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JPH09157048A - Composite ceramics and their manufacturing method - Google Patents

Composite ceramics and their manufacturing method

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Publication number
JPH09157048A
JPH09157048A JP7317899A JP31789995A JPH09157048A JP H09157048 A JPH09157048 A JP H09157048A JP 7317899 A JP7317899 A JP 7317899A JP 31789995 A JP31789995 A JP 31789995A JP H09157048 A JPH09157048 A JP H09157048A
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JP
Japan
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powder
oxide
sintered body
silicon carbide
vol
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Application number
JP7317899A
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Japanese (ja)
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JP2702468B2 (en
Inventor
Yoshiyuki Yasutomi
義幸 安富
Kunihiro Maeda
邦裕 前田
Tsuneyuki Kanai
恒行 金井
Motoyuki Miyata
素之 宮田
Yuichi Sawai
裕一 沢井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来にない強度と靭性に優れた炭化物複合セラ
ミックスとその製法の提供にある。 【解決手段】セラミックス中に硼化タングステンを固溶
した板状炭化珪素粒子を含むセラミックス焼結体からな
る複合セラミックスであり、炭化物セラミックスの脆さ
を改善し、従来適用できなかった過酷な条件下で使用す
る部材、例えば、切削工具、摺動部材、ガスタービン用
部品、原子力用部品など耐摩耗性,耐食性,耐熱性が要
求される部材として優れている。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbide composite ceramic excellent in unprecedented strength and toughness and a manufacturing method thereof. A composite ceramic comprising a ceramic sintered body containing plate-shaped silicon carbide particles having a solid solution of tungsten boride in the ceramic, which improves brittleness of the carbide ceramic, and which is difficult to apply conventionally. It is excellent as a member that is required to have wear resistance, corrosion resistance, and heat resistance such as a cutting tool, a sliding member, a gas turbine component, and a nuclear component.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス特に
炭化物セラミックスの脆さを克服した高靭性セラミック
スに係り、特に板状炭化珪素粒子を分散した複合セラミ
ックスとその製法およびその用途に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high toughness ceramic which overcomes the brittleness of ceramics, especially carbide ceramics, and more particularly to a composite ceramic in which plate-like silicon carbide particles are dispersed, a method for producing the same, and its use.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭化物セラミックスは、高硬度,高耐摩
耗,高融点,化学的に安定,高耐食性などの利点を有す
るが、脆いという問題点がある。この脆さを克服するた
めに、焼結助剤に酸化アルミニウムを用いて炭化珪素粒
子の粒成長により強靱化を図る方法〔ジャーナル オブ
マテリアル リサーチ(J.Mater.Re
s.),第8巻,第7号,1635〜1643頁,19
93年〕、酸化アルミニウムや酸化イットリウムの焼結
助剤による液相焼結により、炭化珪素粒子を粒成長させ
る方法〔ジャーナル オブ アメリカン セラミックス
ソサイエティ(J.Am.Ceram.Soc.),
第77巻,第2号,519〜523頁,1944年〕な
どの方策がなされている。
2. Description of the Related Art Carbide ceramics have advantages such as high hardness, high abrasion resistance, high melting point, chemical stability, and high corrosion resistance, but have the problem of being brittle. In order to overcome this brittleness, aluminum oxide is used as a sintering aid to achieve toughness by grain growth of silicon carbide particles [Journal of Materials Research (J. Mater. Re.).
s. ), Vol. 8, No. 7, pp. 1635-1643, 19
1993], a method of growing silicon carbide particles by liquid-phase sintering of aluminum oxide or yttrium oxide with a sintering aid [Journal of American Ceramic Society (J. Am. Ceram. Soc.),
Vol. 77, No. 2, pp. 519-523, 1944].

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】セラミックスの粒成長
による強靱化は、組織全体が針状結晶あるいは柱状結晶
になるために靭性は若干向上するが、結晶粒径が大きく
なるため強度が低下すると云う問題がある。また、針状
または柱状結晶の炭化珪素粒子は、亀裂が粒内を通過し
易いために、靭性向上に大きく寄与しないと云う問題が
ある。
It is said that the toughness of ceramics grown by grain growth slightly improves the toughness because the entire structure becomes acicular crystals or columnar crystals, but decreases the strength because the crystal grain size increases. There's a problem. In addition, the needle-like or columnar-crystal silicon carbide particles have a problem that the cracks easily pass through the inside of the grains and do not greatly contribute to the improvement in toughness.

【0004】本発明の目的は、強度を下げることなく、
靭性を大幅に改善した複合セラミックスを提供すること
にある。
An object of the present invention is to reduce the strength without reducing the strength.
An object of the present invention is to provide a composite ceramic having significantly improved toughness.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明者らは、針状または柱状結晶の炭化珪素粒子に
よる強靱化方法に関し、高靭性材料を種々検討した。そ
の結果、微細な炭化物マトリックス中に、硼化タングス
テンが固溶した板状炭化珪素粒子を分散させることによ
り高強度、かつ、高靭性の炭化物セラミックスを得るこ
とに成功した。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have studied various toughness materials with respect to toughening methods using silicon carbide particles of acicular or columnar crystals. As a result, a high-strength and high-toughness carbide ceramic was successfully obtained by dispersing plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride was dissolved in a fine carbide matrix.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】硼化タングステンが固溶した板状
炭化珪素粒子は、Si粉末,C粉末,B粉末,W粉末か
らなる混合粉末をメカニカルアロイングにより合金化し
た粉末を焼結することにより得られる。メカニカルアロ
イング後の粉末は、1ミクロン以下の微細粉末であり、
粉末X線回折で分析した結果、回折ピークがブロードな
β−炭化珪素が生成していることが分かった。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved are obtained by sintering a powder obtained by alloying a mixed powder composed of Si powder, C powder, B powder and W powder by mechanical alloying. Is obtained by The powder after mechanical alloying is a fine powder of 1 micron or less,
As a result of powder X-ray diffraction analysis, it was found that β-silicon carbide having a broad diffraction peak was produced.

【0007】そして、この粉末を2000℃まで加熱す
ると、硼化タングステンが固溶した板状の炭化珪素に変
化する。板状の炭化珪素表面には、ボタン形状の硼化タ
ングステンを観察することができる。
When this powder is heated to 2000 ° C., it changes into plate-like silicon carbide in which tungsten boride is dissolved. Button-shaped tungsten boride can be observed on the plate-like silicon carbide surface.

