專利名稱：：Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體及其制造方法，更詳細(xì)地說是關(guān)于一種即使是厚壁形狀也難于產(chǎn)生氧化劣化、破損等的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體及其制造方法。
背景技術(shù)：
：以往、碳化硅(SiC)質(zhì)燒結(jié)體因其優(yōu)良的耐熱性和耐火性，因此一直在工業(yè)上占據(jù)著重要的位置，例如、多用于作為絕緣子、衛(wèi)生陶器、餐具、框架以及陶瓷管等陶瓷器和瓷磚等燒成用板架中。在使用的SiC質(zhì)燒結(jié)體中，作為構(gòu)成成分含有SiC和Si的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體主要用于半導(dǎo)體燒成用爐心管、輥道窯用滾筒熱交換體用管道、窯業(yè)制品燒成用板架等中(例如，參照對比文件1-3)。專利文獻(xiàn)1:日本特許第2758313號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特許第2535480號公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特許第3137737號公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容這些Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體存在如果形成厚壁就不能保持強(qiáng)度和抗氧化性這樣的問題。Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體是將金屬硅(Si)含浸在多孔質(zhì)的SiC燒結(jié)體中而制成的，但是SiC燒結(jié)體如果形成20mm以上的厚壁形狀時就會變得難于含浸金屬硅，由此，在Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體中大量的存在沒有填充金屬硅而殘余的氣孑L。在這種情況下就會產(chǎn)生制造時生成開裂，或者由于有氣孔使得強(qiáng)度明顯下降的問題。另外、在高溫下使用像這樣的殘余大量氣孔的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體時，由氣孔的部分開始進(jìn)行氧化劣化、強(qiáng)度下降，產(chǎn)生折碎、破碎等問題。另外、Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體以外的耐火性材料，例如，氧化物結(jié)合SiC材料、氮化硅結(jié)合SiC、鋁發(fā)光體材料等是可以制造厚壁形狀的，但是由于低的熱傳導(dǎo)使得在產(chǎn)生大的溫差的環(huán)境下，存在因溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力而被毀壞這樣的問題。同時，如果在使用中反復(fù)升降溫，就會因產(chǎn)生反復(fù)的應(yīng)力而有由反復(fù)疲勞而引起的損壞的問題。另外、由于結(jié)合組織的強(qiáng)度弱，因機(jī)械的應(yīng)力而容易碎傷，又由于磨損性能等低使得壽命變短。對于不定型耐火材料，雖然具有良好的施工性能和低成本等特點(diǎn)，但是同上述氧化物結(jié)合SiC材料等一樣，由于結(jié)杏組織的強(qiáng)度不夠而在使用的早期就已經(jīng)破損，或者由于起因于不定型耐火物內(nèi)部的溫差的熱應(yīng)力而引起損傷。本發(fā)明是借鑒像這樣的現(xiàn)有技術(shù)中的問題點(diǎn)而形成的，提供一種即使形成厚壁形狀，也難產(chǎn)生氧化劣化、破損等的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體及其制造方法。通過本發(fā)明提供以下的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體及其制造方法。1、一種Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，含有作為骨材的許多碳化硅(SiC)粒子和填充在所述碳化硅粒子間的空隙中的硅(Si),其中，所述碳化硅粒子的最大粒徑為0.5mm~6mm，所述硅的含量為5~40質(zhì)量％，氣孔率為0~5%。2、如1所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，其為厚度是20~200mm的厚壁形狀。3、如1或2所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，其中，粒徑0.5mm~6mm的所述碳化硅粒子的含量為碳化硅粒子全體的10~80質(zhì)量％。4、1至3中任一項(xiàng)所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，使用于設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯的殼體里面的回轉(zhuǎn)窯用提升器中。5、一種Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法，包括制造含有最大粒徑為0.5mm~6mm的碳化硅粒子的坯土的工序，成形所述坯土而形成成形體的工序，在惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、1000~1400。C加熱所述成形體而制成一次燒結(jié)體的工序，在惰性氣體的氛圍下、1400~1800°C、在與石圭*接觸的狀態(tài)下加熱所述一次燒結(jié)體而制成Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的工序。