JPH1029876A - 高信頼性セラミック構造体の製造方法 - Google Patents
高信頼性セラミック構造体の製造方法Info
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- JPH1029876A JPH1029876A JP18958596A JP18958596A JPH1029876A JP H1029876 A JPH1029876 A JP H1029876A JP 18958596 A JP18958596 A JP 18958596A JP 18958596 A JP18958596 A JP 18958596A JP H1029876 A JPH1029876 A JP H1029876A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑・大型形状であると共に寸法精度が高
く、体積収縮がほとんどなく、かつ、接合部における気
密性および強度が高い高信頼性セラミック構造体の製造
方法を提供するものである。 【解決手段】 複数のセラミック構成部材を組立・接合
してなるセラミック構造体１の製造方法において、上記
セラミック構成部材２、３同士の接合部Ｃの空隙に、セ
ラミックス原料を含浸させた後、これをセラミックスに
転化させるようにしたものである。
く、体積収縮がほとんどなく、かつ、接合部における気
密性および強度が高い高信頼性セラミック構造体の製造
方法を提供するものである。 【解決手段】 複数のセラミック構成部材を組立・接合
してなるセラミック構造体１の製造方法において、上記
セラミック構成部材２、３同士の接合部Ｃの空隙に、セ
ラミックス原料を含浸させた後、これをセラミックスに
転化させるようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高信頼性セラミッ
ク構造体の製造方法に係り、特に、セラミック熱交換器
などの耐熱性、耐食性、耐摩耗性を要求されるセラミッ
ク構造体の製造方法に関するものである。
ク構造体の製造方法に係り、特に、セラミック熱交換器
などの耐熱性、耐食性、耐摩耗性を要求されるセラミッ
ク構造体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】管、板などの複数の構成部材を組み立て
てなるセラミック構造体として、例えば、セラミック熱
交換器などが挙げられる。セラミック熱交換器などを製
造する従来の方法として、以下のような方法が用いられ
ている。
てなるセラミック構造体として、例えば、セラミック熱
交換器などが挙げられる。セラミック熱交換器などを製
造する従来の方法として、以下のような方法が用いられ
ている。
【０００３】 ガラス質、セメント質などの無機系接
着剤を接合部に用いる方法。
着剤を接合部に用いる方法。
【０００４】 管、板などのセラミック素材を組立た
後、焼結温度まで加熱して、全体を焼結・収縮させる方
法。
後、焼結温度まで加熱して、全体を焼結・収縮させる方
法。
【０００５】 レーザー、電子ビームなどにより、接
合部を局所的に高温にして溶接する方法。
合部を局所的に高温にして溶接する方法。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た〜のいずれの方法においても、接合後のセラミッ
ク構造体においては、次のような問題が生じやすい。
た〜のいずれの方法においても、接合後のセラミッ
ク構造体においては、次のような問題が生じやすい。
【０００７】（Ａ） シュラウドチューブなどの複雑形
状または大型形状のセラミック構造体を一体に作製する
ことは非常に難しく、多数の構成部材を組合わせて作製
する事がほとんどであるが、その場合、セラミック構造
体全体が変形しやすい。
状または大型形状のセラミック構造体を一体に作製する
ことは非常に難しく、多数の構成部材を組合わせて作製
する事がほとんどであるが、その場合、セラミック構造
体全体が変形しやすい。
【０００８】（Ｂ） セラミック構造体の一部（特に、
接合部）または全体の体積収縮が著しく、高寸法精度を
得にくい。
接合部）または全体の体積収縮が著しく、高寸法精度を
得にくい。
【０００９】（Ｃ） 接合後におけるセラミック構造体
の接合部の気密性および強度が不十分であり、その接合
部から熱やガスが漏れたり、又はその接合部が破壊の起
点となりやすい。
の接合部の気密性および強度が不十分であり、その接合
部から熱やガスが漏れたり、又はその接合部が破壊の起
点となりやすい。
【００１０】（Ｄ） セラミック構造体の接合部近傍に
