JPS59156972A - セラミツクス複合材料 - Google Patents
セラミツクス複合材料Info
- Publication number
- JPS59156972A JPS59156972A JP58031448A JP3144883A JPS59156972A JP S59156972 A JPS59156972 A JP S59156972A JP 58031448 A JP58031448 A JP 58031448A JP 3144883 A JP3144883 A JP 3144883A JP S59156972 A JPS59156972 A JP S59156972A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fibers
- composite material
- ceramic
- oxide
- ceramic composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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】
本発明は補強繊維で強化されたセラミックス複合材料に
関するものである。
関するものである。
補強繊維で強化された複合材料としては、ＦＲＰ等の繊
維補強プラスチックス、繊維補強金属等が知られている
。しかし、セラミックス複合材料としては、強化コンク
リートなどに応用されている程度で本格的なセラミック
ス複合材料は知られていない。これは、一般にセラミッ
クスは高温下でないと焼結しないために、セラミックス
の焼結中に強化繊維が劣化したり、マトリックスとなる
セラミックスと強化ｍｉとが同相反応等により強化繊維
の変質をきたすために、十分な強度を有するセラミック
ス複合材料が得られなかったものと考えられる。
維補強プラスチックス、繊維補強金属等が知られている
。しかし、セラミックス複合材料としては、強化コンク
リートなどに応用されている程度で本格的なセラミック
ス複合材料は知られていない。これは、一般にセラミッ
クスは高温下でないと焼結しないために、セラミックス
の焼結中に強化繊維が劣化したり、マトリックスとなる
セラミックスと強化ｍｉとが同相反応等により強化繊維
の変質をきたすために、十分な強度を有するセラミック
ス複合材料が得られなかったものと考えられる。
本発明はチタン酸銅が酸化物系セラミックスとの間で濡
れ性が良く、強固な結合力を示すことを利用し、チタン
酸銅をマトリックス部の成分として利用することにより
、優れたセラミックス複合材料を得たものである。
れ性が良く、強固な結合力を示すことを利用し、チタン
酸銅をマトリックス部の成分として利用することにより
、優れたセラミックス複合材料を得たものである。
すなわち、本発明のセラミックス複合材料は、セラミッ
クス質のマトリックス部と該マトリックス部に一体的に
ｊ！［！設されたセラミックス質の補強繊維とからなる
セラミックス複合材料において、マトリックス部は少な
くともチタン酸相が溶融凝固して形成されたものである
ことを特徴とするものである。
クス質のマトリックス部と該マトリックス部に一体的に
ｊ！［！設されたセラミックス質の補強繊維とからなる
セラミックス複合材料において、マトリックス部は少な
くともチタン酸相が溶融凝固して形成されたものである
ことを特徴とするものである。
本発明のセラミックス複合材料において、そのマトリッ
クス部は少なくともチタン酸相が溶融凝固して形成され
たものである。このマトリックス部はチタン酸相のみが
溶融凝固したものでも、あるいは骨材的にアルミナ、シ
リカ等の酸化物粒子がチタン酸相中に分散しているもの
でも良い。
クス部は少なくともチタン酸相が溶融凝固して形成され
たものである。このマトリックス部はチタン酸相のみが
溶融凝固したものでも、あるいは骨材的にアルミナ、シ
リカ等の酸化物粒子がチタン酸相中に分散しているもの
でも良い。
セラミックス質の補強ａｍはこのマトリックス部に埋設
されている。なお、補強ｍ維の配合量はその量が増大す
るほど強度の高い複合材料が得られる。また、補強繊維
の配向についても、−軸配向、二軸配向、その他ランダ
ム配向等用途に応じて任意に選択することができる。セ
ラミックス質の補強繊維としてはアルミナｌ＆Ｈ，ムラ
イト繊維、ジルコニア繊維などの酸化物系繊維が好まし
い。
されている。なお、補強ｍ維の配合量はその量が増大す
るほど強度の高い複合材料が得られる。また、補強繊維
の配向についても、−軸配向、二軸配向、その他ランダ
