JPS624997A - 中空セラミツクマルチウエブ材およびその製造方法 - Google Patents
中空セラミツクマルチウエブ材およびその製造方法Info
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- JPS624997A JPS624997A JP14516685A JP14516685A JPS624997A JP S624997 A JPS624997 A JP S624997A JP 14516685 A JP14516685 A JP 14516685A JP 14516685 A JP14516685 A JP 14516685A JP S624997 A JPS624997 A JP S624997A
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- Filtering Materials (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、機械部品、特に高い剛性や面圧強度を要求さ
れる機械部品として使用されるセラミックマルチウェブ
材と、その製造方法である化学蒸着法すなわちＣＶＤ法
（以下単にＣＶＤ法と言う）ｋより製造する方法に関す
る。
れる機械部品として使用されるセラミックマルチウェブ
材と、その製造方法である化学蒸着法すなわちＣＶＤ法
（以下単にＣＶＤ法と言う）ｋより製造する方法に関す
る。
機械部品として使用される板１円筒などのセラミック部
材をＣＶＤ法により製造する従来の方法としては、黒鉛
基板上の表面にセラミックをＣＶＤ法により析出させ、
心材の黒鉛基板はそのまま残してサンドイッチ構造にす
る方法、又は黒鉛基板の片面にＣＶＤ法によりセラミッ
クを析出させた後、心材の黒鉛基板を焼却し、セラミッ
クのみの板あるいは円筒を得る方法などが知られている
。
材をＣＶＤ法により製造する従来の方法としては、黒鉛
基板上の表面にセラミックをＣＶＤ法により析出させ、
心材の黒鉛基板はそのまま残してサンドイッチ構造にす
る方法、又は黒鉛基板の片面にＣＶＤ法によりセラミッ
クを析出させた後、心材の黒鉛基板を焼却し、セラミッ
クのみの板あるいは円筒を得る方法などが知られている
。
しかしながら、前者すなわちサンドイッチ構造とした場
合は、使用中、特に高温酸化雰囲気中で使用され、一旦
セラミック層に割れ又は穴が生じると、その部分より心
材の黒鉛が燃焼して心材がなくなる危険があるとともに
、心材としての黒鉛の強度が低いため外力により心材が
破壊しやすく、このような場合はサンドインチ材の剛性
が低下し、あるいは心材としての黒鉛とセラミックの線
膨張係数の差により両者が剥離し剛性が低下するなど構
造材としての充分な機能を有するセラミック部材を得る
ことが困難であった。
合は、使用中、特に高温酸化雰囲気中で使用され、一旦
セラミック層に割れ又は穴が生じると、その部分より心
材の黒鉛が燃焼して心材がなくなる危険があるとともに
、心材としての黒鉛の強度が低いため外力により心材が
破壊しやすく、このような場合はサンドインチ材の剛性
が低下し、あるいは心材としての黒鉛とセラミックの線
膨張係数の差により両者が剥離し剛性が低下するなど構
造材としての充分な機能を有するセラミック部材を得る
ことが困難であった。
また、表面のセラミック層が薄い場合は、黒鉛のヤング
率が低いために、局所的な外荷重に対する強度すなわち
面圧強度が低いという問題があった。一方後者において
は、肉厚の部品を得るためには長時間の析出を行わなく
てはならず、また黒鉛基板上に長時間のＣＶＤ法により
セラミックな成長させた場合は、その析出セラミック層
が柱状晶を形成するため高強度が得られず、さらに、大
ぎな残留応力が残るため割れを生じやすいなどの問題が
あった。
率が低いために、局所的な外荷重に対する強度すなわち
面圧強度が低いという問題があった。一方後者において
は、肉厚の部品を得るためには長時間の析出を行わなく
てはならず、また黒鉛基板上に長時間のＣＶＤ法により
セラミックな成長させた場合は、その析出セラミック層
が柱状晶を形成するため高強度が得られず、さらに、大
ぎな残留応力が残るため割れを生じやすいなどの問題が
あった。
本発明は、前述のとおり、従来のＣＶＤ法によるセラミ
ック部材の製造において問題となっていた剛性と面圧強
度の問題を解決し、機械部品として使用されるに充分な
剛性と面圧強度を有し、かつ軽量のセラミックマルチウ
ェブ材およびそれを工業的忙安定して製造する方法を提
供することを目的としている。
ック部材の製造において問題となっていた剛性と面圧強
度の問題を解決し、機械部品として使用されるに充分な
