JPH0952780A - 多孔質炭化珪素焼結体の製造方法 - Google Patents
多孔質炭化珪素焼結体の製造方法Info
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- JPH0952780A JPH0952780A JP7225893A JP22589395A JPH0952780A JP H0952780 A JPH0952780 A JP H0952780A JP 7225893 A JP7225893 A JP 7225893A JP 22589395 A JP22589395 A JP 22589395A JP H0952780 A JPH0952780 A JP H0952780A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
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Abstract
に制御することのできる多孔質炭化珪素焼結体の製造方
法を提供する。 【解決手段】 炭化珪素ウイスカーに、平均粒子径が3
0μm 以下のα型炭化珪素粉末を30〜50重量%の割
合で混合し、成形後非酸化性雰囲気下1900〜210
0℃の温度で焼結する。好ましくは、平均粒子径が0.
5〜10μm のα型炭化珪素粉末を使用する。
Description
を有し、かつ気孔径を容易に制御することのできる多孔
質炭化珪素焼結体の製造方法に関する。
学的安定性などに優れているため、従来から高温用の各
種構造部材として広く利用されている。また、焼結体の
組織構造を多孔質とした多孔質炭化珪素焼結体は溶融金
属用フィルター、通気性高温断熱材、触媒担体、排気ガ
ス用フィルターなど多様な用途分野での実用化が図られ
ている。
しては、ポリウレタンフォームのような三次元網目構造
の有機質多孔体に炭化珪素のスラリーを含浸させて乾燥
したのち、熱処理して有機質体を焼却除去する方法が知
られている(例えば、特開昭58−122016号公報)が、こ
の方法で得られる炭化珪素多孔質体は気孔率が80%以
上と高い反面、強度が極めて低いという欠点がある。
しては炭化珪素の粉末に有機質の樹脂バインダーを加え
て混合し、この混合物を所定形状に成形したのち焼成し
て炭化珪素の粉末粒子を粒成長させる方法も知られてお
り、例えば特開平3−215374号公報には平均粒径
が100〜150μm で、平均粒径の±20%以内に9
0重量%以上が存在するような粒度分布を有する炭化珪
素顆粒に成形用バインダーと可塑剤を添加して混合した
後、該顆粒の表層部分が潰れて相互に連結し、かつその
内部が未潰れの状態で成形体中に残存するような成形圧
力で成形し、次いで焼結する方法が提案されている。
炭化珪素粉末に炭素質物質を配合してなる原料組成物か
ら成形体を成形し、これを非酸化性雰囲気下にて焼成し
て炭化珪素粉末を焼結させることにより、炭素質物質が
分散含有された炭化珪素焼結体を形成し、その後、その
焼結体を酸化性雰囲気下にて加熱することにより焼結体
中の炭素質物質を燃焼して消失させ、焼結体中に気孔を
形成する方法が、また特開平4−187578号公報に
はβ型炭化珪素粉末にα型炭化珪素粉末を配合した原料
炭化珪素粉末から成形体を成形し、その成形体を焼成す
ることによりβ型炭化珪素の異常粒成長を抑制して気孔
径を制御する方法が提案されている。
れた多孔質炭化珪素焼結体は気孔率が50%程度のもの
が得られる反面、多孔質体を構成する炭化珪素粒子の結
合は炭化珪素微粒子の粒成長のみによるものであるから
機械的強度が小さく、気孔特性と強度特性の両立を図る
には十分でないという問題点がある。
を解消するために、炭化珪素粉末に炭化珪素ウイスカー
を配合した原料系を使用することにより気孔特性と強度
特性が両立できることを見出し、特願平6−11964
9号として炭化珪素ウイスカーに平均粒子径が30μm
以下の炭化珪素粉末を30〜50重量%の割合で混合
し、成形後非酸化性雰囲気下1900〜2100℃の温
度で焼結する炭化珪素焼結体の製造方法を提案した。
いる炭化珪素粉末の結晶形により得られる炭化珪素焼結
体の気孔特性ならびに強度特性が異なり、α型炭化珪素
粉末を用いると優れた強度特性および気孔特性を有する
とともに、気孔径を容易に制御できることを見出した。
のであり、その目的は高い気孔率と大きな材質強度を有
し、かつ気孔径を容易に制御することのできる多孔質炭
化珪素焼結体の製造方法を提供することにある。
めの本発明による多孔質炭化珪素焼結体の製造方法は、