ム配向等用途に応じて任意に選択することができる。セ
ラミックス質の補強繊維としてはアルミナｌ＆Ｈ，ムラ
イト繊維、ジルコニア繊維などの酸化物系繊維が好まし
い。
なお、窒化珪素、炭化珪素、炭素等の非酸化物系繊維を
使用することもできる。しかし、これらの非酸化物系繊
維は溶融したチタン酸相と反応し、銅を還元するために
、非酸化物系の繊維の表面には酸化物系の被覆層を形成
されているのが好ましい。なお、非酸化物系ｍ維の表面
に酸化物系セラミックスの表面層を形成するには、ＣＶ
ＤあるいはＰＶＤとして知られている公知の方法で非酸
化物系繊維の表面に酸化物の被膜層を形成することがで
きる。ｍ維は長繊維であっても、短繊維であっても、あ
るいはウィスカのような繊維でも良い。
使用することもできる。しかし、これらの非酸化物系繊
維は溶融したチタン酸相と反応し、銅を還元するために
、非酸化物系の繊維の表面には酸化物系の被覆層を形成
されているのが好ましい。なお、非酸化物系ｍ維の表面
に酸化物系セラミックスの表面層を形成するには、ＣＶ
ＤあるいはＰＶＤとして知られている公知の方法で非酸
化物系繊維の表面に酸化物の被膜層を形成することがで
きる。ｍ維は長繊維であっても、短繊維であっても、あ
るいはウィスカのような繊維でも良い。
繊維の種類は用途に応じて任意に選択することができる
。またｇＡ維はロービング状、マット状、テープ状、布
状等の種々の形態に加工したものでもよい。
。またｇＡ維はロービング状、マット状、テープ状、布
状等の種々の形態に加工したものでもよい。
本発明のセラミックス複合材料を製造する方法は、補強
繊維の集合体に溶融したチタン酸相を接触させ、繊維の
隙間に表面張力でチタン酸相を浸透させ、冷却してチタ
ン酸相を凝固させてマトリックス部とする。繊維の表面
にチタン酸相の粉末、あるいはチタン酸相の粉末と酸化
物系セラミックスの粉末の混合粉末を被覆し、この被覆
された繊維の集合体を加熱してチタン酸相を溶融し、そ
の後、冷却してセラミックス複合材料とすることもでき
る。チタン酸相の粉末あるいはチタン酸相の粉末と酸化
物系セラミックスの粉末の混合粉末中に補強繊維を埋設
し、その状態で加熱してチタン酸相を溶融し、その後冷
却してセラミックス複合材料とすることもできる。なお
、いずれの方法においても、チタン酸相が溶融した状態
で補強繊維間に存在する時に、それらの集合体を外部よ
り圧縮し、空隙をなるべ（少なくして冷却するのが好ま
しい。
繊維の集合体に溶融したチタン酸相を接触させ、繊維の
隙間に表面張力でチタン酸相を浸透させ、冷却してチタ
ン酸相を凝固させてマトリックス部とする。繊維の表面
にチタン酸相の粉末、あるいはチタン酸相の粉末と酸化
物系セラミックスの粉末の混合粉末を被覆し、この被覆
された繊維の集合体を加熱してチタン酸相を溶融し、そ
の後、冷却してセラミックス複合材料とすることもでき
る。チタン酸相の粉末あるいはチタン酸相の粉末と酸化
物系セラミックスの粉末の混合粉末中に補強繊維を埋設
し、その状態で加熱してチタン酸相を溶融し、その後冷
却してセラミックス複合材料とすることもできる。なお
、いずれの方法においても、チタン酸相が溶融した状態
で補強繊維間に存在する時に、それらの集合体を外部よ
り圧縮し、空隙をなるべ（少なくして冷却するのが好ま
しい。
本発明のセラミックス複合材料は補強繊維とチタン酸相
との親和性が高いために、補強繊維とマトリックス部の
一体性が高い。このため本発明のセラミックス複合材料
は高い強度をもつ。
との親和性が高いために、補強繊維とマトリックス部の
一体性が高い。このため本発明のセラミックス複合材料
は高い強度をもつ。
以下、実施例により説明する。
実施例１
酸化銅（ＣＯＯ）粉末と酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を
あらかじめモル比で３＝１となるように混合し、１００
０〜１０５０℃の温度範囲で、大気中で５時間加熱し、
チタン酸相（Ｃｕ ３ Ｔｉ ０４ ）を得た。これを
粉砕し、水とわずかな分散剤を加えてスラリーとした。
あらかじめモル比で３＝１となるように混合し、１００
０〜１０５０℃の温度範囲で、大気中で５時間加熱し、
チタン酸相（Ｃｕ ３ Ｔｉ ０４ ）を得た。これを
粉砕し、水とわずかな分散剤を加えてスラリーとした。
このスラリーにマット状に成形したアルミナ繊Ｈ（直径
３０ミクロン）の成形体（５０ｘ５０ｘ１０＋ｎｍ）を
浸漬し、成形体の内部表面にスラリーをコートした。ス
ラリーを乾燥後、同じ操作を３度くり返してアルミナ繊
維の間隙に十分チタン酸相を含ませた集合体を得た。
