JP2003073179A - Calcium zirconate/spinel compound multi porous compact and its manufacturing method - Google Patents

Calcium zirconate/spinel compound multi porous compact and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2003073179A
JP2003073179A JP2001260693A JP2001260693A JP2003073179A JP 2003073179 A JP2003073179 A JP 2003073179A JP 2001260693 A JP2001260693 A JP 2001260693A JP 2001260693 A JP2001260693 A JP 2001260693A JP 2003073179 A JP2003073179 A JP 2003073179A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spinel
porous body
calcium zirconate
raw material
zirconia
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
Application number
JP2001260693A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3882070B2 (en
Inventor
Yoshikazu Suzuki
義和 鈴木
Tatsuki Oji
達樹 大司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2001260693A priority Critical patent/JP3882070B2/en
Publication of JP2003073179A publication Critical patent/JP2003073179A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3882070B2 publication Critical patent/JP3882070B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calcium zirconate/spinel compound multi-porous copact which is impoved in mechanical strength, acid resistance, the corrosion resistance and its manufacturing method. SOLUTION: The calcium zirconate/spinel compound multi-porous compact which is thermally and chemically stable, is obtained by crushing and mixing a raw material powder, the main ingredient of which is calcite, magnesia, zirconia, and alumina or dolomite, zirconia, and alumina. By reaction firing it in the atmosphere after properly molding it, wherein the same mole calcium zirconia [CaZrO3 ] and spinel [MgAl2 O4 ] are mutually dispersed homogeneously while suppressing the growth of grain. Therefore, the fired compact has fine structure, high strength and stable structure under high temperatures. And its manufacturing method is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ジルコン酸カルシ
ウム/スピネル系複合多孔体、及びその製造方法に関す
るものであり、更に詳しくは、等モル量のジルコン酸カ
ルシウム[CaZrO3 ]とスピネル[MgAl2
4 ]が互いに均一に分散し、粒成長を抑制することによ
り形成される微細な複合組織を有し、熱的、化学的に安
定な多孔質組織を有する焼成体からなる、ジルコン酸カ
ルシウム/スピネル系複合多孔体、及びその製造方法に
関するものである。本発明の複合多孔体は、例えば、高
耐食性流体透過フィルター機能材料、超高温用軽量化部
材、触媒担体、断熱材、あるいは吸音材等として有用で
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a calcium zirconate / spinel composite porous body and a method for producing the same, more specifically, equimolar amounts of calcium zirconate [CaZrO 3 ] and spinel [MgAl 2 ]. O
[4 ] has a fine composite structure formed by uniformly dispersing each other and suppressing grain growth, and comprises a calcined body having a thermally and chemically stable porous structure, calcium zirconate / spinel System composite porous body and a method for producing the same. INDUSTRIAL APPLICABILITY The composite porous body of the present invention is useful, for example, as a highly corrosion-resistant fluid permeation filter functional material, an ultrahigh temperature lightweight member, a catalyst carrier, a heat insulating material, or a sound absorbing material.

【0002】[0002]

【従来の技術】高い気孔率を有する酸化物系セラミック
ス多孔体は、例えば、流体透過フィルター等として用い
られている。従来品は、成形密度や焼結温度を低くする
ことで焼結体中に気孔を分散させる方法(焼結制御
法)、有機バインダーを燃焼させることにより気孔を設
ける方法(有機バインダー除去法)、アルコキシドの分
解・反応等の化学的手法を用いることにより比較的低温
で均一な気孔を設ける方法(ゾルゲル法)などによるも
のであった。また、いずれの製法による多孔体材料にお
いても、その多くは単一のセラミックスからなる単相多
孔体であった。
2. Description of the Related Art Oxide ceramics porous bodies having a high porosity are used, for example, as fluid permeation filters. The conventional products are a method of dispersing pores in a sintered body by lowering the molding density or the sintering temperature (sintering control method), a method of forming pores by burning an organic binder (organic binder removal method), This was due to a method of forming uniform pores at a relatively low temperature (sol-gel method) by using a chemical method such as decomposition / reaction of alkoxide. In addition, most of the porous body materials produced by any of the manufacturing methods were single-phase porous bodies made of a single ceramic.

【0003】しかしながら、これらの多孔体材料には、
次のような欠点があった。即ち、従来の多孔体材料にお
いては、例えば、焼結制御法で作製した多孔体では、多
孔体を構成する結晶粒子同士の結合強度が不十分であ
り、多孔体全体としての材料強度も不十分であり、ま
た、細孔径分布も広いために、流体の選択性が十分では
なかった。有機バインダー除去法により作製した多孔体
材料では、ポリマーの燃焼によりその成分に応じてNO
x 等の有害ガスが発生するという問題点があり、また、
ポリマーの燃焼による発熱のために、多孔体組織の微細
構造の制御が困難であるという問題点があった。また、
ゾルゲル法をはじめとする化学的手法を用いて作製した
多孔体材料では、比較的高度な組織制御が可能になる反
面、コストが高く、量産の点で問題があった。更に、い
ずれの製法による多孔体材料においても、1000℃以
上の高温で使用した場合に、多孔体の焼結が進み、組織
が時間とともに粗大化し、細孔径が変化するために、性
能が劣化するという欠点があった。
However, these porous materials include
It had the following drawbacks. That is, in the conventional porous body material, for example, in the porous body produced by the sintering control method, the bonding strength between the crystal particles constituting the porous body is insufficient, and the material strength of the entire porous body is also insufficient. Moreover, since the pore size distribution is wide, the fluid selectivity was not sufficient. In the porous material produced by the organic binder removal method, NO is generated depending on its component due to the combustion of the polymer.
There is a problem that harmful gas such as x is generated.
There is a problem that it is difficult to control the fine structure of the porous structure due to the heat generated by the combustion of the polymer. Also,
The porous material produced by using a chemical method such as the sol-gel method allows relatively high degree of structure control, but has a high cost and has a problem in mass production. Furthermore, in any porous material produced by any of the manufacturing methods, when used at a high temperature of 1000 ° C. or higher, the performance of the porous material deteriorates because sintering of the porous material progresses, the structure coarsens with time, and the pore size changes. There was a drawback.

