JPH0788255B2 - 炭化珪素質焼結体及びその製造方法 - Google Patents
炭化珪素質焼結体及びその製造方法Info
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- JPH0788255B2 JPH0788255B2 JP62243565A JP24356587A JPH0788255B2 JP H0788255 B2 JPH0788255 B2 JP H0788255B2 JP 62243565 A JP62243565 A JP 62243565A JP 24356587 A JP24356587 A JP 24356587A JP H0788255 B2 JPH0788255 B2 JP H0788255B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高靭性、高温高強度、高耐酸化性かつ高信頼性
を有する炭化珪素質焼結体及びその製造方法に関するも
のである。
を有する炭化珪素質焼結体及びその製造方法に関するも
のである。
従来の技術 炭化珪素は高硬度で耐摩耗・耐酸化性に優れ、熱膨張が
小さく化学的に非常に安定なセラミックスとして有望視
されている材料の一つである。また炭化珪素の高密度の
焼結体は、高温強度・耐熱衝撃性も優れており、窒化珪
素と共に高温用構造材料としてガスタービン、エンジン
部材、高温熱交換器等への応用が検討されている。
小さく化学的に非常に安定なセラミックスとして有望視
されている材料の一つである。また炭化珪素の高密度の
焼結体は、高温強度・耐熱衝撃性も優れており、窒化珪
素と共に高温用構造材料としてガスタービン、エンジン
部材、高温熱交換器等への応用が検討されている。
しかしながら、炭化珪素は共有結合性が極めて高い化合
物であるため炭化珪素単独では焼結が困難であり、この
ため炭化珪素に特定の焼結助剤を添加することにより高
密度の焼結体を製造しているのが現状である。
物であるため炭化珪素単独では焼結が困難であり、この
ため炭化珪素に特定の焼結助剤を添加することにより高
密度の焼結体を製造しているのが現状である。
焼結助剤としては、アルミニウムもしくはアルミニウム
化合物、硼素及び炭素もしくはこれらの化合物等が知ら
れている。特に硼素及び炭素を焼結助剤として用いた高
密度の硼素炭素系炭化珪素質焼結体は極めて優れた高温
特性を示し、1500℃においても強度の劣化、酸化による
重量の増加減少及びクリープ変形が見られないという特
徴を有する。
化合物、硼素及び炭素もしくはこれらの化合物等が知ら
れている。特に硼素及び炭素を焼結助剤として用いた高
密度の硼素炭素系炭化珪素質焼結体は極めて優れた高温
特性を示し、1500℃においても強度の劣化、酸化による
重量の増加減少及びクリープ変形が見られないという特
徴を有する。
しかしながら、一般に硼素炭素系炭化珪素質焼結体は靭
性に劣り、破壊靭性値が２〜4MPam1/2と低く、高温構造
材料としての信頼性に乏しいという問題点がある。こう
した問題点の改善策としてチタン、ジルコニウム、ニオ
ブ等の炭化物、窒化物、硼化物を添加するという硼素炭
素系炭化珪素との複合セラミックス焼結体の製造方法も
試みられている。この方法によれば添加物の適量添加に
より破壊靭性値が５〜9MPam1/2と比較的高い値が得られ
るが、一方高温での耐酸化性及びクリープ変形抵抗が損
なわれるという問題点が生ずる。
性に劣り、破壊靭性値が２〜4MPam1/2と低く、高温構造
材料としての信頼性に乏しいという問題点がある。こう
した問題点の改善策としてチタン、ジルコニウム、ニオ
ブ等の炭化物、窒化物、硼化物を添加するという硼素炭
素系炭化珪素との複合セラミックス焼結体の製造方法も
試みられている。この方法によれば添加物の適量添加に
より破壊靭性値が５〜9MPam1/2と比較的高い値が得られ
るが、一方高温での耐酸化性及びクリープ変形抵抗が損
なわれるという問題点が生ずる。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、炭化珪素質焼結体の本来の特性である
