JPS643830B2 - - Google Patents
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Description
ケイ素と非金属炭素との結晶性化合物である炭
化ケイ素は、その硬さ、強さ及びそのすぐれた耐
酸化性と耐腐食性によつて長い間知られてきてい
る。炭化ケイ素は低い膨張係数、良好な熱伝導性
を有し、そして高温で高強度を維持する。近年炭
化ケイ素粉末から高密度炭化ケイ素製品を製造す
る技術が開発された。それらの方法には、反応結
合、化学的蒸気析出、加熱圧縮、及び無加圧焼結
（初めに物品を成形し次いで焼結する）が包含さ
れる。これらの方法の例は、米国特許第3853556
号、第3852099号、第3954483号及び第3960577号
に記載されている。そのようにして製造された高
密度炭化ケイ素製品はすぐれた工学材料であり、
苛酷な摩耗及び／または高温条件にさらされるタ
ービン、熱交換装置、ポンプ等の部材或いはその
他の設備乃至工具の製造用にその用途が見出され
ている。本発明は、加熱圧縮または焼結によつて
高密度炭化ケイ素をつくる種々の方法に用いるの
に適した炭化ケイ素粉末混合物及びそれからつく
られるセラミツク製品に関連している。 高密度、高強度の炭化ケイ素セラミツク材料を
得るために種々の添加剤が用いられてきた。例え
ば高密化剤としてアルミニウム及び鉄を添加して
炭化ケイ素を理論密度の98％程度まで高密化する
加熱圧縮方法が、Alliegroら：J.Ceram.Soc.
Vol.39、No.11、Nov.1965、第386〜389頁に記載
されている。彼等はアルミニウム１重量％を含む
粉末混合物から高密度炭化ケイ素が製造されるこ
とを見出している。彼等の生成物は室温において
54000psi、1371℃において70000psiの破壊係数を
有する。もつと最近の進歩によれば、高密化添加
物としてホウ素が用いられ、それは通常粉末の約
0.3〜約3.0重量％の量で用いられる。ホウ素添加
物は元素状ホウ素の形態またはホウ素含有化合物
の形態例えば炭化ホウ素でもよい。ホウ素を含有
する炭化ケイ素粉末の例は米国特許第3852099号、
第3954483号及び第3968194号中に見られる。 以下に本発明を説明する。高密化剤としてベリ
リウムを含む炭化ケイ素粉末をベリリウム含有雰
囲気下に焼結することによつて高密度化が達成さ
れることが今回見出された。焼結操作をベリリウ
ム含有雰囲気中で実施すると、普通の場合粉末の
緊密化物中から除かれるベリリウムの量が少なく
なり、焼結されたセラミツク生成物は一層堅実な
組成を有し、そしてベリリウムを単に添加物とし
て粉末に加えて製造したときの焼結製品にくらべ
て一層孔質が少なくなる。ベリリウムを炉の雰囲
気中へ加えるには、焼結温度で充分な蒸気圧を生
ずるベリリウム化合物を焼結室中に含有させるこ
とによつて行なうことができる。そのような化合
物を適当に焼結室中に導入するには、ベリリウム
化合物の溶液またはスラリーをつくり、それを室
の内部に施すことによつて行なうことができる。
担体として、適当にはアセトンが用いられるが、
例えば水その他の液体の如き他の担体を用いるこ
ともでき、それらの目的は単に焼結室の壁上にベ
リリウム材料が良く分布できるようにすることで
ある。ベリリウム雰囲気は適当には、カバー混合
物即ちベリリウム源を含有する粉末組成物、例え
ば炭化ケイ素と炭化ベリリウムとの混合物、によ
つて与えられる。カバー混合物を使用する場合、
焼結されるべき物品をこのカバー混合物の中に置
き、そしてこの混合物中で物品を焼結条件に付す
る。或いはそれ自体ベリリウム化合物製の焼結室
を用いることにより、またはベリリウムの相当量
を含む炉部材、容器、坩堝その他を用いることに
よつて、ベリリウムを炉の雰囲気中に加えること
もできる。本発明方法により繰返して焼結炭化ケ
イ素物品の製造に用いられた坩堝にはベリリウム
の濃度が形成されるであろう。そのような坩堝の
ベリリウム含量は標準的分析技法例えば発光分光
光度法によつて監視し、それによつて坩堝中のベ
リリウムの量を測定しそして本発明のベリリウム
雰囲気を形成するのに必要なベリリウムの追加量
を定めることができる。 以下に更に詳しく本発明を説明する。 過剰の炭素を約0.5〜約5.0重量％含む出発炭化
ケイ素粉末材料を微細化されたベリリウムまたは
ベリリウム含有化合物と混合する。これら両成分
