JPH0510304B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0510304B2 JPH0510304B2 JP61294772A JP29477286A JPH0510304B2 JP H0510304 B2 JPH0510304 B2 JP H0510304B2 JP 61294772 A JP61294772 A JP 61294772A JP 29477286 A JP29477286 A JP 29477286A JP H0510304 B2 JPH0510304 B2 JP H0510304B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- organic polymer
- resin
- porous body
- composite material
- 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.)
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はメカニカルシール等密封摺動部品とし
て特に有用な炭化珪素複合材に関するものであ
る。
て特に有用な炭化珪素複合材に関するものであ
る。
（従来の技術およびその問題点）
近年、開発された多くのセラミツクスの中で、
無加圧焼結炭化珪素は、耐摩耗性、耐食性に優れ
ていることから、メカニカルシール等の密封摺動
部品分野においても活発に用途開発がなされてき
た。
無加圧焼結炭化珪素は、耐摩耗性、耐食性に優れ
ていることから、メカニカルシール等の密封摺動
部品分野においても活発に用途開発がなされてき
た。
炭化珪素焼結体の製造方法としては、例えば特
開昭50−78609号公報、特開昭51−148712号公報
等に記載の方法がある。しかし、前記製造方法に
より得られる緻密質炭化珪素焼結体は摺動部品と
して使用した場合、潤滑不十分な条件下では摩擦
係数が高くなり、摺動相手材の摩耗が激しく、ま
た炭化珪素焼結体自体もクラツクを生じ易い欠点
があつた。
開昭50−78609号公報、特開昭51−148712号公報
等に記載の方法がある。しかし、前記製造方法に
より得られる緻密質炭化珪素焼結体は摺動部品と
して使用した場合、潤滑不十分な条件下では摩擦
係数が高くなり、摺動相手材の摩耗が激しく、ま
た炭化珪素焼結体自体もクラツクを生じ易い欠点
があつた。
この欠点を改良する方法として特開昭61−
58861号公報には、焼結助剤を含む炭化珪素粉末
を比較的低温で焼結し、炭化珪素多孔質焼結体
（以下、多孔体という）を得、これに熱硬化性樹
脂を含浸して摺動材を得る方法が記載されてい
る。前記方法により得られる摺動材は多孔体密度
が2.4ｇ／cm3以下では樹脂含浸後でも強度、耐摩
耗性ともに不十分であるため、実際には多孔体密
度2.68ｇ／cm3のものを用いている。しかし、その
場合、樹脂含有量が７重量％と少ないため、含浸
樹脂による潤滑作用も不十分なものであつた。
58861号公報には、焼結助剤を含む炭化珪素粉末
を比較的低温で焼結し、炭化珪素多孔質焼結体
（以下、多孔体という）を得、これに熱硬化性樹
脂を含浸して摺動材を得る方法が記載されてい
る。前記方法により得られる摺動材は多孔体密度
が2.4ｇ／cm3以下では樹脂含浸後でも強度、耐摩
耗性ともに不十分であるため、実際には多孔体密
度2.68ｇ／cm3のものを用いている。しかし、その
場合、樹脂含有量が７重量％と少ないため、含浸
樹脂による潤滑作用も不十分なものであつた。
（発明の目的）
本発明は、前記欠点を解決し、含有樹脂の十分
な潤滑作用で耐摩耗性が良好な摺動部材を提供す
ることを目的とする。
な潤滑作用で耐摩耗性が良好な摺動部材を提供す
ることを目的とする。
（問題点を解決するための技術的手段）
本発明は炭化珪素粉末が有機珪素化合物の熱分
解により生成する主としてSiとＣからなる無機物
により結合された多孔体に、有機高分子を含浸さ
せてなる炭化珪素−有機高分子複合材に関する。
解により生成する主としてSiとＣからなる無機物
により結合された多孔体に、有機高分子を含浸さ
せてなる炭化珪素−有機高分子複合材に関する。
本発明において、炭化珪素粉末としては、α，
βいずれでも良く、純度、粒径についても特別な