優れた耐熱性、高温高強度、耐酸化性を十分に活用しつ
つさらに靭性も向上させ、ひいては信頼性を向上させる
ことによって、ガスタービン等の高温構造材料として使
用可能な高温高強度、高耐酸化性でかつ高靭性である信
頼性の高い炭化珪素質焼結体及びその焼結体を製造する
方法を提供しようとするものである。
優れた耐熱性、高温高強度、耐酸化性を十分に活用しつ
つさらに靭性も向上させ、ひいては信頼性を向上させる
ことによって、ガスタービン等の高温構造材料として使
用可能な高温高強度、高耐酸化性でかつ高靭性である信
頼性の高い炭化珪素質焼結体及びその焼結体を製造する
方法を提供しようとするものである。
問題点を解決するための手段 本発明の炭化珪素質焼結体は、レニウム化合物0.1〜30
重量％、硼素及び／又は硼素化合物0.2〜2.0重量％、炭
素及び／又は炭素化合物0.1〜5.0重量％及び残部が炭化
珪素からなり、その製造方法としては、焼結を窒素を除
く不活性雰囲気中で、焼結温度1900℃〜2300℃で行なう
ものである。
重量％、硼素及び／又は硼素化合物0.2〜2.0重量％、炭
素及び／又は炭素化合物0.1〜5.0重量％及び残部が炭化
珪素からなり、その製造方法としては、焼結を窒素を除
く不活性雰囲気中で、焼結温度1900℃〜2300℃で行なう
ものである。
以下、本発明の内容について詳細に説明する。
この発明において使用される炭化珪素粉末は、結晶質の
β型もしくはα型、または両者の混合粉末、あるいは非
晶質炭化珪素粉末であり、焼結時に十分に高い嵩密度と
するために、平均粒径５μｍ以下、望ましくは平均粒径
0.4μｍ以下の微粒子である。
β型もしくはα型、または両者の混合粉末、あるいは非
晶質炭化珪素粉末であり、焼結時に十分に高い嵩密度と
するために、平均粒径５μｍ以下、望ましくは平均粒径
0.4μｍ以下の微粒子である。
本発明では焼結助剤として硼素及び炭素を添加するがそ
れらの添加量は、硼素を0.2〜2.0重量％、炭素を0.1〜
5.0重量％とするのが好ましい。硼素量が少な過ぎると
焼結時に珪素、炭素の粒界拡散・体積拡散を助長して焼
結体を緻密化するという硼素の効果が十分に得られず、
また炭素量が少な過ぎると炭化珪素粉末表面に形成され
た酸化珪素皮膜を還元作用により除去し粒子間の拡散を
助長するという炭素の効果が十分に得られなくなり、そ
の結果、焼結体の高密度化が達成されなくなる。また硼
素が多過ぎる場合には焼結過程中に炭化珪素粒の異常成
長（一部の粒が巨大化し組織の付均一性をもたらす）が
生じやすく、また炭素量が多過ぎる場合は過剰炭素が炭
化珪素の焼結を阻害し、高密度化が達成されなくなる。
れらの添加量は、硼素を0.2〜2.0重量％、炭素を0.1〜
5.0重量％とするのが好ましい。硼素量が少な過ぎると
焼結時に珪素、炭素の粒界拡散・体積拡散を助長して焼
結体を緻密化するという硼素の効果が十分に得られず、
また炭素量が少な過ぎると炭化珪素粉末表面に形成され
た酸化珪素皮膜を還元作用により除去し粒子間の拡散を
助長するという炭素の効果が十分に得られなくなり、そ
の結果、焼結体の高密度化が達成されなくなる。また硼
素が多過ぎる場合には焼結過程中に炭化珪素粒の異常成
長（一部の粒が巨大化し組織の付均一性をもたらす）が
生じやすく、また炭素量が多過ぎる場合は過剰炭素が炭
化珪素の焼結を阻害し、高密度化が達成されなくなる。
この場合、硼素はその一部または全部を硼素含有化合物
として添加することが可能であり、また炭素はその一部
または全部を炭素含有化合物として添加することも可能
である。
として添加することが可能であり、また炭素はその一部
または全部を炭素含有化合物として添加することも可能
である。
本発明において使用されるレニウム化合物は、焼結時に
炭化珪素の焼結収縮を阻害せず十分に高い嵩密度とする
ために、平均粒径10μｍ以下、望ましくは平均粒径３μ
ｍ以下の微粒子である。焼結時に炭化珪素中の珪素もし
くは炭素、あるいは焼結助剤の硼素又は炭素と反応し焼
結を阻害しないためには、レニウム化合物としては、珪
