JPH02271976A - 多孔質体の形成方法 - Google Patents
多孔質体の形成方法Info
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- JPH02271976A JPH02271976A JP9154089A JP9154089A JPH02271976A JP H02271976 A JPH02271976 A JP H02271976A JP 9154089 A JP9154089 A JP 9154089A JP 9154089 A JP9154089 A JP 9154089A JP H02271976 A JPH02271976 A JP H02271976A
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- mixture
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Links
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 23
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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
この発明は、多孔質体を形成する方法に関する。
従来より、多孔質体を形成する方法はさまざまなものが
考えられている。たとえば、セラミックス粉体をプレス
成形し、その後焼成することとし、その焼成温度のコン
トロールにより多孔質化する方法、あるいは、逆に、セ
ラミックス粉体のプレス成形時の圧力を低下させておき
、その後焼成する方法、また、セラミックス粉体の成形
時に有機バインダー等をブレンドしておき、これを焼成
時にガス化して除去する方法などが知られている。 さらに、ガラスを多孔質化する方法として、結晶化ガラ
スに有機バインンダー等を混入させ、その後焼結し、そ
の焼結工程で有機バインダーをガス化して除去し空間形
成を行なうというものなどが知られている。
考えられている。たとえば、セラミックス粉体をプレス
成形し、その後焼成することとし、その焼成温度のコン
トロールにより多孔質化する方法、あるいは、逆に、セ
ラミックス粉体のプレス成形時の圧力を低下させておき
、その後焼成する方法、また、セラミックス粉体の成形
時に有機バインダー等をブレンドしておき、これを焼成
時にガス化して除去する方法などが知られている。 さらに、ガラスを多孔質化する方法として、結晶化ガラ
スに有機バインンダー等を混入させ、その後焼結し、そ
の焼結工程で有機バインダーをガス化して除去し空間形
成を行なうというものなどが知られている。
しかしながら、これらの従来の方法では、多孔度及び孔
径のコントロールが困難であるという問題がある。とく
にバインダーを添加する方法では、焼成条件の微妙な差
異により異なった多孔質体ができあがったり、ほかにバ
インダーとガラス及びセラミックスとの相溶性が悪く、
均一なものができにくい等の欠点がある。 この発明は、多孔度及び孔径のコントロールが容易で、
且つ均一な多孔質体を形成することができる、多孔質体
の形成方法を提供することを目的とする。
径のコントロールが困難であるという問題がある。とく
にバインダーを添加する方法では、焼成条件の微妙な差
異により異なった多孔質体ができあがったり、ほかにバ
インダーとガラス及びセラミックスとの相溶性が悪く、
均一なものができにくい等の欠点がある。 この発明は、多孔度及び孔径のコントロールが容易で、
且つ均一な多孔質体を形成することができる、多孔質体
の形成方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明による多孔質体の形
成方法においては、まず結晶化ガラスに所定の粒径のセ
ラミックス粉体を所定比率で混合し、つぎに、この混合
物を焼結することが特徴となっている。
成方法においては、まず結晶化ガラスに所定の粒径のセ
ラミックス粉体を所定比率で混合し、つぎに、この混合
物を焼結することが特徴となっている。
一般に、結晶化ガラスのみでは強度はきわめて高いもの
の非常に緻密で多孔質化できない、他方、セラミックス
粉のみの場合は、空隙だらけの多孔質なものとなり、機
械的強度はまったく劣る。 そこで、結晶化ガラスにセラミックス粉体を所定比率で
ブレンドし、この混合物を焼結することとすることによ
り、双方の長所を生かし、強度が高く、安定な多孔質体
を得ることができる。 この場合、多孔度を左右するのは、セラミックス粉体の
粒径と量であることが確認できた。つまり、結晶化ガラ
スとセラミックス粉体のブレンド比、及びセラミックス
粉体の粒径を調整することにより、多孔度及び孔径をコ
ントロールすることができ、さまざまな多孔質体を安定
に形成することが可能となる。
の非常に緻密で多孔質化できない、他方、セラミックス
粉のみの場合は、空隙だらけの多孔質なものとなり、機
械的強度はまったく劣る。 そこで、結晶化ガラスにセラミックス粉体を所定比率で
ブレンドし、この混合物を焼結することとすることによ
り、双方の長所を生かし、強度が高く、安定な多孔質体
を得ることができる。 この場合、多孔度を左右するのは、セラミックス粉体の
粒径と量であることが確認できた。つまり、結晶化ガラ
スとセラミックス粉体のブレンド比、及びセラミックス
粉体の粒径を調整することにより、多孔度及び孔径をコ
ントロールすることができ、さまざまな多孔質体を安定
