JP2002173363A - リチウムアルミノシリケート系セラミックス - Google Patents
リチウムアルミノシリケート系セラミックスInfo
- Publication number
- JP2002173363A JP2002173363A JP2000371627A JP2000371627A JP2002173363A JP 2002173363 A JP2002173363 A JP 2002173363A JP 2000371627 A JP2000371627 A JP 2000371627A JP 2000371627 A JP2000371627 A JP 2000371627A JP 2002173363 A JP2002173363 A JP 2002173363A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- thermal expansion
- coefficient
- modulus
- specific gravity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】軽量低熱膨張で、比較的高剛性のセラミックス
を得る。 【解決手段】一般式ＬｉＡｌＳｉＯ4で表されるβ−ユ
−クリプタイトを９０〜９９重量％、酸化イットリウム
を１０〜１重量％含む焼結体とすることによって、比重
２．３〜２．６、ヤング率１０８〜１１９ＧＰａ、熱膨
張率−１．１〜−０．３×１０-6／℃となるセラミック
スを得る。
を得る。 【解決手段】一般式ＬｉＡｌＳｉＯ4で表されるβ−ユ
−クリプタイトを９０〜９９重量％、酸化イットリウム
を１０〜１重量％含む焼結体とすることによって、比重
２．３〜２．６、ヤング率１０８〜１１９ＧＰａ、熱膨
張率−１．１〜−０．３×１０-6／℃となるセラミック
スを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、精密機器用部品に
適したリチウムアルミノシリケート系セラミックスに関
する。
適したリチウムアルミノシリケート系セラミックスに関
する。
【０００２】
【従来の技術】精密機器用部品としては、軽量で、熱的
な寸法変化が少なく、変形しにくいという特徴からアル
ミナや窒化珪素などのセラミックスが広く用いられてい
る。
な寸法変化が少なく、変形しにくいという特徴からアル
ミナや窒化珪素などのセラミックスが広く用いられてい
る。
【０００３】また、低熱膨張材料として、コージェライ
トやリチウムアルミノシリケート（以降、ＬＡＳと表
記）がよく知られている。コージェライト系焼結体は特
公昭５７−３６２９号、特開平２−２２９７６０号等に
示されるようにコージェライト粉末あるいはコージェラ
イトを形成するＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2粉末を配合
・合成して、これに焼結助剤として希土類酸化物やＣａ
Ｏ、ＳｉＯ2、ＭｇＯなどを添加し、所定形状に成形
後、１０００〜１４００℃の温度で焼成することによっ
て得られる。
トやリチウムアルミノシリケート（以降、ＬＡＳと表
記）がよく知られている。コージェライト系焼結体は特
公昭５７−３６２９号、特開平２−２２９７６０号等に
示されるようにコージェライト粉末あるいはコージェラ
イトを形成するＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2粉末を配合
・合成して、これに焼結助剤として希土類酸化物やＣａ
Ｏ、ＳｉＯ2、ＭｇＯなどを添加し、所定形状に成形
後、１０００〜１４００℃の温度で焼成することによっ
て得られる。
【０００４】ＬＡＳ系焼結体で特にβ−スポジュメンは
一般式ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6で表され、特公昭５３−９６０
５号、特公昭５６−１６４０７０号等に示されるように
天然原料を使用して、所定形状に成形後、１１００〜１
４００℃で焼成することによって作製される。
一般式ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6で表され、特公昭５３−９６０
５号、特公昭５６−１６４０７０号等に示されるように
天然原料を使用して、所定形状に成形後、１１００〜１
４００℃で焼成することによって作製される。
【０００５】このβ−スポジュメンは、比重２．０〜
２．４と低く、熱膨張率は室温〜８００℃で０．３〜
２．７×１０-6／℃、室温付近では０〜０．２×１０-6
／℃と低いものである。ＬＡＳ系焼結体の熱膨張率の低
さは、結晶軸方向の異方性によるものとそれに伴うマイ
クロクラックの存在がその要因とされる。マイクロクラ
ックは、結晶軸方向の異方性が大きいほどよく見られ、
マイクロクラックを抑制する方法は、マイクロクラック
発生の臨界粒径を見極め、臨界粒径内で磁器結晶を制御
することとされる。
２．４と低く、熱膨張率は室温〜８００℃で０．３〜
２．７×１０-6／℃、室温付近では０〜０．２×１０-6
／℃と低いものである。ＬＡＳ系焼結体の熱膨張率の低
さは、結晶軸方向の異方性によるものとそれに伴うマイ
クロクラックの存在がその要因とされる。マイクロクラ
ックは、結晶軸方向の異方性が大きいほどよく見られ、
