JPS62226862A - 繊維強化セラミツク

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(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。

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は繊維強化セラミックに係わるものである。

〈従来の技術〉ウィスカー等の繊維で強化されたセラミックは機械的性
質がいもぢるしく向上することが知られている。

しかしながら製造には非常に困難が伴う。

これは、焼成時セラミック成型体に収縮があるために、
繊維の部分が弛緩されて繊維の補強効果がなくなるため
である。

補強効果を出すためには、マトリックスの収縮を抑える
必要がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、マトリ
ックスの収縮を抑え繊維の補強効果を緒持できる新規な
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〉本発明者は上記問題点にか〜して鋭牟研究をおこなった
結果、次のようなあたらしい知見をうるにいたった。

即も、［ｆ強化セラミックのマトリックスの中に、該セ
ラミックを焼成後、冷却する際に、液相の状態から固相
に変化すると共に、該固相に変化する際、イホ積膨張を
おこず金属相を分散させると、補強繊組の弛緩を防止で
きること、そしてこの分散相としてシリコンが適してい
ることを見出だした。

本発明は以上の知見に基づいて為されたものである。

・〈作用〉粉体の焼結反応には、はとんどの場合鉢植の収縮を伴う
。

また焼成体゛は冷却途上、その体積は収縮する。

繊維強化セラミックでは、この収縮現象の為に繊維は、
マトリックスの中で弛緩された状態になり、補強強化作
用は全くなくなる。

しかして、本発明では、マトリックスの中に、焼成後の
冷却途上で、液相から固相に変化すると共に、固相に変
化するさい体積膨脹をおこす金属の相が分散されている
ために、マトリックスの収縮分が相段され、全体として
収縮を皆無に押えることができる。

ぎょう置部、体積膨脹する金属相としては、金属シリコ
ンの相があり、この場合は、３ｉを反応焼結によって、
窒化ケイ素や炭化ケイ素に転化せしめる際に、焼成条件
を調整して一部溶融シリコンのまま、細かく分散して残
る様にする。

〈実施例〉実施例１窒化ケイ素ウィスカーとシリコン粉末を１．　Ｈ比で、
３ニアの割合で混合し、これに解こう剤を加えて、鋳こ
み成形用のスリップを作り、石膏型を使って１０Ｘ１０
Ｘ５０＃ｌｌｌの板状のものを成形した。

焼成この成形体を乾燥した後、窒化雰囲気で、１４００℃で
、一部シリコンが未反応のまま、溶融状態で残る様に雰
囲気、時間を調整して、焼成した。

ミクロＩ織得られた焼結体のミクロ組織は、窒化ケイ素のマトリッ
クスの中にウィスカーと未反応シリコンが分散したもの
であった。

強度曲げ強度は３５にｙ／１ｗｔ？であった。

囚みに繊維強化されてない通常の窒化ケイ素では、１８
〜２５に９／−であり、本発明の、繊維による補強効果
を十分に確認することができた。

実施例２炭化ケイ素ウィスカーと炭素粉末を、ｍｌ比で３：１の
割合いで混合し、これに解こう剤を加えて、鋳こみ成形
用のスリップを作り、石膏型を使って、１　Ｑｘｌ　０
Ｘ５０＃Ｉの板状のものを成形した。

含浸この成形体を乾燥したのら、溶融シリコンの含浸処理を
行なった。

この際、未反応のシリコンが溶融状態で一部残存して７
１〜リツクスに均等に分散する様に、４度と時開を調整
した。

ミクロ組織ミクロ組織は、炭化ケイ素のマトリックスの中に、ウィ
スカーと未反応のシリコンが分散したものであった。

強度曲げ強度は８０Ｋｙ／−であった。

囚みに、繊維強化されてない通常の炭化ケイ素は５０〜
６０Ｋｇ／ｍＩ：である。

〈発明の効果〉１）マトリックスが収縮を抑制され、繊維が弛緩しない
。

２）安価で、かつ工程が簡単である。