【0008】図1にその模式図を示すが、硼化タングス
テンが固溶した板状炭化珪素1の表面に、ボタン状の硼
化タングステン2が形成されている。このような板状の
炭化珪素粒子が生成するメカニズムは不明である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a button-shaped tungsten boride 2 formed on the surface of a plate-like silicon carbide 1 in which tungsten boride is dissolved. The mechanism by which such plate-like silicon carbide particles are generated is unknown.

【0009】本発明の硼化タングステンが固溶した板状
炭化珪素粒子は、硼化タングステンと炭化珪素を単純に
混合,焼結しただけでは得られず、また、Si,C,
B,Wの混合粉末を焼結しても得られないことから、メ
カニカルアロイングによりSiとCとが反応して炭化珪
素が生成する際に、WとBあるいはWとBの化合物が固
溶(反応)したものと考えられる。そして、硼化タング
ステンが、板状結晶の成長を促進する成長促進剤的な役
割を果しているものと考えられる。
[0009] The plate-like silicon carbide particles of the present invention in which tungsten boride is dissolved as solid solution cannot be obtained by simply mixing and sintering tungsten boride and silicon carbide.
Since it cannot be obtained by sintering a mixed powder of B and W, when Si and C react by mechanical alloying to produce silicon carbide, a compound of W and B or a compound of W and B forms a solid solution. (Reaction). Then, it is considered that tungsten boride plays a role of a growth promoter for promoting the growth of the plate-like crystal.

【0010】ここで、メカニカルアロイングを行なう粉
末として、Si粉末とC粉末の混合モル比は1:1と
し、W粉末とB粉末の混合モル比は5:1〜1:5とす
ることにより、効率良く硼化タングステンが固溶した板
状炭化珪素粒子を得ることができる。
Here, as the powder to be subjected to mechanical alloying, the mixing molar ratio of Si powder and C powder is set to 1: 1 and the mixing molar ratio of W powder and B powder is set to 5: 1 to 1: 5. Thus, plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved as a solid solution can be obtained efficiently.

【0011】メカニカルアロイングは、タングステン容
器とタングステンボール、あるいは、炭化珪素容器とタ
ングステンボールで行なうことによっても合金粉末が得
られる。即ち、メカニカルアロイング原料粉末にW粉末
を用いなくても、容器あるいはボールからのW源を供
給,混入することも可能である。
The alloy powder can also be obtained by performing mechanical alloying with a tungsten container and tungsten balls or a silicon carbide container and tungsten balls. That is, it is possible to supply and mix a W source from a container or a ball without using W powder as the mechanical alloying raw material powder.

【0012】メカニカルアロイングで得られた粉末に、
焼結助剤として炭化硼素を2mass%、成形バインダ
としてポリビニルブチラール(PVB)を1mass%
添加し、エタノールと一緒に混合した。得られた成形体
をAr雰囲気中、2000℃で1時間処理することによ
り、硼化タングステンが固溶した板状炭化珪素の焼結体
を得ることができる。
In the powder obtained by mechanical alloying,
2 mass% of boron carbide as a sintering aid, and 1 mass% of polyvinyl butyral (PVB) as a molding binder
Added and mixed with ethanol. By treating the obtained molded body at 2000 ° C. for 1 hour in an Ar atmosphere, a sintered body of plate-like silicon carbide in which tungsten boride is dissolved can be obtained.

【0013】ここで、焼結助剤量、焼結条件を制御する
ことにより、焼結体気孔率が0に近いものから40%の
多孔体まで作製可能である。
Here, by controlling the amount of the sintering aid and the sintering conditions, it is possible to produce a sintered body having a porosity close to 0 to a porous body having a porosity of 40%.

【0014】Si,Cr,Ti,Hf,B,Zr,M
o,Wの少なくとも1種からなる炭化物粉末にメカニカ
ルアロイングで得られた粉末を適量混合し、さらに焼結
助剤および成形バインダを混合して成形体形成し、高温
で焼結することより、微細な炭化物粒子の焼結体中に、
硼化タングステンが固溶した板状炭化珪素粒子を分散す
ることができる。このときの分散量は1〜50vol
%、特に5〜20vol%が機械特性を改善するの上で
好ましい。
Si, Cr, Ti, Hf, B, Zr, M
An appropriate amount of the powder obtained by mechanical alloying is mixed with a carbide powder composed of at least one of o and W, and a sintering aid and a molding binder are further mixed to form a compact, which is sintered at a high temperature. In the sintered body of fine carbide particles,
It is possible to disperse plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved. The dispersion amount at this time is 1 to 50 vol.
%, In particular, 5 to 20 vol% is preferable for improving the mechanical properties.

【0015】硼化タングステンが固溶した板状炭化珪素
粒子の分散した場合の利点は、硼化タングステンの固溶
により、針状あるいは柱状炭化珪素粒子単体に比較して
粒子自身の靭性が向上し、亀裂が粒内を通過しないで迂
回する点にある。これにより、靭性を1.5倍以上向上
することが可能となる。
The advantage of the dispersion of the plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved is that the solid solution of tungsten boride improves the toughness of the particles themselves as compared with the needle-like or columnar silicon carbide particles alone. The point is that the crack detours without passing through the grain. Thereby, it becomes possible to improve the toughness by 1.5 times or more.

【0016】図2に硼化タングステンが固溶した板状炭
化珪素粒子が分散した炭化物焼結体の模式図を示す。硼
化タングステンが固溶した板状炭化珪素3の粒子が、微
細な炭化物マトリックス4中に均一分散している。
FIG. 2 is a schematic view of a carbide sintered body in which plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved are dispersed. Particles of plate-like silicon carbide 3 in which tungsten boride is dissolved are uniformly dispersed in fine carbide matrix 4.

【0017】さらに、Si,Cr,Ti,Hf,B,Z
r,Mo,Wの少なくとも1種からなる炭化物粉末と金
属Si粉末との1:3モル比の混合粉末に、メカニカル
アロイングで得られた粉末を所定量混合し、焼結助剤お
よび成形バインダを混合した成形体を高温で焼結するこ
とより、微細な炭化物粒子からなる焼結体中に硼化タン
グステンが固溶した板状炭化珪素粒子を分散することが
でき、以下の焼結体中の化学反応で生成した珪化モリブ
デンなどの珪化物粒子をも分散することができる。
Further, Si, Cr, Ti, Hf, B, Z
A predetermined amount of the powder obtained by mechanical alloying is mixed with a 1: 3 molar ratio of a mixed powder of a carbide powder composed of at least one of r, Mo, and W and a metal Si powder, and a sintering aid and a forming binder are mixed. By sintering the compact at a high temperature, it is possible to disperse the plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved in a sintered body composed of fine carbide particles. Can also disperse silicide particles such as molybdenum silicide generated by the above chemical reaction.

