JPH02233568A - Hybrid inorganic fibrous form - Google Patents

Hybrid inorganic fibrous form

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Publication number
JPH02233568A
JPH02233568A JP1053040A JP5304089A JPH02233568A JP H02233568 A JPH02233568 A JP H02233568A JP 1053040 A JP1053040 A JP 1053040A JP 5304089 A JP5304089 A JP 5304089A JP H02233568 A JPH02233568 A JP H02233568A
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JP
Japan
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molded body
alumina
fiber molded
coarse particles
fine powder
Prior art date
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Pending
Application number
JP1053040A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Taga
茂 多賀
Akira Sakamoto
明 坂本
Hirotaka Takai
高井 裕孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
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Publication of JPH02233568A publication Critical patent/JPH02233568A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To obtain the title form excellent in spalling resistance and creep resistance characteristics at elevated temperatures by making up the inner layer with a porous inorganic fibrous form and making up the surface layer with a dense sintered compact of this form, fine powder and coarse granules. CONSTITUTION:The surface of a porous inorganic fibrous form such as of alumina, mullite or zirconia is coated with a slurry containing (A) fine powder plus coarse granules such as of alumina, mullite or zirconia and (B) a binder (e.g. polyvinyl alcohol). The resulting product is baked to make the surface layer consisting of a dense sintered compact made up of the inorganic fibrous form, fine powder and coarse granules, thus obtaining the objective hybrid inorganic fibrous form, which can be suitably used as a lightweight setter for high-temperature baking, structural or functional lightweight ceramic, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は高い耐熱性と耐スポーリング性と耐クリープ性
とを有する無機質繊維成形体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inorganic fiber molded article having high heat resistance, spalling resistance, and creep resistance.

[従来の技術] 無機質繊維成形体はその熱容量、熱伝導率の低さから炉
材用断熱材、断熱ボードとして、その市場が急速に伸び
つつある。
[Prior Art] Due to their low heat capacity and low thermal conductivity, the market for inorganic fiber molded bodies is rapidly growing as insulation materials for furnace materials and insulation boards.

又無機質繊維にバインダー、無機充填剤を添加し、成形
、焼成した軽量セッターが使用されはじめている。
In addition, lightweight setters made by adding binders and inorganic fillers to inorganic fibers, forming and firing them are beginning to be used.

これは従来の緻密質なセッターに比べ軽量で省エネルギ
ーが図れ、かつ耐スポーリング性に優れるという画期的
なセッターである(例えばニチアス■のルビールセッタ
ー:製造法は特公昭61−58434に示されている)
This is an epoch-making setter that is lighter than conventional dense setters, saves energy, and has excellent spalling resistance. )
.

本出願人は、無機質繊維成形体の表面層が前記繊維を含
有した緻密な無機質焼結体を構成しているハイブリッド
無機質繊維成形体についての発明を完成し、先に出願し
ている(特願昭62ー298037)。
The present applicant has completed the invention of a hybrid inorganic fiber molded body in which the surface layer of the inorganic fiber molded body constitutes a dense inorganic sintered body containing the aforementioned fibers, and has previously filed a patent application. (Sho 62-298037).

〔発明が解決しようとする課題] 無機繊維に無機充填剤を添加し、成形、焼成して作られ
たセッター(以後軽量セッターという)は、嵩比重が1
.0g/一と非常に軽く、省エネルギー等のメリットが
ある反面、従来の緻密質なセッターと比較すると高温時
におけるクリープ特性が著しく低下する。この場合のク
リープ特性の低下とは、具体的には高温使用時における
セッター自体のタワミを示す。
[Problem to be solved by the invention] A setter made by adding an inorganic filler to inorganic fibers, molding and firing the setter (hereinafter referred to as a lightweight setter) has a bulk specific gravity of 1.
.. Although it is very light at 0g/1 and has advantages such as energy saving, it has significantly lower creep characteristics at high temperatures when compared to conventional dense setters. In this case, the decrease in creep properties specifically refers to the deflection of the setter itself during high temperature use.

この高温時におけるタワミは、セッターがセラミックス
焼成用のしき板として炉内で数段につみ重ね使用される
様な場合には、致命的な欠点となる。
This deflection at high temperatures becomes a fatal drawback when the setter is stacked in several stages in a furnace and used as a cutting board for firing ceramics.

