JPS6127352B2 - - Google Patents
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- JPS6127352B2 JPS6127352B2 JP58225097A JP22509783A JPS6127352B2 JP S6127352 B2 JPS6127352 B2 JP S6127352B2 JP 58225097 A JP58225097 A JP 58225097A JP 22509783 A JP22509783 A JP 22509783A JP S6127352 B2 JPS6127352 B2 JP S6127352B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
本発明は、コークス粉末、無定形炭素粉末ある
いは黒鉛質炭素粉末に第２成分として炭化ホウ素
粉末とさらに第３成分としてチタン、ニオブ、タ
ンタル、ジルコニウム、タングステン、シリコン
などの族、族および族の金属の炭化物粉末
またはホウ化物粉末を１種以上数％から数十％の
範囲で添加し、約200Kg/cm2の加圧下で焼成するこ
とにより、高密度高強度黒鉛−セラミツクス複合
焼結体を製造する方法に関するものである。 現在、高密度高強度な黒鉛材料の製造は、炭素
材料製造メーカーの目標の１つであり、様々の方
法によりその製造が試みられている。 しかしながら、いずれの方法も複雑な工程を必
要としており、また、これらの方法で相対密度90
％以上、曲げ強度1000Kg/cm2以上の製品を製造す
ることはかなり困難であるし、経費も必要とす
る。 本発明者らは、高密度高強度黒鉛材料の製造法
を開発する目的で研究を進め、従来のピツチなど
のいわゆる粘結材を必要とせず、きわめて容易に
高密度黒鉛成形体および高密度高強度黒鉛−炭化
ホウ素複合成形体を得る方法を先に見い出し、発
明するに至つた（特許1092221号）。 特許1092221号による製造法は、焼結促進剤
（焼結助剤）として炭化ホウ素をコークス粉末、
無定形炭素粉末、あるいは人造黒鉛質粉末に数％
添加し、加圧下で焼成することにより高密度黒鉛
成形体が、また、炭化ホウ素を多量に添加するこ
とにより、高密度高強度黒鉛−炭化ホウ素複合成
形体が製造できることが特徴であつた。 しかしながら、この方法により得られる高密度
黒鉛成形体は、相対密度は90％以上あるものの、
曲げ強度は1000Kg/cm2以下のものであつた。ま
た、炭化ホウ素量を増やすことにより得られる黒
鉛−炭化ホウ素複合成形体は、炭化ホウ素が増加
するほど高密度高強度な特性を有するが、同時に
炭化ホウ素量の増加にともなつて電気比抵抗値が
増加したり、耐熱衝撃性が低下するなど、次第に
黒鉛の長所が失なわれていくなどの欠点を有して
いた。そこで本研究者らはさらに研究を進め、第
２成分としての炭化ホウ素の他に、第３成分とし
て、チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、
タングステン、シリコンなどの炭化物またはホウ
化物をコークス粉末、無定形炭素粉末あるいは黒
鉛質炭化粉末に添加し、この混合粉末あるいは混
合粉末成形体を加圧焼成することにより、より少
ないセラミツクス割合で、黒鉛−炭化ホウ素複合
成形体にくらべて、より低い電気比抵抗値を有し
た高密度高強度黒鉛−セラミツクス複合焼結体が
得られることを見い出し、本発明をするに至つた
ものである。 本製造法において、第３成分として、チタン、
ニオブ、タンタル、ジルコニウム、タングステン
などの炭化物を添加した場合、その炭化物は第２
成分として共存する炭化ホウ素と反応してホウ化
物に変化する。したがつて、そのような混合粉末
あるいは混合粉末成形体を加圧焼成して得られる
焼結体の組成は、出発原料中の組成と異なる。す
なわち、出発原料中の第２成分の炭化ホウ素の量
と第３成分のチタン、ニオブ、タンタル、ジルコ
ニウムなどの炭化物の量が等量の場合には、黒鉛
−ホウ化物複合焼結体（例えば、第３成分がTiC
の場合には、Ｃ−TiB2複合焼結体）が得られ
る。第３成分のチタン、ニオブ、タンタル、ジル
コニウムなどの炭化物の量が第２成分の炭化ホウ
素の量よりも多い場合には、黒鉛−ホウ化物．炭
化物複合焼結体（例えば、第３成分がTiCの場合
には、Ｃ−TiB2−TiC複合焼結体）が得られる。
また、第３成分のチタン、ニオブ、タンタル、ジ
ルコニウムなどの炭化物の量が第２成分の炭化ホ
ウ素の量よりも少ない場合には、黒鉛−炭化ホウ
素−ホウ化物複合焼結体（例えば、第３成分が
TiCの場合には、Ｃ−B4C−TiB2複合焼結体）が
得られる。 炭化ホウ素等のセラミツクスはあらかじめ微粉
にし、コークス粉末、無定形炭素粉末あるいは黒
