JPS59129142A - 複合成形体およびその製造方法 - Google Patents
複合成形体およびその製造方法Info
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- JPS59129142A JPS59129142A JP58004858A JP485883A JPS59129142A JP S59129142 A JPS59129142 A JP S59129142A JP 58004858 A JP58004858 A JP 58004858A JP 485883 A JP485883 A JP 485883A JP S59129142 A JPS59129142 A JP S59129142A
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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。
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、優れた高温材として、また優れた摺動摩擦材
として好適な成形体およびその製造方法に関し、轡に膨
張黒鉛と炭化硅素との複合成形体およびその製造方法、
ならびに炭化硅素の成形体の製造方法に関する。
として好適な成形体およびその製造方法に関し、轡に膨
張黒鉛と炭化硅素との複合成形体およびその製造方法、
ならびに炭化硅素の成形体の製造方法に関する。
従来、いわゆる゛′膨張黒鉛粉″と称せられるものを圧
縮成形して得られるｏＴ撓性黒鉛材料は、可撓性、気密
性、弾力性、熱安定性、自７、己潤滑性等に優れている
ところから、特にパツキン、カスケントに広くオリ用さ
才ｔて米ているが、一方において例えば、６００℃をこ
える酸化雰囲気中では、酸化消耗してしまう欠点がある
。また、近年、高温＾負荷に耐え得る摺動摩擦材として
注目されている中に炭化硅素の成形体がある。この炭化
硅素の成形体は、アルミニウム、ホウ素およびこれ等の
化合物からなる焼結助剤を不可欠としているため結晶面
内配向性の良好々ものを簡便に得ることがむつかしく、
またより一層優ｎた機械強度のものが望まれている。さ
らに、耐摩耗性の優れた摺動材として、従来、黒鉛基体
上に離床を反応せしめて黒鉛基体の表面部分を炭化ケイ
素層にコンバートせしめたものも必るが、基体自体が黒
鉛からなるため、高負荷領域では、黒鉛基体に歪が生じ
やすく表面に形成した炭化ケイ素の本来の特性を生かし
得ない憾みがあった。
縮成形して得られるｏＴ撓性黒鉛材料は、可撓性、気密
性、弾力性、熱安定性、自７、己潤滑性等に優れている
ところから、特にパツキン、カスケントに広くオリ用さ
才ｔて米ているが、一方において例えば、６００℃をこ
える酸化雰囲気中では、酸化消耗してしまう欠点がある
。また、近年、高温＾負荷に耐え得る摺動摩擦材として
注目されている中に炭化硅素の成形体がある。この炭化
硅素の成形体は、アルミニウム、ホウ素およびこれ等の
化合物からなる焼結助剤を不可欠としているため結晶面
内配向性の良好々ものを簡便に得ることがむつかしく、
またより一層優ｎた機械強度のものが望まれている。さ
らに、耐摩耗性の優れた摺動材として、従来、黒鉛基体
上に離床を反応せしめて黒鉛基体の表面部分を炭化ケイ
素層にコンバートせしめたものも必るが、基体自体が黒
鉛からなるため、高負荷領域では、黒鉛基体に歪が生じ
やすく表面に形成した炭化ケイ素の本来の特性を生かし
得ない憾みがあった。
前述したように、従来では、柚々の技術があるにもかか
わらず、総会的に優れた摺動魔擦材と同時に優れた栃温
材がないのが現状である。
わらず、総会的に優れた摺動魔擦材と同時に優れた栃温
材がないのが現状である。
本発明は、前述した事情に鑑みなされたものである。以
下、本発明の詳細な説明する。
下、本発明の詳細な説明する。
まず、本発明では、素材として゛膨張黒鉛粉゛を用いる
ものある。このＩｌｌ彫張黒鉛粉′”とは、黒鉛結晶の
よく発達した黒鉛で不純物である硅酸塩礪物等の含有の
少ない黒鉛、例えば、良質の、瞬片状天然黒鉛やキッシ
ュ黒鉛等を濃硫酸と濃硝酸等の酸化性酸で酸処理し、水
洗乾燥の上、急〃目熱することによって得られる°とこ
ろの黒鉛Ｃ＠方向にクサビ状破壊金もって拡大された膨
張黒鉛粉である。本発明に係る複合成形体は、この膨張
黒鉛粉の表面に予〜１７制程度。）を真仝蒸看等の物理
蒸清法にて蒸着（気相めっき）した僚合素材となし、係
る複合素材の所望型を金型やロールにて密度が１５〜３
’、 ＯＶａｌｌとなるように加圧成形し、その後、真
空中や不活性ガス嘗囲気中にて１６００〜２２００ ℃