化レニウム、硼化レニウムもしくは炭化レニウムより選
ばれた少なくとも一種の化合物であることが好ましい。
焼結体中で特に安定である化合物として、珪化レニウム
としてはReSi2、硼化レニウムとしてはReB2、炭化レニ
ウムとしてはReCであることがより望ましい。
炭化珪素の焼結収縮を阻害せず十分に高い嵩密度とする
ために、平均粒径10μｍ以下、望ましくは平均粒径３μ
ｍ以下の微粒子である。焼結時に炭化珪素中の珪素もし
くは炭素、あるいは焼結助剤の硼素又は炭素と反応し焼
結を阻害しないためには、レニウム化合物としては、珪
化レニウム、硼化レニウムもしくは炭化レニウムより選
ばれた少なくとも一種の化合物であることが好ましい。
焼結体中で特に安定である化合物として、珪化レニウム
としてはReSi2、硼化レニウムとしてはReB2、炭化レニ
ウムとしてはReCであることがより望ましい。
レニウム化合物が焼結体中に粒子状に分散していると、
母材である炭化珪素との熱膨張係数の違いから、焼結温
度より低い構造材としての使用温度領域では化合物周辺
に残留応力が生じる。さらに母材である炭化珪素と弾性
率が異なることから外部から応力の作用している焼結体
中に欠陥、たとえばき裂が存在した場合、そのき裂先端
近傍のレニウム化合物の周囲では応力の伝達の不連続性
が生じる。これらの原因によりき裂の先端の応力集中部
には主き裂先端に微視き裂が多数発生し、さらに微視き
裂の影響でき裂の枝分かれ、き裂の偏向が生じることに
より応力が緩和され、ひいては焼結体の靭性が向上する
という作用を発現する。またレニウム自体が高温耐酸化
性に優れ、かつレニウム化合物の添加量が本発明の範囲
以内の少ない添加量では炭化珪素本来の耐酸化性を損な
うことはない。
母材である炭化珪素との熱膨張係数の違いから、焼結温
度より低い構造材としての使用温度領域では化合物周辺
に残留応力が生じる。さらに母材である炭化珪素と弾性
率が異なることから外部から応力の作用している焼結体
中に欠陥、たとえばき裂が存在した場合、そのき裂先端
近傍のレニウム化合物の周囲では応力の伝達の不連続性
が生じる。これらの原因によりき裂の先端の応力集中部
には主き裂先端に微視き裂が多数発生し、さらに微視き
裂の影響でき裂の枝分かれ、き裂の偏向が生じることに
より応力が緩和され、ひいては焼結体の靭性が向上する
という作用を発現する。またレニウム自体が高温耐酸化
性に優れ、かつレニウム化合物の添加量が本発明の範囲
以内の少ない添加量では炭化珪素本来の耐酸化性を損な
うことはない。
本発明にけるレニウム化合物の添加量は0.1〜30重量％
とするのが好ましく、望ましくは１〜10重量％である。
添加量が少な過ぎると前述の靭性向上効果が十分に得ら
れず、また添加量が多過ぎるとレニウム化合物が粒子状
に分散せず、さらに高温でのクリープ特性の劣化につな
がる。
とするのが好ましく、望ましくは１〜10重量％である。
添加量が少な過ぎると前述の靭性向上効果が十分に得ら
れず、また添加量が多過ぎるとレニウム化合物が粒子状
に分散せず、さらに高温でのクリープ特性の劣化につな
がる。
炭化珪素粉末にこれらの焼結助剤およびレニウム化合物
を混合して混合粉末体とするが、このとき焼結助剤およ
びレニウム化合物の凝集を防ぎ焼結体が均一に緻密化す
るように、ボールミル等によって焼結助剤をできるだけ
均一に分散混合させ均質な混合粉末体とすることが望ま
しい。
を混合して混合粉末体とするが、このとき焼結助剤およ
びレニウム化合物の凝集を防ぎ焼結体が均一に緻密化す
るように、ボールミル等によって焼結助剤をできるだけ
均一に分散混合させ均質な混合粉末体とすることが望ま
しい。
本発明による炭化珪素質焼結体は前記均質混合粉末体を
成形し、焼結することにより得られる。その製造方法と
しては、焼結を、窒素を除く不活性雰囲気中で、焼結温
度1900℃〜2300℃で行なうものである。
成形し、焼結することにより得られる。その製造方法と
しては、焼結を、窒素を除く不活性雰囲気中で、焼結温
度1900℃〜2300℃で行なうものである。
焼結は炭化珪素及びレニウム化合物に対して不活性な雰