また、この軽量セッターはその優れた特性を生かし構造
材及び耐摩耗性指向等の機能材として利用することも考
えられるが、その構造上、それらの用途として使用する
には強度、硬度面でまだまだ改善すべき点が多い。
In addition, this lightweight setter could be used as a structural material or a functional material for wear resistance by taking advantage of its excellent properties, but due to its structure, it still has insufficient strength and hardness to be used for these purposes. There are many points that need improvement.

以上の様な多方面の無機質繊維成形体の用途に対して本
発明は、出願人が先に提案したノ1イブリッド無機質繊
維成形体を改良し、耐熱性、耐スポーリング性、耐クリ
ープ性のさらに優れた成形体を提供するものである。
The present invention improves the No. 1 hybrid inorganic fiber molded product previously proposed by the applicant to improve heat resistance, spalling resistance, and creep resistance for the various uses of inorganic fiber molded products as described above. This provides an even better molded product.

[課題を解決するための手段] 本発明者等は前述した現状に鑑み、鋭意研究した結果ハ
イブリッド無機質繊維成形体の表面層の焼結層を、無機
質繊維成形体と微粉末と粗大粒子とから構成することに
より、無機質繊維成形体の持つ、軽量、耐スポーリング
性、断熱性等の優れた特性を維持しつつ、緻密質な焼結
体の持つ優れた耐クリープ特性、無汚染、高強度、高硬
度、をも兼ねそなえていることを見出し本発明に到達し
た。
[Means for Solving the Problems] In view of the above-mentioned current situation, the present inventors conducted intensive research and found that the sintered layer of the surface layer of a hybrid inorganic fiber molded body is made of an inorganic fiber molded body, fine powder, and coarse particles. This structure maintains the excellent properties of an inorganic fiber molded body, such as light weight, spalling resistance, and heat insulation, while maintaining the excellent creep resistance, non-contamination, and high strength of a dense sintered body. The present invention was achieved by discovering that the material also has high hardness.

すなわち本発明の要旨は、内層が多孔質な無機質繊維成
形体で、表面層が前記成形体と微粉末と粗大粒子との緻
密な焼結体であることを特徴とするハイブリッド無機質
繊維成形体である。
That is, the gist of the present invention is to provide a hybrid inorganic fiber molded article, wherein the inner layer is a porous inorganic fiber molded article, and the surface layer is a dense sintered body of the molded article, fine powder, and coarse particles. be.

緻密な焼結体である表面層は、例えば無機質繊維成形体
表面層に骨材としての粗大粒子と微粉末を含むスラリー
を浸漬させ、これを乾燥・焼成して作られる。この際、
粗大粒子の平均粒径及び粗大粒子の微粉末との合計量の
割合が第1図に示す点A(200m, 50%)、点B
 (200m, 30%)、点C(1000m, 5%
)、点D (1000m, 30%)で囲まれる範囲で
あることが望ましい。ここで微粉末とは、平均粒径10
一以下、一役には、1lA1程度の径の粉末をいう。
The surface layer, which is a dense sintered body, is made by, for example, dipping the surface layer of the inorganic fiber molded body in a slurry containing coarse particles and fine powder as aggregate, and drying and firing the slurry. On this occasion,
The average particle diameter of coarse particles and the ratio of the total amount of coarse particles to fine powder are shown in Figure 1 at point A (200 m, 50%) and point B.
(200m, 30%), point C (1000m, 5%
) and point D (1000m, 30%). Here, fine powder means an average particle size of 10
One or less refers to powder with a diameter of about 11A1.

無機質繊維成形体の成分として、高温時における収縮を
おさえる目的で、しばしばS 1 0 2成分が無機バ
インダーとして使用される。
As a component of an inorganic fiber molded article, an S 1 0 component is often used as an inorganic binder for the purpose of suppressing shrinkage at high temperatures.

しかし、このS t O 2成分は、例えばアルミナ基
板等を、1800℃以上の高温で焼成する場合には、被
焼成物へのコンタミネーションを起す。
However, when an alumina substrate or the like is fired at a high temperature of 1800° C. or higher, this S t O 2 component causes contamination to the object to be fired.

この欠点を解消するには、無機質繊維成形体や、表面層
を構成する焼結体を、実質的にアルミナ質、ムライト質
、ジルコニア質のものとすれば、IB00℃以上の高温
の使用にも耐える成形体となる。
In order to eliminate this drawback, if the inorganic fiber molded body and the sintered body constituting the surface layer are made of alumina, mullite, or zirconia, it is possible to use it at high temperatures of IB00°C or higher. It becomes a durable molded body.