【0004】これらの先行技術を踏まえ、最近、本発明
者(鈴木、大司)らは、等モル量のジルコン酸カルシウ
ム[CaZrO3 ]とマグネシア[MgO]が互いに均
一に分散し、粒成長を抑制することで微細な複合組織を
有し、高温下で安定な組織を保つ焼成体であることを特
徴とするジルコン酸カルシウム/マグネシア系複合多孔
体を開発したことを報告した[特開2001−1226
75、ジャーナル・オブ・アメリカン・セラミック・ソ
サイエティ(Journal of American
Ceramic Society)、第83巻、第2
091頁、2000年]。この多孔体材料は、従来の多
孔体材料の欠点の多くを解決することができたが、その
用途によっては、例えば、機械的強度及び耐酸性・耐食
性に関して、更なる改善の必要があった。より詳しく
は、例えば、曲げ強度に関しては、気孔率が47%の場
合に約35MPaであり、フィルター材料としては十分
であるものの、構造部材として見た場合には、更に高い
強度が望ましく、また、マグネシアを構成相として含ん
でいる点から、酸蒸気や高温水蒸気に対する安定性につ
いて改善する必要があった。
Based on these prior arts, recently, the present inventors (Suzuki, Daiji) et al. Have found that equimolar amounts of calcium zirconate [CaZrO 3 ] and magnesia [MgO] are evenly dispersed in each other to cause grain growth. It was reported that a calcium zirconate / magnesia-based composite porous body was developed, which is a fired body having a fine composite structure by suppressing and maintaining a stable structure at high temperature [JP 2001-2001 1226
75, Journal of American Society
Ceramic Society), Volume 83, Volume 2
091, 2000]. Although this porous body material could solve many of the drawbacks of the conventional porous body materials, depending on its application, there was a need for further improvement in mechanical strength and acid / corrosion resistance. More specifically, for example, regarding bending strength, when the porosity is 47%, it is about 35 MPa, which is sufficient as a filter material, but when viewed as a structural member, higher strength is desirable, and Since it contains magnesia as a constituent phase, it was necessary to improve the stability against acid vapor and high temperature steam.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような状況の中
で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、上記従来技
術の問題点を確実に解消し得る新しい多孔体材料を開発
することを目標として鋭意研究を積み重ねた結果、より
優れた特性を有するジルコン酸カルシウム/スピネル系
複合多孔体を開発することに成功し、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、以上のような従来技術
の欠点をなくすためになされたものであり、高度に組織
制御され、更に、耐熱性、機械的特性に優れるジルコン
酸カルシウム/スピネル系複合多孔体、及び当該多孔体
材料をコスト的に有利な簡便なプロセスを適用して効率
良く製造する方法を提供することを目的とするものであ
る。
Under these circumstances, the present inventors, in view of the above-mentioned prior art, develop a new porous material capable of surely solving the above-mentioned problems of the prior art. As a result of earnestly researching with the aim of achieving the above, we succeeded in developing a calcium zirconate / spinel composite porous body having more excellent properties, and completed the present invention. That is, the present invention has been made in order to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, highly controlled structure, further heat resistance, calcium zirconate / spinel-based composite porous body excellent in mechanical properties, Another object of the present invention is to provide a method for efficiently producing the porous body material by applying a simple and cost-effective process.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。 (1)カルサイト、マグネシア、ジルコニア、アルミナ
を主原料とし、あるいはドロマイト、ジルコニア、アル
ミナを主原料とし、この原料粉末を均一に粉砕混合し、
これを適宜成形したのち、大気中で反応焼成することに
より製造してなる、熱的、化学的に安定な多孔質組織を
有するジルコン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体で
あって、等モル量のジルコン酸カルシウム[CaZrO
3 ]とスピネル[MgAl24 ]が互いに均一に分散
し、粒成長を抑制することにより形成される微細な複合
組織を有し、高強度で、かつ高温下で安定な組織を保つ
焼成体からなることを特徴とする、ジルコン酸カルシウ
ム/スピネル系複合多孔体。 (2)等モル量のカルサイト[CaCO3 ]、マグネシ
ア[MgO]、ジルコニア[ZrO2 ]、アルミナ[A
23 ]を主原料とし、一段階のみの反応焼成によっ
て製造したものであることを特徴とする、前記(1)に
記載のジルコン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体。 (3)等モル量のドロマイト[CaMg(CO3
2 ]、ジルコニア[ZrO2 ]、アルミナ[Al2
3 ]を主原料とし、一段階のみの反応焼成によって製造
したものであることを特徴とする、前記(1)に記載の
ジルコン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体。 (4)アルカリフッ化物を低融点液相形成材として、主
原料に対して微量添加することとにより、気孔率をほと
んど変化させずに比表面積を制御したことを特徴とす
る、前記(1)、(2)又は(3)に記載のジルコン酸
カルシウム/スピネル系複合多孔体。 (5)前記(1)から(4)のいずれかに記載の複合多
孔体を製造する方法であって、等モル量のカルサイト、
マグネシア、ジルコニア、アルミナあるいは等モル量の
ドロマイト、ジルコニア、アルミナを主原料とし、この
原料粉末を均一に粉砕混合し、これを適宜成形したの
ち、大気中で反応焼成することを特徴とする、ジルコン
酸カルシウム/スピネル系複合多孔体の製造方法。 (6)主原料の総量に対して、低融点液相形成材を0.
2〜0.5重量%を均一に混合し、昇温過程において主
原料の粒子表面での拡散を促進させることにより比表面
積を制御し、生成したCO2 を遊離させることによって
均質な開気孔を形成させ、1100〜1300℃で大気
中で焼成することにより、40〜60%の高い気孔率を
有し、焼成前後の寸法変化が小さく、かつ高強度を有す
る多孔体とすることを特徴とする、前記(5)に記載の
ジルコン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体の製造方
法。
[Means for Solving the Problems] To solve the above problems
The present invention comprises the following technical means. (1) Calcite, magnesia, zirconia, alumina
As the main raw material, or dolomite, zirconia,
Mina as the main raw material, this raw material powder is uniformly crushed and mixed,
After appropriately molding this, it was decided to carry out reaction firing in the atmosphere.
Thermally and chemically stable porous structure produced by
With a calcium zirconate / spinel composite porous body
There is an equimolar amount of calcium zirconate [CaZrO
3 ] And spinel [MgAl2 OFour ] Evenly distributed with each other
And a fine composite formed by suppressing grain growth
It has a structure, has high strength, and keeps a stable structure at high temperature.
Calcium zirconate characterized by comprising a fired body
Mu / spinel composite porous body. (2) Equimolar amount of calcite [CaCO3], Magnesi
A [MgO], zirconia [ZrO2 ], Alumina [A
l2 O3] As the main raw material,
Manufactured according to the above (1), characterized in that
The described calcium zirconate / spinel composite porous body. (3) An equimolar amount of dolomite [CaMg (CO3 )
2 ], Zirconia [ZrO2 ], Alumina [Al2 O
3 ] As the main raw material, and produced by a single-step reaction firing
The above-mentioned (1), characterized in that
Calcium zirconate / spinel composite porous body. (4) Alkali fluoride is mainly used as a low melting point liquid phase forming material.
By adding a small amount to the raw material, the porosity is
Characterized by controlling the specific surface area without changing
Zirconic acid according to the above (1), (2) or (3)
Calcium / spinel composite porous body. (5) The complex poly according to any one of (1) to (4) above.
A method for producing a pore body, which comprises an equimolar amount of calcite,
Magnesia, zirconia, alumina or equimolar amount
The main raw material is dolomite, zirconia, and alumina.
The raw material powder was uniformly crushed and mixed, and this was appropriately molded.
Zircon, characterized by reactive firing in air
A method for producing a calcium acid / spinel composite porous body. (6) The low-melting-point liquid phase-forming material was added to the total amount of the main raw materials in an amount of 0.
2 to 0.5% by weight is mixed uniformly and the
Specific surface is promoted by promoting the diffusion of raw material on the particle surface.
CO produced by controlling the product2 By releasing
Form uniform open pores and open at 1100 to 1300 ℃
A high porosity of 40 to 60% can be obtained by firing in
It has a small dimensional change before and after firing and has high strength.
The porous body according to (5) above,
Method for producing calcium zirconate / spinel composite porous body
Law.