マイクロクラックを抑制する方法は、マイクロクラック
発生の臨界粒径を見極め、臨界粒径内で磁器結晶を制御
することとされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】精密機器用部品とし
て、一般に用いられてきたアルミナ、窒化珪素などのセ
ラミックスの比重は、アルミナが３．８、窒化珪素が
３．０と金属に比べ低いものの、機器の軽量化、振動抑
制のためにより軽量材が必要とされてきている。また、
熱膨張率は、０〜２０℃でアルミナが約５．０×１０-6
／℃、窒化珪素が約１．５×１０-6／℃であるが、精密
機器の熱変形を軽減するために、より低熱膨張材が必要
とされてきている。精密機器用部品として望まれる材料
の特性は、低比重、低熱膨張、高剛性であるが、上記ア
ルミナ、窒化珪素は、これを満足することができなかっ
た。
て、一般に用いられてきたアルミナ、窒化珪素などのセ
ラミックスの比重は、アルミナが３．８、窒化珪素が
３．０と金属に比べ低いものの、機器の軽量化、振動抑
制のためにより軽量材が必要とされてきている。また、
熱膨張率は、０〜２０℃でアルミナが約５．０×１０-6
／℃、窒化珪素が約１．５×１０-6／℃であるが、精密
機器の熱変形を軽減するために、より低熱膨張材が必要
とされてきている。精密機器用部品として望まれる材料
の特性は、低比重、低熱膨張、高剛性であるが、上記ア
ルミナ、窒化珪素は、これを満足することができなかっ
た。
【０００７】一方、低熱膨張材料として知られるコージ
ェライトは、比重２．６〜２．７と低いものの、ヤング
率が７０〜９０ＧＰａと小さいため、精密機器用部品と
して用いる場合、たわみによる変形や部材の固有振動数
低下に伴う共振発生等の問題があった。
ェライトは、比重２．６〜２．７と低いものの、ヤング
率が７０〜９０ＧＰａと小さいため、精密機器用部品と
して用いる場合、たわみによる変形や部材の固有振動数
低下に伴う共振発生等の問題があった。
【０００８】これに対して、最近の報告では希土類酸化
物を焼結助剤とするコージェライト系セラミックスは、
比重２．７、熱膨張率−０．１〜０．１×１０-6／℃、
ヤング率１３０〜１４０ＧＰａを有するものがあり、変
形対策や固有振動数の向上に期待されている（特開平１
１−２５５５５７号公報参照）。しかし、焼結助剤とし
て用いる希土類酸化物はそれ自体高価であるため、原料
単価が比較的高くなるという問題があった。
物を焼結助剤とするコージェライト系セラミックスは、
比重２．７、熱膨張率−０．１〜０．１×１０-6／℃、
ヤング率１３０〜１４０ＧＰａを有するものがあり、変
形対策や固有振動数の向上に期待されている（特開平１
１−２５５５５７号公報参照）。しかし、焼結助剤とし
て用いる希土類酸化物はそれ自体高価であるため、原料
単価が比較的高くなるという問題があった。
【０００９】一方、ＬＡＳ系セラミックスの１種である
β−スポジュメン、ペタライトは、比重２．０〜２．４
と低く、熱膨張率は室温〜８００℃で０．３〜２．７×
１０ -6／℃、室温付近では０〜０．２×１０-6／℃と低
いものの、ヤング率は６０〜８０ＧＰａと剛性の低い材
料である。また、この材料は結晶軸方向の異方性が大き
く、焼結時の粒成長に伴い、クラックが発生するため欠
陥のない焼結体を得ることは難しいという課題があっ
た。
β−スポジュメン、ペタライトは、比重２．０〜２．４
と低く、熱膨張率は室温〜８００℃で０．３〜２．７×
１０ -6／℃、室温付近では０〜０．２×１０-6／℃と低
いものの、ヤング率は６０〜８０ＧＰａと剛性の低い材
料である。また、この材料は結晶軸方向の異方性が大き
く、焼結時の粒成長に伴い、クラックが発生するため欠
陥のない焼結体を得ることは難しいという課題があっ
た。
【００１０】本発明は軽量で低熱膨張を有するととも
に、焼結後、クラックの発生することのない、しかも剛
性の高いセラミックスを提供することを目的とするもの
である。
に、焼結後、クラックの発生することのない、しかも剛
性の高いセラミックスを提供することを目的とするもの
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、低熱膨張材料
の中でも特に比重の低いＬＡＳ系焼結体で特に熱膨張率
が低いβ−ユークリプタイト材料を用い、微細な結晶組
織の状態で緻密化することでマイクロクラック発生を抑
え、低熱膨張特性を有し、かつ比較的剛性の高い材料を
得るようにした。
の中でも特に比重の低いＬＡＳ系焼結体で特に熱膨張率
が低いβ−ユークリプタイト材料を用い、微細な結晶組
織の状態で緻密化することでマイクロクラック発生を抑
え、低熱膨張特性を有し、かつ比較的剛性の高い材料を
得るようにした。
【００１２】即ち、本発明のリチウムアルミノシリケー
ト系セラミックスは、化学式ＬｉＡｌＳｉＯ4で表され
るβ−ユークリプタイト９０〜９９重量％と酸化イット
リウム１０〜１重量％からなることを特徴とする。
ト系セラミックスは、化学式ＬｉＡｌＳｉＯ4で表され
るβ−ユークリプタイト９０〜９９重量％と酸化イット
リウム１０〜１重量％からなることを特徴とする。
【００１３】また、本発明のリチウムアルミノシリケー
ト系セラミックスは、化学式ＬｉＡｌＳｉＯ4で表され
るβ−ユークリプタイト８０〜９９重量％と酸化チタニ
