JPH09286677A - バーナーノズルとその製造方法 - Google Patents
バーナーノズルとその製造方法Info
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- JPH09286677A JPH09286677A JP8134064A JP13406496A JPH09286677A JP H09286677 A JPH09286677 A JP H09286677A JP 8134064 A JP8134064 A JP 8134064A JP 13406496 A JP13406496 A JP 13406496A JP H09286677 A JPH09286677 A JP H09286677A
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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
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
- C04B41/5071—Silicides
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温域において高度の耐酸化性ならびに強度を
もち、長期間にわたって安定使用が保証される、ＳｉＣ
−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルとその製造方法
を提供する。 【解決手段】（１）気孔率１５〜２５％、平均細孔径
０．１〜１０μｍ、常温での３点曲げ強度１００ＭＰａ
以上の再結晶質ＳｉＣ焼結体にＭｏＳｉ２が溶浸されて
なる気孔率０．５〜６．０％の複合組織をもつＳｉＣ−
ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズル。 （２）前記（１）の再結晶質ＳｉＣ焼結体を母材とし、
この母材にＭｏＳｉ２を接触させながら不活性ガス中
０．８ａｔｍ以上の雰囲気下で１９５０〜２２００℃の
温度で加熱処理し、再結晶ＳｉＣ質焼結体の気孔にＭｏ
Ｓｉ２を溶浸させるＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料のバー
ナーノズルの製造方法。
もち、長期間にわたって安定使用が保証される、ＳｉＣ
−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルとその製造方法
を提供する。 【解決手段】（１）気孔率１５〜２５％、平均細孔径
０．１〜１０μｍ、常温での３点曲げ強度１００ＭＰａ
以上の再結晶質ＳｉＣ焼結体にＭｏＳｉ２が溶浸されて
なる気孔率０．５〜６．０％の複合組織をもつＳｉＣ−
ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズル。 （２）前記（１）の再結晶質ＳｉＣ焼結体を母材とし、
この母材にＭｏＳｉ２を接触させながら不活性ガス中
０．８ａｔｍ以上の雰囲気下で１９５０〜２２００℃の
温度で加熱処理し、再結晶ＳｉＣ質焼結体の気孔にＭｏ
Ｓｉ２を溶浸させるＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料のバー
ナーノズルの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐酸化性と
高温での強度を有し、長期にわたって安定に使用できる
ＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルとその製
造方法に関する。
高温での強度を有し、長期にわたって安定に使用できる
ＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルとその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】バーナー用ノズルとして従来から使用さ
