JPH01108179A - 主としてガラスセラミックスからなる連続気孔性多孔質焼結体の製造方法 - Google Patents
主としてガラスセラミックスからなる連続気孔性多孔質焼結体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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、主成分として少なくとも大きな細孔容量およ
び一定範囲の孔径を何する主としてガラスセラミックス
からなる連続気孔性多孔質焼結体の製造方法に関する。
び一定範囲の孔径を何する主としてガラスセラミックス
からなる連続気孔性多孔質焼結体の製造方法に関する。
該焼結体は、焼結性粉体と該焼結性粉体の焼結温度より
高い融点の一定板の無機可溶性塩の粗粒との混合物を焼
結することにより得られる。焼結性粒体と無機塩との混
合物は、成形体を形成するために成形プロセスにかけら
れ、そしてその成形体は焼結プロセスで焼結される。
高い融点の一定板の無機可溶性塩の粗粒との混合物を焼
結することにより得られる。焼結性粒体と無機塩との混
合物は、成形体を形成するために成形プロセスにかけら
れ、そしてその成形体は焼結プロセスで焼結される。
焼結体に含有されることになった可溶性塩は冷却後に除
去される。
去される。
（従来技術および発明が解決しようとする課題）ガラス
の連続気孔性多孔質焼結体の公知の製法として、一定板
の粗粒の焼結ガラスを型内でガラスの軟化点付近まで加
熱するという方法がある。
の連続気孔性多孔質焼結体の公知の製法として、一定板
の粗粒の焼結ガラスを型内でガラスの軟化点付近まで加
熱するという方法がある。
軟化することによりガラス粗粒を接触領域で焼結するも
のである。この方法は、４０％以上の気孔容積が十分安
定に達成できないという欠点がある。
のである。この方法は、４０％以上の気孔容積が十分安
定に達成できないという欠点がある。
ガラスセラミックの連続気孔性多孔質焼結体の同様な製
造方法として一定粒径の粗砕セラミック粒体をお互いに
焼結するという方法がある。また、セラミックスを焼結
することによっても、気孔容積は、十分安定状態でせい
ぜい４０％にまで制限される。
造方法として一定粒径の粗砕セラミック粒体をお互いに
焼結するという方法がある。また、セラミックスを焼結
することによっても、気孔容積は、十分安定状態でせい
ぜい４０％にまで制限される。
多孔性ガラスセラミックは、結晶ガラスの選択抽出によ
り得ることができる西独公開番号第２３５９ ７３５号
）。しかしながら、この場合もまた、高パーセンテージ
を有する気孔容積を安価に得ることができない。
り得ることができる西独公開番号第２３５９ ７３５号
）。しかしながら、この場合もまた、高パーセンテージ
を有する気孔容積を安価に得ることができない。
ガラス、ガラスセラミックスまたはセラミックスの連続
気孔性多孔質焼結体を製造するため、有機物質の焼結可
能粉体への添加により進行する一連の方法が知られてい
る。
気孔性多孔質焼結体を製造するため、有機物質の焼結可
能粉体への添加により進行する一連の方法が知られてい
る。
加熱プロセスの際、有機物質を焼き、そしてキャビティ
ーを形成する。これらのキャビティーの連結、従って気
孔状態を持続させるような方法で焼結プロセスを操作し
なければならない［西独特許ＤＥ ３２ ０７ ８２
３号１日本特開昭６１−第１５８゜８４１号（Ｊ ６１
１５８−８４１）］。この方法に関するガラス粉体に帰
因して、独立孔を形成することを伴ないキャビティーの
連結が焼結するという危険性がある。これゆえ、ガラス
質物質の焼結プロセスは、達せられる機械的安定性が限
定されるように、比較的低温で行なわれなければならな
い。さらに、この方法の欠点は、連続気孔性多孔質焼結
体を通しての流体流通性をキャビティー間の狭い連結に
より減少することである。
ーを形成する。これらのキャビティーの連結、従って気
孔状態を持続させるような方法で焼結プロセスを操作し
なければならない［西独特許ＤＥ ３２ ０７ ８２
３号１日本特開昭６１−第１５８゜８４１号（Ｊ ６１
１５８−８４１）］。この方法に関するガラス粉体に帰
因して、独立孔を形成することを伴ないキャビティーの
連結が焼結するという危険性がある。これゆえ、ガラス
質物質の焼結プロセスは、達せられる機械的安定性が限
定されるように、比較的低温で行なわれなければならな
い。さらに、この方法の欠点は、連続気孔性多孔質焼結
体を通しての流体流通性をキャビティー間の狭い連結に
より減少することである。
可溶性無機塩を孔形成材料として用いる一定範囲の孔径
を有する連続気孔性多孔質焼結体の製造方法が知られて
いる。焼結した後、無機塩を混合体から抽出し、これに
よって気孔容積を発達させ、孔径を一定の寸法にする。
を有する連続気孔性多孔質焼結体の製造方法が知られて
いる。焼結した後、無機塩を混合体から抽出し、これに
よって気孔容積を発達させ、孔径を一定の寸法にする。
西独特許明細１１ＤＥ ３３０５８５４号は、ガラス
粉体を可溶性物質と共に焼結する連続気孔性多孔質焼結
ガラス質体の製造方法を表わす。焼結構造がガラスから
なるので、焼結体の材料特性は、ガラス質材料により達
成できるような性質（例えば温度一定性、熱膨張性およ
び耐化学薬品性）に制限される。一般に、アニーリング
点Ｔｇは、ガラスの温度一定性の上限で記載される。同
種のイオンが優位に交換するので、焼結の島、粒体と無
機塩との間の算出イオン交換は、ガラス質体の材料特性
に対す名わずかな影響しか示さない。従って、連続気孔
性多孔質焼結ガラス質体の物性は、狭い範囲内でのみ算
出イオン交換によって可変である。
粉体を可溶性物質と共に焼結する連続気孔性多孔質焼結
ガラス質体の製造方法を表わす。焼結構造がガラスから
なるので、焼結体の材料特性は、ガラス質材料により達
成できるような性質（例えば温度一定性、熱膨張性およ
び耐化学薬品性）に制限される。一般に、アニーリング
点Ｔｇは、ガラスの温度一定性の上限で記載される。同
種のイオンが優位に交換するので、焼結の島、粒体と無
機塩との間の算出イオン交換は、ガラス質体の材料特性
に対す名わずかな影響しか示さない。従って、連続気孔
性多孔質焼結ガラス質体の物性は、狭い範囲内でのみ算
出イオン交換によって可変である。
欧州特許明細書箱０ １１７ ４８４号は、大きい連続
気孔性多孔質容積および一定孔径を有する多孔性焼結体
の製造方法を表わす。この方法は、易溶性無機塩と混合
した粉砕ガラス粉体および／または結晶化ガラスセラミ
ックスを利用する。
気孔性多孔質容積および一定孔径を有する多孔性焼結体
の製造方法を表わす。この方法は、易溶性無機塩と混合
した粉砕ガラス粉体および／または結晶化ガラスセラミ
ックスを利用する。
無機塩は、孔形成材料として働きかつ焼結した後浸出さ
れる。既に結晶化したガラスセラミックスを使用するこ
とにより、該粉体がガラス質状態の焼結性を失っている
という欠点がある。従って、付加的方法によってのみ機
械的安定性が得られる。
れる。既に結晶化したガラスセラミックスを使用するこ
とにより、該粉体がガラス質状態の焼結性を失っている
という欠点がある。従って、付加的方法によってのみ機
械的安定性が得られる。
１つの可能性は、結合強度をもたらすガラス粉体の添加
である。この方法により、一連の物性は、存在ガラス相
の性質が化合物配列の性質を制限するので悪化する。ガ
ラスを添加しない焼結プロセスは、無機塩の陽イオンで
のイオン交換による結晶ガラスセラミックスの部分的溶
解の場合に得られる。しかしながら、この効果は、ガラ
スセラミックス粉体および無機粉体のほとんどの組成に
使用し得ない。
である。この方法により、一連の物性は、存在ガラス相
の性質が化合物配列の性質を制限するので悪化する。ガ
ラスを添加しない焼結プロセスは、無機塩の陽イオンで
のイオン交換による結晶ガラスセラミックスの部分的溶
解の場合に得られる。しかしながら、この効果は、ガラ
スセラミックス粉体および無機粉体のほとんどの組成に
使用し得ない。
米国特許箱２．２０９．１６３号は、多細孔、高音響吸
収セラミックス焼結体の製造方法を表わす。使用セラミ
ックス粉体の焼結温度が水溶性孔形成材料の融点を越え
て高いので、補足的結合剤または融剤を低温麿での焼結
のため添加しなければならない。結合剤または融剤の添
加によりセラミックスの物性が制限される。
収セラミックス焼結体の製造方法を表わす。使用セラミ
ックス粉体の焼結温度が水溶性孔形成材料の融点を越え
て高いので、補足的結合剤または融剤を低温麿での焼結
のため添加しなければならない。結合剤または融剤の添
加によりセラミックスの物性が制限される。
本発明の課題は、少なくとも主要部分がガラスセラミッ
クスからなり、その物性を、ガラスセラミックス構造の
広範囲のコントロールにより調整できる連続気孔性多孔
質焼結体の製造方法である。
クスからなり、その物性を、ガラスセラミックス構造の
広範囲のコントロールにより調整できる連続気孔性多孔
質焼結体の製造方法である。
（課題を解決するための手°段）
上記課題は、主成分として破砕結晶性ガラス粉末を存す
る焼結性粉末と、前記焼結性粉末の集密化［ｄｃｎｓｉ
ｆｉｃａｔｉｏｎ ］温度より高い融点を有する無機塩
の一定板の粒子との混合物が、成形体を形成するための
成形プロセスにかけられ、得られた成形体が焼結プロセ
スにおいて焼結され、そして得られた焼結体中に含まれ
ることになった可溶性塩が冷却の後に抽出される各プロ
セスを有し、前記焼結プロセスが、前記結晶性ガラス粉
末の結晶化の間に結晶相が形成されるように行なわれ、
そしてこれゆえ、このガラス−セラミック混合物によっ
て決定される物質特性が、焼結プロセスの指針によって
、ならびに焼結性粉末と無機可溶性塩との間で起りかつ
これらの組成によって決定されるイオン交換によって制
御されるものであること、および前記焼結体が最終ガラ
ス−セラミック組織に相転移されることを特□徴とする
