JPS62132787A - 炭化珪素質複合材料およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は炭化珪素質複合材料およびその製造方法に関し
、特に本発明は多孔質炭化珪素焼結体の開放気孔中に炭
素か充填されてなる摺動特性および耐摩耗性に優れた炭
化珪素質複合材料およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

炭化珪累質焼結体は、一般に極めて優れた化学的性質な
らびに物理的性質を有していることから、メカニカルシ
ールや軸受等の摺動部材、酸およびアルカリ等の強い腐
食性を有する溶液のポンプ部品などに優れた材料である
ことか知られている。

ところで、炭化珪、鉛は高い硬度を有し、耐摩耗性に優
れているか、自己潤滑性に乏しい欠点を有していること
から、特に高温域あるいは真空中等の通常潤滑剤の使用
か困難であるような過酷な条件ドで摺動部材として使用
される場合には、その優れた特性を充分に発揮させるこ
とか困難であった。

したかって、前述の如き聞届を解決する材料として、特
開昭６０−２１８６４号公報ニｒｓ　ｉ　Ｃ，Ｓ　ｉ、
Ｎ。

またはサイアロンに対してＢＮまたは炭素を３〜５０ｗ
Ｌ％添加して成ることを特徴とするセラミックス。」に
係る発明か開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記特開昭６０−２１８６４号公報に記
載されているセラミックスは、固体潤滑剤となるＢＮま
たは炭素を焼結Ｉ１１の段階で出発原料と混合し成形し
た後、焼成せしめることにより製造されるものであり、
セラミックス粒子間に固体潤滑材か介在するため、焼結
時にセラミックス粒子を相Ｉｊに結合することが困難で
、特に高強度のセラミックスとなすことか困難である欠
点を有するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、前述の如き問題点を解決することを［１的
として種々研究した結果、本発明者は先に比較的多くの
開放気孔を有する多孔質体であるにもかかわらず極めて
高強度の多孔質炭化珪素焼結体を新規に知見し、さらに
前記多孔質炭化珪素焼結体の開放気孔中に潤滑性を付与
することのできる炭素を充填することにより、極めて摺
動特性および耐摩耗性に優れ、特に高温域あるいは真空
中等の極めて過酷な条件下においても充分適用すること
のてきる複合材料を製造することのできることに想到し
、本発明を完成した。

本発明は、開放気孔率か５〜５５容積％、平均気孔径か
０．１〜１１００ＪＬ、結晶の平均アスペクト比か１〜
３の多孔質炭化珪素焼結体の開放気孔中に炭素か充填さ
れてなる炭化珪素質複合材料およびその製造方法に関す
る。

以下、本発明の炭化珪素質複合材料について詳細に説明
する。

本発明の炭化珪素質複合材料は、多孔質炭化珪素焼結体
の開放気孔中に炭素が充填されたものであることが必要
である。その理由は、炭化珪素焼結体自体は自己潤滑性
に乏しいため、特に潤滑剤の存在しない条件下で炭化珪
素焼結体を摺動材料として適用することは極めて困難で
あるが、自己潤滑性を有し、潤滑剤としての作用効果を
発揮させることのできる炭素を多孔質炭化珪素焼結体の
開放気孔中へ充填せしめることにより、極めて優れた摺
動特性および耐摩耗性を有する複合材料となすことがで
きるからである。

本発明の多孔質炭化珪素焼結体は、開放気孔率が５〜５
５容積％であることが必要である。その理由は、前記開
放気孔率が５容積％よりも低いと炭素を充填することが
困難であるからであり、一方５５容積％よりも高いと焼
結体の強度が低く、炭化珪素粒子が脱離し易いからであ
る。

本発明の多孔質炭化珪素焼結体は、平均気孔径が０．１
〜１００μｍであることが必要である。その理由は、前
記平均気孔径が０．１　ｐ、、ｍより小さいと炭素を充
填することか極めて困難であるからであり、一方１００
μｍより大きいと多孔質炭化珪素焼結体の強度が低く、
シかも充填された炭素が脱落［、易いからである。