れている、窒化硅素ボンドのＳｉＣ材料は、高温での強
度が低いため、肉厚を厚くする必要がある。それに耐酸
化性も悪いため長期間の使用が困難であり、高温で使用
される場合は、割れ・きれつ、それに短寿命が問題であ
る。特に最近のニューセラミックスの焼成は、炉を急速
に昇温・降温する必要があり、熱衝撃による割れも問題
となっている。これらの問題を解決するために、ＳｉＣ
の反応焼結品をバーナーノズルとして使用することも試
みられているが、反応焼結品は遊離のＳｉがあるためＳ
ｉの融点（１４２０℃）以上になるとＳｉが玉のように
なって吹き出してしまう問題がある。このような欠点を
解決するため、本出願人が特開平７−２１５７８１号公
報に示した「炭化硅素系複合材料とその製造方法」でバ
ーナーノズルの製作を試みた。特開平７−２１５７８１
号公報によれば、この材料は、「気孔率１５〜１８％、
平均細孔径０．１〜１０μｍ、常温での３点曲げ強度１
００ＭＰａ以上の再結晶質ＳｉＣ焼結体に、ＭｏＳｉ２
が溶浸されてなる気孔率０．５〜３．０％の複合組織を
有することを特徴とする炭化硅素系複合材料。」であ
る。この方法によって製作された、バーナーノズルは、
高温での強度も高く、耐酸化性も良く、熱衝撃に対して
も強かった。しかし、バーナーノズルは、円錐形や、円
筒につばがついた形等の複雑な形状が多いため、加工や
接着等が必要になる。これらの加工や接着等を行うため
には、成形体中のＳｉＣの粒径を細かくする必要がある
が、ＳｉＣの粒径を細かくすると一般的に気孔率が高く
なり強度も低下するため、特開平７−２１５７８１号公
報に示された再結晶質ＳｉＣ焼結体を使用してバーナー
ノズルを製造することは工業的に大変困難である。ま
た、ＭｏＳｉ２の溶浸も母材ＳｉＣの気孔率が高く、形
状が複雑でＭｏＳｉ２粉末との接触面積が狭くなるた
め、ＭｏＳｉ２溶浸後のＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料の
バーナーノズルの気孔率を、０．５〜３．０％の範囲に
してＭｏＳｉ２を溶浸させることも工業的に大変難し
い。
れている、窒化硅素ボンドのＳｉＣ材料は、高温での強
度が低いため、肉厚を厚くする必要がある。それに耐酸
化性も悪いため長期間の使用が困難であり、高温で使用
される場合は、割れ・きれつ、それに短寿命が問題であ
る。特に最近のニューセラミックスの焼成は、炉を急速
に昇温・降温する必要があり、熱衝撃による割れも問題
となっている。これらの問題を解決するために、ＳｉＣ
の反応焼結品をバーナーノズルとして使用することも試
みられているが、反応焼結品は遊離のＳｉがあるためＳ
ｉの融点（１４２０℃）以上になるとＳｉが玉のように
なって吹き出してしまう問題がある。このような欠点を
解決するため、本出願人が特開平７−２１５７８１号公
報に示した「炭化硅素系複合材料とその製造方法」でバ
ーナーノズルの製作を試みた。特開平７−２１５７８１
号公報によれば、この材料は、「気孔率１５〜１８％、
平均細孔径０．１〜１０μｍ、常温での３点曲げ強度１
００ＭＰａ以上の再結晶質ＳｉＣ焼結体に、ＭｏＳｉ２
が溶浸されてなる気孔率０．５〜３．０％の複合組織を
有することを特徴とする炭化硅素系複合材料。」であ
る。この方法によって製作された、バーナーノズルは、
高温での強度も高く、耐酸化性も良く、熱衝撃に対して
も強かった。しかし、バーナーノズルは、円錐形や、円
筒につばがついた形等の複雑な形状が多いため、加工や
接着等が必要になる。これらの加工や接着等を行うため
には、成形体中のＳｉＣの粒径を細かくする必要がある
が、ＳｉＣの粒径を細かくすると一般的に気孔率が高く
なり強度も低下するため、特開平７−２１５７８１号公
報に示された再結晶質ＳｉＣ焼結体を使用してバーナー
ノズルを製造することは工業的に大変困難である。ま
た、ＭｏＳｉ２の溶浸も母材ＳｉＣの気孔率が高く、形
