JPS6058027B2 - 積層ＳｉＣ−Ｓｉ↓３Ｎ↓４系複合耐熱セラミックスとその製造方法 - Google Patents
積層ＳｉＣ−Ｓｉ↓３Ｎ↓４系複合耐熱セラミックスとその製造方法Info
- Publication number
- JPS6058027B2 JPS6058027B2 JP2501880A JP2501880A JPS6058027B2 JP S6058027 B2 JPS6058027 B2 JP S6058027B2 JP 2501880 A JP2501880 A JP 2501880A JP 2501880 A JP2501880 A JP 2501880A JP S6058027 B2 JPS6058027 B2 JP S6058027B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は特殊耐熱セラミックスおよびその製造法に関
し、詳しくはβ−ＳｉＣ（５Ｓｉ。
し、詳しくはβ−ＳｉＣ（５Ｓｉ。
Ｎ。の交互積層組織からなる積層β−ＳｉＣ−Ｓｉ、Ｎ
ｏ系複合耐熱セラミックスおよびその製造法に関し、そ
の目的は炭素 と珪素を主な骨格とする有機珪素高分子
化合物を原料として熱衝撃抵抗性および熱疲労破壊抵抗
性に優れた、新規な、薄膜シートの交互積層構造をもつ
、複合特殊耐熱セラミックス、およびその製造法を提供
することにある。本発明の特殊耐熱セラミックスは炭素
と珪素を主な骨格成分とする有機珪素高分子化合物（以
下有機珪素ポリマーと称す）と珪素粉末を出発物質とし
て、それぞれ薄層を形成し、これらの２層が交互に積層
した組織を有する成形体を、窒素雰囲気中て焼成する方
法によつて得られ、１０〜１００μ厚さのβ−ＳｉＣ層
と１０〜１００μ厚さのＳ１。Ｎ。層とを交互に有する
積層構造セラミックスという、従来全く存在しなかつた
新規な特殊耐熱セラミックスを提供する。 ここでいう
炭素と珪素を主な骨格成分とする有機珪素ポリマーとは
東北大学金属材料研究所矢島聖使教授らによつて発明さ
れた、主として珪素と炭素を骨格成分とする有機珪素高
分子化合物であり、以下単に有機珪素ポリマーと略称す
る。
ｏ系複合耐熱セラミックスおよびその製造法に関し、そ
の目的は炭素 と珪素を主な骨格とする有機珪素高分子
化合物を原料として熱衝撃抵抗性および熱疲労破壊抵抗
性に優れた、新規な、薄膜シートの交互積層構造をもつ
、複合特殊耐熱セラミックス、およびその製造法を提供
することにある。本発明の特殊耐熱セラミックスは炭素
と珪素を主な骨格成分とする有機珪素高分子化合物（以
下有機珪素ポリマーと称す）と珪素粉末を出発物質とし
て、それぞれ薄層を形成し、これらの２層が交互に積層
した組織を有する成形体を、窒素雰囲気中て焼成する方
法によつて得られ、１０〜１００μ厚さのβ−ＳｉＣ層
と１０〜１００μ厚さのＳ１。Ｎ。層とを交互に有する
積層構造セラミックスという、従来全く存在しなかつた
新規な特殊耐熱セラミックスを提供する。 ここでいう
炭素と珪素を主な骨格成分とする有機珪素ポリマーとは
東北大学金属材料研究所矢島聖使教授らによつて発明さ
れた、主として珪素と炭素を骨格成分とする有機珪素高
分子化合物であり、以下単に有機珪素ポリマーと略称す
る。
周知）の如く、これら有機珪素ポリマーを利用したＳｉ
Ｃ繊維は、矢島聖使教授らの発明で世界的なものであり
、多くの報文や特許により報告されている。その他Ｓｉ
Ｃ繊維と金属あるいは非金属材料との複合材料の発明、
有機珪素ポリマーを金属あるいは非金属材料粉末の結合
材に利用することの発明、あるいはＳｌＣ焼成体の原料
として利用することの発明等、新規な材料開発の分野に
工ホックをもたらせた新分野である。本発明は上記有機
珪素ポリマーと珪素粉末を使用して製造した熱衝撃抵抗
