JPH0561232B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0561232B2 JPH0561232B2 JP13609285A JP13609285A JPH0561232B2 JP H0561232 B2 JPH0561232 B2 JP H0561232B2 JP 13609285 A JP13609285 A JP 13609285A JP 13609285 A JP13609285 A JP 13609285A JP H0561232 B2 JPH0561232 B2 JP H0561232B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sic
- ceramic body
- whisker
- sio
- whiskers
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、SiCウイスカーが骨格を形成しその
表層部がSiO2成分により一体結合した三次元網
目セル構造の多孔質複合セラミツク体を製造する
方法に関する。 〔従来の技術〕 通気性を備える多孔質セラミツク体は、高温で
使用される材、断熱材あるいは触媒担体などの
用途に有用されている。このうち、SiCを構成材
料とするものは腐食性を伴う高熱環境においても
安定使用できる材質特性を有することから実用性
の期待も大きい。 ところが、SiC粉粒体を結合材の介在下に焼結
して形成する従来の製法はかさ比重、空隙率など
の組織特性を調整することが難かしく、また得ら
れる多孔質SiC体の機械的強度が十分でない難点
があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、従来技術で不足していた上記の問題
点、すなわち多孔組織特性のプロセス制御および
成形体強度の向上改善を図る目的で開発されたも
のである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の構成は、SiCウイスカーを水または有
機溶剤に分散したのち常圧もしくは加圧下に過
成形し、得られた集合ケークを酸化雰囲気中900
〜1800℃の温度で焼成してSiCウイスカー面に
SiO2皮膜層を形成することを特徴とする。 本発明で対象とするSiCウイスカーは、直径0.1
〜1.0μｍ、長さ50〜200μｍの高アスペクト性状
と、密度3.19ｇ／cm3、引張り強さ300〜1400Kg／
mm2、引張り弾性率40〜70t／mm2、耐熱度1600℃
（空気中）の物理特性を有するβ−SiCの針状単
結晶である。 出発原料として予め長さおよびアスペクト性状
分布の揃つたSiCウイスカーを準備し、これを水
またはアルコール、アセトンもしくはエーテルな
どの有機溶剤中に投入し、撹拌装置を用いてウイ
スカー成分が均一に分散するまで撹拌する。用い
るSiCウイスカーが相互に絡みあつた凝集形態を
呈する場合には、これを適宜な手段によつて解き
ほぐしておくことが分散性を高めるために有効で
あり、また、水または有機溶剤はウイスカーの５
〜20倍容量の範囲で使用することが操作の円滑性
を保つ上で望ましい。 この場合、分散液媒としてコロイドけい酸を混
和した水またはシラン系のカツプリング剤を溶解
した有機溶剤を用いることができ、この方法を採
ることにより結合力の向上が図れる。 分散液はついで成形用の加圧過槽に流入し、
常圧または所定の空気圧を加えながら過する。
得られた湿潤ウイスカー成形体は、必要により密
度統制のため圧縮したのち加熱乾燥される。 乾燥後のSiCウイスカー集合ケークは電気炉な
どの高温加熱炉に移し、大気中あるいは炉内に酸
素、水蒸気などを導入した状態の酸化雰囲気に保
持しながら900〜1800℃の温度域で焼成する。焼
成は、SiCウイスカーの表面が酸化され、または
SiCウイスカー面に付着した分散液媒添加のコロ
イドけい酸、シランカツプリング剤などの添加に
よつてSiO2の被膜層が形成されるまでおこなわ
れる。 このようにして製造されるセラミツク体は、
SiCウイスカーが骨格を形成しその表層部がSiO2
成分により一体に結合した高強度の複合組成を有
し、通気性の三次元網目セル構造を備える均質多
孔組織を呈する。 〔作用〕 本発明においては、SiCウイスカー分散液の
過段階で個々のウイスカーが無方向に積層した集
合ケークとして成形され、これが優れた通気性の
三次元網目セル構造の形成に作用する。また、最
終的に得られる多孔質複合セラミツク体の多孔組
織特性（かき比重、空隙率、Vf等）は出発原料
に用いるSiCウイスカーの長さとアスペクト性
状、過操作時の加圧度合および過後の湿潤ウ
イスカー成形体の圧縮度合のいずれかまたは全部
を適用することによりプロセス的に制御される。
焼成段階は脆弱な多孔成形体を複合組織に転化し
て機械的強度の向上を図る工程で、形成された
SiO2被膜の相互融着と一体的結晶化による相乗
作用に基づいて効果的な強度付与がもたらされ