主成分として破砕結晶性ガラス粉末を有する焼結性粉末
と、前記焼結性粉末の集密化温度より高い融点を有する
無機塩の一定板の粒子との混合物を焼結することによっ
て得られることができる、少なくとも主としてガラスセ
ラミックスからなる、大きな連続空孔容積と一定範囲の
孔径を有する連続気孔性多孔質焼結体の製造方法より解
決される。
る焼結性粉末と、前記焼結性粉末の集密化［ｄｃｎｓｉ
ｆｉｃａｔｉｏｎ ］温度より高い融点を有する無機塩
の一定板の粒子との混合物が、成形体を形成するための
成形プロセスにかけられ、得られた成形体が焼結プロセ
スにおいて焼結され、そして得られた焼結体中に含まれ
ることになった可溶性塩が冷却の後に抽出される各プロ
セスを有し、前記焼結プロセスが、前記結晶性ガラス粉
末の結晶化の間に結晶相が形成されるように行なわれ、
そしてこれゆえ、このガラス−セラミック混合物によっ
て決定される物質特性が、焼結プロセスの指針によって
、ならびに焼結性粉末と無機可溶性塩との間で起りかつ
これらの組成によって決定されるイオン交換によって制
御されるものであること、および前記焼結体が最終ガラ
ス−セラミック組織に相転移されることを特□徴とする
主成分として破砕結晶性ガラス粉末を有する焼結性粉末
と、前記焼結性粉末の集密化温度より高い融点を有する
無機塩の一定板の粒子との混合物を焼結することによっ
て得られることができる、少なくとも主としてガラスセ
ラミックスからなる、大きな連続空孔容積と一定範囲の
孔径を有する連続気孔性多孔質焼結体の製造方法より解
決される。
また、本発明は、塩の抽出後に第２の温度処理により連
続気孔性多孔質焼結体を最終ガラスセラミック組織に相
転移することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製
造方法である。さらに本発明は、結晶性ガラス粉体の最
終ガラスセラミック組織状態への相転移を塩の抽出に先
立ち、第２の温度処理なしで焼結プロセスに続いて行う
ことを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方法で
ある。さらに、本発明は、焼結性粉体が結晶性ガラス粉
体のほか、さらに粗砕ガラス、粉砕ガラスおよびセラミ
ック化ガラスセラミック、粒子、ウィスカーまたは繊維
の形態の結晶生成物またはこれらの物質の混合物からな
ることを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方法
である。さらにまた、本発明は、温度減少のために結晶
性粉体が加熱の際に結晶性ガラス粉体の密度より低い密
度はんだガラスからなることを特徴とする連続気孔性多
孔質焼結体の製造方法である。本発明は、焼結性粉体が
結晶性粉体の表面結晶化を遅延する物質、好ましくは少
なくとも５重量％のＢ２０３および／またはＰ２Ｏ５を
有するはんだガラスを含有することを特徴とする連続気
孔性多孔質焼結体の製造方法である。また、本発明は、
成形体をホウ素含有雰囲気下焼結することを特徴とする
連続気孔性多孔質焼結体の製造方法である。さらに本発
明は、成形体をリン含有雰囲気上焼結することを特徴と
する連続気孔性多孔質焼結体の製造方法である。さらに
また、本発明は、成形体をホウ素およびリンｓ打雰囲気
下焼結することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の
製造方法である。本発明は、ホウ素および／またはリン
含有雰囲気を焼結性粉体中に含有されるこれらの元素の
化合物の気化、分解により与えることを特徴と子る連続
気孔性多孔質焼結体の製造方法である。また本発明は、
無機塩への添加の前に焼結性粉体またはその中に含まれ
る単一成分を好適な方法により粘稠温度を減少しかつ／
または表面結晶化を遅延するガラスまたは他の材料で被
覆することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造
方法である。さらに、本発明は、焼結性粉体の組成およ
び無機塩の組成を、焼結プロセスおよび／または結晶性
ガラスの結晶化の際に、焼結性粉体と始めから可溶性で
ある物質である無機塩との間でほんのわずかなイオン交
換が起こるように選択することを特徴とする連続気孔性
多孔質焼結体の製造方法である。
続気孔性多孔質焼結体を最終ガラスセラミック組織に相
転移することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製
造方法である。さらに本発明は、結晶性ガラス粉体の最
終ガラスセラミック組織状態への相転移を塩の抽出に先
立ち、第２の温度処理なしで焼結プロセスに続いて行う
ことを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方法で
ある。さらに、本発明は、焼結性粉体が結晶性ガラス粉
体のほか、さらに粗砕ガラス、粉砕ガラスおよびセラミ
ック化ガラスセラミック、粒子、ウィスカーまたは繊維
の形態の結晶生成物またはこれらの物質の混合物からな
ることを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方法
である。さらにまた、本発明は、温度減少のために結晶
性粉体が加熱の際に結晶性ガラス粉体の密度より低い密
度はんだガラスからなることを特徴とする連続気孔性多
孔質焼結体の製造方法である。本発明は、焼結性粉体が
結晶性粉体の表面結晶化を遅延する物質、好ましくは少
なくとも５重量％のＢ２０３および／またはＰ２Ｏ５を
有するはんだガラスを含有することを特徴とする連続気
孔性多孔質焼結体の製造方法である。また、本発明は、
成形体をホウ素含有雰囲気下焼結することを特徴とする
連続気孔性多孔質焼結体の製造方法である。さらに本発
明は、成形体をリン含有雰囲気上焼結することを特徴と
する連続気孔性多孔質焼結体の製造方法である。さらに
また、本発明は、成形体をホウ素およびリンｓ打雰囲気
下焼結することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の
製造方法である。本発明は、ホウ素および／またはリン
含有雰囲気を焼結性粉体中に含有されるこれらの元素の
化合物の気化、分解により与えることを特徴と子る連続
気孔性多孔質焼結体の製造方法である。また本発明は、
無機塩への添加の前に焼結性粉体またはその中に含まれ
る単一成分を好適な方法により粘稠温度を減少しかつ／
または表面結晶化を遅延するガラスまたは他の材料で被
覆することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造
方法である。さらに、本発明は、焼結性粉体の組成およ
び無機塩の組成を、焼結プロセスおよび／または結晶性
ガラスの結晶化の際に、焼結性粉体と始めから可溶性で
ある物質である無機塩との間でほんのわずかなイオン交
換が起こるように選択することを特徴とする連続気孔性
多孔質焼結体の製造方法である。
さらにまた、本発明は、焼結性粉体および無機塩の組成
を、焼結プロセスの際、および／または結晶性ガラスの
結晶化の際、可溶性塩または塩混合物が焼結体を冷却し
た後に存在する所望に形成された結晶性相を製造する強
いイオン交換ないしは、機械的反応が起きるように選択
することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方
法である。
を、焼結プロセスの際、および／または結晶性ガラスの
結晶化の際、可溶性塩または塩混合物が焼結体を冷却し
た後に存在する所望に形成された結晶性相を製造する強
いイオン交換ないしは、機械的反応が起きるように選択
することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方
法である。
本発明は、無機塩としてアルカリまたはアルカリ上類ハ
ロゲン化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩および
その水和物、複塩またはその混合物を用いることを特徴
とする連続気孔−性多孔質焼結体の製造方法である。ま
た本発明は、第２の温度処理を焼結プロセスより高い温
度で行いかつ焼結体の連続気孔性多孔質構造を持続する
ことを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方法で
ある。
ロゲン化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩および
その水和物、複塩またはその混合物を用いることを特徴
とする連続気孔−性多孔質焼結体の製造方法である。ま
た本発明は、第２の温度処理を焼結プロセスより高い温
度で行いかつ焼結体の連続気孔性多孔質構造を持続する
ことを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方法で
ある。
さらに、本発明は、焼結体を表面結晶化によりガラスセ
ラミック状態に相転移することを特徴とする連続気孔性
多孔質焼結体の製造方法である。さらにまた、本発明は
、付加的容積結晶化のため核剤を結晶性ガラス粉体に加
えることを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方
法である。本発明は、焼結性粉体と無機塩との混合物を
有機的手段および／または液体の添加により調製し、ひ
きつづき通常の製造方法により製造することを特徴とす
る連続気孔性多孔質焼結体の製造方法である。
ラミック状態に相転移することを特徴とする連続気孔性
多孔質焼結体の製造方法である。さらにまた、本発明は
、付加的容積結晶化のため核剤を結晶性ガラス粉体に加
えることを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の製造方
法である。本発明は、焼結性粉体と無機塩との混合物を
有機的手段および／または液体の添加により調製し、ひ
