JPH05286765A - Silicon carbide-based composite material and its production - Google Patents
Silicon carbide-based composite material and its productionInfo
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- JPH05286765A JPH05286765A JP4117974A JP11797492A JPH05286765A JP H05286765 A JPH05286765 A JP H05286765A JP 4117974 A JP4117974 A JP 4117974A JP 11797492 A JP11797492 A JP 11797492A JP H05286765 A JPH05286765 A JP H05286765A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】本発明は、70〜90vol%の炭化珪素、1
0〜30vol%の炭化チタン、ほう素換算で3〜9w
t%のほう素又はほう素化合物、および炭素換算で5w
t%以下の炭素又は炭化可能な有機化合物よりなる混合
物の圧粉体を非酸化雰囲気下で焼成して得られる、ほう
化チタンを含有する相対密度80%以上の炭化珪素質複
合材料および該炭化珪素質複合材料の製造方法に関す
る。
【効果】本発明の炭化珪素質複合体は、炭化珪素マトリ
ックス内で複合した炭化チタン及びほう素が焼成過程で
反応し、ほう化チタンが生成・析出するため、従来の炭
化珪素にほう化チタンを複合した場合に比べ、ほう化チ
タン表面の酸化物層あるいは水酸化物層により焼結が阻
害されることなく、緻密で、かつ炭化珪素マトリックス
との整合性もよいため、破壊靱性値、高温における強度
に優れたものである。(57) [Summary] [Structure] The present invention comprises 70 to 90 vol% of silicon carbide, 1
0-30 vol% titanium carbide, 3-9w in terms of boron
t% boron or boron compound, and 5w in terms of carbon
Silicon carbide composite material containing titanium boride and having a relative density of 80% or more, which is obtained by firing a green compact of a mixture of t% or less of carbon or a carbonizable organic compound in a non-oxidizing atmosphere, and the carbonization. The present invention relates to a method for manufacturing a silicon-based composite material. [Effect] In the silicon carbide composite of the present invention, titanium carbide and boron compounded in the silicon carbide matrix react in the firing process to form and precipitate titanium boride. Compared with the case where the composites of, the oxide layer or hydroxide layer on the surface of titanium boride does not hinder the sintering, is dense, and has good compatibility with the silicon carbide matrix. It has excellent strength.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、常温及び高温における
強度、破壊靱性値に優れた炭化珪素質複合材料およびそ
の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon carbide based composite material having excellent strength and fracture toughness at ordinary temperature and high temperature and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】炭化珪
素は、高硬度、高耐食性、高温における強度に優れてお
り、構造材料や耐摩耗材として広く利用されている。し
かしながら、ガスタービン等の高温構造部材として利用
する場合、破壊靱性値が低いため、異物による衝撃や応
力集中により破壊に至りやすく信頼性の面で広く実用化
には至っていない。これを解決する手段として、例え
ば、特開平1−87563号公報に、非酸化物系複合セ
ラミックス焼結体について開示されているが、出発原料
にほう化チタンを用いているため、破壊靱性値は高いも
のの高温における曲げ強度が低くなることが問題点とし
て指摘されている。従って、本発明は常温のみならず高
温における強度も高く、かつ破壊靱性値に優れた炭化珪
素質複合材料およびその製造方法を提供することにあ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION Silicon carbide is widely used as a structural material or wear resistant material because it has high hardness, high corrosion resistance, and high strength at high temperatures. However, when it is used as a high-temperature structural member for a gas turbine or the like, it has a low fracture toughness value, and is liable to fracture due to impact or stress concentration by foreign matter, and has not been widely put into practical use in terms of reliability. As means for solving this, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-87563 discloses a non-oxide type composite ceramics sintered body, but since titanium boride is used as a starting material, the fracture toughness value is Although high, it is pointed out that the bending strength at high temperature is low. Accordingly, the present invention is to provide a silicon carbide based composite material which has high strength not only at room temperature but also at high temperature and excellent fracture toughness, and a method for producing the same.