の温厩を以って焼成する製法にて得られる複合成形体で
ある。従って最初、硅素で被覆されていた膨張黒鉛粉の
複合素材は、焼成することにより、硅素が炭化硅素にコ
ンバートされ、炭化硅素にて被覆された膨張黒鉛粉から
なる複合素材となる。
ものある。このＩｌｌ彫張黒鉛粉′”とは、黒鉛結晶の
よく発達した黒鉛で不純物である硅酸塩礪物等の含有の
少ない黒鉛、例えば、良質の、瞬片状天然黒鉛やキッシ
ュ黒鉛等を濃硫酸と濃硝酸等の酸化性酸で酸処理し、水
洗乾燥の上、急〃目熱することによって得られる°とこ
ろの黒鉛Ｃ＠方向にクサビ状破壊金もって拡大された膨
張黒鉛粉である。本発明に係る複合成形体は、この膨張
黒鉛粉の表面に予〜１７制程度。）を真仝蒸看等の物理
蒸清法にて蒸着（気相めっき）した僚合素材となし、係
る複合素材の所望型を金型やロールにて密度が１５〜３
’、 ＯＶａｌｌとなるように加圧成形し、その後、真
空中や不活性ガス嘗囲気中にて１６００〜２２００ ℃
の温厩を以って焼成する製法にて得られる複合成形体で
ある。従って最初、硅素で被覆されていた膨張黒鉛粉の
複合素材は、焼成することにより、硅素が炭化硅素にコ
ンバートされ、炭化硅素にて被覆された膨張黒鉛粉から
なる複合素材となる。
つまシ、本発明に係る複合成形体は、炭化硅素にて抜機
された膨張黒鉛粉からなる複合素材を多数個集合させて
なる複合成形体である。
された膨張黒鉛粉からなる複合素材を多数個集合させて
なる複合成形体である。
このような構成の複合成形体は、膨張黒鉛粉を包含する
網目状構造を以って炭化硅素が形成され、かつ膨張黒鉛
の黒鉛結晶軸に沿って結晶成長がなされ、面内配向性の
艮好な結晶となるため、摺動特性に優れ、しかも不純物
を内包していないので、尚温強度にも優れた成形１本と
なる。
網目状構造を以って炭化硅素が形成され、かつ膨張黒鉛
の黒鉛結晶軸に沿って結晶成長がなされ、面内配向性の
艮好な結晶となるため、摺動特性に優れ、しかも不純物
を内包していないので、尚温強度にも優れた成形１本と
なる。
前述してきた本発明に係る複合成形体は、より具体的に
は、次に説明する製造方法にて実現化−〇きるものであ
り、疹付し′に、ｖＪ埋蒸漸手段の一例Ｃ゛ある真空蒸
装置の概念図に基つき祥述する。
は、次に説明する製造方法にて実現化−〇きるものであ
り、疹付し′に、ｖＪ埋蒸漸手段の一例Ｃ゛ある真空蒸
装置の概念図に基つき祥述する。
真作蒸装置ｆＡは、真空槽１円に膨張黒鉛粉２ケ収谷し
たホッパー３と、網目の回転ドラム４、硅素蒸発源５、
加熱熱源６、素材受用茶器７を備えており、真空槽１内
金０１”〜ｌ０−１ｔｏｒｒ程朋の真空度にできる真空
ポンプ８を備えている。ホッパー３内に収容された膨張
黒鉛粉２は、自動的にホッパー３の底部に設けたホッパ
ー出口３′よシ適量洛−トし２て、回転ドラム４内に送
られる。膨張黒鉛粉２が回転ドラム・１内で回転されな
がら通過する間に、約１４００ｃ以上に加熱されでいる
硅素蒸発源５によって硅素微粒子が膨張黒鉛粉２の表面
に均一分散蒸着されて、素材受用容器７にたまる装置で
ある。このようにして得しＩＬだ硅素微粒子にて均一に
気相めっきさｎたに点黒鉛粉からなる複合素材は、その
佼、ｎ［室する形状（例えば円環状、シート状寺）に１
．−）でプレス金型やロールにて、ブしくすれが生じな
いよう少なくともｌ、５〃部の省・度となるように加圧
成形して形作りをする。ヤして、このもこの焼成の場合
、必す不法性雰囲気中で何なうこと必要で、？ｌＪえば
、敏＊雰囲気甲て行なえば、硅素とｒ！Ｊ！累、炭素と
酸素とが谷々反応して酸化物生ルにさ才し、・Ｉ４−素
と炭素が充ケに反応しないことを防ぐためである。な２
、膨張黒鉛粉に対し硅素（は５〜８０庫五１％のイＩＩ
χ囲で蒸着でき、Ｖｌｌえは、化字量諭的炭化硅系とｌ
すために、膨張黒鉛初市に対し、＃渚塾せるべき硅素童
を一尾の仰、凹円マーもってｊｌｉｌ） Ｔｉ１ｌし併
ゐことかできる。ところでノ＃張黒鉛の場合、その比表
面積が、通常の黒鉛Ｉ／７−Ｘ対し！（川片以上もあり
、硅素憧粒子の４看し得る蒸着量の範囲を大幅に太キ〈
シている。なお、前述した製法に得られる複合成形体は
、炭化硅素と黒鉛とからなるものであるが、成形体自体
を完全に炭化硅素からなる成形体になすことは、１彩帳
黒鉛粉と硅素との量から理論上可能ではあるが、現実に
は、膨張黒鉛粉の個々の大きさと、蒸着される硅素量と
が完全に制御されなければならないので、やや内矩であ
るという憾みもある。従って一層完全に炭化硅素のみブ
トら７Ｚる成形体となすためには、本発明に係る複合成
形体、即ち炭化硅素にて被覆された膨張黒鉛粉からなる
籾合素柁を多数個集合させてなる複合成形体をもってさ
らに、、 ６００℃以上の酸化雰囲気中で加熱すること
