JPS6130657A - 炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法 - Google Patents
炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法Info
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- JPS6130657A JPS6130657A JP14959384A JP14959384A JPS6130657A JP S6130657 A JPS6130657 A JP S6130657A JP 14959384 A JP14959384 A JP 14959384A JP 14959384 A JP14959384 A JP 14959384A JP S6130657 A JPS6130657 A JP S6130657A
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- silicon carbide
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- spraying
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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】
本発明は炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法に関し、詳
しくは金属ケイ素をプラズマ溶射等の金属溶射によって
炭素製品表面に被覆し、次いで高温熱処理することによ
って、炭化ケイ素層を形成する耐酸化性、接着性等に優
れた炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法に関する。
しくは金属ケイ素をプラズマ溶射等の金属溶射によって
炭素製品表面に被覆し、次いで高温熱処理することによ
って、炭化ケイ素層を形成する耐酸化性、接着性等に優
れた炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法に関する。
従来、炭化ケイ素被覆炭素製品を製造する方法としでは
、含浸法、蒸着法等の方法が知られている。
、含浸法、蒸着法等の方法が知られている。
含浸法としては、例えば黒鉛基材を溶融ケイ素中に浸漬
して、黒鉛基材表面をケイ素層で被覆した後、１３００
〜１５００℃に加熱してケイ素と黒鉛とを反応させて、
黒鉛基材表面に炭化ケイ素を被覆する方法であるが、装
置が高価であるにも拘わらず、生産性が低いことから製
造コストに問題がある伯、局所含浸に不向き、炭素製品
の寸法、形状に制限があり、また表面に付着したケイ素
が過剰であるというような種々の問題点がある。
して、黒鉛基材表面をケイ素層で被覆した後、１３００
〜１５００℃に加熱してケイ素と黒鉛とを反応させて、
黒鉛基材表面に炭化ケイ素を被覆する方法であるが、装
置が高価であるにも拘わらず、生産性が低いことから製
造コストに問題がある伯、局所含浸に不向き、炭素製品
の寸法、形状に制限があり、また表面に付着したケイ素
が過剰であるというような種々の問題点がある。
一方、蒸着法としては、例えば１０００℃以上に加熱し
た黒鉛基材に、水素ガス、四塩化ケイ素、炭化水素等を
流して、表面に炭化ケイ素を沈積することにより炭化ケ
イ素を沈積せしめる化学的方法であるが、この方法にあ
っては、高純度で膜厚の制御が容易であるという利点は
あるものの、含浸法と同様に装置が高価であるにも拘わ
らず、生産性が低いことから製造コストに問題がある他
、炭素製品の寸法、形状に制限があり、接着強度に劣る
という問題点がある。
た黒鉛基材に、水素ガス、四塩化ケイ素、炭化水素等を
流して、表面に炭化ケイ素を沈積することにより炭化ケ
イ素を沈積せしめる化学的方法であるが、この方法にあ
っては、高純度で膜厚の制御が容易であるという利点は
あるものの、含浸法と同様に装置が高価であるにも拘わ
らず、生産性が低いことから製造コストに問題がある他
、炭素製品の寸法、形状に制限があり、接着強度に劣る
という問題点がある。
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決すべくなされ
たもので、生産性に優れしかも耐酸化性、接着性等の緒
特性に優れた炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法を提供
することを目的とする。
たもので、生産性に優れしかも耐酸化性、接着性等の緒
特性に優れた炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法を提供
することを目的とする。
本発明者らは、上記目的に沿って、鋭意研究した結果、
金属ケイ素を金属溶射によって黒鉛等の炭素製品に被覆
せしめ、次いで高温熱処理することによって上記目的が
達成されることを見出し本発明に到達した。
金属ケイ素を金属溶射によって黒鉛等の炭素製品に被覆
せしめ、次いで高温熱処理することによって上記目的が
達成されることを見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、金属ケイ素を金属溶射によって炭素
製品表面に被覆せしめ、次に１３００〜１７００℃で熱
処理することにより炭素製品表面に炭化ケイ素層を形成
することを特徴とする炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方
法にある。
製品表面に被覆せしめ、次に１３００〜１７００℃で熱
処理することにより炭素製品表面に炭化ケイ素層を形成
することを特徴とする炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方
法にある。
本発明においては、金属溶射によって電極および特殊炭
素製品等の炭素製品に金属ケイ素を溶射する。この方法
は簡単な設備で任意形状の炭素製品表面にケイ素が被覆
できるという利点があり、またケイ素被覆層の厚さを所
