JPS60200882A - 高強度セラミツクス焼結体 - Google Patents
高強度セラミツクス焼結体Info
- Publication number
- JPS60200882A JPS60200882A JP5861184A JP5861184A JPS60200882A JP S60200882 A JPS60200882 A JP S60200882A JP 5861184 A JP5861184 A JP 5861184A JP 5861184 A JP5861184 A JP 5861184A JP S60200882 A JPS60200882 A JP S60200882A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- ceramic sintered
- strength ceramic
- high strength
- amorphous
- 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
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- Ceramic Products (AREA)
- 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】
(産業上の利用分野)
本発明は、熱機関等の高温構造利用素材として使用され
る高強度セラミックス焼結体に関する。
る高強度セラミックス焼結体に関する。
(従来技術)
窒化珪素、炭化珪素等の非酸化物セラミックスは、高強
度、高硬度であり、耐熱性、耐摩耗性、耐腐食性などに
優れているため、近年、自動車用エンジンをはじめとす
る熱機関の高温構造材用素材として注目されている。と
ころが、これらの物質の焼結体は靭性の低いいわゆる脆
性材料であり、衝撃的な力に対して極めて弱いという最
大の欠点が実用化を大変遅らせている。
度、高硬度であり、耐熱性、耐摩耗性、耐腐食性などに
優れているため、近年、自動車用エンジンをはじめとす
る熱機関の高温構造材用素材として注目されている。と
ころが、これらの物質の焼結体は靭性の低いいわゆる脆
性材料であり、衝撃的な力に対して極めて弱いという最
大の欠点が実用化を大変遅らせている。
上記のようなセラミックスの強度試験を行なう時、金属
と大きく異なる点はセラミックスの破壊はほとんどの場
合、破壊起点とよばれる点への応力集中によって起こる
ことである。破壊起点は表面のクランク、研摩キズ、焼
成時に内部に生成した気孔が研摩によって表面に出たも
のなどのように焼結体表面に存在する場合と、内部の気
孔、異物等のように焼結体内部に存在する場合があり、
それらは破断面の観察によって判別できる。本発明者は
3点曲げ強度試験を多数行なう間に、破壊起点の約7〜
8割が試料表面に存在することを知った。そして、これ
らの破壊起点は焼結体内部に含まれるクランクや気孔が
研摩によって表面に露出したものであり、焼成体そのも
のに含まれるものであるため、いかに優れた研摩技術を
用いても本質的に取り除くことは不可能なものであった
。
と大きく異なる点はセラミックスの破壊はほとんどの場
合、破壊起点とよばれる点への応力集中によって起こる
ことである。破壊起点は表面のクランク、研摩キズ、焼
成時に内部に生成した気孔が研摩によって表面に出たも
のなどのように焼結体表面に存在する場合と、内部の気
孔、異物等のように焼結体内部に存在する場合があり、
それらは破断面の観察によって判別できる。本発明者は
3点曲げ強度試験を多数行なう間に、破壊起点の約7〜
8割が試料表面に存在することを知った。そして、これ
らの破壊起点は焼結体内部に含まれるクランクや気孔が
研摩によって表面に露出したものであり、焼成体そのも
のに含まれるものであるため、いかに優れた研摩技術を
用いても本質的に取り除くことは不可能なものであった
。
(発明の目的)
本発明はセラミックス焼結体の強度を向上しようとする
ものである。
ものである。
(発明の構成)
本発明は上記の目的を達成するため、セラミックス焼結
体の表面に非晶質セラミックス層を化学気相法により形
成せしめた構成を具備するものである。
体の表面に非晶質セラミックス層を化学気相法により形
成せしめた構成を具備するものである。
本発明において、母材となるセラミックス焼結体は、窒
化珪素、炭化珪素、窒化チタンなどの月質で構成され、
非晶質セラミックス層も同様の材質で構成されている。
化珪素、炭化珪素、窒化チタンなどの月質で構成され、
非晶質セラミックス層も同様の材質で構成されている。
ここにおいて、セラミックス焼結体は窒化珪素、非晶質
セラミックス層も窒化珪素というように両者とも同一の
材質の組合せで構成してもよいし、非晶質セラミックス
層は炭化珪素、セラミックス焼結体は窒化珪素というよ
うに異種材質の組合せでもよい。
セラミックス層も窒化珪素というように両者とも同一の
材質の組合せで構成してもよいし、非晶質セラミックス
層は炭化珪素、セラミックス焼結体は窒化珪素というよ
うに異種材質の組合せでもよい。
本発明において、非晶質セラミックス層を形成するセラ
ミックス焼結体の表面は予め研摩しておくとよい。この
セラミックス焼結体は結晶質のものである。
ミックス焼結体の表面は予め研摩しておくとよい。この
セラミックス焼結体は結晶質のものである。
(発明の効果)
本発明によれば、破壊起点となるセラミックス焼結体の
表面のキズ、クランク、気孔が非晶質セラミックス層に
よって埋められ、セラミックス焼結体の強度が向上する
。
表面のキズ、クランク、気孔が非晶質セラミックス層に
よって埋められ、セラミックス焼結体の強度が向上する
。
なお、セラミックス層は非晶質であり、かつ化学気相法
で形成されているため、極めて微細な粒子で構成され、
その表面にキズ、クランク、気孔が生じることがない。
で形成されているため、極めて微細な粒子で構成され、
その表面にキズ、クランク、気孔が生じることがない。
(実施例)
以下本発明を具体的実施例により詳細に説明するが、こ
れら実施例に本発明が制限を受けるものではない。
れら実施例に本発明が制限を受けるものではない。
〔実施例1〕
3点曲げ試験用の通常の窒化珪素焼結体のサンプルを1
00本用意した。これらはすべて断面311X411%
長さ50mで表面粗度等はl1lsR1601ファイン
セラミックスの曲げ強さ試験方法」に定められる条件を
満たすものである。
00本用意した。これらはすべて断面311X411%
長さ50mで表面粗度等はl1lsR1601ファイン
セラミックスの曲げ強さ試験方法」に定められる条件を
満たすものである。
このうち50本に本発明による表面処理を施した。
本実施例に用いた表面処理装置の模式図を図面に示す。
この装置は気密性に優れた真空容器1であり、油回転真
空ポンプ(R,P、)や油拡散真空ポンプ(’D、P、
)などで真空引きでき、ガスボンベ3,4.5より原