ウム２０〜１重量％からなることを特徴とする。
ト系セラミックスは、化学式ＬｉＡｌＳｉＯ4で表され
るβ−ユークリプタイト８０〜９９重量％と酸化チタニ
ウム２０〜１重量％からなることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の軽量低熱膨張セラミック
スは、軽量低熱膨張特性を有するＬＡＳ系焼結体で特に
β−ユークリプタイトとして知られる化学式ＬｉＡｌＳ
ｉＯ4で表される複合酸化物を主成分とし、焼結助剤と
して酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）を１〜１０重量％含有
させたものである。酸化イットリウムが、１重量％未満
では粒成長が伴わず、β−ユークリプタイトが緻密化し
ない。また、添加量が１０重量％を超えると助剤過多に
より焼成温度幅が狭まるため緻密なβ−ユークリプタイ
トを得ることが難しくなる。
スは、軽量低熱膨張特性を有するＬＡＳ系焼結体で特に
β−ユークリプタイトとして知られる化学式ＬｉＡｌＳ
ｉＯ4で表される複合酸化物を主成分とし、焼結助剤と
して酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）を１〜１０重量％含有
させたものである。酸化イットリウムが、１重量％未満
では粒成長が伴わず、β−ユークリプタイトが緻密化し
ない。また、添加量が１０重量％を超えると助剤過多に
より焼成温度幅が狭まるため緻密なβ−ユークリプタイ
トを得ることが難しくなる。
【００１５】また、焼結助剤として上記酸化イットリウ
ムにかえて、酸化チタニウム（ＴｉＯ2）を１〜２０重
量％含有させることもできる。この系においては、添加
量が１重量％未満では粒成長により、マイクロクラック
が発生するようになり、添加量が２０重量％を超えると
助剤過多により焼成温度幅が狭まるため緻密なβ−ユー
クリプタイトを得ることが難しくなる。
ムにかえて、酸化チタニウム（ＴｉＯ2）を１〜２０重
量％含有させることもできる。この系においては、添加
量が１重量％未満では粒成長により、マイクロクラック
が発生するようになり、添加量が２０重量％を超えると
助剤過多により焼成温度幅が狭まるため緻密なβ−ユー
クリプタイトを得ることが難しくなる。
【００１６】また、上記、主成分を成すβ−ユ−クリプ
タイトを作製するには、重量比率でＬｉ2Ｏ：Ａｌ
2Ｏ3：ＳｉＯ2＝１２．５：４０．５：４７に処方した
原料粉末を用いる。各成分の増減により結晶中にムライ
ト生成や、クリストバライト生成が見られるようにな
り、その結果、熱膨張率が増加するため、重量比率のバ
ラツキは各成分とも、上記重量比率の±０．５％以内に
抑える必要がある。
タイトを作製するには、重量比率でＬｉ2Ｏ：Ａｌ
2Ｏ3：ＳｉＯ2＝１２．５：４０．５：４７に処方した
原料粉末を用いる。各成分の増減により結晶中にムライ
ト生成や、クリストバライト生成が見られるようにな
り、その結果、熱膨張率が増加するため、重量比率のバ
ラツキは各成分とも、上記重量比率の±０．５％以内に
抑える必要がある。
【００１７】アルコキシド法にて上記組成比率で処方さ
れた平均粒径５〜７μｍのＬＡＳ原料粉末１００に対し
て、比表面積８〜９ｍ2／ｇ、平均粒径０．８〜０．９
μｍの酸化イットリウムを所定量添加する。配合の後、
振動ミル等を使用して、平均粒径１μｍ未満となるよう
に粉砕混合し、所定形状に成形後、大気雰囲気下で１１
００〜１３００℃で、好ましくは１１９０〜１２１０℃
で熱処理を行うことにより、比重２．３〜２．５、熱膨
張率は測定温度０〜２０℃で−１．１〜−０．３×１０
-6／℃、ヤング率１０８〜１１９ＧＰａ、平均結晶粒径
１．３〜１．７μｍとなるセラミックスを得ることが出
来る。
れた平均粒径５〜７μｍのＬＡＳ原料粉末１００に対し
て、比表面積８〜９ｍ2／ｇ、平均粒径０．８〜０．９
μｍの酸化イットリウムを所定量添加する。配合の後、
振動ミル等を使用して、平均粒径１μｍ未満となるよう
に粉砕混合し、所定形状に成形後、大気雰囲気下で１１
００〜１３００℃で、好ましくは１１９０〜１２１０℃
で熱処理を行うことにより、比重２．３〜２．５、熱膨
張率は測定温度０〜２０℃で−１．１〜−０．３×１０
-6／℃、ヤング率１０８〜１１９ＧＰａ、平均結晶粒径
１．３〜１．７μｍとなるセラミックスを得ることが出
来る。
【００１８】または、アルコキシド法にて上記組成比率
で処方された平均粒径５〜７μｍのＬＡＳ原料粉末１０
０に対して、比表面積７〜８ｍ2／ｇ、平均粒径０．９
〜１．０μｍの酸化チタニウムを所定量添加する。配合
の後、振動ミル等を使用して、平均粒径１μｍ未満とな
るように粉砕混合し、所定形状に成形後、大気雰囲気下
で１１００〜１３００℃で、好ましくは１１７０〜１２
２０℃で熱処理を行うことにより、比重２．３〜２．
６、熱膨張率は測定温度０〜２０℃で−０．９〜０．４
×１０-6／℃、ヤング率１１５〜１２８ＧＰａ、平均結
晶粒径０．９〜２．２μｍとなるセラミックスを得るこ
とが出来る。
で処方された平均粒径５〜７μｍのＬＡＳ原料粉末１０
０に対して、比表面積７〜８ｍ2／ｇ、平均粒径０．９
〜１．０μｍの酸化チタニウムを所定量添加する。配合
の後、振動ミル等を使用して、平均粒径１μｍ未満とな
るように粉砕混合し、所定形状に成形後、大気雰囲気下