【0003】[0003]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の課
題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、高密度で高温
における強度も高く、かつ破壊靱性値に優れた炭化珪素
質複合材料およびその製造方法を見出し、本発明を完成
するに至った。DISCLOSURE OF THE INVENTION As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made a silicon carbide composite material having a high density, high strength at high temperature, and excellent fracture toughness. Further, they have found the manufacturing method thereof and completed the present invention.
【0004】即ち、本発明の要旨は、(1)70〜90
vol%の炭化珪素、10〜30vol%の炭化チタ
ン、ほう素換算で3〜9wt%のほう素又はほう素化合
物、および炭素換算で5wt%以下の炭素又は炭化可能
な有機化合物よりなる混合物の圧粉体を非酸化雰囲気下
で焼成して得られる、ほう化チタンを含有する相対密度
80%以上の炭化珪素質複合材料、および(2)70〜
90vol%の炭化珪素、10〜30vol%の炭化チ
タン、ほう素換算で3〜9wt%のほう素又はほう素化
合物、および炭素換算で5wt%以下の炭素又は炭化可
能な有機化合物よりなる混合物の圧粉体を非酸化雰囲気
下で焼成するに際し、1100〜1600℃の温度領域
を20℃/分以下の昇温速度で昇温し、本焼成を160
0℃〜2200℃で行うことを特徴とする請求項1記載
の炭化珪素質複合材料の製造方法に関する。That is, the gist of the present invention is (1) 70-90.
The pressure of a mixture of vol% silicon carbide, 10 to 30 vol% titanium carbide, 3 to 9 wt% of boron or boron compound in terms of boron, and 5 wt% or less in terms of carbon of carbon or a carbonizable organic compound. A silicon carbide composite material containing titanium boride and having a relative density of 80% or more, which is obtained by firing a powder in a non-oxidizing atmosphere, and (2) 70-
Pressure of a mixture of 90 vol% silicon carbide, 10 to 30 vol% titanium carbide, 3 to 9 wt% of boron or boron compound in terms of boron, and 5 wt% or less of carbon or carbonizable organic compound in terms of carbon. When firing the powder in a non-oxidizing atmosphere, the temperature range of 1100 to 1600 ° C. is raised at a heating rate of 20 ° C./min or less, and the main firing is performed at 160
The method for producing a silicon carbide based composite material according to claim 1, wherein the method is performed at 0 ° C to 2200 ° C.
【0005】本発明で使用する炭化珪素は結晶型として
α、βのどちらでもよく、純度90%以上、好ましくは
96%以上、粒径が5μm以下、好ましくは3μm以下
である。純度90%未満では、得られる複合材料の強度
特性が発現せず、また粒径が5μmを越えると、焼結性
が悪くなり、高密度の焼結体を得ることは困難である。
炭化珪素の使用量は、70〜90vol%である。The silicon carbide used in the present invention may be in either α or β crystal form and has a purity of 90% or more, preferably 96% or more and a particle size of 5 μm or less, preferably 3 μm or less. If the purity is less than 90%, the strength characteristics of the obtained composite material will not be exhibited, and if the particle size exceeds 5 μm, the sinterability will be poor and it will be difficult to obtain a high-density sintered body.
The amount of silicon carbide used is 70 to 90 vol%.
【0006】本発明で使用する炭化チタンは純度90%
以上、好ましくは96%以上、粒径0.01〜10μ
m、好ましくは0.01〜5μmである。純度が90%
未満では、例えば、炭化チタン中の酸素が焼結を阻害す
るため、高密度の焼結体を得ることは難しい。また、粒
径が0.01μm未満では、実質上、均一な混合分散が
困難であり、表面積が増大して空気中の酸素等の反応に
より炭化チタン表面に酸化チタンの生成が促進され、焼
結を阻害する。粒径が10μmを越えると、高強度の焼
結体を得ることはむずかしい。炭化チタンの添加量は、
10〜30vol%である。10vol%未満では、複
合による機械的特性の改善がみられない。また、30v
ol%を越えると炭化ケイ素のマトリックスの連続相が
少なくなり、複合焼結体としての機械的特性が阻害され
る。The titanium carbide used in the present invention has a purity of 90%.
