Si-SiC类复合结构体的制造方法与流程

si-sic类复合结构体的制造方法
技术领域
1.本发明涉及si-sic类复合结构体的制造方法。


背景技术：

2.si-sic类复合材料具有优异的导热率，期待将其用于各种工业产品。作为这种由si-sic类复合材料形成的结构体(以下设为si-sic类复合结构体。)的制造方法，例如提出了如下技术方案：在使得含有si的含浸金属供给体与含有sic的被含浸体接触的状态下，以1200℃以上1600℃以下的温度进行加热，使得含有si的熔融金属含浸于被含浸体(参照专利文献1)。
3.期望将这种si-sic类复合结构体制造成符合用途的适当形状。si-sic类复合结构体的形状取决于被含浸体的形状，因此，在具有各种形状的被含浸体与含浸金属供给体接触的状态下以上述方式进行加热。于是，因被含浸体的自重以及/或者来自含浸金属供给体的载荷使得被含浸体变形，有时无法制造具有期望的形状的si-sic类复合结构体。
4.专利文献1：国际公开第2011/145387号


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于，提供能够抑制成型体的变形、且能够制造具有期望的形状的si-sic类复合结构体的si-sic类复合结构体的制造方法。
6.本发明的实施方式所涉及的si-sic类复合结构体的制造方法包含以下工序：在使含有sic的成型体与用于抑制所述成型体的变形的变形抑制部件接触，并且使含有si的供给体与所述成型体接触的状态下，对所述供给体进行加热而使含有si的熔融金属含浸于所述成型体。
7.在1个实施方式中，上述变形抑制部件是具有沿着上述成型体的外形的支承面的支承台，在上述成型体配置于上述支承台的状态下，使上述熔融金属含浸于该成型体。
8.在1个实施方式中，在上述成型体配置于上述支承台的状态下，上述支承面将上述成型体的外表面中的30％以上覆盖。
9.在1个实施方式中，上述成型体具有圆筒形状。
10.在1个实施方式中，以上述成型体的轴线与水平方向平行的方式将上述成型体配置于上述支承台。
11.在1个实施方式中，上述支承面具有圆弧形状。上述支承面的曲率半径为上述成型体的外径的1/2以上、且为上述成型体的外径的1/2+0.3mm以下。
12.在1个实施方式中，上述供给体配置于上述成型体的内侧。
13.在1个实施方式中，在上述支承面设置有涂敷层。
14.在1个实施方式中，在上述支承面设置有槽。在上述成型体配置于上述支承台的状态下，所述槽在上述成型体与上述支承台之间形成间隙。
15.在1个实施方式中，上述支承台具备：第一台，其具有第一面；以及第二台，其具有
第二面。上述成型体配置于所述第一台以及所述第二台。所述第一面以及所述第二面在上述成型体配置于所述第一台以及所述第二台的状态下作为所述支承面而发挥功能。
16.在1个实施方式中，上述变形抑制部件具有：第一接触部，其与上述成型体接触；以及第二接触部，其位于在与上述成型体的长度方向正交的方向上与第一接触部分离的位置，且与上述所述成型体接触。
17.在1个实施方式中，上述变形抑制部件能够抑制多个所述成型体的变形，多个成型体在与成型体的长度方向正交的方向上排列、且彼此接触。上述变形抑制部件具有：第一接触部，其与多个成型体中的位于一端的成型体接触；以及第二接触部，其相对于多个成型体位于第一接触部的相反侧，且与多个成型体中的位于另一端的成型体接触。
18.在1个实施方式中，上述第一接触部以及上述第二接触部在水平方向上与上述成型体接触。
19.在1个实施方式中，上述变形抑制部件还具有在铅锤方向上与上述成型体接触的第三接触部。
20.在1个实施方式中，上述变形抑制部件含有选自碳、氮化硼、氧化铝或者铂的至少1种材料。
21.在1个实施方式中，上述成型体具有蜂窝结构。
22.发明效果
23.根据本发明的实施方式，能够制造能抑制成型体的变形、且具有期望的形状的si-sic类复合结构体。
附图说明
24.图1是用于对本发明的1个实施方式所涉及的si-sic类复合结构体的制造方法进行说明的概要立体图。
