JP2005239471A - Manufacturing method for ceramic porous body, and ceramic porous body - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a ceramic porous body, which has a small change rate of dimension to a forming die even when the body is oxidatively fired, and to provide a ceramic porous body. <P>SOLUTION: The manufacturing method for a ceramic porous body comprises the following steps: a bubble-containing slurry preparing step, wherein bubble-containing slurry is prepared using 65-85 wt% silicon carbide, an inorganic powder comprising an oxide ceramic material, water and/or an organic solvent, and a gelatinizer; a molding step, wherein the bubble-containing slurry is poured into a molding mold for molding; a drying step for drying the molded product; and a firing step for oxidatively firing the dried molded product. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、セラミックス多孔体の製造方法およびセラミックス多孔体に関する。   The present invention relates to a method for producing a ceramic porous body and a ceramic porous body.

一般に、セラミックス材料を成形し、成形物を乾燥し、乾燥物を焼結することによりセラミックス焼成体を製造する場合は、成形工程から乾燥工程、乾燥工程から焼成工程の各工程において寸法の変化が生じる。寸法の変化は、一般に収縮挙動となって現れ、特に、セラミックス材料を酸化焼成した場合、寸法変化率が大きくなる。
このようなセラミックス焼成体の製造方法としては、特開2000−261463号公報には、難焼結性のセラミックス粉末を有する含気泡セラミックススラリーをゲル化して得たゲル状多孔質成形体を、乾燥、脱脂、焼成して、セラミックス多孔体を得る、セラミックス多孔体の製造方法が記載されているが、このセラミックス多孔体の製造方法においては、焼成は大気雰囲気中で行われるため、成形用型に対する焼成物の収縮率は大きいと考えられる。
In general, when a ceramic fired body is manufactured by molding a ceramic material, drying the molded product, and sintering the dried product, there are dimensional changes in each step from the molding process to the drying process and from the drying process to the firing process. Arise. The change in dimensions generally appears as shrinkage behavior, and in particular, when the ceramic material is oxidized and fired, the rate of change in dimensions increases.
As a method for producing such a ceramic fired body, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-261463 discloses that a gel-like porous molded body obtained by gelling a cell-containing ceramic slurry having a hardly-sinterable ceramic powder is dried. A method for producing a ceramic porous body by degreasing and firing to obtain a ceramic porous body has been described. In this method for producing a ceramic porous body, firing is performed in an air atmosphere. The shrinkage rate of the fired product is considered to be large.

そこで、従来は、所望な製品寸法のセラミックス焼成体を得るために、統計学的に予め定めた全収縮率式(1)と式(2)により定めた寸法の成形用型を用いてセラミックス焼成体を製造していた。

全収縮率(%)={(成形用型寸法−セラミックス焼成体寸法)/成形用型寸法}×100・・・式(1)
成形用型寸法=製品寸法/(1−全収縮率)・・・式(2)

しかしながら、セラミックス焼成体の全収縮率は、焼成炉内の温度分布や成形体密度の変動により微妙に変化するので、焼成体の寸法を正確に調節することは困難であった。
Therefore, conventionally, in order to obtain a ceramic fired body having a desired product size, ceramic firing is performed using a molding die having dimensions determined by the statistically predetermined total shrinkage rate formulas (1) and (2). The body was manufactured.

Total shrinkage (%) = {(molding die size-ceramic sintered body size) / molding die size} × 100 (1)
Mold size for molding = product size / (1-total shrinkage) (2)

However, since the total shrinkage of the ceramic fired body slightly changes depending on the temperature distribution in the firing furnace and the fluctuation of the formed body density, it is difficult to accurately adjust the dimensions of the fired body.

そこで、寸法公差の厳しい焼成体製品を製造するためには、通常、セラミックス焼成体を作製した後に機械加工する方法が採用されている。しかしながら、焼成体を機械加工した場合、加工費の製品コストに占める割合が大きくなるという問題があった。
また、セラミックス焼成体を作製する際に大きな収縮挙動を生じる場合は、焼成体内部に複雑な応力歪みが生じ、焼成体に亀裂が生じることがある。このような亀裂は、特に、大型の製品において生じやすい。
Therefore, in order to manufacture a fired body product having a strict dimensional tolerance, a method of machining after producing a ceramic fired body is usually employed. However, when the fired body is machined, there is a problem that the ratio of the processing cost to the product cost increases.
Moreover, when producing a large shrinkage behavior when producing a ceramic fired body, complex stress distortion may occur inside the fired body, and cracks may occur in the fired body. Such cracks are particularly likely to occur in large products.

特開2001−261463号公報JP 2001-261463 A

そこで、本発明は、上記問題点を解決するものであり、酸化焼成しても成形用型に対する寸法変化率が小さいセラミック多孔体の製造方法及びセラミック多孔体を提供するものである。   Therefore, the present invention solves the above-described problems, and provides a method for producing a ceramic porous body and a ceramic porous body that have a small dimensional change rate with respect to a mold even when oxidized and fired.

上記目的を解決するものは以下のものである。
(1) 65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末と、水及び/もしくは有機溶媒と、ゲル化剤を用いて気泡含有スラリーを調整する気泡含有スラリー調整工程と、気泡含有スラリーを成形用型内に注入して成形する成形工程と、成形物を乾燥させるための乾燥工程と、乾燥させた成形物を酸化焼成するための焼成工程とを行うセラミックス多孔体の製造方法。
(2) 前記成形用型に対する前記焼成工程後の焼成物の寸法変化率は、±3.0%以下である上記(1)に記載のセラミックス多孔体の製造方法。
(3) 前記酸化物系セラミックス材料は、AlとSiOの混合酸化物もしくは/及び複合酸化物を主成分とするものである上記(1)または(2)に記載のセラミックス多孔体の製造方法。
(4) 前記酸化物系セラミックス材料は、アルミナ及び粘土の混合物を主成分とするものである上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。
(5) 前記気泡含有スラリー調整工程は、65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、35重量〜15重量%の酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を用いるものである上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。
What solves the above object is as follows.
(1) A foam-containing slurry adjustment in which a foam-containing slurry is prepared using 65 wt% to 85 wt% silicon carbide, an inorganic powder made of an oxide ceramic material, water and / or an organic solvent, and a gelling agent. Porous ceramics comprising a step, a molding step for injecting a foam-containing slurry into a molding die, a drying step for drying the molded product, and a firing step for oxidizing and firing the dried molded product Body manufacturing method.
(2) The method for producing a porous ceramic body according to (1), wherein a dimensional change rate of the fired product after the firing step with respect to the mold is ± 3.0% or less.
(3) The ceramic porous body according to (1) or (2), wherein the oxide-based ceramic material has a mixed oxide or / and composite oxide of Al 2 O 3 and SiO 2 as a main component. Manufacturing method.
(4) The method for producing a porous ceramic body according to any one of (1) to (3), wherein the oxide ceramic material is mainly composed of a mixture of alumina and clay.
(5) The bubble-containing slurry adjusting step uses the inorganic powder composed of 65 wt% to 85 wt% silicon carbide and 35 wt% to 15 wt% oxide ceramic material. 4) The manufacturing method of the ceramic porous body in any one of.

(6) 前記成形工程は、ゲルキャスティング法により行うものである上記(1)ないし(5)のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。
(7) 前記気泡含有スラリー調整工程は、前記無機粉末と水及び/もしくは有機溶媒と、ゲル化剤を用いてスラリーを調整するスラリー調整工程と、該スラリーに起泡剤を添加するとともに気泡を導入する気泡導入工程とを行うものである上記(1)ないし(6)のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。
(8) 前記気泡含有スラリー調整工程は、前記無機粉末と水及び/もしくは有機溶媒とゲル化剤と起泡剤を用いてスラリーを調整するスラリー調整工程と、該スラリーに気泡を導入する気泡導入工程とを行うものである上記(1)ないし(7)のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。
(9) 前記焼成工程において、焼成温度は、1200〜1400℃である上記(1)ないし(8)のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。
また、上記目的を解決するものは以下のものである。
(10) 65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を用いて調整した気泡含有スラリーより作製された成形物を酸化焼成したものであり、かつ前記気泡含有スラリーより作製された成形物を成形するための成形用型に対する酸化焼成物の寸法変化率は、±3.0%以下であるセラミックス多孔体。
(6) The method for producing a ceramic porous body according to any one of (1) to (5), wherein the forming step is performed by a gel casting method.
(7) The bubble-containing slurry adjustment step includes a slurry adjustment step of adjusting the slurry using the inorganic powder, water and / or an organic solvent, and a gelling agent, adding a foaming agent to the slurry, and forming bubbles. The method for producing a ceramic porous body according to any one of the above (1) to (6), wherein the bubble introduction step to be introduced is performed.
(8) The bubble-containing slurry adjustment step includes a slurry adjustment step of adjusting a slurry using the inorganic powder, water and / or an organic solvent, a gelling agent, and a foaming agent, and bubble introduction for introducing bubbles into the slurry. The method for producing a ceramic porous body according to any one of (1) to (7), wherein the step is performed.
(9) The method for producing a ceramic porous body according to any one of (1) to (8), wherein the firing temperature is 1200 to 1400 ° C. in the firing step.
Moreover, what solves the said objective is as follows.
(10) A molded product made from a bubble-containing slurry prepared using 65 wt% to 85 wt% silicon carbide and an inorganic powder made of an oxide-based ceramic material is oxidized and fired, and contains the bubbles A porous ceramic body in which the dimensional change rate of the oxidized fired product is ± 3.0% or less with respect to a molding die for molding a molded product made from the slurry.

