JPH0920572A - セラミックス基繊維複合部材およびその製造方法 - Google Patents
セラミックス基繊維複合部材およびその製造方法Info
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- JPH0920572A JPH0920572A JP7169045A JP16904595A JPH0920572A JP H0920572 A JPH0920572 A JP H0920572A JP 7169045 A JP7169045 A JP 7169045A JP 16904595 A JP16904595 A JP 16904595A JP H0920572 A JPH0920572 A JP H0920572A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複雑形状部品となるセラミックス基繊維複合部
材を構成するためにセラミックス繊維からなる複数の予
備成形体パーツを組立てて製造されるものに対し、各予
備成形体パーツの接合部間の機械的強度特性の改善が図
れるセラミックス基繊維複合部材およびその製造方法を
提供する。 【解決手段】セラミックス繊維からなる複数の予備成形
体パーツ１，２に反応焼結用材料を含有させ、得られた
成形体パーツ１，２の接合面１ａ，２ａに反応焼結用材
料３を塗布した状態で組立てた後、この組立てられた成
形体にセラミックスマトリックスを構成するための溶融
材料６を含浸させながら反応焼結させるとともに、成形
体パーツ１，２の接合面１ａ，２ａに塗布した反応焼結
用材料３の反応焼結を行わせて接合する。
材を構成するためにセラミックス繊維からなる複数の予
備成形体パーツを組立てて製造されるものに対し、各予
備成形体パーツの接合部間の機械的強度特性の改善が図
れるセラミックス基繊維複合部材およびその製造方法を
提供する。 【解決手段】セラミックス繊維からなる複数の予備成形
体パーツ１，２に反応焼結用材料を含有させ、得られた
成形体パーツ１，２の接合面１ａ，２ａに反応焼結用材
料３を塗布した状態で組立てた後、この組立てられた成
形体にセラミックスマトリックスを構成するための溶融
材料６を含浸させながら反応焼結させるとともに、成形
体パーツ１，２の接合面１ａ，２ａに塗布した反応焼結
用材料３の反応焼結を行わせて接合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックス基繊維複合
部材およびその製造方法に係り、特に複雑形状部品とな
るセラミックス基繊維複合部材を構成するためにセラミ
ックス繊維からなる複数の予備成形体パーツを用いて製
造されるものに対し、各予備成形体パーツの接合部の機
械的強度特性の改善が図れるセラミックス基繊維複合部
材およびその製造方法に関する。
部材およびその製造方法に係り、特に複雑形状部品とな
るセラミックス基繊維複合部材を構成するためにセラミ
ックス繊維からなる複数の予備成形体パーツを用いて製
造されるものに対し、各予備成形体パーツの接合部の機
械的強度特性の改善が図れるセラミックス基繊維複合部
材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス原料粉末を所定形状に成形
してセラミックス成形体とした後に、得られたセラミッ
クス成形体を焼結したセラミックス焼結体は、一般に高
温まで強度低下が少なく、硬度、電気絶縁性、耐摩耗
性、耐腐食性軽量性等の諸特性が従来の金属材料と比較
して優れているため、重電設備部品、航空機部品、自動
車部品、電子機器、精密機械部品、半導体装置材料など
の電子用材料や構造用材料として広い分野において使用
されている。
してセラミックス成形体とした後に、得られたセラミッ
クス成形体を焼結したセラミックス焼結体は、一般に高
温まで強度低下が少なく、硬度、電気絶縁性、耐摩耗
性、耐腐食性軽量性等の諸特性が従来の金属材料と比較
して優れているため、重電設備部品、航空機部品、自動
車部品、電子機器、精密機械部品、半導体装置材料など
の電子用材料や構造用材料として広い分野において使用
されている。
【０００３】但し、セラミックス焼結体は、本質的に引
張応力に弱く、破壊が一気に進行する、いわゆる脆性が
高いという欠点を有している。
張応力に弱く、破壊が一気に進行する、いわゆる脆性が
高いという欠点を有している。