【0018】[0018]

【化1】MoC+3Si ⇒ MoSi2+SiC 図3はその模式図であるが、硼化タングステンが固溶し
た板状炭化珪素3の粒子と珪化物粒子5とが微細粒子の
炭化物マトリックス4に均一分散している。
## STR1 ## Although MoC + 3Si ⇒ MoSi 2 + SiC Figure 3 is a schematic illustration thereof, uniformly dispersed in the carbide matrix 4 of the particles of the plate-like silicon carbide 3 which tungsten boride is dissolved and silicide particles 5 and fine particles ing.

【0019】炭化物焼結体を作製するための焼結助剤
は、B,C,炭化硼素,IIからVIII族の酸化物,IIか
らVIII族の窒化物などを使用できる。その配合量は0.
5〜20mass%程度である。
As a sintering aid for producing a carbide sintered body, B, C, boron carbide, an oxide of group II to VIII, a nitride of group II to VIII, or the like can be used. The compounding amount is 0.
It is about 5 to 20 mass%.

【0020】本発明の高靭性セラミックスについては、
無加圧焼結,ガス圧焼結,ホットプレス焼結,ホットア
イソスタティックプレス焼結,放電プラズマ焼結,マイ
クロ波プラズマ焼結などで焼結可能なため、成形方法は
射出成形,プレス成形,鋳込み成形,ラバープレス成
形,押出し成形,金型粉末成形など形状と要求特性に応
じて各種の成形方法が選択でき、複雑形状のセラミック
スを得ることができる。
Regarding the high toughness ceramic of the present invention,
Sintering can be performed by pressureless sintering, gas pressure sintering, hot press sintering, hot isostatic press sintering, spark plasma sintering, microwave plasma sintering, etc. Various molding methods can be selected according to the shape and required characteristics, such as casting, rubber press molding, extrusion molding, and mold powder molding, and a ceramic having a complicated shape can be obtained.

【0021】焼結温度,時間,圧力,雰囲気について
は、組成によって緻密化するための条件を見出し、制御
する。また、焼結温度はマトリックスとなるセラミック
スの種類によって選択するのがよい。
With respect to the sintering temperature, time, pressure and atmosphere, conditions for densification are found and controlled depending on the composition. Further, the sintering temperature is preferably selected according to the type of the ceramic to be the matrix.

【0022】また、本発明のセラミックス中に、カーボ
ン,SiC,Si−C−O,Si−C−N−O,Si3
4,Si−Ti−C−O,Si−N−O,Al−Oの
少なくとも1種からなるウイスカーおよび/または長繊
維を配向,分散でき、通常のウイスカー混合法や長繊維
との融合化法により可能である。
In the ceramic of the present invention, carbon, SiC, Si—C—O, Si—C—N—O, Si 3
Whisker and / or long fiber composed of at least one of N 4 , Si—Ti—C—O, Si—NO, and Al—O can be oriented and dispersed, and can be mixed with ordinary whisker mixing method or long fiber. It is possible by law.

【0023】図4に長繊維を配向させた模式図を示す。
3が硼化タングステンが固溶した板状炭化珪素3の粒子
が、微細粒子の炭化物マトリックス4中に均一分散さ
れ、長繊維6で強化されている。
FIG. 4 is a schematic view in which long fibers are oriented.
Particles of plate-like silicon carbide 3 in which tungsten boride 3 forms a solid solution are uniformly dispersed in carbide matrix 4 of fine particles and reinforced with long fibers 6.

【0024】本発明の複合炭化物セラミックスは、これ
までにない高強度、かつ、高靭性のが得られることか
ら、切削工具や摺動部材に適しており、また、従来適用
しにくかったエンジン部品、ガスタービン用動翼、静
翼、燃焼器、シュラウド、原子力部品等に利用可能であ
る。次に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
The composite carbide ceramics of the present invention is suitable for cutting tools and sliding members because it can achieve unprecedented high strength and high toughness. It can be used for moving blades, stationary blades, combustors, shrouds, nuclear parts and the like for gas turbines. Next, the present invention will be specifically described based on examples.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

〔実施例 1〜5〕1μmのSi粉末と20nmのC粉
末との1:1(モル比)混合粉の50gと、2μmのW
粉末と2μmのB粉末との5:1(モル比)混合粉の1
0gとの混合粉末を準備した。該粉末をタングステン製
容器(内径100mm×高さ120mm)とタングステ
ンボール(直径5mmφ)を用いた遊星ボールミルによ
り、24時間メカニカルアロイング処理を行なった。
[Examples 1 to 5] 50 g of a 1: 1 (molar ratio) mixed powder of 1 μm Si powder and 20 nm C powder, and 2 μm W
Of a 5: 1 (molar ratio) mixed powder of powder and 2 μm B powder
A mixed powder with 0 g was prepared. The powder was subjected to mechanical alloying treatment for 24 hours by a planetary ball mill using a tungsten container (inner diameter 100 mm × height 120 mm) and tungsten balls (diameter 5 mmφ).

【0026】得られた粉末は、主としてブロードなX線
回折ピークを有する1μm以下のβ−炭化珪素であっ
た。
The obtained powder was mainly β-silicon carbide having a broad X-ray diffraction peak of 1 μm or less.

【0027】次に、0.5μmのβ−炭化珪素粉末にメ
カニカルアロイング粉末を表1に示す焼結体組成となる
よう添加し、焼結助剤として炭化硼素を2mass%、
プレス成形用のバインダ(PVB)2mass%をエタ
ノールと一緒に混合し、乾燥後、成形原料とした。プレ
ス成形法により50mm角×厚さ10mmの成形体を作
製した。
Next, mechanical alloying powder was added to 0.5 μm β-silicon carbide powder so as to have a sintered body composition shown in Table 1, and boron carbide was added as a sintering aid in an amount of 2 mass%.
2 mass% of a binder (PVB) for press molding was mixed together with ethanol, dried, and used as a molding raw material. A molded body having a size of 50 mm square and a thickness of 10 mm was produced by a press molding method.

【0028】得られた成形体をアルゴン雰囲気中、21
00℃,1時間の条件で焼結を行なった。X線回折分析
およびSEM分析より焼結体の組成はβ−炭化珪素、硼
化タングステン(主としてWB、W25)からなり、数
ミクロンの微細なβ−SiCマトリックス中に硼化タン
グステンが表面に付着固溶した板状(大きさ40μm、
厚さ5μm)のβ−SiCが分散した焼結体が得られ
た。
The obtained molded body was placed in an argon atmosphere for 21 days.
The sintering was performed at 00 ° C. for 1 hour. According to X-ray diffraction analysis and SEM analysis, the composition of the sintered body was composed of β-silicon carbide and tungsten boride (mainly WB, W 2 B 5 ), and the surface of tungsten boride was contained in a fine β-SiC matrix of several microns. Plate-like solid solution (size 40μm,
A sintered body having a thickness of 5 μm and β-SiC dispersed therein was obtained.