の粒径は好ましくは５ミクロン以下、更に好まし
くは２ミクロン以下である。これらの成分が1.0
ミクロン以下のときは特に良好な分散が得られ
る。高密度化を得るにはベリリウムまたはベリリ
ウム含有化合物添加物を、粉末の約0.03〜約1.5
重量％の量で用いるべきである。約0.03重量％よ
り少ない量では焼結製品の密度の充分な増大が認
められなかつた。約1.5重量％より多い量のベリ
リウムの添加は高密度化に対して致命的なことが
ありうる。 理論密度の少なくとも75％の高密度が多くの用
途に対して要求され、そして理論の少くとも85％
の高密度がもつとも屡々要求される。本発明方法
によれば理論の85％の密度を有する焼結製品を得
ることができる。 本発明によるベリリウム添加物はそれ単独で、
或いは他の高密化剤と混合して使用することがで
き、他の高密化剤は最も普通には、元素状のホウ
素またはホウ素含有化合物の形のホウ素である。
約0.10〜約1.5重量％のホウ素が有用である。し
かし約0.1〜約0.3重量％のホウ素添加物が含まれ
ているとき、理論の90％を超える密度を得ること
ができる。一般に、そのような混合物は、焼結直
前にベリリウムを約0.03〜約1.5重量％、そして
高密化剤全量として約0.03〜約3.0重量％含んで
いる。 炭化ケイ素源の材料は、好ましくは表面積が
8.0m2／ｇより大で過剰炭素を約0.5〜約5.0重量％
含有する１ミクロン以下の粉末である。一般に、
粉末組成物は約５〜約20m2／ｇの表面積を有する
ものが特に有用である。過剰炭素は、例えば製造
過程で、またはその後炭素もしくは炭素質材料を
加えることによつて、或いは焼結に先立ちバイン
ダーとして、導入することができる。 ベリリウムまたはベリリウム含有添加物原料は
一般に粒径50ミクロン以下、好ましくは10ミクロ
ン以下のものが有用であることが見出された。粒
径５ミクロン以下のものは、容易に炭化ケイ素粉
末と分散して焼結に有用な均質混合物を得ること
ができるので特に有用である。焼結工程の過程で
高密化を促進するために他の添加物も用いること
ができるけれどもそれは必ずしも必要ではない。 焼結操作は好ましくは不活性雰囲気中で行なわ
れる。アルゴンまたはヘリウムの如きガスは、焼
結温度範囲において炭化ケイ素に対して不活性で
あり、使用するのに適当である。還元性雰囲気も
また用いることができる。 本発明は、焼結操作の過程でヘリウム含有雰囲
気を用いる。焼結過程の雰囲気中におけるベリリ
ウムの分圧が、炭化ケイ素粉末の緊密化物中に含
まれているベリリウム蒸気圧と等しいかまたはそ
れより大きいとき、焼結雰囲気中におけるベリリ
ウムの使用は著しい改善を与える。焼結雰囲気中
のベリリウムの分圧が焼結されるべき物品中にお
けるベリリウムの分圧と同じかまたはそれより大
きいときには、焼結操作過程における蒸発ベリリ
ウムの損失は起らないであろう。ここで物品中に
残留しているベリリウムは高密化剤として働く。
焼結温度における雰囲気中のベリリウムの分圧は
通常少くとも10-4気圧、更には好ましくは少くと
も10-3気圧である。 高密化剤としてベリリウムまたはベリリウム含
有化合物を含む炭化ケイ素粉末は、一般にベリリ
ウムを約0.03〜約1.5重量％、更に好ましくは約
0.04〜約1.25重量％の量で含んでいる。最終焼結
製品は通常同じパーセンテージのベリリウムを含
む。ベリリウム含有雰囲気中で焼結を行なうと最
終製品中におけるベリリウムの量は実質的に変ら
ないことが見出された。ベリリウム雰囲気は、相
当量のベリリウムを製品に添加することなしに、
焼結操作過程における粉末緊密化物からベリリウ
ムが逸散することを防止する働きをする。 こうして無加圧焼結において、約0.5〜約5.0重
量％の過剰炭素を含む炭化ケイ素粉末は、全量で
約0.03〜約1.5重量％のベリリウムが存在するよ
うにベリリウムまたはベリリウム含有化合物と混
合され均質混合物を形成する。均質混合物は次い
で生の製品へ成形される。粉末粒子の流動性及び
結合性をよくするため適当な添加物を出発原料へ
混合することができる。次に生の製品は、ベリリ
ウムの分圧が炭化ケイ素粉末成形物中におけるベ
リリウムの平衡蒸気圧と等しいかまたはそれより
大きい不活性または還元性雰囲気中で約1950゜〜
約2300℃の温度において、理論の75％より大きい
密度を有する炭化ケイ素製品を得るのに充分な時
間焼結される。もつと特別には、約11m2／ｇの表
