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    公开号:WO1989010432A1
    申请号:PCT/JP1989/000429
    申请日:1989-04-21
    公开日:1989-11-02
    发明作者:Shyuichi Takeda
    申请人:Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho；
    IPC主号:C23C24-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法
    [0003] 発明 の技術分野
    [0004] 本発明 は、 金属体上への緻密セ ラ ミ ッ ク 層 の形成方法 に 関 し 、 テ ル ミ ッ ト 反応を加圧状態の下で簡便 に進行 さ せ、 該反応 に よ っ て得 ら れ る 急激かつ大量の反応熱を利 用 し て、 緻密で且つ金属体 と の密着性の 高い セ ラ ミ ッ ク 層を形成す る 方法 に 関す る 。
    [0005] 発明 の背景技術
    [0006] 従来、 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層 の形成法 と し て は、 C V D 及び P V D 蒸着法、 プ ラ ズマ溶射法等があ る 。
    [0007] ま た 、 テ ル ミ ッ ト 反応の発熱を熱源 と し て用 い た 、 セ ラ ミ ッ ク 粉末、 金属粉末、 ま た は セ ラ ミ ッ ク 粉末 と 金属 粉末の混合物の焼結方法 は特開昭 6 1 - 1 8 6 4 0 4 (対応米国特 許第 4 . 7 6 1 , 2 6 2 号） に開示 さ れて い る が、 こ れ ら セ ラ ミ ッ ク 焼結体を金属母材上 に密着 さ せ て形成す る 技術が開 発 さ れて い る こ と を私は知 ら な い。
    [0008] 前記、 従来の技術 と し ての C V D 及び P V D 蒸着法や プ ラ ズマ溶射法等で は、 特 に金属 に 対す る 密着性 に 問題 があ り 、 セ ラ ミ ッ ク 層 自 体の優れた 、 耐磨耗性、 耐酸化 性、 耐蝕性等の特性を発揮で き な い。
    [0009] 発明 の概要
    [0010] 本発明 は、 前記従来の技術 に於 け る 課題を解決す る た め に な さ れた も の で、 そ の 目 的 は、 金属体上 に セ ラ ミ ツ ク 粉末等の セ ラ ミ ッ ク 層形成材料を配置 し 、 加圧状態の 下に、 テル ミ ッ ト 反応の発熱に よ り 瞬時に緻密で且つ金 属体と の密着性に富ん だセ ラ ミ ッ ク 層を、 前記金属体上 に形成す る こ と を特徵と す る 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層 形成方法を提供す る こ と であ る 。
    [0011] 上記 目 的を達成す る た め に、 本発明の第一態様に よれ ば、 金属体上にセ ラ ミ ッ ク 粉末又はセ ラ ミ ッ ク 粉末 と 金 属粉末 と の混合物を配置す る こ と と 、 そ し て加圧状態の 下に、 テル ミ ツ ト 反応の発熱に よ り 瞬時に緻密で且つ前 記金属体と の密着性に富ん だセ ラ ミ ッ ク 層を前記金属体 上に形成す る こ と の各ス テ ツ プカ、 ら な る 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法が提供 さ れ る 。
    [0012] 上記 目 的を達成す る た め に、 本発明 の第二態様に よ れ ば、 前記 し た第一態様に記載の方法であ っ て、 加圧状態 の下 に、 テル ミ ッ ト 組成物の反応を簡便かつ効果的 に開 始 さ せる た め に、 テル ミ ツ ト 組成物着火熱源 と し て S i 一 テル ミ ッ ト 組成物単体ま た は S i 一 テル ミ ッ ト 組成物 の他の テル ミ ッ ト 組成物 と の混合物を併用す る こ と を特 徴とす る 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法が提供 さ れ る o
