JPH10338571A - 反応結合ムライト含有セラミックス - Google Patents
反応結合ムライト含有セラミックスInfo
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- JPH10338571A JPH10338571A JP9154941A JP15494197A JPH10338571A JP H10338571 A JPH10338571 A JP H10338571A JP 9154941 A JP9154941 A JP 9154941A JP 15494197 A JP15494197 A JP 15494197A JP H10338571 A JPH10338571 A JP H10338571A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B35/185—Mullite 3Al2O3-2SiO2
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主成分としてムライト及び副成分としてコラ
ンダム及びソートベイタイト又はセリアナイトから成る
セラミック組成材料の反応結合セラミックスを得る。 【解決手段】 酸素含有雰囲気中、アルミニウム含有材
料とシリコン含有材料と希土類金属含有材料との微細分
散混合物を熱処理する。
ンダム及びソートベイタイト又はセリアナイトから成る
セラミック組成材料の反応結合セラミックスを得る。 【解決手段】 酸素含有雰囲気中、アルミニウム含有材
料とシリコン含有材料と希土類金属含有材料との微細分
散混合物を熱処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反応結合ムライト
含有セラミック成形品、それらの製造方法及び使用に関
する。
含有セラミック成形品、それらの製造方法及び使用に関
する。
【０００２】
【従来の技術】長繊維強化セラミック組成材料は、燃焼
温度を上げて汚染物質放出を減少させるために、自動車
や定置タービンの燃焼室の耐熱材として用いられる。こ
の耐熱システムの長期使用における損傷許容範囲は、特
に航空機推進機のタービンにおいて非常に重要なことで
ある。脆性破壊等によっても、用いる材料の大事故に至
らない破壊性能が絶対必要なことである。これは、酸化
物系セラミック繊維複合材料の使用によって可能な筈で
ある。
温度を上げて汚染物質放出を減少させるために、自動車
や定置タービンの燃焼室の耐熱材として用いられる。こ
の耐熱システムの長期使用における損傷許容範囲は、特
に航空機推進機のタービンにおいて非常に重要なことで
ある。脆性破壊等によっても、用いる材料の大事故に至
らない破壊性能が絶対必要なことである。これは、酸化
物系セラミック繊維複合材料の使用によって可能な筈で
ある。
【０００３】ムライト（Al6 Si2O13、或は３Al2O3 ・ ２
SiO2) は、その物理化学的性質によって、酸化雰囲気中
で高温で使用するのに複合材料にとって好適なマトリッ
クス材料である。特に次の特性を含む。 − 低い熱膨張係数のため熱衝撃に対する高い抵抗。 − 高温でさえも高耐クリープ性である。 − 高化学的抵抗性、特に耐酸化性。 − 相対的に低い熱電導性である。
SiO2) は、その物理化学的性質によって、酸化雰囲気中
で高温で使用するのに複合材料にとって好適なマトリッ
クス材料である。特に次の特性を含む。 − 低い熱膨張係数のため熱衝撃に対する高い抵抗。 − 高温でさえも高耐クリープ性である。 − 高化学的抵抗性、特に耐酸化性。 − 相対的に低い熱電導性である。
【０００４】ムライト粉末の焼結或はアルミニウム酸化
物とシリコン酸化物との反応性焼結のようなムライト系
複合材料の従来製造法には、１６５０℃以上の処理温度
が必要とされ、体積で２０％以上の高い体積減少が伴
う。これは、製造中に材料そのものに損傷を与える結果
となる。加えて、これらの処理温度は、今日までに商業
上得られる全ての強化繊維の熱安定限度を かに超えて
いる。
物とシリコン酸化物との反応性焼結のようなムライト系
複合材料の従来製造法には、１６５０℃以上の処理温度
が必要とされ、体積で２０％以上の高い体積減少が伴
う。これは、製造中に材料そのものに損傷を与える結果
となる。加えて、これらの処理温度は、今日までに商業
上得られる全ての強化繊維の熱安定限度を かに超えて
いる。
【０００５】長繊維強化セラミック複合材料の製造の別
の可能性は、ホットプレス成形法である。ムライトマト
リックス複合材料はすでにこの方法で製造されており、
最終製品は、例えばプレートのような単純な形状に限ら
れている。
の可能性は、ホットプレス成形法である。ムライトマト
リックス複合材料はすでにこの方法で製造されており、
最終製品は、例えばプレートのような単純な形状に限ら
れている。
【０００６】何年もの間、ドイツとスウェーデンで最適
なＲＢＭ（reaction bonded mullite ）製造方法の開発
をめざした研究がなされてきた。
なＲＢＭ（reaction bonded mullite ）製造方法の開発
をめざした研究がなされてきた。
【０００７】Brandt, J. & Lundberg, R.:Processing o
f Mullite-based Long-fibre Composites via Slurry R
outes and by Oxidation of an Al-Si Alloy Powder,
J. Eur. Cer. Soc.16, 261-267 (1996)では、アルミニ
ウム−シリコン合金（Ａｌ：Ｓｉ＝７５：２５）が使わ
れ、ムライトと、Ａｌ：Ｓｉ合金の酸化を促進するため
の添加物としてのＭｇＯ粉末とを焼結した。粉末は均質
化され、スリップ状で繊維に含浸させた。処理温度は１
４３０℃から１６００℃の間で変化し、１４３０℃での
ムライト化は非常に低いままであった。
f Mullite-based Long-fibre Composites via Slurry R
outes and by Oxidation of an Al-Si Alloy Powder,
J. Eur. Cer. Soc.16, 261-267 (1996)では、アルミニ
ウム−シリコン合金（Ａｌ：Ｓｉ＝７５：２５）が使わ
れ、ムライトと、Ａｌ：Ｓｉ合金の酸化を促進するため
の添加物としてのＭｇＯ粉末とを焼結した。粉末は均質
化され、スリップ状で繊維に含浸させた。処理温度は１
４３０℃から１６００℃の間で変化し、１４３０℃での
ムライト化は非常に低いままであった。
【０００８】Claussen, N.：「反応結合性ムライト複合
セラミックス成形体とその製造と使用」 (ヨーロッパ特
許 0 531 378 B1)と、Holz, D., Pagel,S., Bowen, C.,
Wu,S. & Claussen, N.: 「低収縮性反応結合型ムライ
ト複合材料の製造」 J. Eur.Cer. Soc. 16, 255-260 (1
996) 及び Wu, S. & Claussen, N.: 「ムライト−シリ
コンカーバイド複合材料の反応結合性と機械的性質」J.