面積を有し約2.0重量％の過剰炭素を含む炭化ケ
イ素粉末を、適当にはBe2Cとして又は元素形態
で加えられるベリリウムの約0.04〜約1.25重量％
と混合することができる。得られた混合物を約
1.76ｇ／cm3の密度にプレスする。粉末の流動性を
よくしまたはプレスされた生成物の生の強度を増
すためにバインダーを用いることができる。次い
でプレスされ緊密化された粉末を、焼結過程のベ
リリウム分圧が約10-4気圧またはそれ以上であ
る、好ましくは不活性雰囲気中で焼結する。焼結
操作は一般に2100℃の温度で約30分間行なわれ
る。冷却後、焼結製品は典型的には理論の85％よ
り大きい密度をもつている。 本発明の種々の状況を更に詳しく説明するた
め、以下に特定実施例を掲げるが、本発明はこれ
によつて制限されるものではない。本明細書中特
に断りない限り、温度はセツ氏で、また部及びパ
ーセンテージは重量基準であらわす。 実施例１ （対照例） 出発材料として下記仕様を有する炭化ケイ素粉
末を用いた。炭化ケイ素粉末の表面積を8.0m2／
ｇよりも大であり、次の分析値（重量％）を有す
る： 酸 素 0.8以下 鉄 0.2以下 アルミニウム 0.4以下 ニツケル 0.1以下 チタン 0.1以下 タングステン 0.5以下 遊難ケイ素 0.4以下 炭化ケイ素 97.5以上 上記炭化ケイ素粉末95％をアクセント中でフエ
ノル樹脂No.8121（Varcum Chemical 社製品）
の５％と混合した。スラリーは固形物混合物約１
重量部とアセトン約１重量部より成る。スラリー
を約30分間撹拌し、次いでアセトンを蒸発させ
る。得られた粉末混合物をそれぞれ重量約1.5ｇ
の1/2インチ径のペレツトにプレスする。このペ
レツト即ち粉末緊密化剤は典型的には約1.76ｇ／
cm3の密度をもつていた。 上記手順でつくられたペレツトをグラフアイト
坩堝中に置き、坩堝に蓋をし高熱帯域温度2080℃
のグラフアイト低抗熱要素管状炉中をアルゴン雰
囲気使用のもとに押し進める。管状炉通過後のペ
レツトの嵩密度は1.38ｇ／cm3であり、理論の約57
％に相当する。 実施例２及び３ （ベリリウム添加） 上記実施例（対照例）記載の組成を有する粉末
混合物６個をつくり、各混合物にそれぞれ異なる
量のベリリウムを粒径10ミクロン以下の炭化ベリ
リウムの形で添加した。各混合物の組成を第１表
に示す。各混合物から、実施例１記載の方法でプ
レスして径1/2インチ、重量約1.5ｇのペレツト４
個をつくる。これらのペレツトをＡ及びＢの２つ
のセツトに分け、各セツト中１つの混合物当り２
個のペレツトとする。 セツトＡからのペレツトをグラフアイト低抗熱
要素管状炉中で実施１記載のようにして焼結す
る。セツトＢからのペレツトは、セツトＡの場合
と同様、但し坩堝中のペレツトの周りにカバー混
合物を用いて、焼結する。カバー混合物は、粉末
の形態で、炭化ケイ素97.5％、炭素2.0％及び炭
化ベリリウムの形のベリリウム0.5％より成る。
カバー混合物の目的はペレツトの周りの雰囲気中
のベリリウムの量を多くするためである。 焼結の前後に測定されたペレツトの嵩密度を第
１表に示す。ベリリウム含有雰囲気のない坩堝中
で焼結されたセツトＡのペレツトの焼結密度は理
論の68.5〜75.4％に亘つている。ベリリウム含有
雰囲気を有する坩堝中で焼結されたセツトＢのペ
レツトの焼結密度は理論の68.8〜93.5％に亘つて
いる。
化ケイ素は、その硬さ、強さ及びそのすぐれた耐
酸化性と耐腐食性によつて長い間知られてきてい
る。炭化ケイ素は低い膨張係数、良好な熱伝導性
を有し、そして高温で高強度を維持する。近年炭
化ケイ素粉末から高密度炭化ケイ素製品を製造す
る技術が開発された。それらの方法には、反応結
合、化学的蒸気析出、加熱圧縮、及び無加圧焼結
（初めに物品を成形し次いで焼結する）が包含さ
れる。これらの方法の例は、米国特許第3853556
号、第3852099号、第3954483号及び第3960577号
に記載されている。そのようにして製造された高
密度炭化ケイ素製品はすぐれた工学材料であり、
苛酷な摩耗及び／または高温条件にさらされるタ
ービン、熱交換装置、ポンプ等の部材或いはその
他の設備乃至工具の製造用にその用途が見出され
ている。本発明は、加熱圧縮または焼結によつて
高密度炭化ケイ素をつくる種々の方法に用いるの
に適した炭化ケイ素粉末混合物及びそれからつく