状が複雑でＭｏＳｉ２粉末との接触面積が狭くなるた
め、ＭｏＳｉ２溶浸後のＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料の
バーナーノズルの気孔率を、０．５〜３．０％の範囲に
してＭｏＳｉ２を溶浸させることも工業的に大変難し
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温での強
度が高く、耐酸化性にも優れ、熱衝撃にも強いＳｉＣ−
ＭｏＳｉ２組成の複合材質のバーナーノズルと、それを
容易に工業的に製造する方法を提供することにある。
度が高く、耐酸化性にも優れ、熱衝撃にも強いＳｉＣ−
ＭｏＳｉ２組成の複合材質のバーナーノズルと、それを
容易に工業的に製造する方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるバーナーノズルの材料は、母材の気孔
率１５〜２５％、平均細孔径０．１〜１０μｍ、常温で
の３点曲げ強度１００ＭＰａ以上の再結晶質ＳｉＣ焼結
体に、ＭｏＳｉ２が溶浸してなる気孔率０．５〜６％の
複合組織を有することを特徴とする。本発明の母材とな
る再結晶質ＳｉＣ焼結体は、組織の気孔率が１５〜２５
％で、平均細孔径が０．１〜１０μｍの範囲内にあり、
かつ材質の強度として常温における３点曲げ強度１００
ＭＰａ以上のものを選択使用する。バーナーノズルは複
雑な形状のため、成形体で加工を行う。そのとき、加工
をし易くするのに微粉のＳｉＣを配合するため、気孔率
が高くなりやすい。気孔率は母材の強度と相関があり、
従来の粒度配合・焼成条件では１８％を越えて気孔が存
在すると常温での３点曲げ強度が１００ＭＰａ以上の材
質を得ることができなかった。しかし、バーナーノズル
用に新たに微粉を配合したものでは、成形用バインダー
の変更や焼成条件等の制御も行うことで、気孔率が２５
％でも１００ＭＰａ以上のものを得ることができた。ま
た、加工や接着等もできるため、工業的に容易にバーナ
ーノズル用の再結晶質ＳｉＣ母材を得ることができる。
気孔率が１５％未満の再結晶質ＳｉＣは実質上製造する
ことは困難である。平均細孔径が０．１μｍ未満の場合
にはＭｏＳｉ２とＳｉＣの濡れ性が良好といっても、あ
る程度の接触角を持つため気孔内部まで溶浸を行うこと
が困難となり、１０μｍを越える気孔がある場合にもＭ
ｏＳｉ２の溶浸が毛細管現象を利用しているため、同様
に気孔内部まで円滑に溶浸することができなくなる。強
度の点からも気孔径が１０μｍを越えると、その気孔が
破壊を引き起こす欠陥源となるため、常温での３点曲げ
強度が１００ＭＰａ未満になってしまう。母材の３点曲
げ強度が常温で１００ＭＰａ以上必要であることの用件
は、溶浸するＭｏＳｉ２が脆性材料であるため母材自体
の強度が１００ＭＰａを下回ると複合強度の向上が図れ
なくなるためであり、バーナーノズルとして使用する場
合好ましくは１２０〜１４０ＭＰａの範囲である。本発
明のＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルは、
上記の再結晶質ＳｉＣ焼結体にＭｏＳｉ２を溶浸してな
るものであるが、溶浸後の複合組織は気孔率が０．５〜
６．０％の範囲にあることが重要な用件となる。この気
孔率が０．５％未満であると、熱サイクルの繰り返しや
高温強度下での長時間の使用時に組織にきれつが発生し
たり、材質強度の低下を招く。これは、溶浸したＭｏＳ
ｉ２と母材ＳｉＣとの熱膨張差が原因で、使用中に組織
内部に応力が生じてきれつの発生に結びつくためだと考
えられる。気孔率が０．５％を越えると気孔の存在によ
って応力が緩和されてきれつの発生が抑制される。バー
ナーノズルの場合、他の炉材より熱衝撃は厳しくて温度
も高温になる。しかし、バーナーに近いため酸化はそれ
ほどしないので、気孔率は６．０％以下で良い。６．０
％を越えるとバーナーノズルとして使用しても酸化によ