【0029】得られた焼結体の組成、曲げ強度、破壊靭
性値を表1に示す。なお、組成は硼化タングステンが表
面に付着固溶した板状炭化珪素と、マトリックスを構成
するβ−炭化珪素の比を示す。
Table 1 shows the composition, bending strength, and fracture toughness of the obtained sintered body. The composition indicates the ratio of plate-like silicon carbide in which tungsten boride adheres to the surface and forms a solid solution and β-silicon carbide forming the matrix.

【0030】また、比較例1として、0.5μmのβ−
炭化珪素粉末に焼結助剤として炭化硼素を2mass%
添加したものを同様に成形,焼結して得られた焼結体の
曲げ強度、破壊靭性値の結果を併せて表1に示す。
Further, as Comparative Example 1, 0.5 μm β-
2 mass% of boron carbide as a sintering aid in silicon carbide powder
Table 1 also shows the results of bending strength and fracture toughness of the sintered body obtained by similarly forming and sintering the added material.

【0031】本発明材は、比較材に比べて靭性値が1.
5〜2倍向上している。破面を観察すると板状粒子が突
出しており、亀裂が迂回して靭性が向上していることが
分かった。
The toughness value of the material of the present invention is 1.
It has improved by 5 to 2 times. Observation of the fracture surface revealed that the plate-like particles were protruding, and the cracks were bypassed to improve the toughness.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】〔実施例 6〜12〕実施例3と同様に、
β−炭化珪素の代わりに他の炭化物セラミックスとの組
合せについて検討を行なった結果を表2に示す。焼結温
度は、1700℃〜2500℃の範囲で作製した。組成
は、硼化タングステンが表面に付着固溶した板状炭化珪
素とマトリックスを構成する炭化物粒子の比を示す。
[Examples 6 to 12] As in Example 3,
Table 2 shows the results of investigations on combinations with other carbide ceramics instead of β-silicon carbide. The sintering temperature was in the range of 1700 ° C to 2500 ° C. The composition indicates the ratio of plate-like silicon carbide in which tungsten boride adheres to the surface and forms a solid solution and carbide particles forming the matrix.

【0034】表2から比較例2,3の炭化物単体の破壊
靭性値はいずれも約3MPa√mである。これに対し
て、硼化タングステンを固溶した板状β−炭化珪素が分
散された本発明材は、炭化物セラミックス単体よりも優
れた靭性を有することが分かった。
From Table 2, the fracture toughness values of the carbides of Comparative Examples 2 and 3 are all about 3 MPa√m. On the other hand, it was found that the material of the present invention in which plate-like β-silicon carbide in which tungsten boride was dissolved was dispersed had better toughness than carbide ceramics alone.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】〔実施例 13〕0.5μmのSi粉末と
0.1μmのC粉末との1:1(モル比)混合粉の50
gと、1μmのW粉末と0.5μmのB粉末との3:1
(モル比)混合粉の10gとの混合粉末を準備した。該
粉末をタングステン製容器(内径100mm×高さ12
0mm)とタングステンボール(直径5mmφ)を用い
た遊星ボールミルにより24時間メカニカルアロイング
処理を行なった。
Example 13 50% of a 1: 1 (molar ratio) mixed powder of 0.5 μm Si powder and 0.1 μm C powder was used.
g, 1 μm W powder and 0.5 μm B powder 3: 1
(Molar ratio) A mixed powder with 10 g of the mixed powder was prepared. The powder was placed in a tungsten container (inner diameter 100 mm x height 12
0 mm) and a tungsten alloy ball (diameter 5 mmφ) using a planetary ball mill for 24 hours of mechanical alloying.

【0037】得られた粉末は、主としてブロードなX線
回折ピークを有する1μm以下のβ−炭化珪素であっ
た。
The obtained powder was mainly β-silicon carbide having a broad X-ray diffraction peak of 1 μm or less.

【0038】次に、焼結助剤として炭化硼素を2mas
s%、プレス成形用のバインダ(PVB)2mass%
をエタノールと一緒に混合し、乾燥後、成形原料とし
た。プレス成形により、50mm角×厚さ10mmの成
形体を作製した。得られた成形体をアルゴン雰囲気中、
1800℃〜2300℃の範囲で1時間焼結を行なっ
た。これにより、硼化タングステンが表面に付着固溶し
た板状(大きさ30〜200μm、厚さ3〜10μm)
のβ−SiCが3次元的に絡み合った40〜1%の気孔
率を有する焼結体が得られた。
Next, boron carbide was used as a sintering aid in 2mas.
s%, binder for press molding (PVB) 2 mass%
Was mixed with ethanol, dried and used as a molding raw material. A molded body having a size of 50 mm square and a thickness of 10 mm was produced by press molding. The obtained molded body in an argon atmosphere,
Sintering was performed at a temperature in the range of 1800 ° C. to 2300 ° C. for 1 hour. As a result, a plate shape (size: 30 to 200 μm, thickness: 3 to 10 μm) in which tungsten boride adheres and forms a solid solution on the surface
Of β-SiC three-dimensionally intertwined with a sintered body having a porosity of 40 to 1%.

【0039】〔実施例 14−17〕1μmのSi粉末
と20nmのC粉末との1:1(モル比)混合粉の50
gと、2μmのW粉末と2μmのB粉末との1:3(モ
ル比)混合粉の10gとの混合粉末(60g)を準備し
た。該粉末を炭化珪素製容器(内径100mm×高さ1
20mm)とタングステンボール(直径5mmφ)を用
いた遊星ボールミルにより24時間メカニカルアロイン
グ処理を行なった。
Example 14-17 1: 1 (molar ratio) mixed powder of 1 μm Si powder and 20 nm C powder was prepared.
A mixed powder (60 g) of 10 g of a 1: 3 (molar ratio) mixed powder of g and 2 μm W powder and 2 μm B powder was prepared. The powder was placed in a silicon carbide container (inner diameter 100 mm × height 1).
Mechanical alloying treatment was performed for 24 hours by a planetary ball mill using tungsten balls (diameter: 5 mmφ) and tungsten balls (diameter: 5 mmφ).

【0040】得られた粉末は、主としてブロードなX線
回折ピークを有する1μm以下のβ−炭化珪素であっ
た。
The obtained powder was mainly β-silicon carbide of 1 μm or less having a broad X-ray diffraction peak.