Am. Ceram. Soc. 77[11], 2898-904 (1994)では、アル
ミニウム金属、シリコンカーバイド（SiC)及びコランダ
ム（α−Al2O3)を使った反応結合ムライトセラミックス
の製造法が述べられている。
セラミックス成形体とその製造と使用」 (ヨーロッパ特
許 0 531 378 B1)と、Holz, D., Pagel,S., Bowen, C.,
Wu,S. & Claussen, N.: 「低収縮性反応結合型ムライ
ト複合材料の製造」 J. Eur.Cer. Soc. 16, 255-260 (1
996) 及び Wu, S. & Claussen, N.: 「ムライト−シリ
コンカーバイド複合材料の反応結合性と機械的性質」J.
Am. Ceram. Soc. 77[11], 2898-904 (1994)では、アル
ミニウム金属、シリコンカーバイド（SiC)及びコランダ
ム（α−Al2O3)を使った反応結合ムライトセラミックス
の製造法が述べられている。
【０００９】この方法において、かなりの割合の擦り落
ちたジルコニアが、アトリター(attritor)中で均質化す
るために、それらの粉末中に混入した。粉末組成物は噴
射乾燥してペレット状にされ最終温度が１５５０℃にな
るまで焼鈍された。
ちたジルコニアが、アトリター(attritor)中で均質化す
るために、それらの粉末中に混入した。粉末組成物は噴
射乾燥してペレット状にされ最終温度が１５５０℃にな
るまで焼鈍された。
【００１０】前述の両方の研究開発では、完全なムライ
ト化と相対的に高密度化を達成するために、非常に高い
処理温度（＞１５００℃）を採っている。しかしなが
ら、この温度範囲では、強化繊維の十分な繊維の安定性
はもはや確保できない。乾式プレス法では、非常に低い
繊維含有量（１０％）のものだけができる。しかし、マ
トリックス中の高い繊維含有量（＞３０％）と均質な繊
維分布は、湿式法（スリップ鋳造或はスリップ含浸）に
よって最良の状態で達成できる。
ト化と相対的に高密度化を達成するために、非常に高い
処理温度（＞１５００℃）を採っている。しかしなが
ら、この温度範囲では、強化繊維の十分な繊維の安定性
はもはや確保できない。乾式プレス法では、非常に低い
繊維含有量（１０％）のものだけができる。しかし、マ
トリックス中の高い繊維含有量（＞３０％）と均質な繊
維分布は、湿式法（スリップ鋳造或はスリップ含浸）に
よって最良の状態で達成できる。
【００１１】BrandtとLundberg（前述）は、少量のＭｇ
Ｏがムライト化を促進することを報告している。しかし
ながら、１４００℃から１５００℃の範囲の温度では、
ＭｇＯは遊離する。これは、この方法で製造されるムラ
イトセラミックスが、粒界にＭｇＯを含むことを意味す
る。マトリックス中の遊離アルカリやアルカリ土類の存
在は、低融点化合物やガラス相の形成のため避けなけれ
ばならない。さもなければ、セラミックスの高温耐クリ
ープ性に悪影響するであろう。
Ｏがムライト化を促進することを報告している。しかし
ながら、１４００℃から１５００℃の範囲の温度では、
ＭｇＯは遊離する。これは、この方法で製造されるムラ
イトセラミックスが、粒界にＭｇＯを含むことを意味す
る。マトリックス中の遊離アルカリやアルカリ土類の存
在は、低融点化合物やガラス相の形成のため避けなけれ
ばならない。さもなければ、セラミックスの高温耐クリ
ープ性に悪影響するであろう。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】粉末としてのアルミニ
ウム金属やアルミニウム含有合金の使用は、いくつかの
欠点を持つ。 （ａ）延性という性質のために、比較的粗いアルミニウ
ム粉末を、要求される粒サイズ（０．５μｍ）に粉砕す
るのは難しいことである。ボールミル中での粉砕は、殆
どの場合、平らな、或は平らなケーキ状の粒を製造す
る。比較的大きな粒のため、拡散路は大きくされ、即
ち、グリーン体における化学的不均一性をもたらす結果
となる。
ウム金属やアルミニウム含有合金の使用は、いくつかの
欠点を持つ。 （ａ）延性という性質のために、比較的粗いアルミニウ
ム粉末を、要求される粒サイズ（０．５μｍ）に粉砕す
るのは難しいことである。ボールミル中での粉砕は、殆
どの場合、平らな、或は平らなケーキ状の粒を製造す
る。比較的大きな粒のため、拡散路は大きくされ、即
ち、グリーン体における化学的不均一性をもたらす結果
となる。
【００１３】（ｂ）アルミニウム金属粒子上に常に存在
する表面酸化層は、さらなる完全に酸化してアルミニウ
ム酸化物になるのを遅らせる。比較的低い融点のアルミ
ニウム（６６０℃）との組合せにおける酸化による発熱
特性は、部分的な過熱の危険性とアルミニウム粒内部の
溶融物の形成をもたらす。そのような溶融物は移動し
て、次の反応で閉じることが難しい気孔を残す。そのよ
うな気孔は、セラミックスの機械的性質の実質的低下を
もたらす。
する表面酸化層は、さらなる完全に酸化してアルミニウ
ム酸化物になるのを遅らせる。比較的低い融点のアルミ
ニウム（６６０℃）との組合せにおける酸化による発熱
特性は、部分的な過熱の危険性とアルミニウム粒内部の
溶融物の形成をもたらす。そのような溶融物は移動し
て、次の反応で閉じることが難しい気孔を残す。そのよ
うな気孔は、セラミックスの機械的性質の実質的低下を
もたらす。
【００１４】（ｃ）アルミニウムのアルミニウム酸化物
への酸化は、ＳｉＣ（体積で１２０％）の酸化やシリコ
ン金属（体積で１２７％）のＳｉＯ2 への酸化と比較す
ると、相対的に少量の、体積で２８．８％の体積増加を
生じる。アルミニウムの使用に対するさらなる異論は、
セラミックスの酸化（即ち体積膨張）と焼結収縮とが異
なる温度範囲で進み、処理中に大きな体積変化が起きる
こととなる。
への酸化は、ＳｉＣ（体積で１２０％）の酸化やシリコ
ン金属（体積で１２７％）のＳｉＯ2 への酸化と比較す
ると、相対的に少量の、体積で２８．８％の体積増加を
生じる。アルミニウムの使用に対するさらなる異論は、
セラミックスの酸化（即ち体積膨張）と焼結収縮とが異
なる温度範囲で進み、処理中に大きな体積変化が起きる
こととなる。
【００１５】（ｄ）酸化によって形成された結晶アルミ
ニウム酸化物相は、焼結能力が低く、これは１５００℃
より低い温度での焼成した後の成形品の高い体積膨張と
低い最終密度の反映である。
ニウム酸化物相は、焼結能力が低く、これは１５００℃
より低い温度での焼成した後の成形品の高い体積膨張と
低い最終密度の反映である。