り短寿命となる。つまり、特開平７−２１５７８１号公
報に示された気孔率の範囲０．５〜３．０％に比べ、
０．５〜６．０％の範囲で良いため、母材の気孔率が高
く、複雑な形状でも工業的に製造し易い。上記のＳｉＣ
−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルを得るための本
発明による製造方法は、気孔率１５〜２５％、平均細孔
径０．１〜１０μｍ、常温での３点曲げ強度１００ＭＰ
ａ以上の再結晶質ＳｉＣ焼結体を母材とし、該母材に接
触するようにＭｏＳｉ２の粉末もしくはペーストを介在
させ、不活性ガス中、０．８ａｔｍ以上の雰囲気圧下で
１９５０〜２２００℃の温度に加熱処理して、再結晶質
ＳｉＣ焼結体の気孔にＭｏＳｉ２を溶浸することを構成
上の特徴とする。再結晶質ＳｉＣ焼結体は、ＳｉＣ粉末
に適量の水とバインダーを添加して調節した混練物・ス
ラリーを、押出し成形法や鋳込み成形法によりバーナー
ノズル形状に成形する。もちろん、金型を使用したプレ
ス成形やシート成形等の、一般にＳｉＣを成形する方法
の全てが可能である。そして、成形体を必要により加工
したり、つば等を接着した後、Ｎ２やＡｒガス等の不活
性な雰囲気中で加熱焼結する。それから、バーナーノズ
ル形状の再結晶質ＳｉＣ焼結体の母材に、例えば母材を
ＭｏＳｉ２粉末で被包、あるいはノズル内部にＭｏＳｉ
２粉末を充填するような状態でＭｏＳｉ２粉末を接触さ
せるか、ＭｏＳｉ２をそのまま、もしくはペースト状に
して母材面に塗布するようにして介在させる。他の方法
としては、黒鉛等のルツボにＭｏＳｉ２粉末を入れ、そ
の中にノズルの一部が接触するようにしても良い。特に
この方法では、ＭｏＳｉ２の融点が非常に高いため、Ｍ
ｏＳｉ２が溶けるまでにＳｉＣ母材の再結晶化が進むの
で、焼成工程が省け、ＭｏＳｉ２の溶浸工程だけで製品
を得ることができる。ＭｏＳｉ２の粉末の粒径について
は特に限定はないが、介在させるＭｏＳｉ２の量は、溶
浸後に残存させる気孔量を考慮して、母材の気孔総体積
にＭｏＳｉ２の密度を乗じた値以下に設定される。Ｍｏ
Ｓｉ２の溶浸は、Ｎ２またはＡｒのような不活性ガス
中、０．８ａｔｍ以上の雰囲気圧下で１９５０〜２２０
０℃の温度に加熱する工程で行われる。不活性ガス雰囲
気が０．８ａｔｍ未満の圧力では、ＭｏＳｉ２の昇華が
起きるようになる。焼成温度が１９５０℃未満ではＭｏ
Ｓｉ２が溶解しないため溶浸が進行せず、２２００℃を
越える温度では、ＳｉＣの分解やＭｏＳｉ２の蒸発が発
生する。上記の工程を経て、再結晶質ＳｉＣ焼結体の気
孔組織にＭｏＳｉ２が溶浸したＳｉＣ−ＭｏＳｉ２組成
を有し、気孔率が０．５〜６．０％の複合組織を備え
る、ＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルが製
造される。
に、本発明によるバーナーノズルの材料は、母材の気孔
率１５〜２５％、平均細孔径０．１〜１０μｍ、常温で
の３点曲げ強度１００ＭＰａ以上の再結晶質ＳｉＣ焼結
体に、ＭｏＳｉ２が溶浸してなる気孔率０．５〜６％の
複合組織を有することを特徴とする。本発明の母材とな
る再結晶質ＳｉＣ焼結体は、組織の気孔率が１５〜２５
％で、平均細孔径が０．１〜１０μｍの範囲内にあり、
かつ材質の強度として常温における３点曲げ強度１００
ＭＰａ以上のものを選択使用する。バーナーノズルは複
雑な形状のため、成形体で加工を行う。そのとき、加工
をし易くするのに微粉のＳｉＣを配合するため、気孔率
が高くなりやすい。気孔率は母材の強度と相関があり、
従来の粒度配合・焼成条件では１８％を越えて気孔が存
在すると常温での３点曲げ強度が１００ＭＰａ以上の材
質を得ることができなかった。しかし、バーナーノズル
用に新たに微粉を配合したものでは、成形用バインダー
の変更や焼成条件等の制御も行うことで、気孔率が２５
％でも１００ＭＰａ以上のものを得ることができた。ま
た、加工や接着等もできるため、工業的に容易にバーナ