【０００４】このようなことから、高信頼性が要求され
る部位へのセラミックス部品の適用を可能にするために
セラミックス焼結体の高靭性化や破壊エネルギーの増大
を図ることが強く求められている。
る部位へのセラミックス部品の適用を可能にするために
セラミックス焼結体の高靭性化や破壊エネルギーの増大
を図ることが強く求められている。
【０００５】即ち、ガスタービン部品、航空機部品、自
動車部品等に使用されるセラミックス構成部品などのよ
うに耐熱性、および高温強度に加えて高い信頼性を要求
されるセラミックス構造部品としては、無機物質や金属
から成る補強繊維、ウイスカー、プレート、粒子等の強
化素材をマトリックス焼結体に分散複合化させて靭性値
や破壊エネルギー値等を高めたセラミックス複合材料部
品の実用化研究が内外の研究機関等において進められて
いる。
動車部品等に使用されるセラミックス構成部品などのよ
うに耐熱性、および高温強度に加えて高い信頼性を要求
されるセラミックス構造部品としては、無機物質や金属
から成る補強繊維、ウイスカー、プレート、粒子等の強
化素材をマトリックス焼結体に分散複合化させて靭性値
や破壊エネルギー値等を高めたセラミックス複合材料部
品の実用化研究が内外の研究機関等において進められて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】通常、このような場
合、補強繊維を配置するには、１次元的に配向した繊維
や、２次元的に形成されたクロスを積層して初期形状と
し、これを加工によって最終部品形状に仕上げていた。
しかしながら複雑形状物の場合、部品にかかる応力が複
雑で、積層層間剥離方向にも作用すると、一般に剥離強
度は繊維平行方向の強度に比べ極めて劣るため、本来期
待される特性を発揮できない。
合、補強繊維を配置するには、１次元的に配向した繊維
や、２次元的に形成されたクロスを積層して初期形状と
し、これを加工によって最終部品形状に仕上げていた。
しかしながら複雑形状物の場合、部品にかかる応力が複
雑で、積層層間剥離方向にも作用すると、一般に剥離強
度は繊維平行方向の強度に比べ極めて劣るため、本来期
待される特性を発揮できない。
【０００７】そこで、部品への応力状態に応じた繊維配
向方向にすべく設計を行い、各パーツ毎にセラミックス
基繊維複合部材を製造し、これを組み合せて接合する必
要がある。
向方向にすべく設計を行い、各パーツ毎にセラミックス
基繊維複合部材を製造し、これを組み合せて接合する必
要がある。
【０００８】この際、従来ではセラミックス基繊維複合
部材のパーツ同士を活性金属で接合する活性金属法が採
用されたが、この方法では複雑形状物故、接合荷重を充
分にとれないこともあった。
部材のパーツ同士を活性金属で接合する活性金属法が採
用されたが、この方法では複雑形状物故、接合荷重を充
分にとれないこともあった。
【０００９】さらに、この活性金属法では、セラミック
ス基繊維複合部材と活性金属との膨張係数の差によって
応力が発生し、接合部強度が低下する問題があり、ま
た、接合面積が大きい場合には接合部や複合材料にクラ
ックがはいる問題があった。
ス基繊維複合部材と活性金属との膨張係数の差によって
応力が発生し、接合部強度が低下する問題があり、ま
た、接合面積が大きい場合には接合部や複合材料にクラ
ックがはいる問題があった。
【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、複雑形状部品となるセラミックス基繊維複合部
材を構成するためにセラミックス繊維からなる複数の予
備成形体パーツを用いて製造されるものに対し、各予備
成形体パーツの接合部の機械的強度特性の改善を図った
セラミックス基繊維複合部材およびその製造方法を提供
することを目的とする。
もので、複雑形状部品となるセラミックス基繊維複合部
材を構成するためにセラミックス繊維からなる複数の予
備成形体パーツを用いて製造されるものに対し、各予備
成形体パーツの接合部の機械的強度特性の改善を図った
セラミックス基繊維複合部材およびその製造方法を提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】これまで、複
合材料の製造方法のうち、セラミックスの反応を利用す
る反応焼結法（または反応含浸法：reactive infiltrat
ion）が知られている。
合材料の製造方法のうち、セラミックスの反応を利用す
