JPH11116349A

JPH11116349A - 繊維強化セラミック成形体及び焼結体

Info

Publication number: JPH11116349A
Application number: JP10194559A
Authority: JP
Inventors: Yuji Miki; 有治三木; Atsushi Koizumi; 淳小泉; Naoki Ito; 直紀伊藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】高強度を有するとともに不良品のリサイクル
が可能な繊維強化セラミック成形体を提供する。【解決手段】本発明の繊維強化セラミック成形体に
は、300〜1000μｍの平均長さ及び2.5〜30μｍの平均直
径を有する合成高分子繊維が、セラミック粉末と焼結助
剤粉末との合計量100重量部当たり0.2〜３重量部の割合
で均一に分散されている。合成高分子繊維はポリエステ
ル、ナイロンなどの合成高分子の繊維であり、親水性処
理されているのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高強度を有するとと
もにリサイクル性に優れた繊維強化セラミック成形体及
びその焼結体に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】セラミ
ック成形体を製造する代表的な方法として、スリップキ
ャスティング法がある。このスリップキャスティング法
は、通常石膏等の吸水性を有する材料からなる成形型を
用い、この成形型のキャビティ内に注入したスリップ
（セラミック粉末の懸濁液）から水分を吸収してスリッ
プを固化することにより行われている。得られた成形体
は焼成して最終セラミック部材となる。この方法は、一
般的に複雑形状の成形体を製造するのに適している。

【０００３】スリップキャスト成形を行う場合、成形体
の乾燥強度を向上させるために、一般的にポリアミド、
カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ポリ
ビニルアルコール等の有機バインダーをスリップに添加
する（例えば特開昭61-6172号参照）。しかし有機バイ
ンダーを添加すると成形体の収縮率が大きくなるため、
離型時及び乾燥時に成形体にクラックが入りやすくな
る。

【０００４】またガラスウィスカー（特表平5-505588号
参照）や、酸化アルミニウム及び窒化珪素等の無機繊維
（特開平7-267737号参照）や、微細セルロース繊維（特
開平7-33534号参照）をスリップに添加することも行わ
れている。しかし無機繊維は焼成後も残留し、焼結体の
特性に影響を及ぼすので、添加できる無機繊維の種類や
添加量は制限される。また無機繊維を配合するためには
その径及び長さを揃える粉砕・分級等の前処理が必要で
ある。さらに無機繊維による粉塵の発生の問題があるの
みならず、成形不良品から無機繊維を除去できないので
原料のリサイクル性が低いという問題もある。また、微
細セルロース繊維には、繊維径が小さすぎて十分な補強
効果が得られないという問題がある。

【０００５】従って本発明の目的は、高強度を有すると
ともに不良品のリサイクルが可能な繊維強化セラミック
成形体、及びそれからなる焼結体を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者等は、セラミック粉末に合成高分子繊
維を配合することにより、セラミック成形体の強度が向
上するだけでなく、不良品のリサイクルも可能であるこ
とを発見し、本発明を完成した。

【０００７】すなわち本発明の繊維強化セラミック成形
体は、合成高分子繊維が均一に分散されていることを特
徴とする。

【０００８】また本発明のセラミック焼結体は、上記繊
維強化セラミック成形体を焼成してなることを特徴とす
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 [1] セラミック組成物本発明の繊維強化セラミック成形体を製造するのに使用
するセラミック組成物は、セラミック粉末に合成高分子
繊維を配合したものである。焼結性を向上するために焼
結助剤を添加するのが好ましく、またスリップキャステ
ィング法を利用する場合にはさらに分散剤を配合する。
以下セラミック粉末として窒化珪素粉末を使用する場合
について、詳細に説明する。

【００１０】(a) 窒化珪素粉末窒化珪素粉末としてはα型及びβ型のいずれも使用する
ことができる。またその製造法としては、Siの直接窒化
法、シリカの還元・窒化法、シリコンジイミドの熱分解
法、SiH₄＋NH₃＋Ｎ₂の気相反応法等がある。窒化珪素粉
末は平均粒径が0.01〜３μｍのものが好ましく、より好
ましくは0.1〜1.3μｍである。また、比表面積は９〜13
m²/gであるのが好ましい。

