JPS6227382A - Manufacture of porous silicon carbide sintered body - Google Patents

Manufacture of porous silicon carbide sintered body

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Publication number
JPS6227382A
JPS6227382A JP60166381A JP16638185A JPS6227382A JP S6227382 A JPS6227382 A JP S6227382A JP 60166381 A JP60166381 A JP 60166381A JP 16638185 A JP16638185 A JP 16638185A JP S6227382 A JPS6227382 A JP S6227382A
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JP
Japan
Prior art keywords
silicon carbide
sintered body
strength
porous silicon
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP60166381A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
奥田 裕次
井関 裕三
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6227382A publication Critical patent/JPS6227382A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多孔質炭化珪素焼結体の製造方法に関し、特
に本発明は、三次元的に均一に分散した微細な開放気孔
を有する多孔質炭化珪素焼結体の製造方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for producing a porous silicon carbide sintered body, and in particular, the present invention relates to a porous silicon carbide sintered body having fine open pores uniformly distributed in three dimensions. The present invention relates to a method for producing a quality silicon carbide sintered body.

従来、炭化珪素は高い硬度、優れた耐摩耗性、優れた耐
酸化性、良好な熱伝導率、低い熱膨張率、高い耐熱衝撃
性並びに高温での高い強度等の化学的および物理的に優
れた特性を有し、メカニカルシールや軸受は等の耐摩耗
材料、高温炉用の財人材、熱交換器、燃焼管等の耐熱構
造材料、酸およびアルカリ等の強い腐食性を有する溶液
のポンプ部品等の耐食性材料として広く使用することが
できる材料である。
Traditionally, silicon carbide has chemical and physical advantages such as high hardness, good wear resistance, good oxidation resistance, good thermal conductivity, low coefficient of thermal expansion, high thermal shock resistance and high strength at high temperatures. Wear-resistant materials such as mechanical seals and bearings, heat-resistant structural materials such as heat exchangers and combustion tubes, and pump parts for highly corrosive solutions such as acids and alkalis. It is a material that can be widely used as a corrosion-resistant material.

一方、これらの性質を有する炭化珪素とその結晶が形成
する通気性を有するところの気孔すなわち開放気孔(以
下単に気孔と称す)とからなる多孔質炭化珪素焼結体は
、前記開放気孔内に潤滑剤を含浸あるいは充填すること
により、極めて良好な摺動特性を付与でき、特に高いp
v値の条件下で使用される摺動材料、例えばメカニカル
シーμや軸受などに利用し得ることが考えられる。
On the other hand, a porous silicon carbide sintered body consisting of silicon carbide having these properties and open pores (hereinafter simply referred to as pores) having air permeability formed by silicon carbide and its crystals has lubrication in the open pores. By impregnating or filling with the agent, extremely good sliding properties can be imparted, especially for high p
It is conceivable that the present invention can be used for sliding materials used under v-value conditions, such as mechanical seams and bearings.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、多孔質炭化珪素焼結体の製造方法として、(1)
骨材となる炭化珪素粒子にガラス質フラックスあるいは
粘土質などの結合材を加え成形した後、その成形体を前
記結合材が溶融する温度で焼き固めて製造する方法、(
2)粗粒の膨化珪素粒子と微細な炭化珪素粉末を混合し
成形した後、2000°C以上の高温で焼成して製造す
る方法あるいは(3)特開昭48−39515号公報で
開示されている[炭化珪素粉に戻素粉を加え又は加えず
に炭素質バインダーを加えると共にこの戻素粉及び焼成
時に生成されるバインダーからの遊離炭素と反応する理
論量の珪素質粉金添加して形成し、しかる後この成形体
の戻素粉中で1900〜2400 ”Cに加熱して成形
体中の炭素分を珪素化することを特徴とする均質多孔質
再結晶膨化珪素体の製造方法。」等が知られている。
Conventionally, as a method for manufacturing a porous silicon carbide sintered body, (1)
A method of manufacturing by adding a binder such as vitreous flux or clay to silicon carbide particles serving as an aggregate, molding it, and then baking and hardening the molded product at a temperature where the binder melts (
2) A method in which coarse expanded silicon particles and fine silicon carbide powder are mixed, molded, and then fired at a high temperature of 2000°C or higher, or (3) a method disclosed in JP-A-48-39515. [Formed by adding a carbonaceous binder to silicon carbide powder with or without addition of reconstituted powder, and adding a stoichiometric amount of silicone powder that reacts with the free carbon from the reconstituted powder and the binder produced during firing.] A method for producing a homogeneous porous recrystallized expanded silicon body, which comprises heating the molded body to 1,900 to 2,400"C in the returned powder to siliconize the carbon content in the molded body." etc. are known.

