JPH08319164A - 炭化ケイ素反応焼結体の製造装置および焼結体の連続製造方法 - Google Patents
炭化ケイ素反応焼結体の製造装置および焼結体の連続製造方法Info
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- JPH08319164A JPH08319164A JP8127265A JP12726596A JPH08319164A JP H08319164 A JPH08319164 A JP H08319164A JP 8127265 A JP8127265 A JP 8127265A JP 12726596 A JP12726596 A JP 12726596A JP H08319164 A JPH08319164 A JP H08319164A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭化ケイ素反応焼結体を廉価に連続製造し、
大量生産を図りうる炭化ケイ素反応焼結体製造装置、お
よび該焼結体の製造方法を提供する。 【解決手段】 反応炉内に炭素質成形体を投入し、炭素
織布によって移送させながら、該炭素織布上の成形体に
溶融金属を連結浸透させ、過剰残留金属を除去して、多
様なサイズおよび形状の炭化ケイ素反応焼結体を製造す
る装置および方法。
大量生産を図りうる炭化ケイ素反応焼結体製造装置、お
よび該焼結体の製造方法を提供する。 【解決手段】 反応炉内に炭素質成形体を投入し、炭素
織布によって移送させながら、該炭素織布上の成形体に
溶融金属を連結浸透させ、過剰残留金属を除去して、多
様なサイズおよび形状の炭化ケイ素反応焼結体を製造す
る装置および方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素質成形体に溶
融金属（ＳｉまたはＳｉ−Ｍｏ合金）を浸透させて、炭
化ケイ素反応焼結体を製造する装置および方法に係わる
ものであり、さらに詳しくは、炭素質成形体を炭素織布
により連続移送し、溶融金属供給容器内の溶融金属を黒
鉛体の通路から供給し、多様なサイズおよび特性を有す
る炭化ケイ素焼結体を大量生産しうる、炭化ケイ素焼結
体製造装置、および該焼結体の製造方法に関する。
融金属（ＳｉまたはＳｉ−Ｍｏ合金）を浸透させて、炭
化ケイ素反応焼結体を製造する装置および方法に係わる
ものであり、さらに詳しくは、炭素質成形体を炭素織布
により連続移送し、溶融金属供給容器内の溶融金属を黒
鉛体の通路から供給し、多様なサイズおよび特性を有す
る炭化ケイ素焼結体を大量生産しうる、炭化ケイ素焼結
体製造装置、および該焼結体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、炭化ケイ素は、耐火性、高温に
おける強度および耐蝕性、耐摩耗性ならびに耐熱衝撃性
が優秀であるため、セラミックエンジン、ガスタービ
ン、メカニカルシール、宇宙航空材料、耐火煉瓦、焼却
炉用セラミックフィルターおよび高温熱交換器などの高
温構造材として開発されてきた。
おける強度および耐蝕性、耐摩耗性ならびに耐熱衝撃性
が優秀であるため、セラミックエンジン、ガスタービ
ン、メカニカルシール、宇宙航空材料、耐火煉瓦、焼却
炉用セラミックフィルターおよび高温熱交換器などの高
温構造材として開発されてきた。
【０００３】そして、このような炭化ケイ素製品の大部
分は、炭化ケイ素粉末に焼結助剤を加えて、１８００℃
以上の温度で高温加圧焼結(Hot-preessing) を施すか、
または２０００℃の高温で常圧焼結を行っている。しか
しながら、このように高温または高温加圧下で焼結を施
しているため、経済的に不利である。そのうえ、焼結後
に収縮して高硬度となるため、焼結後の素材の加工が難
しいという欠点がある。一方、炭素質成形体に溶融金属
ケイ素を浸透させて、炭化ケイ素反応焼結体を製造する
場合は、比較的低温の１，４５０〜１，６００℃で、気
孔のない焼結体を短時間内に製造でき、反応焼結後も成
形体の形状とサイズを保つ。したがって、このような溶
融ケイ素を浸透させた炭化ケイ素反応焼結体は、残留し
たケイ素のために使用温度が１，４００℃以下に制限さ
れる欠点はあるが、耐腐食性、高温における強度、軽量
性、耐摩耗性、潤滑性および耐熱衝撃性が優秀であり、
ほとんどの構造材料が使用されている１，２００℃以下
の温度領域に適用できるため、広範囲の用途に用いられ
ている。
分は、炭化ケイ素粉末に焼結助剤を加えて、１８００℃
以上の温度で高温加圧焼結(Hot-preessing) を施すか、
または２０００℃の高温で常圧焼結を行っている。しか
しながら、このように高温または高温加圧下で焼結を施
しているため、経済的に不利である。そのうえ、焼結後
に収縮して高硬度となるため、焼結後の素材の加工が難
しいという欠点がある。一方、炭素質成形体に溶融金属
ケイ素を浸透させて、炭化ケイ素反応焼結体を製造する
場合は、比較的低温の１，４５０〜１，６００℃で、気
