JPH0574556B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0574556B2 JPH0574556B2 JP63192993A JP19299388A JPH0574556B2 JP H0574556 B2 JPH0574556 B2 JP H0574556B2 JP 63192993 A JP63192993 A JP 63192993A JP 19299388 A JP19299388 A JP 19299388A JP H0574556 B2 JPH0574556 B2 JP H0574556B2
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- JP
- Japan
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- silicon
- silicon carbide
- sintered body
- carbide sintered
- layer
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製
造方法に関し、特に、セラミツクス材料である炭
化ケイ素焼結体の表面を窒化ケイ素で被覆した炭
化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法に関す
るものである。
造方法に関し、特に、セラミツクス材料である炭
化ケイ素焼結体の表面を窒化ケイ素で被覆した炭
化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法に関す
るものである。
従来、炭化ケイ素焼結体および窒化ケイ素焼結
体はそれぞれ単独で使用されており、前者の炭化
ケイ素焼結体は、総合的にすぐれた耐熱性を有す
る構造材料として知られているが、急激な加熱や
冷却の熱変化に対する耐久性、すなわち耐熱衝撃
性にやや難点があり、温度変化の大きい場所に用
いる構造材料としては不適当であつた。
体はそれぞれ単独で使用されており、前者の炭化
ケイ素焼結体は、総合的にすぐれた耐熱性を有す
る構造材料として知られているが、急激な加熱や
冷却の熱変化に対する耐久性、すなわち耐熱衝撃
性にやや難点があり、温度変化の大きい場所に用
いる構造材料としては不適当であつた。
また、後者の窒化ケイ素焼結体は、上記の耐熱
衝撃性にはすぐれているが、1000℃以上の温度で
はその強度が低下する等の難点を有していた。
衝撃性にはすぐれているが、1000℃以上の温度で
はその強度が低下する等の難点を有していた。
本発明は上記両者の長所を生かして、総合的に
すぐれた耐熱性を有するとともに、耐熱衝撃性に
もすぐれた炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製
造方法を提供することを目的としている。
すぐれた耐熱性を有するとともに、耐熱衝撃性に
もすぐれた炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製
造方法を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために本発明の炭化ケイ
素／窒化ケイ素複合材料の製造方法は、炭化ケイ
素焼結体を不活性ガス中または真空条件下で1500
℃以上に保持し、前記炭化ケイ素焼結体に熱分解
反応を作用させ、表面の炭素のみを除去してケイ
素層を形成し、次いで、表面にケイ素層を形成し
た炭化ケイ素焼結体に窒素ガスを供給し、窒素ガ
スを前記ケイ素層に接触反応させ、前記ケイ素層
を窒化ケイ素層に変換する手段を有している。
素／窒化ケイ素複合材料の製造方法は、炭化ケイ
素焼結体を不活性ガス中または真空条件下で1500
℃以上に保持し、前記炭化ケイ素焼結体に熱分解
反応を作用させ、表面の炭素のみを除去してケイ
素層を形成し、次いで、表面にケイ素層を形成し
た炭化ケイ素焼結体に窒素ガスを供給し、窒素ガ
スを前記ケイ素層に接触反応させ、前記ケイ素層
を窒化ケイ素層に変換する手段を有している。
本発明は上記の構成および手段を採用したこと
により、温度変化の大きい場所の構造材料として
有用な耐熱衝撃性にすぐれるとともに、総合的に
すぐれた耐熱性を有するセラミツクス複合材料を
簡便に製造できることとなる。
により、温度変化の大きい場所の構造材料として
有用な耐熱衝撃性にすぐれるとともに、総合的に
すぐれた耐熱性を有するセラミツクス複合材料を
簡便に製造できることとなる。
本発明によつて製造される炭化ケイ素／窒化ケ
イ素複合材料は、第１図の断面説明図に示すよう
に、基材となる炭化ケイ素焼結体１の表面を窒化
ケイ素層２で被覆したものであつて、表面に被覆
形成する窒化ケイ素層２の厚みは特に限定される
ものではないが、好ましくは0.2〜3.0mmである。
イ素複合材料は、第１図の断面説明図に示すよう
に、基材となる炭化ケイ素焼結体１の表面を窒化
ケイ素層２で被覆したものであつて、表面に被覆
形成する窒化ケイ素層２の厚みは特に限定される
ものではないが、好ましくは0.2〜3.0mmである。
以下、本発明による炭化ケイ素／窒化ケイ素複
合材料の製造方法を第２図にしたがつて説明す