また、上記目的を解決するものは以下のものである。
(11) 炭化ケイ素と酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を酸化焼成することにより形成されたセラミックス多孔体であって、該多孔体は、セラミックスマトリックスと、該マトリックスにより形成された複数の気孔を有し、さらに、前記セラミックスマトリックスは、前記炭化ケイ素と酸化焼成により前記炭化ケイ素の周囲に形成された酸化ケイ素と酸化焼成された前記セラミックス材料により構成されているセラミックス多孔体。
(12) 前記セラミックス多孔体の平均気孔径は、10μm〜200μmである上記(10)または(11)に記載のセラミックス多孔体。
(13) 前記セラミックス多孔体は、前記セラミックスマトリックスを形成するセラミックス粒子間により形成された微細気孔を有している上記(10)ないし(12)のいずれかに記載のセラミックス多孔体。
(14) 前記酸化物系セラミックス材料は、AlとSiOの混合酸化物もしくは/及び複合酸化物である上記(10)ないし(13)のいずれかに記載のセラミックス多孔体。
(15) 前記セラミックス多孔体における炭化ケイ素含有量は、65重量%〜85重量%である上記(10)ないし(14)のいずれかに記載のセラミックス多孔体。
(16) 前記セラミックス多孔体の空孔率は、60〜80%である上記(10)ないし(15)のいずれかに記載のセラミックス多孔体。
Moreover, what solves the said objective is as follows.
(11) A ceramic porous body formed by oxidizing and firing inorganic powder made of silicon carbide and an oxide-based ceramic material, wherein the porous body includes a ceramic matrix and a plurality of pores formed by the matrix. And the ceramic matrix is composed of the silicon carbide, the silicon oxide formed around the silicon carbide by the oxidation firing, and the ceramic material subjected to the oxidation firing.
(12) The ceramic porous body according to (10) or (11), wherein the ceramic porous body has an average pore diameter of 10 μm to 200 μm.
(13) The ceramic porous body according to any one of (10) to (12), wherein the ceramic porous body has fine pores formed between ceramic particles forming the ceramic matrix.
(14) The ceramic porous body according to any one of (10) to (13), wherein the oxide ceramic material is a mixed oxide or / and a composite oxide of Al 2 O 3 and SiO 2 .
(15) The porous ceramic body according to any one of (10) to (14), wherein the silicon carbide content in the porous ceramic body is 65% by weight to 85% by weight.
(16) The ceramic porous body according to any one of (10) to (15), wherein the porosity of the ceramic porous body is 60 to 80%.

本発明のセラミックス多孔体の製造方法は、65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末と、水及び/もしくは有機溶媒と、ゲル化剤を用いて気泡含有スラリーを調整する気泡含有スラリー調整工程と、気泡含有スラリーを成形用型内に注入して成形する成形工程と、成形物を乾燥させるための乾燥工程と、乾燥させた成形物を酸化焼成するための焼成工程とを行うものである。
このため、本発明によれば、酸化焼成しても成形用型に対する寸法変化率が小さいセラミック多孔体を製造することができる。
The method for producing a porous ceramic body according to the present invention includes a method of containing bubbles by using 65 wt% to 85 wt% silicon carbide, an inorganic powder made of an oxide ceramic material, water and / or an organic solvent, and a gelling agent. A foam-containing slurry adjustment process for adjusting the slurry, a molding process for injecting the foam-containing slurry into a molding die, a drying process for drying the molded article, and an oxidized firing of the dried molded article The firing step is performed.
For this reason, according to the present invention, it is possible to produce a porous ceramic body having a small dimensional change rate with respect to the molding die even by oxidation firing.

また、本発明のセラミックス多孔体は、65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を用いて調整した気泡含有スラリーより作製された成形物を酸化焼成したものであり、かつ前記気泡含有スラリーより作製された成形物を成形するための成形用型に対する酸化焼成物の寸法変化率は、±3.0%以下である。
このため、本発明のセラミックス多孔体は、酸化焼成しても成形用型に対する寸法変化率が小さいものである。
また、本発明のセラミックス多孔体は、炭化ケイ素と酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を酸化焼成することにより形成されたセラミックス多孔体であって、該多孔体は、セラミックスマトリックスと、該マトリックスにより形成された複数の気孔を有し、さらに、前記セラミックスマトリックスは、前記炭化ケイ素と酸化焼成により前記炭化ケイ素の周囲に形成された酸化ケイ素と酸化焼成された前記セラミックス材料により構成されている。
このため、本発明のセラミックス多孔体は、酸化焼成しても成形用型に対する寸法変化率が小さいものである。
Moreover, the ceramic porous body of the present invention is obtained by oxidizing and firing a molded product made from a foam-containing slurry prepared by using 65 to 85% by weight of silicon carbide and an inorganic powder made of an oxide-based ceramic material. In addition, the dimensional change rate of the oxidized fired product with respect to the mold for molding the molded product made from the bubble-containing slurry is ± 3.0% or less.
For this reason, the ceramic porous body of the present invention has a small rate of dimensional change with respect to the mold even when oxidized and fired.
The ceramic porous body of the present invention is a ceramic porous body formed by oxidizing and firing inorganic powder made of silicon carbide and an oxide-based ceramic material, the porous body comprising a ceramic matrix and the matrix. The ceramic matrix has a plurality of formed pores, and the ceramic matrix is composed of the silicon carbide, silicon oxide formed around the silicon carbide by oxidation firing, and the ceramic material subjected to oxidation firing.
For this reason, the ceramic porous body of the present invention has a small rate of dimensional change with respect to the mold even when oxidized and fired.

本発明の実施例であるセラミックス多孔体の製造方法について添付図面を用いて詳細に説明する。
図1は、セラミックス多孔体の構造を説明するための説明図、図2は、図1に示す説明図の部分拡大図である。
本発明のセラミックス多孔体1の製造方法は、65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末と、水及び/もしくは有機溶媒と、ゲル化剤を用いて気泡含有スラリーを調整する気泡含有スラリー調整工程と、気泡含有スラリーを成形用型内に注入して成形する成形工程と、成形物を乾燥させるための乾燥工程と、乾燥させた成形物を酸化焼成するための焼成工程とを行うものである。
The manufacturing method of the ceramic porous body which is an Example of this invention is demonstrated in detail using an accompanying drawing.
FIG. 1 is an explanatory view for explaining the structure of the ceramic porous body, and FIG. 2 is a partially enlarged view of the explanatory view shown in FIG.
The method for producing a porous ceramic body 1 according to the present invention is a method using 65 wt% to 85 wt% silicon carbide, an inorganic powder made of an oxide ceramic material, water and / or an organic solvent, and a gelling agent. A bubble-containing slurry adjustment step for adjusting the contained slurry, a molding step for injecting the bubble-containing slurry into a molding die, a drying step for drying the molded product, and an oxidized baking of the dried molded product The baking process for this is performed.

まず、気泡含有スラリー調整工程について説明する。
本発明の実施例の気泡含有スラリー調整工程は、無機粉末と水及び/もしくは有機溶媒と、ゲル化剤を用いてスラリーを調整するスラリー調整工程と、スラリーに起泡剤を添加するとともに気泡を導入する気泡導入工程とを行うものである。
スラリー調整工程は、本発明の実施例においては、炭化ケイ素粉末、酸化物系セラミックス材料、水、ゲル化剤を混合することにより行われる。混合は、炭化ケイ素粉末等を粉砕しながら行われることが好ましい。無機粉末に対して炭化ケイ素は、65重量%〜85重量%混合されている。炭化ケイ素粉末含有量が65重量%〜85重量%であれば、酸化焼成による膨張効果を十分に得ることができ成形用型に対するセラミックス多孔体の寸法変化率が十分に小さくなる。言い換えると、成形用型に対するセラミックス多孔体の寸法精度が高くなる。一方、炭化ケイ素が65重量%より少ない場合は、酸化焼成による膨張効果を十分に得ることができず寸法変化率が十分に小さくならないと考えられる。また、炭化ケイ素が、85重量%を超える場合は、酸化焼成による膨張効果を十分に得ることができるが焼成物がクラッキングするおそれがある。
First, the bubble-containing slurry adjustment step will be described.
The bubble-containing slurry adjustment step of the embodiment of the present invention includes a slurry adjustment step of adjusting a slurry using an inorganic powder, water and / or an organic solvent, and a gelling agent, a foaming agent is added to the slurry, and bubbles are removed. The bubble introduction process to introduce is performed.
In the embodiment of the present invention, the slurry adjustment step is performed by mixing silicon carbide powder, an oxide ceramic material, water, and a gelling agent. The mixing is preferably performed while pulverizing silicon carbide powder or the like. Silicon carbide is mixed at 65 wt% to 85 wt% with respect to the inorganic powder. If the silicon carbide powder content is 65 wt% to 85 wt%, the expansion effect due to oxidation firing can be sufficiently obtained, and the dimensional change rate of the ceramic porous body with respect to the mold is sufficiently small. In other words, the dimensional accuracy of the ceramic porous body with respect to the mold is increased. On the other hand, when silicon carbide is less than 65% by weight, it is considered that the expansion effect due to oxidation firing cannot be sufficiently obtained and the dimensional change rate is not sufficiently reduced. Moreover, when silicon carbide exceeds 85 weight%, although the expansion effect by oxidation baking can fully be acquired, there exists a possibility that a baked product may crack.

酸化物系セラミックス材料としては、例えば、アルミナ、珪石、ムライト、コーディエライト、粘土鉱物、ジルコニア、長石、陶石、ガラス等を使用することが好ましい。また、酸化物系セラミックス材料としては、Al及びSiOの混合酸化物もしくは/及び複合酸化物を主成分とするものであることが好ましい。酸化物系セラミックス材料としては、特に、アルミナ及び粘土鉱物であることが好ましい。粘土鉱物としては、木節粘土であることが好ましい。なお、酸化物系セラミックス材料としては、これらに限定されるものではなく、酸化焼成下、収縮挙動を伴いながら相互に焼き付く性質のあるものであればいかなるものであってもよい。本発明の実施例においては、酸化物形成材料として、アルミナ及び木節粘土の混合物を使用することが好ましい。アルミナは、5重量%〜20重量%混合することが好ましい。また、粘土鉱物は、5重量%〜20重量%混合することが好ましい。 As the oxide-based ceramic material, for example, alumina, silica stone, mullite, cordierite, clay mineral, zirconia, feldspar, porcelain stone, glass and the like are preferably used. The oxide ceramic material is preferably a mixed oxide or / and composite oxide of Al 2 O 3 and SiO 2 as a main component. As oxide ceramic materials, alumina and clay minerals are particularly preferable. The clay mineral is preferably Kibushi clay. The oxide-based ceramic material is not limited to these, and any oxide material may be used as long as it has a property of being baked to each other with a shrinkage behavior under oxidation firing. In the embodiment of the present invention, it is preferable to use a mixture of alumina and Kibushi clay as the oxide forming material. It is preferable to mix 5 wt% to 20 wt% of alumina. Moreover, it is preferable to mix 5 to 20 weight% of clay minerals.