性、熱疲労破壊抵抗性に優れた特殊耐熱セラミックス材
料を提供するひとを主たる目的とする。本発明に使用す
る有機珪素ポリマーは基本的には次の（１）〜（ｖ）の
基本構造を有する。但し式中、Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３及びＲ
４については、Ｒ１は−ＣＨ３で、Ｒ２，Ｒ３及びＲ４
は水素、アルキル基、アリール基、（ＣＨ３）２ＣＨ−
、（Ｃ６Ｈ５）ＳｉＨ−及び（ＣＨ３）Ｓｉ−のうち１
種又は２種以上のいずれかの組み合わせをとるものであ
る。
Ｃ繊維は、矢島聖使教授らの発明で世界的なものであり
、多くの報文や特許により報告されている。その他Ｓｉ
Ｃ繊維と金属あるいは非金属材料との複合材料の発明、
有機珪素ポリマーを金属あるいは非金属材料粉末の結合
材に利用することの発明、あるいはＳｌＣ焼成体の原料
として利用することの発明等、新規な材料開発の分野に
工ホックをもたらせた新分野である。本発明は上記有機
珪素ポリマーと珪素粉末を使用して製造した熱衝撃抵抗
性、熱疲労破壊抵抗性に優れた特殊耐熱セラミックス材
料を提供するひとを主たる目的とする。本発明に使用す
る有機珪素ポリマーは基本的には次の（１）〜（ｖ）の
基本構造を有する。但し式中、Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３及びＲ
４については、Ｒ１は−ＣＨ３で、Ｒ２，Ｒ３及びＲ４
は水素、アルキル基、アリール基、（ＣＨ３）２ＣＨ−
、（Ｃ６Ｈ５）ＳｉＨ−及び（ＣＨ３）Ｓｉ−のうち１
種又は２種以上のいずれかの組み合わせをとるものであ
る。
また、Ｋ，ｌ，ｍ，ｎは（ ）および〔 〕の構造の平
均繰り返し回数を示し、ｋ＝１〜８へ１＝１５〜３５０
、ｍ＝１〜８０及びｎ＝１５〜３５０である。なお平均
分子量は８００〜２０００である。更に（ＩｉＯ式中の
ＭはＳｉ，Ｂ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｖ・・・等の
金属もしくは非金属元素で、（Ｉｉｉ）を合成する際に
出発原料に含まれた元素を示し、Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７及び
Ｒ８は水素、アルキル基、アリール基、（ＣＨ３）２Ｃ
Ｈ−、（Ｃ６Ｈ５）ＳｉＨ一及び（ＣＨ３）３Ｓｉ−の
うち１種又は２種以上のいずれかの組み合わせをとるが
、Ｍの価数及び構造によりＲ，，Ｒ６，Ｒ７及びＲ８の
いずれかが欠除する場合がある。前記（１）〜（Ｉｖ）
の骨格成分を鎖状及び３次元構造のいずれか１つの部分
構造として含む化合物、あるいはそれらの混合物。
均繰り返し回数を示し、ｋ＝１〜８へ１＝１５〜３５０
、ｍ＝１〜８０及びｎ＝１５〜３５０である。なお平均
分子量は８００〜２０００である。更に（ＩｉＯ式中の
ＭはＳｉ，Ｂ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｖ・・・等の
金属もしくは非金属元素で、（Ｉｉｉ）を合成する際に
出発原料に含まれた元素を示し、Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７及び
Ｒ８は水素、アルキル基、アリール基、（ＣＨ３）２Ｃ
Ｈ−、（Ｃ６Ｈ５）ＳｉＨ一及び（ＣＨ３）３Ｓｉ−の
うち１種又は２種以上のいずれかの組み合わせをとるが
、Ｍの価数及び構造によりＲ，，Ｒ６，Ｒ７及びＲ８の
いずれかが欠除する場合がある。前記（１）〜（Ｉｖ）
の骨格成分を鎖状及び３次元構造のいずれか１つの部分
構造として含む化合物、あるいはそれらの混合物。
これら有機珪素ポリマーを非酸化性雰囲気中で加熱処理
すれば、Ｓｉｌ：．Ｃよりなる非晶質物質となり、更に
