JP4355231B2 - セラミックス小球体の製造方法、セラミックス小球体、およびアルミナ小球体 - Google Patents
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
(1時間当りの分散粉砕媒体の磨耗量/分散粉砕媒体の初期投入量)×100
で求められる1時間当りの磨耗率を2%/h以下にまで向上することができる。
図1は、本発明に係る方法で製造したセラミックス小球体を顕微鏡で拡大して見たときの説明図である。
上記形態では、スラリーに配合するセラミックス原料として、アルミナ粉末などのセラミックス粉末を用いたが、セラミックス原料として、焼成によりセラミックスを形成する金属を含む化合物を用い、この化合物の水溶液を液状材料としてもよい。
また、上記形態では、アルミナ製のセラミックス小球体を形成するのに、滴下面をセラミックス小球体と同一材料であるアルミナ粉体を敷き詰めることにより構成したが、滴下面を構成する材料については、それが液滴に混入しても、セラミックス小球体の特性を劣化させないものであれば、セラミックス小球体を構成する材料と、滴下面を構成する材料が異なっていてもよい。例えば、アルミナ製のセラミックス小球体を形成するのであれば、水酸化アルミニウムを用いてもよい。
また、以下の方法で構成した滴下面を用いて略真球状のセラミックス小球体を形成してもよい。まず、アルミナ粉体に撥水剤としてステアリン酸エマルジョンと水を加えボールミルにて混合し、この混合物を100℃で乾燥させた後、粉砕処理し、80メッシュの篩に通す。得られた粉体を、硬化後に柔軟性を有する樹脂性接着剤を表面に塗った厚さ3mmのラバー面に敷き詰めた後、接着剤を硬化させ、粉体をラバー表面に固定して滴下面を構成する。
上記形態は、アルミナ製のセラミックス小球体を製造する例であったが、他のセラミックス小球体を製造するのに本発明を適用してもよい。
撥水性を有する平滑なテフロン(登録商標)板を滴下面として、この滴下面上に上記の各形態で用いた液状原料を同様な方法で適量滴下し、その後、60℃で乾燥させて成形物を得た。そして、この成形物を焼成して一見、球状のアルミナ製セラミックス体を得たが、滴下面との濡れ性に起因する平坦な面があり、真球状のものは得られなかった。
上記の実施の形態では、滴下面については、ステアリン酸の添加により滴下面に撥水性を付与したが、その他の撥水剤、あるいは撥水処理を用いてもよい。
液状原料用のセラミックス原料としてのアルミナ粉体(大明化学工業株式会社製の商品名TM−DAR、アンモニウムアルミニウムカーボネイトハイドロオキサイドを熱分解し粉砕処理したアルミナ粉体、アルミナ含有率99.99%以上、平均粒径0.15μm、比表面積14m2/g)100gを、適量の分散剤(東亞合成株式会社製の商品名アロンA−6114)とともに水37gに加えてボールミルにて混合し原料スラリー(液状原料)とした。アルミナ粉体の平均粒子径の測定にあたっては、アルミナ粉体をヘキサメタリン酸ソーダの0.07重量%溶液中で超音波分散機にて15分間分散させて試料懸濁液を調製した後、遠心沈降式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所製のSA−CP3)にて粒度分布を測定した。
D=1.5×L/n
D:平均結晶粒子径(μm)
L:測定直線の長さ(μm)
n:測定直線長さ当たりの結晶粒子の個数
の通りである。
M=Wm/Wo×100
M:1時間当たりの摩耗率(%/h)
Wm:1時間当たりの摩耗量(g)
Wo:テスト前の投入量(g)
の通りである。
実施例1と同様にしてアルミナ小球体の前駆体としての小球体成形物を得た。小球体成形物を1320℃の温度で2時間焼成しアルミナ小球体を得た。アルミナ小球体に付着している敷き粉由来の付着層は研磨により除去した。
市販のジルコニア製φ0.5mmビーズ490g(容積130ml)について実施例1、2と同様な方法で摩耗率試験を行った。その結果、ジルコニアビーズの摩耗率は0.07%/hであった。
