JPS6081076A - セラミツクスの機械的強度向上法 - Google Patents
セラミツクスの機械的強度向上法Info
- Publication number
- JPS6081076A JPS6081076A JP18670083A JP18670083A JPS6081076A JP S6081076 A JPS6081076 A JP S6081076A JP 18670083 A JP18670083 A JP 18670083A JP 18670083 A JP18670083 A JP 18670083A JP S6081076 A JPS6081076 A JP S6081076A
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- JP
- Japan
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- ceramics
- mechanical strength
- bending stress
- improvement
- heating temperature
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- Pending
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- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は機械加工などの後加工により材料表面に欠陥を
有するセラミックスの機械的強度の向上法に関する。
有するセラミックスの機械的強度の向上法に関する。
従来、たとえば炭化珪素もしくは窒化珪素よりなるセラ
ミックスが機械加工などの後扉ニーを受けた結果、材料
表面にキズ、クラックなどの表面欠陥が発生した場合、
材料の機械的強度が低下し。
ミックスが機械加工などの後扉ニーを受けた結果、材料
表面にキズ、クラックなどの表面欠陥が発生した場合、
材料の機械的強度が低下し。
このため許容応力を小さくとらなけりばならないという
欠点があった。
欠点があった。
本発明は上記に鑑みてなしたもので、セラミックスの材
料表面にキズ、クラックなどの表面欠陥があってもこれ
を消失させて機械的強度を向上させるセラミックスの機
械的強度向上法を提供することを目的とする。
料表面にキズ、クラックなどの表面欠陥があってもこれ
を消失させて機械的強度を向上させるセラミックスの機
械的強度向上法を提供することを目的とする。
本発明は表面欠陥を有するセラミックスを所定の加熱温
度で３０分以上保持することを特徴とするものである。
度で３０分以上保持することを特徴とするものである。
セラミックスが炭化珪素よりなるものである場合、加熱
温度は１１５０〜１５００℃にすることが好ましい。１
１５０℃以下では十分な強度向上が得られず、また１５
００℃以上に加熱しても逆に包皮は低下するので１１５
０〜１５００℃の範囲が好ましい。
温度は１１５０〜１５００℃にすることが好ましい。１
１５０℃以下では十分な強度向上が得られず、また１５
００℃以上に加熱しても逆に包皮は低下するので１１５
０〜１５００℃の範囲が好ましい。
セラミックスが窒化珪素よりなるものである場合、加熱
温度は９５０〜１４００℃にすることが好ましい。９５
０℃以下では十分な強度向上が得られず、また１４００
℃以上に加熱しても逆に強度は低下するので９５０−１
４００℃の範囲が好ましい。
温度は９５０〜１４００℃にすることが好ましい。９５
０℃以下では十分な強度向上が得られず、また１４００
℃以上に加熱しても逆に強度は低下するので９５０−１
４００℃の範囲が好ましい。
以下本発明の実施例および具体的実施例を説明する。
表面に１５０μｍ程度の微細なりラックを有する淡化珪
素よりなるセラミックス（以下ＳｉＣセラミックスと略
記する）および窒化珪素よりなるセラミックス（以下Ｓ
ｔ ｓ Ｎ ａセラミックスと略記する）の試験片につ
いて、加熱温度を種々変えた場合の曲げ応力σｂ４ （
Ｍ Ｐ ａ ）と加熱温度（’Ｃ）との関係を調べた。
素よりなるセラミックス（以下ＳｉＣセラミックスと略
記する）および窒化珪素よりなるセラミックス（以下Ｓ
ｔ ｓ Ｎ ａセラミックスと略記する）の試験片につ
いて、加熱温度を種々変えた場合の曲げ応力σｂ４ （
Ｍ Ｐ ａ ）と加熱温度（’Ｃ）との関係を調べた。
この結果を第１図に示す。図中、曲線ａはＳｉＣセラミ
ックス、曲線すはＳｉ、Ｎ４セラミツクスを示し、参考
に全く欠陥のないＳｉ、Ｎ、セラミックスの値を曲線Ｃ
で示す。図から明らかなように、加熱処理をしない場合
（加熱温度Ｏ℃）のＳ ｉ −Ｎａセラミックスの曲げ
応力は全く欠陥のないものに比較して１／２に減少する
。しかし、加熱処理を施すと曲げ応力は向上し、５ｉａ
Ｎ４セラミツクスの場合、１２００℃の加熱処理で最高
の曲げ応力を示す。曲げ応力が向上する理由は、加熱さ
れることによりＳｉ、 Ｎ４セラミツクス中のＳｉと空
気中の酸素（０２）とが反応して酸化物が生成され、こ
の酸化物が材料表面に岩成されているキズ、クラックな
どの欠陥を消失させるものと考えられる。
ックス、曲線すはＳｉ、Ｎ４セラミツクスを示し、参考
に全く欠陥のないＳｉ、Ｎ、セラミックスの値を曲線Ｃ
で示す。図から明らかなように、加熱処理をしない場合
（加熱温度Ｏ℃）のＳ ｉ −Ｎａセラミックスの曲げ
応力は全く欠陥のないものに比較して１／２に減少する
。しかし、加熱処理を施すと曲げ応力は向上し、５ｉａ
Ｎ４セラミツクスの場合、１２００℃の加熱処理で最高
の曲げ応力を示す。曲げ応力が向上する理由は、加熱さ
れることによりＳｉ、 Ｎ４セラミツクス中のＳｉと空
気中の酸素（０２）とが反応して酸化物が生成され、こ
の酸化物が材料表面に岩成されているキズ、クラックな
どの欠陥を消失させるものと考えられる。