Or more, preferably 96% or more, particle size 0.01 to 10 μ
m, preferably 0.01 to 5 μm. 90% purity
If it is less than the above range, for example, oxygen in titanium carbide hinders sintering, so that it is difficult to obtain a high-density sintered body. If the particle size is less than 0.01 μm, it is substantially difficult to mix and disperse uniformly, the surface area increases, and the reaction of oxygen in the air promotes the production of titanium oxide on the surface of titanium carbide, resulting in sintering. Inhibit. If the particle size exceeds 10 μm, it is difficult to obtain a high-strength sintered body. The amount of titanium carbide added is
It is 10 to 30 vol%. If it is less than 10 vol%, no improvement in mechanical properties due to compounding is observed. Also, 30v
When it exceeds ol%, the continuous phase of the silicon carbide matrix is reduced and the mechanical properties of the composite sintered body are impaired.
【0007】本発明で使用するほう素は、金属ほう素、
炭化ほう素、ほう素の有機化合物等から選ばれる、1種
あるいは2種以上のものである。使用するほう素源の純
度は90%以上、好ましくは95%以上である。純度が
90%未満では、不純物による副反応により、炭化チタ
ンとほう素との反応が阻害され、均一な反応が望めな
い。ほう素の添加量はほう素換算で3〜9wt%であ
る。ほう素の添加量が3wt%未満では、炭化ケイ素の
焼結が充分進行せず緻密な焼結体を得ることは難しい。
また、9wt%を越えると遊離したほう素が破壊起点と
なり、強度等の機械的特性が阻害される。The boron used in the present invention is metallic boron,
One or more selected from boron carbide and organic compounds of boron. The purity of the boron source used is 90% or more, preferably 95% or more. If the purity is less than 90%, the reaction between titanium carbide and boron is hindered by a side reaction due to impurities, and a uniform reaction cannot be expected. The amount of boron added is 3 to 9 wt% in terms of boron. If the amount of boron added is less than 3 wt%, the sintering of silicon carbide does not proceed sufficiently and it is difficult to obtain a dense sintered body.
On the other hand, if it exceeds 9 wt%, free boron acts as a fracture starting point, and mechanical properties such as strength are impaired.
【0008】本発明で使用する炭素はカーボンブラック
や炭化可能な有機化合物、例えば、フェノール樹脂、フ
ラン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ピッチ、タール
の1種、あるいは2種以上より選ばれる。これらの炭化
可能な有機化合物を用いた場合、必要に応じ、非酸化雰
囲気中で予備焼成を行ない、有機化合物を炭化させるこ
とが望ましい。炭素の添加量は、5wt%以下、好まし
くは1〜5wt%である。炭素の添加量が5wt%を越
えると、遊離の炭素により、緻密な焼結体を得ることは
むずかしい。The carbon used in the present invention is selected from carbon black and carbonizable organic compounds such as phenol resin, furan resin, polyacrylonitrile resin, pitch, tar, and two or more kinds. When these carbonizable organic compounds are used, it is desirable to carry out preliminary firing in a non-oxidizing atmosphere to carbonize the organic compounds, if necessary. The amount of carbon added is 5 wt% or less, preferably 1 to 5 wt%. When the amount of carbon added exceeds 5 wt%, it is difficult to obtain a dense sintered body due to free carbon.
【0009】本発明の炭化珪素質複合材料は、前記のよ
うな70〜90vol%の炭化珪素、10〜30vol
%の炭化チタン、ほう素換算で3〜9wt%のほう素又
はほう素化合物、および炭素換算で5wt%以下の炭素
又は炭化可能な有機化合物よりなる混合物の圧粉体を非
酸化雰囲気下で焼成して得られるものである。即ち、本
発明における炭化珪素、炭化チタン、ほう素、炭素の所
定量をアトライターミル、ボールミル等の混合粉砕装置
により湿式、乾式のいづれかの方法により混合し、スプ
レードライヤ等を用い造粒後、金型プレス、鋳込み、ラ
バープレス等により圧粉体を調製し、非酸化雰囲気下で
焼成される。焼成法は特に限定されることはなく、常圧
焼結法、ホットプレス法、熱間静水圧焼結法等の公知の
焼成法のいずれであってもよい。The silicon carbide based composite material of the present invention comprises 70 to 90 vol% silicon carbide and 10 to 30 vol% as described above.