鉛質炭素粉末に添加する。これらの粉末は粉末充
填した時に最密充填となるような粒度組成になつ
ていることが望ましい。炭化ホウ素などのセラミ
ツクスの添加割合は、目的とする製品特性に応じ
て変えることができる。セラミツクスの添加量が
多くなるにつれて、セラミツクスの特性が強ま
り、高密度化、高強度化が進行し、かつ硬度が増
加した焼結体が得られる。 セラミツクスを添加した炭素原料粉末は、よく
混合したのち、そのまま、またはその成形体を黒
鉛型に入れ、100Kg/cm2以上の加圧下において、
2000℃以上の温度で焼成することが必要である。
加圧力は200Kg/cm2ないし、数百Kg/cm2、また、焼
成温度は2000℃ないし2200℃前後が望ましい。
2000℃未満の場合には、第２成分として添加した
炭化ホウ素の焼結助剤としての効果が小さく、ま
た、2250℃以上の場合には、炭化ホウ素が溶融し
て、系外へ溶出してしまうために、より強度が低
い焼結体しか得ることができない。 炭素粉末に焼結助剤として、炭化ホウ素とさら
に他の炭化物またはホウ化物を１種以上添加し、
その混合粉末あるいは混合粉末成形体を加圧焼成
することにより、炭化ホウ素のみを添加した場合
よりも、より少ないセラミツクス割合で、高密
度、高強度、低電気比抵抗、かつ高い耐熱衝撃特
性を有する黒鉛−セラミツクス複合焼結体を得る
ことが本製造法の最も特徴とするところである。 炭化ホウ素を20〜30vol％添加する他に、第３
成分として、チタン、ニオブ、タンタル、ジルコ
ニウム、タングステン、シリコンなどの炭化物あ
るいはホウ化物を10vol％添加するだけで、相対
密度95％以上、曲げ強度1500Kg/cm2以上、電気比
抵抗値１×10-3Ω・cm以下、しかも高い耐熱衝撃
性を有する高密度高強度黒鉛−セラミツクス複合
焼結体が得られる。 さらに本製造法の特徴としては、炭化ホウ素を
添加していることにより、炭素の黒鉛化が著しく
進行することがあげられる。 次に本発明の実施例をあげて説明する。 実施例 １ 仮焼ピツチコークス粉末に、第２成分として炭
化ホウ素粉末を20vol％、第３成分として、炭化
チタン、炭化ニオブあるいは炭化タンタルのうち
１種を10vol％添加した混合粉末および第２成分
として炭化ホウ素を30vol％、第３成分として、
炭化チタン、炭化ニオブあるいは炭化タンタルの
うち１種を10vol％添加した混合粉末を、3.5cm3の
量だけ黒鉛型に入れ、200Kg/cm2の加圧下で、2200
℃まで昇温して所定温度で60分間保持後、冷却し
た結果、第１表に示す物性を有する黒鉛−セラミ
ツクス複合焼結体を得た。
いは黒鉛質炭素粉末に第２成分として炭化ホウ素
粉末とさらに第３成分としてチタン、ニオブ、タ
ンタル、ジルコニウム、タングステン、シリコン
などの族、族および族の金属の炭化物粉末
またはホウ化物粉末を１種以上数％から数十％の
範囲で添加し、約200Kg/cm2の加圧下で焼成するこ
とにより、高密度高強度黒鉛−セラミツクス複合
焼結体を製造する方法に関するものである。 現在、高密度高強度な黒鉛材料の製造は、炭素
材料製造メーカーの目標の１つであり、様々の方
法によりその製造が試みられている。 しかしながら、いずれの方法も複雑な工程を必
要としており、また、これらの方法で相対密度90
％以上、曲げ強度1000Kg/cm2以上の製品を製造す
ることはかなり困難であるし、経費も必要とす
る。 本発明者らは、高密度高強度黒鉛材料の製造法
を開発する目的で研究を進め、従来のピツチなど
のいわゆる粘結材を必要とせず、きわめて容易に
高密度黒鉛成形体および高密度高強度黒鉛−炭化
ホウ素複合成形体を得る方法を先に見い出し、発
明するに至つた（特許1092221号）。 特許1092221号による製造法は、焼結促進剤
（焼結助剤）として炭化ホウ素をコークス粉末、
無定形炭素粉末、あるいは人造黒鉛質粉末に数％
添加し、加圧下で焼成することにより高密度黒鉛
成形体が、また、炭化ホウ素を多量に添加するこ
とにより、高密度高強度黒鉛−炭化ホウ素複合成
形体が製造できることが特徴であつた。 しかしながら、この方法により得られる高密度
黒鉛成形体は、相対密度は90％以上あるものの、
曲げ強度は1000Kg/cm2以下のものであつた。ま
た、炭化ホウ素量を増やすことにより得られる黒
鉛−炭化ホウ素複合成形体は、炭化ホウ素が増加
するほど高密度高強度な特性を有するが、同時に
炭化ホウ素量の増加にともなつて電気比抵抗値が
増加したり、耐熱衝撃性が低下するなど、次第に
黒鉛の長所が失なわれていくなどの欠点を有して
いた。そこで本研究者らはさらに研究を進め、第
２成分としての炭化ホウ素の他に、第３成分とし
て、チタン、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、
タングステン、シリコンなどの炭化物またはホウ
化物をコークス粉末、無定形炭素粉末あるいは黒
鉛質炭化粉末に添加し、この混合粉末あるいは混
合粉末成形体を加圧焼成することにより、より少
ないセラミツクス割合で、黒鉛−炭化ホウ素複合
成形体にくらべて、より低い電気比抵抗値を有し
た高密度高強度黒鉛−セラミツクス複合焼結体が
得られることを見い出し、本発明をするに至つた
ものである。 本製造法において、第３成分として、チタン、
ニオブ、タンタル、ジルコニウム、タングステン
などの炭化物を添加した場合、その炭化物は第２
成分として共存する炭化ホウ素と反応してホウ化
物に変化する。したがつて、そのような混合粉末
あるいは混合粉末成形体を加圧焼成して得られる
焼結体の組成は、出発原料中の組成と異なる。す
なわち、出発原料中の第２成分の炭化ホウ素の量
と第３成分のチタン、ニオブ、タンタル、ジルコ
ニウムなどの炭化物の量が等量の場合には、黒鉛
−ホウ化物複合焼結体（例えば、第３成分がTiC
の場合には、Ｃ−TiB2複合焼結体）が得られ
る。第３成分のチタン、ニオブ、タンタル、ジル
コニウムなどの炭化物の量が第２成分の炭化ホウ
素の量よりも多い場合には、黒鉛−ホウ化物．炭
化物複合焼結体（例えば、第３成分がTiCの場合
には、Ｃ−TiB2−TiC複合焼結体）が得られる。
また、第３成分のチタン、ニオブ、タンタル、ジ
ルコニウムなどの炭化物の量が第２成分の炭化ホ
ウ素の量よりも少ない場合には、黒鉛−炭化ホウ
素−ホウ化物複合焼結体（例えば、第３成分が
TiCの場合には、Ｃ−B4C−TiB2複合焼結体）が
得られる。 炭化ホウ素等のセラミツクスはあらかじめ微粉
にし、コークス粉末、無定形炭素粉末あるいは黒
鉛質炭素粉末に添加する。これらの粉末は粉末充
填した時に最密充填となるような粒度組成になつ
ていることが望ましい。炭化ホウ素などのセラミ
ツクスの添加割合は、目的とする製品特性に応じ
て変えることができる。セラミツクスの添加量が
多くなるにつれて、セラミツクスの特性が強ま
り、高密度化、高強度化が進行し、かつ硬度が増
加した焼結体が得られる。 セラミツクスを添加した炭素原料粉末は、よく
混合したのち、そのまま、またはその成形体を黒
鉛型に入れ、100Kg/cm2以上の加圧下において、
2000℃以上の温度で焼成することが必要である。
加圧力は200Kg/cm2ないし、数百Kg/cm2、また、焼
成温度は2000℃ないし2200℃前後が望ましい。
2000℃未満の場合には、第２成分として添加した
炭化ホウ素の焼結助剤としての効果が小さく、ま
た、2250℃以上の場合には、炭化ホウ素が溶融し
て、系外へ溶出してしまうために、より強度が低
い焼結体しか得ることができない。 炭素粉末に焼結助剤として、炭化ホウ素とさら
に他の炭化物またはホウ化物を１種以上添加し、
その混合粉末あるいは混合粉末成形体を加圧焼成
することにより、炭化ホウ素のみを添加した場合
よりも、より少ないセラミツクス割合で、高密
度、高強度、低電気比抵抗、かつ高い耐熱衝撃特
性を有する黒鉛−セラミツクス複合焼結体を得る
ことが本製造法の最も特徴とするところである。 炭化ホウ素を20〜30vol％添加する他に、第３
成分として、チタン、ニオブ、タンタル、ジルコ
ニウム、タングステン、シリコンなどの炭化物あ
るいはホウ化物を10vol％添加するだけで、相対
密度95％以上、曲げ強度1500Kg/cm2以上、電気比
抵抗値１×10-3Ω・cm以下、しかも高い耐熱衝撃
性を有する高密度高強度黒鉛−セラミツクス複合
焼結体が得られる。 さらに本製造法の特徴としては、炭化ホウ素を
添加していることにより、炭素の黒鉛化が著しく
進行することがあげられる。 次に本発明の実施例をあげて説明する。 実施例 １ 仮焼ピツチコークス粉末に、第２成分として炭
化ホウ素粉末を20vol％、第３成分として、炭化
チタン、炭化ニオブあるいは炭化タンタルのうち
１種を10vol％添加した混合粉末および第２成分
として炭化ホウ素を30vol％、第３成分として、
炭化チタン、炭化ニオブあるいは炭化タンタルの
うち１種を10vol％添加した混合粉末を、3.5cm3の
量だけ黒鉛型に入れ、200Kg/cm2の加圧下で、2200
℃まで昇温して所定温度で60分間保持後、冷却し
た結果、第１表に示す物性を有する黒鉛−セラミ
ツクス複合焼結体を得た。
【表】
実施例 ２
仮焼ピツチコークス粉末に、第２成分として炭
化ホウ素紛末を20vol％、第３成分として、二ホ
ウ化チタン、二ホウ化ニオブ、二ホウ化タンタル
のうち１種を10vol％添加した混合粉末および第
２成分として炭化ホウ素を30vol％、第３成分と
して、二ホウ化チタン、二ホウ化ニオブ、二ホウ