【００１１】(b) 焼結助剤粉末窒化珪素粉末に添加する焼結助剤粉末としては、Al
₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、HfO₂、AlN、MgO及び周期律表のIIIa
族元素の化合物等が挙げられる。焼結助剤粉末の平均粒
径は0.1〜８μｍが好ましく、0.3〜５μｍがより好まし
い。また、比表面積は１〜15 m²/gであるのが好まし
い。

【００１２】焼結助剤粉末の配合量は、窒化珪素粉末と
焼結助剤粉末との総量を100重量部として、0.5〜15重量
部とするのが好ましく、１〜５重量部とするのがより好
ましい。焼結助剤粉末の配合量が0.5重量部未満である
と、焼結体の緻密化が十分に進行せず、また15重量部を
超えると焼結体の高温強度が不十分となる。

【００１３】(c) 合成高分子繊維合成高分子繊維としてはナイロン、ポリエステル等の合
成高分子の繊維が挙げられる。本発明において用いる合
成高分子繊維は特定の種類のナイロン（ポリアミド）及
びポリエステルに限定されず、例えば、ナイロン６、ナ
イロン66、その他のナイロン、ポリエチレンテレフタレ
ート（PET）及びその他のポリエステルが使用できる。

【００１４】合成高分子繊維の平均直径は2.5〜30μｍ
が好ましく、2.5〜20μｍがより好ましい。平均直径が
2.5μｍ未満であると、スラリーの粘度が高くなり、成
形が困難になる。一方、平均直径が30μｍを超えると、
焼結体の強度が低下するだけでなく、欠陥が生じるおそ
れもある。

【００１５】合成高分子繊維の平均長さは300〜1000μ
ｍが好ましく、300〜700μｍがより好ましい。平均長さ
が300μｍ未満であると、合成高分子繊維の添加による
成形体の補強効果が十分に得られない。一方、平均長さ
が1000μｍを超えると、スラリーの粘度が急激に上昇
し、成形が困難になる。

【００１６】合成高分子繊維の添加量は、窒化珪素粉末
と焼結助剤粉末との総量を100重量部として、0.2〜３重
量部とするのが好ましく、0.2〜１重量部がより好まし
い。添加量が0.2重量部未満であると、有機合成高分子
繊維の添加による成形体の補強効果が十分に得られず、
一方、３重量部を超えると合成高分子繊維の分散性が低
下し、焼結体の強度が低下するだけでなく、欠陥が生じ
るおそれもある。

【００１７】合成高分子繊維はそのまま使用することが
できるが、表面の親水性を向上させて合成高分子繊維の
分散をよくするために、プラズマ処理等の表面処理をす
るのが好ましい。

【００１８】(d) 分散剤スリップキャスティングの場合にセラミック粉末及び合
成高分子繊維を均一に分散させるために、分散剤を添加
するのが好ましい。分散剤の添加量は、窒化珪素粉末と
焼結助剤粉末との総量を100 重量部として、0.05〜0.5
重量部とするのが好ましく、0.1 〜0.3 重量部とするの
がより好ましい。分散剤が0.05重量部未満であるとセラ
ミック粉末の分散が不十分であり、また0.5 重量部を超
えるとスラリーの粘度が高くなりすぎる。

【００１９】(e) 水性分散媒窒化珪素粉末と焼結助剤粉末との総量を100重量部とし
て、水などの水性分散媒の配合量を35〜50重量部とする
のが好ましく、40〜43重量部とするのがより好ましい。
35重量部未満であると流動性が不十分であり、また50重
量部を超えるとスラリーの粘度が低すぎ、また成形体の
乾燥も困難になる。

【００２０】[2] 成形体の製造方法スリップキャスティング法を例にとって説明すると、ま
ず窒化珪素粉末、焼結助剤粉末、及び分散剤をボールミ
ル等を用いて水性分散媒に15〜30℃で均一に分散させ、
スラリーとする。そののち合成高分子繊維をスラリーに
加え、均一に分散するまで15〜30℃で混合する。このと
き混合時間は２時間以上が好ましい。混合時間が２時間
未満であると、合成高分子繊維の分散が十分ではない。
混合時間は10〜16時間が分散、効率の両面で有効であ
り、より好ましい。このようにして得られた合成高分子
繊維を添加したスラリーの粘度は、25℃で0.01〜0.2 Pa
・sであるのが好ましい。

