JPH10253259A - ローラハース炉用ローラ材及びその製造方法 - Google Patents

ローラハース炉用ローラ材及びその製造方法

Info

Publication number
JPH10253259A
JPH10253259A JP9076554A JP7655497A JPH10253259A JP H10253259 A JPH10253259 A JP H10253259A JP 9076554 A JP9076554 A JP 9076554A JP 7655497 A JP7655497 A JP 7655497A JP H10253259 A JPH10253259 A JP H10253259A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roller
sic
sintered body
hearth furnace
pores
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9076554A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiko Sato
明彦 佐藤
Kazuhisa Sakamoto
和久 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd filed Critical Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd
Priority to JP9076554A priority Critical patent/JPH10253259A/ja
Publication of JPH10253259A publication Critical patent/JPH10253259A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックス製品や電子部品等を急速加熱処
理するローラハース炉のローラとして好適に用いること
ができる、特に反り精度および耐クリープ性に優れたロ
ーラ材及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 平均気孔径が10μm 以上の再結晶質S
iC焼結体の気孔に金属Siが充填され、金属Siの含
有率が10〜30重量%のSiC−Si複合組成から成
るローラハース炉用ローラ材。また、その製造方法はS
iC粉に有機バインダー及び水を加えて混練、成形した
のち加熱乾燥し、非酸化性雰囲気中1900〜2300
℃の温度で熱処理して得られた平均気孔径10μm 以上
の再結晶質SiC焼結体に、金属Siの融液を接触させ
て再結晶質SiC焼結体の気孔中に金属Siを10〜3
0重量%の含有率で充填する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス製品
や電子部品等を急速加熱処理するローラハース炉のロー
ラとして好適に用いることのできる、特に反りが少な
く、耐クリープ性に優れたローラ材およびその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種セラミックス製品や電子部品
等の製造において急速加熱する必要性が増大するととも
に、従来のプッシャー型炉に替わり連続的に搬送するロ
ーラハース炉への転換が図られてきた。一般にローラハ
ース炉用ローラには耐熱性、高温強度、耐熱衝撃性、耐
摩耗性、耐食性などの材質特性に優れていることが必要
であり、従来からムライトが使用されている。ムライト
は高温においても安定で耐熱性は優れているが、耐熱衝
撃性や高温強度が低く、熱冷サイクルの繰り返しにより
クラックや材質破損が生じ易い欠点がある。
【0003】そこで、ムライトに比べて耐熱衝撃性や高
温強度が高いSiC系のローラ材の検討が行われてい
る。SiC材は上記の耐熱性、高温強度、耐熱衝撃性、
耐摩耗性、耐食性などの材質特性に優れており、SiC
粉粒を焼結する方法で製造される。例えば、再結晶焼結
法はSiC粉末を成形したのち2000℃以上の温度で
熱処理してSiC粒子の再配列と粒成長作用によりSi
C粒子相互を強固に結合焼結するものである。
【0004】しかしながら、再結晶焼結法により製造さ
れたSiC焼結体には多数の気孔が存在する。そのため
に表面の平滑性が低く、ローラ材として使用するのは不
適当である。そこで、SiC焼結体中に存在する気孔
に、高温で融解した金属Siの融液を含浸して組織の緻
密化を図る方法(例えば特公昭54−10825 号公報)も行
われている。
【0005】また、反応焼結法はSiC粉末と炭素粉末
とを混合して成形した混合成形体に高温で融解した金属
Siの融液を含浸して加熱し、Si融液の一部を成形体
中の炭素と反応させて生成したSiC(二次SiC)に
より成形体中のSiC(一次SiC)を結合焼結し、残
余のSiが気孔を充填するものである。
【0006】反応焼結法で製造されたSiC焼結体を用
いたSiC系ローラとして、例えば特開昭58−486
19号公報には、主としてSiCおよびSiから成り、
