JPH0753604B2 - 炭化ケイ素質複合セラミツクス - Google Patents
炭化ケイ素質複合セラミツクスInfo
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- JPH0753604B2 JPH0753604B2 JP61207004A JP20700486A JPH0753604B2 JP H0753604 B2 JPH0753604 B2 JP H0753604B2 JP 61207004 A JP61207004 A JP 61207004A JP 20700486 A JP20700486 A JP 20700486A JP H0753604 B2 JPH0753604 B2 JP H0753604B2
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- composite ceramics
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
- C04B35/575—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by pressure sintering
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガスタービンエンジン部品やターボチャージャ
ーロータ部品等1400℃以上において耐高温性能が要求さ
れる製品に適用でき，かつ，放電加工も可能な高靭性炭
化ケイ素質複合セラミックスに関するものである。
ーロータ部品等1400℃以上において耐高温性能が要求さ
れる製品に適用でき，かつ，放電加工も可能な高靭性炭
化ケイ素質複合セラミックスに関するものである。
（従来技術） 炭化ケイ素（以下,SiCと記す）質材料は窒化ケイ素質材
料に比べて耐熱温度が高く，特に炭化硼素や窒化アルミ
ニウム，酸化物以外の焼結助剤を添加した系では1500℃
以上の温度でも強度が低下しない。しかしながら，その
最大の弱点は破壊靭性値が低く，機械的衝撃に弱いこと
である。破壊靭性を表すKIC値は，通常，窒化ケイ素質
材料が であるのに対し,SiC質材料は と２分の１程度の値である。このため,SiC質材料でター
ビンロータ等を製造した場合，飛来した異物粒子によっ
て翼に欠けが生じやすいという致命的な欠点があった。
料に比べて耐熱温度が高く，特に炭化硼素や窒化アルミ
ニウム，酸化物以外の焼結助剤を添加した系では1500℃
以上の温度でも強度が低下しない。しかしながら，その
最大の弱点は破壊靭性値が低く，機械的衝撃に弱いこと
である。破壊靭性を表すKIC値は，通常，窒化ケイ素質
材料が であるのに対し,SiC質材料は と２分の１程度の値である。このため,SiC質材料でター
ビンロータ等を製造した場合，飛来した異物粒子によっ
て翼に欠けが生じやすいという致命的な欠点があった。
一方，セラミック材料を強靭性する目的で，これまで補
強材としてSiCウイスカーを添加する試みがなされてき
た。例えば,SiCウイスカー強化アルミナ複合セラミック
スがWeiら〔G.C.We and P.F.Becher,Am.Ceram.Soc.Bul
l.,64,No.2,P298−304（1985）〕によって，また,SiCウ
イスカー強化窒化ケイ素複合セラミックスが上野ら〔上
野和夫，樋端保夫，窯業協会誌，91,No.11,P491−497
（1983）〕によって製造され，ウイスカーを加えていな
いものよりも高い破壊靭性値を得ている。
強材としてSiCウイスカーを添加する試みがなされてき
た。例えば,SiCウイスカー強化アルミナ複合セラミック
スがWeiら〔G.C.We and P.F.Becher,Am.Ceram.Soc.Bul
l.,64,No.2,P298−304（1985）〕によって，また,SiCウ
イスカー強化窒化ケイ素複合セラミックスが上野ら〔上
野和夫，樋端保夫，窯業協会誌，91,No.11,P491−497
（1983）〕によって製造され，ウイスカーを加えていな
いものよりも高い破壊靭性値を得ている。
