JPH0196069A - セラミック焼結体の製造方法 - Google Patents
セラミック焼結体の製造方法Info
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- JPH0196069A JPH0196069A JP62251785A JP25178587A JPH0196069A JP H0196069 A JPH0196069 A JP H0196069A JP 62251785 A JP62251785 A JP 62251785A JP 25178587 A JP25178587 A JP 25178587A JP H0196069 A JPH0196069 A JP H0196069A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/26—Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor
- B28B1/28—Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor involving rotation of the mould about a centrifugal axis
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。
め要約のデータは記録されません。
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焼結体の製造方法に関する。
セラミック焼結体の製造方法としては、セラミック粉末
に、必要な添加剤（成形助剤、焼結助剤等）を適量配合
した粉末混合物を、所定の形状に加圧成形し、その成形
体を常圧焼結法、加圧焼結法等により焼結する方法が広
（行われている。近時は、セラミック焼結体の高緻密化
と、それによる材料特性の向上を目的として、熱間静水
圧加圧焼結法を適用することもこころみられており、そ
の焼結を行うための圧媒ガスシール手段としては、金属
材料やガラスからなるカプセルにセラミック成形体を封
入するカプセル法が行われている。
に、必要な添加剤（成形助剤、焼結助剤等）を適量配合
した粉末混合物を、所定の形状に加圧成形し、その成形
体を常圧焼結法、加圧焼結法等により焼結する方法が広
（行われている。近時は、セラミック焼結体の高緻密化
と、それによる材料特性の向上を目的として、熱間静水
圧加圧焼結法を適用することもこころみられており、そ
の焼結を行うための圧媒ガスシール手段としては、金属
材料やガラスからなるカプセルにセラミック成形体を封
入するカプセル法が行われている。
セラミック成形体を熱間静水圧加圧焼結処理するための
カプセル工程においては、セラミック成形体の変形や破
損等が問題となる。大型あるいは重量の大きいセラミッ
ク成形体、殊に大径で薄肉の長尺バイブ状成形体等では
変形、破損が生じ易く、そのハンドリング性が大きな問
題となる。
カプセル工程においては、セラミック成形体の変形や破
損等が問題となる。大型あるいは重量の大きいセラミッ
ク成形体、殊に大径で薄肉の長尺バイブ状成形体等では
変形、破損が生じ易く、そのハンドリング性が大きな問
題となる。
また、セラミックが、窒化けい素（Ｓｔ３Ｎ４）等のよ
うな難焼結性のものである場合、その焼結処理に長時間
を必要とする。
うな難焼結性のものである場合、その焼結処理に長時間
を必要とする。
本発明は上記問題点を解決することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明のセ
ラミック焼結体の製造方法は、セラミック粒子を含む泥
しようを石こうモールド内に鋳込み、遠心力の作用下に
泥しようを着肉させることによりセラミック成形体を形
成し、その成形体をカプセル法による熱間静水圧加圧焼
結処理に付すことを特徴としている。
ラミック焼結体の製造方法は、セラミック粒子を含む泥
しようを石こうモールド内に鋳込み、遠心力の作用下に
泥しようを着肉させることによりセラミック成形体を形