以下、本発明の成形体について、1600℃以上の高温
中で使用できるものを例にとって、その製造方法を示し
て詳細に説明する。
Hereinafter, the molded product of the present invention will be described in detail, taking as an example a molded product that can be used at high temperatures of 1600° C. or higher, and showing a method for producing the molded product.

まず、母材となる繊維成形体について述べると、得よう
とする成形体の耐熱性を上げる、特にIB00℃におけ
る耐クリープ特性を向上させる為には、母材となる繊維
成形体自体の耐熱性も1600℃以上なくてはならない
First, regarding the fiber molded body that is the base material, in order to increase the heat resistance of the molded body to be obtained, especially the creep resistance at IB00℃, it is necessary to The temperature must also be 1600℃ or higher.

したがって・繊維成形体の原料である繊維は実質的にア
ルミナ質、又はムライト質繊維又はジルコニア質繊維で
なくてはならない。また、表・面層の焼結体も、実質的
にアルミナ質、ムライト質、ジルコニア質である必要が
ある。以下アルミナ質の成形体の例について述べる。ア
ルミナ繊維成形体は繊維にコロイダルシリカ等の無機バ
インダーと有機バインダーを添加し解繊、スラリー化後
、吸収消過法、脱水プレス法等で成形・乾燥して得られ
る。また、これらの成形体はすでに断熱ボードとして知
られており容易に人手できる。ただし、通常市販されて
いる断熱ボードは成形後すでにtooo℃以上の温度で
熱処理してあるものがほとんどである。これに対し、本
発明で使用する繊維成形体は成形後、熱処理を行ってい
ないものが好ましい。
Therefore, the fibers that are the raw material for the fiber molded product must be substantially alumina fibers, mullite fibers, or zirconia fibers. Further, the sintered body of the surface layer also needs to be substantially alumina, mullite, or zirconia. Examples of alumina molded bodies will be described below. An alumina fiber molded article is obtained by adding an inorganic binder such as colloidal silica and an organic binder to the fibers, defibrating the fibers to form a slurry, and then shaping and drying the fibers using an absorption-dissipation method, a dehydration press method, or the like. Furthermore, these molded bodies are already known as heat insulating boards and can be easily made by hand. However, most commercially available heat insulating boards have already been heat-treated at a temperature of 100° C. or higher after molding. On the other hand, it is preferable that the fiber molded article used in the present invention is not subjected to heat treatment after molding.

次に、この繊維成形体の表面に緻密な焼結体の層を形成
させる工程について述べる。
Next, a process of forming a layer of a dense sintered body on the surface of this fiber molded body will be described.

まず、表面層の組成であるが、得ようとする最終製品で
ある成形体の耐熱性、特に1600℃の様な高温時にお
ける耐クリープ特性を向上させるためには、その組成中
に通常の耐火煉瓦の組成の様に微粒なα−アルミナ粒子
中に粗大粒子を骨材として含んでいなければならない。
First, regarding the composition of the surface layer, in order to improve the heat resistance of the molded body that is the final product to be obtained, especially the creep resistance at high temperatures such as 1600°C, it is necessary to Like the composition of bricks, coarse particles must be included as aggregate in fine α-alumina particles.

粗大粒子の添加が高温時における耐クリープ特性を向上
させる詳細な理由は不明であるが以下の様に考えられる
Although the detailed reason why the addition of coarse particles improves the creep resistance at high temperatures is unknown, it is thought to be as follows.

微粒なα−アルミナの焼結体は1800℃の様な高温時
においてはその粒子同志の焼結面、すなわち粒界での粒
子の移動が生じる。特にこの焼結体がセッターの様に板
状のものである場合は、焼結体自体がオモリとなり、重
力によりこの粒界で、粒子の移動が起き、結果としてそ
の焼結体には塑性変形が生じる。しかし、この微粒α−
アルミナの焼結体に電融アルミナ、電融ムライト等の粗
大粒子を骨材として添加すると、高温時における粗大粒
子を添加させたことによって形成される焼結体中の空隙
が加熱時における熱応力を緩和するために、焼結体の高
温時における塑性変形がおさえられる。
When a fine-grained sintered body of α-alumina is heated to a high temperature such as 1800° C., movement of particles occurs at the sintered surfaces of the particles, that is, at the grain boundaries. In particular, when this sintered body is plate-shaped like a setter, the sintered body itself becomes weighted, and particles move at the grain boundaries due to gravity, resulting in plastic deformation in the sintered body. occurs. However, this fine particle α-
When coarse particles such as fused alumina or fused mullite are added to an alumina sintered body as aggregate, the voids in the sintered body formed by the addition of coarse particles at high temperatures cause thermal stress during heating. In order to alleviate this, plastic deformation of the sintered body at high temperatures is suppressed.