ＳｉＣセラミックスについても上記と同様に、１３５０
℃の加熱処理で曲げ応力は最高値を示す。
℃の加熱処理で曲げ応力は最高値を示す。
第２図は、加熱保持時間が曲げ応力に与える影響を示す
図で、ＳｉＣセラミックスおよび５ｉＢＮ４セラミツク
スについて加熱温度を１２００℃に保ち、その保持時間
（ｈ）を種々変えたものである。曲線ａはＳｉＣセラミ
ックス、曲線すはＳｉヨＮ４セラミックスを示す。図が
ら明らかなように、保持時間３０分でそれぞれ飽和値の
約８０％に回復する。
図で、ＳｉＣセラミックスおよび５ｉＢＮ４セラミツク
スについて加熱温度を１２００℃に保ち、その保持時間
（ｈ）を種々変えたものである。曲線ａはＳｉＣセラミ
ックス、曲線すはＳｉヨＮ４セラミックスを示す。図が
ら明らかなように、保持時間３０分でそれぞれ飽和値の
約８０％に回復する。
第３図は５ｉＢＮａセラミツクスの加熱温度１２００℃
、材料表面粗さ２５８における破壊確率Ｅ（％）と曲げ
応力σｂ ４ Ｘ １０ （Ｍ Ｐ ａ）との関係を示
す図である。曲線Ｉは加熱処理をしない場合、曲線■は
加熱保持時間３０ｍ１ｎ、曲線■は６０ｍ１ｎの場合を
示す。１図から明らかなように、加熱時間３０ｍ１ｎで
１曲げ応力は加熱処理しない場合に比べ３５％も向上す
る。
、材料表面粗さ２５８における破壊確率Ｅ（％）と曲げ
応力σｂ ４ Ｘ １０ （Ｍ Ｐ ａ）との関係を示
す図である。曲線Ｉは加熱処理をしない場合、曲線■は
加熱保持時間３０ｍ１ｎ、曲線■は６０ｍ１ｎの場合を
示す。１図から明らかなように、加熱時間３０ｍ１ｎで
１曲げ応力は加熱処理しない場合に比べ３５％も向上す
る。
第４図は本発明を適用した例えばターボチャージャの外
観図で、１は軸（１０ｍａ＋φ）、２は羽根車（５０ｍ
ｍΦ）で、Ｓ ｉ ：ｌ Ｎ４セラミツクスにより造っ
たものである。上記ターボチャージャについて機械加工
を施し、加熱温度１２００’Ｃで６０ｍ１ｎ保持後に取
り出し、空冷後に曲げ応力を測定したところ４５ＭＰａ
のものが得られた。これに対し同様の方法で造ったもの
で加熱処理をしかがった場合には２３ＭＰａでその効果
は十分に認められた。
観図で、１は軸（１０ｍａ＋φ）、２は羽根車（５０ｍ
ｍΦ）で、Ｓ ｉ ：ｌ Ｎ４セラミツクスにより造っ
たものである。上記ターボチャージャについて機械加工
を施し、加熱温度１２００’Ｃで６０ｍ１ｎ保持後に取
り出し、空冷後に曲げ応力を測定したところ４５ＭＰａ
のものが得られた。これに対し同様の方法で造ったもの
で加熱処理をしかがった場合には２３ＭＰａでその効果
は十分に認められた。
（発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、セラミックスを所
定温度で加熱保持することにより、材料表面に有するキ
ズ、クラックが消失し、その機械的強度が向上するとい
う効果が得られる。
定温度で加熱保持することにより、材料表面に有するキ
ズ、クラックが消失し、その機械的強度が向上するとい
う効果が得られる。
第１図はＳｉＣセラミックスおよびＳｉ３Ｎ４セラミッ
クスについて曲げ応力と加熱温度との関係を示す本発明
の説明図、第２図は同様に曲げ応力と加熱保持時間との
関係を示す本発明の説明図、第３図は同様に破壊確率と
曲げ応力との関係を示す本発明の説明図、第４図は本発
明の詳細な説明図である。 ｌ・・・軸、２・・・羽根車。 第 ｌ 圀 ５２ 閃 茅 ３０
クスについて曲げ応力と加熱温度との関係を示す本発明
の説明図、第２図は同様に曲げ応力と加熱保持時間との
関係を示す本発明の説明図、第３図は同様に破壊確率と
曲げ応力との関係を示す本発明の説明図、第４図は本発
明の詳細な説明図である。 ｌ・・・軸、２・・・羽根車。 第 ｌ 圀 ５２ 閃 茅 ３０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セラミックスを所定の加熱温度で３０分以上保持す
ることを特徴とするセラミックスの機械的強度向上法。 ２、炭化珪素よりなるセラミックスを１１５０〜１５０
０℃で加熱することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のセラミックスの機械的強度向上法。 ３、窒化珪素よりなるセラミックスを９５０〜１４００
℃で加熱することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のセラミックスの機械的強度向上法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18670083A JPS6081076A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | セラミツクスの機械的強度向上法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18670083A JPS6081076A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | セラミツクスの機械的強度向上法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081076A true JPS6081076A (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=16193099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18670083A Pending JPS6081076A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | セラミツクスの機械的強度向上法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081076A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62171977A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-28 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体の高温強度の強化方法 |