制限はないが、多孔体の強度を保持する上で、サ
ブミクロン粉末を用いることが望ましい。
βいずれでも良く、純度、粒径についても特別な
制限はないが、多孔体の強度を保持する上で、サ
ブミクロン粉末を用いることが望ましい。
有機珪素化合物としては、不活性ガス雰囲気
下、1000℃以上で熱処理することにより主として
SiとＣからなる無機物に転換されるものが用いら
れる。特に、珪素と炭素との結合を主な骨格成分
とする有機珪素重縮合体が好ましい。例えば、特
開昭51−126300号公報、特開昭52−112700号公
報、特開昭54−61299号公報および特開昭57−
16029号公報に記載されている主としてカルボシ
ラン骨格よりなる高分子有機珪素化合物が本発明
の使用に適している。
下、1000℃以上で熱処理することにより主として
SiとＣからなる無機物に転換されるものが用いら
れる。特に、珪素と炭素との結合を主な骨格成分
とする有機珪素重縮合体が好ましい。例えば、特
開昭51−126300号公報、特開昭52−112700号公
報、特開昭54−61299号公報および特開昭57−
16029号公報に記載されている主としてカルボシ
ラン骨格よりなる高分子有機珪素化合物が本発明
の使用に適している。
有機高分子としては熱可塑性樹脂、熱硬化、そ
の他の硬化性樹脂のいずれを用いてもよいが、経
済性、含浸の難易、摺動部材としての耐摩耗性、
潤滑性を考慮するとフエノール系、フラン系、エ
ポキシ系、不飽和ポリエステル系等の熱硬化性樹
脂および特開昭51−126300号公報に記載されてい
る有機珪素重縮合体が適している。
の他の硬化性樹脂のいずれを用いてもよいが、経
済性、含浸の難易、摺動部材としての耐摩耗性、
潤滑性を考慮するとフエノール系、フラン系、エ
ポキシ系、不飽和ポリエステル系等の熱硬化性樹
脂および特開昭51−126300号公報に記載されてい
る有機珪素重縮合体が適している。
本発明の炭化珪素−有機高分子複合材は以下の
製法により得られる。
製法により得られる。
まず炭化珪素粉末に結合剤として有機珪素化合
物を混合する。炭化珪素粉末と有機珪素化合物の
混合は加圧ニーダー等を用いて行う。この際、成
形性を良くするため、滑剤として例えば高級脂肪
酸等を添加してもよい。
物を混合する。炭化珪素粉末と有機珪素化合物の
混合は加圧ニーダー等を用いて行う。この際、成
形性を良くするため、滑剤として例えば高級脂肪
酸等を添加してもよい。
次いで得られた混合物を押出成形等により所望
の形状に成形し、これを焼成することにより多孔
体が得られる。焼成温度は1200〜2200℃、特に
1600〜2200℃が望ましい。温度が低すぎると多孔
体の強度が不十分となる。
の形状に成形し、これを焼成することにより多孔
体が得られる。焼成温度は1200〜2200℃、特に
1600〜2200℃が望ましい。温度が低すぎると多孔
体の強度が不十分となる。
本発明における多孔体は、炭化珪素粉末が焼結
助剤を用いず、有機珪素化合物の熱分解により生
成する主としてSiとＣからなる無機物により結合
された多孔体であるため、1.8〜2.4ｇ／cm3という
低密度であるにもかかわらず、25〜35Kg／mm2とい
う高強度を有する。
助剤を用いず、有機珪素化合物の熱分解により生
成する主としてSiとＣからなる無機物により結合
された多孔体であるため、1.8〜2.4ｇ／cm3という
低密度であるにもかかわらず、25〜35Kg／mm2とい
う高強度を有する。
次に、多孔体の有機高分子を含浸する。多孔体
への有機高分子の含浸は通常の方法、例えば多孔
体を真空で有機高分子に浸漬する方法で行われ
る。あるいはさらに、静水圧プレス等で有機高分
子を加圧することにより、気孔の細部まで十分に
有機高分子を含浸することができる。前記有機高
分子として熱硬化性樹脂を使用した場合は、さら
に熱硬化性樹脂を含浸させた多孔体を樹脂硬化温
度に加熱して、樹脂を硬化させる。
への有機高分子の含浸は通常の方法、例えば多孔
体を真空で有機高分子に浸漬する方法で行われ
る。あるいはさらに、静水圧プレス等で有機高分
子を加圧することにより、気孔の細部まで十分に
有機高分子を含浸することができる。前記有機高
分子として熱硬化性樹脂を使用した場合は、さら
に熱硬化性樹脂を含浸させた多孔体を樹脂硬化温
度に加熱して、樹脂を硬化させる。
以上により、耐摩耗性に優れた炭化珪素−有機
