JPS6225628B2 - - Google Patents
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- JPS6225628B2 JPS6225628B2 JP56151236A JP15123681A JPS6225628B2 JP S6225628 B2 JPS6225628 B2 JP S6225628B2 JP 56151236 A JP56151236 A JP 56151236A JP 15123681 A JP15123681 A JP 15123681A JP S6225628 B2 JPS6225628 B2 JP S6225628B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
本発明は特定な方向にすぐれた抗張力を有する
炭化珪素焼結体の製造法に関する。 炭化珪素焼結体は低熱膨脹性で、機械強度や熱
伝導が大きく、耐酸化性も良好なことから、発熱
体やエンジン部品その他の耐熱構造材料として、
最近広範な用途が開けてきた材質であるが、金属
に比べ靭性が乏しく、特に抗脹力が弱いという難
点があつた。 本発明はこれを改良し、特定方向に著しく強い
抗脹力をもつSiC焼結体の製造法に関するもの
で、Ｗ繊維を１平面または１直線に実質的にほゞ
平行に配列し、炭素を含有する結合剤を加えて成
形し、非酸化性雰囲気中にて熱分解し溶融金属珪
素を滲透せしめて全体を繊維で強化されたSiCと
することを特徴とする繊維強化SiC焼結体の製造
法を提供するもので、SiCの反応焼結法の１種で
あるが、Ｗ（タングステン）繊維が実質的に平行
に配列されているため繊維の伸長方向に、著しく
強い抗張力を有し、また少量の金属珪素が残留す
るために、靭性の大きいものである。次にこれを
成形するには、Ｗ繊維を一平面上に不特定方向に
配置し結合すれば曲げや引張り応力に強い薄板が
得られ、放射状に配置すれば、半径方向の引張応
力即ち遠心力に特に強い薄板や羽根車が得られ、
円筒状や角筒状物の側面に捲回して結合すれば内
部で燃焼反応を起した時も、燃焼による気体の応
力や熱歪に著しく強い円筒や角筒を得ることがで
きる。また１直線に平行に配置し結合すればその
方向に特に強度のある線状体が得られこれを円
形、コイル状等に加工すればリングや耐熱性コイ
ルスプリング等に適したものとなり、従来のSiC
焼結体に比し著しく靭性の大きいものとなる。 次に炭素を含有する結合剤は、粘着性と炭素が
含まれることが必要で、ピツチ、タール、脂肪
酸、他特に熱可塑性または熱硬化性樹脂等が有効
に利用できる。これらはＷ繊維と混練しながら配
列してもよく、またＷ繊維を配列後液状の結合剤
に振動を加えながら、滲透せしめてもよく、何れ
の方法でも繊維の空隙を十分に埋めることが必要
でこれが不十分ならばそれに応じて焼結も不十分
となり、強度を低下するものである。 次にこれを熱分解して炭素を残留するには、非
酸化性雰囲気、具体的には真空、水素、アルゴ
ン、窒素等の雰囲気でよい。この時の分解残留炭
素はＷの間隙を多孔質で活性の高い炭素の形で埋
め、溶融金属珪素の滲透を毛細管現象によつて容
易にし、1500℃付近で十分反応焼結を起す。これ
により、反応焼結SiCで結合したＷ繊維の焼結体
が得られると共に少量の珪素が残留するから、繊
維の方向に著しく抗脹力の大きく且つ靭性の高い
ものとなる。また炭化珪素は耐酸化性が大で、
種々燃焼機器に利用できる高強度部品となる。 以下実施例により一そう具体的に説明するが本
発明はこれにより拘束されるものではない。 実施例 １ 市販のＷ繊維をメタクリル酸イソブチルエステ
ル、ニトロセルローズ，ジオクチルフタレートの
混合物に少量のトリクロ−ルエチレンを加えた液