過大な歪みが残留し、亀裂が生じやすいなどといった強
度上の信頼性が低い。
過大な歪みが残留し、亀裂が生じやすいなどといった強
度上の信頼性が低い。
【００１１】（Ｅ） セラミック構造体の構成部材であ
る管や板自体の気密性、耐食性、および耐摩耗性が不十
分であると、セラミック構造体としても信頼性が低い。
る管や板自体の気密性、耐食性、および耐摩耗性が不十
分であると、セラミック構造体としても信頼性が低い。
【００１２】そこで本発明は、上記課題を解決し、複雑
・大型形状であると共に寸法精度が高く、体積収縮がほ
とんどなく、かつ、接合部における気密性および強度が
高い高信頼性セラミック構造体の製造方法を提供するこ
とにある。
・大型形状であると共に寸法精度が高く、体積収縮がほ
とんどなく、かつ、接合部における気密性および強度が
高い高信頼性セラミック構造体の製造方法を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、複数のセラミック構成部材を組立
・接合してなるセラミック構造体の製造方法において、
上記セラミック構成部材同士の接合部の空隙に、セラミ
ックス原料を含浸させた後、これをセラミックスに転化
させるようにしたものである。
に請求項１の発明は、複数のセラミック構成部材を組立
・接合してなるセラミック構造体の製造方法において、
上記セラミック構成部材同士の接合部の空隙に、セラミ
ックス原料を含浸させた後、これをセラミックスに転化
させるようにしたものである。
【００１４】請求項２の発明は、複数のセラミック構成
部材を組立・接合してなるセラミック構造体の製造方法
において、上記セラミック構成部材同士の接合部の空隙
に、予め、セラミック固形物を充填しておき、その後、
該空隙にセラミックス原料を含浸させた後、これをセラ
ミックスに転化させるようにしたものである。
部材を組立・接合してなるセラミック構造体の製造方法
において、上記セラミック構成部材同士の接合部の空隙
に、予め、セラミック固形物を充填しておき、その後、
該空隙にセラミックス原料を含浸させた後、これをセラ
ミックスに転化させるようにしたものである。
【００１５】請求項３の発明は、上記セラミックス原料
が、上記セラミック構成部材表面の残留気孔の気密化、
または該セラミック構成部材表面に表面コーティングを
施す請求項１および請求項２記載の高信頼性セラミック
構造体の製造方法である。
が、上記セラミック構成部材表面の残留気孔の気密化、
または該セラミック構成部材表面に表面コーティングを
施す請求項１および請求項２記載の高信頼性セラミック
構造体の製造方法である。
【００１６】請求項４の発明は、上記セラミックス原料
が、セラミックコーティング用ＣＶＤガスからなるもの
である請求項１乃至請求項３記載の高信頼性セラミック
構造体の製造方法である。
が、セラミックコーティング用ＣＶＤガスからなるもの
である請求項１乃至請求項３記載の高信頼性セラミック
構造体の製造方法である。
【００１７】請求項５の発明は、上記セラミックス原料
が、液状のセラミック前駆体からなるものである請求項
１乃至請求項３記載の高信頼性セラミック構造体の製造
方法である。
が、液状のセラミック前駆体からなるものである請求項
１乃至請求項３記載の高信頼性セラミック構造体の製造
方法である。
【００１８】請求項６の発明は、上記セラミックスが、
窒化けい素、炭化けい素、アルミナ、ジルコニア、ムラ
イト、コーディエライトの内のいずれかを主成分とする
請求項１および請求項２記載の高信頼性セラミック構造
体の製造方法である。
窒化けい素、炭化けい素、アルミナ、ジルコニア、ムラ
イト、コーディエライトの内のいずれかを主成分とする
請求項１および請求項２記載の高信頼性セラミック構造
体の製造方法である。
【００１９】請求項７の発明は、上記セラミック構成部
材が、セラミック粉体またはセラミック繊維あるいはウ
ィスカで強化されたものである請求項１および請求項２
記載の高信頼性セラミック構造体の製造方法である。
材が、セラミック粉体またはセラミック繊維あるいはウ
ィスカで強化されたものである請求項１および請求項２
記載の高信頼性セラミック構造体の製造方法である。
【００２０】以上の構成によれば、セラミック構成部材
同士の接合部の空隙にセラミックス原料を含浸、または
セラミック構成部材同士の接合部の空隙に、予め、セラ
ミック固形物を充填しておき、その後、その空隙にセラ
ミックス原料を含浸させた後、これをセラミックスに転
化させるようにしたため、複雑・大型形状であると共に
寸法精度が高く、体積収縮がほとんどなく、かつ、接合
部における気密性および強度が高い高信頼性セラミック