しかし，これらの複合セラミックスでは，破壊靭性値は
向上したが，マトリックス材料の耐熱性に限界があり，
本発明が目的とする1400℃以上での高温強度は不十分で
あった。
向上したが，マトリックス材料の耐熱性に限界があり，
本発明が目的とする1400℃以上での高温強度は不十分で
あった。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は高温強度と破壊靭性値がともに大きく，かつ，
誘電性を有するSiC質複合セラミックスの開発を目的と
してなされたものである。
誘電性を有するSiC質複合セラミックスの開発を目的と
してなされたものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明の複合セラミックスは５〜50体積％のグラファイ
トウイスカーを含み、残部が炭化ケイ素と焼結助剤から
なり、前記グラファイトウイスカーは、その直径が0.02
〜２μｍであることを特徴とするものである。
トウイスカーを含み、残部が炭化ケイ素と焼結助剤から
なり、前記グラファイトウイスカーは、その直径が0.02
〜２μｍであることを特徴とするものである。
SiCに添加する補強材としてのグラファイトウイスカー
は，直径が0.02〜２μｍの範囲が望ましい。直径が0.02
μｍより小さいと添加効果が認められず、破壊靭性値は
ほとんど改善されない。２μｍより大きくなるとこの大
きさの欠陥を導入することになり強度は低下する。ま
た，長さと直径の比は５以上が望ましい。これより小さ
いと粉末としての性質が強くなってウイスカーとしての
効果が出にくくなる。また，グラファイトウイスカーは
できるだけ直線に近い形状が靭性改善上有利である。グ
ラファイトウイスカーの含有量は体積割合で５〜50％が
望ましい。５％未満では破壊靭性値改善効果がなく，一
方,50％を越えると緻密化が困難で強度が著しく低下す
る。
は，直径が0.02〜２μｍの範囲が望ましい。直径が0.02
μｍより小さいと添加効果が認められず、破壊靭性値は
ほとんど改善されない。２μｍより大きくなるとこの大
きさの欠陥を導入することになり強度は低下する。ま
た，長さと直径の比は５以上が望ましい。これより小さ
いと粉末としての性質が強くなってウイスカーとしての
効果が出にくくなる。また，グラファイトウイスカーは
できるだけ直線に近い形状が靭性改善上有利である。グ
ラファイトウイスカーの含有量は体積割合で５〜50％が
望ましい。５％未満では破壊靭性値改善効果がなく，一
方,50％を越えると緻密化が困難で強度が著しく低下す
る。
焼結促進のために加える焼結助剤は,SiCの焼結助剤とし
て通常使われているもの，例えば硼素あるいは硼素化合
物，アルミニウムあるいはアルミニウム化合物または希
土類酸化物等を用いる。硼素化合物としては炭化硼素
（B4C），窒化硼素（BN）燐化硼素（BP）等がある。ア
ルミニウム化合物としては酸化アルミニウム（Al
2O3），窒化アルミニウム（AlN），炭化アルミニウム
（Al4C3）等があり，希土類酸化物としてはY2O3等があ
るが，単純では効果がなくAl2O3やMgAl2O4と組み合わせ
た場合にのみ有効である。焼結助剤の添加量は炭化ケイ
素100重量部に対し，硼素あるいは硼素化合物は0.1〜５
重量部，アルミニウムあるいはアルミニウム化合物は１
〜20重量部，希土類酸化物は１〜20重量部とするのが望
ましい。これらの焼結助剤は２種以上のものを混合して
用いてもよい。また，常圧焼結法を用いる場合は，通
常，硼素,BN,B4C等の硼素源となる物質とカーボンブラ
ック．フェノール樹脂等の炭素源となる物質との両者を
添加する。その添加量は炭化ケイ素100重量部に対し，
硼素源となる物質が0.2〜５重量部，炭素源となる物質
が焼結後の残量として0.5〜３重量部とするのが望まし
い。
て通常使われているもの，例えば硼素あるいは硼素化合
物，アルミニウムあるいはアルミニウム化合物または希
土類酸化物等を用いる。硼素化合物としては炭化硼素
（B4C），窒化硼素（BN）燐化硼素（BP）等がある。ア
ルミニウム化合物としては酸化アルミニウム（Al
2O3），窒化アルミニウム（AlN），炭化アルミニウム