孔のない焼結体を短時間内に製造でき、反応焼結後も成
形体の形状とサイズを保つ。したがって、このような溶
融ケイ素を浸透させた炭化ケイ素反応焼結体は、残留し
たケイ素のために使用温度が１，４００℃以下に制限さ
れる欠点はあるが、耐腐食性、高温における強度、軽量
性、耐摩耗性、潤滑性および耐熱衝撃性が優秀であり、
ほとんどの構造材料が使用されている１，２００℃以下
の温度領域に適用できるため、広範囲の用途に用いられ
ている。
【０００４】さらに炭化ケイ素反応焼結体の使用温度を
増加させるため、ケイ素の代わりに、ケイ素−モリブデ
ン合金を、炭化ケイ素／炭素または炭素質成形体に浸透
させ、炭化ケイ素反応焼結体内に残留するケイ素の代わ
りにモリブデン−ケイ素金属間化合物を形成させる、炭
化ケイ素反応焼結体の製造技術が開発されている。この
ような炭化ケイ素反応焼結体の製造方法は、高真空また
は不活性雰囲気下で、炭素が粒子状、ウィスカー状また
は繊維状に包含された多孔質成形体に、溶融ケイ素また
はケイ素−モリブデン合金を浸透させ、気孔のない緻密
な炭化ケイ素反応焼結体を製造する方法であって、溶融
ケイ素またはケイ素−モリブデン合金が多孔質成形体に
毛細管の圧力で浸透し、炭素との反応により炭化ケイ素
反応焼結体を生成し、この焼結体は炭化ケイ素と、残留
したケイ素またはケイ素−モリブデン合金とで構成され
る。このような溶融ケイ素またはケイ素−モリブデン合
金の浸透方法は、米国特許第３，２０５，０４３号、同
３，３２５，３４６号、同３，３４８，９６７号、同
４，２４０，８３５号、同５，０７９，１９５号、同
４，６２６，５１６号、および同４，７３７，３２８号
明細書に記載されている。
増加させるため、ケイ素の代わりに、ケイ素−モリブデ
ン合金を、炭化ケイ素／炭素または炭素質成形体に浸透
させ、炭化ケイ素反応焼結体内に残留するケイ素の代わ
りにモリブデン−ケイ素金属間化合物を形成させる、炭
化ケイ素反応焼結体の製造技術が開発されている。この
ような炭化ケイ素反応焼結体の製造方法は、高真空また
は不活性雰囲気下で、炭素が粒子状、ウィスカー状また
は繊維状に包含された多孔質成形体に、溶融ケイ素また
はケイ素−モリブデン合金を浸透させ、気孔のない緻密
な炭化ケイ素反応焼結体を製造する方法であって、溶融
ケイ素またはケイ素−モリブデン合金が多孔質成形体に
毛細管の圧力で浸透し、炭素との反応により炭化ケイ素
反応焼結体を生成し、この焼結体は炭化ケイ素と、残留
したケイ素またはケイ素−モリブデン合金とで構成され
る。このような溶融ケイ素またはケイ素−モリブデン合
金の浸透方法は、米国特許第３，２０５，０４３号、同
３，３２５，３４６号、同３，３４８，９６７号、同
４，２４０，８３５号、同５，０７９，１９５号、同
４，６２６，５１６号、および同４，７３７，３２８号
明細書に記載されている。
【０００５】そして、一般に用いられている炭化ケイ素
反応焼結体の製造方法においては、高真空または不活性
雰囲気下で、ケイ素またはケイ素−モリブデン合金をツ
ルボ内に入れ、炭素質成形体とともに加熱して炭化ケイ
素反応焼結体を製造する方法；ケイ素を直接炭素質成形
体上に位置させ、加熱して炭化ケイ素反応焼結体を製造
する方法；および炭素質成形体とケイ素またはケイ素−
モリブデン合金とを炭素織布上に位置させ、加熱して炭
素織布の毛細管を通って溶融金属を前記炭素質成形体に
浸透させ、炭化ケイ素反応焼結体を製造する方法が用い
られている。
反応焼結体の製造方法においては、高真空または不活性
雰囲気下で、ケイ素またはケイ素−モリブデン合金をツ
ルボ内に入れ、炭素質成形体とともに加熱して炭化ケイ
素反応焼結体を製造する方法；ケイ素を直接炭素質成形
体上に位置させ、加熱して炭化ケイ素反応焼結体を製造
する方法；および炭素質成形体とケイ素またはケイ素−
モリブデン合金とを炭素織布上に位置させ、加熱して炭
素織布の毛細管を通って溶融金属を前記炭素質成形体に
浸透させ、炭化ケイ素反応焼結体を製造する方法が用い
られている。
【０００６】さらに、米国特許第４，６２６，５１６号
明細書には、溶融ケイ素を浸透させるための孔を有する
ケイ素溶融容器を用い、炭素質成形体を金型に入れ、浸
透用の孔と成形体を炭素繊維束に連結させ、該炭素繊維
束内の毛細管を通って溶融ケイ素を成形体に浸透させ、
炭化ケイ素反応焼結体を製造する方法が開示されてい
る。
明細書には、溶融ケイ素を浸透させるための孔を有する
ケイ素溶融容器を用い、炭素質成形体を金型に入れ、浸
透用の孔と成形体を炭素繊維束に連結させ、該炭素繊維
束内の毛細管を通って溶融ケイ素を成形体に浸透させ、
炭化ケイ素反応焼結体を製造する方法が開示されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の炭化
ケイ素反応焼結体製造方法においては、製造工程中で、
溶融ケイ素またはケイ素−モリブデン合金が酸化し、浸
透が中断されることを防ぐために、高真空または不活性
