JPS63201075A - 表面強化セラミツクス部品およびその製法 - Google Patents
表面強化セラミツクス部品およびその製法Info
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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、セラミックス表面に該セラミックスよりも小
さな熱膨張係数を有する表面層を形成させ１表面部に圧
縮応力を付与することによって。
さな熱膨張係数を有する表面層を形成させ１表面部に圧
縮応力を付与することによって。
破壊強度の優れた耐熱構造用セラミックス部品およびそ
の製造方法を提供することにある。
の製造方法を提供することにある。
耐熱セラミックスのうち炭化珪素、窒化珪素。
サイアロンおよびムライトはその比重が約３と軽く、硬
さはビッカース硬さで約２０ＧＰａと硬く耐摩耗性に優
れ、また、酸、アルカリに対しても著しい耐食性を有す
る優れた材料である。しかしながら、塑性変形能に乏し
いため１機械的衝撃が加わると破壊しやすいという欠点
を有する。この欠点は構造部品として、多くの場合致命
的であるため、多くの優れた特性を有しながら高温構造
部品への応用が限定されているのが実状である。
さはビッカース硬さで約２０ＧＰａと硬く耐摩耗性に優
れ、また、酸、アルカリに対しても著しい耐食性を有す
る優れた材料である。しかしながら、塑性変形能に乏し
いため１機械的衝撃が加わると破壊しやすいという欠点
を有する。この欠点は構造部品として、多くの場合致命
的であるため、多くの優れた特性を有しながら高温構造
部品への応用が限定されているのが実状である。
セラミックス材料の脆性破壊を防止する手段としてセラ
ミックス材料表面に圧縮応力を与える方法が確実・容易
なものとして注目されている。圧縮応力を付与する方法
としてはセラミックス表面に該セラミックスの熱膨張係
数より小さな熱膨張係数を有する表面層を形成させ、こ
れら熱膨張差を利用して表面部に圧縮応力を付与する方
法があり、これについてはＨ，Ｐ、Ｋｉｒｃｈｎｅｒ（
Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｏｆ Ｃｅｒａｓ＋ｉｃｓ
ＨＭａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ Ｉｎｃ １９７９ Ｐ
１９５〜Ｐ２Ｏ５）がすでに報告している。しかし、上
記セラミックスの熱膨張係数は２〜５ Ｘ １０−’／
ｌ’と極めて小さいため、該セラミックス表面にこの熱
膨張係数より小さな表面層を密着性よく形成させるのは
難しく 、 ｔｌ、Ｐ、Ｋｉｒｃｈｎｅｒも炭化珪素に
窒化珪素を被覆し１８％の曲げ強度の向上を達成してい
るにすぎない。
ミックス材料表面に圧縮応力を与える方法が確実・容易
なものとして注目されている。圧縮応力を付与する方法
としてはセラミックス表面に該セラミックスの熱膨張係
数より小さな熱膨張係数を有する表面層を形成させ、こ
れら熱膨張差を利用して表面部に圧縮応力を付与する方
法があり、これについてはＨ，Ｐ、Ｋｉｒｃｈｎｅｒ（
Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｏｆ Ｃｅｒａｓ＋ｉｃｓ
ＨＭａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ Ｉｎｃ １９７９ Ｐ
１９５〜Ｐ２Ｏ５）がすでに報告している。しかし、上
記セラミックスの熱膨張係数は２〜５ Ｘ １０−’／
ｌ’と極めて小さいため、該セラミックス表面にこの熱
膨張係数より小さな表面層を密着性よく形成させるのは
難しく 、 ｔｌ、Ｐ、Ｋｉｒｃｈｎｅｒも炭化珪素に
窒化珪素を被覆し１８％の曲げ強度の向上を達成してい
るにすぎない。
そこで２本願発明者等は熱膨張係数が母材である上記セ
ラミックスのそれよりも小さな表面層を密着性よく形成
できないか鋭意努力した。その研究過程において２発明
者等は窒化珪素セラミックスの耐酸化性を調査中に９０
０℃という比較的低温での酸化により、該セラミックス
