JPS59190275A - 反応焼結セラミツクスの製造法 - Google Patents
反応焼結セラミツクスの製造法Info
- Publication number
- JPS59190275A JPS59190275A JP58063079A JP6307983A JPS59190275A JP S59190275 A JPS59190275 A JP S59190275A JP 58063079 A JP58063079 A JP 58063079A JP 6307983 A JP6307983 A JP 6307983A JP S59190275 A JPS59190275 A JP S59190275A
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- Japan
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- powder
- manufacturing
- carbonaceous
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、反応焼結を利用し／Ｃセラミックスの製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
反応焼結法は、たとえば金属ケイ繁茂を含む成形体を穿
累気流中で焼成し、金属ケイ素が窒化ケイ素となるとき
に生ずる結合力を利用して強固なセラミックスを得る方
法であって、通常の自己焼結法と来なり、比較的低温で
焼結が可能であること、焼成温度よりも高い温度でも使
用に耐えること、金属ケイ素等の粒度配合などによって
種々の性質のものが得られることなとの利点があるため
工業的に広く利用されている。
累気流中で焼成し、金属ケイ素が窒化ケイ素となるとき
に生ずる結合力を利用して強固なセラミックスを得る方
法であって、通常の自己焼結法と来なり、比較的低温で
焼結が可能であること、焼成温度よりも高い温度でも使
用に耐えること、金属ケイ素等の粒度配合などによって
種々の性質のものが得られることなとの利点があるため
工業的に広く利用されている。
しかし乍ら従来の方法では、金属ケイ繁茂または金属ケ
イ繁茂含有の粉粒体に、バインダー等を所要量添加して
混練したものを、型に充填・成形し離型するとか、また
は押出し法により成形して所謂グリーン成形体をつくり
、これを反応焼結せしめているが、何れも複雑な形状の
ものの製造が困難であるばかりでなく、グリーン成形体
の変形あるいはそれに内在している歪による焼結体の変
形なとの問題もあり、さらに、縦俣寸法比の大きいもの
の場合は、充分な強度が得られないなとの欠点があった
。
イ繁茂含有の粉粒体に、バインダー等を所要量添加して
混練したものを、型に充填・成形し離型するとか、また
は押出し法により成形して所謂グリーン成形体をつくり
、これを反応焼結せしめているが、何れも複雑な形状の
ものの製造が困難であるばかりでなく、グリーン成形体
の変形あるいはそれに内在している歪による焼結体の変
形なとの問題もあり、さらに、縦俣寸法比の大きいもの
の場合は、充分な強度が得られないなとの欠点があった
。
本願発明者らは、通気性の炭素質の型に金属ケイ繁茂な
どを充填し、これを窒素気流中で焼成すると、型の気孔
からの窒素ガスにより、型内て容易に焼結反応が行なわ
れることを見出だし、本発明を完成した。
どを充填し、これを窒素気流中で焼成すると、型の気孔
からの窒素ガスにより、型内て容易に焼結反応が行なわ
れることを見出だし、本発明を完成した。
本発明の一つの目的は、特に複雑な形状あるいは寸法比
の大きい場合でも、高い寸法精度と強度を有する反応焼
結体を効率良く製造する方法を提供することであり、他
の目的は、炭素質の型自体をセラミックスの被覆材とし
て機能を発揮せしめる複合形セラミックスの製造方法を
提供することに在る。
の大きい場合でも、高い寸法精度と強度を有する反応焼
結体を効率良く製造する方法を提供することであり、他
の目的は、炭素質の型自体をセラミックスの被覆材とし
て機能を発揮せしめる複合形セラミックスの製造方法を
提供することに在る。
本発明の要旨は、通気性をイボする炭素質成形型に金属
ケイ繁茂または金属ケイ繁茂を含む粉粒体を充填し、次
いで該粉粒体が充ｊ１−↓された評成形型を♀素雰囲気
中または窒素を含存する不活性雰囲気中（ここで不活性
