JPH01164760A - Sintered moldings - Google Patents

Sintered moldings

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JPH01164760A
JPH01164760A JP62059914A JP5991487A JPH01164760A JP H01164760 A JPH01164760 A JP H01164760A JP 62059914 A JP62059914 A JP 62059914A JP 5991487 A JP5991487 A JP 5991487A JP H01164760 A JPH01164760 A JP H01164760A
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JP
Japan
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weight
tio2
sintered
less
sintered compact
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JP62059914A
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Japanese (ja)
Inventor
Orapinskii Hans
ハンス オラピンスキー
Buerger Wolfgang
ビュルガー ボルフガング
Dvorak Ulf
ウルフ ドボラーク
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Feldmuehle AG
Original Assignee
Feldmuehle AG
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To produce a sintered compact consisting of Al2TiO5 as a base material produced from a starting material mixture consisting of TiO2, Al2O3 and SiO2 in a prescribed ratio respectively and specifying an Al2O3/TiO2 ratio in which a TiO2 phase is dispersed homogeneously and an abrasive structure without a crack is obtained.
CONSTITUTION: A starting material mixture is composed of ≥46% TiO2, ≤49.5% Al2O3, 3-5% quartz (SiO2) and ≤0.2% impurity by a weight ratio. In this case, Al2O3/TiO2 is 1:(0.95-11.05) and the total weight is 100%. Then the starting material mixture is wet-ground to particles being (D50-) and having ≤0.5 μm grain size and the produced slurry is dried and molded. Then an objective sintered compact consisting of 15-35% TiO2, 60-85% Al2TiO5, ≤5% Al2O3, ≤0.2% impurity and ≤17% mullite by a weight ratio is obtained by sintering and holding the molded matter at 1350-1490°C.
COPYRIGHT: (C)1989,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲1の十位慨念による対象を出発
点としている。この発明は、更に、本発明の対象の製法
及びその利用法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is based on the subject matter of claim 1. The invention furthermore relates to the preparation of the object of the invention and its use.

珪酸塩を含有するチタン酸アルミニウムはDE−AS 
 27 50 290により公知である。この公知のチ
タン酸アルミニウムを製造する場合は、50〜60重量
%AL203.40〜45重量%TiO2,2〜5重量
%のカオリン及び0. 1〜1重量%の珪酸マグネシウ
ムを原料に用いている。SiO2の添加によって純チタ
ン酸アルミニウムの熱安定性が改善されるが、その際、
同時に熱伸長性が増大し、チタン酸アルミニウム生成が
遅くなるので、同一のチタン酸アルミニウム含有量を得
るためには、高い力焼温度か必要となることが記載され
ている。物理的性質を改善するためには、更に、M2O
−成分が必要と考えられ、そのために、例えばセパオリ
ット(Sepiolith)が提案されている。そうす
ることによって、比較的平坦な伸長カーブが得られ、そ
の伸長係数は1000’Cまででは1.5x10−11
i/’ C以下に在る。この明細書の実施例から判る様
に、AL2O2とTiO2の化学論量的な範囲(AL2
O2:TiO2=1 : 0.78) 、若くは、Ti
O2の極めで少過剰を以って、その混合から行われるべ
きである。このことは、AL2O2:TiO2=1 :
 0゜81なる割合について、最良の値が示されている
明細書の例5から明らかである。
Aluminum titanate containing silicate is DE-AS
27 50 290. When producing this known aluminum titanate, 50-60% by weight AL203, 40-45% by weight TiO2, 2-5% by weight kaolin and 0.5% by weight are used. 1 to 1% by weight of magnesium silicate is used as a raw material. The thermal stability of pure aluminum titanate is improved by the addition of SiO2;
It is stated that a higher calcining temperature is required to obtain the same aluminum titanate content, since at the same time the thermal extensibility increases and the aluminum titanate formation slows down. To improve the physical properties, M2O
- component is considered necessary, for which purpose, for example, Sepiolith has been proposed. By doing so, a relatively flat elongation curve is obtained, with an elongation factor of 1.5x10-11 up to 1000'C.
i/' Located below C. As can be seen from the examples in this specification, the stoichiometric range of AL2O2 and TiO2 (AL2O2
O2:TiO2=1:0.78), young, Ti
The mixing should be carried out with a slight excess of O2. This means that AL2O2:TiO2=1:
For a ratio of 0°81, it is clear from example 5 of the specification that the best value is given.

かくて、このDE−As  27 50 290の教示
は、完成成形体中に出来るだけチタン酸アルミニウム含
量が多くなる様にという風に解釈することができる。
The teaching of DE-As 27 50 290 can thus be interpreted in such a way that the content of aluminum titanate in the finished molded body should be as high as possible.