また、気泡含有スラリー調整工程は、65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、35重量%〜15重量%の酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を用いるものであることが好ましい。このような配合比でスラリーを調整すれば、酸化焼成による膨張効果を十分に得ることができ、特に、成形用型に対するセラミックス多孔体の寸法変化率が小さくなる。言い換えると、成形用型に対するセラミックス多孔体の寸法精度が高くなる。
本発明の実施例に使用される炭化ケイ素粉末としては、平均粒径が、0.1〜10μm、特に、1〜3μmのものを使用することが好ましい。酸化物系セラミックス材料粉末としては、平均粒径が、1〜5μmのものを使用することが好ましい。粉砕は、炭化ケイ素の平均粒径が、1〜20μm程度になるまで行うことが好ましい。粉砕は、ポットミル、ボールミル等により行われることが好ましい。
The bubble-containing slurry adjustment step preferably uses an inorganic powder composed of 65% to 85% by weight of silicon carbide and 35% to 15% by weight of an oxide ceramic material. If the slurry is adjusted at such a blending ratio, the expansion effect due to oxidation firing can be sufficiently obtained, and in particular, the dimensional change rate of the ceramic porous body with respect to the mold is reduced. In other words, the dimensional accuracy of the ceramic porous body with respect to the mold is increased.
As the silicon carbide powder used in the examples of the present invention, those having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm, particularly 1 to 3 μm are preferably used. As the oxide ceramic material powder, it is preferable to use one having an average particle diameter of 1 to 5 μm. The pulverization is preferably performed until the average particle size of silicon carbide is about 1 to 20 μm. The pulverization is preferably performed by a pot mill, a ball mill or the like.

炭化ケイ素粉末、酸化物系セラミックス材料粉末を混濁する媒体としては、水及び/もしくは有機溶媒が使用される。好ましくは、水である。有機溶媒としては、メタノール、エタノール等のアルコール類等を使用することが好ましい。また、セラミックススラリー中には、セラミックス粉末を均一に含有させるため、分散剤を加えてもよい。分散剤としては、公知の分散剤が使用される。例えば、ポリカルボン酸系分散剤、具体的には、ポリカルボン酸アンモニウム、ポリカルボン酸ナトリウムが使用できる。
水及び/もしくは有機溶媒は、炭化ケイ素粉末及び酸化物系セラミックス材料粉末100重量部に対して、25〜40重量部、特に、30〜35重量部加えられることが好ましい。
Water and / or an organic solvent is used as a medium for turbidizing the silicon carbide powder and the oxide ceramic material powder. Preferably, it is water. As the organic solvent, alcohols such as methanol and ethanol are preferably used. Further, a dispersing agent may be added to the ceramic slurry in order to uniformly contain the ceramic powder. As the dispersant, a known dispersant is used. For example, polycarboxylic acid-based dispersants, specifically, ammonium polycarboxylate and sodium polycarboxylate can be used.
The water and / or organic solvent is preferably added in an amount of 25 to 40 parts by weight, particularly 30 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the silicon carbide powder and the oxide ceramic material powder.

ゲル化剤としては、合成樹脂もしくは天然高分子等を用いることができる。
合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれを使用することができ、特に、熱硬化性樹脂を使用することが好ましい。熱硬化性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を使用することが好ましく、特に、メタクリルアミド(有機モノマー)とメチレンビスアクリルアミド(架橋剤)を使用することが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ビニル系樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が好ましく、特に、ポリビニルアルコール等が好ましい。また、天然高分子としては、セルロース、メチルセルロース、卵蛋白、でんぷん、寒天等の天然多糖類などが好ましく、特に、メチルセルロースであることが好ましい。ゲル化剤としては、特に、ラジカル重合性有機モノマー(メタクリルアミド、アクリル酸、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メトキシポリモノメタアクリレート、メタアクリル酸、n−ビニルピロリドンなどの一官能基モノマー、また、ジメチルテトラジアミン、N,N'−メチレンビスアクリルアミド、ポリジメチルアクリレート、トリアリルアミンなどの二官能基モノマー)が使用できる。特に、N,N'−メチレンビスアクリルアミドであることが好ましい。ゲル化剤としては、炭化ケイ素粉末、酸化物系セラミックス材料の粉末を分散してゲル化可能であるとともに、焼成工程において分解され気化するものであればいかなるものであってもよい。ゲル化剤は、炭化ケイ素粉末及び酸化物系セラミックス材料粉末100重量部に対して、5〜20重量部、特に、10〜15重量部加えられることが好ましい。また、スラリーには、公知の潤滑剤及び増粘剤を添加してもよい。
また、スラリー調整後もしくはスラリー調整工程中において減圧脱気することが好ましい。
As the gelling agent, a synthetic resin or a natural polymer can be used.
As the synthetic resin, either a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used, and it is particularly preferable to use a thermosetting resin. As the thermosetting resin, it is preferable to use a polyurethane resin, an epoxy resin or the like, and it is particularly preferable to use methacrylamide (organic monomer) and methylene bisacrylamide (crosslinking agent). As the thermoplastic resin, vinyl resins, polyamide resins, acrylic resins and the like are preferable, and polyvinyl alcohol and the like are particularly preferable. Moreover, as natural polymers, natural polysaccharides such as cellulose, methylcellulose, egg protein, starch and agar are preferable, and methylcellulose is particularly preferable. Examples of gelling agents include radically polymerizable organic monomers (monofunctional monomers such as methacrylamide, acrylic acid, dimethylaminoethyl methacrylate, methoxypolymonomethacrylate, methacrylic acid, and n-vinylpyrrolidone, Difunctional monomers such as diamine, N, N′-methylenebisacrylamide, polydimethylacrylate, triallylamine) can be used. In particular, N, N′-methylenebisacrylamide is preferable. The gelling agent may be any gelling agent as long as it can be dispersed and gelated by silicon carbide powder and oxide ceramic material powder and decomposes and vaporizes in the firing step. The gelling agent is preferably added in an amount of 5 to 20 parts by weight, particularly 10 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the silicon carbide powder and the oxide ceramic material powder. In addition, a known lubricant and thickener may be added to the slurry.
Moreover, it is preferable to carry out vacuum degassing after the slurry adjustment or during the slurry adjustment step.

次に、スラリーに起泡剤を添加するとともに気泡を導入する気泡導入工程について説明する。
実施例の気泡導入工程は、スラリーに起泡剤を添加して攪拌することにより行われる。起泡剤としては、界面活性剤、タンパク質系起泡剤等であることが好ましい。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸等の陰イオン界面活性剤や、高級アルキルアミノ酸等の陽イオン界面活性剤等を使用することが好ましい。界面活性剤を添加して激しく攪拌することによりスラリー中には気泡が形成される。攪拌は、窒素雰囲気化にて行うことが好ましい。具体的に、最終的な気泡導入量が20〜70%となるようにスラリーをビーカーに入れ、開始剤、触媒、界面活性剤を所定量添加し、窒素雰囲気中で、ダブルロールミキサーにより、1〜5分攪拌することが好ましい。気泡導入工程によりスラリー中に導入された気泡は、成形工程、乾燥工程、焼成工程後に、図1に示すように複数の気孔5となる。
Next, a bubble introduction step for adding bubbles to the slurry and introducing bubbles will be described.
The bubble introduction step of the example is performed by adding a foaming agent to the slurry and stirring. The foaming agent is preferably a surfactant, a protein foaming agent or the like. As the surfactant, it is preferable to use an anionic surfactant such as alkylbenzene sulfonic acid or a cationic surfactant such as higher alkyl amino acid. Bubbles are formed in the slurry by adding a surfactant and stirring vigorously. Stirring is preferably performed in a nitrogen atmosphere. Specifically, the slurry is put into a beaker so that the final bubble introduction amount is 20 to 70%, and a predetermined amount of an initiator, a catalyst, and a surfactant are added. It is preferable to stir for ~ 5 minutes. Bubbles introduced into the slurry by the bubble introduction step become a plurality of pores 5 as shown in FIG. 1 after the molding step, the drying step, and the firing step.

また、本発明の実施例において、気泡導入工程では、ゲル化促進剤が添加される。また、有機モノマー等の重合に開始剤が必要な場合は、開始剤が添加される。ゲル化促進剤としては、テトラメチルエチルジアミン、過酸化水素化合物、アゾあるいはジアゾ化合物等、特に、テトラメチルエチルジアミンを使用することが好ましい。また、開始剤としては、過硫酸ソーダ、過硫酸アンモニウム等、特に、過硫酸アンモニウムを使用することが好ましい。ゲル化剤にもよるが、ゲル化促進剤及び開始剤は、界面活性剤を添加する際にスラリーに添加することが好ましい。
なお、気泡導入工程は、スラリーに界面活性剤を添加して攪拌することにより行うことに限定されるものではない。例えば、スラリー中に窒素ガス等の不活性ガスを送り込みスラリー中に気泡を導入してもよい。
気泡導入工程においてスラリー中に形成される気泡の導入量や気泡の径は、界面活性剤の添加量、スラリーの粘度、攪拌の強度等で調整することができる。
In the embodiment of the present invention, a gelation accelerator is added in the bubble introduction step. Moreover, an initiator is added when an initiator is required for polymerization of an organic monomer or the like. As the gelation accelerator, it is preferable to use tetramethylethyldiamine, hydrogen peroxide compound, azo or diazo compound, particularly tetramethylethyldiamine. As the initiator, it is preferable to use sodium persulfate, ammonium persulfate, or the like, particularly ammonium persulfate. Although depending on the gelling agent, the gelation accelerator and the initiator are preferably added to the slurry when the surfactant is added.
The bubble introduction step is not limited to being performed by adding a surfactant to the slurry and stirring. For example, bubbles may be introduced into the slurry by feeding an inert gas such as nitrogen gas into the slurry.
The amount of bubbles introduced and the diameter of the bubbles formed in the slurry in the bubble introduction step can be adjusted by the amount of surfactant added, the viscosity of the slurry, the strength of stirring, and the like.

