KR100435006B1 - Method for Manufacturing Homogeneous Preform of Reaction-Bonded Silicon Carbide Using the Powders of Multimodal Particle Size Distribution - Google Patents

Method for Manufacturing Homogeneous Preform of Reaction-Bonded Silicon Carbide Using the Powders of Multimodal Particle Size Distribution Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 입도 분포를 갖는 원료분말을 사용하여 구성 입자의 분리가 거의 없고 조대 입자간의 조기접촉에 의한 충전결함이 거의 발생하지 않는, 가압성형에 의한 반응소결 탄화규소 제조용 균일 충전구조의 프리폼을 얻는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a preform of a uniformly packed structure for the production of reaction sintered silicon carbide by press molding, which uses a raw material powder having a multiple particle size distribution, which hardly separates constituent particles and hardly causes filling defects due to coarse particles. It is about how to get.

본 발명에 따르면, 반응소결 탄화규소 세라믹스 부품의 사용 목적상 구성분말의 입자 크기 차이가 크거나 밀도 차가 큰 원료 분말을 사용하여야 하는 경우 보통의 과립 제조 방법과 가압 성형법에서 흔히 발생하는 구성분말 입자의 크기 및 밀도차에 의한 입자 분리 및 조대 입자 조기 접촉에 의한 충전결함 발생과 충전효율 감소를 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 이러한 효과에 의해, 본 발명의 프리폼을 사용하여 제조한 최종 소결체에서 충전 결함이 적고 잔류 규소의 양을 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, when the raw material powder having a large difference in particle size or a large density difference is used for the purpose of use of reaction-sintered silicon carbide ceramic components, Particle separation due to size and density difference and early generation of coarse particles can result in suppressing filling defects and reducing filling efficiency. By this effect, it is possible to obtain an effect of minimizing the amount of residual silicon and less filling defects in the final sintered body produced using the preform of the present invention.

Description

다중 입도 분포 분말로부터 반응소결 탄화규소 제조용 균일 프리폼의 제조 방법{Method for Manufacturing Homogeneous Preform of Reaction-Bonded Silicon Carbide Using the Powders of Multimodal Particle Size Distribution}Method for Manufacturing Homogeneous Preform of Reaction-Bonded Silicon Carbide Using the Powders of Multimodal Particle Size Distribution}

본 발명은 신소재로 표현되는 구조 세라믹스의 신공정 분야에 해당하는 기술이며 종래의 기술은 기계적인 방법(펠레타이징)으로 제조한 과립을 사용하여 가압성형하는 것이 보통이다.The present invention corresponds to a new process field of structural ceramics represented by a new material, and the conventional technique is usually press-molded using granules produced by a mechanical method (pelletizing).

일반적으로 세라믹스 부품을 제조할 때 소결성을 향상시키기 위하여 미세한 크기를 갖는 분말을 사용하지만, 고온에서 사용되는 소결 치구 또는 반응관 등과 같이 고온용 소재부품에서는 조대한 크기의 분말 입자를 분산시켜 내크립성 또는내열충격성을 증진시킨다. 조대한 크기의 분말을 첨가하면서도 높은 성형 밀도를 얻기 위하여 조대한 입자에 의하여 형성되는 공극을 그보다 작은 중간 크기 입자로 채우고, 중간 크기 입자에 의하여 형성된 공극을 그보다 작은 미세입자로 채우는 충전원리를 많이 사용한다 [Particle Packing Characteristics, R. M. German, pp. 147, Metal Powder Industries Federation, New Jersey].Generally, fine powders are used to improve sinterability when manufacturing ceramic parts.However, in high temperature material parts such as sintering jig or reaction tube used at high temperature, coarse powder particles are dispersed to make creep resistance. Or improve thermal shock resistance. In order to add coarse powder and obtain high molding density, the filling principle of filling the pores formed by the coarse particles with the smaller medium particles and filling the pores formed by the medium particles with the smaller fine particles is used a lot. [Particle Packing Characteristics, RM German, pp. 147, Metal Powder Industries Federation, New Jersey.