雰囲気下のバッチ方法(Batch Process) を用いているた
め、大型の炭化ケイ素反応焼結体を多量に生産すること
が難しく、大量生産を行う場合は製造原価が上昇すると
いう不都合な点があった。
ケイ素反応焼結体製造方法においては、製造工程中で、
溶融ケイ素またはケイ素−モリブデン合金が酸化し、浸
透が中断されることを防ぐために、高真空または不活性
雰囲気下のバッチ方法(Batch Process) を用いているた
め、大型の炭化ケイ素反応焼結体を多量に生産すること
が難しく、大量生産を行う場合は製造原価が上昇すると
いう不都合な点があった。
【０００８】さらに、英国公開特許２，２２７，４８３
号公報に記載されたように、繊維状の炭化ケイ素反応焼
結体を比較的連続的に製造する溶融ケイ素容器および加
熱方法が開発されているが、この方法は、炭化ケイ素反
応焼結体として多く利用されている、板状または管状の
炭化ケイ素反応焼結体を連続的に製造することができな
いという不都合な点があった。
号公報に記載されたように、繊維状の炭化ケイ素反応焼
結体を比較的連続的に製造する溶融ケイ素容器および加
熱方法が開発されているが、この方法は、炭化ケイ素反
応焼結体として多く利用されている、板状または管状の
炭化ケイ素反応焼結体を連続的に製造することができな
いという不都合な点があった。
【０００９】本発明の目的は、炭化ケイ素反応焼結体を
連続製造し、大量生産を図りうる炭化ケイ素反応焼結体
の製造装置、および該焼結体の製造方法を提供しようと
するものである。また、本発明の他の目的は、簡単に製
造工程の一部を変更して、製品の大きさおよび形状にか
かわりなく多様な特性を有する焼結体を製造しうる、炭
化ケイ素反応焼結体の製造装置、および該焼結体の製造
方法を提供しようとするものである。
連続製造し、大量生産を図りうる炭化ケイ素反応焼結体
の製造装置、および該焼結体の製造方法を提供しようと
するものである。また、本発明の他の目的は、簡単に製
造工程の一部を変更して、製品の大きさおよび形状にか
かわりなく多様な特性を有する焼結体を製造しうる、炭
化ケイ素反応焼結体の製造装置、および該焼結体の製造
方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そしてこのような本発明
の目的は、炭素質成形体投入口が一方側に形成され、他
方側に炭化ケイ素反応焼結体排出口が形成された反応
炉；該反応炉内に設置され、所定速度に回転する２個の
ローラーを有する移送機；該移送機の２個のローラー間
に連結され、所定速度で直線状に移動する炭素織布；前
記移送機の２個のローラー間で、前記炭素織布の下方側
に設置され、前記反応炉の投入口から前記炭素織布上に
投入される成形体に供給するための溶融ケイ素またはケ
イ素−モリブデン合金を貯蔵する溶融金属供給容器；該
溶融金属供給容器の上方と、前記炭素織布の下方との間
に設置され、該炭素織布上を移送される成形体に前記溶
融金属供給容器から供給される溶融金属を案内する通路
を有する、熱分解炭素がコーティングされた黒鉛体また
は高密度黒鉛体；および前記溶融金属供給容器の他方側
で前記炭素織布の下方に設置され、該炭素織布上を移送
される焼結体中の過剰の浸透残留金属を除去する過剰溶
融金属除去器を備えた炭化ケイ素反応焼結体製造装置を
構成することにより、達成される。
の目的は、炭素質成形体投入口が一方側に形成され、他
方側に炭化ケイ素反応焼結体排出口が形成された反応
炉；該反応炉内に設置され、所定速度に回転する２個の
ローラーを有する移送機；該移送機の２個のローラー間
に連結され、所定速度で直線状に移動する炭素織布；前
記移送機の２個のローラー間で、前記炭素織布の下方側
に設置され、前記反応炉の投入口から前記炭素織布上に
投入される成形体に供給するための溶融ケイ素またはケ
イ素−モリブデン合金を貯蔵する溶融金属供給容器；該
溶融金属供給容器の上方と、前記炭素織布の下方との間
に設置され、該炭素織布上を移送される成形体に前記溶
融金属供給容器から供給される溶融金属を案内する通路
を有する、熱分解炭素がコーティングされた黒鉛体また
は高密度黒鉛体；および前記溶融金属供給容器の他方側
で前記炭素織布の下方に設置され、該炭素織布上を移送
される焼結体中の過剰の浸透残留金属を除去する過剰溶
融金属除去器を備えた炭化ケイ素反応焼結体製造装置を
構成することにより、達成される。
【００１１】さらに、前記成形体は図１に示したよう
に、板状の多孔性炭素質成形体Ａ′を用いることもでき
るし、図２に示したように、管状の炭素質成形体Ａ′を
用いて形成することもできるが、該管状成形体を用いる
場合は、前記黒鉛体４の上面に、該管状に対応する溝部
４ａを形成して使用する。また、前記溶融金属供給容器
３、黒鉛体４の通路５および炭素織布１は、前記反応炉
内に複数セットを設置して、焼結体の多量生産を図るこ
とができる。さらに、前記の熱分解炭素でコーティング
された黒鉛体または高密度黒鉛（４）の通路５は、幅
０．５〜１．２mm、深さ２〜４mmにそれぞれ形成するこ