【0007】本発明のジルコン酸カルシウム/スピネル
系複合多孔体は、等モル量のジルコン酸カルシウム[C
aZrO3 ]とマグネシア[MgAl24 ]が互いに
均一に分散し、互いに粒成長を抑制することにより形成
される微細な複合組織を有し、高温下で安定な組織を保
つ焼成体からなることを特徴としている。上記ジルコン
酸カルシウム/スピネル系複合多孔体は、既存のジルコ
ン酸カルシウム/マグネシア系複合多孔体に比べて、マ
グネシアをスピネルとして複酸化物化したことにより、
機械的特性や化学的安定性が改善されている。また、ア
ルミナが主成分として加わることにより、低融点液相形
成剤を添加しない場合でも1100〜1300℃の焼成
温度で十分に固相反応が進行し、また、低融点液相形成
剤を添加した場合では、ジルコン酸カルシウム結晶粒子
及びスピネル結晶粒子の表面がより滑らかなものとな
り、気孔率を大きく変化させずに比表面積を制御するこ
とが可能となる。
The calcium zirconate / spinel composite porous material of the present invention is an equimolar amount of calcium zirconate [C
aZrO 3 ] and magnesia [MgAl 2 O 4 ] are evenly dispersed in each other and have a fine composite structure formed by suppressing grain growth, and are composed of a fired body that maintains a stable structure at high temperatures. Is characterized by. Compared with the existing calcium zirconate / magnesia-based composite porous body, the calcium zirconate / spinel-based composite porous body has been converted into a double oxide by using magnesia as a spinel.
It has improved mechanical properties and chemical stability. Further, by adding alumina as a main component, even if the low melting point liquid phase forming agent is not added, the solid phase reaction sufficiently proceeds at the firing temperature of 1100 to 1300 ° C., and the low melting point liquid phase forming agent was added. In this case, the surfaces of the calcium zirconate crystal particles and the spinel crystal particles become smoother, and the specific surface area can be controlled without significantly changing the porosity.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】次に、本発明について更に詳細に
説明する。本発明のジルコン酸カルシウム/スピネル系
複合多孔体は、等モル量のジルコン酸カルシウムとスピ
ネルが互いに均一に分散し、粒成長を抑制することで微
細な複合組織を有し、長時間高温下で使用した場合でも
ジルコン酸カルシウムとスピネルが相互に粒成長を抑制
するために、安定な組織を保つ。ジルコン酸カルシウム
とスピネルの結晶粒径は、焼結温度により若干変化する
が、3次元的なネットワーク構造を持つために、バルク
体のような物質移動が生じにくく、数ミクロン以下の微
細な結晶粒となる。この複合多孔体においては、気孔
は、ほとんどすべてが、貫通開気孔であり、気孔率が4
0〜60%であり、流体を選択的に透過するのに十分な
気孔率を有する。この多孔体材料中では、比較的低温で
構成セラミックス粒子のネッキングが生じるため、機械
的強度に優れ、効率良く流体を選択的に透過させること
が可能となる。また、その他の多孔体としての用途とし
ては、例えば、超高温用軽量化部材、触媒担体、断熱
材、あるいは吸音材等の分野においても、本発明による
多孔体材料は、非常に有用である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the present invention will be described in more detail. The calcium zirconate / spinel-based composite porous body of the present invention has an equimolar amount of calcium zirconate and spinel uniformly dispersed in each other, has a fine composite structure by suppressing grain growth, and can be stored at high temperature for a long time. Even when used, calcium zirconate and spinel mutually suppress grain growth, thus maintaining a stable structure. The crystal grain sizes of calcium zirconate and spinel change slightly depending on the sintering temperature, but since they have a three-dimensional network structure, they do not easily cause mass transfer like a bulk body, and have fine crystal grains of several microns or less. Becomes In this composite porous body, almost all pores are through open pores, and the porosity is 4
0 to 60%, having a porosity sufficient to selectively permeate a fluid. In this porous material, necking of the constituent ceramic particles occurs at a relatively low temperature, so that the mechanical strength is excellent and the fluid can be selectively permeated efficiently. Further, as other uses as a porous body, the porous body material according to the present invention is very useful, for example, in the fields of a lightweight member for ultra-high temperature, a catalyst carrier, a heat insulating material, a sound absorbing material and the like.

【0009】また、本発明の多孔体では、低温液相形成
材としてアルカリフッ化物を添加する場合は、その大部
分が開気孔を通じて系外に出るために、多孔体中に残存
する量は減少し、高温特性をほとんど劣化させない。こ
の場合、ジルコン酸カルシウム結晶粒子及びスピネル結
晶粒子の表面がより滑らかなものとなり、気孔率を大き
く変化させずに比表面積を制御することが可能となるた
め、上記方法は、特に、流体を透過させる場合の流速の
制御や、触媒担体として用いる際の触媒担持量の制御に
有用である。
In addition, in the porous body of the present invention, when alkali fluoride is added as a low temperature liquid phase forming material, most of it goes out of the system through open pores, so that the amount remaining in the porous body is reduced. However, the high temperature characteristics are hardly deteriorated. In this case, the surfaces of the calcium zirconate crystal particles and the spinel crystal particles become smoother, and it becomes possible to control the specific surface area without significantly changing the porosity. It is useful for controlling the flow rate in the case of using the catalyst and controlling the amount of the catalyst carried when used as the catalyst carrier.

【0010】本発明において、多孔体の原料としては、
カルシウム源、マグネシウム源として、個別にカルサイ
ト[CaCO3 ]とマグネシア[MgO]を使うこと、
あるいはそれぞれを等モル量含むドロマイト[CaMg
(CO32 ]を使うことが共に可能である。また、マ
グネシア[MgO]をマグネサイト[MgCO3 ]に代
えても同様の材料が得られ、本発明では、これらは均等
のものとされるが、一般に、マグネシウム源について
は、カルシウム源とは異なり、優れた酸化物粉末が市販
品として入手可能であるため、必ずしも炭酸塩にこだわ
る必要はない。カルサイト、ドロマイトについては、天
然原料を用いることによる低コスト化が可能である。ま
た、ジルコニウム源については、天然バデライトも利用
可能であるが、産出量が豊富とは言えず、また、高性能
の酸化物市販粉末が比較的安価に入手可能であるため、
合成品が望ましい。
In the present invention, as a raw material of the porous body,
Using calcite [CaCO 3 ] and magnesia [MgO] individually as a calcium source and a magnesium source,
Or dolomite [CaMg containing each of them in an equimolar amount
(CO 3 ) 2 ] can both be used. Similar materials can be obtained by replacing magnesia [MgO] with magnesite [MgCO 3 ] and, in the present invention, these are considered to be equivalent, but in general, the magnesium source is different from the calcium source. Since excellent oxide powders are available as commercial products, it is not always necessary to stick to carbonates. For calcite and dolomite, it is possible to reduce costs by using natural raw materials. As for the zirconium source, natural baddelite can be used, but it cannot be said that the output is abundant, and high-performance oxide commercial powder is available at a relatively low price,
Synthetic products are desirable.