이러한 다중 입도 분포를 갖는 분말을 이용하여 공극 부피를 줄여 충전 밀도를 향상시키기 위한 선결 조건은 상기한 바와 같이 각 구성 분말이 전체적으로 균일하게 혼합된 상태를 유지하여야 가능하다.Prerequisites for improving the packing density by reducing the pore volume by using such a powder having a multi-particle size distribution can be maintained in a state in which each component powder is uniformly mixed as a whole.

혼합 균일도를 얻기 위하여 다양한 방법이 사용되지만 일반적으로 건식 혼합법이 흔히 사용된다. 즉, 입자 크기가 다른 여러 분말을 건식으로 혼합한 다음 여기에 고분자 결합제 용액을 소량 첨가하면서 기계적으로 응집과 분쇄를 반복하여 고분자 가교에 의하여 과립을 형성하는 방법이다.Various methods are used to achieve mixing uniformity, but dry mixing is commonly used. That is, a method of forming granules by polymer crosslinking by dry mixing various powders having different particle sizes and then repeatedly agglomeration and pulverizing mechanically while adding a small amount of the polymer binder solution thereto.

그러나, 이러한 방법은 유체역학적 부피가 큰 조대 분말의 부피 분율이 많아지면, 조대분말간의 조기 접촉을 방지하거나 조대 분말 입자간의 거리를 충분히 유지하여 가압성형 중에 조대 입자간의 마찰에 의한 충전 효율 감소를 억제하기에는 부족하다.However, this method prevents premature contact between the coarse powders or maintains a sufficient distance between the coarse powder particles when the volume fraction of the coarse powder having a large hydrodynamic volume increases, thereby suppressing the reduction of the filling efficiency due to friction between the coarse particles during press molding. Not enough to do

따라서, 본 발명의 목적은 물성향상 및 미세구조 제어를 위하여 반응소결 탄화규소 제조에 흔히 사용되는 다중 입도 분포 원료 분말로부터 균일한 충전구조를 갖는 높은 밀도의 프리폼을 제조하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to prepare a high density preform having a uniform packing structure from multiple particle size distribution raw material powders commonly used in reaction sintered silicon carbide production for improved physical properties and microstructure control.

도 1은 건식 혼합에 의하여 얻어진 다중 입도 분포 원료 분말을 가압성형하여 제조한 반응소결 탄화규소용 프리폼의 충전 구조를 보여주는 주사 전자 현미경 사진.1 is a scanning electron micrograph showing a packed structure of a preform for reaction sintered silicon carbide prepared by press molding a multi-particle size distribution raw material powder obtained by dry mixing.

도 2는 본 발명에서 제조한 과립을 가압성형하여 제조한 반응소결 탄화규소용 프리폼의 균일한 충전 구조를 보여주는 주사 전자 현미경 사진.Figure 2 is a scanning electron micrograph showing a uniform packing structure of the preform for reaction sintered silicon carbide prepared by pressing the granules prepared in the present invention.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 다중 입도 분포를 갖는 원료 분말을 사용하여 반응소결 탄화규소 제품을 구성 분말의 입경차에 의하여 발생하는 입자 분리 또는 조대 입자의 조기 접촉을 과립 형성 단계에서부터 억제하여 가압성형에 의하여 제조한 반응소결 탄화규소 프리폼의 입자 충전 구조를 균일하게 얻을 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 달성하게 되었다.The inventors of the present invention have repeatedly studied to achieve the above object, and as a result, using the raw powder having a multi-particle size distribution, granulates the early contact of the particle separation or coarse particles caused by the particle size difference of the powder sintered silicon carbide products The present invention was achieved by finding that the particle-filled structure of the reaction-sintered silicon carbide preform produced by the press molding by suppressing from the forming step can be obtained uniformly.

따라서, 본 발명은 습식 혼합 공정을 사용하여 조대 입자 간의 거리를 충분히 유지하면서도 나머지 구성 분말의 균일한 분포를 유지하는 과립을 형성하여 가압성형 공정에서 주된 충전결함인 조대 입자간의 조기 접촉에 의한 충전 효율 감소 및 충전 결함을 억제함으로써 입자 충전 구조가 균일한 프리폼을 제조하는 방법에 관한 것이다.Therefore, the present invention forms a granule that maintains a uniform distribution of the remaining constituent powder while maintaining a sufficient distance between the coarse particles by using a wet mixing process, thereby filling efficiency by early contact between coarse particles, which is the main filling defect in the press molding process. A method for producing preforms with uniform particle filling structure by suppressing reduction and filling defects.