【００１６】（ｅ）希望する粉末度のアルミニウム粉末
は、可燃性であり、幾分、厄介な安全手段を必要とする
爆発性でさえある。この問題を解決するために、例え
ば、アセトン中でアトリター粉砕すること、及びその後
噴霧乾燥することを組み合わせることもできる。しかし
ながら、両方法とも、非常に時間がかかり、コストも高
く、加えて、安全性の問題が残っている。
は、可燃性であり、幾分、厄介な安全手段を必要とする
爆発性でさえある。この問題を解決するために、例え
ば、アセトン中でアトリター粉砕すること、及びその後
噴霧乾燥することを組み合わせることもできる。しかし
ながら、両方法とも、非常に時間がかかり、コストも高
く、加えて、安全性の問題が残っている。
【００１７】より高温（＞１０００℃）での相対的な高
い体積増加は、シリコン源としてのＳｉＣの使用によっ
て成すことができる。しかしながら、ＳｉＣの酸化で発
生した二酸化炭素（ＣＯ2 ）は、反応境界から除去しな
ければならない。このガスの逆流は必然的に反応境界へ
の酸素の輸送を減少させ、依って、とくに低い処理温度
での反応性を減らす。
い体積増加は、シリコン源としてのＳｉＣの使用によっ
て成すことができる。しかしながら、ＳｉＣの酸化で発
生した二酸化炭素（ＣＯ2 ）は、反応境界から除去しな
ければならない。このガスの逆流は必然的に反応境界へ
の酸素の輸送を減少させ、依って、とくに低い処理温度
での反応性を減らす。
【００１８】
【課題を解決するための手段】しかしながら、成形品の
いわば体積一定（最終形状に近い）製造法が、材料に、
例えば、マトリックスに混合された繊維に損傷を与える
のを避けるために望ましい。また、セラミック体の時間
のかかる後処理を基本的に不要にすることができる。加
えて、非常に複雑な形状を簡単に実現することができ
る。これは、焼結中のグリーン体の縮小及びその後のム
ライト化を完全に（或は殆どの部分で）補償する反応結
合法によって可能である。
いわば体積一定（最終形状に近い）製造法が、材料に、
例えば、マトリックスに混合された繊維に損傷を与える
のを避けるために望ましい。また、セラミック体の時間
のかかる後処理を基本的に不要にすることができる。加
えて、非常に複雑な形状を簡単に実現することができ
る。これは、焼結中のグリーン体の縮小及びその後のム
ライト化を完全に（或は殆どの部分で）補償する反応結
合法によって可能である。
【００１９】これは、出発材料の適切な組合せによって
成すことができる。；特に、体積収縮は、金属粉末の酸
化とそれに関連した酸素の吸収による体積膨張で補うこ
とができる。最大処理温度の限界は、商業上利用可能な
セラミック繊維が使用することのできる最大温度によっ
て規定される。これらの繊維の機械的特性の低下を低く
抑えるために、処理温度を最小にすることが求められ
る。
成すことができる。；特に、体積収縮は、金属粉末の酸
化とそれに関連した酸素の吸収による体積膨張で補うこ
とができる。最大処理温度の限界は、商業上利用可能な
セラミック繊維が使用することのできる最大温度によっ
て規定される。これらの繊維の機械的特性の低下を低く
抑えるために、処理温度を最小にすることが求められ
る。
【００２０】有益な機械的特性、特に高い破壊強さは、
低多孔性と狭い粒径分布を伴う均質化されたミクロ組織
によって達成することができる。
低多孔性と狭い粒径分布を伴う均質化されたミクロ組織
によって達成することができる。
【００２１】先行技術で提示された困難さを解決するた
めに、シリコン源としてのシリコン粉末及びアルミニウ
ム源としてのコランダム（α−Al2O3 ）セラミック粉末
の使用が本発明にとって好ましい。反応性の増加と緻密
化のために、第IIIa族（Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ）元素及び希土
類元素（Ｃｅ ．．． Ｌｕ）が添加され、１４００℃
より低い範囲の温度における処理の後、結晶相ソートベ
イタイト或は類似の珪酸塩構造物( 一般には Me2Si2O7)
を形成するか又は、Ｃｅの場合には、セリアナイト、Ｃ
ｅＯ2 としてセラミック中に存在する。ムライト化を促
進するために、種々の粒サイズ（好ましくは約０．１μ
ｍ）の高活性ムライト体粉末が、均質結晶成長核として
随意混合される。
めに、シリコン源としてのシリコン粉末及びアルミニウ
ム源としてのコランダム（α−Al2O3 ）セラミック粉末
の使用が本発明にとって好ましい。反応性の増加と緻密
化のために、第IIIa族（Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ）元素及び希土
類元素（Ｃｅ ．．． Ｌｕ）が添加され、１４００℃
より低い範囲の温度における処理の後、結晶相ソートベ
イタイト或は類似の珪酸塩構造物( 一般には Me2Si2O7)
を形成するか又は、Ｃｅの場合には、セリアナイト、Ｃ
ｅＯ2 としてセラミック中に存在する。ムライト化を促
進するために、種々の粒サイズ（好ましくは約０．１μ
ｍ）の高活性ムライト体粉末が、均質結晶成長核として
随意混合される。
【００２２】
【発明の実施の形態】よって、本発明の第一実施態様
は、酸素含有雰囲気中、アルミニウム含有材料とシリコ
ン含有材料と希土類金属含有材料との微細分散混合物の
加熱処理によって得られる、反応結合ムライト含有セラ
ミック成形品にある。
は、酸素含有雰囲気中、アルミニウム含有材料とシリコ
ン含有材料と希土類金属含有材料との微細分散混合物の
加熱処理によって得られる、反応結合ムライト含有セラ
ミック成形品にある。
【００２３】特に、本発明による好ましいものは、強化
繊維及び／又は、付加的に機能的成分を体積で５〜５０
％の量を含むセラミック成形品を得ることである。特に
この環境において好ましいものは、長繊維強化セラミッ
ク成形品、即ち繊維が材料全体にとぎれることなく存在
するものである。同様に、セラミック成形品に織布を混
ぜることもまた可能である。好ましくは、非収縮性の強
化物であり及び／又は機能成分が５μｍと５００μｍと
の間の寸法を持つものである。これらの添加成分は、好
ましくは耐火性酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物及び
／又はホウ化物からなる。
繊維及び／又は、付加的に機能的成分を体積で５〜５０
％の量を含むセラミック成形品を得ることである。特に
この環境において好ましいものは、長繊維強化セラミッ
ク成形品、即ち繊維が材料全体にとぎれることなく存在
するものである。同様に、セラミック成形品に織布を混