本発明の多孔質炭化珪素焼結体は、結晶の平均アスペク
ト比か１〜３であることが必要である。

その理由は、前記結晶のアスペクト比が３よりも大きと
開放気孔率の割に結晶粒相尾の結合箇所が少なく、特に
高い端面荷重か負荷されるような条件ｒて使用される摺
動材料として適用することが困難になるからである。

なお、本発明でいう気孔径は、焼結体の任意の断面にお
いて観察される個々の気孔の長軸方向の最大長さと前記
長軸方向に直角な方向の最大長さの相加平均値てあり、
また結晶のアスペクト比（１（）は、同様にｒＪＭ察さ
れる個々の結晶の長袖方向の長さくＸ）と前記長軸方向
に直角な方向の最大長さくＹ）の比であり、すなわちＲ
＝Ｘ／Ｙで表わされる。

本発明の炭化珪素質複合材料に充填されているＩＲ素は
黒鉛質であることか好ましい。その理由は、黒鉛質の炭
素は潤滑性を付与する効果か極めて顕著であり、摺動特
性および耐摩耗性に優れた）に化珪素賀複合材料となす
ことができるからである。本発明の）Ｒ化珪素質複合材
料は、前記多孔質炭化珪素焼結体の開放気孔容積１００
容積部に対し、）Ｒ素が少なくともｌＯ容ｉａ部充填さ
れてなるものであることが好ましい。その理由は、炭素
の充４１ｊｓｔがｌＯ容積部より少ないと充分に良好な
摺動特性および耐摩耗性を得ることが困難であるからで
ある。

本発明の多孔質炭化珪素焼結体は、結晶の平均粒径が５
０μｍ以下であることが好ましい。その理由は、前記結
晶の平均粒径が５０μｍより大きいと焼結体表面の面粗
度が大きくなり易く、摺動特性が劣化するからである。

次に本発明の炭化珪素質複合材料の製造方法について説
明する。

本発明の第２発明の製造方法は、下記（ａ）〜（ｃ）　
ｒ：程からなることを特徴とする開放気孔率が５〜５５
容積％、乎均気孔径が０．１〜５ｏルｍ、結晶の乎均ア
スペクト比が１〜３の多孔？を炭化珪素焼結体の開放気
孔中に炭Ｚが充填されてなる炭化珪素質複合材料の製造
方法。

（ａ）平均粒径が１０終ｍ以下の炭化珪素粉末と焼結助
剤と炭素質添加剤と成形助剤とを混合し、所望の形状の
生成形体に成形する工程： （ｂ）前記（ａ）工程により得られた生成形体を非酸化
性雰囲気中で１２０ｏ〜２００口℃の温度に加熱して焼
結し、多孔質炭化珪素焼結体とする工程；（ｃ）前記（
ｂ）工程により得られた多孔質炭化珪素焼結体の開放気
孔中に炭素質物質を充填し、次いで非酸化性雰囲気中で
７００〜２３００”Ｃの温度に加熱して前記炭素質物質
を炭化する工程。

であり、また、 本発明の第３発明の製造方法は、下記（イ）〜（ハ）工
程からなることを特徴とする開放気孔率が２０〜５５容
積％、平均気孔径が０．１〜１００　ＩＬｍ、結晶の１
ｉ−均アスペクト比か１〜３の多孔？Ｊ　ｊＲ化珪素焼
結体の開放気孔中に炭素か充填されてなる炭化珪素質複
合材料の製造方法。

（イ）平均粒径が１０ルｍ以Ｆの炭化珪素粉末と成形助
剤とを混合し、所望の形状の生成形体に成形する工程： （ロ）前記（イ）工程により得られた生成形体を非酸化
性雰囲気中で１５００〜２１００℃の温度に加熱して焼
結し、多孔質炭化珪素焼結体とする工程：（ハ）前記（
ロ）工程により得られた多孔質炭化珪素焼結体の開放気
孔中に炭素質物質を充填し１次いで非酸化性雰囲気中で
７００〜２３０１１　’Ｃの温度に加熱して前記炭素質
物質を炭化する工程。

