JP2642892B2 - Method for producing whisker-containing metal oxide sintered body - Google Patents

Method for producing whisker-containing metal oxide sintered body

Info

Publication number
JP2642892B2
JP2642892B2 JP7031453A JP3145395A JP2642892B2 JP 2642892 B2 JP2642892 B2 JP 2642892B2 JP 7031453 A JP7031453 A JP 7031453A JP 3145395 A JP3145395 A JP 3145395A JP 2642892 B2 JP2642892 B2 JP 2642892B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal oxide
whiskers
metal
sintered body
whisker
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7031453A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08208342A (en
Inventor
正範 黒田
清志 横川
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
Agency of Industrial Science and Technology
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 Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP7031453A priority Critical patent/JP2642892B2/en
Publication of JPH08208342A publication Critical patent/JPH08208342A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2642892B2 publication Critical patent/JP2642892B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、補強材としてウイスカ
ーを含有する金属酸化物の焼結体の新規な製造方法に関
するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、ウイ
スカーが均一な分散状態で含有され、優れた機械的性質
を示す金属酸化物の焼結体及びその成形品例えば繊維、
ブロック、膜状物などに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel method for producing a sintered body of a metal oxide containing whiskers as a reinforcing material. More specifically, the present invention relates to a whisker contained in a uniform dispersion state, a sintered body of a metal oxide exhibiting excellent mechanical properties, and a molded product thereof, such as a fiber,
It relates to a block, a film, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属酸化物は、耐熱性を有し、しかもそ
の組成に応じ、多種多様の電気的、磁気的特性を示すの
で耐熱構造材料、機能材料として広く用いられている
が、一般に脆く破壊靭性も金属に比べると低いため、高
い機械的強度を要求される用途においては、補強材とし
てウイスカーを含有させた複合体として用いられるのが
普通である。
2. Description of the Related Art Metal oxides are widely used as heat-resistant structural materials and functional materials because they have heat resistance and exhibit various electrical and magnetic properties depending on their composition. Since the fracture toughness is lower than that of metal, it is generally used as a composite containing whisker as a reinforcing material in applications requiring high mechanical strength.

【0003】ところで、このウイスカーを含む金属酸化
物複合体は、通常原料として微細で粒度をそろえた金属
酸化物粉末を用い、これにウイスカーを混合し、焼結す
る方法により製造されている。しかしながら、この方法
で原料として用いる厳密に制御された粒度をもつ金属酸
化物粉末を得るには、煩雑な操作を繰り返さなければな
らず、多大の労力と時間を要する上に、この方法では、
ウイスカーの損傷や不均一の分散状態を生じ、所期の機
械的強度を有する焼結体を得ることが困難なため工業的
に実施するには、必ずしも適当なものとはいえない。
[0003] By the way, a metal oxide composite containing whiskers is usually produced by a method in which fine and uniform metal oxide powder is used as a raw material, mixed with whiskers and sintered. However, in order to obtain a metal oxide powder having a strictly controlled particle size used as a raw material in this method, a complicated operation must be repeated, and a great deal of labor and time are required.
Since whiskers are damaged and unevenly dispersed, and it is difficult to obtain a sintered body having the desired mechanical strength, it is not necessarily suitable for industrial implementation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来のウイスカー含有金属酸化物焼結体の製造方法におけ
る欠点を克服し、ウイスカーが均一に分散した良好な機
械的強度を有するウイスカー含有金属酸化物焼結体を、
簡単に製造する方法を提供することを目的としてなされ
たものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention overcomes the above-mentioned drawbacks in the conventional method for producing a whisker-containing metal oxide sintered body, and has a good mechanical strength in which whiskers are uniformly dispersed and have good mechanical strength. Oxide sintered body,
The purpose of the present invention is to provide a simple manufacturing method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ウイスカ
ーを含有する金属酸化物焼結体の製造方法について種々
研究を重ねた結果、焼成により金属酸化物を生成しうる
金属化合物中に、あらかじめウイスカーを均一に分散さ
せ、これを焼成することによりウイスカーが均一な分散
状態で含有されている金属酸化物焼結体が得られること
を見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
The present inventors have conducted various studies on a method for producing a metal oxide sintered body containing whiskers, and as a result, have found that a metal compound capable of producing a metal oxide by firing has The inventors have found that a metal oxide sintered body containing whiskers in a uniformly dispersed state can be obtained by uniformly dispersing the whiskers in advance and firing the whiskers, and based on this finding, led to the present invention. .