られるセラミツク製品に関連している。 高密度、高強度の炭化ケイ素セラミツク材料を
得るために種々の添加剤が用いられてきた。例え
ば高密化剤としてアルミニウム及び鉄を添加して
炭化ケイ素を理論密度の98％程度まで高密化する
加熱圧縮方法が、Alliegroら：J.Ceram.Soc.
Vol.39、No.11、Nov.1965、第386〜389頁に記載
されている。彼等はアルミニウム１重量％を含む
粉末混合物から高密度炭化ケイ素が製造されるこ
とを見出している。彼等の生成物は室温において
54000psi、1371℃において70000psiの破壊係数を
有する。もつと最近の進歩によれば、高密化添加
物としてホウ素が用いられ、それは通常粉末の約
0.3〜約3.0重量％の量で用いられる。ホウ素添加
物は元素状ホウ素の形態またはホウ素含有化合物
の形態例えば炭化ホウ素でもよい。ホウ素を含有
する炭化ケイ素粉末の例は米国特許第3852099号、
第3954483号及び第3968194号中に見られる。 以下に本発明を説明する。高密化剤としてベリ
リウムを含む炭化ケイ素粉末をベリリウム含有雰
囲気下に焼結することによつて高密度化が達成さ
れることが今回見出された。焼結操作をベリリウ
ム含有雰囲気中で実施すると、普通の場合粉末の
緊密化物中から除かれるベリリウムの量が少なく
なり、焼結されたセラミツク生成物は一層堅実な
組成を有し、そしてベリリウムを単に添加物とし
て粉末に加えて製造したときの焼結製品にくらべ
て一層孔質が少なくなる。ベリリウムを炉の雰囲
気中へ加えるには、焼結温度で充分な蒸気圧を生
ずるベリリウム化合物を焼結室中に含有させるこ
とによつて行なうことができる。そのような化合
物を適当に焼結室中に導入するには、ベリリウム
化合物の溶液またはスラリーをつくり、それを室
の内部に施すことによつて行なうことができる。
担体として、適当にはアセトンが用いられるが、
例えば水その他の液体の如き他の担体を用いるこ
ともでき、それらの目的は単に焼結室の壁上にベ
リリウム材料が良く分布できるようにすることで
ある。ベリリウム雰囲気は適当には、カバー混合
物即ちベリリウム源を含有する粉末組成物、例え
ば炭化ケイ素と炭化ベリリウムとの混合物、によ
つて与えられる。カバー混合物を使用する場合、
焼結されるべき物品をこのカバー混合物の中に置
き、そしてこの混合物中で物品を焼結条件に付す
る。或いはそれ自体ベリリウム化合物製の焼結室
を用いることにより、またはベリリウムの相当量
を含む炉部材、容器、坩堝その他を用いることに
よつて、ベリリウムを炉の雰囲気中に加えること
もできる。本発明方法により繰返して焼結炭化ケ
イ素物品の製造に用いられた坩堝にはベリリウム
の濃度が形成されるであろう。そのような坩堝の
ベリリウム含量は標準的分析技法例えば発光分光
光度法によつて監視し、それによつて坩堝中のベ
リリウムの量を測定しそして本発明のベリリウム
雰囲気を形成するのに必要なベリリウムの追加量
を定めることができる。 以下に更に詳しく本発明を説明する。 過剰の炭素を約0.5〜約5.0重量％含む出発炭化
ケイ素粉末材料を微細化されたベリリウムまたは
ベリリウム含有化合物と混合する。これら両成分
の粒径は好ましくは５ミクロン以下、更に好まし
くは２ミクロン以下である。これらの成分が1.0
ミクロン以下のときは特に良好な分散が得られ
る。高密度化を得るにはベリリウムまたはベリリ
ウム含有化合物添加物を、粉末の約0.03〜約1.5
重量％の量で用いるべきである。約0.03重量％よ
り少ない量では焼結製品の密度の充分な増大が認
められなかつた。約1.5重量％より多い量のベリ
リウムの添加は高密度化に対して致命的なことが
ありうる。 理論密度の少なくとも75％の高密度が多くの用
途に対して要求され、そして理論の少くとも85％
の高密度がもつとも屡々要求される。本発明方法
によれば理論の85％の密度を有する焼結製品を得
ることができる。 本発明によるベリリウム添加物はそれ単独で、
或いは他の高密化剤と混合して使用することがで
き、他の高密化剤は最も普通には、元素状のホウ
素またはホウ素含有化合物の形のホウ素である。
約0.10〜約1.5重量％のホウ素が有用である。し
かし約0.1〜約0.3重量％のホウ素添加物が含まれ
ているとき、理論の90％を超える密度を得ること
ができる。一般に、そのような混合物は、焼結直
前にベリリウムを約0.03〜約1.5重量％、そして
高密化剤全量として約0.03〜約3.0重量％含んで
