JPS6021864A - セラミツクス - Google Patents
セラミツクスInfo
- Publication number
- JPS6021864A JPS6021864A JP58127912A JP12791283A JPS6021864A JP S6021864 A JPS6021864 A JP S6021864A JP 58127912 A JP58127912 A JP 58127912A JP 12791283 A JP12791283 A JP 12791283A JP S6021864 A JPS6021864 A JP S6021864A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- amount
- sintered body
- added
- ceramic
- 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)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は摩擦係数の小さいセラミックスに係り特に商温
下においても摩擦係数の小さい摺動部材用セラミックス
に関する。
下においても摩擦係数の小さい摺動部材用セラミックス
に関する。
内燃機関の一つであるエンジンは従来金属材料で作られ
又おり、セラミック部品が利用されている例としては点
火栓が代表的であり、セラミックスがエンジンの主要部
品として使用さ九るまでには至っていない。
又おり、セラミック部品が利用されている例としては点
火栓が代表的であり、セラミックスがエンジンの主要部
品として使用さ九るまでには至っていない。
ｓ ｉｅ、ｓｉ、Ｎ４ 、サイアロン等のセラミンク材
料は金属材料に比べて耐熱温度が高く、これらのセラミ
ック材料がエンジンの主要部品として使用できれば従来
の金属製エンジンに比べて燃焼温度孕飛蹄的に高めるこ
とができ省エネルギー化に大きく貢献できる。
料は金属材料に比べて耐熱温度が高く、これらのセラミ
ック材料がエンジンの主要部品として使用できれば従来
の金属製エンジンに比べて燃焼温度孕飛蹄的に高めるこ
とができ省エネルギー化に大きく貢献できる。
従来の金属材料で製造したエンジン部品ではＨ熱温度が
低いため、水冷または空冷して使用している。このため
、ピストンとシリンダライナの間にはピストンの外周部
に金属製のピストンリングケ取り付け、潤ｆｎ油を用い
て摺動している。このた約、ピストンとシリンダライナ
間の摩擦係数は小ネくすることが可能となっているうし
かしながら、エンジン部品をセラミック化し、燃焼温賎
奢尚くすると潤滑油が使用できなくなる。すなわち燃焼
温度が高くなるために潤滑油が輸えてしまりたν）、潤
滑油としての機能を果さなくなってしまう。
低いため、水冷または空冷して使用している。このため
、ピストンとシリンダライナの間にはピストンの外周部
に金属製のピストンリングケ取り付け、潤ｆｎ油を用い
て摺動している。このた約、ピストンとシリンダライナ
間の摩擦係数は小ネくすることが可能となっているうし
かしながら、エンジン部品をセラミック化し、燃焼温賎
奢尚くすると潤滑油が使用できなくなる。すなわち燃焼
温度が高くなるために潤滑油が輸えてしまりたν）、潤
滑油としての機能を果さなくなってしまう。
従来から知られている１Ｉｌｉ′１熱セラミツク材料で
あるＳ ｔ、ｃ＋ ５ｉＳＮ４ ＋サイアロン等のセラ
ミック材料を用い、セラミックス同志を摺動させたとき
の摩擦係数は無請滑の場合、０．１５〜０．２程度であ
った。この値は潤滑材を用いたときの値より約１桁大き
い値である。
あるＳ ｔ、ｃ＋ ５ｉＳＮ４ ＋サイアロン等のセラ
ミック材料を用い、セラミックス同志を摺動させたとき
の摩擦係数は無請滑の場合、０．１５〜０．２程度であ
った。この値は潤滑材を用いたときの値より約１桁大き
い値である。
上記した通り、従来から用いられている技術や材料を用
いｆｃ場合、セラミックエンジンのごとく高温で摺動す
る部材では種々の問題が生じてくることがわかった。こ
のような点から、高温で摩擦係数の小さく、無潤滑で使
用できるセラミックエンジン部品の開発が強く望まれて
いた。
いｆｃ場合、セラミックエンジンのごとく高温で摺動す
る部材では種々の問題が生じてくることがわかった。こ
のような点から、高温で摩擦係数の小さく、無潤滑で使