の曲げ強度が著しく増加する現象を見出した。この原因
を追求する中で、該セラミックスの酸化で生じた非晶質
シリカ膜が強度増加をもたらすとの考えに到った。
ラミックスのそれよりも小さな表面層を密着性よく形成
できないか鋭意努力した。その研究過程において２発明
者等は窒化珪素セラミックスの耐酸化性を調査中に９０
０℃という比較的低温での酸化により、該セラミックス
の曲げ強度が著しく増加する現象を見出した。この原因
を追求する中で、該セラミックスの酸化で生じた非晶質
シリカ膜が強度増加をもたらすとの考えに到った。
すなわち１強度増加の原因が母材である窒化珪素の熱膨
張係数（２，８ｘ １０−’／’ｃ）と非晶質シリカの
それ（＜ １ ｘ １０−’／’ｃ）との差により発生
した表面圧縮応力によるものであるとの結論に達した。
張係数（２，８ｘ １０−’／’ｃ）と非晶質シリカの
それ（＜ １ ｘ １０−’／’ｃ）との差により発生
した表面圧縮応力によるものであるとの結論に達した。
この考えを確かめるために電子ビーム蒸着法により該セ
ラミックス上に非晶質シリカ膜を蒸着し、窒素雰囲気中
、９００℃で加熱したものの曲げ強度を測定したところ
、約１００％の強度上昇が認められた。このように本発
明者等は表面層として非晶質シリカを使用することによ
り、従来極めて難しかった熱膨張係数の小さなセラミッ
クスの破壊強度を著しく向上できることを見出した。
ラミックス上に非晶質シリカ膜を蒸着し、窒素雰囲気中
、９００℃で加熱したものの曲げ強度を測定したところ
、約１００％の強度上昇が認められた。このように本発
明者等は表面層として非晶質シリカを使用することによ
り、従来極めて難しかった熱膨張係数の小さなセラミッ
クスの破壊強度を著しく向上できることを見出した。
本発明は熱膨張係数が２〜５ ｘ １０−’／’ｃで。
曲げ強度が２００ＭＰａ以上であるセラミックスと、そ
の表面に形成した非晶質シリカ層とからなることを特徴
とするセラミックス部品に関するものである。
の表面に形成した非晶質シリカ層とからなることを特徴
とするセラミックス部品に関するものである。
本発明で母材として使用するセラミックスは熱膨張係数
が２〜５ Ｘ １０−ｂ／’Ｃの範囲のものを用いる。
が２〜５ Ｘ １０−ｂ／’Ｃの範囲のものを用いる。
このように熱膨張係数が小さなセラミックスはこれまで
表面被覆層との熱膨張差によって表面部に圧縮応力を付
与することが難しかった。これは、該セラミックスより
熱膨張係数が小さな表面層を強固に被覆することができ
なかったためである。熱膨張係数が２ Ｘ １０−”／
”Ｃより小さいと表面層である非晶質シリカの熱膨張係
数（く１×１０−”／’Ｃ）に近くなり、大きな圧縮応
力を付与することができなくなる。また、 ５ Ｘ
１０−’／’Ｃより大きい場合は非晶質シリカ層によら
なくとも圧縮応力を付与することが可能となる。
表面被覆層との熱膨張差によって表面部に圧縮応力を付
与することが難しかった。これは、該セラミックスより
熱膨張係数が小さな表面層を強固に被覆することができ
なかったためである。熱膨張係数が２ Ｘ １０−”／
”Ｃより小さいと表面層である非晶質シリカの熱膨張係
数（く１×１０−”／’Ｃ）に近くなり、大きな圧縮応
力を付与することができなくなる。また、 ５ Ｘ
１０−’／’Ｃより大きい場合は非晶質シリカ層によら
なくとも圧縮応力を付与することが可能となる。
セラミックスの４点曲げ強度は２００ Ｍ Ｐ ａ以上
でなければならない。母材強度が２００ＭＰａ以上ない
とセラミックスとその表面層との熱膨張差によって生じ
る応力のために母材であるセラミックスにクラックが入
ることがあり、該セラミックスの破壊強度を向上させる
ことができなくなる場合がある。
でなければならない。母材強度が２００ＭＰａ以上ない
とセラミックスとその表面層との熱膨張差によって生じ
る応力のために母材であるセラミックスにクラックが入
ることがあり、該セラミックスの破壊強度を向上させる
ことができなくなる場合がある。
このような条件を満足するセラミックスとして炭化珪素
、窒化珪素、サイアロン、ムライト等ならびにこれらを
母材として繊維、ウィスカーやジルコニア粒子等を１種
