JPS62235265A - 炭化珪素ウイスカ−強化複合材料 - Google Patents
炭化珪素ウイスカ−強化複合材料Info
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- JPS62235265A JPS62235265A JP61074339A JP7433986A JPS62235265A JP S62235265 A JPS62235265 A JP S62235265A JP 61074339 A JP61074339 A JP 61074339A JP 7433986 A JP7433986 A JP 7433986A JP S62235265 A JPS62235265 A JP S62235265A
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- reinforced composite
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- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 19
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims description 17
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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
本発明はシリコンカーバイド繊維を用いて補強してなる
アルミナ系複合材料に関し、特に自動車用エンジン部材
、耐摩耗性部材、耐食部材又は耐熱部材として広く有用
な複合材料に関する。
アルミナ系複合材料に関し、特に自動車用エンジン部材
、耐摩耗性部材、耐食部材又は耐熱部材として広く有用
な複合材料に関する。
従来の技術、発明が解決すべき問題点
アルミナ（Ａｌｓ Ｏｓ ）材料は構造用セラミックス
として最も一般的なものとなっているが、脆性という弱
点の為にその利用範囲が限定されているのが現状である
。
として最も一般的なものとなっているが、脆性という弱
点の為にその利用範囲が限定されているのが現状である
。
これを改良すべく金属の窒化物、炭化物又は硼化物を添
加し靭性及び硬度を向上することが試られており、例え
ばＡ１！Ｑ、−Ｔｉｅ系工具は実用化されているが、構
造材料としての強度、靭性の改良は未だしであった。
加し靭性及び硬度を向上することが試られており、例え
ばＡ１！Ｑ、−Ｔｉｅ系工具は実用化されているが、構
造材料としての強度、靭性の改良は未だしであった。
この点を改良するための試みの一つとしてＵ、Ｓ。
Ｐ ４，５４３，３４５号によればＡ１． Ｏ，に対し
、ｓｉｃウィスカーを５〜６０容量係添加する旨の記載
はあるが、高靭性化（ＫＯ値）に関しては僅かに２０容
量係のみであり、その特許請求の範囲第３項に於て、約
２０容量チのＳｉＣウィスカーを添加するとの記載に徴
しても真に有効な範囲は検討されていないものと考えら
れる。
、ｓｉｃウィスカーを５〜６０容量係添加する旨の記載
はあるが、高靭性化（ＫＯ値）に関しては僅かに２０容
量係のみであり、その特許請求の範囲第３項に於て、約
２０容量チのＳｉＣウィスカーを添加するとの記載に徴
しても真に有効な範囲は検討されていないものと考えら
れる。
又、ウィスカーの形状に関してもカタログ値で直径約０
．６μｍ１長さ１０〜８０Ｐを記載しているに過ぎない
。
．６μｍ１長さ１０〜８０Ｐを記載しているに過ぎない
。
問題点を解決するための手段
本発明は上記の如き実情に鑑み鋭意研究の結果なされた
ものであり、その概要は以下に記載のとおりである。
ものであり、その概要は以下に記載のとおりである。
本発明中筒１の発明はＡｌ、 Ｏ，をマトリックスとし
、平均長さ２〜１０μｍのＳＩＣウィスカーを全体の３
０〜７０重量％含有せしめ、材料の相対密度（対理論密
度）を９８係以上とした複合材料であり、特にＳｉＣが
４０〜６０重量％、相対密度９９％以上としたものはよ
り好ましい材料である。
、平均長さ２〜１０μｍのＳＩＣウィスカーを全体の３
０〜７０重量％含有せしめ、材料の相対密度（対理論密
度）を９８係以上とした複合材料であり、特にＳｉＣが
４０〜６０重量％、相対密度９９％以上としたものはよ
り好ましい材料である。
又、第２の発明は前記第１の発明に１元素の周期表■Ａ
、 ｌ［Ａ族の元素の酸化物及びＳ１０．から選択さ
れた金属酸化物の１種以上からなる焼結助剤を全体の０
．１〜５重量％を占めるように付加して混合分散焼結さ
れた複合材料である。
、 ｌ［Ａ族の元素の酸化物及びＳ１０．から選択さ
れた金属酸化物の１種以上からなる焼結助剤を全体の０
．１〜５重量％を占めるように付加して混合分散焼結さ
れた複合材料である。
作用
８１０ウイスカーのは針状の単結晶体からなるもので、
市販されているものは数種類ある。
市販されているものは数種類ある。
ここで、ＳｉＣウィスカーの直径の異なったものは市販