とが好ましい。
に、板状の多孔性炭素質成形体Ａ′を用いることもでき
るし、図２に示したように、管状の炭素質成形体Ａ′を
用いて形成することもできるが、該管状成形体を用いる
場合は、前記黒鉛体４の上面に、該管状に対応する溝部
４ａを形成して使用する。また、前記溶融金属供給容器
３、黒鉛体４の通路５および炭素織布１は、前記反応炉
内に複数セットを設置して、焼結体の多量生産を図るこ
とができる。さらに、前記の熱分解炭素でコーティング
された黒鉛体または高密度黒鉛（４）の通路５は、幅
０．５〜１．２mm、深さ２〜４mmにそれぞれ形成するこ
とが好ましい。
【００１２】そして、このように構成された炭化ケイ素
反応焼結体製造装置を用いて、炭素質成形体を焼結する
方法においては、反応炉投入口から投入され、移送機に
より炭素織布上で移送される成形体を、高真空雰囲気下
で、好ましくは１，４５０℃以上に加熱しながら、溶融
金属の供給用案内通路を有した黒鉛体上に移送する第１
工程；および該黒鉛体上に移送された炭素織布上の成形
体に、不活性雰囲気下で、好ましくは１，４５０〜１，
７００℃の温度で、溶融金属供給容器内の溶融金属を前
記黒鉛体の案内通路を通って連続浸透させ、炭化ケイ素
反応焼結体を連続製造した後、該焼結体の過剰の残留金
属を除去し、該残留金属の除去された焼結体を反応炉外
に排出する第２工程を順次行うことによって達成され
る。
反応焼結体製造装置を用いて、炭素質成形体を焼結する
方法においては、反応炉投入口から投入され、移送機に
より炭素織布上で移送される成形体を、高真空雰囲気下
で、好ましくは１，４５０℃以上に加熱しながら、溶融
金属の供給用案内通路を有した黒鉛体上に移送する第１
工程；および該黒鉛体上に移送された炭素織布上の成形
体に、不活性雰囲気下で、好ましくは１，４５０〜１，
７００℃の温度で、溶融金属供給容器内の溶融金属を前
記黒鉛体の案内通路を通って連続浸透させ、炭化ケイ素
反応焼結体を連続製造した後、該焼結体の過剰の残留金
属を除去し、該残留金属の除去された焼結体を反応炉外
に排出する第２工程を順次行うことによって達成され
る。
【００１３】
実施例１ 成形体として、炭化ケイ素／炭素または炭素質成形体を
用いて、炭化ケイ素反応焼結体を製造した。炭化ケイ素
／炭素成形体の炭素含有量は、１０〜５０重量％であっ
た。該成形体は、炭化ケイ素および炭素粉末に、アセト
ン溶媒を用いて、結合剤としてフェノール樹脂を３〜１
０重量％添加して、１０時間湿式混合した。該混合され
た粉末を加熱撹拌して乾燥し、一軸加圧成形により、４
０×４０×１０mm大きさの試験片に成形した後、５，０
００〜１５，０００psi の冷間静水圧成形によって得た
ものである。炭素質成形体を窒素雰囲気下の管状炉内で
８００℃の温度に２時間保持し、結合剤として用いたフ
ェノール樹脂を分解して脱脂した。該脱脂された炭化ケ
イ素／炭素または炭素質成形体の気孔率は、４０〜６０
容量％であった。
用いて、炭化ケイ素反応焼結体を製造した。炭化ケイ素
／炭素成形体の炭素含有量は、１０〜５０重量％であっ
た。該成形体は、炭化ケイ素および炭素粉末に、アセト
ン溶媒を用いて、結合剤としてフェノール樹脂を３〜１
０重量％添加して、１０時間湿式混合した。該混合され
た粉末を加熱撹拌して乾燥し、一軸加圧成形により、４
０×４０×１０mm大きさの試験片に成形した後、５，０
００〜１５，０００psi の冷間静水圧成形によって得た
ものである。炭素質成形体を窒素雰囲気下の管状炉内で
８００℃の温度に２時間保持し、結合剤として用いたフ
ェノール樹脂を分解して脱脂した。該脱脂された炭化ケ
イ素／炭素または炭素質成形体の気孔率は、４０〜６０
容量％であった。
【００１４】このように脱脂された炭化ケイ素／炭素ま
たは炭素質成形体Ａを、炭素織布１上に載置し、ローラ
ー２によりカーボン織布１を移動させ、該成形体Ａを溶
融金属ケイ素３ａの浸透が行われる反応帯域Ｚに位置さ
せた後、反応帯域Ｚ、溶融金属供給容器３および過剰溶
融金属除去器６を、それぞれ１，４５０〜１，７００
℃、１，４５０〜１，５００℃、１，６００〜１，８０
０℃の温度に高真空雰囲気（圧力１０-2torr以下）で加
熱した。溶融ケイ素３ａが熱分解炭素でコーティングさ
れた黒鉛体４の通路５に沿って浸透した後、反応炉内を
不活性雰囲気に切り換えて、成形体投入口および排出口
を開放し、炭素織布１を移動させながら、前記炭素質溶
融金属浸透成形体Ｂに、溶融ケイ素を連続して浸透させ
た。一度溶融ケイ素の浸透が開始されると、反応炉内に
不活性ガスにより若干の加圧雰囲気が形成されたら、反
応炉の投入口および排出口が大気に露出されても、溶融
ケイ素の浸透は継続的に進行した。
たは炭素質成形体Ａを、炭素織布１上に載置し、ローラ
ー２によりカーボン織布１を移動させ、該成形体Ａを溶
融金属ケイ素３ａの浸透が行われる反応帯域Ｚに位置さ
せた後、反応帯域Ｚ、溶融金属供給容器３および過剰溶
融金属除去器６を、それぞれ１，４５０〜１，７００