前記(1)の如き結合材としてガラス質フラックスある
いは粘土を加え製造した多孔質体の強度は結合材によっ
て決定され、それ程高強度の多孔質体を得ることができ
ず、また11′lit薬品性が要求される分野における
使用が困難であるという欠点がある。
The strength of a porous body produced by adding glassy flux or clay as a binder as described in (1) above is determined by the binder, and it is not possible to obtain a porous body with such high strength. The disadvantage is that it is difficult to use in fields where

一方、上述の(2)や(3)の方法で創造された多孔質
体の構造をモデル的に図示すれば第1図に示すようであ
り、炭化珪素質骨材(A)と骨材全被覆して、骨材同志
を結合する炭化珪素質結合材あるいは炭素質結合材(B
lおよび間隙(C’lとから構成される。
On the other hand, if the structure of the porous body created by the methods (2) and (3) above is illustrated as a model, it is shown in Figure 1. Silicon carbide binding material or carbonaceous binding material (B
1 and a gap (C'l).

前記多孔質体の強度は骨材粒子と骨材粒子との間の結合
によって決定されるが、前記骨材粒子間の結合は比較的
細く弱いため、高い強度の多孔質体を得ることは困難で
あった。
The strength of the porous body is determined by the bonds between aggregate particles, but since the bonds between the aggregate particles are relatively thin and weak, it is difficult to obtain a porous body with high strength. Met.

また、(2)および(3)の多孔質体における気孔径の
制御は骨材の粒度配合により行なわれる。この方法【よ
り比較的小さい断面積の気孔を有する多孔質体とするた
めには骨材の粒度配合を粗粒と中程度の粒子および/ま
たは微粒子と適度に混合し成形することが必要であり、
その結果成形体の慨孔率が著しく小さくなる傾向がある
Further, the pore diameter in the porous bodies (2) and (3) is controlled by the particle size composition of the aggregate. This method [In order to create a porous body with pores with a relatively small cross-sectional area, it is necessary to mix the particle size of the aggregate appropriately with coarse particles, medium particles, and/or fine particles and form it. ,
As a result, the porosity of the molded article tends to become significantly smaller.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、上記従来技術の欠点を除去、改善し、潤滑剤
の保持性が極めて優れた微細な開放気孔が三次元的に均
一に分散した高強度の多孔質炭化珪素焼結体であって、
特に高いpv値の条件下で使用することのできる摺動材
料として適した多孔質炭化珪素焼結体を製造することの
できる方法を提供すること金目的とするものである。
The present invention eliminates and improves the drawbacks of the above-mentioned prior art, and provides a high-strength porous silicon carbide sintered body in which fine open pores are uniformly distributed in three dimensions and have extremely excellent lubricant retention properties. ,
It is an object of the present invention to provide a method for producing a porous silicon carbide sintered body suitable as a sliding material that can be used particularly under conditions of high pv value.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によれば、平均粒径が10μm以下の炭化珪素粉
末であって、β型結晶の炭化珪素を少なくとも30q6
含有する炭化珪素粉末を主体とする出発原料を所望の形
状の生成形体に成形した後、非酸化性ガス雰囲気中で1
700〜2100°Cの範囲内に加熱して焼成し、密度
が2.1〜3.09/禰で強度が30 kVf/−以上
の焼結体となすことを特徴とする多孔質炭化珪素焼結体
の製造方法によって前記目的を達成することができる。
According to the present invention, the silicon carbide powder has an average particle size of 10 μm or less, and contains at least 30q6 of β-type crystal silicon carbide.
After forming the starting material mainly containing silicon carbide powder into a desired shape, it is heated for 1 hour in a non-oxidizing gas atmosphere.
Porous silicon carbide sintered, characterized in that it is heated and fired within the range of 700 to 2100°C to form a sintered body with a density of 2.1 to 3.09/min and a strength of 30 kVf/- or more. The above object can be achieved by the method for producing the compact.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明によれば、前記炭化珪素粉末は平均粒径が10μ
m以下の微粉末であることが必要である。
According to the present invention, the silicon carbide powder has an average particle size of 10 μm.
It is necessary that the powder be a fine powder of less than m.