である。

本発明の第２発明の製造方法は、特に開放気孔率が５〜
５５容積％の多孔質炭化珪素焼結体を製造する方法であ
り、その生成形体は平均粒径が１０μｍ以下の炭化珪素
粉末と焼結助剤と炭素質添加剤と成形助剤とを混合し、
所１の形状の生成形体に成形する（ａ）工程によって得
られるものであることが必要であり、また第３発明の製
造方法は、特に開放気孔率が２０〜５５容積％の多孔ｆ
ｉ炭化珪素焼結体を製造する方法であり、その生成形体
は平均粒径がＩＯ＃Ｌｍ以下の炭化珪素粉末と成形助剤
とを混合し、所望の形状の生成形体に成形する（イ）Ｌ
程によって得られるものであることが必要である。

前記第２発明の製造方法および第３発明の製造方法にお
いて、炭化珪素粉末の平均粒径がｌＯＩＬｍ以下である
ことが必要な理由は、平均粒径が１０μｍ以ドの粉末は
生成形体を成形した際の粒子相互の接触点が比較的多く
、また焼成温度における熱的活性が大であり、炭化珪素
粒子間での原子の拡散移動がｗＪ著であるため、炭化珪
素粒子相互の結合が極めて生じ易く、比較的低密度でも
高強度の焼結体を得ることができるからである。特に、
前記炭化珪素粉末は平均粒径か５ルｍ以下であることが
右利である。

ところで、油出炭化珪素の結晶型にはα型結晶、β型結
晶および非晶質のものかあるか１未発ＩＩによれば、前
記炭化珪素粉末はβ型結晶の炭化珪素を少なくとも３０
％含有する炭化珪素粉末であることが好ましい。その理
由は、β型結晶は比較的低温で合成される低温安定型結
晶であり、焼結に際して炭化珪素粒子相互の結合か起こ
りゃすく、比較的低密度でも高強度の結晶体を製造する
ことができるからであり、なかでもβ型結晶を５０％以
に含有する炭化珪素粉末であることか右利である。

本発明の第２発明の製造方法において、焼結助剤および
炭素質添加剤が混合される理由は、焼結助剤および】に
素質添加剤は焼結に際して炭化珪素の焼結を促進させる
作用を有するものであり、焼結に際して炭化珪素粒子相
互の結合を強め高強度の焼結体を製造することができる
からである。

前記焼結助剤としては、ホウ素、アルミニウム鉄、クロ
ム、ランタン、チタン、イツトリウム。

エルビウムあるいはこれらの化合物から選ばれるいずれ
か少なくとも一種を使用することが好ましく、その生成
形体中における含有量は０．０ｉ〜ＩＯ重帽％とするこ
とが有利である。前記含有量を０．０１〜１Ｏｉ１に％
とすることが有利な理由は、前記含有がが０．旧重量％
よりも少ないと焼結に際して炭化珪素粒子相Ｗの結合を
促進させる効果が少ないため、比較的高温で焼結しなけ
ればならないからであり、一方１０　ｊｒ（帛％よりも
多いと前記焼結体に含有されるｔ５か多くなるため炭化
珪素本来の特性が失われるからである。

前記炭素質添加剤としては、焼結時に遊Ｓ炭素を残すも
のであれば使用することができ、例えばフェノール樹脂
、リグニンスルホン酸塩、ポリビニルアルコール、コン
スターチ、糖類、タール・ピッチ類、重質油、不飽和ポ
リニスデル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、エリア樹脂、メラミン樹脂、キシレン
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリジビニ
ルベンゼン樹脂、芳香族化合物として重質油やタール・
ピッチ類を用いた縮合多環多核芳香族樹脂、ポリビニル
クロライド等を使用することができる。

前記遊離炭素は前記焼結助剤と同時に存在すると、結晶
の成長性を適正化し、微細な気孔を有する多孔質炭化珪
素焼結体を得るのに効果がある。

油出遊Ｒ炭素の含有量としては焼結時の生成形体に対し
、５重機％以下であることが右利である。

その理由は、前記含有量が５重量％より多いと焼結時の
炭化°珪素粒子間に炭素が介在する確率が高くなるため
、炭化珪素粒子相互の結合箇所が少なくなるからである
。

本発明の第２発明の製造方法および第３発明の製造方法
において使用される成形助剤は、粉末中に配合されるこ
とによって成形時における潤滑剤あるいは結合剤として
用いられるものである。前記成形助剤のうち例えば潤滑
効果を有するものとしてはカーボワックス、ステアリン
酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸
アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸、酢酸
セルロース、グリセリン、ポリエチレングリコール等を
使用することができ、結合効果を有するものとしては澱
粉、デキストリン、アラビアゴム。