【0011】アルミニウム源としては、高性能の酸化物
市販粉末が安価に入手可能である。比表面積の制御を行
うことを目的として、低融点液相形成材を添加する場
合、アルカリ金属フッ化物であるLiFあるいはNaF
を用いているが、CaF2 、SrF2 、BaF2 等のア
ルカリ土類金属のフッ化物でも同様の効果が期待でき
る。本発明において、アルカリフッ化物とは、これらを
含むものとして定義される。低融点液相形成材は、多孔
体中の残存量が多いと、高温での特性を低下させ、ま
た、焼結炉にも悪影響を及ぼすため、少量であることが
望ましい。本発明においては、0.2〜0.5%の少量
で十分に比表面積の制御を行うことが可能である。
As the aluminum source, high-performance commercially available oxide powders are available at low cost. When a low melting point liquid phase forming material is added for the purpose of controlling the specific surface area, LiF or NaF which is an alkali metal fluoride is added.
However, similar effects can be expected with fluorides of alkaline earth metals such as CaF 2 , SrF 2 and BaF 2 . In the present invention, the alkali fluoride is defined to include these. If the amount of the low melting point liquid phase forming material remaining in the porous body is large, the characteristics at high temperature are deteriorated and the sintering furnace is adversely affected. In the present invention, the specific surface area can be sufficiently controlled with a small amount of 0.2 to 0.5%.

【0012】次に、本発明のジルコン酸カルシウム/ス
ピネル系複合多孔体の製造方法について説明する。本発
明の複合多孔体は、好適には、等モル量のカルサイト、
マグネシア、ジルコニア、アルミナあるいは等モル量の
ドロマイト、ジルコニア、アルミナを主原料とし、低融
点液相形成材を多孔体の比表面積の制御のために、必要
に応じて0.2〜0.5重量%均一に混合し、適宜の成
形方法、例えば、一軸金型成形、冷間静水圧成形、泥漿
鋳込み成形、テープ成形等の成形手法により適宜成形
し、昇温過程において、主原料粒子表面での拡散を促進
させることにより比表面積を制御し、CO2 を遊離させ
ることによって均質な開気孔を形成させ、1100〜1
300℃で大気中で焼成することにより製造される。こ
こで、等モル量のカルサイト、マグネシア、ジルコニ
ア、アルミナとは、化学式で表現した場合に、モル比
で、CaCO3 :MgO:ZrO2 :Al23 =1:
1:1:1であること、また、等モル量のドロマイト、
ジルコニア、アルミナとは、化学式で表現した場合に、
モル比でCaMg(CO32 :ZrO2 :Al23
=1:1:1であることを意味している。本発明では、
実質的に、マグネシアをスピネルとして複酸化物化し
て、等モル量のジルコン酸カルシウム[CaZrO3
とスピネル[MgAl24 ]が互いに均一に分散した
複合体が得られるように、上記主原料を適宜使用すれば
良い。
Next, a method for producing the calcium zirconate / spinel composite porous body of the present invention will be described. The composite porous material of the present invention is preferably an equimolar amount of calcite,
Main components are magnesia, zirconia, alumina or equimolar amounts of dolomite, zirconia, and alumina, and a low melting point liquid phase forming material is used in order to control the specific surface area of the porous body. % Evenly mixed, and appropriately molded by a molding method such as uniaxial mold molding, cold isostatic molding, sludge casting molding, tape molding, etc. The specific surface area is controlled by promoting diffusion, and uniform open pores are formed by liberating CO 2.
It is manufactured by firing in air at 300 ° C. Here, the equivalent molar amounts of calcite, magnesia, zirconia, and alumina are CaCO 3 : MgO: ZrO 2 : Al 2 O 3 = 1: 1 in terms of molar ratio when expressed by chemical formulas.
1: 1: 1 and equimolar amount of dolomite,
Zirconia and alumina, when expressed by chemical formula,
The molar ratio of CaMg (CO 3 ) 2 : ZrO 2 : Al 2 O 3
= 1: 1: 1. In the present invention,
Substantially, it is converted into a double oxide by using magnesia as a spinel and equimolar amount of calcium zirconate [CaZrO 3 ].
The above main raw materials may be appropriately used so as to obtain a composite in which and spinel [MgAl 2 O 4 ] are uniformly dispersed.

【0013】上記温度条件とした理由は、1100℃未
満の温度で焼成した場合、例えば、1000℃で焼成し
た場合は、固相反応は進行するものの機械的強度が不十
分であり、また、他方、1300℃を超える温度で焼成
した場合、例えば、1400℃で焼成した場合は、気孔
率がフィルター用途に適する値よりも小さくなってしま
うためである。この焼成プロセス中では、炭酸塩、すな
わち、カルサイトあるいはドロマイト、の熱分解、生成
したCO2 による気孔形成、ジルコン酸カルシウム相及
びスピネル相の生成が生じている。また、低融点液相形
成材を添加した場合は、更に、主原料粒子表面での拡散
促進、及び低融点液相形成材の蒸発が生じている。本発
明では、このような複雑なプロセスが、わずか1段階の
単純な熱処理で実現できるため、高効率化と低コスト化
に非常に有効である。焼成は、一般的な大気炉で行うこ
とが可能である。また、適当なCO2 トラップを設ける
ことにより、発生したガスを回収することが可能であ
り、環境に対して悪影響を及ぼさない。
The reason for the above temperature conditions is that when the temperature is lower than 1100 ° C., for example, when the temperature is 1000 ° C., the solid phase reaction proceeds but the mechanical strength is insufficient. This is because the porosity becomes smaller than the value suitable for the filter application when the firing is performed at a temperature higher than 1300 ° C, for example, when the firing is performed at 1400 ° C. During this calcination process, pyrolysis of carbonate, ie, calcite or dolomite, formation of pores by generated CO 2 , formation of calcium zirconate phase and spinel phase occurs. Further, when the low melting point liquid phase forming material is added, further diffusion promotion on the surface of the main raw material particles and evaporation of the low melting point liquid phase forming material occur. In the present invention, such a complicated process can be realized by a simple heat treatment of only one step, which is very effective for high efficiency and low cost. The firing can be performed in a general atmospheric furnace. Further, by providing an appropriate CO 2 trap, it is possible to recover the generated gas, which does not have an adverse effect on the environment.

【0014】上記方法により製造してなる、本発明のジ
ルコン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体は、等モル
量のジルコン酸カルシウムとスピネルが互いに均一に分
散し、粒成長を抑制することにより成形される微細な複
合組織を有し、高強度で、かつ高温下で安定な多孔体組
織を保ち、後記する実施例に示されるように、従来技術
の問題点が確実に解消され、その特性が改良された優れ
た多孔体としての特性を具現する。
The calcium zirconate / spinel composite porous body of the present invention produced by the above method is formed by uniformly dispersing calcium zirconate and spinel in equimolar amounts and suppressing grain growth. It has a fine composite structure with high strength and maintains a stable porous structure at high temperature, and as shown in the examples below, the problems of the prior art are reliably solved and its characteristics are improved. To realize the characteristics of the excellent porous body.

【0015】[0015]

【実施例】次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明は当該実施例によって何ら限定される
ものではない。 実施例1 この実施例では、カルサイト、マグネシア、ジルコニ
ア、アルミナを原料として多孔体を製造した。 (1)多孔体原料の調製 本実施例では、出発粉体として、等モル量のカルサイト
CaCO3 (高純度化学研究所製、99mass%)、
マグネシアMgO(宇部興産製、50nmグレード)、
ジルコニアZrO2 (住友大阪セメント社製、99ma
ss%)、アルミナAl2 3 (大明化学工業社製、T
M−Dグレード)を用いた。これらの粉末に、分散媒と
してアルコールを加え、ジルコニア容器、ジルコニアボ
ールを用いて、6G下で6時間遊星ボールミル粉砕混合
を行った。得られた混合粉末を乾燥し、乾式ボールミル
で処理したのち、分級して出発原料とした。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the examples. Example 1 In this example, a porous body was manufactured using calcite, magnesia, zirconia, and alumina as raw materials. (1) Preparation of Raw Material of Porous Body In this example, as starting powder, an equimolar amount of calcite CaCO 3 (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory, 99 mass%),
Magnesia MgO (Ube Industries, 50 nm grade),
Zirconia ZrO 2 (Sumitomo Osaka Cement Co., 99 ma
ss%), alumina Al 2 O 3 (Taimei Chemical Co., Ltd., T
(MD grade) was used. Alcohol was added to these powders as a dispersion medium, and the mixture was subjected to planetary ball mill pulverization and mixing under 6 G for 6 hours using a zirconia container and zirconia balls. The obtained mixed powder was dried, treated with a dry ball mill, and then classified to obtain a starting material.

【0016】(2)圧粉体の成形と熱処理 金型による予備成形により、一軸成形体を得た。これを
プラスチックフィルム袋に減圧封入した後、冷間静水圧
成形(加圧:200MPa)を行うことにより成形体を
得た。圧粉体を焼成炉に装入し、大気中で、1100〜
1300℃、2時間、常圧加熱処理を施した。上記工程
により、供試多孔体を得た。
(2) A uniaxial compact was obtained by compacting the green compact and preforming it with a heat treatment die. This was sealed under reduced pressure in a plastic film bag, and then cold isostatic molding (pressurization: 200 MPa) was performed to obtain a molded body. The green compact is charged into a firing furnace, and 1100 to 100
The heat treatment was carried out at 1,300 ° C. for 2 hours under normal pressure. A test porous body was obtained through the above steps.

【0017】(3)多孔体の特性 1300℃の焼成により得られた多孔体(供試材1)の
気孔率は、約49%であり、良好な気孔率を示した。焼
成前後での寸法変化は、5%以下に抑えられており、反
り、クラック等のない良好なバルク形状を有していた。
また、供試材1の比表面積は、4.6m2 /gであっ
た。供試材1のX線回折図形を図1の(a)に示す。供
試材1の構成相は、ジルコン酸カルシウムとスピネル相
であることが確認された。同様のX線回折図形は、11
00℃で焼成を行った場合(気孔率約52%)にも得ら
れた。供試材1は、約65MPaの3点曲げ強度(スパ
ン30mm)を示し、優れた機械的強度をもつことが示
された。本多孔体は、1200℃での長時間の熱処理を
行ってもほとんど組織が変化せず、非常に耐熱性に優れ
ることが明らかになった。また、酸化物であるために、
耐酸化性にすぐれ、また、ジルコン酸カルシウムとスピ
ネルのみから構成されるために、優れた耐酸性、耐アル
カリ性を示した。
(3) Properties of Porous Body The porosity of the porous body (test material 1) obtained by firing at 1300 ° C. was about 49%, showing a good porosity. The dimensional change before and after firing was suppressed to 5% or less, and it had a good bulk shape with no warp or crack.
Moreover, the specific surface area of the test material 1 was 4.6 m 2 / g. The X-ray diffraction pattern of Sample 1 is shown in FIG. It was confirmed that the constituent phases of the test material 1 were calcium zirconate and a spinel phase. A similar X-ray diffraction pattern is 11
It was also obtained when firing was performed at 00 ° C. (porosity about 52%). Specimen 1 showed a three-point bending strength of about 65 MPa (span 30 mm) and was shown to have excellent mechanical strength. It was revealed that the structure of the present porous body hardly changed even after a long-term heat treatment at 1200 ° C., and that it was extremely excellent in heat resistance. Also, because it is an oxide,
It has excellent oxidation resistance, and because it is composed of calcium zirconate and spinel alone, it has excellent acid resistance and alkali resistance.

【0018】実施例2 この実施例では、ドロマイト、ジルコニア、アルミナを
原料として多孔体を製造した。 (1)多孔体原料の調製 本実施例では、出発粉体として、等モル量のドロマイト
CaMg(CO32 (タイ原産、200メッシュ)、
ジルコニアZrO2 (住友大阪セメント社製、99ma
ss%)、アルミナAl23 (大明化学工業社製、T
M−Dグレード)を用いた。これらの粉末を、実施例1
と同様の手法を用いて粉砕・混合し、出発原料とした。
Example 2 In this example, dolomite, zirconia, alumina
A porous body was manufactured as a raw material. (1) Preparation of porous material In this example, as the starting powder, an equimolar amount of dolomite was used.
CaMg (CO3 )2 (Thailand origin, 200 mesh),
Zirconia ZrO2 (Sumitomo Osaka Cement Co., 99 ma
ss%), alumina Al2 O3 (Taimei Chemical Co., Ltd., T
(MD grade) was used. These powders were used in Example 1
The starting material was pulverized and mixed by the same method as described above.

【0019】(2)圧粉体の成形と熱処理 実施例1と同様の手法を用いて圧粉体を成形し、熱処理
により供試多孔体を得た。
(2) Molding of green compact and heat treatment A green compact was molded by the same method as in Example 1 and heat treated to obtain a test porous body.