されているいくつかの種類のものの差で得たものである
。
されているいくつかの種類のものの差で得たものである
。
又、長さＫついては市販のウィスカーから粒子形状粉を
除去したものを、ボールミリングによって粉砕し、その
条件によって長さの異なるものを得た。
除去したものを、ボールミリングによって粉砕し、その
条件によって長さの異なるものを得た。
上記のような手法によって下記のように平均直径と平均
長さに差を持ったＳｉＣウィスカーを得、これを試料作
成に用いることとした。
長さに差を持ったＳｉＣウィスカーを得、これを試料作
成に用いることとした。
平均直径 直径゛のバラツキ
０．４ μ” ０．０ ６〜０．６ μ
ｍＯ，６’ ０．１ 〜１．２１
１．０ ’ ０．２〜２．ｏ 〃
平均長さ 長さのバラツキ ２μｍ １〜１０μ講 ５ 〃 ２〜１２
′１０ “ ４〜２０
′２０ “ ６〜４
０ ′３０ “ ８〜
７０ “本発明者はこの１Ｅｉｃの形状について検討し
たところ、Ｓ１Ｃウイスカーの平均直径の差によっては
一定の傾向を生じないという知見を得たので、専ら平均
直径０．６μｍ のＳｉＣウィスカーを用いて検討を行
なった。
ｍＯ，６’ ０．１ 〜１．２１
１．０ ’ ０．２〜２．ｏ 〃
平均長さ 長さのバラツキ ２μｍ １〜１０μ講 ５ 〃 ２〜１２
′１０ “ ４〜２０
′２０ “ ６〜４
０ ′３０ “ ８〜
７０ “本発明者はこの１Ｅｉｃの形状について検討し
たところ、Ｓ１Ｃウイスカーの平均直径の差によっては
一定の傾向を生じないという知見を得たので、専ら平均
直径０．６μｍ のＳｉＣウィスカーを用いて検討を行
なった。
これによれば第１図に示すように平均長さが２〜１０μ
ｍで相対密度が１００〜９９．６のものが得られ、材料
の強度も９８〜９４１ｇ／−のものが得られることが判
った。
ｍで相対密度が１００〜９９．６のものが得られ、材料
の強度も９８〜９４１ｇ／−のものが得られることが判
った。
又、 Ａｌ□０３とＳｉＣウィスカーの配合比、ウィス
カーの平均長さ、ホットプレス（ＨｏＰ ）の条件を変
えて試料を作成し、密度、破壊靭性、抗折強度。
カーの平均長さ、ホットプレス（ＨｏＰ ）の条件を変
えて試料を作成し、密度、破壊靭性、抗折強度。
ビ・・くカース硬度を測定した。測定値は第１表に示す
とおりで本発明の範囲内のものはいづれも優れた特性を
有することが確認された。
とおりで本発明の範囲内のものはいづれも優れた特性を
有することが確認された。
なお、日１Ｃウィスカーの量について１０μｍの平均長
さのウィスカーを用いて検討したところ第２図のとおり
であり、破壊靭性を８ ＭＮ ／ ｎａ”；以上とする
には３０〜７０重量％ＳｉＣウィスカーを含有する方が
よく、破壊靭性な１０ ＭＮ ／ ｔｘ２以上とするＫ
は４０〜６０重量％ ＳｉＣウィスカーを含有せしめた
方がよい。なおピーク値は約５０１ｆｆｉ％８１Ｃウィ
スカーを含有したところにあることが判った。
さのウィスカーを用いて検討したところ第２図のとおり
であり、破壊靭性を８ ＭＮ ／ ｎａ”；以上とする
には３０〜７０重量％ＳｉＣウィスカーを含有する方が
よく、破壊靭性な１０ ＭＮ ／ ｔｘ２以上とするＫ
は４０〜６０重量％ ＳｉＣウィスカーを含有せしめた
方がよい。なおピーク値は約５０１ｆｆｉ％８１Ｃウィ
スカーを含有したところにあることが判った。
又、相対密度は９８％以上とした場合が破壊靭性、抗折
強度、硬度に優れたものが得られ、９９慢以上ではなお
一層それら特性が向上しているものが得られる。
強度、硬度に優れたものが得られ、９９慢以上ではなお
一層それら特性が向上しているものが得られる。
又、元素の周期表のＩＩＡ ｔ ＩＩＩＡ族の元素の酸
化物及びＳｉＯ，は焼結助剤であって容易に相対密度９
９チ以上を得るために用いられるが、全体の０．１重ｆ
ｆ１％未満では効果が薄く５重量係を越えてもその作用
は増大せず、アルミナマトリックスの特性を阻害するお
それがある。
化物及びＳｉＯ，は焼結助剤であって容易に相対密度９
９チ以上を得るために用いられるが、全体の０．１重ｆ
ｆ１％未満では効果が薄く５重量係を越えてもその作用
は増大せず、アルミナマトリックスの特性を阻害するお
それがある。
実施例
試作試験１（第１の発明相当をテスト）Ａ１． Ｏ，と
ＳｉＯの配合比、ＳｉＯウィスカーの形状。
ＳｉＯの配合比、ＳｉＯウィスカーの形状。
ホットプレスの条件を変えて試料を作成し、密度。
破壊靭性、抗折強度、ピンカース硬度を測定した。
結果は表１のとおりで、本発明の実施例に相当すミ
るものは、破壊靭性８ ＭＮ ／ ｍ’以上、抗折強度
常温７０ ｋｇ ／ ｍ２以上、１０００°Ｑ ６０
ｋｇ ／ｌｌ１１２ 以上、ピンカース硬度１７００
１ｇ ／ｘｘ”以上というようにかなり侵れた成果を得
ることができた。
常温７０ ｋｇ ／ ｍ２以上、１０００°Ｑ ６０
ｋｇ ／ｌｌ１１２ 以上、ピンカース硬度１７００
１ｇ ／ｘｘ”以上というようにかなり侵れた成果を得
ることができた。
試作試験例２（第２の発明相当をテスト）Ａｌ、へ、
Ｓｉ０４０〜６０重量％に助剤を０．５〜１０重量条の
