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
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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 |
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| 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 |
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