囲気、例えばアルゴン、ヘリウム、水素、ネオン、キセ
ノン等の１種または２種以上の混合雰囲気中で行なうの
が一般的である。窒素は、上記不活性雰囲気中に存在す
ると焼結助剤の硼素と反応し窒化硼素結合を生じ焼結を
阻害する場合があるので、できるだけ含まれない方が好
ましい。焼結温度は高い嵩密度を得るためには1900℃以
上とするのが好ましい。また高過ぎる温度では炭化珪素
の異常粒成長が生じやすく、焼結体の高温強度の低下を
招くため、2300℃を越えない方が望ましい。
囲気、例えばアルゴン、ヘリウム、水素、ネオン、キセ
ノン等の１種または２種以上の混合雰囲気中で行なうの
が一般的である。窒素は、上記不活性雰囲気中に存在す
ると焼結助剤の硼素と反応し窒化硼素結合を生じ焼結を
阻害する場合があるので、できるだけ含まれない方が好
ましい。焼結温度は高い嵩密度を得るためには1900℃以
上とするのが好ましい。また高過ぎる温度では炭化珪素
の異常粒成長が生じやすく、焼結体の高温強度の低下を
招くため、2300℃を越えない方が望ましい。
焼結法としては、常圧焼結法、ホットプレス法もしくは
熱間静水圧プレス法等従来から知られている方法を用い
ることができる。常圧焼結法は、添加するレニウム化合
物の量を増すと高い嵩密度が比較的得にくくなるが、複
雑形状品が容易に得られる等の利点を有する。
熱間静水圧プレス法等従来から知られている方法を用い
ることができる。常圧焼結法は、添加するレニウム化合
物の量を増すと高い嵩密度が比較的得にくくなるが、複
雑形状品が容易に得られる等の利点を有する。
一方ホットプレス法及び熱間静水圧プレス法の加圧焼結
法は無加圧焼結法である常圧焼結法に比べて容易に嵩密
度3.0g/cm3以上の高密度焼結体が得られるという利点を
有する。ホットプレス法は粉体もしくは成形体をダイス
等の型で一軸加圧しながら加熱する方法で、板、円柱等
の単純な形状の成品を得るのに適した焼結法である。ま
た熱間静水圧プレス法はガス圧で等方的に成形体を加圧
しながら加熱する方法で、予め粉体を成形し、成形体表
面の開口孔をなくしておけば、型等を使用せずともガス
圧によって加圧できることからガスタービン等の複雑形
状品を得るのに適した焼結法である。本発明では上記の
焼結法のうち１種もしくは２種以上の焼結法を組み合わ
せて用いることができる。
法は無加圧焼結法である常圧焼結法に比べて容易に嵩密
度3.0g/cm3以上の高密度焼結体が得られるという利点を
有する。ホットプレス法は粉体もしくは成形体をダイス
等の型で一軸加圧しながら加熱する方法で、板、円柱等
の単純な形状の成品を得るのに適した焼結法である。ま
た熱間静水圧プレス法はガス圧で等方的に成形体を加圧
しながら加熱する方法で、予め粉体を成形し、成形体表
面の開口孔をなくしておけば、型等を使用せずともガス
圧によって加圧できることからガスタービン等の複雑形
状品を得るのに適した焼結法である。本発明では上記の
焼結法のうち１種もしくは２種以上の焼結法を組み合わ
せて用いることができる。
前述のレニウム化合物添加の効果を十分に発現させるた
めには焼結体を高い嵩密度とする必要があるため、焼結
工程中に加圧焼結工程を含めることがより望ましい。特
に望ましくは、窒素を除く不活性雰囲気中で加圧焼結し
て嵩密度を少なくとも3.0g/cm3以上とした後、該焼結体
を不活性雰囲気中において2000℃以上で焼きなますこと
が良い。
めには焼結体を高い嵩密度とする必要があるため、焼結
工程中に加圧焼結工程を含めることがより望ましい。特
に望ましくは、窒素を除く不活性雰囲気中で加圧焼結し
て嵩密度を少なくとも3.0g/cm3以上とした後、該焼結体
を不活性雰囲気中において2000℃以上で焼きなますこと
が良い。
本発明において、加圧焼結した後焼結体の焼きなまし処
理を施す場合は、加圧焼結後の焼きなまし処理の効果を
生かし、高靭性のものを得るために、加圧焼結後の焼結
体の嵩密度を高くする必要がある。緻密化が足りない状
態で焼きなまし処理を施すと、板状粒の成長が著しく生
じる場合があり、高温強度劣化の原因となるので加圧焼