℃、１，４５０〜１，５００℃、１，６００〜１，８０
０℃の温度に高真空雰囲気（圧力１０-2torr以下）で加
熱した。溶融ケイ素３ａが熱分解炭素でコーティングさ
れた黒鉛体４の通路５に沿って浸透した後、反応炉内を
不活性雰囲気に切り換えて、成形体投入口および排出口
を開放し、炭素織布１を移動させながら、前記炭素質溶
融金属浸透成形体Ｂに、溶融ケイ素を連続して浸透させ
た。一度溶融ケイ素の浸透が開始されると、反応炉内に
不活性ガスにより若干の加圧雰囲気が形成されたら、反
応炉の投入口および排出口が大気に露出されても、溶融
ケイ素の浸透は継続的に進行した。
【００１５】この場合、溶融ケイ素の浸透の行われる反
応帯Ｚの温度は、１，４５０〜１，７００℃が最適であ
り、溶融金属供給容器３の温度は、１，４５０〜１，５
００℃が好適であった。前記試験片を用いた場合では、
炭素質成形体の最適移送速度は、１〜５cm/minが好適で
あった。かつ、溶融金属供給容器３に、ケイ素を一定速
度で供給した。浸透した炭化ケイ素反応焼結体Ｃの表面
には、過剰のケイ素が残留した。該残留ケイ素を、焼結
体が過剰残留ケイ素金属除去器６のカーボンフェルト上
を通過する際に除去した。前記過剰残留金属除去器６の
温度は１，６００〜１，８００℃が好ましく、過剰のケ
イ素が除去された炭化ケイ素反応焼結体を、反応炉の排
出口から外部に排出した。
応帯Ｚの温度は、１，４５０〜１，７００℃が最適であ
り、溶融金属供給容器３の温度は、１，４５０〜１，５
００℃が好適であった。前記試験片を用いた場合では、
炭素質成形体の最適移送速度は、１〜５cm/minが好適で
あった。かつ、溶融金属供給容器３に、ケイ素を一定速
度で供給した。浸透した炭化ケイ素反応焼結体Ｃの表面
には、過剰のケイ素が残留した。該残留ケイ素を、焼結
体が過剰残留ケイ素金属除去器６のカーボンフェルト上
を通過する際に除去した。前記過剰残留金属除去器６の
温度は１，６００〜１，８００℃が好ましく、過剰のケ
イ素が除去された炭化ケイ素反応焼結体を、反応炉の排
出口から外部に排出した。
【００１６】このようにして製造された炭化ケイ素反応
焼結体の見掛け密度は、３．０〜３．１５g/cm3 であっ
て、該見掛け密度から計算した焼結体内の総炭化ケイ素
含有量は、８０〜９５重量％であった。連続工程で製造
された炭化ケイ素反応焼結体の常温下の破壊強度は、３
００〜４００MPa であって、成形体の移送速度により、
炭化ケイ素反応焼結体の破壊強度はそれほど大きい影響
を受けなかった。
焼結体の見掛け密度は、３．０〜３．１５g/cm3 であっ
て、該見掛け密度から計算した焼結体内の総炭化ケイ素
含有量は、８０〜９５重量％であった。連続工程で製造
された炭化ケイ素反応焼結体の常温下の破壊強度は、３
００〜４００MPa であって、成形体の移送速度により、
炭化ケイ素反応焼結体の破壊強度はそれほど大きい影響
を受けなかった。
【００１７】実施例２ 管状の成形体として、炭化ケイ素／炭素または炭素質成
形体を用いて、炭化ケイ素反応焼結体を製造した。炭化
ケイ素／炭素成形体の炭素含有量は、１０〜５０重量％
であった。該成形体は、炭化ケイ素および炭素粉末に、
アセトン溶媒を用いて、結合剤としてフェノール樹脂を
３〜１０重量％添加して、１０時間湿式混合した。該混
合された粉末を加熱撹拌して乾燥し、外径５０mm、長さ
５００mmの管状成形体を５，０００〜１５，０００psi
で冷間静水圧成形して得たものである。
形体を用いて、炭化ケイ素反応焼結体を製造した。炭化
ケイ素／炭素成形体の炭素含有量は、１０〜５０重量％
であった。該成形体は、炭化ケイ素および炭素粉末に、
アセトン溶媒を用いて、結合剤としてフェノール樹脂を
３〜１０重量％添加して、１０時間湿式混合した。該混
合された粉末を加熱撹拌して乾燥し、外径５０mm、長さ
５００mmの管状成形体を５，０００〜１５，０００psi
で冷間静水圧成形して得たものである。
【００１８】該炭素質成形体を、窒素雰囲気下の管状炉
内で８００℃の温度に２時間保持し、結合剤として使用
したフェノール樹脂を分解し、脱脂した。脱脂された炭
化ケイ素／炭素または炭素質成形体の気孔率は、４５〜
６０容量％であった。炭化ケイ素反応焼結体の連続製造
工程は、前記実施例１形態と同様に施したが、図２に示
したように、黒鉛体４′の上面に管状成形体の管の外周
に対応する溝部４ａを切刻形成し、前記管状の炭素質成
形体Ａ′と溶融ケイ素との接触面積を最大にして、短時
間内で溶融ケイ素の均一な浸透を施した。
内で８００℃の温度に２時間保持し、結合剤として使用
したフェノール樹脂を分解し、脱脂した。脱脂された炭
化ケイ素／炭素または炭素質成形体の気孔率は、４５〜
６０容量％であった。炭化ケイ素反応焼結体の連続製造
工程は、前記実施例１形態と同様に施したが、図２に示
したように、黒鉛体４′の上面に管状成形体の管の外周
に対応する溝部４ａを切刻形成し、前記管状の炭素質成
形体Ａ′と溶融ケイ素との接触面積を最大にして、短時
間内で溶融ケイ素の均一な浸透を施した。
【００１９】溶融ケイ素の浸透が行われる反応帯域Ｚの
最適温度は１，４５０〜１，７００℃で、溶融金属供給
容器の温度は１，４５０〜１，５００℃が最適であっ
た。かつ、炭素質成形の最適移送速度は０．５〜２cm/m
inで、製造された炭化ケイ素反応焼結体の見掛密度は、
３．０〜３．１g/cm3 であった。
最適温度は１，４５０〜１，７００℃で、溶融金属供給
容器の温度は１，４５０〜１，５００℃が最適であっ
た。かつ、炭素質成形の最適移送速度は０．５〜２cm/m
inで、製造された炭化ケイ素反応焼結体の見掛密度は、
３．０〜３．１g/cm3 であった。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る炭
化ケイ素反応焼結体製造装置および該焼結体の製造方法
においては、反応炉内に１セット以上の溶融金属供給容
器、黒鉛体、炭素織布および除去器を装置し、連続的に
浸透が行われることが可能なため、多様な形状と特性の
炭化ケイ素反応焼結体を、廉価に大量生産しうるという
効果がある。
化ケイ素反応焼結体製造装置および該焼結体の製造方法
においては、反応炉内に１セット以上の溶融金属供給容
器、黒鉛体、炭素織布および除去器を装置し、連続的に
浸透が行われることが可能なため、多様な形状と特性の
炭化ケイ素反応焼結体を、廉価に大量生産しうるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る炭化ケイ素反応焼結体製造装置の
反応炉内部構造と、焼結工程とを示した概略斜視図であ
る。
反応炉内部構造と、焼結工程とを示した概略斜視図であ
る。
【図２】本発明に係る管状の炭素質成形体と、それを対
応する溝部を有した黒鉛体を示した説明図である。
応する溝部を有した黒鉛体を示した説明図である。
１：炭素織布 ２：ローラー ３：溶融金属供給容器 ３ａ：溶融金属（溶融金属ケイ素またはケイ素−モリブ
デン合金） ４：熱分解炭素でコーティングされた黒鉛体 ４ａ：溝部 ５：通路 ６：過剰残留金属除去器 Ａ：多孔性炭素質成形体 Ａ′：管状炭素質成形体 Ｂ：溶融金属浸透成形体 Ｃ：炭化ケイ素反応焼結体 Ｃ′：管状炭化ケイ素反応焼結体 Ｚ：反応帯域
デン合金） ４：熱分解炭素でコーティングされた黒鉛体 ４ａ：溝部 ５：通路 ６：過剰残留金属除去器 Ａ：多孔性炭素質成形体 Ａ′：管状炭素質成形体 Ｂ：溶融金属浸透成形体 Ｃ：炭化ケイ素反応焼結体 Ｃ′：管状炭化ケイ素反応焼結体 Ｚ：反応帯域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 相 東 大韓民国ソウル特別市恩平区新寺洞354番 地 ライフシティーアパート101−703 (72)発明者 河 朝 雄 大韓民国ソウル特別市松坡区梧琴洞44番地 現代アパート26−902
Claims (10)
- 【請求項１】 炭化ケイ素反応焼結体の製造装置であっ
て、 炭素質成形体投入口が一方側に形成され、他方側に炭化
ケイ素反応焼結体の排出口が形成された反応炉；該反応
炉内に装置され所定速度に回転する２個のローラーを有
する移送機；該移送機の２個のローラー間に連結され、
所定速度で直線状に移動する炭素織布；前記移送機の２
個のローラー間で、前記炭素織布の下方側に設置され、
前記投入口から炭素織布上に投入される成形体に供給す
るための溶融ケイ素またはケイ素−モリブデン合金を貯
蔵し、供給する溶融金属供給容器；該溶融金属供給容器
の上方と、前記炭素織布の下方との間に設置され、該炭
素織布上を移送される成形体に、前記溶融金属供給容器
から供給される溶融金属を案内する通路を有する、熱分
解炭素がコーティングされた黒鉛体または高密度黒鉛
体；および前記溶融金属供給容器の他方側で前記炭素織
布の下方に設置され、該炭素織布上を移送される焼結体
中の過剰の浸透残留金属を除去する過剰溶融金属除去器
を備えた炭化ケイ素反応焼結体の製造装置。 - 【請求項２】 前記熱分解炭素がコーティングされた黒
鉛体または高密度黒鉛体の上面に、前記成形体の形状に
対応する溝部が切刻形成された、請求項１記載の炭化ケ
イ素反応焼結体の製造装置。 - 【請求項３】 前記黒鉛体および炭素織布が、前記反応
炉内に複数セットを設置された、請求項１記載の炭化ケ
イ素反応焼結体の製造装置。 - 【請求項４】 前記黒鉛体が、該黒鉛体上面に幅０．５
〜１．２mm、深さ２〜４mmの通路が切刻形成され、該通
路を通って前記溶融金属供給容器内の溶融金属が前記成
形体に浸透する、請求項１記載の炭化ケイ素反応焼結体
製造装置。 - 【請求項５】 反応炉内に多孔質の炭化ケイ素／炭素ま
たは炭素質成形体を投入し、該炭素質成形体に溶融金属
を浸透させて、炭化ケイ素反応焼結体を製造する炭化ケ
イ素反応焼結体の製造方法において、 該反応炉内に前記炭化ケイ素／炭素または炭素質成形体
を投入し、該投入された成形体を炭素織布により移送し
て溶融金属の案内通路を有した黒鉛体上に移送する第１
工程；および該黒鉛体上に移送された炭素織布上の成形
体に、溶融金属供給容器内の溶融金属を前記黒鉛体の案
内通路を通って連続浸透させ、炭化ケイ素反応焼結体を
連続製造した後、該焼結体の過剰残留金属を除去し、該
残留金属の除去された焼結体を反応炉外に排出する第２
工程を順次行う、炭化ケイ素反応焼結体の連続製造方
法。 - 【請求項６】 前記第１工程を、圧力１０-2torr以下の
高真空雰囲気下で、１，４５０℃以上の温度に加熱して
行う、請求項５記載の炭化ケイ素反応焼結体の製造方
法。 - 【請求項７】 前記第２工程を、不活性雰囲気下で、前
記炭素織布上の成形体を継続移送しながら行う、請求項
５記載の炭化ケイ素反応焼結体の製造方法。 - 【請求項８】 前記第２工程を、溶融金属を浸透する際
の反応帯域の温度が１，４５０〜１，７００℃で、かつ
前記溶融金属供給容器の温度が１，４５０〜１，５００
℃で実施される、請求項５または７記載の、炭化ケイ素
反応焼結体の製造方法。 - 【請求項９】 前記過剰残留金属を除去する際に、該過
剰浸留金属を除去する除去器を１，６００〜１，８００
℃の温度に加熱する、請求項５または７記載の炭化ケイ
素反応焼結体の製造方法。 - 【請求項１０】 前記炭素織布が、０．５〜５cm/minの
速度で移送される請求項５〜９のいずれか１項に記載の
炭化ケイ素反応焼結体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR12784/1995 | 1995-05-22 | ||
| KR1019950012784A KR0165868B1 (ko) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 탄화규소 반응소결체의 제조장치 및 그의 연속제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08319164A true JPH08319164A (ja) | 1996-12-03 |
| JP2896345B2 JP2896345B2 (ja) | 1999-05-31 |
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ID=19415069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8127265A Expired - Fee Related JP2896345B2 (ja) | 1995-05-22 | 1996-05-22 | 炭化ケイ素反応焼結体の製造装置および焼結体の連続製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5770262A (ja) |
| JP (1) | JP2896345B2 (ja) |
| KR (1) | KR0165868B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013535396A (ja) * | 2010-08-04 | 2013-09-12 | エスゲーエル カーボン ソシエタス ヨーロピア | シリコン処理の装置および方法 |
| CN110937900A (zh) * | 2018-09-25 | 2020-03-31 | 陕西固勤材料技术有限公司 | 一种大尺寸反应烧结碳化硅陶瓷板材的制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| FR2843109B1 (fr) * | 2002-07-30 | 2004-10-22 | Eads Launch Vehicles | Procede de fabrication d'un materiau refractaire, revetement protecteur susceptible d'etre obtenu par ce procede et leurs utilisations. |
| FR2872072B1 (fr) * | 2004-06-24 | 2006-09-29 | Snecma Propulsion Solide Sa | Procede de brasage de pieces en materiau composite thermostructural siliciure |
| DE102006009388B4 (de) * | 2006-03-01 | 2009-02-26 | Audi Ag | Vorrichtung zur Silicierung von kohlenstoffhaltigen Werkstoffen und darin durchführbares Verfahren |
| KR100958097B1 (ko) * | 2007-07-13 | 2010-05-14 | 한국과학기술연구원 | 연속 공정에 의한 반응소결 탄화규소 다공체의 제조 방법 |