そのSi含有率が5〜25重量%で、且つ開気孔率が
0.5%以下であることを特徴とする金属熱処理炉用ハ
ースロールが提案されている。しかしながら、反応焼結
SiC焼結体は二次SiCが生成する過程で変形が起こ
り易く、また二次SiCによる一次SiCを強固に結合
焼結することが難しいために、耐クリープ性が不充分と
なり易い難点がある。したがって、ローラとして基本的
に要求される反り精度および耐クリープ性が低下する問
題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の反
応焼結SiC焼結体や再結晶焼結SiC焼結体はローラ
材として、特に急速加熱処理するローラハース炉用のロ
ーラ材として反り精度や耐クリープ性の点で難点があ
り、長期に亘って安定使用することができないという問
題点がある。このため、SiC系ローラ材はムライト質
ローラ材に比べて優れた耐熱衝撃性や高温強度を有しな
がら、全面的にムライト質ローラ材に代替することが困
難となっている。
【0008】本発明者らは、再結晶焼結SiC焼結体を
対象にして、特定気孔径を有する再結晶質SiC焼結体
の気孔に所定量の金属Siを含浸充填した場合には、耐
熱衝撃性や高温強度を損なうことなく、反り精度および
耐クリープ性の向上を図ることができることを見い出し
た。
【0009】本発明は上記の知見に基づいて開発された
ものであり、その目的は高い耐熱衝撃性および高温強度
を備えるとともに高温変形が少なく、反り精度ならびに
耐クリープ性の優れたローラハース炉用ローラ材及びそ
の製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるローラハース炉用ローラ材は、平均気
孔径が10μm 以上の再結晶質SiC焼結体の気孔に金
属Siが充填され、金属Siの含有率が10〜30重量
%のSiC−Si複合組成からなることを構成上の特徴
とする。
【0011】また、その製造方法は、SiC粉に有機バ
インダー及び水を加えて混練、成形したのち加熱乾燥
し、非酸化性雰囲気中1900〜2300℃の温度で熱
処理して得られた平均気孔径10μm 以上の再結晶質S
iC焼結体に、金属Siの融液を接触させて再結晶質S
iC焼結体の気孔中に金属Siを10〜30重量%の含
有率で充填することを構成上の特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明のローラハース炉用ローラ
材は、再結晶焼結法で得られたSiC焼結体を基材とす
る。この再結晶質SiC焼結体は原料SiC粒子の再配
列と粒成長によりSiC粒子相互が結合焼結したもの
で、気孔が多く存在する傾向があるが、本発明において
は、気孔として平均気孔径が10μm 以上であることが
必要である。平均気孔径を10μm 以上にするためには
充分に再結晶焼結することによりSiC粒子とSiC粒
子間を強固緊密な結合組織とすることにより行われる。
なお、平均気孔径が大きくなると気孔中に含浸した金属
Si融液が漏出し易くなり充分に充填することが難しく
なるため、平均気孔径は30μm 以下であることが好ま
しい。平均気孔径が10μm 未満の場合には再結晶によ
る焼結が不充分であり、SiC粒子とSiC粒子の結合
組織が弱いために金属Si融液の含浸充填時に変形し易
く、更に反り精度および耐クリープ性の低下を招くこと
となる。
【0013】再結晶質SiC焼結体の気孔に含浸する金
属Siの充填量は、金属Siの含有率が10〜30重量
%の範囲に設定制御することが必要である。すなわち、
金属Siを充填したSiC−Si材はSiCが90〜7
0重量%、Siが10〜30重量%の複合組成から成
る。金属Siの含有率が10重量%未満では残存する気
孔が多く気孔率が高くなるために耐酸化性が低下し、ま
た30重量%を越えると必然的に気孔率の高い基材を用
いることとなり、結果的に反り精度および耐クリープ性
が劣るものとなるためである。なお、再結晶質SiC焼
結体の気孔率は10〜40%の範囲であることが望まし
い。
【0014】また、本発明のローラハース炉用ローラ材
の製造方法は、先ず原料となるSiC粉にメチルセルロ
ースやグリセリン等の有機バインダーおよび水を加えて
充分に混練し、混練物を加圧成形や鋳込成形等の適宜な
手段により所望形状に成形したのち加熱乾燥して水およ
び有機バインダーを除去し、次いで窒素、アルゴン等の
非酸化性雰囲気中で1900〜2300℃の温度で熱処
理することによって、基材となる再結晶質SiC焼結体
を得る。この場合、SiC粉の粒度調整、有機バインダ
ーの混合比率等を変えることにより基材の気孔性状を調
節することができるが、平均気孔径を10μm 以上とす
るためには熱処理温度を1900℃以上に設定してSi
C粒子を充分に粒成長させることが必要である。熱処理
温度が1900℃未満では再結晶化が充分に進まず、平
均気孔径を10μm 以上とするこができない。一方、熱
処理温度が2300℃を越えると再結晶時の粒成長が著
しくなって、平均気孔径は大きくなるが強度低下を招く
こととなるため、熱処理温度は1900〜2300℃の
範囲に設定される。
【0015】このようにして得られた平均気孔径10μ
m 以上の再結晶質SiC焼結体に金属Siを接触させた