成し、その成形体をカプセル法による熱間静水圧加圧焼
結処理に付すことを特徴としている。
本発明は、セラミック粒子を含む泥しよう（以下、「セ
ラミック泥しよう」）を石こうモールドに鋳込んで、そ
のスラリー〇着肉を遠心力の作用下に行わせる、所謂遠
心成形法によってセラミック成形体を形成することとし
たので、遠心成形工程での遠心力の調節により、プレス
成形などの他の成形法によるセラミック成形体に比べて
、繊密性の高いセラミック成形体を得ることができる。
ラミック泥しよう」）を石こうモールドに鋳込んで、そ
のスラリー〇着肉を遠心力の作用下に行わせる、所謂遠
心成形法によってセラミック成形体を形成することとし
たので、遠心成形工程での遠心力の調節により、プレス
成形などの他の成形法によるセラミック成形体に比べて
、繊密性の高いセラミック成形体を得ることができる。
この遠心成形された緻密度の高いセラミック成形体は、
強度・保形性が高いので、大型、重量品であっても、石
こうモールドからの型抜、およびカプセル工程を経て熱
間静水圧加圧焼結処理に付すまでの工程におけるハンド
リング性が良（、変形・破撰を生しにくい。また、セラ
ミック成形体が緻密であるので、セラミックが窒化けい
素などの難焼結性のものであっても、焼結助剤の省略、
ＨＩＰ処理時間の短縮等が可能であり、また短い処理時
間でも、緻密性の高い焼結体を得ることができる。
強度・保形性が高いので、大型、重量品であっても、石
こうモールドからの型抜、およびカプセル工程を経て熱
間静水圧加圧焼結処理に付すまでの工程におけるハンド
リング性が良（、変形・破撰を生しにくい。また、セラ
ミック成形体が緻密であるので、セラミックが窒化けい
素などの難焼結性のものであっても、焼結助剤の省略、
ＨＩＰ処理時間の短縮等が可能であり、また短い処理時
間でも、緻密性の高い焼結体を得ることができる。
以下、本発明を工程順に説明する。
セラミック成形体の遠心成形のためのセラミック泥しよ
うは、泥しよう鋳込み成形における常法に従って、セラ
ミック粒子を水等の分散媒に適当な濃度となるように懸
濁させ、必要に応じ、解膠剤、粘結剤、可塑剤等の添加
剤を適量混和することにより調製される。
うは、泥しよう鋳込み成形における常法に従って、セラ
ミック粒子を水等の分散媒に適当な濃度となるように懸
濁させ、必要に応じ、解膠剤、粘結剤、可塑剤等の添加
剤を適量混和することにより調製される。
セラミック粒子は、例えばアルミナ（Ａ １２０３）等
の酸化物系、あるいは窒化珪素（Ｓｔ：＋Ｎａ）等の非
酸化物系である。
の酸化物系、あるいは窒化珪素（Ｓｔ：＋Ｎａ）等の非
酸化物系である。
つぎに、上記セラミック泥しようを石こうモールド内に
鋳込み、石こうモールドの吸水作用による泥しようの着
肉を、遠心力の作用下に行わせる。
鋳込み、石こうモールドの吸水作用による泥しようの着
肉を、遠心力の作用下に行わせる。
第１図は、管状セラミック成形体の遠心成形の例を示し
ている。（１）は石こうモールドであり、石こうモール
ド（１）は金枠（２）に内嵌され、両端開口部に止め板
（３，３）が嵌着されたうえ、回転駆動ローラ（５，５
）に担持されている。（４）は泥しよう鋳込みホッパー
である・ 石こうモールド（１）の一方の止め板（３）の孔から石
こうモールド（１）内に指向するホッパー（４）を介し
て泥しようを鋳込み、回転駆動ローラ（５）により石こ
うモールド（１）を金枠（２）と共に、その軸心を回転
中心として回転させることにより、石こうモールドの内
周面に沿った泥しよう層が形成され、石こうモールドの
吸水作用による泥しようの着肉が進行して石こうモール
ド（１）の内周面にセラミック粒子の集積層（着肉層）
が形成される。その泥しようの着肉過程において、石こ
うモールド（１）の回転運動による遠心力がセラミック
粒子に加わることによって、セラミック粒子の集積層（
着肉層）が圧縮・緻密化される。特に、石こうモールド
の吸水作用により所定の層厚の着肉層が形成されたのち
、その内面側の残液を石こうモールド（１）の外部に排
除したうえ、石こうモールド（１）の回転速度を上げて
遠心力を強めることにより着肉層の圧縮・緻密化をより