カゼイン、糖類、Ｎａ−カルボキシメチルセルロース、
メチルセルロース、酢酸セルロース、グリセリン、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリア
クリル酸アミド、ポリエチレングリコール、タンニン酸
、ＲＨｓパラフィン、ワックスエマルジョン、エチルセ
ルロース、ポリビニルアセテート、フェノールレジン等
を使用することかでき、これらを単独で使用することは
もちろん混合して使用することもできる。

本発明の第２９．明の製造方法および第３発明の製造方
法によれば、タル珪素としてはα型結晶、β型結晶、非
晶質のいずれをも使用することができるが、特に高強度
の多孔質炭化珪素焼結体を製造するためにはβ型結晶の
炭化珪素を少なくとも３０重：、￥％金含有る炭化珪素
粉末を使用することが好ましく、なかでも５０重量％以
上含有する炭化珪素粉末を使用することが好適である。

本発明の第２発明の製造方法によれば、前記（ａ）工程
により得られた生成形体を非酸化性雰囲気中で１２００
〜２０００　”Ｃの温度に加熱して焼結し、多孔質炭化
珪素焼結体とすることが必要である。前記温度を１２０
０〜２０００　”Ｃの範囲内とする理由は。

１２００°Ｃよりも低い温度では炭化珪素粒子相〃の結
合が不充分で高い強度を有する焼結体を得ることが困難
であり、一方２０００　”Ｃよりも高いと焼結体が緻密
化し易く１本発明の目的とする多孔質炭化珪未焼結体を
得ることが困難であるからである。

一方１本発明の第３発明の製造方法によれば、前記（イ
）工程により得られた生成形体を非酸化性雰囲気中で１
５００〜２１０１）”Ｃの温度に加熱して焼結し、多孔
質炭化珪素焼結体とすることが必要である。前記温度を
１５００〜２１００’Ｃの範囲内とする理由は、１５０
０℃よりも低い温度では炭化珪素粒子相互の結合が不充
分で高い強度を有する焼結体を得ることができず、一方
２１００℃よりも高いと−ＦＬ成長したネックのうち一
定の大きさよりも小さなネックがくびれだ形状となった
り、著しい場合には消失したりして、むしろ強度が低く
なるし、また一部の粒子か粗大化するため表面の面粗度
が劣化するからである。

本発明によれば、比較的大きな開放気孔を有する多孔質
炭化珪素焼結体を製造するには焼成時の昇温速度を比較
的ゆっくりとした速度で焼成すること、最高温度を比較
的高くすることおよび／または最高温度ての保持時間を
長くすることか有利である。この条件によれば個々の炭
化珪素の板状結晶を大きく成長させることができ、その
結果。

大きな開放気孔を有する多孔質炭化珪素焼結体を製造す
ることかできる。一方、比較的小さな開放気孔を有する
多孔質炭化珪素焼結体を製造するには、焼成時の昇温速
度を比較的速くすること、最高温度を比較的低くするこ
とおよび／または最高温度における保持時間を短くする
ことが有利である。この条件によれば個々の炭化珪素の
板状結晶をそれ程成長させることなく多孔質炭化珪素焼
結体を製造することができる。

本発明の第２発明の製造方法および第３発明の製造方法
によれば、前記多孔質炭化珪素焼結体の開放気孔中に炭
素質物質を充填し１次いで非酸化性雰囲気中で７００〜
２３００℃の温度に加熱して前記炭素質物質を炭化する
ことが必要である。その理由は、炭化珪素焼結体自体は
自己潤滑性に乏しいため、特に潤滑剤の存在しない条件
下で炭化珪素焼結体を摺動材料として適用することは極
めて困難であるが、前述の如き方法によって自己潤滑性
を有し、潤滑剤としての作用効果を発揮させることので
きる炭素を多孔質１Ｒ化珪素焼結体の開放気孔中へ充填
せしめることにより、極めて優れた摺動特性および耐摩
耗性を有する複合材料となすことかできるからである。