る反応焼結法（または反応含浸法：reactive infiltrat
ion）が知られている。
【００１２】この方法では、例えば〈カーボン（Ｃ）＋
シリコン（Ｓｉ）→炭化けい素（ＳｉＣ）〉の反応によ
り、Ｃ繊維の予備成形体に溶融Ｓｉを含浸させる等が可
能であり、Ｓｉ−Ｃ系、Ｓｉ−Ｍｏ系等の金属間化合物
の生成等について種々研究が進められている。
シリコン（Ｓｉ）→炭化けい素（ＳｉＣ）〉の反応によ
り、Ｃ繊維の予備成形体に溶融Ｓｉを含浸させる等が可
能であり、Ｓｉ−Ｃ系、Ｓｉ−Ｍｏ系等の金属間化合物
の生成等について種々研究が進められている。
【００１３】発明者においては、このような反応焼結の
技術を、複雑形状部品となるセラミックス基繊維複合部
材を構成するためにセラミックス繊維からなる複数の予
備成形体パーツを組立てる際の接合に利用することを想
到したものである。
技術を、複雑形状部品となるセラミックス基繊維複合部
材を構成するためにセラミックス繊維からなる複数の予
備成形体パーツを組立てる際の接合に利用することを想
到したものである。
【００１４】即ち、本発明に係るセラミックス基繊維複
合部材は、セラミックスマトリックス中にセラミックス
繊維およびセラミックスウイスカーの少なくともいずれ
かを複合化したセラミックス基繊維複合部材であって、
前記セラミックス基繊維複合部材が複数の部材を接合し
たものであり、各部材の接合部分を反応焼結で形成され
るセラミックスからなる界面層で形成したことを特徴と
する。
合部材は、セラミックスマトリックス中にセラミックス
繊維およびセラミックスウイスカーの少なくともいずれ
かを複合化したセラミックス基繊維複合部材であって、
前記セラミックス基繊維複合部材が複数の部材を接合し
たものであり、各部材の接合部分を反応焼結で形成され
るセラミックスからなる界面層で形成したことを特徴と
する。
【００１５】また、本発明に係るセラミックス基繊維複
合部材の製造方法は、セラミックス繊維およびセラミッ
クスウイスカーの少なくともいずれかからなる複数の予
備成形体パーツに反応焼結用材料を含有させ、得られた
成形体パーツの接合面に反応焼結用材料を塗布した状態
で組立てた後、この組立てられた成形体にセラミックス
マトリックスを構成するための溶融材料を含浸させなが
ら反応焼結させるとともに、前記成形体パーツの接合面
に塗布した反応焼結用材料の反応焼結を行わせることに
より接合を行うことを特徴する。
合部材の製造方法は、セラミックス繊維およびセラミッ
クスウイスカーの少なくともいずれかからなる複数の予
備成形体パーツに反応焼結用材料を含有させ、得られた
成形体パーツの接合面に反応焼結用材料を塗布した状態
で組立てた後、この組立てられた成形体にセラミックス
マトリックスを構成するための溶融材料を含浸させなが
ら反応焼結させるとともに、前記成形体パーツの接合面
に塗布した反応焼結用材料の反応焼結を行わせることに
より接合を行うことを特徴する。
【００１６】本発明の方法で望ましくは、セラミックス
繊維およびセラミックスウイスカーとしてＳｉＣを主成
分とするものを適用するとともに、成形体パーツの接合
面に塗布する反応焼結用材料として、Ｓｉ粉末、ＳｉＣ
粉末、およびＣ粉末の少なくとも１種以上の組合せのス
リップを適用し、組立てた成形体に溶融Ｓｉを含浸させ
る。
繊維およびセラミックスウイスカーとしてＳｉＣを主成
分とするものを適用するとともに、成形体パーツの接合
面に塗布する反応焼結用材料として、Ｓｉ粉末、ＳｉＣ
粉末、およびＣ粉末の少なくとも１種以上の組合せのス
リップを適用し、組立てた成形体に溶融Ｓｉを含浸させ
る。
【００１７】この望ましい方法によって製造されるセラ
ミックス基繊維複合部材においては、セラミックスマト
リックスおよびセラミックス繊維およびセラミックスウ
イスカーが主としてＳｉＣによって構成され、さらに成
形体パーツ間の接合部分に主としてＳｉＣまたはＳｉＣ
＋Ｓｉの組成を有する界面層が形成される。
ミックス基繊維複合部材においては、セラミックスマト
リックスおよびセラミックス繊維およびセラミックスウ
イスカーが主としてＳｉＣによって構成され、さらに成
形体パーツ間の接合部分に主としてＳｉＣまたはＳｉＣ
＋Ｓｉの組成を有する界面層が形成される。
【００１８】このような反応焼結により形成されたセラ
ミックスは、その生成時に収縮を伴わず、かつ反応温度
は低い。それ故、接合をこの界面層により行うと、応力
