JPS623071A - 炭素−セラミツクス複合材の製造法 - Google Patents
炭素−セラミツクス複合材の製造法Info
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- JPS623071A JPS623071A JP60142348A JP14234885A JPS623071A JP S623071 A JPS623071 A JP S623071A JP 60142348 A JP60142348 A JP 60142348A JP 14234885 A JP14234885 A JP 14234885A JP S623071 A JPS623071 A JP S623071A
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- Japan
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- carbon
- molding
- composite material
- ceramic composite
- ceramic
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/013—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics containing carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
- C04B35/532—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components containing a carbonisable binder
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〉
炭素−セラミックス複合材は、各種の高温材料、機械部
品材料、窯業材料、化学工業用材料、電気電子材料とし
て幅広い用途を有する。本発明は炭素−セラミックス複
合材の新しい製造技術に関するものであり、製造工程の
自動化、連続生産を可能とし、製造コストの大幅な低減
、また複雑形状製品の製造を容易成らしめるものである
。
品材料、窯業材料、化学工業用材料、電気電子材料とし
て幅広い用途を有する。本発明は炭素−セラミックス複
合材の新しい製造技術に関するものであり、製造工程の
自動化、連続生産を可能とし、製造コストの大幅な低減
、また複雑形状製品の製造を容易成らしめるものである
。
〈従来の技術〉
炭素−セラミックス複合材は、炭素材料の持つ優れた高
温特性、導電性、耐腐食性、耐摩耗性を生かし、かつセ
ラミックス材料の多様な特徴をも合わせ持つ新しい材料
である。炭素−セラミックス複合材の開発は、従来、本
邦および諸外国において多数試みられてきた。しかし、
これら従来の炭素−セラミックス複合材の製造法は、製
品の多気孔化の原因となるピッチバインダーの使用、あ
るいはホットプレス法を使用した製造法であるため、緻
密な製品が得られない、あるいは製造コストが高く、か
つ大型異形材の製造が不可能などの問題を解決すること
が出来ず、このため炭素−セラミックス複合材が広く実
用されるには到らなかった。
温特性、導電性、耐腐食性、耐摩耗性を生かし、かつセ
ラミックス材料の多様な特徴をも合わせ持つ新しい材料
である。炭素−セラミックス複合材の開発は、従来、本
邦および諸外国において多数試みられてきた。しかし、
これら従来の炭素−セラミックス複合材の製造法は、製
品の多気孔化の原因となるピッチバインダーの使用、あ
るいはホットプレス法を使用した製造法であるため、緻
密な製品が得られない、あるいは製造コストが高く、か
つ大型異形材の製造が不可能などの問題を解決すること
が出来ず、このため炭素−セラミックス複合材が広く実
用されるには到らなかった。
本発明者らは先に、４％以上の残留揮発分を含む生コー
クスとセラミックス粉末とを同時に混合磨砕し、これを
加圧成形したのち焼成して炭素−セラミックス複合材を
得る新しい製造技術を開発した（特公昭５８−３８３８
６、特開昭５９−１３１５７６、同５９−２１３６７４
、同６Ｏ−６０２９９）。この製造法では常圧焼結法が
可能なため従来のホットプレス法と比べて製造コストが
著しく低廉であり、かつバインダーも不必要であるな、
め従来にない緻密かつ高強度の製品が製造できる等の優
れた特長を有している。かかる特長が種々の産業分野か
ら注目され、炭素−セラミックス複合材への新たな期待
が高まっている。
クスとセラミックス粉末とを同時に混合磨砕し、これを
加圧成形したのち焼成して炭素−セラミックス複合材を
得る新しい製造技術を開発した（特公昭５８−３８３８
６、特開昭５９−１３１５７６、同５９−２１３６７４
、同６Ｏ−６０２９９）。この製造法では常圧焼結法が
可能なため従来のホットプレス法と比べて製造コストが