３０ミクロン）の成形体（５０ｘ５０ｘ１０＋ｎｍ）を
浸漬し、成形体の内部表面にスラリーをコートした。ス
ラリーを乾燥後、同じ操作を３度くり返してアルミナ繊
維の間隙に十分チタン酸相を含ませた集合体を得た。
これを第１図に示すように基台１上に円筒状の電気炉２
を配置し、その電気炉２内に耐火物製の円板状の下型３
を配置した。この下型３の上面に電融アルミナ粉４を散
布し、その上にアルミナ繊維とチタン酸相の集合体５を
配置し、さらにその上に電融アルミナ粉６および耐火物
製の円柱状上型７をセットした。そしてこの上型７の上
に、該集合体５に重さ５０ｋｇの荷重がかかるように重
し８をのせ、大気中で加熱し、１１５０℃にて３分保持
した後炉冷した。
を配置し、その電気炉２内に耐火物製の円板状の下型３
を配置した。この下型３の上面に電融アルミナ粉４を散
布し、その上にアルミナ繊維とチタン酸相の集合体５を
配置し、さらにその上に電融アルミナ粉６および耐火物
製の円柱状上型７をセットした。そしてこの上型７の上
に、該集合体５に重さ５０ｋｇの荷重がかかるように重
し８をのせ、大気中で加熱し、１１５０℃にて３分保持
した後炉冷した。
得られたセラミックス複合材料の上下の面にはアルミナ
粉が溶着していた。これから４Ｘ６Ｘ４０ｍｍのテスト
ピースを切り出し、３点曲げの抗折試験を行なった。こ
のセラミックス複合材料は試料数１０本の平均で１５０
ｋＭｍｍ２の強度であった。なお、このセラミックス
複合材料のｍｌの割合は約１５体積％であった。
粉が溶着していた。これから４Ｘ６Ｘ４０ｍｍのテスト
ピースを切り出し、３点曲げの抗折試験を行なった。こ
のセラミックス複合材料は試料数１０本の平均で１５０
ｋＭｍｍ２の強度であった。なお、このセラミックス
複合材料のｍｌの割合は約１５体積％であった。
実施例２
アルミナの長ｍＨ（直径２０ミクロン、引張り強度１５
０ ｋＱ／ｍ１）を直径約１５ｍｍ、長さ５０ＩＩ１ｍ
に束ねたものを作り白金線でしばり繊維が一方向に並ん
だ繊維集積体１１を得た。
０ ｋＱ／ｍ１）を直径約１５ｍｍ、長さ５０ＩＩ１ｍ
に束ねたものを作り白金線でしばり繊維が一方向に並ん
だ繊維集積体１１を得た。
この集積体１１を第２図に示すように白金ルツボ１２内
に立てるようにセットし、その周囲に３〜５ｍｌ１ｉ径
のチタン鍍銅１３をつめ、電気炉１４の炉内にセットし
た。次に、大気雰囲気下で１１５０℃に２０分間加熱し
、チタン鍍銅を溶融するとともにｌＪｉ雑集積体に浸透
させた。その後電気炉１４の上蓋１５に設けた孔１６を
通し、あらかじめ集積体１１にしばりつけである白金線
１７でこのチタン鍍銅が浸透した集積体１１を弓１き上
＋！、炉内につるした状態で炉冷した。
に立てるようにセットし、その周囲に３〜５ｍｌ１ｉ径
のチタン鍍銅１３をつめ、電気炉１４の炉内にセットし
た。次に、大気雰囲気下で１１５０℃に２０分間加熱し
、チタン鍍銅を溶融するとともにｌＪｉ雑集積体に浸透
させた。その後電気炉１４の上蓋１５に設けた孔１６を
通し、あらかじめ集積体１１にしばりつけである白金線
１７でこのチタン鍍銅が浸透した集積体１１を弓１き上
＋！、炉内につるした状態で炉冷した。
得られたセラミックス複合材料の繊維の９１合（ま約６
５体積％であった。このものから４Ｘ６Ｘ４０（ｍｌｌ
ｌ）のテストピースを繊維の長さ方１旬にそって切り出
し、三点曲げによる抗折試験を行なった。
５体積％であった。このものから４Ｘ６Ｘ４０（ｍｌｌ
ｌ）のテストピースを繊維の長さ方１旬にそって切り出
し、三点曲げによる抗折試験を行なった。
試料数１０本の平均強度は約１８０ ｋＱ／ ｍｍ２で
あった。
あった。
第１図は実施例１のセラミックス複合材料の製造に用い
た熱処理炉の模式図、第２図は実施例２のセラミックス
複合材料の製造に用ｂ）ｔこ熱処理炉の模式図である。 ２．１４・・・電気炉 ５・・・集合体 １１・・・繊維集積体 １２・・・ルツボ １３・・・チタン酸銅
た熱処理炉の模式図、第２図は実施例２のセラミックス
複合材料の製造に用ｂ）ｔこ熱処理炉の模式図である。 ２．１４・・・電気炉 ５・・・集合体 １１・・・繊維集積体 １２・・・ルツボ １３・・・チタン酸銅
Claims (3)
- （１）セラミックス質のマトリックス部と該マトリック
ス部に一体的に埋設されたセラミックス質の補強ＩＩＮ
とからなるセラミックス複合材料において、 マトリックス部は少なくともチタン酸銅が溶融凝固して
形成されたものであることを特徴とづるセラミックス複
合材料。 - （２）マトリックス部は耐火性酸化物粒子が溶融凝固し
たチタン酸銅中に分散した組織をもつ特許請求の範囲第
１項記載の複合材料。 - （３）補強＃Ａ維はアルミナ繊維、ムライトｍ維、ジル
コニヤ繊維などの酸化物系繊維である特許請求の範囲第
１項記載の複合材料。 〈４）補強繊維はその表面に酸化物層が被覆された窒化
珪素、炭化珪素、炭素等の非酸、化物系繊維である特許
請求の範囲第１項記載の複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031448A JPS59156972A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | セラミツクス複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031448A JPS59156972A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | セラミツクス複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59156972A true JPS59156972A (ja) | 1984-09-06 |
Family
ID=12331533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58031448A Pending JPS59156972A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | セラミツクス複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59156972A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4855262A (en) * | 1986-11-25 | 1989-08-08 | Battelle Memorial Institute | Method of manufacturing silicon nitride composition reinforced with silicon carbide whiskers having silicon oxide coating |
| US4962070A (en) * | 1985-10-31 | 1990-10-09 | Sullivan Thomas M | Non-porous metal-oxide coated carbonaceous fibers and applications in ceramic matrices |
| US5273833A (en) * | 1989-12-20 | 1993-12-28 | The Standard Oil Company | Coated reinforcements for high temperature composites and composites made therefrom |
| US5422319A (en) * | 1988-09-09 | 1995-06-06 | Corning Incorporated | Fiber reinforced ceramic matrix composites exhibiting improved high-temperature strength |
-
1983
- 1983-02-25 JP JP58031448A patent/JPS59156972A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4962070A (en) * | 1985-10-31 | 1990-10-09 | Sullivan Thomas M | Non-porous metal-oxide coated carbonaceous fibers and applications in ceramic matrices |
| US4855262A (en) * | 1986-11-25 | 1989-08-08 | Battelle Memorial Institute | Method of manufacturing silicon nitride composition reinforced with silicon carbide whiskers having silicon oxide coating |
| US4888310A (en) * | 1986-11-25 | 1989-12-19 | Battelle Memorial Institute | Pulverulent silicon nitride composition including oxidized silicon carbide whiskers |
| US5422319A (en) * | 1988-09-09 | 1995-06-06 | Corning Incorporated | Fiber reinforced ceramic matrix composites exhibiting improved high-temperature strength |
| US5273833A (en) * | 1989-12-20 | 1993-12-28 | The Standard Oil Company | Coated reinforcements for high temperature composites and composites made therefrom |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1130560A (en) | Lance pipe for refining and refining process of molten metal | |
| JP2693991B2 (ja) | 障壁を使用する金属マトリックス複合材料の製造方法 | |
| EP0277085B1 (en) | Production of metal carbide articles | |
| IE860292L (en) | Self-supporting ceramic composite structures | |
| JPH0811813B2 (ja) | 繊維強化金属母材複合体 | |
| JP4568410B2 (ja) | マグネシウム金属基複合材料のためのプリフォームの製造方法、および、金属基複合材料の製造方法、および、複合材料 | |
| JP2642675B2 (ja) | 自己支持体の製造方法 | |
| JPH06172054A (ja) | セラミック予備成形物、その製造方法及びその用途 | |
| JPS59156972A (ja) | セラミツクス複合材料 | |
| CA2012235A1 (en) | Transfer tube with insitu heater | |
| EP0754659B1 (en) | Porous inorganic material and metal-matrix composite material containing the same and process therefor | |
| PT85708B (pt) | Processo aperfeicoado para a producao de estruturas compositas de ceramica utilizando escoria | |
| Chiou et al. | Characterization of metal-matrix composites fabricated by vacuum infiltration of a liquid metal under an inert gas pressure | |
| US5082807A (en) | Production of metal carbide articles | |
| US5254509A (en) | Production of metal carbide articles | |
| JP2972873B1 (ja) | ジルコニア繊維の製造方法 | |
| JPH0736381B2 (ja) | 耐熱性治具とその製造方法 | |
| JPS6027462A (ja) | 複合構造管の製造方法 | |
| JPH11256253A (ja) | 複合材用炭素繊維及び複合材料 | |
| US4689189A (en) | Composite of Si3 N4 by infiltration | |
| JPH0343245A (ja) | 断熱セラミック複合体及びその製造方法 | |
| JPH02188473A (ja) | セラミツクス複合材料の製造方法 | |
| JP2000026171A (ja) | 金属−セラミックス複合材料とセラミックスとの接合 方法 | |
| JP4167318B2 (ja) | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 | |
| JP3358472B2 (ja) | 窒化珪素質セラミックス基複合材料の製造方法 |