JPS58208175A - 反応−結合せる炭化けい素物体の製造方法 - Google Patents

反応−結合せる炭化けい素物体の製造方法

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JPS58208175A
JPS58208175A JP58077340A JP7734083A JPS58208175A JP S58208175 A JPS58208175 A JP S58208175A JP 58077340 A JP58077340 A JP 58077340A JP 7734083 A JP7734083 A JP 7734083A JP S58208175 A JPS58208175 A JP S58208175A
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JP
Japan
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silicon
carbon
reaction
carbonized
silicon carbide
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Application number
JP58077340A
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English (en)
Inventor
ケニス・パ−キンソン
ピ−タ−・ケネデイ
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UK Atomic Energy Authority
Original Assignee
UK Atomic Energy Authority
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/573Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by reaction sintering or recrystallisation

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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】 本発明ハ反応−結合(reaction −bond 
)せる炭化けい素物体の製造に関する。
反応−結合せる炭化けい素物体は炭素と炭化けい素粉末
との凝集混合物(生物体)を溶融けい素の存在において
反応−焼結しく以下1シリコナイジング(sllico
nislng )’と称する)、それによって混合物に
おける炭素が結合炭化けい素に転換して、実貿的に連続
した炭化けい累マ) IJラックス実質的に連続した遊
離けい素相の中に、生成されることによって製造される
シリコナイジングの一つの方法においては、溶融けい累
は毛a盲°作用に工って炭素と炭化けい素との生物体(
green boly )  を通じて上方へ引き上け
られる。便って、気孔はその物体に浴融けい素を浸透せ
しめるように設けられなけれはならない。Mる生物体を
通る溶融けい素の上昇速度は物体の気孔の大きさに比例
し、又到達する簡さに逆比例する。それ故、気孔性が太
きけれは大きいほどけい素の反送及び生物体における炭
素全体の結合炭化けい素への転換の完了が速くなるが、
−万設けられた気孔が大きけれは大きいt丘と、反応−
焼結体におけるけい累の割合は高くなり、かつ物体にお
ける過剰の遊離けい裕の存在V1反応−焼結物体のM望
の注−に府警な影瞥會有する。他方、もし気孔性が不十
分であれば、浸透は炭素の炭化けい素への転換が不完全
であるか又に実際的でないほど遅いような程度に抑制さ
れ、この内子″Fr、劣励すれは初期気孔率のみならす
炭素が炭化番プい累に転換されたときの分子容lにおり
る増加も考謄しなけれはならないので、#U、<形成さ
れた、結合炭化けい素には有効な気孔を光孕し、浴融け
い素の物体2通る流動を閉基する傾向がある。然しなか
ら生物体における炭素の割合を感じ、それ故に結合炭化
けい素の形fill減することは一般に生物体における
縦索の副台が低けれは低いほどシリコナイジング後に4
+仕する遊離けい屋の薯り合が商くなるので必すしも濡
足な屏決を提供しない。
生物体の外虐における一酸化けい素蒸気と炭素との反応
による外/1ilTにおける追加の気孔の導入は例えは
米国特許第3.q9り、939号明細書に記載されてい