その理由は、平均粒径が10μm以下の粉末で成形され
た生成形体は粒子相互の接触点が比較的多く、また炭化
珪素粉末の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移動が著しく大きいため、炭化珪
素粒子相互の結合が極めて起りやすい。したがって比較
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、測記炭化珪素粉末は平均a径が5μm以下
であることが有利である。
The reason for this is that the formed body formed from powder with an average particle size of 10 μm or less has a relatively large number of contact points between the particles, and the thermal activity at the firing temperature of silicon carbide powder is large, so that there is a large amount of contact between the silicon carbide particles. Since the movement of atoms is extremely large, bonding between silicon carbide particles is extremely likely to occur. Therefore, a high-strength sintered body can be obtained even at a relatively low density. In particular, it is advantageous that the average a diameter of the measured silicon carbide powder is 5 μm or less.

本発明によれば、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
が必要である。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
粒子相互の結合が起りやすく、比較的低密度でも高強度
の焼結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′!1−50%以上含有する炭化珪素粉末であ
ることが有利である。
According to the present invention, the silicon carbide powder needs to be a silicon carbide powder containing at least 30% of β-type crystal silicon carbide. The reason for this is that β-type crystals are low-temperature stable crystals that are synthesized at relatively low temperatures, and silicon carbide particles tend to bond with each other during sintering, making it possible to produce high-strength sintered bodies even with relatively low density. This is because β-type crystals′! Advantageously, the silicon carbide powder contains 1-50% or more.

本発明によれば、前記出発原料はホウ素、アルミニウム
、秩、クロム、ランタン、チタン、イツトリウム、二〃
ビウムあるいはこれらの化合物から選択されるいずれか
少なくとも1種を0.01〜5.0重量%含有するもの
であることが好ましい。
According to the invention, the starting materials include boron, aluminum, aluminum, chromium, lanthanum, titanium, yttrium,
It is preferable that it contains 0.01 to 5.0% by weight of at least one selected from Bium and these compounds.

前記出発原料が前記物質を含有するものであることが好
ましい理由は、前記物質は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
互の結合を促進させるため高強度の焼結体を製造するこ
とができるからであり、また前記物質の含有量を0.0
1〜5.0重量%の範囲内が好ましい理由は、前記含有
量が0.01重量%よりも少ないと焼結に際して炭化珪
素粒子相互の結合を促進させる効果が少ないからであり
、一方5.0重量%よりも多いと前記物質の焼結体に含
有される量が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。
The reason why it is preferable that the starting material contains the substance is that the substance has the effect of promoting sintering of silicon carbide, and in order to promote the bonding between silicon carbide particles during sintering, it is preferable that the starting material contains the substance. This is because a strong sintered body can be produced, and the content of the substance is reduced to 0.0.
The reason why the content is preferably in the range of 1 to 5.0% by weight is that if the content is less than 0.01% by weight, the effect of promoting bonding between silicon carbide particles during sintering is small; This is because if the amount is more than 0% by weight, the amount of the substance contained in the sintered body increases and the original characteristics of silicon carbide are lost.