料ガスを容器1内に導き、上部電極11と下部電極12
との間に高周波をかけることにより、電極11.12間
にプラズマを発生させるものである。下部電極12の下
にはヒータ13が装着されており、室温400℃までの
任意の温度に加熱できる。まず、3点曲げ強度i工(験
用サンプル2を下部電極12の上にのせ、容器1を5x
lO−6torrまで真空引きし、下部電極12を25
0°Cに加熱した後、S i II 4ガス40 cc
/m i n、 NH3ガス80 cc / m i
n、N2ガス100cc/m i nを混合して流しな
がら電極11.12間に50Wの高周波を印加した。約
6時間後、サンプルを取り出し、断面写真をとると約3
0μmの膜が堆積していることが観察された。
空ポンプ(R,P、)や油拡散真空ポンプ(’D、P、
)などで真空引きでき、ガスボンベ3,4.5より原
料ガスを容器1内に導き、上部電極11と下部電極12
との間に高周波をかけることにより、電極11.12間
にプラズマを発生させるものである。下部電極12の下
にはヒータ13が装着されており、室温400℃までの
任意の温度に加熱できる。まず、3点曲げ強度i工(験
用サンプル2を下部電極12の上にのせ、容器1を5x
lO−6torrまで真空引きし、下部電極12を25
0°Cに加熱した後、S i II 4ガス40 cc
/m i n、 NH3ガス80 cc / m i
n、N2ガス100cc/m i nを混合して流しな
がら電極11.12間に50Wの高周波を印加した。約
6時間後、サンプルを取り出し、断面写真をとると約3
0μmの膜が堆積していることが観察された。
また、分析の結果、この層は非晶質の窒化珪素であるこ
とがわたった。この処理を施したサンプルと、無処理の
サンプルとの3点曲げ試験の結果を表1に示す。なお、
処理を施したサンプルの強度試験においては、非晶質窒
化珪素膜の堆積している面を下にして実施した。
とがわたった。この処理を施したサンプルと、無処理の
サンプルとの3点曲げ試験の結果を表1に示す。なお、
処理を施したサンプルの強度試験においては、非晶質窒
化珪素膜の堆積している面を下にして実施した。
表1
〔実施例2〕
実施例1と同様の実験を炭化珪素に対して行なった。3
点曲げ試験用炭化珪素サンプルを100本用意し、うち
50本の表面に図面に示す装置により非晶質炭化珪素膜
を堆積させた。ただし、ガス流量はSiH4ガス40c
c/mi n、、C2H8ガス40 cc/m i n
、 H2ガス100cc/m i nであり、その他の
条件は実施例1と同様である。
点曲げ試験用炭化珪素サンプルを100本用意し、うち
50本の表面に図面に示す装置により非晶質炭化珪素膜
を堆積させた。ただし、ガス流量はSiH4ガス40c
c/mi n、、C2H8ガス40 cc/m i n
、 H2ガス100cc/m i nであり、その他の
条件は実施例1と同様である。
これらの3点曲げ強度試験の結果を表2に示す。
表2
図面は本発明の説明に供する製造装置を模式的に示す断
面図である。 代理人弁理士 岡 部 隆
面図である。 代理人弁理士 岡 部 隆
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (11表面に、化学気相法により堆積した非晶質セラミ
ックス層を有した高強度セラミックス焼結体。 (2)前記セラミックス層は窒化珪素または炭化珪素に
より構成されている特許請求の範囲第1項記載の高強度
セラミックス焼結体。 (3)前記セラミックス焼結体は前記セラミックス層と
同じ材料により構成されている特許請求の範囲第2項記
載の高強度セラミックス焼結体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5861184A JPS60200882A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 高強度セラミツクス焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5861184A JPS60200882A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 高強度セラミツクス焼結体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60200882A true JPS60200882A (ja) | 1985-10-11 |
Family
ID=13089329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5861184A Pending JPS60200882A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 高強度セラミツクス焼結体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60200882A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63134585A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-07 | 日本タングステン株式会社 | SiC被覆部材 |
JPS6445910A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-20 | Isuzu Motors Ltd | Ceramic structural member |
JPH0393666A (ja) * | 1989-09-06 | 1991-04-18 | Nippon Cement Co Ltd | ムライト質焼結体の製造方法 |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP5861184A patent/JPS60200882A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63134585A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-07 | 日本タングステン株式会社 | SiC被覆部材 |
JPS6445910A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-20 | Isuzu Motors Ltd | Ceramic structural member |
JPH0393666A (ja) * | 1989-09-06 | 1991-04-18 | Nippon Cement Co Ltd | ムライト質焼結体の製造方法 |
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