る。
合材料の製造方法を第２図にしたがつて説明す
る。
まず、第２図ａのように、あらかじめ用意した
炭化ケイ素焼結体１をアルゴン等の不活性ガス中
または真空（例えば10-1〜10-2To−rr）条件下
に置いて1500℃以上に昇温する。
炭化ケイ素焼結体１をアルゴン等の不活性ガス中
または真空（例えば10-1〜10-2To−rr）条件下
に置いて1500℃以上に昇温する。
次いで、第２図ｂのように、昇温した炭化ケイ
素焼結体１の表面に、(1)ケイ素を溶融した状態で
接触させる、または、(2)炭化ケイ素の熱分解反応
を利用して炭素のみを除去して、ケイ素層４を形
成する。
素焼結体１の表面に、(1)ケイ素を溶融した状態で
接触させる、または、(2)炭化ケイ素の熱分解反応
を利用して炭素のみを除去して、ケイ素層４を形
成する。
上記(1)のケイ素を溶融した状態で接触させるに
は、金属ケイ素粉末をシート状に成形したSiシー
ト３ａ、または金属ケイ素粉末３ｂそのものを炭
化ケイ素焼結体１の表面に直接当接して、その状
態で1450〜1600℃に加熱し、ケイ素を溶融して炭
化ケイ素焼結体１の表面にケイ素層４を形成す
る。
は、金属ケイ素粉末をシート状に成形したSiシー
ト３ａ、または金属ケイ素粉末３ｂそのものを炭
化ケイ素焼結体１の表面に直接当接して、その状
態で1450〜1600℃に加熱し、ケイ素を溶融して炭
化ケイ素焼結体１の表面にケイ素層４を形成す
る。
また、(2)の炭化ケイ素の熱分解を利用して炭素
のみを除去するには、炭化ケイ素焼結体１をその
一部が炭素とケイ素に分解する温度（例えば1600
〜2500℃）まで昇温して、この昇温した炭化ケイ
素焼結体１の表面に、炭素とは容易に反応するが
ケイ素とは反応し難い物質、例えば、二酸化炭
素、水素等のガスを供給して反応させ、反応物を
前記炭化ケイ素焼結体１の表面から除去すること
により、第２図ｃに示すような炭化ケイ素焼結体
１の表面にケイ素層４を形成するものである。
のみを除去するには、炭化ケイ素焼結体１をその
一部が炭素とケイ素に分解する温度（例えば1600
〜2500℃）まで昇温して、この昇温した炭化ケイ
素焼結体１の表面に、炭素とは容易に反応するが
ケイ素とは反応し難い物質、例えば、二酸化炭
素、水素等のガスを供給して反応させ、反応物を
前記炭化ケイ素焼結体１の表面から除去すること
により、第２図ｃに示すような炭化ケイ素焼結体
１の表面にケイ素層４を形成するものである。
次に、上記で得られた表面にケイ素層４が形成
された炭化ケイ素焼結体１を1250〜1500℃に保持
した状態で、第２図ｄに示すように、その表面に
窒素ガスを供給して、前記ケイ素層４と１〜10時
間程度反応させ、ケイ素層４を窒化ケイ素層２に
変換する。
された炭化ケイ素焼結体１を1250〜1500℃に保持
した状態で、第２図ｄに示すように、その表面に
窒素ガスを供給して、前記ケイ素層４と１〜10時
間程度反応させ、ケイ素層４を窒化ケイ素層２に
変換する。
最後に、第２図ｅに示すような表面に窒化ケイ
素層２が形成された炭化ケイ素焼結体１を冷却し
て目的物を得る。
素層２が形成された炭化ケイ素焼結体１を冷却し
て目的物を得る。
上記のようにして製造される本発明による炭化
ケイ素／窒化ケイ素複合材料は、その表面に形成
される窒化ケイ素層２により、耐熱衝撃性にすぐ
れた性質を有するとともに、基材となる焼結体の
大部分を占める炭化ケイ素焼結体１により、総合
的にすぐれた耐熱性を有することとなり、さら
に、前記窒化ケイ素層２は炭化ケイ素焼結体１の
表面に強固に接合されているので、構造材料とし
ての強度にもすぐれたものとなる。
ケイ素／窒化ケイ素複合材料は、その表面に形成
される窒化ケイ素層２により、耐熱衝撃性にすぐ
れた性質を有するとともに、基材となる焼結体の
大部分を占める炭化ケイ素焼結体１により、総合
的にすぐれた耐熱性を有することとなり、さら
に、前記窒化ケイ素層２は炭化ケイ素焼結体１の
表面に強固に接合されているので、構造材料とし
ての強度にもすぐれたものとなる。
以下、実施例により、さらに具体的に説明す
る。
る。
厚さ20mmの炭化ケイ素焼結体をアルゴンガス１
気圧下で1600℃まで昇温し、その温度を維持した
まま、ケイ素粉末を厚さ2.0mmのシート状に成形
したシート状物を前記炭化ケイ素焼結体の表面に
接触させ、１時間加熱処理した。
気圧下で1600℃まで昇温し、その温度を維持した
まま、ケイ素粉末を厚さ2.0mmのシート状に成形
したシート状物を前記炭化ケイ素焼結体の表面に
接触させ、１時間加熱処理した。
次いで、温度を1400℃にまで降温し、前記アル
ゴンガスを窒素ガスに置換して、２気圧の窒素ガ
スを流して10時間加熱反応させた。
ゴンガスを窒素ガスに置換して、２気圧の窒素ガ
スを流して10時間加熱反応させた。
反応終了後、室温まで降温した。
上記で得られた炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材
料は、表面から1.8mmの深さまでは窒化ケイ素層
となつており、未反応のケイ素の部分はほとんど
存在せず、それより内部は炭化ケイ素のままであ
つた。
料は、表面から1.8mmの深さまでは窒化ケイ素層
となつており、未反応のケイ素の部分はほとんど