または２種以上分散させた複合体がある。ウィスカー等
の形状、添加量はウィスカー等が分散している複合体と
して上記条件を満足していれば制限はない。炭化珪素、
窒化珪素、サイアロンならびにこれらを母材とする複合
体のうち珪素の含有量が多く、その表面に数１０人の非
晶質シリカが自然酸化の形で生成しているものは、この
うえに非晶質シリカ層を人為的に形成させれば母材最表
面部と表面被覆層とが同一物質であるため非晶質シリカ
層を母材表面に強固に形成させることができる。
、窒化珪素、サイアロン、ムライト等ならびにこれらを
母材として繊維、ウィスカーやジルコニア粒子等を１種
または２種以上分散させた複合体がある。ウィスカー等
の形状、添加量はウィスカー等が分散している複合体と
して上記条件を満足していれば制限はない。炭化珪素、
窒化珪素、サイアロンならびにこれらを母材とする複合
体のうち珪素の含有量が多く、その表面に数１０人の非
晶質シリカが自然酸化の形で生成しているものは、この
うえに非晶質シリカ層を人為的に形成させれば母材最表
面部と表面被覆層とが同一物質であるため非晶質シリカ
層を母材表面に強固に形成させることができる。
セラミックス表面に形成する表面層は非晶質シリカであ
る。これまで、熱膨張差を利用して圧縮応力を付与する
ために表面層として非晶質シリカが使用された例はない
。本発明の特色は表面層として非晶質シリカを用いた点
にある。結晶質のシリカは５００℃以上の高温から冷却
する際に相変態による体積変化が生じ１層の剥離が起こ
るため。
る。これまで、熱膨張差を利用して圧縮応力を付与する
ために表面層として非晶質シリカが使用された例はない
。本発明の特色は表面層として非晶質シリカを用いた点
にある。結晶質のシリカは５００℃以上の高温から冷却
する際に相変態による体積変化が生じ１層の剥離が起こ
るため。
本発明では用いることができない。非晶質シリカ層の厚
さは０．０１〜１０μｍが望ましい、これより薄いと十
分な圧縮応力が得られず、また、１０μｍより厚いと応
力が太き（なり過ぎシリカ層が剥離したり、母材にクラ
ックが生じたりすることがあり、結果として３強度低下
をきたす場合がある。Ｈ，Ｐ、Ｋｉｒｃｈｎｅｒは母材
のセラミックスにジルコン（ＺｒＳｉＯ４）を１表面層
に窒化珪素を用いて実験を行い１層の厚さが１１μｍま
では層の厚さとともに曲げ強度が増大し、ジルコン単体
の場合よりも最大で４０％上昇すると延べている。本発
明では、後述（実施例１．第１図）するが、０゜０１μ
ｍでも３０％の強度の上昇が認められ、０゜１μｍ〜ｌ
Ｏμｍの範囲ではほぼ一定の強度が得られている。した
がって、非晶質シリカにおける最適層厚さは文献で述べ
られている表面層（結晶質）の場合とは著しい違いがあ
る。
さは０．０１〜１０μｍが望ましい、これより薄いと十
分な圧縮応力が得られず、また、１０μｍより厚いと応
力が太き（なり過ぎシリカ層が剥離したり、母材にクラ
ックが生じたりすることがあり、結果として３強度低下
をきたす場合がある。Ｈ，Ｐ、Ｋｉｒｃｈｎｅｒは母材
のセラミックスにジルコン（ＺｒＳｉＯ４）を１表面層
に窒化珪素を用いて実験を行い１層の厚さが１１μｍま
では層の厚さとともに曲げ強度が増大し、ジルコン単体
の場合よりも最大で４０％上昇すると延べている。本発
明では、後述（実施例１．第１図）するが、０゜０１μ
ｍでも３０％の強度の上昇が認められ、０゜１μｍ〜ｌ
Ｏμｍの範囲ではほぼ一定の強度が得られている。した
がって、非晶質シリカにおける最適層厚さは文献で述べ
られている表面層（結晶質）の場合とは著しい違いがあ
る。
セラミックス部品の製造は上記セラミックスの表面に非
晶質シリカ層を５００〜１２００℃で形成させて行うか
、または、非晶質シリカ層を５００℃以下で形成後、５
００〜１２００℃に加熱して行うものである。
晶質シリカ層を５００〜１２００℃で形成させて行うか
、または、非晶質シリカ層を５００℃以下で形成後、５
００〜１２００℃に加熱して行うものである。
セラミックス表面に非晶質シリカ層を形成させる方法は
、公知の方法１例えば電子ビーム蒸着やスパンタ蒸着等