は遊離炭素を１部含むβ−ＳｌＣを形成することが、上
記矢島教授らの研究により判明している。
すれば、Ｓｉｌ：．Ｃよりなる非晶質物質となり、更に
は遊離炭素を１部含むβ−ＳｌＣを形成することが、上
記矢島教授らの研究により判明している。
特殊耐熱材、あるいは高温構造材として具備すべき特怪
ｅょ、同ＵｍしＨＺ・ノ。
ｅょ、同ＵｍしＨＺ・ノ。
睡？雰囲気安定性、熱応力に対する抵抗性、耐クリープ
性等であり、そのうちセラミックスを適用する場合、最
も重大な問題となるのが、熱応力に対する抵抗性である
。熱応力は大別すれば、急熱、急冷時に発生する急激な
熱応力と、温度変動に伴つて発生する繰り返しの応力、
即ち疲労破壊につながる応力に分けられる。塑性変形の
起り易い金属材料は、これら応力に対して変形すること
によつて緩和機能を有するが、セラミックスの場合、特
に共有結合性に富んだ物質の場合、金属結合の金属と同
じ様式の緩和機能を付与することはその化学結合様式の
違いから不可能である。従つて高密度で連続した結合を
有するセラミック焼成体の、それらの熱応力に対する抵
抗性は誠に貧弱なものである。本発明は、このセラミッ
クスの欠点を補うため、熱応力を薄層化すること、即ち
デイメンジヨン効果で緩和することに着目し、熱応力を
分散しうる薄い層に分割し、かつ、そのβ−ＳｉＣ層を
、同じ位の厚みをもつＳｉ３Ｎ４層と交互に積層させた
構造体をつくることによつて、その厚み規定によるデイ
メンジヨン効果により、さらに熱応力を各層に分散低減
することが可能となつた。
性等であり、そのうちセラミックスを適用する場合、最
も重大な問題となるのが、熱応力に対する抵抗性である
。熱応力は大別すれば、急熱、急冷時に発生する急激な
熱応力と、温度変動に伴つて発生する繰り返しの応力、
即ち疲労破壊につながる応力に分けられる。塑性変形の
起り易い金属材料は、これら応力に対して変形すること
によつて緩和機能を有するが、セラミックスの場合、特
に共有結合性に富んだ物質の場合、金属結合の金属と同
じ様式の緩和機能を付与することはその化学結合様式の
違いから不可能である。従つて高密度で連続した結合を
有するセラミック焼成体の、それらの熱応力に対する抵
抗性は誠に貧弱なものである。本発明は、このセラミッ
クスの欠点を補うため、熱応力を薄層化すること、即ち
デイメンジヨン効果で緩和することに着目し、熱応力を
分散しうる薄い層に分割し、かつ、そのβ−ＳｉＣ層を
、同じ位の厚みをもつＳｉ３Ｎ４層と交互に積層させた
構造体をつくることによつて、その厚み規定によるデイ
メンジヨン効果により、さらに熱応力を各層に分散低減
することが可能となつた。
β−ＳｉＣとＳｉ３Ｎ４とが相互に化学結合を有せず、
且つ相互に固溶しないので、生成したβ−ＳｉＣとＳｉ
３Ｎ４との間には間隙が生じ、全体として熱応力緩和機
能の高いものとなる。その結果、上記の構造をもつ組織
は優れた熱衝撃抵抗性、熱疲労破壊抵抗性の優れた特性
を示すと考えられる。有機珪素ポリマーの溶融軟化点は
、分子量分布によつて異なるが、１００〜３５０℃の範
囲にある。
且つ相互に固溶しないので、生成したβ−ＳｉＣとＳｉ
３Ｎ４との間には間隙が生じ、全体として熱応力緩和機
能の高いものとなる。その結果、上記の構造をもつ組織
は優れた熱衝撃抵抗性、熱疲労破壊抵抗性の優れた特性
を示すと考えられる。有機珪素ポリマーの溶融軟化点は
、分子量分布によつて異なるが、１００〜３５０℃の範
囲にある。
シート状に造膜したものも、非酸化性雰囲気下で加熱す
ると、１００〜３５０℃で液化し、流れて変形ないし膠
着を起し、独立した形状物にならない。本発明者等は空
気中、酸素中またはオゾンを含む酸素中で該シート状の
成形体を、５０〜４００℃の温度範囲に加熱し表面層を
