JPS62191477A - 射出成形による繊維強化セラミツクの製造方法 - Google Patents
射出成形による繊維強化セラミツクの製造方法Info
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- JPS62191477A JPS62191477A JP61034893A JP3489386A JPS62191477A JP S62191477 A JPS62191477 A JP S62191477A JP 61034893 A JP61034893 A JP 61034893A JP 3489386 A JP3489386 A JP 3489386A JP S62191477 A JPS62191477 A JP S62191477A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、射出成形による繊維強化セラミック（Ｆ Ｒ
Ｃ）の製造方法に関するものである。
Ｃ）の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
従来ウィスカ（ひげ状結晶）、短繊維を強化繊維とした
繊維強化セラミック（ＦＲＣ）の製造方法は、ホットプ
レス法で実施されている。
繊維強化セラミック（ＦＲＣ）の製造方法は、ホットプ
レス法で実施されている。
しかしこの方法では、複雑な形状の製品、あるいは連続
製造等に問題が多（残されていた。
製造等に問題が多（残されていた。
すなわち、従来のウィスカ、短繊維等を強化繊維とした
ＦＲＣの製造法であるホントプレス法は、黒鉛型等にセ
ラミックス粉末と強化繊維を混合した原料を詰め、加圧
しながら高温に加熱し焼結していた。
ＦＲＣの製造法であるホントプレス法は、黒鉛型等にセ
ラミックス粉末と強化繊維を混合した原料を詰め、加圧
しながら高温に加熱し焼結していた。
しかしこの方法では、複雑な形状の製品を作る場合、鋳
型作製が非常に困難であること、加圧が上下２方向であ
るため、大型あるいは複雑な形状の場合製品にかかる圧
力がバラ・ンキ、均一な材質の焼結製品が得に（いこと
、また量産が期待できない等の問題点があった。
型作製が非常に困難であること、加圧が上下２方向であ
るため、大型あるいは複雑な形状の場合製品にかかる圧
力がバラ・ンキ、均一な材質の焼結製品が得に（いこと
、また量産が期待できない等の問題点があった。
本発明は、前記従来の如く均一な材質の焼結製品が得ら
れず、また量産が出来ない等の問題点を解消し、複雑形
状の製品が量産しうる繊維強化セラミックの製造方法を
提供せんとするものである。
れず、また量産が出来ない等の問題点を解消し、複雑形
状の製品が量産しうる繊維強化セラミックの製造方法を
提供せんとするものである。
（問題点を解決するための手段及び作用）このため本発
明は、アルミナ、シリコンナイトライド、シリコンカー
バイド、ジルコニア等のセラミックス粉末に強化繊維を
混合し、有機物バインダーで流動性を与えて射出成形に
より成形体を形成し、この成形体を脱脂後、１３００°
Ｃ以−ヒの高温度で焼成してなるもので、これを問題点
解決のための手段及び作用とするものである。
明は、アルミナ、シリコンナイトライド、シリコンカー
バイド、ジルコニア等のセラミックス粉末に強化繊維を
混合し、有機物バインダーで流動性を与えて射出成形に
より成形体を形成し、この成形体を脱脂後、１３００°
Ｃ以−ヒの高温度で焼成してなるもので、これを問題点
解決のための手段及び作用とするものである。
（実施例）
以下本発明を実施例に基いて説明すると、本発明におけ
る原料となるセラミックス粉末としては、ＡＩＬＯ３、
ＳｉＣ＋ Ｓｉ３Ｎ、＋ Ｚｒ、０等が挙げられ、その
粒径は２〜５μｍが望ましい。また強化繊維としては、
ＳＩＣ＋ Ｓｉ、Ｎ、 ｌ ＡＩＬＯ３等のセラミック
スウィスカあるいは短繊維が挙げられる。
る原料となるセラミックス粉末としては、ＡＩＬＯ３、
ＳｉＣ＋ Ｓｉ３Ｎ、＋ Ｚｒ、０等が挙げられ、その
粒径は２〜５μｍが望ましい。また強化繊維としては、
ＳＩＣ＋ Ｓｉ、Ｎ、 ｌ ＡＩＬＯ３等のセラミック
スウィスカあるいは短繊維が挙げられる。
ＳｉＣウィスカ結晶構造は、立方晶糸のα型、単結晶の
β型の２種類があるが、本発明では、一般に市販されて
いる直径０．２〜０．５μｍＳ長さ１００〜２００μｍ
のβ型単結晶が好ましく使用できる。またＳｉ３Ｎ、ウ
ィスカとしては、一般に市販されている直径０．２〜０
．５μｍ１長さ５０〜３００μｍのα型針状単結晶のも
のが好ましく使用でき、゛またＡＩＬＯ，短繊維として
は、直径３μｍ、長さ１００〜２００μｍのものが好ま
しく使用できる。また繊維含有量は、セラミックス粉末
に対して体稽含有量で２ ＶＯＬ％〜５０ＶＯＬ％が望
ましい。
β型の２種類があるが、本発明では、一般に市販されて
いる直径０．２〜０．５μｍＳ長さ１００〜２００μｍ
のβ型単結晶が好ましく使用できる。またＳｉ３Ｎ、ウ
ィスカとしては、一般に市販されている直径０．２〜０
．５μｍ１長さ５０〜３００μｍのα型針状単結晶のも
のが好ましく使用でき、゛またＡＩＬＯ，短繊維として
は、直径３μｍ、長さ１００〜２００μｍのものが好ま
しく使用できる。また繊維含有量は、セラミックス粉末