構造体を得ることができる。
同士の接合部の空隙にセラミックス原料を含浸、または
セラミック構成部材同士の接合部の空隙に、予め、セラ
ミック固形物を充填しておき、その後、その空隙にセラ
ミックス原料を含浸させた後、これをセラミックスに転
化させるようにしたため、複雑・大型形状であると共に
寸法精度が高く、体積収縮がほとんどなく、かつ、接合
部における気密性および強度が高い高信頼性セラミック
構造体を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００２２】従来のセラミック構造体の製造方法におい
ては、セラミック構造体を構成する各セラミック構成部
材の各接合部に、単一セラミックス材料の作製方法を応
用したものが一般的であった。
ては、セラミック構造体を構成する各セラミック構成部
材の各接合部に、単一セラミックス材料の作製方法を応
用したものが一般的であった。
【００２３】本発明者らは、セラミック構造体を構成す
る各セラミック構成部材の各接合部に、セラミックス複
合材料の作製方法を応用することによって、複雑・大型
形状であると共に寸法精度が高く、体積収縮がほとんど
なく、かつ、接合部における気密性および強度が高い高
信頼性セラミック構造体を得ることができるということ
を見出だした。
る各セラミック構成部材の各接合部に、セラミックス複
合材料の作製方法を応用することによって、複雑・大型
形状であると共に寸法精度が高く、体積収縮がほとんど
なく、かつ、接合部における気密性および強度が高い高
信頼性セラミック構造体を得ることができるということ
を見出だした。
【００２４】本発明の高信頼性セラミック構造体の製造
方法を用いて作製したセラミック構造体であるセラミッ
クス熱交換器の横断面図を図１に示す。
方法を用いて作製したセラミック構造体であるセラミッ
クス熱交換器の横断面図を図１に示す。
【００２５】図１に示すように、セラミック熱交換器１
は、排ガスを内部に導入するためのケーシング２と、ケ
ーシング２の一端部の外方から内方へと貫通して導入さ
れると共に、ケーシング２の他端部の内方から外方へと
貫通して延出される複数本のチューブ３とで構成され
る。
は、排ガスを内部に導入するためのケーシング２と、ケ
ーシング２の一端部の外方から内方へと貫通して導入さ
れると共に、ケーシング２の他端部の内方から外方へと
貫通して延出される複数本のチューブ３とで構成され
る。
【００２６】チューブ３は、その内部が熱媒体で満たさ
れており、排ガスの流れの下流側から上流側へと熱媒体
を循環させてなる。ケーシング２と各チューブ３との接
合部Ｃの空隙は、セラミックス原料、または、セラミッ
ク固形物およびセラミックス原料でなるセラミックスで
充填されている。
れており、排ガスの流れの下流側から上流側へと熱媒体
を循環させてなる。ケーシング２と各チューブ３との接
合部Ｃの空隙は、セラミックス原料、または、セラミッ
ク固形物およびセラミックス原料でなるセラミックスで
充填されている。
【００２７】セラミック構成部材は、セラミック粉成形
体、セラミック焼結体、または繊維強化セラミック成形
体のいずれかで構成される。
体、セラミック焼結体、または繊維強化セラミック成形
体のいずれかで構成される。
【００２８】セラミックス原料としては、セラミックコ
ーティング用ＣＶＤガスまたは液状のセラミック前駆体
を用いる。
ーティング用ＣＶＤガスまたは液状のセラミック前駆体
を用いる。
【００２９】セラミックコーティング用ＣＶＤガスとし
ては、例えば、窒化けい素の生成用として、四塩化けい
素とアンモニアの混合ガス、炭化けい素の生成用とし
て、四塩化けい素とメタンの混合ガス、メチルトリクロ
ロシラン、アルミナの生成用として、塩化アルミニウム
と水蒸気との混合ガスなどが挙げられるが、特にこれに
限定するものではなく、セラミックコーティング用ＣＶ
Ｄガスは、ＣＶＤでセラミックスのコーティングをする
ときに用いるガスであれば何でもよい。
ては、例えば、窒化けい素の生成用として、四塩化けい
素とアンモニアの混合ガス、炭化けい素の生成用とし
て、四塩化けい素とメタンの混合ガス、メチルトリクロ
ロシラン、アルミナの生成用として、塩化アルミニウム
と水蒸気との混合ガスなどが挙げられるが、特にこれに
限定するものではなく、セラミックコーティング用ＣＶ
Ｄガスは、ＣＶＤでセラミックスのコーティングをする
ときに用いるガスであれば何でもよい。
【００３０】液状のセラミック前駆体としては、例え
ば、窒化けい素の生成用として、ポリシラザン樹脂、炭
化けい素の生成用として、ポリカーボシラン樹脂、アル
ミナの生成用として、アルミナゾルなどが挙げられる。