6、如5所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法，其中，制造所述一次燒結(jié)體的工序是在惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、1000-1400。C加熱所述成形體2~30小時的工序。7、如5或6所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法，其中，制造上述一次燒結(jié)體的工序是在惰性氣體的氛圍下、O.l-lOOhPa的壓力、1000。C以上而不到1400。C的溫度下，在硅的存在下加熱所述成形體的工序，而制造所述Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的工序是從制得所述一次燒結(jié)體的工序起連續(xù)地升溫，在所述一次燒結(jié)體中接觸石圭的狀態(tài)下，惰性氣體的氛圍、1400~1800。C加熱的工序。8、5至7中任一項(xiàng)所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法，所述成形體的體積密度為1.65~2.7g/cm3。本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體由于碳化硅粒子的最大粒徑為0.5mm~6mm,硅(Si)的含量為5~40質(zhì)量％，氣孔率為0~5%,因此難于產(chǎn)生氧化劣化、破損等。用本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法，在惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、1000~1400°C,加熱含有一定4^化硅粒子的成形體，制成一次燒結(jié)體，然后，為了得到Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，在惰性氣體的氛圍、1400~1800°C在接觸硅的狀態(tài)下加熱一次燒結(jié)體，其中在制造一次燒結(jié)體的工序中分解存在于碳化硅粒子表面、且妨礙金屬Si含浸的Si02,使在制造下一步的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的工序中能夠充分地含浸金屬Si。圖l表示一種回轉(zhuǎn)窯中垂直于中心軸(轉(zhuǎn)動軸)的部分截面圖，其回轉(zhuǎn)窯為配置有使用了本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的回轉(zhuǎn)窯用提升器。符號說明1.回轉(zhuǎn)窯用提升器2.前端部3.基端部4.Si-SiC燒結(jié)體5.錨6.錨固定部件11.殼體、12.耐火墻100回轉(zhuǎn)窯具體實(shí)施例方式以下、具體地說明實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，但是本發(fā)明并不限于以下的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識可以理解為添加適宜地設(shè)計(jì)的改變、改良等。本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的一實(shí)施方式是含有作為骨材的許多碳化硅(SiC)粒子和填充在碳化硅粒子間的空隙中的硅(金屬硅、Si)的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，其中，碳化硅粒子的最大粒徑為0.5mm~6mm，硅的含量為5~40質(zhì)量％,氣孔率為0~5%。這里，在本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體和本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法中，碳化硅粒子的粒徑是用篩子測出的值，可以將原料粒子通過篩子根據(jù)是否通過來測定。Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的氣孔率是通過阿基米德法測定的值，用《JISR2205耐火磚的表觀氣孔率、吸水率和比重的測定方法》得出的表觀氣孔率的值來表示。本實(shí)施方式的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體中作為骨材的碳化硅粒子的最大粒徑為0.5mm以上，優(yōu)選0.56mm，更優(yōu)選l5mm,特別優(yōu)選l3mm。像這樣的碳化硅粒子的最大粒徑如果為0.5mm以上，硅(Si)就可以充分地填充在碳化硅粒子間的空隙中而成為氣孔率小的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。如果碳化硅粒子的最大粒徑小于0.5mm,硅(Si)就不能充分地填充在碳化硅粒子間的空隙中，有燒成時開裂或者氧化劣化等問題。另外，對于碳化硅粒子優(yōu)選使用粒徑以6mm為止的粒子。如果粒徑大于5mm的粒子越多，在制造Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體時由于在SiC粒子內(nèi)部產(chǎn)生破壞，會引起強(qiáng)度下降這樣的問題。正如上述所述，在碳化硅粒子間的空隙中由于能充分地填充硅(Si)，使得Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體可以形成厚壁形狀。本實(shí)施方式中的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體在作為骨材的碳化硅粒子中，優(yōu)選粒徑0.5mm~6mm的碳化硅粒子的含量為碳化硅粒子全體的10-80質(zhì)量％,更優(yōu)選30~60質(zhì)量％。