本発明によれば、焼成時に遊離カーボンを残す炭素源を
出発原料中に添加することができる。このような炭素源
としては、焼結開始時に炭素の状態で存在するものであ
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、am、コールタ−ルビ、ソチ、アルギン酸塩のよう
な各種有機物質あるいはカーボンブラック、アセチレン
ブラックのような熱分解炭素を有利に使用することがで
きる。
According to the invention, a carbon source that leaves free carbon during calcination can be added to the starting material. As such a carbon source, any carbon source that exists in a carbon state at the start of sintering can be used, such as phenol resin, lignin sulfonate, polyvinyl alcohol, cornstarch, am, coal tar ruby, sochi, Various organic substances such as alginates or pyrolytic carbons such as carbon black and acetylene black can be advantageously used.

遊離カーボンは前記物質と同時に存在すると、結晶の成
長性を抑え、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。
When free carbon is present at the same time as the above substances, it is effective in suppressing crystal growth and obtaining a porous silicon carbide sintered body having fine pores.

また、前記遊離カーボンの含有量としては、出発原料1
00重量部に対し、5重量部以下であることが有利であ
る。その理由は、5重量部より多く添加してもその効果
は変わらず、逆に前記焼結体に残留する量が多くなり、
焼結体の強度が劣化するからである。
In addition, the content of free carbon is as follows: starting material 1
Advantageously, it is not more than 5 parts by weight relative to 00 parts by weight. The reason is that even if more than 5 parts by weight is added, the effect will not change, but on the contrary, the amount remaining in the sintered body will increase.
This is because the strength of the sintered body deteriorates.

本発明によれば、出発原料を生成形体に成形した後、非
酸化性ガス雰囲完中で1700〜2100℃の範囲内に
加算して焼成し、密度が2.1〜3.0f/Mで強度が
30 kql/1ttd以上の焼結体が製造される。
According to the present invention, after the starting material is formed into a green body, it is fired at a temperature of 1700 to 2100°C in a non-oxidizing gas atmosphere, and the density is 2.1 to 3.0 f/M. A sintered body having a strength of 30 kql/1 ttd or more is produced.

前記焼成温度を1700〜2100°Cの範囲内に限定
する理由は、焼成温度が1700 ’Cよりも低いと粒
子相互の結合が不充分で、高い強度含有する焼結体を得
ることが困難であり、2100″Cよりも高いと焼結体
が緻密化し易く、本発明の目的とする多孔5を炭化珪素
焼結体を得ることが困難であるからである。
The reason why the firing temperature is limited to a range of 1,700 to 2,100°C is that if the firing temperature is lower than 1,700°C, the bonding between particles is insufficient, making it difficult to obtain a sintered body with high strength. This is because if the temperature is higher than 2100''C, the sintered body tends to become dense, making it difficult to obtain a silicon carbide sintered body with the pores 5 that are the object of the present invention.

本発明によれば、多孔質炭化珪素焼結体は密度が2.1
〜3.09kdで強度が30kflf/、−以上である
ことが必要である。前記密度が2.1〜3゜Oy/−の
範囲内であることが必要である理由は、前記密度が2.
11/ctiよりも小さい焼結体は炭化珪素粒子相互の
結合箇所が少ないため、本発明の目的とする3 0 k
yf/mA以上の強度を有する焼結体となすことが困難
であるからであり、一方3. Oll讐より大きい焼結
体は含有される気孔のうち開放気孔の占める割合が小さ
くなるからである。また前記強度が30kgf/mm2
以上であることが必要な理由は、前記強度が30 kf
if/−より小さいと使用中に破損し易く、実質的な使
用に酎えないからでありなかでも40に9f/−以上で
あることが有利である。なお、本発明における強度は平
均曲げ強度である。
According to the present invention, the porous silicon carbide sintered body has a density of 2.1
It is necessary that the strength is 30 kflf/, - or more at ~3.09 kd. The reason why the density needs to be within the range of 2.1 to 3° Oy/- is that the density is 2.1 to 3° Oy/-.
A sintered body smaller than 11/cti has fewer bonding points between silicon carbide particles, so it is less than 30k which is the object of the present invention.
This is because it is difficult to form a sintered body with a strength of yf/mA or higher; on the other hand, 3. This is because a sintered body larger than 100% has a smaller proportion of open pores among the pores contained therein. In addition, the strength is 30 kgf/mm2
The reason why it is necessary is that the strength is 30 kf
If it is smaller than if/-, it will be easily damaged during use and cannot be used practically, so it is especially advantageous if it is 40 to 9 f/- or more. Note that the strength in the present invention is an average bending strength.