いる。 炭化ケイ素源の材料は、好ましくは表面積が
8.0m2／ｇより大で過剰炭素を約0.5〜約5.0重量％
含有する１ミクロン以下の粉末である。一般に、
粉末組成物は約５〜約20m2／ｇの表面積を有する
ものが特に有用である。過剰炭素は、例えば製造
過程で、またはその後炭素もしくは炭素質材料を
加えることによつて、或いは焼結に先立ちバイン
ダーとして、導入することができる。 ベリリウムまたはベリリウム含有添加物原料は
一般に粒径50ミクロン以下、好ましくは10ミクロ
ン以下のものが有用であることが見出された。粒
径５ミクロン以下のものは、容易に炭化ケイ素粉
末と分散して焼結に有用な均質混合物を得ること
ができるので特に有用である。焼結工程の過程で
高密化を促進するために他の添加物も用いること
ができるけれどもそれは必ずしも必要ではない。 焼結操作は好ましくは不活性雰囲気中で行なわ
れる。アルゴンまたはヘリウムの如きガスは、焼
結温度範囲において炭化ケイ素に対して不活性で
あり、使用するのに適当である。還元性雰囲気も
また用いることができる。 本発明は、焼結操作の過程でヘリウム含有雰囲
気を用いる。焼結過程の雰囲気中におけるベリリ
ウムの分圧が、炭化ケイ素粉末の緊密化物中に含
まれているベリリウム蒸気圧と等しいかまたはそ
れより大きいとき、焼結雰囲気中におけるベリリ
ウムの使用は著しい改善を与える。焼結雰囲気中
のベリリウムの分圧が焼結されるべき物品中にお
けるベリリウムの分圧と同じかまたはそれより大
きいときには、焼結操作過程における蒸発ベリリ
ウムの損失は起らないであろう。ここで物品中に
残留しているベリリウムは高密化剤として働く。
焼結温度における雰囲気中のベリリウムの分圧は
通常少くとも10-4気圧、更には好ましくは少くと
も10-3気圧である。 高密化剤としてベリリウムまたはベリリウム含
有化合物を含む炭化ケイ素粉末は、一般にベリリ
ウムを約0.03〜約1.5重量％、更に好ましくは約
0.04〜約1.25重量％の量で含んでいる。最終焼結
製品は通常同じパーセンテージのベリリウムを含
む。ベリリウム含有雰囲気中で焼結を行なうと最
終製品中におけるベリリウムの量は実質的に変ら
ないことが見出された。ベリリウム雰囲気は、相
当量のベリリウムを製品に添加することなしに、
焼結操作過程における粉末緊密化物からベリリウ
ムが逸散することを防止する働きをする。 こうして無加圧焼結において、約0.5〜約5.0重
量％の過剰炭素を含む炭化ケイ素粉末は、全量で
約0.03〜約1.5重量％のベリリウムが存在するよ
うにベリリウムまたはベリリウム含有化合物と混
合され均質混合物を形成する。均質混合物は次い
で生の製品へ成形される。粉末粒子の流動性及び
結合性をよくするため適当な添加物を出発原料へ
混合することができる。次に生の製品は、ベリリ
ウムの分圧が炭化ケイ素粉末成形物中におけるベ
リリウムの平衡蒸気圧と等しいかまたはそれより
大きい不活性または還元性雰囲気中で約1950゜〜
約2300℃の温度において、理論の75％より大きい
密度を有する炭化ケイ素製品を得るのに充分な時
間焼結される。もつと特別には、約11m2／ｇの表
面積を有し約2.0重量％の過剰炭素を含む炭化ケ
イ素粉末を、適当にはBe2Cとして又は元素形態
で加えられるベリリウムの約0.04〜約1.25重量％
と混合することができる。得られた混合物を約
1.76ｇ／cm3の密度にプレスする。粉末の流動性を
よくしまたはプレスされた生成物の生の強度を増
すためにバインダーを用いることができる。次い
でプレスされ緊密化された粉末を、焼結過程のベ
リリウム分圧が約10-4気圧またはそれ以上であ
る、好ましくは不活性雰囲気中で焼結する。焼結
操作は一般に2100℃の温度で約30分間行なわれ
る。冷却後、焼結製品は典型的には理論の85％よ
り大きい密度をもつている。 本発明の種々の状況を更に詳しく説明するた
め、以下に特定実施例を掲げるが、本発明はこれ
によつて制限されるものではない。本明細書中特
に断りない限り、温度はセツ氏で、また部及びパ
ーセンテージは重量基準であらわす。 実施例１ （対照例） 出発材料として下記仕様を有する炭化ケイ素粉
末を用いた。炭化ケイ素粉末の表面積を8.0m2／
ｇよりも大であり、次の分析値（重量％）を有す
る： 酸 素 0.8以下 鉄 0.2以下 アルミニウム 0.4以下 ニツケル 0.1以下 チタン 0.1以下 タングステン 0.5以下 遊難ケイ素 0.4以下 炭化ケイ素 97.5以上 上記炭化ケイ素粉末95％をアクセント中でフエ