の発生を低減させることが可能なうえ、一旦形成された
セラミックスは、耐熱性に優れ、高温までこの効果は維
持できる。
ミックスは、その生成時に収縮を伴わず、かつ反応温度
は低い。それ故、接合をこの界面層により行うと、応力
の発生を低減させることが可能なうえ、一旦形成された
セラミックスは、耐熱性に優れ、高温までこの効果は維
持できる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００２０】実施例１ 図１は本実施例によるセラミックス基繊維複合部材の製
造工程を示す図、図２（Ａ），（Ｂ）は製造途中の状態
を示す図、図３は同実施例および下記の他の実施例の方
法によって製造されたセラミックス基繊維複合部材の特
性等を示す表である。
造工程を示す図、図２（Ａ），（Ｂ）は製造途中の状態
を示す図、図３は同実施例および下記の他の実施例の方
法によって製造されたセラミックス基繊維複合部材の特
性等を示す表である。
【００２１】本実施例では図１に示すように、例えば１
対の予備成形体パーツ１，２を成形し（ステップＳ１０
１，Ｓ１０２）、これらに反応焼結用材料を含浸（ステ
ップＳ１０３，Ｓ１０４）させた後、これらの予備成形
体パーツ１，２の組立て時に接合面となる部分に反応焼
結用材料を塗布する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。
対の予備成形体パーツ１，２を成形し（ステップＳ１０
１，Ｓ１０２）、これらに反応焼結用材料を含浸（ステ
ップＳ１０３，Ｓ１０４）させた後、これらの予備成形
体パーツ１，２の組立て時に接合面となる部分に反応焼
結用材料を塗布する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。
【００２２】ここで予備成形体パーツ１，２はＳｉＣの
繊維束を２次元的または３次元的に織成したものを１０
層積層し、図２（Ａ）に示すように、クロス状にする。
また、予備成形体パーツ１，２に含浸させる反応焼結用
材料３は、本実施例ではＳｉＣ粉末とＣ粉末である。こ
れらの粉末を溶剤としての水に混合分散させてスリップ
とし、ステップＳ１０３，Ｓ１０４の含浸工程で予備成
形体１，２に含浸する。そして、各予備成形体パーツ
１，２に含浸させたスリップの水分を乾燥により除去
し、各パーツ１，２にＳｉＣ粉末およびＣ粉末を残存さ
せる。そして、予備成形体パーツ１，２同士の接合面１
ａおよび（または）２ａに塗布する反応焼結用材料とし
てＳｉ粉末とＣ粉末を用い、上記と同様にスリップとし
てステップＳ１０５，Ｓ１０６の塗布工程で塗布する。
ステップＳ１０５，Ｓ１０６はどちらか一方でも充分で
ある。
繊維束を２次元的または３次元的に織成したものを１０
層積層し、図２（Ａ）に示すように、クロス状にする。
また、予備成形体パーツ１，２に含浸させる反応焼結用
材料３は、本実施例ではＳｉＣ粉末とＣ粉末である。こ
れらの粉末を溶剤としての水に混合分散させてスリップ
とし、ステップＳ１０３，Ｓ１０４の含浸工程で予備成
形体１，２に含浸する。そして、各予備成形体パーツ
１，２に含浸させたスリップの水分を乾燥により除去
し、各パーツ１，２にＳｉＣ粉末およびＣ粉末を残存さ
せる。そして、予備成形体パーツ１，２同士の接合面１
ａおよび（または）２ａに塗布する反応焼結用材料とし
てＳｉ粉末とＣ粉末を用い、上記と同様にスリップとし
てステップＳ１０５，Ｓ１０６の塗布工程で塗布する。
ステップＳ１０５，Ｓ１０６はどちらか一方でも充分で
ある。
【００２３】次に、得られた予備成形体パーツ１，２の
接合面１ａ，２ａを互いに接合して１つの予備成形体４
として組立て、水分を乾燥により除去し、接合面にＳｉ
粉末及びＣ粉末を残存させる（ステップ１０７）。
接合面１ａ，２ａを互いに接合して１つの予備成形体４
として組立て、水分を乾燥により除去し、接合面にＳｉ
粉末及びＣ粉末を残存させる（ステップ１０７）。
【００２４】この後、予備成形体４を熱処理部５に導入
し（ステップＳ１０８）、溶融マトリックスの含浸反応
焼結を行う（ステップ１０９）。
し（ステップＳ１０８）、溶融マトリックスの含浸反応
焼結を行う（ステップ１０９）。
【００２５】即ち、熱処理部５は図２（Ｂ）に示すよう
に、真空加熱炉であり、例えば10-4Ｐａ以上の真空中で
１５００℃の熱処理を行い粉末Ｓｉを溶融させる。この
溶融Ｓｉ６は毛細管７によって予備成形体４に吸上げら