で１１００〜１３００℃で、好ましくは１１７０〜１２
２０℃で熱処理を行うことにより、比重２．３〜２．
６、熱膨張率は測定温度０〜２０℃で−０．９〜０．４
×１０-6／℃、ヤング率１１５〜１２８ＧＰａ、平均結
晶粒径０．９〜２．２μｍとなるセラミックスを得るこ
とが出来る。
【００１９】以上の仕様にて得られた本発明の軽量低熱
膨張セラミックスは、比重２．３〜２．６と小さく、低
熱膨張材料群の中ではヤング率１０８〜１１９ＧＰａま
たは１１５〜１２８ＧＰａと高く、また、アルミナ、窒
化珪素と比較して熱膨張率は測定温度０〜２０℃で−
１．１〜−０．３×１０-6／℃または−０．９〜０．４
×１０-6／℃と熱膨張が０に近く、軽量低熱膨張特性を
有する事を特徴とする。
膨張セラミックスは、比重２．３〜２．６と小さく、低
熱膨張材料群の中ではヤング率１０８〜１１９ＧＰａま
たは１１５〜１２８ＧＰａと高く、また、アルミナ、窒
化珪素と比較して熱膨張率は測定温度０〜２０℃で−
１．１〜−０．３×１０-6／℃または−０．９〜０．４
×１０-6／℃と熱膨張が０に近く、軽量低熱膨張特性を
有する事を特徴とする。
【００２０】なお、焼結助剤として上記酸化イットリウ
ム又は酸化チタニウムにかえて、酸化イットリビウム
（Ｙｂ2Ｏ3）などを含有させた場合についても実験を行
ったところ、焼結温度は低下したがマイクロクラックの
ない緻密体は得られなかった。これは、焼結温度幅が非
常に狭いためであると推察される。
ム又は酸化チタニウムにかえて、酸化イットリビウム
（Ｙｂ2Ｏ3）などを含有させた場合についても実験を行
ったところ、焼結温度は低下したがマイクロクラックの
ない緻密体は得られなかった。これは、焼結温度幅が非
常に狭いためであると推察される。
【００２１】本発明のリチウムアルミノシリケート系セ
ラミックスは、上記特徴を生かし、精密機器用部品とし
て用いることにより、温度変化に対して寸法安定性に優
れ、変形・振動の影響を極めて少なくすることができ
る。
ラミックスは、上記特徴を生かし、精密機器用部品とし
て用いることにより、温度変化に対して寸法安定性に優
れ、変形・振動の影響を極めて少なくすることができ
る。
【００２２】
【実施例】実施例１ 平均粒径５．５μｍのβ−ユークリプタイトに対して、
比表面積８．８ｍ2／ｇ、平均粒径０．９μｍの酸化イ
ットリウム原料粉末を０．５〜１５重量％の仕様で配合
し、振動ミルにより７２時間混合し、粉砕粒度をそれぞ
れ平均粒径０．９μｍとした。造粒後、乾式プレス成形
により抗折試験片形状に製作した。得られた各条件毎の
試験片を表１に記した焼成温度にて大気雰囲気下で熱処
理しセラミックス磁器を製作し評価を行った。熱膨張率
の測定温度範囲は０〜２０℃とした。
比表面積８．８ｍ2／ｇ、平均粒径０．９μｍの酸化イ
ットリウム原料粉末を０．５〜１５重量％の仕様で配合
し、振動ミルにより７２時間混合し、粉砕粒度をそれぞ
れ平均粒径０．９μｍとした。造粒後、乾式プレス成形
により抗折試験片形状に製作した。得られた各条件毎の
試験片を表１に記した焼成温度にて大気雰囲気下で熱処
理しセラミックス磁器を製作し評価を行った。熱膨張率
の測定温度範囲は０〜２０℃とした。
【００２３】テストの結果を表１に示すように、Ｎｏ．
１の酸化イットリウム０．５重量％添加仕様、Ｎｏ．６
の１５．０重量％添加仕様では、緻密体を得ることがで
きなかった。これは、１．０重量％未満では粒成長が伴
わずに緻密化できず、また、１０．０重量％を越えると
助剤過多により焼成温度幅が狭まるため緻密な磁器を得
ることが難しくなるためである。
１の酸化イットリウム０．５重量％添加仕様、Ｎｏ．６
の１５．０重量％添加仕様では、緻密体を得ることがで
きなかった。これは、１．０重量％未満では粒成長が伴
わずに緻密化できず、また、１０．０重量％を越えると
助剤過多により焼成温度幅が狭まるため緻密な磁器を得
ることが難しくなるためである。
【００２４】これに対し、Ｎｏ．２の酸化イットリウム
１．０重量％添加仕様では、焼成温度１２１０℃で比重
２．３５、ヤング率１０８ＧＰａ、熱膨張率−１．１×
１０ -6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．３μｍとなっ
た。Ｎｏ．３の酸化イットリウム２．０重量％添加仕様
では、焼成温度１２１０℃で比重２．３７、ヤング率１
１０ＧＰａ、熱膨張率−０．９×１０-6／℃が得られ、
平均結晶粒径は１．４μｍとなった。Ｎｏ．４の酸化イ
ットリウム５．０重量％添加仕様では、焼成温度１２１
０℃で比重２．４１、ヤング率１１４ＧＰａ、熱膨張率
−０．８×１０ -6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．４
μｍとなった。Ｎｏ．５の酸化イットリウム１０．０重
量％添加仕様では、焼成温度１１９０、１２１０℃で比
重２．４８〜２．５０、ヤング率１１５〜１１９ＧＰ
ａ、熱膨張率−０．４〜−０．３×１０-6／℃が得ら
れ、平均結晶粒径は１．５〜１．７μｍとなった。
１．０重量％添加仕様では、焼成温度１２１０℃で比重
２．３５、ヤング率１０８ＧＰａ、熱膨張率−１．１×
１０ -6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．３μｍとなっ