る。この方法によれば、表面気孔率は約10%からlI
O%まで、又表面気孔のサイズは約1ミクロンから10
ミクロンまで増すことができる。勘くて、上昇速WLは
大兄の大きさのjWi位によって増加され又けい素は横
方向にも垂直にも浸透できるのでtりOw、の長さり約
ダ時間でシリコサイズされるが、長さが2倍(ワθOI
IIIm)となると9倍(少くとも16時間)艮<か\
る。これは曲業的には許容できないものである。不発明
は溶融けい素による上昇速度がさらに促進される方法を
提供し、かつ上記方法を使用して反応−焼結物体を製造
するのに不利な結果である遊離けい素の含有1における
漸次的変化音回避又は低減しようとするものである。
丁でに米国%許第ダ、30/ 、732号明細書に、一
つの部分が第二の部分ニジ低い割合の炭化けい素に対す
る炭素全含有する複合生物体tS造することが提案され
ている。もう低い割合の炭素全含有する部分が第二の部
分の表面で階又は被膜であるならは、そのI−又(グ伏
膜の気孔率の屯当な選択によりi1合藻体上方部分への
浴融けい累の進路金徒供し、そn、に工ってけい素龜第
二す分を遥迦することによって工り−1輪容$Jに上万
廿i分に達する。期るけい紫aひ−いで第二の部分ケ通
る央實的に垂直な代りの路脚と舅なって第二箱5分を横
方向に浸透することかできる。シリコナイジング恢、過
剰の1jH勲けい紫を含有する表面層又は伝胛rJ絹二
部分りり除去される。これを実施する一つの方法は第二
部分の表面に愼樺〃ロエで除去できる反応−焼結せる炭
化けい素骨格(スケルトン)ゲ残丁ためにアルカリで遊
離けい累を浸出することである。
本発明に工れVi仄のシリコナイジングのための炭素と
炭化けい紫初禾とのC実況合物より形成された生物体は
加熱によって炭化される粘稠銃体における微粉砕せるり
い素粉床L−9成る懸濁物で扱核される。
又本発明[↓れは、炭素とけい紫の粉床の凝集混合物よ
り形成された生物体をシリコナイジングすることによる
反応−結合せる炭化けい素の加工品(artefact
)  の製造は、生物体の表面を加熱で炭化される粘稠
媒体に懸濁した微粉砕せるけい素粉末と炭素とよυ成る
ペーストで被覆し、然る後被覆せる物体を先ず粘稠媒体
を分解しかつけい素と物体の表面上に伸長する連続気泡
構造の炭素層とを残し、次いで溶融けい素の存在におい
て炭素層を溶融けい素が生物体のシリコナイジングを促
進するために引き出される開放気孔を有する炭化けい素
スケルトンに転換するために加熱することを特徴とする
ものである。
被膜は通常噴射、ヘラでの塗布、刷毛塗によって設けら
れ、粘稠媒体は炭素及び炭化けい素の凝集混合物より結
合剤を除くために生物体を加熱するとき分解される。3
00−弘OOCの範囲の温度が一般に使用される。懸濁
液よシのけい素粉末は炭素スケルトンの連続気泡構造に
結合されるか又は散在され、被膜は媒体の炭化で、物体
表面上に約/ am厚さの実質的に連続、均一なけい゛
素/炭素層を生成するように充分な厚さで設けられる。
0.5罷以上のLりさの被膜が最良結果には必要である
と考えられる。
充分な炭素は炭化けい素の理論的■1′度の5〜75%
の密度の炭化けい素スケルトンを製造するように被膜に
存在さすべきである。もし密度が低くすぎると、スケル
トンは結着性がなく、又もし密度が高すぎるとシリコナ
イジング後スケルトンを除くのが非常に困難である。こ
の密度範囲を達成するには、排脱におけるけい素に対す
る炭素の比はけい素lOO部に対し3〜75部の炭素と
すべきであシ、けい素は好ましくは20ミクロン以下の
粒度とすべきである。
壁紙ペーストとして市販されている水溶液でのカルゲキ
シメチルセルローズは適当な粘稠媒体であるが、他の任
意の炭化する媒体は懸濁液にけい素を保持するのに充分
な粘稠媒体を形成することができれば同様に満足される
ものであり、本発明を実施するのに使用される他の物質
に化学的不活性あるので、好ましくは水−ペースで、炭
素及び炭化けい素粉末よシ成る凝集混合物よシ形成され
る生物体の表面にその被膜としてけい素懸濁液を保持す
るように充分に付着し、かつ物体の表面での傳続気泡構
造の炭素層を、懸濁液に包含される他の炭素と結合して
残すように被膜を加熱して分解する。噴射にはよシ一層
稀薄な懸濁液を使用するのが必要であシ、これは低密度
のスケルトンを生ずるので、被膜が刷毛又はヘラで塗布
されるときよりも高いけい素に対する炭素の比率がペー
ストに使用される。粘稠媒体の濃度は取扱適性(han
dleability)と調和して最低とすべきである
力/lz yk’キシメチルセルローズでは水溶液の濃