る。 実施例 １ 直径1.0〜0.5μｍ、長さ50〜100μｍのβ−SiCウ
イスカーを10倍容量の純水と共に過流型撹拌槽に
入れ10秒間回転撹拌してウイスカー成分を均質に
分散させた。 分散液を円筒状槽をセツトした過装置を用
いて過成形し、湿潤ウイスカー成形体を乾燥し
て集合ケークを得たが、この工程の条件を次のよ
うに相違させて操作した。 (1) 過操作を常圧でおこない、湿潤ウイスカー
成形体をそのまま乾燥した（Run No.１）。 (2) 槽に上部に５Kg／cm2の空気圧を導入しなが
ら過成形し、湿潤ウイスカー成形体をそのま
ま乾燥した（Run No.２）。 (3) 上記(2)と同一条件で加圧過成形した湿潤ウ
イスカー成形体を上下方向から200Kg／cm2の加
圧力で均等に圧搾した（Run No.３）。 このようにして形成した多孔組織特性の異なる
３種類のSiCウイスカー集合ケークを電気炉に移
し、大気中で1000℃の温度に1.0時間保持して焼
結処理をおこない、SiCウイスカー面にSiO2を連
続被膜層を生成した。 得られた各SiC−SiO2組成の多孔質複合セラミ
ツク体の各種多孔組織特性ならびに強度特性を測
定し、下表に対比して示した。
表層部がSiO2成分により一体結合した三次元網
目セル構造の多孔質複合セラミツク体を製造する
方法に関する。 〔従来の技術〕 通気性を備える多孔質セラミツク体は、高温で
使用される材、断熱材あるいは触媒担体などの
用途に有用されている。このうち、SiCを構成材
料とするものは腐食性を伴う高熱環境においても
安定使用できる材質特性を有することから実用性
の期待も大きい。 ところが、SiC粉粒体を結合材の介在下に焼結
して形成する従来の製法はかさ比重、空隙率など
の組織特性を調整することが難かしく、また得ら
れる多孔質SiC体の機械的強度が十分でない難点
があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、従来技術で不足していた上記の問題
点、すなわち多孔組織特性のプロセス制御および
成形体強度の向上改善を図る目的で開発されたも
のである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の構成は、SiCウイスカーを水または有
機溶剤に分散したのち常圧もしくは加圧下に過
成形し、得られた集合ケークを酸化雰囲気中900
〜1800℃の温度で焼成してSiCウイスカー面に
SiO2皮膜層を形成することを特徴とする。 本発明で対象とするSiCウイスカーは、直径0.1
〜1.0μｍ、長さ50〜200μｍの高アスペクト性状
と、密度3.19ｇ／cm3、引張り強さ300〜1400Kg／
mm2、引張り弾性率40〜70t／mm2、耐熱度1600℃
（空気中）の物理特性を有するβ−SiCの針状単
結晶である。 出発原料として予め長さおよびアスペクト性状
分布の揃つたSiCウイスカーを準備し、これを水
またはアルコール、アセトンもしくはエーテルな
どの有機溶剤中に投入し、撹拌装置を用いてウイ
スカー成分が均一に分散するまで撹拌する。用い
るSiCウイスカーが相互に絡みあつた凝集形態を
呈する場合には、これを適宜な手段によつて解き
ほぐしておくことが分散性を高めるために有効で
あり、また、水または有機溶剤はウイスカーの５
〜20倍容量の範囲で使用することが操作の円滑性
を保つ上で望ましい。 この場合、分散液媒としてコロイドけい酸を混
和した水またはシラン系のカツプリング剤を溶解
した有機溶剤を用いることができ、この方法を採
ることにより結合力の向上が図れる。 分散液はついで成形用の加圧過槽に流入し、
常圧または所定の空気圧を加えながら過する。
得られた湿潤ウイスカー成形体は、必要により密
度統制のため圧縮したのち加熱乾燥される。 乾燥後のSiCウイスカー集合ケークは電気炉な
どの高温加熱炉に移し、大気中あるいは炉内に酸
素、水蒸気などを導入した状態の酸化雰囲気に保
持しながら900〜1800℃の温度域で焼成する。焼
成は、SiCウイスカーの表面が酸化され、または
SiCウイスカー面に付着した分散液媒添加のコロ
イドけい酸、シランカツプリング剤などの添加に
よつてSiO2の被膜層が形成されるまでおこなわ
れる。 このようにして製造されるセラミツク体は、
SiCウイスカーが骨格を形成しその表層部がSiO2
成分により一体に結合した高強度の複合組成を有
し、通気性の三次元網目セル構造を備える均質多
孔組織を呈する。 〔作用〕 本発明においては、SiCウイスカー分散液の
過段階で個々のウイスカーが無方向に積層した集
合ケークとして成形され、これが優れた通気性の
三次元網目セル構造の形成に作用する。また、最
終的に得られる多孔質複合セラミツク体の多孔組
織特性（かき比重、空隙率、Vf等）は出発原料
に用いるSiCウイスカーの長さとアスペクト性
状、過操作時の加圧度合および過後の湿潤ウ
イスカー成形体の圧縮度合のいずれかまたは全部
を適用することによりプロセス的に制御される。
焼成段階は脆弱な多孔成形体を複合組織に転化し
て機械的強度の向上を図る工程で、形成された