【００２１】スラリーを石膏のように吸水性及び透水性
を有する材質からなる成形型に鋳込み、成形型内に15〜
30℃で１〜４時間保持して脱水する。セラミックスの着
肉が完了したら脱型し、成形体を120〜150℃で10〜30時
間十分に乾燥する。成形体は合成高分子繊維により補強
されているため、脱水・乾燥中に破損や亀裂が発生する
おそれはない。このようにして有機合成高分子繊維が均
一に分散したセラミック成形体が得られる。

【００２２】[3] 焼結体の製造方法本発明のセラミック焼結体は、上記のようにして得られ
たセラミック成形体を焼成、好ましくは、550〜650℃で
１〜５時間脱脂処理し、更に1300〜1700℃で0.5〜８時
間仮焼した後に焼成することにより製造する。焼成は通
常、窒素ガスなどの不活性雰囲気中、1750〜1950℃、２
〜2000 kgf/cm²の加圧下で１〜８時間行う。このように
して得られたセラミック焼結体は400〜900 MPaの曲げ強
度を示す。

【００２３】

【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２４】実施例１〜２ (1) スラリーの調製窒化珪素粉末（平均粒径0.4μｍ、比表面積10.6 m²/g）
96.5重量部と、焼結助剤粉末であるY₂O₃粉末（平均粒径
5.0μｍ、比表面積3.0 m²/g）2.5重量部及びAl ₂O₃粉末
（平均粒径0.4μｍ、比表面積7.0 m²/g）1.0重量部から
なる100重量部の粉末混合物に、純水43重量部及び分散
剤（ＳＮディスパーサント7347Ｃ）0.18重量部を混合
し、窒化珪素ボール200重量部とともに64時間ボールミ
ル粉砕した。次に表１に示す合成高分子繊維を２時間混
合し、スラリーを作製した。得られたスラリーの粘度を
図１に示す。粘度は、東京計器（株）製のＥ型粘度計
（2.5 rpm）を用いて、25℃で測定した。図１から明ら
かなように、合成高分子繊維を添加した実施例１〜２の
いずれも実用可能なスラリー粘度を有していた。

【００２５】表１平均直径平均長さ添加量例Ｎｏ．合成高分子繊維（μｍ）（μｍ）（重量部）実施例１ PET ⁽¹⁾ 7.2 500 0.4 実施例２ナイロン66 7.9 500 0.4 注：(1) ポリエチレンテレフタレート（ポリエステル）。

【００２６】(2) クラックの発生状況得られた各スラリーを図２に示すラジアルタービンモデ
ル用の石膏型で鋳込み成形し、180 ℃で16時間乾燥した
ところ、亀裂のない良好な成形体が得られた。図２に示
す成形体の各部（翼１、水掻２、ハブ３）におけるクラ
ックの発生状況を観察し、下記の基準により判定した。
結果を表２に示す。 ◎：クラックなし、 ○：クラック３個所以下、 △：クラック５個所以下、 ×：全体にクラックあり。

【００２７】次いで成形体をモレキュラーシーブ中に埋
設して50℃／時間の昇温速度で600℃まで昇温し、３時
間脱脂処理を行った。脱脂した成形体をＢＮ粉末中に埋
設し、1400℃まで徐々に昇温してから１時間仮焼を行っ
た。成形体、脱脂体及び仮焼体のクラックの発生状況を
上記と同様に翼、水掻及びハブの部分について観察し
た。結果を表２に示す。表２から明らかなように、クラ
ックの発生が少なく、実用に適していることが分かっ
た。

【００２８】表２クラックの発生状況成形体脱脂体仮焼体実施例翼水掻ハブ翼水掻ハブ翼水掻ハブ１ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ２ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ○ ◎ ◎