次に、気泡含有スラリーを成形用型内に注入して成形する成形工程について説明する。本発明において成形工程は、ゲルキャスティング法により行われる。
気泡導入工程で準備した気泡含有スラリーを成形用型内に流し込み、一定時間が経過してスラリーがゲル化(固化)した後、ゲル化した成形物を成形用型から取り出す。
次に、成形物を乾燥させるための乾燥工程を行う。乾燥工程において成形物の寸法は、乾燥前成形物の寸法(成型用型の寸法)より収縮する。成形用型から取り出された成形物は、湿度調整しながら乾燥されることが好ましい。乾燥温度としては、15〜50℃、特に、25〜40℃であることが好ましい。また、乾燥工程の湿度としては、0〜100%、特に、40〜95%であることが好ましい。乾燥時間としては、40〜100hrであることが好ましい。
成形用型に対する乾燥させた成形物の収縮率(以下、乾燥収縮率とする。)は、次式(3)により求められる。

乾燥収縮率(%)={(成形用型寸法−乾燥成形物寸法)/成形用型寸法}×100・・・式(3)

乾燥収縮率は、3〜6%程度であることが好ましい。
Next, a molding process in which the bubble-containing slurry is injected into a molding die and molded will be described. In the present invention, the molding step is performed by a gel casting method.
The bubble-containing slurry prepared in the bubble introduction step is poured into a molding die, and after a predetermined time has passed, the slurry is gelled (solidified), and then the gelled molded product is taken out from the molding die.
Next, a drying process for drying the molded product is performed. In the drying process, the size of the molded product shrinks from the size of the molded product before drying (the size of the molding die). The molded product taken out from the mold is preferably dried while adjusting the humidity. As a drying temperature, it is preferable that it is 15-50 degreeC, especially 25-40 degreeC. Moreover, as humidity of a drying process, it is 0-100%, It is especially preferable that it is 40-95%. The drying time is preferably 40 to 100 hours.
The shrinkage ratio (hereinafter referred to as dry shrinkage ratio) of the dried molded product with respect to the molding die is obtained by the following equation (3).

Drying shrinkage ratio (%) = {(molding mold dimension−dry molding dimension) / molding mold dimension} × 100 (3)

The drying shrinkage is preferably about 3 to 6%.

次に、乾燥させた成形物を酸化焼成する焼成工程について説明する。
本発明の実施例では、乾燥成形物を大気雰囲気下にて焼成することが好ましい。焼成温度は、炭化ケイ素、酸化物系セラミックス材料の融点より低い温度で行われる。具体的に、焼成温度は、1000℃〜1600℃、特に、1200℃〜1400℃で行うことが好ましい。焼成時間は、1.5〜2.5hrであることが好ましい。焼成することにより、上述したゲル化剤、ゲル化促進剤、触媒、水は分解もしくは気化し、図1に示すセラミックス多孔体1が作製される。
図1、図2に示すセラミックス多孔体1は、炭化ケイ素3と、酸化焼成により炭化ケイ素3の周囲に形成された酸化ケイ素7と、酸化焼成された酸化物系セラミックス材料4により構成されたセラミックスマトリックス2と、マトリックス2により形成された複数の気孔5と、セラミックスマトリックス粒子間に形成された微細気孔6と、気孔5同士が隣接する部位に形成された中気孔8とを有している。
Next, a firing process for oxidizing and firing the dried molded product will be described.
In the embodiment of the present invention, it is preferable that the dried molded product is fired in an air atmosphere. The firing temperature is lower than the melting point of silicon carbide and oxide ceramic materials. Specifically, the firing temperature is preferably 1000 ° C to 1600 ° C, particularly 1200 ° C to 1400 ° C. The firing time is preferably 1.5 to 2.5 hr. By firing, the above-described gelling agent, gelation accelerator, catalyst, and water are decomposed or vaporized, and the ceramic porous body 1 shown in FIG. 1 is produced.
A ceramic porous body 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a ceramic composed of silicon carbide 3, silicon oxide 7 formed around silicon carbide 3 by oxidation firing, and oxide-based ceramic material 4 subjected to oxidation firing. It has a matrix 2, a plurality of pores 5 formed by the matrix 2, fine pores 6 formed between ceramic matrix particles, and medium pores 8 formed at portions where the pores 5 are adjacent to each other.

酸化焼成により、炭化ケイ素3粒子は酸化され、炭化ケイ素3の表面に酸化ケイ素7が形成される。そして、炭化ケイ素3、酸化ケイ素7は、酸化物系セラミックス材料を焼結助剤として焼結され、上述したセラミックスマトリックス2を構成する。そして、酸化ケイ素7が炭化ケイ素3粒子の周囲に生成されることにより、酸化ケイ素7を含む炭化ケイ素3部分の体積は焼成前の炭化ケイ素単体の体積より増加し、酸化焼成された酸化物系セラミックス材料部分4の体積は、酸化焼成前の酸化物系セラミックス材料の体積より減少する。そして、焼成工程において、セラミックス多孔体1の体積は、全体として、乾燥させた成形物の体積より増加する。   By the oxidation firing, the silicon carbide 3 particles are oxidized, and silicon oxide 7 is formed on the surface of the silicon carbide 3. Silicon carbide 3 and silicon oxide 7 are sintered using an oxide ceramic material as a sintering aid to constitute the ceramic matrix 2 described above. And since the silicon oxide 7 is produced | generated around the silicon carbide 3 particle | grains, the volume of the silicon carbide 3 part containing the silicon oxide 7 increases from the volume of the silicon carbide simple substance before baking, and the oxide system by which oxidation baking was carried out The volume of the ceramic material portion 4 is smaller than the volume of the oxide ceramic material before the oxidation firing. And in a baking process, the volume of the ceramic porous body 1 increases as a whole from the volume of the dried molded object.

焼成収縮率{乾燥成形物に対する焼成体(セラミックス多孔体)の収縮率、プラスは収縮、マイナスは膨張)}は、次式(4)により計算することができる。

焼成収縮率(%)={(乾燥成形物寸法−焼成物寸法)/乾燥成形物寸法}×100・・・式(4)

焼成収縮率は、−6%〜−3%程度であることが好ましい。本発明の製造方法によれば、乾燥成形物は焼成工程において膨張するため、成形用型に対する焼成物の寸法変化率(全収縮率)は、従来の製造方法により製造する場合より小さくなっている。
The firing shrinkage {shrinkage of the fired body (ceramic porous body) with respect to the dried molded product, plus is shrinkage, minus is swelling)} can be calculated by the following equation (4).

Firing shrinkage ratio (%) = {(Dry molded product size−Baking product size) / Dry molded product size} × 100 (4)

The firing shrinkage is preferably about −6% to −3%. According to the production method of the present invention, since the dried molded article expands in the firing step, the dimensional change rate (total shrinkage) of the fired product with respect to the molding die is smaller than that produced by the conventional production method. .

成形用型に対する焼成工程後の焼成物の寸法変化率(全収縮率、プラスは収縮、マイナスは膨張)は、上述した乾燥収縮率、焼成収縮率を用いて次式により計算することができる。

寸法変化率(%)={1−(1−乾燥収縮率/100)×(1−焼成収縮率/100)}×100・・・式(5)

寸法変化率は、±3.0%以下であることが好ましく、特に、±1.0%以下であることが好ましい。寸法変化率が、この程度であれば、成形用型に対する寸法の変化が小さいため、焼成後に所望な寸法となるように加工する必要がなく若しくは少しの加工で所望な寸法とすることができる。
The dimensional change rate (total shrinkage rate, plus is shrinkage, minus is swelling) of the fired product after the firing step for the molding die can be calculated by the following equation using the above-described dry shrinkage rate and firing shrinkage rate.

Dimensional change rate (%) = {1- (1-dry shrinkage rate / 100) × (1-fired shrinkage rate / 100)} × 100 (5)

The dimensional change rate is preferably ± 3.0% or less, and particularly preferably ± 1.0% or less. If the dimensional change rate is about this level, the change in the dimension with respect to the molding die is small, so that it is not necessary to process to a desired dimension after firing, or a desired dimension can be obtained with a little processing.

また、成形用型に対する焼成工程後の焼成物の体積変化率(プラスは収縮、マイナスは膨張)は、上述した寸法変化率を用いて次式により計算することができる。

体積変化率(%)={1−(1−寸法変化率/100)}×100・・・式(6)

体積変化率は±9.0%以下であることが好ましく、特に、±3.0%以下であることが好ましい。体積変化率がこの程度であれば、成形用型に対する寸法の変化が小さいため、焼成後に所望な寸法となるように加工する必要がなく若しくは少しの加工で所望な寸法とすることができる。
Moreover, the volume change rate (plus is shrinkage and minus is expansion) of the fired product after the firing step with respect to the mold can be calculated by the following equation using the above-described dimensional change rate.

Volume change rate (%) = {1− (1−dimensional change rate / 100) 3 } × 100 (6)

The volume change rate is preferably ± 9.0% or less, and particularly preferably ± 3.0% or less. If the volume change rate is about this level, the change in dimension relative to the molding die is small, so that it is not necessary to process to a desired dimension after firing, or a desired dimension can be achieved with a little processing.

本発明のセラミックス多孔体の製造方法によれば、セラミックス多孔体1の原料スラリーを成形用型を用いて成形した後乾燥させると成形物は収縮挙動を示し、乾燥成形物を酸化焼成すると焼成体(セラミックス多孔体1)は乾燥成形物に対して膨張挙動を示す。そして、結果として、乾燥工程における収縮挙動と、焼成工程における膨張挙動が打ち消し合い、セラミックス多孔体1の成形用型に対する寸法変化率は小さくなる。以上より、本発明のセラミックス多孔体の製造方法によれば、成形用型に対する寸法変化率が小さいセラミック多孔体を製造することができる。   According to the method for producing a ceramic porous body of the present invention, when the raw material slurry of the ceramic porous body 1 is molded using a molding die and then dried, the molded product exhibits shrinkage behavior, and when the dried molded product is oxidized and fired, a fired body is obtained. (Ceramic porous body 1) exhibits expansion behavior with respect to the dried molded product. As a result, the shrinkage behavior in the drying step and the expansion behavior in the firing step cancel each other, and the dimensional change rate of the ceramic porous body 1 with respect to the molding die becomes small. As mentioned above, according to the manufacturing method of the ceramic porous body of this invention, the ceramic porous body with a small dimensional change rate with respect to a shaping | molding die can be manufactured.