【0041】次に、0.5μmの炭化モリブデン粉末と
金属Si粉末との1:1(モル比)混合粉末(140
g)に、上記メカニカルアロイング処理粉末の所定量を
混合し、焼結助剤として酸化アルミニウムを7mass
%、プレス成形用のバインダ(PVB)2mass%を
有機溶剤と一緒に混合し、乾燥後、成形原料とした。プ
レス成形により、50mm角×厚さ10mmの成形体を
作製した。
Next, a 1: 1 (molar ratio) mixed powder of a 0.5 μm molybdenum carbide powder and a metal Si powder (140
g), a predetermined amount of the mechanically alloyed powder was mixed, and aluminum oxide was added as a sintering aid by 7 mass.
% And 2 mass% of a binder for press molding (PVB) were mixed with an organic solvent, dried, and used as a raw material for molding. A molded body having a size of 50 mm square and a thickness of 10 mm was produced by press molding.

【0042】得られた成形体を、0.5MPaのアルゴ
ン雰囲気中で2050℃で2時間焼結を行なった。得ら
れた各焼結体の組成および特性を表3に示す。
The obtained molded body was sintered at 2050 ° C. for 2 hours in an argon atmosphere of 0.5 MPa. Table 3 shows the composition and characteristics of each of the obtained sintered bodies.

【0043】X線回折分析およびSEM分析より、焼結
体の組成はβ−炭化珪素、硼化タングステン(主として
WB、W25)、珪化モリブデンからなり、数ミクロン
の微細なβ−SiCマトリックス中に硼化タングステン
が表面に付着固溶した板状(大きさ40μm、厚さ5μ
m)のβ−SiCが分散し、さらにナノサイズの珪化モ
リブデン粒子が分散した焼結体が得られた。ナノサイズ
の珪化モリブデン粒子を分散させたことにより、さらに
強度と靭性を向上することができた。
According to X-ray diffraction analysis and SEM analysis, the composition of the sintered body was composed of β-silicon carbide, tungsten boride (mainly WB, W 2 B 5 ), and molybdenum silicide, and was a fine β-SiC matrix of several microns. Tungsten boride adheres to the surface and forms a solid solution (size 40μm, thickness 5μ)
m) β-SiC was dispersed, and a sintered body in which nano-sized molybdenum silicide particles were further dispersed was obtained. By dispersing the nano-sized molybdenum silicide particles, the strength and toughness could be further improved.

【0044】[0044]

【表3】 [Table 3]

【0045】〔実施例 18〕1μmのSi粉末と20
nmのC粉末との1:1(モル比)混合粉の50gと、
2μmのW粉末と2μmのB粉末との5:1(モル比)
混合粉の10gとの混合粉末(60g)を準備した。該
粉末をタングステン製容器(内径100mm×高さ12
0mm)とタングステンボール(直径5mm)を用いた
遊星ボールミルにより24時間メカニカルアロイング処
理を行なった。
Example 18 1 μm Si powder and 20 μm
50 g of a 1: 1 (molar ratio) mixed powder with nm C powder;
5: 1 (molar ratio) of 2 μm W powder and 2 μm B powder
A mixed powder (60 g) with 10 g of the mixed powder was prepared. The powder was placed in a tungsten container (inner diameter 100 mm x height 12
0 mm) and a tungsten alloy ball (5 mm in diameter) using a planetary ball mill for 24 hours of mechanical alloying.

【0046】次に、0.3μmのα−炭化珪素粉末(1
20g)に上記メカニカルアロイング粉末を添加し、焼
結助剤として炭素と硼素を各1mass%、水系溶剤と
を混合したスラリーを3次元の炭素繊維プリフォームワ
イヤ成形体の空隙に流し込み、乾燥後、得られた成形体
を100kg/cm2の圧力下でホットアイソスタティ
ックプレスで2000℃まで加熱し、2時間保持して焼
結体を作製した。
Next, 0.3 μm α-silicon carbide powder (1
20 g), the above-mentioned mechanical alloying powder was added thereto, and a slurry obtained by mixing 1 mass% each of carbon and boron as a sintering aid and an aqueous solvent was poured into the voids of the three-dimensional carbon fiber preform wire molded product, and dried. The obtained compact was heated to 2000 ° C. by a hot isostatic press under a pressure of 100 kg / cm 2 and held for 2 hours to prepare a sintered body.

【0047】得られた焼結体の室温から1500℃(真
空中)における曲げ強度は、520MPaと温度による
低下は見られなかった。また、破壊靭性値は15MPa
√mを有した。
The bending strength of the obtained sintered body from room temperature to 1500 ° C. (in vacuum) was 520 MPa, which was not observed to decrease with temperature. Further, the fracture toughness value is 15 MPa.
√m.

【0048】同様に、SiC,Si−C−O,Si−C
−O−N,Si34,Si−Ti−C−O,Si−N−
O,Al−Oの長繊維プリフォームワイヤを用いても同
様に焼結し、同様の特性が得られた。
Similarly, SiC, Si—CO, Si—C
-O-N, Si 3 N 4 , Si-Ti-C-O, Si-N-
Sintering was similarly performed using the O, Al-O long fiber preform wire, and similar characteristics were obtained.

【0049】〔実施例 19〕火力プラントシステムの
中の燃焼ガスによってタービンを回転させる1500℃
級ガスタービン試験設備において、該ガスタービンを構
成する燃焼器内張り、燃焼器用トランジションピース、
バイパス弁、タービン動翼、タービン静翼、タービンデ
ィスク、スピンドルボルト、タービンケーシング、シュ
ラウド、ディフーザーコーン、タービン排気車室、排気
ダクトのそれぞれに実施例3のセラミックスからなる部
材を用いた。
[Embodiment 19] 1500 ° C. rotating a turbine by combustion gas in a thermal power plant system
Class gas turbine test equipment, a combustor lining constituting the gas turbine, a transition piece for the combustor,
The member made of the ceramics of Example 3 was used for each of a bypass valve, a turbine blade, a turbine vane, a turbine disk, a spindle bolt, a turbine casing, a shroud, a diffuser cone, a turbine exhaust casing, and an exhaust duct.

【0050】上記の試験設備で1000時間の運転試験
を行なった結果、何ら異常は見られなかった。本発明の
セラミックス部材の適用により、冷却空気量の低減化が
可能となり、従来の金属系部材を用いたものに比較し
て、その効率を5%以上向上させることができた。
As a result of a 1000-hour operation test using the above test equipment, no abnormality was found. By applying the ceramic member of the present invention, the amount of cooling air can be reduced, and the efficiency can be improved by 5% or more as compared with the conventional one using a metal-based member.