この高温における塑性変形、すなわち、タワミを阻lヒ
するために添加する粗大粒子としては、その平均粒子径
、微粉末との合計量に対する割合が第1図の点A,B,
C,Dで囲まれた範囲内であることが望ましい。
The coarse particles added to prevent plastic deformation at high temperatures, that is, deflection, have an average particle diameter and a proportion of the total amount of fine powder at points A and B in Figure 1.
It is desirable that it be within the range surrounded by C and D.

一般に粒子は大きい程焼結性は悪く、この粒子がl00
〇一以上であると焼結が促進されず、粗大粒子がはがれ
落ちる等、成形体としての強度が低下する。
In general, the larger the particles, the worse the sintering properties.
If it is 1 or more, sintering will not be promoted and coarse particles will peel off, resulting in a decrease in the strength of the molded product.

また、焼成後の成形体の表面も当然のことながら、非常
に粗く、これをセッターとして使用した場合、被焼成物
に悪影響をあたえる。粒径が200一以下であると前に
述べた様な粗大粒子添加によって形成される空隙による
熱応力の緩和効果が弱まり、タワミを防止できない。
Furthermore, the surface of the molded body after firing is naturally very rough, and when used as a setter, it will have an adverse effect on the object to be fired. If the particle size is less than 200 mm, the effect of alleviating thermal stress due to the voids formed by the addition of coarse particles as described above is weakened, and sagging cannot be prevented.

好ましい粗大粒子の割合は粒子の粒径によって異なり、
例えば粗大粒子として200μsのものを使用した場合
には、30〜50重量%である。30重量%以下では、
高温時におけるタワミを防止する効果が弱く、又、50
重量%以上では、先に述べた様に添加量が多すぎ、焼結
が促進されず、粗大粒子がはがれ落ちてしまう。100
0mのものを使用した場合も同様の理由で、5〜30重
量%が好適である。
The preferred proportion of coarse particles varies depending on the particle size,
For example, when coarse particles of 200 μs are used, the amount is 30 to 50% by weight. Below 30% by weight,
The effect of preventing deflection at high temperatures is weak, and
If it exceeds % by weight, the amount added is too large as described above, and sintering is not promoted and coarse particles peel off. 100
For the same reason, when using 0 m, 5 to 30% by weight is suitable.

以上の様に成形体の高温時におけるタワミを防止するた
めに粗大粒子は、その粒径と割合が第1図の点A(20
0m,50%)、点B(200m. 30%)、点C 
(1000m, 5%)、点D (1000m. 80
%)で囲まれた範囲内が好ましい。
As mentioned above, in order to prevent the molded body from sagging at high temperatures, coarse particles are used at point A (20
0m, 50%), point B (200m. 30%), point C
(1000m, 5%), point D (1000m. 80
%) is preferable.

これらの組成のものを繊維成形体の表面にコーティング
し焼成するわけであるが、焼成時において、母材である
繊維成形体自体の収縮はほとんど無い。
These compositions are coated on the surface of a fiber molded body and fired, but during firing, the fiber molded body itself, which is the base material, hardly shrinks.

これに対しコーティングする組成は、もし仮に微粒のα
−アルミナのみであれば、燐成時に十数%の収縮を伴な
い、これを繊維成形体の表面にコーティングし焼成すれ
ば、この収縮率の差により表面にヒビ割れを生じる。
On the other hand, if the coating composition is fine particles α
- If only alumina is used, it will shrink by more than ten percent during phosphorization, and if this is coated on the surface of a fiber molded body and fired, the difference in shrinkage rate will cause cracks on the surface.

ところが、微粒α−アルミナ粒子中に粗大粒子を含む様
な組成では、焼結時の収縮は数%以下である。
However, if the composition contains coarse particles among the fine α-alumina particles, the shrinkage during sintering is several percent or less.