% Titanium carbide, 3-9 wt% boron or boron compound in terms of boron, and 5 wt% or less carbon or carbonaceous organic compound in terms of carbon of a mixture powder compact fired in a non-oxidizing atmosphere It is obtained by doing. That is, a predetermined amount of silicon carbide, titanium carbide, boron, carbon in the present invention is mixed by a wet mill or a dry mill by a mixing and pulverizing device such as an attritor mill or a ball mill, and after granulation using a spray dryer or the like, A green compact is prepared by die pressing, casting, rubber pressing, etc., and is fired in a non-oxidizing atmosphere. The firing method is not particularly limited, and may be any known firing method such as an atmospheric pressure sintering method, a hot pressing method, and a hot isostatic pressing method.
【0010】本発明における焼成の過程においては、炭
化チタンとほう素が反応して次式で表されるようにほう
化チタンが生成する。 TiC+2B→TiB2 +C このほう化チタンの生成反応は、1100℃から160
0℃の温度領域内で体積膨張を伴うため、昇温速度は2
0℃/分以下、好ましくは10℃/分以下で行なう必要
がある。20℃/分を越えると得られた焼結体に亀裂が
生じ、緻密な焼結体は得られない。特に、無加圧焼成の
場合、8℃/分以下であることが望ましい。また、焼成
温度は本焼成として1600℃〜2200℃、好ましく
は、2100℃〜2200℃で行う。焼成温度が160
0℃未満では炭化珪素マトリックスの焼結が充分に行な
われず、緻密な焼結体は得られない。また、2200℃
を越えると、炭化珪素の昇華と異常粒子の成長により、
実用上充分な強度を持つ焼結体を得るのは難しい。焼成
は非酸化雰囲気下で行われ、例えばアルゴンガス気流中
などの不活性雰囲気下や真空下で行われる。In the firing process of the present invention, titanium carbide and boron react to form titanium boride as represented by the following formula. TiC + 2B → TiB 2 + C This titanium boride formation reaction proceeds from 1100 ° C. to 160 ° C.
The rate of temperature rise is 2 because it involves volume expansion in the temperature range of 0 ° C.
It should be performed at 0 ° C./min or less, preferably 10 ° C./min or less. If it exceeds 20 ° C./minute, cracks occur in the obtained sintered body, and a dense sintered body cannot be obtained. Particularly, in the case of pressureless firing, it is desirable that the temperature be 8 ° C./minute or less. The firing temperature is 1600 ° C to 2200 ° C, preferably 2100 ° C to 2200 ° C as the main firing. Firing temperature is 160
If the temperature is lower than 0 ° C, the silicon carbide matrix is not sufficiently sintered, and a dense sintered body cannot be obtained. Also, 2200 ℃
Above, due to sublimation of silicon carbide and growth of abnormal particles,
It is difficult to obtain a sintered body having practically sufficient strength. The firing is performed in a non-oxidizing atmosphere, for example, in an inert atmosphere such as an argon gas stream or in a vacuum.
【0011】このようにして得られた本発明の炭化珪素
質複合材料は、出発原料の配合を前記反応式の量論比に
おいては、焼成後の成分が炭化珪素、ほう化チタン、グ
ラファイトにより構成され、非量論比においては、炭化
珪素、ほう化チタン、グラファイト、未反応のほう素、
炭化チタンにより構成されている。即ち、本発明の炭化
珪素質複合材料は、焼成過程で炭化チタン及びほう素が
反応して得られるほう化チタンを炭化珪素マトリックス
内で複合した状態で含有するものである。また、該炭化
珪素質複合材料の相対密度は通常80%以上、好ましく
は90%以上のものである。In the silicon carbide composite material of the present invention thus obtained, the components after firing are composed of silicon carbide, titanium boride and graphite in the stoichiometric ratio of the above reaction formula. In a non-stoichiometric ratio, silicon carbide, titanium boride, graphite, unreacted boron,
It is composed of titanium carbide. That is, the silicon carbide based composite material of the present invention contains titanium boride obtained by reacting titanium carbide and boron in the firing process in a composite state in a silicon carbide matrix. The relative density of the silicon carbide composite material is usually 80% or more, preferably 90% or more.