DE−AS  12 38 376によると、陶磁性物
質をAL2O2,SiO2及びTiO2を原料として製
造することも、既に提案されている。原料成分としては
、可塑性の様にカオリニット、更に水酸化アルミニウム
が使用されており、また別の添加物としてなお炭酸リチ
ウム及びその他の酸化金属が用いられている。このDE
−AS  12 38 376に説明されている物質の
達成された低硬度はDE−AS  27 502 90
によると、原料混合物中に酸化マグネシウム化合物を欠
いていることによるものである。他方、この公知の物質
は、1000℃までの範囲内で、−o、i〜−0,8x
10−67℃である様な熱伸長係数αを有している。
According to DE-AS 12 38 376, it has also already been proposed to produce ceramic materials from AL2O2, SiO2 and TiO2. As raw material components, kaolinite and also aluminum hydroxide are used as plastics, and lithium carbonate and other metal oxides are also used as other additives. This DE
- The achieved low hardness of the materials described in AS 12 38 376 is DE-AS 27 502 90
According to the authors, this is due to the lack of magnesium oxide compounds in the raw material mixture. On the other hand, this known substance has a temperature range of -o,i to -0,8x up to 1000°C.
It has a thermal elongation coefficient α of 10-67°C.

EP−A  133 021には、60−75重量%A
L203.15〜35重量%のTiO2及び1〜16.
5重量%SiO2を組合わせた、チタン酸アルミニウム
リットセラミックスが説明されている。なお、附加的に
、0.5〜5重量%、Fe2O3及び/又は0.5〜5
重量の稀を金属酸化物が提案されている。焼結セラミッ
クスの上記組成は、20〜40重量%のムリット割合、
−50〜70重量%のAL2TiO3−割合及び10〜
12重量%のAL203割合を含んでいる。その外、合
計して、3重量%以上の酸化鉄、ランタン及びネオダイ
ムスの酸化物が記載されている。この熱伸長係数は、室
温と1000℃の範囲では2.5x10−G10C以下
であるべきである。
EP-A 133 021 contains 60-75% by weight A
L203.15-35% by weight TiO2 and 1-16.
Aluminum titanate lit ceramics combined with 5% by weight SiO2 are described. Additionally, 0.5 to 5% by weight, Fe2O3 and/or 0.5 to 5% by weight.
Rare metal oxides have been proposed. The above composition of the sintered ceramics includes a murite proportion of 20 to 40% by weight,
- an AL2TiO3 proportion of from 50 to 70% by weight and from 10 to
It contains an AL203 proportion of 12% by weight. In addition, a total of more than 3% by weight of iron oxide, lanthanum and neodimus oxides are described. The thermal expansion coefficient should be less than or equal to 2.5 x 10-G10C in the range between room temperature and 1000C.

EP−A  37 868は、チタン酸アルミニウムを
基体とし、酸化マグネシウムと酸化鉄とを加えて製造し
た熱伸長の僅少なセラミック材料に関する。
EP-A 37 868 relates to a ceramic material with low thermal elongation, produced from aluminum titanate as a base material and with the addition of magnesium oxide and iron oxide.

この結晶性材料相の主成分としては、固溶流中の酸化マ
グネシウム/酸化アルミニウム/酸化チタン/酸化珪素
/酸化鉄が記載されている。原料物質としては、多くの
化合物が使用される。例えば酸化アルミニウムを得るた
めにはアオリンが又は酸化マグネシウムとを得るために
、炭酸マグネシウムが用いられている。屈曲破砕強度の
達成しうる最少値は、室温で約5MPaで極めて低く評
価されている。熱伸長係数は25〜800℃の範囲では
、2XIO−6℃の値を越えてはならない。
The main components of this crystalline material phase are described as magnesium oxide/aluminum oxide/titanium oxide/silicon oxide/iron oxide in the solid solution flow. Many compounds are used as raw materials. For example, aorin is used to obtain aluminum oxide or magnesium carbonate is used to obtain magnesium oxide. The minimum achievable value of the flexural crushing strength is estimated to be extremely low at about 5 MPa at room temperature. The thermal expansion coefficient should not exceed a value of 2XIO-6°C in the range 25-800°C.

US−PS  2872 72Bによると、珪酸塩を含
有しない、AL2O2とTiO2とを使用して造られた
工作材料について、殊に25〜60重量%なる量の酸化
クロムの添加が提案されている。達成された屈曲破砕強
度は比較的高く、普通チタン酸アルミニウム材料に知ら
れている強度よりはるかに大きい。
According to US-P 2872 72B, for silicate-free workpieces made using AL2O2 and TiO2, the addition of chromium oxide in an amount of, in particular, 25 to 60% by weight is proposed. The achieved flexural crush strength is relatively high and much greater than the strengths commonly known for aluminum titanate materials.

酸化アルミニウム;酸化チタンの割合は原料混合物につ
いても完成材料の組成についても言及されていない。こ
こではむしろ得られた元素金属酸物、例えばアルミニウ
ム、チタン及びクロムに対する酸素の割合が記載されて
いる。
The proportions of aluminum oxide and titanium oxide are not mentioned either in the raw material mixture or in the composition of the finished material. Rather, the proportions of oxygen to the elemental metal oxides obtained, such as aluminum, titanium and chromium, are stated here.

US−PS  35 34 286は、AL2O2が主
成分の一つとなっている材料を説明しており、その場合
典型的組成は75.2重量%AL203.22゜8重量
%AL2−TiO5及び2重量%SiO2からなってい
る。完成材料中の遊離のTiO2の存在には言及されて
いない。この材料はマイクロ波制御に使用され、孔は少
なくなければならない。その点についての記載としては
7%以下の値が記載されている。
US-PS 35 34 286 describes a material in which AL2O2 is one of the main components, in which case the typical composition is 75.2% by weight AL203.22° 8% by weight AL2-TiO5 and 2% by weight It is made of SiO2. There is no mention of the presence of free TiO2 in the finished material. This material is used for microwave control and must have fewer pores. Regarding this point, a value of 7% or less is stated.

US−PS  3607 343から明らかなことは、
TiO2も既に1−50容量%なる量で、AL203粒
子を被覆するために使用されている。この被覆粒子は、
例えばフェノール樹脂を基体とする適当な結合剤を添加
して、火焔噴射法により被覆のため使用されている。
It is clear from US-PS 3607 343 that
TiO2 has also already been used to coat AL203 particles in amounts of 1-50% by volume. This coated particle is
For example, they are used for coating by flame jetting with the addition of suitable binders based on phenolic resins.

焼結出来るチタン酸アルミニウム粉体を製造するために
は、US−PS  38 25 853によると、アル
ミニウムのハロゲン化合物又はアルコキシ化合物及びチ
タンの水酸化物を共沈殿させること、そしてその共沈殿
物を乾燥し、且つチタン酸アルミニウム生成物の焼結に
使用することが提案されている。この様にしてつくった
生成物は、20〜1000℃の温度範囲で、I X 1
0−610℃以下の熱伸長率を有するべきである。比重
は、製法次第で3゜73なる理論比重の70〜85%、
即ち、約2.6〜3.2であるべきである。AL2O2
:TiO2が1:1.1:3〜3:1の比率での混合が
記載されている。珪酸塩化合物の混合は言及されていな
い。
In order to produce sinterable aluminum titanate powder, according to US-PS 38 25 853, a halide or alkoxy compound of aluminum and a hydroxide of titanium are co-precipitated, and the co-precipitate is dried. and has been proposed for use in the sintering of aluminum titanate products. The product made in this way has an I
It should have a thermal elongation rate of 0-610°C or less. The specific gravity is 70-85% of the theoretical specific gravity of 3°73 depending on the manufacturing method.
That is, it should be about 2.6-3.2. AL2O2
:TiO2 is mixed in a ratio of 1:1.1:3 to 3:1. No mention is made of mixing silicate compounds.

上記US−PS明細書に説明されている粉末は、US−
PS  39 90 140によると、ウラン及びウラ
ン冶金用のこの熔融煉瓦の製造のために使用されている
。加熱プレス法により熔融煉瓦を製造する場合、10〜
70μmなる大きさのチタン酸アルミニウム粉末から出
発すべきである。50モル%AL203 /TiO2な
る割合が適当であると見なされている。
The powder described in the above US-PS specification is
According to PS 39 90 140, it is used for the production of uranium and this molten brick for uranium metallurgy. When manufacturing molten bricks by hot pressing method, 10~
One should start from aluminum titanate powder with a size of 70 μm. A ratio of 50 mol% AL203/TiO2 is considered suitable.

US−PS  41 18 240には、本質的にチタ
ン酸アルミニウムに1.5〜10重量%の酸化錫(Sn
02)及び2〜3重量%のSiO2を添加したものから
なる組成が説明されている。5n02の代わりに、稀土
酸化物、例えばL a 1Ce N及びYの酸化物も使
用することが出来る。SiO2とそれら稀土酸化物、若
くは、酸化錫の相乗作用が期待されている。使用TiO
2量は、53〜55重量%のAL2O2に対し、37〜
39重量%である。この明細書に説明されているAL2
O2、TiO2及びSiO2からなる組成物では20〜
1000’Cなる温度範囲で伸長係数が1.2x10−
8に達し、また18MPa(未計算)する室温での届出
強度が達成されている。
US-PS 41 18 240 essentially describes aluminum titanate containing 1.5 to 10% by weight of tin oxide (Sn
02) and with the addition of 2-3% by weight of SiO2. Instead of 5n02, rare earth oxides such as L a 1Ce N and Y oxides can also be used. A synergistic effect between SiO2 and these rare earth oxides, especially tin oxide, is expected. Use TiO
2 amount is 37 to 55% by weight of AL2O2.
It is 39% by weight. AL2 as described in this specification
For compositions consisting of O2, TiO2 and SiO2, 20~
The expansion coefficient is 1.2x10- in the temperature range of 1000'C.
8 and a reported strength at room temperature of 18 MPa (not calculated) has been achieved.

DD−PS  29 794によると、良好な温度変化
安定性は、極めて低い、殊に負の直線熱伸長係数により
、達成される。高い耐火性を有し、温度変化安定性の良
好な酸化物材料を製造するためには、その明細書による
と、Mg0−AL2O2−TiO2−マー 若くは、Mg0−AL2O2−TiO2−8i02から
なる組成物が提案されており、その際、TiO2の割合
は、15〜75重量%、AL2O2−割合は70−35
重量%そして、SiO2とMgOの割合は、40、若く
は20%までであるべきである。この明細書で達成され
る直線熱伸長係数は、20〜700oCの範囲及び4 
x 10−6/’ C以下であるか、若くは、殊に、ネ
ガチブであるか、又はOから余りはなれていないもので
あるべきである。この明細書記載のAL2O2:T i
02の混合割合は1:0.7〜1:1.7の広範囲を含
み、その際、あとの範囲は、8重量%MgO−割合の珪
酸塩を有しない組成に就いても言えることである。
According to DD-PS 29 794, good temperature change stability is achieved by a very low, especially negative, linear thermal expansion coefficient. According to the specification, in order to produce an oxide material with high fire resistance and good temperature change stability, a composition consisting of Mg0-AL2O2-TiO2-mer or Mg0-AL2O2-TiO2-8i02 is required. A product has been proposed in which the proportion of TiO2 is 15-75% by weight and the proportion of AL2O2- is 70-35% by weight.
% by weight and the proportion of SiO2 and MgO should be up to 40, or even 20%. The linear thermal expansion coefficients achieved in this specification range from 20 to 700 oC and 4
It should be less than or equal to x 10-6/' C, and in particular should be negative or not too far from O. AL2O2 described in this specification: T i
The mixing ratio of 02 covers a wide range from 1:0.7 to 1:1.7, the latter range also being true for compositions without silicate with an MgO proportion of 8% by weight. .

最後に記した明細書は、従来支配的になっていた思想、
即ち、チタン酸アルミニウム材料の温度変化安定性を、
出来るだけ僅かな熱伸長係数の調整により改良するとい
う思想の典型的な例である。この明細書に記されている
様に、その温度変化安定性はしかし、殊になお、熱伝導
性、引張強度及び弾性モジュルにも直接左右される。し
かしながら、その際最も近接した技術水準を形成する冒
頭に述べたDE−AS  27 50 290から判る
様に、低い熱伸長係数には、常に利点がある。公知の提
案には、しかし、つくられた焼結成型物が、いずれの場
合にも、充分な温度安定性を意のままに処理できず、従
って既にその鋳造の際、事情によっては焼結成形体を長
期使用した後に始めて欠陥が生しる。その欠陥は、既に
1回の接触、例えば、金属熔融物と改鋳する間に始まる
か、あとになって発生する。問題になる焼結成形物は、
そのものの物理的な数値を注意深く監視しても、ある程
度の品質の差異を有しているので、その焼結成形物を自
体の変わりない負荷で使用する間に、しばしば成形体の
早期の障害を起こす。詳細には、この予期しない焼結成
形体の欠陥性の理由は、必すしも証明てきないか、焼結
成形体の継ぎ目のある程度の非均等性が、原因となると
の推定が成立している。
The last specification describes the ideas that have been dominant in the past,
In other words, the temperature change stability of aluminum titanate material is
This is a typical example of the idea of improving by adjusting the thermal expansion coefficient as little as possible. As noted in this specification, their temperature change stability, however, also directly depends, inter alia, on the thermal conductivity, the tensile strength and the elastic modulus. However, as can be seen from DE-AS 27 50 290 mentioned at the outset, which forms the closest state of the art in this case, a low coefficient of thermal expansion always has advantages. The known proposals, however, suggest that the produced sintered moldings do not in any case have sufficient temperature stability at their disposal, so that even during their casting, depending on the circumstances, the sintered moldings are Defects only appear after long-term use. The defects may begin already during one contact, for example during recasting with the metal melt, or they may occur later. The sintered molded product in question is
Careful monitoring of the physical values of the sintered moldings often leads to premature failure of the molded moldings while they are used under their own unaltered loads, since they have some quality differences. wake up In particular, the reason for this unexpected defectiveness of the sintered compacts has not necessarily been proven, or it has been assumed that some non-uniformity of the seams of the sintered compacts is the cause.

本発明の課題は、チタン酸アルミニウムを基体とした公
知の焼結成形体を更に改良すること、そしてそのものの
使用が生産操業において、殊に800゜C以下の温度範
囲での非鉄金属の熔融物との改鋳に際してのそのものの
安定性が、更に構成されている様に拡張することに存す
る。
It is an object of the present invention to further improve the known sintered bodies based on aluminum titanate and to use them in production operations, in particular with melts of non-ferrous metals in the temperature range below 800 °C. Its stability upon recasting lies in its further expansion as configured.