本発明によれば、前記炭素質物質は炭化時に炭素をなる
べく多く残すことができるものを使用することが望まし
く、少なくとも５電縫％残すことができるものであるこ
とが好ましい。その理由は、炭化時に残る炭素の敲が５
重量％よりも少ない炭素質物質を使用して前記開放気孔
中に充分炭素を充填しようとする場合には炭素質物質の
充填および炭化を何回も繰返さなければならず経済的で
ないからである。

前記炭素質物質としては、例えば不飽和ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、ユリア樹′脂、メラニン樹脂、キ
シレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ
ジビニルベンゼン樹脂、芳香族化合物として改質油やタ
ール・ピ・フチ類を用いた縮合多環多核芳香族樹脂、改
質油、タール・ピ・フチ類、ポリビニルクロライド等を
使用することかできる。なお、前記炭素質物質のうち改
質油、タール・ピッチ類、ポリビニルクロライドは必要
に応じて不融化処理を施して使用することが有利である
。

また、前記炭素質物質を炭化する温度を７００〜２３０
０℃とする理由は、前記温度が７００℃よりも低いと炭
素質物質の炭化が不充分になりやすく潤滑性に優れた炭
素となすことか困難であるからてあり、一方前記温度は
炭素を黒鉛化せしめて潤滑性をさらに向］−させるＬで
なるべく高くすることか好ましいが、２３００°Ｃより
も高いと炭化珪素の分解か生起するからである。

なお、未発ＩＳ１によれば、前記炭素？Ｊ物質にあらか
じめタルせしめた炭素粉末、黒鉛粉末あるいは炭素繊維
を混合して使用することもできる。

次に本発明を実施例によって説明する。

及ムＮ」 平均粒径が０．２８涛ｍ、β型結晶の含有率が９４．６
重量計％の炭化珪素粉末１００重？部に対し、２炭化ホ
ウ素粉末１重量部、カーボンブラック粉末２屯に部、ポ
リビニルアルコール５屯量部、水３００虫篭部を配合し
、ボールミル中で５時間混合した後噴霧乾燥した。なお
、前記炭化珪素粉末は遊離炭素を０．２９屯に％、酸素
を０．１７川闇％、鉄を０．０３重埴％、アルミニウム
を０．０３重晴％含有していた。

この乾燥物を適に採取して、成形型に装入し、：１００
０ｋｇ／ｃｔｒｉ’の圧力て加圧成形し生成形体を得た
。

次いでこの生成形体を１９００℃のアルゴンガス雰囲気
中て焼成し、密度が２．８５　ｇ／ｃｍ″、ｆ内気孔径
が３ｐｍ、結晶の平均アスペクト比か約２．３、強度か
４５ｋｇｆ　／　ｍ　ｍ’で二次元的に均一に分散した
開放気孔を有する多孔質炭化珪素焼結体を得た。前記開
放気孔率は約１１容積％てあった。

次いで、この多孔質炭化珪素焼結体の開放気孔中に融点
か１１０℃で炭化時に炭素を５２屯に％残すことのでき
る高ピツチを含浸した。この高ピ・ンチの含浸は、前記
ピッチをあらかじめ真空下で＋２０°Ｃまて力１１熱し
１時間保持することにより真空脱泡した後、２００°Ｃ
まで真空加熱した前記多孔質炭化珪素焼結体を浸漬し、
さらに２００℃まで昇温し１時間保持してから、１０　
ａｔ−まで加圧することにより行った・ Ｉ■ｊ述の如くして高ピツチが含浸された多孔質炭化珪
素焼結体を濃硝酸中に浸漬した後、コークス粉（＃６０
）中に埋設し、２０℃／時間の昇温速度で９００°Ｃま
で昇温し、さらに５°Ｃ／分の昇温速度で１９００℃ま
て昇温し焼成して高ピ・ソチを炭化せしめ炭化珪素質複
合材料を得た。

