JPH07138067A - セラミックばね材並びにセラミックばね及びその製造方法 - Google Patents
セラミックばね材並びにセラミックばね及びその製造方法Info
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- JPH07138067A JPH07138067A JP6083816A JP8381694A JPH07138067A JP H07138067 A JPH07138067 A JP H07138067A JP 6083816 A JP6083816 A JP 6083816A JP 8381694 A JP8381694 A JP 8381694A JP H07138067 A JPH07138067 A JP H07138067A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックばね材を、１０００℃以上高温の
雰囲気でも強度低下せずかつ安定して使用可能にする。 【構成】セラミックばね材を、平均粒径０．２μｍのム
ライト粉末（Ａｌ2Ｏ3の含有率71.8wt％）に、平均粒径
１．３０μｍのＴｉＣ粉末を所定量配合し、アルコール
中でナイロンボールを用いて２４時間湿式混合した後、
エバポレータで溶媒を抽出し、さらに真空乾燥炉を用い
て乾燥させて、混合粉末を調整し、この粉末を、燒結温
度１６５０℃で４時間、Ｎ2ガス雰囲気中で、圧力３５
ＭＰａでホットプレスして、ムライト中に微細な炭化物
粒子を分散させた複合燒結体として、所望の形状のばね
を製作する。さらに、熱処理を行うと良い。 【効果】高温度まで強度劣化せずかつ低い弾性率を有す
るムライトを用い、強度・じん性を向上し、より一層高
温の雰囲気で使用可能にする。
雰囲気でも強度低下せずかつ安定して使用可能にする。 【構成】セラミックばね材を、平均粒径０．２μｍのム
ライト粉末（Ａｌ2Ｏ3の含有率71.8wt％）に、平均粒径
１．３０μｍのＴｉＣ粉末を所定量配合し、アルコール
中でナイロンボールを用いて２４時間湿式混合した後、
エバポレータで溶媒を抽出し、さらに真空乾燥炉を用い
て乾燥させて、混合粉末を調整し、この粉末を、燒結温
度１６５０℃で４時間、Ｎ2ガス雰囲気中で、圧力３５
ＭＰａでホットプレスして、ムライト中に微細な炭化物
粒子を分散させた複合燒結体として、所望の形状のばね
を製作する。さらに、熱処理を行うと良い。 【効果】高温度まで強度劣化せずかつ低い弾性率を有す
るムライトを用い、強度・じん性を向上し、より一層高
温の雰囲気で使用可能にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックばね材並び
にセラミックばね及びその製造方法に関し、特に、高温
の雰囲気で使用するのに適するセラミックばね材並びに
セラミックばね及びその製造方法に関する。
にセラミックばね及びその製造方法に関し、特に、高温
の雰囲気で使用するのに適するセラミックばね材並びに
セラミックばね及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のセラミックばねの材料には、部分
安定化ジルコニアや窒化けい素が用いられていた。部分
安定化ジルコニアは、酸化物セラミックスであり、応力
誘起マルテンサイト変態を利用した強靱化構造により、
室温で高強度であるが、高温では強度が低下し、耐熱性
に劣るという欠点がある。また、窒化けい素は、非酸化
物であり、燒結後の結晶粒形状が柱状晶であることか
ら、強靱な材料であり、さらに１０００℃程度までほと
んど強度低下しない。しかしながら、より一層高温にな
ると、燒結助剤として添加した酸化物セラミックス（Ａ
ｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣｅＯ、Ｙ2Ｏ3）の影響により強度低
下するばかりでなく、非酸化物であるため、高温（１０
００℃以上）の雰囲気では酸化劣化するという欠点があ
る。
安定化ジルコニアや窒化けい素が用いられていた。部分
安定化ジルコニアは、酸化物セラミックスであり、応力
誘起マルテンサイト変態を利用した強靱化構造により、
室温で高強度であるが、高温では強度が低下し、耐熱性
に劣るという欠点がある。また、窒化けい素は、非酸化
物であり、燒結後の結晶粒形状が柱状晶であることか
ら、強靱な材料であり、さらに１０００℃程度までほと
んど強度低下しない。しかしながら、より一層高温にな
ると、燒結助剤として添加した酸化物セラミックス（Ａ
ｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣｅＯ、Ｙ2Ｏ3）の影響により強度低
下するばかりでなく、非酸化物であるため、高温（１０
００℃以上）の雰囲気では酸化劣化するという欠点があ
る。
【０００３】このように従来のセラミックばね材として
の部分安定化ジルコニアや窒化けい素にあっては、１０
００℃以上の高温の雰囲気で安定して使用することがで
きなく、セラミックばねを各種高温装置に使用すること
ができないという問題があった。
の部分安定化ジルコニアや窒化けい素にあっては、１０
００℃以上の高温の雰囲気で安定して使用することがで
きなく、セラミックばねを各種高温装置に使用すること
ができないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、１０００℃以上の
高温の雰囲気でも強度低下せずかつ安定して使用可能な
セラミックばね材並びにセラミックばね及びその製造方
法を提供することにある。
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、１０００℃以上の
高温の雰囲気でも強度低下せずかつ安定して使用可能な
セラミックばね材並びにセラミックばね及びその製造方
法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、ムライトからなるマトリクスに炭化物の微
細粒子を分散してばね材を形成したことを特徴とするセ
ラミックばね材を提供することにより達成される。特
に、前記微細粒子が、ＴｉＣ、ＳｉＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、
Ｂ4Ｃ、ＴａＣ、ＷＣ、ＨｆＣ、Ｃｒ3Ｃ2、ＺｒＣの少
なくとも１種類以上からなると良い。また、前記セラミ
ックばね材からなるセラミックばね、あるいは、ムライ
トからなるマトリクスに炭化物の微細粒子を分散させた
複合焼結体を製作する過程と、前記複合焼結体を１２０
０℃以上焼結温度以下（好ましくは１２００℃以上１４
００℃以下）で熱処理する過程とを有することを特徴と
するセラミックばねの製造方法を提供することにより達
成される。
明によれば、ムライトからなるマトリクスに炭化物の微
細粒子を分散してばね材を形成したことを特徴とするセ
ラミックばね材を提供することにより達成される。特
に、前記微細粒子が、ＴｉＣ、ＳｉＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、
Ｂ4Ｃ、ＴａＣ、ＷＣ、ＨｆＣ、Ｃｒ3Ｃ2、ＺｒＣの少
なくとも１種類以上からなると良い。また、前記セラミ
ックばね材からなるセラミックばね、あるいは、ムライ
トからなるマトリクスに炭化物の微細粒子を分散させた
複合焼結体を製作する過程と、前記複合焼結体を１２０
０℃以上焼結温度以下（好ましくは１２００℃以上１４
００℃以下）で熱処理する過程とを有することを特徴と
するセラミックばねの製造方法を提供することにより達
成される。
【０００６】
【作用】このように、弾性率が低くばねのようなたわみ
を要求するものに適合し、かつ高温度（約１４００℃）
まで強度劣化しない材料としてのムライト（３Ａｌ2Ｏ3
・２ＳｉＯ2）中に微細な炭化物粒子を分散させること
により、ムライトと炭化物粒子との間の熱膨張差により
残留応力が発生し、強靱化されると共に、マトリックス
であるムライト結晶の粒径よりもかなり小さい粒径の炭
化物粒子がムライト結晶の粒内にも存在して、マトリッ
クスを強化し、また、粒径の大きな粒子が粒界に存在し
て、クラックの進行を妨げることにより強靱化し得る。
また、ムライト中に微細な炭化物粒子を分散させた複合
焼結体を所望の形状に加工し、１２００℃以上焼結温度
以下（好ましくは１２００℃以上１４００℃以下）で熱
処理してセラミックばねを形成することにより、強度を
高め得る。
を要求するものに適合し、かつ高温度（約１４００℃）
まで強度劣化しない材料としてのムライト（３Ａｌ2Ｏ3
・２ＳｉＯ2）中に微細な炭化物粒子を分散させること
により、ムライトと炭化物粒子との間の熱膨張差により
残留応力が発生し、強靱化されると共に、マトリックス
であるムライト結晶の粒径よりもかなり小さい粒径の炭
化物粒子がムライト結晶の粒内にも存在して、マトリッ
クスを強化し、また、粒径の大きな粒子が粒界に存在し
て、クラックの進行を妨げることにより強靱化し得る。
また、ムライト中に微細な炭化物粒子を分散させた複合
焼結体を所望の形状に加工し、１２００℃以上焼結温度