【0051】同様に、コジェネレーション用再生式1軸
ガスタービン、コジェネレーション用再生式2軸ガスタ
ービン、可搬式発電用再生式2軸ガスタービン、航空機
用ガスタービン、自動車用ガスタービンなどに本発明の
セラミックス材を設けることにより耐熱,耐酸化性で高
効率化の装置を得ることが可能である。
Similarly, the present invention is applied to a regenerative single-shaft gas turbine for cogeneration, a regenerative twin-shaft gas turbine for cogeneration, a regenerative two-shaft gas turbine for portable power generation, a gas turbine for aircraft, a gas turbine for automobiles, and the like. By providing the above ceramic material, it is possible to obtain a heat-resistant, oxidation-resistant and highly efficient device.

【0052】〔実施例 20〕0.5μmのSi粉末と
0.1μmのC粉末との1:1(モル比)混合粉の50
gと、1μmのW粉末と0.2μmとのB粉末の3:1
(モル比)混合粉の10gとの混合粉末を準備した。該
粉末をタングステン製容器(内径100mm×高さ12
0mm)とタングステンボール(直径5mm)を用いた
遊星ボールミルにより48時間メカニカルアロイング処
理を行なった。
Example 20 A 1: 1 (molar ratio) mixed powder of 0.5 μm Si powder and 0.1 μm C powder was used.
g, 1 μm W powder and 0.2 μm B powder 3: 1
(Molar ratio) A mixed powder with 10 g of the mixed powder was prepared. The powder was placed in a tungsten container (inner diameter 100 mm x height 12
0 mm) and a planetary ball mill using tungsten balls (diameter 5 mm) were subjected to mechanical alloying treatment for 48 hours.

【0053】次に、焼結助剤として炭化硼素を2mas
s%、プレス成形用のバインダ(PVB)2mass%
をエタノールと一緒に混合し、乾燥後、成形原料とし
た。プレス成形により、10mm角×厚さ10mmの成
形体を作製した。得られた成形体を、アルゴン雰囲気
中、放電プラズマ焼結法により2100℃で1時間の条
件で焼結を行なった。これにより、硼化タングステンが
表面に付着固溶した板状(大きさ30〜200μm、厚
さ3〜10μm)のβ−SiCが3次元的に絡み合った
組織の焼結体が得られた。
Next, boron carbide was used as a sintering aid for 2mas.
s%, binder for press molding (PVB) 2 mass%
Was mixed with ethanol, dried and used as a molding raw material. A compact having a size of 10 mm square and a thickness of 10 mm was produced by press molding. The obtained molded body was sintered in an argon atmosphere by a discharge plasma sintering method at 2100 ° C. for 1 hour. As a result, a plate-shaped (size of 30 to 200 μm, thickness of 3 to 10 μm) β-SiC in which tungsten boride was adhered and solid-dissolved on the surface, and a sintered body having a three-dimensionally entangled structure was obtained.

【0054】上記の焼結体から切削工具用スローアウェ
イチップを切り出し、切削試験に供した。切削試験は、
池貝NC旋盤25kWを用い、切削速度500m/分、
切り込み0.5mm、送り0.36mm/1回転、被切削
材SUS304(直径300mm)により行なった。
A throw-away tip for a cutting tool was cut out from the above sintered body and subjected to a cutting test. The cutting test
Using Ikegai NC lathe 25kW, cutting speed 500m / min,
The cut was made at 0.5 mm, the feed was 0.36 mm / rotation, and the cut material SUS304 (diameter 300 mm) was used.

【0055】寿命判定は、VB=0.2mmであり、本実
施例のものは切削工具材として有用なことが確認され
た。
The life was determined to be V B = 0.2 mm, and it was confirmed that this embodiment was useful as a cutting tool material.

【0056】〔実施例 21〕実施例1で得られた焼結
体組成を用いて、図5に示すような磁気ディスク装置の
アクチュエータのガイドレール7を作製した。なお、図
5において8はベアリング(SUS304製)、9はコ
イル、10はフレームを示す。
Example 21 Using the sintered body composition obtained in Example 1, a guide rail 7 for an actuator of a magnetic disk drive as shown in FIG. 5 was manufactured. In FIG. 5, reference numeral 8 denotes a bearing (made of SUS304), 9 denotes a coil, and 10 denotes a frame.

【0057】摺動面の粗さを0.1μmとし、最大速度
1.4m/秒、周波数60Hzで磁気ヘッドを109回往
復運動させた。試験後の摺動面の粗さは0.1μm以下
であり、摺動前と変化のないことを確認した。
[0057] The roughness of the sliding surface and 0.1 [mu] m, the maximum speed of 1.4 m / sec, the magnetic head at a frequency 60Hz is reciprocated 10 9 times. The roughness of the sliding surface after the test was 0.1 μm or less, and it was confirmed that there was no change from before the sliding.

【0058】本実施例材は耐摩耗性に優れており、アク
チュエータ用として適していることが分かった。
The material of this example was found to be excellent in wear resistance and suitable for actuators.

【0059】また、本発明材は各種ポンプ用シール材、
各種軸受材としても適用でき、その耐久性並びに信頼性
を著しく向上することが可能である。
The material of the present invention is a sealing material for various pumps,
It can be applied as various bearing materials, and its durability and reliability can be significantly improved.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば、硼化タングステンが固
溶した板状炭化珪素粒子を分散した炭化物セラミックス
が得られ、該複合セラミックスは、硼化タングステンが
固溶した板状炭化珪素粒子により亀裂の進展を抑制し、
破壊靭性値を向上させることができる。これにより、従
来適用できなかった過酷な条件下で使用する部材に適用
できる。例えば、切削工具、摺動部材、ガスタービン用
動翼部品、静翼部品、燃焼器部品、シュラウド部品、原
子力用部品などの耐摩耗性,耐食性,耐熱性を向上する
ことができる。
According to the present invention, there is obtained a carbide ceramic in which plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved are dispersed, and the composite ceramic is formed by plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved. Suppress crack growth,
The fracture toughness value can be improved. Thereby, it can be applied to a member used under severe conditions which could not be applied conventionally. For example, wear resistance, corrosion resistance, and heat resistance of cutting tools, sliding members, moving blade components for gas turbines, stationary blade components, combustor components, shroud components, nuclear power components, and the like can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】硼化タングステンが固溶した板状炭化珪素模式
図である。
FIG. 1 is a schematic view of a plate-like silicon carbide in which tungsten boride is dissolved.

【図2】硼化タングステンが固溶した板状炭化珪素粒子
が分散した炭化物焼結体の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a carbide sintered body in which plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved are dispersed.