のいわゆるＰＶＤやシリコンのアルコキシド、アルミル
シラン等の熱分解等のいわゆるＣＶＤを用いればよい、
形成温度は前記したように５００〜１２００℃で行う。
、公知の方法１例えば電子ビーム蒸着やスパンタ蒸着等
のいわゆるＰＶＤやシリコンのアルコキシド、アルミル
シラン等の熱分解等のいわゆるＣＶＤを用いればよい、
形成温度は前記したように５００〜１２００℃で行う。
５００℃以下だと、冷却中に十分な大きさの圧縮応力を
発生させることができない。逆に、１２００℃以上だと
非晶質シリカの結晶化が進行し、冷却中にその相変態に
より層の剥離が生じるので好ましくない。
発生させることができない。逆に、１２００℃以上だと
非晶質シリカの結晶化が進行し、冷却中にその相変態に
より層の剥離が生じるので好ましくない。
ただし、５００℃以下で層を形成しても、その後５００
−１２００℃で熱処理を行えば冷却中に圧縮応力を発生
させることができる。
−１２００℃で熱処理を行えば冷却中に圧縮応力を発生
させることができる。
セラミックスが炭化珪素、窒化珪素やサイアロン質の場
合には酸化雰囲気中での熱処理によっても、上記した所
定の厚さの非晶質シリカ層を形成させることができる。
合には酸化雰囲気中での熱処理によっても、上記した所
定の厚さの非晶質シリカ層を形成させることができる。
この場合は、高温でセラミックス中の珪素と雰囲気中の
酸素とを反応させて該セラミックスの表面に自然的に極
めて薄く生成している非晶質シリカ層の厚さを人為的に
さらに厚くするものである。
酸素とを反応させて該セラミックスの表面に自然的に極
めて薄く生成している非晶質シリカ層の厚さを人為的に
さらに厚くするものである。
熱処理温度は焼結助剤や混入不純物の種類にもよるが、
７００〜１２００℃の範囲で行うのが望ましい。７００
℃以下では０．０１μｍ以上の厚さの非晶質シリカ層を
得るためには熱処理時間が長くなり、経済的でない。ま
た、１２００℃以上で熱処理を行うとシリカ層への不純
物元素の偏析が生じ、各種シリケートを生成し、また、
非晶質シリカの結晶化が進行し９層の剥離等が生ずるこ
ととなって好ましくない。
７００〜１２００℃の範囲で行うのが望ましい。７００
℃以下では０．０１μｍ以上の厚さの非晶質シリカ層を
得るためには熱処理時間が長くなり、経済的でない。ま
た、１２００℃以上で熱処理を行うとシリカ層への不純
物元素の偏析が生じ、各種シリケートを生成し、また、
非晶質シリカの結晶化が進行し９層の剥離等が生ずるこ
ととなって好ましくない。
本発明は熱膨張係数が２〜５ Ｘ ｌ Ｏ−’／”ｃで
。
。
その曲げ強度が２００ＭＰａ以上の炭化珪素、窒化珪素
、サイアロン、ムライト等のセラミックスおよびこれら
セラミックスを母材とする複合材の表面に熱膨張係数が
Ｉ Ｘ １０−”／’Ｃ以下と上記セラミックスのそれ
よりも小さな非晶質シリカ層を形成し１両者の熱膨張の
差から９表面部に圧縮応力を発生させることにより、そ
の破壊強度を著しく増大せしめるものである。熱膨張係
数が２〜５Ｘ １０−”／’Ｃと小さなセラミックスの
破壊強度の向上はこれまで期待されていたが満足いくま
でには至っていなかった。本発明は表面層に非晶質シリ
カを用いることによりこの問題を解決し、これらセラミ
ックスの耐熱構造部品への広範囲の応用を可能とするも
のである。
、サイアロン、ムライト等のセラミックスおよびこれら
セラミックスを母材とする複合材の表面に熱膨張係数が
Ｉ Ｘ １０−”／’Ｃ以下と上記セラミックスのそれ
よりも小さな非晶質シリカ層を形成し１両者の熱膨張の
差から９表面部に圧縮応力を発生させることにより、そ
の破壊強度を著しく増大せしめるものである。熱膨張係
数が２〜５Ｘ １０−”／’Ｃと小さなセラミックスの
破壊強度の向上はこれまで期待されていたが満足いくま
でには至っていなかった。本発明は表面層に非晶質シリ
カを用いることによりこの問題を解決し、これらセラミ
ックスの耐熱構造部品への広範囲の応用を可能とするも
のである。
また１表面層である非晶質シリカの厚さは０．０１μｍ
でも十分な強度上昇が認められる。したがって２表面層
を短時間に形成することができ、実用上極めて経済的で
ある。