    [0013] 上記 目 的を達成す る ため に、 本発明 の第三態様に よ れ ば、 金属体上に セ ラ ミ ッ ク 粉末 と 、 金属粉末及び非金属 粉末の混合物又はセ ラ ミ ッ ク 粉末 と 金属粉末の混合物を 層状 に配置す る こ と と、 そ し て加圧状態の下に、 テル ミ ッ ト 反応の発熱に よ り 瞬時 に緻密で且つ前記金属体 と の 密着性 に富ん だセ ラ ミ ッ ク 層 を前記金属体上 に 形成す る こ と の 各ス テ ッ プ力、 ら な る 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形 成方法が提供 さ れ る 。
    [0014] 上記 目 的を達成す る た め に 、 本発明 の第 四態様 に よ れ ば、 金属体上に金属粉末又 は金属化合物粉末 と 、 非金属 粉末又 は非金属同士の化合物粉末 と の混合物 と を配置す る こ と と 、 そ し て加圧状態の下 に 、 テル ミ ッ ト 反応の発 熱 に よ り 前記金属体上 に セ ラ ミ ッ ク 層を形成す る こ と の 各 ス テ ッ プか ら な る 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法 が提供 さ れ る 。
    [0015] 上記 目 的を達成す る た め に 、 本発明 の第五態様 に よ れ ば、 金属体上に周期律表の I b 、 D b 、 IV a 、 V a 、 VI a 、 YE a 、 族か ら 選ばれた少な く と も 1 種の 金属単体 又 は 各金属 の合金を イ ン サ ー ト 材 と し て配置す る こ と と 、 該 イ ン サ ー ト 材上 に さ ら に セ ラ ミ ッ ク 粉末又 は セ ラ ミ ッ ク 粉末 と 金属粉末 と の混合物を配置す る こ と と 、 そ し て 加圧状態の下 に 、 テ ル ミ ッ ト 反応の発熱に よ り 前記金属 体上 に セ ラ ミ ッ ク層を形成す る こ と の 各 ス テ ッ プ力、 ら な る金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法が提供 さ れ る 。
    [0016] 本発明 に 係 る 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法 は、 テ ル ミ ッ ト 反応の急激な発熱、 及びテ ル ミ ッ 卜 反応 に よ つ て効果的、 効率的 に誘発 さ れ る 発熱反応を伴 う セ ラ ミ ッ ク 化合物反応を利用 し た手法であ る た め、 難焼結で、 結合剤等の使用 に よ っ て の み し か、 緻密な セ ラ ミ ッ ク 体 が得 ら れなか っ た、 各種非酸化物セ ラ ミ ッ ク を結合剤無 添加で緻密な層 と する こ と がで き る 他、 金属体 と の高い 緻密性 も 得 ら れ る 。
    [0017] 更に、 加熱時間が極めて短い た め に、 セ ミ ラ ッ ク 結晶 粒の成長を著 し く 抑え る こ とがで き る た め、 金属体への 熱的損傷 も少な い利点があ る 。 ま た、 前記テ ル ミ ッ ト 反 応を利用 し たセ ラ ミ ッ ク 層形成方法の特徴に加え、 原料 粉等の不可避不純物で あ る 酸素含有量を特定範囲 に、 ま た原料粉粒径を同様に特定す る こ と に よ っ て、 こ れ ら セ ラ ミ ッ ク 層の耐蝕性、 耐熱性、 耐摩耗性 も著 し く 向上す る ため、 極めて良好な各種セ ラ ミ ッ ク 層を提供す る こ と がで き る。