に浸漬したのち、平行に堆積し、加圧して厚さ２
mm×巾10mm×長さ100mmのテストピースを作成し
乾燥後、N2雰囲気中で800℃に５時間加熱して有
機物の結合剤を熱分解し、Ｗ繊維を炭素で結合し
た物体を製作し、次にアルミナ製のサヤの中に金
属珪素の粉末を入れこのテストピースの一端を粉
末中に入れ、1430℃に真空中で昇温せしめ、金属
珪素を溶融せしめると共に焼結体中に滲透させ、
反応焼結を完了した。これをNo.１とする。次にポ
リウレタン樹脂の代りにピツチを用いる以外No.１
と同様にして製作しNo.２とした。また従来の周知
の反応焼結法によりNo.１と同形状のテストピース
を作成しNo.3Rとした。これの特性を表１に示
す。表１より、本発明のSiC焼結体は長さ方向の
抗脹力が従来の反応焼結SiCに比し、７割以上大
きく、抗折力が約４割大きかつた。これは耐熱構
造材料として利用範囲を拡大できるものである。
炭化珪素焼結体の製造法に関する。 炭化珪素焼結体は低熱膨脹性で、機械強度や熱
伝導が大きく、耐酸化性も良好なことから、発熱
体やエンジン部品その他の耐熱構造材料として、
最近広範な用途が開けてきた材質であるが、金属
に比べ靭性が乏しく、特に抗脹力が弱いという難
点があつた。 本発明はこれを改良し、特定方向に著しく強い
抗脹力をもつSiC焼結体の製造法に関するもの
で、Ｗ繊維を１平面または１直線に実質的にほゞ
平行に配列し、炭素を含有する結合剤を加えて成
形し、非酸化性雰囲気中にて熱分解し溶融金属珪
素を滲透せしめて全体を繊維で強化されたSiCと
することを特徴とする繊維強化SiC焼結体の製造
法を提供するもので、SiCの反応焼結法の１種で
あるが、Ｗ（タングステン）繊維が実質的に平行
に配列されているため繊維の伸長方向に、著しく
強い抗張力を有し、また少量の金属珪素が残留す
るために、靭性の大きいものである。次にこれを
成形するには、Ｗ繊維を一平面上に不特定方向に
配置し結合すれば曲げや引張り応力に強い薄板が
得られ、放射状に配置すれば、半径方向の引張応
力即ち遠心力に特に強い薄板や羽根車が得られ、
円筒状や角筒状物の側面に捲回して結合すれば内
部で燃焼反応を起した時も、燃焼による気体の応
力や熱歪に著しく強い円筒や角筒を得ることがで
きる。また１直線に平行に配置し結合すればその
方向に特に強度のある線状体が得られこれを円
形、コイル状等に加工すればリングや耐熱性コイ
ルスプリング等に適したものとなり、従来のSiC
焼結体に比し著しく靭性の大きいものとなる。 次に炭素を含有する結合剤は、粘着性と炭素が
含まれることが必要で、ピツチ、タール、脂肪
酸、他特に熱可塑性または熱硬化性樹脂等が有効
に利用できる。これらはＷ繊維と混練しながら配
列してもよく、またＷ繊維を配列後液状の結合剤
に振動を加えながら、滲透せしめてもよく、何れ
の方法でも繊維の空隙を十分に埋めることが必要
でこれが不十分ならばそれに応じて焼結も不十分
となり、強度を低下するものである。 次にこれを熱分解して炭素を残留するには、非
酸化性雰囲気、具体的には真空、水素、アルゴ
ン、窒素等の雰囲気でよい。この時の分解残留炭
素はＷの間隙を多孔質で活性の高い炭素の形で埋
め、溶融金属珪素の滲透を毛細管現象によつて容
易にし、1500℃付近で十分反応焼結を起す。これ
により、反応焼結SiCで結合したＷ繊維の焼結体
が得られると共に少量の珪素が残留するから、繊
維の方向に著しく抗脹力の大きく且つ靭性の高い
ものとなる。また炭化珪素は耐酸化性が大で、
種々燃焼機器に利用できる高強度部品となる。 以下実施例により一そう具体的に説明するが本
発明はこれにより拘束されるものではない。 実施例 １ 市販のＷ繊維をメタクリル酸イソブチルエステ
ル、ニトロセルローズ，ジオクチルフタレートの
混合物に少量のトリクロ−ルエチレンを加えた液