ぜることもまた可能である。好ましくは、非収縮性の強
化物であり及び／又は機能成分が５μｍと５００μｍと
の間の寸法を持つものである。これらの添加成分は、好
ましくは耐火性酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物及び
／又はホウ化物からなる。
【００２４】本発明から得られるムライト含有量は好ま
しくは重量で５０％から９９．９％、特に好ましくは重
量で８０％から９５％である。
しくは重量で５０％から９９．９％、特に好ましくは重
量で８０％から９５％である。
【００２５】本発明の本質的特性は、第IIIa族の元素或
はランタノイドの存在である。本発明により希土類金属
として選択されるのが特に好ましいのはイットリウム及
び／又はセリウムからである。希土類金属は、ジルコニ
ア／希土類金属酸化物の混晶、特にイットリウム含有ジ
ルコニアの組成物としても存在していてもよい。
はランタノイドの存在である。本発明により希土類金属
として選択されるのが特に好ましいのはイットリウム及
び／又はセリウムからである。希土類金属は、ジルコニ
ア／希土類金属酸化物の混晶、特にイットリウム含有ジ
ルコニアの組成物としても存在していてもよい。
【００２６】本発明により特に好ましいのは、セラミッ
ク成形品が、重量で０．１〜１０％、特に重量で１〜５
％の希土類金属を含むことである。
ク成形品が、重量で０．１〜１０％、特に重量で１〜５
％の希土類金属を含むことである。
【００２７】本発明の別の態様は、アルミニウム含有材
料とシリコン含有材料と希土類金属含有材料との微細分
散混合物が、酸素含有雰囲気中での加熱処理を受けるこ
とを特徴とする前述のセラミック成形品の製造方法であ
る。
料とシリコン含有材料と希土類金属含有材料との微細分
散混合物が、酸素含有雰囲気中での加熱処理を受けるこ
とを特徴とする前述のセラミック成形品の製造方法であ
る。
【００２８】本発明によると、そのような加熱処理は１
２００から１５００℃の範囲で、特に１３００から１４
５０℃の範囲の温度で好ましく行われる。グリーン体を
より高い温度に加熱することは要求されも望まれもして
いないので、セラミック成形品に混合された強化及び／
又は機能性要素はその様な加熱処理によく耐える。
２００から１５００℃の範囲で、特に１３００から１４
５０℃の範囲の温度で好ましく行われる。グリーン体を
より高い温度に加熱することは要求されも望まれもして
いないので、セラミック成形品に混合された強化及び／
又は機能性要素はその様な加熱処理によく耐える。
【００２９】アルミニウム含有材料は、アルミニウムの
水酸化物、硫酸塩、硝酸塩、窒化物及び／又は酸化物か
ら好ましく選択される。随意に、アルミニウム含有材料
は重量で１０％まで、アルミニウム粉末の形で用いるこ
とができる。このアルミニウム粉末の少ない量では、爆
発性でも可燃性でもない。
水酸化物、硫酸塩、硝酸塩、窒化物及び／又は酸化物か
ら好ましく選択される。随意に、アルミニウム含有材料
は重量で１０％まで、アルミニウム粉末の形で用いるこ
とができる。このアルミニウム粉末の少ない量では、爆
発性でも可燃性でもない。
【００３０】シリコン含有材料は特に、シリコン金属、
炭化ケイ素、シリコン酸化物、窒化ケイ素及びジルコニ
ウム珪酸塩から選択され、そのうち好ましいのはシリコ
ン金属である。
炭化ケイ素、シリコン酸化物、窒化ケイ素及びジルコニ
ウム珪酸塩から選択され、そのうち好ましいのはシリコ
ン金属である。
【００３１】本発明によると、ムライト前駆体粉末を、
随意に、重量で０％から５０％、特に重量で５％から１
５％の反応混合物に添加することができる。
随意に、重量で０％から５０％、特に重量で５％から１
５％の反応混合物に添加することができる。
【００３２】本発明により提供される反応結合ムライト
含有セラミック成形品は、種々の用途に用いられる。よ
って、本発明のさらなる実施態様は、機械、装置及びエ
ンジンの構造における耐磨耗性及び／又は高温耐熱性部
品として、切削工具として、ベアリング要素及び／又は
密封要素として、電子装置の機能素子として及び自動車
及び定置タービンの燃焼室において前述の反応結合ムラ
イト含有セラミック成形品を使用することからなる。
含有セラミック成形品は、種々の用途に用いられる。よ
って、本発明のさらなる実施態様は、機械、装置及びエ
ンジンの構造における耐磨耗性及び／又は高温耐熱性部
品として、切削工具として、ベアリング要素及び／又は
密封要素として、電子装置の機能素子として及び自動車
及び定置タービンの燃焼室において前述の反応結合ムラ
イト含有セラミック成形品を使用することからなる。
【００３３】この新規な発明の利点を詳しく述べる。 （ａ）アルミニウム及びシリコン含有材料の例としての
コランダム及びシリコン金属粉末は困難なく商業上得る
ことができる。それらの脆性及び不動態のため、速く粒
状になり、危険な溶媒を使用せずに遊星ボールミル中で
必要な粉末度に均質化することができる。
コランダム及びシリコン金属粉末は困難なく商業上得る
ことができる。それらの脆性及び不動態のため、速く粒
状になり、危険な溶媒を使用せずに遊星ボールミル中で
必要な粉末度に均質化することができる。
【００３４】（ｂ）シリコン金属の酸化は相対的に大き
な体積増加をもたらし、約８００℃からでもかなりの程
度で起きる。ＳｉＣの酸化と比較すると、酸素量の半分
は、反応領域から除去しなければならない他の反応生成
物が形成されることなく、同量のＳｉＯ2 の形成のため
に消費される。最大酸化速度は１０００℃より高い、即
ち、ムライト化が起こることによって体積膨張が生じる
前の焼結による体積の収縮が始まる温度領域で達成され
る。こうして、酸化による体積増加に起因して焼結収縮
の同時に生じる補償が達成されるのである。
な体積増加をもたらし、約８００℃からでもかなりの程
度で起きる。ＳｉＣの酸化と比較すると、酸素量の半分
は、反応領域から除去しなければならない他の反応生成
物が形成されることなく、同量のＳｉＯ2 の形成のため
に消費される。最大酸化速度は１０００℃より高い、即
ち、ムライト化が起こることによって体積膨張が生じる
前の焼結による体積の収縮が始まる温度領域で達成され
る。こうして、酸化による体積増加に起因して焼結収縮
の同時に生じる補償が達成されるのである。
【００３５】（ｃ）シリコン金属の酸化はアモルファス
ＳｉＯ2 を生成する。このＳｉＯ2は、その粘性流動の
ゆえに、高焼結能力を示す。より低い温度（＜１４００
℃）でのグリーン体の高緻密化が、それによってなされ