結後の焼結体の嵩密度は3.0g/cm3以上とすることが望ま
しい。加圧焼結時の圧力は加圧焼結による緻密化の効果
を十分に発揮させるため少なくとも100kg/cm3とするこ
とが望ましい。
理を施す場合は、加圧焼結後の焼きなまし処理の効果を
生かし、高靭性のものを得るために、加圧焼結後の焼結
体の嵩密度を高くする必要がある。緻密化が足りない状
態で焼きなまし処理を施すと、板状粒の成長が著しく生
じる場合があり、高温強度劣化の原因となるので加圧焼
結後の焼結体の嵩密度は3.0g/cm3以上とすることが望ま
しい。加圧焼結時の圧力は加圧焼結による緻密化の効果
を十分に発揮させるため少なくとも100kg/cm3とするこ
とが望ましい。
加圧焼結後の焼きなまし処理を施す際は、焼結の際と同
様不活性雰囲気とする。ただし、窒素雰囲気でもかまわ
ない。この焼きなまし処理はレニウム化合物の粒状化、
粒界偏析物の炭化珪素中への固溶及び炭化珪素粒結晶粒
径の均一粗大化を十分に行なうものであり、大気圧以下
であることが望ましい。
様不活性雰囲気とする。ただし、窒素雰囲気でもかまわ
ない。この焼きなまし処理はレニウム化合物の粒状化、
粒界偏析物の炭化珪素中への固溶及び炭化珪素粒結晶粒
径の均一粗大化を十分に行なうものであり、大気圧以下
であることが望ましい。
焼きなまし温度としては、上記レニウム化合物の粒状
化、粒界偏析物の固溶及び微細結晶粒の再結晶等の原子
の拡散が十分に生じるような温度とすれば良いが、低温
では長時間を要することになるので2000℃以上とするこ
とが好ましい。しかし、あまり高い温度では炭化珪素の
異常粒成長及び炭化珪素の分解が生じるので好ましくは
2000〜2300℃の温度範囲である。焼きなましの保持時間
は上記焼きなまし処理の効果を十分に行なわしめる時間
とするが、炭化珪素粒の異常粒成長を避けるためには４
時間以内であることが好ましい。なお加圧焼結終了後か
ら焼きなましに移行する際の温度履歴は任意に選択する
ことができ、必ずしも室温を経る必要はない。
化、粒界偏析物の固溶及び微細結晶粒の再結晶等の原子
の拡散が十分に生じるような温度とすれば良いが、低温
では長時間を要することになるので2000℃以上とするこ
とが好ましい。しかし、あまり高い温度では炭化珪素の
異常粒成長及び炭化珪素の分解が生じるので好ましくは
2000〜2300℃の温度範囲である。焼きなましの保持時間
は上記焼きなまし処理の効果を十分に行なわしめる時間
とするが、炭化珪素粒の異常粒成長を避けるためには４
時間以内であることが好ましい。なお加圧焼結終了後か
ら焼きなましに移行する際の温度履歴は任意に選択する
ことができ、必ずしも室温を経る必要はない。
作用 レニウム化合物を炭化珪素焼結体中に含有させることに
より、その焼結体中に粒状に分布するレニウム化合物粒
周囲の残留応力及び弾性率の違いによる応力の不均一伝
達性により欠陥周囲の応力集中部に微視き裂が発生しや
すくなり、き裂の枝分かれまたはき裂偏向などが生じる
ことにより靭性が向上する。またレニウム化合物は炭化
珪素自体の高い耐酸化性を損なうことがなく、レニウム
化合物粒子を多量に添加しなければクリープ特性の劣化
もみられないため、高温高強度、高耐酸化性でかつ靭性
の優れた高温構造材料としての信頼性の高い炭化珪素質
焼結体が得られる。
より、その焼結体中に粒状に分布するレニウム化合物粒
周囲の残留応力及び弾性率の違いによる応力の不均一伝
達性により欠陥周囲の応力集中部に微視き裂が発生しや
すくなり、き裂の枝分かれまたはき裂偏向などが生じる
ことにより靭性が向上する。またレニウム化合物は炭化
珪素自体の高い耐酸化性を損なうことがなく、レニウム
化合物粒子を多量に添加しなければクリープ特性の劣化
もみられないため、高温高強度、高耐酸化性でかつ靭性
の優れた高温構造材料としての信頼性の高い炭化珪素質
焼結体が得られる。
次に本発明の実施例を比較例と共に説明する。
実施例及び比較例 炭化珪素粉末（平均粒径0.3μｍ、β相ほぼ100重量％）
に炭化硼素粉末（平均粒径１μｍ、Ｂ＝78重量％）0.4
重量％とカーボンブラック粉末（平均粒径0.02μｍ）1.