に浸漬したのち、平行に堆積し、加圧して厚さ２
mm×巾10mm×長さ100mmのテストピースを作成し
乾燥後、N2雰囲気中で800℃に５時間加熱して有
機物の結合剤を熱分解し、Ｗ繊維を炭素で結合し
た物体を製作し、次にアルミナ製のサヤの中に金
属珪素の粉末を入れこのテストピースの一端を粉
末中に入れ、1430℃に真空中で昇温せしめ、金属
珪素を溶融せしめると共に焼結体中に滲透させ、
反応焼結を完了した。これをNo.１とする。次にポ
リウレタン樹脂の代りにピツチを用いる以外No.１
と同様にして製作しNo.２とした。また従来の周知
の反応焼結法によりNo.１と同形状のテストピース
を作成しNo.3Rとした。これの特性を表１に示
す。表１より、本発明のSiC焼結体は長さ方向の
抗脹力が従来の反応焼結SiCに比し、７割以上大
きく、抗折力が約４割大きかつた。これは耐熱構
造材料として利用範囲を拡大できるものである。
【表】
実施例 ２
市販のＷ繊維を一平面上に平行に１mmの厚さに
並べ、炭素粉末を混ぜたタールを含浸させた後、
上記繊維と直角方向に１mmの厚さに並べ、同じく
炭素粉末を混ぜたタールを含浸させ、プレスして
厚さ２mmの平板とし、直径60mmの円板に切断した
後は、実施例１のNo.２と同様にして反応焼結SiC
としNo.４とした。また別に従来の反応焼結法によ
り、同形状の円板を得、これをNo.5Rとしこれら
を第１図に側面図を示す如くピストンの上面に設
置した。図中１はアルミニウム合金製ピストン、
２はSiC焼結体である。これを気筒容積1200c.c.の
内燃機関に取付け、100時間運転したところ、No.
5Rは５個中４個破損したが、No.４は５個中１個
も破損を起さなかつた。 実施例 ３ 市販のＷ繊維を溶融ピツチに浸漬し、直径100
mmの円筒の側面に捲回し、厚さ３mmとし、冷却し
て内径100mm、外径106mm、長さ300mmの円筒を成
形した。この後、実施例２と同条件にて反応焼結
SiCとし、No.６とする。次に従来の周知の反応焼
結法にて同形状の円筒を製作しNo.7Rとした。こ
れの内部にて都市ガスを燃焼させ、内部温度を３
分で600℃、700℃、800℃、900℃と上昇させるテ
ストを行つた処、No.7Rは600℃の時に破壊したの
に対し、No.６は900℃迄上昇させても破壊せず、
急熱に著しく強いことが判つた。 実施例 ４ 市販のＷ繊維を直径２mmのひも状にし、糖密液
に浸して半乾燥状態にし、直径50mmの円筒の表面
にピツチ10mmのらせん状に捲回して軸方向の長さ
100mmのコイルスプリングとし、実施例２と同様
にして、反応焼結SiCとしNo.８とした。また、従
来の反応焼結法にて同形状のSiCコイルスプリン
グを製作しNo.9Rとし、1000℃の炉中で軸方向に
圧縮し破壊に至る迄の弾性変形量を調べたが、No.
9Rは５mm変形できるのに対して本発明のNo.８は
９mm変形でき、スプリングとして利用価値を大き
く改善できた。 以上の如く本発明によるＷ焼結体は特定方向に
抗張力大きく、振動衝撃に強く、熱衝撃にも強く
暖性変形も大きくでき強靭で産業上利用価値の大
きい耐熱部品の製造法を提供できるものである。
並べ、炭素粉末を混ぜたタールを含浸させた後、
上記繊維と直角方向に１mmの厚さに並べ、同じく
炭素粉末を混ぜたタールを含浸させ、プレスして
厚さ２mmの平板とし、直径60mmの円板に切断した
後は、実施例１のNo.２と同様にして反応焼結SiC
としNo.４とした。また別に従来の反応焼結法によ
り、同形状の円板を得、これをNo.5Rとしこれら
を第１図に側面図を示す如くピストンの上面に設
置した。図中１はアルミニウム合金製ピストン、
２はSiC焼結体である。これを気筒容積1200c.c.の
内燃機関に取付け、100時間運転したところ、No.