きつづき通常の製造方法により製造することを特徴とす
る連続気孔性多孔質焼結体の製造方法である。
また、本発明は、混合物を成形プロセスとしてのドライ
ブレス、押出成形、射出成形またはスリップキャスト法
により製造することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結
体の製造方法である。さらに本発明は、発展したキャビ
ティーが焼結プロセスおよび後のプロセスセクションに
おいて持続すること完全燃焼できる有機物質を焼結プロ
セスの間の昇温の際、焼結性粉体と可溶性塩との混合物
に添加することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の
製造方法である。さらにまた本発明は、焼結性粉体と無
機塩との混合物をスリップ状に調製するかまたは完全燃
焼できる有機物質がスリップにより濾過できないスポン
ジ状構造を有することを特徴とする連続気孔性多孔質焼
結体の製造方法である。さらに、本発明は、焼結プロセ
スを加圧により行うことを特徴とする連続気孔性多孔質
焼結体の製造方法である。
ブレス、押出成形、射出成形またはスリップキャスト法
により製造することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結
体の製造方法である。さらに本発明は、発展したキャビ
ティーが焼結プロセスおよび後のプロセスセクションに
おいて持続すること完全燃焼できる有機物質を焼結プロ
セスの間の昇温の際、焼結性粉体と可溶性塩との混合物
に添加することを特徴とする連続気孔性多孔質焼結体の
製造方法である。さらにまた本発明は、焼結性粉体と無
機塩との混合物をスリップ状に調製するかまたは完全燃
焼できる有機物質がスリップにより濾過できないスポン
ジ状構造を有することを特徴とする連続気孔性多孔質焼
結体の製造方法である。さらに、本発明は、焼結プロセ
スを加圧により行うことを特徴とする連続気孔性多孔質
焼結体の製造方法である。
焼結の際のイオン交換により、該プロセスは、結晶化に
より形成された結晶相に依存する開孔焼結体の材料特性
をコントロールしかつ広範囲に変化させる。焼結性粉体
と無機塩との間のイオン交換は、焼結プロセスの指針お
よび焼結性粉体および無機塩の組成に依存する。
より形成された結晶相に依存する開孔焼結体の材料特性
をコントロールしかつ広範囲に変化させる。焼結性粉体
と無機塩との間のイオン交換は、焼結プロセスの指針お
よび焼結性粉体および無機塩の組成に依存する。
（作用）
本発明による方法は、焼結性粉体が主成分として粉末結
晶性ガラス粉体からなることに基づく。
晶性ガラス粉体からなることに基づく。
焼結性粉体と無機塩との混合物の焼結において、結晶セ
ラミックスと比較して、高い焼結性のガラス質状態を用
いる。この方法では、良好な機械抵抗を有する焼結体を
、溶融温度および添加無機塩の分解温度より低い低焼結
温度で製造できる。所望のガラスセラミックス状態への
相転移は、焼結プロセス後の結晶化により起こる。
ラミックスと比較して、高い焼結性のガラス質状態を用
いる。この方法では、良好な機械抵抗を有する焼結体を
、溶融温度および添加無機塩の分解温度より低い低焼結
温度で製造できる。所望のガラスセラミックス状態への
相転移は、焼結プロセス後の結晶化により起こる。
しかしながら、添加可溶性塩または孔形成材料とのセラ
ミック粉体の焼結においては、十分高い程度にまで焼結
温度を減少するために、初期混合物に結合剤または融剤
を加える必要がある。
ミック粉体の焼結においては、十分高い程度にまで焼結
温度を減少するために、初期混合物に結合剤または融剤
を加える必要がある。
本発明による連続気孔性多孔質焼結体のガラスセラミッ
ク組織への相転移は、結晶性ガラスの初期表面から開始
する表面結晶化により生ずる。表面結晶化の焼結プロセ
スを焼結可能粉体と無機塩の存在混合物の各々に関して
相互に最適化されなければならない競合プロセスとして
解釈しなければならない。表面結晶化が早くはじまり過
ぎた場合、十分な機械抵抗性の物体への連続焼結プロセ
スを阻害する。粉体の表面から開始する結晶化は、焼結
プロセスに必須な結晶ガラス粉体の粘稠溶融および接触
領域を阻害する結晶表面を形成する。
ク組織への相転移は、結晶性ガラスの初期表面から開始
する表面結晶化により生ずる。表面結晶化の焼結プロセ
スを焼結可能粉体と無機塩の存在混合物の各々に関して
相互に最適化されなければならない競合プロセスとして
解釈しなければならない。表面結晶化が早くはじまり過
ぎた場合、十分な機械抵抗性の物体への連続焼結プロセ
スを阻害する。粉体の表面から開始する結晶化は、焼結
プロセスに必須な結晶ガラス粉体の粘稠溶融および接触
領域を阻害する結晶表面を形成する。
一方、表面結晶化に対する結晶性ガラス粉体の適応性は
、結晶化および所望のガラスセラミック組織状態への相
転移が不可能な程度までは阻害されない。セラミックス
がガラス質材料に対比して示す性質に関する利点は、多
くの場合において高Ｓ量の結晶面と結びつけられる。非
常に高い温度の焼結プロセスにおいては、結晶化ガラス
粉体の先の表面が弱まり、表面結晶化の核の放出として
もはや有効ではなくなるという危険性がある。
、結晶化および所望のガラスセラミック組織状態への相
転移が不可能な程度までは阻害されない。セラミックス
がガラス質材料に対比して示す性質に関する利点は、多
くの場合において高Ｓ量の結晶面と結びつけられる。非
常に高い温度の焼結プロセスにおいては、結晶化ガラス
粉体の先の表面が弱まり、表面結晶化の核の放出として
もはや有効ではなくなるという危険性がある。
十分な焼結プロセスと表面結晶化との一致しない前記目
標は、できるかぎり別々に２つの進行を認める方法が必
要である。これらの方法を考慮した後、焼結性粉体と無
機塩との多数の異なる組成に関して本発明の方法に従っ
て問題を解決することが可能である。ガラスセラミック
ス組織をコントロールすることにより、連続気孔性多孔
質焼結体の得られる材料特性を広範囲にわたって選択的
に：Ｊ！Ｊ整できる。
標は、できるかぎり別々に２つの進行を認める方法が必
要である。これらの方法を考慮した後、焼結性粉体と無
機塩との多数の異なる組成に関して本発明の方法に従っ
て問題を解決することが可能である。ガラスセラミック
ス組織をコントロールすることにより、連続気孔性多孔
質焼結体の得られる材料特性を広範囲にわたって選択的
に：Ｊ！Ｊ整できる。
次の表面結晶化とともに焼結プロセスを最適化する第１
の方法において、添加固体無機塩は、後の抽出により展
開する独立気孔容積に対する代役として働く。従って、
焼結性粉体は、不透過体とともには焼結できない。
の方法において、添加固体無機塩は、後の抽出により展
開する独立気孔容積に対する代役として働く。従って、
焼結性粉体は、不透過体とともには焼結できない。
本発明による方法は、昇温速度、焼結温度および焼結時
間の選択に関して多大な利益を与える。
間の選択に関して多大な利益を与える。
例えば、低焼結温度が焼結プロセスおよび表面結晶化の
最適化に必要とされる場合、機械抵抗の減損を伴わない
長時間焼結により償われる。
最適化に必要とされる場合、機械抵抗の減損を伴わない
長時間焼結により償われる。
本発明による方法の他の利点としては、第２の温度プロ
セスを焼結プロセスおよび塩の抽出後に行うことができ
るということである。この第２の温度プロセスにより結
晶化が、所望のガラスセラミック状態の組織に起こる。
セスを焼結プロセスおよび塩の抽出後に行うことができ
るということである。この第２の温度プロセスにより結
晶化が、所望のガラスセラミック状態の組織に起こる。
この第２の温度プロセスは、通常、焼結プロセスより高
い温度で行なう。塩の抽出後生じる焼結体の連続気孔性
多孔質機構は、この第２の温度プロセスの間持続されな
ければならない。
い温度で行なう。塩の抽出後生じる焼結体の連続気孔性
多孔質機構は、この第２の温度プロセスの間持続されな
ければならない。
結晶性ガラス粉体の粒径は、焼結プロセスおよびつぎの
表面結晶化に対する主要な配慮である。
表面結晶化に対する主要な配慮である。
はとんどの場合、１〜１００μｍの結晶性ガラス粉体の
平均粒径が有利である。粒径が小さすぎると、結晶性ガ
ラス粉体は、表面／容積の過剰な比のため時期早尚の表
面結晶化となる傾向がある。
平均粒径が有利である。粒径が小さすぎると、結晶性ガ
ラス粉体は、表面／容積の過剰な比のため時期早尚の表
面結晶化となる傾向がある。
それにより良好な焼結プロセスを阻害する。大き過ぎる
粒径は、後の結晶化をより困難にし、また多くの微細孔
が焼結プロセスの隨に残存するので、機械抵抗を悪化す
る。結晶性ガラス粉体の表面結晶化を減少するための好
適な方法は、結晶性ガラス粉体の粒径範囲からの好適な
方法による、例えば沈降による細粒部分の除去である。
粒径は、後の結晶化をより困難にし、また多くの微細孔
が焼結プロセスの隨に残存するので、機械抵抗を悪化す
る。結晶性ガラス粉体の表面結晶化を減少するための好
適な方法は、結晶性ガラス粉体の粒径範囲からの好適な
方法による、例えば沈降による細粒部分の除去である。
逆に、細粒部分の増加により、表面結晶化を選択的に増
大できる。
大できる。
表面結晶化を特に増大する場合には、既に結晶化した状
態の結晶性ガラス粉体を一部に加えること、あるいは結
晶化核として作用する他の粉状物質を加えることが有効
である。
態の結晶性ガラス粉体を一部に加えること、あるいは結
晶化核として作用する他の粉状物質を加えることが有効
である。
実施においては、主成分として結晶性ガラス粉体を含む
結晶性粉体の粒径部分の置き換えが制限される。この制
限は、結晶性粉体がより高い充填密度を必要とすること
により生じる。高充填密度は、成形体の高いプレプレグ
密度を導く。巨大粉末粗粒間のキャビティーを微小粉状
粗粒により十分に満たす。このため、材料が焼結プロセ
スの際、被覆しなければならない流路を最少化するので
