(57)【要約】【課題】優れた潤滑性能を備える潤滑性セラミックス材料を提供する。【解決手段】セラミックス材料２を、セラミックスマトリックス４と、セラミックス材料２の少なくとも表面６側において存在される炭化水素の脱水素反応相７と、を備えるように構成する。脱水素反応相７における炭化水素の脱水素反応を利用してこの材料表面において炭化水素の存在下潤滑性を発現させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑性セラミックス材料であって、
セラミックスマトリックスと、
前記セラミックス材料の少なくとも表面側において存在される炭化水素の脱水素反応相と、
を備える、材料。
【請求項２】
前記脱水素反応相は、炭化水素の存在下、前記セラミックス材料の表面温度が所定温度以上のとき前記炭化水素の脱水素反応を発現可能に含まれている、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記所定温度は２００℃以上である、請求項１又は２に記載の材料。
【請求項４】
前記炭化水素はパラフィン系炭化水素である、請求項１〜３のいずれかに記載の材料。
【請求項５】
前記セラミックスマトリックスは窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、シリカ、酸化クロム、酸化モリブデン、ジルコニア、イットリア、及びサイアロンからなる群から選択される１種あるいは２種以上を主成分とする、請求項１〜４のいずれかに記載の材料。
【請求項６】
前記脱水素反応相は、前記セラミックスマトリックスに存在されるＰｄ、Ｐｔ，及びＮｉからなる群から選択される１種あるいは２種以上を含有する多数個の第１の金属相である、請求項１〜５のいずれかに記載の材料。
【請求項７】
前記第１の金属相は、前記セラミックス材料の全体に対して１重量％以上３０重量％以下で含まれる、請求項６に記載の材料。
【請求項８】
前記脱水素反応相は、前記セラミックスマトリックスにそれぞれ存在される多数個の炭素相とＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ，Ａｇ及びＡｕを含む遷移族金属から選択される１種あるいは２種以上を含有する多数個の第２の金属相とから構成される、請求項１〜５のいずれかに記載の材料。
【請求項９】
前記炭素相及び前記第２の金属相には、少なくともその一部が互いに接触した状態で存在するものを含む、請求項８に記載の材料。
【請求項１０】
前記炭素相及び前記第２の金属相は、前記セラミックス材料の全体に対して１重量％以上３０重量％以下で含まれる、請求項８又は９に記載の材料。
【請求項１１】
前記炭素相と前記第２の金属相の総和に対して前記第２の金属相は１重量％以上５０重量％以下である、請求項８〜１０のいずれかに記載の材料。
【請求項１２】
潤滑性セラミックス材料であって、
セラミックスマトリックスと、
前記材料の少なくとも表面においてＰｄ、Ｐｔ，及びＮｉからなる群から選択される１種あるいは２種以上を含有する多数個の第１の金属相と、
を備える、材料。
【請求項１３】
潤滑性セラミックス材料であって、
セラミックスマトリックスと、
前記材料の少なくとも表面において多数個の炭素相とＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ，Ａｇ及びＡｕを含む遷移族金属から選択される１種あるいは２種以上を含有する多数個の第２の金属相と、
を備える、材料。
【請求項１４】
潤滑性セラミックス材料の製造方法であって、
前記材料におけるセラミックスマトリックスを形成するセラミックスマトリックス原料と、前記材料における分散相である金属相であって炭化水素の脱水素反応を発現可能な金属相の原料とを含有する原料組成物を調製する工程と、
該原料組成物に所定の形状を付与するとともに焼成して焼結体とする焼結工程と、
を備え、
前記焼結体の前記セラミックスマトリックスにおいて、前記焼結体の少なくとも表面側において前記金属相を備えるセラミックス材料を製造する、方法。
【請求項１５】
前記焼結工程後に再加熱工程を備え、該再加熱工程において前記金属相を前記セラミックスマトリックス中に形成する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
潤滑性セラミックス材料の製造方法であって、
前記材料におけるセラミックスマトリックスを形成するセラミックスマトリックス原料と、前記材料における分散相である炭素相の原料と、前記材料における分散相である金属相の原料とを含有する原料組成物を調製する工程と、
該原料組成物に所定の形状を付与するとともに焼成して焼結体とする焼結工程と、
を備え、
前記焼結体の前記セラミックスマトリックスにおいて、前記焼結体の少なくとも表面側において前記炭素相と前記金属相とを備えるセラミックス材料を製造する、方法。
【請求項１７】
前記焼結工程後に再加熱工程を備え、該再加熱工程において前記炭素相と前記金属相とを前記セラミックスマトリックス中に形成する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記炭素相原料と前記金属相原料とは予め複合粒子化されている、請求項１５又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１〜１３のいずれかに記載のセラミックス材料を少なくとも摺動面に備える、摺動部材。
【請求項２０】
輸送機械のエンジンの燃料噴射経路における摺動部材である、請求項１９に記載の摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑性セラミックス材料、その製造方法及び摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンなどの内燃機関に燃料を供給するための燃料噴射ポンプなどの燃料供給用部品においては高い摺動特性が要求されるため、このような部品には高い潤滑性を備える材料が望まれている。この種の材料としては、例えば、窒化ケイ素セラミックス中に微細なＦｅ３Ｏ４等の酸化鉄を含有したものや、この酸化鉄が焼結過程の反応でＦｅ５Ｓｉ３がＳｉ３Ｎ４中に分散した微細組織を形成することが知られている（特許文献１、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３）。