25.图2是本发明的1个实施方式所涉及的支承台的主视图。
26.图3是本发明的其他实施方式所涉及的支承台的主视图。
27.图4是本发明的又一其他实施方式所涉及的支承台的主视图。
28.图5(a)是本发明的又一其他实施方式所涉及的支承台的主视图。图5(b)示出了图5(a)所示的支承台由第一台以及第二台构成的方式。图5(c)示出了图5(a)所示的支承台具有槽的方式。
29.图6(a)是本发明的又一其他实施方式所涉及的支承台的主视图。图6(b)示出了图6(a)所示的支承台构成为包括第一台以及第二台的方式。图6(c)示出了图6(a)所示的支承台具有槽的方式。
30.图7是本发明的1个实施方式所涉及的蜂窝成型体的主视图。
31.图8示出了本发明的1个实施方式所涉及的收容容器收容有成型体的状态。
32.图9示出了本发明的其他实施方式所涉及的收容容器收容有成型体的状态。
33.图10示出了本发明的又一其他实施方式所涉及的收容容器收容有多个成型体的状态。
34.图11示出了本发明的1个实施方式所涉及的由夹持件夹持成型体的状态。
35.图12示出了本发明的1个实施方式所涉及的插入夹具插入于成型体的状态。
36.图13示出了本发明的其他实施方式所涉及的插入夹具插入于成型体的状态。
37.图14示出了本发明的又一其他实施方式所涉及的插入夹具插入于成型体的状态。
38.图15示出了本发明的又一其他实施方式所涉及的插入夹具插入于成型体的状态。
39.图16示出了本发明的又一其他实施方式所涉及的插入夹具插入于成型体的状态。
40.图17(a)示出了本发明的1个实施方式所涉及的由支承件支承成型体的状态。图17(b)是图17(a)所示的支承件的侧视图。
41.附图标记说明
[0042]1…
成型体；1a
…
蜂窝成型体；2
…
支承台；2a
…
第一台；2b
…
第二台；3
…
供给体；4
…
收容容器；5
…
插入夹具；6
…
支承件；7
…
夹持件。
具体实施方式
[0043]
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式。
[0044]
a.si-sic类复合结构体的制造方法的概要
[0045]
图1是用于对本发明的1个实施方式所涉及的si-sic类复合结构体的制造方法进行说明的概略立体图；图2是本发明的1个实施方式所涉及的支承台的主视图。
[0046]
本发明的1个实施方式所涉及的si-sic类复合结构体的制造方法包含如下工序(含浸工序)：使含有sic的成型体1与用于抑制成型体的变形的变形抑制部件接触，并且，在使含有si的供给体3与成型体1接触的状态下对供给体3进行加热而使含有si的熔融金属含浸于成型体1。
[0047]
根据这种方法，由于成型体与变形抑制部件接触，因此，即使对供给体进行加热而使熔融金属含浸于成型体，也能够抑制成型体变形。因此，能够制造具有期望的形状的si-sic类复合结构体。
[0048]
在1个实施方式中，变形抑制部件是具有沿着成型体1的外形的支承面21的支承台2。在该情况下，在成型体1配置于支承台2的状态下，使含有si的熔融金属含浸于成型体1。在成型体配置于支承台2的状态下，支承面沿着外形对成型体进行支承，因此，在含浸工序中，能够稳定地抑制成型体变形。
[0049]
在成型体1配置于支承台2的状态下，优选支承面21将成型体1的外表面中的30％以上覆盖，进一步优选将40％以上覆盖。若支承面这样将成型体的外表面覆盖，则能够稳定地抑制含浸工序中的成型体的变形。另外，支承面21覆盖的成型体1的外表面的范围的上限例如为100％以下，优选为80％以下，进一步优选为50％以下。若支承面覆盖的成型体的外表面的比例为50％以下，则能够顺畅地将成型体配置于支承台。此外，在成型体1配置于支承台2的状态下，将成型体1的外表面覆盖的支承面21与成型体1的外表面接触，更具体而言，与成型体1的外表面的上述范围接触。
[0050]
支承面21可以形成为其整体将成型体1覆盖，也可以包括未将成型体1覆盖的部分。换言之，支承面21可以是其整体与成型体1接触，也可以包括不与成型体1接触的部分。
[0051]
