JP2846930B2 - セラミック材の焼成方法 - Google Patents
セラミック材の焼成方法Info
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- JP2846930B2 JP2846930B2 JP2166035A JP16603590A JP2846930B2 JP 2846930 B2 JP2846930 B2 JP 2846930B2 JP 2166035 A JP2166035 A JP 2166035A JP 16603590 A JP16603590 A JP 16603590A JP 2846930 B2 JP2846930 B2 JP 2846930B2
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- firing
- ceramic material
- sintered body
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミック材の焼成方法に関し、特に酸化ボ
ロンを結合材組成として含むセラミック材の焼成方法に
関する。
ロンを結合材組成として含むセラミック材の焼成方法に
関する。
従来、セラミックスは、通常、アルミナ等酸化物や炭
化珪素等の非酸化物の原料粉末と無機質または有機質結
合材とを調合して得られるセラミック材を、混練、成
形、乾燥等した後焼成して製造されている。
化珪素等の非酸化物の原料粉末と無機質または有機質結
合材とを調合して得られるセラミック材を、混練、成
形、乾燥等した後焼成して製造されている。
この場合の焼成は原料粉末の種類及びその組成比や焼
成方法等により異なるが、一般には1000〜1600℃で行わ
れている。例えば、金属溶湯用濾材に使用される多孔質
チューブをアルミナ（Al2O3）質原料を骨材とし、シリ
カ（SiO2）、アルミナ（Al2O3）、カルシア（CaO）、マ
グネシア（MgO）及び酸化ボロン（B2O3）等の組成を有
する結合材を用いて製造する場合においては、1200〜14
00℃で2.0vol％未満という低酸素濃度雰囲気下で焼成さ
れていた。
成方法等により異なるが、一般には1000〜1600℃で行わ
れている。例えば、金属溶湯用濾材に使用される多孔質
チューブをアルミナ（Al2O3）質原料を骨材とし、シリ
カ（SiO2）、アルミナ（Al2O3）、カルシア（CaO）、マ
グネシア（MgO）及び酸化ボロン（B2O3）等の組成を有
する結合材を用いて製造する場合においては、1200〜14
00℃で2.0vol％未満という低酸素濃度雰囲気下で焼成さ
れていた。
しかし、このような低酸素濃度雰囲気での焼成によっ
て得られるセラミック焼結体は、その表面が脆くなりそ
の取扱に際して焼結体から骨材粒子が脱粒する等の都合
が生ずる場合もあった。
て得られるセラミック焼結体は、その表面が脆くなりそ
の取扱に際して焼結体から骨材粒子が脱粒する等の都合
が生ずる場合もあった。
本発明は、セラミック材を焼成して得られる焼結体表
面の脆さを防止することを目的とし、脆さの原因につい
て鋭意検討した結果、特にその組成にB2O3を含む結合材
を用いた場合に焼成雰囲気中の酸素濃度により表面性状
が変化することを見出し、本発明に至った。
面の脆さを防止することを目的とし、脆さの原因につい
て鋭意検討した結果、特にその組成にB2O3を含む結合材
を用いた場合に焼成雰囲気中の酸素濃度により表面性状
が変化することを見出し、本発明に至った。
本発明によれば、その組成として少なくとも酸化ボロ
ンを含む結合材とアルミナ質またはムライト質からなる
セラミック材の焼成方法において、温度約1000℃〜1600
℃で、雰囲気中の酸素濃度を約2.0vol％以上に保持して
焼成することを特徴とするセラミック材の焼成方法が提
供される。
ンを含む結合材とアルミナ質またはムライト質からなる
セラミック材の焼成方法において、温度約1000℃〜1600
℃で、雰囲気中の酸素濃度を約2.0vol％以上に保持して
焼成することを特徴とするセラミック材の焼成方法が提
供される。
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明のセラミック材は、アルミナ（Al2O3）または
アルミノケイ酸塩であるムライト（3Al2O3・2SiO2）を
主成分原料とするものである。これら主成分原料の純度
は、特に制限はなくセラミック材の使用目的によって、
適宜選択することができる。
アルミノケイ酸塩であるムライト（3Al2O3・2SiO2）を
主成分原料とするものである。これら主成分原料の純度
は、特に制限はなくセラミック材の使用目的によって、
適宜選択することができる。
また、上記主成分原料は通常微粉状で用い、平均粒径
が約0.3〜3.0mmのものを一般に用いることでき、市販の
ものや微粒形状のものを更に粉砕して用いることができ
る。
が約0.3〜3.0mmのものを一般に用いることでき、市販の
ものや微粒形状のものを更に粉砕して用いることができ