特に良好な焼結プロセスとなる。粒径の与えられた」−
眼において、最大充填密度に最適な粒径分布をアンドレ
アゼン（Ａｎｄｒｃａｓｃｎ）の式に従って計算できる
。
結晶性粉体の粒径部分の置き換えが制限される。この制
限は、結晶性粉体がより高い充填密度を必要とすること
により生じる。高充填密度は、成形体の高いプレプレグ
密度を導く。巨大粉末粗粒間のキャビティーを微小粉状
粗粒により十分に満たす。このため、材料が焼結プロセ
スの際、被覆しなければならない流路を最少化するので
特に良好な焼結プロセスとなる。粒径の与えられた」−
眼において、最大充填密度に最適な粒径分布をアンドレ
アゼン（Ａｎｄｒｃａｓｃｎ）の式に従って計算できる
。
本発明によるプロセスにおける孔径が無機塩の粗粒の粗
さによりコントロールされるので、はとんどの場合、無
機塩のある限定された粒子分画を連続気孔性多孔質焼結
体のある狭い粒径分布に関してえり抜く。いくつかの適
用に関しては、無機塩のより小さな粒子分画をより大き
な粒子分画と組合せることが有効であり、これによって
２つの極大を示す孔径分布がもたらされる。所望の粒径
に依存して無機塩の平均粒子直径は、はとんどの場合に
おいて５μｍ〜数ｍｍである。
さによりコントロールされるので、はとんどの場合、無
機塩のある限定された粒子分画を連続気孔性多孔質焼結
体のある狭い粒径分布に関してえり抜く。いくつかの適
用に関しては、無機塩のより小さな粒子分画をより大き
な粒子分画と組合せることが有効であり、これによって
２つの極大を示す孔径分布がもたらされる。所望の粒径
に依存して無機塩の平均粒子直径は、はとんどの場合に
おいて５μｍ〜数ｍｍである。
連続気孔性多孔質焼結体の粒径分布を、プロセスの際、
焼結性粉体と無機塩との混合物に、完全燃焼できる有機
物質を加えることによりさらに変化させることができる
。付加的キャビティーを有機物質の完全燃焼により発展
させる。焼結プロセスおよびその後のプロセス段階は、
細孔間が持続されるように行なわれなければならない。
焼結性粉体と無機塩との混合物に、完全燃焼できる有機
物質を加えることによりさらに変化させることができる
。付加的キャビティーを有機物質の完全燃焼により発展
させる。焼結プロセスおよびその後のプロセス段階は、
細孔間が持続されるように行なわれなければならない。
有機物質は、焼結温度に到達する前に一般に完全燃焼す
るので、キャビティーがほぼ独立孔として焼結されるか
あるいは通過を制限する狭い溝でのみお互いに連結され
る危険性があり、特に高焼結温度でそうである。塩の存
在のため、本発明による方法は、公知方法のこの欠点を
回避する。いずれの場合においても、塩を抽出した後に
、有機物質を完全燃焼することにより形成されたキャビ
ティーはお互いに連結され、そして連続気孔とされる。
るので、キャビティーがほぼ独立孔として焼結されるか
あるいは通過を制限する狭い溝でのみお互いに連結され
る危険性があり、特に高焼結温度でそうである。塩の存
在のため、本発明による方法は、公知方法のこの欠点を
回避する。いずれの場合においても、塩を抽出した後に
、有機物質を完全燃焼することにより形成されたキャビ
ティーはお互いに連結され、そして連続気孔とされる。
完全燃焼可能な有機物質の添加により望ましい巨大孔を
得ることができる。例えばＳｉＣのような添加発泡剤は
、焼結プロセスの際、焼結体の付加的発泡を引き起こす
ことができる。
得ることができる。例えばＳｉＣのような添加発泡剤は
、焼結プロセスの際、焼結体の付加的発泡を引き起こす
ことができる。
焼結プロセスにとって粉砕結晶性ガラス粉体が無機塩よ
り小さい粒状を示すかまたは同一寸法であることが有利
である。これは、粉径分布を上限に制限する保護分粒に
より達成できる。
り小さい粒状を示すかまたは同一寸法であることが有利
である。これは、粉径分布を上限に制限する保護分粒に
より達成できる。
多孔性焼結体の連続気孔性多孔質容積は焼結粉体と無機
塩との定量比により決定されるが、有機物質の混合比は
、好ましくは、２０〜８０重量％である。
塩との定量比により決定されるが、有機物質の混合比は
、好ましくは、２０〜８０重量％である。
結晶性ガラスの溶融の際の混合物への核剤の添加は、結
晶性ガラス粉体の結晶化を増大するさらなる可能性とし
て働く。核形成は、昇温の際に起こり、結晶性ガラス粉
体の付加的容量結晶化をもたらす。
晶性ガラス粉体の結晶化を増大するさらなる可能性とし
て働く。核形成は、昇温の際に起こり、結晶性ガラス粉
体の付加的容量結晶化をもたらす。
焼結温度を低減するために、焼結性粉体は、粗砕はんだ
ガラスを含んでもよい。昇温においてはんだガラスの粘
度は、結晶性ガラスの粘度より低いものにちがいない。
ガラスを含んでもよい。昇温においてはんだガラスの粘
度は、結晶性ガラスの粘度より低いものにちがいない。
はんだガラスは、早く軟化するので、必要とされる結合
強度は、低温で既に到達される。はんだガラスを含有す
ることにおいて、ガラスセラミックスの連続気孔性多孔
質焼結体の材料特性を許容外にまで悪化させないように
留意しなければならない。焼結温度の低減はまた、加圧
下、焼結プロセスを行うことによって達成される。
強度は、低温で既に到達される。はんだガラスを含有す
ることにおいて、ガラスセラミックスの連続気孔性多孔
質焼結体の材料特性を許容外にまで悪化させないように
留意しなければならない。焼結温度の低減はまた、加圧
下、焼結プロセスを行うことによって達成される。
焼結性粉体が表面結晶化を遅らせる物質を含むことが早
期表面結晶化を示す結晶性ガラス粉体の焼結プロセスに
有効である。
期表面結晶化を示す結晶性ガラス粉体の焼結プロセスに
有効である。
好ましくは、少なくとも５重量％のＢ２ ｏ３および／
またはＰ２Ｏ５を含ａするはんだガラスが好適である。
またはＰ２Ｏ５を含ａするはんだガラスが好適である。
焼結プロセスの際、低密度のはんだガラスは、成形体の
界面上のはんだガラスの滑らかな流れをもたらす。選択
的にそこに広がったはんだガラスの構成成分は、焼結性
ガラス粉体の表面に影響を及ぼす。多くの場合において
、結晶化を禁じる物質を結晶性ガラスの溶融の際、混合
により導入するような前述の方法がより好ましい。
界面上のはんだガラスの滑らかな流れをもたらす。選択
的にそこに広がったはんだガラスの構成成分は、焼結性
ガラス粉体の表面に影響を及ぼす。多くの場合において
、結晶化を禁じる物質を結晶性ガラスの溶融の際、混合
により導入するような前述の方法がより好ましい。
表面の選択的影響のため、必要物質量は、微量であり、
またその結果、得られるガラスセラミックスの材料特性
に対する影響も少ない。
またその結果、得られるガラスセラミックスの材料特性
に対する影響も少ない。
ホウ素お・よびリンもまた、ホウ素およびリンをこれら
の元素の化合物が気化または解離する状態で導入される
場合、その影響を広げることができる。上記化合物から
なる粉体のベツドにおいて、焼結プロセスを行うことも
可能であり、これゆえホウ素およびリンを含む雰囲気が
形成される。
の元素の化合物が気化または解離する状態で導入される
場合、その影響を広げることができる。上記化合物から
なる粉体のベツドにおいて、焼結プロセスを行うことも
可能であり、これゆえホウ素およびリンを含む雰囲気が
形成される。
前述の表面結晶化を選択的に遅延する方法は、ホウ素お
よび／またはり、ンを含りする物質だけに制限されない
。ホウ素および／またはリンは、これらが極めて多数の
焼結性粉体と無機塩との混合物にａ効であるという程度
に選別されるだけである。混合物の種類に応じて、表面
結晶化を遅延する他の物質を使用できる。従って、例え
ば、ＡΩＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の共有結合化合物は、５ｉ０
２リツチ結晶ガラスにおけるクリストバライト（Ｃｒｙ
ｓｔｏｂａｌｉｔｃ）の形成を遅延する。
よび／またはり、ンを含りする物質だけに制限されない
。ホウ素および／またはリンは、これらが極めて多数の
焼結性粉体と無機塩との混合物にａ効であるという程度
に選別されるだけである。混合物の種類に応じて、表面
結晶化を遅延する他の物質を使用できる。従って、例え
ば、ＡΩＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の共有結合化合物は、５ｉ０
２リツチ結晶ガラスにおけるクリストバライト（Ｃｒｙ
ｓｔｏｂａｌｉｔｃ）の形成を遅延する。
いくつかの焼結性粉体に関して、これらは空気とは異な
る雰囲気で焼結する必要があることを見い出することが
できる。例えば、上記の窒化化合物または結晶性酸窒素
ガラスでの場合である。
る雰囲気で焼結する必要があることを見い出することが
できる。例えば、上記の窒化化合物または結晶性酸窒素
ガラスでの場合である。
表面結晶化の遅延および／または焼結温度の減少に関す
る物質量をできる限り低く維持すべきである場合、これ
らの物質を焼結粉体またはこれらの中に含まれる焼結粉
体、特に結晶性ガラス粉体上にこれらを被覆することに
より設置し、固定することか有効である。被覆は、無機
塩の添加に先立ち生じる。被覆プロセスのさらなる利益
は、混合および成形プロセスの際、焼結性粉体および表
面結晶化を遅延する物質の分離が起こらないことにある
。粉体の被覆方法としては、例えばゾル−ゲル法、湿式
化学法、気化法並びに熱的方法のごと（可能なすべての
方法が適する。
る物質量をできる限り低く維持すべきである場合、これ
らの物質を焼結粉体またはこれらの中に含まれる焼結粉
体、特に結晶性ガラス粉体上にこれらを被覆することに
より設置し、固定することか有効である。被覆は、無機
塩の添加に先立ち生じる。被覆プロセスのさらなる利益
は、混合および成形プロセスの際、焼結性粉体および表
面結晶化を遅延する物質の分離が起こらないことにある
。粉体の被覆方法としては、例えばゾル−ゲル法、湿式
化学法、気化法並びに熱的方法のごと（可能なすべての