従来、支配的である触釈に反して、当面の課題の解決が
、驚(べきことに、原料混合物の組成が、完成焼結成形
体中に比較的高い遊離のTiO2量が存在しているよう
な原料混合物を以って達成される。
Surprisingly, contrary to the prevailing conventional wisdom, the solution to the problem at hand is that the composition of the raw material mixture is such that a relatively high amount of free TiO2 is present in the finished sintered body. This is achieved using a mixture of raw materials.

従って、公知の技術水準に反し、添付された酸化アルミ
ニウム、若くは、酸化チタンは残らずチタン酸アルミニ
ウムに反応させられることがなく、ある程度のTiO2
の過剰が存在し、その結果としてチタン酸アルミニウム
に反応することのないTiO2が存在するに至る様に注
意が携われている。問題になる様な焼結成形体の品質と
均等性とは可及的少ない酸化マグネシウム成分やその他
の、一部不可避的に生成する不純物により更に改善され
ることも判明した。上記の知見により、本発明はその、
特許請求の範囲1の上位概念による焼結成形体の場合、
当面の課題の解決のためにも、その特徴部分に記載の特
徴を予定している。
Therefore, contrary to the known state of the art, no attached aluminum oxide or titanium oxide remains and is not reacted with aluminum titanate, and a certain amount of TiO2
Care has been taken to ensure that there is an excess of TiO2, so that there is no TiO2 that reacts with the aluminum titanate. It has also been found that the quality and homogeneity of the sintered bodies in question can be further improved by minimizing the magnesium oxide content and other impurities that are partly unavoidably formed. Based on the above findings, the present invention provides the following:
In the case of a sintered body according to the generic concept of claim 1,
In order to solve the current problem, we are planning the features described in the characteristics section.

本発明の焼結成形体の優れた作用が、何によるものかは
、詳細にはまだ解明されていないけれども、下記特徴が
大切であることが分かった。即ち、原料混合物の成分と
して技術水準から公知のカオリンを使用しない極めて純
粋な物質からなる原料混合物の組成が大切で、有利には
、少なくとも99%の純度を有する酸化アルミニウムが
使用される。最高0゜2重量%なる不純物、例えば酸化
マグネシウムの存在は、決して必要な訳ではないが、0
.1重量%まては存在しうる。なぜならば、原料混合物
中のこの物の存在は、必すしも排除することができない
がらである。というのは不純物として例えば粉砕、粉片
として避は難いからである。本質的に極めて大切なこと
は焼結成形体中にTiO2−相が均質に分配しているこ
とである。というのは、本発明の原料混合物を使用する
際、均質に分散したTiO2−相が存在していることに
より、割れ目のない研摩組織が得られることが分かった
からである。割れ目のない研摩組織の存在は極めて大切
である。というのは、本発明の焼結成形体を生産作業に
使用する際のそのものの高い確実性は、そのことに帰さ
れるからである。
Although it has not yet been elucidated in detail what the excellent effect of the sintered compact of the present invention is, it has been found that the following characteristics are important. It is thus important that the composition of the raw material mixture consists of very pure substances without using kaolin, which is known from the state of the art, as a component of the raw material mixture; aluminum oxide with a purity of at least 99% is preferably used. The presence of impurities of up to 0.2% by weight, such as magnesium oxide, is by no means necessary, but
.. Up to 1% by weight may be present. This is because the presence of this substance in the raw material mixture cannot necessarily be excluded. This is because impurities, such as crushed or powdered particles, are unavoidable. What is of essential importance is a homogeneous distribution of the TiO2 phase in the sintered compact. This is because it has been found that when using the raw material mixture according to the invention, a crack-free abrasive structure is obtained due to the presence of a homogeneously dispersed TiO2 phase. The presence of a crack-free abrasive structure is extremely important. This is because the high reliability of the use of the sintered bodies according to the invention in production operations is attributed to this.

チタン酸アルミニウム粒子の5〜20μmなる中等度の
粒子大きさも大切である。殊に、その値は8〜15μm
でさえある。酸化チタンの平均粒子の大きさはより小さ
く、0.5〜10μmであるが、何れにしても、チタン
酸アルミニウム粒子の平均粒子の大きさよ りも小さい
。この実務がら公知の、特許請求の範囲1の上位概念に
対応する焼結成形体はそれに反して、1〜3μmなるチ
タン酸アルミニウムの粒子大きさを有毛でいる。
A moderate particle size of aluminum titanate particles of 5 to 20 μm is also important. In particular, its value is 8 to 15 μm
Even. The average particle size of titanium oxide is smaller, between 0.5 and 10 μm, but in any case smaller than the average particle size of aluminum titanate particles. The sintered bodies known from this practice and corresponding to the generic concept of patent claim 1, on the other hand, have a grain size of aluminum titanate of 1 to 3 μm.

本発明の焼結成形体は、次記組成を何している。The sintered compact of the present invention has the following composition.

15〜35重量%  TiO2 60〜85  ”     AL2TiO5(チタン酸
アルミニウム) 5重量%までの   AL2O2 17重量%までの  ムルリット 最大0.5重量%の不純物 その際、全重量%を100重量%にする。
15-35% by weight TiO2 60-85'' AL2TiO5 (aluminum titanate) up to 5% by weight AL2O2 up to 17% by weight Murlit max. 0.5% by weight impurities, the total weight% being 100% by weight.

焼結成形体の比重は、少なくとも3.0であるが公知の
焼結成形体とは異なり3.6g/c+n3まで上昇させ
ることができる。3.3〜3.5g/cm3の範囲の比
重がよい。屈曲破壊強度は、少なくとも25Mpaまで
てあり、33〜47MPaの範囲内にあるのがよい。E
−モジュルは14000〜25000MPaである。伸
長係数は400〜800℃の温度範囲で、約1.5〜約
3.0 x 10−11iK−1であり、従って、本質
的にDE−AS  27 5゜290の公知の焼結成形
体の場合より、本質的に高い。熱遮断(Waermed
aemmung )は、1〜3W/mKである。
The specific gravity of the sintered compact is at least 3.0, but unlike known sintered compacts, it can be increased to 3.6 g/c+n3. A specific gravity in the range of 3.3 to 3.5 g/cm3 is preferable. The flexural breaking strength is at least up to 25 MPa, preferably within the range of 33 to 47 MPa. E
- The module is 14000-25000 MPa. The elongation coefficient is from about 1.5 to about 3.0 x 10-11iK-1 in the temperature range from 400 to 800°C, thus essentially for the known sintered compacts of DE-AS 275°290. Higher in nature. Thermal insulation (Waermed)
aemmung ) is 1 to 3 W/mK.

従属特許請求の範囲で特徴づけられた別の有利な実施態
様では、殊に本発明の焼結成形体の製造方法か特に大切
である。極めて純度の高い物質の原料混合物を使用しそ
の際、今まで提案されてきたカオリンは絶対除き、石英
によるSiO2の必要な支給は行われるが、別の不純物
の存在はできるだけ完全に排除し、不純物の最大含量は
原料混合物の0.2重量%を越すことなく、その際、最
大0.1重量%の酸化マグネシウムを許容して、それら
酸化物を0゜5μm以下のD50なる粒子大きさに混合
粉砕し、自体公知の助剤を利用して、泥状物から、少な
くとも2.4g/cm3なる比重の生ものをつくる。焼
結は1350〜1490’ Cなる温度で、1〜5時間
の保持時間をかけて行う。
Further advantageous embodiments characterized in the dependent claims are particularly directed to the method of the invention for producing sintered shaped bodies. Using a raw material mixture of extremely pure substances, the kaolin that has been proposed so far is absolutely excluded, and the necessary supply of SiO2 is provided by quartz, but the presence of other impurities is eliminated as completely as possible, and the impurities are The maximum content of magnesium oxide does not exceed 0.2% by weight of the raw material mixture, allowing a maximum of 0.1% by weight of magnesium oxide, mixing these oxides to a particle size D50 of less than 0.5 μm. By grinding and using auxiliaries known per se, a raw material with a specific gravity of at least 2.4 g/cm3 is produced from the slurry. Sintering is carried out at a temperature of 1350-1490'C for a holding time of 1-5 hours.

その代わりに、その製造は本発明の組成物を有し、通常
の結合剤を含有し、噴霧乾燥により製造される粉末混合
物を成形し且つプレスすることによっても行うことがで
きる。
Alternatively, the production can also be carried out by shaping and pressing a powder mixture comprising the composition of the invention, containing customary binders, and produced by spray drying.

自体公知の方法により焼結成形体を焼結方法によって、
例えばダイアモンド工作機を用いて、硬質加工により最
終的な形状につくられる。特に、興味のある本発明の焼
結成形物の使用領域は、金属や陶磁器からなる結合体の
製造に、そのものを使用する点に存する。その様な結合
体は、例えば燃焼モーター中、殊に燃焼室中での廃ガス
管である。その場合、焼結成形体が、各断面において丸
いか又は卵形であり凹形は避け、すべての稜を丸セする
のか特に有利−1!;− で、3−4+amの壁厚が特に有利である。
The sintered compact is sintered using a method known per se.
For example, using a diamond machine tool, the final shape is created through hard machining. A particularly interesting area of use for the sintered moldings of the invention is their use in the production of composite bodies made of metal or ceramics. Such a connection is, for example, a waste gas pipe in a combustion motor, in particular in a combustion chamber. In that case, it is particularly advantageous if the sintered shaped body is round or oval in each cross section, avoiding concave shapes and having all edges rounded - 1! ;-, a wall thickness of 3-4+am is particularly advantageous.

下記実施例は、本発明の詳細な説明するものである。The following examples provide a detailed illustration of the invention.

火遊JL−1゜ 49重量% AL2O2 47//   TiO2 4 〃  石英(Si02) からなる原料混合物を、水に分散し、そのシンカーを0
.5μm以下のD50−粒子大きさに粉砕する。
Kayu JL-1゜49% by weight AL2O2 47// TiO2 4 A raw material mixture consisting of quartz (Si02) was dispersed in water, and the sinker was
.. Grind to D50-particle size below 5 μm.