存在せず、それより内部は炭化ケイ素のままであ
つた。
また、炭化ケイ素と窒化ケイ素との接合力は強
固であつた。
固であつた。
本発明は上記のように、炭化ケイ素焼結体を不
活性ガス中または真空条件下で1500℃以上に保持
し、前記炭化ケイ素焼結体に熱分解反応を作用さ
せて、表面の炭素のみを除去してケイ素層を形成
し、次いで、この表面にケイ素層を形成した炭化
ケイ素焼結体に窒素ガスを供給し、窒素ガスを前
記ケイ素層に接触反応させ、前記ケイ素層を窒化
ケイ素層に変換したので、常圧焼結炭化ケイ素に
対して適用することができて利用分野が広いとと
もに、表面の窒化ケイ素と基材の炭化ケイ素焼結
体との結合力が強固で機械的強度が大きく、かつ
炭化ケイ素焼結体の総合的にすぐれた耐熱性に加
えて、熱衝撃に強い性質が付加したセラミツクス
複合材料が簡単に、かつ確実に製造できるなどの
すぐれた効果を有するものである。
活性ガス中または真空条件下で1500℃以上に保持
し、前記炭化ケイ素焼結体に熱分解反応を作用さ
せて、表面の炭素のみを除去してケイ素層を形成
し、次いで、この表面にケイ素層を形成した炭化
ケイ素焼結体に窒素ガスを供給し、窒素ガスを前
記ケイ素層に接触反応させ、前記ケイ素層を窒化
ケイ素層に変換したので、常圧焼結炭化ケイ素に
対して適用することができて利用分野が広いとと
もに、表面の窒化ケイ素と基材の炭化ケイ素焼結
体との結合力が強固で機械的強度が大きく、かつ
炭化ケイ素焼結体の総合的にすぐれた耐熱性に加
えて、熱衝撃に強い性質が付加したセラミツクス
複合材料が簡単に、かつ確実に製造できるなどの
すぐれた効果を有するものである。
第１図は本発明による炭化ケイ素／窒化ケイ素
複合材料の断面説明図、第２図は本発明による炭
化ケイ素／窒化ケイ素複合材料を製造する工程説
明図である。 １……炭化ケイ素焼結体、２……窒化ケイ素
層、３ａ……Siシート、４……ケイ素層。
複合材料の断面説明図、第２図は本発明による炭
化ケイ素／窒化ケイ素複合材料を製造する工程説
明図である。 １……炭化ケイ素焼結体、２……窒化ケイ素
層、３ａ……Siシート、４……ケイ素層。
Claims (1)
- １ 炭化ケイ素焼結体を不活性ガス中または真空
条件下で1500℃以上に保持し、前記炭化ケイ素焼
結体に熱分解反応を作用させ、表面の炭素のみを
除去してケイ素層を形成し、次いで表面にケイ素
層を形成した炭化ケイ素焼結体に窒素ガスを供給
し、窒素ガスを前記ケイ素層に接触反応させ、前
記ケイ素層を窒化ケイ素層に変換することを特徴
とする炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192993A JPH0244085A (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192993A JPH0244085A (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244085A JPH0244085A (ja) | 1990-02-14 |
| JPH0574556B2 true JPH0574556B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=16300439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63192993A Granted JPH0244085A (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 炭化ケイ素／窒化ケイ素複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0244085A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060004513A (ko) * | 2004-07-09 | 2006-01-12 | 엘지전자 주식회사 | 고전압 점화기용 질화규소/탄화규소 복합재료 제조방법 |
| CN117819991B (zh) * | 2023-12-29 | 2026-02-06 | 马鞍山利尔开元新材料有限公司 | 一种Si3N4-SiC陶瓷粉体、转炉挡渣滑板砖及它们的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60264364A (ja) * | 1984-06-13 | 1985-12-27 | バブコツク日立株式会社 | 炭化珪素焼結体とその製造法 |
| CA1223667A (en) * | 1984-07-26 | 1987-06-30 | Mark C. Loessel | Microcomputer clock circuit |
-
1988
- 1988-08-02 JP JP63192993A patent/JPH0244085A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0244085A (ja) | 1990-02-14 |
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