JPS6343348B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6343348B2 JPS6343348B2 JP58025243A JP2524383A JPS6343348B2 JP S6343348 B2 JPS6343348 B2 JP S6343348B2 JP 58025243 A JP58025243 A JP 58025243A JP 2524383 A JP2524383 A JP 2524383A JP S6343348 B2 JPS6343348 B2 JP S6343348B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- porous ceramics
- porous
- piston
- ceramics
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 29
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 30
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- PCEXQRKSUSSDFT-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Mo] Chemical compound [Mn].[Mo] PCEXQRKSUSSDFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多孔質セラミツクス製造方法に関す
る。
る。
内燃機関の熱効率を向上させる方法の一つとし
て、シリンダ内の温度を上昇させる方法が考えら
れる。しかし従来の金属製シリンダおよびピスト
ンでは、温度が上昇しすぎると、焼き付きなどが
発生する。そこで断熱効果が大きく、耐熱性を有
するセラミツクスを用いて外部への放熱をより少
くして内燃機関の熱効率を向上させることが考え
られている。このセラミツクスによれば、耐熱
性、耐摩耗性、耐食性に優れているものの、引張
応力に弱く、壊れやすいものである。したがつて
金属製ピストンの上面にセラミツクスを配設する
ことによつて両方の利点を活用することが考えら
れている。しかし、通常のセラミツクスは金属に
比べて断熱効果が大きいものの、内部が緻密で、
まだ断熱効果が不十分である。
て、シリンダ内の温度を上昇させる方法が考えら
れる。しかし従来の金属製シリンダおよびピスト
ンでは、温度が上昇しすぎると、焼き付きなどが
発生する。そこで断熱効果が大きく、耐熱性を有
するセラミツクスを用いて外部への放熱をより少
くして内燃機関の熱効率を向上させることが考え
られている。このセラミツクスによれば、耐熱
性、耐摩耗性、耐食性に優れているものの、引張
応力に弱く、壊れやすいものである。したがつて
金属製ピストンの上面にセラミツクスを配設する
ことによつて両方の利点を活用することが考えら
れている。しかし、通常のセラミツクスは金属に
比べて断熱効果が大きいものの、内部が緻密で、
まだ断熱効果が不十分である。
本発明はかかる問題点を解消した多孔質セラミ
ツクスの製造方法を提供するものであつて、その
特徴とするところは、安定化剤を添加したジルコ
ニアセラミツクス粉体に対し１〜20mol％の
Si3N4粉体を混合した層を冷間成型した後、1400
〜1700℃で焼成し、さらに真空または大気中にお
いて1750〜1880℃で熱処理したことにあり、かか
る方法によれば、多孔質セラミツクスを得ること
ができるものであつて、たとえば金属製ピストン
の上面に金属スペーサを介してその多孔質セラミ
ツクスをあてがい、加熱して金属スペーサを溶解
させると、その金属スペーサからなる溶融金属が
多孔質セラミツクスの孔内に入り込んでアンカー
効果が生じると共にSiと反応して合金化しかつ金
属製ピストンの上面に接着させられる。したがつ
て多孔質セラミツクスの孔が断熱空間として作用
し、きわめて断熱効果が高く、しかも耐熱性、耐
摩耗性、耐食性に優れかつ引張応力にも強いピス
トンを提供することができるものであつて、内燃
機関の熱効率を向上させることができるものであ
る。
ツクスの製造方法を提供するものであつて、その
特徴とするところは、安定化剤を添加したジルコ
ニアセラミツクス粉体に対し１〜20mol％の
Si3N4粉体を混合した層を冷間成型した後、1400
〜1700℃で焼成し、さらに真空または大気中にお
いて1750〜1880℃で熱処理したことにあり、かか
る方法によれば、多孔質セラミツクスを得ること
ができるものであつて、たとえば金属製ピストン
の上面に金属スペーサを介してその多孔質セラミ
ツクスをあてがい、加熱して金属スペーサを溶解
させると、その金属スペーサからなる溶融金属が
多孔質セラミツクスの孔内に入り込んでアンカー
効果が生じると共にSiと反応して合金化しかつ金
属製ピストンの上面に接着させられる。したがつ
て多孔質セラミツクスの孔が断熱空間として作用
し、きわめて断熱効果が高く、しかも耐熱性、耐
摩耗性、耐食性に優れかつ引張応力にも強いピス
トンを提供することができるものであつて、内燃
機関の熱効率を向上させることができるものであ
る。
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。すなわち第１図に示すごとく金属１の底面上
に、安定化剤を添加したジルコニアセラミツクス
粉体に対し１〜20mol％のSi3N4粉体を混合した
層２を入れ、次に金型１内にラム３入れて上記層
２を冷間成形し、次に金属１から成形した層２を
取出し、次にその層２を1400〜1700℃で焼成す
る。これによつてSi3N4を分散させたジルコニア
焼結体ができる。次に真空または大気中において
1750〜1880℃で熱処理する。これによつて第２図
に示すごとく多孔質セラミツクス４が得られる。
ここでSi3N4はSiとN2ガスに分解し、この分解過
程においてSiが生成すると共に微細孔が生成す
る。熱処理温度が1750℃以下ではSi3N4の分解が
不活発であり、1880℃以上では分解が十分におこ
なわれるが、分解後に一次的に発生していた微細
孔が合体して粗大化してしまうものである。また
Si3N4の添加量が1mol％以下では熱処理の際の多
孔質化が十分でなく、その添加量が20mol％以上
では得られた多孔質体の強度が小さくなる。さら
にジルコニアセラミツクス原料粉体に添加された
安定化剤としては、Y2O3、MgO、CaOなどがあ
り、これらを単独でまたは同時に１〜10mol％添
加する。この安定化剤により酸化ジルコニウム
（ZrO2）の熱処理時の結晶構造を室温まで冷却し