によって、黒鉛をカス状の酸化炭素として除くことがで
き、完全な炭化硅素のみからなるｈｋ形体を得ることも
できる。
たホッパー３と、網目の回転ドラム４、硅素蒸発源５、
加熱熱源６、素材受用茶器７を備えており、真空槽１内
金０１”〜ｌ０−１ｔｏｒｒ程朋の真空度にできる真空
ポンプ８を備えている。ホッパー３内に収容された膨張
黒鉛粉２は、自動的にホッパー３の底部に設けたホッパ
ー出口３′よシ適量洛−トし２て、回転ドラム４内に送
られる。膨張黒鉛粉２が回転ドラム・１内で回転されな
がら通過する間に、約１４００ｃ以上に加熱されでいる
硅素蒸発源５によって硅素微粒子が膨張黒鉛粉２の表面
に均一分散蒸着されて、素材受用容器７にたまる装置で
ある。このようにして得しＩＬだ硅素微粒子にて均一に
気相めっきさｎたに点黒鉛粉からなる複合素材は、その
佼、ｎ［室する形状（例えば円環状、シート状寺）に１
．−）でプレス金型やロールにて、ブしくすれが生じな
いよう少なくともｌ、５〃部の省・度となるように加圧
成形して形作りをする。ヤして、このもこの焼成の場合
、必す不法性雰囲気中で何なうこと必要で、？ｌＪえば
、敏＊雰囲気甲て行なえば、硅素とｒ！Ｊ！累、炭素と
酸素とが谷々反応して酸化物生ルにさ才し、・Ｉ４−素
と炭素が充ケに反応しないことを防ぐためである。な２
、膨張黒鉛粉に対し硅素（は５〜８０庫五１％のイＩＩ
χ囲で蒸着でき、Ｖｌｌえは、化字量諭的炭化硅系とｌ
すために、膨張黒鉛初市に対し、＃渚塾せるべき硅素童
を一尾の仰、凹円マーもってｊｌｉｌ） Ｔｉ１ｌし併
ゐことかできる。ところでノ＃張黒鉛の場合、その比表
面積が、通常の黒鉛Ｉ／７−Ｘ対し！（川片以上もあり
、硅素憧粒子の４看し得る蒸着量の範囲を大幅に太キ〈
シている。なお、前述した製法に得られる複合成形体は
、炭化硅素と黒鉛とからなるものであるが、成形体自体
を完全に炭化硅素からなる成形体になすことは、１彩帳
黒鉛粉と硅素との量から理論上可能ではあるが、現実に
は、膨張黒鉛粉の個々の大きさと、蒸着される硅素量と
が完全に制御されなければならないので、やや内矩であ
るという憾みもある。従って一層完全に炭化硅素のみブ
トら７Ｚる成形体となすためには、本発明に係る複合成
形体、即ち炭化硅素にて被覆された膨張黒鉛粉からなる
籾合素柁を多数個集合させてなる複合成形体をもってさ
らに、、 ６００℃以上の酸化雰囲気中で加熱すること
によって、黒鉛をカス状の酸化炭素として除くことがで
き、完全な炭化硅素のみからなるｈｋ形体を得ることも
できる。
次に、本発明の一実施例を示す。
［実施例１］
？ｉ５≦付図で示した真空蒸Ｎ装置Ａを用いて、約３０
０倍Ｃ＠方向に膨張はせたｊ膨張黒鉛粉の表面に、膨張
黒鉛粉量に対し約５（）重量力の硅素微粒子全被覆させ
た複合素材ｉｏ−ル掛りして、厚さく）５馴、幅２ 、
ｔｌ Ｏｍｍ 、 密度２７に盲の連続シート状成形体
金得た。このシート状成形体を幅１（ｌａｉＸ長さ８（
ｌ ｍｍの試練片となすべく切断し、これ全焼成炉にて
、１６５０℃、１時間焼成する製法にて代金成形体を侍
た。
０倍Ｃ＠方向に膨張はせたｊ膨張黒鉛粉の表面に、膨張
黒鉛粉量に対し約５（）重量力の硅素微粒子全被覆させ
た複合素材ｉｏ−ル掛りして、厚さく）５馴、幅２ 、
ｔｌ Ｏｍｍ 、 密度２７に盲の連続シート状成形体
金得た。このシート状成形体を幅１（ｌａｉＸ長さ８（
ｌ ｍｍの試練片となすべく切断し、これ全焼成炉にて
、１６５０℃、１時間焼成する製法にて代金成形体を侍
た。
［実施例２コ
上記実施列１で得た複合成形体をライタ一式摩耗試験機
に取付け、接面圧５智、周速１（）いにて、ＷＣの超硬
質材とｌ ｔｌ （１時間摺動芒せた結果、複合成形体
の屋托幇は皆無であった。
に取付け、接面圧５智、周速１（）いにて、ＷＣの超硬
質材とｌ ｔｌ （１時間摺動芒せた結果、複合成形体
の屋托幇は皆無であった。
以上詳述したように、不発明に狂えば、簡便な製法にて
、極めて摺動特性に優れた成形体ができる。捷だ従来で
は、薄板状の成形体は出来ないとをれていたもの捷で各
局に製造できる。しかも、小発明によって、拙々の用途
に）ｒＩＪ ）月できる。セリえは、眠気特性の良い光
熱体、高温材を収容する容器、メカニカルシールや軸受
等の摺動部材等がその一例として採けられる。
、極めて摺動特性に優れた成形体ができる。捷だ従来で
は、薄板状の成形体は出来ないとをれていたもの捷で各
局に製造できる。しかも、小発明によって、拙々の用途
に）ｒＩＪ ）月できる。セリえは、眠気特性の良い光
熱体、高温材を収容する容器、メカニカルシールや軸受
等の摺動部材等がその一例として採けられる。
図面は、不発明に係る製法に供される製造装置の一例を
