を行った。いずれの部品もエンジンテスト後、ピストン
キャップを調べた結果何ら異常は認められなかった。
【００２２】また、同様にシリンダライナ（図６），タ
ペット，シリンダヘッド（図７），バルブシート，ロッ
カアーム（図８），ターボチャージャロータなどのエン
ジン部品にも適用可能であることがわかった。
ペット，シリンダヘッド（図７），バルブシート，ロッ
カアーム（図８），ターボチャージャロータなどのエン
ジン部品にも適用可能であることがわかった。
【００２３】（実施例２７）実施例８で得られた発明材
表面に溶射によりＺｒＯ2 をコーティングした。これを
用いて図８，図９に示すガスタービン用動翼および静翼
を作製した。本部材を現状の１３００℃級ガスタービン
設備に組み込み、１００時間運転を行った結果、何ら異
常は見られなかった。特に、発明材はステンレス鋼と熱
膨張係数が近いため、嵌合などにより容易に金属との接
続が可能となり、信頼性が向上する。
表面に溶射によりＺｒＯ2 をコーティングした。これを
用いて図８，図９に示すガスタービン用動翼および静翼
を作製した。本部材を現状の１３００℃級ガスタービン
設備に組み込み、１００時間運転を行った結果、何ら異
常は見られなかった。特に、発明材はステンレス鋼と熱
膨張係数が近いため、嵌合などにより容易に金属との接
続が可能となり、信頼性が向上する。
【００２４】（実施例２８）フロン冷却整流器の冷却液
用のブッシングに実施例３で得られた発明材を適用し
た。本ブッシングはステンレス製のキャップとの熱膨張
係数が等しく、信頼性の高い気密封着構造体を得ること
が出来た。このように、熱膨張係数を金属とアッチング
可能なため、温度変化による気密封着構造部において、
リークが起こらない特徴を持たせることが出来る。
用のブッシングに実施例３で得られた発明材を適用し
た。本ブッシングはステンレス製のキャップとの熱膨張
係数が等しく、信頼性の高い気密封着構造体を得ること
が出来た。このように、熱膨張係数を金属とアッチング
可能なため、温度変化による気密封着構造部において、
リークが起こらない特徴を持たせることが出来る。
【００２５】（実施例２９）実施例８で得られた発明材
を図１１に示すコンプレッサ用摺動部品，シリンダ，ロ
ーラ，シャフト，ベアリングおよびブレードに適用し
た。窒化珪素や炭化珪素のように熱膨張係数が小さいと
金属部品との間に隙間が生じ、特にブレードでは圧縮効
率の低下をもたらし、適用出来なかった。しかし、本発
明材では、熱膨張係数を金属と同等にできるため、隙間
に対する問題を解決可能であり、さらに摺動性にすぐ
れ、振動，騒音の低減にも有効である。
を図１１に示すコンプレッサ用摺動部品，シリンダ，ロ
ーラ，シャフト，ベアリングおよびブレードに適用し
た。窒化珪素や炭化珪素のように熱膨張係数が小さいと
金属部品との間に隙間が生じ、特にブレードでは圧縮効
率の低下をもたらし、適用出来なかった。しかし、本発
明材では、熱膨張係数を金属と同等にできるため、隙間
に対する問題を解決可能であり、さらに摺動性にすぐ
れ、振動，騒音の低減にも有効である。
【００２６】メカニカルシール部材へ適用することよ
り、従来のセラミックス品より優れた気密性をもたらす
ことが出来る。
り、従来のセラミックス品より優れた気密性をもたらす
ことが出来る。
【００２７】（実施例３０）実施例１から５までの原料
を層状にすることにより、熱膨張係数が傾斜した構造体
が得られる。さらに、その中間的な熱膨張係数を有する
ように原料を調合し、同様に組み合わせることにより、
さらに細かく層状にすることもできる。例えば、内部を
高強度にし、金属と接する外周部を若干強度を落して高
熱膨張にすることが可能である。
を層状にすることにより、熱膨張係数が傾斜した構造体
が得られる。さらに、その中間的な熱膨張係数を有する
ように原料を調合し、同様に組み合わせることにより、
さらに細かく層状にすることもできる。例えば、内部を
高強度にし、金属と接する外周部を若干強度を落して高
熱膨張にすることが可能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明では、弗化物系複合セラミックス
中に強化ウイスカ，強化ナノ粒子を分散させることによ
り、鋳鉄，炭素鋼，ステンレス鋼，合金鋼，アルミニウ
ム，マグネシウムなどの金属と同等の熱膨張係数を有
し、かつ高強度・高靭性を兼ね備えた複合セラミックス
を提供することができる。これにより、ガスタービン用
動翼部品，静翼部品，燃焼器部品，シュラウド部品、エ
ンジン部品，封着部品，コンプレッサ部品などの高熱膨
張かつ高強度・高靭性を要求される部品に容易に適用可
能である。
中に強化ウイスカ，強化ナノ粒子を分散させることによ
り、鋳鉄，炭素鋼，ステンレス鋼，合金鋼，アルミニウ
ム，マグネシウムなどの金属と同等の熱膨張係数を有
し、かつ高強度・高靭性を兼ね備えた複合セラミックス
を提供することができる。これにより、ガスタービン用
動翼部品，静翼部品，燃焼器部品，シュラウド部品、エ
ンジン部品，封着部品，コンプレッサ部品などの高熱膨
張かつ高強度・高靭性を要求される部品に容易に適用可
能である。
【図１】弗化物複合セラミックスモデルの説明図。
【図２】弗化物複合セラミックスモデルの説明図。
【図３】ポートライナの断面図。
【図４】ピストンの断面図。
【図５】ピストンの断面図。
【図６】シリンダライナの断面図。
【図７】ピストンヘッドの断面図。
【図８】ロッカアームの断面図。
【図９】セラミックガスタービン動翼の斜視図。
【図１０】セラミックガスタービン静翼の斜視図。
【図１１】ロータリコンプレッサの断面図。
【符号の説明】 １…弗化物系セラミックス、２…強化ウイスカ、３…強
化ナノ粒子。
化ナノ粒子。
Claims (7)
- 【請求項１】金属弗化物１０から９０vol％ とからなる
焼結体中に酸化物，窒化物，炭化物，硼化物，珪化物の
中の少なくとも一種のウイスカが２から５０vol％ 分散
し、残部が酸化物，窒化物，炭化物，硼化物，珪化物の
粒子からなる熱膨張係数１０×１０~6／℃から２０×１
０~6／℃の高熱膨張を有することを特徴とする高強度弗
化物セラミックス。 - 【請求項２】金属弗化物１０から９０vol％ とからなる
焼結体中に酸化物，窒化物，炭化物，硼化物，珪化物の
中の少なくとも一種のウイスカが２から５０vol％ 分散
し、残部の焼結体中の粒内および粒界に強化粒子が分散
し、熱膨張係数１０×１０~6／℃から２０×１０~6／℃
の高熱膨張を有することを特徴とする高強度弗化物セラ