【0006】すなわち、本発明は、ウイスカーを含有す
る金属酸化物の焼結体を製造するに当り、焼成により金
属酸化物を生成しうる金属化合物にウイスカーを均一に
分散させ、これを焼成することを特徴とするウイスカー
含有金属酸化物焼結体又はその成形品の製造方法を提供
するものである。
That is, according to the present invention, when manufacturing a sintered body of a metal oxide containing whiskers, the whiskers are uniformly dispersed in a metal compound capable of forming a metal oxide by firing, and the whiskers are fired. And a method for producing a whisker-containing metal oxide sintered body or a molded product thereof.

【0007】本発明方法において原料として用いられる
焼成により金属酸化物を生成しうる金属化合物として
は、例えば当該金属の水酸化物や、炭酸塩、炭酸水素
塩、硝酸塩、硫酸塩のような無機塩や、シュウ酸塩、ク
エン酸塩、コハク酸塩、リンゴ酸塩のような有機酸塩や
エチレンジアミンテトラ酢酸塩のような錯化合物や、当
該金属の酸素酸塩、多重酸素酸塩、アルコキシル化物な
どがある。このような金属化合物の例としては、水酸化
マグネシウム、水酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸
化スズ、水酸化鉄、炭酸亜鉛、硝酸亜鉛、シュウ酸亜
鉛、硫酸アルミニウム、テトラエトキシケイ素、ケイ
酸、チタン酸カリウム、モリブデン酸コバルト、マンガ
ン酸ナトリウム、タングステン酸コバルト、スズ酸鉛、
スズ酸ビスマスなどを挙げることができる。
The metal compound used as a raw material in the method of the present invention and capable of producing a metal oxide upon firing includes, for example, a hydroxide of the metal or an inorganic salt such as carbonate, hydrogencarbonate, nitrate and sulfate. Organic salts such as oxalate, citrate, succinate, and malate; complex compounds such as ethylenediaminetetraacetate; oxyacid salts, multiple oxyacid salts, and alkoxylated compounds of the metal; There is. Examples of such metal compounds include magnesium hydroxide, zinc hydroxide, aluminum hydroxide, tin hydroxide, iron hydroxide, zinc carbonate, zinc nitrate, zinc oxalate, aluminum sulfate, tetraethoxy silicon, silicic acid, Potassium titanate, cobalt molybdate, sodium manganate, cobalt tungstate, lead stannate,
Bismuth stannate and the like can be mentioned.

【0008】また、これらの金属化合物中に分散させる
ウイスカーとしては、クロム、銅、鉄、ニッケル、タン
グステンなどの金属系のウイスカーや、酸化アルミニウ
ム、酸化ベリリウム、炭化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケ
イ素などのセラミックス系のウイスカーを用いることが
できる。このウイスカーは直径0.05〜10μm、長
さ1〜500μm程度の大きさを有する。
The whiskers dispersed in these metal compounds include metal whiskers such as chromium, copper, iron, nickel and tungsten, and aluminum oxide, beryllium oxide, boron carbide, silicon carbide and silicon nitride. Ceramic whiskers can be used. The whiskers have a diameter of about 0.05 to 10 μm and a length of about 1 to 500 μm.

【0009】本発明方法においては、焼成により金属酸
化物を生成する金属化合物中にウイスカーを均一に分散
させることが必要であるが、これは例えば溶媒中で、焼
成により金属酸化物を生成する金属化合物をゲル状又は
粉末状で析出させる際に、この溶媒中にウイスカーをあ
らかじめ存在させ、該金属化合物が形成されると同時
に、ウイスカーをこれに分散させる方法によって行うの
が好ましい。
In the method of the present invention, it is necessary to uniformly disperse whiskers in a metal compound which forms a metal oxide upon firing. When the compound is precipitated in the form of a gel or a powder, it is preferable that the whisker be present in the solvent in advance, and the whisker be dispersed in the whisker at the same time when the metal compound is formed.

【0010】例えばウイスカーを分散させた金属水酸化
物を調製する場合は、所定の金属の水溶性塩を含む水溶
液に、ウイスカーを分散させたのち、この分散液をアル
カリ水溶液中に滴下し、金属水酸化物をゲル状であるい
は沈殿として析出させることにより、ウイスカーが均一
に分散した金属水酸化物を得ることができる。また、ウ
イスカーを分散させた金属シュウ酸塩を調製する場合
は、所定の金属の水溶性塩を含む水溶液に、ウイスカー
を分散させたのち、この分散液を水溶性シュウ酸塩又は
シュウ酸を含有する水溶液中に滴下し、金属シュウ酸塩
を沈殿として析出させることにより、ウイスカーが均一
に分散した金属シュウ酸塩を得ることができる。
For example, in the case of preparing a metal hydroxide in which whiskers are dispersed, whiskers are dispersed in an aqueous solution containing a water-soluble salt of a predetermined metal, and this dispersion is dropped into an aqueous alkali solution to form a metal hydroxide. By depositing the hydroxide in a gel state or as a precipitate, a metal hydroxide in which whiskers are uniformly dispersed can be obtained. When preparing a metal oxalate in which whiskers are dispersed, after dispersing whiskers in an aqueous solution containing a water-soluble salt of a predetermined metal, this dispersion contains a water-soluble oxalate or oxalic acid. By dropping the solution into the aqueous solution to precipitate the metal oxalate as a precipitate, a metal oxalate in which whiskers are uniformly dispersed can be obtained.

【0011】次に、このようにして得られたウイスカー
を含有する金属化合物を、溶媒から分離し、そのまま
で、あるいは成形したのち、800〜1300℃、好ま
しくは900〜1100℃の温度で十分に焼成すると、
ウイスカーが均一に分散した状態で含有される金属酸化
物焼結体が得られる。本発明方法においては、焼成によ
り金属酸化物を生成しうる金属化合物を単独で用いても
よいし、また2種以上組み合わせて用い、複合酸化物と
することもできる。
Next, the whisker-containing metal compound thus obtained is separated from the solvent and, as it is or after being molded, is sufficiently heated at a temperature of 800 to 1300 ° C., preferably 900 to 1100 ° C. When firing,
A metal oxide sintered body containing the whiskers in a uniformly dispersed state is obtained. In the method of the present invention, a metal compound capable of forming a metal oxide upon firing may be used alone, or two or more metal compounds may be used in combination to form a composite oxide.

【0012】本発明方法において成形を行わずに焼成す
るとウイスカー含有金属酸化物焼結体は、凝集塊として
得られるので、適当に解砕して使用することができる。
また、焼成に先立って成形する場合は、所望に応じ、繊
維状、ブロック状、板状、管状など任意の形状の成形品
を得ることができる。さらに、前記の溶液中で析出させ
た沈殿又はゲルを適当な基板上に薄膜状に塗布したりあ
るいは耐熱性多孔体に含浸させて焼成させることにより
積層体や複合体を製造することもできる。
In the method of the present invention, if sintering is carried out without forming, the whisker-containing metal oxide sintered body is obtained as an agglomerate, which can be appropriately crushed and used.
In the case of molding prior to firing, a molded article of any shape such as fibrous, block, plate, or tubular can be obtained as desired. Furthermore, a laminate or a composite can also be produced by applying a precipitate or a gel precipitated in the above-mentioned solution in a thin film on an appropriate substrate or impregnating a heat-resistant porous body and firing it.

【0013】本発明方法におけるウイスカーの使用量と
しては、マトリックスとなる金属酸化物の特性が保持さ
れ、かつウイスカーの配合による効果が奏される範囲内
である限り特に制限はないが、通常は、生成する金属酸
化物100重量部当り、1〜100重量部、好ましくは
5〜50重量部の範囲内で選ばれる。
The amount of the whisker used in the method of the present invention is not particularly limited as long as the properties of the metal oxide serving as the matrix are maintained and the effect of the whisker is exerted. The amount is selected within the range of 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight, per 100 parts by weight of the generated metal oxide.

【0014】このようにして、繊維状に成形した場合、
ウイスカーが繊維軸方向に配向し、繊維内で均一な分布
を有する金属酸化物焼結体繊維を得ることができるし、
また、薄膜状に成形した場合、ウイスカーが膜の面方向
に配向し、膜内に均一に分散した金属酸化物焼結体薄膜
を得ることができる。さらに、多孔体中の細孔に充填さ
せた場合は、ウイスカーが均一に分散した金属酸化物焼
結体複合物が得られる。
In this way, when formed into a fibrous form,
Whiskers are oriented in the fiber axis direction, and a metal oxide sintered body fiber having a uniform distribution in the fiber can be obtained,
When formed into a thin film, whiskers are oriented in the plane direction of the film, and a metal oxide sintered body thin film uniformly dispersed in the film can be obtained. Furthermore, when the pores in the porous body are filled, a metal oxide sintered body composite in which whiskers are uniformly dispersed is obtained.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明方法によると、従来の金属酸化物
粉末とウイスカーとを機械的に混合して焼成する方法の
ように、金属酸化物粉末を微細に制御された粒径をもつ
ように製造する必要がない上に、ウイスカーの損傷する
おそれもなく、簡単な操作でウイスカーが均一に分散し
た、機械的強度の優れた金属酸化物焼結体を得ることが
できる。さらに、ウイスカーは団塊状になる性質を有す
るため、従来の方法においては、金属酸化物粉末とウイ
スカーを機械的に混合する場合、湿式混合する必要があ
るが、酸化物超伝導体などの水分により劣化しやすい酸
化物の場合には、前記湿式法を用いることができないの
で、ウイスカーと酸化物粉末との均一な混合が困難であ
った。これに対し、本発明方法によると、このような問
題がなく、超伝導体材料として有用なウイスカーが均一
に分散した金属酸化物複合体を得ることができる。
According to the method of the present invention, unlike the conventional method of mechanically mixing a metal oxide powder and a whisker and firing the metal oxide powder, the metal oxide powder has a finely controlled particle size. It is not necessary to manufacture the whisker, and the whisker can be uniformly dispersed with excellent mechanical strength. Furthermore, since whiskers have the property of forming lumps, in the conventional method, when metal oxide powder and whiskers are mechanically mixed, it is necessary to wet-mix them, but due to moisture such as oxide superconductors, In the case of an oxide that is easily degraded, the wet method cannot be used, so that it is difficult to uniformly mix the whisker and the oxide powder. On the other hand, according to the method of the present invention, a metal oxide composite in which whiskers useful as a superconductor material are uniformly dispersed can be obtained without such a problem.

【0016】[0016]

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.

【0017】実施例1 硝酸銅 2.4gを蒸留水 50mlに溶解し、この水溶
液にSiCウイスカー(径0.5μm、長さ10μ)
0.5gを添加し、かきまぜて均一に分散させた。次い
で、水酸化ナトリウム 0.8gを蒸留水 50mlに溶
解して得られた水酸化ナトリウム水溶液に、前記SiC
ウイスカーを分散した硝酸銅水溶液をかきまぜながら添
加し、SiCウイスカーが均一に分散した水酸化銅の沈
殿を調製した。
Example 1 2.4 g of copper nitrate was dissolved in 50 ml of distilled water, and an SiC whisker (diameter 0.5 μm, length 10 μ) was added to this aqueous solution.
0.5 g was added and stirred to disperse uniformly. Next, the above-mentioned SiC was added to an aqueous sodium hydroxide solution obtained by dissolving 0.8 g of sodium hydroxide in 50 ml of distilled water.
A copper nitrate aqueous solution in which whiskers were dispersed was added with stirring to prepare a precipitate of copper hydroxide in which SiC whiskers were uniformly dispersed.

【0018】次に、この沈殿をろ紙を用いてろ取し、蒸
留水で数回水洗したのち、乾燥し、次いで800℃で焼
成することにより、SiCウイスカーが均一に分散した
酸化銅焼結体を得た。
Next, the precipitate is collected by filtration using filter paper, washed several times with distilled water, dried, and then baked at 800 ° C. to obtain a copper oxide sintered body in which SiC whiskers are uniformly dispersed. Obtained.

【0019】この酸化銅焼結体の顕微鏡写真図を図1に
示す。この図から、酸化銅中にSiCウイスカーが均一
に分散していることが分かる。
FIG. 1 is a photomicrograph of the copper oxide sintered body. From this figure, it can be seen that SiC whiskers are uniformly dispersed in the copper oxide.

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

【図1】 本発明方法で得られたSiCウイスカーが均
一に分散した酸化銅焼結体の組織構造を示す顕微鏡写真
図。
FIG. 1 is a micrograph showing the structure of a copper oxide sintered body in which SiC whiskers obtained by the method of the present invention are uniformly dispersed.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ウイスカーを含有する金属酸化物の焼結
体を製造するに当り、焼成により金属酸化物を生成しう
る金属化合物にウイスカーを均一に分散させ、次いでこ
れを焼成することを特徴とするウイスカー含有金属酸化
物焼結体の製造方法。
In producing a sintered body of a metal oxide containing whiskers, whiskers are uniformly dispersed in a metal compound capable of forming a metal oxide by firing, and then the whiskers are fired. For producing a whisker-containing metal oxide sintered body.
【請求項2】 ウイスカーを含有する金属酸化物の焼結
体を製造するに当り、焼成により金属酸化物を生成しう
る金属化合物にウイスカーを分散させ、成形したのち、
これを焼成することを特徴とするウイスカー含有金属酸
化物焼結体の製造方法。
2. In producing a sintered body of a metal oxide containing whiskers, whiskers are dispersed in a metal compound capable of producing a metal oxide by firing, and molded.
A method for producing a whisker-containing metal oxide sintered body, characterized by firing this.
【請求項3】 焼成により金属酸化物を生成しうる金属
化合物が、金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、硝酸
塩、有機酸塩の中から選ばれた少なくとも1種である請
求項1又は2記載の製造方法。
3. The metal compound capable of forming a metal oxide upon firing is at least one selected from metal hydroxides, carbonates, bicarbonates, nitrates, and organic acid salts. Or the production method according to 2.
【請求項4】 焼成により金属酸化物を生成しうる金属
化合物が、金属の酸素酸塩である請求項1又は2記載の
製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the metal compound capable of forming a metal oxide upon firing is a metal oxyacid salt.
JP7031453A 1995-01-27 1995-01-27 Method for producing whisker-containing metal oxide sintered body Expired - Lifetime JP2642892B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7031453A JP2642892B2 (en) 1995-01-27 1995-01-27 Method for producing whisker-containing metal oxide sintered body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7031453A JP2642892B2 (en) 1995-01-27 1995-01-27 Method for producing whisker-containing metal oxide sintered body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08208342A JPH08208342A (en) 1996-08-13
JP2642892B2 true JP2642892B2 (en) 1997-08-20

Family

ID=12331680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7031453A Expired - Lifetime JP2642892B2 (en) 1995-01-27 1995-01-27 Method for producing whisker-containing metal oxide sintered body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2642892B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08208342A (en) 1996-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5628945A (en) Multicomponent powder mixing process and compositions produced thereby
WO1997000340A1 (en) Titanate whisker and process for the production thereof
JP2007290887A (en) Bismuth titanate-based nanoparticle, piezoelectric ceramic using the same, and methods for producing them
Ahmad et al. Reverse micellar route to nanocrystalline titanates (SrTiO3, Sr2TiO4, and PbTiO3): Structural aspects and dielectric properties
Ahmad et al. Structural and dielectric characterization of nanocrystalline (Ba, Pb) ZrO3 developed by reverse micellar synthesis
JP2642892B2 (en) Method for producing whisker-containing metal oxide sintered body
US4952463A (en) Ferrite-ceramic composite powder and method of manufacturing the same
JP2992667B2 (en) Metal titanate fiber and high dielectric material
JP2593883B2 (en) Method for producing alumina-zirconia composite powder and sintered body thereof
JPH0712922B2 (en) Method of forming inorganic hydroxide precipitate
KR102165696B1 (en) Sintering aid, method for manufacturing the same, and method for manufacturing sintered body using the same
JPH0433732B2 (en)
JPH0222003B2 (en)
JP2711583B2 (en) Fibrous dielectric and manufacturing method thereof
JP2003054916A (en) Method for producing porous inorganic powder
JP3035648B2 (en) Fiber reinforced metal material and method for producing the same
EP0856497A1 (en) Porous inorganic material and process for producing the same
Choi et al. Fabrication and characterization of Ag doped YSZ thin film for antibacterial activity
JPH11335176A (en) Production of ceramic powder
JP2000007327A (en) Highly plastic alumina particle by coating alumina particle with alumina hydrate and its production
JPH0784349B2 (en) Method for producing dielectric ceramics containing neodymium
JPH05132727A (en) Homogeneous mixing method of sic whisker and al alloy powder
JPH10203880A (en) Porous inorganic material and its production
JPH0621036B2 (en) Conductive titanate derivative and method for producing the same
JPH08165168A (en) Production of potassium titanate sintered compact

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term