JPH05849A - セラミツクス複合体 - Google Patents
セラミツクス複合体Info
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- JPH05849A JPH05849A JP3175722A JP17572291A JPH05849A JP H05849 A JPH05849 A JP H05849A JP 3175722 A JP3175722 A JP 3175722A JP 17572291 A JP17572291 A JP 17572291A JP H05849 A JPH05849 A JP H05849A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 強度、靭性、耐酸化性、耐熱衝撃性等を改善
したセラミックスの提供。 【構成】 周期律表第IVa 族に属する金属の炭化物から
選ばれた１種以上0.5 〜50重量％、炭化ケイ素ウィスカ
ー30重量％以下、炭素０〜10重量％及び残部が実質的に
炭化クロムからなる混合原料粉末を焼結してなることを
特徴とするセラミックス複合体。
したセラミックスの提供。 【構成】 周期律表第IVa 族に属する金属の炭化物から
選ばれた１種以上0.5 〜50重量％、炭化ケイ素ウィスカ
ー30重量％以下、炭素０〜10重量％及び残部が実質的に
炭化クロムからなる混合原料粉末を焼結してなることを
特徴とするセラミックス複合体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周期律表第IVａ族に属
する金属の炭化物と炭化ケイ素ウィスカーと炭化クロム
を含んでなる混合原料粉末を焼結してなるセラミックス
複合体に関する。
する金属の炭化物と炭化ケイ素ウィスカーと炭化クロム
を含んでなる混合原料粉末を焼結してなるセラミックス
複合体に関する。
【０００２】本発明のセラミックス複合体は、耐熱衝撃
性と耐酸化性に優れる高強度なセラミックスであるた
め、熱衝撃及び衝撃を受けるような機械部品、溶融金属
に対する耐食性部材等での用途が期待されるものであ
る。
性と耐酸化性に優れる高強度なセラミックスであるた
め、熱衝撃及び衝撃を受けるような機械部品、溶融金属
に対する耐食性部材等での用途が期待されるものであ
る。
【０００３】
【従来の技術】炭化クロム系セラミックスは、従来、ニ
ッケルやコバルトの金属粉や、各種の酸化物、窒化物、
硼化物、炭化物、リン化物を焼結助剤として焼結したも
のが提案されている（例えば特開昭59-107058 号公
報)。また、周期律表第Va族に属する金属の炭化物と炭
化ケイ素ウィスカーの複合物も知られている（例えば特
開平2-164770号公報）。
ッケルやコバルトの金属粉や、各種の酸化物、窒化物、
硼化物、炭化物、リン化物を焼結助剤として焼結したも
のが提案されている（例えば特開昭59-107058 号公
報)。また、周期律表第Va族に属する金属の炭化物と炭
化ケイ素ウィスカーの複合物も知られている（例えば特
開平2-164770号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、焼結助剤とし
て金属粉を用いると高温下で分解し易く、強度、耐酸化
性に劣る。また、周期律表第Va族に属する金属の炭化物
と炭化ケイ素ウィスカーを複合すると、強度と靭性は向
上するが、耐熱衝撃性、耐酸化性が充分でなく、実用上
問題がある。
て金属粉を用いると高温下で分解し易く、強度、耐酸化
性に劣る。また、周期律表第Va族に属する金属の炭化物
と炭化ケイ素ウィスカーを複合すると、強度と靭性は向
上するが、耐熱衝撃性、耐酸化性が充分でなく、実用上
問題がある。
【０００５】本発明は、以上の欠点を解決したものであ
り、炭化クロムに周期律表第IVa 族に属する金属の炭化
物を添加することによって強度、靭性、耐酸化性を向上
させ、かつ炭素を添加することによって耐熱衝撃性を改
善しようとするものである。
り、炭化クロムに周期律表第IVa 族に属する金属の炭化
物を添加することによって強度、靭性、耐酸化性を向上
させ、かつ炭素を添加することによって耐熱衝撃性を改
善しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、周
期律表第IVa 族に属する金属の炭化物から選ばれた１種
以上0.5 〜50重量％、炭化ケイ素ウィスカー30重量％以
下、炭素０〜10重量％及び残部が実質的に炭化クロムか
らなる混合原料粉末を焼結してなることを特徴とする耐
熱高強度セラミックス複合体である。
期律表第IVa 族に属する金属の炭化物から選ばれた１種
以上0.5 〜50重量％、炭化ケイ素ウィスカー30重量％以
下、炭素０〜10重量％及び残部が実質的に炭化クロムか
らなる混合原料粉末を焼結してなることを特徴とする耐