著しく低廉であり、かつバインダーも不必要であるな、
め従来にない緻密かつ高強度の製品が製造できる等の優
れた特長を有している。かかる特長が種々の産業分野か
ら注目され、炭素−セラミックス複合材への新たな期待
が高まっている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明者らによる先の炭素−セラミックス複合材の製造
法では、混合磨砕粉末を成形する際、加圧力は必ず必要
であり、少なくとも１５００ｋｇ ／ ｅｎｄ以上、よ
り緻密な製品を得るためには通常２０００ｋｇ ／−の
非常に大きな加圧力を必要とする。しかも加圧は長時間
かけて圧力ムラの無いように慎重に行わないと、成形後
あるいは焼結時に製品のワレを引き起こす。もちろん連
続生産には不向きである。
法では、混合磨砕粉末を成形する際、加圧力は必ず必要
であり、少なくとも１５００ｋｇ ／ ｅｎｄ以上、よ
り緻密な製品を得るためには通常２０００ｋｇ ／−の
非常に大きな加圧力を必要とする。しかも加圧は長時間
かけて圧力ムラの無いように慎重に行わないと、成形後
あるいは焼結時に製品のワレを引き起こす。もちろん連
続生産には不向きである。
これらは必然的に製造コストの大幅な上昇につながるも
のである。また高圧を用いる成形法では、複雑形状の製
品は容易には作す雌＜、特に棒状の長尺物は製造し得な
い。この様な欠点をなくすには射出成形、押出し成形、
あるいは型込め成形などの高圧を要せず、かつ連続生産
に適した粉朱成形法の適用を可能とすることが不可欠で
ある。
のである。また高圧を用いる成形法では、複雑形状の製
品は容易には作す雌＜、特に棒状の長尺物は製造し得な
い。この様な欠点をなくすには射出成形、押出し成形、
あるいは型込め成形などの高圧を要せず、かつ連続生産
に適した粉朱成形法の適用を可能とすることが不可欠で
ある。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明者らは、生コークスとセラミックスとの混合磨砕
粉末を非酸化性雰囲気中で８００℃以上、及至セラミッ
クスの焼結開始温度以下に焼成すると常圧成形による成
形体でも良好な焼結性を示すことを発見するに到った。
粉末を非酸化性雰囲気中で８００℃以上、及至セラミッ
クスの焼結開始温度以下に焼成すると常圧成形による成
形体でも良好な焼結性を示すことを発見するに到った。
焼成温度が８００℃以下では高圧で加圧成形しないと良
好な焼結性を示さず、多気孔の焼結体となる。また、セ
ラミックスの焼結開始温度（ＳｉＣでは１７００℃）以
上で焼成すると、混合磨砕粒子同士が著しく焼結凝集し
、その後の成形および本焼成工程において、製品の緻密
化を妨げる悪要因となる。
好な焼結性を示さず、多気孔の焼結体となる。また、セ
ラミックスの焼結開始温度（ＳｉＣでは１７００℃）以
上で焼成すると、混合磨砕粒子同士が著しく焼結凝集し
、その後の成形および本焼成工程において、製品の緻密
化を妨げる悪要因となる。
本発明は、生コークスとセラミックスとの混合磨砕粉末
を成形する前にあらかじめ非酸化性雰囲気中にて８００
℃以上及至セラミックスの焼結開始温度以下の温度で焼
成し、しかる後、高圧力を用いることなく成形して焼成
する炭素−セラミックス複合材の製造法である。本発明
の特長は、混合磨砕粉末を成形する前に焼成することに
よってその焼結性を向上せしめ、これにより高い加圧力
を要することなく生産上より有利な射出成形、押出し成
形、あるいは型込め成形の適用を可能とし、また複雑形
状の製品をも製造可能とした点にある。
を成形する前にあらかじめ非酸化性雰囲気中にて８００
℃以上及至セラミックスの焼結開始温度以下の温度で焼
成し、しかる後、高圧力を用いることなく成形して焼成
する炭素−セラミックス複合材の製造法である。本発明
の特長は、混合磨砕粉末を成形する前に焼成することに
よってその焼結性を向上せしめ、これにより高い加圧力
を要することなく生産上より有利な射出成形、押出し成
形、あるいは型込め成形の適用を可能とし、また複雑形
状の製品をも製造可能とした点にある。
本発明では、炭化物、ホウ化物、窒化物、及び酸化物の
各種セラミックスを用いて炭素との複合材とすることが
できる。また、これらのセラミックスを複数種類同時に
用いろこともできる。混合磨砕粉末中のセラミックス量
は１０〜９０％の範囲にある必要がある。この範囲のう
ちセラミックス量が１０〜２０％と少ない場合は焼成中
の試料の収縮がやや小さい。この場合、成形時に２ＱＯ
ｋｇ ／ ｃｄ前後の低圧力を加えるとより緻密に成形
でき、製品もより緻密となる。また粉末中に微量の結合
剤あるいは潤滑剤を加えるとより緻密に成形できる。
各種セラミックスを用いて炭素との複合材とすることが
できる。また、これらのセラミックスを複数種類同時に
用いろこともできる。混合磨砕粉末中のセラミックス量
は１０〜９０％の範囲にある必要がある。この範囲のう
ちセラミックス量が１０〜２０％と少ない場合は焼成中
