JPS58167479A - セラミツク構造体の製造法 - Google Patents

セラミツク構造体の製造法

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JPS58167479A
JPS58167479A JP5069982A JP5069982A JPS58167479A JP S58167479 A JPS58167479 A JP S58167479A JP 5069982 A JP5069982 A JP 5069982A JP 5069982 A JP5069982 A JP 5069982A JP S58167479 A JPS58167479 A JP S58167479A
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ceramic
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cylindrical
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松久 忠彰
伊岐見 隆博
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は接合剤を用いることなく糸なるセラミック質成
形体を容易に完全に一体化するセラミック構造体の製造
法に関するものである。
窒化珪素、炭化珪素などのシリコンセラミックスあるい
はコージェライトのような低り脹性セラミックスは、耐
熱性、耐熱衝撃性に惚れているため、ガスタービンある
いは内燃−8@噂のエンジン部品◆の層温構造材料とし
て注目を集めている。
これらエンジン部品は一般に、複雑な構造をしているた
め、焼結された単純な形状のたとえば緻密な電化珪素あ
るいは炭化珪素焼結体等の素材を研削加工によって所望
の形状に仕上げることは極めて四輪である。そのため最
終形状に近いものを成形の段階で作−するか、または2
つ以上のセラミック部片を接合剤あるいはホットプレス
により接合する方法が従来より行なわれている。たとえ
は、前者の例として射出成形法、スリップキャスト法。
押出し法が知られているが、しかし乍ら射出成形法はセ
ラミック粉末を多くのat脂と混合して用いるため、肉
厚寸法のものは*廁の完全除去か困難であり、またスリ
ップキャスト法は成形に適したスリップをIIMするの
が困難であり、さらに押し出し法は素地を一定の方向に
押出して行うため、形状が限定される等の間一点がある
さらに後者の接合剤を用いて接合する方法は、接合剤と
してのガラスと接合されるセラミック部片との熱1i1
&係敵および化学的特性暢か秦なるので接合強度に開−
があり、又ホットプレスにより接合する方法は*mが固
練なため、市価となる等の欠点があった。
本発明は従来のこのような欠点および問題点を解決する
ためになされた輿なるセラミック負成形体間を完全一体
化するセラミックの[1体の1111th法であり、セ
ラミック質よりなる成形体の表面に、該成形体と同材質
よりなるセラミック粉末をその□成形体を圧縮成形の成
形漏の1部として用し1て加圧することにより別の成形
体として密着させて後、焼成して両成形体を完全一体化
するセラミック構造体の製造法である。
本発明の更に詳しい構成を述べれ&i奮イヒ珪素。
炭化珪素、サイアロン、ジルコニア、アルミナ。
コージェライト、マグネシウム・アルミニウム・チタネ
ートあるいは1!成することによりこれらを生成する智
質、特に好ましくは電イヒ珪素、炭イし珪素などのシリ
コンセラミックスあるし1&ま焼成することによりこれ
らのシリコンセラミックスを生成するvJ貿により、筒
状成形体、柱状成形体、あるいは軸方向に平行な多数の
貫通孔を有し、かつ軸心部分が中空状である筒状多孔構
造体し)わゆる筒状ハニカム構造体等を押出し法、プレ
ス法、ス1ノツプキャスト法、射出成形法などセラミッ
クス成形に一般に用いられるt&形法により成形する。
その後心安にシひじて成形体を仮焼あるし)Gま所望の
寸法形状に機械加工をする。また第1図に示すような軸
方向に平行な多数の貫通孔を有し、かつ軸心部分が中空
状である筒状多孔構造体いわゆる筒状ハニカム構造体よ
りなる成形体を用いた場合に基づいて説明すると、筒状
多孔構造体1の肉厚の内Wk2内に圧縮成形用の下型8
を所定位置まで押入し筒状多孔構造体1と同材質よりな
るセラミックの粉末番の所定量を筒状多孔構造体1の内
