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MoSi2基シリサイド複合材料およびその製造方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P010000006
整理番号 82
掲載日 2002年9月30日
出願番号 特願平10-183506
公開番号 特開2000-017407
登録番号 特許第3000144号
出願日 平成10年6月30日(1998.6.30)
公開日 平成12年1月18日(2000.1.18)
登録日 平成11年11月12日(1999.11.12)
発明者
  • 山口 正治
  • 乾 晴行
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 MoSi2基シリサイド複合材料およびその製造方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 MoSi2基シリサイド複合材料、中でもC11b 型構造を持つMoSi2基シリサイド複合材料およびその製造方法に関する発明である。MoSi2基シリサイド複合材料は、ジェットエンジン、陸上タービン、自動車エンジンおよび化学プラント、ロケット、超音速航空機のエンジン、高耐熱高耐酸性を要求される部品としての用途が期待される。従来のMoSi2基複合材料に比べて高い高温クリープ強度あるいは低温域における靱性を有するMoSi2基シリサイド複合材料が得られ、高耐熱または高耐酸性などを要求される部品の素材として最適の複合材料を提供できる。マトリックスを構成する、MoSi2基シリサイドを、一方向凝固によって単結晶化しつつセラミックス長繊維を複合することによって、全く新しい材料が得られることを見出し、この発明を完成した。(1) C11b 型構造を持つMoSi2基シリサイドの単結晶をマトリックスとし、セラミックス長繊維にて強化して成ることを特徴とするMoSi2基シリサイド複合材料。(2) 種結晶を用いた一方向凝固にて成長させた、MoSi2基シリサイドの単結晶をマトリックスとして、その中にセラミックス長繊維が整列した複合材料を製造するに当たり、MoSi2基シリサイドの単結晶を、その〔001〕近傍の方位がセラミックス長繊維の軸方向と平行になる配向の下に成長させて、優れた耐クリープ性を付与したことを特徴とするMoSi2基シリサイド複合材料の製造方法等が含まれる。
従来技術、競合技術の概要 C11b 型構造を持つMoSi2基シリサイド(以下、単にMoSi2基複合材料と示す)複合材料は、MoSi2のもつ、2000℃をこえる高融点、優れた耐酸化性、超合金に比し極めて小さい密度(軽量性)、そして金属並みの熱および電気伝導率などの優れた特性を生かしつつ、1000℃以下での脆さを克服し、積極的に高温強度を引き上げるため、多結晶MoSi2に、繊維状または粒状のSiC 、あるいは窒化珪素等のセラミックスを複合することによって製造される。しかし、未だ十分な高温強度が得られないため、このような複合材料が実用化されるに至っていない。もし、十分な高温強度を発揮し得るMoSi2基複合材料が開発されれば、Ni基超合金の使用温度をこえる高温環境で使用可能な、新しい高温構造材料が出現することとなり、その波及効果は計り知れない。例えば、陸上タービンエンジンや宇宙航空機エンジン、さらに各種燃焼炉など、高温強度と耐酸化性とが併せて要求されるような用途に、広く供されると考えられる。このMoSi2基シリサイド複合材料は、(1) MoSi2粉末を用いて、焼結、高温プレスおよびHIP技術を駆使して製造するか、あるいは(2) MoSi2と金属、金属間化合物あるいはセラミックスとの共晶系を利用して、一方向凝固によって製造されるのが、普通である。しかしながら、多結晶MoSi2は、1200℃をこえると急速に強度が低下し、容易に塑性流動が生じるために、MoSi2基複合材料といえども、高温強度、特にクリープ強度を維持し得なくなる。従って、1200℃以上でMoSi2基複合材料のクリープ強度を維持するためには、マトリックスを構成するMoSi2の高温強度と耐塑性流動性を抜本的に改良する必要がある。
産業上の利用分野 高耐熱高耐酸性を有するMoSi2 基シリサイド複合材料およびその製造方法
特許請求の範囲 【請求項1】 C11b型構造を持つMoSi2基シリサイドの単結晶をマトリックスとし、セラミックス長繊維にて強化して成ることを特徴とするMoSi2基シリサイド複合材料。

【請求項2】 請求項1において、MoSi2基シリサイドが、MoSi2から成ることを特徴とするMoSi2 基シリサイド複合材料。

【請求項3】 請求項1において、MoSi2基シリサイドが、MoSi2に、主にMoと置換する元素および主にSiと置換する元素の中から選ばれる1種または2種以上を添加して成ることを特徴とするMoSi2基シリサイド複合材料。

【請求項4】 請求項1、2または3において、セラミックス長繊維が、MoSi2基シリサイドと化学的に適合するセラミックスであるMoSi2基シリサイド複合材料。

【請求項5】 種結晶を用いた一方向凝固にて成長させた、MoSi2基シリサイドの単結晶をマトリックスとして、該マトリックス中にセラミックス長繊維が整列した複合材料を製造するに当たり、MoSi2基シリサイドの単結晶を、その〔001〕近傍の方位がセラミックス長繊維の軸方向と平行になる配向の下に成長させて、優れた耐クリープ性を付与したことを特徴とするMoSi2基シリサイド複合材料の製造方法。

【請求項6】 種結晶を用いた一方向凝固にて成長させた、MoSi2基シリサイドの単結晶をマトリックスとして、該マトリックス中にセラミックス長繊維が整列した複合材料を製造するに当たり、MoSi2基シリサイドの単結晶を、その〔010〕近傍の方位がセラミックス長繊維の軸方向と平行になる配向の下に成長させて、優れた耐酸化性および耐熱サイクル性を付与したことを特徴とするMoSi2基シリサイド複合材料の製造方法。
産業区分
  • 合金
  • 冶金、熱処理
  • 窯業
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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