JPH03187972A - Alumina-silica-based sintered material and production thereof - Google Patents

Alumina-silica-based sintered material and production thereof

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JPH03187972A
JPH03187972A JP1329075A JP32907589A JPH03187972A JP H03187972 A JPH03187972 A JP H03187972A JP 1329075 A JP1329075 A JP 1329075A JP 32907589 A JP32907589 A JP 32907589A JP H03187972 A JPH03187972 A JP H03187972A
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JP
Japan
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mullite
silica
alumina
particle size
cao
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JP1329075A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Nishiyama
敦 西山
Koichi Takayama
高山 孝一
Hiroshi Sasaki
博 佐々木
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the subject alumina.silica-based sintered material having a mullite composition, excellent in properties such as high temperature strength and capable of provision at a low cost by specifying the respective contents of BN and CaO based on mullite. CONSTITUTION:The above mentioned alumina.silica-based sintered material is composed of BN having <=30mum particle size, CaO having <=0.1mum particle size and mullite having 10-100mum particle size. BN content and CaO content are respectively 5-30wt.% and 0.1-1wt.% based on mullite. In the above- mentioned sintered material, more economical raw materials than the conventional ones are used and specified ceramic particles as the second phase are dispersed in the mullite crystalline or on the grain boundary surface as a method for improvement of its physical properties to contrive improvement of the strength thereof. In addition, free glassy silica is occluded as a solid solution by addition of CaO, thus providing the objective material having characteristics equal to those of a high purity synthetic mullite.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はアルミナ・シリカ系焼結体及びその製造方法に
係り、特に高温強度等の特性に優れ、しかも安酒に提供
されるアルミナ・シリカ系焼結体及びその製造方法に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an alumina-silica-based sintered body and a method for producing the same, and particularly relates to an alumina-silica-based sintered body that has excellent properties such as high-temperature strength and is provided for cheap sake. The present invention relates to a sintered body and a method for producing the same.

[従来の技術] ムライトはAIL203とSiO2からなり、化学組成
は理論的には3Aj22032SiO2であり、その特
性としては、耐熱性に優れ、特にクリープ特性が良好で
ある。また、熱衝撃特性は良好であるが電気的特性はあ
まり良くない。
[Prior Art] Mullite is composed of AIL203 and SiO2, and its chemical composition is theoretically 3Aj22032SiO2, and its properties include excellent heat resistance and particularly good creep properties. Also, although the thermal shock properties are good, the electrical properties are not so good.

ムライトセラミックスはオールドセラミックスに属し、
その研究の歴史は永く、原料としては、アルミナ源とし
てカオリン、バイヤーアルミナ、シリカ源として珪石が
主に用いられている。最近では、天然ムライトを改質す
ることにより、合成ムライト基の物性を出すことができ
るようになったが、この研究の主体はムライト組成中の
シリカ相の析出及びガラス化の防止であり、原料の調製
や焼結条件などを検討したものである。
Mullite ceramics belong to old ceramics.
This research has a long history, and the main raw materials used are kaolin and Bayer alumina as an alumina source, and silica as a silica source. Recently, it has become possible to achieve the physical properties of synthetic mullite groups by modifying natural mullite, but the focus of this research is on preventing the precipitation and vitrification of the silica phase in the mullite composition, and The preparation and sintering conditions were investigated.

一方、ファインセラミックス技術を用いた高純度合成ム
ライトという理論組成の素材もあり、これは金属アルコ
キシド等の方法で理論組成となるように共沈法で製造し
たものが主である。
On the other hand, there is also a material with a theoretical composition called high-purity synthetic mullite using fine ceramics technology, and this is mainly produced by a coprecipitation method using methods such as metal alkoxides to achieve the theoretical composition.

しかして、これらの原料を目的に合わせて混合し、焼結
したものがムライト系セラミックス材料といわれ、ムラ
イト系セラミックスはアルミナセラミックスと同様、高
温強度が比較的大きく、天然原料を用いたものは安価な
素材であることから、炉材、サヤ、セッター材、耐熱材
、構造材等、主に耐火材料として用いられてきた。
Mullite ceramics are made by mixing and sintering these raw materials according to the purpose, and like alumina ceramics, mullite ceramics have relatively high high-temperature strength, and those made from natural raw materials are inexpensive. Because it is a durable material, it has been mainly used as a refractory material, such as furnace materials, sheaths, setter materials, heat-resistant materials, and structural materials.

