TOP > 国内特許検索 > 炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックス及びその作製法

炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックス及びその作製法 コモンズ

国内特許コード P160013041
整理番号 DP1622
掲載日 2016年6月9日
出願番号 特願2014-028174
公開番号 特開2015-151323
出願日 平成26年2月18日(2014.2.18)
公開日 平成27年8月24日(2015.8.24)
発明者
  • 廣田 健
  • 加藤 将樹
  • 後藤 直希
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックス及びその作製法 コモンズ
発明の概要 【課題】高温下での機械的特性に優れた炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックスの作製法を提供する。
【解決手段】非晶質ホウ素と非晶質炭素をB:C=4:1のモル比となるように秤量し、湿式混合を行ない、非晶質ホウ素と非晶質炭素とから成る出発原料を調製する工程と、前記出発原料から合成される炭化ホウ素に対して内割りで0.5~1.5 vol.%のチッ化チタンを前記出発原料に添加し、水及びアルコールから選択される溶媒中にて分散処理し、乾燥を行なって混合粉を得る工程と、前記混合粉を用いて金型成形を行うことにより成形体を得、当該成形体を静水圧プレス処理した後、パルス通電加圧焼結法により加圧しながら加熱昇温し、炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックスを合成同時焼結する工程を含む。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


炭化ホウ素(B4C)は、軽量(理論密度Dx=2.515 Mg・m-3)で、高融点(Tm=2450℃)の物質として知られており、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素(c-BN)に次ぐ硬度(ビッカース硬度Hv:29~33 GPa)を有し、その熱伝導率λは27~28.9 W/mKで、電気抵抗率ρは0. 3~0.8Ω・cmである。このような炭化ホウ素は、工業的には酸化ホウ素と炭素の混合物を強熱して製造されるが、例えば下記の特許文献1には、非晶質前駆体を用いて低温合成する方法が開示されている。しかしながら、上記の物性を有する炭化ホウ素は、靭性値が小さく、これを切削工具として使用した際、被加工物が硬いときには、その硬度や熱伝導率が十分であるとは言えない。



一方、金属ホウ化物では、最も硬いホウ化チタンTiB2 (Tm=3220℃,Dx= 4.495 Mg・m-3) のHvは35 GPaとB4Cよりも硬く、かつ熱伝導率λは36~69.8 W/mKと高く、例えば下記の非特許文献1には、ホットプレスによる焼結法が開示されている。しかしながら、ホウ化チタンの電気抵抗率ρは8.7~14.1×106Ω・cmで、絶縁性であるために、精密な部品を作製する手法である放電加工を行うことができない。
そして、B4CもTiB2 も高融点の共有結合性化合物であり、難焼結性のため、緻密なセラミックスを作製することが困難である、といった問題点があった。

産業上の利用分野


本発明は、高硬度セラミックス、特に炭化ホウ素/ホウ化チタン(B4C/ TiB2)コンポジットセラミックス及びその作製法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックスを作製するための方法であって、
非晶質ホウ素と非晶質炭素をB:C=4:1のモル比となるように秤量し、湿式混合を行ない、非晶質ホウ素と非晶質炭素とから成る出発原料を調製する工程と、
前記出発原料から合成される炭化ホウ素に対して内割りで0.5~1.5 vol.%のチッ化チタンを準備し、当該チッ化チタンを前記出発原料に添加して、さらに水及びアルコールから選択される溶媒中にて分散処理し、乾燥を行なって混合粉を得る工程と、
前記混合粉を用いて金型成形を行い、所望の形状を有した成形体を得、得られた成形体を冷間静水圧プレス処理した後、パルス通電加圧焼結して炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックスを合成同時焼結する工程
を含むことを特徴とする炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックスの作製法。

【請求項2】
前記のパルス通電加圧焼結が、10 Pa以下の真空中で、10~100 MPaの加圧力、1800~2000℃の焼結温度、および5~30分の保持時間の条件にて行なわれることを特徴とする請求項1に記載の炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックスの作製法。

【請求項3】
炭化ホウ素/ホウ化チタンの体積比が99.33/0.67~98.0/2.0であることを特徴とする炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックス。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2014028174thum.jpg
出願権利状態 公開
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close