JPH0244067A

JPH0244067A - 耐溶損性に優れたｂｎ系常圧焼結セラミック

Info

Publication number: JPH0244067A
Application number: JP63195424A
Authority: JP
Inventors: Masumi Nakajima; 真澄中島; Hiroaki Iwaishi; 岩石　裕明; Sumihiko Kurita; 澄彦栗田
Original assignee: Koransha Co Ltd
Current assignee: Koransha Co Ltd
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1990-02-14
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: JP2821748B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、金属あるいは無機（・Ａわ（の溶融体に対す
る耐溶損性に優れたＢＮ系セラミックスに係わるもので
ある。

〈従来の技術〉ＢＮ系セラミックスは、金属′ウガラス等の溶融体に対
する耐濡れ性に極めて１グれた特性を発揮する反面、こ
れらの溶融体のメニスカス部分と接触する部分で、選択
的に食刻される欠点がある。

ＢＮセラミックスが、これらの炉用材料として普及しな
いのもこの辺に原因の一端がある。

また、ＢＮセラミックスは、常圧焼結晶は強度が低づぎ
で全く使用に耐えないために、通常ホットプレスで作ら
れてａ３す、このために極めて高１＋ＩＩｉでおること
もこの原因の１つである。

従って、ＢＮセラミックスの優れた特性を炉用材料で広
く活かすためには、この溶損の問題と、安価な常圧焼結
晶の強度の問題を解決しな【プればならない。

〈発明が解決する問題点〉本発明は、かかる現状技術の問題点に鑑みてなされたも
ので、モの目的とする所は、常圧焼結晶で、しかも金属
やガラス等の溶融体に対する耐溶損性に優れた、新しい
ＢＮ系セラミック材料を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉上記問題点を解決するための手段は、次の構成から成る
。

■　ＢＮ４０％以上と（Ｓｉ０２、ＡＱ２０３、Ａ吏Ｎ
、Ｂ４　Ｃ，希土類元素の酸化物、ＴｉＢ２　、ＺｒＢ
２　、ＺｒＮ、ＺｒＯ２、ＺｒＯ２・５ｉ０２　、Ｓｉ
３　Ｎ４　、ＴｉＯ２、アルカリ土類金属の酸化物）の
群の中から選ばれた一種、あるいは二種以上のセラミッ
ク成分を基本成分としてなるＢＮ系。

常圧焼結ビラミックは、耐溶損性が著しく向Ｆすること
。

■　又、上記ＢＮ成分と（Ｓｉ０２、Ａ愛２０３、ＡＪ
２Ｎ、８４Ｃ１希土類元素の酸化物、ＴｉＢ２　、Ｚｒ
Ｂ２　、ＺｒＮ、ＺｒＯ２、ＺｒＯ２・ＳｉＯ２　、Ｓ
ｉ３　Ｎ４　、ＴｉＯ２、アルカリ土類金属の酸化物）
の群の中から選ばれた一種、あるいは二種以上のセラミ
ック成分の総和が全体の６０％以上であるＢＮ系常圧焼
結セラミックは、耐溶損性が著しく向上すること。

■　更に、上記ＢＮ成分の原料粉末が、非晶質ＢＮ粉末
単独あるいは一部が非晶質であるＢＮ粉末であり、該非
晶質のに値が、Ｏ〜０．６で必るとぎ、上記効果が最も
顕著に表わされることを見出した。

５（ｈｋｌｌ）は、Ｘ線回折パターンの六方晶［３Ｎに
相当する（ｈｋ（１りのピーク面積である。

く作用〉本発明のＢＮ成分の出発原お１粉末は、少くともその一
部にアモルファスＢＮ粉末、あるいは焼成中にアモルフ
ァスＢＮに変化する材料粉末を使用することが好しい。

材料の非晶化の程度を表すパラメーターとしてに値が用
いられるが、本発明では、Ｏ≦に≦０．６の粉末を用い
る。

、Ｋが上記範囲の粉末を単体であるいは、これにに≧０
．８の結晶質の粉末を適宜混合して用いる。

結晶質のものの混合できる割合は、概ね出発原料中のＢ
Ｎの８０％までである。

８０％を越えると、焼結性が悪くなり強度が低下するの
で好しくない。

非晶質粉末のに値をＯ〜０．６に限定するのは、Ｋ値が
０．６を越えると、焼結性が悪くなり、機械的強度が低
下し溶湯中での溶損も大きくなるので好しくない。

尚、非晶質ＢＮ粉末とは、非晶質ＢＮ単独の伯に焼成過
程で非晶質ＢＮに変化する粉末も含む。

又、非晶質を一部含む粉末とは、上）ホの様に非晶質粉
末と結晶質粉末を単に混合してもよいし、あるいは結晶
性ＢＮ粉末粒子の表面に、一部非晶質ＢＮが存在してい
てもよい。

この様な粉末は、メカノケミカル効果によって得られる
。

Ｋ値について詳しく述べる。

ｈ　−Ｂ　Ｎ、つまり六方晶８ＮのＸ線回折パターンは
、第１〜５図に示した様になる。

第１図は典型的な結晶質のパターンである。

第２〜５図は、結晶質がこわれ、順次非晶化して行った
ときのパターンでおる。

第２図→第３図→第４図→第５図　と非晶化の程度が進
行（ＰＨＩＬＩＰＳ社製　ＰＷ−１７１０、Ｃｕ−にα
の線）で表されるが、Ｓ　（１０２＞は、回折パターンの斜線（１）の部分。

５（１００）は、斜線（２）の部分。

５（１０１）は、斜線（３）の部分である。

結晶質のものは、Ｋ２Ｏ，８非晶化が進むと、これが小ざくなりＯに収束する。

本発明のＢＮ成分は、少くとも全体の４０％以上添加す
る必要がある。

ＢＮ量が４０％未満の場合、十分な耐溶損性が得られな
い。

ＢＮ以外の成分は（Ｓ　ｉ　０２　、△り２０３、Ａ！
２Ｎ、８４Ｃ１希土類元素の酸化物、Ｔｉ３２　、Ｚｒ
Ｂ２　、ＺｒＮ、ＺｒＯ２、ＺｒＯ２・ＳｉＯ２　、Ｓ
ｉ３　Ｎ４　、Ｔ＋０２　、アルカリ土類金属の酸化物
）の中から選ばれた一種あるいは二種類以上成分を加え
る必要がある。

これらの成分はＢＮ成分と共に、少くとも全体の６０％
以上加える必要がある。

つまり、上記成分以外の成分は、多くてもせいビい４０
％にとどめる必要がある。

金属溶湯、特にキルド鋼の溶湯に対して子分な耐食性を
保つためには、上記範囲の組成にする必要がある。

上記成分以外の成分としては、ホウ化物、チッ化物、酸
化物炭化物、ケイ化物等のセラミック成分を目的に応じ
て適宜添加できる。

尚、上記希土類元素の酸化物とは、Ｙ２０３を指し、ア
ルカリ土類金属の酸化物とは、ＩＶｔｇＯ，Ｃａｂ、Ｂ
ａＯ等を指し、これらは互いに互換性のある成分である
。

〈実施例）実施例によって本発明の詳細な説明する。

実施例１゜高周波溶解炉で、１５５０℃±１０℃に溶解した溶鋼（
ＳＣＲ４２０）中にＡ（Ｌを約０．１％加え、下記組成
のセラミックを浸漬して、ＩＨｒ保持し、溶損量を測定
した。

使用セラミックの成分組成（％）と溶ＪＭＮｏ、１〜１
６のセラミックは、ラバープレスで棒状態に成形した後
、Ｎ２雰囲気で１８００’Ｃで常圧焼結し、１０φＸ１
００ｉに加工したものである。

尚、Ｎｏ、１〜１５の組成で、ＢＮ出発原料の全てを結
晶質８Ｎとし、常圧焼結したものは、同じ条件の浸漬テ
ストで、浸漬後の径は、Ｎｏ、１　３．８ｓφ、Ｎｏ、
　２　２．１７１１１＋１φ、Ｎｏ　　３　２．５８φ
、　Ｎｏ、４　２．８ｓφ、Ｎｏ、５　３．０ｍｍφ、
　Ｎｏ、６　３．５ｓφ、Ｎｏ、７　２．３ｍ＋＋φ、
　Ｎｏ　　８　２．５ｓφ、Ｎ０９２．８ｓφ、　ＮＯ
，１０３，Ｏｒｒｍφ、Ｎｏ　　１１　２．９ｓφ、Ｎ
ｏ、１２　２．１ｓφ、Ｎｏ　　１３　２．６ｆｆｉｌ
ｌｌφ、Ｎｏ、１４　３．５ｓφＮｏ、１５　３．６ｍ
ｔｎφ、Ｎｏ、１６　３．１ｓφ本発明のものは、常圧
焼結にもかかわらず、耐溶損性に極めて優れていること
が確認できた。

実施例２ＢＮ６５％−Ａ９Ｎ１５％・ＳｉＯ２１５％−ムライト
５％のセラミックに対して、実施例１と同じ条件で浸漬
テストを行った。

尚、本例のものは、ＢＮ出発原料の８０％をに＝０．３
のアモルファス８Ｎ粉末を使った。

溶損量は皆無であり、全く浸蝕されなかった。

本例および実施例１のセラミックは、溶湯に浸漬した際
、溶湯とのなじみ性が全くなく、溶湯を弾く性質があっ
た。

〈発明の効果〉（１）溶湯、特に溶鋼を弾く性質があり溶損ωが極めて
少ない。

（２）常圧焼結晶であるので、大型品、複雑形状品を安
価に製造できる。

（３）高強度である。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は、六方晶窒化ホウ素の結晶質に至るまでの
Ｘ線回折パターンの変化を示した図である。第１図は結晶質のパターン、第２〜５図は非晶質化が進
行したときのパターンである。縦軸は回折強度（ｃｐｓ
）　、横軸は回折角２θ（ｄｅｃ］ｒｅｅ）である。特許出願人　　株式会社　香　蘭　社＄　３　ヨ葛コ５（１０り：２７．４Ｓ（＋００）＋５（＋０１）＝５３６３．６Ｓ（＋０２
）　＝　０Ｓ（＋００）＋Ｓ（＋０１）：一

Claims

【特許請求の範囲】１　ＢＮ４０％以上と（ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、
ＡｌＮ、Ｂ＿４Ｃ、希土類元素の酸化物、ＴｉＢ＿２、
ＺｒＢ＿２、ＺｒＮ、ＺｒＯ＿２、ＺｒＯ＿２・ＳｉＯ
＿２、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、ＴｉＯ＿２、アルカリ土類金属
の酸化物）の群の中から選ばれた一種あるいは二種以上
のセラミック成分を基本成分としてなることを特徴とす
る、耐溶損性に優れたＢＮ系常圧焼結セラミック。２　上記ＢＮ成分と（ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ａ
ｌＮ、Ｂ＿４Ｃ、希土類元素の酸化物、ＴｉＢ＿２、Ｚ
ｒＢ＿２、ＺｒＮ、ＺｒＯ＿２、ＺｒＯ＿２・ＳｉＯ＿
２、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、ＴｉＯ＿２、アルカリ土類金属の
酸化物）の群の中から選ばれた一種、あるいは二種以上
のセラミック成分の総和が全体の６０％以上であること
を特徴とする請求項（１）に記載のＢＮ系常圧焼結セラ
ミック。３　上記ＢＮ成分の原料粉末が、非晶質ＢＮ粉末単独あ
るいは一部が非晶質であるＢＮ粉末であり、該非晶質の
Ｋ値が、０〜０．６であることを特徴とする請求項（１
）あるいは、（２）に記載のＢＮ系常圧焼結体。ただし、Ｋ＝Ｓ（１０２）／｛Ｓ（１００）＋Ｓ（１０１）｝Ｓ
（ｈｋｌ）は、Ｘ線回折パターンの六方晶ＢＮに相当す
る（ｈｋｌ）のピーク面積。