JP2010519163A5

JP2010519163A5 -

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Publication number: JP2010519163A5
Application number: JP2009550878A
Authority: JP
Filing date: 2008-02-04
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2028-02-04

Description

これらの厳しい条件に耐えるために、アイソパイプは、従来から、耐火性材料の等圧プレス成形(isostatically pressed)ブロック（それゆえ、「アイソパイプ」という名称が付けられた）から製造されてきた。特に、等圧プレス成形されたジルコン耐火物は、フュージョン法のためのアイソパイプを形成するために用いられてきた。従来のジルコン耐火物は、ＺｒＯ₂とＳｉＯ₂、または同等にＺｒＳｉＯ₄、および焼結助剤からなる。そのような高性能の材料によってさえも、アイソパイプ材料はクリープし、それらの有用寿命を制限し得る寸法変化を生じ得る。特に、アイソパイプは、このパイプの未支持長さの中央部がその外側の支持された端部の高さよりも低く下がるような垂れを示す。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様による組成物（先に概略的に説明され、以下のより詳しく説明される第１の態様の様々な実施の形態などの）から製造された未焼成体であって、等圧プレス成形された未焼成体である。

本発明の第４の態様のある実施の形態によれば、工程ｂ）は、等圧プレス成形プロセスを含む。

セラミック物品の成形および焼成
混合後、多峰性ジルコン組成物を、例えば、鋳込み成形、押出し、等圧プレス成形、および／または射出成形などの適切な技法によって、アイソパイプなどの任意の所望の形状の未焼成体に成形することができる。ここに用いられる未焼成体は、成形されているが、焼成されていないセラミック材料からなる。採用した特定の成形技法に応じて、成形プロセスを容易にするために、必要に応じて、液体、溶媒、および／または成形助剤を多峰性ジルコン組成物と混合して差し支えない。そのような液体、溶媒、および／または成形助剤は、存在する場合には、成形プロセスを容易にするのに適した任意の材料を含んで差し支えない。ある態様において、液体、溶媒、および／または成形助剤は、存在する場合には、メチルセルロース、水、グリセロール、またはそれらの組合せの内の少なくとも１種類を含む。これらの液体、溶媒、および／または成形助剤は、焼成プロセスの前またはその最中に除去しても、焼成後に物品中に残留していても差し支えない。ある態様において、鋳込み成形技法を用いて、多峰性ジルコン組成物を含む高液体含有量の混合物を所望の形状に成形する。別の態様において、押出技法を用いて、多峰性ジルコン組成物を所望の形状に成形する。さらに別の態様において、等圧プレス成形を用いて、乾燥したまたは実質的に乾燥した多峰性ジルコン組成物を所望の形状に成形する。例示の等圧プレス成形技法において、予備焼成した組成物を、必要に応じて、周囲条件で高度の圧密を達成するためにタッピング(tapping)および／または真空工程に施し、次いで、約５から約２０分の期間に亘り、約１８，０００ｐｓｉ（約１２４ＭＰａ）で等圧プレス成形する。成形技法は、セラミック業界において公知であり、当業者には、所望のセラミック物品のための適切な成形技法は容易に選択できるであろう。

本発明により調製した耐火セラミック体のクリープ速度は、従来のジルコンセラミックに関するよりも実質的に低くあり得る。リン酸イットリウムなどの他のセラミック材料を使用してもより低いクリープ速度が達成されるかもしれないが、そのような材料は、一般に、実質的により高価であり、それゆえ、商業的に実現できない。ある態様において、本発明により調製したジルコン耐火セラミック体のクリープ速度は、従来の（等圧プレス成形された）ジルコンアイソパイプのクリープ速度の約５０％未満、好ましくは約２５％未満であり得る。

実施例２−クリープ速度の決定
第２の実施例において、実施例１において調製したものなどの焼成ジルコンブロックを、１，０００ｐｓｉ（約６９ＭＰａ）の圧力下において１，１８０℃で１００時間に亘るクリープについてテストした。クリープ速度は、従来のジルコン（等圧プレス成形した）アイソパイプのクリープ速度に対して正規化した。以下の表２に詳しく記載された結果は、本発明により調製したジルコン物品が、市販のジルコンアイソパイプのクリープ速度の四分の一のクリープ速度を示すことができるのを示している。

Claims

少なくとも９０質量％のジルコンを含む組成物から作成した、アイソパイプ用の未焼成体であって、該ジルコンが、
ａ）４０質量部より多い粗いジルコン成分、および
ｂ）３０から６０質量部の微細なジルコン成分、
を含む多峰性粒径分布を有し、
前記粗いジルコン成分が、３μｍより大きく２５μｍまでのメジアン粒径を有し、前記微細なジルコン成分が、３μｍ以下のメジアン粒径を有することを特徴とする未焼成体。
前記組成物がリン酸イットリウムをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の未焼成体。
前記組成物がチタン、鉄、カルシウム、イットリウム、ニオブ、ネオジム、またはそれらの組合せの少なくとも１つの酸化物を含む焼結助剤をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の未焼成体。
前記組成物が、
ａ）１５μｍより大きいメジアン粒径を有する粗いジルコン成分、
ｂ）３μｍ未満のメジアン粒径を有する微細なジルコン成分、および
ｃ）前記粗いジルコン成分のメジアン粒径と前記微細なジルコン成分のメジアン粒径との間のメジアン粒径を有する中間のジルコン成分、
を含む、
ことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の未焼成体。