る。これは、完全なムライト化のために要求される拡散
を非常に容易にする。
ＳｉＯ2 を生成する。このＳｉＯ2は、その粘性流動の
ゆえに、高焼結能力を示す。より低い温度（＜１４００
℃）でのグリーン体の高緻密化が、それによってなされ
る。これは、完全なムライト化のために要求される拡散
を非常に容易にする。
【００３６】（ｄ）前述の成分の添加は、酸化によって
形成されたアモルファスＳｉＯ2 の粘度を減少させる原
因となり、よって液相焼結によるセラミックスの緻密化
を容易にする。同時に、粘度減少は、アモルファスＳｉ
Ｏ2 層を通ってＳｉ金属への酸素の拡散を容易にし、そ
れによって１４００℃より低い温度で非常に短い反応時
間ですむ。ＣｅＯ2 の場合には、多分、触媒作用による
酸化を考えなければならない。
形成されたアモルファスＳｉＯ2 の粘度を減少させる原
因となり、よって液相焼結によるセラミックスの緻密化
を容易にする。同時に、粘度減少は、アモルファスＳｉ
Ｏ2 層を通ってＳｉ金属への酸素の拡散を容易にし、そ
れによって１４００℃より低い温度で非常に短い反応時
間ですむ。ＣｅＯ2 の場合には、多分、触媒作用による
酸化を考えなければならない。
【００３７】これらの成分はムライト組織中に混合して
おらず、混合してたとしても非常に僅かな程度であるの
で、セラミックス中に単独の結晶珪酸塩相を形成するか
酸化物として存在する。これらの副相は耐酸化性であ
り、高融点（ソートベタイトが１８００℃より上、及び
セリアナイトが２６００℃より上）を持ち、セラミック
スの機械的特性に僅かに影響する。これらの相の最大量
とAl2O3 の残量は使用した前述の成分量とアルミニウム
に対するシリコンの割合によって調節することができ
る。
おらず、混合してたとしても非常に僅かな程度であるの
で、セラミックス中に単独の結晶珪酸塩相を形成するか
酸化物として存在する。これらの副相は耐酸化性であ
り、高融点（ソートベタイトが１８００℃より上、及び
セリアナイトが２６００℃より上）を持ち、セラミック
スの機械的特性に僅かに影響する。これらの相の最大量
とAl2O3 の残量は使用した前述の成分量とアルミニウム
に対するシリコンの割合によって調節することができ
る。
【００３８】（ｅ）ムライト前駆体の仮焼温度は、グリ
ーン体の密度とセラミックスのミクロ組織に影響を及ぼ
す。ムライト結晶は、製造系中で結晶化核として提供さ
れるので、そのサイズ及び数は、核の密度及び結晶粒径
分布及びセラミックスの多孔性に影響する。
ーン体の密度とセラミックスのミクロ組織に影響を及ぼ
す。ムライト結晶は、製造系中で結晶化核として提供さ
れるので、そのサイズ及び数は、核の密度及び結晶粒径
分布及びセラミックスの多孔性に影響する。
【００３９】（ｆ）実験は、調節した化学量論を維持し
ている時の石英の重量で数パーセント（＜３％）の添加
が、マトリックスのミクロ組織に肯定的な影響を与える
ことを示している。
ている時の石英の重量で数パーセント（＜３％）の添加
が、マトリックスのミクロ組織に肯定的な影響を与える
ことを示している。
【００４０】
（実施例１）３．６m2/gの比表面積を持つ市販のシリコ
ン金属粉末（H.C. Starck GmbH、 Goslar) を、低摩滅Si
3N4 ミリングボールと粉砕媒体として１−プロパノール
(Merck AG 、 Darmstadt)とを使って４８時間の間、遊星
ボールミル(Retzsch company、 Haan) で予備粉砕した。
粉末は、次いで真空ロータリーエバポレーターで乾燥さ
れ、１２５μｍ篩を通した。ミリングボールから擦り落
ちた材料は、重量で０．１％より低いように重量測定に
よって決定され、ミリングボール材料の選択とポリアミ
ドミリングカップの使用によって、成分が汚染されるの
を根本的に最小にした。粉砕処理後、比表面積は約９m2
/gと測定した。
ン金属粉末（H.C. Starck GmbH、 Goslar) を、低摩滅Si
3N4 ミリングボールと粉砕媒体として１−プロパノール
(Merck AG 、 Darmstadt)とを使って４８時間の間、遊星
ボールミル(Retzsch company、 Haan) で予備粉砕した。
粉末は、次いで真空ロータリーエバポレーターで乾燥さ
れ、１２５μｍ篩を通した。ミリングボールから擦り落
ちた材料は、重量で０．１％より低いように重量測定に
よって決定され、ミリングボール材料の選択とポリアミ
ドミリングカップの使用によって、成分が汚染されるの
を根本的に最小にした。粉砕処理後、比表面積は約９m2
/gと測定した。
【００４１】石英粉末(Novacite 登録商標 L337、 Chem
ag AG 、 Frankfurt)がシリコン粉砕と似た方法で粉砕さ
れた。粉砕後の比表面積は約６m2/gであった。
ag AG 、 Frankfurt)がシリコン粉砕と似た方法で粉砕さ
れた。粉砕後の比表面積は約６m2/gであった。
【００４２】提供されたムライト前駆体粉末(Siral登録
商標 II 、 Condea Chemie 、 Hamburg)は、アモルファス
ＳｉＯ2 とAl2O3 からなり、１２００℃で５時間、仮焼
した。提供時に測った100 m2/g以上の比表面積は、これ
によって約50m2/gに減少した。この仮焼粉末の部分は次
いで更に２時間、１３５０℃で焼成し、比表面積を約２
５m2/gにまで減らした。粉末Ｘ線回析分析から、これら
の粉末中でムライト結晶の形成が非常に進んだことが判
った。
商標 II 、 Condea Chemie 、 Hamburg)は、アモルファス
ＳｉＯ2 とAl2O3 からなり、１２００℃で５時間、仮焼
した。提供時に測った100 m2/g以上の比表面積は、これ
によって約50m2/gに減少した。この仮焼粉末の部分は次
いで更に２時間、１３５０℃で焼成し、比表面積を約２
５m2/gにまで減らした。粉末Ｘ線回析分析から、これら
の粉末中でムライト結晶の形成が非常に進んだことが判
った。
【００４３】さらに、比表面積が約９m2/gのコランダム
粉末(Martoxid 登録商標 CS400/M、Martinswerk 、 Bergh
eim) 、比表面積が１６m2/gのY2O3粉末(99.9%純度、H.
C.Starck GmbH 、 Goslar) 及びＣｅＯ2(Auer-Remy GmbH
、 Hamburg) が出発物質として供された。
粉末(Martoxid 登録商標 CS400/M、Martinswerk 、 Bergh
eim) 、比表面積が１６m2/gのY2O3粉末(99.9%純度、H.
