JPH0536384B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0536384B2 JPH0536384B2 JP59050365A JP5036584A JPH0536384B2 JP H0536384 B2 JPH0536384 B2 JP H0536384B2 JP 59050365 A JP59050365 A JP 59050365A JP 5036584 A JP5036584 A JP 5036584A JP H0536384 B2 JPH0536384 B2 JP H0536384B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sic
- strength
- weight
- fibers
- matrix
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明はセラミツクをSiC繊維で強化して強度
向上、脆性改善を計つた繊維で強化された複合セ
ラミツクスの製造法に関するものである。 従来、原料のガラス粉末とSiC繊維との混合泥
漿からグリーンシートを成形し、そのシートを積
層接着後、ホツトプレスで焼成し再処理によりマ
トリツクスの結晶化を行つたβ−スポジユメン−
SiC繊維系の公知技術がある。 また、SiC繊維でプリフオーム体を形成し、こ
れにSiC泥漿を含浸させて成形する方法やまた
は、これらの泥漿を鋳込み成形や、これらの混練
物を押出し成形したものをホツトプレスもしくは
反応焼結により焼成したSiC−SiC繊維系の公知
技術がある。 以上のいずれの公知技術ともホツトプレスを用
いる場合は、複数形状品の対応には不適であり、
また前者技術ではホツトプレスで焼成後再処理の
結晶化工程を別に必要とするために製造原価が高
くなる。また後者の反応焼結の場合はその焼結体
の耐熱強度が弱い問題点がある。 本発明は以上の問題点を解決し、ホツトプレス
や結晶化のための熱処理工程を必要としない、生
産性にすぐれた複合セラミツクスの製造法によつ
て、強度向上と脆性改善を計り、利用分野への適
用を拡大したものである。その要旨は、ペタライ
ト、リチウム長石等の結晶質原料粉末にSiC繊維
を10〜50重量％含有した素地を混練し、押出また
は射出成形法にて成形後、樹脂抜きして、更にア
イソスタテイツクプレス後に、1250〜1350℃の非
酸化雰囲気中にて焼結し、マトリツクスの主たる
結晶相がβ−スポジユメンより成ることを特徴と
する繊維で強化された複合セラミツクスの製造法
を提供するものである。 以下、本発明につき詳細に解説する。 SiC繊維を10〜50重量％の含有範囲に限定した
理由は、10重量％以下では抗折強度が所期する
900Kg／cm2以上を確保することが出来ず、強化へ
の効果が少ないためであり、50重量％以上では添
加量のわりには強度が向上せず、またSiC繊維が
高価でコスト高となる。また成形性や焼結後の外
観が悪くなるためである。 また、押出成形法と射出成形法を採用した理由
は、プレス成形では繊維含有のため成形ギレが多
発し、鋳込み成形では寸法精度および生産性に劣
るためであり、グリーンシート積層法では目的形
状への成形が困難である。その点押出成形では単
純形状品の成形性や生産性が良好であり、射出成
形では複雑形状品の成形性や生産性に優れるため
である。 成形体の樹脂抜き後更にアイソスタテイツクプ
レスを採用した理由は、従来技術では焼結後の密
度を上げるためにホツトプレスを採用している
が、これは上記した如く単純形状品だけに適用出
来て複雑形状品には無理である。その点、押出や
射出成形後樹脂抜きして、更にアイソスタテイツ
クプレスによりグリーン密度を向上したのち、非
加圧焼結することにより、焼結後の密度を所望の
レベルに確保し、強度を向上させることができ
る。このアイソスタテイツクプレスは、複雑形状
品において特に好ましく適用出来る。 非酸化雰囲気中での焼成を行なう理由として従
来技術は真空中またはアルゴン等不活性ガス中で
ホツトプレスしている。大気雰囲気中ではSiC繊
維が酸化分解し、ガスを発生し表面層に多量の気
泡が出来、強度が低下する。発泡しない程度の焼
成温度では強度向上が望めない。N2雰囲気中が
最も良好であり、真空中やアルゴンまたはH2お
よびこの混合雰囲気中でも可能である。 以上にて焼結したものは、マトリツクスの主た
る結晶相がβ−スポジユメンであるが、使用する
原料としては、Li2O・Al2O3・8SiO2の結晶組成
のペタライトが良好であり、その他にLi2O・
Al2O3・6SiO2の結晶組成のリチウム長石が使用
出来る。本願発明は、これらの結晶質原料粉末に
SiC繊維を含有させた素地を混練して用いるもの
である。 本発明の製造法で得られた複合セラミツクス
は、脆性が改善され抗折強度が910〜1940Kg／cm2
と大きく強化され、SiC繊維の無含有セラミツク
スは790Kg／cm2であつた。 本発明はデイーゼルエンジンのチヤンバーや一
般エンジンのポートライナー等の製造に利用する
ことが出来る。 以下、実施例につき具体的に述べる。 実施例 ペタライト粉末に日本カーボン製で商品名ニカ
ロンの径10〜20μｍ、長さ６mmのSiC繊維を０、
８、10、20、40、50、55重量％含有させる様調合
し、これら100重量部の各々に対してメチルセル
ローズを６重量％と水36重量％を添加して充分混
練後、押出成形機で径５mmφを押出し乾燥後、長