以下（好ましくは１２００℃以上１４００℃以下）で熱
処理してセラミックばねを形成することにより、強度を
高め得る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を詳しく説明す
る。
る。
【０００８】本発明が適用されるセラミックばねは、高
温や腐食性ガスの雰囲気で使用されるばねとして用いる
のに適するものであり、例えば、ガスタービンや固体燃
料電池の高温装置に於ける熱膨張吸収用ばねとして用い
られる。
温や腐食性ガスの雰囲気で使用されるばねとして用いる
のに適するものであり、例えば、ガスタービンや固体燃
料電池の高温装置に於ける熱膨張吸収用ばねとして用い
られる。
【０００９】上記ばねの材料としてのセラミックばね材
は、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）中に微細な炭
化物粒子としてのＴｉＣを添加して作られる。例えば、
平均粒径０．２μｍのムライト粉末（Ａｌ2Ｏ3の含有率
71.8wt％）に、平均粒径１．３０μｍのＴｉＣ粉末を所
定量配合し、アルコール中でナイロンボールを用いて２
４時間湿式混合した後、エバポレータで溶媒を抽出し、
更に真空乾燥炉を用いて乾燥させて、混合粉末を調整す
る。この粉末を燒結温度１６５０℃で４時間、Ｎ2ガス
雰囲気中で、圧力３５ＭＰａでホットプレスして、ムラ
イト中に微細な炭化物粒子を分散させた複合燒結体を製
作する。上記燒結体から所望の形状のばねを製作するこ
とができる。
は、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）中に微細な炭
化物粒子としてのＴｉＣを添加して作られる。例えば、
平均粒径０．２μｍのムライト粉末（Ａｌ2Ｏ3の含有率
71.8wt％）に、平均粒径１．３０μｍのＴｉＣ粉末を所
定量配合し、アルコール中でナイロンボールを用いて２
４時間湿式混合した後、エバポレータで溶媒を抽出し、
更に真空乾燥炉を用いて乾燥させて、混合粉末を調整す
る。この粉末を燒結温度１６５０℃で４時間、Ｎ2ガス
雰囲気中で、圧力３５ＭＰａでホットプレスして、ムラ
イト中に微細な炭化物粒子を分散させた複合燒結体を製
作する。上記燒結体から所望の形状のばねを製作するこ
とができる。
【００１０】なお、上記実施例では炭化物粒子としてＴ
ｉＣを添加した場合について示したが、ＴｉＣに限るも
のではなく、ＳｉＣを用いても良い。この場合には、平
均粒径０．２７μｍのＳｉＣ粉末を用いて、他の条件は
前記と同様であって良い。さらに、ムライトと燒結過程
で反応しないものであれば他の炭化物であって良く、例
えば、ＶＣ、ＮｂＣ、Ｂ4Ｃ、ＴａＣ、ＷＣ、ＨｆＣ、
Ｃｒ3Ｃ2、ＺｒＣなどを用いることができ、また、複数
種用いても良い。
ｉＣを添加した場合について示したが、ＴｉＣに限るも
のではなく、ＳｉＣを用いても良い。この場合には、平
均粒径０．２７μｍのＳｉＣ粉末を用いて、他の条件は
前記と同様であって良い。さらに、ムライトと燒結過程
で反応しないものであれば他の炭化物であって良く、例
えば、ＶＣ、ＮｂＣ、Ｂ4Ｃ、ＴａＣ、ＷＣ、ＨｆＣ、
Ｃｒ3Ｃ2、ＺｒＣなどを用いることができ、また、複数
種用いても良い。
【００１１】このようにして製作されたセラミックばね
の機械的特性を以下に示す。まず、上記燒結体から３×
４×４０ｍｍのサイズの試験片を板ばねとして切り出
し、炭化物粒子としてＴｉＣ・ＳｉＣを用い、各添加量
が０から５vol％刻みで２０vol％までの各試験片を用意
する。その表面を研削・研磨する。その弾性率を３点曲
げ法で測定し、硬度をビッカース硬度計で測定し、破壊
じん性を、荷重４９Ｎ、保持時間１５秒の条件下でのＩ
Ｆ法で評価し、破壊強度を、スパン長さ３０ｍｍ、クロ
スヘッド速度０．５ｍｍ／分の３点曲げ試験で測定し
た。
の機械的特性を以下に示す。まず、上記燒結体から３×
４×４０ｍｍのサイズの試験片を板ばねとして切り出
し、炭化物粒子としてＴｉＣ・ＳｉＣを用い、各添加量
が０から５vol％刻みで２０vol％までの各試験片を用意
する。その表面を研削・研磨する。その弾性率を３点曲
げ法で測定し、硬度をビッカース硬度計で測定し、破壊
じん性を、荷重４９Ｎ、保持時間１５秒の条件下でのＩ
Ｆ法で評価し、破壊強度を、スパン長さ３０ｍｍ、クロ
スヘッド速度０．５ｍｍ／分の３点曲げ試験で測定し
た。
【００１２】ムライト単体の平均粒径は１．７０μｍで
あり、ムライト・２０vol％ＴｉＣの平均粒径は１．１
μｍであり、ムライト・２０vol％ＳｉＣの平均粒径は