本発明によれば、前記多孔質炭化珪素焼結体は開放気孔
率が5〜30容積%であることが好ましい。その理由は
、前記開放気孔率が5容積%よりも低いと実質的な潤滑
剤の含浸あるいは充填量が少なくなり、潤滑特性を充分
に発揮させることが困難であるからであり、一方30容
積%よりも高〜いと多孔質炭化珪素焼結体の耐摩耗性が
低く、特にpv値の高い条件下での使用が困難であるか
らである。
According to the present invention, the porous silicon carbide sintered body preferably has an open porosity of 5 to 30% by volume. The reason for this is that if the open porosity is lower than 5% by volume, the substantial amount of lubricant impregnated or filled will be small, making it difficult to fully exhibit the lubricating properties; This is because if the value is higher than , the wear resistance of the porous silicon carbide sintered body is low, and it is difficult to use it particularly under conditions where the pv value is high.

前記多孔質炭化珪素焼結体に含浸あるいは充填する潤滑
剤としては、フッ素系オイル、シリコーン系オイル、そ
の他各種潤滑油あるいは各種の潤滑性を有する樹脂を単
独あるいは混合して使用することができる。
As the lubricant to be impregnated or filled into the porous silicon carbide sintered body, fluorine-based oil, silicone-based oil, various other lubricating oils, or various resins having lubricating properties can be used alone or in combination.

前記フッ素系オイルとしては、フルオロエチレン、フル
オロエステル、フルオロトリアジン、ペルフルオロポリ
エーテル、フルオロシリコーン。
Examples of the fluorine-based oil include fluoroethylene, fluoroester, fluorotriazine, perfluoropolyether, and fluorosilicone.

これらの誘導体あるいはこれらの重合体から選択される
1種または2種以上の混合物を使用することが有利であ
り、また、前記シリコーン系オイルトシテハ、メチルシ
リコーン、メチルフェニルシリコーン、これらの誘導体
あるいはこれらの重合体から選択される1種またf12
m以上の混合物を使用することが有利である。なお、前
記フッ素系オイlしおよびシリコーン系オイルは液状、
グリース状あるいはワックス状のいずれの状態であって
も使用することができる。
It is advantageous to use one type or a mixture of two or more selected from these derivatives or polymers thereof; one type selected from polymers or f12
It is advantageous to use mixtures of m or more. Note that the fluorine oil and silicone oil are liquid,
It can be used either in the form of grease or wax.

なお、前記フッ素系オイルおよびシリコーン系オイルは
耐溶剤性、化学的安定性および耐熱性に優れているため
、長期間にわたって極めて艮好な潤滑特性を付与するこ
とができる。
The fluorine-based oil and silicone-based oil have excellent solvent resistance, chemical stability, and heat resistance, and therefore can provide extremely good lubricating properties over a long period of time.

前記潤滑性を有する樹脂としては、ポリアセタール樹脂
、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、スチレンア
クリロニトリ/L/樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリフェニレンサル、ファイド樹脂、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂あるいはフッ素樹脂から選択さ
れる樹脂を単独あるいは混合して使用することができる
Examples of the resin having lubricating properties include polyacetal resin, polyamide resin, polyethylene resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, styrene acrylonitrile/L/resin, polyurethane resin, polyurethane resin, polyphenylene resin, fido resin, epoxy resin, Resins selected from silicone resins and fluororesins can be used alone or in combination.

本発明によれば、これらの潤滑剤は前記多孔質炭化珪素
焼結体の開放気孔100容積部に対して少なくとも10
容積部含浸あるいは充填することが有利である。その理
由は、潤滑剤の含浸あるいは充填量が10容積部より少
ないと実質的に潤滑効果を発揮させることが困難である
からである。
According to the present invention, these lubricants are present in an amount of at least 10 parts by volume of open pores of the porous silicon carbide sintered body.
Volumetric impregnation or filling is advantageous. The reason for this is that if the amount of lubricant impregnated or filled is less than 10 parts by volume, it is difficult to achieve a substantial lubricating effect.