に対して体稽含有量で２ ＶＯＬ％〜５０ＶＯＬ％が望
ましい。
一方有機物バインダーとしては、ポリエチレン、ポリス
チレン等の分子量が致方以上のポリマー系バインダー、
又は分子量が数千以下のパラフィン系ワ・ノクス等があ
る。有機物バインダーは、セラミックス粉末と、強化繊
維の混合物に対して、４０〜６０ＶＯＬ％の割合で使用
することが望ましい。これは４０ＶＯＬ％以下になると
、流動性が悪くなって射出成形が困難となり、強化繊維
が損傷し易く、また６０ＶＯＬ％以上になると脱脂時に
変形を起こすからである。
チレン等の分子量が致方以上のポリマー系バインダー、
又は分子量が数千以下のパラフィン系ワ・ノクス等があ
る。有機物バインダーは、セラミックス粉末と、強化繊
維の混合物に対して、４０〜６０ＶＯＬ％の割合で使用
することが望ましい。これは４０ＶＯＬ％以下になると
、流動性が悪くなって射出成形が困難となり、強化繊維
が損傷し易く、また６０ＶＯＬ％以上になると脱脂時に
変形を起こすからである。
本発明においては、前述したセラミックス粉末、強化繊
維、有機物バインダーを混合し、所望の金型を用いて射
出成形する。このときの射出圧力は、１００〜１０００
ｋｇ／ｃｒｌ、射出温度は９０〜１２０℃が好ましい
。ところで射出圧力が１００ｋｇ／ｃｎ！未満では、圧
力が低すぎて材料が流れず、また１ ０００ ｋｇ／ｃ
ｄを越えると、流速が速すぎて欠陥が生じやすい。更に
有機物バインダーの種類によって異なるが、射出温度が
９０℃未満では、材料の粘性が大きくなり過ぎて材料が
流れず、１２０℃を越えると、バインダーの分解に伴う
ブローホール等の欠陥が生じやすい。
維、有機物バインダーを混合し、所望の金型を用いて射
出成形する。このときの射出圧力は、１００〜１０００
ｋｇ／ｃｒｌ、射出温度は９０〜１２０℃が好ましい
。ところで射出圧力が１００ｋｇ／ｃｎ！未満では、圧
力が低すぎて材料が流れず、また１ ０００ ｋｇ／ｃ
ｄを越えると、流速が速すぎて欠陥が生じやすい。更に
有機物バインダーの種類によって異なるが、射出温度が
９０℃未満では、材料の粘性が大きくなり過ぎて材料が
流れず、１２０℃を越えると、バインダーの分解に伴う
ブローホール等の欠陥が生じやすい。
次にこの射出成形で得られた成形体を脱脂（有機物バイ
ンダーを分解、気化させて除去）する。脱脂条件は一般
に、脱脂温度が室温〜５００°Ｃ，脱脂昇温速度が１０
℃／Ｈｒ以下とすることが好ましい。これは５００℃前
後では殆どの種類の樹脂が分解するからであり、また昇
温速度が１０℃／Ｈｒを越えると、速すぎて亀裂を生じ
るからである。次いで脱脂後、１３００℃以上のセラミ
ックス焼結体が性成する温度にて焼成し、繊維強化セラ
ミックを得る。
ンダーを分解、気化させて除去）する。脱脂条件は一般
に、脱脂温度が室温〜５００°Ｃ，脱脂昇温速度が１０
℃／Ｈｒ以下とすることが好ましい。これは５００℃前
後では殆どの種類の樹脂が分解するからであり、また昇
温速度が１０℃／Ｈｒを越えると、速すぎて亀裂を生じ
るからである。次いで脱脂後、１３００℃以上のセラミ
ックス焼結体が性成する温度にて焼成し、繊維強化セラ
ミックを得る。
以下本発明を下記の具体例により説明する。
先ずセラミックス粉末として、粒径３μｍのシリコンナ
イトライド粉末８０ＶＯＬ％と、強化繊維として直径０
．２〜０．５ μｍ、長さ１００〜２００μｍのＳｉＣ
ウィスカ２０νＯＬ％の混合材に、パラフィン系合成ワ
ックス（中東油脂＠製商品名Ｄ−７４３）を前記混合材
に対して５０ＶＯＬ％添加し、射出圧力４００ｋｇ／ｃ
Ｊ、射出温度１００℃で射出成形し、成形体を得た。こ
れを脱脂温度４５０℃、脱脂昇温速度５℃／Ｈｒで脱脂
後、１７５０℃で３Ｈｒ焼成を実施し、ＳｉＣウィスカ
強化シリコンナイトライドＦＲＣを得た。
イトライド粉末８０ＶＯＬ％と、強化繊維として直径０
．２〜０．５ μｍ、長さ１００〜２００μｍのＳｉＣ
ウィスカ２０νＯＬ％の混合材に、パラフィン系合成ワ
ックス（中東油脂＠製商品名Ｄ−７４３）を前記混合材
に対して５０ＶＯＬ％添加し、射出圧力４００ｋｇ／ｃ
Ｊ、射出温度１００℃で射出成形し、成形体を得た。こ
れを脱脂温度４５０℃、脱脂昇温速度５℃／Ｈｒで脱脂
後、１７５０℃で３Ｈｒ焼成を実施し、ＳｉＣウィスカ
強化シリコンナイトライドＦＲＣを得た。
以上の工程で得られたＦＲＣについて、四点曲げ試験を
実施した。その結果、バラツキはほとんどなく、曲げ強
さ６５１ｕｒ／ｍｍが得られた。
実施した。その結果、バラツキはほとんどなく、曲げ強
さ６５１ｕｒ／ｍｍが得られた。
この得られたＦＲＣを第１図及び第２図の顕微鏡写真（
第１図、Ｘ８５）、（第２図、Ｘ １５００）で示すと
、射出成形ｆ！！繊維は少し短くなっているが、均一に
分散していることが確認できた。
第１図、Ｘ８５）、（第２図、Ｘ １５００）で示すと
、射出成形ｆ！！繊維は少し短くなっているが、均一に
分散していることが確認できた。
（発明の効果）
以上説明した如く、本発明による繊維強化セラミックの
製造方法によると、複雑な形状の場合でも、均一な材質
の繊維強化セラミックの焼結体が量産できる。
製造方法によると、複雑な形状の場合でも、均一な材質
の繊維強化セラミックの焼結体が量産できる。
第１図及び第２図は本発明方法により得られた繊維強化