（Al4C3）等があり，希土類酸化物としてはY2O3等があ
るが，単純では効果がなくAl2O3やMgAl2O4と組み合わせ
た場合にのみ有効である。焼結助剤の添加量は炭化ケイ
素100重量部に対し，硼素あるいは硼素化合物は0.1〜５
重量部，アルミニウムあるいはアルミニウム化合物は１
〜20重量部，希土類酸化物は１〜20重量部とするのが望
ましい。これらの焼結助剤は２種以上のものを混合して
用いてもよい。また，常圧焼結法を用いる場合は，通
常，硼素,BN,B4C等の硼素源となる物質とカーボンブラ
ック．フェノール樹脂等の炭素源となる物質との両者を
添加する。その添加量は炭化ケイ素100重量部に対し，
硼素源となる物質が0.2〜５重量部，炭素源となる物質
が焼結後の残量として0.5〜３重量部とするのが望まし
い。
SiCはα型，β型のいずれでも良い。その平均粒径は５
μｍ以下であるのが望ましい。これより大きいと強度が
低下する。炭化ケイ素は本複合セラミックスの主構成成
分であり所定量の焼結助剤が添加された後，該混合粉に
上記体積割合のグラファイトウイスカーが混合される。
μｍ以下であるのが望ましい。これより大きいと強度が
低下する。炭化ケイ素は本複合セラミックスの主構成成
分であり所定量の焼結助剤が添加された後，該混合粉に
上記体積割合のグラファイトウイスカーが混合される。
本発明におけるグラファイトウイスカー強化炭化ケイ素
複合セラミックスの製造はグラフアイトウイスカー，焼
結助剤および炭化ケイ素の三者を混合する工程と該混合
粉末を焼結する工程とからなる。いずれもセラミックス
の製造の際に通常用いられる方法でよい。
複合セラミックスの製造はグラフアイトウイスカー，焼
結助剤および炭化ケイ素の三者を混合する工程と該混合
粉末を焼結する工程とからなる。いずれもセラミックス
の製造の際に通常用いられる方法でよい。
混合は通常湿式にて行われるが，グラファイトウイスカ
ーはエチルアルコール等有機溶媒中で超音波照射や機械
的撹拌等により，あるいはこれに界面活性剤を加えて，
十分分散させ，凝集塊をなくしておくのが望ましい。場
合によっては焼結助剤,SiC,グラファイトウイスカーに
有機結合剤を加え，混練することにより，グラファイト
ウイスカーを均一に分散させる方法もとられる。
ーはエチルアルコール等有機溶媒中で超音波照射や機械
的撹拌等により，あるいはこれに界面活性剤を加えて，
十分分散させ，凝集塊をなくしておくのが望ましい。場
合によっては焼結助剤,SiC,グラファイトウイスカーに
有機結合剤を加え，混練することにより，グラファイト
ウイスカーを均一に分散させる方法もとられる。
焼結は混合後，乾燥した粉末自体あるいは金型等により
成形した成形体をホットプレス法，常圧焼結法または熱
間静水圧焼結法（HIP）等の方法によって行なう。ホッ
トプレスは1800〜2300℃の温度で,10MPa以上の圧力でな
される。
成形した成形体をホットプレス法，常圧焼結法または熱
間静水圧焼結法（HIP）等の方法によって行なう。ホッ
トプレスは1800〜2300℃の温度で,10MPa以上の圧力でな
される。
1800℃未満の温度では十分緻密なホットプレス体を得る
ことができず，また2300℃を越えると炭化ケイ素自体の
熱分解が始まるため好ましくない。雰囲気は,Ar,N2,H2
等非酸化性雰囲気が最も好ましいが，通常の大気雰囲気
ホットプレスでも炭素埋粉と大気との反応によって還元
効果を有するCO＋N2雰囲気となるため，グラファイトウ
イスカーの損傷はなく，良好な複合セラミックスが得ら
れる。
ことができず，また2300℃を越えると炭化ケイ素自体の
熱分解が始まるため好ましくない。雰囲気は,Ar,N2,H2
等非酸化性雰囲気が最も好ましいが，通常の大気雰囲気
ホットプレスでも炭素埋粉と大気との反応によって還元
効果を有するCO＋N2雰囲気となるため，グラファイトウ
イスカーの損傷はなく，良好な複合セラミックスが得ら
れる。
グラファイトウイスカーの含有量が10体積％以下であれ
ば，ホットプレス法によらなくても，常圧焼結法，すな
わち，成形体を常圧の非酸化性雰囲気中において,1800
〜2300℃の温度で焼成することにより，緻密で靭性の高