酸化する不融化処理によつて保形性を得た。有機珪素ポ
リマーによる繊維状のセラミックス材料は、前記の矢島
教授らによつて公知であるが、シート状の材料は本発明
者らによつてはじめてつくられたものである。この不融
化処理は比較的緩慢でコントロールし易い空気中の不融
化の場合、７０℃まで２紛以上の時間をかけて昇温し、
７０〜４００℃の温度範囲で３０分以上５時間以下加熱
して行うことにより、厚みのムラ、波打の少い、且つそ
の後の熱処理工程における縮み変形、厚みムラおよび孔
あき、破損の少い、満足な不融化シートが得られた。
ると、１００〜３５０℃で液化し、流れて変形ないし膠
着を起し、独立した形状物にならない。本発明者等は空
気中、酸素中またはオゾンを含む酸素中で該シート状の
成形体を、５０〜４００℃の温度範囲に加熱し表面層を
酸化する不融化処理によつて保形性を得た。有機珪素ポ
リマーによる繊維状のセラミックス材料は、前記の矢島
教授らによつて公知であるが、シート状の材料は本発明
者らによつてはじめてつくられたものである。この不融
化処理は比較的緩慢でコントロールし易い空気中の不融
化の場合、７０℃まで２紛以上の時間をかけて昇温し、
７０〜４００℃の温度範囲で３０分以上５時間以下加熱
して行うことにより、厚みのムラ、波打の少い、且つそ
の後の熱処理工程における縮み変形、厚みムラおよび孔
あき、破損の少い、満足な不融化シートが得られた。
しかし、その場合も、不融化処理を施すシートの厚みが
１００μを越えると厚みムラや波打の激しいものとなる
ので、１００μ以下に造膜しなければならない。また不
融化処理を施す前のシートの厚みが、１０μ以下の場合
、先ず取扱いが困難であり、不融化処理による裂傷、孔
あき破損の多いことが顕微鏡下で確認されたのでシート
の厚さは１０〜１００ｐの範囲が用いられる。このよう
な有機珪素ポリマーを用いてのβ−ＳｉＣの厚さの調節
は後述の実施例に述べるように、溶剤中における有機珪
素ポリマーの濃度を調節してそれを例えは水銀の表面に
流す厚さによつて調節する等の方法て調節が可能である
。
１００μを越えると厚みムラや波打の激しいものとなる
ので、１００μ以下に造膜しなければならない。また不
融化処理を施す前のシートの厚みが、１０μ以下の場合
、先ず取扱いが困難であり、不融化処理による裂傷、孔
あき破損の多いことが顕微鏡下で確認されたのでシート
の厚さは１０〜１００ｐの範囲が用いられる。このよう
な有機珪素ポリマーを用いてのβ−ＳｉＣの厚さの調節
は後述の実施例に述べるように、溶剤中における有機珪
素ポリマーの濃度を調節してそれを例えは水銀の表面に
流す厚さによつて調節する等の方法て調節が可能である
。
次に、このβ−ＳｉＣのシート上につくるＳｉ３Ｎ４の
ための珪素粉末の層は、珪素粉末を、例えばエチルアル
コール等の溶媒に分散させて、流し込む際の分散液の濃
度と厚さによつて調節することが可能であり、その厚さ
は、後述する実施例に示すように１００μを超えると疲
労破壊抵抗性がなくなり、１０μ以下のものは、後述す
るようにつくることができず、その範囲を１００〜１０
μに定める。
ための珪素粉末の層は、珪素粉末を、例えばエチルアル
コール等の溶媒に分散させて、流し込む際の分散液の濃
度と厚さによつて調節することが可能であり、その厚さ
は、後述する実施例に示すように１００μを超えると疲
労破壊抵抗性がなくなり、１０μ以下のものは、後述す
るようにつくることができず、その範囲を１００〜１０
μに定める。
このようにしてつくられた有機珪素ポリマーと珪素粉末
からなる成形体を、窒化性雰囲気下で高温まで加熱して
β−ＳｉＣ．Ｓｉ３Ｎ４とする生成過程を説明する。加
熱により、まずはじめに有機珪素ポリマーよりβ−Ｓｌ