方法が適する。
焼結性粉体と無機塩とのイオン交換を所望の性質を有す
る結晶相を発展させるのに選択的に用いるということは
、本発明による方法の基本的特徴である。焼結温度でい
くつかのイオン、特に−価および二価のイオンの拡散速
度が交換に十分過ぎるので、イオン交換には常に注意を
払わなければならない。
る結晶相を発展させるのに選択的に用いるということは
、本発明による方法の基本的特徴である。焼結温度でい
くつかのイオン、特に−価および二価のイオンの拡散速
度が交換に十分過ぎるので、イオン交換には常に注意を
払わなければならない。
焼結性粉体と無機塩との組成を選択することにより極く
わずかなイオン交換が相互間で起きるということを達成
できる。例えば、少移動度の陽イオンを選ぶ場合、ある
いは無機塩の陽イオンが焼結性粉体の成分である場合も
また、これは可能である。ついで、無機塩は、不活性充
填物と同程度にふるまう。無機塩は、焼結プロセスの後
に焼結体から抽出可能であるために可溶性物質でなけれ
ばならない。
わずかなイオン交換が相互間で起きるということを達成
できる。例えば、少移動度の陽イオンを選ぶ場合、ある
いは無機塩の陽イオンが焼結性粉体の成分である場合も
また、これは可能である。ついで、無機塩は、不活性充
填物と同程度にふるまう。無機塩は、焼結プロセスの後
に焼結体から抽出可能であるために可溶性物質でなけれ
ばならない。
焼結性ガラス粉体と焼結性粉体の他の成分との化学反応
が起こらない場合、結晶化の際発展する結晶相を結晶性
ガラスの組成および結晶化プログラムにより予め決定す
る。
が起こらない場合、結晶化の際発展する結晶相を結晶性
ガラスの組成および結晶化プログラムにより予め決定す
る。
焼結性粉体と無機塩との組成は、焼結プロセスの際、強
いイオン交換が起こるように選ばなければならない。生
じる化学反応におけるイオン交換により、新たな無機塩
化合物が発展する。ついで、これらは、異なる塩の混合
物として、部分的には新たに生成した複塩としても、焼
結体中に存在する。しばしば化学反応とともに、容積の
変化が関連する。驚くべきことに、化学反応にもかかわ
らず、はとんどの場合、後の抽出の際に発展する孔に関
する代役としての無機塩の機能が持続することを見出し
た。焼結体を冷却した後、可溶性塩または塩の混合物が
存在するということは重要である。
いイオン交換が起こるように選ばなければならない。生
じる化学反応におけるイオン交換により、新たな無機塩
化合物が発展する。ついで、これらは、異なる塩の混合
物として、部分的には新たに生成した複塩としても、焼
結体中に存在する。しばしば化学反応とともに、容積の
変化が関連する。驚くべきことに、化学反応にもかかわ
らず、はとんどの場合、後の抽出の際に発展する孔に関
する代役としての無機塩の機能が持続することを見出し
た。焼結体を冷却した後、可溶性塩または塩の混合物が
存在するということは重要である。
焼結性粉体と無機塩との選択的イオン交換により、結晶
相が結晶化の間に得られるようになる。
相が結晶化の間に得られるようになる。
このように結晶化の間に結晶相を得ることはガラスセラ
ミックスの方法によってまたは多大の消費だけによって
は製造できないものである。従って、例えば高融点のポ
リューサイト（ＣｓＡＪＩＳｉ２０６、融点１９００℃
）を１２００℃未満の温度でのイオン交換により製造で
きる。例えば極くわずかな結晶化の傾向しか示さないリ
ューサイト（ＫＡΩ５ｉ２０Ｂ、融点的１６８０℃）の
ような結晶相もまた、困難なく製造できる。これを実施
例２および３に記載する。
ミックスの方法によってまたは多大の消費だけによって
は製造できないものである。従って、例えば高融点のポ
リューサイト（ＣｓＡＪＩＳｉ２０６、融点１９００℃
）を１２００℃未満の温度でのイオン交換により製造で
きる。例えば極くわずかな結晶化の傾向しか示さないリ
ューサイト（ＫＡΩ５ｉ２０Ｂ、融点的１６８０℃）の
ような結晶相もまた、困難なく製造できる。これを実施
例２および３に記載する。
同一の焼結性粉体からの進行により、完全に異なる結晶
相を種々の無機塩の添加により発展できる。連続気孔性
多孔質焼結体の材料特性をそれらの異なるガラスセラミ
ックス組織によりコントロールできる。
相を種々の無機塩の添加により発展できる。連続気孔性
多孔質焼結体の材料特性をそれらの異なるガラスセラミ
ックス組織によりコントロールできる。
主成分としての結晶性ガラス粉体に加えて、焼結性粉体
は、粒子、ウィスカーまたは繊維状の別の成分を含んで
もよい。これれらの付加的成分によって新たな組織のお
よび材料特性を得る。それ故、２つの可能性が、識別さ
れなければならない。
は、粒子、ウィスカーまたは繊維状の別の成分を含んで
もよい。これれらの付加的成分によって新たな組織のお
よび材料特性を得る。それ故、２つの可能性が、識別さ
れなければならない。
付加成分が不活性の場合、結局組織がガラスセラミック
および付加成分の化合物を表わす連続気孔性多孔質焼結
体が存在する。このような連続気孔性多孔質固溶体は、
例えば、高い安定性または良好な耐化学薬品性により優
れている。
および付加成分の化合物を表わす連続気孔性多孔質焼結
体が存在する。このような連続気孔性多孔質固溶体は、
例えば、高い安定性または良好な耐化学薬品性により優
れている。
第２の場合において、強いイオン交換または化学反応は
、各々焼結プロセスおよび／または結晶性ガラスの結晶
化の際、付加成分により生じ、結晶化が他の飛跡へ導か
れる。
、各々焼結プロセスおよび／または結晶性ガラスの結晶
化の際、付加成分により生じ、結晶化が他の飛跡へ導か
れる。
反応性付加成分の存在により新たな材料特性を有する変
更組織が発展する。これは、実施例１０により支持され
る。
更組織が発展する。これは、実施例１０により支持され
る。
コスト的理由から、焼結性粉体と無機塩との混合物を例
えばドライプレス、抽出成形、トランスファーモールデ
ィングおよびスリップキャスティング等の従来のセラミ
ック工業の成形プロセスで加工できることは有利である
。加工は、市販の有機補助材料の添加によりおよび／ま
たは液体により行う。従って、例えば抽出成形において
、柔軟性を有する可塑化素材より進行する。ドライプレ
スは、補助成形手段の添加および成形用流動性顆粒化物
質への調製によって生じる。焼結プロセスにかかる前に
、成形体または未処理圧縮粉を機械的に製造できる。液
体を加える場合、予備乾燥プロセスが必要である。昇温
の際、有機補助物質を焼結プログラムの好適なコントロ
ールにより完全燃焼する。
えばドライプレス、抽出成形、トランスファーモールデ
ィングおよびスリップキャスティング等の従来のセラミ
ック工業の成形プロセスで加工できることは有利である
。加工は、市販の有機補助材料の添加によりおよび／ま
たは液体により行う。従って、例えば抽出成形において
、柔軟性を有する可塑化素材より進行する。ドライプレ
スは、補助成形手段の添加および成形用流動性顆粒化物
質への調製によって生じる。焼結プロセスにかかる前に
、成形体または未処理圧縮粉を機械的に製造できる。液
体を加える場合、予備乾燥プロセスが必要である。昇温
の際、有機補助物質を焼結プログラムの好適なコントロ
ールにより完全燃焼する。
コスト的理由のため、水溶液並びにアルカリ溶液および
酸が焼結体からの可溶性塩の抽出に適する。
酸が焼結体からの可溶性塩の抽出に適する。
大きな気孔容積のため、焼結体を焼結プロセスまたは結
晶化の後、金属ツールにより変形、中ぐり、微粉砕（ｍ
ｉｌｌｉｎｇ）またはソーイングすることにより成形で
きる。
晶化の後、金属ツールにより変形、中ぐり、微粉砕（ｍ
ｉｌｌｉｎｇ）またはソーイングすることにより成形で
きる。
（発明の効果）
完全にまたはおもにガラスセラミックスよりなる連続気
孔性多孔質焼結体を製造するための本発明による方法の
根本的利益は、セラミック製造プロセスによる省コスト
製造並びに他の材料により得ることのできない広範囲の
到達可能な材料特性および性質の組合せによるものであ
る。セラミックス材料では決して達成できないような大
きな連続気孔容積が一定範囲に調整可能な孔径において
、達成できる。材料は、小さい通過抵抗を有する良好堅
牢性を連続気孔性多孔質焼結体に与える。機械的、熱的
、化学的および電気的性質は、ガラスセラミックスの構
成物質の組織、特に結晶相の状態に由来する。従って、
例えば、熱的性質は、適用温度、耐熱衝撃性および熱膨
張の範囲に関してガラスのものより上回る。耐化学薬品
性および電気絶縁性もまた、ガラスセラミック組織に関
連して優れた値に達する。本発明により製造された連続
気孔性多孔質焼結体は、防災充填物、触媒被覆用塩基性
材料、断熱剤、ディーゼルカーボンブラック用粒子充填
物、熱風フィルター、およびプロセス用濾過（ｐｒｏｃ
ｅｓｓ ｆｉＨｒａｔｉｏｎ）、熱交換器等の高温での
適用にふされしい。他に、濾過性、貯蔵性および噴霧効
果のため、分離媒体として利用できる。高多孔度および
耐熱性のため、該材料は、バインダーの大部分が焼付け
られる焼結プロセス用キルンファニチャーとして用いる
ことができる。
孔性多孔質焼結体を製造するための本発明による方法の
根本的利益は、セラミック製造プロセスによる省コスト
製造並びに他の材料により得ることのできない広範囲の
到達可能な材料特性および性質の組合せによるものであ
る。セラミックス材料では決して達成できないような大
きな連続気孔容積が一定範囲に調整可能な孔径において
、達成できる。材料は、小さい通過抵抗を有する良好堅
牢性を連続気孔性多孔質焼結体に与える。機械的、熱的
、化学的および電気的性質は、ガラスセラミックスの構
成物質の組織、特に結晶相の状態に由来する。従って、
例えば、熱的性質は、適用温度、耐熱衝撃性および熱膨
張の範囲に関してガラスのものより上回る。耐化学薬品
性および電気絶縁性もまた、ガラスセラミック組織に関
連して優れた値に達する。本発明により製造された連続
気孔性多孔質焼結体は、防災充填物、触媒被覆用塩基性