5Rは５個中４個破損したが、No.４は５個中１個
も破損を起さなかつた。 実施例 ３ 市販のＷ繊維を溶融ピツチに浸漬し、直径100
mmの円筒の側面に捲回し、厚さ３mmとし、冷却し
て内径100mm、外径106mm、長さ300mmの円筒を成
形した。この後、実施例２と同条件にて反応焼結
SiCとし、No.６とする。次に従来の周知の反応焼
結法にて同形状の円筒を製作しNo.7Rとした。こ
れの内部にて都市ガスを燃焼させ、内部温度を３
分で600℃、700℃、800℃、900℃と上昇させるテ
ストを行つた処、No.7Rは600℃の時に破壊したの
に対し、No.６は900℃迄上昇させても破壊せず、
急熱に著しく強いことが判つた。 実施例 ４ 市販のＷ繊維を直径２mmのひも状にし、糖密液
に浸して半乾燥状態にし、直径50mmの円筒の表面
にピツチ10mmのらせん状に捲回して軸方向の長さ
100mmのコイルスプリングとし、実施例２と同様
にして、反応焼結SiCとしNo.８とした。また、従
来の反応焼結法にて同形状のSiCコイルスプリン
グを製作しNo.9Rとし、1000℃の炉中で軸方向に
圧縮し破壊に至る迄の弾性変形量を調べたが、No.
9Rは５mm変形できるのに対して本発明のNo.８は
９mm変形でき、スプリングとして利用価値を大き
く改善できた。 以上の如く本発明によるＷ焼結体は特定方向に
抗張力大きく、振動衝撃に強く、熱衝撃にも強く
暖性変形も大きくでき強靭で産業上利用価値の大
きい耐熱部品の製造法を提供できるものである。
第１図は本発明の実施例２の試料No.４の繊維強
化SiC焼結体を装着したピストンの側面図。
化SiC焼結体を装着したピストンの側面図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｗ繊維に、炭素を含有する結合剤を加えて成
形し、非酸化性雰囲気中にて結合剤を熱分解し、
溶融金属珪素を滲透して全体を繊維で強化された
SiCとすることを特徴とする繊維強化SiC焼結体
の製造法。 ２ Ｗ繊維が１平面に実質的に平行に配列した特
許請求の範囲第１項記載の繊維強化SiC焼結体の
製造法。 ３ Ｗ繊維が１直線に実質的に平行に配列した特
許請求の範囲第１項記載の繊維強化SiC焼結体の
製造法。 ４ 炭素を含有する結合剤が有機質の樹脂である
特許請求の範囲第１項記載の繊維強化SiC焼結体
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56151236A JPS5855380A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56151236A JPS5855380A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855380A JPS5855380A (ja) | 1983-04-01 |
| JPS6225628B2 true JPS6225628B2 (ja) | 1987-06-04 |
Family
ID=15514220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56151236A Granted JPS5855380A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 繊維強化ＳｉＣ焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855380A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1282943C (en) * | 1985-01-17 | 1991-04-16 | George A. Rossetti, Jr. | Fiber-reinforced ceramic and process therefor |
| JPH09519U (ja) * | 1991-12-10 | 1997-10-07 | シンプソン インダストリーズ インコーポレイテッド | クランク軸振動ダンパ |
| DE4430393C5 (de) * | 1994-08-26 | 2011-06-30 | Carl Freudenberg KG, 69469 | Drehelastische Kupplung mit integriertem Torsionsschwingungsdämpfer |
-
1981
- 1981-09-24 JP JP56151236A patent/JPS5855380A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5855380A (ja) | 1983-04-01 |
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