Ｃが生成し、次に有機珪素ポリマーから生じる過剰Ｃと
珪素粉末との反応により、β−ＳｉＣが生成し、さらに
過剰Ｃとの反応に関与しなかつた珪素粉末とＮ２ガスと
の反応により、Ｓｌ３Ｎ４が生成する。Ｓｉ３Ｎ，の生
成反応は１２００℃以上で起り、かつ生成したＳｉ３Ｎ
４は１８００℃以上で分解、蒸発をなす。従つて本発明
品の合成温度は、１２０００Ｃ〜１８０００Ｃとした。
この加熱変化に伴う段階的反応によつて、有機珪素ポリ
マーおよび珪素粉末を出発物質とする成形体からβ−Ｓ
ｉＣ層と包１３Ｎ４層の多層構造を形成することが可能
となり、反応生成したβ−ＳｌＣと反応生成したＳｉ３
Ｎ４とが結合を有さずに適度な絡み合いをもつことによ
つて、驚異的な熱衝撃抵抗性ならびに熱疲労抵抗性を示
す複合材料を得ることが可能となつた。
からなる成形体を、窒化性雰囲気下で高温まで加熱して
β−ＳｉＣ．Ｓｉ３Ｎ４とする生成過程を説明する。加
熱により、まずはじめに有機珪素ポリマーよりβ−Ｓｌ
Ｃが生成し、次に有機珪素ポリマーから生じる過剰Ｃと
珪素粉末との反応により、β−ＳｉＣが生成し、さらに
過剰Ｃとの反応に関与しなかつた珪素粉末とＮ２ガスと
の反応により、Ｓｌ３Ｎ４が生成する。Ｓｉ３Ｎ，の生
成反応は１２００℃以上で起り、かつ生成したＳｉ３Ｎ
４は１８００℃以上で分解、蒸発をなす。従つて本発明
品の合成温度は、１２０００Ｃ〜１８０００Ｃとした。
この加熱変化に伴う段階的反応によつて、有機珪素ポリ
マーおよび珪素粉末を出発物質とする成形体からβ−Ｓ
ｉＣ層と包１３Ｎ４層の多層構造を形成することが可能
となり、反応生成したβ−ＳｌＣと反応生成したＳｉ３
Ｎ４とが結合を有さずに適度な絡み合いをもつことによ
つて、驚異的な熱衝撃抵抗性ならびに熱疲労抵抗性を示
す複合材料を得ることが可能となつた。
Ｓｉ３Ｎ４層は平均粒径５μの珪素粉を用い、有機珪素
ポリマーの不融化シートの上にＳｉの沈殿層をもうけ、
これを窒化雰囲気下て焼成することで得られる。
ポリマーの不融化シートの上にＳｉの沈殿層をもうけ、
これを窒化雰囲気下て焼成することで得られる。
沈殿層の厚み規程は沈殿さすＳｉ粉末量で制御したが、
層の厚みは均一にできず、ある程度の巾ができる。又こ
の厚みの巾は沈殿層の厚みを増す操作をする程、巾が広
がる傾向かある。不融化シート全体を完全に被覆する最
低量のＳｌ粉末で沈殿層をもうけ、積層させた構造体の
焼成体において厚さ１０μ以下のＳｉ３Ｎ４層は顕微鏡
下ではみとめられなかつた。次に本発明の実施例を述べ
る。
層の厚みは均一にできず、ある程度の巾ができる。又こ
の厚みの巾は沈殿層の厚みを増す操作をする程、巾が広
がる傾向かある。不融化シート全体を完全に被覆する最
低量のＳｌ粉末で沈殿層をもうけ、積層させた構造体の
焼成体において厚さ１０μ以下のＳｉ３Ｎ４層は顕微鏡
下ではみとめられなかつた。次に本発明の実施例を述べ
る。
実施例１
有機珪素ポリマー２０ｇをノルマルヘキサン２００ｃｃ
に溶解し、ステンレス容器（長さ２０−×巾１００？×
深さ１００Ｔｎｍ）に張つた水銀の表面に流して室温で
ヘキサンを蒸発させ、４０μ〜７０μの有機珪素ポリマ
ーシートを造膜した。
に溶解し、ステンレス容器（長さ２０−×巾１００？×
深さ１００Ｔｎｍ）に張つた水銀の表面に流して室温で
ヘキサンを蒸発させ、４０μ〜７０μの有機珪素ポリマ
ーシートを造膜した。
容器内から水銀を流出し、薄膜シートのみを残した。容
器に残した有機珪素ポリマーのシートを酸素雰囲気中か
つ、１００℃で加熱処理し、不融化シートを得た。不融
化シートのはいつた容器内に、珪素粉末２０ｇをエチル
アルコール４００ｃｃに分散させた溶液を流し込み、一
昼夜放置させ、不融化シートの上に珪素の沈殿層をつく
つた。上澄み液のエチルアルコールを除去し、赤外線ヒ
