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炭化ホウ素セラミックスおよびその製造方法

シーズコード S090001618
掲載日 2010年3月19日
研究者
  • 廣田 健
  • 中山 賀博
  • 中根 慎護
技術名称 炭化ホウ素セラミックスおよびその製造方法
技術概要 本発明では、非晶質B、非晶質C、と微量の焼結助剤であるAl粉体の混合物から成形体を作製し、放電プラズマ法により加圧しながら加熱焼結させることにより、密度が99%以上のセラミックスを作製できる。また、混合成形体に高強度電気良導体のカーボンナノファイバー(CNF)を均質に分散後に焼結させると、機械的特性を改善した高密度炭化ホウ素BCセラミックスとなる。実施例では、非晶質B(ホウ素)と非晶質C(炭素)に焼結助剤であるAl粉体を2.5Vol.または内割りで3~15Vol.%のCNFを添加して、水またはアルコール中に分散させて湿式混合後に乾燥して混合粉体を得た。混合粉体を圧縮成形と静水圧プレスにて成形した成形体を、放電プラズマ焼結装置(図2)の10Pa以下の真空チャンバー1のモールド型6内にセットし、プランジャ7を介して加圧手段8により圧縮成形粉体Pを10~100MPaに加圧しながら、パルス電流発生器9に夫々接続した電極4、5に通電して1,700~1,800℃の温度にて1~60分間加熱することで圧縮成形粉体は高密度炭化ホウ素セラミックとなった。
画像

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研究分野
  • セラミック・陶磁器の製造
  • 紡糸・製糸
展開可能なシーズ 高温での機械的特性に優れた炭化ホウ素セラミックスおよびその生産性が高い製造方法を提供する。又、密度が99%以上の高密度炭化ホウ素セラミックとしてさらなる高靭性化を図る。
放電プラズマ焼結法で直接合成した炭化ホウ素セラミックスは1800℃の燒結温度で,短時間に相対密度99%に焼結し、3点曲げ強度sは610MPaとなった。また、この炭化ホウ素セラミックスにカーボンナノファイバーを添加均質分散させたコンポジットセラミックスは、曲げ強度sが710 MPa、硬度Hが36GPa、破壊靭性値KICは7.6MPa・m1/2と増加する。
用途利用分野 航空機等エンジン部品、発電所タービン、鉄鋼業ローラー材、熱交換機材料
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 学校法人同志社, . 廣田 健, 中山 賀博, 中根 慎護, . 炭化ホウ素セラミックスおよびその製造方法. 特開2009-067642. 2009-04-02
  • C04B  35/563    
  • C04B  35/80     

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