用できるセラミックエンジン部品の開発が強く望まれて
いた。
本発明の目的は高温下でも無潤滑で使用できるセラミン
クエンジン部品全提供することにある。
クエンジン部品全提供することにある。
本発明においては上記した目的を達成するために以下に
述べる方法によって小さな摩擦係数を持つエンジン部品
を得る仁とが可能になった。すなわち、少なくともエン
ジン部品のうち少なくともピストン、ピストンリング及
びシリンダライチにセラミックスから成る。該セラミッ
クスとしては前記した理由によってＳ ｉＣ，Ｓｉ、Ｎ
４またはサイアロンのいずれかの焼結体を使用する。さ
らに該ピストン、ピストンリング及びシリンダライチの
少なくとも一つ以上は１３Ｎ’ｔ５〜５０ωｔ％添加し
て成るＳｔＣ，Ｓ’３Ｎ４またはサイアロンから成る焼
結体または炭素を５〜５０ωｔ％過剰に添加して成るＳ
ｉ Ｃ，Ｓ ｊ３Ｎ４またはサイアロンから成る焼結体
を用いる。
述べる方法によって小さな摩擦係数を持つエンジン部品
を得る仁とが可能になった。すなわち、少なくともエン
ジン部品のうち少なくともピストン、ピストンリング及
びシリンダライチにセラミックスから成る。該セラミッ
クスとしては前記した理由によってＳ ｉＣ，Ｓｉ、Ｎ
４またはサイアロンのいずれかの焼結体を使用する。さ
らに該ピストン、ピストンリング及びシリンダライチの
少なくとも一つ以上は１３Ｎ’ｔ５〜５０ωｔ％添加し
て成るＳｔＣ，Ｓ’３Ｎ４またはサイアロンから成る焼
結体または炭素を５〜５０ωｔ％過剰に添加して成るＳ
ｉ Ｃ，Ｓ ｊ３Ｎ４またはサイアロンから成る焼結体
を用いる。
上記したセラミック材料を用いわけ、該セラミックス中
にはＢＮまたは炭素等の固体潤滑剤が結晶粒として分散
しており、抽ＩＪｈ時にこれらが潤滑剤としての役割全
果す。このため、上記セラミックス材料全使用したエン
ジン部品全使用することにより摩擦係数ケ著しく小さく
することができる。
にはＢＮまたは炭素等の固体潤滑剤が結晶粒として分散
しており、抽ＩＪｈ時にこれらが潤滑剤としての役割全
果す。このため、上記セラミックス材料全使用したエン
ジン部品全使用することにより摩擦係数ケ著しく小さく
することができる。
上記セラミックス中のＢＮまたは炭素の添加量を５〜５
０ωｔ％とした理由は以下の通りである。
０ωｔ％とした理由は以下の通りである。
すなわち、１３Ｎまたは炭素の場合そｔｌらの添加量が
５係以下の場合にはこれらの添加量が少ないため、とｉ
ｔらの結晶粒が焼結体中に分散して存在する情が少なす
ぎるため、摩擦係数全車さくする効果がほとんどないた
めである。逆に、これらの添加量が５０ωｔチを越える
とこれらの結晶粒が焼結体中に分散して存在する量が長
逝きるため、該セラミックスの酸化が起り、事実上高温
での使用に耐えないためである。これらの点から、該セ
ラミックスに添加するＢＮまたは炭素の量は１０〜３０
ωｔ％の範囲が好ましい。固体潤滑剤として硫化物も考
えられる。硫化物としてＭｏ５ｔ 、ＷＳｔ 。
５係以下の場合にはこれらの添加量が少ないため、とｉ
ｔらの結晶粒が焼結体中に分散して存在する情が少なす
ぎるため、摩擦係数全車さくする効果がほとんどないた
めである。逆に、これらの添加量が５０ωｔチを越える
とこれらの結晶粒が焼結体中に分散して存在する量が長
逝きるため、該セラミックスの酸化が起り、事実上高温
での使用に耐えないためである。これらの点から、該セ
ラミックスに添加するＢＮまたは炭素の量は１０〜３０
ωｔ％の範囲が好ましい。固体潤滑剤として硫化物も考
えられる。硫化物としてＭｏ５ｔ 、ＷＳｔ 。
雲母などがあけられる。ベースのセラミックスを主体と
し、これに対し焼結温度で固溶量以上の固体潤滑剤を含
、有せしめる必要がある。焼結体は加圧ま′ｆｃは無加
圧のいずれでも適用できる。ベースのセラミックスとし
て他にアルミナ、マグネシア、ムライトなどが使用でき
る。
し、これに対し焼結温度で固溶量以上の固体潤滑剤を含
、有せしめる必要がある。焼結体は加圧ま′ｆｃは無加
圧のいずれでも適用できる。ベースのセラミックスとし
て他にアルミナ、マグネシア、ムライトなどが使用でき
る。
実施例１
平均粒径２μｎ１のＳ ｉ Ｃ粉末に平均粒径１μｍの
ＢＮ粉末全２〜７０ωｔｌ添加し、均一な混合粉末とし
た。該混合粉末は黒鉛型を用いて２０５０Ｃ，２０ＭＰ
、、ｌｈホントプレス焼結して焼結体とした。第１表及
び図は該焼結体の荷重２゜ｋｇｔにおける摩擦係数であ