作为成型体1，可以根据si-sic类复合结构体的用途而采用任意适当的形状。作为成型体的形状，例如能举出沿规定方向延伸的柱状，具体而言，能举出圆柱形状、椭圆柱形状、棱柱形状。另外，成型体可以在与轴线方向(长度方向)正交的方向的截面中在其中心部
具有中空区域。即，成型体例如可以为筒状(具体而言，为圆筒形状、椭圆筒形状、方筒形状)。
[0052]
在1个实施方式中，成型体1具有圆筒形状。在该情况下，支承台2具有的支承面21是具有圆弧形状的圆弧面22。圆弧面22从支承台2的上表面朝向下方大致以c字状凹陷。在成型体1配置于支承台2的状态下，圆弧面22(支承面21)沿着成型体1的外周面，代表性地，将成型体1的外周面中的上述范围覆盖。
[0053]
圆弧面22的曲率半径例如为具有圆筒形状的成型体1的外径的1/2以上，优选为成型体1的外径的1/2+0.03mm以上，例如为成型体1的外径的1/2+0.3mm以下，优选为成型体1的外径的1/2+0.15mm以下。若圆弧面的曲率半径为上述下限值以上，则能够顺畅地将成型体配置于支承台，通过与成型体接触而能够抑制圆弧面的端部破损。若圆弧面的曲率半径为上述上限值以下，则在成型体配置于支承台的状态下，支承面能够稳定地对成型体进行支承。
[0054]
在1个实施方式中，成型体1相对于支承台2配置于铅锤方向的上侧。根据这种方法，在含浸工序中，支承台能够更稳定地对成型体进行支承。另外，在成型体1具有沿规定方向延伸的柱状或者筒状(代表性地为圆筒形状)的情况下，优选地，成型体1以成型体1的轴线与水平方向平行的方式配置于支承台2。由此，在统一对含浸工序提供多个成型体的情况下，能够实现成型体的填充效率的提高，并能够实现si-sic类复合结构体的制造效率的提高。
[0055]
如图1所示，代表性地，支承面21在规定方向(图1中为支承台的宽度方向)上遍及整个支承台2地延伸。另外，可以在1个支承面21配置多个成型体1。支承面21的延伸方向(轴线方向)的尺寸相对于成型体1的轴线方向的尺寸例如为0.8倍以上，优选为1.1倍以上。若支承面的长度方向的尺寸为上述下限值以上，则能够更进一步稳定地对成型体进行支承。
[0056]
特别地，若支承面相对于成型体具有2.1倍以上的长度，则能够在1个支承面配置多个成型体。在图1中，1个支承面21对多个(2个)成型体1进行支承，多个(2个)成型体1在支承面21的延伸方向上隔开微小的间隔而排列。
[0057]
另外，支承台2可以具有多个支承面21。在该情况下，多个支承面21与支承面21的延伸方向交叉(优选为正交的方向)地彼此隔开间隔而配置。由此，在含浸工序中，能够实现多个成型体的填充效率的进一步提高。
[0058]
在含浸工序中，只要支承台2能够以上述方式对成型体1进行支承即可，其结构并未特别限制。图3是其他实施方式所涉及的支承台(具有第一台以及第二台的方式)的主视图；图4是又一其他实施方式所涉及的支承台(支承面具有槽的方式)的主视图。
[0059]
图3所示的支承台2具有：第一台2a，其具有第一面21a；以及第二台2b，其具有第二面21b。在含浸工序中，成型体1配置于第一台2a及第二台2b。第一面21a及第二台2b在成型体1配置于第一台2a及第二台2b的状态下作为上述支承面21(圆弧面22)而发挥功能。根据这种结构，也能够在含浸工序中抑制成型体变形，能够制造具有期望的形状的si-sic类复合结构体。另外，若是这种结构，则在只有第一台2a以及第二台2b的任一方破损的情况下可以仅更换破损的台，因此能够降低运营成本。
[0060]
如图4所示，可以在支承面21(圆弧面22)设置槽25。槽25在成型体1配置于支承台2的状态下在成型体1与支承台2之间形成间隙。因此，能够借助间隙而顺畅地将含浸工序中
有可能产生的气体排出。其结果，能够实现成型体的脱脂效率的提高。优选地，槽25在支承面21设置有多个。在图示例子中，槽25在支承面21(圆弧面22)的周向上彼此隔开间隔地设置有多个。关于这种结构，在成型体1配置于支承台2的状态下，支承面21中的未形成槽25的部分与成型体1的外表面接触。
[0061]