【0012】また、本発明の炭化珪素質複合体は、前記
のように炭化珪素マトリックス内で複合した炭化チタン
及びほう素が焼成過程で反応し、ほう化チタンが生成・
析出するため、従来の炭化珪素にほう化チタンを複合し
た場合に比べ、ほう化チタン表面の酸化物層あるいは水
酸化物層により焼結が阻害されることなく、緻密で、か
つ炭化珪素マトリックスとの整合性もよいため、破壊靱
性値、高温における強度に優れたものである。Further, in the silicon carbide composite of the present invention, the titanium carbide and boron compounded in the silicon carbide matrix as described above react in the firing process to form titanium boride.
As compared with the conventional case where titanium boride is compounded with silicon carbide, the precipitation does not hinder the sintering due to the oxide layer or hydroxide layer on the surface of titanium boride, and it is dense and has a silicon carbide matrix. It has excellent fracture toughness value and high strength at high temperature.
【0013】[0013]
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によっ
て何ら限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0014】実施例1〜9 原料のα−炭化珪素(Starck,A−10)、炭化
チタン、ほう素、炭素を所定量秤量し、アトライターミ
ルを用い、イソプロパノール中で4時間湿式混合後、乾
燥粉末を得た。炭化珪素の添加量は70〜90vol
%、炭化チタンは10〜30vol%、ほう素は5又は
9wt%、炭素は1又は3wt%の範囲で表1に示す各
種の原料組成のものを調製して行なった。焼成はこれら
の粉末を真空中で圧力50Mpaで2100℃〜220
0℃で1時間ホットプレス焼結を行った(実施例1〜
4)。あるいは、カーボン製発熱体を用いた熱膨張計中
でアルゴンガス気流中で2200℃まで行なった(実施
例5〜9)。得られた焼結体の相対密度を測定し、結晶
相を同定した。本焼結体をJISR1601に準拠し、
試験片を作成し空気中常温及び1350℃での4点曲げ
法による曲げ強度を測定した。また、ビッカース圧子押
し込み法(IF法)で破壊靱性を評価した。また、焼結
体の組織を反射顕微鏡によって観察し、ビッカース圧子
からの亀裂伝播の様子を走査型電子顕微鏡によって観察
した。Examples 1 to 9 Raw materials α-silicon carbide (Starck, A-10), titanium carbide, boron and carbon were weighed in predetermined amounts, and wet-mixed for 4 hours in isopropanol using an attritor mill. A dry powder was obtained. The amount of silicon carbide added is 70 to 90 vol.
%, Titanium carbide was 10 to 30 vol%, boron was 5 or 9 wt%, and carbon was 1 or 3 wt%, and various raw material compositions shown in Table 1 were prepared. Firing these powders in vacuum at a pressure of 50 MPa at 2100 ° C to 220 ° C.
Hot press sintering was performed at 0 ° C. for 1 hour (Examples 1 to 1).
4). Alternatively, the temperature was raised to 2200 ° C. in an argon gas flow in a thermal expansion meter using a carbon heating element (Examples 5 to 9). The relative density of the obtained sintered body was measured and the crystal phase was identified. This sintered body conforms to JIS R1601,
A test piece was prepared and the bending strength was measured by the 4-point bending method in air at room temperature and 1350 ° C. The fracture toughness was evaluated by the Vickers indenter method (IF method). The texture of the sintered body was observed with a reflection microscope, and the state of crack propagation from the Vickers indenter was observed with a scanning electron microscope.