【００２９】(3) 焼結体の強度試験各スラリーを石膏型で鋳込み成形し、得られた40mm×５
mm×４mmの成形体を自然乾燥後、50℃／時間の昇温速度
で600 ℃まで昇温し、３時間脱脂処理を行った。次に上
記(2)と同じ条件で仮焼を行った後、1900℃及び9.5 kgf
/cm²の窒素雰囲気中で４時間焼成を行った。得られた焼
結体の３点曲げ強度（支点間距離30mm）を測定した。結
果を図３に示す。図３から明らかなように、合成高分子
繊維を添加した実施例１〜２のいずれも実用可能な焼結
体強度を有していた。

【００３０】実施例３、比較例１ (1) スラリーの調製 PET繊維の添加量を0.1〜0.6重量部とした以外は実施例
１と同じ方法でスラリーを調製した。また比較のために
合成高分子繊維を添加しないスラリーも調製した（比較
例１）。実施例１と同じ方法で各スラリーの粘度を測定
した。結果を図４に示す。図４から明らかなように、PE
T繊維の添加によりスラリーの粘度が若干増加したが、
成形性に影響を与えるほどではなかった。

【００３１】(2) 成形性の評価各スラリーを実施例１と同様にして石膏型で鋳込み成形
し、100mm×10mm×10mmの成形体を作製した。得られた
成形体を用いて破断試験（３点曲げ試験、支点間距離50
mm）を行い、一次クラック停止荷重を求めた。結果を図
５に示す。なお一次クラック停止荷重は成形体の破断試
験過程において、クラックが一旦停止する時点での荷重
であり、成形性を評価する抗クラック性の一つの基準と
した。図５から明らかなように、PET繊維の添加量が0.2
重量部未満では一次クラック停止荷重が低く、成形性が
十分ではなかった。

【００３２】(3) クラックの発生状況各スラリーを実施例１と同じ方法でラジアルタービンモ
デル用の石膏型で鋳込み成形した。得られた成形体を実
施例１と同じ条件で脱脂処理及び仮焼を行った。成形
体、脱脂体及び仮焼体のクラックの発生状況を、実施例
１と同様にして翼、水掻、ハブの部位について観察し
た。結果を表３に示す。表３から明らかなように、添加
量が0.1重量部では仮焼体の翼にクラックの発生が見ら
れた。これは成形時のマイクロクラックが成長したと考
えられる。

【００３３】表３ PET繊維の添加量とクラックの発生状況との関係添加量成形体脱脂体仮焼体（重量部）翼水掻ハブ翼水掻ハブ翼水掻ハブ 0.1 ○ ◎ ◎ △ ◎ ○ × ◎ △ 0.2 ◎ ◎ ◎ △ ◎ ○ △ ◎ △ 0.3 ◎ ◎ ◎ △ ◎ ◎ △ ◎ ○ 0.4 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ 0.5 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ○ ○ ◎ ○ 0.6 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ○ ○ ◎ ○

【００３４】(4) 焼結体強度の測定本実施例のスラリーを使用し、実施例１の(3)と同様に
して作製した焼結体に対して、３点曲げ強度を複数回測
定した。３点曲げ強度の測定値の平均値、最大値及び最
小値を図６に示す。図６に示す通り、PET繊維の添加量
が少ないと、焼結体の曲げ強度の最小値が低下する傾向
が見られた。

【００３５】実施例４ (1) スラリーの調製 PET繊維の平均長さを300〜900μｍとした以外は実施例
１と同じ方法によりスラリーを調製し、実施例１と同じ
方法で粘度を測定した。結果を比較例１の結果とあわせ
て図７に示す。図７から明らかなように、PET繊維の平
均長さが1000μｍを超えると、スラリーの粘度が急激に
増大し、成形が困難になることが予想された。

【００３６】(2) 成形性の評価各スラリーを実施例１と同様にして鋳込み成形し、得ら
れた100mm×10mm×10mmの成形体の破断試験を行い、一
次クラック停止荷重を求めた。結果を図８に示す。図８
から明らかなように、平均長さが300〜700μｍでは比較
例１（PET繊維を無添加）より一次クラック停止荷重の
著しい向上が見られた。