この組成のものを母材である繊維成形体の表面にコーテ
ィングし焼成した場合、互いの収縮率の差は少なく、し
たがって焼成後の成形体の表面がヒビ割れることは無い
。この点からも、粗大粒子を添加することは有用である
When this composition is coated on the surface of a fiber molded body as a base material and fired, there is little difference in shrinkage rate between the two, and therefore the surface of the molded body after firing will not crack. Also from this point of view, it is useful to add coarse particles.

また、粗大粒子の焼結性をより良くするためには、フラ
ックス成分を添加しても良い。フラックス成分としては
、例えばカオリナイト等のシリカ成分を含むもので良く
、添加量としては、コーティングする組成100重量部
に対してシリカ換算でIO部以下が好ましい。
Further, in order to improve the sinterability of coarse particles, a flux component may be added. The flux component may include, for example, a silica component such as kaolinite, and the amount added is preferably IO parts or less in terms of silica per 100 parts by weight of the coating composition.

ここで10部以下とした理由は、シリカ成分はアルミナ
粒子間で液相焼結を起こすわけであるが、この粒界にお
ける焼結相が多すぎると高温時に粒子間のすべりを促進
させる原因となってしまうからである。
The reason why the silica component is set at 10 parts or less is that the silica component causes liquid phase sintering between alumina particles, but if there is too much sintered phase at the grain boundaries, it will promote slippage between particles at high temperatures. This is because it becomes

また、粗大粒子の焼結性を良くする別の方法としてアル
ミナ系のバインダーを少量添加するのも良い。アルミナ
系のバインダーとは、焼成後にアルミナに成るバインダ
ーでオキシ塩化アルミニウム、アルミナゾル等で良い。
Another method for improving the sinterability of coarse particles is to add a small amount of alumina binder. The alumina-based binder is a binder that turns into alumina after firing, and may be aluminum oxychloride, alumina sol, or the like.

母材である繊維成形体の表面へこの組成のものをコーテ
ィングする際のバインダーとして有機バインダーを添加
する。
An organic binder is added as a binder when coating the surface of the fiber molded body, which is the base material, with this composition.

有機バインダーとしては、ポリビニルアルコール、カル
ボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース
等の溶液で良い。
The organic binder may be a solution of polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, or the like.

次にアルミナ粒子を繊維成形体にコーティングする工程
について述べる。
Next, the process of coating a fiber molded body with alumina particles will be described.

まずコーティング粒子、有機バインダー溶液を混合しス
ラリー化する。コーティングする方法としてはスプレー
、ハケ塗り、ローラーコート、浸漬などで良いが、スラ
リー中で粗大粒子と微粒α−アルミナ粒子が分離しない
様に注意しなくてはならない。コーティングした成形体
は焼成する前にプレスするのも良い。
First, coating particles and an organic binder solution are mixed to form a slurry. The coating method may be spraying, brushing, roller coating, dipping, etc., but care must be taken to prevent coarse particles and fine α-alumina particles from separating in the slurry. It is also good to press the coated molded body before firing.

プレスする目的は、■コーティング粒子と母材である繊
維成形体との接着をよりよくするため、■繊維成形体を
圧縮し、密度を上げ強度を持たせるため、である。
The purposes of pressing are: (1) to improve the adhesion between the coating particles and the base fiber molded body; and (2) to compress the fiber molded body to increase its density and strength.

プレスをする時に成形体自体が圧縮され繊維同志の接触
点がずれるわけであるから、この繊維同志の接触点を焼
結させた様な、一度焼成した繊維成形体を使用すること
は好ましくない。この点から母材である繊維成形体に熱
処理をしていないものを使用する方がよい。
Since the compact itself is compressed during pressing and the contact points between the fibers are shifted, it is not preferable to use a fiber compact that has been fired once, such as by sintering the contact points between the fibers. From this point of view, it is better to use a fiber molded body that is not heat-treated as a base material.

燐成はコーティングした粒子同志、粒子と繊維成形体、
繊維同志を焼結させるためにアルミナの焼結温度である
1600℃以上の温度で行えばよい。
Phosphorescence consists of coated particles, particles and fiber molded bodies,
In order to sinter the fibers together, the sintering may be carried out at a temperature of 1600° C. or higher, which is the sintering temperature of alumina.

この焼成時にオモリをのせて焼成するのもよい。It is also a good idea to place a weight on it during firing.