    [0018] 従 っ て、 最近の ガ ラ ス レ ンズ性能の高度化に伴い、 従 来 にな い優れた レ ン ズ成形型材、 苛酷な環境下で使用 さ れる 各種化学工業部材及び耐摩耗性等が要求 さ れ る 各種 機械部品分野等で広 く 利用す る こ と がで き る る た め、 産 業の発展に大 き く 寄与す る こ と がで き る 。
    [0019] 前記な ら びに他の本発明 の 目 的、 態様、 そ し て利点は 本発明 の原理に合致す る 好適な具体例が実施例 と し て示 さ れてい る 以下の記述およ び添附の 図面に関連 し て説明 さ れる こ と に よ り 、 当該技術の熟達者に と っ て明 ら か に な る であ ろ う 。
    [0020] 図面の簡単な説明 第 1 図 は、 本発明 の方法 に使用 す る 加圧装置 の一実施 例を示す断面図で あ る 。
    [0021] 発明 の詳細 な 説明
    [0022] 以下、 本発明 の実施例を添付の 図面を参照 し て詳述す . ό ο
    [0023] 第 1 図 は、 本発明 に於い て、 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層の形成 に用 い た製造装置で あ り 、 1 は シ リ ン ダ、 2 は 加圧パ ン チ 、 3 は金属又 は セ ラ ミ ッ ク 製 プ ラ ッ ト ホ ー ム 、 4 はセ ラ ミ ッ ク 製筒体、 並び に プ レ ー ト 4 a 、 5 は セ ラ ミ ッ ク 製通電 ワ イ ヤ 、 6 は S i 一 テ ル ミ ッ ト 組成物、 7 は A £ — テ ル ミ ッ ト 組成物、 8 は六方晶窒化ホ ウ 素成形 体、 9 は緻密セ ラ ミ ッ ク 層 を生成す る セ ラ ミ ッ ク 粉、 又 は セ ラ ミ ッ ク 粉 と 金属粉 と の混合物、 1 0 は セ ラ ミ ッ ク 層 を形成す る た め の金属体で あ る 。
    [0024] 前記構成要素の う ち 、 シ リ ン ダ 1 と 加圧パ ン チ 2 及 び 金属 プラ ッ ト ホ ー ム 3 は圧力発生容器を形成す る も の で あ り 、 セ ラ ミ ッ ク 製筒体 4 は断熱材 と 圧力 シ ー ル の 役割 . を持つ。
    [0025] セ ラ ミ ッ ク 製 ; ¾電 ワ イ ヤ 5 は S i 一 テ ル ミ ッ ク 組成物 を着火 し 、 こ れ に よ つ て連鎖的 に A j — テ ル ミ ッ 卜 組成 物を着火す る た め の 内部 ヒ ー タ を構成す る 。
    [0026] 六方晶窒化ホ ウ 素成形体 8 は、 金属体及びそ の 上 に形 成 さ れ る セ ラ ミ ッ ク 層 と テル ミ ッ ト 組成物 6 及 び 7 と の 反応防止及 びテル ミ ッ ト 発生熱の 良好な 伝導体の 働 き を する 。
    [0027] 次に、 上記加圧装置の作動 につ い て説明する 。
    [0028] シ リ ン ダ 1 の底壁を構成す る 金属製プ ラ ッ ト ホ ー ム 3 の上に、 セ ラ ミ ッ ク 粉末又 はセ ラ ミ ッ ク 粉末 と 金属粉 と の混合物 9 が配置 さ れた金属体 1 0 を乗せ、 そ の上 に六 方晶窒化ホ ウ 素 8 を、 続い て周 囲 に S i 一 テル ミ ッ ト 組 成物 6 の配置 さ れた A — テル ミ ッ ト 組成物を、 更に セ ラ ミ ヅ ク プ レ ー ト 4 a を介 し て加圧ノヽ。 ン チ 2 に よ り 荷重 を加え、 セ ラ ミ ッ ク 粉末又 はセ ラ ミ ッ ク 粉末 と 金属 の混 合物 9 の部分 に 5 0 0 気圧以上の圧力を付加す る 。
    [0029] 上記加圧状態 に於て、 セ ラ ミ ッ ク 製通電 ワ イ ヤ 5 に通 電す る こ と に よ り 、 A £ — テル ミ ッ ト 組成 7 の周 囲 に配 置 された S i 一 テル ミ ッ ト 組成物に着火 さ せ、 こ れに よ つ て連鎖的 に — テル ミ ッ ト 組成物が着火 さ れてテル ミ ツ ト 反応の大量の熱が生ず る 。