た状態でも保持することができるものである。
る。すなわち第１図に示すごとく金属１の底面上
に、安定化剤を添加したジルコニアセラミツクス
粉体に対し１〜20mol％のSi3N4粉体を混合した
層２を入れ、次に金型１内にラム３入れて上記層
２を冷間成形し、次に金属１から成形した層２を
取出し、次にその層２を1400〜1700℃で焼成す
る。これによつてSi3N4を分散させたジルコニア
焼結体ができる。次に真空または大気中において
1750〜1880℃で熱処理する。これによつて第２図
に示すごとく多孔質セラミツクス４が得られる。
ここでSi3N4はSiとN2ガスに分解し、この分解過
程においてSiが生成すると共に微細孔が生成す
る。熱処理温度が1750℃以下ではSi3N4の分解が
不活発であり、1880℃以上では分解が十分におこ
なわれるが、分解後に一次的に発生していた微細
孔が合体して粗大化してしまうものである。また
Si3N4の添加量が1mol％以下では熱処理の際の多
孔質化が十分でなく、その添加量が20mol％以上
では得られた多孔質体の強度が小さくなる。さら
にジルコニアセラミツクス原料粉体に添加された
安定化剤としては、Y2O3、MgO、CaOなどがあ
り、これらを単独でまたは同時に１〜10mol％添
加する。この安定化剤により酸化ジルコニウム
（ZrO2）の熱処理時の結晶構造を室温まで冷却し
た状態でも保持することができるものである。
以上のようにして製造された多孔質セラミツク
スをピストン上板として用いる場合には、第３図
に示すごとく金属ピストン５の上面にたとえばモ
リブデン―マンガン合金からなる金属スペーサ６
を介して多孔質セラミツクス４を配設し、次に加
熱して金属スペーサ６を溶解する。すると、その
溶解金属が多孔質セラミツクス４の孔内に入り込
んでアンカー効果が生じると共にSiと反応して合
金化しかつ金属製ピストン４の上面に接着させら
れるものである。
スをピストン上板として用いる場合には、第３図
に示すごとく金属ピストン５の上面にたとえばモ
リブデン―マンガン合金からなる金属スペーサ６
を介して多孔質セラミツクス４を配設し、次に加
熱して金属スペーサ６を溶解する。すると、その
溶解金属が多孔質セラミツクス４の孔内に入り込
んでアンカー効果が生じると共にSiと反応して合
金化しかつ金属製ピストン４の上面に接着させら
れるものである。
上記構成では、金属スペーサ６からなる溶融金
属が多孔質セラミツクス４の孔に入り込むと共に
Siと反応することから、その溶融金属が多孔質セ
ラミツクス４の孔に入り込むだけの場合に比べて
40％以上も接合強度が増大するのが実験で確めら
れた。
属が多孔質セラミツクス４の孔に入り込むと共に
Siと反応することから、その溶融金属が多孔質セ
ラミツクス４の孔に入り込むだけの場合に比べて
40％以上も接合強度が増大するのが実験で確めら
れた。
以上述べたごとく本発明の多孔質セラミツクス
製造方法によれば、多孔質のセラミツクスを得る
ことができるものであつて、たとえば金属製ピス
トンの上面に金属スペーサを介してその多孔質セ
ラミツクスをあてがい、加熱して金属製スペーサ
を溶解させると、その金属スペーサからなる溶融
金属が多孔質セラミツクスの孔内に入り込んでア
ンカー効果が生じると共にSiと反応して合金化し
かつ金属製ピストンの上面に接着させられる。し
たがつて多孔質セラミツクスの孔が断熱空間とし
て作用し、きわめて断熱効果が高く、しかも耐熱
性、耐摩耗性、耐食性に優れかつ引張応力にも強
いピストンを提供することができるものであつ
て、内燃機関の熱効率を向上させることができる
ものである。
製造方法によれば、多孔質のセラミツクスを得る
ことができるものであつて、たとえば金属製ピス
トンの上面に金属スペーサを介してその多孔質セ
ラミツクスをあてがい、加熱して金属製スペーサ
を溶解させると、その金属スペーサからなる溶融
金属が多孔質セラミツクスの孔内に入り込んでア
ンカー効果が生じると共にSiと反応して合金化し
かつ金属製ピストンの上面に接着させられる。し
たがつて多孔質セラミツクスの孔が断熱空間とし
て作用し、きわめて断熱効果が高く、しかも耐熱
性、耐摩耗性、耐食性に優れかつ引張応力にも強
いピストンを提供することができるものであつ
て、内燃機関の熱効率を向上させることができる
ものである。
図は本発明の一実施例を示し、第１図は冷間成
形状態の縦断面図、第２図は多孔質セラミツクス
の縦断面図、第３図は金属製ピストン上面に配設
した状態の縦断面図である。 １……金型、２……層、３……ラム、４……多
孔質セラミツクス、５……金属製ピストン、６…
…金属スペーサ。
形状態の縦断面図、第２図は多孔質セラミツクス
の縦断面図、第３図は金属製ピストン上面に配設
した状態の縦断面図である。 １……金型、２……層、３……ラム、４……多
孔質セラミツクス、５……金属製ピストン、６…
…金属スペーサ。
Claims (1)
- １ 安定化剤を添加したジルコニアセラミツクス
粉体に対し１〜20mol％のSi3N4粉体を混合した
層を冷間成型した後、1400〜1700℃で焼成し、さ
らに真空または大気中において1750〜1880℃で熱
処理したことを特徴とする多孔質セラミツクス製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58025243A JPS59152254A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 多孔質セラミツクス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58025243A JPS59152254A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 多孔質セラミツクス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59152254A JPS59152254A (ja) | 1984-08-30 |
| JPS6343348B2 true JPS6343348B2 (ja) | 1988-08-30 |
Family