【図3】硼化タングステンが固溶した板状炭化珪素粒子
および珪化物粒子が分散した炭化物焼結体の模式図であ
る。
FIG. 3 is a schematic view of a plate-shaped silicon carbide particle in which tungsten boride is solid-dissolved and a carbide sintered body in which silicide particles are dispersed.

【図4】硼化タングステンが固溶した板状炭化珪素粒子
が分散した長繊維強化炭化物焼結体の模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a long fiber-reinforced carbide sintered body in which plate-shaped silicon carbide particles in which tungsten boride is solid-dissolved are dispersed.

【図5】磁気ディスク装置のアクチュエータ部の概略図
である。
FIG. 5 is a schematic view of an actuator section of the magnetic disk drive.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…硼化タングステンが固溶した板状炭化珪素、2…硼
化タングステン、3…硼化タングステンが固溶した板状
炭化珪素、4…炭化物マトリックス、5…珪化物粒子、
6…長繊維、7…ガイドレール、8…ベアリング、9…
コイル、10…フレーム。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plate-shaped silicon carbide with solid solution of tungsten boride, 2 ... Tungsten boride, 3 ... Plate-shaped silicon carbide with solid solution of tungsten boride, 4 ... Carbide matrix, 5 ... Silicon particles,
6 ... long fiber, 7 ... guide rail, 8 ... bearing, 9 ...
Coil, 10 ... frame.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 素之 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 沢井 裕一 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Motoyuki Miyata 7-1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Yuichi Sawai 7-chome, Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki No. 1 Hitachi Co., Ltd. Hitachi Research Laboratory