望に調整することも部分溶射することも可能である。金
属溶射としてはプラズマ溶射、ナーモスプレー、アーク
溶射等が行なわれるが、均一なケイ素被覆層を得るとい
う見地からは特にプラズマ溶射が好ましい。
素製品等の炭素製品に金属ケイ素を溶射する。この方法
は簡単な設備で任意形状の炭素製品表面にケイ素が被覆
できるという利点があり、またケイ素被覆層の厚さを所
望に調整することも部分溶射することも可能である。金
属溶射としてはプラズマ溶射、ナーモスプレー、アーク
溶射等が行なわれるが、均一なケイ素被覆層を得るとい
う見地からは特にプラズマ溶射が好ましい。
金属溶射によって得られる炭素製品上のケイ素被覆層の
厚さは、一定収上の厚みを有することが必要で、ケイ素
被覆層の厚さが薄過ぎると所望の耐酸化性や接着強度が
得られない。また、ケイ素被覆層の厚みが１００μを越
えると黒鉛等の炭素製品が炭化ケイ素化する際の体積膨
張により変形または亀裂を生じる。このことからケイ素
被覆層の厚みは５０〜１００μ程度が好ましい。また、
本発明にあっては、金属溶射を採用することによって均
一の厚さのケイ素被覆層が得られる。この金属ケイ素の
金属溶射によってケイ素は炭素製品表面の表面溝および
気孔にまで侵入しているものと考えられ、次の工程で得
られる炭化ケイ素被覆層と黒鉛等の炭素製品との接着性
が良好となり、ピンホールも発生しない。この金属溶射
における溶射条件は、得られるケイ素被覆層や炭素製品
の種類によって適宜決定されるが、好ましくはアークガ
ス成分としてアルゴン、補助ガス成分としてヘリウム、
金属ケイ素粉末のキャリヤーガス成分としてアルゴンを
用いて、ガンと被覆炭素製品との距離を５０〜１’５０
ｍ１１１にて溶射する。その際、５０ｎｕ＋＋より近い
と炭素製品が劣化し、１５０ｍｍを越えると被覆効率が
悪くなる。
厚さは、一定収上の厚みを有することが必要で、ケイ素
被覆層の厚さが薄過ぎると所望の耐酸化性や接着強度が
得られない。また、ケイ素被覆層の厚みが１００μを越
えると黒鉛等の炭素製品が炭化ケイ素化する際の体積膨
張により変形または亀裂を生じる。このことからケイ素
被覆層の厚みは５０〜１００μ程度が好ましい。また、
本発明にあっては、金属溶射を採用することによって均
一の厚さのケイ素被覆層が得られる。この金属ケイ素の
金属溶射によってケイ素は炭素製品表面の表面溝および
気孔にまで侵入しているものと考えられ、次の工程で得
られる炭化ケイ素被覆層と黒鉛等の炭素製品との接着性
が良好となり、ピンホールも発生しない。この金属溶射
における溶射条件は、得られるケイ素被覆層や炭素製品
の種類によって適宜決定されるが、好ましくはアークガ
ス成分としてアルゴン、補助ガス成分としてヘリウム、
金属ケイ素粉末のキャリヤーガス成分としてアルゴンを
用いて、ガンと被覆炭素製品との距離を５０〜１’５０
ｍ１１１にて溶射する。その際、５０ｎｕ＋＋より近い
と炭素製品が劣化し、１５０ｍｍを越えると被覆効率が
悪くなる。
このようにして得られたケイ素被覆層を有する炭素製品
はタンマン炉等の炉中で不活性雰囲気下、例えばアルゴ
ンガス雰囲気下で高温度で熱処理される。この際の熱処
理温度はケイ素の融点（１４１５℃）近傍が好ましく、
通常は１３００〜１７００℃、さらに好ましくは１４０
０〜１４５０℃の温度が採用される。
はタンマン炉等の炉中で不活性雰囲気下、例えばアルゴ
ンガス雰囲気下で高温度で熱処理される。この際の熱処
理温度はケイ素の融点（１４１５℃）近傍が好ましく、
通常は１３００〜１７００℃、さらに好ましくは１４０
０〜１４５０℃の温度が採用される。
このように、ケイ素の融点近傍の高温で熱処理すると、
炭素製品表面において、下記の反応が進行する。
炭素製品表面において、下記の反応が進行する。
Ｓｉ＋Ｃ−＊ ＳｉＣ
熱処理温度が上記範囲を外れるとケイ素の炭素内部への
過度な拡散が行なわれたり、上記反応が進行しないため
好ましくない。
過度な拡散が行なわれたり、上記反応が進行しないため
好ましくない。
このように金属溶射、高温処理により炭素製品表面に炭
化ケイ素層を被覆する本発明の方法は、簡便な方法で炭
化ケイ素被覆炭素製品を大量に生産できることから製造
コストを大幅に低下させることが可能であり、また炭素
製品の形状、寸法の自由度が高く、しかも金属溶射を採
用していることから部分溶射も可能である。また、得ら
れる炭化ケイ素被覆炭素製品は、耐酸化性に優れるのみ
ならず、接着強度も高い水準にある。このように本発明
により得られる炭化ケイ素被覆炭素製品は、電極、特殊
炭素製品に利用される他、ＦＲＭ用の炭素製品の前処理
として適用可能である。
化ケイ素層を被覆する本発明の方法は、簡便な方法で炭
化ケイ素被覆炭素製品を大量に生産できることから製造
コストを大幅に低下させることが可能であり、また炭素
製品の形状、寸法の自由度が高く、しかも金属溶射を採
用していることから部分溶射も可能である。また、得ら
れる炭化ケイ素被覆炭素製品は、耐酸化性に優れるのみ
ならず、接着強度も高い水準にある。このように本発明
により得られる炭化ケイ素被覆炭素製品は、電極、特殊
炭素製品に利用される他、ＦＲＭ用の炭素製品の前処理
として適用可能である。
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説
明する。
明する。
施例１〜２および比較例１
金属ケイ素粉末をプラズマ炎を利用して溶融、噴霧して
、炭素製品基材としての黒鉛（ＥＧ−３８）表面に厚さ
８０／ｊのケイ素被覆層を形成した。次に、このケイ素
被覆層を有する黒鉛を、第１表に示す条件で、タンマン
炉中、アルゴンガス雰囲気下にて熱処理し炭化ケイ素被
覆層を形成し、炭化ケイ素被覆炭素製品を得た。
、炭素製品基材としての黒鉛（ＥＧ−３８）表面に厚さ
８０／ｊのケイ素被覆層を形成した。次に、このケイ素
被覆層を有する黒鉛を、第１表に示す条件で、タンマン
炉中、アルゴンガス雰囲気下にて熱処理し炭化ケイ素被
覆層を形成し、炭化ケイ素被覆炭素製品を得た。
第１表
なお、実施例１は同相拡散域、実施例２は液相域でそれ
ぞれ熱処理したものであるが、得られた炭化ケイ素被覆
炭素製品は、いずれも表面が薄縁色を呈し、Ｘ線解析で