ーターで不融化シートを１００℃で加熱しながら円筒バ
イブに巻きつけた。この操作を順次繰り返し、多層構造
をもつ外径１００顛内厚６Ｔ１ｎ１長さ１００ｒｗ１の
多層構造の成形体を得た。該成形体を窒化雰囲気下、１
００℃／Ｈｒで１５００℃までもたらし、１ｍ間保持し
た。
器に残した有機珪素ポリマーのシートを酸素雰囲気中か
つ、１００℃で加熱処理し、不融化シートを得た。不融
化シートのはいつた容器内に、珪素粉末２０ｇをエチル
アルコール４００ｃｃに分散させた溶液を流し込み、一
昼夜放置させ、不融化シートの上に珪素の沈殿層をつく
つた。上澄み液のエチルアルコールを除去し、赤外線ヒ
ーターで不融化シートを１００℃で加熱しながら円筒バ
イブに巻きつけた。この操作を順次繰り返し、多層構造
をもつ外径１００顛内厚６Ｔ１ｎ１長さ１００ｒｗ１の
多層構造の成形体を得た。該成形体を窒化雰囲気下、１
００℃／Ｈｒで１５００℃までもたらし、１ｍ間保持し
た。
炉内放冷後サンプルを取り出し物性を測定した結果を表
１に示す。膜厚は有機珪素ポリマーあるいは珪素粉末の
溶媒に対する量を変えることで変化させた。実施例２表
１に示した焼成体符号１〜６までの物性測定として熱衝
撃抵抗性、熱疲労抵抗性、曲げ強度について以下の如く
調査した。
１に示す。膜厚は有機珪素ポリマーあるいは珪素粉末の
溶媒に対する量を変えることで変化させた。実施例２表
１に示した焼成体符号１〜６までの物性測定として熱衝
撃抵抗性、熱疲労抵抗性、曲げ強度について以下の如く
調査した。
サンプルは５×１０×３０（Ｗｎ）のサイズに切り出し
て使用し、環状電気炉を用いて窒素ガス気流中で１２０
０℃で２紛間保持し、その後炉を傾斜させ流水中急冷し
た。サンプルを１紛間流水中に置いた後取り出し、乾燥
して水分を飛散させた。この乾燥したサンプルを各種染
料を用いてサンプルの亀裂を見出すまて反復した。その
反復回数で熱衝撃抵抗性を判定した。又焼成体から５×
５×３ｈのサイズのサンプルを切り出し、スパン３−で
その中央に半径１顛のヘッドを接触させ、初期荷重とし
て、曲げ強さの１％の負荷を与えた。そしてサンプルの
総たわみ量を１０μとして片振りを行い、その変位にヘ
ッドが追随するよう保つた。この状態を１３００℃に保
持された炉内に再現し、１秒間に３（２）の割合で繰り
返し片振りを行つた。供試サンプルの破断に至るまでの
回数及び変形してヘッドが追随しないまでの結果でもつ
て熱疲労抵抗性を判定した。曲げ強度はサンプルサイズ
５×５×５０ｍのものをスパン３『で、常温および１４
００℃での温度下で測定した。また、同様な方法で従来
の反応焼結Ｓｉ，Ｎ４イ、反応焼結ＳｉＣ口、反応焼結
Ｓｉ３Ｎ，結合ＳｉＣハ、にρ添加ホットブレスＳｉ３
Ｎ４二、及びＢ２Ｏ３添加ホットブレスＳｉＣホについ
ても熱衝撃抵抗性、及び熱疲労抵抗性、曲げ強度につい
て測定し、本発明品との比較データーとした。これらの
結果を表２、表３に示す。
て使用し、環状電気炉を用いて窒素ガス気流中で１２０
０℃で２紛間保持し、その後炉を傾斜させ流水中急冷し
た。サンプルを１紛間流水中に置いた後取り出し、乾燥
して水分を飛散させた。この乾燥したサンプルを各種染
料を用いてサンプルの亀裂を見出すまて反復した。その
反復回数で熱衝撃抵抗性を判定した。又焼成体から５×
５×３ｈのサイズのサンプルを切り出し、スパン３−で
その中央に半径１顛のヘッドを接触させ、初期荷重とし
て、曲げ強さの１％の負荷を与えた。そしてサンプルの
総たわみ量を１０μとして片振りを行い、その変位にヘ
ッドが追随するよう保つた。この状態を１３００℃に保
持された炉内に再現し、１秒間に３（２）の割合で繰り
返し片振りを行つた。供試サンプルの破断に至るまでの
回数及び変形してヘッドが追随しないまでの結果でもつ