の試料の収縮がやや小さい。この場合、成形時に２ＱＯ
ｋｇ ／ ｃｄ前後の低圧力を加えるとより緻密に成形
でき、製品もより緻密となる。また粉末中に微量の結合
剤あるいは潤滑剤を加えるとより緻密に成形できる。
金属ホウ化物および炭化ホウ素は、炭素および多くのセ
ラミックスの焼結を促進する。従って、混合磨砕粉末中
にこれらの化合物を含有させることにより、本焼成時の
複合材の緻密化をより促進させることができ、そのため
本焼成の温度を低めにとることが可能となる。
ラミックスの焼結を促進する。従って、混合磨砕粉末中
にこれらの化合物を含有させることにより、本焼成時の
複合材の緻密化をより促進させることができ、そのため
本焼成の温度を低めにとることが可能となる。
混合磨砕粉末の調整には、振動ボールミル、拙潰機、ア
トライタ、ルーレットミル等を用いることが出来る。ま
た、長時間の処理をすれば通常のボールミルをも使用可
能である。しかし、ジェットミルのような衝撃的な単一
粉砕は不向きである。
トライタ、ルーレットミル等を用いることが出来る。ま
た、長時間の処理をすれば通常のボールミルをも使用可
能である。しかし、ジェットミルのような衝撃的な単一
粉砕は不向きである。
実施例
残留揮発分１２％を有する生コー・クスを振動ボールミ
ルで１時間粉砕し、これにＳｉＣ粉末とＢ４Ｃ粉末を体
積比で２５％及び５％加えてｔｓｌｌＪＩ機により５時
間線合磨砕した。得られた混合磨砕粉末を１０００℃で
１時間焼成した。焼成中の雰囲気はアルゴンガス気流中
とし、昇温速度は５℃／ ｗｉｎとした。焼成した粉末
は、粉末粒子の凝集をときほぐすため掴潰機で短時間（
１５分間）磨砕処理し、しかるのち結合剤として１％の
澱粉および水を加えて泥状とした。成形は圧力を用いず
、竹べらで約１×ｌＸ４ｃｍの直方体に成形した。成形
体は一昼夜放置して乾燥させ、しかるのちタンマン炉に
てアルゴンガス気流中１０℃／ ｓｉｎの昇温速度で２
２００℃１時間の焼成を行った。得られた複合材の諸物
性を下表に示す。加圧成形を用いる先の炭素−セラミッ
クス複合材の製造法（特公昭５８−３８３８８）による
複合材とほぼ同等の物性を有している。加圧成形を用い
る先の製造法では、原料生コークスの混合量が多い場合
は炭素を連続相とする複合材が得られる。一方、本製造
法によれば、生コークスの混合量が多い場合にも逆にセ
ラミックスを連続相とする複合材が得られろ。当然、従
来２品とは異なった新たな電気的、熱的、化学的性質の
発現が期待される。
ルで１時間粉砕し、これにＳｉＣ粉末とＢ４Ｃ粉末を体
積比で２５％及び５％加えてｔｓｌｌＪＩ機により５時
間線合磨砕した。得られた混合磨砕粉末を１０００℃で
１時間焼成した。焼成中の雰囲気はアルゴンガス気流中
とし、昇温速度は５℃／ ｗｉｎとした。焼成した粉末
は、粉末粒子の凝集をときほぐすため掴潰機で短時間（
１５分間）磨砕処理し、しかるのち結合剤として１％の
澱粉および水を加えて泥状とした。成形は圧力を用いず
、竹べらで約１×ｌＸ４ｃｍの直方体に成形した。成形
体は一昼夜放置して乾燥させ、しかるのちタンマン炉に
てアルゴンガス気流中１０℃／ ｓｉｎの昇温速度で２
２００℃１時間の焼成を行った。得られた複合材の諸物
性を下表に示す。加圧成形を用いる先の炭素−セラミッ
クス複合材の製造法（特公昭５８−３８３８８）による
複合材とほぼ同等の物性を有している。加圧成形を用い
る先の製造法では、原料生コークスの混合量が多い場合
は炭素を連続相とする複合材が得られる。一方、本製造
法によれば、生コークスの混合量が多い場合にも逆にセ
ラミックスを連続相とする複合材が得られろ。当然、従
来２品とは異なった新たな電気的、熱的、化学的性質の
発現が期待される。
〈発明の効果〉
以上述べて来た如く、本発明方法によれば多（の用途に
適用される炭素−セラミックス複合材を、予め非酸化性
雰囲気中８００℃以上で焼成するという簡単な操作を施
す事で、その後加圧成形する事なく射出成形、押出し成
形あるいは型込め成形等により十分な強度を有する製品
が得られる為に、従来では造り得なかった複雑な形状の
製品でも造れる様になっし、又今までと同様の形状の製
品は高効率で造れる様になった。
適用される炭素−セラミックス複合材を、予め非酸化性
雰囲気中８００℃以上で焼成するという簡単な操作を施
す事で、その後加圧成形する事なく射出成形、押出し成
形あるいは型込め成形等により十分な強度を有する製品
が得られる為に、従来では造り得なかった複雑な形状の
製品でも造れる様になっし、又今までと同様の形状の製
品は高効率で造れる様になった。
Claims (1)
- １ 生コークスとセラミックス粉末の混合磨砕粉末をあ
らかじめ非酸化性雰囲気中で８００℃以上及至セラミッ
クスの焼結開始温度以下の温度で焼成し、しかるのち成
形して焼成することを特徴とする炭素セラミックス複合
材の製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142348A JPS623071A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 炭素−セラミツクス複合材の製造法 |