9重量％及び以下に示すレニウム化合物を所定量添加し
溶媒としてアセトンを用いて24時間ボールミル混練し
た。
に炭化硼素粉末（平均粒径１μｍ、Ｂ＝78重量％）0.4
重量％とカーボンブラック粉末（平均粒径0.02μｍ）1.
9重量％及び以下に示すレニウム化合物を所定量添加し
溶媒としてアセトンを用いて24時間ボールミル混練し
た。
用いたレニウム化合物粉末は、ReSi2粉末（平均粒径1.2
μｍ）、ReB2粉末（平均粒径３μｍ）、ReC粉末（平均
粒径1.5μｍ）である。
μｍ）、ReB2粉末（平均粒径３μｍ）、ReC粉末（平均
粒径1.5μｍ）である。
次いで得られた混合粉末を乾燥後焼結した。また一部加
圧焼結後焼きなまし処理を施した。常圧焼結の場合は予
め10MPaの圧力で金型一軸成形し、さらに700MPaの圧力
で冷間静水圧プレス成形を行なった。常圧焼結条件とし
てはAr不活性雰囲気中、2100℃の温度で２時間保持であ
る。
圧焼結後焼きなまし処理を施した。常圧焼結の場合は予
め10MPaの圧力で金型一軸成形し、さらに700MPaの圧力
で冷間静水圧プレス成形を行なった。常圧焼結条件とし
てはAr不活性雰囲気中、2100℃の温度で２時間保持であ
る。
ホットプレス焼結の場合は黒鉛ダイス中にてAr不活性雰
囲気中、40MPaの圧力下で温度2100℃、保持時間２時間
の条件で行った。また熱間静水圧プレス焼結の場合は予
め上記常圧焼結を施した後、Ar不活性雰囲気中、200MPa
の気圧下で温度2000℃、保持時間２時間の条件で行っ
た。焼きなまし処理条件は、上記ホットプレス法あるい
は熱間静水圧プレス法による加圧焼結の後、Ar不活性雰
囲気中、2200℃の温度で２時間保持である。
囲気中、40MPaの圧力下で温度2100℃、保持時間２時間
の条件で行った。また熱間静水圧プレス焼結の場合は予
め上記常圧焼結を施した後、Ar不活性雰囲気中、200MPa
の気圧下で温度2000℃、保持時間２時間の条件で行っ
た。焼きなまし処理条件は、上記ホットプレス法あるい
は熱間静水圧プレス法による加圧焼結の後、Ar不活性雰
囲気中、2200℃の温度で２時間保持である。
本発明により得られた炭化珪素焼結体の特性をレニウム
化合物の添加量、焼結条件と共に第１表に示す。強度に
ついては、JIS R1601に準拠し室温及びAr中1500℃にて
３点曲げ試験を行ない抗折強さとして測定した。靭性に
ついてはIM（Indentation Microfracture）法により破
壊靭性値KICを測定した。高温での耐酸化試験について
は、大気中、1500℃にて24時間放置の後の酸化増量を測
定した。なお比較例としてレニウム化合物を添加しない
焼結体および多量に添加した焼結体の測定結果も併せて
第１表に示す。
化合物の添加量、焼結条件と共に第１表に示す。強度に
ついては、JIS R1601に準拠し室温及びAr中1500℃にて
３点曲げ試験を行ない抗折強さとして測定した。靭性に
ついてはIM（Indentation Microfracture）法により破
壊靭性値KICを測定した。高温での耐酸化試験について
は、大気中、1500℃にて24時間放置の後の酸化増量を測
定した。なお比較例としてレニウム化合物を添加しない
焼結体および多量に添加した焼結体の測定結果も併せて
第１表に示す。
第１表に示すように、レニウム化合物を含有する焼結体
はレニウム化合物を添加しない場合に比 べると、本発明の範囲以内では強度（抗折強さ）、酸化
増量ともにほぼ同等であるが、靭性（KIC）は全ての場
合においてレニウム化合物を含有する焼結体の方が優れ
ている。
はレニウム化合物を添加しない場合に比 べると、本発明の範囲以内では強度（抗折強さ）、酸化
増量ともにほぼ同等であるが、靭性（KIC）は全ての場
合においてレニウム化合物を含有する焼結体の方が優れ
ている。
発明の効果 本発明により、炭化珪素本来の特性である優れた耐熱
性、高温高強度、耐酸化性を十分に備えた炭化珪素焼結
体において、靭性をより優れたものとすることが可能と
なった。このことにより高温構造材料としての信頼性が
非常に優れた炭化珪素質焼結体が得られるようになり特
に酸化性雰囲気下での高温構造材料として極めて有用で
ある。
性、高温高強度、耐酸化性を十分に備えた炭化珪素焼結
体において、靭性をより優れたものとすることが可能と