得られた炭化珪素質複合材料の開放気孔に対する炭素の
占める；１，１合は３５容植％てあった。

この複合材料を内径１５−１外径２１ｍｍ、厚さ５１１
１１のリング状に加工した後、リングオシリング方式の
摺動試験機を用いて水中で炭化珪素質焼結体（気孔率２
％）を相ト材として使用し摺動試験を行ったところ、限
界ｐｖ値が１４０００ｋｇｆ／ｃｒｔｙ’１ｍ／ｗｉｎ
で、その時の摩擦係数が０．００４比摩耗速度が５．６
Ｘ　１０　（３＋ｎ１３（／ｃ、、ｌ”　）であること
が認められた。

尤薯−例２、比較例１ 実施例１と同様であるが、生成形体の焼結温度および高
ピツチの炭化温度を第１表に示す如く変化させて複合材
料を得た。

得られた複合材料の特性および実施例１と同様にして測
定された摺動特性は第１表に示した。

第１に示した結果よりわかるように、本実施例の複合材
料はいずれもｆｆ４動特性に優れていることか認められ
た。これに対し、比較例１−１の焼結体は、摺動時にお
いて粒子の脱離現象が認められ、摺動特性に劣るもので
あった。

尺凰勇Ｊ 実施例１で得られた多孔質炭化珪素焼結体を６００°Ｃ
の空気中で１時間加熱処理し、表面に酸素を含む官七基
を導入した後、軟化点８０℃の石油系ピウチのベンゼン
可溶分（乎均分子Ｈ３４０）とｐ−キシリレングリコー
ルをモル比で１＝２の割合で混合し、そこにｌ　ｌ　１
％％のＰ−トルエンスルホン酸を加えた混合物を１３０
°Ｃで４０分間反応させたＢステージ樹脂を＋５０°Ｃ
の温度で溶融した液中へ浸漬し、　３１１０℃で１０時
間硬化処理を行つた。

前述の如くして得られた樹脂が充填された多孔質炭化珪
素焼結体を実施例１と同様の方法で炭化せしめ炭化珪素
質複合材料を１１）た。

得られた複合材料の特性および実施例１と同様にして測
定された摺動特性は第１表に示した。

第１表に示した結果よりわかるように、本実施例の複合
材料は極めて摺動特性に優れていることが認められた。

実施例４ 実施例１と同様であるか、炭化ホウ素とカーボンブラッ
クを添加することなく顆粒状乾燥物を得た。

この乾燥混合物を適縫採取して、成形型に装入し、３０
００ｋｇ／ｃｒｎ’の圧力で加圧成形し生成形体を得た
。

前記生成形体を黒鉛製ルツボに装入し、タンマン型焼成
炉を使用して１気圧の主としてアルゴンガス雰囲気中で
焼成した。昇温過程は４５０°Ｃ／時間て２０００℃ま
で昇温し、最高温度２０００°Ｃ″′ｃ１０分間保持し
た。焼結中のＣＯガス分圧は常温〜１フ００°Ｃか８０
Ｐａ以下、１７００℃よりも高温域では・３００±５０
Ｐａの範囲内となるようにアルゴンガス流ｒ＃１を適宜
調整して制御した。

得られた焼結体の密度は２．０５ｇ　／ｃｍ″で、その
結晶構造は走査型電子顕微鏡によってａｊ１察したとこ
ろ、ゼ均アスペクト比が２．５の炭化珪素板状結晶か多
方向に複雑に絡み合った三次元構造を有しており、生成
形体に対する線収縮率はいずれの方向に対しても０．２
５±０．０２％の範囲内で、焼結体の寸法精度は士ロ６
ロ５會−以内であった。また、この焼結体の平均油げ強
度は１８．５ｋｇ／ｒｒｒｍ″と高い値を示した。