    [0030] テル ミ ッ ト 組成物の時系列的化学反応開始は次式の通 り であ る 。
    [0031] Si + 2/3Fe 2 0 3 → SiO 2 + 4/3Fe + 86Kcal
    [0032] 2A1 + Fe 2 0 3 → A12 0 3 + 2Fe + 204Kcal
    [0033] テル ミ ッ 卜 組成物着火 に よ る 発熱で、 短時間 に金属体 上に緻密セ ラ ミ ッ ク 層を形成後、 圧力を除去 し て試料を 回収す る 。
    [0034] 実施例 1
    [0035] セ ラ ミ ッ ク 粉末 9 の組成 と し て は、 酸素含有量 ◦ . 6 % 、 平均粒径 1 . O ^ m の T i B 2 の粉末 0 . 0 2 g を 直径 6 . 0 ram、 厚み 2 . 5 ramの 4 . 0 % C o — W C 円扳 上 に 配置 し 、 テル ミ ッ ト 組成物 と し て は、 A 粉末 と F e 2 0 3 粉末 と をモ ル比で 2 Z 1 に混合 し た テ ル ミ ッ ト 組成物 4 2 g r を直径 3 0 翻 の 円板上 に冷間成形 し 、 同時 に 6 g r の S i 一 テル ミ ッ ト 組成物を前記製造装置 に組み こ み、 緻密セ ラ ミ ッ ク 層 を形成 さ せた。
    [0036] こ の 時の テル ミ ッ ト 反応 に よ る 発熱量 は 4 3 . 8 Kca l で あ っ た。
    [0037] 本実施例 に よ っ て得 ら れた T i B 2 単体か ら 成 る セ ラ ミ ッ ク 層エ ッ ジ で 4 , 0 % C o — W C 超硬 に鋭 い キ ズを つ け る こ と がで き 、 緻密な セ ラ ミ ッ ク 層が得 ら れた こ と を示す。
    [0038] ダイ ヤ モ ン ド ホ イ ー ル に て、 本実施例 に よ り 形成 さ れ た セ ラ ミ ッ ク 層を研摩 し た面 は銀色光沢を示 し た。
    [0039] 本実施例 に て得 ら れた T i B 2 Z W C — 4 % C o タ ブ レ ツ 卜 を大気中で、 室温〜 7 0 0 に綠返 し 加熱、 冷却 処理を施 し て も セ ラ ミ ッ ク 層が金属体上か ら 剥離す る よ う な こ と は な く 、 T i B 2 セ ラ ミ ッ ク 層 は W C — 4 % Co ペ レ ツ 卜 と 極め て良好な 緻密性を示す こ と が確か め ら れ た o
    [0040] T i B 2 / W C - 4 % C o 接合界面を詳細 に調べ る た め に 、 本実施例 に て得 ら れた超硬 タ ブ レ ツ ト を ダ イ ヤ モ ン ド カ ッ タ ー で切断 し 、 研摩後 S E M観察を行 っ た 結果、 セ ラ ミ ッ ク 層 Z W C — 4 % C 0 超硬界面は極め て良好な 密着性を示 し てい た。
    [0041] セラ ミ ッ ク 層を形成する た めの金属体 と し て は、 高速 度鋼、 ス テ ン レ ス鋼及び铸鉄等に てテ ス ト し た結果 も 、 前記 4 % C o 一 W C超硬の場合 と 同様な良好な セ ラ ミ ッ ク 層の緻密、 且つ金属体と の極めて良好な緻密性が得 ら れた。
    [0042] 実施例 2
    [0043] 実施例 1 に於け る セ ラ ミ ッ ク 粉末及び金属粉末 9 と し て、 T i B 2 、 N i 混合体 （ N i の V o j % を 3 % ) を 0 . l g 用 い、 そ れ ら の酸素含有量は、 T i B 2 が 0.6 %、 N i 力 0 , 4 % と し 、 平均粒径は T i B 2 力《 1 . 0 m、 N i 力 3 . 0 m と し た。 テル ミ ッ ト 熱量を 3 5 E c a 1 、 金属体 と し て炭素鋼を用 い た以外は、 実施例 1 と 同一条件で、 セ ラ ミ ッ ク 層 （正確に はサ ー メ ッ ト 層） を形成 さ せた。