另外，支承面21可以根据成型体1的形状而采用任意适当的形状。在成型体1具有椭圆状的截面的情况下，如图5(a)所示，支承面21是具有椭圆形状的椭圆面23。另外，可以如图5(b)所示，具有椭圆面23的支承台2如上述那样由第一台2a以及第二台2b构成，也可以如图5(c)所示，在椭圆面23上如上述那样设置槽25。
[0062]
另外，在成型体1具有多边形的截面的情况下，如图6(a)所示，支承面21可以由多个平坦面构成。平坦面的数量可以根据成型体的形状而任意地设定。另外，还可以如图6(b)所示，如上述那样由第一台2a以及第二台2b构成具有由多个平坦面构成的支承面21的支承台2，也可以如图6(c)所示，在由多个平坦面构成的支承面21如上述那样设置槽25。
[0063]
在1个实施方式中，支承面21的一端部(第一接触部的一例)与另一端部(第二接触部的一例)在与成型体1的长度方向正交的水平方向上夹持成型体1并与成型体1接触。由此，在含浸工序中，能够抑制成型体1在水平方向上扩展。
[0064]
关于上述变形抑制部件，只要在含浸工序中能够抑制成型体1的变形即可，其结构并不限定于支承台2。
[0065]
如图8～图10所示，变形抑制部件可以是能够对成型体进行收容的收容容器4。如图8所示，收容容器4具备：作为第一接触部的一例的第一侧壁41；以及作为第二接触部的一例的第二侧壁42。在收容容器4收容有成型体1的状态下，第一侧壁41与成型体1接触。在收容容器4收容有成型体1的状态下，第二侧壁42位于在与成型体1的长度方向正交的方向上与第一侧壁41分离的位置，且与成型体1接触。在1个实施方式中，第一侧壁41以及第二侧壁42沿铅锤方向延伸，且在水平方向上与成型体1接触。由此，在含浸工序中，能够抑制成型体在与长度方向正交的方向(代表性地为水平方向)上扩展。在1个实施方式中，收容容器4还具有作为第三接触部的一例的底壁43。底壁43相对于收容于收容容器4的成型体1而位于下方，且在铅锤方向上与成型体1接触。因此，能够抑制含浸工序中的成型体在铅锤方向扩展。代表性地，底壁43沿水平方向延伸，且将第一侧壁41的下端部与第二侧壁42的下端部连结。因此，图8所示的收容容器4具有朝向上方敞开的凹形，且在3处部位与1个成型体1接触。
[0066]
如图9所示，收容容器4相对于成型体1的接触部位的个数可以为3个以上。在1个实施方式中，收容容器4在第一侧壁41、第二侧壁42以及底壁43的基础上还具有2个连结壁44、45。在收容容器4收容有成型体1的状态下，2个连结壁44、45与成型体1接触。代表性地，连结壁44、45分别以与铅锤方向以及水平方向这两个方向交叉的方式延伸。连结壁44将第一侧壁41的下端部与底壁43的宽度方向的一端部连结。连结壁45将第二侧壁42的下端部与底壁43的宽度方向的另一端部连结。
[0067]
如图10所示，在1个实施方式中，收容容器4能够对在与成型体1的长度方向正交的方向(代表性地为水平方向)上排列的多个成型体1进行收容。多个成型体1在收容于收容容器4的状态下彼此接触。在该情况下，第一侧壁41与多个成型体1中的、位于成型体排列的方向的一端的成型体1接触。第二侧壁42相对于多个成型体1而位于第一侧壁41的相反侧。第二侧壁42与多个成型体1中的、位于成型体排列的方向的另一端的成型体1接触。代表性地，
第一侧壁41以及第二侧壁42分别在水平方向上与对应的成型体1接触。代表性地，底壁43相对于收容于收容容器4的多个成型体1而位于下方，且在铅锤方向上统一与多个成型体1接触。由此，收容容器4在含浸工序中能够统一抑制多个成型体1的变形。
[0068]
上述收容容器4的第一侧壁41以及第二侧壁42连结而能够对成型体1进行收容，如图11所示，变形抑制部件也可以是作为分体结构而具备第一侧壁41以及第二侧壁42的夹持件7。夹持件7能够利用第一侧壁41以及第二侧壁42在与长度方向正交的方向(代表性地为水平方向)上夹持成型体1。由此也能够抑制含浸工序中成型体变形。
[0069]
