JPH0331667B2 - - Google Patents
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- JPH0331667B2 JPH0331667B2 JP61311652A JP31165286A JPH0331667B2 JP H0331667 B2 JPH0331667 B2 JP H0331667B2 JP 61311652 A JP61311652 A JP 61311652A JP 31165286 A JP31165286 A JP 31165286A JP H0331667 B2 JPH0331667 B2 JP H0331667B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本願発明は、例えば核融合炉用の中性子遮蔽材
としての利用の可能性があるB4C焼結体の表面層
改質法に関する。
としての利用の可能性があるB4C焼結体の表面層
改質法に関する。
（従来の技術）
最近B4C焼結体には、核融合炉の中性子遮蔽材
としての利用が可能であることが明らかになり、
その物性等が注目されている。
としての利用が可能であることが明らかになり、
その物性等が注目されている。
従来、B4C焼結体の製造法はB4C粉末をホツト
プレスを利用して高温高圧で固める手法が主であ
るが、またB4C粉末中に５〜10％の金属添加物を
加え、常圧焼結によつて製造する方法も知られて
いる。
プレスを利用して高温高圧で固める手法が主であ
るが、またB4C粉末中に５〜10％の金属添加物を
加え、常圧焼結によつて製造する方法も知られて
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、常圧焼結によるB4C焼結体の製造にお
いては複雑な形状のものが製造することができる
という利点がある反面、理論密度90％以上の焼結
体の製造が困難であるという欠点がある。
いては複雑な形状のものが製造することができる
という利点がある反面、理論密度90％以上の焼結
体の製造が困難であるという欠点がある。
一方、ホツトプレスを利用した高温高圧による
B4C焼結体の製造においては複雑な形状のものを
製造することが困難である反面、理論密度90％以
上のものが製造可能となる。
B4C焼結体の製造においては複雑な形状のものを
製造することが困難である反面、理論密度90％以
上のものが製造可能となる。
しかし、この方法により製造されたB4C焼結体
についても中性子遮蔽効果が不十分であり、また
焼結法により製造されたB4C焼結体には強度面で
信頼性に欠けるなどの難点がある。
についても中性子遮蔽効果が不十分であり、また
焼結法により製造されたB4C焼結体には強度面で
信頼性に欠けるなどの難点がある。
本願発明は、上記実情に鑑み十分な中性子遮蔽
効果と強度を有するB4C焼結体を得ることを目的
とするものである。
効果と強度を有するB4C焼結体を得ることを目的
とするものである。
（問題点を解決するための手段）
以上の問題点を解決するため、本願発明では
B4C焼結体の混合ガス改質法を提案するものであ
る。
B4C焼結体の混合ガス改質法を提案するものであ
る。
本願第１発明においては、B4C焼結体に、1400
〜1500℃でボロン化合物、炭素化合物、キヤリヤ
からなる混合ガスを接触させ、B4C焼結体表面層
近傍の気孔中に上記混合ガス含浸させるととも
に、該気孔中で混合ガス中のボロン乃至炭素を結
晶化させてB4C焼結体表面層を強化するものであ
る。
〜1500℃でボロン化合物、炭素化合物、キヤリヤ
からなる混合ガスを接触させ、B4C焼結体表面層
近傍の気孔中に上記混合ガス含浸させるととも
に、該気孔中で混合ガス中のボロン乃至炭素を結
晶化させてB4C焼結体表面層を強化するものであ
る。
本願第２、第３発明においては、B4C焼結体
に、1700〜1900℃でボロン化合物、炭素化合物、
キヤリヤからなる混合ガスを接触させ、B4C焼結
体表面層で該混合ガス中のボロン乃至炭素を結晶
化させてB4C焼結体表面層面にBxCy被覆層を形
成するものである。
に、1700〜1900℃でボロン化合物、炭素化合物、
キヤリヤからなる混合ガスを接触させ、B4C焼結
体表面層で該混合ガス中のボロン乃至炭素を結晶
化させてB4C焼結体表面層面にBxCy被覆層を形
成するものである。
本願第１〜第３発明においてB4C焼結体として
は従来の常圧焼結、高温高圧焼結により得られた
ものを使用することができる。
は従来の常圧焼結、高温高圧焼結により得られた
ものを使用することができる。
また、本願発明者の研究によればAlF3、非晶
質カーボン、非晶質ボロンを焼結助剤としてB4C
粉末中に微量添加することによつて常圧焼結で理
論密度94％のものを得ることができるので、これ
を使用してもよい。なお、この場合は高密度であ
り、しかも常圧焼結であるため、複雑な形状の焼
結体の製造が容易になり、したがつてこの方法に
より得られたB4C焼結体を原料とすれば、任意形
状の中性子遮蔽材を得ることができる。
質カーボン、非晶質ボロンを焼結助剤としてB4C
粉末中に微量添加することによつて常圧焼結で理
論密度94％のものを得ることができるので、これ
を使用してもよい。なお、この場合は高密度であ
り、しかも常圧焼結であるため、複雑な形状の焼
結体の製造が容易になり、したがつてこの方法に
より得られたB4C焼結体を原料とすれば、任意形
状の中性子遮蔽材を得ることができる。
本願第１〜第３発明において混合ガスを構成す
るボロン化合物としてはBCl3等のハロゲン化ボ
ロン、水素化ボロン等を使用することができ、ま
た炭素化合物としては四塩化炭素等のハロゲン化
炭素、C3H8等の水素化炭素等を使用することが
でき、更にキヤリヤとしては水素ガス等を使用す
ることができる。
るボロン化合物としてはBCl3等のハロゲン化ボ
ロン、水素化ボロン等を使用することができ、ま
た炭素化合物としては四塩化炭素等のハロゲン化
炭素、C3H8等の水素化炭素等を使用することが
でき、更にキヤリヤとしては水素ガス等を使用す
ることができる。
一方、本願第１発明において1400℃〜1500℃に
保たれたB4C焼結体に、上記混合ガスを接触させ
る。
保たれたB4C焼結体に、上記混合ガスを接触させ
る。
また、本願第２、第３発明において1700℃〜
1900℃に保たれたB4C焼結体に、上記混合ガスを
接触させる。
1900℃に保たれたB4C焼結体に、上記混合ガスを
接触させる。
なお、本願第３発明ではB4C焼結体に接触させ
る上記混合ガス中のボロン化合物の混合割合を順
次高めるようにする。
る上記混合ガス中のボロン化合物の混合割合を順
次高めるようにする。
上記した本願第１〜第３発明における接触温度
の範囲外では、ボロン乃至炭素の結晶化が良好で
はなかつた。
の範囲外では、ボロン乃至炭素の結晶化が良好で
はなかつた。
（発明の効果）
以上、本願第１発明によればB4C焼結体に、
1400〜1500℃の比較的低温下でボロン化合物、炭
素化合物、キヤリヤからなる混合ガスを接触させ
るので、混合ガスはB4C焼結体表面層近傍の気孔
中に含浸され、ここでボロン乃至炭素を析出して
結晶化させる。
1400〜1500℃の比較的低温下でボロン化合物、炭
素化合物、キヤリヤからなる混合ガスを接触させ
るので、混合ガスはB4C焼結体表面層近傍の気孔
中に含浸され、ここでボロン乃至炭素を析出して
結晶化させる。
したがつて、本願第１発明によればB4C焼結体
の表面層の近傍に存在する気孔はBxCyの結晶に
よつて充填される。このため、中性子等の遮蔽効
果が高められると同時に、表面層の強度が強化さ
れる。
の表面層の近傍に存在する気孔はBxCyの結晶に
よつて充填される。このため、中性子等の遮蔽効
果が高められると同時に、表面層の強度が強化さ
れる。
また、本願第２発明においてはB4C焼結体に、
ボロン化合物、炭素化合物、キヤリヤからなる混
合ガスを接触させるが、第１発明に比べて1700〜
1900℃の比較的高温で接触させるため、B4C焼結
体表面層で混合ガス中のボロン乃至炭素が析出し
て結晶化され、B4C焼結体表面層面にBxCy被覆
層を形成する。
ボロン化合物、炭素化合物、キヤリヤからなる混
合ガスを接触させるが、第１発明に比べて1700〜
1900℃の比較的高温で接触させるため、B4C焼結
体表面層で混合ガス中のボロン乃至炭素が析出し
て結晶化され、B4C焼結体表面層面にBxCy被覆
層を形成する。
したがつて、本願第２発明においても中性子等
の遮蔽効果が高められると同時に、表面層の強度
が強化される。
の遮蔽効果が高められると同時に、表面層の強度
が強化される。
更に、本願第３発明においては上記第２発明に
おいてB4C焼結体に接触させる上記混合ガス中の
ボロン化合物の混合割合を順次高めるようにする
ものであるが、本願第３発明によればB4C焼結体
の表面層に形成されたBxCy被覆層は表面に近ず
くに従つてボロンの割合が高いため、中性子の遮
蔽がより効果的に行なわれる。
おいてB4C焼結体に接触させる上記混合ガス中の
ボロン化合物の混合割合を順次高めるようにする
ものであるが、本願第３発明によればB4C焼結体
の表面層に形成されたBxCy被覆層は表面に近ず
くに従つてボロンの割合が高いため、中性子の遮
蔽がより効果的に行なわれる。
なお、この場合B4C焼結体の表面層とBxCy被
覆層とが剥離したり、BxCy被覆層の内部におけ
る熱膨張係数の値が不連続にならないように混合
ガス中ボロン化合物の配合割合を極微量づつ増加
させるようにする。
覆層とが剥離したり、BxCy被覆層の内部におけ
る熱膨張係数の値が不連続にならないように混合
ガス中ボロン化合物の配合割合を極微量づつ増加
させるようにする。
以上要するに、本願第１〜第３発明によれば中
性子の遮蔽効果が向上すると同時に、B4C焼結体
の表面層の強度が強化され、核融合炉等の高温下
においてもB4C焼結体の高温強度が損なわれるこ
とがない。したがつて、本願発明によつて処理さ
れたB4C焼結体は高温強度材料としての利用の他
に、核融合炉用高性能中性子遮蔽材としての利用
が見込まれ、エネルギー確保のための有力な手段
となる。
性子の遮蔽効果が向上すると同時に、B4C焼結体
の表面層の強度が強化され、核融合炉等の高温下
においてもB4C焼結体の高温強度が損なわれるこ
とがない。したがつて、本願発明によつて処理さ
れたB4C焼結体は高温強度材料としての利用の他
に、核融合炉用高性能中性子遮蔽材としての利用
が見込まれ、エネルギー確保のための有力な手段
となる。
（実施例）
以下、この発明の実施例を示す。
実施例 １
AlF3、非晶質カーボン、非晶質ボロンを全体
でB4C粉末の４〜５％をメタノール中に懸濁さ
せ、B4C粉末をこの懸濁液中に入れ、一晩混合す
る。その後、真空乾燥し、粉砕ふるい分けをして
出発原料とする。
でB4C粉末の４〜５％をメタノール中に懸濁さ
せ、B4C粉末をこの懸濁液中に入れ、一晩混合す
る。その後、真空乾燥し、粉砕ふるい分けをして
出発原料とする。
この出発原料を金型プレス、ラバープレス処理
し、B4C成形体を得た。この成形体を真空炉を用
いてアルゴン雰囲気下で2200℃にて30分間焼成
し、理論密度94％の焼結体を得る。
し、B4C成形体を得た。この成形体を真空炉を用
いてアルゴン雰囲気下で2200℃にて30分間焼成
し、理論密度94％の焼結体を得る。
次に、上記のようにして得られたB4C焼結体を
1400〜1500℃に保ち、これにノズルより
BCl3 +CCl4 +H2混合ガスを吹き付けた。
1400〜1500℃に保ち、これにノズルより
BCl3 +CCl4 +H2混合ガスを吹き付けた。
これにより、B4C焼結体の表面層近傍にある気
孔はBxCyの結晶で充填され、B4C焼結体の表面
強化を図ることができた。
孔はBxCyの結晶で充填され、B4C焼結体の表面
強化を図ることができた。
実施例 ２
上記実施例１で得られたB4C焼結体を1700℃〜
1900℃に保ち、これにノズルよりBCl3 +CCl4 +H2
混合ガスを吹き付け、その後混合ガス中のCCl4
の配合量を徐々に減少させ、他の成分の配合量を
一定にしてノズルより吹き付けた。
1900℃に保ち、これにノズルよりBCl3 +CCl4 +H2
混合ガスを吹き付け、その後混合ガス中のCCl4
の配合量を徐々に減少させ、他の成分の配合量を
一定にしてノズルより吹き付けた。
この結果、B4C焼結体の表面層上にはボロンと
炭素が析出して結晶化し、BxCyの被覆層を形成
するが、この実施例では混合ガス中のCCl4の配
合量を徐々に減少させ、他の成分の配合量を一定
にしてノズルより吹き付けているため、B4C焼結
体の表面層上に析出されるボロンと炭素の量は
B4C組成より微量づつボロンの割合が増加し、最
終的にはB4C組成の化合物の形態で析出を終え
た。
炭素が析出して結晶化し、BxCyの被覆層を形成
するが、この実施例では混合ガス中のCCl4の配
合量を徐々に減少させ、他の成分の配合量を一定
にしてノズルより吹き付けているため、B4C焼結
体の表面層上に析出されるボロンと炭素の量は
B4C組成より微量づつボロンの割合が増加し、最
終的にはB4C組成の化合物の形態で析出を終え
た。
このように処理したB4C焼結体は表面がボロン
に富むため、中性子遮蔽効果が優れたものであつ
た。
に富むため、中性子遮蔽効果が優れたものであつ
た。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ B4C焼結体に、1400〜1500℃でボロン化合
物、炭素化合物、キヤリヤからなる混合ガスを接
触させ、B4C焼結体表面層近傍の気孔中に上記混
合ガスを含浸させるとともに、該気孔中で混合ガ
ス中のボロン乃至炭素を結晶化させてB4C焼結体
表面層を強化することを特徴とするB4C焼結体の
表面層改質法。 ２ B4C焼結体に、1700〜1900℃でボロン化合
物、炭素化合物、キヤリヤからなる混合ガスを接
触させ、B4C焼結体表面層で該混合ガス中のボロ
ン乃至炭素を結晶化させてB4C焼結体表面層面に
BxCy被覆層を形成することを特徴とするB4C焼
結体の表面層改質法。 ３ B4C焼結体に接触させる上記ボロン化合物、
炭素化合物、キヤリヤからなる混合ガス中のボロ
ン化合物の混合割合を順次高めることにより表面
に近づくに従つてボロンの割合が高いBxCy被覆
層を形成するようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲２項に記載のB4C焼結体の表面層改質
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61311652A JPH01172266A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Ｂ↓４ｃ焼結体の表面層改質法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61311652A JPH01172266A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Ｂ↓４ｃ焼結体の表面層改質法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172266A JPH01172266A (ja) | 1989-07-07 |
| JPH0331667B2 true JPH0331667B2 (ja) | 1991-05-08 |
Family
ID=18019858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61311652A Granted JPH01172266A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Ｂ↓４ｃ焼結体の表面層改質法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01172266A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5785003B2 (ja) * | 2011-06-29 | 2015-09-24 | 日本ファインセラミックス株式会社 | 複合材料の製造方法 |
| CN109940163B (zh) * | 2019-05-15 | 2020-12-11 | 四川大学 | 一种强化3d打印金属零部件表面耐磨性能的后处理方法 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61311652A patent/JPH01172266A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01172266A (ja) | 1989-07-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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