[発明が解決しようとする課題] 従来のムライト系セラミックスのうち、天然ムライトを
改質したものでは、長期間の使用や高温使用時に、Aj
!20*−5i02ボンデイングが分解し、シリカがム
ライトの結晶粒界にガラス相として析出する。このため
、強度が著しく低下し、連続的な使用や繰り返しの使用
に難があった。
[Problem to be solved by the invention] Among conventional mullite-based ceramics, those modified from natural mullite do not exhibit AJ during long-term use or high-temperature use.
! The 20*-5i02 bonding decomposes and silica precipitates as a glass phase at the grain boundaries of mullite. For this reason, the strength was significantly reduced, making it difficult to use continuously or repeatedly.

アルコシキト法による高純度合成ムライトは、上記欠点
を解決するために開発されたものであるが、高純度ムラ
イトは高温強度、耐久性等に大きな改善効果を有するも
のの、価格が高いために従来より用いられている耐熱材
料等の工業材料の分野で使用するにはコスト的に不利で
あった。
High-purity synthetic mullite using the alkoxyquito method was developed to solve the above-mentioned drawbacks. Although high-purity mullite has the effect of greatly improving high-temperature strength and durability, it is expensive and has not been used in the past. It was disadvantageous in terms of cost for use in the field of industrial materials such as heat-resistant materials.

本発明は上記従来の問題点を解決し、高温強度等の特性
に優れ、かつ安価に提供されるムライト組成のアルミナ
・シリカ系焼結体及びその製造方法を提供することを目
的とする。
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional problems and to provide an alumina-silica-based sintered body having a mullite composition that has excellent properties such as high-temperature strength and can be provided at low cost, and a method for manufacturing the same.

[i!題を解決するための手段] 請求項(1)のアルミナ・シリカ系焼結体は、BN(窒
化硼素)、Cab(酸化カルシウム)及びムライトより
なり、BN、CaO含有量がムライトに対して各々5〜
30重量%、0.1〜1重量%であって、ムライト粒径
が10〜100μmであることを特徴とする 請求項(2)のアルミナ・シリカ系焼結体の製造方法は
、精製粘土鉱物、バイヤーアルミナ、水酸化アルミニウ
ム及び珪石よりなる群から選ばれる少なくとも2種を主
原料として、Aj!20*/5iOaの組成比がムライ
ト生成範囲となるように調合し、該調合原料を90%以
上が粒径5・μm以下となるように湿式粉砕した後、粒
径30μm以下のBNを前記調合原料に対して5〜30
重量%、粒径0.1μm以下のCaCO5(炭酸カルシ
ウム)をCaO換算で前記調合原料に対して0.1〜1
重量%添加混合し、次いで、得られた混合物を乾燥、解
砕し、その後、有機質バインダーを用いて成形し、成形
体を1600℃以上の温度で1時間以上焼成することを
特徴とする。
[i! [Means for Solving the Problem] The alumina-silica-based sintered body of claim (1) is made of BN (boron nitride), Cab (calcium oxide), and mullite, and the BN and CaO contents are respectively lower than that of mullite. 5~
30% by weight, 0.1 to 1% by weight, and the mullite particle size is 10 to 100 μm. , Bayer alumina, aluminum hydroxide, and silica stone as main raw materials, Aj! After blending so that the composition ratio of 20*/5iOa falls within the mullite production range, and wet-pulverizing the blended raw material so that 90% or more has a particle size of 5 μm or less, BN with a particle size of 30 μm or less is mixed into the above blend. 5-30 for raw material
% by weight, CaCO5 (calcium carbonate) with a particle size of 0.1 μm or less, calculated as CaO, is 0.1 to 1% to the above-mentioned blended raw material.
It is characterized by adding and mixing in weight percent, then drying and crushing the obtained mixture, then molding using an organic binder, and baking the molded product at a temperature of 1600° C. or higher for 1 hour or more.