る。
本発明で用いられる結合材としては、その組成として
B2O3を含む結合材が用いられ、例えばSiO2、B2O3、Al2O
3、CaO、MgO等酸化物からなる結合材が用いられる。
B2O3を含む結合材が用いられ、例えばSiO2、B2O3、Al2O
3、CaO、MgO等酸化物からなる結合材が用いられる。
特に、B2O3を含む結合材は、例えばアルミニウム溶湯
等の金属溶湯に対する耐食性に優れており、結合材とし
て好ましいものである。
等の金属溶湯に対する耐食性に優れており、結合材とし
て好ましいものである。
本発明の焼成は、通常のセラミックの焼成において一
般的に行われている焼成温度約1000℃〜1600℃で行い、
焼成時の雰囲気中の酸素濃度を少なくとも約2.0vol％以
上に保持するように制御して行う。
般的に行われている焼成温度約1000℃〜1600℃で行い、
焼成時の雰囲気中の酸素濃度を少なくとも約2.0vol％以
上に保持するように制御して行う。
一般に、焼成スケジュールは、昇温過程、定温過程及
び降温過程から構成され、本発明においては、この全過
程を通じて雰囲気中の酸素濃度を約2.0vol％以上、好ま
しくは6vol％以上、より好ましくは10vol％以上とす
る。
び降温過程から構成され、本発明においては、この全過
程を通じて雰囲気中の酸素濃度を約2.0vol％以上、好ま
しくは6vol％以上、より好ましくは10vol％以上とす
る。
本発明において、焼成時の雰囲気中の酸素濃度が約2.
0vol％より低い場合には、得られる焼結体の表面が脆く
なる。焼結体表面が脆くなる理由は明らかでないが、B2
O3成分が焼成中のセラミック材料表面から飛散するた
め、焼結体表面が脆くなり、セラミック焼結体自体の強
度も低下するものと考えられる。
0vol％より低い場合には、得られる焼結体の表面が脆く
なる。焼結体表面が脆くなる理由は明らかでないが、B2
O3成分が焼成中のセラミック材料表面から飛散するた
め、焼結体表面が脆くなり、セラミック焼結体自体の強
度も低下するものと考えられる。
本発明のセラミック材においては、上記主成分原料及
び無機質結合材の他に、ポリビニルアルコール等の有機
バインダー等通常のセラミック材に用いられる補助材を
添加することもできる。
び無機質結合材の他に、ポリビニルアルコール等の有機
バインダー等通常のセラミック材に用いられる補助材を
添加することもできる。
本発明により得られるセラミック焼結体は、焼成後に
おいても表面脆さが生じることなく、各種用途に十分な
強度を有し、幅広く利用できる。特に金属溶湯用フィル
ターに応用した場合に、主成分原料粒子の脱落が極めて
少なく溶湯金属への汚染がなく、好適に使用できる。
おいても表面脆さが生じることなく、各種用途に十分な
強度を有し、幅広く利用できる。特に金属溶湯用フィル
ターに応用した場合に、主成分原料粒子の脱落が極めて
少なく溶湯金属への汚染がなく、好適に使用できる。
以下に、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明
は下記実施例に制限されるものでない。
は下記実施例に制限されるものでない。
実施例１ 平均粒径約1.1mmの純度99％のAl2O3粗粒100重量部に
対し、B2O340重量％、Al2O330重量％、CaO20重量％、Mg
O10重量％からなる組成の結合材を15重量部を添加し、
適当量の水と共に混合混練を行った。
対し、B2O340重量％、Al2O330重量％、CaO20重量％、Mg
O10重量％からなる組成の結合材を15重量部を添加し、
適当量の水と共に混合混練を行った。
得られたアルミナ質セラミック材を用いて厚さ65mmで
115×115（mm）の板状に成形し、105℃にて乾燥し、次
いて最高温度、即ち定温過程温度1350℃で焼成した。
115×115（mm）の板状に成形し、105℃にて乾燥し、次
いて最高温度、即ち定温過程温度1350℃で焼成した。
この焼成時における酸素濃度を第１表に示した各濃度
に変化させて、各焼結体を得た。
に変化させて、各焼結体を得た。
得られた各焼結体の常温曲げ強度測定と耐摩耗性試験
を行った。その結果を第１表に示した。
を行った。その結果を第１表に示した。
なお、常温曲げ強度試験はJIS R2653に準じて、また
耐摩耗性試験はASTM C704−76aに準じ空気圧2kg/cm2で
行い、重量変化率（％）を求めた。
耐摩耗性試験はASTM C704−76aに準じ空気圧2kg/cm2で
行い、重量変化率（％）を求めた。
実施例２ 結合材をB2O310重量％、Al2O325重量％、SiO240重量
％、CaO15重量％、MgO10重量％からなる組成とした以外
は実施例１と全く同様にして、アルミナ質セラミック材
を得た後、同様に成形した成形体を第２表に示した酸素
濃度にて焼成して各焼結体を得た。
％、CaO15重量％、MgO10重量％からなる組成とした以外
は実施例１と全く同様にして、アルミナ質セラミック材
を得た後、同様に成形した成形体を第２表に示した酸素
濃度にて焼成して各焼結体を得た。
得られた各焼結体の常温曲げ強度測定と耐摩耗性試験
を実施例１と同様にして行った。その結果を第２表に示
した。
を実施例１と同様にして行った。その結果を第２表に示
した。
実施例３ 実施例１で得られたNo.1、３、４、６及び８の各焼結
体を、700℃に保持したJIS1050のアルミニウム溶湯中に
浸漬し、その上部から直径10mmφ、長さ21000mmのステ
ンレス棒にて各10回打撃した後、各焼結体を取り出し、
1mm以上の主成分粒子の脱粒数を測定した。
体を、700℃に保持したJIS1050のアルミニウム溶湯中に
浸漬し、その上部から直径10mmφ、長さ21000mmのステ
ンレス棒にて各10回打撃した後、各焼結体を取り出し、
1mm以上の主成分粒子の脱粒数を測定した。
その結果を第１表に示した。
以上、実施例の結果から明らかなように、焼成時の酸
素濃度を2.0vol％以上に保持した場合には、耐摩耗性に
関する重量変化率が−５％以下となり、曲げ強度も50kg
/cm2以上と高くなる。また、溶湯金属中における衝撃に
対しても主成分粒子の脱落が10以下で優れていることが
分かる。
素濃度を2.0vol％以上に保持した場合には、耐摩耗性に
関する重量変化率が−５％以下となり、曲げ強度も50kg
/cm2以上と高くなる。また、溶湯金属中における衝撃に
対しても主成分粒子の脱落が10以下で優れていることが
分かる。
一方、酸素濃度が2.0vol％より低い場合には、曲げ強
度も低下し、耐摩耗性に関する重量変化率も大きくな
る。更に、金属溶湯に対する耐性も劣ることがわかる。
度も低下し、耐摩耗性に関する重量変化率も大きくな
る。更に、金属溶湯に対する耐性も劣ることがわかる。
本発明は、アルミナまたはムライトを主成分とし、B2
O3を含有する無機質結合材を用いたセラミック材の焼成
を酸素濃度2.0vol％以上に保持して行い、表面脆性を改
良すると共に強度的にも優れる焼結体を得ることができ
る。
O3を含有する無機質結合材を用いたセラミック材の焼成
を酸素濃度2.0vol％以上に保持して行い、表面脆性を改
良すると共に強度的にも優れる焼結体を得ることができ
る。
従って、本発明の方法により得られる焼結体は、破
損、主成分粒子の脱落等がなく、各種セラミック焼結体
の用途に幅広く利用できる。特に、金属溶湯用フィルタ
ーに好適に使用できる。
損、主成分粒子の脱落等がなく、各種セラミック焼結体
の用途に幅広く利用できる。特に、金属溶湯用フィルタ
ーに好適に使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/64 C04B 35/10 - 35/18
Claims (1)
- 【請求項１】その組成として少なくとも酸化ボロンを含
む結合材とアルミナ質またはムライト質からなるセラミ
ック材の焼成方法において、温度約1000℃〜1600℃で、
雰囲気中の酸素濃度を約2.0vol％以上に保持して焼成す
ることを特徴とするセラミック材の焼成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2166035A JP2846930B2 (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | セラミック材の焼成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2166035A JP2846930B2 (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | セラミック材の焼成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0455372A JPH0455372A (ja) | 1992-02-24 |
| JP2846930B2 true JP2846930B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=15823741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2166035A Expired - Lifetime JP2846930B2 (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | セラミック材の焼成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846930B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP2166035A patent/JP2846930B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0455372A (ja) | 1992-02-24 |
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