ノル樹脂No.8121（Varcum Chemical 社製品）
の５％と混合した。スラリーは固形物混合物約１
重量部とアセトン約１重量部より成る。スラリー
を約30分間撹拌し、次いでアセトンを蒸発させ
る。得られた粉末混合物をそれぞれ重量約1.5ｇ
の1/2インチ径のペレツトにプレスする。このペ
レツト即ち粉末緊密化剤は典型的には約1.76ｇ／
cm3の密度をもつていた。 上記手順でつくられたペレツトをグラフアイト
坩堝中に置き、坩堝に蓋をし高熱帯域温度2080℃
のグラフアイト低抗熱要素管状炉中をアルゴン雰
囲気使用のもとに押し進める。管状炉通過後のペ
レツトの嵩密度は1.38ｇ／cm3であり、理論の約57
％に相当する。 実施例２及び３ （ベリリウム添加） 上記実施例（対照例）記載の組成を有する粉末
混合物６個をつくり、各混合物にそれぞれ異なる
量のベリリウムを粒径10ミクロン以下の炭化ベリ
リウムの形で添加した。各混合物の組成を第１表
に示す。各混合物から、実施例１記載の方法でプ
レスして径1/2インチ、重量約1.5ｇのペレツト４
個をつくる。これらのペレツトをＡ及びＢの２つ
のセツトに分け、各セツト中１つの混合物当り２
個のペレツトとする。 セツトＡからのペレツトをグラフアイト低抗熱
要素管状炉中で実施１記載のようにして焼結す
る。セツトＢからのペレツトは、セツトＡの場合
と同様、但し坩堝中のペレツトの周りにカバー混
合物を用いて、焼結する。カバー混合物は、粉末
の形態で、炭化ケイ素97.5％、炭素2.0％及び炭
化ベリリウムの形のベリリウム0.5％より成る。
カバー混合物の目的はペレツトの周りの雰囲気中
のベリリウムの量を多くするためである。 焼結の前後に測定されたペレツトの嵩密度を第
１表に示す。ベリリウム含有雰囲気のない坩堝中
で焼結されたセツトＡのペレツトの焼結密度は理
論の68.5〜75.4％に亘つている。ベリリウム含有
雰囲気を有する坩堝中で焼結されたセツトＢのペ
レツトの焼結密度は理論の68.8〜93.5％に亘つて
いる。
【表】
実施例４ （添加物混合）
実施例１（対照例）記載の組成を有する炭化ケ
イ素粉末をつくり、いくつかのバツチに分けた。
異なる量の微細化炭化ホウ素及び炭化ベリリウム
を別々に各バツチに加えて第２表記載の粉末組成
物を得た。次いで種々のバツチを炭素源と混合
し、実施例１の如きペレツトにプレスする。 各バツチからの２個のペレツトを同じ組成の坩
堝中に入れ、坩堝の蓋で被い、径４インチ、長さ
19インチのグラフアイトボート中に置く。ペレツ
トの入つているボートを、アルゴン雰囲気下のグ
ラフアイト低抗熱要素管状炉中を通して押し進め
る。2150℃におけるペレツトの滞留時間は30分で
あつた。結果を第２表に示す。例えば混合物＃８
において、ホウ素0.10％、ベリリウム0.10％、炭
素2.0％及び炭化ケイ素97.80％を含有する出発炭
化ケイ素材料は硬化密度1.71ｇ／cm3即ち理論の
53.3％にペレツト化され、そして焼結後の密度は
2.98ｇ／cm3即ち炭化ケイ素の理論密度の92.8％で
あることが見出された。 対照例としてホウ素0.5％のみを含みベリリウ
ムを含まない試料を上記と同様にしてつくつた。
この対照試料を上記と同様但し焼結雰囲気中にベ
リリウム及びホウ素を含有せしめることなく焼結
した。焼結後この対照試料は理論の79.0％の嵩密
度を有することが見出された。
イ素粉末をつくり、いくつかのバツチに分けた。
異なる量の微細化炭化ホウ素及び炭化ベリリウム
を別々に各バツチに加えて第２表記載の粉末組成
物を得た。次いで種々のバツチを炭素源と混合
し、実施例１の如きペレツトにプレスする。 各バツチからの２個のペレツトを同じ組成の坩
堝中に入れ、坩堝の蓋で被い、径４インチ、長さ
19インチのグラフアイトボート中に置く。ペレツ
トの入つているボートを、アルゴン雰囲気下のグ
ラフアイト低抗熱要素管状炉中を通して押し進め
る。2150℃におけるペレツトの滞留時間は30分で
あつた。結果を第２表に示す。例えば混合物＃８
において、ホウ素0.10％、ベリリウム0.10％、炭
素2.0％及び炭化ケイ素97.80％を含有する出発炭
化ケイ素材料は硬化密度1.71ｇ／cm3即ち理論の
53.3％にペレツト化され、そして焼結後の密度は
2.98ｇ／cm3即ち炭化ケイ素の理論密度の92.8％で
あることが見出された。 対照例としてホウ素0.5％のみを含みベリリウ
ムを含まない試料を上記と同様にしてつくつた。
この対照試料を上記と同様但し焼結雰囲気中にベ
リリウム及びホウ素を含有せしめることなく焼結
した。焼結後この対照試料は理論の79.0％の嵩密
度を有することが見出された。
【表】
以上の記述及び例は本発明を説明するためのも
のであり、これによつて本発明が制限されるもの
ではない。本発明の精神及び範囲を離れることな
く種々の変形を行なうことができる。 追加の関係 原発明特許第1445359号（特公昭62−53473）は
ベリリウム含有炭化ケイ素粉末組成物及びこの組
成物を焼結して焼結炭化ケイ素製品を製造する方
法に関するものであり、本発明は該組成物をベリ
リウム含有雰囲気中で焼結する改良法に関するも
のである。従つて本発明は原発明の構成に欠くこ
とができない事項の主要部をその構成に欠くこと
のできない主要部とし、原発明と同一の目的を達
成するものであり、特許法第31条所定の追加の特
許の要件を満たす発明である。
のであり、これによつて本発明が制限されるもの
ではない。本発明の精神及び範囲を離れることな
く種々の変形を行なうことができる。 追加の関係 原発明特許第1445359号（特公昭62−53473）は
ベリリウム含有炭化ケイ素粉末組成物及びこの組
成物を焼結して焼結炭化ケイ素製品を製造する方
法に関するものであり、本発明は該組成物をベリ
リウム含有雰囲気中で焼結する改良法に関するも
のである。従つて本発明は原発明の構成に欠くこ
とができない事項の主要部をその構成に欠くこと
のできない主要部とし、原発明と同一の目的を達
成するものであり、特許法第31条所定の追加の特
許の要件を満たす発明である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高密化剤としてベリリウムまたはベリリウム
含有化合物を含有し且つ過剰の炭素を0.5〜5.0重
量％で含む炭化ケイ素粉末を焼結して高密度炭化
ケイ素セラミツク製品を製造する方法であつて、
焼結雰囲気中におけるベリリウムの分圧が該粉末
中に含まれているベリリウムの平衡蒸気圧と同じ
かまたはそれ以上であるベリリウム含有雰囲気中
で該炭化ケイ素粉末を焼結することを特徴とする
方法。 ２ ベリリウムの分圧が少くとも10-4気圧である
特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 炭化ケイ素粉末が約0.03〜約1.5重量％のベ
リリウムを含んでいる特許請求の範囲第１項記載
の方法。 ４ 焼結雰囲気中に不活性ガスも含まれている特
許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 焼結雰囲気中に含まれているベリリウムは、
炭化ベリリウムとして導入される特許請求の範囲
第１項記載の方法。 ６ 高密化剤としてベリリウムまたはベリリウム
含有化合物と約1.5重量％までの量でホウ素また
はホウ素含有化合物とを含有し且つ過剰の炭素を
0.5〜5.0重量％で含む炭化ケイ素粉末を焼結して
高密度炭化ケイ素セラミツク製品を製造する方法
であつて、焼結雰囲気中におけるベリリウムの分
圧が該粉末中に含まれているベリリウムの平衡蒸
気圧と同じかまたはそれ以上であるベリリウム含
有雰囲気中で該炭化ケイ素粉末を焼結することを
特徴とする方法。 ７ ホウ素を約0.1〜約0.3重量％の量で含んでい
る特許請求の範囲第６項記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/937,395 US4172109A (en) | 1976-11-26 | 1978-08-28 | Pressureless sintering beryllium containing silicon carbide powder composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5532796A JPS5532796A (en) | 1980-03-07 |
| JPS643830B2 true JPS643830B2 (ja) | 1989-01-23 |
Family