でも十分な強度上昇が認められる。したがって２表面層
を短時間に形成することができ、実用上極めて経済的で
ある。
また、セラミックスが炭化珪素、窒化珪素、サイアロン
ならびにこれらを母材とする複合材である場合には９通
常これらセラミックスの表面には自然酸化の形で数１０
人の非晶質シリカが生成しているため、この上に非晶質
シリカを人為的に形成するとなじみがよく１表面層の母
材への密着性を高めることができる。
ならびにこれらを母材とする複合材である場合には９通
常これらセラミックスの表面には自然酸化の形で数１０
人の非晶質シリカが生成しているため、この上に非晶質
シリカを人為的に形成するとなじみがよく１表面層の母
材への密着性を高めることができる。
実施例１
常圧焼結法によって窒化珪素焼結体を作製し。
その表面を＃６００のダイヤモンド砥石で切削加工を施
し、長さ４５ｎ９幅４ｕ＋、高さ３鶴のＪＩＳ規格の曲
げ試験片を制作した。この試験片の一面（長さ４５ｆｉ
×幅４鶴）に電子ビーム蒸着法によりシリカを蒸着した
。膜厚は０．０１μｍ〜１０μｍとした。蒸着後不活性
雰囲気中で９００℃。
し、長さ４５ｎ９幅４ｕ＋、高さ３鶴のＪＩＳ規格の曲
げ試験片を制作した。この試験片の一面（長さ４５ｆｉ
×幅４鶴）に電子ビーム蒸着法によりシリカを蒸着した
。膜厚は０．０１μｍ〜１０μｍとした。蒸着後不活性
雰囲気中で９００℃。
１時間の熱処理を施した。
このようにして製作した試験片の４点曲げ強度を室温で
測定した。結果をシリカを蒸着していない焼結体と比較
して第１図に示した。図には３個の試験片の平均強度（
０印）と、そのばらつきの範囲を実線で示しである。
測定した。結果をシリカを蒸着していない焼結体と比較
して第１図に示した。図には３個の試験片の平均強度（
０印）と、そのばらつきの範囲を実線で示しである。
膜厚０．０１μｍで強度の増加が認められる。膜厚が１
０μｍになると強度増加があるもののばらつきがやや大
きい。Ｘ線回折ではシリカの結晶に基づく回折線は認め
られなかった。したがって形成された表面層は非晶質の
シリカと判断される。
０μｍになると強度増加があるもののばらつきがやや大
きい。Ｘ線回折ではシリカの結晶に基づく回折線は認め
られなかった。したがって形成された表面層は非晶質の
シリカと判断される。
同様の条件で炭化珪素、ホットプレスしたサイアロン、
ムライト各焼結体についても同様な条件で実験を行い、
第１表に非晶質シリカを被覆したセラミックスの４点曲
げ強度（ＭＰａ）を示したように窒化珪素焼結体と同様
な結果を得た。
ムライト各焼結体についても同様な条件で実験を行い、
第１表に非晶質シリカを被覆したセラミックスの４点曲
げ強度（ＭＰａ）を示したように窒化珪素焼結体と同様
な結果を得た。
第１表
試験後の試験片表面の観察では、炭化珪素、窒化珪素、
サイアロン質のセラミックスはムライトと比較してその
表面にはクラックがほとんど認められず、被覆層の密着
性が著しく優れていた。なお２曲げ強度の測定は以下の
実施例、比較例も同様であるが、シリカ被覆面に引張応
力が働くようにして行った。
サイアロン質のセラミックスはムライトと比較してその
表面にはクラックがほとんど認められず、被覆層の密着
性が著しく優れていた。なお２曲げ強度の測定は以下の
実施例、比較例も同様であるが、シリカ被覆面に引張応
力が働くようにして行った。
実施例２
実施例１と同様にして製作した窒化珪素常圧焼結体試験
片に対し、静止大気中９００℃で１日〜３０日の間の所
定時間の熱処理を施した。
片に対し、静止大気中９００℃で１日〜３０日の間の所
定時間の熱処理を施した。
処理後、これら試験片の室温での４点曲げ強度を測定し
、その結果を第２図に示した。
、その結果を第２図に示した。
１日の加熱で曲げ強度が倍増した。２ＭｅＶＨｅ・を用
いたラグフォード後方散乱法によって表面層の分析を行
ったところ１表面には非晶質シリカが生成していること
がわかった。その厚さは。
いたラグフォード後方散乱法によって表面層の分析を行
ったところ１表面には非晶質シリカが生成していること
がわかった。その厚さは。
１日加熱した試験片で約０．０８μｍ、４日間加熱した