【0015】図1に炭化珪素90vol%、炭化チタン
10vol%、ほう素5wt%、炭素3wt%を添加し
た試料の熱膨張計の測定結果を示す(実施例6)。図1
より明らかなように、加熱中に1100から1600℃
にかけて約5%の線膨張が測定された。この膨張直後の
試料にはほう化チタンのみが認められ炭化チタンが認め
られなかったことから、この温度領域で炭化チタンとほ
う素が反応してほう化チタンと炭素が生成したものと思
われる。得られた焼結体の相対密度は、例えばホットプ
レス焼結を行った炭化珪素90vol%、炭化チタン1
0vol%、ほう素5wt%、炭素3wt%を添加した
試料で98%(実施例2)、また無加圧焼結を行った炭
化珪素80vol%、炭化チタン20vol%、ほう素
9wt%、炭素3wt%を添加した試料で98%(実施
例7)になり、無加圧焼結でも高密度の炭化珪素−ほう
化チタン複合体を作製できることが明らかとなった。し
かしながら、後述の比較例1に示すようにほう素添加量
が少なく、反応後も炭化チタンとほう化チタンが共存す
る組成の試料では高密度の試料は得られなかった。無加
圧焼結体は、炭化珪素マトリックス中に1〜3μmのほ
う化チタン粒子が分散した組織であったが、ホットプレ
ス焼結体では、大きさがサブミクロンのほう化チタン粒
子が2〜3μmの範囲で集合した組織であった。破壊靱
性値は炭化チタン30vol%添加試料(実施例8)で
無添加試料(後述の比較例6)の約2倍の値を示した。
また曲げ強度は1350℃まで室温とほとんど同じ値が
得られた。表1に得られた焼結体の物性と共にそれらの
試験結果を示す。FIG. 1 shows the measurement results of a sample obtained by adding 90 vol% of silicon carbide, 10 vol% of titanium carbide, 5 wt% of boron and 3 wt% of carbon with a thermal dilatometer (Example 6). Figure 1
More clearly, during heating 1100 to 1600 ℃
A linear expansion of about 5% was measured over time. Since only the titanium boride was observed and the titanium carbide was not observed in the sample immediately after the expansion, it is considered that titanium boride and boron were reacted in this temperature range to generate titanium boride and carbon. The relative density of the obtained sintered body is, for example, 90% by volume of hot-sintered silicon carbide and titanium carbide 1
98% of a sample added with 0 vol%, 5 wt% of boron and 3 wt% of carbon (Example 2), 80 vol% of pressureless sintered silicon carbide, 20 vol% of titanium carbide, 9 wt% of boron, 3 wt% of carbon % Was 98% (Example 7), and it was revealed that a high-density silicon carbide-titanium boride composite body can be produced even by pressureless sintering. However, as shown in Comparative Example 1 to be described later, a high density sample could not be obtained from a sample having a small amount of boron added and a composition in which titanium carbide and titanium boride coexist even after the reaction. The pressureless sintered body had a structure in which titanium boride particles having a size of 1 to 3 μm were dispersed in a silicon carbide matrix, but the hot-pressed sintered body had titanium boride particles having a submicron size of 2 to 2 μm. It was a tissue assembled in the range of 3 μm. The fracture toughness value of the titanium carbide 30 vol% added sample (Example 8) was about twice that of the non-added sample (Comparative Example 6 described later).
Further, the bending strength was almost the same as that at room temperature up to 1350 ° C. Table 1 shows the physical properties of the obtained sintered bodies and their test results.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】比較例1〜6 原料組成が表2に示すものを用いて、アルゴンガス気流
中で2200℃まで無加圧焼結を行い焼結体を得た。得
られた焼結体について、実施例1〜9と同様に相対密
度、曲げ強度と破壊靱性値を測定した。表2に得られた
焼結体の物性と共にそれらの試験結果を示す。Comparative Examples 1 to 6 Using the raw material compositions shown in Table 2, pressureless sintering was performed up to 2200 ° C. in an argon gas stream to obtain sintered bodies. The relative density, bending strength and fracture toughness of the obtained sintered body were measured in the same manner as in Examples 1-9. Table 2 shows the physical properties of the obtained sintered bodies and their test results.
【0018】[0018]
【表2】 [Table 2]
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明の炭化珪素質複合体は、炭化珪素
マトリックス内で複合した炭化チタン及びほう素が焼成
過程で反応し、ほう化チタンが生成・析出するため、従
来の炭化珪素にほう化チタンを複合した場合に比べ、ほ
う化チタン表面の酸化物層あるいは水酸化物層により焼
結が阻害されることなく、緻密で、かつ炭化珪素マトリ
ックスとの整合性もよいため、破壊靱性値、高温におけ
る強度に優れたものである。EFFECTS OF THE INVENTION In the silicon carbide composite of the present invention, titanium carbide and boron compounded in the silicon carbide matrix react with each other during the firing process, and titanium boride is produced and precipitated, so that the conventional silicon carbide can be obtained. Fracture toughness value because it is dense and has good compatibility with the silicon carbide matrix without the oxide layer or hydroxide layer on the surface of titanium boride inhibiting sintering as compared with the case of compounding titanium oxide. It has excellent strength at high temperature.