【００３７】(3) クラックの発生状況各スラリーを実施例１と同じ方法でラジアルタービンモ
デル用の石膏型で鋳込み成形し、次いで実施例１と同じ
条件で脱脂処理及び仮焼を行った。成形体、脱脂体及び
仮焼体のクラックの発生状況を、実施例１と同様にして
翼、水掻、ハブの部位について観察した。結果を表４に
示す。

【００３８】表４ PET繊維の長さとクラックの発生状況との関係平均長さ成形体脱脂体仮焼体（μｍ）翼水掻ハブ翼水掻ハブ翼水掻ハブ 300 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ △ 400 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ △ 500 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ 700 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ △ ◎ ◎

【００３９】(4) 焼結体強度の測定本実施例のスラリーを使用し、実施例１の(3)と同様に
して作製した焼結体に対して、３点曲げ強度を複数回測
定した。３点曲げ強度の測定値の平均値、最大値及び最
小値を図９に示す。平均長さが1000μｍを超えると、焼
結体の曲げ強度の最小値が顕著に低下することが予想さ
れた。

【００４０】実施例５ (1) スラリーの調製 PET繊維（平均直径：5.5μｍ、平均長さ：500μｍ）の
混合時間をそれぞれ２時間及び12時間とした以外は実施
例１と同じ方法によりスラリーを調製し、粘度を測定し
た。結果を図10に示す。図10から明らかなように、混合
時間を長くするとスラリーの粘度の低下が見られた。

【００４１】(2) 成形性の評価各スラリーを実施例１と同様にして鋳込み成形し、得ら
れた100mm×10mm×10mmの成形体の破断試験を行い、一
次クラック停止荷重を求めた。結果を図11に示す。図11
から明らかなように、混合時間を長くすると一次クラッ
ク停止荷重が増加し、成形性の改善が見られた。

【００４２】実施例６ (1) スラリーの調製 PET繊維の平均直径を2.5〜45.3μｍとした以外は実施例
１と同じ方法によりスラリーを調製した。なお平均直径
5.5μｍ以下の場合には、PET繊維の混合時間を12時間と
し、平均直径7.2μｍ以上の場合には、PET繊維の混合時
間を２時間とした。実施例１と同じ方法で各スラリーの
粘度を測定した。結果を図12に示す。図12から明らかな
ように、PET繊維の平均直径が大きくなるほど、スラリ
ーの粘度は低下した。

【００４３】(2) 成形性の評価各スラリーを実施例１と同様にして鋳込み成形し、得ら
れた100mm×10mm×10mmの成形体の破断試験を行い、一
次クラック停止荷重及び成形体の破壊強度を求めた。結
果を図13に示す。図13から明らかなように、PET繊維の
平均直径が大きくなるほど、一次クラック停止荷重及び
破壊強度はともに低下した。

【００４４】(3) クラックの発生状況各スラリーを実施例１と同じ方法でラジアルタービンモ
デル用の石膏型で鋳込み成形した。得られた成形体を実
施例１と同じ条件で脱脂処理及び仮焼を行った。成形
体、脱脂体及び仮焼体のクラックの発生状況を実施例１
と同様にして翼、水掻、ハブの部位について観察した。
結果を表５に示す。表５から明らかなように、PET繊維
の平均直径が30μｍを超えて大きくなり過ぎると、脱脂
体及び仮焼体にクラックの発生が顕著に増加した。

【００４５】表５ PET繊維の平均直径とクラックの発生状況との関係平均直径成形体脱脂体仮焼体（μｍ）翼水掻ハブ翼水掻ハブ翼水掻ハブ 2.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 5.5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 7.2 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ 11.9 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ △ ○ 32.6 ○ ◎ ◎ △ ○ ◎ × × △ 45.3 ○ ◎ ◎ × ◎ ◎ × × ◎

【００４６】(4) 焼結体強度の測定本実施例のスラリーを使用し、実施例１の(3)と同様に
して作製した焼結体に対して３点曲げ強度を測定した。
結果を図14に示す。図14から明らかなように、PET繊維
の平均直径が30μｍを超えると、焼結体の曲げ強度が低
下した。