ーノズル用の再結晶質ＳｉＣ母材を得ることができる。
気孔率が１５％未満の再結晶質ＳｉＣは実質上製造する
ことは困難である。平均細孔径が０．１μｍ未満の場合
にはＭｏＳｉ２とＳｉＣの濡れ性が良好といっても、あ
る程度の接触角を持つため気孔内部まで溶浸を行うこと
が困難となり、１０μｍを越える気孔がある場合にもＭ
ｏＳｉ２の溶浸が毛細管現象を利用しているため、同様
に気孔内部まで円滑に溶浸することができなくなる。強
度の点からも気孔径が１０μｍを越えると、その気孔が
破壊を引き起こす欠陥源となるため、常温での３点曲げ
強度が１００ＭＰａ未満になってしまう。母材の３点曲
げ強度が常温で１００ＭＰａ以上必要であることの用件
は、溶浸するＭｏＳｉ２が脆性材料であるため母材自体
の強度が１００ＭＰａを下回ると複合強度の向上が図れ
なくなるためであり、バーナーノズルとして使用する場
合好ましくは１２０〜１４０ＭＰａの範囲である。本発
明のＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルは、
上記の再結晶質ＳｉＣ焼結体にＭｏＳｉ２を溶浸してな
るものであるが、溶浸後の複合組織は気孔率が０．５〜
６．０％の範囲にあることが重要な用件となる。この気
孔率が０．５％未満であると、熱サイクルの繰り返しや
高温強度下での長時間の使用時に組織にきれつが発生し
たり、材質強度の低下を招く。これは、溶浸したＭｏＳ
ｉ２と母材ＳｉＣとの熱膨張差が原因で、使用中に組織
内部に応力が生じてきれつの発生に結びつくためだと考
えられる。気孔率が０．５％を越えると気孔の存在によ
って応力が緩和されてきれつの発生が抑制される。バー
ナーノズルの場合、他の炉材より熱衝撃は厳しくて温度
も高温になる。しかし、バーナーに近いため酸化はそれ
ほどしないので、気孔率は６．０％以下で良い。６．０
％を越えるとバーナーノズルとして使用しても酸化によ
り短寿命となる。つまり、特開平７−２１５７８１号公
報に示された気孔率の範囲０．５〜３．０％に比べ、
０．５〜６．０％の範囲で良いため、母材の気孔率が高
く、複雑な形状でも工業的に製造し易い。上記のＳｉＣ
−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルを得るための本
発明による製造方法は、気孔率１５〜２５％、平均細孔
径０．１〜１０μｍ、常温での３点曲げ強度１００ＭＰ
ａ以上の再結晶質ＳｉＣ焼結体を母材とし、該母材に接
触するようにＭｏＳｉ２の粉末もしくはペーストを介在
させ、不活性ガス中、０．８ａｔｍ以上の雰囲気圧下で
１９５０〜２２００℃の温度に加熱処理して、再結晶質
ＳｉＣ焼結体の気孔にＭｏＳｉ２を溶浸することを構成
上の特徴とする。再結晶質ＳｉＣ焼結体は、ＳｉＣ粉末
に適量の水とバインダーを添加して調節した混練物・ス
ラリーを、押出し成形法や鋳込み成形法によりバーナー
ノズル形状に成形する。もちろん、金型を使用したプレ
ス成形やシート成形等の、一般にＳｉＣを成形する方法
の全てが可能である。そして、成形体を必要により加工
したり、つば等を接着した後、Ｎ２やＡｒガス等の不活
性な雰囲気中で加熱焼結する。それから、バーナーノズ
ル形状の再結晶質ＳｉＣ焼結体の母材に、例えば母材を
ＭｏＳｉ２粉末で被包、あるいはノズル内部にＭｏＳｉ
２粉末を充填するような状態でＭｏＳｉ２粉末を接触さ
せるか、ＭｏＳｉ２をそのまま、もしくはペースト状に
して母材面に塗布するようにして介在させる。他の方法
としては、黒鉛等のルツボにＭｏＳｉ２粉末を入れ、そ
の中にノズルの一部が接触するようにしても良い。特に
この方法では、ＭｏＳｉ２の融点が非常に高いため、Ｍ
ｏＳｉ２が溶けるまでにＳｉＣ母材の再結晶化が進むの
で、焼成工程が省け、ＭｏＳｉ２の溶浸工程だけで製品
を得ることができる。ＭｏＳｉ２の粉末の粒径について
は特に限定はないが、介在させるＭｏＳｉ２の量は、溶
浸後に残存させる気孔量を考慮して、母材の気孔総体積
にＭｏＳｉ２の密度を乗じた値以下に設定される。Ｍｏ