【0020】(3)多孔体の特性 1300℃焼成により得られた多孔体(供試材2)の気
孔率は、約51%であり、供試材1と同様の良好な気孔
率を示した。約2ポイントの気孔率の増加は、分解時に
生成するCO2 量が供試材2の方が多いことに起因して
いる。また、供試材2の比表面積は、8.1m2 /gで
あった。この値は、供試材1の1.8倍に相当し、供試
材2で分解時に生成するCO2 量が多いこととドロマイ
トの熱分解により生成する結晶が非常に微細であること
に起因している。また、焼成前後での寸法変化は、供試
材1と同様に5%以下に抑えられており、反り、クラッ
ク等のない良好なバルク形状を有していた。供試材2の
X線回折図形を図1の(b)に示す。本多孔体の構成相
は、同じくジルコン酸カルシウムとスピネル相であるこ
とが確認された。また、同様のX線回折図形が1100
℃で焼成を行った場合(気孔率約58%)にも得られ
た。供試材2は、約50MPaの3点曲げ強度(スパン
30mm)を示し、供試材1より若干劣るものの、比較
的優れた機械的強度をもつことが示された。供試材2
は、供試材1と同等の優れた耐熱性、耐酸性、耐アルカ
リ性を示した。
(3) Properties of Porous Material The porosity of the porous material (test material 2) obtained by firing at 1300 ° C. was about 51%, which was as good as the test material 1. . The increase in porosity of about 2 points is due to the fact that the amount of CO 2 generated during decomposition is larger in the test material 2. Moreover, the specific surface area of the sample material 2 was 8.1 m 2 / g. This value corresponds to 1.8 times that of Sample 1, and is due to the large amount of CO 2 produced during decomposition in Sample 2 and the extremely fine crystals produced by the thermal decomposition of dolomite. is doing. In addition, the dimensional change before and after firing was suppressed to 5% or less as in the case of the sample material 1, and it had a good bulk shape with no warp or crack. The X-ray diffraction pattern of the sample material 2 is shown in FIG. It was confirmed that the constituent phases of this porous body were calcium zirconate and a spinel phase as well. Also, a similar X-ray diffraction pattern is 1100
It was also obtained when firing was performed at ℃ (porosity about 58%). Specimen 2 showed a three-point bending strength (span of 30 mm) of about 50 MPa, and although it was slightly inferior to Specimen 1, it was shown to have relatively excellent mechanical strength. Specimen 2
Shows excellent heat resistance, acid resistance, and alkali resistance equivalent to those of Specimen 1.

【0021】実施例3 この実施例では、0.2〜0.5重量%の低融点液相形
成材を主原料に添加して多孔体を製造した。比表面積に
与える影響をより明確にするために、高い比表面積が得
られた実施例2の組成を元に製造を行った。 (1)多孔体原料の調製 本実施例では、実施例2と同じ出発原料のドロマイト、
ジルコニア、アルミナを用い、これの総量に対して、
0.2〜0.5重量%のLiFを添加した。尚、NaF
を用いた場合でも、ほぼ同様の効果が見られたため、こ
こではLiFについて説明する。これらの粉末を、実施
例1と同様の手法を用いて粉砕・混合し、出発原料とし
た。
Example 3 In this example, a porous body was manufactured by adding 0.2 to 0.5% by weight of a low melting point liquid phase forming material to a main raw material. In order to further clarify the effect on the specific surface area, production was carried out based on the composition of Example 2 in which a high specific surface area was obtained. (1) Preparation of Porous Body Raw Material In this example, the same starting material dolomite as in Example 2 was used.
Using zirconia and alumina, for the total amount of this,
0.2-0.5 wt% LiF was added. In addition, NaF
Since almost the same effect was seen even when using, LiF will be described here. These powders were pulverized and mixed by the same method as in Example 1 to obtain starting materials.

【0022】(2)圧粉体の成形と熱処理 実施例1と同様の手法を用いて圧粉体を成形し、熱処理
により供試多孔体を得た。
(2) Molding of green compact and heat treatment A green compact was molded by the same method as in Example 1 and heat treated to obtain a test porous body.

【0023】(3)多孔体の特性 0.5重量%のLiFを添加し、1300℃の焼成によ
り得られた多孔体(供試材3)の気孔率は、約48%で
あり、供試材1及び2と同様の良好な気孔率を示した。
供試材2と比べて気孔率の変化はわずかであり、この約
3ポイントの気孔率の減少は、LiFの添加により若干
焼成が進行しやすくなることに起因すると考えられる。
また、供試材3の比表面積は1.0m2 /gであり、供
試材2の8分の1となり、微量の低融点液相形成材の添
加により、結晶粒子表面の構造を大幅に変化させること
が可能であることが分かった。また、0.2%のLiF
を添加した場合の比表面積は1.1m2 /gであり、
0.5%添加したときと同様の効果が見られた。供試材
3の焼成前後での寸法変化は、供試材1及び2と同様に
5%以下に抑えられており、反り、クラック等のない良
好なバルク形状を有していた。供試材3のX線回折図形
を図1の(c)に示す。本多孔体の構成相は、ジルコン
酸カルシウムとスピネル相であることが確認された。ま
た、同様のX線回折図形が1100℃で焼成を行った場
合(気孔率約61%)にも得られた。供試材3は、供試
材1及び2と同等の優れた耐熱性、耐酸性、耐アルカリ
性を示した。
(3) Properties of Porous Material 0.5% by weight of LiF was added, and the porosity of the porous material (test material 3) obtained by firing at 1300 ° C. was about 48%. Good porosity similar to materials 1 and 2 was exhibited.
The change in porosity was slight compared to Sample 2, and this decrease in porosity of about 3 points is considered to be due to the fact that the addition of LiF slightly promotes the firing.
Further, the specific surface area of the sample material 3 is 1.0 m 2 / g, which is 1/8 of that of the sample material 2. By adding a trace amount of the low melting point liquid phase forming material, the structure of the crystal grain surface is significantly increased. It turns out that it can be changed. In addition, 0.2% LiF
When added, the specific surface area is 1.1 m 2 / g,
The same effect as when 0.5% was added was observed. Similar to Samples 1 and 2, the dimensional change before and after firing of Sample 3 was suppressed to 5% or less, and it had a good bulk shape with no warp or crack. The X-ray diffraction pattern of Sample 3 is shown in FIG. It was confirmed that the constituent phases of this porous body were calcium zirconate and a spinel phase. Also, the same X-ray diffraction pattern was obtained when firing was performed at 1100 ° C. (porosity about 61%). Specimen 3 exhibited excellent heat resistance, acid resistance, and alkali resistance equivalent to those of Specimens 1 and 2.

【0024】比較例 この比較例では、本発明で示した炭酸塩の熱分解を伴う
反応焼結法を用いず、市販のジルコン酸カルシウム粉末
[CaZrO3 ]と市販のスピネル粉末[MgAl2
4 ]を用いて多孔体を製造した。 (1)多孔体原料の調製 本比較例では、最終目的とする構成相からなる市販粉末
を出発原料として用いた。出発粉体として、等モル量の
ジルコン酸カルシウムCaZrO3 (高純度化学研究所
製、98mass%)、スピネルMgAl24 (高純
度化学研究所製、99.9mass%)を用いた。これ
らの粉末を、実施例1〜3と同様の手法を用いて粉砕・
混合し、出発原料とした。
COMPARATIVE EXAMPLE In this comparative example, the commercially available calcium zirconate powder [CaZrO 3 ] and the commercially available spinel powder [MgAl 2 O were used without using the reaction sintering method involving pyrolysis of the carbonate shown in the present invention.
4 ] was used to produce a porous body. (1) Preparation of Raw Material for Porous Body In this comparative example, a commercially available powder having a final intended constituent phase was used as a starting material. Equimolar amounts of calcium zirconate CaZrO 3 (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory, 98 mass%) and spinel MgAl 2 O 4 (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory, 99.9 mass%) were used as starting powders. These powders were pulverized by the same method as in Examples 1 to 3.
It was mixed and used as a starting material.

【0025】(2)圧粉体の成形と熱処理 実施例1〜3と同様の手法を用いて圧粉体を成形し、熱
処理により供試多孔体を得た。
(2) Molding of green compact and heat treatment A green compact was molded by the same method as in Examples 1 to 3, and a test porous body was obtained by heat treatment.