| JPS6325275A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-02 | 日本ピラ−工業株式会社 | 超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材 |
| DE3800536A1 (de) * | 1987-01-12 | 1988-07-28 | Ngk Insulators Ltd | Verfahren zur herstellung keramischer siliziumnitrid-gegenstaende |
| EP0679616A3 (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-29 | Sumitomo Electric Industries | |
| EP0710634A3 (en) * | 1994-10-19 | 1996-10-16 | Sumitomo Electric Industries | Method for manufacturing a sintered body made of silicon nitride |
| JP2003533010A (ja) | 1999-09-30 | 2003-11-05 | ラム リサーチ コーポレーション | 前処理を行なったガス整流板 |
| JP2005034630A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-02-10 | Kobe Steel Ltd | 生体インプラント用セラミックス部材及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP18670083A patent/JPS6081076A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62171977A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-28 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体の高温強度の強化方法 |
| JPS6325275A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-02 | 日本ピラ−工業株式会社 | 超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材 |
| DE3800536A1 (de) * | 1987-01-12 | 1988-07-28 | Ngk Insulators Ltd | Verfahren zur herstellung keramischer siliziumnitrid-gegenstaende |
| JPS63303867A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-12-12 | Ngk Insulators Ltd | 窒化珪素セラミックス部品の製造法 |
| US4834926A (en) * | 1987-01-12 | 1989-05-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Process for producing silicon nitride ceramic articles |
| EP0679616A3 (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-29 | Sumitomo Electric Industries | |
| US5599493A (en) * | 1994-04-26 | 1997-02-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of producing silicon nitride ceramic component |
| EP0710634A3 (en) * | 1994-10-19 | 1996-10-16 | Sumitomo Electric Industries | Method for manufacturing a sintered body made of silicon nitride |
| US5827472A (en) * | 1994-10-19 | 1998-10-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process for the production of silicon nitride sintered body |
| JP2003533010A (ja) | 1999-09-30 | 2003-11-05 | ラム リサーチ コーポレーション | 前処理を行なったガス整流板 |
| JP2005034630A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-02-10 | Kobe Steel Ltd | 生体インプラント用セラミックス部材及びその製造方法 |
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