C.Starck GmbH 、 Goslar) 及びＣｅＯ2(Auer-Remy GmbH
、 Hamburg) が出発物質として供された。
【００４４】シリコン１３．４７ｇ、コランダム７５．
８３ｇ、１３５０℃で仮焼した前駆体からのムライト
４．７５ｇ、石英０．９５ｇ及び酸化イットリウム５ｇ
が、２００ｇの窒化ケイ素ミリングボールと３００ｇの
１−プロパノールと共にポリアミドカップで１時間の
間、遊星ボールミルで均質化された。粉末混合物は、９
０℃、３００〜２０ｍｂａｒで真空ロータリーエバポレ
ーターにより乾燥した。粉末混合物は２５０μｍスクリ
ーンを通し、偏心タンブリングミキサー(System Schat
z、 W.A. Bachofen 、 Switzerland)における処理によっ
て粉末を顆粒にした。
８３ｇ、１３５０℃で仮焼した前駆体からのムライト
４．７５ｇ、石英０．９５ｇ及び酸化イットリウム５ｇ
が、２００ｇの窒化ケイ素ミリングボールと３００ｇの
１−プロパノールと共にポリアミドカップで１時間の
間、遊星ボールミルで均質化された。粉末混合物は、９
０℃、３００〜２０ｍｂａｒで真空ロータリーエバポレ
ーターにより乾燥した。粉末混合物は２５０μｍスクリ
ーンを通し、偏心タンブリングミキサー(System Schat
z、 W.A. Bachofen 、 Switzerland)における処理によっ
て粉末を顆粒にした。
【００４５】粉末の約２．５ｇずつが、５５ＭＰａの一
軸方向性圧力で、約５５×５×４ｍｍのロッドに圧縮さ
れた。これらのロッドは次いで真空下でラテックスコー
トでカプセルにされ、２００ＭＰａの静水圧で冷間圧縮
された。この粉末混合物の押圧により得られたロッド
は、３℃／分の加熱速度で大気中で箱型炉において１３
５０℃まで加熱され、そのまま２４時間維持された。サ
ンプル（ロッド）の密度はアルキメデス法で測ると２．
４４g/cm3 であり、理論的密度の約７５％にあたる。
軸方向性圧力で、約５５×５×４ｍｍのロッドに圧縮さ
れた。これらのロッドは次いで真空下でラテックスコー
トでカプセルにされ、２００ＭＰａの静水圧で冷間圧縮
された。この粉末混合物の押圧により得られたロッド
は、３℃／分の加熱速度で大気中で箱型炉において１３
５０℃まで加熱され、そのまま２４時間維持された。サ
ンプル（ロッド）の密度はアルキメデス法で測ると２．
４４g/cm3 であり、理論的密度の約７５％にあたる。
【００４６】粉末回析法におけるＸ線分析は、主成分と
してムライトを添加した場合、Ｙ−ソートベイタイト
（keiviite）とコランダムの僅かな量が結晶相（コラン
ダム、重量で約７％；Ｙ−ソートベイタイト、重量で約
７．５％）としてサンプル中に存在することを明らかに
した。基本的な量のアモルファス相の形成は示されなか
った。サンプルの体積変化は測定すると体積で５．５％
の減少であった。
してムライトを添加した場合、Ｙ−ソートベイタイト
（keiviite）とコランダムの僅かな量が結晶相（コラン
ダム、重量で約７％；Ｙ−ソートベイタイト、重量で約
７．５％）としてサンプル中に存在することを明らかに
した。基本的な量のアモルファス相の形成は示されなか
った。サンプルの体積変化は測定すると体積で５．５％
の減少であった。
【００４７】別の押圧ロッドは２℃／分の加熱速度で１
３５０℃まで加熱されそのまま５時間維持された。サン
プルの密度は２．４２g/cm3 であり、理論的密度の約７
４％にあたる。Ｘ線回析は同じ結晶相が前述のように存
在することを明らかにした。サンプルの容量変化は体積
で３．７５％の減少であった。
３５０℃まで加熱されそのまま５時間維持された。サン
プルの密度は２．４２g/cm3 であり、理論的密度の約７
４％にあたる。Ｘ線回析は同じ結晶相が前述のように存
在することを明らかにした。サンプルの容量変化は体積
で３．７５％の減少であった。
【００４８】（実施例２）実施例１と同じ化学組成を持
つ粉末混合物は、１２００℃で仮焼した前駆体からのム
ライトを含み、実施例１と類似して処理が進められ、圧
縮ロッドに成形された。サンプルは２℃／分の加熱速度
で１３５０℃まで加熱され、そのまま５時間維持され
た。サンプルの密度は２．４３g/cm3 であり、理論的密
度の約７５％の緻密度であった。Ｘ線回析は同じ結晶相
が実施例１のように存在することを明らかにした。サン
プルの容量変化は体積で２．０％の減少であった。
つ粉末混合物は、１２００℃で仮焼した前駆体からのム
ライトを含み、実施例１と類似して処理が進められ、圧
縮ロッドに成形された。サンプルは２℃／分の加熱速度
で１３５０℃まで加熱され、そのまま５時間維持され
た。サンプルの密度は２．４３g/cm3 であり、理論的密
度の約７５％の緻密度であった。Ｘ線回析は同じ結晶相
が実施例１のように存在することを明らかにした。サン
プルの容量変化は体積で２．０％の減少であった。
【００４９】（実施例３）シリコン１３．７５ｇ、コラ
ンダム７７．４３ｇ、１３５０℃で仮焼した前駆体から
のムライト４．８５ｇ、石英０．９７ｇ及びイットリウ
ム酸化物３ｇからなる粉末混合物が、実施例１の類似の
方法によって処理され、圧縮ロッドに成形された。サン
プルは３℃／分の加熱速度で１４００℃まで加熱され、
そのまま２４時間維持された。サンプルの密度は２．６
８g/cm3 であり、理論的密度の約８３％の緻密度であっ
た。Ｘ線回析は同じ結晶相が実施例１のように存在する
ことを明らかにし、コランダム部が重量で約４％及びＹ
−ソートベイタイト部が重量で約５％であった。サンプ
ルの体積変化は体積で６．０％の減少であった。
ンダム７７．４３ｇ、１３５０℃で仮焼した前駆体から
のムライト４．８５ｇ、石英０．９７ｇ及びイットリウ
ム酸化物３ｇからなる粉末混合物が、実施例１の類似の
方法によって処理され、圧縮ロッドに成形された。サン
プルは３℃／分の加熱速度で１４００℃まで加熱され、
そのまま２４時間維持された。サンプルの密度は２．６
８g/cm3 であり、理論的密度の約８３％の緻密度であっ
た。Ｘ線回析は同じ結晶相が実施例１のように存在する
ことを明らかにし、コランダム部が重量で約４％及びＹ
−ソートベイタイト部が重量で約５％であった。サンプ
ルの体積変化は体積で６．０％の減少であった。
【００５０】（実施例４）実施例３と同じ化学組成を持
つ粉末混合物６０ｇに、脱イオン水３０ｇ、パルミチン