効果的に行わせることができる。このセラミック粒子集
積Ｎ（着肉Ｎ）の圧縮・緻密化のための遠心力の強さは
、特に限定されないが、重力倍数１０〜５０Ｇの遠心力
がセラミック粒子に作用するように回転速度を調節する
ことにより好効果を得ることができる。
ている。（１）は石こうモールドであり、石こうモール
ド（１）は金枠（２）に内嵌され、両端開口部に止め板
（３，３）が嵌着されたうえ、回転駆動ローラ（５，５
）に担持されている。（４）は泥しよう鋳込みホッパー
である・ 石こうモールド（１）の一方の止め板（３）の孔から石
こうモールド（１）内に指向するホッパー（４）を介し
て泥しようを鋳込み、回転駆動ローラ（５）により石こ
うモールド（１）を金枠（２）と共に、その軸心を回転
中心として回転させることにより、石こうモールドの内
周面に沿った泥しよう層が形成され、石こうモールドの
吸水作用による泥しようの着肉が進行して石こうモール
ド（１）の内周面にセラミック粒子の集積層（着肉層）
が形成される。その泥しようの着肉過程において、石こ
うモールド（１）の回転運動による遠心力がセラミック
粒子に加わることによって、セラミック粒子の集積層（
着肉層）が圧縮・緻密化される。特に、石こうモールド
の吸水作用により所定の層厚の着肉層が形成されたのち
、その内面側の残液を石こうモールド（１）の外部に排
除したうえ、石こうモールド（１）の回転速度を上げて
遠心力を強めることにより着肉層の圧縮・緻密化をより
効果的に行わせることができる。このセラミック粒子集
積Ｎ（着肉Ｎ）の圧縮・緻密化のための遠心力の強さは
、特に限定されないが、重力倍数１０〜５０Ｇの遠心力
がセラミック粒子に作用するように回転速度を調節する
ことにより好効果を得ることができる。
上記遠心成形法により形成されたセラミック成形体（Ａ
）を石こうモールド（１）から抜き出し、乾燥したのち
、そのセラミンク成形体をカプセルで密封する。第３図
は中空管状のセラミ・ツク成形体（Ａ）をカプセル（Ｂ
）で密封した例を示している。
）を石こうモールド（１）から抜き出し、乾燥したのち
、そのセラミンク成形体をカプセルで密封する。第３図
は中空管状のセラミ・ツク成形体（Ａ）をカプセル（Ｂ
）で密封した例を示している。
カプセルとしては金属カプセル、またはガラスカプセル
等が、セラミック成形体の材質および焼結温度等に応じ
て使用される。ガラスカプセルでセラミック成形体（Ａ
）を密封する場合には、所要形状に形成されたガラス容
器内にセラミック成形体を封入する方法、またはセラミ
ック成形体をガラス粉末中に埋め込み、加熱してガラス
を軟化させたのち、プレスしてガラスを気密なシール層
とする方法、あるいはガラス粉末のスラリーをセラミッ
ク成形体の表面にスプレー等により塗布し、乾燥・焼結
して気密なシール層にする方法等が適宜使用される。
等が、セラミック成形体の材質および焼結温度等に応じ
て使用される。ガラスカプセルでセラミック成形体（Ａ
）を密封する場合には、所要形状に形成されたガラス容
器内にセラミック成形体を封入する方法、またはセラミ
ック成形体をガラス粉末中に埋め込み、加熱してガラス
を軟化させたのち、プレスしてガラスを気密なシール層
とする方法、あるいはガラス粉末のスラリーをセラミッ
ク成形体の表面にスプレー等により塗布し、乾燥・焼結
して気密なシール層にする方法等が適宜使用される。
また、前記のように中空筒状セラミック成形体を遠心成
形する場合には、そのセラミック成形体の遠心成形と同
様の方法によりガラスカプセルを形成することができる
。第２図はその例を示す。
形する場合には、そのセラミック成形体の遠心成形と同
様の方法によりガラスカプセルを形成することができる
。第２図はその例を示す。
（Ｂ１）は石こうモールド（１）の内面に形成されたガ
ラス粉末層である。そのガラス粉末層（Ｂ１）はガラス
粉末のスラリーを石こうモールド（１）の内面に塗布し
、乾燥することにより形成することができ、あるいは石
こうモールド（１）を回転させながら、ガラス粉末のス
ラリーを鋳込み、石こうモールド（１）内面に着肉させ