もβ−８ＩＣが検出された。
ぞれ熱処理したものであるが、得られた炭化ケイ素被覆
炭素製品は、いずれも表面が薄縁色を呈し、Ｘ線解析で
もβ−８ＩＣが検出された。
次に、実施例１で用いた無処理の黒鉛（ＥＧ−３８）（
比較例１）と実施例１のケイ素被覆層を有する黒鉛の高
温酸化試験を行なった。
比較例１）と実施例１のケイ素被覆層を有する黒鉛の高
温酸化試験を行なった。
試験はタンマン類に乾燥窒素を５ｄ／分で７００℃、８
００℃、９００℃、１０００℃、１２００℃、１４００
℃までの６点で測定し、各３０分保持し、処理前後の重
量を測定し、酸化消耗量として第１図に示した。
００℃、９００℃、１０００℃、１２００℃、１４００
℃までの６点で測定し、各３０分保持し、処理前後の重
量を測定し、酸化消耗量として第１図に示した。
第１図に示されるごと（、実施例１のケイ素被覆層を有
する黒鉛は比較例１の無処理の黒鉛と比較して、耐酸化
性の向上効果が大きいことがわかる。なお、比較例１の
黒鉛は８００〜９００℃で形状の崩れが生じたが、実施
例１の黒鉛においては形状が保たれていた。
する黒鉛は比較例１の無処理の黒鉛と比較して、耐酸化
性の向上効果が大きいことがわかる。なお、比較例１の
黒鉛は８００〜９００℃で形状の崩れが生じたが、実施
例１の黒鉛においては形状が保たれていた。
第１図は実施例１および比較例１の酸化消耗量と処理温
度の関係を示すグラフである。
度の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属ケイ素を金属溶射によって炭素製品表面に被覆
せしめ、次に１３００〜１７００℃で熱処理することに
より炭素製品表面に炭化ケイ素層を形成することを特徴
とする炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法。 ２、前記金属溶射がプラズマ溶射である前記特許請求の
範囲第１項記載の炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14959384A JPS6130657A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14959384A JPS6130657A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130657A true JPS6130657A (ja) | 1986-02-12 |
Family
ID=15478591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14959384A Pending JPS6130657A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 炭化ケイ素被覆炭素製品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130657A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189282A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | 日産自動車株式会社 | 自動車用サツシユレスドアのウインドウレギユレ−タ |
| JPH04293763A (ja) * | 1991-03-19 | 1992-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | シリサイド膜の製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325539A (en) * | 1976-07-12 | 1978-03-09 | Knoll Ag | Production of phenyl acetonitrile with basic substituent |
| JPS5518575A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-08 | Komatsu Ltd | Surface treating method |
| JPS5531832A (en) * | 1978-08-26 | 1980-03-06 | Kanebo Ltd | Stabilization of copper compound in polyamide |
| JPS5822543A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-09 | ダイハツ工業株式会社 | 電気自動車の充電装置 |
| JPS5852468A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-28 | Kubota Ltd | 密着性にすぐれた溶射層の形成方法 |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP14959384A patent/JPS6130657A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5325539A (en) * | 1976-07-12 | 1978-03-09 | Knoll Ag | Production of phenyl acetonitrile with basic substituent |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189282A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | 日産自動車株式会社 | 自動車用サツシユレスドアのウインドウレギユレ−タ |
| JPH04293763A (ja) * | 1991-03-19 | 1992-10-19 | Sanyo Electric Co Ltd | シリサイド膜の製造方法 |
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