【図1】図1は実施例6における試料の熱膨張計の測定
結果を示す。FIG. 1 shows the measurement results of a sample thermal dilatometer in Example 6.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒャエル・ジェイ・ホフマン ドイツ国、シュトトガルト 80、ハイゼン ベルグストラッセ 5、マックス−プラン ク−インスティテュート フュア メタル フォーシュンク インスティテュート フ ュア ベルクストッフビッセンシャフト内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Michael J. Hoffmann Stuttgart 80 Germany, Heisenberg Strasse 5, Max-Planck-Institut Für Metal Forschün Institute Für Bergstoff Bissenshaft
Claims (2)
30vol%の炭化チタン、ほう素換算で3〜9wt%
のほう素又はほう素化合物、および炭素換算で5wt%
以下の炭素又は炭化可能な有機化合物よりなる混合物の
圧粉体を非酸化雰囲気下で焼成して得られる、ほう化チ
タンを含有する相対密度80%以上の炭化珪素質複合材
料。1. 70 to 90 vol% of silicon carbide, 10
30 vol% titanium carbide, 3-9 wt% in terms of boron
Boron or boron compound, and 5 wt% in terms of carbon
A silicon carbide composite material containing titanium boride and having a relative density of 80% or more, obtained by firing a green compact of a mixture of the following carbon or carbonizable organic compounds in a non-oxidizing atmosphere.
30vol%の炭化チタン、ほう素換算で3〜9wt%
のほう素又はほう素化合物、および炭素換算で5wt%
以下の炭素又は炭化可能な有機化合物よりなる混合物の
圧粉体を非酸化雰囲気下で焼成するに際し、1100〜
1600℃の温度領域を20℃/分以下の昇温速度で昇
温し、本焼成を1600℃〜2200℃で行うことを特
徴とする請求項1記載の炭化珪素質複合材料の製造方
法。2. 70 to 90 vol% silicon carbide, 10
30 vol% titanium carbide, 3-9 wt% in terms of boron
Boron or boron compound, and 5 wt% in terms of carbon
When firing a green compact of a mixture of the following carbon or carbonizable organic compounds in a non-oxidizing atmosphere,
The method for producing a silicon carbide based composite material according to claim 1, wherein the temperature range of 1600 ° C. is raised at a heating rate of 20 ° C./min or less, and the main firing is performed at 1600 ° C. to 2200 ° C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4117974A JPH05286765A (en) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Silicon carbide-based composite material and its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4117974A JPH05286765A (en) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Silicon carbide-based composite material and its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05286765A true JPH05286765A (en) | 1993-11-02 |
Family
ID=14724889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4117974A Pending JPH05286765A (en) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Silicon carbide-based composite material and its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05286765A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113398662A (en) * | 2021-07-20 | 2021-09-17 | 西安特种设备检验检测院 | Laminated filter medium for high-temperature gas filtering and dust removing device and preparation method thereof |
CN116947499A (en) * | 2023-07-28 | 2023-10-27 | 嘉庚(江苏)特材有限责任公司 | Silicon carbide ceramic material and preparation method and application thereof |
-
1992
- 1992-04-09 JP JP4117974A patent/JPH05286765A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113398662A (en) * | 2021-07-20 | 2021-09-17 | 西安特种设备检验检测院 | Laminated filter medium for high-temperature gas filtering and dust removing device and preparation method thereof |
CN116947499A (en) * | 2023-07-28 | 2023-10-27 | 嘉庚(江苏)特材有限责任公司 | Silicon carbide ceramic material and preparation method and application thereof |
CN116947499B (en) * | 2023-07-28 | 2024-04-12 | 嘉庚(江苏)特材有限责任公司 | Silicon carbide ceramic material and preparation method and application thereof |
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