본 발명의 균일 프리폼 제조 방법에 있어서는, 혼합 단계에서부터 분말입자 크기 차이에 따라 발생할 수 있는 구성 입자 분리 현상을 억제하여 균일한 과립을 제조하는 것이 중요하다.In the method for producing a uniform preform of the present invention, it is important to prepare uniform granules by suppressing constituent particle separation that may occur due to powder particle size differences from the mixing step.

일반적인 가압성형법으로 제조한 반응소결 탄화규소 프리폼에서 발생하는 충전 결함의 주원인은 조대분말의 불균일 분포와 이에 따른 미세분말의 충전효율 감소로 소결체의 잔류 규소가 상당히 많고, 특히 조대 입자간의 조기 접촉이 발생할 경우 소결체의 물성을 열화시키는 공정 결함으로 작용하는 경우가 흔히 발견된다.The main cause of filling defects in the reaction-sintered silicon carbide preforms manufactured by the general press molding method is that there is a large amount of residual silicon in the sintered body due to the nonuniform distribution of coarse powder and the decrease in the filling efficiency of the fine powder, and in particular, early contact between coarse particles occurs. It is often found to act as a process defect that degrades the physical properties of the sintered compact.

따라서, 본 발명에서는 입자 크기가 다른 다중 입도 분포를 갖는 원료분말과 탄소원으로 사용되는 페놀 수지를 알콜 용액에서 균일하게 혼합하고 이를 비용매인물에 적하하여 과립을 빠른 속도로 제조함으로써 습식 혼합 과정에서 얻어지는 균일도를 과립 상태에서도 얻을 수 있다.Therefore, in the present invention, a raw powder having a multi-particle size distribution having a different particle size and a phenol resin used as a carbon source are uniformly mixed in an alcohol solution and added to a non-solvent to prepare granules at high speed, thereby obtaining the wet mixing process. Uniformity can be obtained even in the granular state.

구체적으로, 입자분리 및 조대 입자 조기 접촉을 방지하기 위하여 본 발명에서는 페놀 수지의 알콜 용액에 분말을 분산시키고 이에 의해 생성된 슬러리를 70 내지 90℃의 물 또는 경화제를 첨가한 물에 적하하여 슬러리 내에서의 균일도를 그대로 유지하는 과립을 얻는다. 물에 떨어진 과립에 포함된 페놀은 알콜에는 용해되지만 물에는 용해되지 않기 때문에 알콜이 과립에서 용출되고 물이 과립으로 침투하면서 처음 물에 떨어뜨린 상태의 혼합도를 그대로 유지할 수 있다.Specifically, in order to prevent particle separation and early contact of coarse particles, in the present invention, the powder is dispersed in an alcohol solution of phenol resin, and the resulting slurry is added dropwise to 70-90 ° C. water or water to which a curing agent is added. Granules are obtained which retain their uniformity in. The phenol contained in the granules dropped into the water is soluble in alcohol but not in water, so that the alcohol is eluted from the granules and the water is penetrated into the granules, thereby maintaining the mixing degree of the first dropped in the water.

본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 제조된 균일한 과립을 사용하여 열간 가압성형함으로써 과립의 변형과 구성입자의 재배열을 촉진하여 균일한 성형체를 얻고, 이를 비활성 기체 분위기 또는 진공 하에서 탈지하여 탄화규소와 탄소로 구성된 균일한 반응소결 탄화규소 제조용 프리폼을 얻을 수 있다.According to the present invention, hot press molding using the uniform granules prepared as described above promotes deformation of the granules and rearrangement of the constituent particles to obtain a uniform molded body, which is degreased under an inert gas atmosphere or vacuum to obtain silicon carbide. A uniform reaction sintered silicon carbide production preform composed of and carbon can be obtained.