Ｓｉ２の溶浸は、Ｎ２またはＡｒのような不活性ガス
中、０．８ａｔｍ以上の雰囲気圧下で１９５０〜２２０
０℃の温度に加熱する工程で行われる。不活性ガス雰囲
気が０．８ａｔｍ未満の圧力では、ＭｏＳｉ２の昇華が
起きるようになる。焼成温度が１９５０℃未満ではＭｏ
Ｓｉ２が溶解しないため溶浸が進行せず、２２００℃を
越える温度では、ＳｉＣの分解やＭｏＳｉ２の蒸発が発
生する。上記の工程を経て、再結晶質ＳｉＣ焼結体の気
孔組織にＭｏＳｉ２が溶浸したＳｉＣ−ＭｏＳｉ２組成
を有し、気孔率が０．５〜６．０％の複合組織を備え
る、ＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合材料のバーナーノズルが製
造される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のＳｉＣ−ＭｏＳｉ２複合
材料は、加工性に優れ、材質強度にも優れた、気孔率１
５〜２５％、平均細孔径０．１〜１０μｍ、常温３点曲
げ強度が１００ＭＰａ以上の再結晶質ＳｉＣ焼結体を母
体とし、これに母材ＳｉＣとの濡れ性が良好で高融点、
耐食性のＭｏＳｉ２が母材ＳｉＣの気孔内部まで溶浸さ
れた複合組織を有しているから、ほとんど緻密質であ
り、母材に比べて高温域における耐酸化性および材質強
度が効果的に改善される。また、材質の気孔率が０．５
〜６．０％の範囲にあるため、組織内部に発生する応力
が巧みに緩和されてクラックの発生や材質強度の低下が
抑制され、バーナーノズルとして必要最低限の耐酸化性
も備えているため工業的に安価に製造し易い。本発明に
よる製造方法にしたがえば、母材として特定性状の再結
晶質ＳｉＣ焼結体を選択使用しているから、反応ＳｉＣ
焼結体を母材とする場合のように遊離Ｓｉ成分を除去す
るような工程は必要とせず、工業的に有利に高性能のＳ
ｉＣ−ＭｏＳｉ２組成のバーナーノズルを製造すること
が可能となる。
材料は、加工性に優れ、材質強度にも優れた、気孔率１
５〜２５％、平均細孔径０．１〜１０μｍ、常温３点曲
げ強度が１００ＭＰａ以上の再結晶質ＳｉＣ焼結体を母
体とし、これに母材ＳｉＣとの濡れ性が良好で高融点、
耐食性のＭｏＳｉ２が母材ＳｉＣの気孔内部まで溶浸さ
れた複合組織を有しているから、ほとんど緻密質であ
り、母材に比べて高温域における耐酸化性および材質強
度が効果的に改善される。また、材質の気孔率が０．５
〜６．０％の範囲にあるため、組織内部に発生する応力
が巧みに緩和されてクラックの発生や材質強度の低下が
抑制され、バーナーノズルとして必要最低限の耐酸化性
も備えているため工業的に安価に製造し易い。本発明に
よる製造方法にしたがえば、母材として特定性状の再結
晶質ＳｉＣ焼結体を選択使用しているから、反応ＳｉＣ
焼結体を母材とする場合のように遊離Ｓｉ成分を除去す
るような工程は必要とせず、工業的に有利に高性能のＳ
ｉＣ−ＭｏＳｉ２組成のバーナーノズルを製造すること
が可能となる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比しなが
ら具体的に説明する。 実施例１〜４、比較例１〜７
ら具体的に説明する。 実施例１〜４、比較例１〜７
【０００７】（１）再結晶質ＳｉＣ焼結体の製作 平均粒径１５０μｍと平均粒径２μｍと平均粒径０．８
μｍのＳｉＣ粉末と、アクリル樹脂、水、それにｐＨ調
整用のＮａＯＨ溶液をプラスチック性のポットに入れ、
よく混合してスラリーを得た。このスラリーを鋳込み成
形により、φ１２０×φ６０×Ｌ２００ｍｍの円錐型の
バーナー形状に成形した。この成形体を、窒素雰囲気中
で２１００℃の温度により焼成し、再結晶質ＳｉＣ焼結
体を製作した。得られた再結晶質ＳｉＣ焼結体の気孔
率、平均細孔径および室温での３点曲げ強度を測定し、
変動条件と対比して表１に示した。なお、気孔率はアル
キメデス法により、平均細孔径は水銀圧入法により、３
点曲げ強度はＪＩＳΔＲ１６０１により、それぞれ測定