る。焼結体はＢＮ添加量が５ω【チ以上のとき小さな摩
擦係数金有する。また、これらのうちＢＮ添加量が７５
ωｔ％のものに、１２００“℃の大気中での酸化が太き
いという問題点があったが、５０ωを係以下の場合、耐
酸化性は良好であった。
ＢＮ粉末全２〜７０ωｔｌ添加し、均一な混合粉末とし
た。該混合粉末は黒鉛型を用いて２０５０Ｃ，２０ＭＰ
、、ｌｈホントプレス焼結して焼結体とした。第１表及
び図は該焼結体の荷重２゜ｋｇｔにおける摩擦係数であ
る。焼結体はＢＮ添加量が５ω【チ以上のとき小さな摩
擦係数金有する。また、これらのうちＢＮ添加量が７５
ωｔ％のものに、１２００“℃の大気中での酸化が太き
いという問題点があったが、５０ωを係以下の場合、耐
酸化性は良好であった。
実施例２
平均粒径２μｍのＳｉＣ粉末に平均粒径２μｍのＡＡＮ
粉末とサブミクロン粒径を有するグラファイトの粉末ケ
２〜７５ω【％添加し、２０５０℃。
粉末とサブミクロン粒径を有するグラファイトの粉末ケ
２〜７５ω【％添加し、２０５０℃。
２０Ｍ１’、、ｌｈホットグノスして焼結体金得た。
第２表に該焼結体の荷重２０ｋｇｔにおける摩擦係数で
ある。焼結体はグラファイト粉末の添加量が５ωｔ％以
上のとき小さな摩擦糸数を有する。
ある。焼結体はグラファイト粉末の添加量が５ωｔ％以
上のとき小さな摩擦糸数を有する。
また、これらのうちグラファイト粉末の添加量が７５ω
ｔ％のものＨ１ｏｏｏ℃、大気中での酸化が大きいとい
う問題がめったが、他のものは良好な耐酸化性を示した
。
ｔ％のものＨ１ｏｏｏ℃、大気中での酸化が大きいとい
う問題がめったが、他のものは良好な耐酸化性を示した
。
実施例３
原料粉末として平均粒径が０．７μｍのｓ ｉ、Ｎ。
粉末に１μｍのＹ２Ｏ，粉末Ｑ５ｃｃ＋ｔ ％、 ０．
５．／Ａｍ（７）ＡＪ、Ｏｓ粉末を２ωｔ％とＢＮｔ−
たはグラファイト粉末全２〜７５ωｔ％添加して混合、
成形後蓋素ガス中、１７５０℃の温度で１１１焼成して
焼結体を得た。該焼結体の摩擦係数はＢＮｔたはグラフ
ァイト粉末の添加量が５ωｔ％以上ではＳＩＣ焼結体と
ほぼ同様な摩擦係数を有し、該添加物の量が７５ωｔ％
の場合には耐酸化性が著しく劣った。
５．／Ａｍ（７）ＡＪ、Ｏｓ粉末を２ωｔ％とＢＮｔ−
たはグラファイト粉末全２〜７５ωｔ％添加して混合、
成形後蓋素ガス中、１７５０℃の温度で１１１焼成して
焼結体を得た。該焼結体の摩擦係数はＢＮｔたはグラフ
ァイト粉末の添加量が５ωｔ％以上ではＳＩＣ焼結体と
ほぼ同様な摩擦係数を有し、該添加物の量が７５ωｔ％
の場合には耐酸化性が著しく劣った。
実施例４
平均粒径が０．７μｍのＳｉ３Ｎ、粉末と平均粒径が１
μｍの５ｉｏ２粉末と平均粒径が０．５μｍのＡｔ、０
．粉末と平均粒径が２１ｔｍのＡｔ２ 粉末をサイアロ
ン（Ｓ ＋６−、ＡＡｙ、０ｚＮｓ−ｚ 、Ｚ ＝ ０
．２〜４．２）になるように混合し、さらにＢＮまたは
グラファイト粉末を２〜７５ωｔ％添加して混合、成形
後、窒素カス中、１７５０℃の温度で１ｈ焼成して焼結
体全書た。該焼結体の摩擦係数はＢＮｔタハグラフイア
ト粉末の添加量が５ωｔ％以上のとき、ＳＩＣ焼結体と
ほぼ同様な値を示したつしかし、ＢＮまたはグラファイ
トの添加量が７５ωを係の場合には耐酸化性が著しく劣
った。
μｍの５ｉｏ２粉末と平均粒径が０．５μｍのＡｔ、０
．粉末と平均粒径が２１ｔｍのＡｔ２ 粉末をサイアロ
ン（Ｓ ＋６−、ＡＡｙ、０ｚＮｓ−ｚ 、Ｚ ＝ ０
．２〜４．２）になるように混合し、さらにＢＮまたは
グラファイト粉末を２〜７５ωｔ％添加して混合、成形
後、窒素カス中、１７５０℃の温度で１ｈ焼成して焼結
体全書た。該焼結体の摩擦係数はＢＮｔタハグラフイア
ト粉末の添加量が５ωｔ％以上のとき、ＳＩＣ焼結体と
ほぼ同様な値を示したつしかし、ＢＮまたはグラファイ
トの添加量が７５ωを係の場合には耐酸化性が著しく劣
った。
第１図はＣまたは１３Ｎ魚と摩擦係数との関係を茅１
固 Ｃ又ｔｔＢＮ（％ジ
固 Ｃ又ｔｔＢＮ（％ジ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｓ ｉｃ、 ｓｉ、Ｎ、またはサイアロンに対して
ＢＮまたは炭素を３〜５０ωｔチ添加して成ることを特
徴とするセラミックス。 ２、特許請求の範囲第１項において、摩擦係数の値が０