次に、本発明の実施例であるセラミックス多孔体について図1,図2を用いて説明する。
本発明のセラミックス多孔体1は、65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を用いて調整した気泡含有スラリーより作製された成形物を酸化焼成したものであり、かつ気泡含有スラリーより作製された成形用型に対する酸化焼成物の寸法変化率が、±3.0%以下である。
また、本発明のセラミックス多孔体1は、炭化ケイ素3と酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を酸化焼成することにより形成されたセラミックス多孔体1であって、多孔体1は、セラミックスマトリックス2と、マトリックス2により形成された複数の気孔5を有し、さらに、セラミックスマトリックス2は、炭化ケイ素3と酸化焼成により炭化ケイ素3の周囲に形成された酸化ケイ素7と酸化焼成されたセラミックス材料4により構成されている。
Next, the ceramic porous body which is an Example of this invention is demonstrated using FIG. 1, FIG.
The porous ceramic body 1 of the present invention is obtained by oxidizing and firing a molded product made of a foam-containing slurry prepared by using 65 to 85% by weight of silicon carbide and an inorganic powder made of an oxide-based ceramic material. In addition, the dimensional change rate of the oxidized fired product with respect to the molding die produced from the bubble-containing slurry is ± 3.0% or less.
The ceramic porous body 1 of the present invention is a ceramic porous body 1 formed by oxidizing and firing inorganic powder made of silicon carbide 3 and an oxide-based ceramic material. The ceramic matrix 2 includes a plurality of pores 5 formed by the matrix 2, and the ceramic matrix 2 includes silicon carbide 3, silicon oxide 7 formed around the silicon carbide 3 by oxidation firing, and the ceramic material 4 subjected to oxidation firing. It is configured.

また、本発明のセラミックス多孔体1は、セラミックスマトリックス2を形成するセラミックス粒子間により形成された微細気孔6を有している。また、セラミックスマトリックス2は、図1,図2に示すように、気孔5同士が隣接する部位に形成された中気孔8を有している。
セラミックス多孔体1は、図1,図2に示すように、セラミックスマトリックス2と、気孔5と、微細気孔6と、中気孔8とを有している。
セラミックスマトリックス2は、図1,図2に示すように、炭化ケイ素3と、炭化ケイ素3の周囲に形成された酸化ケイ素7と、酸化焼成された酸化物系セラミックス材料4から構成されている。炭化ケイ素粒子同士は、本発明の実施例においては、酸化焼成により炭化ケイ素3の周囲に形成された酸化ケイ素7もしくは酸化焼成された酸化物系セラミックス材料4を介して形成されている。酸化物系セラミックス材料は焼結助剤としての役割を果たしている。また、炭化ケイ素3粒子は、酸化ケイ素7もしくは酸化焼成された酸化物系セラミックス材料4を介さずに直接結合していてもよい。
The ceramic porous body 1 of the present invention has fine pores 6 formed between ceramic particles forming the ceramic matrix 2. In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, the ceramic matrix 2 has middle pores 8 formed at portions where the pores 5 are adjacent to each other.
As shown in FIGS. 1 and 2, the ceramic porous body 1 has a ceramic matrix 2, pores 5, fine pores 6, and medium pores 8.
As shown in FIGS. 1 and 2, the ceramic matrix 2 is composed of silicon carbide 3, silicon oxide 7 formed around the silicon carbide 3, and oxide-based ceramic material 4 that is oxidized and fired. In the embodiment of the present invention, the silicon carbide particles are formed via silicon oxide 7 formed around silicon carbide 3 by oxidation firing or oxide ceramic material 4 subjected to oxidation firing. The oxide ceramic material plays a role as a sintering aid. Further, the silicon carbide 3 particles may be directly bonded without using the silicon oxide 7 or the oxidized ceramic material 4 subjected to oxidation and firing.

セラミックス多孔体1は、上述したように、炭化ケイ素の含有量が65重量%〜85重量%である無機粉末を用いて調整された気泡含有スラリーを酸化焼成することにより作製されている。炭化ケイ素及び酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を用いて調整した気泡含有スラリーより作製された成形物の酸化焼成は、上述した製造方法のように行われることが好ましい。本発明の実施例において、気泡含有スラリーの調整は、炭化ケイ素粉末、酸化物系セラミックス材料、水、ゲル化剤を混合したスラリーに、起泡剤を添加して攪拌することにより行われる。そして、この気泡含有スラリーを成形用型に注入し、ゲルキャスティング法により成形し、乾燥工程、酸化焼成による焼成工程を経ることにより、本発明のセラミックス多孔体1が製造される。   As described above, the ceramic porous body 1 is produced by oxidizing and firing a bubble-containing slurry prepared using an inorganic powder having a silicon carbide content of 65 wt% to 85 wt%. It is preferable that the oxidation firing of the molded product made from the bubble-containing slurry prepared using the inorganic powder made of silicon carbide and the oxide-based ceramic material is performed as in the manufacturing method described above. In the Example of this invention, adjustment of a bubble containing slurry is performed by adding a foaming agent and stirring to the slurry which mixed silicon carbide powder, oxide type ceramic material, water, and the gelatinizer. And this porous ceramic body 1 of this invention is manufactured by inject | pouring this bubble containing slurry into a shaping | molding die, shape | molding by the gel casting method, and passing through the drying process and the baking process by oxidation baking.

酸化ケイ素7は、図2に示すように、炭化ケイ素粒子が酸化焼成されることにより炭化ケイ素3の周囲に形成されたものである。このように酸化ケイ素7が炭化ケイ素3の表面に形成されることにより、酸化ケイ素7を含む炭化ケイ素3の体積は焼成前の炭化ケイ素単体の体積より増加すると考えられる。また、酸化焼成された酸化物系セラミックス材料4が焼結助剤の役目を果たすため、セラミックス多孔体1は炭化ケイ素3の性質を有したまま実用的な強度を有する。炭化ケイ素、酸化物系セラミックス材料としては、上述したものを使用することが好ましい。酸化物系セラミック材料としては、上述したように、AlとSiOの混合酸化物もしくは/及び複合酸化物であることが好ましい。酸化物系セラミックス材料としては、特に、アルミナ及び粘土鉱物であることが好ましい、粘土鉱物としては、木節粘土であることが好ましい。酸化物系セラミックス材料は、酸化することにより、主にAlとSiOを主成分とする酸化物となる。
なお、セラミックス多孔体は、上述したように、炭化ケイ素3、酸化ケイ素7、酸化物系セラミックス材料4以外のものを含有していてもよい。
As shown in FIG. 2, the silicon oxide 7 is formed around the silicon carbide 3 by oxidizing and firing silicon carbide particles. Thus, when the silicon oxide 7 is formed on the surface of the silicon carbide 3, it is considered that the volume of the silicon carbide 3 including the silicon oxide 7 is larger than the volume of the silicon carbide alone before firing. Moreover, since the oxide-based ceramic material 4 that has been oxidized and fired serves as a sintering aid, the ceramic porous body 1 has practical properties while retaining the properties of the silicon carbide 3. As silicon carbide and oxide ceramic materials, it is preferable to use those described above. As described above, the oxide ceramic material is preferably a mixed oxide of Al 2 O 3 and SiO 2 and / or a composite oxide. The oxide ceramic material is particularly preferably alumina and clay minerals, and the clay mineral is preferably kibushi clay. The oxide ceramic material becomes an oxide mainly composed of Al 2 O 3 and SiO 2 by being oxidized.
In addition, as above-mentioned, the ceramic porous body may contain things other than the silicon carbide 3, the silicon oxide 7, and the oxide type ceramic material 4. FIG.

マトリックス多孔体1における炭化ケイ素含有量は、65〜85重量%であることが好ましい。酸化焼成後のマトリックス多孔体中における炭化ケイ素3の含有量がこの程度あれば炭化ケイ素3の性質を十分に有するセラミックス多孔体となる。
セラミックスマトリックス2内には、図2に示すように、複数の粒子間孔が形成されている。微細気孔6は、炭化ケイ素3、酸化ケイ素7、酸化物系セラミックス材料粒子4の粒子間に形成された空孔である。微細気孔6は、後述する気孔5もしくは外部と連通する開気孔あるいは孤立した閉気孔として形成されている。微細気孔6の平均孔径としては、0.1〜5μm、特に、0.1〜2μmであることが好ましい。
具体的に、セラミックスマトリックス2中には、表面が酸化されて酸化ケイ素7の膜で覆われた炭化ケイ素粒子3が主に充填されており、その周囲にAl粒子及び粘土粒子4が分散している。粒子間には後述する微細気孔(空隙)6が存在している。
The silicon carbide content in the matrix porous body 1 is preferably 65 to 85% by weight. If the content of silicon carbide 3 in the matrix porous body after oxidation firing is about this level, a ceramic porous body having sufficient properties of silicon carbide 3 is obtained.
In the ceramic matrix 2, a plurality of interparticle holes are formed as shown in FIG. The fine pores 6 are pores formed between the silicon carbide 3, the silicon oxide 7, and the oxide ceramic material particles 4. The fine pores 6 are formed as pores 5 described later, open pores communicating with the outside, or isolated closed pores. The average pore diameter of the fine pores 6 is preferably 0.1 to 5 μm, particularly preferably 0.1 to 2 μm.
Specifically, the ceramic matrix 2 is mainly filled with silicon carbide particles 3 whose surfaces are oxidized and covered with a film of silicon oxide 7, and Al 2 O 3 particles and clay particles 4 are formed around the silicon carbide particles 3. Is distributed. Fine pores (voids) 6 described later exist between the particles.