０．５μｍであった。弾性率は、ムライト単体（約２１
０ＧＰａ）に対して添加率の増大に伴って大きく（２０
vol％で約２３０ＧＰａ）なる傾向を示した。また、硬
度は、添加率に依存せず、ほぼ一定（１１ＧＰａ）であ
った。
あり、ムライト・２０vol％ＴｉＣの平均粒径は１．１
μｍであり、ムライト・２０vol％ＳｉＣの平均粒径は
０．５μｍであった。弾性率は、ムライト単体（約２１
０ＧＰａ）に対して添加率の増大に伴って大きく（２０
vol％で約２３０ＧＰａ）なる傾向を示した。また、硬
度は、添加率に依存せず、ほぼ一定（１１ＧＰａ）であ
った。
【００１３】図１に、ＴｉＣの各添加率と、破壊応力及
び破壊じん性との各関係の試験結果を示す。図に示され
るように、添加率の増大に伴って、破壊応力及び破壊じ
ん性共増大し、破壊応力では、ムライト単体（３３１Ｍ
Ｐａ）に対して、２０vol％ＴｉＣ添加ばねが約１．２
３倍（４０８ＭＰａ）まで向上し、破壊じん性では、
２．６５ＭＰａ・ｍ1/2から３．８８ＭＰａ・ｍ1/2まで
約１．４６倍向上した。図２は、ＳｉＣの各添加率に対
する図１と同様の図である。この場合には、添加率の増
大に伴って、破壊じん性はそれ程大きく変化しなかった
が、破壊応力は、増大し、２０vol％ＳｉＣ添加ばねが
約１．６８倍（５５６ＭＰａ）まで向上した。
び破壊じん性との各関係の試験結果を示す。図に示され
るように、添加率の増大に伴って、破壊応力及び破壊じ
ん性共増大し、破壊応力では、ムライト単体（３３１Ｍ
Ｐａ）に対して、２０vol％ＴｉＣ添加ばねが約１．２
３倍（４０８ＭＰａ）まで向上し、破壊じん性では、
２．６５ＭＰａ・ｍ1/2から３．８８ＭＰａ・ｍ1/2まで
約１．４６倍向上した。図２は、ＳｉＣの各添加率に対
する図１と同様の図である。この場合には、添加率の増
大に伴って、破壊じん性はそれ程大きく変化しなかった
が、破壊応力は、増大し、２０vol％ＳｉＣ添加ばねが
約１．６８倍（５５６ＭＰａ）まで向上した。
【００１４】炭化物粒子の添加率の増大に伴って強度が
増大するのは、ムライト中に微細な炭化物粒子を分散さ
せることにより、ムライトと炭化物粒子との間の熱膨張
差により残留応力が発生して強靱化されると共に、マト
リックスであるムライト結晶の粒径よりもかなり小さい
粒径の炭化物粒子がムライト結晶の粒内に存在してマト
リックスを強化し、また、粒径の大きな粒子が粒界に存
在してクラックの進行を妨げることにより強靱化される
と考えられる。
増大するのは、ムライト中に微細な炭化物粒子を分散さ
せることにより、ムライトと炭化物粒子との間の熱膨張
差により残留応力が発生して強靱化されると共に、マト
リックスであるムライト結晶の粒径よりもかなり小さい
粒径の炭化物粒子がムライト結晶の粒内に存在してマト
リックスを強化し、また、粒径の大きな粒子が粒界に存
在してクラックの進行を妨げることにより強靱化される
と考えられる。
【００１５】なお、上記試験結果から、炭化物添加率
は、１〜３０vol％の範囲内で、目的に合わせて変化さ
せると良い。添加率の増加に伴って強靱化するが、弾性
率も増加するため、目的に合わせて添加量を選定する必
要がある。いずれにしても、高温や腐食性ガス雰囲気で
使用可能なセラミックばねの材料として適する。
は、１〜３０vol％の範囲内で、目的に合わせて変化さ
せると良い。添加率の増加に伴って強靱化するが、弾性
率も増加するため、目的に合わせて添加量を選定する必
要がある。いずれにしても、高温や腐食性ガス雰囲気で
使用可能なセラミックばねの材料として適する。
【００１６】次に、上記複合焼結体を熱処理してセラミ
ックばねを製造する場合について図３を参照して以下に
示す。
ックばねを製造する場合について図３を参照して以下に
示す。
【００１７】前記したように、ムライト原料粉末と炭化
物（ＴｉＣあるいはＳｉＣ粉末）とを前記と同様に湿式
混合し（ステップＳＴ１）した後、エバポレータで溶媒
を抽出してから真空乾燥炉を用いて乾燥して混合粉末を
調整し、その粉末を前記と同様にホットプレスして複合
焼結体を製作し（ステップＳＴ２）、その焼結体を研削
及び研磨による機械加工にて前記と同形状の３×４×４
０ｍｍのサイズの試験片をばね片として製作する（ステ
ップＳＴ３）。そのばね片を、大気中で例えば１３００
℃の温度で１時間熱処理する（ステップＳＴ４）。
物（ＴｉＣあるいはＳｉＣ粉末）とを前記と同様に湿式
混合し（ステップＳＴ１）した後、エバポレータで溶媒
を抽出してから真空乾燥炉を用いて乾燥して混合粉末を
調整し、その粉末を前記と同様にホットプレスして複合
焼結体を製作し（ステップＳＴ２）、その焼結体を研削