れ充填される。この場合、各予備成形体パーツ１，２の
内部および接合面１ａ，２ａには、反応焼結用材料とし
てのＣ粉末が存在しているので、溶融Ｓｉ６の含浸によ
って（Ｓｉ＋Ｃ→ＳｉＣ）の反応が行われ、ＳｉＣマト
リックス８が生成されるとともに、各予備成形体パーツ
１，２の接合面にはＳｉＣの界面層９が成形される。
に、真空加熱炉であり、例えば10-4Ｐａ以上の真空中で
１５００℃の熱処理を行い粉末Ｓｉを溶融させる。この
溶融Ｓｉ６は毛細管７によって予備成形体４に吸上げら
れ充填される。この場合、各予備成形体パーツ１，２の
内部および接合面１ａ，２ａには、反応焼結用材料とし
てのＣ粉末が存在しているので、溶融Ｓｉ６の含浸によ
って（Ｓｉ＋Ｃ→ＳｉＣ）の反応が行われ、ＳｉＣマト
リックス８が生成されるとともに、各予備成形体パーツ
１，２の接合面にはＳｉＣの界面層９が成形される。
【００２６】この後、冷却およびその最終部品形状の仕
上加工を行い（ステップＳ１１０）、これによりＳｉＣ
基繊維複合部材としての製品が得られる。
上加工を行い（ステップＳ１１０）、これによりＳｉＣ
基繊維複合部材としての製品が得られる。
【００２７】本実施例によると、反応生成物であるＳｉ
Ｃが予備成形体パーツ１，２の接合面で確実に形成さ
れ、予備成形体パーツ１，２同士が極めて強固に接合さ
れる。
Ｃが予備成形体パーツ１，２の接合面で確実に形成さ
れ、予備成形体パーツ１，２同士が極めて強固に接合さ
れる。
【００２８】そして、この場合、反応焼結により形成さ
れたＳｉＣは、その生成時に収縮を伴わず、かつ、反応
温度は低い。それ故、接合界面にこの界面層が形成され
ると、応力の発生を低減させることが可能なうえ、一旦
形成されたＳｉＣは、耐熱性に優れ、高温までこの効果
は維持できる。
れたＳｉＣは、その生成時に収縮を伴わず、かつ、反応
温度は低い。それ故、接合界面にこの界面層が形成され
ると、応力の発生を低減させることが可能なうえ、一旦
形成されたＳｉＣは、耐熱性に優れ、高温までこの効果
は維持できる。
【００２９】本実施例の方法で製造されたＳｉＣ基繊維
複合部材について、各予備成形体パーツ１，２間の接合
強度試験を行なった結果、図３に示すように１５０ＭＰ
ａの接合強度を有することが確認された。
複合部材について、各予備成形体パーツ１，２間の接合
強度試験を行なった結果、図３に示すように１５０ＭＰ
ａの接合強度を有することが確認された。
【００３０】実施例２ 本実施例でも、図１および図２（Ａ），（Ｂ）に示した
前記実施例１と同様の方法を用いてＳｉＣ基繊維複合部
材を製造したが、図３に示すように、予備成形体パーツ
１，２の接合面１ａ，２ａの塗布材料をＳｉＣ粉末のス
リップのみとした。
前記実施例１と同様の方法を用いてＳｉＣ基繊維複合部
材を製造したが、図３に示すように、予備成形体パーツ
１，２の接合面１ａ，２ａの塗布材料をＳｉＣ粉末のス
リップのみとした。
【００３１】本実施例において製造されるＳｉＣ基繊維
複合部材では、接合面１ａ，２ａでのＣによる反応焼結
が少ないため予備成形体パーツ１，２間に含浸したＳｉ
の残存量が実施例１に比して多くなり、界面層は主とし
てＳｉＣ＋Ｓｉの組成を有するものとなる。
複合部材では、接合面１ａ，２ａでのＣによる反応焼結
が少ないため予備成形体パーツ１，２間に含浸したＳｉ
の残存量が実施例１に比して多くなり、界面層は主とし
てＳｉＣ＋Ｓｉの組成を有するものとなる。
【００３２】本実施例によって得られるＳｉ基繊維複合
部材でも、前記実施例１のものと略同様の効果が奏され
る。予備成形体パーツ１，２間の接合強度は、試験結果
によると１００ＭＰａであった。
部材でも、前記実施例１のものと略同様の効果が奏され
る。予備成形体パーツ１，２間の接合強度は、試験結果
によると１００ＭＰａであった。
【００３３】実施例３ 本実施例でも、前記各実施例と同様の方法を用いてＳｉ
Ｃ基繊維複合部材を製造したが、図３に示すように、予
備成形耐パーツ１，２の接合面１ａ，２ａの塗布材料を
Ｃ粉末のスリップのみとし、Ｓｉ粉末を用いない点が前
記各実施例と異なる。
Ｃ基繊維複合部材を製造したが、図３に示すように、予
備成形耐パーツ１，２の接合面１ａ，２ａの塗布材料を
Ｃ粉末のスリップのみとし、Ｓｉ粉末を用いない点が前
記各実施例と異なる。
【００３４】本実施例において製造されるＳｉＣ基繊維
複合部材では、予備成形体パーツ１，２間の界面層は、
Ｃの密度が大の場合はＳｉＣ，Ｃの密度が低いときは主