気孔5は、図1,図2に示すように、セラミックスマトリックス内に形成されている。気孔5は、セラミックスマトリックス内に形成された外部と連通しない閉気孔、もしくは外部と連通する開気孔として形成されている。気孔5の形状としては、略球形、略楕円球形状等となっていることが好ましく、特に、略球形状であることが好ましい。
中気孔8は、図1,図2に示すように、気孔5を構成するマトリックス内壁において開口しており、隣接する気孔同士を連通するチャンネルとして形成されている。中気孔8が形成されていることにより、気孔5は複数連通するものとなっている。
セラミックス多孔体は、高気孔率かつ少気孔径であることが好ましい。また、セラミックス多孔体の気孔径分布は狭いことが好ましい。セラミックス多孔体は気孔径分布が狭いことにより高い曲げ強度を得る。また、セラミックス多孔体は、特に、少気孔かつ気孔径分布が狭いことにより高い曲げ強度を有する。
気孔5の平均孔径としては、10〜300μm、特に、数10μm〜200μmであることが好ましい。また、本発明の実施例の曲げ強度は、5〜15MPaとなる。また、気孔5は、セラミックス多孔体1内に均一に形成されていることが好ましい。なお、気孔5は、セラミックス多孔体の一部に傾斜するように分布してもよい。セラミックス多孔体5の空孔率は、60〜80%、特に、65〜 75%であることが好ましい。
The pores 5 are formed in the ceramic matrix as shown in FIGS. The pores 5 are formed as closed pores formed in the ceramic matrix that do not communicate with the outside, or open pores that communicate with the outside. The shape of the pores 5 is preferably a substantially spherical shape, a substantially elliptical spherical shape, or the like, and particularly preferably a substantially spherical shape.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the middle pores 8 are opened in the inner wall of the matrix that constitutes the pores 5, and are formed as channels that connect adjacent pores. By forming the middle pores 8, a plurality of pores 5 communicate with each other.
The ceramic porous body preferably has a high porosity and a small pore diameter. The pore size distribution of the ceramic porous body is preferably narrow. A ceramic porous body has high bending strength due to its narrow pore size distribution. In addition, the ceramic porous body has high bending strength due to the small pores and the narrow pore size distribution.
The average pore diameter of the pores 5 is preferably 10 to 300 μm, particularly preferably several tens of μm to 200 μm. Moreover, the bending strength of the Example of this invention will be 5-15 Mpa. The pores 5 are preferably formed uniformly in the ceramic porous body 1. The pores 5 may be distributed so as to be inclined to a part of the ceramic porous body. The porosity of the ceramic porous body 5 is preferably 60 to 80%, particularly preferably 65 to 75%.

気泡含有スラリーより作製される成形物を成形するための成形用型に対する酸化焼成物の寸法変化率は、±3.0%以下であることが好ましく、特に、±1.0%以下であることが好ましい。この程度の寸法変化率であれば、焼成後に所望な寸法となるように加工する必要がなく若しくは少しの加工で所望な寸法とすることができる。
本発明の実施例のセラミックス多孔体1は、以上の構成を有しているため、成形用型に対する寸法変化率が小さいものとなる。本発明の実施例であるセラミックス多孔体であれば成形用型に対する寸法変化率が小さいため、焼成後に所望な形状となるように加工する必要がなく若しくは少しの加工で所望な寸法とすることができる。
The dimensional change rate of the oxidized fired product with respect to the molding die for molding a molded product produced from the bubble-containing slurry is preferably ± 3.0% or less, and particularly preferably ± 1.0% or less. Is preferred. With such a dimensional change rate, there is no need to process to a desired dimension after firing, or a desired dimension can be achieved with a little processing.
Since the ceramic porous body 1 of the embodiment of the present invention has the above-described configuration, the dimensional change rate with respect to the mold is small. In the case of the ceramic porous body according to the embodiment of the present invention, since the dimensional change rate with respect to the mold is small, it is not necessary to process it into a desired shape after firing, or it is possible to obtain a desired dimension with a little processing. it can.

次に、本発明の実施例1から実施例6のセラミックス多孔体の製造方法について説明する。
(実施例1)
(気泡含有スラリーの調整)
平均粒径1.3μmの炭化ケイ素(GC8000F、株式会社フジミインコーポレーテッド製)300g、平均粒径3.5μmのアルミナ(AM−21、住友化学工業株式会社製)100g、木節粘土(本山水簸木節粘土、瀬戸窯業原料株式会社製)100g、水240ml、ゲル化剤としてメタクリルアミド(メタクリルアミド、和光純薬工業株式会社製)51.6g、架橋剤であるメチレンビスアクリルアミド(N,N'−メチレンビスアクリルアミド、和光純薬工業株式会社製)2.6gをポリエチレン製ポットミル(広口瓶1リットル、アズワン株式会社製)に投入し、常温で24hr混合粉砕してスラリーを調整した。炭化ケイ素、アルミナ、木節粘土の重量比は、60:20:20である。
上述したスラリーを、5〜10分真空脱気した後、常圧かつ窒素雰囲気下において、起泡剤を(K−204、日本油脂株式会社製)4.2g、ゲル化促進剤としてメチルエチルジアミン(N,N,N',N'−テトラメチルエチルジアミン、和光純薬工業株式会社)0.63ml、開始剤として過硫酸アンモニウム(ペルオキソ二硫酸アンモニウム、和光純薬工業株式会社製)0.48gを添加して、攪拌機(パルクッキング、テスコム株式会社製)を用いて3min攪拌し、スラリー中に気泡を有する気泡含有スラリーを調整した。
Next, the manufacturing method of the ceramic porous body of Example 1-6 of this invention is demonstrated.
(Example 1)
(Adjustment of bubble-containing slurry)
300 g of silicon carbide having an average particle size of 1.3 μm (GC8000F, manufactured by Fujimi Incorporated), 100 g of alumina having an average particle size of 3.5 μm (AM-21, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Kibushi clay (Mizumoto Motoyama) Kibushi clay, Seto Ceramics Co., Ltd. (100 g), water (240 ml), methacrylamide (methacrylamide, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 51.6 g as a gelling agent, methylenebisacrylamide (N, N ′) as a crosslinking agent -2.6 g of methylene bisacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was charged into a polyethylene pot mill (1 liter of wide-mouth bottle, manufactured by ASONE Co., Ltd.), and mixed and ground at room temperature for 24 hr to prepare a slurry. The weight ratio of silicon carbide, alumina, and Kibushi clay is 60:20:20.
After the above-mentioned slurry was vacuum degassed for 5 to 10 minutes, 4.2 g of a foaming agent (K-204, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) and methyl ethyl diamine as a gelation accelerator under normal pressure and nitrogen atmosphere (N, N, N ′, N′-tetramethylethyldiamine, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.63 ml, ammonium persulfate (ammonium peroxodisulfate, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.48 g as an initiator was added Then, the mixture was stirred for 3 minutes using a stirrer (Pal Cooking, manufactured by Tescom Co., Ltd.) to prepare a bubble-containing slurry having bubbles in the slurry.

(成形)
次に、常圧かつ窒素雰囲気下において、気泡含有スラリーを非透水性鋳型(アクリル性、直径70mm)内に注入し、1hr静置した後、鋳型内のゲル化した成形物を取り出した。そして、ゲル化した成形物を湿度95〜40%、温度25〜40℃にて51hr乾燥した。乾燥によりゲル化した成形物は収縮した。
(焼成)
そして、乾燥した成形物を電気炉(高速昇温炉B−2型、共和高熱株式会社製)を用いて焼成した。
焼成は、室温から最高温度(焼成温度)まで、100℃/hrで昇温し、焼成のための最高温度(焼成温度)で2hrで焼成した後、加熱を止め炉冷することにより行った。焼成温度は、約1300℃であった。酸化焼成により乾燥させた成形物は膨張した。
(Molding)
Next, under normal pressure and a nitrogen atmosphere, the bubble-containing slurry was poured into a non-permeable mold (acrylic, diameter 70 mm) and allowed to stand for 1 hr, and then the gelled molded product in the mold was taken out. The gelled molded product was dried for 51 hr at a humidity of 95 to 40% and a temperature of 25 to 40 ° C. The molded product gelled by drying contracted.
(Baking)
And the dried molding was baked using the electric furnace (fast heating furnace B-2 type, Kyowa High Heat Co., Ltd. product).
Firing was performed by raising the temperature from room temperature to the highest temperature (firing temperature) at 100 ° C./hr, firing at the highest temperature for firing (firing temperature) for 2 hr, and then stopping heating and cooling in the furnace. The firing temperature was about 1300 ° C. The molded product dried by oxidation firing expanded.

(実施例2)
実施例2は、気泡含有スラリーの調整に使用される炭化ケイ素、アルミナ、木節粘土の重量比のみ実施例1と異なるものである。その他の工程については実施例1と同様である。
実施例2のスラリーの調整においては、炭化ケイ素350g、アルミナ75g、木節粘土75gが混合される。炭化ケイ素、アルミナ、木節粘土の重量比は、70:15:15である。
(Example 2)
Example 2 differs from Example 1 only in the weight ratio of silicon carbide, alumina, and kibushi clay used to prepare the bubble-containing slurry. Other steps are the same as those in the first embodiment.
In the preparation of the slurry of Example 2, 350 g of silicon carbide, 75 g of alumina, and 75 g of kibushi clay are mixed. The weight ratio of silicon carbide, alumina, and Kibushi clay is 70:15:15.

(実施例3)
実施例3は、気泡含有スラリーの調整に使用される炭化ケイ素、アルミナ、木節粘土の重量比のみ実施例1と異なるものである。その他の工程については実施例1と同様である。
実施例3のスラリーの調整においては、炭化ケイ素400g、アルミナ50g、木節粘土50gが混合される。炭化ケイ素、アルミナ、木節粘土の重量比は、80:10:10である。
(Example 3)
Example 3 differs from Example 1 only in the weight ratio of silicon carbide, alumina, and kibushi clay used to prepare the bubble-containing slurry. Other steps are the same as those in the first embodiment.
In the preparation of the slurry of Example 3, 400 g of silicon carbide, 50 g of alumina, and 50 g of Kibushi clay are mixed. The weight ratio of silicon carbide, alumina, and Kibushi clay is 80:10:10.

(実施例4)
実施例4は、気泡含有スラリーの調整に使用される炭化ケイ素、アルミナ、木節粘土の重量比のみ実施例1と異なるものである。その他の工程については実施例1と同様である。
実施例4のスラリーの調整においては、炭化ケイ素400g、アルミナ22.2g、木節粘土22.2gが混合される。炭化ケイ素、アルミナ、木節粘土の重量比は、90:5:5である。
Example 4
Example 4 differs from Example 1 only in the weight ratio of silicon carbide, alumina, and kibushi clay used to prepare the bubble-containing slurry. Other steps are the same as those in the first embodiment.
In the preparation of the slurry of Example 4, 400 g of silicon carbide, 22.2 g of alumina, and 22.2 g of kibushi clay are mixed. The weight ratio of silicon carbide, alumina, and Kibushi clay is 90: 5: 5.

(実施例5)
実施例5は、気泡含有スラリーの調整に使用されるアルミナ、木節粘土の重量比のみ実施例3と異なるものである。その他の工程については実施例1と同様である。
実施例5のスラリーの調整においては、炭化ケイ素400g、アルミナ75g、木節粘土25gが混合される。炭化ケイ素、アルミナ、木節粘土の重量比は、80:15:5である。
(Example 5)
Example 5 is different from Example 3 only in the weight ratio of alumina and Kibushi clay used for preparation of the bubble-containing slurry. Other steps are the same as those in the first embodiment.
In the preparation of the slurry of Example 5, 400 g of silicon carbide, 75 g of alumina, and 25 g of kibushi clay are mixed. The weight ratio of silicon carbide, alumina, and Kibushi clay is 80: 15: 5.

(実施例6)
実施例6は、気泡含有スラリーの調整に使用されるアルミナ、木節粘土の重量比のみ実施例3と異なるものである。その他の工程については実施例1と同様である。
実施例6のスラリーの調整においては、炭化ケイ素400g、アルミナ25g、木節粘土75gが混合される。炭化ケイ素、アルミナ、木節粘土の重量比は、80:5:15である。
(Example 6)
Example 6 is different from Example 3 only in the weight ratio of alumina and Kibushi clay used to prepare the bubble-containing slurry. Other steps are the same as those in the first embodiment.
In the preparation of the slurry of Example 6, 400 g of silicon carbide, 25 g of alumina, and 75 g of kibushi clay are mixed. The weight ratio of silicon carbide, alumina, and Kibushi clay is 80: 5: 15.

(比較例1)
比較例1は、気泡含有スラリーの調整のみ実施例1と異なっている。その他の工程については実施例1と同様である。
(気泡含有スラリーの調整)
平均粒径1.3μmの炭化ケイ素(GC8000F、株式会社フジミインコーポレーテッド製)500g、水240ml、ゲル化剤としてメタクリルアミド(和光純薬株式会社製)51.6g、架橋剤であるメチレンビスアクリルアミド(N,N'−メチレンビスアクリルアミド、和光純薬工業株式会社製)をポリエチレン製ポットミル(広口瓶1リットル、アズワン株式会社製)に投入し、常温で24hr混合粉砕してスラリーを調整した。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 differs from Example 1 only in the preparation of the bubble-containing slurry. Other steps are the same as those in the first embodiment.
(Adjustment of bubble-containing slurry)
500 g of silicon carbide having an average particle size of 1.3 μm (GC8000F, manufactured by Fujimi Incorporated), 240 ml of water, 51.6 g of methacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a gelling agent, and methylene bisacrylamide (a crosslinking agent) N, N′-methylenebisacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was put into a polyethylene pot mill (1 liter of wide-mouth bottle, manufactured by ASONE Co., Ltd.), and mixed and ground at room temperature for 24 hours to prepare a slurry.

(比較例2)
比較例2は、気泡含有スラリーの調整及び焼成温度が1550℃である点のみ実施例1と異なっている。その他の工程については実施例1と同様である。
(気泡含有スラリーの調整)
平均粒径0.4μm及び5.0μmのアルミナ(P172SB及びAC44B5、ペシネー・ジャポン株式会社製)520g、水114.4ml、ゲル化剤としてメタクリルアミド(メタクリルアミド、和光純薬工業株式会社製)24.3g、架橋剤であるメチレンビスアクリルアミド(N,N'−メチレンビスアクリルアミド、和光純薬工業株式会社製)をポリエチレン製ポットミル(広口瓶1リットル、アズワン株式会社製)に投入し、常温で24hr混合粉砕してスラリーを調整した。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 is different from Example 1 only in that the adjustment of the bubble-containing slurry and the firing temperature are 1550 ° C. Other steps are the same as those in the first embodiment.
(Adjustment of bubble-containing slurry)
520 g of alumina having an average particle size of 0.4 μm and 5.0 μm (P172SB and AC44B5, manufactured by Pesine Japon Co., Ltd.), 114.4 ml of water, and methacrylamide as a gelling agent (methacrylamide, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 24 .3 g, methylene bisacrylamide (N, N′-methylene bisacrylamide, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a cross-linking agent was charged into a polyethylene pot mill (1 liter of wide-mouth bottle, manufactured by AS ONE Co., Ltd.), and 24 hours at room temperature. The slurry was prepared by mixing and grinding.

(比較例3)
比較例3は、気泡含有スラリーの調整及び焼成温度が1500℃である点のみ実施例1と異なっている。その他の工程については実施例1と同様である。
(気泡含有スラリーの調整)
平均粒径3.3μmのジルコニア(UZY−8H、第一希元素化学工業株式会社製)1000g、水155.5ml、ゲル化剤としてメタクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)33.8g、架橋剤であるメチレンビスアクリルアミド(N,N'−メチレンビスアクリルアミド、和光純薬工業株式会社製)をポリエチレン製ポットミル(広口瓶1リットル、アズワン株式会社製)に投入し、常温で24hr混合粉砕してスラリーを調整した。
(Comparative Example 3)
Comparative Example 3 differs from Example 1 only in that the adjustment of the bubble-containing slurry and the firing temperature are 1500 ° C. Other steps are the same as those in the first embodiment.
(Adjustment of bubble-containing slurry)
1000 g of zirconia having an average particle size of 3.3 μm (UZY-8H, manufactured by Daiichi Elemental Chemical Co., Ltd.), 155.5 ml of water, 33.8 g of methacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a gelling agent, and a crosslinking agent Methylene bisacrylamide (N, N'-methylene bisacrylamide, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is put into a polyethylene pot mill (1 liter of wide-mouth bottle, manufactured by AS ONE Co., Ltd.), mixed and ground at room temperature for 24 hours, and slurry Adjusted.

(比較例4)
比較例4は、気泡含有スラリーの調整及び焼成温度が1300℃である点のみ実施例1と異なっている。その他の工程については実施例1と同様である。
(気泡含有スラリーの調整)
平均粒径2.2μmのコーディエライト(SS−600、丸ス釉薬合資会社製)420g、水157.3ml、ゲル化剤としてメタクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)33.5g、架橋剤であるメチレンビスアクリルアミド(N,N'−メチレンビスアクリルアミド、和光純薬工業株式会社製)をポリエチレン製ポットミル(広口瓶1リットル、アズワン株式会社製)に投入し、常温で24hr混合粉砕してスラリーを調整した。
(Comparative Example 4)
Comparative Example 4 is different from Example 1 only in that the adjustment of the bubble-containing slurry and the firing temperature are 1300 ° C. Other steps are the same as those in the first embodiment.
(Adjustment of bubble-containing slurry)
Cordierite with an average particle size of 2.2 μm (SS-600, manufactured by Marusu Glaze Co., Ltd.) 420 g, water 157.3 ml, methacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 33.5 g as a gelling agent, cross-linking agent Methylene bisacrylamide (N, N'-methylene bisacrylamide, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is put into a polyethylene pot mill (1 liter of wide-mouth bottle, manufactured by AS ONE Co., Ltd.), mixed and ground at room temperature for 24 hours, and slurry Adjusted.

実施例1から実施例6及び比較例1から比較例4の乾燥させた成形物の直径寸法及び成形用型の直径寸法を用いて上述した式(3)により乾燥収縮率を計算したところ図3,図4に示す表1,表2のような結果となった。
実施例1から実施例6及び比較例1から比較例4で測定した乾燥させた成形物の直径寸法及び焼成体の直径寸法を用いて式(4)により、焼成収縮率を計算したところ表1,表2に示すような結果となった。
そして、式(3)により計算した乾燥収縮率と、式(4)により計算した焼成収縮率を用いて式(5)により寸法変化率を求めたところ表1,表2に示すような結果となった。
The drying shrinkage rate was calculated by the above-described equation (3) using the diameter dimensions of the dried molded products of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 and the diameter dimension of the molding die. The results shown in Table 1 and Table 2 shown in FIG.
Table 1 shows the calcining shrinkage rate calculated by the equation (4) using the diameter dimensions of the dried molded products and the diameter dimensions of the calcined bodies measured in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4. The results shown in Table 2 were obtained.
And when the dimensional change rate was calculated | required by Formula (5) using the drying shrinkage rate calculated by Formula (3) and the baking shrinkage rate calculated by Formula (4), the results as shown in Table 1 and Table 2 were obtained. became.

また、表1のようにアルミナ:木節粘土=1:1として、炭化ケイ素含有量を増加させると(実施例1,実施例2,実施例3,実施例4の場合)、図5に示すグラフ1に示すように、炭化ケイ素が増加するにつれて乾燥収縮率が減少し、焼成収縮率がマイナス方向に増加した(膨張率が大きくなった)。
また、表1のデータを用いて、炭化ケイ素含有量を80重量%として、アルミナ/粘土の混合比を変化させたとき、図6に示すグラフ2のように、乾燥収縮率の変化は緩慢であったが、焼成収縮率は大きく変化した、特に、アルミナリッチ側での収縮率の変化が大きかった。
Also, as shown in Table 1, when alumina: kibushi clay = 1: 1 and the silicon carbide content is increased (in the case of Example 1, Example 2, Example 3, and Example 4), it is shown in FIG. As shown in graph 1, as silicon carbide increased, the drying shrinkage decreased, and the firing shrinkage increased in the negative direction (expansion increased).
Further, using the data in Table 1, when the silicon carbide content was 80% by weight and the mixing ratio of alumina / clay was changed, the change in the drying shrinkage rate was slow as shown in graph 2 in FIG. However, the firing shrinkage ratio changed greatly, and particularly the change in shrinkage ratio on the alumina-rich side was large.

(実験結果)
表1,表2に示すように、実施例1から実施例6の焼成体の寸法変化率は、比較例1から比較例4の寸法変化率と比較して十分に小さいものとなっている。よって、本発明の実施例である焼成体は比較例の焼成体より成形用型に対する寸法精度が高いものとなっている。
また、図5より、炭化ケイ素3の含有量は65〜85重量%であることが、特に好ましいと考えられる。また、図5より炭化ケイ素含有量が80重量%付近で、寸法変化率が最も小さくなり、最も高い寸法精度を有すると考えられる。
また、図6より、炭化ケイ素含有量を80重量%に固定したときは、アルミナ/粘土の混合比は、1:1から粘土リッチ側にて寸法変化率が小さくなると考えられる。
また、炭化ケイ素の含有量が100重量%である比較例1のときには、焼成工程においてクラックが多発し実用的ではなかった。これは、焼結助剤としての効果が得られないことに加えて、焼成時の膨張の割合が大きすぎるためであると考えられる。
(Experimental result)
As shown in Tables 1 and 2, the dimensional change rate of the fired bodies of Example 1 to Example 6 is sufficiently smaller than the dimensional change rate of Comparative Examples 1 to 4. Therefore, the fired body according to the example of the present invention has higher dimensional accuracy with respect to the molding die than the fired body according to the comparative example.
Further, from FIG. 5, it is considered that the content of silicon carbide 3 is particularly preferably 65 to 85% by weight. Further, it can be considered from FIG. 5 that when the silicon carbide content is in the vicinity of 80% by weight, the dimensional change rate becomes the smallest and has the highest dimensional accuracy.
Further, from FIG. 6, it is considered that when the silicon carbide content is fixed at 80% by weight, the dimensional change rate decreases from 1: 1 to the clay rich side in the alumina / clay mixing ratio.
Further, in the case of Comparative Example 1 in which the content of silicon carbide was 100% by weight, cracks frequently occurred in the firing step, which was not practical. This is considered to be because the expansion ratio at the time of firing is too large in addition to the fact that the effect as a sintering aid cannot be obtained.

図1は、本発明のセラミックス多孔体の構造を説明するための説明図である。FIG. 1 is an explanatory view for explaining the structure of a ceramic porous body according to the present invention. 図2は、図1に示すセラミックス多孔体の構造の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of the structure of the ceramic porous body shown in FIG. 図3は、実施例1から実施例6の実験結果を示す表1である。FIG. 3 is Table 1 showing experimental results of Examples 1 to 6. 図4は、比較例1から比較例4の実験結果を示す表2である。FIG. 4 is Table 2 showing experimental results of Comparative Examples 1 to 4. 図5は、アルミナ/粘土=1:1として炭化ケイ素含有量を増加させたときの寸法変化率、乾燥収縮率、焼成収縮率を示すグラフ1である。FIG. 5 is a graph 1 showing a dimensional change rate, a drying shrinkage rate, and a firing shrinkage rate when the silicon carbide content is increased with alumina / clay = 1: 1. 図6は、炭化ケイ素含有量を80重量%として、アルミナ/粘土の混合比を変化させたときの寸法変化率、乾燥収縮率、焼成収縮率を示すグラフ2である。FIG. 6 is a graph 2 showing the dimensional change rate, the drying shrinkage rate, and the firing shrinkage rate when the silicon carbide content is 80% by weight and the mixing ratio of alumina / clay is changed.

符号の説明Explanation of symbols

1 セラミックス多孔体
2 セラミックスマトリックス
3 炭化ケイ素
4 酸化物系セラミックス材料
5 気孔
6 微細気孔
7 酸化ケイ素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic porous body 2 Ceramic matrix 3 Silicon carbide 4 Oxide type ceramic material 5 Pore 6 Fine pore 7 Silicon oxide

Claims (16)

65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末と、水及び/もしくは有機溶媒と、ゲル化剤を用いて気泡含有スラリーを調整する気泡含有スラリー調整工程と、気泡含有スラリーを成形用型内に注入して成形する成形工程と、成形物を乾燥させるための乾燥工程と、乾燥させた成形物を酸化焼成するための焼成工程とを行うことを特徴とするセラミックス多孔体の製造方法。 A bubble-containing slurry adjustment step of adjusting bubble-containing slurry using 65 wt% to 85 wt% silicon carbide, an inorganic powder made of an oxide-based ceramic material, water and / or an organic solvent, and a gelling agent; A molding step of injecting a foam-containing slurry into a molding die and molding, a drying step for drying the molded product, and a firing step for oxidizing and firing the dried molded product are performed. A method for producing a ceramic porous body. 前記成形用型に対する前記焼成工程後の焼成物の寸法変化率は、±3.0%以下である請求項1に記載のセラミックス多孔体の製造方法。 The method for producing a porous ceramic body according to claim 1, wherein a dimensional change rate of the fired product after the firing step with respect to the molding die is ± 3.0% or less. 前記酸化物系セラミックス材料は、AlとSiOの混合酸化物もしくは/及び複合酸化物を主成分とするものである請求項1または2に記載のセラミックス多孔体の製造方法。 3. The method for producing a ceramic porous body according to claim 1, wherein the oxide-based ceramic material contains a mixed oxide or / and composite oxide of Al 2 O 3 and SiO 2 as a main component. 前記酸化物系セラミックス材料は、アルミナ及び粘土の混合物を主成分とするものである請求項1ないし3のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。 The method for producing a ceramic porous body according to any one of claims 1 to 3, wherein the oxide ceramic material is mainly composed of a mixture of alumina and clay. 前記気泡含有スラリー調整工程は、65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、35重量%〜15重量%の酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を用いるものである請求項1ないし4のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。 5. The air bubble-containing slurry adjusting step uses an inorganic powder composed of 65 wt% to 85 wt% silicon carbide and 35 wt% to 15 wt% oxide ceramic material. The manufacturing method of the ceramic porous body as described in 2. 前記成形工程は、ゲルキャスティング法により行うものである請求項1ないし5のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。 The method for producing a porous ceramic body according to any one of claims 1 to 5, wherein the forming step is performed by a gel casting method. 前記気泡含有スラリー調整工程は、前記無機粉末と水及び/もしくは有機溶媒と、ゲル化剤を用いてスラリーを調整するスラリー調整工程と、該スラリーに起泡剤を添加するとともに気泡を導入する気泡導入工程とを行うものである請求項1ないし6のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。 The bubble-containing slurry adjustment step includes a slurry adjustment step of adjusting a slurry using the inorganic powder, water and / or an organic solvent, and a gelling agent, and a bubble that introduces bubbles while adding a foaming agent to the slurry. The method for producing a ceramic porous body according to any one of claims 1 to 6, wherein the introduction step is performed. 前記気泡含有スラリー調整工程は、前記無機粉末と水及び/もしくは有機溶媒とゲル化剤と起泡剤を用いてスラリーを調整するスラリー調整工程と、該スラリーに気泡を導入する気泡導入工程とを行うものである請求項1ないし7のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。 The bubble-containing slurry adjustment step includes a slurry adjustment step of adjusting a slurry using the inorganic powder, water and / or an organic solvent, a gelling agent, and a foaming agent, and a bubble introduction step of introducing bubbles into the slurry. The method for producing a ceramic porous body according to any one of claims 1 to 7, which is performed. 前記焼成工程において、焼成温度は、1200℃〜1400℃である請求項1ないし8のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。 The method for producing a ceramic porous body according to any one of claims 1 to 8, wherein in the firing step, a firing temperature is 1200 ° C to 1400 ° C. 65重量%〜85重量%の炭化ケイ素と、酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を用いて調整した気泡含有スラリーより作製された成形物を酸化焼成したものであり、かつ前記気泡含有スラリーより作製された成形物を成形するための成形用型に対する酸化焼成物の寸法変化率は、±3.0%以下であることを特徴とするセラミックス多孔体。 A molded product made from a bubble-containing slurry prepared using 65 wt% to 85 wt% silicon carbide and an inorganic powder made of an oxide ceramic material is oxidized and fired, and made from the bubble-containing slurry. A porous ceramic body, wherein a dimensional change rate of an oxidized fired product with respect to a forming die for forming the formed product is ± 3.0% or less. 炭化ケイ素と酸化物系セラミックス材料からなる無機粉末を酸化焼成することにより形成されたセラミックス多孔体であって、該多孔体は、セラミックスマトリックスと、該マトリックスにより形成された複数の気孔を有し、さらに、前記セラミックスマトリックスは、前記炭化ケイ素と酸化焼成により前記炭化ケイ素の周囲に形成された酸化ケイ素と酸化焼成された前記セラミックス材料により構成されていることを特徴とするセラミックス多孔体。 A porous ceramic body formed by oxidizing and firing inorganic powder made of silicon carbide and an oxide-based ceramic material, the porous body having a ceramic matrix and a plurality of pores formed by the matrix, Furthermore, the ceramic matrix is composed of the silicon carbide, silicon oxide formed around the silicon carbide by oxidation firing, and the ceramic material subjected to oxidation firing. 前記セラミックス多孔体の平均気孔径は、10μm〜200μmである請求項10または11に記載のセラミックス多孔体。 The ceramic porous body according to claim 10 or 11, wherein an average pore diameter of the ceramic porous body is 10 µm to 200 µm. 前記セラミックス多孔体は、前記セラミックスマトリックスを形成するセラミックス粒子間により形成された微細気孔を有している請求項10ないし12のいずれかに記載のセラミックス多孔体。 The ceramic porous body according to any one of claims 10 to 12, wherein the ceramic porous body has fine pores formed between ceramic particles forming the ceramic matrix. 前記酸化物系セラミックス材料は、AlとSiOの混合酸化物もしくは/及び複合酸化物である請求項10ないし13のいずれかに記載のセラミックス多孔体。 The ceramic porous body according to any one of claims 10 to 13, wherein the oxide-based ceramic material is a mixed oxide or / and composite oxide of Al 2 O 3 and SiO 2 . 前記セラミックス多孔体における炭化ケイ素含有量は、65重量%〜85重量%である請求項10ないし14のいずれかに記載のセラミックス多孔体。 The ceramic porous body according to any one of claims 10 to 14, wherein a content of silicon carbide in the ceramic porous body is 65 wt% to 85 wt%. 前記セラミックス多孔体の空孔率は、60%〜80%である請求項10ないし15のいずれかに記載のセラミックス多孔体。 The ceramic porous body according to any one of claims 10 to 15, wherein a porosity of the ceramic porous body is 60% to 80%.
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