た。Ｎｏ．３の酸化イットリウム２．０重量％添加仕様
では、焼成温度１２１０℃で比重２．３７、ヤング率１
１０ＧＰａ、熱膨張率−０．９×１０-6／℃が得られ、
平均結晶粒径は１．４μｍとなった。Ｎｏ．４の酸化イ
ットリウム５．０重量％添加仕様では、焼成温度１２１
０℃で比重２．４１、ヤング率１１４ＧＰａ、熱膨張率
−０．８×１０ -6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．４
μｍとなった。Ｎｏ．５の酸化イットリウム１０．０重
量％添加仕様では、焼成温度１１９０、１２１０℃で比
重２．４８〜２．５０、ヤング率１１５〜１１９ＧＰ
ａ、熱膨張率−０．４〜−０．３×１０-6／℃が得ら
れ、平均結晶粒径は１．５〜１．７μｍとなった。
【００２５】このように本発明に基づき、β−ユークリ
プタイトに、比表面積８．８ｍ2／ｇ、平均粒径０．９
μｍの酸化イットリウム原料粉末を１〜１０重量％加
え、平均粒径０．９μｍに粉砕した原料系を使用して、
大気雰囲気下で１１９０〜１２１０℃で熱処理したこと
により、比重２．３〜２．５、ヤング率１０８〜１１９
ＧＰａ、熱膨張率は測定温度範囲０〜２０℃で−１．１
〜−０．３×１０-6／℃で平均結晶粒径１．３〜１．７
μｍとなる緻密なセラミックスを得ることができた。
プタイトに、比表面積８．８ｍ2／ｇ、平均粒径０．９
μｍの酸化イットリウム原料粉末を１〜１０重量％加
え、平均粒径０．９μｍに粉砕した原料系を使用して、
大気雰囲気下で１１９０〜１２１０℃で熱処理したこと
により、比重２．３〜２．５、ヤング率１０８〜１１９
ＧＰａ、熱膨張率は測定温度範囲０〜２０℃で−１．１
〜−０．３×１０-6／℃で平均結晶粒径１．３〜１．７
μｍとなる緻密なセラミックスを得ることができた。
【００２６】
【表１】
【００２７】実施例２ 平均粒径５．５μｍのβ−ユークリプタイトに対して、
比表面積７．２ｍ2／ｇ、平均粒径０．９μｍの酸化チ
タニウム原料粉末を０．５〜２５重量％の仕様で配合
し、振動ミルにより７２時間混合し、粉砕粒度をそれぞ
れ平均粒径０．９μｍとした。造粒後、乾式プレス成形
により抗折試験片形状に製作した。得られた各条件毎の
試験片を表２に記した焼成温度にて大気雰囲気下で熱処
理しセラミックス磁器を製作し評価を行った。熱膨張率
の測定温度範囲は０〜２０℃とした。
比表面積７．２ｍ2／ｇ、平均粒径０．９μｍの酸化チ
タニウム原料粉末を０．５〜２５重量％の仕様で配合
し、振動ミルにより７２時間混合し、粉砕粒度をそれぞ
れ平均粒径０．９μｍとした。造粒後、乾式プレス成形
により抗折試験片形状に製作した。得られた各条件毎の
試験片を表２に記した焼成温度にて大気雰囲気下で熱処
理しセラミックス磁器を製作し評価を行った。熱膨張率
の測定温度範囲は０〜２０℃とした。
【００２８】テストの結果を表２に示すように、Ｎｏ．
７の酸化チタニウム０．５重量％添加仕様、Ｎｏ．１４
の２５．０重量％添加仕様では、緻密体を得ることがで
きなかった。これは、１．０重量％未満では粒成長によ
りクラックが発生し、また、２０．０重量％を越えると
助剤過多により焼成温度幅が狭まるため緻密な磁器を得
ることが難しくなるためである。
７の酸化チタニウム０．５重量％添加仕様、Ｎｏ．１４
の２５．０重量％添加仕様では、緻密体を得ることがで
きなかった。これは、１．０重量％未満では粒成長によ
りクラックが発生し、また、２０．０重量％を越えると
助剤過多により焼成温度幅が狭まるため緻密な磁器を得
ることが難しくなるためである。
【００２９】これに対し、Ｎｏ．８の酸化チタニウム
１．０重量％添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９
０、１２１０、１２２４℃で比重２．３５〜２．３６、
ヤング率１１５〜１１８ＧＰａ、熱膨張率−０．９〜−
０．７×１０-6／℃が得られ、平均結晶粒径は０．９〜
１．２μｍとなった。Ｎｏ．９の酸化チタニウム２．０
重量％添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１
２１０、１２２４℃で比重２．３３〜２．３７、ヤング
率１１５〜１１９ＧＰａ、熱膨張率−０．９〜−０．７
×１０-6／℃が得られ、平均結晶粒径は０．９〜１．３
μｍとなった。
１．０重量％添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９
０、１２１０、１２２４℃で比重２．３５〜２．３６、
ヤング率１１５〜１１８ＧＰａ、熱膨張率−０．９〜−
０．７×１０-6／℃が得られ、平均結晶粒径は０．９〜
１．２μｍとなった。Ｎｏ．９の酸化チタニウム２．０
重量％添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１
２１０、１２２４℃で比重２．３３〜２．３７、ヤング
率１１５〜１１９ＧＰａ、熱膨張率−０．９〜−０．７
×１０-6／℃が得られ、平均結晶粒径は０．９〜１．３
μｍとなった。
【００３０】Ｎｏ．１０の酸化チタニウム５．０重量％
添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１２１
０、１２２４℃で比重２．３６〜２．４０、ヤング率１
１７〜１１９ＧＰａ、熱膨張率−０．８〜−０．３×１