酸（Loxiol登録商標 EP 278、Henkel KGaA 、 Dusseldor
f）０．３ｇ、モノグリセライド(Arylpon登録商標 90-2
5、 Grunau GmbH 、 Illertissen)０．１ｇ、湿潤剤(Aryl
pon登録商標 V37802、 Grunau GmbH 、 Illertissen) 及
びヒドロキシプロピルセルロース(Klucel 登録商標 J、
Hercules Inc.、 Wilmington 、 USA)０．２ｇを添加し
た。スリップの均質化はSi3N4 ミリングボールを使っ
て、１時間の間、遊星ボールミルで行われた。次いでス
リップ中の気泡は、真空下でマグネットスティーラーに
よって除去され、スリップは石膏基板上でプレート状に
注型された。
つ粉末混合物６０ｇに、脱イオン水３０ｇ、パルミチン
酸（Loxiol登録商標 EP 278、Henkel KGaA 、 Dusseldor
f）０．３ｇ、モノグリセライド(Arylpon登録商標 90-2
5、 Grunau GmbH 、 Illertissen)０．１ｇ、湿潤剤(Aryl
pon登録商標 V37802、 Grunau GmbH 、 Illertissen) 及
びヒドロキシプロピルセルロース(Klucel 登録商標 J、
Hercules Inc.、 Wilmington 、 USA)０．２ｇを添加し
た。スリップの均質化はSi3N4 ミリングボールを使っ
て、１時間の間、遊星ボールミルで行われた。次いでス
リップ中の気泡は、真空下でマグネットスティーラーに
よって除去され、スリップは石膏基板上でプレート状に
注型された。
【００５１】有機添加物は、耐加熱実験用オーブン中
で、０．６℃／分の加熱速度、５５０℃の温度で燃焼除
去した。サンプルは２℃／分の加熱速度で１３５０℃ま
で加熱され、そのまま５時間維持された。サンプルの密
度は２．５g/cm3 であり、理論的密度の約８０％の緻密
度であった。Ｘ線回析は同じ相が実施例３におけるよう
に存在することが明らかにされた。
で、０．６℃／分の加熱速度、５５０℃の温度で燃焼除
去した。サンプルは２℃／分の加熱速度で１３５０℃ま
で加熱され、そのまま５時間維持された。サンプルの密
度は２．５g/cm3 であり、理論的密度の約８０％の緻密
度であった。Ｘ線回析は同じ相が実施例３におけるよう
に存在することが明らかにされた。
【００５２】（実施例５）シリコン１３．１２ｇ、コラ
ンダム７３．８９ｇ、１３５０℃で仮焼した前駆体から
のムライト４．６３ｇ、石英０．９３ｇ及びセリウム酸
化物７．４３ｇからなる粉末混合物が実施例１の類似の
方法によって処理され、圧縮ロッドに成形した。この粉
末混合物からの圧縮ロッドは３℃／分の加熱速度で１３
５０℃まで加熱され、そのまま２４時間維持された。サ
ンプルの密度は２．６７g/cm3 であり、理論的密度の約
８２％の緻密度であった。Ｘ線回析は、ＣｅＯ2 （ceri
anite ）とコランダムがムライトに加えて結晶相として
サンプル中に存在することを明らかにした。
ンダム７３．８９ｇ、１３５０℃で仮焼した前駆体から
のムライト４．６３ｇ、石英０．９３ｇ及びセリウム酸
化物７．４３ｇからなる粉末混合物が実施例１の類似の
方法によって処理され、圧縮ロッドに成形した。この粉
末混合物からの圧縮ロッドは３℃／分の加熱速度で１３
５０℃まで加熱され、そのまま２４時間維持された。サ
ンプルの密度は２．６７g/cm3 であり、理論的密度の約
８２％の緻密度であった。Ｘ線回析は、ＣｅＯ2 （ceri
anite ）とコランダムがムライトに加えて結晶相として
サンプル中に存在することを明らかにした。
【００５３】セリウム−シリコン或はセリウム−アルミ
ニウム混合物又はアモルファス相の形成を示すものは発
見することができなかった。それによって、セリアナイ
ト７．４％とムライト最大９２．６％が結晶相としてサ
ンプル中に存在することになる。サンプルの体積変化
は、体積で８．５％の減少であった。別の圧縮ロッドは
２℃／分の加熱速度で１３５０℃まで加熱され、そのま
ま５時間維持された。サンプルの密度は２．６２g/cm3
であり、理論的密度の約８０％の緻密度であった。Ｘ線
回析は同じ結晶相が存在することを明らかにした。サン
プルの体積変化は体積で５．０％の減少であった。
ニウム混合物又はアモルファス相の形成を示すものは発
見することができなかった。それによって、セリアナイ
ト７．４％とムライト最大９２．６％が結晶相としてサ
ンプル中に存在することになる。サンプルの体積変化
は、体積で８．５％の減少であった。別の圧縮ロッドは
２℃／分の加熱速度で１３５０℃まで加熱され、そのま
ま５時間維持された。サンプルの密度は２．６２g/cm3
であり、理論的密度の約８０％の緻密度であった。Ｘ線
回析は同じ結晶相が存在することを明らかにした。サン
プルの体積変化は体積で５．０％の減少であった。
【００５４】（実施例６）シリコン１３．４７ｇ、コラ
ンダム７５．８３ｇ、１３５０℃で仮焼した前駆体から
のムライト４．７５ｇ、石英０．９５ｇ及びセリウム酸
化物５ｇからなる粉末混合物６０ｇが処理されてスリッ
プにされ、通常の圧縮助剤（有機添加物）と脱イオン水
をつかった実施例４に類似の方法で注型した。有機組成
物を５５０℃で燃焼した後、サンプルは４℃／分の加熱
速度で１３５０℃まで加熱され、そのまま２時間維持さ
れた。サンプルの密度は２．６０g/cm3 であり、理論的
密度の約８０％の緻密度であった。Ｘ線回析は同じ結晶
相が実施例５におけるのと同様に存在することを明らか
にした。
ンダム７５．８３ｇ、１３５０℃で仮焼した前駆体から
のムライト４．７５ｇ、石英０．９５ｇ及びセリウム酸
化物５ｇからなる粉末混合物６０ｇが処理されてスリッ
プにされ、通常の圧縮助剤（有機添加物）と脱イオン水
をつかった実施例４に類似の方法で注型した。有機組成
物を５５０℃で燃焼した後、サンプルは４℃／分の加熱
速度で１３５０℃まで加熱され、そのまま２時間維持さ
れた。サンプルの密度は２．６０g/cm3 であり、理論的
密度の約８０％の緻密度であった。Ｘ線回析は同じ結晶
相が実施例５におけるのと同様に存在することを明らか
にした。
【００５５】（実施例７）ムライトベース酸化物繊維(N
extel 登録商標 720、3M 、 Neuss)の連続繊維束を、実施