이와 같이, 본 발명은 다중 입도 분포를 갖는 원료분말을 사용하여 구성 입자의 분리가 거의 없고 조대 입자 간의 조기접촉에 의한 충전결함이 거의 발생하지 않는, 가압성형에 의한 반응소결 탄화규소 제조용 균일 충전구조의 프리폼을 얻는 방법에 관한 것이다.As described above, the present invention uses a raw material powder having a multi-particle size distribution, and there is almost no separation of the constituent particles and little filling defects due to premature contact between coarse particles. It is about how to get the preform.

구체적으로, 본 발명의 가압 성형에 의한 반응소결 탄화규소 제조용 균일 충전구조의 프리폼 제조 방법은Specifically, the preform manufacturing method of the uniformly packed structure for the reaction sintered silicon carbide production by pressure molding of the present invention

1) 다중 입도 분포를 갖는 원료 분말, 페놀 수지 및 알콜을 포함하는 균일 혼합물을 제공하는 단계,1) providing a homogeneous mixture comprising raw powder, phenol resin and alcohol with multiple particle size distribution,

2) 상기 혼합물을 물 또는 경화제를 포함하는 물에 적하하여 분말의 혼합 상태를 유지하면서 과립을 형성하는 단계,2) dropping the mixture into water or water containing a curing agent to form granules while maintaining the mixed state of the powder,

3) 여과 또는 침전에 의해 단계 2)의 혼합물로부터 과립을 분리하고 이를 세척하여 잔류 알콜을 제거하는 단계,3) separating the granules from the mixture of step 2) by filtration or precipitation and washing them to remove residual alcohol,

4) 단계 3)의 분리된 과립을 상온 내지 약 70℃의 온도에서 건조하여 과립에 포함된 액상매체를 제거하는 건조 단계,4) drying the separated granules of step 3) at room temperature to a temperature of about 70 ℃ to remove the liquid medium contained in the granules,

5) 단계 4)에서 얻어진 과립을 필요량 몰드에 넣고 80 내지 140℃의 온도에서 0.1 내지 50 MPa의 압력을 5 내지 60분간 가하여 균일한 충전구조를 갖는 성형체를 제조하는 단계 및5) putting the granules obtained in step 4) into the required amount mold and applying a pressure of 0.1 to 50 MPa at a temperature of 80 to 140 ° C. for 5 to 60 minutes to produce a molded article having a uniform packing structure; and

6) 5) 단계에서 얻어진 성형체를 비활성 기체 분위기 또는 진공 분위기에서 400 내지 1350℃에서 열처리하여 페놀 수지를 열분해하여 잔류 탄소를 얻고 잔류 탄소의 치밀화에 의하여 프리폼에 강도를 부여하는 단계6) thermally decomposing the molded product obtained in step 5) at 400 to 1350 ° C. in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere to obtain residual carbon and to give strength to the preform by densification of the residual carbon.

를 포함한다.It includes.

구체적으로, 단계 1)에서는 적정한 크기의 탄화규소 원료 분말을 적정한 분율로 평량하여 사용 목적에 따라 1 내지 20%의 페놀 수지를 첨가한 후 건식 볼 밀링을 한 다음 에틸 알콜이나 부틸 알콜을 첨가하고 강하게 교반하여 균일한 혼합물을 제조한다.Specifically, in step 1), the silicon carbide raw material powder of the appropriate size is weighed in an appropriate fraction, 1 to 20% of phenol resin is added according to the purpose of use, and then dry ball milling, followed by adding ethyl alcohol or butyl alcohol and strongly Stir to produce a homogeneous mixture.

단계 2)에서는 혼합된 슬러리를 물 또는 경화제를 포함하는 70 내지 90℃의 물에 적하하고 약 5 내지 30분간 강하게 교반하면서 안정된 과립을 형성시킨다. 이 때 슬러리에 사용된 알콜의 양에 대한 물의 양의 비가 높을수록 과립 형성이 용이하고 과립의 형태가 안정적이다.In step 2), the mixed slurry is added dropwise to water or water at 70 to 90 ° C. containing a curing agent, and stable granules are formed with vigorous stirring for about 5 to 30 minutes. At this time, the higher the ratio of the amount of water to the amount of alcohol used in the slurry, the easier the formation of granules and the more stable the shape of the granules.