高分子複合材が得られる。
高分子複合材が得られる。
（実施例）
以下、実施例において本発明を説明する。
実施例 １
平均粒径0.3μmの炭化珪素粉末81重量部、ポリ
チタノカルボシラン10重量部およびステアリン酸
９重量部を加圧ニーダーを用いて90分間混合し
た。得られた混合物を粉砕後、押出成形によりパ
イプ状の成形体を得た。この成形体を550℃まで
ゆるやかに昇温し、ステアリン酸を脱脂後、1950
℃で焼成し、外径44mm、内径30mmの焼結体を得
た。この焼結体は密度2.05ｇ／cm3の多孔体であ
り、抗折強度は34.1Kg／mm2であつた。この焼結体
を厚さ10mmに切断して多孔体リングを得た。
チタノカルボシラン10重量部およびステアリン酸
９重量部を加圧ニーダーを用いて90分間混合し
た。得られた混合物を粉砕後、押出成形によりパ
イプ状の成形体を得た。この成形体を550℃まで
ゆるやかに昇温し、ステアリン酸を脱脂後、1950
℃で焼成し、外径44mm、内径30mmの焼結体を得
た。この焼結体は密度2.05ｇ／cm3の多孔体であ
り、抗折強度は34.1Kg／mm2であつた。この焼結体
を厚さ10mmに切断して多孔体リングを得た。
この多孔体リングにレゾールタイプのフエノー
ル樹脂を含浸後、150℃で30分熱硬化を行い、密
度2.52ｇ／cm3、樹脂含有率18.6重量％の複合材リ
ングを得た。
ル樹脂を含浸後、150℃で30分熱硬化を行い、密
度2.52ｇ／cm3、樹脂含有率18.6重量％の複合材リ
ングを得た。
得られた複合材リングに相手材として、フエノ
ール樹脂含浸カーボンを用い、100℃熱水中で、
摺動試験を行つた。試験条件は液圧７Kg／cm2、回
転数5000rpm、200時間であつた。摩耗量は複合
材側0.15μm、相手材側0.30μmであつた。
ール樹脂含浸カーボンを用い、100℃熱水中で、
摺動試験を行つた。試験条件は液圧７Kg／cm2、回
転数5000rpm、200時間であつた。摩耗量は複合
材側0.15μm、相手材側0.30μmであつた。
比較例 １
焼結助剤として炭化ホウ素粉末1.5重量部およ
びレゾールタイプフエノール樹脂5.6重量部とス
テアリン酸１重量部および残部が炭化珪素粉末か
らなる混合物をエタノール中で湿式ボールミル混
合後、エタノール留去し、粉砕した。得られた粉
末を1.0ton／cm2の圧力で静水圧プレスした後、真
空中1850℃で焼成し、外径44mm、内径30mm、厚さ
10mmの焼結体を得た。この多孔体の密度は2.75
ｇ／cm3、抗折強度は15.0Kg／mm2であつた。この多
孔体に実施例１と同様な方法でフエノール樹脂を
含浸硬化させたところ、密度2.93ｇ／cm3、樹脂含
有率6.3％であつた。実施例１と同条件で摺動試
験を行つた結果、摩耗量は複合材側0.5μm、相手
材側1.2μmであつた。
びレゾールタイプフエノール樹脂5.6重量部とス
テアリン酸１重量部および残部が炭化珪素粉末か
らなる混合物をエタノール中で湿式ボールミル混
合後、エタノール留去し、粉砕した。得られた粉
末を1.0ton／cm2の圧力で静水圧プレスした後、真
空中1850℃で焼成し、外径44mm、内径30mm、厚さ
10mmの焼結体を得た。この多孔体の密度は2.75
ｇ／cm3、抗折強度は15.0Kg／mm2であつた。この多
孔体に実施例１と同様な方法でフエノール樹脂を
含浸硬化させたところ、密度2.93ｇ／cm3、樹脂含
有率6.3％であつた。実施例１と同条件で摺動試
験を行つた結果、摩耗量は複合材側0.5μm、相手
材側1.2μmであつた。
比較例 ２
比較例１と同様な方法で得られた成形体を真空
中で2100℃で焼結し、密度3.16ｇ／cm3の焼結体を
得た。抗折強度は49Kg／mm2であつた。樹脂含浸は
行わず、実施例１と同様な条件で摺動試験を行つ
た結果、焼結体側摩耗量は5.1μm、相手材側は
4.5μmと激しく摩耗していた。
中で2100℃で焼結し、密度3.16ｇ／cm3の焼結体を
得た。抗折強度は49Kg／mm2であつた。樹脂含浸は
行わず、実施例１と同様な条件で摺動試験を行つ
た結果、焼結体側摩耗量は5.1μm、相手材側は
4.5μmと激しく摩耗していた。
（発明の効果）
本発明による炭化珪素−有機高分子複合材は、
炭化珪素と有機高分子とからなり、後者の潤滑作
用により、炭化珪素単独のものよりはるかに低い