炭化珪素ウイスカーに平均粒子径が30μm 以下のα型
炭化珪素粉末を30〜50重量%の割合で混合し、成形
後非酸化性雰囲気下1900〜2100℃の温度で焼結
することを構成上の特徴とする。
1〜2.0μm 、長さ5〜100μm の針状単結晶から
なる極めて高強度を有する微細繊維状物質であり、本発
明においては炭化珪素ウイスカーを絡み合わせて炭化珪
素焼結体の内部に気孔を形成させるための骨格として機
能させるものである。そして、炭化珪素ウイスカーに炭
化珪素粉末を混合して加熱焼結すると、炭化珪素粉末に
より炭化珪素ウイスカー相互の結合が促進されて強固な
結合体が形成される。
炭化珪素粉末としてα型炭化珪素粉末を用いることを主
要な構成要件とする。β型炭化珪素粉末は焼結時に異常
粒成長し易いために、気孔特性とくに気孔径が大きく変
化するので気孔径を制御することが困難である。これに
対してα型炭化珪素粉末は高温においても安定度が高く
粒成長し難いので、気孔径の変化を小さく抑えることが
できる。
が30μm 以下のものが用いられ、好ましくは0.5〜
10μm の微粉末が使用される。平均粒子径が30μm
を越えると焼結性が悪化して得られる多孔質炭化珪素焼
結体の材質強度の低下を招くためである。
カーに対して30〜50重量%の割合で混合される。混
合割合が50重量%を越えると、炭化珪素ウイスカーが
絡み合って形成された空隙中にα型炭化珪素粉末が充填
されて気孔率が低下し、他方配合割合が30重量%未満
では、骨格となるウイスカー相互の結合が十分でないた
めに焼結体の材質強度の向上が図れなくなる。
所定の割合になるように水あるいはアルコールやエーテ
ルなどの有機溶媒中に成形用バインダーとともに分散さ
せて均一な混合スラリーを作製したのち、所望形状の成
形体に成形される。成形用バインダーとしてはメチルセ
ルロース、カルボキシルメチルセルロースなどが用いら
れ、α型炭化珪素粉末と炭化珪素ウイスカーの合計10
0重量部に対して1〜30重量部の割合で配合される。
なお、必要に応じてグリセリンなどの成形助剤を添加す
ることもできる。
し成形、プレス成形、射出成形などの公知の成形手段に
よって所望形状の成形体に成形され、乾燥したのち窒
素、アルゴンなどの非酸化性雰囲気下に1900〜21
00℃の温度で焼結する。焼結温度が1900℃未満で
はα型炭化珪素粉末による炭化珪素ウイスカー相互の結
合が十分に行われず、また2100℃を越えると炭化珪
素ウイスカーの昇華が生じて絡み合ったウイスカー相互
の骨格の崩壊が起こるためである。
型炭化珪素粉末の混合成形体を焼結することにより、絡
み合った炭化珪素ウイスカー相互がα型炭化珪素粉末を
介して強固に結合した多孔質焼結体が形成され、また焼
結体内部の空隙の大部分は保持されるので高気孔率の炭
化珪素焼結体が得られる。
安定性が高いので、焼結時の高温処理時にも異常粒成長
することがないので、形成される気孔径の急激な変動を
防止することができる。したがって、焼結温度を調節す
ることにより容易に気孔径の制御が可能となる。
その平均粒子径および炭化珪素ウイスカーとの混合割合
ならびに焼結温度などを特定することにより高気孔率、
高強度特性を備えるとともに均一な平均気孔径を有する
多孔質炭化珪素焼結体を製造することができる。
明する。
化珪素ウイスカー、平均粒子径が0.7μm のα型炭化
珪素粉末および平均粒子径が0.7μm のβ型炭化珪素
粉末を用い、これらの原料の混合割合を変えて水中に分
散させて原料スラリーを調製した。なお混合原料100
重量部に対して成形用バインダーとしてメチルセルロー
ス20重量部および成形助剤としてグリセリン10重量
部を添加した。この原料スラリーを押し出し成形により
直径50mm、高さ100mmの円柱形状に成形したのち、
成形体を窒素雰囲気中で温度を変えて1時間焼結した。
得られた焼結体について水銀圧入法により気孔特性(平
均気孔径、気孔率)およびJISR1601により3点
曲げ強度を測定して、これらの結果を表1、2に示し
た。
スカーを用い、混合するα型炭化珪素粉末およびβ型炭
化珪素粉末の平均粒子径ならびに混合比を変えて原料ス
ラリーを調製したほかは、実施例1〜8と同一の方法で
成形体を作製し窒素雰囲気中2000℃の温度で1時間
焼結した。得られた焼結体について実施例1〜8と同一
の方法により気孔特性および3点曲げ強度を測定してそ
の結果を表3に示した。
いた実施例1〜8の多孔質炭化珪素焼結体は焼結温度と
ともに気孔率および平均気孔径が緩やかに増加している
のに対して、β型炭化珪素粉末を用いた比較例1〜8の
多孔質炭化珪素焼結体では焼結温度が2100〜220