이때 물의 온도는 약 70 내지 90℃ 정도가 적당하며 강한 교반을 약 10분간 지속해 주는 것이 액적 내의 알콜을 물과 치환하는 속도를 빠르게 해 주면서 과립 형태를 유지하는데 도움이 된다. 과립의 형성을 촉진하기 위하여 물에 경화제를 첨가하면 과립 형성이 더욱 용이하다.At this time, the temperature of the water is about 70 to 90 ℃ is suitable and maintaining a strong stirring for about 10 minutes to help maintain the granule form while speeding up the speed of replacing the alcohol in the droplets with water. Adding a curing agent to water to promote the formation of granules makes granule formation easier.

단계 3)에서는 과립을 분리하는 공정으로 여과나 침전 후에 분리할 수 있으며, 분리 후에 다시 새로운 물을 첨가하여 과립에 잔류하는 알콜을 최대한 제거하는 것이 건조과정에서 과립의 형상 변화 또는 과립간 결합을 막는데 도움이 된다. 대체로 2 내지 3회 정도 물을 교반이 가능한 상태까지 첨가하고 강하게 교반한 후 여과하는 과정을 반복하는 것이 바람직하다.In step 3), the granules can be separated after filtration or precipitation, and after the separation, new water is added to remove the alcohol remaining in the granules as much as possible to prevent changes in the shape of the granules or the intergranular bonds during drying. It helps. In general, it is preferable to repeat the process of adding water to the state capable of stirring about 2 to 3 times, stirring vigorously, and then filtering.

단계 4)에서는 분리된 과립을 상온 건조하거나 70℃ 이하에서 건조하여 액상매체를 완전히 제거한다.In step 4), the separated granules are dried at room temperature or dried at 70 ° C. or lower to completely remove the liquid medium.

단계 5)에서는 몰드에 필요한 양의 과립을 채우고 80 내지 140℃의 온도에서 0.1 내지 50 MPa의 압력을 5 내지 60분간 가하여 균일한 충전구조를 갖는 성형체를 얻는 단계이다.In step 5), the mold is filled with the required amount of granules and subjected to a pressure of 0.1 to 50 MPa at a temperature of 80 to 140 ° C. for 5 to 60 minutes to obtain a molded article having a uniform filling structure.

단계 6)에서는 단계 5)에서 얻어진 성형체를 비활성 기체 분위기 또는 진공 분위기 하에서 400 내지 1350℃에서 열처리하여 페놀 수지를 열분해하여 잔류 탄소를 얻고 잔류 탄소의 치밀화에 의하여 프리폼에 강도를 부여하는 단계이다. 이 때 제품의 크기 또는 후속 가공의 필요성에 따라 열처리 온도를 상승시키면 잔류 탄소의 치밀화가 진행되면서 프리폼의 강도가 증가한다.In step 6), the molded body obtained in step 5) is heat-treated at 400 to 1350 ° C. under an inert gas atmosphere or vacuum atmosphere to pyrolyze the phenol resin to obtain residual carbon, and to give strength to the preform by densification of the residual carbon. At this time, if the heat treatment temperature is increased according to the size of the product or the necessity of further processing, the strength of the preform increases as the densification of residual carbon proceeds.

하기 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 단지 예시하고 한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. These examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

<실시예 1><Example 1>

반응소결 탄화규소 제조를 위한 탄화규소/탄소 원심성형체를 제조할 경우 페놀 수지와 같은 열경화성 수지는 비활성 분위기 또는 진공 분위기에서 열분해하여 탄소의 원료로서 우수한 특성을 제공한다.In the production of silicon carbide / carbon centrifugal bodies for the production of reaction-sintered silicon carbide, thermosetting resins such as phenol resins are thermally decomposed in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere to provide excellent properties as carbon raw materials.

본 발명에서는 입자 크기가 350, 60 및 8 미크론인 탄화규소 분말(일본 Showa Denko, GC)을 하기 표 1의 조성과 같이 혼합하여 다중 입도 분포 탄화규소 원료 분말로 사용하였다.In the present invention, silicon carbide powders (Japan Showa Denko, GC) having particle sizes of 350, 60 and 8 microns were mixed as shown in the following Table 1 and used as a multi-particle size distribution silicon carbide raw material powder.