さ50mmに切断し、500℃中にて樹脂抜き後、ゴム
チユーブに入れ密閉して1500Kg／cm2でアイソスタ
テイツクプレスを行つた。これをN2雰囲気下の
1280℃中１時間加熱して焼結した。 これらの試料を三点曲げ試験機にて抗折強度を
測定し、また相対密度を繊維の密度2.55、マトリ
ツクスの密度2.365としてマトリツクス部のみの
算出を行い下表に示した。 また、粉末Ｘ線回折による同定の結果、主結晶
相はβスポジユメンとβ−SiCであつた。
向上、脆性改善を計つた繊維で強化された複合セ
ラミツクスの製造法に関するものである。 従来、原料のガラス粉末とSiC繊維との混合泥
漿からグリーンシートを成形し、そのシートを積
層接着後、ホツトプレスで焼成し再処理によりマ
トリツクスの結晶化を行つたβ−スポジユメン−
SiC繊維系の公知技術がある。 また、SiC繊維でプリフオーム体を形成し、こ
れにSiC泥漿を含浸させて成形する方法やまた
は、これらの泥漿を鋳込み成形や、これらの混練
物を押出し成形したものをホツトプレスもしくは
反応焼結により焼成したSiC−SiC繊維系の公知
技術がある。 以上のいずれの公知技術ともホツトプレスを用
いる場合は、複数形状品の対応には不適であり、
また前者技術ではホツトプレスで焼成後再処理の
結晶化工程を別に必要とするために製造原価が高
くなる。また後者の反応焼結の場合はその焼結体
の耐熱強度が弱い問題点がある。 本発明は以上の問題点を解決し、ホツトプレス
や結晶化のための熱処理工程を必要としない、生
産性にすぐれた複合セラミツクスの製造法によつ
て、強度向上と脆性改善を計り、利用分野への適
用を拡大したものである。その要旨は、ペタライ
ト、リチウム長石等の結晶質原料粉末にSiC繊維
を10〜50重量％含有した素地を混練し、押出また
は射出成形法にて成形後、樹脂抜きして、更にア
イソスタテイツクプレス後に、1250〜1350℃の非
酸化雰囲気中にて焼結し、マトリツクスの主たる
結晶相がβ−スポジユメンより成ることを特徴と
する繊維で強化された複合セラミツクスの製造法
を提供するものである。 以下、本発明につき詳細に解説する。 SiC繊維を10〜50重量％の含有範囲に限定した
理由は、10重量％以下では抗折強度が所期する
900Kg／cm2以上を確保することが出来ず、強化へ
の効果が少ないためであり、50重量％以上では添
加量のわりには強度が向上せず、またSiC繊維が
高価でコスト高となる。また成形性や焼結後の外
観が悪くなるためである。 また、押出成形法と射出成形法を採用した理由
は、プレス成形では繊維含有のため成形ギレが多
発し、鋳込み成形では寸法精度および生産性に劣
るためであり、グリーンシート積層法では目的形
状への成形が困難である。その点押出成形では単
純形状品の成形性や生産性が良好であり、射出成
形では複雑形状品の成形性や生産性に優れるため
である。 成形体の樹脂抜き後更にアイソスタテイツクプ
レスを採用した理由は、従来技術では焼結後の密
度を上げるためにホツトプレスを採用している
が、これは上記した如く単純形状品だけに適用出
来て複雑形状品には無理である。その点、押出や
射出成形後樹脂抜きして、更にアイソスタテイツ
クプレスによりグリーン密度を向上したのち、非
加圧焼結することにより、焼結後の密度を所望の
レベルに確保し、強度を向上させることができ
る。このアイソスタテイツクプレスは、複雑形状
品において特に好ましく適用出来る。 非酸化雰囲気中での焼成を行なう理由として従
来技術は真空中またはアルゴン等不活性ガス中で
ホツトプレスしている。大気雰囲気中ではSiC繊
維が酸化分解し、ガスを発生し表面層に多量の気
泡が出来、強度が低下する。発泡しない程度の焼
成温度では強度向上が望めない。N2雰囲気中が
最も良好であり、真空中やアルゴンまたはH2お
よびこの混合雰囲気中でも可能である。 以上にて焼結したものは、マトリツクスの主た
る結晶相がβ−スポジユメンであるが、使用する
原料としては、Li2O・Al2O3・8SiO2の結晶組成
のペタライトが良好であり、その他にLi2O・
Al2O3・6SiO2の結晶組成のリチウム長石が使用
出来る。本願発明は、これらの結晶質原料粉末に
SiC繊維を含有させた素地を混練して用いるもの
である。 本発明の製造法で得られた複合セラミツクス
は、脆性が改善され抗折強度が910〜1940Kg／cm2
と大きく強化され、SiC繊維の無含有セラミツク
スは790Kg／cm2であつた。 本発明はデイーゼルエンジンのチヤンバーや一
般エンジンのポートライナー等の製造に利用する
ことが出来る。 以下、実施例につき具体的に述べる。 実施例 ペタライト粉末に日本カーボン製で商品名ニカ
ロンの径10〜20μｍ、長さ６mmのSiC繊維を０、
８、10、20、40、50、55重量％含有させる様調合
し、これら100重量部の各々に対してメチルセル
ローズを６重量％と水36重量％を添加して充分混
練後、押出成形機で径５mmφを押出し乾燥後、長
さ50mmに切断し、500℃中にて樹脂抜き後、ゴム
チユーブに入れ密閉して1500Kg／cm2でアイソスタ
テイツクプレスを行つた。これをN2雰囲気下の
1280℃中１時間加熱して焼結した。 これらの試料を三点曲げ試験機にて抗折強度を
測定し、また相対密度を繊維の密度2.55、マトリ
ツクスの密度2.365としてマトリツクス部のみの
算出を行い下表に示した。 また、粉末Ｘ線回折による同定の結果、主結晶
相はβスポジユメンとβ−SiCであつた。