前記多孔質炭化珪素焼結体の開放気孔中に潤滑剤を含浸
あるいは充填させる方法としては、加熱により溶融ある
いは低粘度化した潤滑剤中に真空または加圧下で浸漬す
る方法、溶剤により溶解された潤滑剤中に浸漬する方法
、七ツマー状態で含浸した後ポリマーに添加する方法、
あるいは微粒化した潤滑剤を分散媒液中に分散しこの分
散液中に浸漬し含浸した後焼付ける方法が適用できる。
Methods for impregnating or filling the open pores of the porous silicon carbide sintered body with a lubricant include a method of immersing the lubricant in a lubricant that has been melted or reduced in viscosity by heating under vacuum or pressure, A method of immersing it in a lubricant, a method of impregnating it in a 7-mer state and then adding it to a polymer,
Alternatively, a method can be applied in which a finely divided lubricant is dispersed in a dispersion medium, immersed in the dispersion, impregnated, and then baked.

前記潤滑剤が含浸あるいは充填された多孔質炭化珪素焼
結体は、ころがり軸受のポール、リテーナ−および軌道
輪、メカニカルシール、スべり軸受部品あるいはワイヤ
ートッドプリンターガイドなどの摺動材料として極めて
好適なものであり、なかでも、フッ素系オイルなどの耐
薬品性に優れた潤滑剤を含浸せしめたものij:極めて
過酷な条件下で使用される部材例えば半導体材料の拡散
炉やエツチング装置に使用される摺動材料あるいはエア
ーコンディシロナーの軸受などの用途に対して極めて好
適なものである。
The porous silicon carbide sintered body impregnated or filled with the lubricant is extremely suitable as a sliding material for rolling bearing poles, retainers, raceway rings, mechanical seals, sliding bearing parts, wire tod printer guides, etc. In particular, those impregnated with a lubricant with excellent chemical resistance such as fluorine-based oil: Parts used under extremely harsh conditions, such as those used in diffusion furnaces and etching equipment for semiconductor materials. It is extremely suitable for applications such as sliding materials or bearings for air conditioners.

次に本発明を実施例によって説明する。Next, the present invention will be explained by examples.

実施例1 平均粒径が0.28μm、β型結晶の含有率が94.6
重量%の炭化珪素粉末100重量部に対し、炭化ホウ素
粉末1重量部、カーボンブラリク粉末2重量部、ポリビ
重量アフレコ−35重景部、水300重量部を配合し、
ボールミル中で5時間混合した後噴霧乾燥した。なお、
前記灰化珪素粉末は遊離炭素を0.29重量%、酸素を
0.17重量%、鉄’io、03fi量%、アルミニウ
ムio、03重量%含有していた。
Example 1 Average particle size is 0.28 μm, β-type crystal content is 94.6
100 parts by weight of silicon carbide powder, 1 part by weight of boron carbide powder, 2 parts by weight of carbon black powder, 35 parts by weight of polyvinyl vinyl, 300 parts by weight of water,
After mixing in a ball mill for 5 hours, it was spray dried. In addition,
The silicon ash powder contained 0.29% by weight of free carbon, 0.17% by weight of oxygen, 0.3% by weight of iron'io, and 03% by weight of aluminum.

この乾燥物を適量採取して成形し、1900°Cのアμ
ゴンガス雰囲気中で10分間保持して焼結体を得た。
Collect an appropriate amount of this dried material, mold it, and heat it at 1900°C.
A sintered body was obtained by holding in a gas atmosphere for 10 minutes.

得られた焼結体は密度が2.591/cれ強度が45k
gf/mm2で三次元的に均一に分散した微細な開放気
孔を有しており、その開放気孔率は約16容積%であっ
た。
The obtained sintered body has a density of 2.591/c and a strength of 45K.
It had fine open pores uniformly distributed three-dimensionally at gf/mm2, and the open porosity was about 16% by volume.