とは、酸累、二酸化炭素なとの酸化性気体が実質的に煎
い状態をいう）て焼成することを特徴とする反応焼結セ
ラミックスの製造法に在る。
ケイ繁茂または金属ケイ繁茂を含む粉粒体を充填し、次
いで該粉粒体が充ｊ１−↓された評成形型を♀素雰囲気
中または窒素を含存する不活性雰囲気中（ここで不活性
とは、酸累、二酸化炭素なとの酸化性気体が実質的に煎
い状態をいう）て焼成することを特徴とする反応焼結セ
ラミックスの製造法に在る。
本発明に用いられる炭素質成形型は、窒素が成形型の壁
を通して供給されるため、該型の気孔率は２０〜４２％
の範囲に在ることが好ましく、２０％以下では窒素の供
給が困難となり焼結に長時間を要し、極端な場合には金
属ケイ素のまま残り、反応焼結体が得られず、また４２
％を超えると粉粒体と接する型表面の平滑性が保たれな
くなったり、気孔への粉粒の侵入が起き好ましくない。
を通して供給されるため、該型の気孔率は２０〜４２％
の範囲に在ることが好ましく、２０％以下では窒素の供
給が困難となり焼結に長時間を要し、極端な場合には金
属ケイ素のまま残り、反応焼結体が得られず、また４２
％を超えると粉粒体と接する型表面の平滑性が保たれな
くなったり、気孔への粉粒の侵入が起き好ましくない。
炭素質材料のうちで黒鉛は特に加工性が良好なため寸法
精度の高い任意の形状の型が容易に入手できるなとの利
点がある。
精度の高い任意の形状の型が容易に入手できるなとの利
点がある。
なお、使用する炭素質の型と粉粒体の界面において、焼
成により大きな結合力を生ずるので、この性質を利用し
て型そのものを反応焼結体の被覆層とした複合形セラミ
ックスを得ることができる。
成により大きな結合力を生ずるので、この性質を利用し
て型そのものを反応焼結体の被覆層とした複合形セラミ
ックスを得ることができる。
一方、反応焼結体そのものを目的の製品とするため型の
剥離（必要（こより分割型とすれば良い）が必要な場合
には、粉粒体と接する型の内面に紙を介在させるとか、
窒化ホウ素粉を塗布するとかの手段を探れば雛型は容易
となり、型の再利用が図れる。また復雑な形状で彫型が
困難な場合には、酸化雰囲気中で数百度に加熱すれば、
炭素質型は容易に消滅し、反応焼結体が健全な状態で得
られる。
剥離（必要（こより分割型とすれば良い）が必要な場合
には、粉粒体と接する型の内面に紙を介在させるとか、
窒化ホウ素粉を塗布するとかの手段を探れば雛型は容易
となり、型の再利用が図れる。また復雑な形状で彫型が
困難な場合には、酸化雰囲気中で数百度に加熱すれば、
炭素質型は容易に消滅し、反応焼結体が健全な状態で得
られる。
利用する粉粒体としては、金属ケイ素車味、あるいは金
属ケイ素と炭化ケイ素、窒化ケイ素あるいはアルミナと
の配合物なと、目的に応じ金属ケイ常に他の粉粒体を混
合することができる。またそれらの粒度、配合遺なとは
、目的とする製品の性質に適合するよう７１で宜選択ず
れは良い。
属ケイ素と炭化ケイ素、窒化ケイ素あるいはアルミナと
の配合物なと、目的に応じ金属ケイ常に他の粉粒体を混
合することができる。またそれらの粒度、配合遺なとは
、目的とする製品の性質に適合するよう７１で宜選択ず
れは良い。
粉粒体を型に充填する場合、種々な方法を採ることがで
きるが、復雑な形状の型に在っては振動成形法によるこ
とが好ましく、黒鉛質の型はその壁面と粉粒体との間の
摩擦が４＼さいので、このような際には特に何利である
。なお、粉粒体の充填に先立って、または途中で型の内
部（こ同種または異種のセラミック成形体を挿入ずれば
、挿々の複合形反応焼結セラミックスが得られる。
きるが、復雑な形状の型に在っては振動成形法によるこ
とが好ましく、黒鉛質の型はその壁面と粉粒体との間の
摩擦が４＼さいので、このような際には特に何利である
。なお、粉粒体の充填に先立って、または途中で型の内
部（こ同種または異種のセラミック成形体を挿入ずれば
、挿々の複合形反応焼結セラミックスが得られる。
充填粥、型こと窒化焼成炉内に装入し窒素または窒紫含
勾不活性雰囲気中で加熱昇温を行なう。
勾不活性雰囲気中で加熱昇温を行なう。
加熱は、基塩から１０００°Ｇまでは比較的速い５０〜
１５０°Ｃ／ｈｒの昇温速度て、窒化反応が開始する１
０００°Ｇを超えて１４００°Ｃまては比較的遅い５〜
５０°Ｃ／ｈｒの昇温速度で加熱することが好ましくそ
の後、製品によって異なるが最高温度で１０〜２００詩
間保持して充分な窒化反応を起させる。