剛性と面圧強度を有し、かつ軽量のセラミックマルチウ
ェブ材およびそれを工業的忙安定して製造する方法を提
供することを目的としている。
本発明者等は、前述の問題を解決するための具体的手段
を鋭意研究した結果、まずセラミック部材の構造をハニ
カム構造のマルチウェブ構造とすること、そしてその製
造方法として、所定の寸法の穴又は溝が貫通された黒鉛
の原型を作成し、該黒鉛原型の表面および穴又は溝にＣ
ＶＤ法によりセラミック層を形成し、次に前記黒鉛原型
の表面に形成されたセラミック層の一部を除去した後高
温酸化雰囲気で前記黒鉛原型を焼却し、マルチウェブ構
造とすること、および前述の如く黒鉛原型を焼却した後
、穴又は溝を黒鉛で充填して再度ＣＶＤ法により全表面
に外装セラミック層を形成するととｋより、機械部品と
して充分な剛性と面圧強度を有する軽量のセラミックマ
ルチウェブ材を得たものである。
を鋭意研究した結果、まずセラミック部材の構造をハニ
カム構造のマルチウェブ構造とすること、そしてその製
造方法として、所定の寸法の穴又は溝が貫通された黒鉛
の原型を作成し、該黒鉛原型の表面および穴又は溝にＣ
ＶＤ法によりセラミック層を形成し、次に前記黒鉛原型
の表面に形成されたセラミック層の一部を除去した後高
温酸化雰囲気で前記黒鉛原型を焼却し、マルチウェブ構
造とすること、および前述の如く黒鉛原型を焼却した後
、穴又は溝を黒鉛で充填して再度ＣＶＤ法により全表面
に外装セラミック層を形成するととｋより、機械部品と
して充分な剛性と面圧強度を有する軽量のセラミックマ
ルチウェブ材を得たものである。
本発明のマルチウェブ材は、中空のセラミック表面層の
間に１多数のセラミックウェブが形成されており、この
ウェブが支柱としてセラミック表面層を支える作用をす
るため、比較的薄いセラミック層でも高い剛性と面圧強
度る得るこＥが可能である。またその製造方法としてＣ
ＶＤ法によりセラミック層を形成する方法を採用してい
るためセラミック表面層に均一なセラミック層を形成さ
せることが可能であり、さらに黒鉛原型は焼却されるた
めの黒鉛原型とセラミック層との線膨張係数の差による
応力が発生する恐れもなく、かつ軽量化が実現できる。
間に１多数のセラミックウェブが形成されており、この
ウェブが支柱としてセラミック表面層を支える作用をす
るため、比較的薄いセラミック層でも高い剛性と面圧強
度る得るこＥが可能である。またその製造方法としてＣ
ＶＤ法によりセラミック層を形成する方法を採用してい
るためセラミック表面層に均一なセラミック層を形成さ
せることが可能であり、さらに黒鉛原型は焼却されるた
めの黒鉛原型とセラミック層との線膨張係数の差による
応力が発生する恐れもなく、かつ軽量化が実現できる。
以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
する。
実施例 １
黒鉛原型ＩＫ所定の寸法の複数の穴２を貫通させ、第２
図に示すように、該黒鉛原型１の全体表面および穴２内
面に通常のＣＶＤ法によりあるいは本発明者等が先に発
明し既に出願した周期的に反応ガス濃度を変化させるＣ
ＶＤ法（特願昭５９−５１７０号）により、ＳｔＣ層３
を形成し、次に第３図に示す如く黒鉛原型１の表面に形
成されたＳｔＣ層３の一部に、機械研削、超音波加工、
レーザー加工等により黒鉛原型１に達する複数の穴４を
形成する。そして高温酸化雰囲気で黒鉛原型１を焼却す
ることにより、穴４を除く全体表面のＳｌＣ層３を多数
の８１０層３のウェブで支持するマルチウェブ材が得ら
れた。
図に示すように、該黒鉛原型１の全体表面および穴２内
面に通常のＣＶＤ法によりあるいは本発明者等が先に発
明し既に出願した周期的に反応ガス濃度を変化させるＣ
ＶＤ法（特願昭５９−５１７０号）により、ＳｔＣ層３
を形成し、次に第３図に示す如く黒鉛原型１の表面に形
成されたＳｔＣ層３の一部に、機械研削、超音波加工、
レーザー加工等により黒鉛原型１に達する複数の穴４を
形成する。そして高温酸化雰囲気で黒鉛原型１を焼却す
ることにより、穴４を除く全体表面のＳｌＣ層３を多数
の８１０層３のウェブで支持するマルチウェブ材が得ら
れた。
なお、黒鉛原型１の穴２を形成するに際し、応力集中を
防ぐため第４図に示す如く穴肩部に適当な曲率を設けて
もよいことは当然のことである。
防ぐため第４図に示す如く穴肩部に適当な曲率を設けて
もよいことは当然のことである。
実施例 ２
黒鉛原型１に第５図に示すとおり溝６を形成した後、実
施例１と同様に黒鉛原型ｌの表面および溝６内面にＳｔ
Ｃ層を形成し、前述と同様の工程で黒鉛原型を焼却する
ことにより、一方向の剛性を特に向上させたマルチウェ
ブ材を作成することかでき、また第６図に示すように互
に直交する溝６を形成した黒鉛原型１を用いて、前述と