在成型体1为筒状(具体而言，为圆筒形状、椭圆筒形状、方筒形状)的情况下，如图12～图16所示，变形抑制部件可以是插入于成型体1的内部空间的插入夹具5。关于图12所示的插入夹具51，在插入于成型体1的状态下，插入夹具51的整个外表面(外周面)与成型体1的内表面(内周面)接触。也可以如图13所示，在插入夹具51的外表面设置槽51a。槽51a在插入夹具51插入于成型体1的状态下在插入夹具51与成型体1之间形成间隙。因此，能够借助间隙而顺畅地将有可能在含浸工序中产生的气体排出。优选地，槽51a在插入夹具51的外表面隔开规定的间隔而设置有多个。另外，也可以如图14所示，插入夹具51在与长度方向正交的方向的截面中在其中心部具有中空区域。另外，若插入夹具5至少在2处部位以上与成型体1的内表面(内周面)接触，则能够抑制含浸工序中成型体1变形。如图15所示，插入夹具52在插入于成型体1的状态下在2处部位与成型体1的内表面(内周面)接触。代表性地，从成型体的长度方向观察，插入夹具52具有近似i字形状。另外，如图16所示，插入夹具53在插入于成型体1的状态下在3处部位与成型体1的内表面(内周面)接触。代表性地，从成型体的长度方向观察，插入夹具53具有近似v字形状。
[0070]
另外，在成型体1为筒状(具体而言，为圆筒形状、椭圆筒形状、方筒形状)的情况下，如图17所示，变形抑制部件可以是以卡挂的方式对成型体进行支承的支承件6。支承件6具备：作为第一接触部的一例的钩部61；以及作为第二接触部的一例的支承板62。代表性地，钩部61具有侧视时的近似l字形状，并在从支承板62连续地朝向上方延伸之后弯曲地沿水平方向延伸。代表性地，支承板62具有沿水平方向延伸的平板形状。在支承件6对成型体1进行支承的状态下，钩部61的沿水平方向延伸的部分插入于成型体1的内部空间，且在铅锤方向上与成型体1的内表面(内周面)接触。在支承件6对成型体1进行支承的状态下，支承板62位于在铅锤方向上与钩部61的沿水平方向延伸的部分分离的位置，且在铅锤方向上与成型体1的外表面(外周面)接触。由此也能够抑制含浸工序中的成型体的变形。
[0071]
以下，在对si-sic类复合结构体的制造方法所涉及的成型体、供给体以及支承台进行详细说明之后对含浸工序进行详细说明。
[0072]
b.成型体
[0073]
成型体是在含浸工序中使得含有si的熔融金属含浸的被含浸体。如上所述，成型体含有sic作为主成分。此外，在本说明书中，例如“sic”之类的标记不仅包括纯粹的sic，还包括含有不可避免的杂质的sic。除了sic以外，成型体的构成材料还可以含有al以及/或者si。成型体中的sic的含有比例例如为50质量％以上，优选为85质量％以上，例如为100质量％以下，优选为95质量％以下。
[0074]
在1个实施方式中，如图7所示，成型体1是具有蜂窝结构的蜂窝成型体1a。在成型体是蜂窝成型体的情况下，si-sic类复合结构体可以是蜂窝结构体。蜂窝成型体1a具有多
个隔室14。隔室14在蜂窝成型体1a的轴线方向(长度方向)上从蜂窝成型体1a的第一端面延伸至第二端面。隔室14在蜂窝成型体1a的与轴线方向正交的方向的截面中具有任意适当的形状。作为隔室的截面形状，例如能举出三角形、四边形、五边形、六边形以上的多边形。隔室的截面形状以及尺寸可以全部都相同，也可以至少一部分不同。
[0075]
蜂窝成型体1a具有圆柱形状，且在其中心部具有中空区域。可以根据目的而适当地设定蜂窝成型体的外径。蜂窝成型体的外径例如可以为20mm～200mm，另外，例如可以为30mm～100mm。此外，在蜂窝成型体的截面形状并非圆形的情况下，可以将与蜂窝成型体的截面形状(例如多边形)内切的最大内切圆的直径设为蜂窝结构体的外径。可以根据目的而适当地设定蜂窝成型体的长度。蜂窝成型体的长度例如可以为3mm～200mm，另外，例如可以为5mm～100mm，另外，例如可以为10mm～50mm。
[0076]
蜂窝成型体1a具备：外周壁11；内周壁12，其位于外周壁11的内侧；以及间隔壁13，其位于外周壁11与内周壁12之间。
[0077]
