JPS5930778A - 繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造法 - Google Patents
繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造法Info
- Publication number
- JPS5930778A JPS5930778A JP57138267A JP13826782A JPS5930778A JP S5930778 A JPS5930778 A JP S5930778A JP 57138267 A JP57138267 A JP 57138267A JP 13826782 A JP13826782 A JP 13826782A JP S5930778 A JPS5930778 A JP S5930778A
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- JP
- Japan
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- sintered body
- sic sintered
- fiber
- reinforced sic
- whiskers
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- Granted
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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】
る炭化珪素焼結体の製造法に関する。
炭化珪素焼結体は低熱膨脂性で、機械強度や熱伝導が大
きく、耐酸化性も良好なことから、発熱体やエンジン部
品その他の耐熱構造材料として、最近広範な用途が関け
てきた材質であるが、金属に比べ靭性が乏しく、特に抗
張力が弱いという難点があった。
きく、耐酸化性も良好なことから、発熱体やエンジン部
品その他の耐熱構造材料として、最近広範な用途が関け
てきた材質であるが、金属に比べ靭性が乏しく、特に抗
張力が弱いという難点があった。
本発明はこれを改良し、特定方向に著しく強い抗張力を
もつ繊維強化ＳＩＣ焼結体の製造法に関するもので、Ｗ
繊維とこの間隙を埋めるＳＬ３Ｎ４ホイスカーをｌ平面
またはｌ直線に実質的にほソ平行に配列し、炭素を含有
する結合剤を加えＷの複合体とすることを特徴とする繊
維強化ＳｉＣ焼結体の製造法を提供するもので、ＳＩＣ
の反応焼結法の７種であるが、Ｗ繊維とＳｂＮａホイス
カーが実質的に特定方向に配合されているＰ繊維の伸長
方向に、著しく強い抗張力を有し、また少量の金属珪素
が残留するために靭性の大きいものである。こ＼で５ｉ
ｓＮ４ホイスカーはα型または１里の窒化珪素よシなる
ホイスカーでおる。次にこれを成形するにはＷ繊維と５
ｉ３Ｎｔホイ′スカーを一平面上に不特定方向に配置し
結合すれば曲げや引張シ応力に強い薄板が得られ放射状
に配置すれば、半径方向の引張応力即ち遠心力に特に強
い薄板や羽根車が得られ、円筒状や角筒状物の側面に捲
回して結合すれば内部で燃焼反応を起した時も、燃焼に
よる気体の応力や熱歪に著しく強い円筒や角筒を得るこ
とができる。またｌ直線に平行に配置し結合すればその
方向に特に強度のある線状体が得られこれを円形、コイ
ル状等に加工すればリングや耐熱性コイルスプリング等
に適したものとなシ従来のＳＩＣ焼結体に比し著しく靭
性の大きいものとなる。
もつ繊維強化ＳＩＣ焼結体の製造法に関するもので、Ｗ
繊維とこの間隙を埋めるＳＬ３Ｎ４ホイスカーをｌ平面
またはｌ直線に実質的にほソ平行に配列し、炭素を含有
する結合剤を加えＷの複合体とすることを特徴とする繊
維強化ＳｉＣ焼結体の製造法を提供するもので、ＳＩＣ
の反応焼結法の７種であるが、Ｗ繊維とＳｂＮａホイス
カーが実質的に特定方向に配合されているＰ繊維の伸長
方向に、著しく強い抗張力を有し、また少量の金属珪素
が残留するために靭性の大きいものである。こ＼で５ｉ
ｓＮ４ホイスカーはα型または１里の窒化珪素よシなる
ホイスカーでおる。次にこれを成形するにはＷ繊維と５
ｉ３Ｎｔホイ′スカーを一平面上に不特定方向に配置し
結合すれば曲げや引張シ応力に強い薄板が得られ放射状
に配置すれば、半径方向の引張応力即ち遠心力に特に強
い薄板や羽根車が得られ、円筒状や角筒状物の側面に捲
回して結合すれば内部で燃焼反応を起した時も、燃焼に
よる気体の応力や熱歪に著しく強い円筒や角筒を得るこ
とができる。またｌ直線に平行に配置し結合すればその
方向に特に強度のある線状体が得られこれを円形、コイ
ル状等に加工すればリングや耐熱性コイルスプリング等
に適したものとなシ従来のＳＩＣ焼結体に比し著しく靭
性の大きいものとなる。
次に炭素を含有する結合剤は、粘着性と炭素が含まれる
ことが必要で、ピッチ、タール、脂肪酸、他特に熱可塑
性または熱硬化性樹脂等が有効に利用できる。炭素の他
に珪素を含有する樹脂は更に良好である。これらはＷ繊
維と５ｉｓＮ＜ホイスカーと混練しながら配列してもよ
く、またはＷ繊維と５ｉｓＮ４ホイスカーを配列抜液状
の結合剤に振動を加えながら、滲透せしめてもよく、何
れの方法でも繊維の空隙を十分に埋めることが必゛要で
これが不十分ならばそれに応じて焼結も不十分となシ、
強度を低下するものである。また混線後口−リングや押
出しによりＷ繊維と５ｉｓＮ４を好みの方向に配列せし
めることができる。
ことが必要で、ピッチ、タール、脂肪酸、他特に熱可塑
性または熱硬化性樹脂等が有効に利用できる。炭素の他
に珪素を含有する樹脂は更に良好である。これらはＷ繊
維と５ｉｓＮ＜ホイスカーと混練しながら配列してもよ
く、またはＷ繊維と５ｉｓＮ４ホイスカーを配列抜液状
の結合剤に振動を加えながら、滲透せしめてもよく、何
れの方法でも繊維の空隙を十分に埋めることが必゛要で
これが不十分ならばそれに応じて焼結も不十分となシ、
強度を低下するものである。また混線後口−リングや押
出しによりＷ繊維と５ｉｓＮ４を好みの方向に配列せし
めることができる。
次にこれを熱分解して炭素を残留するには、非酸化性雰
囲気、具体的には真空、水素、アルゴン等の雰・囲気で
よい。この時の分解残留炭素はＷ繊維と５ｉｓＮ＜ホイ
スカーの間隙を多孔質で活性の高い炭素の形で埋め、溶
融金属珪素の滲透を毛細管現象によって容易にし、１６
００℃付近で十分反応焼結を起す。これによシ、反応焼
結ＳＩＣで結合し九５１ｓＮ４ホイスカーの焼結体が得
られると共に少量の珪素が残留するから、繊維の方向に
著しく抗張力の大きく且つ靭性の高いものとなる。
囲気、具体的には真空、水素、アルゴン等の雰・囲気で
よい。この時の分解残留炭素はＷ繊維と５ｉｓＮ＜ホイ
スカーの間隙を多孔質で活性の高い炭素の形で埋め、溶
融金属珪素の滲透を毛細管現象によって容易にし、１６
００℃付近で十分反応焼結を起す。これによシ、反応焼
結ＳＩＣで結合し九５１ｓＮ４ホイスカーの焼結体が得
られると共に少量の珪素が残留するから、繊維の方向に
著しく抗張力の大きく且つ靭性の高いものとなる。
以下実施例によシーそう具体的に説明するが本発明はこ
れによシ拘束されるものではない。
れによシ拘束されるものではない。
実施例を
市販の直径１００μのＷ繊維と５ＬｓＮ４ホイスカー（
タテホ化学に、 Ｋ、製）をメタクリル酸インブチルエ
ステル、ニトロセルローズ、ジオクチルフタレートの混
合物に少量のトリクロールエチレンを加えた液に浸漬し
たのち、平面上を転がしながらひも状にすることによシ
平行に堆積し、軸と直角方向に加圧して厚さ２−×巾／
（ｈｒＢ Ｘ長さ７００間のテストピースを作成し乾
燥後、ＮＺ雰゛囲気中で♂Ｏθ℃に！時間加熱して有機
物の結合剤を熱分解し、Ｗ繊維と５ｉｉＮｎホイスカー
を炭素で結合した物体を製作し、次にアルミナ製のサヤ
の中に金属珪素の粉末とこのテストヒースを入れ、。１
ｚｏｏ℃に真空中で昇温せしめ、金属珪素を溶融せしめ
ると共に焼結体中に滲透させ、反応焼結を完了した。こ
れを４／とする。
タテホ化学に、 Ｋ、製）をメタクリル酸インブチルエ
ステル、ニトロセルローズ、ジオクチルフタレートの混
合物に少量のトリクロールエチレンを加えた液に浸漬し
たのち、平面上を転がしながらひも状にすることによシ
平行に堆積し、軸と直角方向に加圧して厚さ２−×巾／
（ｈｒＢ Ｘ長さ７００間のテストピースを作成し乾
燥後、ＮＺ雰゛囲気中で♂Ｏθ℃に！時間加熱して有機
物の結合剤を熱分解し、Ｗ繊維と５ｉｉＮｎホイスカー
を炭素で結合した物体を製作し、次にアルミナ製のサヤ
の中に金属珪素の粉末とこのテストヒースを入れ、。１
ｚｏｏ℃に真空中で昇温せしめ、金属珪素を溶融せしめ
ると共に焼結体中に滲透させ、反応焼結を完了した。こ
れを４／とする。
次にポリウレタン樹脂の代シにピッチを用いる以外Ａ／
を同様にして製作しぶコとした。まだ従来の周知の反応
焼結法にょシＡｌと同形状のテストピースを作成しｌ１
３Ｒとした。
を同様にして製作しぶコとした。まだ従来の周知の反応
焼結法にょシＡｌと同形状のテストピースを作成しｌ１
３Ｒとした。
これの特性を表１に示す。表１よ）、本発明の繊維強化
ＳｉＣ焼結体は長さ方向の抗張力が従来の反応焼結Ｓｉ
Ｃに比し、７割以上大きく、抗折力が約ｉ割大きかった
。これは耐熱構造材料として利用範囲を拡大できるもの
でちる。
ＳｉＣ焼結体は長さ方向の抗張力が従来の反応焼結Ｓｉ
Ｃに比し、７割以上大きく、抗折力が約ｉ割大きかった
。これは耐熱構造材料として利用範囲を拡大できるもの
でちる。
第 ｌ 表
実施例よ
市販の直径１００μのＷ繊維とＳｂＮ＊ホイスヵ一を振
動と加圧を繰シ返しながら一平面上に平行に／ｒｒａｎ
の厚さに並べ炭素粉末を混ぜたタールを含浸させた後、
プレスして厚さ２ｒｒｕｎの平板とし直径＆Ｏｗｎの円
板に切断した後は、実施例／の／に−２と同様にして反
応焼結ＳｉＣとしぶ≠とした。
動と加圧を繰シ返しながら一平面上に平行に／ｒｒａｎ
の厚さに並べ炭素粉末を混ぜたタールを含浸させた後、
プレスして厚さ２ｒｒｕｎの平板とし直径＆Ｏｗｎの円
板に切断した後は、実施例／の／に−２と同様にして反
応焼結ＳｉＣとしぶ≠とした。
また別に従来の反応焼結法によシ、同形状の円板を得、
これをｉｔｓ、これの側面図を第１図に示す如くピスト
ンの上面に設置した。図中／はアルミニウム合金製ピス
トン、コは繊維強化 ゝＳｉＣ焼結体である。これを気
筒容積７．２００ｃｃの内燃機関に取付けｉｏｏ時間運
転したところ、ＡＪＲ−は！細巾μ個破損したが、ツク
″は！細巾１個も破損を起さなかった。
これをｉｔｓ、これの側面図を第１図に示す如くピスト
ンの上面に設置した。図中／はアルミニウム合金製ピス
トン、コは繊維強化 ゝＳｉＣ焼結体である。これを気
筒容積７．２００ｃｃの内燃機関に取付けｉｏｏ時間運
転したところ、ＡＪＲ−は！細巾μ個破損したが、ツク
″は！細巾１個も破損を起さなかった。
実施例３゜
市販のＷ繊維と５ｉｓＮ４ホイスカーを溶融ピッチに浸
漬し、直径１００ｗｎの円筒の側面にた＼きつけながら
捲回し厚さ３団とし、冷却して、内径１００ｒａｎ、外
径ｉ０１０１ｒ、長さ３００ ｒｕｎ ノ円筒を成形し
た。この後実施例−と同条件にて反応焼結ＳｉＣとし、
Ａ６とする。次に従来の周知の反応焼結法にて同形状の
円筒を製作し、Ａ ７ Ｒとしだ。これの内部にて都市
ガスを燃焼させ、内部温度を３分で乙ＯＯ℃、 ７００
℃、どＯＯＣ，２００℃と上昇させるテストを行った処
Ａ ７ Ｒは１００℃の時に破壊しだのに対し、＆ｔは
り！θ℃迄上昇させても一破壊せず、急熱に著しく強い
ことが判った。
漬し、直径１００ｗｎの円筒の側面にた＼きつけながら
捲回し厚さ３団とし、冷却して、内径１００ｒａｎ、外
径ｉ０１０１ｒ、長さ３００ ｒｕｎ ノ円筒を成形し
た。この後実施例−と同条件にて反応焼結ＳｉＣとし、
Ａ６とする。次に従来の周知の反応焼結法にて同形状の
円筒を製作し、Ａ ７ Ｒとしだ。これの内部にて都市
ガスを燃焼させ、内部温度を３分で乙ＯＯ℃、 ７００
℃、どＯＯＣ，２００℃と上昇させるテストを行った処
Ａ ７ Ｒは１００℃の時に破壊しだのに対し、＆ｔは
り！θ℃迄上昇させても一破壊せず、急熱に著しく強い
ことが判った。
実施例弘
市販の直径ｉｏｏμのＷ繊維とＳｉ３Ｎ４ホイスカーを
糖蜜液に浸した後直径、２ｍのひも状に成形し半乾燥状
態にし、直径５ｏｒｉｎの円筒の表面にピッチ１０．の
らせん状に捲回して軸方向の長さ／ ００ｒｒｍのコイ
ルスプリングとし、実施例λと同様にして、反応焼結Ｓ
ｉＣとじ煮♂とした。また、従来の反応焼結法にて同形
状のＳｉＣコイルスプリングを製作しムタＲとし１ｏｏ
ｏ℃の炉中で軸方向に圧縮し破壊に至る迄の弾性変形量
を調べたが、黒りＲは！閲変形できるのに対して本発明
のぷ？は２問変形でき、スプリングとして利用価値を大
きく改善できた。
糖蜜液に浸した後直径、２ｍのひも状に成形し半乾燥状
態にし、直径５ｏｒｉｎの円筒の表面にピッチ１０．の
らせん状に捲回して軸方向の長さ／ ００ｒｒｍのコイ
ルスプリングとし、実施例λと同様にして、反応焼結Ｓ
ｉＣとじ煮♂とした。また、従来の反応焼結法にて同形
状のＳｉＣコイルスプリングを製作しムタＲとし１ｏｏ
ｏ℃の炉中で軸方向に圧縮し破壊に至る迄の弾性変形量
を調べたが、黒りＲは！閲変形できるのに対して本発明
のぷ？は２問変形でき、スプリングとして利用価値を大
きく改善できた。
以上Ｏ如く本発明による繊維強化ＳｉＣ焼結体は特定方
向に抗張力大きく、振動衝撃に強く、熱衝撃にも強く弾
性変形も大きくでき強靭で産業上利用価値の大きい耐熱
部品の製造法を提供できるものである。
向に抗張力大きく、振動衝撃に強く、熱衝撃にも強く弾
性変形も大きくでき強靭で産業上利用価値の大きい耐熱
部品の製造法を提供できるものである。
第１図は本発明の実施例コの試料４４＜の繊維強化Ｓｉ
Ｃ焼結体を装着したピストンの側面図。 第１図
Ｃ焼結体を装着したピストンの側面図。 第１図
Claims (3)
- （１）Ｗ繊維とこの間隙を埋める５ｉａＮ４ホイスカー
に、炭素を含有する結合剤を加えて成形し複合体とする
ことを特徴とする繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造法。 - （２）Ｗ繊維と５ｉｓＮａホイスカーがｌ平面に実質的
に平行に配列した特許請求の範囲第１項記載の繊維強化
ＳＩＣ焼結体の製造法。 - （３）Ｗ繊維とＳｉ３Ｎ＜ホイスカーがｌ直線に実質的
に平行に配列した特許請求の範囲第７項記載の繊維強化
ＳＩＣ焼結体の製造法。 （≠）炭素を含有する結合剤が有機質の樹脂である特許
請求の範囲第１項記載の繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57138267A JPS5930778A (ja) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | 繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57138267A JPS5930778A (ja) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | 繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5930778A true JPS5930778A (ja) | 1984-02-18 |
| JPS6332749B2 JPS6332749B2 (ja) | 1988-07-01 |
Family
ID=15217929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57138267A Granted JPS5930778A (ja) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | 繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930778A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60176825A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-10 | Mitsubishi Motors Corp | ４輪駆動用駆動連結装置 |
| JPS632864A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-07 | 株式会社豊田中央研究所 | 繊維強化セラミツク複合体及びその製法 |
| JPH04224182A (ja) * | 1990-04-02 | 1992-08-13 | Soc Europ Propulsion (Sep) | 強化繊維及びマトリックスとの間に炭素中間相を有する耐熱複合材料の製造方法 |
| US5449647A (en) * | 1994-01-21 | 1995-09-12 | Sandvik Ab | Silicon carbide whisker reinforced cutting tool material |
| CN114956829A (zh) * | 2022-06-18 | 2022-08-30 | 江苏诺明高温材料股份有限公司 | 一种干熄焦斜道用氮化硅结合碳化硅砖及其制备方法 |
-
1982
- 1982-08-09 JP JP57138267A patent/JPS5930778A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60176825A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-10 | Mitsubishi Motors Corp | ４輪駆動用駆動連結装置 |
| JPH06473B2 (ja) * | 1984-02-21 | 1994-01-05 | 三菱自動車工業株式会社 | ４輪駆動用駆動連結装置 |
| JPS632864A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-07 | 株式会社豊田中央研究所 | 繊維強化セラミツク複合体及びその製法 |
| JPH04224182A (ja) * | 1990-04-02 | 1992-08-13 | Soc Europ Propulsion (Sep) | 強化繊維及びマトリックスとの間に炭素中間相を有する耐熱複合材料の製造方法 |
| US5449647A (en) * | 1994-01-21 | 1995-09-12 | Sandvik Ab | Silicon carbide whisker reinforced cutting tool material |
| CN114956829A (zh) * | 2022-06-18 | 2022-08-30 | 江苏诺明高温材料股份有限公司 | 一种干熄焦斜道用氮化硅结合碳化硅砖及其制备方法 |
| CN114956829B (zh) * | 2022-06-18 | 2023-06-02 | 江苏诺明高温材料股份有限公司 | 一种干熄焦斜道用氮化硅结合碳化硅砖及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6332749B2 (ja) | 1988-07-01 |
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