示す真空蒸着装置の概念図である。 Ａ・・・・・真空蒸着装置 ２・・・・・膨張黒鉛粉 ３・・・・・ホッパー ４・・・・・回転トラム ５・・・・・硅素蒸発源 出願人 日本ピラー工業株式会社
示す真空蒸着装置の概念図である。 Ａ・・・・・真空蒸着装置 ２・・・・・膨張黒鉛粉 ３・・・・・ホッパー ４・・・・・回転トラム ５・・・・・硅素蒸発源 出願人 日本ピラー工業株式会社
Claims (3)
- （１）炭化珪素にて被覆された膨張黒鉛粉からなる複合
素材を多数個集合させてなる複合成形体。 - （２）膨張黒鉛粉の表面に珪素微粒子を物理蒸着法にて
分散蒸着した複合素材を所望量加圧成形し、かつ不活性
雰囲気中で加熱することによって炭化硅素からなる表面
層を備える膨張黒鉛粉が多数個集合された複合成形体の
製造方法。 - （３）炭化硅素にて板積された膨張黒鉛粉からなる傾合
索材を多数個集合させてなる複合成形体をもって酸化雰
囲気中で加熱することによって炭化硅素のみからなる成
形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004858A JPS59129142A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 複合成形体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004858A JPS59129142A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 複合成形体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59129142A true JPS59129142A (ja) | 1984-07-25 |
| JPH0256308B2 JPH0256308B2 (ja) | 1990-11-29 |
Family
ID=11595368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58004858A Granted JPS59129142A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 複合成形体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59129142A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011027757A1 (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | 東洋炭素株式会社 | セラミックス炭素複合材及びその製造方法並びにセラミックス被覆セラミックス炭素複合材及びその製造方法 |
| JP2011051866A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Toyo Tanso Kk | 炭化ケイ素被覆炭素基材の製造方法及び炭化ケイ素被覆炭素基材並びに炭化ケイ素炭素複合焼結体、セラミックス被覆炭化ケイ素炭素複合焼結体及び炭化ケイ素炭素複合焼結体の製造方法 |
| JP2017505274A (ja) * | 2013-12-11 | 2017-02-16 | ベイカー ヒューズ インコーポレイテッド | 炭素複合材、製造方法、及びその使用 |
| US10202310B2 (en) | 2014-09-17 | 2019-02-12 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Carbon composites |
| US10300627B2 (en) | 2014-11-25 | 2019-05-28 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Method of forming a flexible carbon composite self-lubricating seal |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5424910A (en) * | 1977-07-27 | 1979-02-24 | Nippon Carbon Co Ltd | Flexible graphite material and method of making same |
-
1983