熱高強度セラミックス複合体である。
【０００７】以下、さらに詳しく本発明について説明す
る。
る。
【０００８】本発明において複合材として周期律表第IV
a 族に属する金属の炭化物、すなわちTiC 、ZrC 、HfC
等を選んだ理由は、これらが炭化クロムの焼結性を促進
するだけではなく、強度、耐酸化性を高める働きをする
からである。TiC 、ZrC 、HfC 等の純度は99％以上が好
ましく、平均粒径は10μm 以下特に１μm 以下が好まし
い。TiC 、ZrC 、HfC 等の少なくとも１種以上の混合原
料粉末中における含有量は、0.5 〜50重量％好ましくは
５〜30重量％である。0.5 重量％未満では焼結性、強度
等が充分でなく、一方、50重量％を越えると母材となる
炭化クロム本来の特性が損なわれる。
a 族に属する金属の炭化物、すなわちTiC 、ZrC 、HfC
等を選んだ理由は、これらが炭化クロムの焼結性を促進
するだけではなく、強度、耐酸化性を高める働きをする
からである。TiC 、ZrC 、HfC 等の純度は99％以上が好
ましく、平均粒径は10μm 以下特に１μm 以下が好まし
い。TiC 、ZrC 、HfC 等の少なくとも１種以上の混合原
料粉末中における含有量は、0.5 〜50重量％好ましくは
５〜30重量％である。0.5 重量％未満では焼結性、強度
等が充分でなく、一方、50重量％を越えると母材となる
炭化クロム本来の特性が損なわれる。
【０００９】炭化ケイ素ウィスカーは、母材炭化クロム
の強度及び靭性を向上させるために強化材として複合化
されるものであり、直径0.1 〜２μm、長さ10〜500 μm
の性状を有するSiC 針状単結晶ウィスカーが好まし
い。炭化ケイ素ウィスカーの混合原料粉末中の存在量
は、30重量％以下好ましくは５〜20重量％である。30重
量％を越えると焼結組織の緻密化が困難となる。
の強度及び靭性を向上させるために強化材として複合化
されるものであり、直径0.1 〜２μm、長さ10〜500 μm
の性状を有するSiC 針状単結晶ウィスカーが好まし
い。炭化ケイ素ウィスカーの混合原料粉末中の存在量
は、30重量％以下好ましくは５〜20重量％である。30重
量％を越えると焼結組織の緻密化が困難となる。
【００１０】炭素は、母材炭化クロムの耐熱衝撃性を向
上させるために添加されるもので、カーボンブラック、
活性炭素、塩化ビニリデン炭、砂糖炭、セルローズ炭、
アセトンフルフラール樹脂炭、フェノールホルムアルデ
ヒド炭、低質炭、木炭等の非晶質炭素の使用が好まし
く、平均粒径は１μm 以下特に0.5 μm 以下が好まし
い。このような非晶質炭素については特開昭６３−１１
２４６５号公報に記載されている。炭素の混合原料粉末
中における存在量は０〜10重量％好ましくは１〜５重量
％である。10重量％を越えると焼結性、強度等が不充分
となる。
上させるために添加されるもので、カーボンブラック、
活性炭素、塩化ビニリデン炭、砂糖炭、セルローズ炭、
アセトンフルフラール樹脂炭、フェノールホルムアルデ
ヒド炭、低質炭、木炭等の非晶質炭素の使用が好まし
く、平均粒径は１μm 以下特に0.5 μm 以下が好まし
い。このような非晶質炭素については特開昭６３−１１
２４６５号公報に記載されている。炭素の混合原料粉末
中における存在量は０〜10重量％好ましくは１〜５重量
％である。10重量％を越えると焼結性、強度等が不充分
となる。
【００１１】炭化クロムは、純度99％以上が好ましく、
平均粒径は10μm 以下特に１μm 以下が好ましい。炭化
クロムには、Cr3C2 以外にCr7C3 、Cr4C等が知られてい
るが、それらはCr3C2 と同様に使用できる。
平均粒径は10μm 以下特に１μm 以下が好ましい。炭化
クロムには、Cr3C2 以外にCr7C3 、Cr4C等が知られてい
るが、それらはCr3C2 と同様に使用できる。
【００１２】上記成分は、ボールミルのような通常の物
理的混合手段を用いて均質に混合した後、焼結する。焼
結は、真空中、アルゴン、ヘリウム、窒素等の中性又は
還元性の雰囲気下でホットプレス法、常圧焼結法、HIP
法によって行うことができ、焼成温度は1400〜1800℃、
焼成時間は0.5 〜６時間程度である。
理的混合手段を用いて均質に混合した後、焼結する。焼
結は、真空中、アルゴン、ヘリウム、窒素等の中性又は
還元性の雰囲気下でホットプレス法、常圧焼結法、HIP
法によって行うことができ、焼成温度は1400〜1800℃、
焼成時間は0.5 〜６時間程度である。
【００１３】
【実施例】以下、実施例と比較例をあげてさらに具体的
に本発明を説明する。
に本発明を説明する。
【００１４】実施例１〜15 比較例１〜５ 平均粒径１〜２μm のCr3C2 粉末、TiC 粉末、ZrC 粉
末、HfC 粉末及びNbC 粉末、平均粒径0.5 μm 長さ30〜
50μm のSiC ウィスカー、並びに炭素として平均粒径0.