ることにより形成することもできる。この石こうモール
ド（１）を回転させながら、セラミック粉末のスラリー
を鋳込んでセラミック粒子の着肉ＩＪ（Ａ）を形成した
のち、その着肉層（Ａ）の内側にガラス粉末のスラリー
を鋳込み、セラミック粒子着肉層（Ａ）の内面にガラス
粉末の着肉層（Ｂ２）を遠心成形する。このように外周
面と内周面とがガラス粉末層（Ｂｌ）（Ｂ２）で被覆さ
れたセラミック成形体を形成したのち、石こうモールド
（１）から型抜きし、その両側開口部端面にガラス粉末
のスラリーを塗布してガラス粉末層を形成する。ついで
、そのセラミック成形体とその表面を被覆するガラス粉
末層を乾燥し、更にガラス粉末層を焼成し、気密なシー
ル層に仕上げる。
ラス粉末層である。そのガラス粉末層（Ｂ１）はガラス
粉末のスラリーを石こうモールド（１）の内面に塗布し
、乾燥することにより形成することができ、あるいは石
こうモールド（１）を回転させながら、ガラス粉末のス
ラリーを鋳込み、石こうモールド（１）内面に着肉させ
ることにより形成することもできる。この石こうモール
ド（１）を回転させながら、セラミック粉末のスラリー
を鋳込んでセラミック粒子の着肉ＩＪ（Ａ）を形成した
のち、その着肉層（Ａ）の内側にガラス粉末のスラリー
を鋳込み、セラミック粒子着肉層（Ａ）の内面にガラス
粉末の着肉層（Ｂ２）を遠心成形する。このように外周
面と内周面とがガラス粉末層（Ｂｌ）（Ｂ２）で被覆さ
れたセラミック成形体を形成したのち、石こうモールド
（１）から型抜きし、その両側開口部端面にガラス粉末
のスラリーを塗布してガラス粉末層を形成する。ついで
、そのセラミック成形体とその表面を被覆するガラス粉
末層を乾燥し、更にガラス粉末層を焼成し、気密なシー
ル層に仕上げる。
なお、ガラスカプセルのガラス材としては、例えば石英
、バイコール、パイレックスなどが、セラミック成形体
の材質やその焼結条件等に応じて適宜選択される。
、バイコール、パイレックスなどが、セラミック成形体
の材質やその焼結条件等に応じて適宜選択される。
上記のようにカプセル密封されたセラミック成形体を熱
間静水圧加圧焼結に付して、所定の温度および加圧力下
に焼結を達成し、ついで表面のカプセル材を除去するこ
とにより、目的とするセラミック焼結体を得る。
間静水圧加圧焼結に付して、所定の温度および加圧力下
に焼結を達成し、ついで表面のカプセル材を除去するこ
とにより、目的とするセラミック焼結体を得る。
窒化けい素（Ｓ ｉ ３Ｎ４）粉末１００重量部、純水
３５重量部、解膠剤（ポリアクリル酸アンモニウム塩）
０．５重量部を配合してスラリーとする。このスラリー
を、第１図に示す遠心成形装置の石こうモールド（１）
内に鋳込み、石こうモールド（１）の回転下にバイブ状
セラミック成形体を形成する。その遠心成形において、
セラミック粒子に約２Ｇの重力が加わるように石こうモ
ールドの回転速度を設定した。
３５重量部、解膠剤（ポリアクリル酸アンモニウム塩）
０．５重量部を配合してスラリーとする。このスラリー
を、第１図に示す遠心成形装置の石こうモールド（１）
内に鋳込み、石こうモールド（１）の回転下にバイブ状
セラミック成形体を形成する。その遠心成形において、
セラミック粒子に約２Ｇの重力が加わるように石こうモ
ールドの回転速度を設定した。
ついで、そのセラミック成形体をシリカガラスカプセル
に封入したうえ、熱間静水圧加圧焼結（ＨＩ Ｐ）に付
し、温度２０００℃、加圧力１５００ ｋｇ ／ ｃｕ
ｔ、保持時間２Ｈｒの焼結を行った。処理後、ガラスカ
プセル材をサンドブラストにより除去してパイプ状の焼
結体を得た。その焼結体の緻密度を、従来のプレス成形
によるセラミック成形体のＨＩＰ処理により得られる焼
結体と比較すると、吸水率で約６０〜７０％減となり、
極めて高緻密である。
に封入したうえ、熱間静水圧加圧焼結（ＨＩ Ｐ）に付
し、温度２０００℃、加圧力１５００ ｋｇ ／ ｃｕ
ｔ、保持時間２Ｈｒの焼結を行った。処理後、ガラスカ
プセル材をサンドブラストにより除去してパイプ状の焼
結体を得た。その焼結体の緻密度を、従来のプレス成形
によるセラミック成形体のＨＩＰ処理により得られる焼