その理由は前述した様に繊維成形体自体とコーティング
層の収縮率にはわずかな差があるため焼成時に成形体に
(:I重をかけ表面方向よりもむしろ厚み方向の収縮を
促進させるためである。
The reason for this is that, as mentioned above, there is a slight difference in the shrinkage rate between the fiber molded body itself and the coating layer, so during firing, a (:I) weight is applied to the molded body to promote shrinkage in the thickness direction rather than in the surface direction. be.

以下本発明の内容を実施例によりさらに詳しく説明する
が、本発明は、これらの実施例にとらわれるものではな
い。
The content of the present invention will be explained in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

〔実 施 例〕〔Example〕

繊維成形体の表面にコーティングする粒子の組成を表1
の様にさまざまに変え、この粉末300gにポリビニル
アルコール(重合度1500)の10%溶液を100c
c添加しスラリーとした。
Table 1 shows the composition of the particles to be coated on the surface of the fiber molded body.
To 300 g of this powder, add 100 c of a 10% solution of polyvinyl alcohol (degree of polymerization 1500).
c was added to form a slurry.

使用した粒子はまず骨材として電融アルミナ、電融ムラ
イトのさまざまな粒径のものを、又、微粒アルミナとし
てAL−1608G−4(平均粒径0.B一の蝦焼アル
ミナ)(全て昭和電工■製)である。
The particles used were first fused alumina and fused mullite of various particle sizes as aggregates, and AL-1608G-4 (fried alumina with an average particle size of 0.B) as fine alumina (all from Showa). Manufactured by Electric Works.

粗大粒子の粒径は、以下のように調整した。The particle size of the coarse particles was adjusted as follows.

得ようとする平均粒径のものと最も近い2Pli類のJ
IS標準フルイを用い分級する。例えば1000一の粗
大粒子を得ようとする場合、JIS標準フルイの呼び寸
法850−と1180−の2つを用い分級し、その平均
粒径をtooo−とした。
J of the 2Pli class closest to the average particle size to be obtained
Classify using an IS standard sieve. For example, when attempting to obtain coarse particles of 1000-1, the particles were classified using two JIS standard sieves with nominal sizes of 850- and 1180-, and the average particle size was set as too-.

繊維成形体としては、太陽ケミカル■のスーバーファイ
ヤーボードS F − 1700を使用し、これの表面
を研磨した。サイズは150mm X 150mm X
25鰭である。
As the fiber molded article, Super Fireboard SF-1700 manufactured by Taiyo Chemical ■ was used, and its surface was polished. Size is 150mm x 150mm x
It has 25 fins.

の このボードの表面に上記メスラリーをハケ塗りにてコー
ティングしコーティング後40kg/c−の圧力でプレ
スし、その後20 g / cdのオモリを載せながら
1700℃にて2時間焼成し、150+nXl50+u
X6mmのサイズの繊維成形体を得た。この成形体の表
面をダイヤモンドスラ,りーにてラッピングした。
The surface of the Noko board was coated with the above mesylary by brushing, and after coating, it was pressed at a pressure of 40 kg/c-, and then it was baked at 1700°C for 2 hours while placing a weight of 20 g/cd, and it was heated to 150+nXl50+u.
A fiber molded body having a size of 6 mm was obtained. The surface of this compact was lapped with a diamond slurry.

この際のオモリとしては大阪窯業■製のセッター(T 
P C − 193C)を数枚重ね用いた。
As a weight at this time, a setter (T
PC-193C) were used in layers.

得られた成形体の各物性値を表2に示す。Table 2 shows the physical property values of the obtained molded product.

常温強度は得られた成形体を50+uXl5+nX6m
mのサイズに切断加工しスバン30wにて3点曲げ試験
を行った値である。
The room temperature strength of the obtained molded body is 50+uXl5+nX6m
This is the value obtained by cutting the sample into a size of m and performing a 3-point bending test using Suban 30W.

耐クリープ試験については以下の条件にて行った。The creep resistance test was conducted under the following conditions.

まず断面積1 cdのアルミナ焼結体のビースを4つの
足とし、その上に得られたサイズ15Q+nx150m
mX6龍の成形体をセットする。
First, four legs are made of alumina sintered beads with a cross-sectional area of 1 cd, and the obtained size 15Q+nx150m is placed on top of the four legs.
Set the mX6 dragon molded body.

成形体の上には総重量20iのアルミナのグリーンシ一
トを載せる。その状態で1800℃にて2時間の焼結テ
ストを行い、その際の成形体のタワミ量をダイヤルゲー
ジにて測定した。
An alumina green sheet having a total weight of 20 i is placed on top of the molded body. In this state, a sintering test was conducted at 1800° C. for 2 hours, and the amount of deflection of the molded product at that time was measured using a dial gauge.

表2の値は上記焼結試験を10回繰り返した後のタワミ
量である。また、同時に焼成されたアルミナ基板と成形
体の反応を目視にて確認した。
The values in Table 2 are the amounts of deflection after repeating the above sintering test 10 times. In addition, the reaction between the alumina substrate and the compact, which were fired at the same time, was visually confirmed.

耐スポーリングテストについては、10ロO℃に加熱さ
れた成形体を水中に入れるという試験を行った。
Regarding the spalling resistance test, a test was conducted in which the molded body heated to 10°C was placed in water.

表2には上記試験を繰り返し、成形体にヒビ等の生じた
回数を示す。粗大粒子として平均粒径1000aの骨材
を添加し、コーティングし得られた成形体については、
その割合が30重量%以上では焼結性が悪く、骨材のは
がれ落ちが発生する。
Table 2 shows the number of times the above test was repeated and cracks etc. occurred in the molded product. Regarding the molded body obtained by adding aggregate with an average particle size of 1000a as coarse particles and coating it,
If the proportion is 30% by weight or more, sintering properties are poor and aggregate flaking occurs.

5 0 0urn ,  2 0 0−についても同様
でそれぞれ、40.50重量%以上添加したものは、骨
材のはがれ落ちが発生する。
The same applies to 500urn and 200-, and if 40.50% by weight or more is added to each, the aggregate will peel off.

配合Nl9.10はフラックス成分としてカオリナイト
を添加した組成のものをコーティングした。
Formulation Nl9.10 was coated with a composition in which kaolinite was added as a flux component.

このカオリナイトはシリカ成分を45%含む。This kaolinite contains 45% silica component.

ffillは最大粒子の骨材を電融ムライトに変えたも
のである。
ffill is obtained by changing the largest particle aggregate to fused mullite.

lkl2は表面のコーティング層を粗大粒子を含まない
、微粒アルミナのみで成形したものである。
lkl2 has a surface coating layer formed only of fine alumina without containing coarse particles.

ただしこの組成のものは、繊維成形体と微粒アルミナの
収縮率の差の点を考慮して、繊維成形体を微粒アルミナ
のスラリー中に浸漬し、コーティングする方法をとった
However, for this composition, the fiber molded body was immersed in a slurry of fine alumina particles and coated in consideration of the difference in shrinkage rate between the fiber molded body and the fine alumina particles.

いずれのものも、得られた成形体の形状は良い。In either case, the shape of the obtained molded product was good.

表2は表1の配合のものをコーティングし、焼成して得
られた成形体の物性値の一覧表である。
Table 2 is a list of physical properties of molded bodies obtained by coating and firing the compositions shown in Table 1.

配合隘2は粗大粒子の割合が少なく、タワミを防止でき
ない。
Blend No. 2 has a small proportion of coarse particles, and sagging cannot be prevented.

鬼6も同様な理由でタワミが発生するが、このタワミを
防止するために添加する骨材の量として、粗大粒子とし
て1000mのものを使用した場合5重量%以上、20
0−の場合30重量%は必要である。
Oni 6 also causes deflection for the same reason, but the amount of aggregate added to prevent this deflection is 5% by weight or more when coarse particles of 1000 m are used, and 20% by weight or more.
In the case of 0-, 30% by weight is required.

以上得られた成形体の形状及び耐クリープ特性を考慮し
、添加する粗大粒子の平均粒径と添加量としでは、第1
図の点A, B,  C, D,で囲まれた範囲が好ま
しい。
Considering the shape and creep resistance properties of the molded product obtained above, the average particle diameter and amount of coarse particles to be added are determined as follows:
The range surrounded by points A, B, C, and D in the figure is preferred.

鬼10のように、カオリナイトの添加量が多すぎるとタ
ワミが発生してしまう。
As with Oni 10, if too much kaolinite is added, deflection will occur.