外周壁11具有圆筒形状。蜂窝成型体1a的外表面是指外周壁11的外周面。内周壁12具有直径小于外周壁11的直径的圆筒形状。外周壁11及内周壁12共有轴线。可以根据蜂窝结构体的用途而适当地设定外周壁11及内周壁12各自的厚度。外周壁11及内周壁12各自的厚度例如可以为0.3mm～10mm，另外，例如可以为0.5mm～5mm。若外周壁以及/或者内周壁的厚度处于这种范围，则能够抑制外力引起的壁的破坏(例如裂痕、裂纹)。
[0078]
间隔壁13规定出多个隔室14。更详细而言，间隔壁13具有：第一间隔壁13a，其从内周壁12至外周壁11沿辐射方向延伸；以及第二间隔壁13b，其沿周向延伸，第一间隔壁13a及第二间隔壁13b规定出多个隔室14。隔室14的截面形状为四边形(在蜂窝成型体的径向上较长的长方形)。若是这种结构，则蜂窝成型体在含浸工序中容易变形。然而，在含浸工序中，由于蜂窝成型体配置于支承台，因此，即使蜂窝成型体具有以辐射状延伸的隔室，也能够抑制蜂窝成型体的变形。
[0079]
另外，虽未图示，但第一间隔壁13a及第二间隔壁13b可以规定出彼此正交、且除了与内周壁12及外周壁11接触的部分以外具有四边形(正方形)的截面形状的隔室14。
[0080]
可以根据目的而适当地设定蜂窝成型体的与轴线方向正交的方向的截面中的隔室密度(即，每单位面积的隔室14的数量)。隔室密度例如可以为4隔室/cm2～320隔室/cm2。若隔室密度处于这种范围，则能够充分确保蜂窝结构体的强度以及有效gsa(几何表面积)。
[0081]
可以根据蜂窝结构体的用途而适当地设定间隔壁13的厚度。代表性地，间隔壁13的厚度小于外周壁11及内周壁12各自的厚度。间隔壁13的厚度例如可以为0.1mm～1.0mm，另外，例如可以为0.2mm～0.6mm。若间隔壁的厚度处于这种范围，则能够充分确保蜂窝结构体的机械强度，并且能够充分确保开口面积(截面中的隔室的总面积)。
[0082]
可以根据目的而适当地设定外周壁11、内周壁12以及间隔壁13各自的空隙率。上述空隙率例如为15％以上，优选为20％以上，例如为50％以下，优选为45％以下。此外，例如能够通过水银压入法而测定空隙率。若外周壁、内周壁以及间隔壁的空隙率处于这种范围，则在含浸工序中能够利用毛细管力而使得熔融金属含浸于蜂窝成型体。
[0083]
可以根据目的而适当地设定外周壁11、内周壁12以及间隔壁13各自的密度(成型体的密度)。上述密度例如为1.7g/cm3以上，优选为1.8g/cm3以上，例如为2.8g/cm3以下，优选为2.6g/cm3以下。此外，例如能够通过水银压入法而测定密度。若外周壁、内周壁以及间
隔壁各自的密度处于这种范围，则能够在外周壁、内周壁以及间隔壁的内部以上述空隙率而形成空隙。
[0084]
能够通过以下方法制作这种成型体(蜂窝成型体)。首先，对含有sic粉末的无机材料粉末加入粘合剂以及水或有机溶剂，对获得的混合物进行混炼而形成坯料，使坯料成型(代表地为挤出成型)为期望的形状并使其干燥，由此制作干燥体(蜂窝干燥体)。接下来，对干燥体(蜂窝干燥体)实施规定的外形加工而能够获得期望形状的成型体(蜂窝成型体)。
[0085]
c.供给体
[0086]
如上所述，供给体含有si作为主成分。在si的基础上，供给体的构成材料还可以含有al。供给体中的si的含有比例例如为50质量％以上，优选为90质量％以上，进一步优选为95质量％以上，例如为100质量％以下，优选为97质量％以下，进一步优选为96质量％以下。若供给体中的si的含有比例处于这种范围，则能够在含浸工序中使得含有si的熔融金属均匀地含浸于整个成型体，从而能够实现si-sic类复合结构体中的si的含浸量的均匀化。
[0087]
作为供给体，只要能够在含浸工序中与成型体接触即可，可以采用任意的适当形状以及尺寸。
[0088]
例如，在使得含有si粉末的无机材料粉末成型(代表性地为冲压成型)为期望的形状之后使其干燥，由此能够获得这种供给体。
[0089]
d.变形抑制部件(支承台)
[0090]
代表性地，由在含浸工序的加热温度下稳定的材料形成变形抑制部件。变形抑制部件(代表性地为支承台)优选含有选自碳、氮化硼、氧化铝或者铂的至少1种材料。