由于粒徑為0.5mm~6mm的-友化硅粒子的含量在這樣的范圍內(nèi)，因此在Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體全體中，硅(Si)能更充分地填充到碳化硅粒子間的空隙中，構(gòu)成氣孔率更小的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。由此，成為具有更加優(yōu)良的強(qiáng)度和抗氧化性的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。本實(shí)施方式中的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的氣孔率為0~5%,優(yōu)選0~1%。像這樣的氣孔率由于小到0~5%，因此難產(chǎn)生氧化劣化等。氣孔率如果大于5%就會產(chǎn)生強(qiáng)度下降、氧化劣化等問題，由于耐腐蝕性等下降、壽命劣化，因此不被優(yōu)選。在本實(shí)施方式中的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體中硅發(fā)揮作為粘合劑的作用，其含量為5~40質(zhì)量％，優(yōu)選10~30質(zhì)量％。如果硅的含量小于5質(zhì)量％，由于SiC空隙部分的殘留氣孔率變大，產(chǎn)生強(qiáng)度下降，氧化劣化等問題。另外，在含浸硅之前的成形體中空隙少的情形時，由于含浸硅的流路變小而出現(xiàn)不能充分地含浸硅的問題，作為結(jié)果由于導(dǎo)致在燒成時產(chǎn)生開裂等問題而不被優(yōu)選。如果含量大于40質(zhì)量％,由于硅的含浸量變得很多而會出現(xiàn)燒成時開裂的發(fā)生或者強(qiáng)度降低的問題。本實(shí)施方式中的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體優(yōu)選厚度為20~200mm的厚壁形狀，更優(yōu)選30-50mm的厚壁形狀。由于為厚度20~200mm就達(dá)到厚壁形狀，從而使得Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體具有優(yōu)良地強(qiáng)度，因此可以作為回轉(zhuǎn)窯用提升器等需要強(qiáng)度和耐熱性這兩方面特性的部件來使用。這里，厚壁形狀是指板狀、立方體形狀、管道或者橫梁形狀等的厚度為20mm以上厚壁的物體。因此，所謂的厚度為20~200mm的厚壁形狀是指壁厚為厚的物體。以下說明有關(guān)本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體制造方法的一個實(shí)施例。本實(shí)施方式的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法包括制造含有最大粒徑為0.5mm~6mm的碳化硅粒子的坯土的工序；成形所得的坯土而形成成形體的工序；在惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、1000~1400。C加熱得到的成形體而制成一次燒結(jié)體的工序；在惰性氣體的氛圍下、1400~1800。C以上、與硅接觸的狀態(tài)下，加熱所得的一次燒結(jié)體而制成Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的工序。因此，在惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、1000~1400°C、加熱含有一定碳化硅粒子的成形體而制成一次燒結(jié)體，然后，在接觸硅的狀態(tài)下、惰性氣體的氛圍下、1400°C~1800為得到Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體而加熱一次燒結(jié)體，在制造一次燒結(jié)體的工序中分解存在于碳化硅粒子的表面、妨礙金屬Si含浸的Si02，從而可以在制造下一步的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的工序中充分地含浸金屬Si。所以，借于此制造方法即使是厚壁的一次燒結(jié)體，由于可以充分地含浸金屬Si，因此可以制造出在強(qiáng)度和抗氧化性方面優(yōu)良的厚壁形狀的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。本實(shí)施方式的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法具有制造含有最大粒徑為0.5mm6mm的碳化硅粒子的坯土的工序。制造坯土的工序是在最大粒徑為0.5mm6mm的碳化硅粒子中添加作為其他添加劑的水等的分散介質(zhì)，進(jìn)一步添加有機(jī)粘合劑和分散劑而進(jìn)行混煉，形成粘土狀的坯土。這時，根據(jù)需要添加造孔材料也是有效的。在本實(shí)施方式的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法中使用的碳化硅粒子的最大粒徑為0.5mm以上，優(yōu)選0.5~6mm，更優(yōu)選1~5mm,特別優(yōu)選1~3mm。像這樣碳化硅粒子的最大粒徑如果大到0.5mm6mm，在制造Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體時碳化硅粒子間的空隙中就可以充分地填充(含浸)硅(Si)。如果碳化硅粒子的最大粒徑小于0.5mm時，硅(Si)不能充分地填充在碳化硅粒子間的空隙中，出現(xiàn)氧化劣化等問題。另外，作為碳化硅粒子優(yōu)選粒徑大于5mm的粒子少的情況，優(yōu)選0~5質(zhì)量％，更優(yōu)選0~1質(zhì)量％。如果粒徑大于5mm的粒子多，在制造Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體時，由于SiC粒子內(nèi)部產(chǎn)生破壞會引起強(qiáng)度下降這樣的問題的發(fā)生。