筒2内に押入した下型8上に上部より供給し、筒状多孔
構造体1の内筒2を圧縮成形の成形型(tA型)の1部
として用いて上型5によりセラミック粉末4を圧縮する
。そして、筒状多孔構造体1の内勤2面内にセラミック
粉本鳴を圧縮した板状の成形体を@看する。
さらに好ましくは焼成に先立ち、成形体全体をラテック
スゴム等の弾性体で慣い、700〜7000%−程度の
圧力を加えて静水加圧を行い、成形体全体を赦密化した
後、セラミック材質にあった焼成条件で焼成してセラミ
ック質よりなる筒状多孔構造体の内筒表面すなわちセラ
ミック質よりなる成形体の表面に、七う之ツタ粉末を圧
縮して成形した別の板状成形体を完全一体化するセラミ
ック構造体のl1iiNl法である。
なお、本発明の一造法に用いられるセラミックスよりな
る成形体は、1111図に示すような軸方向に半行な多
数の貫通孔を有し、かつ細心部分が中空状である筒状多
孔構造体に限られるものでは勿−なく、筒状成形体、柱
状成形体あるいは板状成形体等でもよいものである。そ
して筒状成形体と柱状成形体とを完全一体化するには、
例えば第2図に示すように、筒状成形体6の内周に歌合
すると同時に柱状成形体フの外周に歌合する下#J!8
と1輌6との闇に成形体6,7と同材質よりなるセラミ
ック粉末番を介在させ、成形体6および7を圧縮成形の
成形機として用い、上製および下型を圧縮することによ
り、板状の成形体に形成して筒状成形体6および柱状成
形体7と密着させてもよいものである。又、第2図に示
す柱状成形体の代りに筒状成形体を用い、8つの径の興
なる筒状成形体lOおよびlit第8図に示すようにセ
ラミツク粉末を加圧した別の成形体で連結してもよい。
またセラセック粉末を圧縮するプレス圧は、成形体が破
壊する70〜80%程度の圧力が鯉もよい。静水加圧は
必ずしも会費とはしないか、よりmWな焼結体を得るに
は静水加圧を行った方かよい。また七う電ツク3&[原
料として、焼結することにより例えば輩化珪素、コージ
ェライト痔を生成する原料を用いるときは、焼成温度は
勿−のこと雰囲気等も極めて恵賛である。
なお、第1図に示すような筒状多fL、構造俸の内筒面
に板状体を一体的に固着した構造のセラミック構造体は
、例えは圧力波過給器として像めて有用なものである〇 次に本発明を実施例により説明する。
実施例 1 第1図に示すような断面形状が三角杉の多数の貫通孔を
軸方向に平行に有し、かつ中央部分に肉厚の内筒18お
よび外周に肉厚の外fi14を有する外径1lQalI
、内径50−の筒状多fl、桐造体1!Iを金属シリコ
ンを用いて押出し成形した。そして成形後、充分に乾燥
した後長さ160111mに切断し、第1図に示すと同
様にして筒状多孔構造体の内筒表面に、該#II遼体と
同材質の金属シリコン粉末を充填して金蓋を用いて上下
方向に100ス一 の圧力でプレスし、直径5Qm、厚
さ8〇−の円板状ハブ部を形成し、このハブ部と内筒と
を完全に密着させた。次いで、ハブ部の中心にドリルで
軸方向に平行にm径10閤の穴をあけた後、全体をゴム
被覆し、l h OOン一の圧力で静水加圧を行った。
静水加圧により全体に約2%の線収縮がおこった。静水
加圧後のハブ部およびハニカム内縁部の密度はいずれも
1.65&//c−で珈論蕾度の71%であった0次に
成形体をw1嵩ガス雰囲気中で菖化処堆し、璽化埴素か
ら成る焼成体を得た。
この焼成体のハニカム内縁部とハブ部のWjF!tはい
ずれも2.SOであった@ 第S図はこの接合界面付近の走査型電子−微鏡V^を示
すもので、多孔構造体内筒部(〜はハブ部(1))と完
全に一体化しているのがm′tMされた。又、多几卿造
体内f#1部、ハブ部およびその接合部から1、OXi
、0XlO,Osmの棒状試料を切り出し、8点曲げ強
度を測定した。但し、接合部からは接合節1をはさんで
ハブ部b■、多孔構造体内筒l56Mの長さとなるよう
に棒状試料を作験した。その給米8点曲げ強度は多孔構
造体内筒部では′26◆−富、ハブ部では28シー、内
筒部とハブとの接合部では” ”%’M”であり、全体
には線間−の受合強度が得られた。
実施例 8 S10粉末88%、ホウ素0.8%、カーボン0.8%
、アルギン酸ナトリウム0.4%、水分60襲から成る
炭化ケイ素のスリップを1411Ql、スリップキャス
ト法により外径100閤、内径9 Q −i %長さ1
001111の蕾成形俸ムおよσ外径60闘、内径l5
OIIII1.長さ100謔の管成形体Bを2ケづつ作
蜘した。そしてこれらの成形体ム、Bをそれぞれ十分に
