特許7414300IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

ホウ化ジルコニウム/炭化ホウ素(ZrB2/B4C)コンポジット、特にビッカース硬度Hvが23GPa以上で、破壊靭性値KICが9.0MPa・m1/2以上の高密度ZrB2/B4Cコンポジット及びその製造方法に関するものである。

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明は、ビッカース硬度Hvが23GPa以上で、破壊靭性値KICが9.0MPa・m1/2以上の高密度ZrB2/B4Cコンポジットを提供することを課題とする。又、本発明の課題は、の優れた物性を有するZrB2/B4Cコンポジットの製造方法を提供することでもある。 本発明者等は、種々検討を行った結果、非晶質微粒子の炭素Cと、非晶質粉体のホウ素Bを所定のモル比にて均質混合し、この混合物とZrB2粉体とを所定の体積比率で混合し、成形を行って圧粉体を作製し、この圧粉体をパルス通電加圧焼結(PECPS)すると、PECPS熱処理時に自己燃焼合成反応(Self-propagating High-temperature Synthesis:SHS)が誘起され、外部加熱温度以上に試料内部の温度が上昇し、これによって、緻密な焼結体であるZrB2/B4Cのコンポジットが作製できることを見出して、本発明を完成した。 又、本発明者等は、の製造方法を用いて得られた、ZrB2/B4Cの体積比率10/90~60/40の組成であるZrB2/B4Cコンポジットが、ビッカース硬度Hv23GPa以上、破壊靭性値9.0MPa・m1/2以上の優れた機械的特性を有する高密度セラミックスであることも見出した。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

の課題を解決可能な本発明のZrB2/B4Cコンポジットは、ビッカース硬度Hvが23GPa以上で、破壊靭性値KICが9.0MPa・m1/2以上であり、ホウ化ジルコニウム/炭化ホウ素の理論上の体積比率が10/90~60/40vol%であることを特徴とする。

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の製造方法を用いることによって、従来報告例がないZrB2/B4C=10/90~60/40vol%の組成での高硬度・高破壊靱性コンポジットが短時間省エネルギーで作製できる。又、その機械的特性(ビッカース硬度Hv)もZrB2/B4C=10/90~60/40vol%の組成に応じて23.5~32.7GPaの高い硬度を示す。又、本発明により、室温から1600℃まで約650MPa以上の高温曲げ強度を有するコンポジットが供給できる。

この特許の権利範囲[特許請求の範囲]

知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)

この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 ZrB2/B4Cコンポジットを製造するための本発明の製造方法の一例における手順を示すフローチャートであり、実施例で用いた製造条件も併記されている。
【図2】 出発原料として用いたZrB2粉末のSEM画像であり、上側の写真の倍率が1000倍で、下側の写真の倍率が2000倍で撮影した画像である。
【図3】 一軸プレス、冷間静水圧プレス(Cold isostatic pressing:CIP)後の圧粉体、及びPECPS後の焼結体の相対密度を示すグラフである。
【図4】 種々のPECPS温度で焼結されたZrB2/B4C=50/50vol%組成に相当するサンプルのXRDパターンであり、下から順に焼結温度1600℃、1700℃、1800℃、1900℃である。
【図5】 種々の温度(1600℃、1700℃、1800℃、1900℃)で焼結されたZrB2/B4C=50/50vol%コンポジットの破断表面についてのSEM画像である。
【図6】 焼結サンプルの、かさ密度及び相対密度を示すグラフである。
【図7】 異なるZrB2組成を有した1900℃で焼結したサンプルのXRDパターンである。
【図8】 異なるZrB2組成を有した焼結サンプルの破断表面についてのSEM画像である。
【図9】 1900℃で焼結された焼結体の、ZrB2含有量と、相対密度、ZrB2結晶粒径の関係を示すグラフである。
【図10】 1900℃で焼結された焼結体の、ZrB2含有量と、ビッカース硬度Hv、破壊靭性値KICの関係を示すグラフである。
【図11】 1900℃で焼結された焼結体(ZrB2/B4C=30/70、40/60、50/50、60/40vol%組成)の高温曲げ強度測定の結果を示すグラフである。

代表図 図1本件の代表的な図

全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録

[広告欄]

ログインすれば広告は減ります

ログインすれば広告は減ります