JPS632870A - セラミツクス表面の化学処理による機械的強度強化法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）目　的 一般にセラミックスの表面及び内部の欠陥は金属材料に
比べて破損に対する影響が大きく、素材の製造、部材の
加工過程で欠陥を最小限にするために多くの経費と時間
を費やしている。

それにもかかわらず信頼性は極めて低く、実用化には多
くの問題を残しているのが実状である。

本方法は表面に化合物を塗布し、−定温度下で加熱し、
化合物を表面から浸透させることにより表面硬度を下げ
、これによりじん性を増大させ、且つ切欠き先端半径が
大きくなることにより切欠き感度が低下し、結果的に引
張強度を非塗布材にくらべ著しく高めることができる。

（２）発明の構成 ここに示す表面処理方法は簡単な方法によって微小欠陥
が材料強度に与える影響をほとんど取り除くことができ
十分実用に供し得るものである。

ここで用いた化合物は五酸化バナジウムＶ、０５８５％
−ｖｔ、硫酸ナトリウムＮａｚＳ０４１５％−ｖｔの混
合物であり、アセトンに溶いてセラミックス表面（部分
安定化ノルコニアニＰ　Ｓ　Ｚ）に約２０ｍｇ／ｃｍ吻
量を刷毛で塗布し、６５０℃で１００時間加熱した。

このような処置を施すことによって表面上に長径が０．
１〜１　、　Ｏｎ＋ｍ程度の半楕円形切欠きが存在して
も、切欠きが破断の起点とならないばがりか引張強度は
切欠きのない非塗布材に比べて高強度となった。

すなわち非塗布材は切欠部が破断の起点であり、且っ引
張強度も著しく低下するが、塗布によって一切の微小欠
陥は切欠き感度が鈍化した上に、じん性の改善が行なわ
れ、これら欠陥は強度に影響を及ぼさなくなったものと
考えられる。

図−１に示す形状、寸法の試験片を用いて図−２の結果
を得た。図の横軸はビッカース硬度計の圧子圧入荷重で
あり、１０Ｋｇ、３０Ｋｇ、５０Ｋｇを負荷したときそ
れぞれ表面に長径約０．３．０．６．１．０＋ｎｆｆ１
の半楕円形き裂を生ずる。

これらき製表面上に化合物を塗布し、６５０℃で１００
時間加熱後引張試験を同じ温度のもとで行ったところ縦
軸に示される強度が得られた。

１で示された点は試験片の肩の部分で破断したもので、
応力集中が原因であり、平行部の強度はこの点よりも高
いものと考えられる。

（３）発明の効果 セラミックスに本方法による処理を施すことによりじん
性向上と切欠き先端部の鈍化がはかられ高温引張強度を
著しく高めることができる。

これにより部材の研削等機誠加工を施す時間と経費が大
幅に節約され、安価で且つ信頼性の高いセラミックスが
提供される。

対象とするセラミックスの種類と用いる化合物の種類、
加熱方法によって得られる結果に差を生ずることも考え
られるが基本的には本方法は広い範囲の素材に適用でき
得る技術である。

【図面の簡単な説明】

図−１に本方法を実証するために用いた試験片の形状、
寸法を示す。 寸法の単位は［ｍｓ＋］である。３・２．０・８ｓとあ
るのは表面仕上げ粗さ示し、２種類の仕上げ　粗さのも
のを用意した。 図−２はビッカース圧子圧入荷重［ｋｇ］と引張強度［
ＭＰａ］の関係をす。化合物塗布のものと非塗布のもの
との間に大きな差のあることわかる。図の下部に示され
る２ｃ、ｄの値は圧子圧入によって生じただ円型き裂の
大よその寸法である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 セラミックス表面に化合物を塗布し、加熱することによ
   り化合物を表面から浸透させ、表面上の微小切欠きやき
   裂先端の切欠き半径を鈍化させることができる。 これにより引張強度は未処理のものに比べ著しく向上す
   る。