い焼結体を得ることができる。
ば，ホットプレス法によらなくても，常圧焼結法，すな
わち，成形体を常圧の非酸化性雰囲気中において,1800
〜2300℃の温度で焼成することにより，緻密で靭性の高
い焼結体を得ることができる。
HIP（熱間静水圧装置）を用いる場合には，混合粉に必
要に応じて有機結合剤等を加え，金型成形，ラバープレ
ス，押出成形，射出成形等の成形法で所望の形状にす
る。あるいは，スラリーを鋳込んで乾燥する，スリップ
キャスト法にて所望の形状を得る。成形体を脱脂した
後，ガラスカプセルあるいはガラスバスに封入し，いわ
ゆる「直接HIP」により，緻密で高強度・高靭性の複合
材を得ることができる。HIP条件は1700〜2200℃で50MPa
以上が望ましい。また，これらの成形体を1800〜2300℃
で焼成した後,1700〜1900℃,50MPa以上でHIP処理する，
いわゆる「ポストHIP」により，緻密で高強度・高靭性
の複合セラミックスを得ることもできる。
要に応じて有機結合剤等を加え，金型成形，ラバープレ
ス，押出成形，射出成形等の成形法で所望の形状にす
る。あるいは，スラリーを鋳込んで乾燥する，スリップ
キャスト法にて所望の形状を得る。成形体を脱脂した
後，ガラスカプセルあるいはガラスバスに封入し，いわ
ゆる「直接HIP」により，緻密で高強度・高靭性の複合
材を得ることができる。HIP条件は1700〜2200℃で50MPa
以上が望ましい。また，これらの成形体を1800〜2300℃
で焼成した後,1700〜1900℃,50MPa以上でHIP処理する，
いわゆる「ポストHIP」により，緻密で高強度・高靭性
の複合セラミックスを得ることもできる。
（作用および効果） 本発明においてはSiCをグラファイトウイスカーで強化
しているため，亀裂が進行する際に，ウイスカーによっ
て亀裂の屈曲（クラック・ディフレクション），亀裂の
分岐（クラック・ブランチング），マトリックスからの
引き抜き（プレアウト）が生じ，これにより破壊エネル
ギーが増大し，その結果，高い破壊靭性値が得られる。
本発明セラミックスは，通常のSiCが 程度であるのに対し， のKIC値が得られる。この主効果の他,2つの副効果があ
る。１つは，グラファイトウイスカーという異物の存在
のために，通常2100℃以上の焼成温度で生じる異常粒成
長（巨大板状晶の生成）とそれにともなう強度低下が防
止できることであり，グラファイトウイスカー添加炭化
ケイ素（B4Cを焼結助剤として添加）は2150℃という高
温でホットプレスした試料でも,10μｍ以下の粒子から
成り,400MPa以上の抗折強度を維持する。
しているため，亀裂が進行する際に，ウイスカーによっ
て亀裂の屈曲（クラック・ディフレクション），亀裂の
分岐（クラック・ブランチング），マトリックスからの
引き抜き（プレアウト）が生じ，これにより破壊エネル
ギーが増大し，その結果，高い破壊靭性値が得られる。
本発明セラミックスは，通常のSiCが 程度であるのに対し， のKIC値が得られる。この主効果の他,2つの副効果があ
る。１つは，グラファイトウイスカーという異物の存在
のために，通常2100℃以上の焼成温度で生じる異常粒成
長（巨大板状晶の生成）とそれにともなう強度低下が防
止できることであり，グラファイトウイスカー添加炭化
ケイ素（B4Cを焼結助剤として添加）は2150℃という高
温でホットプレスした試料でも,10μｍ以下の粒子から
成り,400MPa以上の抗折強度を維持する。
また，従来のSiC焼結体は硬く，しかも，もろいため，
難加工性であるうえ，比抵抗が103Ωcm以上あり，放電
加工もできなかった。しかし，グラファイトウイスカー
を添加した本発明のセラミックスは，著しく比抵抗が低
下するため，放電加工が可能となり，焼結体から望みの
形状の部品を得ることができる。
難加工性であるうえ，比抵抗が103Ωcm以上あり，放電
加工もできなかった。しかし，グラファイトウイスカー
を添加した本発明のセラミックスは，著しく比抵抗が低
下するため，放電加工が可能となり，焼結体から望みの
形状の部品を得ることができる。
（実施例） 実施例1. β−SiC（平均粒径0.27μｍ）に焼結助剤である炭化硼