ID=12160538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58025243A Granted JPS59152254A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 多孔質セラミツクス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59152254A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015080065A1 (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 日本碍子株式会社 | 多孔質材料及び断熱膜 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4640902A (en) * | 1985-05-31 | 1987-02-03 | Rockwell International Corporation | Low thermal conductivity Si3 N4 /ZrO2 composite ceramics |
| US4891342A (en) * | 1985-11-20 | 1990-01-02 | Kyocera Corporation | Process for preparing a silicon nitride sintered body |
| JPH037954A (ja) * | 1989-03-20 | 1991-01-16 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 重合トナーの製造方法及び重合トナー |
| WO2007026728A1 (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-08 | National University Corporation Okayama University | セラミック固相発泡体及びその製造方法 |
| WO2017010184A1 (ja) * | 2015-07-16 | 2017-01-19 | 日本碍子株式会社 | 多孔質セラミック粒子 |
-
1983
- 1983-02-16 JP JP58025243A patent/JPS59152254A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015080065A1 (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 日本碍子株式会社 | 多孔質材料及び断熱膜 |
| CN105764872A (zh) * | 2013-11-26 | 2016-07-13 | 日本碍子株式会社 | 多孔材料及绝热膜 |
| JPWO2015080065A1 (ja) * | 2013-11-26 | 2017-03-16 | 日本碍子株式会社 | 多孔質材料及び断熱膜 |
| US10315961B2 (en) | 2013-11-26 | 2019-06-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Porous material and heat insulating film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59152254A (ja) | 1984-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2018501C1 (ru) | Способ изготовления керамических композитных изделий | |
| US5055435A (en) | Ceramic materials to be insert-cast | |
| US3222438A (en) | Heat resisting material and method for producing it | |
| US4544607A (en) | Engine parts | |
| IE59605B1 (en) | Inverse shape replication method of making ceramic composite articles and articles obtained thereby | |
| US5503122A (en) | Engine components including ceramic-metal composites | |
| CN1019294B (zh) | 双层耐火板 | |
| MX165428B (es) | Metodo para producir un cuerpo compuesto de ceramica autoportante y componente refractario utilizable en el mismo | |
| JPS6343348B2 (ja) | ||
| US5260116A (en) | Ceramicm port liners | |
| US5340783A (en) | Method of producing self-supporting aluminum titanate composites and products relating thereto | |
| US5139979A (en) | Method of producing self-supporting aluminum titanate composites and products relating thereto | |
| JPH01212283A (ja) | セラミックスと金属の接合体の製法 | |
| US3394026A (en) | Method of glazing silicon nitride shaped body and article | |
| JPS6331384B2 (ja) | ||
| JPH0424142B2 (ja) | ||
| EP0280480A3 (en) | Ceramic wall structures for engines and method of manufacture | |
| JP3487137B2 (ja) | 金属基複合材料製シリンダライナの製造方法 | |
| JPH01172536A (ja) | 断熱、耐熱性セラミックス多孔体複合金属材料 | |
| JPS6077182A (ja) | 軽量耐火断熱ブロツク | |
| JPH044265B2 (ja) | ||
| JP2709738B2 (ja) | 断熱ピストン及びその製造方法 | |
| SU1294462A1 (ru) | Теплоизолирующа смесь | |
| JP2000204454A (ja) | 金属基複合材用プリフォ―ム及びその製造方法 | |
| JPH02180755A (ja) | 非鉄溶融金属用含炭素セラミック複合体 |