材料、断熱剤、ディーゼルカーボンブラック用粒子充填
物、熱風フィルター、およびプロセス用濾過（ｐｒｏｃ
ｅｓｓ ｆｉＨｒａｔｉｏｎ）、熱交換器等の高温での
適用にふされしい。他に、濾過性、貯蔵性および噴霧効
果のため、分離媒体として利用できる。高多孔度および
耐熱性のため、該材料は、バインダーの大部分が焼付け
られる焼結プロセス用キルンファニチャーとして用いる
ことができる。
（実施例）
次の実施例により本発明をより詳細に説明するがこれに
限定するものではない。
限定するものではない。
実施例１〜４は、焼結性粉体と無機塩との具体的イオン
交換の方法に関する。同一の焼結性粉体（Ｃ−Ｉと呼ぶ
）からの進行において、異なる無機塩の添加のため、完
全に多様な結晶相を形成する。
交換の方法に関する。同一の焼結性粉体（Ｃ−Ｉと呼ぶ
）からの進行において、異なる無機塩の添加のため、完
全に多様な結晶相を形成する。
第１ａ表および第１ｂ表に異なる実施例の材料特性の製
造の細部を示す。
造の細部を示す。
連続気孔性多孔質焼結体の気孔容積は、ＤＩＮ５１０５
Ｂに従って減圧（ｖａｃｕｏ）下の含浸により決定する
。平均孔径の決定のためにＩ Ｓ ０４７９３−１９８
０（Ｅ）規則を適用する。この方法によりキャビティー
はそれ自身により決定されるのではなく、通過を決定す
るより大きなキャビティーの連結通路により決定される
。
Ｂに従って減圧（ｖａｃｕｏ）下の含浸により決定する
。平均孔径の決定のためにＩ Ｓ ０４７９３−１９８
０（Ｅ）規則を適用する。この方法によりキャビティー
はそれ自身により決定されるのではなく、通過を決定す
るより大きなキャビティーの連結通路により決定される
。
実施例１
焼結性粉体Ｃ−Ｉは、以下の組成、すなわち５ｉ０２
５２．５重量％、ＡΩ０３２４．９重量％、ＭｇＯ１８
，１重量％およびｐ２ ｏ５４．５重量％の組成により
溶融された結晶性ガラス粉体９５重量％からなる。表面
結晶化を遅延させるために、焼結性粉体Ｃ−Ｉは、ショ
ット、グラスヴエルケ、西独、マインツ、（Ｓｃｈｏｔ
ｔ Ｇｌａｓｗｃｒｋｃ）、 Ｍａｉｎｚ、ｌコｅ
ｄｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ’ Ｇｅｒｍａｎ
ｙ）、品番８４６２のＢ２ ｏ５リッチはんだガラス５
重量％を含む。両方のガラスを別々に４０μｍの未ｌＺ
の粒子グレードに粉砕し、ふるいわけた。その後、均質
化するために、これらをさらに、平均粒径ｄｓｏ”１２
μｍまで粉砕した。得られた焼結性粉体Ｃ−Ｉを１００
〜２００μの粒子グレードの硫酸マグネシウムＭｇＳＯ
４と混合した。ＭｇＳＯ４は、１１２７℃の融点を示し
また約９５０℃にて空気中で分解する。Ｍ２ＳＯ４は、
水溶性である。
５２．５重量％、ＡΩ０３２４．９重量％、ＭｇＯ１８
，１重量％およびｐ２ ｏ５４．５重量％の組成により
溶融された結晶性ガラス粉体９５重量％からなる。表面
結晶化を遅延させるために、焼結性粉体Ｃ−Ｉは、ショ
ット、グラスヴエルケ、西独、マインツ、（Ｓｃｈｏｔ
ｔ Ｇｌａｓｗｃｒｋｃ）、 Ｍａｉｎｚ、ｌコｅ
ｄｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ’ Ｇｅｒｍａｎ
ｙ）、品番８４６２のＢ２ ｏ５リッチはんだガラス５
重量％を含む。両方のガラスを別々に４０μｍの未ｌＺ
の粒子グレードに粉砕し、ふるいわけた。その後、均質
化するために、これらをさらに、平均粒径ｄｓｏ”１２
μｍまで粉砕した。得られた焼結性粉体Ｃ−Ｉを１００
〜２００μの粒子グレードの硫酸マグネシウムＭｇＳＯ
４と混合した。ＭｇＳＯ４は、１１２７℃の融点を示し
また約９５０℃にて空気中で分解する。Ｍ２ＳＯ４は、
水溶性である。
任意ブレンドは、Ｃ−１４０重量％およびＭｇＳＯ４６
０ＬＩｆ量％であった。ドライブレスによる成形のため
に、プレスワックスを５重量％圧縮手段として加えた。
０ＬＩｆ量％であった。ドライブレスによる成形のため
に、プレスワックスを５重量％圧縮手段として加えた。
圧縮粉体を２時間、空気中８９０℃で焼結した。
焼結性粉体Ｃ−Ｉの組成のため、予備形成塩Ｍｇ５ｏ、
４でほとんどおよび全くイオン交換が起こらない。
４でほとんどおよび全くイオン交換が起こらない。
冷却した後、焼結体に含有されるＭｇＳＯ４を水で抽出
した。溶解速度を増加させるため、焼結体をウォーター
バスに移し、ウォーターバスを加熱した。ひきつづき、
３時間、１２００℃での第２の温１度処理により塩を溶
解した後、多孔性焼結体を最終ガラスセラミック組織に
変えた。
した。溶解速度を増加させるため、焼結体をウォーター
バスに移し、ウォーターバスを加熱した。ひきつづき、
３時間、１２００℃での第２の温１度処理により塩を溶
解した後、多孔性焼結体を最終ガラスセラミック組織に
変えた。
サンプルの密度は０．８ｇ／ｃｍ３であり、曲げおよび
引張強さは、７．ＯＮ／ｌ１１３であった（第１ｂ表参
照）。連続気孔容積を６３容量％と決定し、平均孔径を
５３μｍと決定した゛。焼結構造材料の結晶相としてコ
ージライト（２Ｍ ｇ ＯＸ ２ ＡΩ２０３ Ｘ５Ｓ
ｉ０２ ）を同定した。その高融点および低熱膨張た
めに、この結晶は、良好な耐熱衝撃性を必要とする高温
適用に特にふされしい。
引張強さは、７．ＯＮ／ｌ１１３であった（第１ｂ表参
照）。連続気孔容積を６３容量％と決定し、平均孔径を
５３μｍと決定した゛。焼結構造材料の結晶相としてコ
ージライト（２Ｍ ｇ ＯＸ ２ ＡΩ２０３ Ｘ５Ｓ
ｉ０２ ）を同定した。その高融点および低熱膨張た
めに、この結晶は、良好な耐熱衝撃性を必要とする高温
適用に特にふされしい。
この細孔性焼結体の熱膨張を
（２０℃〜３００℃）＝３Ｘ１０−８／Ｋに決定した。
実施例２
焼結性粉体Ｃ−Ｉを実施例１に従って製造した。
孔形成剤として１００〜２００μｍ粒子グレードのに２
ＳＯ４を用いた。混合比Ｃ−Ｉ／に２ＳＯ４を４０重量
％／６０重量％とした（第１ａ表参照）。Ｋ２ＳＯ４は
、１０６９℃の融点を示し、２０℃で１０％水へ可溶で
ある。
ＳＯ４を用いた。混合比Ｃ−Ｉ／に２ＳＯ４を４０重量
％／６０重量％とした（第１ａ表参照）。Ｋ２ＳＯ４は
、１０６９℃の融点を示し、２０℃で１０％水へ可溶で
ある。
注型できる圧縮粗粒の製造後にドライプレスにより成形
を行った。粗砕化をポリエチレングリコール水溶液の添
加後、凝集を構成することにより行った。２００〜３１
５μｍおよび１２５〜２００μｍの粗粒部分を用いた。
を行った。粗砕化をポリエチレングリコール水溶液の添
加後、凝集を構成することにより行った。２００〜３１
５μｍおよび１２５〜２００μｍの粗粒部分を用いた。
窒素化温度を８９０℃とし、焼結時間を３０時間とした
。焼結プロセスの際、焼結性粒体Ｃ−Ｉとに２ＳＯ４と
の強いイオン交換を行うことによりカリウムイオンを部
分的焼結構造にする。Ｋ２ＳＯ４および／またはＭｇＳ
Ｏ４または各々の複塩からなる水溶性塩が存在する。
。焼結プロセスの際、焼結性粒体Ｃ−Ｉとに２ＳＯ４と
の強いイオン交換を行うことによりカリウムイオンを部
分的焼結構造にする。Ｋ２ＳＯ４および／またはＭｇＳ
Ｏ４または各々の複塩からなる水溶性塩が存在する。
結晶化後、リューサイト（Ｋ２０ＸＡＩＩ！２０３ｘ４
ｓｉ０２）が焼結構造材料の主要結晶相として存在する
。リューサイトの高熱膨張と高融点のため、連続気孔性
多孔質焼結体は、高耐熱性合金と容易に化合できる。製
造および性質のさらなる詳細を第１ａ図および第１ｂ図
に示す。
ｓｉ０２）が焼結構造材料の主要結晶相として存在する
。リューサイトの高熱膨張と高融点のため、連続気孔性
多孔質焼結体は、高耐熱性合金と容易に化合できる。製
造および性質のさらなる詳細を第１ａ図および第１ｂ図
に示す。
実施例３
焼結性粉体Ｃ−■を上記実施例に従って製造した。孔形
成剤として、１００〜２００μｍの粒子グレードの硫酸
セシウムＣｓ２ＳＯ４を用いた。
成剤として、１００〜２００μｍの粒子グレードの硫酸
セシウムＣｓ２ＳＯ４を用いた。
Ｃｓ２ＳＯ４は、１００４℃の融点を示しまた２０℃で
水に対して６４％の溶解性を示す。
水に対して６４％の溶解性を示す。
成形をプレスワックス５重量％の添加後、ドライプレス
により行った。
により行った。
焼結プロセスの際、焼結性粉体Ｃ−ＩとＣｓ２ＳＯ４と
のイオン交換を行うことによりセシウムイオンをマグネ
シウムイオンに対して変化させ、従って部分的焼結構造
材料とした。
のイオン交換を行うことによりセシウムイオンをマグネ
シウムイオンに対して変化させ、従って部分的焼結構造
材料とした。
水に塩を溶解し、結晶化した後、ポリニーサイト（Ｃｓ
２０ｘＡ １２０３ ｘ４ Ｓ ｉ ０２ ）が主要結
晶相として存在しまた少量のコージライトが存在した。
２０ｘＡ １２０３ ｘ４ Ｓ ｉ ０２ ）が主要結
晶相として存在しまた少量のコージライトが存在した。
ポリニーサイトの極めて高い融点およびその低熱膨張は
、高温での使用に関して特に興味深い。製造および性質
に関するさらなる詳細を第１ａ表および第１ｂ表に示す
。
、高温での使用に関して特に興味深い。製造および性質
に関するさらなる詳細を第１ａ表および第１ｂ表に示す
。
実施例４
焼結性粉体Ｃ−Ｉを前述の実施例に従って製造した。孔
形成剤として、１００〜２００μｍ粒子グレードの炭酸
バリウムＢａＣＯ３を用いた。混合比Ｃ−Ｉ／ＢａＣＯ
３を４０重量％／６０市量％とした。
形成剤として、１００〜２００μｍ粒子グレードの炭酸
バリウムＢａＣＯ３を用いた。混合比Ｃ−Ｉ／ＢａＣＯ
３を４０重量％／６０市量％とした。
成形を実施例２に記載のごとく注型圧縮粗粒を製造した
後、ドライプレスにより行った。
後、ドライプレスにより行った。
ＢａＣＯ３が難水溶性であるので、弱塩酸での焼結プロ
セスの後、溶出した。焼結形成剤に対する酸浸蝕のため
溶解時間およびサンプル厚さを各々低く保つ。
セスの後、溶出した。焼結形成剤に対する酸浸蝕のため
溶解時間およびサンプル厚さを各々低く保つ。