素（平均粒径0.63μｍ）を３重量％加え，易焼結SiC原
料を作製した。この易焼結原料にグラファイトウイスカ
ー（直径0.1〜１μm,長さ５〜100μｍ）を体積比で90:1
0,80:20,70:30,60:40,50:50になるように混合した。該
混合物に有機結合剤を添加し，混練することによりグラ
ファイトウイスカーを均一に分散させた。
素（平均粒径0.63μｍ）を３重量％加え，易焼結SiC原
料を作製した。この易焼結原料にグラファイトウイスカ
ー（直径0.1〜１μm,長さ５〜100μｍ）を体積比で90:1
0,80:20,70:30,60:40,50:50になるように混合した。該
混合物に有機結合剤を添加し，混練することによりグラ
ファイトウイスカーを均一に分散させた。
次に，該混合物を100℃に保持した恒温糟中で乾燥し
た。このようにして作成した混合物をAr雰囲気中におい
て2150℃,25MPaの圧力で１時間ホットプレスを行い，グ
ラファイトウイスカー強化SiC複合セラミックスを得
た。第１表にこれら複合セラミックスの相対密度，室温
および1400℃での４点曲げ強度KIC値ならびに比抵抗を
調べた結果を示す。相対密度はアルキメデス法,4点曲げ
強度はJISR1601に従った方法で，また,KIC値はIM（イン
デンテーションマイクロフラクチャー）法により求め
た。
た。このようにして作成した混合物をAr雰囲気中におい
て2150℃,25MPaの圧力で１時間ホットプレスを行い，グ
ラファイトウイスカー強化SiC複合セラミックスを得
た。第１表にこれら複合セラミックスの相対密度，室温
および1400℃での４点曲げ強度KIC値ならびに比抵抗を
調べた結果を示す。相対密度はアルキメデス法,4点曲げ
強度はJISR1601に従った方法で，また,KIC値はIM（イン
デンテーションマイクロフラクチャー）法により求め
た。
KIC値はグラファイトウイスカーを添加しないSiCが であるのに対し，グラファイトウイスカーを10体積％添
加すると と著しく増大し添加量が50％までは添加量とともに増加
した。四点曲げ強度もグラファイトウイスカーを添加す
ることにより増加した。1400℃においても室温強度以上
の強度を示した。ただし，添加量が60体積％になると密
度が92％と低くなり四点曲げ強度が無添加のものより低
下した。
加すると と著しく増大し添加量が50％までは添加量とともに増加
した。四点曲げ強度もグラファイトウイスカーを添加す
ることにより増加した。1400℃においても室温強度以上
の強度を示した。ただし，添加量が60体積％になると密
度が92％と低くなり四点曲げ強度が無添加のものより低
下した。
また，グラファイトウイスカーを添加していないSiCの
比抵抗は２×105Ωcmであり，放電加工を行うことはで
きなかったが，グラファイトウイスカーを10体積％以上
添加すると，比抵抗が１Ωcm以下となり，放電加工が可
能となった。特に 20体積％以上のウイスカーを添加した焼結体は比抵抗が
0.1Ωcm以下であり，厚さ3mmのホットプレス体でも放電
加工による切断が可能であった。
比抵抗は２×105Ωcmであり，放電加工を行うことはで
きなかったが，グラファイトウイスカーを10体積％以上
添加すると，比抵抗が１Ωcm以下となり，放電加工が可
能となった。特に 20体積％以上のウイスカーを添加した焼結体は比抵抗が
0.1Ωcm以下であり，厚さ3mmのホットプレス体でも放電
加工による切断が可能であった。
実施例2. 次に焼結助剤を変えた場合の効果を調べるためにβ−Si
C（平均粒径0.27μｍ）に対し，第２表に示す焼結助剤
（いずれも粒径１μｍ以下）を加え、グラファイトウイ
スカー（直径0.1〜１μm,長さ５〜100μｍ）を添加しな
いものと,30体積％添加したものとを夫々表に示す温度
で,Ar雰囲気中,25MPaの圧力で１時間ホットプレスし
た。焼結助剤の添加量はβ−SiC100重量部に対し硼素お
よびBNが３重量部,AlN,Al2O3,およびAl4O3が５重量部,A
l2O3＋Y2O3は各３重量部,MgAl2O4＋Y2O3も各３重量部で
ある。