１５０°Ｃ／ｈｒの昇温速度て、窒化反応が開始する１
０００°Ｇを超えて１４００°Ｃまては比較的遅い５〜
５０°Ｃ／ｈｒの昇温速度で加熱することが好ましくそ
の後、製品によって異なるが最高温度で１０〜２００詩
間保持して充分な窒化反応を起させる。
窒化焼成炉内に送入されるガスは、反応成分である窒素
を含んだ不活性のものが用いられ、窒７；カスエ１１．
独、酸累や二酸化炭素を除去した燃・腕廃ガス等を用い
ることができる。
を含んだ不活性のものが用いられ、窒７；カスエ１１．
独、酸累や二酸化炭素を除去した燃・腕廃ガス等を用い
ることができる。
以上述へた如く、本発明方法によれは、成形後離型する
ことなく焼結工程に移行されるため、保形に配慮する必
要がなく、結合剤も一般に不要なので作業が単純化され
、生産性が向」―すると共に復雑な形状でも寸法精度の
良いセラミック成）１ツ物が得られる。
ことなく焼結工程に移行されるため、保形に配慮する必
要がなく、結合剤も一般に不要なので作業が単純化され
、生産性が向」―すると共に復雑な形状でも寸法精度の
良いセラミック成）１ツ物が得られる。
以下、本発明を実施例により具体的（こ、説明する。
実施例１〜５
金属ケイ繁茂および炭化ケイ繁茂を、それぞれ粉砕・分
級し、第１表に丞した配合の粉粒体を用意し、内面に窒
化ホウ素粉を塗付した内径６００ ｍｍ外径１００ ｍ
ｍ長さ３００ ｍｍの円筒形黒鉛型（気孔林５２８％）
に振動成形機を用いて充填した。
級し、第１表に丞した配合の粉粒体を用意し、内面に窒
化ホウ素粉を塗付した内径６００ ｍｍ外径１００ ｍ
ｍ長さ３００ ｍｍの円筒形黒鉛型（気孔林５２８％）
に振動成形機を用いて充填した。
成形品を雛型することなく型と共に焼成炉に装人し、窒
素ガス雰囲気中で、１０００℃までは１２０℃／ ｈｒ
、 １０００°Ｃを超えて１４００℃までは１０°
Ｃ／ｈｒの速度で昇温し、以後その温度で８０時間保持
した。ｒ）却後距型し、得られた林状反応焼結体の物理
的性負を測定した。
素ガス雰囲気中で、１０００℃までは１２０℃／ ｈｒ
、 １０００°Ｃを超えて１４００℃までは１０°
Ｃ／ｈｒの速度で昇温し、以後その温度で８０時間保持
した。ｒ）却後距型し、得られた林状反応焼結体の物理
的性負を測定した。
比較例１〜２
プコＪ油例１および４と同じ配合の粉粒体に、結合剤と
してメチルセルローズを０．４組字％添加（水溶液で）
して埋合し、押出し成形により直径６０ｍ１ｎの棒状体
を得た。
してメチルセルローズを０．４組字％添加（水溶液で）
して埋合し、押出し成形により直径６０ｍ１ｎの棒状体
を得た。
該棒状体を実施例］〜５と同し方法で焼成し、得られた
反応焼結体の物理的性質を測定した。
反応焼結体の物理的性質を測定した。
以−（−の結果をまとめて、同じく第１１２２に示す。
以下余白
実施例６
気孔率２６％、肉厚５ｍ＋ｎ、外径がそれぞれ９０ｉ７
］１１１と４９ ｍｍで長さが４００ ｍｍの２本の黒
鉛管を用忍し、太い方の内面および細い方の外面に窒化
ホウ素粉を塗布して２重に直豆させ、底部に閉塞栓を設
けて二つの管の中間部に実施例１と同じ粉粒体を振動成
形機により充填した。
］１１１と４９ ｍｍで長さが４００ ｍｍの２本の黒
鉛管を用忍し、太い方の内面および細い方の外面に窒化
ホウ素粉を塗布して２重に直豆させ、底部に閉塞栓を設
けて二つの管の中間部に実施例１と同じ粉粒体を振動成
形機により充填した。
これを型と共に実施例１〜５と同様に焼成した硯、雌型
し円筒の反応焼結体を得た。このものの物理的性質は、
実施例１とほぼ同様であった。
し円筒の反応焼結体を得た。このものの物理的性質は、
実施例１とほぼ同様であった。
比較例３
比較例１と同じ捏合物を用いて外径８０ ｍｍ 、そし
て肉厚２０１１１１７１の円筒体を押出し成形したが、
グリーン成形体の保形が極めて困難であると共に、得ら
れた焼結体の形４犬は不良で、圧縮強さも実施例６と比
軸して極めて低かった。
て肉厚２０１１１１７１の円筒体を押出し成形したが、
グリーン成形体の保形が極めて困難であると共に、得ら
れた焼結体の形４犬は不良で、圧縮強さも実施例６と比
軸して極めて低かった。
実施例７
細い力の黒鉛管の夕１面に窒化ホウ素粉を塗布しなかっ
たことを除いては、実施例６と同様に成形および焼成を
行なった。
たことを除いては、実施例６と同様に成形および焼成を
行なった。
内面に黒船管が強固に結合した円筒形の捏合形セラミッ
クスが得られた。