5 μm のアセチレンブラックを表１に示す割合でボール
ミルで混合した後、窒素雰囲気下、表１に示す条件でホ
ットプレス焼結した。それらの焼結体について、以下に
従う物性を測定した。それらの結果を表２に示す。
末、HfC 粉末及びNbC 粉末、平均粒径0.5 μm 長さ30〜
50μm のSiC ウィスカー、並びに炭素として平均粒径0.
5 μm のアセチレンブラックを表１に示す割合でボール
ミルで混合した後、窒素雰囲気下、表１に示す条件でホ
ットプレス焼結した。それらの焼結体について、以下に
従う物性を測定した。それらの結果を表２に示す。
【００１５】(1) 相対密度はアルキメデス法で測定し
た。 (2) 曲げ強さはJIS R1601 に準拠し、３点曲げ強さを測
定した。 (3) 破壊靭性はJIS R1607 に準拠し、IF(Indentation F
racture)法で測定した。 (4) 耐熱衝撃性は急冷強度測定法で求めた。供試体は３
×４×40mmの曲げ強さ試験片を用い、電気炉内で所定の
温度で加熱し、１時間保持後、炉の下に設置してある50
℃の水中へ投下させて試験片を急冷した。その試験片の
曲げ強さを測定し、強度が低下した時の加熱温度と水の
温度（50℃) との差をΔＴとした。 (5) 耐酸化性は大気中1200℃で100 時間保持した後の状
態から目視判定した。 ○・・・良好 △・・・やや不良 ×・・・かなり
不良
た。 (2) 曲げ強さはJIS R1601 に準拠し、３点曲げ強さを測
定した。 (3) 破壊靭性はJIS R1607 に準拠し、IF(Indentation F
racture)法で測定した。 (4) 耐熱衝撃性は急冷強度測定法で求めた。供試体は３
×４×40mmの曲げ強さ試験片を用い、電気炉内で所定の
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℃の水中へ投下させて試験片を急冷した。その試験片の
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温度（50℃) との差をΔＴとした。 (5) 耐酸化性は大気中1200℃で100 時間保持した後の状
態から目視判定した。 ○・・・良好 △・・・やや不良 ×・・・かなり
不良
【００１６】
【発明の効果】本発明のセラミックス複合体は、緻密で
強度、破壊靭性、耐熱衝撃性、耐酸化性に優れた性質を
有するので、例えば、金属加工用押出ダイス、スキッド
ボタン、ガイドローラ、熱電対保護管等の用途が期待で
きる。また、金属と同様に放電加工ができるので複雑形
状品にも容易に対応することができる。
強度、破壊靭性、耐熱衝撃性、耐酸化性に優れた性質を
有するので、例えば、金属加工用押出ダイス、スキッド
ボタン、ガイドローラ、熱電対保護管等の用途が期待で
きる。また、金属と同様に放電加工ができるので複雑形
状品にも容易に対応することができる。
【表１】
【表２】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 周期律表第IVａ族に属する金属の炭化物
から選ばれた１種以上0.5 〜50重量％、炭化ケイ素ウィ
スカー30重量％以下、炭素０〜10重量％及び残部が実質
的に炭化クロムからなる混合原料粉末を焼結してなるこ
とを特徴とするセラミックス複合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175722A JP3002567B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 炭化クロム系セラミックスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175722A JP3002567B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 炭化クロム系セラミックスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05849A true JPH05849A (ja) | 1993-01-08 |
| JP3002567B2 JP3002567B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=16001098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3175722A Expired - Fee Related JP3002567B2 (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 炭化クロム系セラミックスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3002567B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6049978B1 (ja) * | 2016-05-17 | 2016-12-21 | 冨士ダイス株式会社 | 熱膨張係数の大きい耐酸化性低バインダー硬質合金またはこの素材で構成されるレンズ成形用金型 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5213204B2 (ja) | 2004-03-08 | 2013-06-19 | リンテック株式会社 | 粘着シートおよびその製造方法 |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP3175722A patent/JP3002567B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6049978B1 (ja) * | 2016-05-17 | 2016-12-21 | 冨士ダイス株式会社 | 熱膨張係数の大きい耐酸化性低バインダー硬質合金またはこの素材で構成されるレンズ成形用金型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3002567B2 (ja) | 2000-01-24 |
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