０-6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．１〜１．４μｍ
となった。Ｎｏ．１１の酸化チタニウム１０．０重量％
添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１２１
０、１２２４℃で比重２．４４〜２．４５、ヤング率１
２２〜１２４ＧＰａ、熱膨張率−０．４〜−０．１×１
０-6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．３〜１．８μｍ
となった。
添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１２１
０、１２２４℃で比重２．３６〜２．４０、ヤング率１
１７〜１１９ＧＰａ、熱膨張率−０．８〜−０．３×１
０-6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．１〜１．４μｍ
となった。Ｎｏ．１１の酸化チタニウム１０．０重量％
添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１２１
０、１２２４℃で比重２．４４〜２．４５、ヤング率１
２２〜１２４ＧＰａ、熱膨張率−０．４〜−０．１×１
０-6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．３〜１．８μｍ
となった。
【００３１】Ｎｏ．１２の酸化チタニウム１５．０重量
％添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１２１
０、１２２４℃で比重２．４９〜２．５０、ヤング率１
２５〜１２６ＧＰａ、熱膨張率−０．１〜０．２×１０
-6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．５〜２．０μｍと
なった。Ｎｏ．１３の酸化チタニウム２０．０重量％添
加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１２１０、
１２２４℃で比重２．５４〜２．５５、ヤング率１２８
ＧＰａ、熱膨張率０．３〜０．４×１０-6／℃が得ら
れ、平均結晶粒径は１．６〜２．２μｍとなった。
％添加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１２１
０、１２２４℃で比重２．４９〜２．５０、ヤング率１
２５〜１２６ＧＰａ、熱膨張率−０．１〜０．２×１０
-6／℃が得られ、平均結晶粒径は１．５〜２．０μｍと
なった。Ｎｏ．１３の酸化チタニウム２０．０重量％添
加仕様では、焼成温度１１７５、１１９０、１２１０、
１２２４℃で比重２．５４〜２．５５、ヤング率１２８
ＧＰａ、熱膨張率０．３〜０．４×１０-6／℃が得ら
れ、平均結晶粒径は１．６〜２．２μｍとなった。
【００３２】このように本発明に基づき、β−ユークリ
プタイトに、比表面積７．２ｍ2／ｇ、平均粒径０．９
μｍの酸化チタニウム原料粉末を１〜２０重量％加え、
平均粒径０．９μｍに粉砕した原料系を使用して、大気
雰囲気下で１１７５〜１２２４℃で熱処理したことによ
り、比重２．３〜２．６、ヤング率１１５〜１２８ＧＰ
ａ、熱膨張率は測定温度範囲０〜２０℃で−０．９〜
０．４×１０-6／℃で平均結晶粒径０．９〜２．２μｍ
となる緻密なセラミックスを得ることができた。
プタイトに、比表面積７．２ｍ2／ｇ、平均粒径０．９
μｍの酸化チタニウム原料粉末を１〜２０重量％加え、
平均粒径０．９μｍに粉砕した原料系を使用して、大気
雰囲気下で１１７５〜１２２４℃で熱処理したことによ
り、比重２．３〜２．６、ヤング率１１５〜１２８ＧＰ
ａ、熱膨張率は測定温度範囲０〜２０℃で−０．９〜
０．４×１０-6／℃で平均結晶粒径０．９〜２．２μｍ
となる緻密なセラミックスを得ることができた。
【００３３】
【表２】
【００３４】
【発明の効果】以上、詳述したとおり本発明によれば、
一般式ＬｉＡｌＳｉＯ4で表されるβ−ユークリプタイ
トを９０〜９９重量％、酸化イットリウムを１０〜１重
量％の焼結体とすることによって、比重２．３〜２．
６、ヤング率１０８〜１１９ＧＰａ、熱膨張率−１．１
〜−０．３×１０-6／℃となるセラミックスを得ること
ができる。
一般式ＬｉＡｌＳｉＯ4で表されるβ−ユークリプタイ
トを９０〜９９重量％、酸化イットリウムを１０〜１重
量％の焼結体とすることによって、比重２．３〜２．
６、ヤング率１０８〜１１９ＧＰａ、熱膨張率−１．１
〜−０．３×１０-6／℃となるセラミックスを得ること
ができる。
【００３５】また、一般式ＬｉＡｌＳｉＯ4で表される
β−ユ−クリプタイトを８０〜９９重量％、酸化チタニ
ウムを２０〜１重量％の焼結体とすることによって、比
重２．３〜２．６、ヤング率１１５〜１２８ＧＰａ、熱
膨張率は測定温度範囲０〜２０℃で−０．９〜０．４×
１０-6／℃で平均結晶粒径０．９〜２．２μｍとなるセ
ラミックスを得ることができる。
β−ユ−クリプタイトを８０〜９９重量％、酸化チタニ
ウムを２０〜１重量％の焼結体とすることによって、比
重２．３〜２．６、ヤング率１１５〜１２８ＧＰａ、熱
膨張率は測定温度範囲０〜２０℃で−０．９〜０．４×
１０-6／℃で平均結晶粒径０．９〜２．２μｍとなるセ