普通の一時的な結合剤を添付して、その混合物を噴射乾
燥し、そのものから1000バーなる圧力でプレスして
生成形体をつくる。結合剤は300℃で加熱され、生の
成形体を次いて1430℃で、3時間焼結する。この焼
結成形体では、次記値が測定される。
The mixture is spray-dried and pressed out of itself at a pressure of 1000 bar to form a green body, with the addition of a common temporary binder. The binder is heated to 300°C and the green compact is then sintered at 1430°C for 3 hours. The following values were measured for this sintered compact.

比重   3.43g/cm3 屈曲破壊強度 δB:38MPa 弾性モジュル:18000MP a 400−800℃の温度範囲での 熱伸長係数α:  2.3x10−B/に−1この焼結
成形体は下記の組成である。
Specific gravity 3.43g/cm3 Flexural breaking strength δB: 38MPa Elastic modulus: 18000MPa Thermal elongation coefficient α in the temperature range of 400-800℃: 2.3x10-B/-1 This sintered compact has the following composition .

68重量% AL2TiO3 18//   TiO2 − i/ b − 1//   AL2O2 残余 ムルリット 実施例−2− 75重量%の固形物を含有し、粉砕操作で0.5μm以
下のD50なる粒子大きさ及び欠配組成を有する水性汚
秋物をつくる。
68% by weight AL2TiO3 18// TiO2 - i/ b - 1// AL2O2 Residual Murlit Example-2 - Contains 75% by weight of solids and has a particle size of D50 of 0.5 μm or less and defects in the milling operation. Create an aqueous soil with a specific composition.

48.5重量% AL2O2 48,5//   TiO2 3   〃  石英(Si02) 鋳造により、その汚秋物から中入管状の成形体を成形し
、この生成彫物を1440’Cで、2.5時間の保持時
間焼結する。
48.5% by weight AL2O2 48,5// TiO2 3 〃 Quartz (Si02) A hollow tube-shaped molded body was formed from the soiled material by casting, and this resulting carving was held at 1440'C for 2.5 hours. Time to sinter.

この焼結成形体には次記値が測定された。The following values were measured for this sintered compact.

比重   3−4g/c+++3 屈曲破壊強度 δB:36MPa 弾性モジュル: 15000MPa 400−800’ Cの温度範囲での 熱伸長係数(1:  2.1x10−6/k−1この焼
結成形体の組成F欠配のとおりである。
Specific gravity 3-4g/c+++3 Flexural breaking strength δB: 36MPa Elastic module: 15000MPa Thermal elongation coefficient in the temperature range of 400-800'C (1: 2.1x10-6/k-1 Composition F deficiency of this sintered compact It is as follows.

75重量% AL2T i 05 18  //   TiO2 1  n   AL2O2 残余 ムルリソト 添付写真中、写真1は本発明の焼結成形体の天然の未処
理表面を示し、写真2は市販の焼結成形体の天然の未処
理表面を示し、写真3は写真1の焼結成形物の研磨構造
であり、写真4は写真2の焼結成形物の研磨構造であり
、写真1と2を比較すると本発明の焼結成形体の本質的
に疎な粒面が判る。
75% by weight AL2T i 05 18 // TiO2 1 n AL2O2 Residual Murlisoto Among the attached photos, Photo 1 shows the natural untreated surface of the sintered compact of the present invention, and Photo 2 shows the natural untreated surface of the commercially available sintered compact. Photo 3 shows the polished structure of the sintered compact in Photo 1, and Photo 4 shows the polished structure of the sintered compact in Photo 2. Comparing Photos 1 and 2, it is clear that the sintered compact of the present invention has a polished structure. An essentially sparse grain surface can be seen.

写真3と4とを比較すると本発明の焼結成形体について
は、均質にTiO2が分散しているひび割れのない研磨
構造が明らかであるが一方写真4の研磨構造はひび割れ
を示していることが判る。
Comparing Photos 3 and 4, it is clear that the sintered compact of the present invention has a crack-free polished structure in which TiO2 is homogeneously dispersed, whereas the polished structure in Photo 4 shows cracks. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付の写真1と3とは本発明の製品を示し、写真2と4
とは市販の製品を示すものである。この効果は写真によ
り立証する他に方法がない。
Attached photos 1 and 3 show the product of the invention, photos 2 and 4
indicates a commercially available product. There is no other way to prove this effect than by using photographs.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)出発原料の組成が 46重量%以上のTiO2 49.5重量%以下のAL2O3 3ないし5重量%の石英(SiO2) 0.2重量%以下の不純物であり、 その際、AL2O3とTiO2とが、比率1:0.95
ないし11.05で存在し、全重量%を100重量%に
したものであることを特徴とするSiO2−化合物の他
に、酸化アルミニウムおよび酸化チタンを含有する原料
混合物から製造されたチタン酸アルミニウムを基体とす
る焼結成型体 (2)15〜35重量%のTiO2 60〜85重量%のAL2TiO5(チタン酸アルミニ
ウム) 5重量%までのAL2O3 0.2重量%以下の不純物および 17重量%までのムルリットからなり その際、全重量%は100重量%とした焼結成形体組成
を特徴とする特許請求の範囲1の焼結成形体 (3)比重が3.0ないし3.6g/cm3であること
を特徴とする特許請求の範囲1および2の焼結成形体 (4)TiO2−相の均質分配を有する研摩組織を特徴
とする特許請求の範囲1ないし3の一つの焼結成形体 (5)400−800℃の温度範囲で、1.5ないし3
.0x10−6/k−1なるの平均熱伸長係数αを特徴
とする特許請求の範囲1ないし4の一つによる焼結成形
体 (6)チタン酸アルミニウム粒子平均粒子大きさが、5
〜20μmであることを特徴とする特許請求の範囲1な
いし5の一つによる焼結成形体 (7)46重量%以上のTiO2 49.5重量%以下のAL2O3 3ないし5重量%の石英(SiO2) 0.2重量%以下の不純物からなり、 その全重量%を100重量%にした出発混合物を湿式で
、0.5μm以下のD50−なる粒子大きさに粉砕し、
生成した泥状物を原料として、乾燥後には少なくとも2
.4g/cm3の泥比重を有する生成形物を成形、この
生成形物を1ないし5時間1350ないし1490の温
度で保持して焼結することを特徴とする特許請求の範囲
1ないし6の一つの焼結成形体の製造方法 (8)48重量%以上のTiO2 49.5重量%以下のAL2O3 3ないし5重量%の石英(SiO2) 0.2重量%以下の不純物からなり、 その際その全重量%を100重量%にした出発混合物を
湿式で、0.5μm以下のD50−なる粒子大きさに粉
砕し、生成した泥状物から少なくとも2.4g/cm3
の泥比重を有する生成形物をプレス、この生成形物を1
ないし5時間1350ないし1490の温度で保持して
焼結することを特徴とする特許請求の範囲1ないし6の
一つの焼結成形体の製造方法 (9)燃焼モーターの排ガス管中の中空管状の金属−セ
ラミックス結合体を製造する為の特許請求の範囲1ない
し6の一つによる焼結成形体の利用法
[Scope of Claims] (1) The composition of the starting materials is 46% by weight or more of TiO2, 49.5% by weight or less of AL2O3, 3 to 5% by weight of quartz (SiO2), and 0.2% by weight or less of impurities; At this time, the ratio of AL2O3 and TiO2 is 1:0.95.
In addition to the SiO2-compound, which is characterized in that it is present in an amount of from 11.05% to 100% by weight, aluminum titanate produced from a raw material mixture containing aluminum oxide and titanium oxide is also used. Sintered molded body as a substrate (2) 15-35% by weight of TiO2 60-85% by weight of AL2TiO5 (aluminum titanate) Up to 5% by weight of AL2O3 Up to 0.2% by weight of impurities and up to 17% by weight of mullite The sintered compact according to claim 1, characterized in that the sintered compact (3) has a specific gravity of 3.0 to 3.6 g/cm3. (4) A sintered compact according to claims 1 to 3 characterized by an abrasive structure with a homogeneous distribution of the TiO2 phase (5) 400-800°C temperature range of 1.5 to 3
.. Sintered shaped body according to one of claims 1 to 4, characterized by an average thermal elongation coefficient α of 0x10-6/k-1 (6) Aluminum titanate particles having an average particle size of 5
-20 μm (7) 46% by weight or more of TiO2 49.5% by weight or less of AL2O3 3 to 5% by weight of quartz (SiO2) A starting mixture consisting of impurities of 0.2% by weight or less, the total weight of which is 100% by weight, is wet-pulverized to a particle size of D50- of 0.5 μm or less,
The resulting slurry is used as a raw material, and after drying, at least 2
.. According to one of claims 1 to 6, characterized in that a product having a mud specific gravity of 4 g/cm3 is molded and the product is sintered by holding it at a temperature of 1350 to 1490 °C for 1 to 5 hours. Method for producing a sintered compact (8) Consisting of 48% by weight or more of TiO2, 49.5% by weight or less of AL2O3, 3 to 5% by weight of quartz (SiO2), 0.2% by weight or less of impurities, in which case the total weight% The starting mixture containing 100% by weight of
Press a product having a mud specific gravity of 1.
A method for producing a sintered shaped body according to claims 1 to 6, characterized in that the sintering is carried out by holding at a temperature of 1350 to 1490 °C for a period of 5 to 5 hours (9) Hollow tubular metal in an exhaust gas pipe of a combustion motor - Use of a sintered compact according to one of claims 1 to 6 for producing a ceramic composite body
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422324A (en) * 1991-09-30 1995-06-06 Ngk Insulators, Ltd. Aluminum titanate ceramic and process for producing the same

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