即ち、本発明は、原料として従来より用いられている安
価な原料を用い、物性改良の手段として、特定のセラミ
ックス粒子を第2相としてムライト結晶内又は粒界面に
分散させることにより高強度化を図り、更に、CaOの
添加により遊離したガラス状シリカを固溶体として固定
し、高純度合成ムライト基の特性を有する材料を提供す
るものである。
That is, the present invention uses inexpensive raw materials that have been conventionally used as raw materials, and as a means of improving physical properties, high strength is achieved by dispersing specific ceramic particles as a second phase within mullite crystals or at grain boundaries. Furthermore, the glassy silica liberated by the addition of CaO is fixed as a solid solution, thereby providing a material having the characteristics of a high-purity synthetic mullite group.

以下に本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

請求項(1)のアルミナ・シリカ系焼結体は、ムライト
に対して5〜30重量%のBNと0.1〜1重量%のC
aOを含有するものである。BHの含有量がムライトに
対して5重量%未満では本発明による強度の改善効果が
得られず、30重量%を超えるとBNの量が多くなりぎ
て、アルミナ・シリカ系焼結体としての特性が損なわれ
る。従フて、本発明においては、BN含有量はムライト
に対して5〜30重量%とする。特に、BN含有量がム
ライトに対して5〜10重量%であると、とりわけ高強
度なアルミナ・シリカ系焼結体を得ることができる。
The alumina-silica sintered body of claim (1) contains 5 to 30% by weight of BN and 0.1 to 1% by weight of C based on mullite.
It contains aO. If the BH content is less than 5% by weight based on mullite, the strength improvement effect of the present invention cannot be obtained, and if it exceeds 30% by weight, the amount of BN becomes too large and the alumina-silica sintered body is properties are impaired. Therefore, in the present invention, the BN content is 5 to 30% by weight based on mullite. In particular, when the BN content is 5 to 10% by weight based on mullite, an alumina-silica sintered body with particularly high strength can be obtained.

一方、CaOの含有量がムライトに対して0.1重量%
未満では後述のムライト生成時に遊離するガラス相を十
分に固定することができず、強度改善効果が十分ではな
く、1重量%を超えるとCaO相が大きくなり好ましく
ない。従って、本発明においては、CaO含有量はムラ
イトに対して0.1〜1重量%とする。特に、CaO含
有量がムライトに対して0.5〜1重量%であると、と
りわけ高強度なアルミナ・シリカ系焼結体を得ることが
できる。従来、ムライトの焼結において、焼結時の添加
剤としてCaOを用いている報告もあり、この場合には
5〜15重量%を添加している。これは通常のCaO原
料であるCaC0aやCa (OH)2  (水酸化カ
ルシウム)はその粒子が数μmであり、均一に分散させ
るためには多量添加する必要があるためである。
On the other hand, the content of CaO is 0.1% by weight relative to mullite.
If it is less than 1% by weight, the glass phase liberated during the formation of mullite, which will be described later, cannot be sufficiently fixed, and the strength improving effect will not be sufficient, and if it exceeds 1% by weight, the CaO phase will become large, which is not preferable. Therefore, in the present invention, the CaO content is 0.1 to 1% by weight based on mullite. In particular, when the CaO content is 0.5 to 1% by weight based on mullite, an alumina-silica sintered body with particularly high strength can be obtained. Conventionally, there have been reports of using CaO as an additive during sintering of mullite, and in this case, 5 to 15% by weight is added. This is because the particles of CaC0a and Ca(OH)2 (calcium hydroxide), which are common CaO raw materials, are several μm in size, and it is necessary to add a large amount in order to uniformly disperse them.

これに対し、本発明ではサブミクロン以下の超微粒子の
CaCCl3を用いることにより、0.1〜1重量%の
少量添加で十分効果を得ることができた。
On the other hand, in the present invention, by using CaCCl3 in the form of ultrafine particles of submicron size or less, a sufficient effect could be obtained with addition of a small amount of 0.1 to 1% by weight.

請求項(1)のアルミナ・シリカ系焼結体中のムライト
結晶は、粒径が100μmの範囲のものである。ムライ
ト結晶の粒径が100μmよりも大きいと得られるアル
ミナ・シリカ系焼結体の曲げ強度が低下し、また10μ
mよりも小さいと88粒子やCaO粒子をムライト結晶
内又は粒界面に取り込み難くなる。従って、ムライト結
晶の粒径は10〜100μm、好ましくは10〜50μ
mとする。
The mullite crystals in the alumina-silica sintered body according to claim (1) have a grain size in the range of 100 μm. If the grain size of the mullite crystal is larger than 100 μm, the bending strength of the alumina-silica sintered body obtained will decrease;
If it is smaller than m, it becomes difficult to incorporate 88 particles and CaO particles into mullite crystals or grain boundaries. Therefore, the grain size of mullite crystals is 10 to 100 μm, preferably 10 to 50 μm.
Let it be m.

一方、88粒子の粒径が微細過ぎるとムライトに均一に
混合することが難しい。逆に88粒子の粒径が大き過ぎ
るとムライト結晶粒界にのみBNが存在するようになり
、粒界クラック発生の原因となる。従って、本発明にお
いて、88粒子の粒径は30μm以下、特に10μm以
下、とりわけ3〜10μmであることが好ましい。
On the other hand, if the particle size of the 88 particles is too fine, it is difficult to mix them uniformly into mullite. On the other hand, if the grain size of the 88 grains is too large, BN will exist only at the mullite grain boundaries, causing grain boundary cracks. Therefore, in the present invention, the particle size of the 88 particles is preferably 30 μm or less, particularly 10 μm or less, particularly 3 to 10 μm.

また、CaCoa粒子の粒径は、大きいと多量に添加し
ないと効果が得られず、又、反応性も悪いことから、0
.1μm以下、好ましくは0.05μm以下とするのが
好ましい。
In addition, if the particle size of CaCoa particles is large, the effect cannot be obtained unless a large amount is added, and the reactivity is also poor.
.. The thickness is preferably 1 μm or less, preferably 0.05 μm or less.

なお、アルミナ・シリカ系焼結体中のムライトはその組
成が理論組成のAj!203/s i 02 =3/2
(モル比)、即ち71.8/28.2(重量%)である
ことが好ましい。ムライト組成のAl12’3が理論組
成よりも多過ぎるとAl2O3中にムライト結晶が分散
した形とttり十分な強度が得られない。逆に、ムライ
ト組成のSiO2が理論組成よりも多過ぎると、ムライ
ト中に遊離シリカ相がガラス相となって生成し、十分な
高温強度が得られない。従って、アルミナ・シリカ系焼
結体中のムライトは、理論組成A l1202/ S 
i O2= 3 / 2 (モル比)にできるだけ近い
組成であることが好ましい。
The composition of mullite in the alumina-silica sintered body is the theoretical composition Aj! 203/s i 02 = 3/2
(molar ratio), that is, 71.8/28.2 (wt%). If Al12'3 in the mullite composition is too much than the theoretical composition, mullite crystals will be dispersed in Al2O3 and sufficient strength will not be obtained. On the other hand, if SiO2 in the mullite composition is too much than the theoretical composition, a free silica phase will form in the mullite as a glass phase, making it impossible to obtain sufficient high-temperature strength. Therefore, the mullite in the alumina-silica sintered body has the theoretical composition A1202/S
It is preferable that the composition be as close as possible to iO2=3/2 (molar ratio).

以上のように、可能な限りシリカガラス相が析出しない
ようにしても、若干の析出があり、このため十分に強度
を上げることはできない。ここにCaC0aを添加した
場合、ムライト生成時に遊離する若干のシリカガラスが
、このCaCO5の分解により生じたCaOと反応して
固定されるため、ムライト粒界にガラス相として析出し
なくなり、高強度なものとなる。CaCO5の添加量を
CaO換算で0.1〜1重量%、より好ましくは0.5
〜1重量%とすると、高強度なものとなった。なお、前
述の如く、CaC0:+の添加量が多すぎるとCaO相
が大きくなり好ましくない。また、少なすぎると遊離ガ
ラス相を十分固定できなくなり効果がない。
As described above, even if the silica glass phase is prevented from precipitating as much as possible, some precipitation still occurs, and therefore the strength cannot be sufficiently increased. When CaC0a is added here, some silica glass liberated during mullite formation reacts with CaO generated by the decomposition of CaCO5 and is fixed, so it no longer precipitates as a glass phase at the mullite grain boundaries, resulting in high strength. Become something. The amount of CaCO5 added is 0.1 to 1% by weight in terms of CaO, more preferably 0.5%.
When the content was 1% by weight, high strength was obtained. As mentioned above, if the amount of CaC0:+ added is too large, the CaO phase will become large, which is not preferable. On the other hand, if the amount is too small, the free glass phase cannot be sufficiently fixed, resulting in no effect.