ラミックスを得ることができる。
【００３６】このリチウムアルミノシリケート系セラミ
ックスを精密機器用部品として用いることにより温度変
化に対して寸法安定性に優れ、変形・振動の影響を極め
て少なくすることができる。
ックスを精密機器用部品として用いることにより温度変
化に対して寸法安定性に優れ、変形・振動の影響を極め
て少なくすることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】ＬｉＡｌＳｉＯ4で表されるβ−ユークリ
プタイトを９０〜９９重量％、酸化イットリウムを１０
〜１重量％含むことを特徴とするリチウムアルミノシリ
ケート系セラミックス。 - 【請求項２】ＬｉＡｌＳｉＯ4で表されるβ−ユークリ
プタイトを８０〜９９重量％、酸化チタニウムを２０〜
１重量％含むことを特徴とするリチウムアルミノシリケ
ート系セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000371627A JP4658311B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | リチウムアルミノシリケート系セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000371627A JP4658311B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | リチウムアルミノシリケート系セラミックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002173363A true JP2002173363A (ja) | 2002-06-21 |
| JP4658311B2 JP4658311B2 (ja) | 2011-03-23 |
Family
ID=18841321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000371627A Expired - Fee Related JP4658311B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | リチウムアルミノシリケート系セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4658311B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002173365A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Kyocera Corp | リチウムアルミノシリケート系セラミックス |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56109870A (en) * | 1981-01-23 | 1981-08-31 | Asahi Glass Co Ltd | Minute low expansion sintered body |
| JP2000128629A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-09 | Nichias Corp | 低熱膨張性セラミックス大平板及びその製造方法 |
| JP2000219572A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Kyocera Corp | 低熱膨張性セラミックス及びその製造方法 |
| JP2001068536A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-03-16 | Taiheiyo Cement Corp | 露光装置およびそれに用いられる支持部材 |
-
2000
- 2000-12-06 JP JP2000371627A patent/JP4658311B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56109870A (en) * | 1981-01-23 | 1981-08-31 | Asahi Glass Co Ltd | Minute low expansion sintered body |
| JP2000128629A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-09 | Nichias Corp | 低熱膨張性セラミックス大平板及びその製造方法 |
| JP2000219572A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Kyocera Corp | 低熱膨張性セラミックス及びその製造方法 |
| JP2001068536A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-03-16 | Taiheiyo Cement Corp | 露光装置およびそれに用いられる支持部材 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002173365A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Kyocera Corp | リチウムアルミノシリケート系セラミックス |