【表】
以上の特性調査の外に、射出成形機を用いて繊
維含有量20、50％のものにつきターボチヤジヤロ
ーターの成形と樹脂抜き後のアイソスタテイツク
プレスおよび焼結テストを行つたところ、外観に
ついては良好な結果を得ることが出来た。 本発明は上記の如く、単純形状品から複雑形状
品の作成に適し、かつ脆性の改善と強度向上によ
り、その適用を拡大したもので今後の利用への期
待は大きい。
維含有量20、50％のものにつきターボチヤジヤロ
ーターの成形と樹脂抜き後のアイソスタテイツク
プレスおよび焼結テストを行つたところ、外観に
ついては良好な結果を得ることが出来た。 本発明は上記の如く、単純形状品から複雑形状
品の作成に適し、かつ脆性の改善と強度向上によ
り、その適用を拡大したもので今後の利用への期
待は大きい。
Claims (1)
- １ 結晶質原料粉末にSiC繊維を10〜50重量％含
有した素地を混練し、押出または射出成形法にて
成形後、樹脂抜きして、更にアイソスタテイツク
プレス後に、1250〜1350℃の非酸化雰囲気中にて
焼結し、マトリツクスの主たる結晶相がβ−スポ
ジユメンより成ることを特徴とする繊維で強化さ
れた複合セラミツクスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050365A JPS60195064A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 繊維で強化された複合セラミックスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050365A JPS60195064A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 繊維で強化された複合セラミックスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195064A JPS60195064A (ja) | 1985-10-03 |
| JPH0536384B2 true JPH0536384B2 (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=12856860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59050365A Granted JPS60195064A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 繊維で強化された複合セラミックスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195064A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4769346A (en) * | 1986-10-24 | 1988-09-06 | Corning Glass Works | Whisker composite ceramics for metal extrusion or the like |
| JPH11240749A (ja) * | 1998-02-27 | 1999-09-07 | Taiheiyo Cement Corp | 繊維強化セラミックスおよびその製造方法 |
| JP4540239B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2010-09-08 | 京セラ株式会社 | アルミノシリケート系焼結体及びこれを用いた応力緩和部材 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5520259A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-13 | Ngk Spark Plug Co | Production of high density sintered body |
| JPS56109186A (en) * | 1980-02-04 | 1981-08-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Monitoring method for shielding gas for welding |
| US4324843A (en) * | 1980-02-13 | 1982-04-13 | United Technologies Corporation | Continuous length silicon carbide fiber reinforced ceramic composites |
| SE426815B (sv) * | 1981-03-10 | 1983-02-14 | Asea Ab | Sett att framstella foremal av keramik |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59050365A patent/JPS60195064A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60195064A (ja) | 1985-10-03 |
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