ポリチタノカルボシラン添加炭化ケイ素セラミックスの強度とワイブル係数

抄録

平均粒径800 nmと30 nmの炭化ケイ素粉体を75 : 25 の体積比で混合し、pH 5, 0.15 mol/Lの硝酸イッテルビウム水溶液で20 vol%のサスペンションを調整した。更に200 nmのアルミナと分散剤のポリアクリル酸を添加した。SiC(97.6 vol%)-Al₂O₃(1.7 vol%)-Yb₂O₃(0.7 vol%)系サスペンションを鋳込み成形により固化させた。成形体は800°C で仮焼し、力学特性を向上させるためにキシレンに溶解させた10 mass%のポリチタノカルボシラン(PTC)を含浸させた。空気中、170 °Cの加熱で架橋し、アルゴン中、1950 °C、39 MPaの加圧焼結を行った。加圧焼結体の相対密度は96.0-99.0 %であった。PTC無添加とPTCを3 vol% 加えたSiCの4点曲げ強度はそれぞれ611-892 MPaと506-679 MPaであり、ワイブル係数はそれぞれ9.2と12.7であった。PTC添加により強度は低下したが、ワイブル係数は増加した。PTC添加による同様なワイブル係数の増加は、Al₂O₃-Y₂O₃系助剤でも確認された。