て熱疲労抵抗性を判定した。曲げ強度はサンプルサイズ
５×５×５０ｍのものをスパン３『で、常温および１４
００℃での温度下で測定した。また、同様な方法で従来
の反応焼結Ｓｉ，Ｎ４イ、反応焼結ＳｉＣ口、反応焼結
Ｓｉ３Ｎ，結合ＳｉＣハ、にρ添加ホットブレスＳｉ３
Ｎ４二、及びＢ２Ｏ３添加ホットブレスＳｉＣホについ
ても熱衝撃抵抗性、及び熱疲労抵抗性、曲げ強度につい
て測定し、本発明品との比較データーとした。これらの
結果を表２、表３に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 厚さ１０〜１００μのβ−ＳｉＣ層と、厚さ１０〜
１００μのＳｉ＿３Ｎ＿４層を交互に有する、β−Ｓｉ
ＣとＳｉ＿３Ｎ＿４の交互積層組織からなる、積層β−
ＳｉＣ−Ｓｉ＿３Ｎ＿４系複合耐熱セラミックス。 ２ 炭素と珪素を主な骨格とする有機珪素高分子化合物
を出発原料とし、厚さ１０μ〜１００μのシート状とし
た後、不融化させ、この不融化シートの上に１０〜１０
０μの厚みの珪素粉末の層を設けて２層にする第一工程
、第一工程によつて得られた２層シートを複数組重ね合
わせて、該不融化された有機珪素高分子化合物の層と、
珪素粉末の層とが交互に積層した構造物とする第二工程
、第二工程によつて得られた該交互積層構造物を、窒化
雰囲気中で１２００〜１８００℃の範囲に加熱焼成する
ことを特徴とする積層β−ＳｉＣ−Ｓｉ＿３Ｎ＿４系複
合セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2501880A JPS6058027B2 (ja) | 1980-02-28 | 1980-02-28 | 積層ＳｉＣ−Ｓｉ↓３Ｎ↓４系複合耐熱セラミックスとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2501880A JPS6058027B2 (ja) | 1980-02-28 | 1980-02-28 | 積層ＳｉＣ−Ｓｉ↓３Ｎ↓４系複合耐熱セラミックスとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56120582A JPS56120582A (en) | 1981-09-21 |
| JPS6058027B2 true JPS6058027B2 (ja) | 1985-12-18 |
Family
ID=12154161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2501880A Expired JPS6058027B2 (ja) | 1980-02-28 | 1980-02-28 | 積層ＳｉＣ−Ｓｉ↓３Ｎ↓４系複合耐熱セラミックスとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058027B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6342236U (ja) * | 1986-09-08 | 1988-03-19 |
-
1980
- 1980-02-28 JP JP2501880A patent/JPS6058027B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6342236U (ja) * | 1986-09-08 | 1988-03-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56120582A (en) | 1981-09-21 |
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