【００４７】実施例７ (1) スラリーの調製合成高分子繊維としてプラズマ処理したPET繊維（平均
直径：5.5μｍ、平均長さ：500μｍ）を用いた以外は実
施例１と同じ方法によりスラリーを調製した。また同じ
条件で表面未処理のPET繊維を用いたスラリーも調製し
た。実施例１と同じ方法で各スラリーの粘度を測定し
た。結果を図15に示す。図15から明らかなように、プラ
ズマ処理したPET繊維を用いるとスラリーの粘度は低下
し、成形性が向上した。

【００４８】(2) 成形性の評価各スラリーを実施例１と同様にして鋳込み成形し、得ら
れた100mm×10mm×10mmの成形体を用いて破断試験を行
い、一次クラック停止荷重及び成形体の破壊強度を求め
た。結果を図16に示す。図16から明らかなように、プラ
ズマ処理したPET繊維を用いても成形体の一次クラック
停止荷重及び破壊強度はあまり変化しなかった。

【００４９】(3) 焼結体強度本実施例のスラリーを使用し、実施例１の(3)と同様に
して作製した焼結体に対して、３点曲げ強度を測定し
た。結果を図17に示す。図17から明らかなように、プラ
ズマ処理したPET繊維を用いると、焼結体の曲げ強度が
増加した。

【００５０】実施例８〜９ (1) スラリーの調製合成高分子繊維としてそれぞれ平均直径5.5μｍ、平均
長さ500μｍのPET繊維0.6重量部（実施例８）、及び平
均直径2.5μｍ、平均長さ500μｍのPET繊維0.4重量部
（実施例９）を用いた以外は実施例１と同じ方法により
スラリーを調製した。なお合成高分子繊維の混合時間は
ともに12時間とした。

【００５１】(2) クラックの発生状況各スラリーを実施例１と同じ方法でそれぞれバッフル板
及びディフューザー用の石膏型で鋳込み成形した。得ら
れた成形体を実施例１と同じ条件で脱脂処理及び仮焼を
行い、焼成を行った。成形体及び焼結体について、クラ
ックの発生状況を調べた結果、いずれもクラックがなか
った。

【００５２】実施例10〜12 (1) スラリーの調製合成高分子繊維としてそれぞれ実施例８及び９と同じPE
T繊維、及び実施例７のプラズマ処理品を用いた以外は
実施例１と同じ方法によりスラリーを調製した。なおPE
T繊維の添加量はそれぞれ0.6重量部（実施例10）、0.4
重量部（実施例11）、及びプラズマ処理品0.4重量部
（実施例12）とし、合成高分子繊維の混合時間をともに
12時間とした。

【００５３】(2) クラックの発生状況各スラリーを実施例１と同じ方法でそれぞれＨＴロータ
ー用の石膏型で鋳込み成形した。得られた成形体を実施
例１と同じ条件で脱脂処理及び仮焼を行い、焼成及びＨ
ＩＰ焼成（1900℃、1000気圧、1.5時間）を行った。成
形体、脱脂体、仮焼体及びＨＩＰ焼結体のクラックの発
生状況を実施例１と同様にして翼、水掻及びハブの部位
について観察した。またＨＩＰ焼結体の密度も測定し
た。結果を表６にあわせて示す。

【００５４】表６ＨＴローターのクラックの発生状況成形体脱脂体仮焼体実施例翼水掻ハブ翼水掻ハブ翼水掻ハブ 10 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 11 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 12 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

【００５５】表６ＨＴローターのクラックの発生状況（つづき）焼結体焼結体密度実施例翼水掻ハブ（g/cm³） 10 ○ ◎ ◎ 3.188 11 ○ ◎ ◎ 3.191 12 ○ ◎ ◎ 3.210

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のセラミッ
ク組成物は、セラミック粉末に有機合成高分子繊維を均
一に分散させているので、成形体の強度が向上し、成形
体の破損や亀裂が大幅に減少する。そのためセラミック
成形体の歩留りが非常に向上するだけでなく、成形が困
難な複雑形状の成形体を作製することができる。また合
成高分子繊維は分離が容易であるので、成形不良があっ
ても、そのセラミック粉末の再利用が可能になり、セラ
ミック粉末の利用効率が向上する。また、本発明のセラ
ミック成形体を焼結してなるセラミック焼結体はクラッ
クの発生が少なく、実用上十分な機械強度を有するの
で、特に、自動車用部品などとして好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜２におけるスラリーの粘度を示す
グラフである。