及び研磨による機械加工にて前記と同形状の３×４×４
０ｍｍのサイズの試験片をばね片として製作する（ステ
ップＳＴ３）。そのばね片を、大気中で例えば１３００
℃の温度で１時間熱処理する（ステップＳＴ４）。
【００１８】図４に、上記条件で熱処理を行ったばね片
のＳｉＣの各添加率と破壊応力との関係の試験結果を示
す。図には、ムライト単体と、平均粒径０．２７μｍの
ＳｉＣ粉末を用いた場合と、平均粒径１．２０μｍのＳ
ｉＣ粉末を用いた場合との各場合について、それぞれ上
記熱処理の実施の有無に分けて示している。
のＳｉＣの各添加率と破壊応力との関係の試験結果を示
す。図には、ムライト単体と、平均粒径０．２７μｍの
ＳｉＣ粉末を用いた場合と、平均粒径１．２０μｍのＳ
ｉＣ粉末を用いた場合との各場合について、それぞれ上
記熱処理の実施の有無に分けて示している。
【００１９】図から分かるように、ムライト単体の場合
には、熱処理による破壊応力の向上がほとんど認められ
ないが、ムライト／ＳｉＣ複合体の場合には、上記熱処
理を行うことにより破壊応力が著しく向上した。特に、
ＳｉＣを２０ｖｏｌ％添加した場合には、熱処理を行わ
なかった場合の約６００ＭＰａから約８００ＭＰａまで
増大し、約３０％向上した。
には、熱処理による破壊応力の向上がほとんど認められ
ないが、ムライト／ＳｉＣ複合体の場合には、上記熱処
理を行うことにより破壊応力が著しく向上した。特に、
ＳｉＣを２０ｖｏｌ％添加した場合には、熱処理を行わ
なかった場合の約６００ＭＰａから約８００ＭＰａまで
増大し、約３０％向上した。
【００２０】また、図５及び図６に、平均粒径０．２７
μｍのＳｉＣ粉末を用いた場合と、平均粒径１．２０μ
ｍのＳｉＣ粉末を用いた場合との各場合について、それ
ぞれ１２００℃で２時間、１３００℃で１時間、１４０
０℃で０．５時間の熱処理を行った場合のＳｉＣの各添
加率と３点曲げ破壊試験による曲げ強さとの関係の試験
結果を示す。なお、図５の平均粒径０．２７μｍのＳｉ
Ｃ粉末を用いた場合には１３００℃で５時間の熱処理を
行った場合についても示している。
μｍのＳｉＣ粉末を用いた場合と、平均粒径１．２０μ
ｍのＳｉＣ粉末を用いた場合との各場合について、それ
ぞれ１２００℃で２時間、１３００℃で１時間、１４０
０℃で０．５時間の熱処理を行った場合のＳｉＣの各添
加率と３点曲げ破壊試験による曲げ強さとの関係の試験
結果を示す。なお、図５の平均粒径０．２７μｍのＳｉ
Ｃ粉末を用いた場合には１３００℃で５時間の熱処理を
行った場合についても示している。
【００２１】図５及び図６に示されるように、それぞれ
ＳｉＣ粉末を２０ｖｏｌ％添加した場合に曲げ強さが高
く、１３００℃で１時間の熱処理を行った場合に最も強
度が向上した。また、熱処理温度の上限としては、焼結
温度（本実施例では１６５０℃）以下であれば良いが、
好ましくは実施例で示した１４００℃以下である。
ＳｉＣ粉末を２０ｖｏｌ％添加した場合に曲げ強さが高
く、１３００℃で１時間の熱処理を行った場合に最も強
度が向上した。また、熱処理温度の上限としては、焼結
温度（本実施例では１６５０℃）以下であれば良いが、
好ましくは実施例で示した１４００℃以下である。
【００２２】
【発明の効果】このように本発明によれば、高温強度特
性に優れ１４００℃まで強度劣化せず、かつばねのよう
にたわみを要求するものに適するように低い弾性率を有
するが、強度自体及び破壊じん性値がそれ程大きくない
ムライトを、微細な炭化物粒子の添加により、強度・じ
ん性を向上できるため、従来に対してより一層高温の雰
囲気で使用可能なセラミックばねを製作できる。さら
に、ムライトに炭化物を分散させた複合焼結体を１２０
０℃以上焼結温度以下（好ましくは１２００℃以上１４
００℃以下）で熱処理してセラミックばねを製作するこ
とにより、破壊応力や曲げ強さが向上し、より一層好適
なセラミックばねを得られる。
性に優れ１４００℃まで強度劣化せず、かつばねのよう
にたわみを要求するものに適するように低い弾性率を有
するが、強度自体及び破壊じん性値がそれ程大きくない
ムライトを、微細な炭化物粒子の添加により、強度・じ
ん性を向上できるため、従来に対してより一層高温の雰
囲気で使用可能なセラミックばねを製作できる。さら
に、ムライトに炭化物を分散させた複合焼結体を１２０
０℃以上焼結温度以下（好ましくは１２００℃以上１４
００℃以下）で熱処理してセラミックばねを製作するこ
とにより、破壊応力や曲げ強さが向上し、より一層好適
なセラミックばねを得られる。
【図１】ＴｉＣの添加率に対する破壊応力及び破壊じん
性の各関係を示す図。
性の各関係を示す図。
【図２】ＳｉＣの添加率に対する破壊応力及び破壊じん
性の各関係を示す図。
性の各関係を示す図。
【図３】本発明に基づくセラミックばねの製作工程を示
すフロー図。
すフロー図。
【図４】ＳｉＣの添加率に対する破壊応力の関係を示す
図。
図。
【図５】平均粒径０．２７μｍのＳｉＣの添加率に対す
る曲げ強さの関係を示す図。
る曲げ強さの関係を示す図。
【図６】平均粒径１．２０μｍのＳｉＣの添加率に対す
る曲げ強さの関係を示す図。
る曲げ強さの関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 8/12 9444−4Ｋ (72)発明者 安藤 柱 神奈川県藤沢市藤ヶ岡３−21−３
Claims (4)
- 【請求項１】 ムライトからなるマトリクスに炭化物の
微細粒子を分散してばね材を形成したことを特徴とする
セラミックばね材。 - 【請求項２】 前記微細粒子が、ＴｉＣ、ＳｉＣ、Ｖ
Ｃ、ＮｂＣ、 Ｂ4Ｃ、ＴａＣ、ＷＣ、ＨｆＣ、Ｃｒ
3Ｃ2、ＺｒＣの少なくとも１種類以上からなることを特
徴とする請求項１に記載のセラミックばね材。 - 【請求項３】 請求項１若しくは請求項２に記載のセラ
ミックばね材からなることを特徴とするセラミックば
ね。 - 【請求項４】 ムライトからなるマトリクスに炭化物の
微細粒子を分散させた複合焼結体を製作する過程と、前
記複合焼結体を１２００℃以上焼結温度以下で熱処理す
る過程とを有することを特徴とするセラミックばねの製
造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6083816A JP2813132B2 (ja) | 1993-09-27 | 1994-03-29 | セラミックばね |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-263003 | 1993-09-27 | ||
| JP26300393 | 1993-09-27 | ||
| JP6083816A JP2813132B2 (ja) | 1993-09-27 | 1994-03-29 | セラミックばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07138067A true JPH07138067A (ja) | 1995-05-30 |
| JP2813132B2 JP2813132B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=26424862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6083816A Expired - Fee Related JP2813132B2 (ja) | 1993-09-27 | 1994-03-29 | セラミックばね |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2813132B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7641381B2 (en) | 2002-07-12 | 2010-01-05 | Gideon Levingston | Mechanical oscillator system |
| US7726872B2 (en) | 2003-10-20 | 2010-06-01 | Gideon Levingston | Balance wheel, balance spring and other components and assemblies for a mechanical oscillator system and methods of manufacture |
| US8100579B2 (en) | 2006-09-08 | 2012-01-24 | Gideon Levingston | Thermally compensating balance wheel |
| US8333501B2 (en) | 2005-05-14 | 2012-12-18 | Carbontime Limited | Balance spring, regulated balance wheel assembly and methods of manufacture thereof |