セラミックの顕微鏡写真である。 特 許 出 願人 三菱重工業株式会社図面の浄？（内
容に変更なし） 手習ε争甫正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭６１−３４８９３号 ２、発明の名称 射出成形による繊維強化セラミックの製造方法３、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号名 称
（６２０） 三菱重工業株式会社４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工
業株式会社内 氏 名 （６１２４）弁理士 坂 間 暁 外２名
５、復代理人
セラミックの顕微鏡写真である。 特 許 出 願人 三菱重工業株式会社図面の浄？（内
容に変更なし） 手習ε争甫正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭６１−３４８９３号 ２、発明の名称 射出成形による繊維強化セラミックの製造方法３、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号名 称
（６２０） 三菱重工業株式会社４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工
業株式会社内 氏 名 （６１２４）弁理士 坂 間 暁 外２名
５、復代理人
Claims (1)
- アルミナ、シリコンナイトライド、シリコンカーバイ
ド、ジルコニア等のセラミックス粉末に、強化繊維を混
合し、有機物バインダーで流動性を与えて射出成形によ
り成形体を形成し、この成形体を脱脂した後、１３００
℃以上の高温度で焼成することを特徴とする射出成形に
よる繊維強化セラミックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034893A JPS62191477A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 射出成形による繊維強化セラミツクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034893A JPS62191477A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 射出成形による繊維強化セラミツクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62191477A true JPS62191477A (ja) | 1987-08-21 |
Family
ID=12426844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61034893A Pending JPS62191477A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 射出成形による繊維強化セラミツクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62191477A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03504777A (ja) * | 1988-02-26 | 1991-10-17 | クウェスト・テクノロジー・コーポレーション | 変換器を可動的に位置づけるためのセラミック支持アーム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569285A (en) * | 1979-07-05 | 1981-01-30 | Yutaka Yuuki | Manufacture of ceramic |
| JPS6110050A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | 株式会社日本製鋼所 | 射出成形用セラミツクス組成物 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP61034893A patent/JPS62191477A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569285A (en) * | 1979-07-05 | 1981-01-30 | Yutaka Yuuki | Manufacture of ceramic |
| JPS6110050A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | 株式会社日本製鋼所 | 射出成形用セラミツクス組成物 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03504777A (ja) * | 1988-02-26 | 1991-10-17 | クウェスト・テクノロジー・コーポレーション | 変換器を可動的に位置づけるためのセラミック支持アーム |
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