乾燥した後、管ムの内部にtBを設置し、第8図に示す
ように外管ムと内管Bのすきまに外管ムと四じ組成の粉
末を充填し、金型プレスにより厚み80−のリング状の
成形体を外室ムの内周および内管Bの外周表面に密着さ
せた。又、比較のため外径99.lsm、内径60.5
1111.厚みgomのリング状成形体をあらかじめ作
製し、このリングの内向および外面に成形体と同じ組成
の炭化ケイ素のスリップを鎗布し、外管ムと内管Bのす
きまに仲人し接着した。これらを十分に乾燥した後、1
100℃で1時間アルゴン中で焼成した。焼成俊、本発
明のものは外管ム、リングおよび内管Bが完全に一体化
していたのに対し、比較試料はリングと外管ムとの接合
部にクラックが生じていた。
以上述べたように本発明は、セラミック質よりなる成形
体の表面に、IN成形悴と同材質よりなるセラミック粉
末をその成形体を圧a1成杉の成形型の1都として用い
て加圧することにより別の成形体とし゛てW看させ、焼
成することにより画成形体を完全に一体化する方法であ
り、機械的強度が極めて強い構造体が製造でき、例えは
、圧力波過給機、ガスタービンエンジン部品、ディーゼ
ルエンジン部品略の製造に利用できる方法であってm業
上倹めで有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造法を具体的に説明する説明図、 第2図および第8図は本発明の異なる具体例を説明する
説明図、 第4図は実施例に用いた筒状多f1..l1jI造捧の
1具体例の正面を示す説明図、 第6図は実施@1における接合界面付近の走査型電子顕
微鏡写真である。 l・・・筒状多孔構造体、2・・・内筒、8・・・圧縮
成形用の下型、4・・・セラミック粉末、5・・・圧縮
成形用の上型、6・・・筒状成形体、7・・・柱状f;
t、e体、8・・・炭化ケイ素粉末、9・・・圧all
a形用金型用金型・・・内l#tB%11・・・外管ム
、12・・・貫通化、18・・・内勤、14・・・外筒
、16・・・筒状多fLJ#It念体。 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 セラミック質よりなる成形体の表面に、該成形体と
    向材實よりなるセラミック粉末を、その成形体をF+:
    、酪成杉の成杉型の1都として用いて加圧することによ
    り別の成形体として密着させて後、焼成して両成形悴を
    兇全一体化することを特徴とするセラミック構造体の製
    造法。 l セラミック質よりなる成形体が、軸方向に平行な多
    数のjt通化を有し、かつ軸心部分か中空状である1k
    I状多fiJ術盾俸よりなり、その罰状灸fl榊造捧の
    内周面に別の成形体を化層させる特許請求の範囲第1項
    に記載のセラミック構造体の製造法。 & セラミック質か富化珪素、炭化珪素、サイアロン、
    ジルコニア、アルミナ、コージェライト、マグネシウム
    ・アルミニウム・チタネートあるいは焼成することによ
    りこれらを生成する物質のいずれかより成る特許請求の
    範囲第1項又は第1項に記載のセラミック構造体の一造
    法。 4 焼成に先立ち、密着成形体全体を特徴とする特許請
    求の範囲第1項、第2項又は第8項記載のセラ之ツク構
    &体の製造法。
JP5069982A 1982-03-29 1982-03-29 セラミツク構造体の製造法 Granted JPS58167479A (ja)

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JPS6143163B2 JPS6143163B2 (ja) 1986-09-26

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61108507A (ja) * 1984-11-01 1986-05-27 松下電器産業株式会社 ハニカム状構造体の押出し成形用ダイス装置
JP2015224173A (ja) * 2014-05-29 2015-12-14 京セラ株式会社 コージェライト接合体

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JPS4939882A (ja) * 1972-08-26 1974-04-13

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