ば、窒化けい素の生成用として、ポリシラザン樹脂、炭
化けい素の生成用として、ポリカーボシラン樹脂、アル
ミナの生成用として、アルミナゾルなどが挙げられる。
【００３１】セラミック固形物としては、セラミックス
原料にセラミックコーティング用ＣＶＤガスを用いる場
合、セラミック繊維が挙げられ、セラミックス原料に液
状のセラミック前駆体を用いる場合、セラミック粉末、
セラミック繊維が挙げられる。
原料にセラミックコーティング用ＣＶＤガスを用いる場
合、セラミック繊維が挙げられ、セラミックス原料に液
状のセラミック前駆体を用いる場合、セラミック粉末、
セラミック繊維が挙げられる。
【００３２】本発明の高信頼性セラミック構造体の製造
方法において、セラミック熱交換器１の接合部Ｃの空隙
に含浸・転化されるセラミックとしては、特に限定しな
いが、窒化けい素、炭化けい素、アルミナ、ジルコニ
ア、ムライト、コーディエライトの内のいずれかを主成
分とするものが望ましい。
方法において、セラミック熱交換器１の接合部Ｃの空隙
に含浸・転化されるセラミックとしては、特に限定しな
いが、窒化けい素、炭化けい素、アルミナ、ジルコニ
ア、ムライト、コーディエライトの内のいずれかを主成
分とするものが望ましい。
【００３３】尚、セラミック繊維の代わりにウィスカを
用いてもよいことは言うまでもない。
用いてもよいことは言うまでもない。
【００３４】次に、本発明の作用を説明する。
【００３５】最終的形状・寸法に形成されたセラミック
構成部材を所定の構造に組立てる。このセラミック構成
部材を組立ててなるセラミック熱交換器１の接合部Ｃの
空隙に、セラミックス原料を含浸する。セラミック熱交
換器１の接合部Ｃの空隙に含浸されたこのセラミックス
原料に熱処理を施して、セラミックスへ転化する。
構成部材を所定の構造に組立てる。このセラミック構成
部材を組立ててなるセラミック熱交換器１の接合部Ｃの
空隙に、セラミックス原料を含浸する。セラミック熱交
換器１の接合部Ｃの空隙に含浸されたこのセラミックス
原料に熱処理を施して、セラミックスへ転化する。
【００３６】セラミックコーティング用ＣＶＤガスをセ
ラミックス原料として用いる場合、セラミック熱交換器
１を仕込んだ反応装置を所定温度に昇温してＣＶＤガス
を導入し、熱分解反応を行う。
ラミックス原料として用いる場合、セラミック熱交換器
１を仕込んだ反応装置を所定温度に昇温してＣＶＤガス
を導入し、熱分解反応を行う。
【００３７】ここで、セラミックコーティング用ＣＶＤ
ガスを用いて比較的短時間内にて充填することができる
隙間は、せいぜい数μｍ〜１０μｍ程度であるため、セ
ラミック熱交換器１の接合部Ｃの空隙に、予め、セラミ
ック固形物を充填する。セラミック固形物としては、直
径が１０μｍ程度のセラミック繊維を、長さが約０．５
〜１ｍｍの単繊維に切り刻んでなるチョップドファイバ
ー、およびウィスカなどが挙げられる。
ガスを用いて比較的短時間内にて充填することができる
隙間は、せいぜい数μｍ〜１０μｍ程度であるため、セ
ラミック熱交換器１の接合部Ｃの空隙に、予め、セラミ
ック固形物を充填する。セラミック固形物としては、直
径が１０μｍ程度のセラミック繊維を、長さが約０．５
〜１ｍｍの単繊維に切り刻んでなるチョップドファイバ
ー、およびウィスカなどが挙げられる。
【００３８】この熱分解反応によって、セラミック熱交
換器１の接合部Ｃの空隙にガスを含浸させ、セラミック
スに転化する。尚、接合部Ｃ以外へのセラミックスの含
浸が好ましくない場合、反応装置の中に入れるセラミッ
ク熱交換器１の接合部Ｃ以外の部分に、マスキングをし
ていてもよい。
換器１の接合部Ｃの空隙にガスを含浸させ、セラミック
スに転化する。尚、接合部Ｃ以外へのセラミックスの含
浸が好ましくない場合、反応装置の中に入れるセラミッ
ク熱交換器１の接合部Ｃ以外の部分に、マスキングをし
ていてもよい。
【００３９】液状のセラミックス前駆体をセラミックス
原料として用いる場合、液状のセラミック前駆体のみを
接合部Ｃに含浸させて焼成（１，０００℃程度）しても
よいが、液状のセラミック前駆体のみで焼成すると体積
収縮率が非常に大きく（収縮率が約５／６）、焼成後の
体積は約１／６になってしまう。
原料として用いる場合、液状のセラミック前駆体のみを
接合部Ｃに含浸させて焼成（１，０００℃程度）しても
よいが、液状のセラミック前駆体のみで焼成すると体積
収縮率が非常に大きく（収縮率が約５／６）、焼成後の
体積は約１／６になってしまう。
【００４０】このため、体積収縮率のないセラミック固
形物との混練物として用いることで体積収縮率を抑える
ことができる。例えば、セラミック固形物を液状のセラ