【０００３】
しかしながら、この材料においても依然として十分な潤滑性能を備えていなかった。
【特許文献１】特開平９−２１７６６８号公報
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ  １１１（１）５９−６６（２００３）
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ  １１１（３）１９３−１９９（２００３）
【非特許文献３】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ  １１１（８）５８１−５８６（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、優れた潤滑性能を備える潤滑性セラミックス材料、該セラミックス材料の製造方法、及びこの摺動部材を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、金属を担持させたセラミックス表面あるいは金属を担持させた活性炭表面における炭化水素の脱水素反応に着目し、該脱水素反応を材料表面で生じさせることのできる材料を合成し、さらに、該脱水素反応を利用してこの材料表面において炭化水素の存在下潤滑性を発現することを見出し、本発明を完成した。すわなち、本発明者らの新たな知見によれば、以下の潤滑性セラミックス材料、この潤滑性セラミックス材料の製造方法及び摺動部材が提供される。
【０００６】
本発明の潤滑性セラミックス材料は、
潤滑性セラミックス材料であって、
セラミックスマトリックスと、
前記セラミックス材料の少なくとも表面側において存在される、炭化水素の脱水素反応相を備える、材料として特定される。脱水素反応相は、炭化水素の存在下、前記セラミックス材料の表面温度が所定温度以上のとき前記炭化水素の脱水素反応を発現可能に含まれていることが好ましく、前記所定温度は２００℃以上であることが好ましい。さらに、前記炭化水素はパラフィン系炭化水素であることが好ましい。さらにまた、前記セラミックスマトリックスは窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、シリカ、酸化クロム、酸化モリブデン、ジルコニア、イットリア、及びサイアロンからなる群から選択される１種あるいは２種以上を主成分とすることが好ましい形態である。
【０００７】
前記脱水素反応相は、前記セラミックスマトリックスに存在されるＰｄ、Ｐｔ，及びＮｉからなる群から選択される１種あるいは２種以上を含有する多数個の第１の金属相とすることができる。これらの金属種は、単体で炭化水素の脱水素反応を触媒するため、脱水素反応相として有効に機能する。さらに、第１の金属相は、前記セラミックス材料の全体に対して１重量％以上３０重量％以下であることが好ましい。
【０００８】
また、前記脱水素反応相は、前記セラミックスマトリックスにそれぞれ存在される多数個の炭素相とＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ，Ａｇ及びＡｕを含む遷移族金属から選択される１種あるいは２種以上を含有する多数個の第２の金属相とから構成されることもできる。炭素相は、遷移金属の存在下において、炭化水素の脱水素反応の良好な触媒活性を示すからである。炭素相及び第２の金属相は、少なくともその一部が互いに接触した状態の炭素相及び金属相を含むことが好ましい。
【０００９】
また、前記セラミックスマトリックスは窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、シリカ、酸化クロム、酸化モリブデン、ジルコニアおよびイットリア、及びサイアロンからなる群から選択される１種あるいは２種以上を主成分とすることも好ましい。
【００１０】
さらに、炭素相及び第２の金属相は、前記セラミックス材料の全体に対して１重量％以上３０重量％以下であることが好ましく、また、前記炭素相と第２の金属相との総和に対して前記第２の金属相は１重量％以上５０重量％以下であることも好ましい。
【００１１】
また、本発明のセラミックス材料は、
潤滑性セラミックス材料であって、
セラミックスマトリックスと、
前記材料の少なくとも表面においてＰｄ、Ｐｔ，及びＮｉからなる群から選択される１種あるいは２種以上を含有する多数個の第１の金属相と、
を備える、材料として、あるいは、
潤滑性セラミックス材料であって、
セラミックスマトリックスと、
前記材料の少なくとも表面において多数個の炭素相とＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ，Ａｇ及びＡｕを含む遷移族金属から選択される１種あるいは２種以上を含有する多数個の第２の金属相と、
を備える、材料として特定できる。
これらにおいて、前記セラミックスマトリックスは、窒化ケイ素セラミックスマトリックスであることが好ましく、炭素相及び第２の金属相にはその少なくとも一部が互い接触した状態で存在する炭素相とニッケル相とを含んでいることが好ましい。
【００１２】
本発明の潤滑性セラミックス材料の製造方法は、
前記材料におけるセラミックスマトリックスを形成するセラミックスマトリックス原料と、前記材料における分散相である金属相であって炭化水素の脱水素反応を発現可能な金属相の原料とを含有する原料組成物を調製する工程と、
該原料組成物に所定の形状を付与するとともに焼成して焼結体とする焼結工程と、
を備え、
前記焼結体の前記セラミックスマトリックスにおいて、前記焼結体の少なくとも表面側において前記金属相を備えるセラミックス材料を製造する、方法である。
【００１３】
また、本発明の潤滑性セラミックス材料の製造方法は、
前記材料におけるセラミックスマトリックスを形成するセラミックスマトリックス原料と、前記材料における分散相である炭素相の原料と、前記材料における分散相である金属相の原料とを含有する原料組成物を調製する工程と、
該原料組成物に所定の形状を付与するとともに焼成して焼結体とする焼結工程と、
を備え、
前記焼結体の前記セラミックスマトリックスにおいて、前記焼結体の少なくとも表面側において前記炭素相と前記金属相とを備えるセラミックス材料を製造する、方法である。
【００１４】
これらの方法において、前記焼結工程後に再加熱工程を備え、該再加熱工程において前記分散相を形成することもできる。また、前記炭素相原料と前記金属相原料とは予め複合粒子化されていることが好ましい形態である。
【００１５】
本発明の摺動部材は、
上記したいずれかの本セラミックス材料を少なくとも摺動面に備える摺動部材として特定できる。この摺動部材は、輸送機械のエンジンの燃料噴射経路における摺動部材であることが好ましい態様である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。本発明は、セラミックス材料、その製造方法、摺動部材および該摺動部材を備えた燃料噴射系部材に係るものである。以下、本発明の各種の形態を順次説明する。図１には、本発明のセラミックス材料における組織の一例の概念図を示し、図２には、本セラミックス材料表面において炭化水素が吸着する現象の説明図である。以下、適宜これらの図を参照しながら本発明を説明するが、これらの図は本発明を限定するものではない。
【００１７】
本セラミックス材料は、炭化水素を介した相手材との間の摺動状態において良好な潤滑性を発現する。本発明における炭化水素としては、炭素と水素とからなり、少なくともパラフィン系炭化水素、オレフィン系炭化水素、アセチレン系炭化水素、芳香族系炭化水素を含み、鎖状、分枝状、環状のいずれの形態であってもよい。これらの炭化水素を含有する典型的組成物としては、各種燃料を挙げることができ、例えば、ガソリン、軽油、灯油等の化石系燃料の他、植物系燃料等がある。本セラミックス材料は、パラフィン系炭化水素を主要な炭化水素として含有する燃料組成物を介して潤滑性を発現する材料として好ましく適用でき、特に、潤滑剤成分が外部から添加されていない軽油や灯油等の燃料組成物を介して潤滑性を発現する材料として好ましく適用できる。また、低粘度の燃料組成物に好ましく適用できる。
【００１８】
（セラミックス材料）
本発明のセラミックス材料２は、図１（ａ）に示すような、少なくとも表面側におけるセラミックスマトリックス４に分散相として第１の金属相７を備える第１の形態と、図１（ｂ）に示すような、炭素相８と第２の金属相１０とを備える第２の形態とを有している。ここでいう分散相は、本発明における炭化水素の脱水素反応相に相当している。セラミックスマトリックス４を構成するセラミックスとしては、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａl２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）およびイットリア（Ｙ２Ｏ３）、サイアロン等を１種あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。あるいはこれらの１種あるいは２種以上に炭化チタン（ＴｉＣ）や窒化チタン（ＴｉＮ）を分散したものを用いることができる。摩擦摩耗特性や機械的強度等を考慮すると、好ましくは、窒化ケイ素、サイアロンを主成分とするものを用いる。セラミックス材料においては、これらのセラミックスを主成分とし、該セラミックスを７５重量％以上（好ましくは８０重量％以上）含有することが好ましいが、本発明における摺動時の潤滑性を発現させることができる限り、Ｙ２Ｏ３やＡｌ２Ｏ３等の焼結助剤などの他のセラミックス成分を含んでいてもよい。
【００１９】
本セラミックス材料２における各種分散相は、それぞれの相の少なくとも一部が表面６側において存在されるが、好ましくはその一部が露出されてセラミックス材料の表面６側に存在されている。したがって、セラミックス材料２の全体において存在していてもよいが、これらの分散相がセラミックス材料２の表面６側においてのみ存在していてもよい。また、分散相が材料表面６のある程度の摩耗によりはじめて露出されるように表面６側に存在されていてもよい。これらの分散相がセラミックス材料２の表面６側にのみ存在する場合において、当該存在領域の厚みは特に限定されないが、好ましくは、少なくとも表面から１μｍ〜１０００μｍ程度の表層においてこれらの相を分散して有している。表面から所定範囲の深さまでの表層にこれらの相を備えることで本セラミックス材料が摩耗しても潤滑性を維持することができる。
【００２０】
第１の金属相や炭素相と第２の金属相の分散相は、図１に示すように、これらが本セラミックス材料２の表面６側において露出されて存在することで、炭化水素を介した摺動状態において潤滑性を発揮するようになる。この潤滑性は、本セラミックス材料表面６において第１の金属相７あるいは炭素相８と第２の金属相１０とが炭化水素の存在下脱水素反応が発現可能に含まれていることに基づくものと考えられる。すわなち、本セラミックス材料２が炭化水素と接触して脱水素反応を生じ、結果として水素を発生する一連の反応によるものと考えられる。この一連の反応は、第１の形態にあっては、第１の金属相の有する炭化水素の脱水素反応の触媒機能として説明され、第２の形態にあっては、同様に炭素相と第２の金属相とによる炭化水素の脱水素反応として説明される。第２の形態にあっては、ラジカルを有する炭素と水素を解離可能な第２の金属との存在によって生じる逆スピルオーバー現象として説明できる。なお、逆スピルオーバー現象は、水素解離能を有する金属を担持した活性炭において水素分子が該金属上で解離して水素原子となり活性炭に移動し保持される現象であるスピルオーバー現象の逆反応として知られている（新版 活性炭−基礎と応用−、１９９３年８月２０日発行、株式会社講談社、ｐ．１６２−ｐ．１６４）。
【００２１】
第１の形態における潤滑性の発現は、第１の金属相７表面への炭化水素の吸着、水素原子の脱離、水素分子の発生によって継続的に炭化水素が金属相７に存在することによる。すなわち、第１の金属相７に持続的に吸着される炭化水素分子によりセラミックス材料表面６に炭化水素の膜が形成されることで該表面において潤滑性を発現させることができ、相手材との摺動状態において摩擦・摩耗を低減することができる。第１の形態にあっては、特に、脱水素反応が過剰に進行して第１の金属相７表面に析出した炭素が第１の金属相７表面を覆うため、さらなる脱水素反応が抑制されるが、析出炭素が固体潤滑剤として作用するために、摩擦により析出炭素が徐々に除かれ再び第１の金属相が露出するまで低摩擦摩耗を維持する。その後、第１の金属相が露出すると、再び炭化水素の脱水素反応が進行し低摩擦摩耗を維持する。こうして、持続的な低摩擦低磨耗を実現することが可能である。
【００２２】
第２の形態における潤滑性の発現は、炭素相８の表面のラジカルによる炭化水素に対するラジカル水素引き抜き反応による炭化水素の吸着と、引き抜かれた水素が第２の金属相によってＨ２となって放出されることによるラジカルの再生現象とによって説明することができると考えられる。本発明者らは本セラミックス材料２の潤滑性発現に伴う水素の発生を確認しており、このことは本セラミックス材料２における潤滑性発現の根拠が炭化水素の脱水素反応を含む逆スピルオーバー現象であることを支持しているといえる。
【００２３】
本セラミックス材料２における潤滑性を、図２に従って説明する。まず、図２（ａ）に示すように、炭素相８のセラミックス材料表面において露出された部分がその表面にラジカルを備えているとき、例えば、パラフィン系炭化水素がセラミックス材料表面６に吸着する。この吸着は、炭化水素のＣ−Ｈ結合間のσ結合を構成する電子対の一方が表面ラジカルと結合する現象によって説明できる。図２（ａ）に示すように、炭化水素のＣ−Ｈ結合間のσ結合を構成する電子対の一方がセラミックス材料の表面のラジカルと結合に費やされ、他方の電子が化合物中の炭素原子の孤立したｐ軌道に入り、図２（ｂ）の（１）に示すように、隣接するＣ−Ｈ結合間においても同様に電子の移行が進行する。これらの水素引き抜き反応の段階において、炭化水素がセラミックス材料表面６に吸着するのである。
【００２４】
次に、図２（ｂ）の（２）に示すように、吸着された炭化水素分子において、孤立したｐ軌道にはいっていた電子がπ結合を形成してオレフィンを生成すると炭化水素はセラミックス材料表面６から脱離する。一方、図２（ｃ）に示すように、セラミックス材料表面６においては、炭化水素から引き抜かれた水素は炭素相８に近接する第２の金属相１０を介して水素分子となって気相へと脱離し、この結果、炭素相８表面のラジカルが再生される。このような水素脱離に伴って炭素相８のラジカルが再生されるラジカル再生現象により、セラミックス材料表面６には常にラジカルが存在することになり、炭化水素の吸着サイトとしての機能を維持することができる。
【００２５】
このように、第２の形態においては、セラミックス材料表面６側において、炭素相８と第２の金属相１０とを備えるために、逆スピルオーバー現象によりセラミックス材料表面６上に炭化水素の吸着サイトを維持することができ、炭化水素の吸着をセラミックス材料表面６において常時進行させることができる。この結果、本セラミックス材料２によれば、炭化水素の存在下で材料表面６において持続的に吸着される炭化水素分子により炭化水素の膜が形成されることでセラミックス材料表面において潤滑性を発現させることができ、相手材との摺動状態において摩擦・摩耗を低減することができる。さらに、第２の形態においては、炭素相８を備えるため、この炭素相８を固体潤滑剤としても機能させることができる。このため、第２の形態においては、炭素相８と第２の金属相１０とによる脱水素反応が生じる状態及び該反応が生じない状態においても炭素相８による潤滑性を発現させることができ、脱水素反応による潤滑性を補足あるいは強化することができる。
【００２６】
本セラミックス材料表面６においてこのような炭化水素の脱水素反応を生じさせるには、セラミックス材料２の表面６がある程度の温度以上であることが必要とされている。非摺動時において炭化水素の脱水素反応が生じる材料表面温度は、好ましくは２００℃以上である。ただし、摺動時における摩擦状態、特に、境界潤滑条件下における摩擦状態では、非摺動時温度が２００℃以下であっても、摩擦発熱による温度上昇により、摺動面（材料表面６）温度が２００℃以上になり、その結果として、炭化水素の脱水素反応が生じ、潤滑性が発現する。本セラミックス材料においては、摩擦熱によって摺動面温度（セラミックス材料表面温度）が上昇することにより、逆スピルオーバー現象が促進される。このため、本セラミックス材料は、炭化水素の存在下境界潤滑条件を含んだ条件下において使用される摺動部材に適用されることが好ましい。
【００２７】
本セラミックス材料２における第１の金属相７としては、単体で炭化水素の脱水素反応を触媒できて潤滑性を発現できれば特に限定されないが、Ｐｄ、Ｐｔ，及びＮｉからなる群から選択される１種あるいは２種以上の金属種を用いることが好ましい。第１の金属相７には、これらの金属種を有効量含んでいればよく、これらの金属種を主体としあるいはこれらの金属種のみから構成することもできるが、本発明の目的を損なわない範囲で、金属相７に上記金属の活性を向上させるような他の金属や金属化合物を含めることもできる。
【００２８】
本セラミックス材料２における炭素相８としては、炭素を含有しており、金属相１０との組み合わせにより炭化水素の脱水素反応を介して潤滑性を発現できればよいが、好ましくは、表面においてラジカルを生成しうる組成あるいは前記した所定温度において炭化水素と接触したとき脱水素反応を生じさせるような組成を備えている。炭素相としては、活性炭、グラファイト（黒鉛）、ダイヤモンド、無定形炭素、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等の同位体があるが、特に限定されないでこれらのうち１種あるいは２種以上を組み合わせて使用でき、これらの同位体の他、これらの同位体を１種あるいは２種以上を含む各種天然黒鉛や人造黒鉛製品、カーボンブラック、コークス、活性炭等、炭素繊維等の各種の炭素製品を炭素相８の構成成分として用いることができる。好ましくは、活性炭、グラファイト（黒鉛）、無定形炭素等を炭素相８の成分とすることができる。
【００２９】
第２の金属相１０も、炭素相８との組み合わせにより潤滑性を発現できる限り、その成分や組成は限定されないが、水素解離能を有する金属種であることが好ましい。かかる金属としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ，Ａｇ、Ａｕ等の遷移族金属を挙げることができる。好ましくは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔである。これらの第２の金属種は１種あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。第２の金属相１０は、これらの金属種を有効量含んでいればよく、これらの金属種を主体としあるいはこれらの金属種のみから構成することもできるが、本発明の目的を損なわない範囲で、金属相１０に上記金属の活性を向上させるような他の金属や金属化合物を含めることもできる。
【００３０】
第１の金属相７あるいは炭素相８および第２の金属相１０の組み合わせである分散相は、それぞれセラミックス材料２の表面側において多数個存在するとともに、少なくともその一部が露出された状態あるいは露出可能な状態で存在する他、上記脱水素反応等により潤滑性を発現できる限りいかなる状態で存在していてもよいが、おおよそ均一に分散されていることが好ましい。また、反応の進行を考慮すれば、炭素相８と第２の金属相１０とは互いに近接されていることが好ましく、多数存在するそれぞれの分散相の少なくとも一部が互いに接触する状態であることがより好ましい。炭素相８と第２の金属相１０との距離が近いほど、炭素相８で捕捉した水素を近傍にある第２の金属相１０を介して表面から放出することができる。
【００３１】
これらの分散相は、セラミックス材料２の表面６において潤滑性を発現できる範囲で存在されていればよいが、セラミックスマトリックスにおいてこれらの相の好ましい存在状態を得るには、第１の金属相あるいは炭素相と第２の金属相のセラミックス材料全体に対して比率（重量％）は、１重量％以上であることが好ましい。１重量％未満であると分散相の比率が少なくなりすぎて、炭化水素の吸着や水素発生を十分にできなくなるからである。より好ましくは、２重量％以上であり、さらに好ましくは、５重量％以上である。また、分散相の比率の上限は３０重量％以下であることが好ましい。３０重量％を超えるとセラミックス材料の硬さが低下しすぎてしまい摩耗量が増大するからである。より好ましくは、２０重量％以下であり、さらに好ましくは１５重量％以下である。したがって、これらの分散相の比率は、１重量％以上３０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは、５重量％以上１５重量％以下である。なお、これらの分散相の比率は、表層マトリックスのみならず、当然にマトリックス材料の全体に適用することができる。
【００３２】
なお、炭素相８と第２の金属相１０との相互の比率としては、分散相全体に対して第２の金属相１０が１重量％以上（換言すれば、炭素相８が９９重量％以下）であることが好ましい。金属相１０が１重量％未満であると、第２の金属相１０の比率が少な過ぎて炭素相８と第２の金属相１０との距離が大きくなりすぎるため、炭化水素系化合物から引き抜かれた水素は第２の金属相１０に到達しにくくなり、その結果、炭素相８のラジカルが再生されにくくなるからである。好ましくは第２の金属相１０が２重量％以上である。２重量％以上の一定範囲において安定した潤滑性を発現できる。また、同様に第２の金属相１０の比率は５０重量％以下（炭素相８が５０重量％以上）であることが好ましい。第２の金属相１０が５０重量％を超えると、セラミックス材料２の硬さが低下しすぎて摩耗量が増大する傾向にあるからである。したがって、分散相全体に対しては、第２の金属相１０が１重量％以上５０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは２重量％以上５０重量％以下である。なお、このような相互比率は、特に、セラミックス材料２の全体に対する分散相の比率が５重量％以上１５重量％以下のときに有効である。
【００３３】
なお、第２の形態においては、炭素相８と第２の金属相１０とはそれぞれ独立しセラミックスマトリックス中に多数個分散状態で含まれていてもよいが、炭素相８と第２の金属相１０とが組み合わされて形成された複合相を多数個含んでいてもよい。例えば、図１に例示する構造においては、第２の金属相１０の周囲に炭素相８が存在する複合形態の複合相を構成している。このような複合相は、後述するように、予め、炭素相原料と第２の金属相原料とを複合化して複合化粒子を調製しておき、この複合化粒子粉末をセラミックスマトリックスの原料粉末と混合し、成形、焼成することにより得ることができる。
【００３４】
本セラミックス材料２は、所定の三次元形状を備える成形体、被コーティング体におけるセラミックス膜等、セラミックスの焼結材料が採ることのできる各種の形態を採ることができる。
【００３５】
（本セラミックス材料の製造方法）
次に、セラミックス材料の製造方法について説明する。
本セラミックス材料の製造方法は、セラミックスマトリックス中に、第１の金属相あるいは炭素相と第２の金属相とをそれぞれ保持するように焼成して複合化する。このようにセラミックスマトリックス中に炭素相と第２の金属相とを複合化するためには、形成しようとするセラミックスマトリックスの組成に対応するセラミックスの原料粉末を、使用する各種のセラミックスの製造方法に適合した形態で準備するとともに、分散相である第１の金属相の原料あるいは炭素相の原料と第２の金属相との原料とを準備して、これらを混合して原料組成物を調製し、成形体や膜などの所望の三次元形状を付与した後、あるいは形状付与に付随して適切な温度及び雰囲気下で焼結して緻密化することにより所望の組成を有するセラミックスマトリックスを得て、第１の金属相あるいは炭素相と第２の金属相とをマトリックス中に形成することができる。
【００３６】
原料組成物の調製にあたり、これらの分散相原料の比率（重量％）が最終的に得られるセラミックス材料における炭素相と第２の金属相からなる分散相の比率として１重量％以上であることが好ましい。より好ましくは、２重量％以上であり、さらに好ましくは、５重量％以上である。また、分散相原料の比率の上限は３０重量％以下であることが好ましい。より好ましくは、２０重量％以下であり、さらに好ましくは１５重量％以下である。したがって、これらの分散相原料の比率は、１重量％以上３０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは、５重量％以上１５重量％以下である。また、炭素相原料と第２の金属相原料との相互の比率としては、得られる分散相全体に対して第２の金属相が１重量％以上（換言すれば、炭素相が９９重量％以下）となるような比率であることが好ましい。同様に第２の金属相の比率は５０重量％以下（炭素相が５０重量％以上）となるような原料比率であることが好ましい。より好ましくは、第２の金属相が２重量％以上５０重量％以下となるように第２の金属相原料を配合する。
【００３７】
第１の金属相あるいは炭素相と第２の金属相とをセラミックスマトリックス中に存在させるには、必要に応じてこれらの分散相の材料や焼成条件等を選択することができる。例えば、セラミックス材料の表面において第１あるいは第２の金属相を形成するには、一旦対応する金属酸化物相として形成した後、還元焼成することで、最終的に第１あるいは第２の金属相を形成することもできる。一方、炭素相の原料や第１及び第２の金属相の原料が、セラミックスマトリックス材料との間の焼成時の反応により炭素相及び第１あるいは第２の金属相を得られにくいこともある。例えば、セラミックスマトリックス材料として、窒化ケイ素などを採用するとき、窒化ケイ素の一般的な焼結条件（１８００℃、窒素圧＝１０気圧）においては容易に金属−ケイ素化合物や炭化ケイ素を形成し、第１の金属相あるいは炭素相と第２の金属相の形態でセラミックスマトリックス中に存在させるのが困難である。例えば、炭素相とＮｉ相とをＳｉ３Ｎ４マトリックス中に存在させるには、窒化ケイ素の焼結温度である１８５０℃においては非常に高い窒素圧が必要であった。このような高い窒素圧を得るには一般的なホットプレス法では困難である。このような場合において、少なくとも焼結体の表層におけるセラミックスマトリックス中に第１の金属相あるいは炭素相と第２の金属相とを形成するには、再加熱（アニール）工程を実施することが有用である。以下、窒化ケイ素をセラミックスマトリックスとして窒化ケイ素を、金属としてニッケルを選択して、セラミックスマトリックス中に炭素相と金属（ニッケル）相（第２の金属相）とを形成する場合の工程について説明する。
【００３８】
Ｓｉ３Ｎ４−Ｃ−Ｎｉ系においては、温度と窒素圧とに関連して本発明者らが検討したところによれば、通常の焼成条件（１８５０℃、窒素１０気圧程度）では、炭素はＳｉＣを形成し、ＮｉはＮｉ−Ｓｉ化合物であるＮｉ２Ｓｉが生成してしまうことがわかった。一方、炭素相を形成するには、１８５０℃で、１００気圧以上、さらにＮｉ相を形成するには同温度で１００００気圧近い窒素圧が必要となる。一方、ＮｉＳｉからＮ２高圧下で形成されるＮｉ２Ｓｉは、２０００気圧１４５０℃以下でＮｉを析出する。そこで、一旦、１８５０℃、窒素１０気圧で焼成し焼結・緻密化させた後、生成したＳｉＣとＮｉ２Ｓｉとを含む焼結体を１８５０℃、窒素２０００気圧で焼成し、ＳｉＣからＣ（炭素）とＳｉ３Ｎ４を形成させるとともに、さらに窒素圧を維持しつつ冷却することでＮｉ２ＳｉからＮｉとＳｉ３Ｎ４とを形成させることとした。こうすることで、焼結体材料の少なくとも表面において効果的に炭素相とニッケル相とを形成することができる。なお、窒化ケイ素マトリックス中に炭素相とニッケルなどの遷移金属相を形成するには、緻密化を伴う焼成条件としては、１７００℃〜１９００℃、窒素圧１０〜１００気圧であることが好ましく、また、再加熱条件（高圧冷却を含む）としては、１１００℃〜１９００℃、窒素圧１００〜１００００気圧であることが好ましい。
【００３９】
このように、緻密化を伴う焼成工程後に、再加熱（アニール）工程を実施することで、分散相がセラミックスマトリックスとの反応性が高くても、容易にセラミックスマトリックス中にこれらの分散相を形成することができる。このような再加熱工程、あるいは再加熱工程及び高圧冷却工程によって第１の金属相あるいは第２の金属相と炭素相とをセラミックスマトリックス中に形成できるのは、窒化ケイ素系セラミックスの他、窒化チタンセラミックス、窒化クロムセラミックスである。また、金属相の金属としては、ニッケルの他Ｃｏ、Ｆｅである。
【００４０】
炭素相と第２の金属相とを好ましい状態で、すなわち、これらの分散相の少なくとも一部が互いに接触した状態で分散させるには、予め、炭素粒子と第２の金属粒子とを複合化しておき、この複合化粒子粉末をセラミックスマトリックス材料に混合することもできる。このような複合粒子の製造方法としては、特に限定されないで、溶融熱分解法、噴霧熱分解法、ゾルゲル法、機械的混合処理法等を用いることができるが、好ましくは機械的混合処理法を用いる。
【００４１】
機械的混合処理法としては、例えば、ハイブリダイゼーションシステム（奈良機械製作所）、コスモス（川崎重工業）、メカノフュージョンシステム（ホソカワミクロン）、メカノミル（岡田精工）、シータ・コンポーザー（徳寿製作所）などの粒子複合化装置を用いた複合方法を採用することができる。被覆型複合化粒子の作成技術を含む機械的粒子複合化技術については、内藤牧男、機械的粒子複合化技術の現状と展望（粉体と工業（ＶＯＬ．２５，Ｎｏ．５（１９９４）、第３１頁〜４２頁）に詳細に記載されている。
【００４２】
ここで、機械的な混合処理とは、摩擦力、圧縮力、及び剪断力のうちいずれか一種以上の機械的力を一次粒子である炭素粒子と金属粒子の混合物に作用させる処理をいう。また、かかる機械的混合処理は、一次粒子粉末が流動する状態で行うことが好ましい。また、上記機械的力は、断続的に、間欠的に作用させることが好ましい。さらに、上記機械的力のうち、剪断力と圧縮力とを同時に付与するように行うことが好ましく、さらに好ましくは、これらの力を断続的に作用させることが好ましい。このような機械的混合処理によれば、一次粒子の混合と複合化とを、核となる粒子の形状（炭素粒子あるいは金属粒子）を維持しつつ達成することができる。具体的には、これらの一次粒子粉末が実質的に流動している状態で、瞬間的に剪断力と圧縮力とを作用させることを繰り返すように混合することが好ましい。
【００４３】
なお、この方法により複合化を行うにあたり、核となる粒子として金属粒子を選択し、核粒子の表面に付着させる粒子として炭素粒子を選択することが好ましい。この場合、金属粒子の平均粒子径に対する炭素粒子の平均粒子径は１０％以下であることが好ましく、より好ましくは、５％以下、さらに好ましくは２％以下である。炭素粒子の平均粒子径が金属粒子よりも小さいほど、炭素粒子と金属粒子との接触状態を確保できる。
【００４４】
（摺動部材）
本セラミックス材料は、炭化水素を介して潤滑性を必要とする摺動部材に対して様々な形態で適用される。例えば、本セラミックス材料による焼結体によって所定の三次元形状を備える摺動部材の形態とすることもできるし、本セラミックス材料による膜を摺動面に備える摺動部材の形態を採ることもできる。また、本セラミックス材料を摺動面に有する摺動部材としては、炭化水素を介して摺動される部材であれば適用できるが、好ましくは、軽油あるいは灯油などのパラフィン系炭化水素を介して摺動される摺動部材であり、低粘度の植物系炭化水素を介した摺動部材である。また、本摺動部材は、好ましくは、燃焼機関、及び航空機、船舶などの各種輸送機のエンジンへの燃料供給経路における摺動部の部材であり、具体的には、ピストンリング及びシリンダライナー、カム及びタペット、ローラー及びローラーブッシュ等の燃料噴射ポンプの部材、噴射弁及びノズル本体などの燃料噴射ノズルの部材などとすることができる。特に、本摺動部材は、自動車などの車両用エンジンの燃料供給系の摺動部材として用いられることが好ましい。これらの摺動部材においては、低粘度あるいは潤滑性剤の抑制された炭化水素系燃料への適用の要請があるからである。
【００４５】
また、本セラミックス材料を摺動面に有する燃料噴射系摺動部材によれば、軽油や灯油、車両用に硫黄分０．０５重量％以下の規格に適合した軽油等においても、高圧での燃料噴射が可能となる。したがって、かかる軽油等の燃料の存在下での摺動部材に好ましく適用できる。さらに、本セラミックス材料を摺動面に有する摺動部材によれば、摩擦による摺動面温度の上昇が脱水素反応を促進するため、境界潤滑条件においてより好ましい摩擦摩耗の低減効果を得ることができる。したがって、境界潤滑条件による摺動条件で使用する摺動部材に好ましく適用できる。
【００４６】
また、本セラミックス材料及び摺動部材によれば、炭化水素を介した相手材との摺動によりはじめて潤滑性を発現するものであって、この潤滑性は炭化水素の摺動時のその場の吸着現象によるものであるため、摺動部材の表面粗度等の潤滑性への影響を小さくすることができる。
【００４７】
本発明によれば、このような摺動部材を備える自動車等の車両を初めとする輸送機械の燃料供給経路部材、特に、燃料噴射系部材（燃料噴射ポンプや燃料噴射ノズル等）を提供することができる。さらには、このような燃料噴射系部材を備える自動車を始めとする車両等の輸送機械を提供することができる。
【実施例１】
【００４８】
以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、本実施例は本発明を限定するものではない。
【００４９】
（セラミックス材料の作製）
セラミックス材料の原料組成物は、セラミックスマトリックスの原料としてＳｉ３Ｎ４粉末（宇部興産株式会社製，Ｅ１０）を、金属相原料として超微粉Ｎｉ粉末（東邦チタニウム株式会社製，ＮＦ４０、平均粒径１．０８μｍ）を、炭素相原料としてカーボン粉末（三菱化学株式会社製カーボンブラック＃２７００Ｂ、平均粒径１３ｎｍ）を用い、焼結助剤としてＹ２Ｏ３粉末（第一希元素化学工業株式会社製，ＮＲＮ）とＡｌ２Ｏ３粉末（住友化学工業株式会社製，ＡＫＰ−５０）を用いて調製した。これらの各原料粉末の配合比（重量％）については，原料組成物におけるＳｉ３Ｎ４、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３の比率を一定（Ｓｉ３Ｎ４：Ｙ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３＝８３．７：４．５：１．８（合計９０重量％））とし，残りの１０重量％をＮｉ粉末とカーボン粉末とに分配し、原料組成物中に占めるＮｉ粉末量を０．１〜１０重量％（０．１重量％、０．２重量％、１．０重量％、５．０重量％、１０重量％）まで変化させた。
【００５０】
これらの原料粉末をエタノール溶媒に分散させた後、十分にボールミル混合をした。その後，溶媒を減圧乾燥にて除去し，整粒した上で原料組成物を調製した後、金型成型（１９．６ＭＰａ）、次いで冷間静水圧成型（ＣＩＰ：Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ，２４５ＭＰａ）を施して仮成形体を得た。その後、この仮成形体を１８５０℃の窒素中（１ＭＰａ）にてホットプレス焼成（２時間、プレス圧＝２０ＭＰａ）した。この焼結体から摩擦摩耗特性試験用プレート試験片（１０ｍｍ×２０ｍｍ×４ｍｍ）を切り出し、１８５０℃の窒素中（２００ＭＰａ）にて２時間熱間静水圧（ＨＩＰ：Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ）アニールした。
【００５１】
１８５０℃のホットプレス焼成の段階では，ＮｉはＳｉ３Ｎ４と反応しＮｉ−Ｓｉ化合物（Ｎｉ−Ｓｉ）を形成させるとともに、過剰量のＳｉ３Ｎ４はＣと反応しＳｉＣを形成させた。その後の１８５０℃のＨＩＰアニールによって，ＳｉＣをＳｉ３Ｎ４とＣに変化させるとともにＮｉＳｉをＮｉ２Ｓｉに変化させ、さらに，アニール時窒素圧を維持して高窒素圧下で冷却することにより、Ｎｉ２ＳｉをＳｉ３Ｎ４とＮｉに分解させて金属ニッケルを析出させた。なお、かかるＮｉ２Ｓｉの金属ニッケルと窒化ケイ素への分解反応は２００ＭＰａ下においては１４５０℃以下で生じる。このようにして、高温で緻密質の焼結体を一旦作製した後、ＨＩＰアニールにより表面にＳｉ３Ｎ４−Ｎｉ−Ｃ層を形成させた。なお、比較例として、Ｎｉとカーボンを含まないＳｉ３Ｎ４セラミックス（Ｓｉ３Ｎ４：Ｙ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３＝９３：５：２）についても同様のプロセスでプレート試験片作製した。
【００５２】
（摩擦摩耗特性評価）
図３に示すように、作製した各種のプレート試験片を、１００℃のケロシン中において回転するディスク試験片（外径４０ｍｍ，内径２０ｍｍ，厚さ４ｍｍ）の両側に対向して配置し外側から一定荷重でディスク試験片に押し付けて摩擦させた。ディスク試験片には軸受け鋼（ＳＵＪ２）を用いた。なお、試験に供する一対のプレート試験片は、同組成のセラミックスを使用した。
【００５３】
この摩擦摩耗特性試験において、回転軸のトルク値とプレート試験片の摩耗体積を測定し、これらの結果から以下の式に基づいて摩擦係数とプレート試験片の比摩耗量を算出した。なお、回転軸のトルク値は、摺動初期においては高い値を示すが、摺動距離の増加に伴い急激に減少して一定値を示すようになったときの値を用いた。また、摩耗体積は、プレート試験片の摺動面をテーラーホブソン株式会社製の三次元表面粗さ計を用いて摩耗痕形状から装置のマニュアルに従って算出した。結果を図４に示す。
摩擦係数＝回転軸のトルク〔Ｎｍ〕／（押付け荷重〔Ｎ〕×ディスク外径〔ｍ〕）
比摩耗量〔ｍｍ２／Ｎ〕＝摩耗体積〔ｍｍ３〕／（押付け荷重〔Ｎ〕×摺動距離〔ｍ〕×１０００）
なお、試験における摺動条件は、押付荷重＝７８．４Ｎ、摺動速度＝０．８４ｍ／ｓ、摺動距離＝５００００ｍとした。
【００５４】
図４に示すように、Ｓｉ３Ｎ４−Ｎｉ−Ｃ複合材料の摩擦係数およびプレート試験片の比摩耗量は，Ｎｉ添加量の増加に伴い減少し，約０．２ｗｔ％以上において一定となる一方、Ｎｉ添加量が１０重量％のとき、すなわち、カーボン相が存在しないときには、摩擦係数及び比摩耗量ともに急激に増大した。この急激な変化は、ＳＵＪ２ディスク試験片にＮｉの移着による凝着摩耗が進行したことによるものであった。また、Ｎｉ添加量が５重量％以下の試験片においては、比較例（Ｓｉ３Ｎ４単体）よりも低い摩擦係数及び比摩耗量であり、複合化による摩擦摩耗低減効果を確認することができた。
【００５５】
以上のことから、Ｎｉ−Ｃの総量を全体の１０重量％としたときにおいて、Ｎｉを１０重量％未満の範囲で添加することで、Ｓｉ３Ｎ４単体よりも摩擦摩耗低減効果が得られるであろうことがわかり、また、０．２重量％以上及び５重量％以下であれば好ましい摩擦摩耗低減効果が得られることがわかった。また、Ｎｉ添加量が０．２重量％以上及び５重量％以下であれば、おおよそ一定の摩擦摩耗低減効果が得られることもわかった。
【００５６】
摩擦摩耗試験後の試験装置の気相部を採取してガスクロマトグラフィーを用いて分析した結果、Ｓｉ３Ｎ４−Ｎｉ−Ｃ複合材料を摩擦させたときには、比較例のＳｉ３Ｎ４セラミックスのときよりも多量の水素ガスが発生していた。このことから、本摩擦摩耗試験、すなわち、Ｓｉ３Ｎ４−Ｎｉ−Ｃ複合材料の摺動時において、ケロシンの脱水素反応が進行していることが確認された。この結果により、本試験におけるＳｉ３Ｎ４−Ｎｉ−Ｃ複合材料の潤滑性がケロシンの脱水素反応及び水素の発生を生じさせる逆スピルオーバー現象によるものであることが支持された。
【実施例２】
【００５７】
（セラミックス材料の作製）
セラミックス材料の原料組成物は、セラミックスマトリックスの原料としてＳｉ３Ｎ４粉末（宇部興産株式会社製，Ｅ１０）を、金属成分としてＰｔＣｌ４粉末（関東化学株式会社製）、焼結助剤としてＹ２Ｏ３粉末（第一希元素化学工業株式会社製，ＮＲＮ）とＡｌ２Ｏ３粉末（住友化学工業株式会社製，ＡＫＰ−５０）を用いて調製した。これらの各原料粉末の配合比（重量％）については，原料組成物におけるＳｉ３Ｎ４、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３の比率を一定（Ｓｉ３Ｎ４：Ｙ２Ｏ３：Ａｌ２Ｏ３＝９３：５：２（重量％））とし、原料組成物中に占めるＰｔＣｌ４量をＰｔ換算で、０〜５重量％（０重量％，０．１重量％、１重量％、５重量％）まで変化させた。
これらの原料粉末をエタノール溶媒に分散させた後、十分にボールミル混合をした。その後，溶媒を減圧乾燥にて除去し，整粒した上で、５８０℃大気中にて１時間処理し、混合粉末中のＰｔＣｌ４をＰｔに変化させた。その後、金型成型（１９．６ＭＰａ）、次いで冷間静水圧成型（ＣＩＰ：Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ，２４５ＭＰａ）を施して仮成形体を得た。その後、この仮成形体を１８５０℃の窒素中（１ＭＰａ）にてホットプレス焼成（２時間、プレス圧＝２０ＭＰａ）した。この焼結体から摩擦摩耗特性試験用プレート試験片（１０ｍｍ×２０ｍｍ×４ｍｍ）を切り出した。
【００５８】
（摩擦摩耗特性評価）
実施例１におけるのと同様の方法で評価を行なった。結果を図５に示す。図５に示すように、Ｓｉ３Ｎ４−Ｐｔ複合材料の摩擦係数およびプレート試験片の比摩耗量は，Ｐｔ添加量の増加に伴い減少し，１．０ｗｔ％以上において一定となる。また、Ｐｔ添加量が５重量％以下の試験片においては、比較例（Ｓｉ３Ｎ４単体）よりも低い摩擦係数及び比摩耗量であり、複合化による摩擦摩耗低減効果を確認することができた。
【００５９】
以上のことから、Ｐｔを５重量％未満の範囲で添加することで、Ｓｉ３Ｎ４単体よりも摩擦摩耗低減効果が得られるであろうことがわかり、また、１．０重量％以上であれば好ましい摩擦摩耗低減効果が得られることがわかった。また、Ｐｔ添加量が１．０重量％以上であれば、おおよそ一定の摩擦摩耗低減効果が得られることもわかった。
【００６０】
摩擦摩耗試験後の試験装置の気相部を採取してガスクロマトグラフィーを用いて分析した結果、Ｓｉ３Ｎ４−Ｐｔ複合材料を摩擦させたときには、比較例のＳｉ３Ｎ４セラミックスのときよりも多量の水素ガスが発生していた。このことから、本摩擦摩耗試験、すなわち、Ｓｉ３Ｎ４−Ｐｔ複合材料の摺動時において、ケロシンの脱水素反応が進行していることが確認された。この結果により、本試験におけるＳｉ３Ｎ４−Ｐｔ複合材料の潤滑性がケロシンの脱水素反応及び水素の発生を生じさせるものであることが支持された。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のセラミックス材料の組織の一例の概念図であり、図１（ａ）は第１の形態を示し、図１（ｂ）は第２の形態を示す。
【図２】本セラミックス材料の表面における炭化水素の吸着現象の説明図である。
【図３】実施例１における高温燃料中における摩擦摩耗試験装置の概念図である。
【図４】実施例１におけるＮｉ添加量と摩擦係数及びプレート試験片の比摩耗量との関係をそれぞれ示す図である。
【図５】実施例２におけるＰｔ添加量と摩擦係数及びプレート試験片の比摩耗量との関係をそれぞれ示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
２  潤滑性セラミックス材料、４  セラミックスマトリックス、６  材料表面、７  第１の金属相、８  炭素相、１０  第２の金属相。
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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