試験片で約０．１３μｍであった。
試験片で約０．１３μｍであった。
比較例１
カオリン、タルクおよびアルミナをコージェライト組成
になるように調合し、１４００℃で５時間、不活性雰囲
気中で焼成してコージェライト焼結体を得た。これを実
施例１と同様にしてＪＩＳ規格の曲げ強度試験片に加工
した。この試験片の４点曲げ強度は２０ ＪｆＭ Ｐ
ａで、その熱膨張係数は２ Ｘ １０−’／”Ｃであっ
た。この試験片の一面（長さ４０鶴×幅４ｕ＋）に電子
ビーム蒸着法によってシリカを０．３μｍ蒸着した０次
に該試験片を大気中で、９００℃、２時間の熱処理を行
った。
になるように調合し、１４００℃で５時間、不活性雰囲
気中で焼成してコージェライト焼結体を得た。これを実
施例１と同様にしてＪＩＳ規格の曲げ強度試験片に加工
した。この試験片の４点曲げ強度は２０ ＪｆＭ Ｐ
ａで、その熱膨張係数は２ Ｘ １０−’／”Ｃであっ
た。この試験片の一面（長さ４０鶴×幅４ｕ＋）に電子
ビーム蒸着法によってシリカを０．３μｍ蒸着した０次
に該試験片を大気中で、９００℃、２時間の熱処理を行
った。
このように制作した試験片１０個のうち、３個に表面に
マクロな亀裂が存在し、亀裂の認められなかった試験片
の曲げ強度もばらつきが大きく。
マクロな亀裂が存在し、亀裂の認められなかった試験片
の曲げ強度もばらつきが大きく。
平均強度は１５ＭＰａとシリカを被覆しないものよりも
むしろ低下した。表面に形成されたシリカとラグフォー
ド後方散乱法によって分析したところ非晶質のものであ
った。
むしろ低下した。表面に形成されたシリカとラグフォー
ド後方散乱法によって分析したところ非晶質のものであ
った。
比較例２
酸化リチウム、アルミナ、シリカを１：１：６の割合に
混合し、さらに酸化ジルコニウム１％と酸化硼素２％と
を添加して混合した後、１３００℃で５時間不活性ガス
中で焼成し、βスポンジューメン焼結体を製作した。次
に、この焼結体を実施例１と同様にしてＪＩＳ規格の曲
げ強度試験片（長さ４０鶴９幅４龍、厚さ３龍）に加工
した。
混合し、さらに酸化ジルコニウム１％と酸化硼素２％と
を添加して混合した後、１３００℃で５時間不活性ガス
中で焼成し、βスポンジューメン焼結体を製作した。次
に、この焼結体を実施例１と同様にしてＪＩＳ規格の曲
げ強度試験片（長さ４０鶴９幅４龍、厚さ３龍）に加工
した。
この試験片の４点曲げ強度は６０ＭＰａで、熱膨張係数
は１．２ Ｘ １０−”／”Ｃであった。この試験片表
面にシリカを０．３μｍの厚さに電子ビーム法によって
蒸着した。次いで、該試験片を大気中で９００℃、２時
間の熱処理を行った。これら試験片の４点曲げ強度を室
温で測定した。その結果、５本の試験片の平均曲げ強度
は６２ Ｍ Ｐ ａで強度の増加は認められなかった。
は１．２ Ｘ １０−”／”Ｃであった。この試験片表
面にシリカを０．３μｍの厚さに電子ビーム法によって
蒸着した。次いで、該試験片を大気中で９００℃、２時
間の熱処理を行った。これら試験片の４点曲げ強度を室
温で測定した。その結果、５本の試験片の平均曲げ強度
は６２ Ｍ Ｐ ａで強度の増加は認められなかった。
第１図は実施例１によって作製した種々の厚さを有する
非晶質シリカを被覆した窒化珪素焼結体の４点曲げ強度
を示したものである。また、第２図は実施例２によって
熱処理時間を変えて非晶質シリカを被覆した窒化珪素焼
結体の４点曲げ強度を示したものである。
非晶質シリカを被覆した窒化珪素焼結体の４点曲げ強度
を示したものである。また、第２図は実施例２によって
熱処理時間を変えて非晶質シリカを被覆した窒化珪素焼
結体の４点曲げ強度を示したものである。
Claims (5)
- （１）熱膨張係数が２〜５×１０＾−＾６／℃で、曲げ
強度が２００ＭＰａ以上であるセラミックスと、その表
面に形成した非晶質シリカ層とからなることを特徴とす
るセラミックス部品。 - （２）セラミックスが炭化珪素、窒化珪素、サイアロン
あるいはこれらを母材として繊維、ウイスカーやジルコ
ニア粒子等を１種または２種以上分散させた複合体であ
る特許請求の範囲第（１）項記載のセラミックス部品。 - （３）非晶質シリカ層の厚さが０．０１〜１０μｍであ