【0026】(3)多孔体の特性 1300℃焼成により得られた多孔体(供試材4)の気
孔率は、約26%であり、供試材1〜3とは異なり、フ
ィルター用多孔体としては不十分な気孔率であった。こ
れは、供試材1〜3と異なり、焼成中に気孔形成材とし
て作用するCO2 の放出を伴わないことに起因する。供
試材4の比表面積は、1.6m2 /gであり、低融点液
相形成材を用いた供試材3よりは大きいものの、供試材
1及び2を大きく下回る値であった。また、焼成前後で
の寸法変化は、供試材1〜3と異なり、約15%程度と
大きく、クラックは見られないものの、反りが生じてい
るものがあった。供試材4のX線回折図形を図1の
(d)に示す。本多孔体の構成相は、ジルコン酸カルシ
ウムとスピネル相に加えて、分解生成したと考えられる
立方晶ジルコニア固溶体が観察され、原料中の不純物や
組成ずれの影響が示唆された。1100℃で焼成した場
合(供試材5)は、気孔率が43%となり、フィルター
用途として実用的な値に近づいたが、曲げ強度は約17
MPaとなり、機械的特性に劣ることが示された。供試
材5のX線回折図形を図1の(e)に示す。供試材5で
は、立方晶ジルコニア固溶体がほとんど観察されず、1
100〜1300℃の間で立方晶ジルコニア固溶体が相
分離することが示唆された。
(3) Properties of Porous Material The porosity of the porous material (test material 4) obtained by firing at 1300 ° C. is about 26%, which is different from the test materials 1 to 3 and is a porous material for filters. As a result, the porosity was insufficient. This is because unlike the test materials 1 to 3, CO2, which acts as a pore-forming material, is not released during firing. The specific surface area of the test material 4 was 1.6 m 2 / g, which was larger than the test material 3 using the low-melting point liquid phase forming material, but was much smaller than the test materials 1 and 2. Further, the dimensional change before and after firing was different from those of the test materials 1 to 3 and was as large as about 15%. Although no cracks were observed, there was some warpage. The X-ray diffraction pattern of the sample material 4 is shown in FIG. In addition to calcium zirconate and spinel phase, cubic zirconia solid solution, which is thought to have been decomposed and formed, was observed as the constituent phase of the porous body, suggesting the influence of impurities in the raw material and compositional shift. When fired at 1100 ° C (test material 5), the porosity was 43%, which was close to a practical value for filter use, but the bending strength was about 17%.
It became MPa and it was shown that mechanical properties were inferior. The X-ray diffraction pattern of the sample material 5 is shown in FIG. In the sample material 5, almost no cubic zirconia solid solution was observed.
It was suggested that the cubic zirconia solid solution phase-separated between 100 and 1300 ° C.

【0027】表1に、実施例1〜3の供試材1〜3及び
比較例の供試材4〜5の特性をまとめて示す。
Table 1 collectively shows the characteristics of the test materials 1 to 3 of Examples 1 to 3 and the test materials 4 to 5 of Comparative Examples.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、熱的、
化学的に安定な多孔質組織を有するジルコン酸カルシウ
ム/スピネル系複合多孔体であって、等モル量のジルコ
ン酸カルシウム[CaZrO3 ]とスピネル[MgAl
2 4 ]が互いに均一に分散し、粒成長を抑制すること
により形成される微細な複合組織を有し、高強度で、か
つ高温下で安定な組織を保つ焼成体からなることを特徴
とするジルコン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体、
及びその製造方法に係るものであり、本発明により、
1)機械的強度及び耐酸性・耐食性の改善されたジルコ
ン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体を提供すること
ができる、2)本発明の方法は、単純なプロセスを用い
たのにかかわらず、非常に高度に組織制御され、熱的、
化学的に安定な多孔体組織を実現することを可能とす
る、3)得られる複合多孔体は、例えば、高耐食性流体
透過フィルター機能材料、超高温用軽量化部材、触媒担
体、断熱材、あるいは吸音材等として有用である、4)
また、本発明は、従来法に比べて、設備的及びコスト的
に有利であり、多方面の工学的応用を可能にするもので
ある、という格別の効果が奏される。
As described in detail above, the present invention is
A calcium zirconate / spinel composite porous body having a chemically stable porous structure, which comprises equimolar amounts of calcium zirconate [CaZrO 3 ] and spinel [MgAl].
2 O 4 ] are uniformly dispersed in each other and have a fine composite structure formed by suppressing grain growth, and are composed of a fired body having high strength and maintaining a stable structure at high temperature. Calcium zirconate / spinel composite porous body,
And a method for manufacturing the same, according to the present invention,
1) It is possible to provide a calcium zirconate / spinel-based composite porous body having improved mechanical strength and acid / corrosion resistance. 2) The method of the present invention is extremely effective regardless of using a simple process. Highly tissue controlled, thermal,
It is possible to realize a chemically stable porous body structure. 3) The obtained composite porous body is, for example, a highly corrosion-resistant fluid permeation filter functional material, an ultrahigh temperature lightweight member, a catalyst carrier, a heat insulating material, or It is useful as a sound absorbing material, etc. 4)
Further, the present invention is particularly advantageous in terms of equipment and cost as compared with the conventional method, and enables a variety of engineering applications, which is a particular effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】多孔体のX線回折図形を示す。FIG. 1 shows an X-ray diffraction pattern of a porous body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(a):供試材1 (b):供試材2 (c):供試材3 (d):供試材4 (e):供試材5 (A): Specimen 1 (B): Sample material 2 (C): Sample material 3 (D): Sample material 4 (E): Test material 5