この焼結体を内径が20jlj、外径が26j111.
厚さが101u11のリング状に加工した後、べlレフ
ルオロアルキルポリエーテ/I/を真空下で含浸して空
隙の約77容積%含浸せしめた材料i1Jングオンリン
グ方式の摺動試験機を用いて空剣雰囲完中で理論密度9
8%の炭化珪素焼結体全相手材として使用し、摺動速度
を1.5 m/1seeに設定し、端面荷重を種々変化
させて摺動試験全行い、第2図に示す如き結果を得た。
This sintered body has an inner diameter of 20jlj and an outer diameter of 26j111.
After processing into a ring shape with a thickness of 101μ11, the material was impregnated with Verrefluoroalkylpolyate/I/ under vacuum to impregnate approximately 77% by volume of the voids using a ring-on-ring type sliding testing machine. Theoretical density is 9 when using empty sword atmosphere.
Using 8% silicon carbide sintered material as the mating material, all sliding tests were conducted with the sliding speed set at 1.5 m/1see and the end face load varied, and the results shown in Figure 2 were obtained. Obtained.

第2図よりわかるように、この材料は広いpv値の範囲
において極めて優れた摺動特性を有していることが認め
られ、メカニカルシー〃やすべり軸受などの耐摩耗摺動
材料として適していることがわかる。
As can be seen from Figure 2, this material has been found to have extremely excellent sliding properties over a wide range of pv values, making it suitable as a wear-resistant sliding material for mechanical seats, sliding bearings, etc. I understand that.

実施例2、比較例1 実施例1と同様であるが、焼成温度を第1表に示す如く
変化させて焼結体を得た。
Example 2, Comparative Example 1 Sintered bodies were obtained in the same manner as in Example 1, except that the firing temperature was changed as shown in Table 1.

得られ九焼結体の強度および実施例1と同様にしてべl
レフルオロアルキルポリエーテ/I/e含fiL摺動速
度が1.5 m1sec 、 r+s而荷重荷重5 k
gf/e4の条件で測定した摺動特性の結果を第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
の焼結体は比較的低密度でも高い強度を有しており、摺
動′vP性VC優れていた。これに対し、比較例1y)
J結体は、摺動時において粒子の著しい税離現象が牛じ
、摩耗係数を測定するに至らなかった。
The strength of the obtained nine sintered bodies and the strength of the same as in Example 1 were determined.
Refluoroalkyl polyether/I/e containing fiL sliding speed 1.5 m1sec, r+s load 5k
Table 1 shows the results of the sliding properties measured under the conditions of gf/e4.As can be seen from the results shown in Table 1, the sintered body of this example has high strength even at a relatively low density. The sliding properties of the VC were excellent. On the other hand, comparative example 1y)
With the J-body, there was a significant separation phenomenon of particles during sliding, and the wear coefficient could not be measured.

第1表 比較例2 実施例1と同様であるが、炭化珪素粉末として市販のG
C16000iさらに粉砕し、粒度分級した炭化珪素粉
末を使用して焼成温度を2000”Cにかえて焼結体を
得た。なお、前記炭化珪素粉末は平均粒径が0.5μm
1 α型結晶の含有率が殆ど100重量%であり、遊M
戻素を0.7重量%、酸素を0.3重量%、鉄′t−0
,02重量%、アルミニウムを0.02重量%含有して
いた。
Table 1 Comparative Example 2 Same as Example 1, but using commercially available G as silicon carbide powder.
A sintered body was obtained by using C16000i silicon carbide powder which was further crushed and classified by particle size, and the firing temperature was changed to 2000''C.The silicon carbide powder had an average particle size of 0.5 μm.
1 The content of α-type crystals is almost 100% by weight, and the free M
0.7% by weight of returned element, 0.3% by weight of oxygen, iron't-0
, 02% by weight, and 0.02% by weight of aluminum.

得られた焼結体の強度および実施例1と同様にしてベル
フルオロアルキルホリエーテ/L/ヲ含浸シ、摺動速度
がl、 5 Tn/866、端面荷重が15 Icgf
/e4の条件で測定した摺動特性の結果を謂1表に示し
た。
The strength of the obtained sintered body was impregnated with perfluoroalkyl pholyate/L/wo in the same manner as in Example 1, the sliding speed was 1, 5 Tn/866, and the end face load was 15 Icgf.
The results of the sliding properties measured under the conditions of /e4 are shown in Table 1.