る特許請求の範囲第（１）項記載のセラミックス部品。 - （４）熱膨張係数が２〜５×１０＾−＾６／℃で、曲げ
強度が２００ＭＰａ以上であるセラミックスの表面に非
晶質シリカ層を５００〜１２００℃で形成させたことを
特徴とするセラミックス部品の製造方法。 - （５）熱膨張係数が２〜５×１０＾−＾６／℃で、曲げ
強度が２００ＭＰａ以上であるセラミックスの表面に非
晶質シリカ層を５００℃以下の温度で形成させた後、５
００〜１２００℃に加熱することを特徴とするセラミッ
クス部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3407987A JPS63201075A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 表面強化セラミツクス部品およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3407987A JPS63201075A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 表面強化セラミツクス部品およびその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63201075A true JPS63201075A (ja) | 1988-08-19 |
Family
ID=12404255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3407987A Pending JPS63201075A (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 表面強化セラミツクス部品およびその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63201075A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424084A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-26 | Ibm | Method of reinforcing ceramic |
| JP2004076003A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-03-11 | Jfe Steel Kk | 機械要素部品の潤滑方法 |
| JP2012144392A (ja) * | 2011-01-11 | 2012-08-02 | Tosoh Corp | 表面が強化された透光性アルミナ焼結体の製造方法 |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP3407987A patent/JPS63201075A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424084A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-26 | Ibm | Method of reinforcing ceramic |
| JP2004076003A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-03-11 | Jfe Steel Kk | 機械要素部品の潤滑方法 |
| JP4489387B2 (ja) * | 2002-07-30 | 2010-06-23 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 機械要素部品の潤滑方法 |
| JP2012144392A (ja) * | 2011-01-11 | 2012-08-02 | Tosoh Corp | 表面が強化された透光性アルミナ焼結体の製造方法 |
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