実施例1と同様にして得られた平均結晶粒子径が0.6μm、直径が0.425〜0.6mmのアルミナ小球体315gを媒体撹拌型粉砕機(三井鉱山株式会社製 SCミルSC100/32型 ローターはウレタンライニング、スクリーンはジルコニア製)に入れ、水1533mlにα−アルミナ粉体(大明化学工業株式会社製 TM−5D)2300gを分散させたスラリーとともにディスク周速12.6m/secで1時間回転、粉砕するテストを行い摩耗率を測定した。その結果、本例のアルミナ小球体の摩耗率は、1.2%/hであり、後述する比較例2のジルコニアビーズと比較して良好な耐磨耗性を示した。
実施例2と同様にして得られた平均結晶粒子径が1.1μm、直径が0.425〜0.6mmのアルミナ小球体315gについて、実施例3と同様な方法で摩耗率試験を行った。その結果、摩耗率は4.4%/hであり、実施例3に係るアルミナ小球体より劣るが、それでも、良好な磨耗率を示した。
市販のジルコニア製φ0.5mmビーズ490gについて実施例3、4と同様な方法で摩耗率試験を行った。その結果、ジルコニアビーズの摩耗率は2.5%/hであった。
液状原料用のセラミックス原料としてのアルミナ粉体(大明化学工業株式会社製 TM−DAR、アンモニウムアルミニウムカーボネイトハイドロオキサイドを熱分解し粉砕処理したアルミナ粉体、アルミナ含有率99.99%以上、平均粒径0.15μm、比表面積14m2/g)100gを、適量の分散剤(東亞合成株式会社製の商品名 アロンA−6114)とともに水37gに加えてボールミルにて混合し原料スラリーとした。
市販のジルコニア製φ0.3mmビーズ490gについて、実施例5と同様な方法で摩耗率試験を行った。その結果、ジルコニアビーズの摩耗率は2.7%/hであった。
Claims (9)
- 撥水性を備えた粉体を敷き詰めて滴下面を形成しておき、セラミックス原料を含む親水性の液状原料を前記滴下面に滴下させて当該滴下面上に球状液滴を形成し、しかる後に当該球状液滴に対して熱処理を行ってセラミックス小球体を製造するにあたって、
前記粉体として、前記セラミックス小球体と同一材料からなる粉末に撥水処理を施してなる粉体を用いることを特徴とするセラミックス小球体の製造方法。 - 請求項1において、前記親水性の液状原料は、水系の液状原料であることを特徴とするセラミックス小球体の製造方法。
- 請求項1または2において、前記滴下面に対する前記液状原料の滴下を行って前記球状液滴を形成した後、該球状液滴の上層に再び前記滴下面を形成し、しかる後に、該滴下面に前記液状原料の滴下を行って前記球状液滴を新たに形成することを特徴とするセラミックス小球体の製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記セラミックス原料は、セラミックス粉末を含んでいることを特徴とするセラミックス小球体の製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記親水性の液状原料は、前記セラミックス原料として、平均粒径が0.25μm以下のアルミナ粉体を含んでいることを特徴とするセラミックス小球体の製造方法。
- 請求項5において、前記アルミナ粉体は、アンモニウムアルミニウムカーボネイトハイドロオキサイドを熱分解して得られたものであることを特徴とするセラミックス小球体の製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記セラミックス原料は、焼成によりセラミックスを形成する金属を含む化合物であることを特徴とするセラミックス小球体の製造方法。
- 請求項1ないし7のいずれかに規定する製造方法で製造したことを特徴とするセラミックス小球体。
- 請求項8に規定するセラミックス小球体からなるアルミナ小球体であって、
平均結晶粒子径が0.8μm以下であり、見かけ密度がアルミナの理論密度の96%以上の緻密質焼結体からなり、直径が0.8mm以下の真球形状を有することを特徴とするアルミナ小球体。
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