第1表に示した結果よりわかるように、木比較例の焼結
体は、β型結晶の炭化珪素粉末を主として含有する炭化
珪素粉末を出発原料とした実施例の焼結体に比較して強
度が低く摺動特性にも劣っており、摺動時における摩耗
が著しく摩耗係数を測定するに至らなかった。
As can be seen from the results shown in Table 1, the sintered body of the wood comparison example was compared to the sintered body of the example whose starting material was silicon carbide powder mainly containing β-type crystal silicon carbide powder. It had low strength and poor sliding properties, and the wear during sliding was so great that it was not possible to measure the wear coefficient.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた如く、本発明によれば、潤滑剤の保持性に極
めて優れ、特に高いpv値の条件下で使用することので
きる摺動材料、すなわち三次元的に均一に分散した微細
な開放気孔を有する多孔質炭化珪素焼結体を提供するこ
とができ、しかも高温下、真空生金はじめ様々な雰囲気
における用途についても適宜潤滑剤を選択することによ
って有利に適用することができ、使用分野の拡大がはか
れるばかりでなく、装置の耐久性および信頼性を著しく
向上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。
As described above, the present invention provides a sliding material that has extremely excellent lubricant retention properties and can be used particularly under conditions of high pv value, that is, fine open pores that are uniformly dispersed in three dimensions. It is possible to provide a porous silicon carbide sintered body with It is a material that not only can be expanded, but also can significantly improve the durability and reliability of equipment, making it extremely useful industrially.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来法による多孔質炭化珪素焼結体の構造を
示す模式図、第2図は、実施例1の摺動材料の摩擦係数
とpv値との関係を示すグラフである。 A・・・・・・炭化珪素質骨材、B・・・・・・結合剤
、C・・・・・・多孔質体の間隙。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a porous silicon carbide sintered body produced by a conventional method, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between the friction coefficient and pv value of the sliding material of Example 1. A...Silicon carbide aggregate, B...Binder, C...Gap in porous body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、平均粒径が10μm以下の炭化珪素粉末であって、
β型結晶の炭化珪素を少なくとも30%含有する炭化珪
素粉末を主体とする出発原料を所望の形状の生成形体に
成形した後、非酸化性ガス雰囲気中で1700〜210
0℃の範囲内に加熱して焼成し、密度が2.1〜3.0
g/cm^3で強度が30kgf/mm^2以上の焼結
体となすことを特徴とする多孔質炭化珪素焼結体の製造
方法。 2、前記多孔質炭化珪素焼結体は開放気孔率が5〜30
容積%である特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 3、前記出発原料はホウ素、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
はこれらの化合物から選択されるいずれか少なくとも1
種を0.01〜5.0重量%含有する特許請求の範囲第
1あるいは2項記載の製造方法。
[Claims] 1. A silicon carbide powder having an average particle size of 10 μm or less,
After molding a starting material mainly consisting of silicon carbide powder containing at least 30% of β-type crystal silicon carbide into a product of a desired shape,
It is heated and fired within the range of 0℃, and the density is 2.1 to 3.0.
A method for producing a porous silicon carbide sintered body, characterized in that the sintered body has a strength of 30 kgf/mm^2 or more at g/cm^3. 2. The porous silicon carbide sintered body has an open porosity of 5 to 30.
The manufacturing method according to claim 1, which is expressed in volume %. 3. The starting material is at least one selected from boron, aluminum, iron, chromium, lanthanum, titanium, yttrium, erbium, or a compound thereof.
The manufacturing method according to claim 1 or 2, containing 0.01 to 5.0% by weight of seeds.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0380164A (en) * 1989-08-22 1991-04-04 Isuzu Motors Ltd Porous sintered body and production therefor

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JPH0380164A (en) * 1989-08-22 1991-04-04 Isuzu Motors Ltd Porous sintered body and production therefor

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