JPH03290352A - 高強度・低熱膨張セラミック及びその製造方法 - Google Patents
高強度・低熱膨張セラミック及びその製造方法Info
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- JPH03290352A JPH03290352A JP2090897A JP9089790A JPH03290352A JP H03290352 A JPH03290352 A JP H03290352A JP 2090897 A JP2090897 A JP 2090897A JP 9089790 A JP9089790 A JP 9089790A JP H03290352 A JPH03290352 A JP H03290352A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (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
〔技術分野］
本発明は、高強度・低熱膨張セラミックス及びその製造
方法に関する技術分野に属するものである。
方法に関する技術分野に属するものである。
一般的に、低熱膨張セラミックスは、熱膨張係数が２×
１０−・７℃以下のものとされている。これらの範中に
入る物として、コーディエライト、チタン酸アルミニュ
ウム、スポジュメン等が挙げられる。しかし、これらの
強度は、ｌｏｏＯＫｇ／Ｃゴ前後以下と低い。 これらのセラミックスは、その秀れた低熱膨張性の故に
、排気ガス浄化用触ＪＩＩｆｆｌ＃等の工業部品や、土
鍋等の日用品など、苛酷な熱環境下で使用されているが
、更なる高性能化を目指して、弱点である強度の改善を
目指した研究の対象となっている。 【発明の構成１ 負の熱膨張係数の材料と正の、熱膨張係数の材料を複合
化させて、熱膨張係数の小さい材料とする。 負の熱膨張係数の材料は、強度が一般的に小さいので、
正の熱膨張係数の側に高強度の材料を用い高強度を発現
させることとする。 この時、負の熱膨張係数を示す材料を、高強度で正の熱
膨張係数を示す材料で包み込み、高強度で正の熱膨張係
数を示す材料を連続させる構造とする。このような構造
を満足させるために、高強度で正の熱膨張係数を示す材
料は微粒子で、負の熱膨張を示す材料のグレインサイズ
が適度な大きさであらねばならない、更に、複合させる
両材料は、化学反応を基本的に生じないものとする。た
とえ、生じても、基本材料の特性を損なわないものを用
いることとする。これらの構造を図１は示す。 ［発明の効果１ 本発明のセラミックスは、従来の低熱膨張セラミックス
と同等、あるいは、それ以上の低熱膨張性を示し、更に
、曲げ強度が２０００ Ｋ ｇ ／ ｃゴ以上という高
強度を発現し、従来の低熱膨張セラミックスに比較して
、極めて優れた特性を示す。 ［試験結果］ （１）ユークリプタイト−未安定ジルコニアについて 図２に、微粉の末安定ジルコニアの添加量に応じて熱ｌ
Ｉ張曲線の変化は小さくなっていく、シかし、この系の
強度は、２５０ Ｋ ｇ ／ ｃゴと低い。 これは、未安定ジルコニアを使゛用したために強度が改
善されないこと、しかし、熱膨張曲線は、確実に改善さ
れることを示している。 （２）ユークリプタイト一部分安定化ジルコニア系につ
いて 未安定ジルコニアを使用した系については、強度は改善
されないが、熱膨張係数が改善されることが判明したの
で、常温で曲げ強度が極めて高い、部分安定化ジルコニ
アを用いることとした。この時、熱膨張係数を更に改善
するため、部分安定化ジルコニアの量を増加させている
。一方、負の熱ｍ＊係数を持つユークリプタイト奄先に
粉砕したものと、未粉砕の′物を用いて試験をした０表
１に、粉砕したユークリプタイトの粒度分布を示し、表
２に試験結果を示す。 表２の結果からユークリプタイトが細かくなりすぎると
、熱膨張係数が高くなることが判る０強度については、
試料ＮＯ１２と３の比較から、ある程度のところ迄改善
されることが推定できる。 これらのことから、未粉砕のユークリプタイトと、部分
安定化ジルコニアを用いて、混合時間を変えて試験して
みた。結果を図３及び図４に示す。 図３、図４から、曲げ強度が２０００ Ｋ ｇ ／ ｃ
イ以上で、ａｗｖｋ係数が２Ｘ１０−’／”Ｃ以下の物
が出来ることが判った。 ［実施例］ 表１に示す、未処理のユークリプタイトを５５重量％、
部分安定化の微粉砕ジルコニアを４５重量％調合し、１
１５時間の混合で、焼成温度１２７５〜１３２５℃で熱
膨張係数が１．４５〜１゜８８ Ｘ １０−＠／”Ｃ１
曲げ強度が２０００ Ｋ ｇ ／ ｃイ台の高強度、低
熱膨張セラミックスを得た。
１０−・７℃以下のものとされている。これらの範中に
入る物として、コーディエライト、チタン酸アルミニュ
ウム、スポジュメン等が挙げられる。しかし、これらの
強度は、ｌｏｏＯＫｇ／Ｃゴ前後以下と低い。 これらのセラミックスは、その秀れた低熱膨張性の故に
、排気ガス浄化用触ＪＩＩｆｆｌ＃等の工業部品や、土
鍋等の日用品など、苛酷な熱環境下で使用されているが
、更なる高性能化を目指して、弱点である強度の改善を
目指した研究の対象となっている。 【発明の構成１ 負の熱膨張係数の材料と正の、熱膨張係数の材料を複合
化させて、熱膨張係数の小さい材料とする。 負の熱膨張係数の材料は、強度が一般的に小さいので、
正の熱膨張係数の側に高強度の材料を用い高強度を発現
させることとする。 この時、負の熱膨張係数を示す材料を、高強度で正の熱
膨張係数を示す材料で包み込み、高強度で正の熱膨張係
数を示す材料を連続させる構造とする。このような構造
を満足させるために、高強度で正の熱膨張係数を示す材
料は微粒子で、負の熱膨張を示す材料のグレインサイズ
が適度な大きさであらねばならない、更に、複合させる
両材料は、化学反応を基本的に生じないものとする。た
とえ、生じても、基本材料の特性を損なわないものを用
いることとする。これらの構造を図１は示す。 ［発明の効果１ 本発明のセラミックスは、従来の低熱膨張セラミックス
と同等、あるいは、それ以上の低熱膨張性を示し、更に
、曲げ強度が２０００ Ｋ ｇ ／ ｃゴ以上という高
強度を発現し、従来の低熱膨張セラミックスに比較して
、極めて優れた特性を示す。 ［試験結果］ （１）ユークリプタイト−未安定ジルコニアについて 図２に、微粉の末安定ジルコニアの添加量に応じて熱ｌ
Ｉ張曲線の変化は小さくなっていく、シかし、この系の
強度は、２５０ Ｋ ｇ ／ ｃゴと低い。 これは、未安定ジルコニアを使゛用したために強度が改
善されないこと、しかし、熱膨張曲線は、確実に改善さ
れることを示している。 （２）ユークリプタイト一部分安定化ジルコニア系につ
いて 未安定ジルコニアを使用した系については、強度は改善
されないが、熱膨張係数が改善されることが判明したの
で、常温で曲げ強度が極めて高い、部分安定化ジルコニ
アを用いることとした。この時、熱膨張係数を更に改善
するため、部分安定化ジルコニアの量を増加させている
。一方、負の熱ｍ＊係数を持つユークリプタイト奄先に
粉砕したものと、未粉砕の′物を用いて試験をした０表
１に、粉砕したユークリプタイトの粒度分布を示し、表
２に試験結果を示す。 表２の結果からユークリプタイトが細かくなりすぎると
、熱膨張係数が高くなることが判る０強度については、
試料ＮＯ１２と３の比較から、ある程度のところ迄改善
されることが推定できる。 これらのことから、未粉砕のユークリプタイトと、部分
安定化ジルコニアを用いて、混合時間を変えて試験して
みた。結果を図３及び図４に示す。 図３、図４から、曲げ強度が２０００ Ｋ ｇ ／ ｃ
イ以上で、ａｗｖｋ係数が２Ｘ１０−’／”Ｃ以下の物
が出来ることが判った。 ［実施例］ 表１に示す、未処理のユークリプタイトを５５重量％、
部分安定化の微粉砕ジルコニアを４５重量％調合し、１
１５時間の混合で、焼成温度１２７５〜１３２５℃で熱
膨張係数が１．４５〜１゜８８ Ｘ １０−＠／”Ｃ１
曲げ強度が２０００ Ｋ ｇ ／ ｃイ台の高強度、低
熱膨張セラミックスを得た。
【図面の簡単な説明】
図１ ユークリプタイトと部分安定化ジルコニアからな
る高強度、低熱Ｉ張セラミックスの模式表１ 使用した
ユークリプタイトの粒度分布Ｉ！！！１２ 未安定ジル
コニアの割合と熱膨張曲線の傾向。 表２ ユークリプタイトの前処理時間と混合時間の効果
。 図３、図４ 混合時間を変化させた時の熱膨張係数と曲
げ強度の変化。 図５ 実施したセラミックスの微構造０部分安定化ジル
コニア（白い部分）が、ユークリプタイト（黒い部分）
を包んでいる様子を示す。 特許出顧代理人 岸上慎次部 ｍＨの浄書 温 度 （”０） ＹＺＫ系熱膨張曲＠ １２５０℃３Ｈｒ（Ｈｒ） 手続補正書（方式） 平成３年６月２０日 平成、４６月２７日差出
る高強度、低熱Ｉ張セラミックスの模式表１ 使用した
ユークリプタイトの粒度分布Ｉ！！！１２ 未安定ジル
コニアの割合と熱膨張曲線の傾向。 表２ ユークリプタイトの前処理時間と混合時間の効果
。 図３、図４ 混合時間を変化させた時の熱膨張係数と曲
げ強度の変化。 図５ 実施したセラミックスの微構造０部分安定化ジル
コニア（白い部分）が、ユークリプタイト（黒い部分）
を包んでいる様子を示す。 特許出顧代理人 岸上慎次部 ｍＨの浄書 温 度 （”０） ＹＺＫ系熱膨張曲＠ １２５０℃３Ｈｒ（Ｈｒ） 手続補正書（方式） 平成３年６月２０日 平成、４６月２７日差出
Claims (3)
- （１）負の熱膨張係数を持つセラミックス材料と、正の
熱膨張係数をもつ高強度材を混合 して複合化させ、これを成形・焼成しセラ ミック焼結体を得る。 このセラミック焼結体は、負の熱膨張係 数を示す材料がある程度の大きさを持ち、 正の熱膨張を示す高強度材は、負の熱膨張 を示す材料より１〜３桁小さい粒径で、負 の熱膨張係数の材料を包み込み、それ自体 が連続して行く三次元網目構造を取る。 以上を特徴とする、高強度・低熱膨張セ ラミックス。 - （２）負の熱膨張係数のセラミック材料と、正の熱膨張
係数を示し、高強度材である微粉 末セラミック材料を、秤量及び調合し、混 合時間を制御した後、成形・焼成し、三次 元網目構造とした高強度・低熱膨張セラミ ックスの製造方法。 - （３）負の熱膨張係数を持つセラミック材料を前処理す
ることによって、所定の粒径、粒 度分布を持つセラミック粉体となし、これ と、高強度で正の熱膨張係数を持つ微粉末 セラミック材料を、所定量秤量、混合すこ とによって、成形・焼成後三次元網目構造 を取り、高強度・低熱膨張を発現するセラ ミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090897A JPH0829977B2 (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 高強度・低熱膨張セラミック及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090897A JPH0829977B2 (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 高強度・低熱膨張セラミック及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03290352A true JPH03290352A (ja) | 1991-12-20 |
| JPH0829977B2 JPH0829977B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=14011197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2090897A Expired - Lifetime JPH0829977B2 (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 高強度・低熱膨張セラミック及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829977B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000281454A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Kyocera Corp | 低熱膨張高剛性セラミックス |
| JP2002160972A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-06-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 高剛性低熱膨張セラミックス及びその製造方法 |
| JP2003026470A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Taiheiyo Cement Corp | 低熱伝導高剛性セラミックス |
| US7696116B2 (en) | 2006-03-23 | 2010-04-13 | Colorado School Of Mines | Implementing a pressure-induced phase transformation in beta-eucryptite to impart toughening |
| WO2020013266A1 (ja) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 京セラ株式会社 | 複合体 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5162395A (ja) * | 1974-11-28 | 1976-05-29 | Tdk Electronics Co Ltd | |
| JPS5826075A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-16 | 松下電器産業株式会社 | 低熱膨張発熱体組成物 |
-
1990
- 1990-04-05 JP JP2090897A patent/JPH0829977B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5162395A (ja) * | 1974-11-28 | 1976-05-29 | Tdk Electronics Co Ltd | |
| JPS5826075A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-16 | 松下電器産業株式会社 | 低熱膨張発熱体組成物 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000281454A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Kyocera Corp | 低熱膨張高剛性セラミックス |
| JP2002160972A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-06-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 高剛性低熱膨張セラミックス及びその製造方法 |
| JP2003026470A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Taiheiyo Cement Corp | 低熱伝導高剛性セラミックス |
| US7696116B2 (en) | 2006-03-23 | 2010-04-13 | Colorado School Of Mines | Implementing a pressure-induced phase transformation in beta-eucryptite to impart toughening |
| WO2020013266A1 (ja) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 京セラ株式会社 | 複合体 |
| KR20210016040A (ko) * | 2018-07-12 | 2021-02-10 | 교세라 가부시키가이샤 | 복합체 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0829977B2 (ja) | 1996-03-27 |
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