なった。このことにより高温構造材料としての信頼性が
非常に優れた炭化珪素質焼結体が得られるようになり特
に酸化性雰囲気下での高温構造材料として極めて有用で
ある。
Claims (4)
- 【請求項１】レニウム化合物0.1〜30重量％と、硼素及
び硼素化合物のうち１種以上0.2〜2.0重量％と、炭素及
び炭素化合物のうち１種以上0.1〜5.0重量％及び残部が
炭化珪素からなることを特徴とする炭化珪素質焼結体。 - 【請求項２】レニウム化合物が珪化レニウム、硼化レニ
ウム及び炭化レニウムより選ばれた少なくとも一種の化
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の炭化珪素質焼結体。 - 【請求項３】レニウム化合物0.1〜30重量％と、硼素及
び硼素化合物のうち１種以上0.2〜2.0重量％と、炭素及
び炭素化合物のうち１種以上0.1〜0.5重量％及び残部が
炭化珪素からなる混合粉末を成形し、焼結を窒素を除く
不活性雰囲気中で焼結温度1900℃〜2300℃で行なうこと
を特徴とする炭化珪素質焼結体の製造方法。 - 【請求項４】レニウム化合物0.1〜30重量％と、硼素及
び硼素化合物のうち１種以上0.2〜2.0重量％と、炭素及
び炭素化合物のうち１種以上0.1〜0.5重量％及び残部が
炭化珪素からなる混合粉末を成形し、窒素を除く不活性
雰囲気中で、焼結温度1900℃〜2300℃で加圧焼結して嵩
密度を3.0g/cm3以上とした後、該焼結体を不活性雰囲気
中において2000℃以上で焼きなますことを特徴とする炭
化珪素質焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62243565A JPH0788255B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 炭化珪素質焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62243565A JPH0788255B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 炭化珪素質焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6487559A JPS6487559A (en) | 1989-03-31 |
| JPH0788255B2 true JPH0788255B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=17105731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62243565A Expired - Lifetime JPH0788255B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 炭化珪素質焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788255B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2089288A1 (en) * | 1992-03-20 | 1993-09-21 | David E. Slutz | Multilayer cvd diamond films |
| JP4390872B2 (ja) * | 1997-06-20 | 2009-12-24 | 株式会社ブリヂストン | 半導体製造装置用部材および半導体製造装置用部材の製造方法 |
| CN114054682B (zh) * | 2021-11-26 | 2022-12-09 | 江苏智疆航空科技发展有限公司 | 一种用于航空发动机的陶瓷型芯的制备工艺 |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62243565A patent/JPH0788255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6487559A (en) | 1989-03-31 |
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