としてＳｉＣ＋Ｓｉの組成を有するものとなる。
複合部材では、予備成形体パーツ１，２間の界面層は、
Ｃの密度が大の場合はＳｉＣ，Ｃの密度が低いときは主
としてＳｉＣ＋Ｓｉの組成を有するものとなる。
【００３５】本実施例によって得られるＳｉ基繊維複合
部材でも、前記実施例１のものと略同様の効果が奏され
る。予備成形体パーツ１，２間の接合強度は、試験結果
によると１００ＭＰａであった。
部材でも、前記実施例１のものと略同様の効果が奏され
る。予備成形体パーツ１，２間の接合強度は、試験結果
によると１００ＭＰａであった。
【００３６】実施例４ 本実施例でも、前記各実施例と同様の方法を用いてＳｉ
Ｃ基繊維複合部材を製造したが、図３に示すように、予
備成形耐パーツ１，２の接合面１ａ，２ａの塗布材料を
ＳｉＣ粉末＋Ｃ粉末のスリップとした。
Ｃ基繊維複合部材を製造したが、図３に示すように、予
備成形耐パーツ１，２の接合面１ａ，２ａの塗布材料を
ＳｉＣ粉末＋Ｃ粉末のスリップとした。
【００３７】本実施例によって得られるＳｉ基繊維複合
部材でも、前記実施例１のものと略同様の効果が奏され
る。予備成形体パーツ１，２間の接合強度は、試験結果
によると１５０ＭＰａであった。
部材でも、前記実施例１のものと略同様の効果が奏され
る。予備成形体パーツ１，２間の接合強度は、試験結果
によると１５０ＭＰａであった。
【００３８】この実施例ではスラリーにおけるＳｉ粉末
の分散がよく、またスラリーの粘度も調整しやすく製造
が容易である。
の分散がよく、またスラリーの粘度も調整しやすく製造
が容易である。
【００３９】他の実施例 なお、以上の実施例１〜３のほか、接合面の塗布材料と
してＳｉＣ粉末とＣ粉末との相対量を種々に変化して実
施し、界面層に残存するＳｉ量を調べた。
してＳｉＣ粉末とＣ粉末との相対量を種々に変化して実
施し、界面層に残存するＳｉ量を調べた。
【００４０】図４はＳｉＣとＣとの相対比を横軸にと
り、密度を縦軸にとって示したグラフである。これらの
図から分るように、例えばＳｉＣ１００％の場合、密度
比（１．９／３．２）×１００から４０〜５０％のＳｉ
が導入されることになる。そこで、この場合にはＳｉＣ
の間をＣで埋める形で補足することにより、残Ｓｉ量を
殆ど零とすることができる。したがって、前記実施例
２，３の場合でも、接合面の界面層をＳｉＣのみとする
ことが可能である。
り、密度を縦軸にとって示したグラフである。これらの
図から分るように、例えばＳｉＣ１００％の場合、密度
比（１．９／３．２）×１００から４０〜５０％のＳｉ
が導入されることになる。そこで、この場合にはＳｉＣ
の間をＣで埋める形で補足することにより、残Ｓｉ量を
殆ど零とすることができる。したがって、前記実施例
２，３の場合でも、接合面の界面層をＳｉＣのみとする
ことが可能である。
【００４１】このように、前記実施例２，３，４におい
ても界面層の組成のほとんど全てをＳｉＣとなるように
調整することで、接合強度を実施例１と同様に高めるこ
とができる。
ても界面層の組成のほとんど全てをＳｉＣとなるように
調整することで、接合強度を実施例１と同様に高めるこ
とができる。
【００４２】比較例 マトリックスおよび繊維にＳｉＣを適用して製造したＳ
ｉＣ基礎繊維複合部材を、接合面に活性金属、例えばチ
タン（Ｔ2 ）を含む接合材を介在させて熱処理すること
により接合した。
ｉＣ基礎繊維複合部材を、接合面に活性金属、例えばチ
タン（Ｔ2 ）を含む接合材を介在させて熱処理すること
により接合した。
【００４３】ところが、この接合材料については、接合
面積が１００cm2 以上になるとセラミックスにクラック
が入り、接合が不可能であった。
面積が１００cm2 以上になるとセラミックスにクラック
が入り、接合が不可能であった。
【００４４】開示例 なお、界面層の組成については、Ｓｉとすることも可能
である。この場合には、Ｓｉがセラミックス基複合材料
の接合部において使用温度領域で組成変形する界面層と
することができ、使用温度領域にて負荷された応力集中
が、この接合部の塑性変形によって緩和でき、より高負
荷に耐えることが可能になる。
である。この場合には、Ｓｉがセラミックス基複合材料
の接合部において使用温度領域で組成変形する界面層と
することができ、使用温度領域にて負荷された応力集中
が、この接合部の塑性変形によって緩和でき、より高負
荷に耐えることが可能になる。
【００４５】また、予備成形体パーツとして、ＳｉＣウ
イスカーや短繊維等をスラリーとしたものを乾燥するこ
とによって板状に成形したものでも、上記と同様の効果
を得ることができる。
イスカーや短繊維等をスラリーとしたものを乾燥するこ
とによって板状に成形したものでも、上記と同様の効果
を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複雑形
状部品となるセラミックス基繊維複合部材を構成するた
めにセラミックス繊維からなる複数の予備成形体パーツ
を組立てて製造されるものに対し、各予備成形体パーツ
の接合部間の機械的強度特性の改善が図れるようになる
という効果が奏される。
状部品となるセラミックス基繊維複合部材を構成するた
めにセラミックス繊維からなる複数の予備成形体パーツ
を組立てて製造されるものに対し、各予備成形体パーツ
の接合部間の機械的強度特性の改善が図れるようになる
という効果が奏される。
【図１】本発明に係るセラミックス基繊維複合部材の製
造方法の実施例を示す工程図。
造方法の実施例を示す工程図。
【図２】（Ａ）は図１で示したステップＳ１０４，Ｓ１
０５を説明するための模式図、（Ｂ）は図１で示したス
テップＳ１０９を説明するための模式図。
０５を説明するための模式図、（Ｂ）は図１で示したス
テップＳ１０９を説明するための模式図。
【図３】本発明に係るセラミックス基繊維複合部材の実
施例による組成および接合強度特性を比較例とともに示
す表。
施例による組成および接合強度特性を比較例とともに示
す表。
【図４】本発明の他の実施例を説明するためのグラフ。
１，２ 予備成形体パーツ １ａ，２ａ 接合面 ３ 反応焼結用材料 ４ 予備成形体 ５ 熱処理部 ６ 溶融Ｓｉ ７ 毛細管 ８ ＳｉＣマトリックス ９ 界面層
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０４Ｂ 35/80 Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】 セラミックスマトリックス中にセラミッ
クス繊維およびセラミックスウイスカーの少なくともい
ずれかを複合化したセラミックス基繊維複合部材であっ
て、前記セラミックス基繊維複合部材が複数の部材を接
合したものであり、各部材の接合部分を反応焼結で形成
されるセラミックスからなる界面層で形成したことを特
徴とするセラミックス基繊維複合部材。 - 【請求項２】 請求項１記載のセラミックス基繊維複合
部材において、セラミックスマトリックスおよびセラミ
ックス繊維およびセラミックスウイスカーは主としてＳ
ｉＣによって構成されており、界面層は主としてＳｉＣ
またはＳｉＣ＋Ｓｉの組成で構成されていることを特徴
とするセラミックス基繊維複合部材。 - 【請求項３】 セラミックス繊維およびセラミックスウ
イスカーの少なくともいずれかからなる複数の予備成形
体パーツに反応焼結用材料を含有させ、得られた成形体
パーツの接合面に反応焼結用材料を塗布した状態で組立
てた後、この組立てられた成形体にセラミックスマトリ
ックスを構成するための溶融材料を含浸させながら反応
焼結させるとともに、前記成形体パーツの接合面に塗布
した反応焼結用材料の反応焼結を行わせることにより接
合を行うことを特徴するセラミックス基繊維複合部材の
製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載のセラミックス基繊維複合
部材の製造方法において、セラミックス繊維およびセラ
ミックスウイスカーとしてＳｉＣを主成分とするものを
適用するとともに、成形体パーツの接合面に塗布する反
応焼結用材料として、Ｓｉ粉末、ＳｉＣ粉末、およびＣ
粉末の少なくとも１種以上の組合せのスリップを適用
し、組立てた成形体に溶融Ｓｉを含浸させることを特徴
とするセラミックス基繊維複合部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16904595A JP3510710B2 (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | セラミックス基繊維複合部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16904595A JP3510710B2 (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | セラミックス基繊維複合部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0920572A true JPH0920572A (ja) | 1997-01-21 |
| JP3510710B2 JP3510710B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=15879305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16904595A Expired - Fee Related JP3510710B2 (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | セラミックス基繊維複合部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3510710B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004007401A1 (ja) * | 2002-06-18 | 2004-01-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 炭化ケイ素基複合材料とその製造方法、および炭化ケイ素基複合材料部品の製造方法 |
| JP2009126724A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素接合構造用部材及び炭化ケイ素接合構造用部材の接合方法 |
| JP2016044093A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 株式会社フジコー | ＳｉＣ成形体の製造方法及びＳｉＣ成形体 |
| CN107487054A (zh) * | 2016-06-12 | 2017-12-19 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 多层复合膜、其制备方法以及作为纤维增强复合材料的连接材料的应用 |
| WO2019176897A1 (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体の製造方法 |
-
1995
- 1995-07-04 JP JP16904595A patent/JP3510710B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7235506B2 (en) | 2002-06-18 | 2007-06-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Silicon carbide matrix composite material, process for producing the same and process for producing part of silicon carbide matrix composite material |
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| CN107487054B (zh) * | 2016-06-12 | 2023-08-08 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 多层复合膜、其制备方法以及作为纤维增强复合材料的连接材料的应用 |
| WO2019176897A1 (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体の製造方法 |
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| US11866378B2 (en) | 2018-03-13 | 2024-01-09 | Ibiden Co., Ltd. | Method for producing honeycomb structure |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3510710B2 (ja) | 2004-03-29 |
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