JP2004307338A - 焼成用道具材 - Google Patents
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Abstract
【構成】Al2 O3 、MgO及びZrO2 のいずれか一種又は二種以上を70重量%以上含む母材の表面の一部又は全面に、主成分のAl2 O3 、MgO及びZrO2 のいずれか一種又は二種以上を合量で80重量%以上と、添加成分のFe2 O3 、TiO2 、BaO、SrO並びにZrO2 の安定化剤として用いたものとは別のCaO及びMgOの中から選択される一種又は二種以上を合量で0.5〜10.0重量%含むコ−ティング層(但し、コ−ティング層の主成分と同種添加成分の選択は除く。)を形成したことを特徴とする。
【選択図】 無し
Description
ここにおける添加成分の含有量は、コーティング材中で0.5〜10.0重量%とする。これが0.5重量%未満であると母材との結合強度が十分でなく剥離したり、コーティング層の硬度や耐摩耗性が低く良好な製品を得ることが出来ない。また、これが10重量%を超えるとコーティング層自体が緻密化しすぎて、焼付け時や使用時に剥離を生じたり、被焼成物と反応しやすくなる。この添加成分の含有量については、母材の種類や被焼成物の種類などによって上記範囲で最適な値を採用すればよい。例えば、Fe2O、BaO、TiO2などは比較的少量の含有でも効果を発揮する。
この発明で、コーティング層の主成分は、粒径が0.1mm以下の粒子の占める割合が50重量%以上であるとコーティング層自体の硬度が上がって好ましい。
本発明で好適に採用される母材主成分と、コーティング層の主成分及び添加成分の好ましい組合せは、被焼成物の種類その他で決められるがそれらの幾つかを例示すると次の通りである。
実施例No.1〜4は、Al2O3の純度99.9%の粉末が70〜75重量%、残部がSiO2その他不可避成分の原料を用いて外形150mm×150mm×8mmで板状の母材用成形体を成形した。これを1450℃で焼成して、表1に示すような母材を得た。一方、コーティング材は、その主成分をCaOで安定化した部分安定化ZrO2とし、これに表1に示すような各種の添加成分を添加した。また、コーティング材は、0.1mm以下の粒径の占める割合が60〜80重量%の範囲とした。
ZrO2)
ピン 20φ(TiB2)
押付け荷重 2kgf(0.6kgf/cm2)
摺動速度 21cm/sec(100r.p.m.)
摺動距離 2500cm
摩耗量 試験前後での重量減少量
表1に示すように、この発明の焼成用道具材は、コーティング層を母材にコーティングして焼成した直後の耐摩耗性が、コーティング材に添加成分を含有しない場合と比較して極めて良好であることが分かる。また、この発明によるとコーティング層の剥離までの回数、コーティング層の亀裂までの回数も多く、母材の上に良好なコーティング層が形成されていることが分かる。これはコーティング材の添加成分にFe2O3、TiO2、BaO、SrOのいずれを用いた場合でも同様である。また、こうしたコーティング材の添加成分の含有量についても、0.6重量%でも優れた効果の得られていることが分かる。
実施例No.1〜4と同様にして表2に示す各種成分の焼成用道具材を得た。実施例No.7〜12は、母材主成分をAl2O3とし、コーティング材中の主成分は実施例No.1〜4と同じCaO部分安定化ZrO2として、添加成分を二成分併用としたものである。
実施例No.1〜4と同様にして表3に示す各種成分の焼成用道具材を得た。表3の実施例No.13は実施例1と同様の母材を用いたものであるが、コーティング材の主成分をAl2O3とし、添加成分をFe2O3としたものである。この場合でも微量の添加成分をコーティング材に加えただけで、フェライトの焼成で96回の使用が可能である。また、実施例No.14では同様にコーティング材主成分をAl2O3とした上にコーティング材の添加成分をTiO2とBaOを併用したものであるが、この場合はコンデンサの焼成で160回まで可能である。
実施例No.1〜4と同様にして表4に示す各種成分の焼成用道具材を得た。実施例No.20は、母材主成分をMgOとし残部がCaO及び不可避成分である。コーティンク材の主成分は未安定化ZrO2、添加成分はFe2O3とした焼成用道具材である。これを用いてフェライトを焼成したところ105回もの焼成が可能であった。
実施例No.1〜4と同様にして表5に示す各種成分の焼成用道具材を得た。表5に示す実施例No.26〜29はいずれも母材主成分を2成分系以上とするものである。まず、実施例No.26はMgOとAl2O3とが母材主成分であるもの、実施例No.27は、Al2O3と未安定ZrO2とが母材主成分であるものである。実施例No.28は母材主成分がCaOで安定化した部分安定化ZrO2とMgOで、コーティング材主成分がCaOで安定化した部分安定化ZrO2であるものである。
実施例No.1〜4と同様にして表6に示す各種成分の焼成用治具を得た。実施例No.30〜33は、母材主成分の少なくとも一部を、各種安定化材で安定した部分安定化ZrO2を含むZrO2とした焼成用道具材を示したものである。
母材主成分及びコーティング材主成分が参考例No.34及びNo.35と同じようなものでも、比較例No.16及び17が示すように添加成分がない場合は焼付け後の摩耗量が大きく、コンデンサのコーティング層の粒子が被焼成物に付着し実用的な製品にならない。これによっても明らかなように、添加成分の作用は極めて顕著である。
実施例No.1〜4と同様にして表7に示す各種成分の焼成用道具材を得た。表7の参考例No.36は、母材主成分をAl2O3、コーティング材の主成分を未安定化ZrO2O、添加成分をMgOとするものである。参考例No.37は添加成分がCaOであるが、ここでは添加成分のCaOを7.0重量%としたものである。
実施例No.1〜4と同様にして表8に示す各種成分の焼成用治具を得た。表8の実施例No.44〜49は、いずれもコーティング材主成分に部分安定化ZrO2又は未安定化ZrO2を用いたものであるが、その場合でも添加成分を二種併用するといずれもコーティング材の耐剥離性に優れている。実施例No.49は被焼成物としてバリスタを用いたものであるが、この場合でも加熱サイクル試験で優れた結果が得られている。実施例No.50〜51は、コーティング材の主成分と添加成分の双方を二成分としたものである。実施例No.52は、添加成分を3成分としたものであるが、これらのいずれも優れた効果が得られている。
実施例No.1〜4と同様にして表9に示す各種成分の焼成用道具材を得た。表9に示すものはいずれも母材主成分をAl2O3としたものである。コーティング材主成分は、実施例No.53〜55は部分安定化ZrO2、未安定化ZrO2又は部分安定化ZrO2と未安定化ZrO2とし、添加成分は表9に示すように2成分系としたものである。さらに、実施例No.56〜58は母材主成分及びコーティング材主成分の双方をAl2O3とし、コーティング材の添加成分を、Fe2O3、Fe2O3とCaO、TiO2としたものである。これらのいずれも被焼成物をコンデンサ又はフェライトとした加熱サイクルで優れた結果を得ている。
Claims (13)
- Al2 O3 、MgO及びZrO2 のいずれか一種又は二種以上を70重量%以上含む母材の表面の一部又は全面に、主成分のAl2 O3 、MgO及びZrO2 のいずれか一種又は二種以上を合量で80重量%以上と、添加成分のFe2 O3 、TiO2 、BaO、SrO並びにZrO2 の安定化剤として用いたものとは別のCaO及びMgOの中から選択される一種又は二種以上を合量で0.5〜10.0重量%含むコ−ティング層(但し、コ−ティング層の主成分と同種添加成分の選択は除く。)を形成したことを特徴とする焼成用道具材。
- 焼成用道具材の母材主成分が、CaO、MgO、Y2 O3 のいずれかで安定化された部分安定化ZrO2 の一種又は二種以上であることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- 焼成用道具材の母材主成分が、CaO、MgO、Y2 O3 のいずれかで安定化された部分安定化ZrO2 の一種又は二種以上と未安定化ZrO2 からなることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- 焼成用道具材の母材主成分がAl2 O3 で、コ−ティング層が主成分のAl2 O3 と、添加成分のFe2 O3 を含むものであることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- 焼成用道具材の母材主成分がAl2 O3 で、コ−ティング層が主成分のAl2 O3 と、添加成分のFe2 O3 及びCaOを含むものであることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- 焼成用道具材の母材主成分がAl2 O3 で、コ−ティング層が主成分のAl2 O3 と、添加成分のTiO2 を含むものであることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- 焼成用道具材の母材主成分がAl2 O3 で、コ−ティング層が主成分の未安定化ZrO2 及び/又は部分安定化ZrO2 と、添加成分のBaOとSrOのいずれか一方又は双方及びTiO2 を含むものであることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- 焼成用道具材の母材主成分がAl2 O3 で、コ−ティング層が主成分の未安定化ZrO2 及び/又は部分安定化ZrO2 と、添加成分のBaOとSrOのいずれか一方又は双方、TiO2 及びZrO2 の安定化剤として用いたものとは別のCaOを含むものであることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- 焼成用道具材の母材主成分がAl2 O3 で、コ−ティング層が主成分の未安定化ZrO2 及び/又は部分安定化ZrO2 と、添加成分のFe2O3 及びZrO2 の安定化剤として用いたものとは別のCaOを含むものであることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- コ−ティング層の主成分のZrO2 が、MgO、CaO及びY2 O3 の中のいずれかで安定化された部分安定化ZrO2 の一種又は二種以上であることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- コ−ティング層の主成分のZrO2 が、MgO、CaO及びY2 O3 の中のいずれかで安定化された部分安定化ZrO2 の一種又は二種以上と未安定化ZrO2 からなることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- コ−ティング層の主成分のZrO2 が、未安定化ZrO2 であることを特徴とする請求項1記載の焼成用道具材。
- コ−ティング層が、粒径0.1mm以下の粒子の占める割合が50重量%以上であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の焼成用道具材。
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