度上表面損害を避けるために10重量%を超えるべきで
はない。
炭素と炭化、けい素の被覆物体を溶融けい素の存在にお
いて、物体をシリコナイズするために加熱する、即ち/
1I00〜/600Cの範囲の温度で加熱すると、物体
の表面でけい素は溶融し、炭素スケルトンと反応して開
放気孔性炭化けい素スケルトンを形成する。余分のけい
素は物体において炭素と反応し、その炭素を又炭化けい
素に転換し、さらに溶融けい素は非常に速やかに炭化け
い素スケルトンを通って上昇することができ、物体へ横
方向に動き、残りの炭素と反応する。90−95−の気
孔率はスケルトンにおいて容易に達成され、これはf’
+融けい素の上昇速度を改良するので、物体の本体を通
るけい素の横の移動は、溶融けい素がなお生物体の本体
を通って垂直に引き出されるけれども速度−調節工程と
なる。
シリコナイズした物体を冷却すると(凝固で膨張する)
過剰のけい素は滲出される。それは*俸の表面で放出し
、通常アルカリで浸出することにより除去できる小瘤を
形成するが、このような手段によるけい素の除去は不均
一である。然しなから、本発明の被膜を使用するときは
、滲出ぜるけい素はシリコナイジングで形成される開放
気孔性炭化けい素スケルトンと結合してより一層均−な
層を、形成し、従って過剰のけい素の均一の浸出はより
一層容易となる。けい素除去後残る炭化物スケルトンは
粉末になり易くかつこすシ落ちる。これは本発明の利点
である。他の利点はi膜が生物体の表面をシリコナイジ
ング中酸化から保護し、よシ稠密な生物体がシリコナイ
ズされることがてき、かつ発熱のシリコナイジン夛反応
中に物体にクラックの生ずる傾向を少なくし又シリコナ
イズされた物体においてけい素綿の発生(slllco
nstreaking)  の見込を少なくする結果で
生物体に少ない炭素を使用することができることである
さらに、従来のものよル長い長さを有する生物体をシリ
コナイズすることができ、又細長い生物体をその長軸で
水平にシリコナイズすることができる。一連の生物体が
同様にシリコナイズされ、物体はもし別な手段で接触さ
れている表面が本発明によりシリコナイジング前に被覆
されるならばシリコナイジング後容易に分陰てきる。こ
のよう外シリコナイソング工程は連続である。
実施例1 約7ミクロンの粒度のけい素/ 00 S’、ml状黒
鉛sF!−1及び3重量−のカルがキシメチルセルロー
ズを含有する水溶液AOpdを含有するペーストを炭素
及び炭化けい素の生物体の表面にヘラを使用して塗布し
、/ダ00Cに加熱してけい素を含有する炭化けい素の
6.2チ密度のスケルトンを生成する。
実施例コ。
做杓砕ぜるけい素/ 00 t、カーボンブラック/θ
?、及び7 、3j4ik、%のカル?キシメチルセル
ローズを含有する水浴液qOdを含有するスラリーを炭
素と炭化けい素との生物体の表面に噴射する。満足すべ
き厚さの層を形成するために数回の塗布を行な−/1、
/’/−00Cに加熱し工けい素を含有する炭化けい素
の9.グー密度のスケルトンを生成する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11  炭素及びけい素粉末の凝集混合物より生成さ
    れた生物体の表面を加熱にLつて炭化される粘稠媒体K
    M濁した微粉砕せるけい素粉末及び−′#L9成るペー
    ストで機構し、然る後被後せる物体全加熱してます粘稠
    媒体管分解してけい素と該物体の表面に伸長する連続気
    泡構造の縦素膚とを残し、仄いて溶融けい素の存在にお
    いて炭紮層を浴融けい素が生物体のシリコナイジ/グを
    促進するために引き出される開放気孔を有する炭化・け
    い素スケルトンに転換することt%徴とする上記生物体
    音シリコナイジンダすることI’Cニジ反応結合せる炭
    化けい紫刀ロエ品ヲ表造する方法。 (2)  粘稠媒体はカルがキシメチルセルローズの水
    溶液である特許請求の範囲第口)項記載の反応−結合せ
    る炭化、けい素加工品の製造方法。 (3)  ペーストにおりるけい井に対する炭素の比率
    はけい素/ 00 f#Lに刈し炭素5〜lり部の馳す
    である特許請求の範囲第(11鋼又は第(2)項記載の
    反応−結合せる灰化けい累〃ロエ品の製造方法。
JP58077340A 1982-04-30 1983-04-30 反応−結合せる炭化けい素物体の製造方法 Pending JPS58208175A (ja)

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