C（平均粒径0.27μｍ）に対し，第２表に示す焼結助剤
（いずれも粒径１μｍ以下）を加え、グラファイトウイ
スカー（直径0.1〜１μm,長さ５〜100μｍ）を添加しな
いものと,30体積％添加したものとを夫々表に示す温度
で,Ar雰囲気中,25MPaの圧力で１時間ホットプレスし
た。焼結助剤の添加量はβ−SiC100重量部に対し硼素お
よびBNが３重量部,AlN,Al2O3,およびAl4O3が５重量部,A
l2O3＋Y2O3は各３重量部,MgAl2O4＋Y2O3も各３重量部で
ある。
第２表のように，グラフアイトウイスカーの添加によっ
て，いずれの系においても室温および1400℃での４点曲
げ強度,KIC値ともに増加した。また，比抵抗はいずれも
１Ωcm以下であり 放電加工が可能であった。
て，いずれの系においても室温および1400℃での４点曲
げ強度,KIC値ともに増加した。また，比抵抗はいずれも
１Ωcm以下であり 放電加工が可能であった。
実施例3. β−SiC（平均粒径0.27μｍ）にB4C（平均粒径0.63μ
ｍ）を0.5重量％およびカーボンブラック（平均粒径0.0
2μｍ）を1.5重量％加え，易焼結SiC原料とした。この
易焼結原料とグラファイトウイスカー（直径0.1〜１μ
m,長さ５〜100μｍ）が，体積比で95:5になるように混
合し,30MPaの圧力で金型成形した後,300MPaの静水圧で
成形した。成形体を1600℃まで真空中で加熱した後，炉
内にArを導入し,2100℃,1hrの常圧焼結を行った。
ｍ）を0.5重量％およびカーボンブラック（平均粒径0.0
2μｍ）を1.5重量％加え，易焼結SiC原料とした。この
易焼結原料とグラファイトウイスカー（直径0.1〜１μ
m,長さ５〜100μｍ）が，体積比で95:5になるように混
合し,30MPaの圧力で金型成形した後,300MPaの静水圧で
成形した。成形体を1600℃まで真空中で加熱した後，炉
内にArを導入し,2100℃,1hrの常圧焼結を行った。
焼結体の特性は第３表のようになり，ウイスカーを加え
ていないものと比べて強度はほぼ同じだが,KIC値は1.5
倍に増加した。また，比抵抗はいずれも１Ωcm以下であ
り，放電加工が可能であった。
ていないものと比べて強度はほぼ同じだが,KIC値は1.5
倍に増加した。また，比抵抗はいずれも１Ωcm以下であ
り，放電加工が可能であった。
実施例4. B4C（平均粒径0.63μｍ）を３重量％含むβ−SiC（平均
粒径0.27μｍ）に対し，グラファイトウイスカー（直径
0.1〜１μm,長さ５〜100μｍ）を30体積％加え，湿式混
合後，乾燥し,30MPaの圧力で金型成形した。この成形体
をガラスカプセルに真空封入後,1900℃,200MPaの圧力で
１時間HIP処理を行ったところ，密度100％,1400℃での
４点曲げ強度68kg f/mm2, の高靭性複合セラミックスを得た。また，比抵抗は１Ω
cm以下であり，放電加工が可能であった。
粒径0.27μｍ）に対し，グラファイトウイスカー（直径
0.1〜１μm,長さ５〜100μｍ）を30体積％加え，湿式混
合後，乾燥し,30MPaの圧力で金型成形した。この成形体
をガラスカプセルに真空封入後,1900℃,200MPaの圧力で
１時間HIP処理を行ったところ，密度100％,1400℃での
４点曲げ強度68kg f/mm2, の高靭性複合セラミックスを得た。また，比抵抗は１Ω
cm以下であり，放電加工が可能であった。
Claims (1)
- 【請求項１】５〜50体積％のグラファイトウイスカーを
含み、残部が炭化ケイ素と焼結助剤からなり、前記グラ
ファイトウイスカーは、その直径が0.02〜２μｍである
ことを特徴とする高靭性炭化ケイ素質複合セラミック
ス。
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| JP61207004A JPH0753604B2 (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 炭化ケイ素質複合セラミツクス |
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