- 1983-01-14 JP JP58004858A patent/JPS59129142A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5424910A (en) * | 1977-07-27 | 1979-02-24 | Nippon Carbon Co Ltd | Flexible graphite material and method of making same |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011027757A1 (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | 東洋炭素株式会社 | セラミックス炭素複合材及びその製造方法並びにセラミックス被覆セラミックス炭素複合材及びその製造方法 |
| JP2011051866A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Toyo Tanso Kk | 炭化ケイ素被覆炭素基材の製造方法及び炭化ケイ素被覆炭素基材並びに炭化ケイ素炭素複合焼結体、セラミックス被覆炭化ケイ素炭素複合焼結体及び炭化ケイ素炭素複合焼結体の製造方法 |
| JP2011051867A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Toyo Tanso Kk | セラミックス炭素複合材及びその製造方法並びにセラミックス被覆セラミックス炭素複合材及びその製造方法 |
| CN102482164A (zh) * | 2009-09-04 | 2012-05-30 | 东洋炭素株式会社 | 陶瓷碳复合材及其制造方法与陶瓷包覆陶瓷碳复合材及其制造方法 |
| TWI481581B (zh) * | 2009-09-04 | 2015-04-21 | Toyo Tanso Co | 陶瓷碳複合材及其製造方法與被覆陶瓷之陶瓷碳複合材及其製造方法 |
| US9085493B2 (en) | 2009-09-04 | 2015-07-21 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Process for production of silicon-carbide-coated carbon base material, silicon-carbide-coated carbon base material, sintered (silicon carbide)-carbon complex, ceramic-coated sintered (silicon carbide)-carbon complex, and process for production of sintered (silicon carbide)-carbon complex |
| US9296660B2 (en) | 2009-09-04 | 2016-03-29 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Ceramic carbon composite material, method for producing ceramic carbon composite material, ceramic-coated ceramic carbon composite material, and method for producing ceramic-coated ceramic carbon composite material |
| JP2017505274A (ja) * | 2013-12-11 | 2017-02-16 | ベイカー ヒューズ インコーポレイテッド | 炭素複合材、製造方法、及びその使用 |
| US10202310B2 (en) | 2014-09-17 | 2019-02-12 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Carbon composites |
| US10300627B2 (en) | 2014-11-25 | 2019-05-28 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Method of forming a flexible carbon composite self-lubricating seal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0256308B2 (ja) | 1990-11-29 |
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