    [0044] 本実施例で得 ら れた セ ラ ミ ッ ク 層 は タ ブ レ ツ ト 切断研 摩後の S E M観察で極めて良好な炭素銅 と の密着性を有 し 、 緻密かつ、 N i の分布 も極めて均一で、 極 く 薄い層 で T i B 2 粒子を結合 して い た。
    [0045] こ の セ ラ ミ ッ ク 層エ ツ ジで炭素鋼 に容易 に キズをつ け る こ と ができ た。
    [0046] 実施例 3
    [0047] 実施例 1 に於 け る セ ラ ミ ッ ク 粉末 9 と し て、 T i C (酸素含有量 0 . 5 %、 平均粒径 1 . 2 m ) 、 T i N (酸素含有量 0 . 7 %、 平均粒径 1 . 0 111 ) 、 丁 1 じ 0. 5 N o. 5 (酸素含有量 ◦ , 8 %、 平均粒径 1 . 3 m ) を各 々 ◦ . 0 2 〜 0 . 0 4 g 用 い 、 テ ル ミ ッ ト 熱量を 40 K c a 1 、 金属体 と し て、 ス テ ン レ ス 鋼を使用 し た 以外 は実施例 1 と 同 じ 条件でセ ラ ミ ッ ク 層を形成 し た。
    [0048] 本実施例で得 ら れた セ ラ ミ ッ ク 層 は、 実施例 1 と 同様、 極め て良好な も の で あ っ た。
    [0049] 実施例 4
    [0050] セ ラ ミ ッ ク 粉末 9 の 代 り に 、 B 4 C (酸素含有量 0.8 %、 平均粒径 2 ^ 111 ) 0 . O l ff を 4 % C o — W C 円板 状 に配置 し 、 更に 、 そ の 直上に T i Z B 比力 1 2 の チ タ ン 粉末 と B 粉末の混合物 0 . 2 g r を層 に組立て、 テ ル ミ ッ 卜 熱量を 3 5 K c a 1 と し た 以外 は、 実施例 1 と 同 じ条件でセ ラ ミ ッ ク 層 を形成 し た。
    [0051] 本実施例で得 ら た セ ラ ミ ッ ク 層 は、 T i B 2 、 B 4 C , T i C の混合 し た極め て緻密な 、 金属体 1 0 へ の密着性 の良好 な 硬質層で あ っ た。
    [0052] な お、 本実施例 に於て は、 B 4 C 粉末 9 の真上 に 配置 し た T i Z B 混合物の 代 り に 、 T i Z C を 1 ： 1 又 は T i 0 2 / C / A j の比が 3 ： 3 ： 4 の混合物の六方晶窒 化ホ ウ 素の層 を介 し て配置す る こ と に よ り 、 本実施例 と 同一テ ル ミ ッ ト 熱量で 4 % C o — W C 上 に緻密、 且つ 金 属体 1 0 への密着性の良 い B 4 C セ ラ ミ ッ ク 層が単味で 形成で き た。
    [0053] 実施例 5
    [0054] セ ラ ミ ッ ク 粉末 9 の代 り に、 T i Z B の比 1 ： 2 の、 Τ ί 粉末 （平均粒径.5 m、 酸素含有量 0 . 5 % ) 及び B 粉末 （平均粒径 0 . 5 m、 酸素含有量 0 . 8 % ) の 混合体 0 . 0 3 g r と S i Z C の比 1 : 1 の S i 粉末 (平均粒径 S ii m、 酸素含有量 0 . 6 % ) 及び C 粉末 C平均粒径 3 ^ m、 酸素含有量 0 . 5 % ) 混合体 0 . ◦ 2 g r それぞれをス テ ン レ ス 円扳上 に配置 し 、 テ ル ミ ッ ト 熱量 3 0 K c a 1 と し た以外 は実施例 1 と 同一条件で セ ラ ミ ッ ク 層を形成 し た。
    [0055] T i Z B 粉末混合体、 S i Z C 粉末混合体双方に於て X線回折に よ れば、 ス テ ン レ ス 円扳上に は T i B 2 、 S i C単相 の セ ラ ミ ッ ク し た検出さ れな か っ た。
    [0056] し か し 、 S i Z C粉末混合体の酸素含有量の増加 に よ り 、 S i Z C の比 は 1 よ り 小 さ く す る こ と が好ま し い。
    [0057] 実施例 6
    [0058] セ ラ ミ ッ ク 粉末 9 の代 り に B 4 C 粉末 （酸素含有量 と 平均粒径は実施例 4 と 同 じ） と T i 粉末 （酸素含有量 と 平均粒径は実施例 5 と 同 じ ） を、 B 4 C / T i = X 1 の比に混合 し た混合物を 4 % C o — W C超硬円板上に 0 . 0 6 g r 配置 し 、 テ ノレ ミ ッ ト 熱量を 3 5 K c a 1 と し た以外は実施例 1 と 同一条件でセ ラ ミ ッ ク 層を形成 し た o 得 ら れた セ ラ ミ ッ ク 層 は Β 4 C 、 T i B 2 、 T i C と か ら 成 っ てお り 、 緻密で良好な 密着性を持つ こ と が明 ら 力、 と な っ た。
    [0059] 実施例 7
    [0060] 金属体上 に 、 予 じ め、 0 . 0 5 ram厚 さ の T a 薄板を配 置 し 、 そ の上に セ ラ ミ ッ ク 粉体 と し て Z r N粉末 （平均 粒径 l ^ m、 酸素含有量 1 % ) 0 . 0 2 g r を用 い 、 テ ル ミ ッ ト 熱量を 3 5 K c a 1 と し た以外 は、 実施例 1 と 同 じ 条件でセ ラ ミ ッ ク 層を形成 し た。 本実施例 に用 い た T a 薄板 は、 セ ラ ミ ッ ク 層 と 金属体の熱応力 を緩和 し 、 極め て良好な割れの な い セ ラ ミ ッ ク 層を形成す る の に 効 果カ あ っ た。
    [0061] な お、 本実施例 に用 い た T a 薄板の代 り に 、 M o 、 T i — C r 合金、 T a — Z r 合金、 C u - T i 合金等の薄 板、 あ る い は前記 T a 薄板の代 り に粉末を配置 し て も 同 様な 効果が あ っ た。
    [0062] 実施例 8
    [0063] 実施例 1 に お け る セ ラ ミ ッ ク 粉末 9 と し て T i B 2 及 び N i 4 B 3 の混合体 （体積比 6 ： 4 ) を使用 し 、 金属 体上に予 じ め、 0 . ◦ 5 ranl厚 さ の N i — T i 薄扳を配置 し テ ル ミ ッ ト 熱量を 3 0 K c a 1 と し た以外 は、 実施例 1 と 同 じ 条件でセ ラ ミ ッ ク 層を形成 し た。
    [0064] 本セ ラ ミ ッ ク 形成法 に て得 ら れた セ ラ ミ ッ ク / W c — C o 複合体 は さ ら に 6 0 0 t； 、 1 0 0 0 気圧の A r 雰囲 気下で 3 0 分間 H I P 処理 （時間静水圧プ レ ス処理） を ほ ど こ し た。
    [0065] 得 ら れた金属体上の T i B 2 セ ラ ミ ッ ク 複合層 は未 H
    [0066] 1 P 処理の場合 に比べ 6 0 0 Cか ら水中への繰返 し 熱衝 搫テス ト の結果よ り 安定 し て金属体上への密着性が維持 さ れ る こ と がわ力、 つ た。 H I P、 H P (熱間 プ レ ス ） 処 理は、 特に熱的 に苛酷な使用条件下で使用 さ れる セ ラ ミ ッ ク / メ タ ル複合部材の場合は不可欠であ る 。 な お、 同 様な処理 と し て H P 処理 （ 7 0 0 °C、 2 0 0 気圧） を行 つ たが、 同様な耐熱衝撃性改善効果が得 ら れた。
    [0067] こ こ で H P 処理、 H I P 処理双方につ い て温度 5 0 0 で、 圧力 2 0 0 気圧以下で は、 ほ と ん ど未処理の結果と 差がみ と め られな い。 又、 温度 1 2 0 0 で 以上では金属 体の形状、 組織等に著 し い変化が現われ る こ と 、 圧力
    [0068] 2 0 0 0 気圧以上の加圧処理 は、 工業的 に コ ス ト 高で期 待効果は少い。