| JP2013032438A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Nichias Corp | シール材 |
| KR101494597B1 (ko) * | 2013-08-27 | 2015-02-23 | (주)신영테크윈 | 고온특성이 개선된 TiC 기지 고용체의 제조방법 |
| US10822277B2 (en) | 2015-06-17 | 2020-11-03 | National Institute For Materials Science | Oxidation-induced self-healing ceramic composition containing healing activator, method for producing same, use of same, and method for enhancing functionality of oxidation-induced self-healing ceramic compositions |
| CN114807894A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-07-29 | 湖南工业职业技术学院 | 一种表面改性碳化硅颗粒增强铜基复合材料及其制备方法 |
| CN120097717A (zh) * | 2025-05-08 | 2025-06-06 | 天津工业大学 | 一种耐高温莫来石气凝胶及其制备方法和应用 |
| CN121004275A (zh) * | 2025-10-27 | 2025-11-25 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种高韧性金属陶瓷复合弹簧及其制备方法 |
| CN121021159A (zh) * | 2025-10-27 | 2025-11-28 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种高导热陶瓷弹簧及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP5152837B2 (ja) * | 2007-09-18 | 2013-02-27 | 国立大学法人横浜国立大学 | 表面硬化高強度セラミックス及びその製造方法 |
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| JPS61147655A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-05 | Iwatsu Electric Co Ltd | 遠隔録音再生制御方式 |
| JPS61174165A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-05 | 株式会社 リケン | 切削工具用チップ及びその製造方法 |
| JPS627659A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | 明和工業株式会社 | セラミツクス・コイルばねの製造法 |
| JPH0477355A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-11 | Mitsubishi Materials Corp | セラミックス複合材料及びその製造方法 |
| JPH04104945A (ja) * | 1990-08-21 | 1992-04-07 | Nitsukatoo:Kk | ムライト―Ｓｉｃ複合焼結体 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP6083816A patent/JP2813132B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN121004275A (zh) * | 2025-10-27 | 2025-11-25 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种高韧性金属陶瓷复合弹簧及其制备方法 |
| CN121021159A (zh) * | 2025-10-27 | 2025-11-28 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种高导热陶瓷弹簧及其制备方法 |
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