した。（以下、同じ）
μｍのＳｉＣ粉末と、アクリル樹脂、水、それにｐＨ調
整用のＮａＯＨ溶液をプラスチック性のポットに入れ、
よく混合してスラリーを得た。このスラリーを鋳込み成
形により、φ１２０×φ６０×Ｌ２００ｍｍの円錐型の
バーナー形状に成形した。この成形体を、窒素雰囲気中
で２１００℃の温度により焼成し、再結晶質ＳｉＣ焼結
体を製作した。得られた再結晶質ＳｉＣ焼結体の気孔
率、平均細孔径および室温での３点曲げ強度を測定し、
変動条件と対比して表１に示した。なお、気孔率はアル
キメデス法により、平均細孔径は水銀圧入法により、３
点曲げ強度はＪＩＳΔＲ１６０１により、それぞれ測定
した。（以下、同じ）
【０００８】（２）ＭｏＳｉ２の溶浸 上記の再結晶質ＳｉＣ焼結体を母材とし、バーナーノズ
ルの内径部にＭｏＳｉ２粉末の重量を変えて充填した。
ガスバーナーノズルの内径部に入りきらないＭｏＳｉ２
は、バーナーノズルの上部に置いたりした。また、黒鉛
ルツボにＭｏＳｉ２の粉末を入れてバーナーノズルの一
端をこの黒鉛ルツボに入れて溶浸する方法も試みた。こ
の状態で、焼成炉に詰め、炉内を窒素ガスにより所定の
雰囲気圧に保持しながら加熱し、溶融したＭｏＳｉ２を
ＳｉＣ母材の気孔中に溶浸した。得られたＳｉＣ−Ｍｏ
Ｓｉ２材質の気孔率、常温における３点曲げ強度を測定
し、その結果を表１に示した。
ルの内径部にＭｏＳｉ２粉末の重量を変えて充填した。
ガスバーナーノズルの内径部に入りきらないＭｏＳｉ２
は、バーナーノズルの上部に置いたりした。また、黒鉛
ルツボにＭｏＳｉ２の粉末を入れてバーナーノズルの一
端をこの黒鉛ルツボに入れて溶浸する方法も試みた。こ
の状態で、焼成炉に詰め、炉内を窒素ガスにより所定の
雰囲気圧に保持しながら加熱し、溶融したＭｏＳｉ２を
ＳｉＣ母材の気孔中に溶浸した。得られたＳｉＣ−Ｍｏ
Ｓｉ２材質の気孔率、常温における３点曲げ強度を測定
し、その結果を表１に示した。
【０００９】（３）材質の評価 各例のＳｉＣ−ＭｏＳｉ２バーナーノズルを１３５０
℃、大気雰囲気の炉にセットして寿命を測定した。寿命
は炉を３ヶ月ごとに停止した時に割れているかどうかで
判断し、割れた所で寿命とした。そのため、３ヶ月ごと
の測定のため、実際にいつ割れたかは分からない。バー
ナーノズルとしての合否の判断は、１５ヶ月割れずに使
用できたものを合格とした。結果を表１に示す。
℃、大気雰囲気の炉にセットして寿命を測定した。寿命
は炉を３ヶ月ごとに停止した時に割れているかどうかで
判断し、割れた所で寿命とした。そのため、３ヶ月ごと
の測定のため、実際にいつ割れたかは分からない。バー
ナーノズルとしての合否の判断は、１５ヶ月割れずに使
用できたものを合格とした。結果を表１に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば特定性状
の再結晶質ＳｉＣ焼結体を母材とし、その気孔中に気孔
率が０．５〜６．０％になるように所定の条件でＭｏＳ
ｉ２を溶浸することにより、高温域において優れた耐酸
化性と高強度を備えた、長期間の安定使用が保証される
ＳｉＣ−ＭｏＳｉ２材質のバーナーノズルを提供するこ
とが可能となる。
の再結晶質ＳｉＣ焼結体を母材とし、その気孔中に気孔
率が０．５〜６．０％になるように所定の条件でＭｏＳ
ｉ２を溶浸することにより、高温域において優れた耐酸
化性と高強度を備えた、長期間の安定使用が保証される
ＳｉＣ−ＭｏＳｉ２材質のバーナーノズルを提供するこ
とが可能となる。
Claims (2)
- 【請求項１】 ガス燃焼炉用のバーナーノズル材に関
し、母材が気孔率１５〜２５％、平均細孔径０．１〜１
０μｍ、常温での３点曲げ強度１００ＭＰａ以上の再結
晶質ＳｉＣ焼結体であり、かつ母材に、ＭｏＳｉ２を溶
浸してなる複合組織を有し、その複合組織の気孔率が
０．５〜６％であることを特徴とする、バーナーノズ
ル。 - 【請求項２】 気孔率１５〜２５％、平均細孔径０．１
〜１０μｍ、常温での３点曲げ強度１００ＭＰａ以上の