0℃付近で急激に増大していることが認められる。ま
た、実施例1〜8の多孔質炭化珪素焼結体はいずれも高
い曲げ強度特性を有し、かつ気孔率も70%程度あり、
比較例1〜8の多孔質炭化珪素焼結体に比べて材質強度
が優れていることが判る。更に、表3の結果から本発明
の要件を充足する実施例9〜11の多孔質炭化珪素焼結
体は、本発明の要件を外れる比較例9〜13の多孔質炭
化珪素焼結体に対比して気孔特性および強度特性が優位
にあることが明らかである。
ウイスカーに特定粒子径範囲のα型炭化珪素粉末を所定
量混合した原料を用いることにより高い気孔率と高強度
の多孔質炭化珪素焼結体を製造することができ、また焼
結温度を適宜設定することにより平均気孔径の制御が可
能である。したがって、溶融金属用フィルター、通気性
高温断熱材、触媒担体、排気ガス浄化用フィルターや多
孔質セラミックスヒータ等の製造方法として極めて有用
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 炭化珪素ウイスカーに平均粒子径が30
μm 以下のα型炭化珪素粉末を30〜50重量%の割合
で混合し、成形後非酸化性雰囲気下1900〜2100
℃の温度で焼結することを特徴とする多孔質炭化珪素焼
結体の製造方法。 - 【請求項2】 α型炭化珪素粉末の平均粒子径が0.5
〜10μm である請求項1記載の多孔質炭化珪素焼結体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7225893A JPH0952780A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 多孔質炭化珪素焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7225893A JPH0952780A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 多孔質炭化珪素焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0952780A true JPH0952780A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16836535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7225893A Pending JPH0952780A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 多孔質炭化珪素焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0952780A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7851396B2 (en) * | 2006-03-31 | 2010-12-14 | Ibiden Co., Ltd. | Porous sintered body, method of manufacturing porous sintered body, and method of manufacturing exhaust gas purifying apparatus |
| CN119265707A (zh) * | 2024-12-06 | 2025-01-07 | 洛阳理工学院 | 一种多孔前驱体微波合成碳化硅晶须的方法 |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP7225893A patent/JPH0952780A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7851396B2 (en) * | 2006-03-31 | 2010-12-14 | Ibiden Co., Ltd. | Porous sintered body, method of manufacturing porous sintered body, and method of manufacturing exhaust gas purifying apparatus |
| CN119265707A (zh) * | 2024-12-06 | 2025-01-07 | 洛阳理工学院 | 一种多孔前驱体微波合成碳化硅晶须的方法 |
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