化タンタルを10vol％添加した混合粉末を、3.5cm3
の量だけ黒鉛型に入れ、200Kg/cm2の加圧下で、
2200℃まで昇温して所定温度で60分間保持後、冷
却した結果、第２表に示す物性を有する黒鉛−セ
ラミツクス複合焼結体を得た。
化ホウ素紛末を20vol％、第３成分として、二ホ
ウ化チタン、二ホウ化ニオブ、二ホウ化タンタル
のうち１種を10vol％添加した混合粉末および第
２成分として炭化ホウ素を30vol％、第３成分と
して、二ホウ化チタン、二ホウ化ニオブ、二ホウ
化タンタルを10vol％添加した混合粉末を、3.5cm3
の量だけ黒鉛型に入れ、200Kg/cm2の加圧下で、
2200℃まで昇温して所定温度で60分間保持後、冷
却した結果、第２表に示す物性を有する黒鉛−セ
ラミツクス複合焼結体を得た。
【表】
Claims (1)
- １ コークス粉末、無定形炭素粉末あるいは黒鉛
質炭素粉末に第２成分として炭化ホウ素粉末とさ
らに第３成分としてチタン、ニオブ、タンタル、
ジルコニウム、タングステン、シリコンなどの
族、族および族の金属の炭化物粉末またはホ
ウ化物粉末を１種以上加え、この混合粉末あるい
は混合粉末成形体を加圧下で焼成することを特徴
とする高密度高強度黒鉛−セラミツクス複合焼結
体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58225097A JPS60118671A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 高密度高強度黒鉛−セラミックス複合焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58225097A JPS60118671A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 高密度高強度黒鉛−セラミックス複合焼結体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60118671A JPS60118671A (ja) | 1985-06-26 |
| JPS6127352B2 true JPS6127352B2 (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=16823936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58225097A Granted JPS60118671A (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 高密度高強度黒鉛−セラミックス複合焼結体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60118671A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007191718A (ja) * | 2000-06-05 | 2007-08-02 | Showa Denko Kk | 導電性硬化性樹脂組成物、その硬化体、及びその成形体 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6465071A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Member having resistance to corrosion caused by molten copper |
| JPH042659A (ja) * | 1990-04-16 | 1992-01-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 中性子遮蔽用炭素材料 |
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-
1983
- 1983-11-28 JP JP58225097A patent/JPS60118671A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007191718A (ja) * | 2000-06-05 | 2007-08-02 | Showa Denko Kk | 導電性硬化性樹脂組成物、その硬化体、及びその成形体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60118671A (ja) | 1985-06-26 |
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