평균 입경 350, 60 및 8 미크론의 탄화규소 분말을 상이한 중량비로 칭량하고 볼밀에서 2 시간 동안 건식 혼합하였다. 분말 중량의 5%에 해당하는 페놀 수지(코오롱 유화, KNG 100)를 부틸 알콜에 용해한 용액에 상기 혼합 분말 100 g을 첨가하고 상온에서 30분간 습식 혼합하였다.Silicon carbide powders with average particle diameters of 350, 60 and 8 microns were weighed in different weight ratios and dry mixed in a ball mill for 2 hours. 100 g of the mixed powder was added to a solution in which a phenol resin (Kolon Emulsification, KNG 100) corresponding to 5% of the weight of the powder was dissolved in butyl alcohol, and wet mixed at room temperature for 30 minutes.

경화제(헥사메틸렌아민)를 첨가한 약 85℃의 수용액에 상기 습식 혼합된 혼합물을 적하하여 강한 교반과 함께 10분 유지하고 이를 상온까지 냉각한 후 물을 사용하여 여과와 세척을 3회 반복하였다. 여과된 과립을 70oC에서 10 시간 건조하여 가압성형용 과립으로 준비하였다.The wet-mixed mixture was added dropwise to an aqueous solution of about 85 ° C. to which a curing agent (hexamethyleneamine) was added and maintained for 10 minutes with strong stirring. After cooling to room temperature, filtration and washing were repeated three times using water. The filtered granules were dried at 70 ° C. for 10 hours to prepare granules for press molding.

과립은 120oC에서 약 10 MPa의 압력을 40분간 가하여 50 X 25 X 7 mm의 크기로 열간 가압성형하였다. 이 성형체를 건조기에서 100℃로 12시간 유지하여 페놀 수지의 완전한 경화를 유도하였으며, 진공 하에서 1200℃, 1시간 열처리하여 반응소결 탄화규소 제조용 프리폼을 제조하였다.The granules were hot pressed to a size of 50 × 25 × 7 mm with a pressure of about 10 MPa at 120 ° C. for 40 minutes. The molded body was kept at 100 ° C. for 12 hours in a dryer to induce complete curing of the phenol resin, and a preform for producing reaction sintered silicon carbide was prepared by heat treatment at 1200 ° C. for 1 hour under vacuum.

가압성형체의 성형 밀도는 원료 분말 조성에 따라 하기 표 1과 같이 2.13 내지 2.33 g/cm3범위를 얻었다. 이때, 종래의 기술, 즉 단순 건식 혼합법을 사용하여 동일 조성에 대해 시행하였을 경우 본 발명에 의한 방법에 비해 최소 5%에서 최대 10%의 낮은 성형밀도를 얻었다.Molding density of the press-formed product obtained a range of 2.13 to 2.33 g / cm 3 as shown in Table 1 according to the raw material powder composition. At this time, when the same technique using the conventional technique, that is, a simple dry mixing method, a molding density of 5% to 10% lower than the method according to the present invention was obtained.

도 1은 종래 기술의 건식 혼합에 의하여 얻어진 다중 입도 분포 원료 분말을 가압성형하여 제조한 반응소결 탄화규소용 프리폼의 충전 구조를 보여주는 주사 전자 현미경 사진이다.1 is a scanning electron micrograph showing a packed structure of a preform for reaction sintered silicon carbide prepared by press molding a multi-particle size distribution raw material powder obtained by dry mixing of the prior art.

이에 비하여, 도 2는 본 발명에서 하기 표 1의 7번 조성을 사용하여 제조한 과립을 가압성형하여 제조한 반응소결 탄화규소용 프리폼의 균일한 충전 구조를 보여주는 주사 전자 현미경 사진으로서, 본 발명에 의해 제조된 프리폼이 종래 기술에 의해 제조된 프리폼보다 균일한 충전 구조를 보인다는 것을 알 수 있다.In contrast, FIG. 2 is a scanning electron micrograph showing a uniform packing structure of a preform for reaction sintered silicon carbide prepared by press molding granules prepared using the composition of Table 7 in the present invention. It can be seen that the prepared preforms show a more uniform filling structure than the preforms prepared by the prior art.