状態で加熱し、金属Siを溶融させることにより金属S
iの融液は毛細管現象により再結晶質SiC焼結体の気
孔中に含浸して充填される。この場合に、充填するSi
量はSiC焼結体に対して10〜30重量%の含有率の
範囲に設定される。すなわち、金属Siを充填したSi
C−Si材はSiCが90〜70重量%、Siが10〜
30重量%の複合組成割合に制御される。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。
【0017】実施例1〜4、比較例1〜4 平均粒子径の異なるSiC粉に、有機バインダーとして
メチルセルロース及び水を用い、これらの混合比を変え
て充分に混練し、混練物を押し出し成形により外径35
mm、内径25mm、長さ2000mmのパイプ状に成形し
た。これらの成形体を乾燥後、アルゴンガス雰囲気中で
加熱温度を変えて熱処理し、気孔性状の異なる再結晶質
SiC焼結体を作製した。次いで、これらの再結晶質S
iC焼結体の上に金属Siを敷き詰め、アルゴンガス雰
囲気中で1800℃の温度に加熱して金属Siを溶融さ
せ、再結晶質SiC焼結体の気孔中に金属Si融液を異
なる量比で含浸して、金属Siを充填した。このように
して得られたSiC−Si複合材について、再結晶焼結
時の熱処理温度、SiC焼結体の気孔性状および充填し
た金属Siの含有率を表1に示した。
【0018】
【表1】
【0019】次に、これらSiC−Si複合材のローラ
材としての性能を評価するために、下記の方法により特
性を測定して、その結果を表2に示した。 (1)反り精度;JIS R2203に準じて定板の上に
ローラを置き、ローラと定板との隙間の最大値h(mm)を
測定し、次式から反りWa(%)を求めた。 Wa =h/l×100 但しlはローラの長さ(mm) (2)耐クリープ性;各ローラから切り出した4×10×
280mmの試験片を、1300℃の温度において250
mmのスパンで800g の荷重を掛けた状態で1000時
間保持後の変形量で評価した。 (3)耐酸化性;JIS R1609に準じて1300℃
の温度で測定し、測定前後の重量増加率で示した。 (4)高温強度;JIS R1604に準じて1300℃
の温度で測定した。 (5)耐熱衝撃性;各ローラから切り出した試験片を30
0℃に加熱したのち水中に投下急冷し、JIS R16
01に準じた方法で強度試験を実施し、下記の判定基準
により劣化の状況を評価した。 ○…劣化が認められない △…やや劣化有り ×…劣化有り
【0020】
【表2】
【0021】表1、2の結果から、実施例のSiC−S
i複合材は、本発明の要件を外れる比較例に比べて反り
精度および耐クリープ性が優れており、高温変形が少な
いことが判る。また、耐酸化性、高温強度ならびに耐熱
衝撃性も高く、ローラハース炉用のローラとして優れた
性能を具備するものである。
【0022】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のローラハース炉
用ローラ材によれば、高い耐酸化性、高温強度、耐熱衝
撃性を備えるとともに、優れた反り精度および耐クリー
プ性を有し、従来のムライト質ローラに代替してセラミ
ックス製品や電子部品等の急速加熱を主目的とするロー
ラハース炉用のローラ材として極めて有用である。また
その製造方法によれば、これら高性能を備えるローラ材
を容易かつ能率よく製造することが可能である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均気孔径が10μm 以上の再結晶質S
    iC焼結体の気孔に金属Siが充填され、金属Siの含
    有率が10〜30重量%のSiC−Si複合組成からな
    ることを特徴とするローラハース炉用ローラ材。
  2. 【請求項2】 SiC粉に有機バインダー及び水を加え
    て混練、成形したのち加熱乾燥し、非酸化性雰囲気中1
    900〜2300℃の温度で熱処理して得られた平均気
    孔径10μm 以上の再結晶質SiC焼結体に、金属Si
    の融液を接触させて再結晶質SiC焼結体の気孔中に金
    属Siを10〜30重量%の含有率で充填することを特
    徴とするローラハース炉用ローラ材の製造方法。
JP9076554A 1997-03-12 1997-03-12 ローラハース炉用ローラ材及びその製造方法 Pending JPH10253259A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9076554A JPH10253259A (ja) 1997-03-12 1997-03-12 ローラハース炉用ローラ材及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9076554A JPH10253259A (ja) 1997-03-12 1997-03-12 ローラハース炉用ローラ材及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10253259A true JPH10253259A (ja) 1998-09-25