    [0069] 本 H I P、 H P 処理に お け る 雰囲気は、 N 2 、 H 2 、 A r (特殊な場合 0 2 ) の選択又 はそれ ら の混合体雰囲 気等用途に よ っ て選択 し て よ い こ と は勿論であ る 。
    [0070] 比較例 1
    [0071] 不可避不純物であ る酸素の セ ラ ミ ッ ク 層の緻密化、 金 属体と の密着性に及ぼす効果並びに セ ラ ミ ッ ク 粉、 金属 粉、 非金属粉の粒径が同上セ ラ ミ ッ ク 層特性に及ぼす効 果の一例 は実施例 1 〜 7 に示 し て あ る 。 こ れ ら の効果を よ り 明 ら か にす る た め酸素含有量 1 . 8 % と し た T i B 2 粉末を用 い て、 実施例 1 と 同様な 手法 に よ り セ ラ ミ ッ ク 層を形成 し た。 得 ら れた セ ラ ミ ッ ク 層 は、 実施例 1 に示す低酸素粉を使用 し た場合 よ り 緻密 さ に欠け、 4 % C o — W C 超硬 と の 密着性 も 不良であ っ た 又セ ラ ミ ッ ク 層を構成す る T i B 2 の結晶粒径 は、 部 分的 に異常 に成長 し 、 大気中での室温〜 7 0 0 °C に お け る 加熱冷却サ イ ク ノレ に お い てセ ラ ミ ッ ク 層の一部 は破壊 し た。
    [0072] そ の他実施例 2 〜 6 に つ い て も 不可避不純物で あ る 酸 素 は、 セ ラ ミ ッ ク 層の緻密度、 金属体 と の 密着性を低下 さ せ る 。
    [0073] 比較例 2
    [0074] セ ラ ミ ッ ク 層を形成す る 各原料粉体の粒径の効果を明 ら か と す る た め、 平均粒径 1 5 〃 m の T i C 粉末を用 い て実施例 3 と 同様な手法 に よ り セ ラ ミ ッ ク 層を形成 し た 得 ら れた セ ラ ミ ッ ク 層の緻密度 は低下す る と も に下部金 属体か ら 一部溶融 し た金属がセ ラ ミ ッ ク 層 に混入す る 場 合が多 く 実施例 1 〜 6 そ れぞれ につ い て も 同様の不具合 が生 じ た。 又特 に結晶構造の熱的異方性の 強い セ ラ ミ ッ ク で は、 結晶粒径が増大す る と 結晶粒界等か ら 多数の ク ラ ッ ク が入 り 、 事故崩壊す る 頻度が高 く な る 。 加 え て実 施例 5 に 示す よ う な 金属元素 Z非金属元素混合体か ら 出 発 し て得 ら れ る セ ラ ミ ッ ク 化合物層中 に は未反応金属、 非金属体が残る 結果 と な る 。 原料粉の平均粒径は 1 0 m以下にす る 必要があ る 。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . 金属体上 に セ ラ ミ ッ ク 粉末又 は セ ラ ミ ッ ク 粉末 と 金 属粉末 と の混合物を配置す る こ と と 、 そ し て加圧状態の 下 に 、 テ ル ミ ッ ト 反応の発熱 に よ り 瞬時 に緻密で且つ前 記金属体 と の密着性 に富ん だセ ラ ミ ッ ク 層を前記金属体 上 に形成す る こ と の各 ス テ ツ プか ら な る 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法。 -
    2 . 請求の範囲第 1 項に記載の方法で あ っ て、 加圧状態 の 下 に 、 テル ミ ッ ト 組成物の反応を簡便かつ効果的 に開 始 さ せ る た め に、 テル ミ ッ ト 組成物着火熱源 と し て S i — テ ル ミ ッ ト 組成物単体又 は S i 一 テ ル ミ ッ 卜 組成物 と 他の テ ル ミ ッ ト 組成物 と の混合物を併用す る こ と を特徴 と す る 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法。