【図２】本発明を適用するラジアルタービンモデルの
概略断面図である。

【図３】実施例１〜２における焼結体の曲げ強度を示
すグラフである。

【図４】実施例３及び比較例１におけるPET繊維の添
加量とスラリーの粘度との関係を示すグラフである。

【図５】実施例３及び比較例１におけるPET繊維の添
加量と成形体の一次クラック停止荷重との関係を示すグ
ラフである。

【図６】実施例３及び比較例１におけるPET繊維の添
加量と焼結体の曲げ強度との関係を示すグラフである。

【図７】実施例４におけるPET繊維の平均長さとスラ
リーの粘度との関係を示すグラフである。

【図８】実施例４におけるPET繊維の平均長さと成形
体の一次クラック停止荷重との関係を示すグラフであ
る。

【図９】実施例４におけるPET繊維の平均長さと焼結
体の曲げ強度との関係を示すグラフである。

【図10】実施例５における混合時間とスラリーの粘度
との関係を示すグラフである。

【図11】実施例５における混合時間と成形体の一次ク
ラック停止荷重との関係を示すグラフである。

【図12】実施例６におけるPET繊維の平均直径とスラ
リーの粘度との関係を示すグラフである。

【図13】実施例６におけるPET繊維の平均直径と成形
体の一次クラック停止荷重及び破壊強度との関係を示す
グラフである。

【図14】実施例６におけるPET繊維の平均直径と焼結
体の曲げ強度との関係を示すグラフである。

【図15】実施例７におけるPET繊維のプラズマ処理の
有無とスラリーの粘度との関係を示すグラフである。

【図16】実施例７におけるPET繊維のプラズマ処理の
有無と成形体の一次クラック停止荷重及び破壊強度との
関係を示すグラフである。

【図17】実施例７におけるPET繊維のプラズマ処理の
有無と焼結体の曲げ強度との関係を示すグラフである。

【符号の簡単な説明】

１・・・翼２・・・水掻３・・・ハブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成高分子繊維が均一に分散されている
ことを特徴とする繊維強化セラミック成形体。
【請求項２】請求項１に記載の繊維強化セラミック成
形体において、前記合成高分子繊維がポリエステル又は
ナイロンの繊維であることを特徴とする繊維強化セラミ
ック成形体。
【請求項３】請求項１〜２のいずれかに記載の繊維強
化セラミック成形体において、前記合成高分子繊維の平
均長さが300〜1000μｍであり、平均直径が2.5〜30μｍ
であることを特徴とする繊維強化セラミック成形体。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強
化セラミック成形体において、前記合成高分子繊維は親
水性処理されていることを特徴とする繊維強化セラミッ
ク成形体。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化
セラミック成形体において、セラミック粉末、焼結助剤
粉末、前記合成高分子繊維及び任意成分としての分散剤
を含むことを特徴とする繊維強化セラミック成形体。
【請求項６】請求項５に記載の繊維強化セラミック成
形体において、前記合成高分子繊維の添加量は前記セラ
ミック粉末と前記焼結助剤粉末との合計量を100重量部
として0.2〜３重量部であることを特徴とする繊維強化
セラミック成形体。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強
化セラミック成形体において、前記セラミック粉末、前
記セラミック粉末と前記焼結助剤粉末との合計量100重
量部に対して0.5〜15重量部の前記焼結助剤粉末、前記
セラミック粉末と前記焼結助剤粉末との合計量100重量
部に対して0.2〜３重量部の前記合成高分子繊維、前記
セラミック粉末と前記焼結助剤粉末との合計量100重量
部に対して35〜50重量部の水性分散媒及び前記セラミッ
ク粉末と前記焼結助剤粉末との合計量100重量部に対し
て0.05〜0.5重量部の前記任意成分としての分散剤とを
含有するセラミック組成物をスリップキャスト成形して
なることを特徴とする繊維強化セラミック成形体。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強
化セラミック成形体を焼成してなることを特徴とするセ
ラミック焼結体。