Family

ID=13608485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9076554A Pending JPH10253259A (ja) 1997-03-12 1997-03-12 ローラハース炉用ローラ材及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10253259A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7501370B2 (en) * 2004-01-06 2009-03-10 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. High purity silicon carbide wafer boats
US8058174B2 (en) 2007-12-20 2011-11-15 Coorstek, Inc. Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby
JP2013075799A (ja) * 2011-09-30 2013-04-25 Taiheiyo Cement Corp SiC/Si複合材料体の接合方法及びSiC/Si複合材料接合体
WO2019235028A1 (ja) * 2018-06-04 2019-12-12 日本碍子株式会社 熱処理炉
JPWO2022049819A1 (ja) * 2020-09-01 2022-03-10

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7501370B2 (en) * 2004-01-06 2009-03-10 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. High purity silicon carbide wafer boats
US8058174B2 (en) 2007-12-20 2011-11-15 Coorstek, Inc. Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby
JP2013075799A (ja) * 2011-09-30 2013-04-25 Taiheiyo Cement Corp SiC/Si複合材料体の接合方法及びSiC/Si複合材料接合体
WO2019235028A1 (ja) * 2018-06-04 2019-12-12 日本碍子株式会社 熱処理炉
JPWO2022049819A1 (ja) * 2020-09-01 2022-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004018322A (ja) シリコン/炭化ケイ素複合材料及びその製造方法
JP2535768B2 (ja) 高耐熱性複合材料
JPH10253259A (ja) ローラハース炉用ローラ材及びその製造方法
JP3830733B2 (ja) 粒子分散シリコン材料およびその製造方法
CN109336610B (zh) 碳化硅多孔陶瓷及其低温烧成方法
JPS6241191B2 (ja)
JP2000351679A (ja) 炭化ケイ素質多孔体の製造方法および炭化ケイ素質多孔体
JP3270798B2 (ja) 炭化珪素質焼結体の製造方法
JPH08175871A (ja) 炭化珪素質焼結体およびその製造方法
JPS6212663A (ja) B4c質複合体およびその製造方法
JP6452969B2 (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体及びその製造方法
JP2000302573A (ja) SiC−MoSi2複合材とその製造方法
JPH01115888A (ja) 半導体製造用治具の製造方法
JPS5891074A (ja) 窒化ケイ素焼結体の製造方法
JP2004250264A (ja) 高強度窒化硼素焼結体とその製法
JPH08157275A (ja) 炭化珪素質焼結体同士の接合方法
JPH1112039A (ja) 高放熱リッド用の窒化アルミニウム系焼結体の製造方法
JP4342143B2 (ja) Si−SiC材料の製造方法
JPH08277182A (ja) 耐熱性炭化けい素材料
JPH0571541B2 (ja)
JPH03177372A (ja) SiC基多孔質焼結体及びSiC基多孔質焼結体の製造方法
JP2014189466A (ja) 炭化ケイ素セラミックス
JPS63255329A (ja) 耐酸化性タングステン基焼結合金の製造方法
JPH05319932A (ja) 炭化珪素質部材の製造方法
WO2019201588A1 (de) WERKSTOFF BESTEHEND AUS EINEM DREIDIMENSIONALEN GERÜST, DAS MIT SiC ODER SiC UND Si3N4 GEBILDET IST UND EINER EDELMETALLLEGIERUNG, IN DER SILICIUM ENTHALTEN IST, GEBILDET, SOWIE EIN VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051206

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060410