焼結プロセの際、焼結体Ｃ−ＩとＢａＣＯ３との強いイ
オン交換を行うことによりバリウムイオンを部分的焼結
構造材料にする。結晶化の後、コージライトおよびセル
シアンが焼結構造材料の結晶層中に存在する。製造およ
び性質に対するさらなる詳細を第１ａ表および第１ｂ表
に示す。
オン交換を行うことによりバリウムイオンを部分的焼結
構造材料にする。結晶化の後、コージライトおよびセル
シアンが焼結構造材料の結晶層中に存在する。製造およ
び性質に対するさらなる詳細を第１ａ表および第１ｂ表
に示す。
実施例５
連続気孔性多孔質焼結体を製造するにあたって、実施例
１に記載のごとく行った。実施例１と異なり高温での第
２の温度処理を行わなかった。結晶化を塩を溶出する前
、焼結プロセスに続いて先に行い終了した。さらにまた
、焼結構造材料の結晶層としてコージライトを見出す。
１に記載のごとく行った。実施例１と異なり高温での第
２の温度処理を行わなかった。結晶化を塩を溶出する前
、焼結プロセスに続いて先に行い終了した。さらにまた
、焼結構造材料の結晶層としてコージライトを見出す。
しかしながら、製造方法が実施例１と異なるのでセラミ
ック組織およびその性質も異なる（第１ａ表および第１
ｂ表参照）。
ック組織およびその性質も異なる（第１ａ表および第１
ｂ表参照）。
この実施例は、広い本発明による方法が含浸温度、焼結
時間並びに結晶化条件の選択を与える範囲を示す。
時間並びに結晶化条件の選択を与える範囲を示す。
実施例６
実施例１に記載のごとくこの実施例は、焼結性粉体Ｃ−
Ｉおよび１００〜２００μｍ粒子グレードの硫酸マグネ
シウムの混合物から行った。実施例１と異なり、成形体
を押出成形により作成した。
Ｉおよび１００〜２００μｍ粒子グレードの硫酸マグネ
シウムの混合物から行った。実施例１と異なり、成形体
を押出成形により作成した。
押出成形に必要な可塑化素材の製造を混合物に対して２
５重量％の水／アルコール（７重量部）に溶解したメチ
ルセルロース（３重量部）を添加し、はげしく混合し、
混練することにより行った。押出後、得られた物体を乾
燥し、次いでプロセスを実施例１に記載のごとく行った
。
５重量％の水／アルコール（７重量部）に溶解したメチ
ルセルロース（３重量部）を添加し、はげしく混合し、
混練することにより行った。押出後、得られた物体を乾
燥し、次いでプロセスを実施例１に記載のごとく行った
。
実施例１と異なる成形プロセスは、未加工圧縮粉の異な
る予備含浸のため異なる多孔度を与える。
る予備含浸のため異なる多孔度を与える。
押出連続気孔性多孔質焼結体は、ドライブレスに比較し
て大きい孔径および多量の微細孔を有する。
て大きい孔径および多量の微細孔を有する。
このような多孔度は、触媒被覆用キャリヤー材料に用い
る場合、より好適である。構造材料の組織および性質は
、成形プロセスに影響されない。製造および性質に関す
るさらなる詳細を第１ａ表および第１ｂ表に示す。
る場合、より好適である。構造材料の組織および性質は
、成形プロセスに影響されない。製造および性質に関す
るさらなる詳細を第１ａ表および第１ｂ表に示す。
実施例７
方法を実施例６に記載のごとく行った。無機塩の粒子グ
レードによる孔径の調整が可能であることを示すために
、実施例６と異なり２００〜３１５μｍの粉子グレード
を有する硫酸マグネシウムを用いた。製造および性質の
さらなる詳細を第１ａ表および第１ｂ表に示す。
レードによる孔径の調整が可能であることを示すために
、実施例６と異なり２００〜３１５μｍの粉子グレード
を有する硫酸マグネシウムを用いた。製造および性質の
さらなる詳細を第１ａ表および第１ｂ表に示す。
実施例８
方法を実施例６および７に記載のごとく行った。
６３〜１００μｍの粉子グレードを有する硫酸マグネラ
ムを用いた。多孔質焼結体の平均孔径は、先の２つの実
施例と比較して著しく減少した。製造および性質のさら
なる詳細を第１ａ表および第１ｂ表に示す。
ムを用いた。多孔質焼結体の平均孔径は、先の２つの実
施例と比較して著しく減少した。製造および性質のさら
なる詳細を第１ａ表および第１ｂ表に示す。
実施例９
高気孔容積、低密度および低通過抵抗を有する連続気孔
性多孔質焼結体を製造するために完全燃焼可能なポリス
チレンの発泡合成小球を焼結性粉体Ｃ−１と無機塩との
混合物に添加した。ポリスチレン小球の平均直径は、ｉ
ｏｏｍであり、完全燃焼の際、得られる孔径を決定する
。
性多孔質焼結体を製造するために完全燃焼可能なポリス
チレンの発泡合成小球を焼結性粉体Ｃ−１と無機塩との
混合物に添加した。ポリスチレン小球の平均直径は、ｉ
ｏｏｍであり、完全燃焼の際、得られる孔径を決定する
。
詳しくは、焼結性粉体Ｃ−ｌ３００ｇを１００〜１６０
μの粒子グレードのＭｇＳＣ）ｓ２００ｇ４トびにＭｎ
０２５ｇおよび（ＮＨ４）２５０４１５ｇと混合した。
μの粒子グレードのＭｇＳＣ）ｓ２００ｇ４トびにＭｎ
０２５ｇおよび（ＮＨ４）２５０４１５ｇと混合した。
第２の構成において、ポリスチレン小球８００ｍ１を可
塑剤の添加により水５０ｍ１およびＨ２０２３０ｍ１と
混合した。この実施例においてグリセリンを可塑剤とし
て用いた。２つの構成物を均一になるまで混合、混練し
た。 Ｈ２Ｏ２の添加は、ポリスチレンの完全燃焼をは
やめる目的として行なった。これに関連して、ＭｎＯ２
は、Ｈ２Ｏ２の酸素をを遊離するための触媒として作用
する。
塑剤の添加により水５０ｍ１およびＨ２０２３０ｍ１と
混合した。この実施例においてグリセリンを可塑剤とし
て用いた。２つの構成物を均一になるまで混合、混練し
た。 Ｈ２Ｏ２の添加は、ポリスチレンの完全燃焼をは
やめる目的として行なった。これに関連して、ＭｎＯ２
は、Ｈ２Ｏ２の酸素をを遊離するための触媒として作用
する。
（Ｎ Ｈ４） ２ Ｓ ０４およびグリセリンの添加に
より、無機および有機構成物の相互付着を高める。
より、無機および有機構成物の相互付着を高める。
水の添加による均質可塑素材の製造は、軽量有機ポリス
チレンの凝離の発生を防ぐ。
チレンの凝離の発生を防ぐ。
均質可塑素材を成形体に取り入れ、乾燥した。
乾燥後、未加工圧縮粉体を成形体から除き、焼結した。
焼結温度を８８０℃、また焼結時間を４時間とした。ポ
リスチレンを完全燃焼するために、低温度での補足的停
止期間を導入した。塩の抽出後、焼結体を３時間１２０
℃で第２の温度処理を行なった。コージライトが焼結構
造材料の結晶相として存在する。
リスチレンを完全燃焼するために、低温度での補足的停
止期間を導入した。塩の抽出後、焼結体を３時間１２０
℃で第２の温度処理を行なった。コージライトが焼結構
造材料の結晶相として存在する。
焼結体の多孔度はポリスチレン小球の完全燃焼により製
造された巨大孔と塩の抽出後に製造された微小孔により
特性づけられる。
造された巨大孔と塩の抽出後に製造された微小孔により
特性づけられる。
気孔容積は、８０容量％、密度は０．４ｇ／ｃｍ３であ
った。
った。
実施例１０
この実施例では、さらなる添加化合物を焼結性粉体Ｃ−
Ｉに導入した。全体として、８つの異なる添加化合物を
調査した。異なる添加成分を有する焼結性粉体Ｚ−Ｉ−
Ｚ−■を第２表に挙げる。
Ｉに導入した。全体として、８つの異なる添加化合物を
調査した。異なる添加成分を有する焼結性粉体Ｚ−Ｉ−
Ｚ−■を第２表に挙げる。
各々の場合、焼結性粉体Ｃ−Ｉ ９０重量％を４０μ
ｍ未満の粉体グレードを有するセラミックまたはガラス
粉体１０重量％と混合した。その後、各々、得られた焼
結性粉体Ｚ−Ｉ−Ｚ−■４５重量％と１００〜２００μ
ｍの粉子グレードのＭｇ５０４５５重量％を混合した。
ｍ未満の粉体グレードを有するセラミックまたはガラス
粉体１０重量％と混合した。その後、各々、得られた焼
結性粉体Ｚ−Ｉ−Ｚ−■４５重量％と１００〜２００μ
ｍの粉子グレードのＭｇ５０４５５重量％を混合した。
ドライプロセスにる成形のためプレスワックス５重量％
を添加した。焼結プロセスを８９０℃で２時間、均質に
実施した。塩を抽出した後、結晶層をＸ線回折分析によ
り決定した。その性質に応じて、添加化合物は、より強
力に反応したかあるいはほとんど反応しなかった。従っ
て、例えば、イツトリウム固定Ｚｒ０２（焼結性粉体Ｚ
−ＩＶ）は、不活性であり、一方カオリン（Ｚ−■）は
、完全に脱溶媒する。Ｍｇ０（Ｚ−ＩＶ）およびユーク
リプタイト（Ｚ−ＶおよびＺ−Ｖｌ）は、完全に他の結
晶相に変化した。
を添加した。焼結プロセスを８９０℃で２時間、均質に
実施した。塩を抽出した後、結晶層をＸ線回折分析によ
り決定した。その性質に応じて、添加化合物は、より強
力に反応したかあるいはほとんど反応しなかった。従っ
て、例えば、イツトリウム固定Ｚｒ０２（焼結性粉体Ｚ
−ＩＶ）は、不活性であり、一方カオリン（Ｚ−■）は
、完全に脱溶媒する。Ｍｇ０（Ｚ−ＩＶ）およびユーク
リプタイト（Ｚ−ＶおよびＺ−Ｖｌ）は、完全に他の結
晶相に変化した。
塩を抽出した後、３時間、１２００℃で第２の温度処理
を行なった。高温により化学反応を強める。従って、例
えば結晶性ガラス粉体Ｃ−Ｉのケイ素とともにＺｒＯ２
（Ｚ−ＩＶ）をジルコン（Ｚｒｓｉ０２）に変える。さ
らに、反応の強さは、添加化合物の性質および温度プロ
グラムに由来する。これは、添加化合物それ自体の変化
並びに添加化合物の結晶性ガラス粉体または無機塩との
反応への変化に適用する。
を行なった。高温により化学反応を強める。従って、例
えば結晶性ガラス粉体Ｃ−Ｉのケイ素とともにＺｒＯ２
（Ｚ−ＩＶ）をジルコン（Ｚｒｓｉ０２）に変える。さ
らに、反応の強さは、添加化合物の性質および温度プロ
グラムに由来する。これは、添加化合物それ自体の変化
並びに添加化合物の結晶性ガラス粉体または無機塩との
反応への変化に適用する。
添加化合物の変化および焼結プロセスおよび結晶化の際
の温度プログラムの変化により、連続気孔性多孔質燃結
体の組織特性のおよび材料特性を広範囲に変化できる。
の温度プログラムの変化により、連続気孔性多孔質燃結
体の組織特性のおよび材料特性を広範囲に変化できる。
実施例１１