結体と比較すると、吸水率で約６０〜７０％減となり、
極めて高緻密である。
本発明は、遠心成形によるセラミック成形体の形成と、
熱間静水圧加圧焼結による焼結との組合わせになるので
、 ＋１） セラミック成形体が緻密であり、大型サイズ
であっても、破損・変形を生じない良好なハンドリング
性を有しており、大型大口径のセラミックバイブの製造
も可能である。
熱間静水圧加圧焼結による焼結との組合わせになるので
、 ＋１） セラミック成形体が緻密であり、大型サイズ
であっても、破損・変形を生じない良好なハンドリング
性を有しており、大型大口径のセラミックバイブの製造
も可能である。
（２）セラミック成形体が緻密であるので、窒化けい素
などの難焼結材であっても、焼結助剤の使用を省略する
ことができ、かつ焼結処理時間を短縮することができる
。しかも、短時間の焼結処理で、より高い緻密度を有す
る焼結体が得られる。
などの難焼結材であっても、焼結助剤の使用を省略する
ことができ、かつ焼結処理時間を短縮することができる
。しかも、短時間の焼結処理で、より高い緻密度を有す
る焼結体が得られる。
第１図、第２図は、セラミック成形体の遠心成形の例を
示す断面図、第３図ＣＩ）はカプセルで密封されたパイ
プ状セラミック成形体の例を示す軸方向断面図、同図（
ｎ）はそのＩ−１断面図である。
示す断面図、第３図ＣＩ）はカプセルで密封されたパイ
プ状セラミック成形体の例を示す軸方向断面図、同図（
ｎ）はそのＩ−１断面図である。
Claims (1)
- （１）セラミック粒子を含む泥しょうを石こうモールド
内に鋳込み、遠心力の作用下に泥しょうを着肉させるこ
とによりセラミック成形体を形成し、その成形体にカプ
セル法による熱間静水圧加圧焼結処理を行うことを特徴
とするセラミック焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251785A JPH0196069A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | セラミック焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251785A JPH0196069A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | セラミック焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196069A true JPH0196069A (ja) | 1989-04-14 |
Family
ID=17227892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62251785A Pending JPH0196069A (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | セラミック焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0196069A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008105933A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-05-08 | Kyocera Corp | 中空体、浮力材、潜水装置および溶融金属用浮き |
-
1987
- 1987-10-06 JP JP62251785A patent/JPH0196069A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008105933A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-05-08 | Kyocera Corp | 中空体、浮力材、潜水装置および溶融金属用浮き |
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