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 硼化タングステンが固溶した板状炭化珪
素粒子を含むセラミックス焼結体からなることを特徴と
する複合セラミックス。
1. A composite ceramic comprising a ceramic sintered body containing plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved.
【請求項2】 Si,Cr,Ti,Hf,B,Zr,M
o,Wの少なくとも1種からなる炭化物焼結体中に、硼
化タングステンが固溶した板状炭化珪素粒子が1〜50
vol%含有していることを特徴とする複合セラミック
ス。
2. Si, Cr, Ti, Hf, B, Zr, M
In a carbide sintered body composed of at least one of o and W, 1 to 50 plate-like silicon carbide particles having a solid solution of tungsten boride are contained.
A composite ceramic characterized by containing vol%.
【請求項3】 Si,Cr,Ti,Hf,B,Zr,M
o,Wの少なくとも1種からなる炭化物焼結体中に硼化
タングステンが固溶した板状炭化珪素粒子が1〜50v
ol%、珪化モリブデン粒子が1〜20vol%含有し
ていることを特徴とする複合セラミックス。
3. Si, Cr, Ti, Hf, B, Zr, M
1 to 50 v plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved in a carbide sintered body comprising at least one of o and W
ol%, and 1 to 20 vol% of molybdenum silicide particles.
【請求項4】 カーボン,SiC,Si−C−O,Si
−C−N−O,Si34,Si−Ti−C−O,Si−
N−O,Al−Oの少なくとも1種からなるウイスカー
および/または長繊維が2〜50vol%分散している
請求項1,2または3に記載の複合セラミックス。
4. Carbon, SiC, Si—CO, Si
—C—N—O, Si 3 N 4 , Si—Ti—C—O, Si—
The composite ceramic according to claim 1, 2 or 3, wherein whiskers and / or long fibers comprising at least one of NO, Al-O are dispersed in 2 to 50 vol%.
【請求項5】 少なくともSi粉末,C粉末,B粉末,
W粉末の混合粉末をメカニカルアロイングする工程、前
記メカニカルアロイングした粉末に焼結助剤と成形バイ
ンダを混合して成形し、該成形体を不活性ガス中または
還元性ガス中あるいは真空中で1700〜2500℃で
1〜600分加熱して焼結体を作製する工程、を含むこ
とを特徴とする複合セラミックスの製法。
5. At least Si powder, C powder, B powder,
Mechanically alloying a mixed powder of W powder, mixing the sintering aid and a molding binder with the mechanically alloyed powder to form a molded body, and forming the compact in an inert gas or a reducing gas or in a vacuum. A step of heating at 1700 to 2500 ° C. for 1 to 600 minutes to produce a sintered body.
【請求項6】 少なくともSi粉末,C粉末,B粉末,
W粉末の混合粉末をメカニカルアロイングする工程、S
i,Cr,Ti,Hf,B,Zr,Mo,Wの少なくと
も1種からなる炭化物粉末に前記メカニカルアロイング
した粉末を焼結体換算で1〜50vol%配合し、これ
に焼結助剤と成形バインダを混合して成形し、該成形体
を不活性ガス中または還元性ガス中あるいは真空中で1
700〜2500℃で1〜600分加熱して焼結体を作
製する工程、を含むことを特徴とする複合セラミックス
の製法。
6. At least Si powder, C powder, B powder,
Mechanical alloying of mixed powder of W powder, S
The powder obtained by mechanically alloying is mixed with a carbide powder composed of at least one of i, Cr, Ti, Hf, B, Zr, Mo, and W in an amount of 1 to 50 vol% in terms of a sintered body. A molding binder is mixed and molded, and the molded body is mixed with an inert gas, a reducing gas, or a vacuum.
Heating the composite at 700 to 2500 ° C. for 1 to 600 minutes to produce a sintered body.
【請求項7】 少なくともSi粉末,C粉末,B粉末,
W粉末の混合粉末をメカニカルアロイングする工程,S
i,Cr,Ti,Hf,B,Zr,Mo,Wの少なくと
も1種からなる炭化物粉末と金属Si粉末の3:1〜
1:5(モル比)の混合粉末に前記メカニカルアロイン
グした粉末を焼結体換算で1〜50vol%配合し、こ
れに焼結助剤と成形バインダを混合して成形し、該成形
体を不活性ガス中または還元性ガス中あるいは真空中で
1700〜2500℃で1〜600分加熱して焼結体を
作製する工程、を含むことを特徴とする複合セラミック
スの製法。
7. At least Si powder, C powder, B powder,
Mechanical alloying of mixed powder of W powder, S
i: Cr, Ti, Hf, B, Zr, Mo, W Carbide powder of at least one kind and metal Si powder 3: 1 to 1
The mechanically alloyed powder was mixed with a mixed powder of 1: 5 (molar ratio) in an amount of 1 to 50 vol% in terms of a sintered body, and a sintering aid and a forming binder were mixed with the mixed powder, followed by molding. A step of heating at 1700 to 2500 ° C. for 1 to 600 minutes in an inert gas, a reducing gas or vacuum to produce a sintered body.
【請求項8】 前記メカニカルアロイング工程が、タン
グステン容器とタングステンボール、または、炭化珪素
容器とタングステンボールを用いて行なう請求項5,6
または7に記載の複合セラミックスの製法。
8. The mechanical alloying step is performed using a tungsten container and a tungsten ball or a silicon carbide container and a tungsten ball.
Or a method for producing a composite ceramic according to 7.
【請求項9】 前記メカニカルアロイングした粉末がβ
−炭化珪素を含む請求項5,6または7に記載の複合セ
ラミックスの製法。
9. The method according to claim 9, wherein the mechanically alloyed powder is β
-The method for producing a composite ceramic according to claim 5, 6 or 7, containing silicon carbide.
【請求項10】 前記成形体の焼結方法が無加圧焼結、
ガス圧焼結、ホットプレス焼結、ホットアイソスタティ
ックプレス焼結、放電プラズマ焼結、マイクロ波プラズ
マ焼結のいずれかである請求項5,6または7に記載の
複合セラミックスの製法。
10. The method for sintering the green body is pressureless sintering,
8. The method for producing a composite ceramic according to claim 5, which is any one of gas pressure sintering, hot press sintering, hot isostatic press sintering, spark plasma sintering, and microwave plasma sintering.
【請求項11】 前記Si粉末とC粉末の混合モル比を
1:1とし、W粉末とB粉末の混合モル比が5:1〜
1:5である請求項5,6または7に記載の複合セラミ
ックスの製法。
11. The mixing molar ratio of the Si powder and the C powder is 1: 1 and the mixing molar ratio of the W powder and the B powder is 5: 1.
8. The method for producing a composite ceramic according to claim 5, wherein the ratio is 1: 5.
【請求項12】 前記焼結助剤が、B,C,炭化硼素,
酸化ベリリウム,酸化スカンジウム,酸化バナジウム,
酸化鉄,酸化セレニウム,酸化ストロンチウム,酸化ク
ロム,酸化ハフニウム,酸化ジルコニウム,酸化モリブ
デン,酸化タングステン,酸化イットリウム,酸化ニオ
ブ,酸化タンタル,酸化硼素,酸化珪素,酸化アルミニ
ウム,酸化チタニウム,希土類酸化物から選ばれた少な
くとも1種を0.5〜20mass%配合する請求項
5,6または7に記載の複合セラミックスの製法。
12. The sintering aid is B, C, boron carbide,
Beryllium oxide, scandium oxide, vanadium oxide,
Selected from iron oxide, selenium oxide, strontium oxide, chromium oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, yttrium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, boron oxide, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, and rare earth oxide The method for producing a composite ceramic according to claim 5, 6 or 7, wherein at least one selected from the group consisting of 0.5 to 20 mass% is blended.
【請求項13】 切削工具の少なくとも切削刃先が、硼
化タングステンが固溶した板状炭化珪素粒子を含むセラ
ミックス焼結体からなる複合セラミックスで形成されて
いることを特徴とする切削工具。
13. A cutting tool, wherein at least a cutting edge of the cutting tool is formed of a composite ceramic made of a ceramic sintered body containing plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved.
【請求項14】 切削工具の少なくとも切削刃先が、S
i,Cr,Ti,Hf,B,Zr,Mo,Wの少なくと
も1種からなる炭化物焼結体中に、硼化タングステンが
固溶した板状炭化珪素粒子が1〜50vol%含有して
いる複合セラミックスで形成されていることを特徴とす
る切削工具。
14. The cutting tool according to claim 1, wherein at least the cutting edge is S
Composite comprising 1 to 50 vol% of plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved in a carbide sintered body made of at least one of i, Cr, Ti, Hf, B, Zr, Mo, and W. A cutting tool characterized by being formed of ceramics.
【請求項15】 切削工具の少なくとも切削刃先が、S
i,Cr,Ti,Hf,B,Zr,Mo,Wの少なくと
も1種からなる炭化物焼結体中に、硼化タングステンが
固溶した板状炭化珪素粒子が1〜50vol%、珪化モ
リブデン粒子が1〜20vol%含有している複合セラ
ミックスで形成されていることを特徴とする切削工具。
15. The cutting tool according to claim 15, wherein at least the cutting edge is S
In a carbide sintered body composed of at least one of i, Cr, Ti, Hf, B, Zr, Mo, and W, 1 to 50 vol% of plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved, and molybdenum silicide particles are contained. A cutting tool comprising a composite ceramic containing 1 to 20 vol%.
【請求項16】 2つの部材が互いに摺動する機械装置
の摺動部の少なくとも一方の摺動部材が、硼化タングス
テンが固溶した板状炭化珪素粒子を含むセラミックス焼
結体からなる複合セラミックスで形成されていることを
特徴とする摺動部材。
16. A composite ceramic in which at least one sliding member of a sliding portion of a mechanical device in which two members slide with each other is a ceramic sintered body containing plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved. A sliding member characterized by being formed of:
【請求項17】 2つの部材が互いに摺動する機械装置
の摺動部の少なくとも一方の摺動部材が、Si,Cr,
Ti,Hf,B,Zr,Mo,Wの少なくとも1種から
なる炭化物焼結体中に、硼化タングステンが固溶した板
状炭化珪素粒子が1〜50vol%含有している複合セ
ラミックスで形成されていることを特徴とする摺動部
材。
17. At least one sliding member of a sliding portion of a mechanical device in which two members slide with respect to each other is formed of Si, Cr,
It is formed of a composite ceramic containing 1 to 50 vol% of plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved in a carbide sintered body made of at least one of Ti, Hf, B, Zr, Mo and W. A sliding member characterized by the following.
【請求項18】 2つの部材が互いに摺動する機械装置
の摺動部の少なくとも一方の摺動部材が、Si,Cr,
Ti,Hf,B,Zr,Mo,Wの少なくとも1種から
なる炭化物焼結体中に、硼化タングステンが固溶した板
状炭化珪素粒子が1〜50vol%、珪化モリブデン粒
子が1〜20vol%含有している複合セラミックスで
形成されていることを特徴とする摺動部材。
18. A sliding device according to claim 18, wherein at least one of the sliding portions of the mechanical device in which the two members slide with respect to each other is made of Si, Cr,
In a carbide sintered body composed of at least one of Ti, Hf, B, Zr, Mo, and W, 1 to 50 vol% of plate-like silicon carbide particles in which tungsten boride is dissolved, and 1 to 20 vol% of molybdenum silicide particles. A sliding member characterized by being formed of a composite ceramic contained therein.
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