同様の工程で８１Ｃ層を形成することｋより、２方向の
剛性が特に向上したマルチウェブ材が得られた。
施例１と同様に黒鉛原型ｌの表面および溝６内面にＳｔ
Ｃ層を形成し、前述と同様の工程で黒鉛原型を焼却する
ことにより、一方向の剛性を特に向上させたマルチウェ
ブ材を作成することかでき、また第６図に示すように互
に直交する溝６を形成した黒鉛原型１を用いて、前述と
同様の工程で８１Ｃ層を形成することｋより、２方向の
剛性が特に向上したマルチウェブ材が得られた。
なお、実施例として挙げていないが本発明者等の実験に
よってＳ Ｉ３Ｎ、 、 Ａｔ２０．等のセラミックを
用いた場合も同様の結果が得られることが確認されてい
る。また本発明のセラミックマルチウェブ材の用途とし
ては、高剛性、高面圧強度や軽量性を要求される高温機
器部材に利用される。第７図は、−例として熱交換器に
利用した場合の斜視図を示したもので、対向する辺にそ
れぞれ穴４が形成されたセラミックマルチウェブ材を積
み重ね、例えば矢印人の方向から穴４に矢印Ｂの方向に
向って高温流体を流し、矢印りの方向から穴４に矢印Ｅ
の方向に向って低温流体を流したものである。
よってＳ Ｉ３Ｎ、 、 Ａｔ２０．等のセラミックを
用いた場合も同様の結果が得られることが確認されてい
る。また本発明のセラミックマルチウェブ材の用途とし
ては、高剛性、高面圧強度や軽量性を要求される高温機
器部材に利用される。第７図は、−例として熱交換器に
利用した場合の斜視図を示したもので、対向する辺にそ
れぞれ穴４が形成されたセラミックマルチウェブ材を積
み重ね、例えば矢印人の方向から穴４に矢印Ｂの方向に
向って高温流体を流し、矢印りの方向から穴４に矢印Ｅ
の方向に向って低温流体を流したものである。
以下同様に高温流体および低温流体を交互に流すよう圧
して高温の流体から低温の流体へ熱を伝えるものである
。
して高温の流体から低温の流体へ熱を伝えるものである
。
実施例 ３
実施例１と同様の工程で黒鉛を焼却した後、第８図に示
す如く黒鉛原型の元の穴又は溝に相当するウェブ中空柱
を黒鉛５で充填し、次に再度ＣＶＤ法により全表面に平
滑な外装セラミック層を形成し、第９図に示すセラミッ
クマルチウェブ中空体を得た。本実施例で得た中空セラ
ミックマルチウェブ材は表面が二重のセラミック層から
なっているため剛性および面圧強度がより一層向上する
とともに、平滑な表面層を有するので、前記特性を要求
される種々の機械部品として用いることかで鎗る。
す如く黒鉛原型の元の穴又は溝に相当するウェブ中空柱
を黒鉛５で充填し、次に再度ＣＶＤ法により全表面に平
滑な外装セラミック層を形成し、第９図に示すセラミッ
クマルチウェブ中空体を得た。本実施例で得た中空セラ
ミックマルチウェブ材は表面が二重のセラミック層から
なっているため剛性および面圧強度がより一層向上する
とともに、平滑な表面層を有するので、前記特性を要求
される種々の機械部品として用いることかで鎗る。
本発明のセラミックマルチウェブ材は、表面のセラミッ
ク層を多数のセラミックウェブで支持するいわゆるハニ
カム構造を有しているため、軽量で剛性および面圧強度
が高く、セラミック部材がその軽るさと熱的安定性など
から、機械部品として今後ますます用いられる可能性が
大ぎいことを考慮すれば、ＣｖＤで形成されるセラミッ
ク部材の剛性と面圧強度を高めかつその部材を工業的に
安定して製造する方法を提供した本発明の効果は極めて
大ぎいものと言うことかで鎗る。
ク層を多数のセラミックウェブで支持するいわゆるハニ
カム構造を有しているため、軽量で剛性および面圧強度
が高く、セラミック部材がその軽るさと熱的安定性など
から、機械部品として今後ますます用いられる可能性が
大ぎいことを考慮すれば、ＣｖＤで形成されるセラミッ
ク部材の剛性と面圧強度を高めかつその部材を工業的に
安定して製造する方法を提供した本発明の効果は極めて
大ぎいものと言うことかで鎗る。
第１図は黒鉛原型を示す斜視図、第２図は黒鉛原型にセ
ラミックを形成した穴部の縦断面図、第３図は黒鉛原型
を焼却したセラミックマルチウェブ材の完成品を示す斜
視図、第４図は穴肩部に曲率をつけた場合の穴部縦断面
図、第５図は一方向溝を形成した黒鉛原型を示す図、第
６図は２方向の溝を形成した黒鉛原型を示す図、第７図
は中空セラミックマルチウェブ材を熱交換器部材として
用いた場合の模式図、第８図は黒鉛原型焼却後、穴部を
黒鉛で充填した状態を示す図および第９図は外装セラミ
ック層を設けた場合の中空セラミックマルチウェブ材の
断面図である。 １・・・黒鉛原型、２・・・穴、３・・・セラミック層
、４・・・焼却穴、５・・・充填黒鉛、６・・・外装セ
ラミック層。
ラミックを形成した穴部の縦断面図、第３図は黒鉛原型