SiO2被膜の相互融着と一体的結晶化による相乗
作用に基づいて効果的な強度付与がもたらされ
る。 実施例 １ 直径1.0〜0.5μｍ、長さ50〜100μｍのβ−SiCウ
イスカーを10倍容量の純水と共に過流型撹拌槽に
入れ10秒間回転撹拌してウイスカー成分を均質に
分散させた。 分散液を円筒状槽をセツトした過装置を用
いて過成形し、湿潤ウイスカー成形体を乾燥し
て集合ケークを得たが、この工程の条件を次のよ
うに相違させて操作した。 (1) 過操作を常圧でおこない、湿潤ウイスカー
成形体をそのまま乾燥した（Run No.１）。 (2) 槽に上部に５Kg／cm2の空気圧を導入しなが
ら過成形し、湿潤ウイスカー成形体をそのま
ま乾燥した（Run No.２）。 (3) 上記(2)と同一条件で加圧過成形した湿潤ウ
イスカー成形体を上下方向から200Kg／cm2の加
圧力で均等に圧搾した（Run No.３）。 このようにして形成した多孔組織特性の異なる
３種類のSiCウイスカー集合ケークを電気炉に移
し、大気中で1000℃の温度に1.0時間保持して焼
結処理をおこない、SiCウイスカー面にSiO2を連
続被膜層を生成した。 得られた各SiC−SiO2組成の多孔質複合セラミ
ツク体の各種多孔組織特性ならびに強度特性を測
定し、下表に対比して示した。
本発明によれば、優れた通気性と均質な三次元
網目セル構造をもつ高性能セラミツク体を所望特
性の多孔組織に調整して製造することができ、得
られる組織体はSiCウイスカーの骨格とSiO2結合
被膜の複合化により高水準の機械的強度を有して
いる。 したがつて、その材質特性と併せて高熱苛酷な
環境下で使用される材、断熱材、触媒担体など
の構成材として優れた効果が発揮される。
網目セル構造をもつ高性能セラミツク体を所望特
性の多孔組織に調整して製造することができ、得
られる組織体はSiCウイスカーの骨格とSiO2結合
被膜の複合化により高水準の機械的強度を有して
いる。 したがつて、その材質特性と併せて高熱苛酷な
環境下で使用される材、断熱材、触媒担体など
の構成材として優れた効果が発揮される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ SiCウイスカーを水または有機溶剤に分散し
たのち常圧もしくは加圧下に過成形し、得られ
た集合ケークを酸化雰囲気中900〜1800℃の温度
で焼成してSiCウイスカー面にSiO2被膜層を形成
することを特徴とする多孔質複合セラミツク体の
製造方法。 ２ SiCウイスカーを、コロイドけい酸を混和し
た水またはシランカツプリング剤を溶解した有機
溶剤に分散する特許請求の範囲第１項記載の多孔
質複合セラミツク体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13609285A JPS61295281A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | 多孔質複合セラミツク体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13609285A JPS61295281A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | 多孔質複合セラミツク体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61295281A JPS61295281A (ja) | 1986-12-26 |
| JPH0561232B2 true JPH0561232B2 (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=15167070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13609285A Granted JPS61295281A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | 多孔質複合セラミツク体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61295281A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63170284A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-14 | 宇部興産株式会社 | セラミツクウイスカ−成形体 |
-
1985
- 1985-06-24 JP JP13609285A patent/JPS61295281A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61295281A (ja) | 1986-12-26 |
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