[0091]
另外，优选地，在变形抑制部件的与成型体接触的接触面(代表性地，为支承台具有的支承面)设置涂敷层。在支承面设置有涂敷层的情况下，在成型体配置于支承台的状态下，涂敷层与成型体的外表面接触。涂敷层在含浸工序中抑制含有si的熔融金属浸入变形抑制部件(代表性地为支承台)。作为涂敷层的材料，优选地，能举出相对于变形抑制部件(代表性地为支承台)、成型体以及熔融金属各自的材料不具有活性的材料(不具有反应性的材料)，更优选地，能够举出氮化硼。涂敷层的厚度例如为0.01mm以上0.15mm以下。
[0092]
例如能够通过切削加工而获得这种变形抑制部件(支承台)。然后，根据需要通过氮化硼喷剂的喷射而在支承面上形成涂敷层。
[0093]
e.含浸工序
[0094]
在含浸工序中，首先，使成型体(蜂窝成型体)如上述那样与变形抑制部件接触。然后，使供给体和与变形抑制部件接触的状态的成型体接触。
[0095]
只要供给体能够在含浸工序中与成型体接触即可，可以配置于任意适当的位置。例如，如图1所示，在成型体1具有筒状(代表性地为圆筒形状)的情况下，供给体3配置于成型体1的内侧，且与成型体1的内周面(内表面)接触。在该情况下，能够将成型体的中空区域用于供给体的配置空间，因此，能够进一步提高成型体的填充效率。另外，如图12所示，在夹具插入于成型体1的内侧的情况下，供给体配置于成型体的外侧且与成型体的外周面(外表面)接触。
[0096]
相对于100质量份的成型体，供给体的使用量例如为20质量份以上，优选为30质量份以上，例如为80质量份以下，优选为70质量份以下。若供给体的使用量为上述下限值以上，则能够使成型体充分含浸si。若供给体的使用量为上述上限值以下，则能够抑制供给体
的载荷过度影响成型体，并且能够抑制熔融金属从成型体漏出。
[0097]
接下来，统一对成型体、供给体以及变形抑制部件进行加热。
[0098]
加热温度例如为1200℃以上，优选为1300℃以上，例如为1600℃以下，优选为1500℃以下。加热时间例如为10分钟以上，优选为1小时以上。若加热温度处于上述范围以及/或者加热时间为上述下限值以上，则能够顺畅地使得含有si的熔融金属含浸于成型体。此外，代表性地，加热时间的上限为10小时以下，优选为5小时以下。若加热时间为上述上限值以下，则能够进一步提高si-sic类复合结构体的制造效率。
[0099]
另外，优选地，在减压条件下实施含浸工序。若在减压条件下实施含浸工序，则能够利用成型体进一步顺畅地含浸含有si的熔融金属。含浸工序中的压力例如为500pa以下，优选为300pa以下，进一步优选为200pa以下，代表性地为10pa以上。此外，也可以在常压(0.1mpa)下实施含浸工序。
[0100]
由此抑制成型体的变形，且使得含有si的熔融金属含浸于成型体。其结果，能够制造具有期望的形状的si-sic类复合结构体(蜂窝结构体)。
[0101]
产业上的利用可能性
[0102]
本发明的实施方式所涉及的si-sic类复合结构体的制造方法能够用于各种工业产品的制造，特别优选应用于热交换器的制造。

技术特征：
1.一种si-sic类复合结构体的制造方法，包含以下工序：在使含有sic的成型体与用于抑制所述成型体的变形的变形抑制部件接触，并且使含有si的供给体与所述成型体接触的状态下，对所述供给体进行加热而使含有si的熔融金属含浸于所述成型体。2.根据权利要求1所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述变形抑制部件是具有沿着所述成型体的外形的支承面的支承台，在所述成型体配置于所述支承台的状态下，使所述熔融金属含浸于所述成型体。3.根据权利要求2所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，在所述成型体配置于所述支承台的状态下，所述支承面将所述成型体的外表面中的30％以上覆盖。4.根据权利要求2或3所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述成型体具有圆筒形状。