再結晶質ＳｉＣ焼結体を母材とし、該母材に接触するよ
うにＭｏＳｉ２粉末もしくはペースト状にしたＭｏＳｉ
２粉末を介在させ、不活性ガス中０．８ａｔｍ以上の雰
囲気下で１９５０〜２２００℃の温度で加熱処理して再
結晶ＳｉＣ焼結体の気孔にＭｏＳｉ２を溶浸させること
を特徴とするバーナーノズルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134064A JPH09286677A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | バーナーノズルとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8134064A JPH09286677A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | バーナーノズルとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09286677A true JPH09286677A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=15119532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8134064A Pending JPH09286677A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | バーナーノズルとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09286677A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114207250A (zh) * | 2019-07-30 | 2022-03-18 | 西门子能源美国公司 | 用于修复高温燃气涡轮部件的系统和方法 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP8134064A patent/JPH09286677A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114207250A (zh) * | 2019-07-30 | 2022-03-18 | 西门子能源美国公司 | 用于修复高温燃气涡轮部件的系统和方法 |
| JP2022542180A (ja) * | 2019-07-30 | 2022-09-29 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | 高温ガスタービン部品を修復するためのシステム及び方法 |
| CN114207250B (zh) * | 2019-07-30 | 2024-03-08 | 西门子能源美国公司 | 用于修复高温燃气涡轮部件的系统和方法 |
| US11939884B2 (en) | 2019-07-30 | 2024-03-26 | Siemens Energy, Inc. | System and method for repairing high-temperature gas turbine blades |
| US11994040B2 (en) | 2019-07-30 | 2024-05-28 | Siemens Energy, Inc. | System and method for repairing high-temperature gas turbine components |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060411 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060808 |