| DE102009054574B3 (de) * | 2009-12-11 | 2011-03-03 | Sgl Carbon Se | Wärmetauscherrohr oder Wärmetauscherplatte mit offenporigem Siliciumcarbidnetzwerk und Verfahren zu deren Herstellung |
| CN111689456B (zh) * | 2020-06-22 | 2022-04-08 | 鞍钢蒂森克虏伯（重庆）汽车钢有限公司 | 一种顶辊包布安装工艺 |
| CN115921888A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-04-07 | 广东金瓷三维技术有限公司 | 一种基于3d打印的金属材料的制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3348967A (en) * | 1962-12-27 | 1967-10-24 | Valley Co Inc | Process of making an article having a hard carbide, boride or silicide outer region |
| US3325346A (en) * | 1964-06-26 | 1967-06-13 | Chemirad Corp | Process of making paper using reaction product of polyethyleneimine and polyisocyanate |
| US4240835A (en) * | 1979-12-05 | 1980-12-23 | General Electric Company | Method of making a shaped silicon carbide-silicon matrix composite and articles made thereby |
| US4737328A (en) * | 1985-07-29 | 1988-04-12 | General Electric Company | Infiltration of material with silicon |
| US4626516A (en) * | 1985-07-31 | 1986-12-02 | General Electric Company | Infiltration of Mo-containing material with silicon |
| US5079195A (en) * | 1988-01-15 | 1992-01-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Method of preparing refractory silicon carbide composites and coatings |
| GB8819760D0 (en) * | 1988-08-19 | 1988-09-21 | Secr Defence | Apparatus & method of manufacturing silicon carbide fibres |
-
1995
- 1995-05-22 KR KR1019950012784A patent/KR0165868B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-05-22 JP JP8127265A patent/JP2896345B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-22 US US08/652,324 patent/US5770262A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-04-03 US US09/054,819 patent/US6126749A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013535396A (ja) * | 2010-08-04 | 2013-09-12 | エスゲーエル カーボン ソシエタス ヨーロピア | シリコン処理の装置および方法 |
| CN110937900A (zh) * | 2018-09-25 | 2020-03-31 | 陕西固勤材料技术有限公司 | 一种大尺寸反应烧结碳化硅陶瓷板材的制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6126749A (en) | 2000-10-03 |
| JP2896345B2 (ja) | 1999-05-31 |
| US5770262A (en) | 1998-06-23 |
| KR960040517A (ko) | 1996-12-17 |
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