ミックス。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記セラミッ
クスの強度が６００ＭＰａ以上有する高強度弗化物セラ
ミックス。 - 【請求項４】請求項１または２において、前記セラミッ
クスが、金属で勘合された高強度弗化物セラミックス。 - 【請求項５】請求項１または２において、前記セラミッ
クスが、金属で鋳ぐまれた高強度弗化物セラミックス。 - 【請求項６】請求項１または２において、前記セラミッ
クスを鋳型内に配置し、溶融金属を流し込むことにより
金属との複合体を作製する高強度弗化物セラミックス。 - 【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６におい
て、前記高強度弗化物セラミックスよりなるエンジン部
品，内燃機関部品，核融合炉部品，摺動部材，耐熱部
材，構造部材，コンプレッサ用部品，摺動部材，ガスタ
ービン用動翼，静翼，燃焼器，シュラウド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5178829A JPH0733526A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 高強度弗化物セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5178829A JPH0733526A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 高強度弗化物セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0733526A true JPH0733526A (ja) | 1995-02-03 |
Family
ID=16055397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5178829A Pending JPH0733526A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 高強度弗化物セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733526A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2796579A1 (fr) * | 1999-07-19 | 2001-01-26 | Her Majesty In Right Canada As | Preforme pour des composites a matrice de magnesium metallique |
| US6844281B2 (en) | 1999-07-19 | 2005-01-18 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources | Reinforcement preform for metal matrix composites |
| EP1972599A1 (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Yttrium oxide-containing material, component of semiconductor manufacturing equipment, and method of producing yttrium oxide-containing material |
| JP2008255001A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-10-23 | Ngk Insulators Ltd | 酸化イットリウム材料、半導体製造装置用部材、及び酸化イットリウム材料の製造方法 |
-
1993
- 1993-07-20 JP JP5178829A patent/JPH0733526A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2796579A1 (fr) * | 1999-07-19 | 2001-01-26 | Her Majesty In Right Canada As | Preforme pour des composites a matrice de magnesium metallique |
| US6844281B2 (en) | 1999-07-19 | 2005-01-18 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources | Reinforcement preform for metal matrix composites |
| EP1972599A1 (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Yttrium oxide-containing material, component of semiconductor manufacturing equipment, and method of producing yttrium oxide-containing material |
| JP2008255001A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-10-23 | Ngk Insulators Ltd | 酸化イットリウム材料、半導体製造装置用部材、及び酸化イットリウム材料の製造方法 |
| US7833924B2 (en) | 2007-03-12 | 2010-11-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Yttrium oxide-containing material, component of semiconductor manufacturing equipment, and method of producing yttrium oxide-containing material |
| JP2012232897A (ja) * | 2007-03-12 | 2012-11-29 | Ngk Insulators Ltd | 酸化イットリウム材料、半導体製造装置用部材、及び酸化イットリウム材料の製造方法 |
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