クスが得られた。
特許出願人 日本軽金属株式会社
代理人 弁理士 松永圭司
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １・ 通気性を合する炭素質成形型に金属ケイ繁茂また
は金属ケイ繁茂を含む粉粒体を充填し、次いで該粉粒体
が充填された該成形型を窒素雰囲気中または窒素を含イ
コする不活性雰囲気中で焼成することを特徴とする反応
焼結セラミックスの製造法。 ２、炭素質成形型の気孔イ（が２０〜４２％であること
を特徴とする特γ「請求の範囲７５１項記載の反応焼木
古セラミックスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58063079A JPS59190275A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 反応焼結セラミツクスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58063079A JPS59190275A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 反応焼結セラミツクスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59190275A true JPS59190275A (ja) | 1984-10-29 |
| JPS6235995B2 JPS6235995B2 (ja) | 1987-08-05 |
Family
ID=13218966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58063079A Granted JPS59190275A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 反応焼結セラミツクスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59190275A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006306681A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 大型薄肉セラミック体の製造方法 |
| JP2012524706A (ja) * | 2009-04-23 | 2012-10-18 | サン−ゴバン・インダストリエ・ケラミク・レーデンタール・ゲー・エム・ベー・ハー | セラミック成形部品を作成するための方法、装置、およびその使用 |
| CN109721381A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-07 | 中国人民解放军海军工程大学 | 氮化硅壳体强化氮化硅泡沫陶瓷的制备方法 |
-
1983
- 1983-04-12 JP JP58063079A patent/JPS59190275A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006306681A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 大型薄肉セラミック体の製造方法 |
| JP2012524706A (ja) * | 2009-04-23 | 2012-10-18 | サン−ゴバン・インダストリエ・ケラミク・レーデンタール・ゲー・エム・ベー・ハー | セラミック成形部品を作成するための方法、装置、およびその使用 |
| CN109721381A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-07 | 中国人民解放军海军工程大学 | 氮化硅壳体强化氮化硅泡沫陶瓷的制备方法 |
| CN109721381B (zh) * | 2019-02-20 | 2021-03-30 | 中国人民解放军海军工程大学 | 氮化硅壳体强化氮化硅泡沫陶瓷的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6235995B2 (ja) | 1987-08-05 |
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