を焼却したセラミックマルチウェブ材の完成品を示す斜
視図、第４図は穴肩部に曲率をつけた場合の穴部縦断面
図、第５図は一方向溝を形成した黒鉛原型を示す図、第
６図は２方向の溝を形成した黒鉛原型を示す図、第７図
は中空セラミックマルチウェブ材を熱交換器部材として
用いた場合の模式図、第８図は黒鉛原型焼却後、穴部を
黒鉛で充填した状態を示す図および第９図は外装セラミ
ック層を設けた場合の中空セラミックマルチウェブ材の
断面図である。 １・・・黒鉛原型、２・・・穴、３・・・セラミック層
、４・・・焼却穴、５・・・充填黒鉛、６・・・外装セ
ラミック層。
Claims (4)
- （１）上下セラミック表面層と、該上下セラミック表面
層間を支える多数のセラミックウェブとからなる中空セ
ラミックマルチウェブ材。 - （２）前記上下セラミック表面層が、前記セラミックウ
ェブ材に連結する基体セラミック層と該基体セラミック
層上部に形成された平滑な外装セラミック層からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の中空セラミ
ックマルチウェブ材。 - （３）所定形状の穴又は溝の貫通した黒鉛原型の表面お
よび穴又は溝の内面にＣＶＤ法によりセラミック層を形
成し、次に前記黒鉛原型の表面に形成されたセラミック
層の一部を除去した後、高温酸化雰囲気で前記黒鉛原型
を焼却することにより、中空セラミックマルチウェブ材
を製造する方法。 - （４）所定形状の穴又は溝の貫通した黒鉛原型の表面お
よび穴又は溝の内面にＣＶＤ法によりセラミック層を形
成し、次に前記黒鉛原型の表面に形成されたセラミック
層の一部を除去した後、高温酸化雰囲気で前記黒鉛原型
を焼却し、次に穴又は溝部を黒鉛で充填した後更に全表
面にＣＶＤ法により外装セラミック層を形成することを
特徴とする中空セラミックマルチウェブ材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14516685A JPS624997A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 中空セラミツクマルチウエブ材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14516685A JPS624997A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 中空セラミツクマルチウエブ材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS624997A true JPS624997A (ja) | 1987-01-10 |
Family
ID=15378953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14516685A Pending JPS624997A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 中空セラミツクマルチウエブ材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS624997A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63272951A (ja) * | 1987-12-28 | 1988-11-10 | Isuzu Motors Ltd | 断熱体の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5818595A (ja) * | 1981-07-23 | 1983-02-03 | Hitachi Ltd | 可変速水力回転機械の運転方法 |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP14516685A patent/JPS624997A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5818595A (ja) * | 1981-07-23 | 1983-02-03 | Hitachi Ltd | 可変速水力回転機械の運転方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63272951A (ja) * | 1987-12-28 | 1988-11-10 | Isuzu Motors Ltd | 断熱体の製造方法 |
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