例６の類似法でスリップに浸潤した。湿ったままの繊維
束は、繊維束が繊維方向に平行に繊維強化グリーン体を
構成するというような方法で、立方形の石膏ブロックを
包んだ。繊維強化グリーン体は４部分に分けられ、実施
例６に類似の方法で加熱処理された。平らなムライトマ
トリックス／ムライト繊維複合材料は、実施例６におけ
るのと同様な相組成を持つ結果となった。
extel 登録商標 720、3M 、 Neuss)の連続繊維束を、実施
例６の類似法でスリップに浸潤した。湿ったままの繊維
束は、繊維束が繊維方向に平行に繊維強化グリーン体を
構成するというような方法で、立方形の石膏ブロックを
包んだ。繊維強化グリーン体は４部分に分けられ、実施
例６に類似の方法で加熱処理された。平らなムライトマ
トリックス／ムライト繊維複合材料は、実施例６におけ
るのと同様な相組成を持つ結果となった。
【００５６】（実施例８）実施例７と同様に、繊維束は
スリップに浸潤させた。繊維束は実施例７と同様にシリ
ンダー型石膏ブロックを包んだ。石膏型からグリーン体
を取出し、実施例７の類似法で加熱処理をした後、チュ
ーブ状ムライトマトリックス／ムライト繊維組成材料は
実施例６におけるのと同様な相組成を持つ結果となっ
た。
スリップに浸潤させた。繊維束は実施例７と同様にシリ
ンダー型石膏ブロックを包んだ。石膏型からグリーン体
を取出し、実施例７の類似法で加熱処理をした後、チュ
ーブ状ムライトマトリックス／ムライト繊維組成材料は
実施例６におけるのと同様な相組成を持つ結果となっ
た。
【００５７】
【発明の効果】酸素含有雰囲気中、アルミニウム含有材
料とシリコン含有材料と希土類金属含有材料との微細分
散混合物の熱処理によって得られる反応結合ムライト含
有セラミック成形品は、高緻密化が容易に達成できるの
で有益な機械的特性と高破壊強さという性質を示す。
料とシリコン含有材料と希土類金属含有材料との微細分
散混合物の熱処理によって得られる反応結合ムライト含
有セラミック成形品は、高緻密化が容易に達成できるの
で有益な機械的特性と高破壊強さという性質を示す。
【００５８】アルミニウム含有材料とシリコン含有材料
と希土類金属含有材料との微細分散混合物が、酸素含有
雰囲気中熱処理によって得られる反応結合ムライト含有
セラミック成形品の製造方法は、実施することが容易で
あり、製造工程中の反応時間が短くて済み、安全に行う
ことができる。
と希土類金属含有材料との微細分散混合物が、酸素含有
雰囲気中熱処理によって得られる反応結合ムライト含有
セラミック成形品の製造方法は、実施することが容易で
あり、製造工程中の反応時間が短くて済み、安全に行う
ことができる。
【００５９】本発明により提供される反応結合ムライト
含有セラミック成形品は、種々の用途に用いることがで
きる。機械、装置及びエンジンの構造における耐磨耗性
及び／又は高温耐熱性部品として、切削工具として、ベ
アリング要素及び／又は密封要素として、電子装置の機
能素子として及び自動車及び定置タービンの燃焼室にお
いて反応結合ムライト含有セラミック成形品を使用でき
る。
含有セラミック成形品は、種々の用途に用いることがで
きる。機械、装置及びエンジンの構造における耐磨耗性
及び／又は高温耐熱性部品として、切削工具として、ベ
アリング要素及び／又は密封要素として、電子装置の機
能素子として及び自動車及び定置タービンの燃焼室にお
いて反応結合ムライト含有セラミック成形品を使用でき
る。
フロントページの続き (72)発明者 ペーター・メッヒニッヒ ドイツ連邦共和国51149ケルン、オーバー シュトラーセ121番 (72)発明者 ハルトムート・シュナイダー ドイツ連邦共和国53359ラインバッハ、シ ュッツェンシュトラーセ25番
Claims (11)
- 【請求項１】 酸素含有雰囲気中、アルミニウム含有材
料とシリコン含有材料と希土類金属含有材料との微細分
散混合物の熱処理によって得られる反応結合ムライト含
有セラミック成形品。 - 【請求項２】 さらに体積で５〜５０％量の強化繊維及
び／又は機能成分を含む請求項１記載のセラミック成形
品。 - 【請求項３】 ムライト含有量が、重量で５０％〜９
９．９％、特に重量で８０％〜９５％であることを特徴
とする請求項１又は２記載のセラミック成形品。 - 【請求項４】 当該希土類金属が、イットリウム及び／
又はセリウムから選択されることを特徴とする請求項１
から３のいずれかに記載のセラミック成形品。 - 【請求項５】 希土類金属の含有量が、重量で０．１〜
１０％、特に重量で１〜５％であることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載のセラミック成形品。 - 【請求項６】 アルミニウム含有材料とシリコン含有材
料と希土類含有材料との微細分散混合物が、酸素含有雰
囲気中、加熱処理されることを特徴とするセラミック成
形品の製造方法。 - 【請求項７】 当該加熱処理が１２００〜１５００℃の
範囲、特に１３００〜１４５０℃の範囲の温度で行われ
ることを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 当該アルミニウム含有材料として、アル
ミニウムの水酸化物、硫酸塩、硝酸塩、窒化物及び／又
は酸化物が用いられることを特徴とする請求項６又は７
による方法。 - 【請求項９】 当該シリコン含有材料として、シリコン
金属、シリコンカーバイド、シリコン酸化物、シリコン
窒化物及び／又は珪酸ジルコニウムが用いられることを
特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１０】 ムライト前駆体粉末が、反応混合物に
重量で０％から５０％、特に重量で５％から１５％添加
されることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項１１】機械、装置及びエンジンの構造における
耐磨耗性及び／又は高温耐熱性の部品として、切削工具
として、ベアリング及び／又は密封要素として、電子装
置の機能素子として及び自動車及び定置タービンの燃焼
室において使用される請求項１乃至１０のいずれかに記
載の反応結合ムライト含有セラミック成形品。
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