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カルサイト、マグネシア、ジルコニア、
アルミナを主原料とし、あるいはドロマイト、ジルコニ
ア、アルミナを主原料とし、この原料粉末を均一に粉砕
混合し、これを適宜成形したのち、大気中で反応焼成す
ることにより製造してなる、熱的、化学的に安定な多孔
質組織を有するジルコン酸カルシウム/スピネル系複合
多孔体であって、等モル量のジルコン酸カルシウム[C
aZrO3 ]とスピネル[MgAl24 ]が互いに均
一に分散し、粒成長を抑制することにより形成される微
細な複合組織を有し、高強度で、かつ高温下で安定な組
織を保つ焼成体からなることを特徴とする、ジルコン酸
カルシウム/スピネル系複合多孔体。
1. Calcite, magnesia, zirconia,
Alumina as the main raw material, or dolomite, zirconia, and alumina as the main raw material, this raw material powder is uniformly pulverized and mixed, and after appropriately molding this, produced by reaction firing in the atmosphere, thermal, A calcium zirconate / spinel composite porous body having a chemically stable porous structure, in which an equimolar amount of calcium zirconate [C
aZrO 3 ] and spinel [MgAl 2 O 4 ] are evenly dispersed in each other, and has a fine composite structure formed by suppressing grain growth, and has a high strength and maintains a stable structure at high temperatures. A calcium zirconate / spinel composite porous body characterized by comprising a body.
【請求項2】 等モル量のカルサイト[CaCO3 ]、
マグネシア[MgO]、ジルコニア[ZrO2 ]、アル
ミナ[Al23 ]を主原料とし、一段階のみの反応焼
成によって製造したものであることを特徴とする、請求
項1に記載のジルコン酸カルシウム/スピネル系複合多
孔体。
2. An equimolar amount of calcite [CaCO 3 ],
2. Calcium zirconate according to claim 1, characterized in that it is produced by a single-step reaction firing using magnesia [MgO], zirconia [ZrO 2 ] and alumina [Al 2 O 3 ] as main raw materials. / Spinel-based composite porous material.
【請求項3】 等モル量のドロマイト[CaMg(CO
32 ]、ジルコニア[ZrO2 ]、アルミナ[Al2
3 ]を主原料とし、一段階のみの反応焼成によって製
造したものであることを特徴とする、請求項1に記載の
ジルコン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体。
3. An equimolar amount of dolomite [CaMg (CO
3 ) 2 ], zirconia [ZrO 2 ], alumina [Al 2
[ 3 ] The calcium zirconate / spinel-based composite porous body according to claim 1, which is produced by a single step reaction firing using O3] as a main raw material.
【請求項4】 アルカリフッ化物を低融点液相形成材と
して、主原料に対して微量添加することとにより、気孔
率をほとんど変化させずに比表面積を制御したことを特
徴とする、請求項1、2又は3に記載のジルコン酸カル
シウム/スピネル系複合多孔体。
4. The specific surface area is controlled by adding a small amount of an alkali fluoride as a low melting point liquid phase forming material to the main raw material so that the porosity is hardly changed. The calcium zirconate / spinel-based composite porous body according to 1, 2 or 3.
【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の複合
多孔体を製造する方法であって、等モル量のカルサイ
ト、マグネシア、ジルコニア、アルミナあるいは等モル
量のドロマイト、ジルコニア、アルミナを主原料とし、
この原料粉末を均一に粉砕混合し、これを適宜成形した
のち、大気中で反応焼成することを特徴とする、ジルコ
ン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体の製造方法。
5. A method for producing the composite porous body according to claim 1, wherein equimolar amounts of calcite, magnesia, zirconia, alumina or equimolar amounts of dolomite, zirconia and alumina are used. As the main raw material,
A method for producing a calcium zirconate / spinel-based composite porous body, which comprises uniformly pulverizing and mixing this raw material powder, appropriately shaping the raw material powder, and then subjecting it to reaction firing in the atmosphere.
【請求項6】 主原料の総量に対して、低融点液相形成
材を0.2〜0.5重量%を均一に混合し、昇温過程に
おいて主原料の粒子表面での拡散を促進させることによ
り比表面積を制御し、生成したCO2 を遊離させること
によって均質な開気孔を形成させ、1100〜1300
℃で大気中で焼成することにより、40〜60%の高い
気孔率を有し、焼成前後の寸法変化が小さく、かつ高強
度を有する多孔体とすることを特徴とする、請求項5に
記載のジルコン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体の
製造方法。
6. The low melting point liquid phase forming material is uniformly mixed in an amount of 0.2 to 0.5% by weight with respect to the total amount of the main raw material to promote diffusion of the main raw material on the particle surface in the temperature rising process. By controlling the specific surface area and liberating the generated CO 2 to form uniform open pores.
The porous body having a high porosity of 40 to 60%, a small dimensional change before and after firing, and a high strength, is obtained by firing in the air at ℃. 1. A method for producing a calcium zirconate / spinel composite porous body according to.
JP2001260693A 2001-08-30 2001-08-30 Calcium zirconate / spinel composite porous body and production method thereof Expired - Lifetime JP3882070B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001260693A JP3882070B2 (en) 2001-08-30 2001-08-30 Calcium zirconate / spinel composite porous body and production method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001260693A JP3882070B2 (en) 2001-08-30 2001-08-30 Calcium zirconate / spinel composite porous body and production method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003073179A true JP2003073179A (en) 2003-03-12
JP3882070B2 JP3882070B2 (en) 2007-02-14

Family

ID=19087855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001260693A Expired - Lifetime JP3882070B2 (en) 2001-08-30 2001-08-30 Calcium zirconate / spinel composite porous body and production method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3882070B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007179982A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Manufacturing method of electroluminescent element
CN106904982A (en) * 2017-03-24 2017-06-30 武汉科技大学 High alumina insulating refractory raw material with ferrotianium slag as major ingredient and preparation method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007179982A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Manufacturing method of electroluminescent element
CN106904982A (en) * 2017-03-24 2017-06-30 武汉科技大学 High alumina insulating refractory raw material with ferrotianium slag as major ingredient and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3882070B2 (en) 2007-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Otitoju et al. Advanced ceramic components: Materials, fabrication, and applications
US7485594B2 (en) Porous mullite bodies and methods of forming them
WO2003004437A1 (en) Translucent rare earth oxide sintered article and method for production thereof
KR100756619B1 (en) Aluminum nitride sintered body, semiconductor manufacturing member, and method of manufacturing aluminum nitride sintered body
US20070203315A1 (en) Porous mullite bodies and methods of forming them
JPH0244787B2 (en)
EP2233455A1 (en) Silicon carbide porous body
US20040109808A1 (en) Yttrium aluminum garnet powders and processing
KR101233744B1 (en) Manufacturing method of pre-sintered porous Si-mixture granules for porous sintered reaction-bonded silicon nitride, pre-sintered porous granules therefrom, and method manufacturing the porous sintered reaction-bonded silicon nitride
JP4033451B2 (en) Translucent rare earth oxide sintered body and method for producing the same
Parya et al. Co-precipitated ZnAl2O4 spinel precursor as potential sintering aid for pure alumina system
JP6982000B2 (en) Oriented AlN sintered body and its manufacturing method
WO2005049525A1 (en) High thermally conductive aluminum nitride sintered product
JP3366938B2 (en) Calcium zirconate / magnesia composite porous body and method for producing the same
CN112062556A (en) Calcium zirconate-strontium zirconate-barium zirconate solid solution ceramic material and preparation method thereof
JP2003073179A (en) Calcium zirconate/spinel compound multi porous compact and its manufacturing method
WO2018117162A1 (en) Transparent aln sintered body, and production method therefor
JP3878976B2 (en) High strength and high toughness alumina sintered body and manufacturing method thereof
JP3656899B2 (en) High density barium zirconate sintered body and production method
JP2003238232A (en) Thermal expansion control material and production method therefor
Miao et al. Impurity effects on phase and microstructure stabilities of reactively-sintered porous MgTi2O5
JP3340025B2 (en) Alumina sintered body and method for producing the same
JP5508938B2 (en) Zirconia-based setter and method for producing the same
JP2021054703A (en) Cellulose nanofiber-added zro2-al2o3-based ceramic granulated body, method for producing granulated body, calcined powder obtained by using granulated body, method for producing calcined powder, ceramic sintered body obtained by using calcined powder, and method for producing ceramic sintered body
Lee et al. Synthesis nanosized MgAl2O4 spinel powder with excellent sinterability

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060418

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060718

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060915

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: 20061024

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3882070

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term