JPH04280887A - 窒化ホウ素(bn)系複合材 - Google Patents

窒化ホウ素(bn)系複合材

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JPH04280887A
JPH04280887A JP3043853A JP4385391A JPH04280887A JP H04280887 A JPH04280887 A JP H04280887A JP 3043853 A JP3043853 A JP 3043853A JP 4385391 A JP4385391 A JP 4385391A JP H04280887 A JPH04280887 A JP H04280887A
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JP
Japan
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boron nitride
sintered body
composite sintered
molten steel
surface layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP3043853A
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English (en)
Inventor
Hiromichi Ota
太田 広道
Seijiro Tanaka
征二郎 田中
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JFE Refractories Corp
Original Assignee
Kawasaki Refractories Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば溶鋼等侵食性の
高い溶融金属の処理に用いる窒化ホウ素(BN)系複合
材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より水平連続鋳造用の鋳型とタンデ
ィシュを接続する耐火物(いわゆるブレークリング)や
、タンディシュの溶鋼温度測定用の熱電対保護管の構成
材料として、例えば窒化ケイ素(以下、Si3 N4 
と記載する)−窒化ホウ素(以下、BNと記載する)系
複合焼結体あるいはサイアロン−BN系複合焼結体等の
反応焼結法ないしは常圧焼結法によって得られるBN系
複合材が使用されてきた。このようなBN系複合材は、
1500℃前後の温度下で溶鋼に曝される結果、溶鋼と
の化学的な反応によって損耗することに加えて、ほぼ気
孔率25〜35%の割合で存在する該BN系複合材の気
孔中に溶鋼が侵入して凝固し、溶鋼の動きによって物理
的に摩耗除去される等の、激しい摩耗作用を受ける条件
下で使用される。
【0003】このため、耐侵食性の向上を図るために、
組織の緻密化を図る目的で、例えば特開昭56−120
575号公報では、組織の緻密化を図るために原料に窒
化アルミニウム(AlN)を添加したSi3 N4 −
BN系複合焼結体が開示され、また特願昭58−158
783号では、同じく原料にアルミナ(Al2 O3 
)を添加したSi3 N4 −BN系複合焼結体等が提
案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭56−120575号公報記載の、および特願昭5
8−158783号のSi3 N4−BN系複合焼結体
はいずれも溶鋼に対する耐侵食性の向上に一定の効果は
認められるものの、依然として10%程度の気孔率を有
するために、特に侵食性の高いステンレス鋼に対する場
合には上述した気孔中に溶鋼が侵入して凝固し、溶鋼の
動きによって物理的に摩耗される損耗メカニズムを解消
するには至らず、長時間の使用では問題があった。
【0005】さらに上記AlN及びAl2 O3 を原
料中に配合することによって耐熱衝撃性が低下すること
が指摘されている。本発明は上記従来の事情に鑑み、提
案されたものであって、耐熱衝撃性を損なうことなく、
溶鋼に対する耐侵食性を向上させたBN系複合材を提供
することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の手段を採用する。すなわち、窒化ケイ
素(Si3 N4 )−窒化ホウ素(BN)系複合焼結
体あるいはサイアロン−窒化ホウ素(BN)系複合焼結
体を、アルミナ(Al2 O3 )、ジルコニア(Zr
O2 )、マグネシア(MgO)、スピネル(MgAl
2 O4)のうちから選ばれる1種以上の物質を焼結さ
せた表面層で被覆した窒化ホウ素(BN)系複合材であ
る。
【0007】
【作用】上記の構成によれば、いずれも溶鋼等に対する
耐侵食性に優れた材料であるAl2 O3 、ZrO2
 、MgO、MgAl2 O4 の内から選ばれる1種
以上の物質を焼結して得られた表面層は、該BN系複合
材の表面から侵入しようとする溶鋼等に対して防御する
機能を有するとともに、基材であるBN系複合材の熱伝
導率を大幅に変化させることがないので耐熱衝撃性が低
下することはない。
【0008】上記表面層は、含浸法や塗布法、CVDな
どの形成方法があるが、基材であるBN系複合材との密
着性が高く、高温使用下でも基材との剥離が生じない方
法として含浸法等が好ましい。また、表面層の厚みは溶
融金属の侵食を防止する目的のためには、10μm 以
上が要求され、逆に該表面層が厚すぎると熱伝導率の低
い表面層との膨張率の差から耐熱衝撃性が低下し、表面
層の剥離を生ずることがあり、好ましくは30〜300
μm が好適と確認できた。このような表面層の厚みは
含浸時間、塗布作業手段の選択、コーティング時間等、
各形成方法でのファクターを調節することで任意にコン
トロールすることができる。
【0009】
【実施例】以下、実施例を基に、本発明を具体的に説明
する。 ○実施例1 気孔率25%のサイアロン−BN系複合焼結体の一面を
アルミナ(Al2 O3 )ゾル中に浸漬し、他面より
真空吸引してアルミナゾルを含浸させた。その後、この
サイアロン−BN系複合焼結体を乾燥させた後、N2 
雰囲気中、1600℃で焼成し、150μmの厚み(E
PMA Electron probe microa
nalyser による線分析で測定)をもつ、Al2
 O3 の表面層を形成させ、実施例1を得た。
【0010】このようにして得られたサイアロン−BN
系複合焼結体を溶融したステンレス鋼(SUS304)
中に1550℃で5時間浸漬し、侵食量を調べた。尚、
比較材として上記処理を施さない気孔率25%のサイア
ロン−BN系複合焼結体も同条件で溶融したステンレス
鋼(SUS304)中に浸漬し、侵食量を調べた。その
結果、比較材のサイアロン−BN系複合焼結体は、表面
より4.5mmの深さまで溶鋼による侵食が進み、試料
が損耗していたのに対して、上記実施例では溶鋼による
侵食が全く認められず、損耗量は0であった。
【0011】また、上記実施例1の熱伝導率は0.02
cal/cm・sec ・℃であり、比較材の熱伝導率
と殆ど変わらない値を示し、耐熱衝撃性も従来と同等の
性能を有するものと判断できる。 ○実施例2 気孔率32%のSi3 N4 −BN系複合焼結体をジ
ルコニア(ZrO2 )ゾル中に浸漬し、他面より真空
吸引してジルコニアゾルを含浸させた。その後、このS
i3 N4 −BN系複合焼結体を乾燥させた後、N2
 雰囲気中、1500℃で焼成し、40μmの厚み(E
PMAによる線分析で測定)をもつ、ZrO2 の表面
層を形成させ、実施例2を得た。
【0012】このようにして得られたSi3 N4 −
BN系複合焼結体を溶融したステンレス鋼(SUS30
4)中に1550℃で5時間浸漬し、侵食量を調べた。 尚、比較材として上記処理を施さない気孔率25%のS
i3 N4 −BN系複合焼結体も同条件で溶融したス
テンレス鋼(SUS304)中に浸漬し、侵食量を調べ
た。その結果、比較材のサイアロン−BN系複合焼結体
は、表面より7.0mmの深さまで溶鋼による侵食が進
み、試料が損耗していたのに対して、上記実施例では溶
鋼による侵食深さは僅かに0.3mmであった。
【0013】また、上記実施例2の熱伝導率も0.02
cal/cm・sec ・℃であり、比較材の熱伝導率
と殆ど変わらない値を示し、耐熱衝撃性も従来と同等の
性能を有するものと判断できる。本発明は上記2例の実
施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で該窒化ホウ素系複合材の使用条件に則して種
々の応用が可能があることはいうまでもない。
【0014】
【発明の効果】以上のように本発明によるBN系複合材
は、Si3 N4 −BNあるいはサイアロン−BN系
複合焼結体の表面に高耐侵食性のAl2 O3 、Zr
O2 、MgO、MgAl2 O4 を焼結させた表面
層により、耐熱衝撃性を低下させることなくステンレス
鋼のような侵食性の高い溶鋼に対しても優れた耐侵食性
を有するものであり、また例えば水平連続鋳造用の鋳型
とタンディシュを接続する耐火物(いわゆるブレークリ
ング)や、タンディシュの溶鋼温度測定用の熱電対保護
管の構成材料として使用した場合には、長時間安定鋳造
や連続測温等を可能にする効果がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  窒化ケイ素(Si3 N4 )−窒化
    ホウ素(BN)系複合焼結体あるいはサイアロン−窒化
    ホウ素(BN)系複合焼結体を、アルミナ(Al2 O
    3 )、ジルコニア(ZrO2 )、マグネシア(Mg
    O)、スピネル(MgAl2 O4 )のうちから選ば
    れる1種以上の物質を焼結させた表面層で被覆すること
    を特徴とするBN系複合材。
JP3043853A 1991-03-08 1991-03-08 窒化ホウ素(bn)系複合材 Pending JPH04280887A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131141A (ja) * 2000-10-27 2002-05-09 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd 温度測定器
JP2002156286A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd 熱電対
CN104761271A (zh) * 2015-04-02 2015-07-08 安徽纽亚达科技有限责任公司 一种镁铝尖晶石-BN-Sialon复相耐火原料及其制备方法
CN111069579A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 浙江红鹰铭德高温材料科技有限公司 长寿命中间包整体冲击桶、配方及其制作工艺

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