| JP4610076B2 (ja) * | 2000-12-06 | 2011-01-12 | 京セラ株式会社 | リチウムアルミノシリケート系セラミックス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4658311B2 (ja) | 2011-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4416191B2 (ja) | 低熱膨張セラミックスおよびその製造方法、並びに半導体製造用部品 | |
| EP2518037A1 (en) | Composite material having controlled coefficient of thermal expansion with oxidic ceramics and procedure for the obtainment thereof | |
| US20120107585A1 (en) | Ceramic Composite Based on Beta-Eucryptite and an Oxide, and Process of Manufacturing Said Composite | |
| JP2006232667A (ja) | 低熱膨張性セラミックスおよびそれを用いた半導体製造装置用部材 | |
| JPH01108177A (ja) | セラミックフォーム | |
| JP3805119B2 (ja) | 低熱膨張性セラミックスの製造方法 | |
| JP2020097509A (ja) | ムライト質焼結体及びその製造方法 | |
| JP2002173363A (ja) | リチウムアルミノシリケート系セラミックス | |
| JP2002167267A (ja) | 低熱膨張セラミックス及びその製造方法 | |
| JP2002128563A (ja) | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 | |
| JP4610076B2 (ja) | リチウムアルミノシリケート系セラミックス | |
| JP2000128625A (ja) | アルミナ質セラミックス焼結体及びその製造方法 | |
| JP2001097768A (ja) | Ｙａｇ系セラミックス原料及びその製造方法 | |
| JP2002173364A (ja) | リチウムアルミノシリケート系セラミックス | |
| JP2001302337A (ja) | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 | |
| JPH0930860A (ja) | 低熱膨張性耐火物の製造方法 | |
| JP2687632B2 (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
| JP2002160972A (ja) | 高剛性低熱膨張セラミックス及びその製造方法 | |
| JPH035371A (ja) | Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体の製造方法 | |
| JP2004010381A (ja) | 表面被覆窒化珪素焼結体 | |
| JP2687633B2 (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
| JP2000007428A (ja) | リン酸ジルコニル系複合材料及びそれを用いた精密機器 | |
| JPH0333058A (ja) | 高強度マイカセラミックス | |
| JPH0269359A (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
| JP2003292371A (ja) | 高剛性低熱膨張セラミックス焼結体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071019 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100430 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100525 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100721 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100914 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101101 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101125 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101224 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |