JPS6331384B2 - - Google Patents
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- JPS6331384B2 JPS6331384B2 JP2524083A JP2524083A JPS6331384B2 JP S6331384 B2 JPS6331384 B2 JP S6331384B2 JP 2524083 A JP2524083 A JP 2524083A JP 2524083 A JP2524083 A JP 2524083A JP S6331384 B2 JPS6331384 B2 JP S6331384B2
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- metal
- ceramics
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Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は積層セラミツクスの製造方法に関す
る。
る。
内燃機関のシリンダとしてセラミツクスが注目
されている。このセラミツクスによれば、耐熱
性，耐摩耗性，耐食性に優れているものの、引張
応力に弱く、壊れやすいものである。そこで金属
製シリンダの内周面にセラミツクスを配設するこ
とが考えられているが、通常のセラミツクスでは
金属と接合しにくく、短時間の運転で金属製シリ
ンダの内周面からセラミツクスが剥離してしまう
ものである。
されている。このセラミツクスによれば、耐熱
性，耐摩耗性，耐食性に優れているものの、引張
応力に弱く、壊れやすいものである。そこで金属
製シリンダの内周面にセラミツクスを配設するこ
とが考えられているが、通常のセラミツクスでは
金属と接合しにくく、短時間の運転で金属製シリ
ンダの内周面からセラミツクスが剥離してしまう
ものである。
そこで本発明はかかる問題点を解消した積層セ
ラミツクスの製造方法を提供するものであつて、
その特徴とするところは、ジルコニアセラミツク
ス粉体からなる第１層と、ジルコニアセラミツク
ス粉体にSi3N4粉体を１〜20mol％均一混合した
第２層とを互いに当接させ、その第１，第２の層
を冷間成形した後、1400〜1700℃で焼成し、さら
に真空または大気中において1750〜1880℃で熱処
理したことにあり、かかる方法によれば、第１層
側の側面を緻密な面とし、第２層側の側面を多孔
質な面とした積層セラミツクスを得ることができ
るものであつて、たとえば金属製シリンダの内周
面に金属スペーサを介して積層セラミツクスの第
２層側の側面をあてがい、加熱して上記金属スペ
ーサを溶解させると、その金属スペーサからなる
溶融金属が積層セラミツクスの第２層側の側面の
孔内に入り込んでアンカー効果が生じると共にSi
と反応して合金化しかつ金属製シリンダの内周面
に接着させられる。したがつて耐熱性，耐摩耗
性，耐食性に優れかつ引張応力にも強いシリンダ
を提供することができ、しかも長期間の運転にも
十分耐えて、積層セラミツクスが金属製シリンダ
内周面から剥離しないものである。
ラミツクスの製造方法を提供するものであつて、
その特徴とするところは、ジルコニアセラミツク
ス粉体からなる第１層と、ジルコニアセラミツク
ス粉体にSi3N4粉体を１〜20mol％均一混合した
第２層とを互いに当接させ、その第１，第２の層
を冷間成形した後、1400〜1700℃で焼成し、さら
に真空または大気中において1750〜1880℃で熱処
理したことにあり、かかる方法によれば、第１層
側の側面を緻密な面とし、第２層側の側面を多孔
質な面とした積層セラミツクスを得ることができ
るものであつて、たとえば金属製シリンダの内周
面に金属スペーサを介して積層セラミツクスの第
２層側の側面をあてがい、加熱して上記金属スペ
ーサを溶解させると、その金属スペーサからなる
溶融金属が積層セラミツクスの第２層側の側面の
孔内に入り込んでアンカー効果が生じると共にSi
と反応して合金化しかつ金属製シリンダの内周面
に接着させられる。したがつて耐熱性，耐摩耗
性，耐食性に優れかつ引張応力にも強いシリンダ
を提供することができ、しかも長期間の運転にも
十分耐えて、積層セラミツクスが金属製シリンダ
内周面から剥離しないものである。
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。すなわち第１図に示すごとく金型１の底面上
に、安定化剤を添加したジルコニアセラミツクス
粉体からなる第１層２と、安定化剤を添加したジ
ルコニアセラミツクス粉体にSi3N4粉体を１〜
20mol％均一混合した第２層３とを入れ、次に金
型１内にラム４を入れて第１，第２の層２，３を
冷間成形し、次に第２図に示すごとく金型１内か
ら積層セラミツクス５を取出し、次にその積層セ
ラミツクス５を1400〜1700℃で焼成する。これに
よつてSi3N4を分散させたジルコニア焼結体がで
きる。次に真空または大気中において1750〜1880
℃で熱処理する。これによつてSi3N4はSiとN2ガ
スに分解し、この分解過程において第２層３のSi
が生成するとともに微細孔が生成する。ここで熱
処理温度が1750℃以下ではSi3N4の分解が不活発
であり、1880℃以上では分解が十分におこなわれ
るが、分解後に一次的に発生していた微細孔が合
体して粗大化してしまうものである。またSi3N4
の添加量が1mol％以下では熱処理の際の多孔質
化が十分でなく、その添加量が20mol％以上では
得られた多孔質体の強度が小さくなる。さらにジ
ルコニアセラミツクス粉体に添加された安定化剤
としては、Y2O3，MgO，CaOなどがあり、これ
らを単独でまたは同時に１〜10mol％添加する。
この安定化剤により酸化ジルコニウム（ZrO2）
の熱処理時の結晶構造を室温まで冷却した状態で
も保持することができるものである。
る。すなわち第１図に示すごとく金型１の底面上
に、安定化剤を添加したジルコニアセラミツクス
粉体からなる第１層２と、安定化剤を添加したジ
ルコニアセラミツクス粉体にSi3N4粉体を１〜
20mol％均一混合した第２層３とを入れ、次に金
型１内にラム４を入れて第１，第２の層２，３を
冷間成形し、次に第２図に示すごとく金型１内か
ら積層セラミツクス５を取出し、次にその積層セ
ラミツクス５を1400〜1700℃で焼成する。これに
よつてSi3N4を分散させたジルコニア焼結体がで
きる。次に真空または大気中において1750〜1880
℃で熱処理する。これによつてSi3N4はSiとN2ガ
スに分解し、この分解過程において第２層３のSi
が生成するとともに微細孔が生成する。ここで熱
処理温度が1750℃以下ではSi3N4の分解が不活発
であり、1880℃以上では分解が十分におこなわれ
るが、分解後に一次的に発生していた微細孔が合
体して粗大化してしまうものである。またSi3N4
の添加量が1mol％以下では熱処理の際の多孔質
化が十分でなく、その添加量が20mol％以上では
得られた多孔質体の強度が小さくなる。さらにジ
ルコニアセラミツクス粉体に添加された安定化剤
としては、Y2O3，MgO，CaOなどがあり、これ
らを単独でまたは同時に１〜10mol％添加する。
この安定化剤により酸化ジルコニウム（ZrO2）
の熱処理時の結晶構造を室温まで冷却した状態で
も保持することができるものである。
次に上記の積層セラミツクス５をシリンダ内壁
として用いる場合には、第３図に示すごとく金属
製シリンダ６の内周面にたとえばモリブデン―マ
ンガン合金からなる金属スペーサ７を介して積層
セラミツクス５を配設し、次に加熱して金属スペ
ーサ７を溶解する。すると、その溶融金属が積層
セラミツクス５の第２層３側の側面の孔内に入り
込んでアンカー効果が生じると共にSiと反応して
合金化しかつ金属製シリンダ６の内周面に接着さ
せられるものである。
として用いる場合には、第３図に示すごとく金属
製シリンダ６の内周面にたとえばモリブデン―マ
ンガン合金からなる金属スペーサ７を介して積層
セラミツクス５を配設し、次に加熱して金属スペ
ーサ７を溶解する。すると、その溶融金属が積層
セラミツクス５の第２層３側の側面の孔内に入り
込んでアンカー効果が生じると共にSiと反応して
合金化しかつ金属製シリンダ６の内周面に接着さ
せられるものである。
上記構成では、金属スペーサ７からなる溶融金
属が多孔質セラミツクスの孔に入り込むと共にSi
と反応することから、その溶融金属が多孔質セラ
ミツクスの孔に入り込むだけの場合に比べて40％
以上も接合強度が増大するのが実験で確められ
た。
属が多孔質セラミツクスの孔に入り込むと共にSi
と反応することから、その溶融金属が多孔質セラ
ミツクスの孔に入り込むだけの場合に比べて40％
以上も接合強度が増大するのが実験で確められ
た。
以上述べたごとく本発明の積層セラミツクス製
造方法によれば、第１層側の側面を緻密な面と
し、第２層側の側面を多孔質な面とした積層セラ
ミツクスを得ることができるものであつて、たと
えば金属製シリンダの内周面に金属スペーサを介
して積層セラミツクスの第２層側の側面をあてが
い、加熱して上記金属スペーサを溶解させると、
その金属スペーサからなる溶融金属が積層セラミ
ツクスの第２層側の側面の孔内に入り込んでアン
カー効果が生じると共にSiと反応して合金化しか
つ金属製シリンダの内周面に接着させられる。し
たがつて耐熱性，耐摩耗性，耐食性に優れかつ引
張応力にも強いシリンダを提供することができ、
しかも長期間の運転にも十分耐えて、積層セラミ
ツクスが金属製シリンダ内周面から剥離しないも
のである。
造方法によれば、第１層側の側面を緻密な面と
し、第２層側の側面を多孔質な面とした積層セラ
ミツクスを得ることができるものであつて、たと
えば金属製シリンダの内周面に金属スペーサを介
して積層セラミツクスの第２層側の側面をあてが
い、加熱して上記金属スペーサを溶解させると、
その金属スペーサからなる溶融金属が積層セラミ
ツクスの第２層側の側面の孔内に入り込んでアン
カー効果が生じると共にSiと反応して合金化しか
つ金属製シリンダの内周面に接着させられる。し
たがつて耐熱性，耐摩耗性，耐食性に優れかつ引
張応力にも強いシリンダを提供することができ、
しかも長期間の運転にも十分耐えて、積層セラミ
ツクスが金属製シリンダ内周面から剥離しないも
のである。
図は本発明の一実施例を示し、第１図は冷間成
形状態の縦断面図、第２図は積層セラミツクスの
縦断面図、第３図は金属製シリンダ内周面に配設
した状態の縦断面図である。 １……金型、２……第１層、３……第２層、４
……ラム、５……積層セラミツクス、６……金属
製シリンダ、７……金属スペーサ。
形状態の縦断面図、第２図は積層セラミツクスの
縦断面図、第３図は金属製シリンダ内周面に配設
した状態の縦断面図である。 １……金型、２……第１層、３……第２層、４
……ラム、５……積層セラミツクス、６……金属
製シリンダ、７……金属スペーサ。
Claims (1)
- １ 安定化剤を添加したジルコニアセラミツクス
粉体からなる第１層と、安定化剤を添加したジル
コニアセラミツクス粉体にSi3N4粉体を１〜
20mol％均一混合した第２層とを互いに当接さ
せ、その第１，第２の層を冷間成形した後、1400
〜1700℃で焼成し、さらに真空または大気中にお
いて1750〜1880℃で熱処理したことを特徴とする
積層セラミツクスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2524083A JPS59152277A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 積層セラミツクスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2524083A JPS59152277A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 積層セラミツクスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59152277A JPS59152277A (ja) | 1984-08-30 |
| JPS6331384B2 true JPS6331384B2 (ja) | 1988-06-23 |
Family
ID=12160455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2524083A Granted JPS59152277A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 積層セラミツクスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59152277A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6241469A (ja) * | 1985-08-14 | 1987-02-23 | Kubota Ltd | エンジンのアルミシリンダ |
| JPS6347138A (ja) * | 1986-08-15 | 1988-02-27 | 中部電力株式会社 | タイルライニング体 |
-
1983
- 1983-02-16 JP JP2524083A patent/JPS59152277A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59152277A (ja) | 1984-08-30 |
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