このような請求項(1)のアルミナ・シリカ系焼結体は
請求項(2)の方法により容易かつ効率的に低コストに
て製造することができる。
The alumina-silica-based sintered body of claim (1) can be easily and efficiently produced at low cost by the method of claim (2).

以下に請求項(2)のアルミナ・シリカ系焼結体の製造
方法について説明する。
The method for producing an alumina-silica-based sintered body according to claim (2) will be explained below.

請求項(2)の方法においては、まず、原料として精製
粘土鉱物、バイヤーアルミナ、水酸化アルミニウム又は
珪石(シリカ)を用い、A 11203/ S i O
2組成比がムライト生成範囲、好ましくはA It20
 s / S i O2= 3 / 2(モル比)とな
るように調合する。この場合、特に原料としては精製カ
オリンとバイヤーアルミナ又は水酸化アルミニウム、或
いは、バイヤーアルミナ又は水酸化アルミニウムと珪石
を用いるのが好ましい。これらの原料はその所要量をボ
ールミル、又はアトライター等によりアルコール等を用
いて90%以上が粒径5μm以下となるよ0 うに湿式粉砕する。次に、得られた粉砕物に粒径30μ
m以下、好ましくは10μm以下、特に3〜10μmの
BNを該粉砕物に対して5〜30重量%、好ましくは5
〜10重量%添加し、更に0.1μm以下のCaCO3
をCaO換算で0.1〜1重量%、好ましくは0.5〜
1重量%添加しボールミル等で混合する。
In the method of claim (2), first, refined clay minerals, Bayer alumina, aluminum hydroxide, or silica are used as raw materials, and A 11203/S i O
2 composition ratio is within the mullite production range, preferably A It20
Blend so that s/S i O2 = 3/2 (molar ratio). In this case, it is particularly preferable to use purified kaolin and Bayer alumina or aluminum hydroxide, or Bayer alumina or aluminum hydroxide and silica stone as raw materials. The required amount of these raw materials is wet-pulverized using alcohol or the like using a ball mill or an attritor so that 90% or more has a particle size of 5 μm or less. Next, the obtained pulverized material was added with a particle size of 30 μm.
m or less, preferably 10 μm or less, particularly 3 to 10 μm, 5 to 30% by weight, preferably 5 to 30% by weight of the pulverized material.
Added ~10% by weight and further added CaCO3 of 0.1 μm or less
0.1 to 1% by weight in terms of CaO, preferably 0.5 to 1% by weight
Add 1% by weight and mix using a ball mill or the like.

得られた混合物は乾燥、解砕した後、ポリビニルアルコ
ール(PVA)等の有機質バインダーを用いて成形する
。成形は300kgf/Crd以上での加圧成形後、1
00100O/crr?以上での静水圧プレス成形によ
る2段成形で行なうのが好ましい。
The resulting mixture is dried, crushed, and then molded using an organic binder such as polyvinyl alcohol (PVA). After pressure forming at 300 kgf/Crd or more, 1
00100O/crr? It is preferable to carry out the two-stage molding by isostatic press molding as described above.

得られた成形体はホットプレス又は常圧焼結により焼成
し、アルミナ・シリカ系焼結体を得る。
The obtained molded body is fired by hot pressing or pressureless sintering to obtain an alumina-silica-based sintered body.

この場合、昇温速度は50〜b るのが好ましく、焼成温度は1600℃以上、好ましく
は1600〜1650℃とし、焼成時間は1時間以上、
好ましくは1〜3時間とするのが好ましい。なお、ホッ
トプレスを採用する場合、圧力は300〜600 k 
g / c rr?程度とするのが好ましい。
In this case, it is preferable that the temperature increase rate is 50 to 50°C, the firing temperature is 1600°C or higher, preferably 1600 to 1650°C, and the firing time is 1 hour or more.
Preferably, the time is 1 to 3 hours. In addition, when using a hot press, the pressure is 300 to 600 k
g/crr? It is preferable to set it as approximately.

[作用] 一般に、精製カオリン、バイヤーアルミナ、水酸化アル
ミニウム又は珪石等の原料を用いて、これをボールミル
等で微粉砕して混合しても、原子レベルで理論組成に混
合することは不可能であり、焼結により拡散させるため
には長時間を必要とする。
[Function] In general, even if raw materials such as refined kaolin, Bayer alumina, aluminum hydroxide, or silica stone are used and mixed by finely pulverizing them with a ball mill, etc., it is impossible to mix them to the theoretical composition at the atomic level. However, it takes a long time to diffuse through sintering.

これに対して、ムライト組成中に第2相としてBN粒子
を5〜30重量%、CaCO3粒子をCaO換算で0.
1〜1重量%添加すると、ボールミル等による粉砕混合
でも、通常の成形、焼成により高温強度に優れたアルミ
ナ・シリカ系焼結体が得られる。
On the other hand, 5 to 30% by weight of BN particles as the second phase in the mullite composition, and 0.0% of CaCO3 particles in terms of CaO.
When 1 to 1% by weight is added, an alumina-silica-based sintered body with excellent high-temperature strength can be obtained by ordinary molding and firing, even by pulverizing and mixing using a ball mill or the like.

本発明において、BN添加による高温強度改善の機構の
詳細は明らかではないが、ムライト結晶内又は粒界面に
取り込まれたBN粒子がムライト中のSiO2のガラス
相への移動をブロックしているため、更には、BN粒子
がムライト結晶粒内1 2 や結晶粒界へ分散し、ムライト結晶の成長を抑制してい
るためと考えられる。また% Ca CO2添加につい
ては、遊離シリカ(ガラス相)がCaOと反応して固定
されるため、ガラス相の析出がなくなり、高温強度の大
きなものとなっているためと考えられる。
In the present invention, although the details of the mechanism of high-temperature strength improvement by BN addition are not clear, the BN particles incorporated within the mullite crystals or at the grain interfaces block the movement of SiO2 in the mullite to the glass phase. Furthermore, it is thought that this is because the BN particles are dispersed within the mullite crystal grains 1 2 and at the grain boundaries, suppressing the growth of the mullite crystals. Regarding the addition of % CaCO2, it is thought that free silica (glass phase) is reacted with CaO and fixed, so that precipitation of the glass phase is eliminated and the high-temperature strength is increased.

[実施例] 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
[Example] The present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples below.

実施例1、比較例1 精製したカオリナイトに組成がAl12os /S i
 02 =372 (モル比)となるようにアルミナを
添加し、ボールミル(ZrOzボール)によりアルコー
ルを用いて48時時間式粉砕した。なお、この場合、メ
ディア攪拌型粉砕機(アトライター)を用いると1〜2
時間で処理することが可能である。原料を90%以上が
粒径5μm以下となるように粉砕した後、これにBN粉
末(昭和電工社製:平均粒径5μm)及びCaC0a粉
末(三菱鉱業セメント特製:平均粒径O,Sμm)を第
1表に示す量添加しく比較例1は添加せず)、更にボー
ルミルで5時間混合した。これを乾燥、解砕した後、有
機質バインダー(PVA)を5重量%添加して十分に混
練した。
Example 1, Comparative Example 1 Purified kaolinite has a composition of Al12os/S i
Alumina was added so that the molar ratio was 02 = 372, and the mixture was milled using alcohol in a ball mill (ZrOz ball) for 48 hours. In this case, if a media agitation type pulverizer (attritor) is used, 1 to 2
It is possible to process in hours. After pulverizing the raw material so that 90% or more has a particle size of 5 μm or less, BN powder (manufactured by Showa Denko Co., Ltd.: average particle size 5 μm) and CaC0a powder (specially manufactured by Mitsubishi Mining Cement: average particle size O, S μm) is added to this. The amounts shown in Table 1 were added (in Comparative Example 1, no addition was made), and the mixture was further mixed in a ball mill for 5 hours. After drying and crushing this, 5% by weight of an organic binder (PVA) was added and thoroughly kneaded.

混練物をプレス成形により50mmφX5mmに500
 k g / c rdで成形した後、ラバープレスに
より1500kg/crn’で更に加圧して成形体を得
た。この成形体を焼結してムライト組成のアルミナ・シ
リカ系焼結体を得た。なお、焼結はホットプレスを用い
、昇温速度は150℃/ h rとし、300 k g
 / cゴにて1600℃で1時間行なった。
The kneaded material was press-molded into a size of 50 mmφ x 5 mm.
After molding at kg/crd, the molded product was further pressurized at 1500 kg/crn' using a rubber press. This compact was sintered to obtain an alumina-silica sintered body having a mullite composition. For sintering, a hot press was used, the heating rate was 150°C/hr, and the weight was 300 kg.
/C at 1600°C for 1 hour.

得られた焼結体の諸特性を第1表に示す。Table 1 shows various properties of the obtained sintered body.

第1表 3 4 第1表より所定量のBN及びCaCO3を添加したムラ
イト組成のアルミナ・シリカ系焼結体により、常温から
1300℃といった高温まで安定して著しく高い強度が
得られることが明らかである。
Table 1 3 4 From Table 1, it is clear that an alumina-silica sintered body with a mullite composition to which a predetermined amount of BN and CaCO3 are added can stably obtain extremely high strength from room temperature to high temperatures such as 1300°C. be.

[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明のアルミナ・シリカ系焼結体
は、安価な原料を用いて低コストに提供されるものであ
り、しかも、高温強度、耐久性等の特性に著しく優れる
。従って、本焼結体は、工業用耐火材料等として、長期
にわたり極めて有効に使用することができる。
[Effects of the Invention] As detailed above, the alumina-silica-based sintered body of the present invention is provided at low cost using inexpensive raw materials, and has excellent properties such as high-temperature strength and durability. Remarkably superior. Therefore, the present sintered body can be used extremely effectively over a long period of time as an industrial fireproof material.

しかして、このような本発明の焼結体は、本発明の方法
により容易かつ効率的に低コストにて製造することが可
能とされる。
Therefore, such a sintered body of the present invention can be manufactured easily, efficiently, and at low cost by the method of the present invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)BN、CaO及びムライトよりなり、BN含有量
がムライトに対して5〜30重量%、CaO含有量がム
ライトに対して0.1〜1重量%であって、ムライト粒
径が10〜100μmであることを特徴とするアルミナ
・シリカ系焼結体。
(1) Consisting of BN, CaO and mullite, the BN content is 5 to 30% by weight relative to mullite, the CaO content is 0.1 to 1% by weight relative to mullite, and the mullite particle size is 10 to 30% by weight. An alumina-silica sintered body characterized by a thickness of 100 μm.
(2)精製粘土鉱物、バイヤーアルミナ、水酸化アルミ
ニウム及び珪石よりなる群から選ばれる少なくとも2種
を主原料として、Al_2O_3/SiO_2の組成比
がムライト生成範囲となるように調合し、該調合原料を
90%以上が粒径5μm以下となるように湿式粉砕した
後、粒径30μm以下のBNを前記調合原料に対して5
〜30重量%、粒径0.1μm以下のCaCO_3をC
aO換算で前記調合原料に対して0.1〜1重量%添加
混合し、次いで、得られた混合物を乾燥、解砕し、その
後、有機質バインダーを用いて成形し、成形体を160
0℃以上の温度で1時間以上焼成することを特徴とする
アルミナ・シリカ系焼結体の製造方法。
(2) At least two selected from the group consisting of purified clay minerals, Bayer alumina, aluminum hydroxide, and silica stone are blended as main raw materials so that the composition ratio of Al_2O_3/SiO_2 falls within the mullite production range, and the blended raw materials are After wet grinding so that 90% or more has a particle size of 5 μm or less, BN with a particle size of 30 μm or less is
~30% by weight of CaCO_3 with a particle size of 0.1 μm or less
Addition and mixing of 0.1 to 1% by weight with respect to the above-mentioned raw materials in terms of aO is carried out, and the resulting mixture is then dried and crushed, and then molded using an organic binder to form a molded product with a temperature of 160%
A method for producing an alumina-silica-based sintered body, characterized by firing at a temperature of 0° C. or higher for 1 hour or more.
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