次いで、前記焼結体の開放気孔中へ実施例１と同様の方
法で責素を充填し、複合材料を得た。

得られた複合材料の特性および実施例１と同様にして３
１１定された摺動特性は第１表に示した。

（発明の効果） 以り述べた如く、本発明の炭化珪素質複合材料は、三次
元的に均一に分散した微細な開放気孔を右する多孔質炭
化珪素焼結体の前記開放気孔中に自己潤滑性を有するＢ
ｅＪを充填せしめたものであり、水の存在下ではもちろ
んのことフレオン等の各種熱媒中において使用されるポ
ンプ部品、メカニカルシール等の用途に対しても極めて
優れた摺動特性を発揮するものて、さらには高温域、あ
るいは真空中等の通常潤滑剤を使用することの困難な過
酷な条件下において使用される各種Ｗ！！＋７Ｊ部材と
しても充分に優れた摺動特性を発揮するものであり、使
用分野が著しく広くしかも装置の耐久性および信頼性を
箸しく向ヒさせることができる材料であって産業上極め
て有用である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）開放気孔率が５〜５５容量％、平均気孔径か０．１
   〜１００μｍ結晶の平均アスペクト比が１〜３の多孔質
   炭化珪素焼結体の開放気孔中に炭素が充填されてなる炭
   化珪素質複合材料。 ２）、前記炭素は、黒鉛質である特許請求の範囲第１項
   記載の炭化珪素質複合材料。 ３）前記炭素は、前記多孔質炭化珪素焼結体の開放気孔
   容積１００容積部に対し、少なくとも１０容積部充填さ
   れてなる特許請求の範囲第１あるいは第２項記載の炭化
   珪素質複合材料。 ４）前記多孔質炭化珪素焼結体は、結晶の平均粒径か５
   ０μｍ以下である特許請求の範囲第１〜３項のいずれか
   に記載の炭化珪素質複合材料。 ５）下記（ａ）〜（ｃ）工程からなることを特徴とする
   開放気孔率が５〜５５容積％、平均気孔径が０．１〜５
   ０μｍ、結晶の平均アスペクト比が１〜３の多孔質炭化
   珪素焼結体の開放気孔中に炭素が充填されてなる炭化珪
   素素質複合材料の製造方法。 （ａ）平均粒径が１０μｍ以下の炭化珪素粉末と焼結助
   剤と炭素質添加剤と成形助剤とを混合し、所望の形状の
   生成形体に成形する工程： （ｂ）前記（ａ）工程により得られた生成形体を非酸化
   性雰囲気中で１２００〜２０００℃の温度に加熱して焼
   結し、多孔質炭化珪素焼結体とする工程：（ｃ）前記（
   ｂ）工程により得られた多孔質炭化珪素焼結体の開放気
   孔率中に炭素質物質を充填し、次いで非酸化性雰囲気中
   で７００〜２３００℃の温度に加熱して前記炭素質物質
   を炭化する工程。 ６）前記炭化珪素粉末は、β型結晶の炭化珪素を少なく
   とも３０重量％含有するものである特許請求の範囲第５
   項記載の製造方法。 ７）前記焼結助剤は、ホウ素、アルミニウム、鉄クロム
   、ランタン、チタン、イットリウム、エルビウムあるい
   はそれらの化合物から選ばれるいずれか少なくとも１種
   である特許請求の範囲第５あるいは６項記載の製造方法
   。 ８）前記炭素質物質は、炭化時に炭素を少なくとも５重
   量％残すものてある特許請求の範囲第５〜７項のいずれ
   かに記載の製造方法。 ９）前記（イ）〜（ハ）工程からなることを特徴とする
   開放気孔率が２０〜５５容積％、平均気孔径が０．１〜
   １００μｍ、結晶の平均アスペクト比が１〜３の多孔質
   炭化珪素焼結体の開放気孔中に炭素か充填されてなる炭
   化珪素質複合材料の製造方法（イ）平均粒径が１０μｍ
   以下の炭化珪素粉末と成形助剤とを混合し、所望の形状
   の生成形体に成形する工程： （ロ）前記（イ）工程により得られた生成形体を非酸化
   性雰囲気中で１５００〜２１００℃の温度に加熱して焼
   結し、多孔質炭化珪素焼結体とする工程：（ハ）前記（
   口）工程により得られた多孔質炭化珪素焼結体の開放気
   孔中に炭素質物質を充填し、次いで非酸化性雰囲気中で
   ７００〜２３００℃の温度に加熱して前記炭素質物質を
   炭化する工程。 １０）前記炭化珪素粉末は、β型結晶の炭化珪素を少な
   くとも３重量％含有するものである特許請求の範囲第９
   項記載の製造方法。 １１）前記炭素質物質は、炭化時に炭素を少なくとも５
   重量％残すものである特許請求の範囲第９あるいは１０
   項記載の製造方法。