탄화규소 원료분말의 조성에 따른 열간 가압성형체의 성형밀도Forming Density of Hot Pressed Molded Body According to Composition of Silicon Carbide Powder 시편 번호Psalm Number 탄화규소 분말의 원료 조성 (wt%)Raw Material Composition of Silicon Carbide Powder (wt%) 성형 밀도(g/cm3)Molding Density (g / cm 3 ) 평균 입경350 미크론Average particle size350 microns 평균 입경60 미크론Average particle size60 micron 평균 입경8 미크론Average particle size 8 micron 1One 6565 2525 1010 2.132.13 22 6161 3030 99 2.182.18 33 7070 2222 88 2.112.11 44 6262 2323 1515 2.272.27 55 5555 3030 1515 2.272.27 66 5555 2525 2020 2.332.33 77 6060 1515 2525 2.332.33

본 발명에 따르면, 반응소결 탄화규소 세라믹스 부품의 사용 목적상 구성분말의 입자 크기 차이가 크거나 밀도 차가 큰 원료 분말을 사용하여야 하는 경우 보통의 과립 제조 방법과 가압 성형법에서 흔히 발생하는 구성분말 입자의 크기 및 밀도차에 의한 입자 분리 및 조대 입자 조기 접촉에 의한 충전결함 발생과 충전효율 감소를 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 이러한 효과에 의해, 본 발명의 프리폼을 사용하여 제조한 최종 소결체에서 충전 결함이 적고, 상온 및 고온 강도를 저하시키는 잔류 규소의 양을 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, when the raw material powder having a large difference in particle size or a large density difference is used for the purpose of use of reaction-sintered silicon carbide ceramic components, Particle separation due to size and density difference and early generation of coarse particles can result in suppressing filling defects and reducing filling efficiency. By this effect, in the final sintered body manufactured using the preform of the present invention, it is possible to obtain an effect of minimizing the amount of residual silicon, which has less filling defects and lowers the room temperature and the high temperature strength.

Claims (3)

1) 다중 입도 분포를 갖는 탄화규소 원료 분말, 원료 분말 중량의 1 내지 20%의 페놀 수지 및 알콜을 포함하는 균일 혼합물을 제공하는 단계,1) providing a homogeneous mixture comprising silicon carbide raw material powder having a multiple particle size distribution, 1 to 20% of the weight of the raw material powder and an alcohol, 2) 상기 혼합물을 물 또는 경화제를 포함하는 물에 적하하고 교반하면서 균일한 과립을 형성하는 단계,2) dropping the mixture into water or water containing a curing agent and forming uniform granules while stirring, 3) 여과 또는 침전에 의해 단계 2)의 혼합물로부터 과립을 분리하고 이를 세척하여 잔류 알콜을 제거하는 단계,3) separating the granules from the mixture of step 2) by filtration or precipitation and washing them to remove residual alcohol, 4) 단계 3)의 분리된 과립을 건조하여 과립에 포함된 액상 매체를 제거하는 건조 단계,4) a drying step of drying the separated granules of step 3) to remove the liquid medium contained in the granules, 5) 단계 4)에서 얻어진 과립을 몰드에 충전하고, 가열하면서 0.1 내지 50 MPa의 압력을 가하여 균일한 충전구조를 갖는 성형체를 제조하는 단계 및5) filling the mold obtained in step 4) into a mold, and applying a pressure of 0.1 to 50 MPa while heating to prepare a molded article having a uniform packing structure, and 6) 단계 5)에서 얻어진 성형체를 비활성 기체 분위기 또는 진공 하에 열처리하여 페놀 수지를 열분해하여 잔류 탄소를 얻고 잔류 탄소의 치밀화에 의하여 프리폼에 강도를 부여하는 단계6) heat-treating the molded product obtained in step 5) under an inert gas atmosphere or vacuum to pyrolyze the phenol resin to obtain residual carbon and to give strength to the preform by densification of the residual carbon. 를 포함하는, 가압성형에 의한 반응소결 탄화규소 제조용 균일 충전구조의 프리폼 제조 방법.A preform manufacturing method of a uniform filling structure for reaction sintered silicon carbide production by pressure molding comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서, 단계 2)의 물의 온도가 70 내지 90℃인 방법.The method of claim 1 wherein the temperature of the water of step 2) is from 70 to 90 ° C.
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