    3 . 金属体上 に セ ラ ミ ッ ク 粉末 と 、 金属粉末及 び非金属 粉末の混合物又はセ ラ ミ ッ ク 粉末 と 金属粉末の 混合物を 層状 に配置す る こ と と 、 そ し て加圧状態の下 に 、 テ ル ミ ッ ト 反応の発熱 に よ り 瞬時 に緻密で且つ前記金属体 と の 密着性 に富ん だセ ラ ミ ッ ク 層を前記金属体上 に形成す る こ と の 各 ス テ ツ プ.力、 ら な る 金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形 成方法。
    4 . 金属体上に金属粉末又 は金属化合物粉末 と 、 非金属 粉末又 は非金属同士の化合物 と の混合物 と を配置す る こ と と 、 そ し て加圧状態の下 に 、 テ ル ミ ッ ト 反応の発熱 に よ り 前記金属体上に セ ラ ミ ッ ク 層 を形成す る こ と の 各 ス 89/1B432 一 ェ ら 一 PCT/JP89/00429
    テ ツ プか ら な る 金属体上へのセ ラ ミ ッ ク 層形成方法。
    5 . 請求の範囲第 1 項に記載の方法であ っ て、 前記金属 体 と 該金属体上に配置 さ れ る 前記各粉末 と の 間 に周期律 表の I b 、 E b 、 W a 、 V a 、 VI a 、 VE a 、 族か ら 選 ばれた少な く と も 1 種の金属単体又は こ れ ら 各金属の合 金がィ ン サ ー ト 材と し て配置 さ れ る こ と を特徵 と す る 金 属体上へのセ ラ ミ ッ ク 層形成方法。
    6 . 請求の範囲第 3 項に記載の方法であ っ て、 前記金属 体と該金属体上に配置 さ れ る 前記各粉末 と の 間 に周期律 表の I b 、 Π b W a 、 V a 、 VI a 、 W a , 族か ら 選 ばれた少な く と も 1 種の金属単体又 は こ れ ら 各金属の合 金がィ ン サー ト 材と し て配置 さ れ る こ と を特徴と す る 金 属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法。
    7. 請求の範囲第 4 項に記載の方法であ っ て、 前記金属 体 と該金属体上に配置 さ れ る 前記各粉末 と の 間 に周期律 表の I b 、 E b 、 IV a 、 V a 、 VI a 、 Vll a、 I族か ら 選 ばれた少な く と も 1 種の金属単体又は こ れ ら 各金属の合 金がィ ン サー ト 材 と し て配置 さ れ る こ と を特徵 と す る 金 属体上への セ ラ ミ ツ ク 層形成方法。
    8 . 請求の範囲第 1 項、 第 3 項、 第 4 項か ら第 7 項ま で の いずれか一項に記載の方法であ っ て、 得 ら れた セ ラ ミ ッ ク Z メ タ ル複合部材を さ ら に 5 0 0 〜 1 2 0 0 。C の温 度およ び 2 0 0 〜 2 0 0 0 気圧の圧力で熱間静水圧プ レ ス処理ま た は熱間ブ レ ス処理を施す こ こ と を特徴と す る O 89/10432 _ 丄 ァ 一 PCT/JP89/00429
    金属体上への セ ラ ミ ッ ク 層形成方法
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    JPH01272770A|1989-10-31|
    EP0381760A4|1990-10-10|
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    EP0381760B1|1995-01-18|
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    JPS6361390B2|1983-03-30|1988-11-29|||
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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