5.根据权利要求4所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，以所述成型体的轴线与水平方向平行的方式将所述成型体配置于所述支承台。6.根据权利要求4或5所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述支承面具有圆弧形状，所述支承面的曲率半径为所述成型体的外径的1/2以上，且为所述成型体的外径的1/2+0.3mm以下。7.根据权利要求4至6中任一项所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述供给体配置于所述成型体的内侧。8.根据权利要求2至7中任一项所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，在所述支承面设置有涂敷层。9.根据权利要求2至8中任一项所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，在所述支承面设置有槽，所述槽在所述成型体配置于所述支承台的状态下在所述成型体与所述支承台之间形成间隙。10.根据权利要求2至9中任一项所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述支承台具备：第一台，其具有第一面；以及第二台，其具有第二面，所述成型体配置于所述第一台以及所述第二台，所述第一面以及所述第二面在所述成型体配置于所述第一台以及所述第二台的状态下作为所述支承面而发挥功能。11.根据权利要求1所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述变形抑制部件具有：第一接触部，其与所述成型体接触；以及第二接触部，其位于在与所述成型体的长度方向正交的方向上与第一接触部分离的位置，且与所述所述成型体接触。12.根据权利要求1所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述变形抑制部件能够抑制多个所述成型体的变形，多个所述成型体在与所述成型体的长度方向正交的方向上排列，且彼此接触，所述变形抑制部件具有：
第一接触部，其与多个所述成型体中的位于一端的成型体接触；以及第二接触部，其相对于多个所述成型体位于所述第一接触部的相反侧，且与多个所述成型体中的位于另一端的成型体接触。13.根据权利要求11或12所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述第一接触部以及所述第二接触部在水平方向上与所述成型体接触。14.根据权利要求13所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述变形抑制部件还具有在铅锤方向上与所述成型体接触的第三接触部。15.根据权利要求1至14中任一项所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述变形抑制部件含有选自碳、氮化硼、氧化铝或者铂的至少1种材料。16.根据权利要求1至15中任一项所述的si-sic类复合结构体的制造方法，其特征在于，所述成型体具有蜂窝结构。

技术总结
本发明提供能够制造能抑制成型体变形、且具有期望的形状的Si-SiC类复合结构体的Si-SiC类复合结构体的制造方法。在本发明的实施方式所涉及的Si-SiC类复合结构体的制造方法中，在使含有SiC的成型体与用于抑制成型体的变形的变形抑制部件接触，并且使含有Si的供给体与成型体接触的状态下，对供给体进行加热而使含有Si的熔融金属含浸于成型体。使含有Si的熔融金属含浸于成型体。使含有Si的熔融金属含浸于成型体。


技术研发人员：后藤空 久野修平 松叶浩臣
受保护的技术使用者：NGK阿德列克株式会社
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/9/25