ID=25469877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10733979A Granted JPS5532796A (en) | 1978-08-28 | 1979-08-24 | Manufacture of sintered silicon carbide product |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5532796A (ja) |
| CA (1) | CA1122384A (ja) |
| DE (1) | DE2934527A1 (ja) |
| FR (1) | FR2434871B1 (ja) |
| GB (1) | GB2031862B (ja) |
| SE (1) | SE435173B (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077937A (ja) * | 1983-10-03 | 1985-05-02 | Toppan Printing Co Ltd | 金属回収装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3145120A (en) * | 1962-02-12 | 1964-08-18 | Ibm | Method for controlling flux pressure during a sintering process |
| US3993602A (en) * | 1975-11-17 | 1976-11-23 | General Electric Company | Polycrystalline silicon carbide with increased conductivity |
| US4023975A (en) * | 1975-11-17 | 1977-05-17 | General Electric Company | Hot pressed silicon carbide containing beryllium carbide |
| US4080415A (en) * | 1976-11-22 | 1978-03-21 | The Carborundum Company | Method of producing high density silicon carbide product |
| CA1079309A (en) * | 1976-11-26 | 1980-06-10 | The Carborundum Company | Beryllium containing silicon carbide powder composition |
-
1979
- 1979-06-04 CA CA329,041A patent/CA1122384A/en not_active Expired
- 1979-06-29 SE SE7905707A patent/SE435173B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-07-12 FR FR7918129A patent/FR2434871B1/fr not_active Expired
- 1979-08-06 GB GB7927314A patent/GB2031862B/en not_active Expired
- 1979-08-24 JP JP10733979A patent/JPS5532796A/ja active Granted
- 1979-08-27 DE DE19792934527 patent/DE2934527A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2031862A (en) | 1980-04-30 |
| FR2434871B1 (fr) | 1985-07-05 |
| SE7905707L (sv) | 1980-02-29 |
| SE435173B (sv) | 1984-09-10 |
| DE2934527A1 (de) | 1980-03-06 |
| CA1122384A (en) | 1982-04-27 |
| FR2434871A1 (fr) | 1980-03-28 |
| GB2031862B (en) | 1982-10-20 |
| JPS5532796A (en) | 1980-03-07 |
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