ミック前駆体に半分混ぜることによって、焼成後の体積
収縮率は約１／６〜１／３になる。セラミック固形物と
しては、セラミック粉体、チョップドファイバー、およ
びウィスカなどが挙げられる。
形物との混練物として用いることで体積収縮率を抑える
ことができる。例えば、セラミック固形物を液状のセラ
ミック前駆体に半分混ぜることによって、焼成後の体積
収縮率は約１／６〜１／３になる。セラミック固形物と
しては、セラミック粉体、チョップドファイバー、およ
びウィスカなどが挙げられる。
【００４１】セラミック固形物は、焼成しても体積収縮
を起こさないため、効率的な接合を可能とする。すなわ
ち、これまでのセラミック構造体の製造方法において
は、接合部Ｃの空隙が約１／６ずつしか埋まらなかった
ため、含浸・焼成工程を何回も繰り返さなければならな
かったが、本発明のセラミック構造体の製造方法におい
ては、これらの工程を１回または数回で済ませることが
できる。また、セラミック熱交換器１の接合部Ｃからの
熱や排ガスの漏れが減じると共に、セラミック熱交換器
１の接合部Ｃの強化もすることができる。
を起こさないため、効率的な接合を可能とする。すなわ
ち、これまでのセラミック構造体の製造方法において
は、接合部Ｃの空隙が約１／６ずつしか埋まらなかった
ため、含浸・焼成工程を何回も繰り返さなければならな
かったが、本発明のセラミック構造体の製造方法におい
ては、これらの工程を１回または数回で済ませることが
できる。また、セラミック熱交換器１の接合部Ｃからの
熱や排ガスの漏れが減じると共に、セラミック熱交換器
１の接合部Ｃの強化もすることができる。
【００４２】液状のセラミック前駆体を焼成して形成さ
れたセラミックスにおいて、セラミックスの表面におけ
る気孔が好ましくない場合、その気孔を埋めるべく、さ
らに、そのセラミック熱交換器１を反応装置内に入れる
と共に、セラミックコーティング用ＣＶＤガスを熱分解
反応させてもよい。
れたセラミックスにおいて、セラミックスの表面におけ
る気孔が好ましくない場合、その気孔を埋めるべく、さ
らに、そのセラミック熱交換器１を反応装置内に入れる
と共に、セラミックコーティング用ＣＶＤガスを熱分解
反応させてもよい。
【００４３】これによって、セラミック熱交換器１の接
合部Ｃの空隙に、セラミック構成部材とほぼ同じ組成の
セラミックスを形成することができるのは勿論の上、セ
ラミック構成部材と全く異なる組成のセラミックスを形
成することができる。また、セラミックス原料に、強化
繊維、強化粒子を混ぜることで、セラミックス複合材料
を形成することもできる。
合部Ｃの空隙に、セラミック構成部材とほぼ同じ組成の
セラミックスを形成することができるのは勿論の上、セ
ラミック構成部材と全く異なる組成のセラミックスを形
成することができる。また、セラミックス原料に、強化
繊維、強化粒子を混ぜることで、セラミックス複合材料
を形成することもできる。
【００４４】また、セラミック構成部材が多孔質のセラ
ミック粉成形体またはセラミック繊維成形体である場
合、本発明の高信頼性セラミックス構造体の製造方法に
よって、セラミック熱交換器１の表面の気孔の含浸・気
密化を同時に施すことができる。また、セラミック構成
部材が緻密質のセラミックスである場合、本発明の高信
頼性セラミックス構造体の製造方法によって、セラミッ
ク熱交換器１の表面のコーティングを同時に施すことが
できる。
ミック粉成形体またはセラミック繊維成形体である場
合、本発明の高信頼性セラミックス構造体の製造方法に
よって、セラミック熱交換器１の表面の気孔の含浸・気
密化を同時に施すことができる。また、セラミック構成
部材が緻密質のセラミックスである場合、本発明の高信
頼性セラミックス構造体の製造方法によって、セラミッ
ク熱交換器１の表面のコーティングを同時に施すことが
できる。
【００４５】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。
る。
【００４６】本発明の高信頼性セラミック構造体の製造
方法を用いて作製した第一の実施の形態のセラミック構
造体の部分破断図を図２に示す。尚、図１と同様の部材
には同じ符号を付している。
方法を用いて作製した第一の実施の形態のセラミック構
造体の部分破断図を図２に示す。尚、図１と同様の部材
には同じ符号を付している。
【００４７】図２に示すように、ガスタービン用シュラ
ウドリング一体型セラミック静翼１１は、所定の径を有
した円筒型のシュラウドリング１２の側面に、円周方向
に沿って、かつ、所定の間隔を隔てて穴を形成し、シュ
ラウドリング１２の内側からその穴に嵌合して静翼１３