範囲で変え、ホットプレス条件も変えて試料を作成し、
密度、破壊靭性、抗折強度。
Ｓｉ０４０〜６０重量％に助剤を０．５〜１０重量条の
範囲で変え、ホットプレス条件も変えて試料を作成し、
密度、破壊靭性、抗折強度。
ビッカース強度を測定した。結果は表２のとおりである
。不発明の実施例では破壊靭性ＩＱＭＮ／ｍ２以上、抗
折強度常温９６ ｋｇ ／ Ｗ”以上、１０００”０７
２１ｇ ／ ｔｍ”以上、ビッカース硬度１９００ｋｇ
／’ｄ以上等第１表のものより更に優れた成果を得た。
。不発明の実施例では破壊靭性ＩＱＭＮ／ｍ２以上、抗
折強度常温９６ ｋｇ ／ Ｗ”以上、１０００”０７
２１ｇ ／ ｔｍ”以上、ビッカース硬度１９００ｋｇ
／’ｄ以上等第１表のものより更に優れた成果を得た。
なお第２の発明即ち助剤を用いる場合は焼結を促進し高
密度のセラミツ・りを得るのが容易になるが、試作試験
例に記載されていない他のＩＡｔ ＩＩＩＡ族元素の酸
化物でも勿論同様に実施することができる。
密度のセラミツ・りを得るのが容易になるが、試作試験
例に記載されていない他のＩＡｔ ＩＩＩＡ族元素の酸
化物でも勿論同様に実施することができる。
発明の効果
本発明によれば相対密度、破壊靭性、室温及び高温強度
が極めて優れた焼結体が得られ、特に本発明中筒２の発
明は焼結助剤を用いるととくよりそれらの特性を一層向
上したものが容易に得られるという格別の効果を奏する
ものである。
が極めて優れた焼結体が得られ、特に本発明中筒２の発
明は焼結助剤を用いるととくよりそれらの特性を一層向
上したものが容易に得られるという格別の効果を奏する
ものである。
第１図は、ＳｉＣウィスカーの平均長さと相対密度及び
強度の関係グラフ、第２図はＳｉＣウィスカーと破壊靭
性の関係グラフである。
強度の関係グラフ、第２図はＳｉＣウィスカーと破壊靭
性の関係グラフである。
Claims (3)
- （１）アルミナ（Ａｌ＿２Ｏ＿３）をマトリックスとし
、平均長さ２〜１０μｍのシリコンカーバイド（ＳｉＣ
）ウィスカーを全体の３０〜７０重量％含有し、材料の
相対密度を９８％以上としたことを特徴とする炭化珪素
ウィスカー強化複合材料 - （２）ＳｉＣウィスカーが全体の４０〜６０重量％で、
相対密度を９９％以上とした特許請求の範囲第１項記載
の炭化珪素ウィスカー強化複合材料 - （３）アルミナ（Ａｌ＿２Ｏ＿３）をマトリックスとし
、平均長さ２〜１０μｍのシリコンカーバイド（ＳｉＣ
）ウィスカーを全体の３０〜７０重量％、元素の周期表
IIＡ、IIIＡ族の元素の酸化物及びＳｉＯ＿２から選択
された金属酸化物の１種以上からなる焼結助剤を全体の
０．１〜５重量％含有せしめ、材料の相対密度を９９％
以上としたことを特徴とする炭化珪素ウィスカー強化複
合材料
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61074339A JPS62235265A (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | 炭化珪素ウイスカ−強化複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61074339A JPS62235265A (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | 炭化珪素ウイスカ−強化複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62235265A true JPS62235265A (ja) | 1987-10-15 |
Family
ID=13544261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61074339A Pending JPS62235265A (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | 炭化珪素ウイスカ−強化複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62235265A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01203260A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 炭化珪素ウィスカー強化セラミックスの製造方法 |
-
1986
- 1986-04-02 JP JP61074339A patent/JPS62235265A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01203260A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 炭化珪素ウィスカー強化セラミックスの製造方法 |
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