| US06/876,426 US4788168A (en) | 1985-06-27 | 1986-06-20 | Method for producing carbon-ceramic composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142348A JPS623071A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 炭素−セラミツクス複合材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS623071A true JPS623071A (ja) | 1987-01-09 |
| JPH027907B2 JPH027907B2 (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=15313277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142348A Granted JPS623071A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 炭素−セラミツクス複合材の製造法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4788168A (ja) |
| JP (1) | JPS623071A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05272524A (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-19 | Mitsubishi Motors Corp | Ｖ型６気筒エンジン用クランクシャフトの油穴形成方法 |
| DE4400131A1 (de) * | 1994-01-05 | 1995-07-06 | Hoechst Ceram Tec Ag | Verfahren zum Herstellen von keramischen Bauteilen aus Siliziumcarbid |
| ES2527533T3 (es) * | 2005-04-28 | 2015-01-26 | Sgl Carbon Se | Unión de electrodos |
| CA2669438C (en) * | 2006-04-24 | 2015-06-16 | Axcelon Biopolymers Corporation | Nanosilver coated bacterial cellulose |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2201366A (en) * | 1939-08-02 | 1940-05-21 | Vladimir A Grodsky | Mold composition and method of producing same |
| US2471016A (en) * | 1944-05-15 | 1949-05-24 | Messrs Hard Metal Tools Ltd | Hard compositions for use in tools and method of making |
| DE3005587A1 (de) * | 1980-02-15 | 1981-08-20 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Verfahren zur herstellung von formkoerpern |
| US4518702A (en) * | 1983-01-19 | 1985-05-21 | Director-General Of The Agency Of Industrial Science And Technology | Silicon carbide-boron carbide carbonaceous body |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP60142348A patent/JPS623071A/ja active Granted
-
1986
- 1986-06-20 US US06/876,426 patent/US4788168A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH027907B2 (ja) | 1990-02-21 |
| US4788168A (en) | 1988-11-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |