JP3719762B2 - フェライト焼成用耐火物 - Google Patents
フェライト焼成用耐火物Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＺｎＯ（酸化亜鉛）を成分に含むフェライト材を焼成するためのフェライト焼成用耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、フェライト材を焼成する時に用いる匣やセッター等の耐火物としては、Ａｌ2Ｏ3質耐火物又はＺｒＯ2質耐火物が用いられている。
このうち、Ａｌ2Ｏ3質耐火物を使用した場合には、フェライト材とＡｌ2Ｏ3質耐火物の接触部で、Ａｌ2Ｏ3質耐火物との接触面から約１ｍｍの深さまでフェライト材の組成中のＺｎＯがＡｌ2Ｏ3質耐火物中のＡｌ2Ｏ3と反応し、ＺｎＡｌ2Ｏ4を生成し、フェライト材の組成中に脱亜鉛現象という問題がある。
又、焼成工程で、亜鉛の蒸気圧が低い場合でも、１２００℃以上の焼成温度では、揮発によりフェライト材に脱亜鉛現象が生じる。
【０００３】
一方、ＺｒＯ2耐火物を使用した場合では、Ａｌ2Ｏ3質耐火物を使用した場合のようにフェライト材との反応による脱亜鉛現象は生じないが、前述同様に焼成工程における亜鉛の蒸気圧が低い場合にはフェライト材から亜鉛が揮発し、脱亜鉛現象が生じる。
【０００４】
このため、このような問題を解消するために、ＺｎＡｌ2Ｏ4質耐火物が開発された。
尚、ＺｎＡｌ2Ｏ4は、フェライト材の脱亜鉛現象の原因の一つであるＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の反応で生じる物質であり、これ以上反応は進行しない。
即ち、ＺｎＡｌ2Ｏ4をフェライト焼成用耐火物として用いることにより、フェライト材の組成中の脱亜鉛現象や抗折強度の劣化を防止することができる。
【０００５】
しかしながら、従来、ＺｎＡｌ2Ｏ4の焼結体を得るため、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の微粉を混合、成形、焼成を実施しているが、この方法では、８００℃〜１０００℃付近でのＺｎＡｌ2Ｏ4の合成時に、異常膨張が発生する。このため、焼成時の変形や気孔率が大きく、そのため寸法精度及びかさ比重が上がらず、強度も低い。
また、従来のＺｎＡｌ2Ｏ4の焼結体は、比表面積が大きいため、フェライト焼成用耐火物として使用した場合、ＺｎＯの飛散が多く、被焼成体であるフェライト材の目標の透磁率を得ることが困難である。
【０００６】
又、ＺｎＡｌ2Ｏ4質耐火物の場合であってもＺｎＯ：Ａｌ2Ｏ3比や焼成体の密度、比表面積、粒度構成等により、被焼成体であるフェライト材の透磁率が、特に通窯初期において大きく変動することが知られている。特に、ＺｎＯ：Ａｌ2Ｏ3比については、最も良好なフェライト材の透磁率が得られる範囲が狭く、コントロールが困難である。
尚、基本的には、ある程度通窯することによりフェライト材の透磁率が安定することから、初期におけるフェライト材の透磁率の安定化が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は上記した従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、寸法精度、かさ比重及び強度が向上し、かつ通窯初期の透磁率を安定化させることにより、フェライト材の品質の安定化を図ることができるフェライト焼成用耐火物を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子に、ＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、成形、焼成したＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体からなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物が提供される。
【０００９】
又、本発明においては、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子に、ＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加したものを、セラミック質基材のフェライト載置面にコーティングしてなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物が提供される。
なお、上記ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 粒子としては、Ａｌ 2 Ｏ 3 粒子の表面にＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 を生成した粒子を含むものである。
【００１０】
更に、本発明では、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の配合物にＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、これを焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4質粒子を用いて、成形、焼成したＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体からなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のフェライト焼成用耐火物は、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子、又はＡｌ2Ｏ3粒子の表面にＺｎＡｌ2Ｏ4を生成した粒子に、ＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、成形、焼成、又はセラミック質基材のフェライト載置面にコーティングしてなるものである。
更に、本発明のフェライト焼成用耐火物は、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の配合物にＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、これを焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4質粒子を用いて、成形、焼成したものである。
【００１２】
本発明のフェライト焼成用耐火物は、上記のように構成されているので、寸法精度、かさ比重及び強度が向上し、かつ通窯初期の透磁率を安定化させることにより、フェライト材の品質の安定化を図ることに寄与できる。
【００１３】
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明のフェライト焼成用耐火物の一例である製造工程図であり、図２は、本発明のフェライト焼成用耐火物の他の例である製造工程図である。
【００１４】
まず、図１において、原料工程１として、市販されている電融Ａｌ2Ｏ3粗粒又は焼結Ａｌ2Ｏ3粗粒、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒とＺｎＯを用いる。
次に、調合工程２で前記の原料を調合、混合工程３でボールミルを用いて混合、仮焼工程４でＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を合成し、配合工程６で適宜使用に適した粒度であるＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を選別し、更にＺｒＯ2やＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、配合を行う。
尚、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒より合成されたＺｎＡｌ2Ｏ4粒子の場合は、凝集を起こすため、予め粉砕工程５により粒子を粉砕した上で、配合６の工程を行う。
その後、混練工程７で、成形に適した可塑性を与えるため、バインダを添加し、ミキサーにて混練を行う。
更に、成形工程８で、油圧プレスを用い、規定の形状のものに作り上げ、焼成９工程を経て、フェライト焼成用耐火物が製造される。
【００１５】
又、本発明のフェライト焼成用耐火物の他の例として、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を、セラミック質基材のフェライト載置面にコーティングする方法について、図２により説明する。
ここで、図２の原料１〜配合６までの工程は、前述の図１の工程と同一であり、
スラリー作成工程１０で、スラリーの作成を行い、コート施工工程１１で、スラリーをスプレー施工法又は流し込み施工法を用い、セラミック質基材であるＡｌ2Ｏ3質、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2質又はＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ質のフェライト載置面にコーティングすることにより、フェライト焼成用耐火物が製造される。
【００１６】
このように、あらかじめＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を合成することにより、フェライト材の焼成工程で、焼成用耐火物に含浸又はコーティングされていた酸化亜鉛が揮発し、焼成雰囲気中における亜鉛の蒸気圧が高くなるので、フェライト材からの亜鉛の揮発が抑制される。
又、焼成用耐火物に酸化亜鉛が含まれているので、フェライト材の酸化亜鉛が焼成用耐火物と反応し、脱亜鉛となることが防止され、フェライト材の品質劣化が防止される。
【００１７】
しかし、焼成用耐火物中の酸化亜鉛濃度が低い場合、抗折強度が改善されず、酸化亜鉛の濃度が高すぎる場合、フェライト材の焼成時に焼成用耐火物からフェライト材への組成が亜鉛過多となり、抗折強度が増大する一方、透磁率及びパワーロスが悪化するため好ましくない。
【００１８】
以上のことから、焼成中のＺｎＯの飛散を防止することにより、被焼成体であるフェライト材の磁気特性の劣化を防止し、フェライト材表面のクラックを減少させることにより、抗折強度を向上させることができる。
又、焼成時の異常膨張を防止することにより、フェライト焼成用耐火物の寸法精度、かさ比重及び強度を高めることができる。
【００１９】
更に、フェライト焼成用耐火物に、ＺｒＯ2やＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加又は表面にコーティングすることにより、フェライト材の載置面のアルミナ内のＺｎの固溶やフェライト材中のＺｎ量の減少を防止して組成ズレを回避でき、その結果、磁気特性の劣化、抗折強度の低下の問題を解消できる効果がある。
【００２０】
又、本発明では、フェライト焼成用耐火物に添加されるＺｒＯ2及びＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2の添加量が、ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 粒子１００重量部に対して０．１〜３０．０重量部が最適な条件であり、フェライト材の焼成時の被焼成体の目標透磁率が得られる範囲である。
尚、添加量が少ない場合、通窯初期における被焼成体であるフェライト材の透磁率を安定化させる効果が期待できない。
又、添加量が多すぎる場合は、ＺｎＡｌ2Ｏ4の特性が発現しない。
【００２１】
又、フェライト材の載置面にコーティングする混合物のコート厚が、０．３〜０．５ｍｍが最適な条件であり、フェライト材の焼成時の被焼成体の目標透磁率が得られる範囲である。
尚、コート厚が薄い場合、通窯初期における被焼成体であるフェライト材の透磁率を安定化させる効果が期待出来ない。
又、コート厚が厚い場合は、使用による熱履歴により、コート層のボロツキ、剥離が発生し易くなり、使用上好ましくない。
【００２２】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
尚、各例によって得られたフェライト焼成用耐火物及びそれを用いて作製されたフェライト材は、以下に示す方法により性能を評価した。
【００２３】
（ＺｎＡｌ2Ｏ4％の測定方法）
Ｘ線回折法により行い、以下のような計算式により算出した。
［ＺｎＡｌ2Ｏ4％］＝［ＺｎＡｌ2Ｏ4（２θ＝３６．８°）ピーク高さ］／［ＺｎＡｌ2Ｏ4（２θ＝３６．８°）ピーク高さ＋Ａｌ2Ｏ3（２θ＝４３．４°）ピーク高さ］
【００２４】
（通窯初期の特性の安定性）
セッターや匣等の使用初期の特性の安定性について、初透磁率により評価を行った。
【００２５】
（ワークの特性の評価方法）
初透磁率により評価を行った。
【００２６】
（初透磁率の測定方法）
フェライト成形体を、製作したセッター上に載せ、１３５０℃で焼成し、焼成体の初透磁率を、ＪＩＳ Ｃ２５６９-1990 の5.2に準じ、測定した。
【００２７】
（実施例１〜２４，比較例１〜３：フェライト焼成用耐火物の製造方法）
（実施例１〜２４）
図１の製造工程を用いて、フェライト焼成用耐火物を製造した。
市販されている電融Ａｌ2Ｏ3粗粒（実施例１〜２４）、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒とＺｎＯを用いた（原料工程１）。
尚、電融Ａｌ2Ｏ3粗粒については、粒径が＃４８（０．３００ｍｍ）、＃１００（０．１５０ｍｍ）、＃３２５（０．０４５ｍｍ）、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒については、粒径が約０．０１０ｍｍ、Ｙ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2及びＺｒＯ2については、粒径が＃３２５（０．０４５ｍｍ）、＃３０００（０．００５ｍｍ）の様に、ふるい分けしたものを用いた。
次に、前記の原料を調合し（調合工程２）、ボールミルを用い、１時間混合し（混合工程３）、１４００℃、５Ｈｒで仮焼を行い、ＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を合成した（仮焼工程４）。
次いで、表１〜４に示すようにＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を選別し、更にＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2 又はＺｒＯ 2 を添加し、配合を行った（配合工程６）。
尚、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒より合成されたＺｎＡｌ2Ｏ4粒子の場合は、凝集を起こすため、予め粒子をボールミルで４４μｍ全通まで粉砕した上で、配合を行った（粉砕工程５→配合工程６）。
その後、成形に適した可塑性を与えるため、ＰＶＡを０．３重量％添加し、ミキサーにて混練を行った（混練工程７）。
更に、油圧プレス（５００Ｋｇ／ｃｍ2）を用い、規定の形状のものに作り上げ（成形工程８）、１４００℃、５Ｈｒで焼成を行い（焼成工程９）、ＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体であるフェライト焼成用耐火物を製造した。
【００２８】
又、それぞれ得られたフェライト焼成用耐火物の見掛気孔率、嵩比重、通窯初期の特性安定性、ワークの特性を測定、観察した。
得られた結果を表１〜４に示す。
（比較例１〜３）
図３より、市販されている仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒とＺｎＯを用いた（原料工程１）。
次に、前記の原料を表５に示すように調合し（調合工程２）、ボールミルを用い、１時間混合し（混合工程３）、成形に適した可塑性を与えるため、ＰＶＡを０．３重量％添加し、ミキサーにて混練を行った（混練工程７）。
更に、油圧プレス（５００Ｋｇ／ｃｍ2）を用い、規定の形状のものに作り上げ（成形工程８）、１４００℃、５Ｈｒで焼成を行い（焼成工程９）、ＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体であるフェライト焼成用耐火物を製造した。
【００２９】
又、それぞれ得られたフェライト焼成用耐火物の見掛気孔率、嵩比重、通窯初期の特性安定性、ワークの特性を測定、観察した。
得られた結果を表５に示す。
【００３０】
（実施例２５〜３５，比較例４〜７：フェライト焼成用耐火物のコーティング方法）
（実施例２５〜３５）
図２の原料１〜粉砕５までの工程は、前述の図１の工程と同一であり、表３〜５に示した粒度であるＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を選別し、更にＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2 又はＺｒＯ 2 を添加し、配合を行った（配合工程６）。
次に、スラリーの作成を行い（スラリー作成１０）、スラリーをスプレー施工法又は流し込み施工法を用い（コート施工１１）、セラミック質基材であるＡｌ2Ｏ3質、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2質又はＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ質のフェライト載置面に表６，７に示したコート厚でコーティングすることによりフェライト焼成用耐火物を製造した。
【００３１】
又、それぞれ得られたフェライト焼成用耐火物の通窯初期の特性安定性及びワークの特性を観察した。
得られた結果を表６，７に示す。
（比較例４〜７）
表７に示したコート材より、表７に示した粒度である粒子を選別、配合を行い、
スラリーの作成を行った。
次に、スラリーをスプレー施工法又は流し込み施工法を用い、セラミック質基材であるＡｌ2Ｏ3質、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2質又はＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ質のフェライト載置面に表７に示したコート厚でコーティングすることによりフェライト焼成用耐火物が製造された。
【００３２】
又、それぞれ得られたフェライト焼成用耐火物の通窯初期の特性安定性及びワークの特性を観察した。
得られた結果を表７に示す。
【００３３】
（考察１：ＺｎＡｌ2Ｏ4焼結体の製造方法）
表１〜５より、本発明のフェライト焼成用耐火物（実施例１〜２４）は、焼成収縮、変形度、ＺｎＯ飛散率及びワークとの反応性から明らかなように、従来のフェライト焼成用耐火物（比較例１〜３）よりも、寸法精度、かさ比重及び強度が向上し、かつ通窯初期の特性安定性およびワークの特性を向上させることができる。
【００３４】
次に、表１〜４より、本発明のフェライト焼成用耐火物の添加物の割合について以下に示す。
Ｙ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2では、粒径＃３２５（０．０４５ｍｍ）の場合、３０．００重量部必要であるが、粒径＃３０００（０．００５ｍｍ）では、１.００〜１０．００重量部の添加することにより、通窯初期の特性安定性およびワークの特性を向上させることができる。
これは、添加物の粒子径の減少により、原料であるＺｎＡｌ2Ｏ4質粒子への拡散効果が向上し、フェライト焼成用耐火物における添加物の混合比を均一にすることができるからである。
次に、ＺｒＯ2では、粒径＃３０００（０．００５ｍｍ）において、１０．００重量部の時に、通窯初期の特性安定性およびワークの特性を向上させることができる。
【００３５】
（考察２：フェライト焼成用耐火物のコーティング方法）
表６，７より、本発明のフェライト焼成用耐火物（実施例２５〜３５）は、ワークの特性及びコート寿命から明らかなように、従来のフェライト焼成用耐火物（比較例４〜７）よりもこれにより作製されるフェライト成形体の通窯初期の特性安定性およびワークの特性を向上させることができる。
【００３６】
次に、表６,７より、配合時におけるコート材の粒度組成中のＺｒＯ2の添加量は、１．００〜１０．００重量部であり、コート厚は０．３ｍｍであり、ＺｒＯ2の安定化材としては、Ｙ2Ｏ3やＣａＯであることが好ましい。
尚、コート材の粒度組成とコート厚との間には、相関関係があり、ワークとの反応性及びコート材の寿命の向上を図るためには、これらを適切に制御することが好ましいと考えられる。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】
【表５】
【００４２】
【表６】
【００４３】
【表７】
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフェライト焼成用耐火物は、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子、又はＡｌ2Ｏ3粒子の表面にＺｎＡｌ2Ｏ4を生成した粒子に、ＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、成形、焼成、又はセラミック質基材のフェライト載置面にコーティングしたり、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の配合物にＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、これを焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4質粒子を用いて、成形、焼成することにより、寸法精度、かさ比重及び強度が向上し、かつ通窯初期の透磁率を安定化させることにより、フェライト材の品質の安定化を図ることに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフェライト焼成用耐火物の一例である製造工程図である。
【図２】本発明のフェライト焼成用耐火物の他の例である製造工程図である。
【図３】従来のフェライト焼成用耐火物の製造工程図である。
【符号の説明】
１ 原料
２ 調合
３ 混合
４ 仮焼
５ 粉砕
６ 配合
７ 混練
８ 成形
９ 焼成
１０ スラリー作成
１１ コート施工
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＺｎＯ（酸化亜鉛）を成分に含むフェライト材を焼成するためのフェライト焼成用耐火物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、フェライト材を焼成する時に用いる匣やセッター等の耐火物としては、Ａｌ2Ｏ3質耐火物又はＺｒＯ2質耐火物が用いられている。
このうち、Ａｌ2Ｏ3質耐火物を使用した場合には、フェライト材とＡｌ2Ｏ3質耐火物の接触部で、Ａｌ2Ｏ3質耐火物との接触面から約１ｍｍの深さまでフェライト材の組成中のＺｎＯがＡｌ2Ｏ3質耐火物中のＡｌ2Ｏ3と反応し、ＺｎＡｌ2Ｏ4を生成し、フェライト材の組成中に脱亜鉛現象という問題がある。
又、焼成工程で、亜鉛の蒸気圧が低い場合でも、１２００℃以上の焼成温度では、揮発によりフェライト材に脱亜鉛現象が生じる。
【０００３】
一方、ＺｒＯ2耐火物を使用した場合では、Ａｌ2Ｏ3質耐火物を使用した場合のようにフェライト材との反応による脱亜鉛現象は生じないが、前述同様に焼成工程における亜鉛の蒸気圧が低い場合にはフェライト材から亜鉛が揮発し、脱亜鉛現象が生じる。
【０００４】
このため、このような問題を解消するために、ＺｎＡｌ2Ｏ4質耐火物が開発された。
尚、ＺｎＡｌ2Ｏ4は、フェライト材の脱亜鉛現象の原因の一つであるＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の反応で生じる物質であり、これ以上反応は進行しない。
即ち、ＺｎＡｌ2Ｏ4をフェライト焼成用耐火物として用いることにより、フェライト材の組成中の脱亜鉛現象や抗折強度の劣化を防止することができる。
【０００５】
しかしながら、従来、ＺｎＡｌ2Ｏ4の焼結体を得るため、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の微粉を混合、成形、焼成を実施しているが、この方法では、８００℃〜１０００℃付近でのＺｎＡｌ2Ｏ4の合成時に、異常膨張が発生する。このため、焼成時の変形や気孔率が大きく、そのため寸法精度及びかさ比重が上がらず、強度も低い。
また、従来のＺｎＡｌ2Ｏ4の焼結体は、比表面積が大きいため、フェライト焼成用耐火物として使用した場合、ＺｎＯの飛散が多く、被焼成体であるフェライト材の目標の透磁率を得ることが困難である。
【０００６】
又、ＺｎＡｌ2Ｏ4質耐火物の場合であってもＺｎＯ：Ａｌ2Ｏ3比や焼成体の密度、比表面積、粒度構成等により、被焼成体であるフェライト材の透磁率が、特に通窯初期において大きく変動することが知られている。特に、ＺｎＯ：Ａｌ2Ｏ3比については、最も良好なフェライト材の透磁率が得られる範囲が狭く、コントロールが困難である。
尚、基本的には、ある程度通窯することによりフェライト材の透磁率が安定することから、初期におけるフェライト材の透磁率の安定化が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は上記した従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、寸法精度、かさ比重及び強度が向上し、かつ通窯初期の透磁率を安定化させることにより、フェライト材の品質の安定化を図ることができるフェライト焼成用耐火物を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子に、ＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、成形、焼成したＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体からなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物が提供される。
【０００９】
又、本発明においては、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子に、ＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加したものを、セラミック質基材のフェライト載置面にコーティングしてなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物が提供される。
なお、上記ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 粒子としては、Ａｌ 2 Ｏ 3 粒子の表面にＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 を生成した粒子を含むものである。
【００１０】
更に、本発明では、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の配合物にＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、これを焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4質粒子を用いて、成形、焼成したＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体からなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のフェライト焼成用耐火物は、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子、又はＡｌ2Ｏ3粒子の表面にＺｎＡｌ2Ｏ4を生成した粒子に、ＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、成形、焼成、又はセラミック質基材のフェライト載置面にコーティングしてなるものである。
更に、本発明のフェライト焼成用耐火物は、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の配合物にＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、これを焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4質粒子を用いて、成形、焼成したものである。
【００１２】
本発明のフェライト焼成用耐火物は、上記のように構成されているので、寸法精度、かさ比重及び強度が向上し、かつ通窯初期の透磁率を安定化させることにより、フェライト材の品質の安定化を図ることに寄与できる。
【００１３】
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明のフェライト焼成用耐火物の一例である製造工程図であり、図２は、本発明のフェライト焼成用耐火物の他の例である製造工程図である。
【００１４】
まず、図１において、原料工程１として、市販されている電融Ａｌ2Ｏ3粗粒又は焼結Ａｌ2Ｏ3粗粒、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒とＺｎＯを用いる。
次に、調合工程２で前記の原料を調合、混合工程３でボールミルを用いて混合、仮焼工程４でＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を合成し、配合工程６で適宜使用に適した粒度であるＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を選別し、更にＺｒＯ2やＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、配合を行う。
尚、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒より合成されたＺｎＡｌ2Ｏ4粒子の場合は、凝集を起こすため、予め粉砕工程５により粒子を粉砕した上で、配合６の工程を行う。
その後、混練工程７で、成形に適した可塑性を与えるため、バインダを添加し、ミキサーにて混練を行う。
更に、成形工程８で、油圧プレスを用い、規定の形状のものに作り上げ、焼成９工程を経て、フェライト焼成用耐火物が製造される。
【００１５】
又、本発明のフェライト焼成用耐火物の他の例として、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を、セラミック質基材のフェライト載置面にコーティングする方法について、図２により説明する。
ここで、図２の原料１〜配合６までの工程は、前述の図１の工程と同一であり、
スラリー作成工程１０で、スラリーの作成を行い、コート施工工程１１で、スラリーをスプレー施工法又は流し込み施工法を用い、セラミック質基材であるＡｌ2Ｏ3質、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2質又はＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ質のフェライト載置面にコーティングすることにより、フェライト焼成用耐火物が製造される。
【００１６】
このように、あらかじめＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を合成することにより、フェライト材の焼成工程で、焼成用耐火物に含浸又はコーティングされていた酸化亜鉛が揮発し、焼成雰囲気中における亜鉛の蒸気圧が高くなるので、フェライト材からの亜鉛の揮発が抑制される。
又、焼成用耐火物に酸化亜鉛が含まれているので、フェライト材の酸化亜鉛が焼成用耐火物と反応し、脱亜鉛となることが防止され、フェライト材の品質劣化が防止される。
【００１７】
しかし、焼成用耐火物中の酸化亜鉛濃度が低い場合、抗折強度が改善されず、酸化亜鉛の濃度が高すぎる場合、フェライト材の焼成時に焼成用耐火物からフェライト材への組成が亜鉛過多となり、抗折強度が増大する一方、透磁率及びパワーロスが悪化するため好ましくない。
【００１８】
以上のことから、焼成中のＺｎＯの飛散を防止することにより、被焼成体であるフェライト材の磁気特性の劣化を防止し、フェライト材表面のクラックを減少させることにより、抗折強度を向上させることができる。
又、焼成時の異常膨張を防止することにより、フェライト焼成用耐火物の寸法精度、かさ比重及び強度を高めることができる。
【００１９】
更に、フェライト焼成用耐火物に、ＺｒＯ2やＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加又は表面にコーティングすることにより、フェライト材の載置面のアルミナ内のＺｎの固溶やフェライト材中のＺｎ量の減少を防止して組成ズレを回避でき、その結果、磁気特性の劣化、抗折強度の低下の問題を解消できる効果がある。
【００２０】
又、本発明では、フェライト焼成用耐火物に添加されるＺｒＯ2及びＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2の添加量が、ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 粒子１００重量部に対して０．１〜３０．０重量部が最適な条件であり、フェライト材の焼成時の被焼成体の目標透磁率が得られる範囲である。
尚、添加量が少ない場合、通窯初期における被焼成体であるフェライト材の透磁率を安定化させる効果が期待できない。
又、添加量が多すぎる場合は、ＺｎＡｌ2Ｏ4の特性が発現しない。
【００２１】
又、フェライト材の載置面にコーティングする混合物のコート厚が、０．３〜０．５ｍｍが最適な条件であり、フェライト材の焼成時の被焼成体の目標透磁率が得られる範囲である。
尚、コート厚が薄い場合、通窯初期における被焼成体であるフェライト材の透磁率を安定化させる効果が期待出来ない。
又、コート厚が厚い場合は、使用による熱履歴により、コート層のボロツキ、剥離が発生し易くなり、使用上好ましくない。
【００２２】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
尚、各例によって得られたフェライト焼成用耐火物及びそれを用いて作製されたフェライト材は、以下に示す方法により性能を評価した。
【００２３】
（ＺｎＡｌ2Ｏ4％の測定方法）
Ｘ線回折法により行い、以下のような計算式により算出した。
［ＺｎＡｌ2Ｏ4％］＝［ＺｎＡｌ2Ｏ4（２θ＝３６．８°）ピーク高さ］／［ＺｎＡｌ2Ｏ4（２θ＝３６．８°）ピーク高さ＋Ａｌ2Ｏ3（２θ＝４３．４°）ピーク高さ］
【００２４】
（通窯初期の特性の安定性）
セッターや匣等の使用初期の特性の安定性について、初透磁率により評価を行った。
【００２５】
（ワークの特性の評価方法）
初透磁率により評価を行った。
【００２６】
（初透磁率の測定方法）
フェライト成形体を、製作したセッター上に載せ、１３５０℃で焼成し、焼成体の初透磁率を、ＪＩＳ Ｃ２５６９-1990 の5.2に準じ、測定した。
【００２７】
（実施例１〜２４，比較例１〜３：フェライト焼成用耐火物の製造方法）
（実施例１〜２４）
図１の製造工程を用いて、フェライト焼成用耐火物を製造した。
市販されている電融Ａｌ2Ｏ3粗粒（実施例１〜２４）、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒とＺｎＯを用いた（原料工程１）。
尚、電融Ａｌ2Ｏ3粗粒については、粒径が＃４８（０．３００ｍｍ）、＃１００（０．１５０ｍｍ）、＃３２５（０．０４５ｍｍ）、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒については、粒径が約０．０１０ｍｍ、Ｙ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2及びＺｒＯ2については、粒径が＃３２５（０．０４５ｍｍ）、＃３０００（０．００５ｍｍ）の様に、ふるい分けしたものを用いた。
次に、前記の原料を調合し（調合工程２）、ボールミルを用い、１時間混合し（混合工程３）、１４００℃、５Ｈｒで仮焼を行い、ＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を合成した（仮焼工程４）。
次いで、表１〜４に示すようにＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を選別し、更にＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2 又はＺｒＯ 2 を添加し、配合を行った（配合工程６）。
尚、仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒より合成されたＺｎＡｌ2Ｏ4粒子の場合は、凝集を起こすため、予め粒子をボールミルで４４μｍ全通まで粉砕した上で、配合を行った（粉砕工程５→配合工程６）。
その後、成形に適した可塑性を与えるため、ＰＶＡを０．３重量％添加し、ミキサーにて混練を行った（混練工程７）。
更に、油圧プレス（５００Ｋｇ／ｃｍ2）を用い、規定の形状のものに作り上げ（成形工程８）、１４００℃、５Ｈｒで焼成を行い（焼成工程９）、ＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体であるフェライト焼成用耐火物を製造した。
【００２８】
又、それぞれ得られたフェライト焼成用耐火物の見掛気孔率、嵩比重、通窯初期の特性安定性、ワークの特性を測定、観察した。
得られた結果を表１〜４に示す。
（比較例１〜３）
図３より、市販されている仮焼Ａｌ2Ｏ3微粒とＺｎＯを用いた（原料工程１）。
次に、前記の原料を表５に示すように調合し（調合工程２）、ボールミルを用い、１時間混合し（混合工程３）、成形に適した可塑性を与えるため、ＰＶＡを０．３重量％添加し、ミキサーにて混練を行った（混練工程７）。
更に、油圧プレス（５００Ｋｇ／ｃｍ2）を用い、規定の形状のものに作り上げ（成形工程８）、１４００℃、５Ｈｒで焼成を行い（焼成工程９）、ＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体であるフェライト焼成用耐火物を製造した。
【００２９】
又、それぞれ得られたフェライト焼成用耐火物の見掛気孔率、嵩比重、通窯初期の特性安定性、ワークの特性を測定、観察した。
得られた結果を表５に示す。
【００３０】
（実施例２５〜３５，比較例４〜７：フェライト焼成用耐火物のコーティング方法）
（実施例２５〜３５）
図２の原料１〜粉砕５までの工程は、前述の図１の工程と同一であり、表３〜５に示した粒度であるＺｎＡｌ2Ｏ4粒子を選別し、更にＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2 又はＺｒＯ 2 を添加し、配合を行った（配合工程６）。
次に、スラリーの作成を行い（スラリー作成１０）、スラリーをスプレー施工法又は流し込み施工法を用い（コート施工１１）、セラミック質基材であるＡｌ2Ｏ3質、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2質又はＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ質のフェライト載置面に表６，７に示したコート厚でコーティングすることによりフェライト焼成用耐火物を製造した。
【００３１】
又、それぞれ得られたフェライト焼成用耐火物の通窯初期の特性安定性及びワークの特性を観察した。
得られた結果を表６，７に示す。
（比較例４〜７）
表７に示したコート材より、表７に示した粒度である粒子を選別、配合を行い、
スラリーの作成を行った。
次に、スラリーをスプレー施工法又は流し込み施工法を用い、セラミック質基材であるＡｌ2Ｏ3質、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2質又はＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ質のフェライト載置面に表７に示したコート厚でコーティングすることによりフェライト焼成用耐火物が製造された。
【００３２】
又、それぞれ得られたフェライト焼成用耐火物の通窯初期の特性安定性及びワークの特性を観察した。
得られた結果を表７に示す。
【００３３】
（考察１：ＺｎＡｌ2Ｏ4焼結体の製造方法）
表１〜５より、本発明のフェライト焼成用耐火物（実施例１〜２４）は、焼成収縮、変形度、ＺｎＯ飛散率及びワークとの反応性から明らかなように、従来のフェライト焼成用耐火物（比較例１〜３）よりも、寸法精度、かさ比重及び強度が向上し、かつ通窯初期の特性安定性およびワークの特性を向上させることができる。
【００３４】
次に、表１〜４より、本発明のフェライト焼成用耐火物の添加物の割合について以下に示す。
Ｙ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2では、粒径＃３２５（０．０４５ｍｍ）の場合、３０．００重量部必要であるが、粒径＃３０００（０．００５ｍｍ）では、１.００〜１０．００重量部の添加することにより、通窯初期の特性安定性およびワークの特性を向上させることができる。
これは、添加物の粒子径の減少により、原料であるＺｎＡｌ2Ｏ4質粒子への拡散効果が向上し、フェライト焼成用耐火物における添加物の混合比を均一にすることができるからである。
次に、ＺｒＯ2では、粒径＃３０００（０．００５ｍｍ）において、１０．００重量部の時に、通窯初期の特性安定性およびワークの特性を向上させることができる。
【００３５】
（考察２：フェライト焼成用耐火物のコーティング方法）
表６，７より、本発明のフェライト焼成用耐火物（実施例２５〜３５）は、ワークの特性及びコート寿命から明らかなように、従来のフェライト焼成用耐火物（比較例４〜７）よりもこれにより作製されるフェライト成形体の通窯初期の特性安定性およびワークの特性を向上させることができる。
【００３６】
次に、表６,７より、配合時におけるコート材の粒度組成中のＺｒＯ2の添加量は、１．００〜１０．００重量部であり、コート厚は０．３ｍｍであり、ＺｒＯ2の安定化材としては、Ｙ2Ｏ3やＣａＯであることが好ましい。
尚、コート材の粒度組成とコート厚との間には、相関関係があり、ワークとの反応性及びコート材の寿命の向上を図るためには、これらを適切に制御することが好ましいと考えられる。
【００３７】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフェライト焼成用耐火物は、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子、又はＡｌ2Ｏ3粒子の表面にＺｎＡｌ2Ｏ4を生成した粒子に、ＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、成形、焼成、又はセラミック質基材のフェライト載置面にコーティングしたり、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の配合物にＺｒＯ2、又はＹ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2を添加し、これを焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4質粒子を用いて、成形、焼成することにより、寸法精度、かさ比重及び強度が向上し、かつ通窯初期の透磁率を安定化させることにより、フェライト材の品質の安定化を図ることに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフェライト焼成用耐火物の一例である製造工程図である。
【図２】本発明のフェライト焼成用耐火物の他の例である製造工程図である。
【図３】従来のフェライト焼成用耐火物の製造工程図である。
【符号の説明】
１ 原料
２ 調合
３ 混合
４ 仮焼
５ 粉砕
６ 配合
７ 混練
８ 成形
９ 焼成
１０ スラリー作成
１１ コート施工
Claims (5)
- ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子に、ＺｒＯ2を添加し、成形、焼成したＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体からなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物。
- ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3から予め焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4粒子に、ＺｒＯ2を添加したものを、セラミック質基材のフェライト載置面にコーティングしてなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物。
- 前記ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 粒子として、Ａｌ 2 Ｏ 3 粒子の表面にＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 を生成した粒子を含む請求項１又は２に記載のフェライト焼成用耐火物。
- ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の配合物にＺｒＯ2を添加し、これを焼成して得たＺｎＡｌ2Ｏ4質粒子を用いて、成形、焼成したＺｎＡｌ2Ｏ4質焼結体からなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物。
- ＺｒＯ2が、Ｙ2Ｏ3安定化ＺｒＯ2である請求項１〜４のいずれかに記載のフェライト焼成用耐火物。
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