に形成することが可能となる。
つぎにこの発明を限界電流式酸素センサの製造工程に適
用した一実施例について図面を参照しながら説明する。 第１図はこの実施例にかかる限界電流式酸素センサを示
すもので、安定化ジルコニア（Ｚｒ０２−８ｍｏ１％：
Ｙｚ０３）のベレット１の表裏両面に電極２．３が設け
られており、電極２を覆うように多孔質体のキャップ４
が形成され、さらにその上にヒーター５が設けられてい
る。この多孔質体キャップ４を形成するのに本発明の方
法を用いる。 この実施例では、結晶化ガラスとして日本電気ガラス株
式会社製の型番ＺＡ−１０６を、セラミックス粉体とし
て粒径１．７μｍのアルミナをそれぞれ用い、これらを
混合比１：２で混合した。この混合物を電極２側に塗布
し、温度９００ ’Ｃ１３０分間の条件で焼成した。こ
れにより厚さ４０μｍ〜５０μ鶴程度の多孔質体キャッ
プ４が形成できた。 この多孔質体キャップ４は均一で機械的強度にも優れて
いることが確認できた。ここで、上記の結晶化ガラスを
用いたのは、ジルコニアの膨張係数（９０Ｘ１０−７／
’Ｃ）に近いものを選んだ結果である。このような限界
電流式酸素センサのキャップとして形成する場合は、結
晶化ガラスとしてその膨張係数が７０Ｘ１０−フ／℃〜
１００ＸＩＯ−’／℃程度のものを選ぶことが望ましい
。 上記のようなセラミックス粉体の添加量及び粒径とした
場合、出来上がった多孔質体キャップ４の多孔度及び孔
径がこの種の酸素センサに適合していることも確認でき
た。 ちなみに参考例として従来の通常の限界電流式酸素セン
サ（第２図）と比較すると、次の表のように、酸素に対
するレスポンス特性が向上していることが分かった。す
なわち、酸素濃度を０％から２１％に増やしたとき及び
２１％から０％に減少させたときの応答時間（９０％応
答）をこの実施例と従来の限界電流式酸素センサについ
て調べたところ、 酸素濃度 本実施例 従来 ０ｔ→２１ｚ ９〜１０ｓｅｃ １
５〜３０ｓｅｃ２１％→ＯＸ ９〜１０ｓｅ
ｃ １５〜４０ｓｅｃの結果が得られた。こ
こで、参考例として用いた従来の限界電流式酸素センサ
は第２図に示す通り、安定化ジルコニア（Ｚｒ０２−８
ｍｏｌ＄Ｙ２Ｏ３）のペレット１の表裏両面に電極２．
３が設けられており、電極２を覆うようにセラミックス
キャップ６が形成され、さらにその上にヒーター５が設
けられているものである。キャップ６により電極２側に
空隙７が作られ、このセラミックスキャップ６には空隙
７に通じる酸素拡散用小孔８が設けられる。上記のよｑ
に本実施例にかかる酸素センサでレスポンスが良好にな
ったのは、多孔質体キャップ４の全面に小さな孔が多数
形成されているため、従来のように酸素が小孔８を通じ
て空隙７内に拡散していくときの拡散時間がないこと、
キャップとして薄く形成できる（本実施例で４ｏＩＬ１
１〜５０μｍ、従来で１閣）ためヒーター５の効率が高
まることなどが影響したためと思われる。 なお、上記では結晶化ガラスとセラミックス粉体との混
合比を１：２としたが、１：１〜１：１０程度まで変化
することもでき、また、セラミックス粉体の粒径も０．
１μＩＩｌ〜１５μｍ程度とすることもできる。さらに
セラミックスとしてはアルミナ以外にジルコニア等の他
のセラミックスを使用できる。 また、この発明は上記のような限界電流式酸素センサの
キャップ形成だけに用いて効果があるわけではなく、セ
ラミックス粉体の添加量及びその粒径のコントロールに
より多孔度及び孔径を希望のものとすることが可能であ
るため、他の種々の用途に適用して効果を得ることがで
きることは勿論である。
用した一実施例について図面を参照しながら説明する。 第１図はこの実施例にかかる限界電流式酸素センサを示
すもので、安定化ジルコニア（Ｚｒ０２−８ｍｏ１％：
Ｙｚ０３）のベレット１の表裏両面に電極２．３が設け
られており、電極２を覆うように多孔質体のキャップ４
が形成され、さらにその上にヒーター５が設けられてい
る。この多孔質体キャップ４を形成するのに本発明の方
法を用いる。 この実施例では、結晶化ガラスとして日本電気ガラス株
式会社製の型番ＺＡ−１０６を、セラミックス粉体とし
て粒径１．７μｍのアルミナをそれぞれ用い、これらを
混合比１：２で混合した。この混合物を電極２側に塗布
し、温度９００ ’Ｃ１３０分間の条件で焼成した。こ
れにより厚さ４０μｍ〜５０μ鶴程度の多孔質体キャッ
プ４が形成できた。 この多孔質体キャップ４は均一で機械的強度にも優れて
いることが確認できた。ここで、上記の結晶化ガラスを
用いたのは、ジルコニアの膨張係数（９０Ｘ１０−７／
’Ｃ）に近いものを選んだ結果である。このような限界
電流式酸素センサのキャップとして形成する場合は、結
晶化ガラスとしてその膨張係数が７０Ｘ１０−フ／℃〜
１００ＸＩＯ−’／℃程度のものを選ぶことが望ましい
。 上記のようなセラミックス粉体の添加量及び粒径とした
場合、出来上がった多孔質体キャップ４の多孔度及び孔
径がこの種の酸素センサに適合していることも確認でき
た。 ちなみに参考例として従来の通常の限界電流式酸素セン
サ（第２図）と比較すると、次の表のように、酸素に対
するレスポンス特性が向上していることが分かった。す
なわち、酸素濃度を０％から２１％に増やしたとき及び
２１％から０％に減少させたときの応答時間（９０％応
答）をこの実施例と従来の限界電流式酸素センサについ
て調べたところ、 酸素濃度 本実施例 従来 ０ｔ→２１ｚ ９〜１０ｓｅｃ １
５〜３０ｓｅｃ２１％→ＯＸ ９〜１０ｓｅ
ｃ １５〜４０ｓｅｃの結果が得られた。こ
こで、参考例として用いた従来の限界電流式酸素センサ
は第２図に示す通り、安定化ジルコニア（Ｚｒ０２−８
ｍｏｌ＄Ｙ２Ｏ３）のペレット１の表裏両面に電極２．
３が設けられており、電極２を覆うようにセラミックス
キャップ６が形成され、さらにその上にヒーター５が設
けられているものである。キャップ６により電極２側に
空隙７が作られ、このセラミックスキャップ６には空隙
７に通じる酸素拡散用小孔８が設けられる。上記のよｑ
に本実施例にかかる酸素センサでレスポンスが良好にな
ったのは、多孔質体キャップ４の全面に小さな孔が多数
形成されているため、従来のように酸素が小孔８を通じ
て空隙７内に拡散していくときの拡散時間がないこと、
キャップとして薄く形成できる（本実施例で４ｏＩＬ１
１〜５０μｍ、従来で１閣）ためヒーター５の効率が高
まることなどが影響したためと思われる。 なお、上記では結晶化ガラスとセラミックス粉体との混
合比を１：２としたが、１：１〜１：１０程度まで変化
することもでき、また、セラミックス粉体の粒径も０．
１μＩＩｌ〜１５μｍ程度とすることもできる。さらに
セラミックスとしてはアルミナ以外にジルコニア等の他
のセラミックスを使用できる。 また、この発明は上記のような限界電流式酸素センサの
キャップ形成だけに用いて効果があるわけではなく、セ
ラミックス粉体の添加量及びその粒径のコントロールに
より多孔度及び孔径を希望のものとすることが可能であ
るため、他の種々の用途に適用して効果を得ることがで
きることは勿論である。
この発明の多孔質体の形成方法によれば、均一で精度の
高く、且つ強度も高い多孔質体を形成することができる
。また、セラミックス粉体の添加量とその粒径のコント
ロールにより、希望の多孔度及び孔径とした多孔質体を
得ることができる。
高く、且つ強度も高い多孔質体を形成することができる
。また、セラミックス粉体の添加量とその粒径のコント
ロールにより、希望の多孔度及び孔径とした多孔質体を
得ることができる。
第１図はこの発明の一実施例にかかる多孔質体が形成さ
れた限界電流式酸素センサを示す断面図、第２図は参考
例として掲げる従来の通常の限界電流式酸素センサの断
面図である。 １・・・安定化ジルコニアベレット、２．３・・・電極
、４・・・多孔質体キャップ、５・・・ヒーター、６・
・・セラミックスキャップ、７・・・空隙、８・・・小
孔。
れた限界電流式酸素センサを示す断面図、第２図は参考
例として掲げる従来の通常の限界電流式酸素センサの断
面図である。 １・・・安定化ジルコニアベレット、２．３・・・電極
、４・・・多孔質体キャップ、５・・・ヒーター、６・
・・セラミックスキャップ、７・・・空隙、８・・・小
孔。
Claims (1)
- （１）結晶化ガラスに所定の粒径のセラミックス粉体を
所定比率で混合し、この混合物を焼結することを特徴と
する多孔質体の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154089A JPH02271976A (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | 多孔質体の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154089A JPH02271976A (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | 多孔質体の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271976A true JPH02271976A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=14029304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9154089A Pending JPH02271976A (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | 多孔質体の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02271976A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003074437A1 (fr) * | 2002-03-06 | 2003-09-12 | Be Inc. | Moulages en verre poreux et procede de production associe |
-
1989
- 1989-04-11 JP JP9154089A patent/JPH02271976A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003074437A1 (fr) * | 2002-03-06 | 2003-09-12 | Be Inc. | Moulages en verre poreux et procede de production associe |
| CN1294093C (zh) * | 2002-03-06 | 2007-01-10 | Be株式会社 | 多孔质玻璃成型体及其制造方法 |
| KR100812576B1 (ko) * | 2002-03-06 | 2008-03-13 | 가부시키가이샤 비 | 다공질 유리 성형체와 그 제조방법 |
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