摩擦係数を示す。また本発明の炭化珪素−有機高
分子複合材は、十分な強度および硬度を持つてお
り、したがつて、本発明の炭化珪素−有機高分子
複合材は、潤滑性と耐摩耗性を兼備した優れた摺
動部材である。さらに、炭化珪素多孔体を製造す
る際に、ほとんど収縮がないことも、寸法精度良
く摺動部材を製造する上で有利である。
炭化珪素と有機高分子とからなり、後者の潤滑作
用により、炭化珪素単独のものよりはるかに低い
摩擦係数を示す。また本発明の炭化珪素−有機高
分子複合材は、十分な強度および硬度を持つてお
り、したがつて、本発明の炭化珪素−有機高分子
複合材は、潤滑性と耐摩耗性を兼備した優れた摺
動部材である。さらに、炭化珪素多孔体を製造す
る際に、ほとんど収縮がないことも、寸法精度良
く摺動部材を製造する上で有利である。
Claims (1)
- １ 炭化珪素粉末が有機珪素化合物の熱分解によ
り生成する主としてSiとＣとからなる無機物によ
り結合されており、密度が1.8〜2.4ｇ／cm3である
炭化珪素多孔質焼結体に、有機高分子を含浸させ
てなる炭化珪素−有機高分子複合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29477286A JPS63147881A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 炭化珪素−有機高分子複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29477286A JPS63147881A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 炭化珪素−有機高分子複合材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63147881A JPS63147881A (ja) | 1988-06-20 |
| JPH0510304B2 true JPH0510304B2 (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=17812095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29477286A Granted JPS63147881A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 炭化珪素−有機高分子複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63147881A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009054574B3 (de) * | 2009-12-11 | 2011-03-03 | Sgl Carbon Se | Wärmetauscherrohr oder Wärmetauscherplatte mit offenporigem Siliciumcarbidnetzwerk und Verfahren zu deren Herstellung |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5848503A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JPS61132575A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-20 | イビデン株式会社 | 炭化ケイ素質複合体 |
| JPS61174182A (ja) * | 1985-01-26 | 1986-08-05 | イビデン株式会社 | 寸法精度と摺動特性の優れた炭化珪素質複合体の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP29477286A patent/JPS63147881A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63147881A (ja) | 1988-06-20 |
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