正如上述所述，由于能在碳化硅粒子間的空隙中充分地填充(含浸)硅(Si),因此Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體可以形成厚壁形狀。在本實(shí)施方式的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法中使用的碳化硅粒子，粒徑0.5mm6mm的碳化硅粒子的含量優(yōu)選占碳化硅粒子全體的10~80質(zhì)量％,更優(yōu)選30~60質(zhì)量％。由于粒徑0.5mm~6mm的^灰化石圭沖立子的含量在這樣的范圍內(nèi)，因此在制造Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體時硅(Si)能更充分地填充(含浸)在碳化硅粒子間的空隙中。借于此，能夠制造出具有更優(yōu)良的強(qiáng)度和抗氧化性的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。優(yōu)選碳化硅粒子的平均粒徑為0.2~2mm,更優(yōu)選0.2~lmm。平均粒徑是將原料粉末通過多個目數(shù)不同的篩子，通過測量殘留在篩子上的粉末重量而測定的值。在本實(shí)施方式的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法中根據(jù)需要而使用的造孔材料，可以是具有在燒成工序中飛散消失特性的物質(zhì)，也可以是進(jìn)行碳化而殘留的物質(zhì)，還可以使用焦炭等無機(jī)物或者發(fā)泡樹脂等高分子化合物、淀粉等有機(jī)物質(zhì)等。這些，可以單獨(dú)使用一種，也可以兩種以上組合起來使用。另外，造孔材料的含量優(yōu)選相對于坯土全體為0~10體積°/。。也可以兼用造孔材料和有才/L粘合劑。有機(jī)粘合劑可以使用曱基纖維素、木質(zhì)磺酸鹽、聚乙二醇、聚丙烯酸酯、羧曱基纖維素、聚乙烯醇等。這些，可以單獨(dú)使用一種，也可以兩種以上組合使用。另外，有^4'占合劑的含量優(yōu)選相對于坯土全體為0.05~5.0質(zhì)量％，更優(yōu)選0.1~2.0質(zhì)量％。作為分散劑可以使用多聚羧酸鈉、萘磺酸、聚乙烯亞胺、聚丙烯酸鈉、硅酸鈉、乙二醇、糊精、脂肪酸肥急、聚乙醇等。這些，可以單獨(dú)使用一種，也可以兩種以上組合起來使用。另外，分散劑的含量相對于坯土全體優(yōu)選0.01~2.0質(zhì)量°/0，更優(yōu)選0.05~0.5質(zhì)量％。作為分散介質(zhì)可以舉出水等。另夕卜，分散介質(zhì)的含量在搗錘成形或者振動沖壓成形、油壓才幾成形時，優(yōu)選為相對于坯土全體1~10質(zhì)量％,更優(yōu)選3~7質(zhì)量％。如果太少了坯土硬成形變得困難，如果太多了坯土就會變得非常軟。鑄造成形時優(yōu)選的10~30質(zhì)量％只是作為參考，優(yōu)選調(diào)制分散介質(zhì)的量為制成的泥漿的粘性達(dá)到5~50厘泊。對于混練上述碳化硅粒子和其他的添加材料制造坯土的方法沒有特別的限定，例如可以舉出使用輪輾機(jī)、辛浦森混合機(jī)、關(guān)東混合器、滾筒篩、捏和機(jī)、真空混練才幾等方法。接下來、本實(shí)施方式的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法中包擴(kuò)成形得到的坯土形成成形體的工序。對于形成成形體的方法沒有特別的限制，可以使用搗錘成形、沖壓成形、鑄造成形等以前公知的成形方法。成形體的形狀優(yōu)選形成厚壁形狀。厚壁形狀的厚度優(yōu)選20~200mm，更優(yōu)選30-50mm。由于像這樣的成形體的形狀形成厚壁形狀，使得煅燒后得到的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體可以形成厚壁形狀。進(jìn)一步、具體地形狀可以列舉出正方體、長方體、圓柱狀、四棱柱狀、圓錐臺、棱錐臺、空心形狀，在其他的各形狀中使面變形的形狀而形成的形狀等。對于制成的成形體優(yōu)選體積密度為1.65~2.7g/cm3。如果體積密度太小，形成一次燒結(jié)體時的碳化硅粒子間的間隙中的氣孔就過多(氣孔率過高)，降低了所得的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的強(qiáng)度。如果體積密度太高，在形成一次燒結(jié)體時的氣孔太少(氣孔率很低)，在一次燒結(jié)體中含浸金屬硅時，含浸的金屬硅還達(dá)不到使碳化硅粒子堅(jiān)固地結(jié)合的量。然后，本實(shí)施方式的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法包括在惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、1000~1400。C加熱制成的成形體而制造一次燒結(jié)體的工序。像這樣由于在惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、10001400。C加熱成形體，存在于構(gòu)成成形體的碳化硅粒子表面上的二氧化硅(Si02)通過熱分解或者還原反應(yīng)而蒸發(fā)為SiO。這時也有一部分還是二氧化硅就蒸發(fā)的情況。在碳化硅粒子表面存在的二氧化硅由于對金屬硅(Si)的潤濕性差，如果在碳化硅粒子表面存在二氧化硅，在后續(xù)的工序中將硅含浸于一次燒結(jié)體時，存在硅含浸困難這樣的問題，但是通過像上述那樣預(yù)先除去二氧化硅，就可以使硅容易地含浸于一次燒結(jié)體中。這樣，由于可以容易地含浸硅于一次燒結(jié)體中，因此可以形成厚壁形狀的成形體，即使在一次燒結(jié)體變成厚壁形狀的情況下也可以充分地含浸硅，制成具有優(yōu)良的強(qiáng)度和抗氧化性的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。使用的加熱裝置如果是能在0.1~100hPa減壓、在1000~1800。C加熱的裝置就沒有特別地限定，可以使用燃燒爐、電爐等。加熱裝置內(nèi)的壓力為0.1~100hPa，優(yōu)選0.1~50hPa,更優(yōu)選1~10hPa。如果比100hPa壓力高很多，二氧化硅難于進(jìn)行熱分解或者還原反應(yīng)，不能充分地除去在SiC表面生成的二氧化硅，產(chǎn)生殘留，導(dǎo)致的結(jié)果是發(fā)生不能含浸金屬硅的問題。如果比O.lhPa壓力低很多，由于過剩地進(jìn)行產(chǎn)品內(nèi)的二氧化硅的熱分解或還原反應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)生開裂的問題。另外，在設(shè)備上需要使用具有過剩能力的真空泵，因此不被優(yōu)選。加熱時間優(yōu)選2個小時以上，更優(yōu)選2-30小時。如果不到2個小時，二氧化硅不能充分地?zé)岱纸?，另外，不能完全地蒸發(fā)除去生成的SiO到系統(tǒng)外。加熱溫度為IOOO'C以上，優(yōu)選1000~1500°C，更優(yōu)選1100~1400°C,特別優(yōu)選1200~1300°C。如果不超過1000。C,由于二氧化硅難于熱分解所以不被優(yōu)選。對于惰性氣體沒有特別地限定，可以舉出氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、等，優(yōu)選氬氣。本實(shí)施方式的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法還包括在惰性氣體的氛圍下、在1400~1800°C、在接觸硅的狀態(tài)下加熱制成的一次燒結(jié)體，形成Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的工序。像上述所述一次燒結(jié)體由于熱分解除去了存在于碳化硅粒子表面的二氧化硅，使得碳化硅粒子表面和金屬硅之間的潤濕性良好，通過在接觸硅的狀態(tài)下，惰性氣體的氛圍、1400~180(TC加熱，可以在一次燒結(jié)體的細(xì)孔中充分地含浸金屬硅，生成具有優(yōu)良的強(qiáng)度和抗氧化性的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。使用的加熱裝置如果是能在1400~1800。C加熱的裝置就沒有特別地限制，可以使用燃燒爐、電爐等。加熱裝置內(nèi)的壓力優(yōu)選0.01~50hPa，更優(yōu)選0.1~10hPa。由加熱所達(dá)到的最高溫度為1400。C以上，優(yōu)選1400~1800。C,特別優(yōu)選1450~1600°C。如果低于1400。C，由于硅不熔融所以不被優(yōu)選。維持最高溫度的時間優(yōu)選1~10小時，更優(yōu)選3~5小時。如果過短，硅不能充分地含浸在一次燒結(jié)體中。對于惰性氣體沒有特別地限定，可以舉出氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、等，優(yōu)選氬氣。制造上述一次燒結(jié)體的工序和制造Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的工序，可以連續(xù)進(jìn)行，也可以通過先降低一次燒結(jié)體的溫度等而分別進(jìn)行。連續(xù)進(jìn)行時，在制造一次燒結(jié)體的工序中預(yù)先將硅放入加熱裝置內(nèi)，用上述的方法制成一次燒結(jié)體后，優(yōu)選從制成一次燒結(jié)體這樣的狀態(tài)起連續(xù)地給加熱裝置內(nèi)升溫。然后，優(yōu)選在一次燒結(jié)體中接觸硅的狀態(tài)下、惰性氣體的氛圍、加熱到1400~1800°C制造Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。這時，在制造一次燒結(jié)體的工序中優(yōu)選加熱溫度為1000。C以上、不到1400度。如果達(dá)到1400。C以上，硅開始熔融，由于在一次燒結(jié)體中已經(jīng)開始含浸，因此變得難于除去碳化硅粒子表面的二氧化硅。在制造一次燒結(jié)體的工序中，預(yù)先將硅加入到加熱裝置內(nèi)，這時在一次燒結(jié)體(成形體)中可以接觸硅，也可以不接觸硅，但是由于在下一個工序中連續(xù)的轉(zhuǎn)移，從加工效率上優(yōu)選預(yù)先在一次燒結(jié)體(成形體)中接觸硅。如果超過1800°C的溫度時，由于硅的蒸發(fā)變得非?；钴S，被含浸的硅量減少，硅不能含浸而出現(xiàn)殘留氣孔，因此不被優(yōu)選。進(jìn)一步，雖然已經(jīng)開始SiC的燒結(jié)產(chǎn)生收縮，但是由于是在這個時刻硅被含浸，硅的含浸變得不均勻，產(chǎn)生開裂，因此不被優(yōu)選。由上述的本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法制成的本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，即使是厚壁(厚度為20~200mm)形狀也具有優(yōu)良的強(qiáng)度和抗氧化性。本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體像上述的厚壁(厚度為20~200mm)形狀，由于具有優(yōu)良地強(qiáng)度和抗氧化性，因此可以作為設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯的殼體內(nèi)部的回轉(zhuǎn)窯用提升器使用，另外，也可以在要求厚壁形狀的各用途中使用。圖l示出了回轉(zhuǎn)窯中與中心軸(回轉(zhuǎn)軸)垂直的部分剖面圖，其回轉(zhuǎn)窯設(shè)置有使用了本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的回轉(zhuǎn)窯用提升器。對于使用了用本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的回轉(zhuǎn)窯用提升器的回轉(zhuǎn)窯沒有特別的限定，可以使用公知的回轉(zhuǎn)窯。例如，如圖1所示，使用了本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的回轉(zhuǎn)窯用提升器1具有基端部3和前端部2,基端部3埋設(shè)于內(nèi)貼在回轉(zhuǎn)窯100的殼體11里面的防火墻12中，前端部2從防火墻12向內(nèi)部突出地設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯100中?；剞D(zhuǎn)窯用提升器1具有Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體4和在Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體4中埋設(shè)的錨5。另外，通過錨5用錨固定部件6固定在殼體11的內(nèi)部，將回轉(zhuǎn)窯用提升器1固定在回轉(zhuǎn)窯100中。圖1中所示的回轉(zhuǎn)窯用提升器1,如果回轉(zhuǎn)窯100的外周方向的長(寬紙面上的左右方向)W短，就容易破碎，但是使用了本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的回轉(zhuǎn)窯用提升器1由于可以產(chǎn)生厚壁(厚度為20~200mm)，寬W變厚可以防止破碎。另外，回轉(zhuǎn)窯用提升器1的回轉(zhuǎn)窯100的中心軸方向的長度考慮回轉(zhuǎn)窯的攪拌效率等可適宜地決定，通常形成比寬W長的長度。例如，優(yōu)選100700mm左右。構(gòu)成回轉(zhuǎn)窯100的回轉(zhuǎn)窯用提升器1以外的構(gòu)成要素沒有特別的限定，可以寸吏用y〉知的才幾才成。實(shí)施例以下，通過實(shí)施例進(jìn)一步具體地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。坯土坯土A混合94.3質(zhì)量°/。的碳化硅、0.7質(zhì)量％的粘合劑和5質(zhì)量％的水，用輪碾混合機(jī)混練制成坯土(坯土A)。作為粘合劑使用木質(zhì)磺酸鹽和羧曱基纖維素以3:7的質(zhì)量比混合的粘合劑。碳化硅使用40質(zhì)量°/。的粒徑0.5mm以上的碳化硅粒子、60質(zhì)量％的粒徑不到0.5mm的碳化硅粒子。另外，粒徑0.5mm以上的碳化,圭粒度分布是粒徑5~6mm的粒子為0.7質(zhì)量％,粒徑2~5mm的為51.2質(zhì)量％，粒徑lmm以上而不到2mm的為27.3質(zhì)量％,粒徑0.5mm以上而不到lmm的為20.8質(zhì)量％。粒徑不到0.5mm的碳化硅粒度分布為粒徑0.25mm以上而不到0.5mm的粒子為23.6質(zhì)量％,粒徑O.lmm以上、不到0.25mm的為26.4質(zhì)量％，粒徑不到O.lmm的為50.0質(zhì)量％。另外，粒徑比5mm大的粒子的最大粒徑為6mm以下。坯土B1混合92.6質(zhì)量。/。的碳化硅、0.7質(zhì)量％的粘合劑和6.7質(zhì)量％的水，除改變碳化硅的粒度分布以外，和坯土A同樣地制造坯土B1。碳化硅使用8質(zhì)量％的粒徑0.5mm以上的碳化硅粒子、92質(zhì)量。/。的粒徑不到0.5mm的碳化硅粒子。另外、粒徑0.5mm以上的碳化硅粒度分布是粒徑大于2mm的粒子為0.8質(zhì)量%，粒徑lmm以上、不到2mm的為43.5質(zhì)量％，粒徑0.5mm以上而不到lmm的為55.7質(zhì)量％。粒徑不到0.5mm的碳化硅的粒度分布同上述坯土A的情況相同。坯土B2混合93.3質(zhì)量％的碳化硅、0.7質(zhì)量％的粘合劑和6質(zhì)量％的水，除改變碳化硅的粒度分布以外，和坯土A同樣地制造坯土B2。碳化硅使用10質(zhì)量％的粒徑0.5mm以上的碳化硅粒子、90質(zhì)量％的粒徑不到0.5mm的碳化硅粒子。另夕卜、粒徑0.5mm以上的碳化硅粒度分布同上述坯土B1的情況一樣，粒徑不到0.5mm的碳化硅的粒度分布同上述坯土A的情形相同。坯土B3除改變碳化硅的粒度分布以外，和坯土A同樣地制造坯土B3。碳化硅使用40質(zhì)量％的粒徑0.5mm以上的碳化硅粒子、60質(zhì)量％的粒徑不到0.5mm的碳化硅粒子。另外、粒徑0.5mm以上的碳化硅粒度分布同上述坯土Bl的情況一樣，粒徑不到0.5mm的碳化硅的粒度分布同上述坯土A的情形相同。坯土B4混合95.8質(zhì)量。/。的碳化硅、0.7質(zhì)量％的粘合劑和3.5質(zhì)量％的水，除改變碳化硅的粒度分布以外，和坯土A同樣地制造坯土B4。碳化硅使用80質(zhì)量％的粒徑0.5mm以上的碳化硅粒子、20質(zhì)量％的粒徑不到0.5mm的碳化硅粒子。另外、粒徑0.5mm以上的碳化硅粒度分布同上述坯土B1的情況一樣，粒徑不到0.5mm的碳化硅的粒度分布同上述坯土A的情形相同?；旌?6.3質(zhì)量％的碳化硅、0.7質(zhì)量％的粘合劑和3質(zhì)量％的水，除改變碳化硅的粒度分布以外，和坯土A同樣地制造坯土B5。碳化硅使用85質(zhì)量％的粒徑0.5mm以上的碳化硅粒子、15質(zhì)量％的粒徑不到0.5mm的碳化硅粒子。另夕卜、粒徑0.5mm以上的碳化硅粒度分布同上述坯土Bl的情況一樣，粒徑不到0.5mm的碳化硅的粒度分布同上述坯土A的情形相同?；旌?9.3質(zhì)量％的碳化硅、5質(zhì)量％的粒徑不到30i!m碳粉、0.7質(zhì)量％的粘合劑和5質(zhì)量°/0的水，除了改變碳化硅的粒度分布以外，和坯土A同樣地制造坯土C。碳化硅使用55質(zhì)量。/。的粒徑0.5mm以上的碳化硅粒子、45質(zhì)量％的粒徑不到0.5mm的碳化硅粒子。另外、粒徑0.5mm以上的碳化硅粒度分布同上述坯土Bl的情況一樣，粒徑不到0.5mm的碳化硅的粒度分布同上述坯土A的情形相同。坯土(泥漿)D在罐磨機(jī)中混合79.8質(zhì)量％的碳化硅、0.1質(zhì)量％的聚乙烯醇(粘合劑)、0.1質(zhì)量％的聚丙烯酸(分散材料)以及20質(zhì)量％的水制造坯土(泥漿)D。碳化硅使用40質(zhì)量。/。的粒徑0.5mm以上的碳化硅粒子、60質(zhì)量％的粒徑不到0.5mm的碳化硅粒子。另外、粒徑0.5mm以上的碳化硅的粒度分布同上述坯土Bl的情況一樣，粒徑不到0.5mm的碳化硅粒度分布同上述坯土A的情形相同。除改變碳化硅的粒度分布以外，和坯土A同樣地制造坯土E。碳化硅使用50質(zhì)量％的粒徑0.005~0.02mm的碳化硅粒子和50質(zhì)量°/。的粒徑不到O.OOlmm的碳化硅粒子混合的物質(zhì)。坯土B5坯土C坯土E成形體之形方法(搗錘成形振動沖壓成形、鑄造成形、油壓機(jī)成形)在長300mmx寬300mm中，制作厚度(成形厚度(mm))為表1和表2所示各個值的厚壁板狀的厚壁形狀或者板狀的成形體。成形體的體積密度(成形體體積密度、g/cm3)為表1和表2所示的各個值。體積密度是用阿基米德法測定的值。搗錘成形是在裝有在空氣中做振幅運(yùn)動的頭部中安裝15x15的頭部，在模型內(nèi)搗錘頭部打擊在各個條件下制成的坯土而成形。振動沖壓成形為在模具內(nèi)設(shè)置振動器而給予模具內(nèi)振動，通過振動投入的坯土而填充。鑄造成形是用乂卩夕少制的石膏制成石膏模型，將泥漿澆注到其中而成形。油壓機(jī)成形為實(shí)施單軸方向的成形。一次燒結(jié)體在2(TC干燥制成的各成形體10個小時。然后，將各成形體放在碳夾具上進(jìn)行燒成制造一次燒結(jié)體。燒成的條件為氮?dú)夥諊?、大氣壓下，?個小時從常溫升溫到IOO(TC，進(jìn)一步、氬氣的氛圍中、一定的壓力下，從1000。C升溫至1400。C。有關(guān)各成形體的燒成時的壓力以及從IOOO"C到1400。C的升溫時間以表1和表2所示的壓力和升溫時間為準(zhǔn)(1000~1400。C燒成條件)。Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體在制成的各個一次燒結(jié)體的表面上，只裝載由被燒成體的密度計(jì)算出的需要量的2倍量的粒徑為lmm~10mm粒狀的金屬硅，并使其接觸，氬氣的氛圍中、10hPa，從140(TC升溫3個小時到畫。C，在1600。C燒成5個小時制得Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體(實(shí)施例1~31、比較例1~16)。進(jìn)一步，對實(shí)施例4條件下的一次燒結(jié)體探討Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的燒成條件。實(shí)施例32中在制成的各個一次燒結(jié)體的表面上，裝載粒徑為lmm~10mm粒狀的金屬硅，其量只為從被燒結(jié)體的密度算出的需要量2倍的量，并使其接觸，在氬氣的氛圍中、lhPa下，1400。C燒成3個小時制得Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。實(shí)施例33是除了在1013hPa下實(shí)施實(shí)施例32的氛圍壓力外，在同樣的條件下制成樣品。實(shí)施例34是在制成的各個一次燒結(jié)體的表面上，裝載粒徑為lmm~10mm粒狀的金屬硅，其量只為從被燒結(jié)體的密度算出的需要量2倍的量，并使其接觸，在氬氣的氛圍中、1013hPa下,由1400。C升溫5個小時到1800°C,在1800。C燒成3個小時制得Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。實(shí)施例35是除了在lhPa下實(shí)施實(shí)施例34的氛圍壓力外，在同樣的條件下制成樣品。比較例17是在制成的各個一次燒結(jié)體的表面上，裝載粒徑為lmm~10mm粒狀的金屬硅，其量只為從被燒結(jié)體的密度算出的需要量2倍的量，并使其接觸，在氬氣的氛圍中、lhPa下，130(TC燒成3個小時制得Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。比較例18是除了在1013hPa下實(shí)施比較例17的氛圍壓力外，在同樣的條件下制成樣品。比較例19是在制成的各個一次燒結(jié)體的表面上，裝載粒徑為lmm~10mm粒狀的金屬硅，其量只為從被燒結(jié)體的密度算出的需要量2倍的量，并使其接觸，在氬氣的氛圍中、1013hPa下，由1400。C升溫6.5個小時到1900°C，在1900。C燒成3個小時制得Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。比較例20是除了在lhPa下實(shí)施比較例19的氛圍壓力外，在同樣的條件下制成樣品。由被燒成體的密度計(jì)算出的需要量是指由被燒成體混合的各原料的真比重和由混合比得知的混合物(被燒成體)的理論密度計(jì)算出來的值作為a,由被燒成體的尺寸和質(zhì)量計(jì)算出來的體積密度(g/cm3)作為b,從得到的a和b計(jì)算出氣孔的量，由金屬硅的密度算出的能進(jìn)入氣孔的金屬硅的量的值。具體地計(jì)算可以通過硅的需要量(質(zhì)量％)=(a-b)/(axb)x2.3xl00來算出。這里的2.3表示使用的金屬硅的密度。關(guān)于制成的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體可通過下述方法，評價表觀氣孔率(％)、Si含量(質(zhì)量％)、熱傳導(dǎo)率(W/(m'K))、彎曲強(qiáng)度(MPa)以及燒成后的開裂。作為燒結(jié)體特性的結(jié)果示于表1和表2中。表觀氣孔率表觀氣孔率是根據(jù)JISR2205用阿基米德法測定的。Si含量Si含量是用濕式化學(xué)分析測定的。熱傳導(dǎo)率熱傳導(dǎo)率是根據(jù)JISR1611用激光閃光法測定的。彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度是根據(jù)JISR1601用4點(diǎn)彎曲強(qiáng)度測定的。