を設けたものである。
ウドリング一体型セラミック静翼１１は、所定の径を有
した円筒型のシュラウドリング１２の側面に、円周方向
に沿って、かつ、所定の間隔を隔てて穴を形成し、シュ
ラウドリング１２の内側からその穴に嵌合して静翼１３
を設けたものである。
【００４８】シュラウドリング１２と各静翼１３との接
合部Ｃの空隙に、セラミックス原料またはセラミック固
形物とセラミックス原料の含浸処理を施す。
合部Ｃの空隙に、セラミックス原料またはセラミック固
形物とセラミックス原料の含浸処理を施す。
【００４９】この処理によって、接合部Ｃからの燃焼ガ
スの漏れが減じると共に、構成部材の気孔の含浸・気密
化または構成部材の表面コーティングも同時に施される
ため、静翼１３の耐熱性、耐食性、耐摩耗性、機械特
性、および耐久性を更に向上させることができる。
スの漏れが減じると共に、構成部材の気孔の含浸・気密
化または構成部材の表面コーティングも同時に施される
ため、静翼１３の耐熱性、耐食性、耐摩耗性、機械特
性、および耐久性を更に向上させることができる。
【００５０】本発明の高信頼性セラミック構造体の製造
方法を用いて作製した第二の実施の形態のセラミック構
造体の部分破断図を図３に示す。尚、図１と同様の部材
には同じ符号を付している。
方法を用いて作製した第二の実施の形態のセラミック構
造体の部分破断図を図３に示す。尚、図１と同様の部材
には同じ符号を付している。
【００５１】図３に示すように、ガスタービン用一体型
ガス通路は、ガスタービン２２における排ガスを排出す
る排ガス出口部２２ａと、その排ガス出口部２２ａに嵌
合して接続されるダクト２３と、そのダクト２３に嵌合
して接続されると共に、排ガスを熱交換器（図示せず）
内部へと導入する鏡板２１とでなる。
ガス通路は、ガスタービン２２における排ガスを排出す
る排ガス出口部２２ａと、その排ガス出口部２２ａに嵌
合して接続されるダクト２３と、そのダクト２３に嵌合
して接続されると共に、排ガスを熱交換器（図示せず）
内部へと導入する鏡板２１とでなる。
【００５２】排ガス出口部２２ａとダクト２３との接合
部Ｃおよび鏡板２１とダクト２３との接合部Ｃの空隙
に、セラミックス原料またはセラミック固形物とセラミ
ックス原料の含浸処理を施す。
部Ｃおよび鏡板２１とダクト２３との接合部Ｃの空隙
に、セラミックス原料またはセラミック固形物とセラミ
ックス原料の含浸処理を施す。
【００５３】この処理によって、接合部Ｃからの熱や排
ガスの漏れが減じると共に、構成部材の気孔の含浸・気
密化または構成部材の表面コーティングも同時に施され
るため、排ガス出口部２２ａ、ダクト２３、および鏡板
２１の断熱性、耐食性、および耐摩耗性などを更に向上
させることができ、熱交換率の向上にも寄与する。
ガスの漏れが減じると共に、構成部材の気孔の含浸・気
密化または構成部材の表面コーティングも同時に施され
るため、排ガス出口部２２ａ、ダクト２３、および鏡板
２１の断熱性、耐食性、および耐摩耗性などを更に向上
させることができ、熱交換率の向上にも寄与する。
【００５４】本発明の高信頼性セラミック構造体の製造
方法は、セラミック熱交換器（シェルチューブ型、バヨ
ネット型、プレートフィン型）、ガスタービン用シュラ
ウドリング一体型セラミック静翼、一体構造セラミック
燃焼器（缶型、アニュラ型）、ガスタービン用一体型ガ
ス通路部品、一体型セラミック反応容器などの製造に適
用することができる。
方法は、セラミック熱交換器（シェルチューブ型、バヨ
ネット型、プレートフィン型）、ガスタービン用シュラ
ウドリング一体型セラミック静翼、一体構造セラミック
燃焼器（缶型、アニュラ型）、ガスタービン用一体型ガ
ス通路部品、一体型セラミック反応容器などの製造に適
用することができる。
【００５５】また、上記適用例に限らず、本発明の高信
頼性セラミック構造体の製造方法は、複雑・大型形状の
セラミック構成部材を組立てて作製するセラミック構造
体全てに適用することができる。さらに、そのとき要求
される耐熱性、機械特性、および気密性などといった各
特性または用途に応じて、セラミックコーティング用Ｃ
ＶＤガス、液状のセラミック前駆体の種類を選択するこ
とができる。
頼性セラミック構造体の製造方法は、複雑・大型形状の
セラミック構成部材を組立てて作製するセラミック構造
体全てに適用することができる。さらに、そのとき要求
される耐熱性、機械特性、および気密性などといった各
特性または用途に応じて、セラミックコーティング用Ｃ
ＶＤガス、液状のセラミック前駆体の種類を選択するこ
とができる。