この実施例において、焼結性粉体は、以下の組成すなわ
ち％５ｉ０２ ５７．０重量、Ａｌｌ！２０３１７．９
重量％、ＭｇＯ２４，８重量％およびＮａ２００．３重
量％で溶融した結晶性ガラスより構成した。この燃結性
粉体をＥ−Ｉと呼ぶ。ガラスを平均粒径ｄ、。＝１５μ
ｍまで粉砕し、１００〜１６０μｍの粒子グレードをａ
する硫酸マグネシウムと混合した。混合物の割合をＥ−
Ｉ６０６０重量よびＭｇＳＯ４４０重量％とした。
ち％５ｉ０２ ５７．０重量、Ａｌｌ！２０３１７．９
重量％、ＭｇＯ２４，８重量％およびＮａ２００．３重
量％で溶融した結晶性ガラスより構成した。この燃結性
粉体をＥ−Ｉと呼ぶ。ガラスを平均粒径ｄ、。＝１５μ
ｍまで粉砕し、１００〜１６０μｍの粒子グレードをａ
する硫酸マグネシウムと混合した。混合物の割合をＥ−
Ｉ６０６０重量よびＭｇＳＯ４４０重量％とした。
成形をプレスワックス５市量％の添加後、ドライプレス
によって行なった◎ 含浸温度は、８６０℃であり、ガラス化時間は、２時間
であった。冷却した後、孔形成剤ＭｇＳＯ４を抽出した
。焼結の際、塩は、不活性であった。
によって行なった◎ 含浸温度は、８６０℃であり、ガラス化時間は、２時間
であった。冷却した後、孔形成剤ＭｇＳＯ４を抽出した
。焼結の際、塩は、不活性であった。
第２の温度処理を１１５０℃で２時間行なった。
エンスタタイトおよびコージライトを焼結構造材料の結
晶相として決定した。コージライト−エンスタタイトで
の構成は、著しく高い熱膨張を示す。
晶相として決定した。コージライト−エンスタタイトで
の構成は、著しく高い熱膨張を示す。
実施例１２
焼結性粉体Ｎ−Ｉは、以下の組成、すなわち５ｉ０４４
３．２重量％、Ｎａ２０ １５． ３！ｒｆ量％、Ｋ２
Ｏ４，１重量％、ＡＱ２０３３０゜８重量％で溶融した
結晶性ガスラ粉体９５重量％からなる。表面結晶化を遅
延するためこの焼結性粉体Ｎ−Ｉは、ショットグラスヴ
エルケ社、型番８４６２のＢ２０３−リッチはんだガラ
ス５重量％を含有する。両ガラスを別個に４０μｍ未満
の粉体グレードまで粉砕、ふるい分けした。均質化する
ため、これらを−緒に再び平均粒径ｄ５ｏ＝２０μｍま
で粉砕した。得られた焼結性粉体を１００〜２００μｍ
の粒子グレードのＮａＳＯ４と混合した。混合物の割合
は、Ｎ−Ｉ ４０重量％およびＮａ２ ＳＯ４６０重
量％であった。水溶性のＮａ２ＳＯ４は、８８０℃で溶
融する。
３．２重量％、Ｎａ２０ １５． ３！ｒｆ量％、Ｋ２
Ｏ４，１重量％、ＡＱ２０３３０゜８重量％で溶融した
結晶性ガスラ粉体９５重量％からなる。表面結晶化を遅
延するためこの焼結性粉体Ｎ−Ｉは、ショットグラスヴ
エルケ社、型番８４６２のＢ２０３−リッチはんだガラ
ス５重量％を含有する。両ガラスを別個に４０μｍ未満
の粉体グレードまで粉砕、ふるい分けした。均質化する
ため、これらを−緒に再び平均粒径ｄ５ｏ＝２０μｍま
で粉砕した。得られた焼結性粉体を１００〜２００μｍ
の粒子グレードのＮａＳＯ４と混合した。混合物の割合
は、Ｎ−Ｉ ４０重量％およびＮａ２ ＳＯ４６０重
量％であった。水溶性のＮａ２ＳＯ４は、８８０℃で溶
融する。
ドライプレスによる成形のためのブレスワックス５重量
％をブレス補助剤として加えた。圧縮粉体を２時間、空
気上、８４０℃にて焼結した。焼結性粉体ＩＶ−Ｉの組
成のために、孔形成剤Ｎａ２ＳＯ４とのイオン交換は、
はとんどまたは全く生じない。
％をブレス補助剤として加えた。圧縮粉体を２時間、空
気上、８４０℃にて焼結した。焼結性粉体ＩＶ−Ｉの組
成のために、孔形成剤Ｎａ２ＳＯ４とのイオン交換は、
はとんどまたは全く生じない。
結晶性ガラスに含まれるＴ ｉ ０２は、核剤として作
用し、結晶性ガラス粉体の補足的容量結晶化をもたらす
。
用し、結晶性ガラス粉体の補足的容量結晶化をもたらす
。
塩の油田後、第２の温度処理を１，１００°Ｃで２時間
行なった。焼結構造材料の主要結晶層は、ネフエリンで
ある。
行なった。焼結構造材料の主要結晶層は、ネフエリンで
ある。
Claims (22)
- （１）主成分として破砕結晶性ガラス粉末を有する焼結
性粉末と、前記焼結性粉末の集密化［ｄｅｎｓｉｆｉｃ
ａｔｉｏｎ］温度より高い融点を有する無機塩の一定級
の粒子との混合物が、成形体を形成するための成形プロ
セスにかけられ、得られた成形体が焼結プロセスにおい
て焼結され、そして得られた焼結体中に含まれることに
なった可溶性塩が冷却の後に抽出される各プロセスを有
し、 前記焼結プロセスが、前記結晶性ガラス粉末の結晶化の
間に結晶相が形成されるように行なわれ、そしてこれゆ
え、このガラス−セラミック混合物によって決定される
物質特性が、焼結プロセスの指針によって、ならびに焼
結性粉末と無機可溶性塩との間で起りかつこれらの組成
によって決定されるイオン交換によって制御されるもの
であること、および前記焼結体が最終ガラス−セラミッ
ク組織に相転移されることを特徴とする 主成分として破砕結晶性ガラス粉末を有する焼結性粉末
と、前記焼結性粉末の集密化温度より高い融点を有する
無機塩の一定級の粒子との混合物を焼結することによっ
て得られることができる、少なくとも主としてガラスセ
ラミックスからなる、大きな連続空孔容積と一定範囲の
孔径を有する連続気孔性多孔質焼結体の製造方法。 - （２）塩の抽出後に第２の温度処理により細孔焼結体を
最終ガラスセラミック組織に相転移することを特徴とす
る請求項第１項に記載の方法。 - （３）結晶性ガラス粉体の最終ガラスセラミック組織状
態への相転移を塩の抽出に先立ち、第２の温度処理なし
で焼結プロセスに続いて行うことを特徴とする請求項第
１項に記載の方法。 - （４）焼結性粉体が結晶性ガラス粉体のほか、さらに粗
砕ガラス、粉砕ガラスおよびセラミック化ガラスセラミ
ック、粒子、ウィスカーまたは繊維の形態の結晶生成物
またはこれらの物質の混合物からなることを特徴とする
請求項第１項ないし第３項のいずれかに記載の方法。 - （５）温度減少のために結晶性粉体が加熱の際に結晶性
ガラス粉体の密度より低い密度のはんだガラスからなる
ことを特徴とする請求項第４項に記載の方法。 - （６）焼結性粉体が結晶性粉体の表面結晶化を遅延する
物質、好ましくは少なくとも５重量％のＢ＿２Ｏ＿３お
よび／またはＰ＿２Ｏ＿５を有するはんだガラスを含有
することを特徴とする請求項第４項に記載の方法。 - （７）成形体をホウ素含有雰囲気下焼結することを特徴
とする請求項第５項に記載の方法。 - （８）成形体をリン含有雰囲気下焼結することを特徴と
する請求項第５項に記載の方法。 - （９）成形体をホウ素およびリン含有雰囲気下焼結する
ことを特徴とする請求項第５項に記載の方法。 - （１０）ホウ素および／またはリン含有雰囲気を焼結性
粉体中に含有されるこれらの元素の化合物の気化、分解
により与えることを特徴とする請求項第７項ないし第９
項のいずれかに記載の方法。 - （１１）無機塩への添加の前に焼結性粉体またはその中
に含まれる単一成分を好適な方法により粘稠温度を減少
しかつ／または表面結晶化を遅延するガラスまたは他の
材料で被覆することを特徴とする請求項第５項または第
６項に記載の方法。 - （１２）焼結性粉体の組成および無機塩の組成を、焼結
プロセスおよび／または結晶性ガラスの結晶化の際に、
焼結性粉体と始めから可溶性である物質である無機塩と
の間でほんのわずかなイオン交換が起こるように選択す
ることを特徴とする請求項第１１項に記載の方法。 - （１３）焼結性粉体および無機塩の組成を、焼結プロセ
ス際および／または結晶性ガラスの結晶化の際、可溶性
塩または塩混合物が焼結体を冷却した後に存在する所望
に形成された結晶性相を製造する強いイオン交換ないし
は機械的反応が起きるように選択することを特徴とする
請求項第１１項に記載の方法。 - （１４）無機塩としてアルカリまたはアルカリ土類ハロ
ゲン化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩およびそ
の水和物、複塩またはその混合物を用いることを特徴と
する請求項第１３項に記載の方法。 - （１５）第２の温度処理を焼結プロセスより高い温度で
行いかつ焼結体の連続気孔性多孔質構造を持続すること
を特徴とする請求項第１４項に記載の方法。 - （１６）焼結体を表面結晶化によりガラスセラミック状
態に相転移することを特徴とする請求項第１５項に記載
の方法。 - （１７）付加的容積結晶化のため核剤を結晶性ガラス粉
体に加えることを特徴とする請求項第１５項に記載の方
法。 - （１８）焼結性粉体と無機塩との混合物を有機的手段お
よび／または液体の添加により調製し、ひきつづき通常
の製造方法により製造することを特徴とする請求項第１
６項または第１７項に記載の方法。 - （１９）混合物を成形プロセスとしてのドライブレス、
押出成形、射出成形またはスリップキャスト法により製
造することを特徴とする請求項第１８項に記載の方法。 - （２０）発展したキャビティーが焼結プロセスおよび後
のプロセスセクションにおいて持続すること完全燃焼で
きる有機物質を焼結プロセスの間の昇温の際、焼結性粉
体と可溶性塩との混合物に添加することを特徴とする請
求項第１９項に記載の方法。 - （２１）焼結性粉体と無機塩との混合物がスリップ状に
調製され、そして完全燃焼できる有機物質が該スリップ
により浸潤されるスポンジ状構造を有することを特徴と
する請求項第２０項に記載の方法。 - （２２）焼結プロセスを加圧により行うことを特徴とす
る請求項第２１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873731649 DE3731649A1 (de) | 1987-09-19 | 1987-09-19 | Verfahren zur herstellung von offenporigen sinterkoerpern |
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