燒成后的開裂燒成后的開裂是用眼睛或者熒光探傷檢驗(yàn)觀察在Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體中發(fā)生的開裂的結(jié)果，產(chǎn)生3mm以上長度的開裂時為"x"，沒有開裂或者即使有也不到lmm的情形為"o"。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>從表1和表2可以看出，實(shí)施例1~35的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體由于含有粒徑為0.5mm6mm的碳化硅粒子，特別是硅的含量為5~40質(zhì)量％,因此，彎曲強(qiáng)度和燒成后開裂的評價結(jié)果良好。另外，由實(shí)施例7~9及實(shí)施例20-23可知即使加厚成形厚度，彎曲強(qiáng)度也能維持良好的數(shù)值，不產(chǎn)生燒成后的開裂。從實(shí)施例31和比較例16可以看出，從1000到1400。C的一次燒成的壓力即使降低到O.lhPa，彎曲強(qiáng)度和燒成后開裂的評價結(jié)果也4艮良好，但是如果脫離了適當(dāng)?shù)膲毫Ψ秶?，即使其他是在同樣的條件下，表觀氣孔率上升，產(chǎn)生開裂。進(jìn)一步，從實(shí)施例32~35中可以看出，在燒成溫度為1400。C到1800。C的范圍下，即使改變氛圍壓力也不會影響硅的含量，但是在比較例17~20中，如果脫離了適當(dāng)?shù)臏囟确秶词故窃谕瑯拥膲毫l件下，表觀氣孔率變高，產(chǎn)生開裂。另外，只要在含浸金屬硅的溫度范圍內(nèi)，如果能夠溶融金屬硅，與燒成時的升溫速度沒有關(guān)系。工業(yè)的利用可能性本發(fā)明的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體不僅能用于絕緣子、衛(wèi)生陶器、餐具、框架以及陶瓷管等陶瓷器和瓷磚等燒成用板架、半導(dǎo)體燒成用爐心管、輥道窯用滾筒熱交換體用管道、窯業(yè)制品燒成用板架等中，還可以用于厚壁形狀的回轉(zhuǎn)窯用提升器等需要強(qiáng)度和耐熱性、耐磨損性、耐腐蝕性等特性的部件中。權(quán)利要求1.一種Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，含有作為骨材的許多碳化硅SiC粒子和填充在所述碳化硅粒子間的空隙中的硅Si，其中，所述碳化硅粒子的最大粒徑為0.5mm～6mm，所述硅的含量為5～40質(zhì)量％，氣孔率為0～5％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，其為厚度為20~200mm的厚壁形狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，其中，粒徑0.5mm~6mm的所述碳化硅粒子的含量為碳化硅粒子全體的10~80質(zhì)量％。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，作為設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯的殼體里面的回轉(zhuǎn)窯用提升器使用。5.—種Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法，包括制造含有最大粒徑為o.5mm~6mm的碳化硅粒子的坯土的工序；成形所述坯土而形成成形體的工序；在惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、1000~1400。C加熱所述成形體得到一次燒結(jié)體的工序；在惰性氣體的氛圍下、1400~1800°C、與硅接觸的狀態(tài)下，加熱所述一次燒結(jié)體得到Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的工序。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法，其中，得到所述一次燒結(jié)體的工序是在惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、1000-1400匸加熱所述成形體2~30小時的工序。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法，其中，得到所述一次燒結(jié)體的工序?yàn)椋诠璧拇嬖谙?，惰性氣體的氛圍下、0.1~100hPa的壓力、在1000。C以上、不到1400。C的溫度下加熱所述成形體的工序，得到所述Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的工序是，從得到所述一次燒結(jié)體的工序起連續(xù)地升溫，在所述一次燒結(jié)體接觸硅的狀態(tài)下，惰性氣體的氛圍下、1400~1800。C加熱的工序。8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體的制造方法，其中，所述成形體的體積密度為1.65~2.7g/cm3。全文摘要本發(fā)明提供一種即使形成厚壁形狀也難于產(chǎn)生氧化劣化、破損等的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。一種Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體，含有作為骨材的許多碳化硅(SiC)粒子和作為粘合劑填充在上述碳化硅粒子間的空隙中的硅(Si)，其中，所述碳化硅粒子的最大粒徑為0.5mm～6mm，所述硅的含量為5～40質(zhì)量％，氣孔率為0～5％。優(yōu)選厚度為20～200mm的厚壁形狀的Si-SiC質(zhì)燒結(jié)體。文檔編號C04B35/565GK101172861SQ200710162290公開日2008年5月7日申請日期2007年10月9日優(yōu)先權(quán)日2006年10月11日發(fā)明者古宮山常夫,堀清一,山川治申請人:日本礙子株式會社;Ngk阿德列克株式會社