【００５６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００５７】（１） クリアランスが十分ある状態にて
精度高く組立てたセラミック構成部材の接合部を、精度
を保ったまま気密化・高強度化できると共に、複雑・大
型形状のセラミック構造体を容易に製造することができ
る。
精度高く組立てたセラミック構成部材の接合部を、精度
を保ったまま気密化・高強度化できると共に、複雑・大
型形状のセラミック構造体を容易に製造することができ
る。
【００５８】（２） 多孔質の構成部材を用いても、気
密性と強度の高い緻密性のセラミック構造体を得ること
ができる。
密性と強度の高い緻密性のセラミック構造体を得ること
ができる。
【００５９】（３） 耐食性、耐摩耗性などが不十分な
材質による構成部材を用いても、セラミックス原料の含
浸によるコーティングにより、耐熱性、耐食性、耐摩耗
性の高いセラミック構造体を得ることができる。
材質による構成部材を用いても、セラミックス原料の含
浸によるコーティングにより、耐熱性、耐食性、耐摩耗
性の高いセラミック構造体を得ることができる。
【図１】本発明の高信頼性セラミック構造体の製造方法
を用いて作製したセラミック構造体（セラミック熱交換
器）の横断面図である。
を用いて作製したセラミック構造体（セラミック熱交換
器）の横断面図である。
【図２】第一の実施の形態のセラミック構造体（ガスタ
ービン用シュラウドリング一体型セラミック静翼）の部
分破断図である。
ービン用シュラウドリング一体型セラミック静翼）の部
分破断図である。
【図３】第二の実施の形態のセラミック構造体（ガスタ
ービン用一体型ガス通路）の部分破断図である。
ービン用一体型ガス通路）の部分破断図である。
１ セラミック熱交換器（セラミック構造体） ２ ケーシング（セラミック構成部材） ３ チューブ（セラミック構成部材） １１ ガスタービン用シュラウドリング一体型セラミッ
ク静翼（セラミック構造体） １２ シュラウドリング（セラミック構成部材） １３ 静翼（セラミック構成部材） ２１ 鏡板（セラミック構成部材） ２２ ガスタービン（セラミック構成部材） ２２ａ 排ガス出口部（セラミック構成部材） ２３ ダクト（セラミック構成部材） Ｃ 接合部
ク静翼（セラミック構造体） １２ シュラウドリング（セラミック構成部材） １３ 静翼（セラミック構成部材） ２１ 鏡板（セラミック構成部材） ２２ ガスタービン（セラミック構成部材） ２２ａ 排ガス出口部（セラミック構成部材） ２３ ダクト（セラミック構成部材） Ｃ 接合部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々 正 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 複数のセラミック構成部材を組立・接合
してなるセラミック構造体の製造方法において、上記セ
ラミック構成部材同士の接合部の空隙に、セラミックス
原料を含浸させた後、これをセラミックスに転化させる
ようにしたことを特徴とする高信頼性セラミック構造体
の製造方法。 - 【請求項２】 複数のセラミック構成部材を組立・接合
してなるセラミック構造体の製造方法において、上記セ
ラミック構成部材同士の接合部の空隙に、予め、セラミ
ック固形物を充填しておき、その後、該空隙にセラミッ
クス原料を含浸させた後、これをセラミックスに転化さ
せるようにしたことを特徴とする高信頼性セラミック構
造体の製造方法。 - 【請求項３】 上記セラミックス原料が、上記セラミッ
ク構成部材表面の残留気孔の気密化、または該セラミッ
ク構成部材表面に表面コーティングを施す請求項１およ
び請求項２記載の高信頼性セラミック構造体の製造方
法。 - 【請求項４】 上記セラミックス原料が、セラミックコ
ーティング用ＣＶＤガスからなるものである請求項１乃
至請求項３記載の高信頼性セラミック構造体の製造方
法。 - 【請求項５】 上記セラミックス原料が、液状のセラミ
ック前駆体からなるものである請求項１乃至請求項３記
載の高信頼性セラミック構造体の製造方法。 - 【請求項６】 上記セラミックスが、窒化けい素、炭化
けい素、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コーディエ
ライトの内のいずれかを主成分とする請求項１および請
求項２記載の高信頼性セラミック構造体の製造方法。 - 【請求項７】 上記セラミック構成部材が、セラミック
粉体またはセラミック繊維あるいはウィスカで強化され
たものである請求項１および請求項２記載の高信頼性セ