．１以下であること葡特徴とするセラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127912A JPS6021864A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | セラミツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127912A JPS6021864A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | セラミツクス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021864A true JPS6021864A (ja) | 1985-02-04 |
Family
ID=14971716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58127912A Pending JPS6021864A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | セラミツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021864A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60112670A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-19 | イーグル工業株式会社 | 炭化ケイ素質材料およびその製造法 |
| JPH01298066A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 高温可塑性セラミックス |
| JPH05201771A (ja) * | 1991-06-20 | 1993-08-10 | Elektroschmelzwerk Kempten Gmbh | 窒化ホウ素含有反応焼結複合材料を製造し又この複合材料から成形体を製造する方法及びこの方法により製造可能な窒化ホウ素含有複合材料 |
| EP0705805A2 (en) | 1994-09-16 | 1996-04-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Sintered body of silicon nitride for use as sliding member |
| US8702421B2 (en) | 2008-03-24 | 2014-04-22 | Shinfuji Burner Co., Ltd. | Burner |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP58127912A patent/JPS6021864A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60112670A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-19 | イーグル工業株式会社 | 炭化ケイ素質材料およびその製造法 |
| JPH01298066A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 高温可塑性セラミックス |
| JPH05201771A (ja) * | 1991-06-20 | 1993-08-10 | Elektroschmelzwerk Kempten Gmbh | 窒化ホウ素含有反応焼結複合材料を製造し又この複合材料から成形体を製造する方法及びこの方法により製造可能な窒化ホウ素含有複合材料 |
| EP0705805A2 (en) | 1994-09-16 | 1996-04-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Sintered body of silicon nitride for use as sliding member |
| US8702421B2 (en) | 2008-03-24 | 2014-04-22 | Shinfuji Burner Co., Ltd. | Burner |
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