また、i0はこのカオリナイト中のシリカ成分と被焼成
物であるアルミナ基板と反応し、焼成された基板はセッ
ターに付着した。
In addition, i0 reacted with the silica component in this kaolinite and the alumina substrate that was the object to be fired, and the fired substrate adhered to the setter.

また&.l2についてはそのコーティング層の組成中に
粗大粒子を含まないため、表面平滑性は良いがタワミが
発生している。
Also&. Regarding 12, since the coating layer does not contain coarse particles in its composition, the surface smoothness is good, but sag occurs.

耐スポーリングテストはタワミの発生しなかったものに
ついてのみ行ったが、いづれも緻密譬なセッターより優
れた性能を示した。
Spalling resistance tests were conducted only on those that did not exhibit deflection, but all showed better performance than precise setters.

尚、配合磁4のものをコーティング、焼成して得られた
成形体の電子顕微鏡写真を第2図、第3図に示す。
Incidentally, electron micrographs of the molded body obtained by coating and firing the magnetic composition of 4 are shown in FIGS. 2 and 3.

表面に約lookumの厚さのコーティング層の形成が
確認される。
Formation of a coating layer with a thickness of about lookum was confirmed on the surface.

(以下余白) 第1図 [効  果] このハイブリッド無機質繊維成形体は、従来の軽量セッ
ターと同様耐スポーリング性に優れることに加えて、高
温時における耐クリープ特性に非常に優れる為、高温焼
成用のセッターとして官用である。
(Space below) Figure 1 [Effects] This hybrid inorganic fiber molded product has excellent spalling resistance similar to conventional lightweight setters, and also has excellent creep resistance at high temperatures. It is used as a setter for government purposes.

また、構造、又は機能性軽量セラミックスとしても有用
である。
It is also useful as a structural or functional lightweight ceramic.

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

第1図は、本発明のハイブリッド無機質繊維成形体の表
面層を形成する粗大粒子の平均粒径と微粉末との合計の
割合の好適な組合わせの範囲を示す図であり、第2図及
び第3図は、本発明の一実施例である配合鬼4のハイブ
リッド無機質繊維成形体の断面及び平面の粒子構造を示
す粒子構造の代 理 人
FIG. 1 is a diagram showing the range of suitable combinations of the average particle diameter of coarse particles forming the surface layer of the hybrid inorganic fiber molded article of the present invention and the total ratio of fine powder, and FIG. FIG. 3 is a representative of the particle structure showing the particle structure in cross section and plane of the hybrid inorganic fiber molded product of Compound 4, which is an embodiment of the present invention.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.内層が多孔質な無機質繊維成形体で、表面層が前記
成形体と微粉末と粗大粒子との緻密な焼結体であること
を特徴とするハイブリッド無機質繊維成形体。
1. 1. A hybrid inorganic fiber molded body, wherein the inner layer is a porous inorganic fiber molded body, and the surface layer is a dense sintered body of the molded body, fine powder, and coarse particles.
2.無機質繊維成形体がアルミナ質又は、ムライト質又
はジルコニア質の繊維成形体であり、微粉末及び粗大粒
子がアルミナ質又は、ムライト質又はジルコニア質であ
ることを特徴とする請求項1記載のハイブリッド無機質
繊維成形体。
2. The hybrid inorganic material according to claim 1, wherein the inorganic fiber molded body is an alumina, mullite, or zirconia fiber molded body, and the fine powder and coarse particles are alumina, mullite, or zirconia. Fiber molded body.
3.粗大粒子の平均粒径及び粗大粒子の微粉末との合計
量との割合が添付図第1図の点A(200μm、50%
)、点B(200μm、30%)、点C(1000μm
,5%)、点D(1000μm,30%)で囲まれる範
囲であることを特徴とする請求項1又は2記載のハイブ
リッド無機質繊維成形体。
3. The average particle diameter of coarse particles and the ratio of coarse particles to the total amount of fine powder are at point A (200 μm, 50%
), point B (200 μm, 30%), point C (1000 μm
, 5%) and point D (1000 μm, 30%).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04154677A (en) * 1990-10-16 1992-05-27 Nippon Cement Co Ltd Composite material and its production
JP2016094306A (en) * 2014-11-12 2016-05-26 株式会社村田製作所 Tool for burning and method for manufacturing tool for burning
JP2018095502A (en) * 2016-12-13 2018-06-21 瑞浪市 Manufacturing method of carbon fiber ceramics

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