ラミック構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18958596A JPH1029876A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 高信頼性セラミック構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18958596A JPH1029876A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 高信頼性セラミック構造体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1029876A true JPH1029876A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16243798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18958596A Pending JPH1029876A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 高信頼性セラミック構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1029876A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007238366A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 中空セラミック構造体及びその製造方法 |
| WO2010110238A1 (ja) | 2009-03-23 | 2010-09-30 | 株式会社Ihi | セラミック熱交換器及びその製造方法 |
| JP2010229025A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | General Electric Co <Ge> | ケイ素含有セラミック物品の接合方法及び製品 |
| JP2011241806A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 分割体、これを用いたタービン分割環およびこれを備えたガスタービン |
-
1996
- 1996-07-18 JP JP18958596A patent/JPH1029876A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007238366A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 中空セラミック構造体及びその製造方法 |
| WO2010110238A1 (ja) | 2009-03-23 | 2010-09-30 | 株式会社Ihi | セラミック熱交換器及びその製造方法 |
| CN102439389A (zh) * | 2009-03-23 | 2012-05-02 | 株式会社Ihi | 陶瓷热交换器及其制造方法 |
| JPWO2010110238A1 (ja) * | 2009-03-23 | 2012-09-27 | 株式会社Ihi | セラミック熱交換器及びその製造方法 |
| JP5514190B2 (ja) * | 2009-03-23 | 2014-06-04 | 株式会社Ｉｈｉ | セラミック熱交換器及びその製造方法 |
| US9097473B2 (en) | 2009-03-23 | 2015-08-04 | Ihi Corporation | Ceramic heat exchanger and method of producing same |
| JP2010229025A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | General Electric Co <Ge> | ケイ素含有セラミック物品の接合方法及び製品 |
| JP2011241806A (ja) * | 2010-05-21 | 2011-12-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 分割体、これを用いたタービン分割環およびこれを備えたガスタービン |
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|---|---|---|---|
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