JPH04280859A - 高強度マグネシア焼結体及びその製造方法 - Google Patents
高強度マグネシア焼結体及びその製造方法Info
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- JPH04280859A JPH04280859A JP3125701A JP12570191A JPH04280859A JP H04280859 A JPH04280859 A JP H04280859A JP 3125701 A JP3125701 A JP 3125701A JP 12570191 A JP12570191 A JP 12570191A JP H04280859 A JPH04280859 A JP H04280859A
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は機械的性質に優れ、特に
高温における強度低下の少ない高強度マグネシア焼結体
及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は
、高純度、高融点金属の溶融用、PZTセラミックス、
β−アルミナセラミックス等の電子及び導電性セラミッ
クスの焼結用、更にはY−Ba−Cu−O系等の超伝導
セラミックスの溶融用として優れた性能を有する高強度
マグネシア焼結体及びその製造方法に関する。
高温における強度低下の少ない高強度マグネシア焼結体
及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は
、高純度、高融点金属の溶融用、PZTセラミックス、
β−アルミナセラミックス等の電子及び導電性セラミッ
クスの焼結用、更にはY−Ba−Cu−O系等の超伝導
セラミックスの溶融用として優れた性能を有する高強度
マグネシア焼結体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】マグネシアは融点が280
0℃と高く、アルカリ金属、酸化鉛、塩基性スラグ等に
対する耐蝕性に優れているため、ルツボや耐火レンガ等
の高温耐蝕材料として使用されている。しかし、マグネ
シアは機械的強度、破壊靭性、耐熱衝撃性に劣るため、
昇温、降温の繰り返しにより、クラックが発生したり、
スポーリングを起こしたりするなど実用上の問題があっ
た。これらの問題を改善する方法として、マグネシウム
塩の熱分解により微細で焼結性の優れたマグネシアを調
製し、これを焼結して緻密な焼結体を作る方法がある。 しかし、この方法によって得られる焼結体は、丸みを帯
びた粒子からなるため、焼結の際に粒成長が進み、強度
が低下するという問題があった。
0℃と高く、アルカリ金属、酸化鉛、塩基性スラグ等に
対する耐蝕性に優れているため、ルツボや耐火レンガ等
の高温耐蝕材料として使用されている。しかし、マグネ
シアは機械的強度、破壊靭性、耐熱衝撃性に劣るため、
昇温、降温の繰り返しにより、クラックが発生したり、
スポーリングを起こしたりするなど実用上の問題があっ
た。これらの問題を改善する方法として、マグネシウム
塩の熱分解により微細で焼結性の優れたマグネシアを調
製し、これを焼結して緻密な焼結体を作る方法がある。 しかし、この方法によって得られる焼結体は、丸みを帯
びた粒子からなるため、焼結の際に粒成長が進み、強度
が低下するという問題があった。
【0003】
【問題点を解決するための手段】本発明の目的は、室温
及び高温での機械的性質を改善したマグネシア焼結体及
びその製造方法を提供することにある。本発明者等は、
マグネシア焼結体の粒子径と気孔の関係について鋭意検
討した結果、微細なマグネシア粒子の粒界に、丸みを帯
びた形状の微細な気孔が分散して存在している微構造を
有するマグネシア焼結体が、上記目的を達成できること
を見出した。
及び高温での機械的性質を改善したマグネシア焼結体及
びその製造方法を提供することにある。本発明者等は、
マグネシア焼結体の粒子径と気孔の関係について鋭意検
討した結果、微細なマグネシア粒子の粒界に、丸みを帯
びた形状の微細な気孔が分散して存在している微構造を
有するマグネシア焼結体が、上記目的を達成できること
を見出した。
【0004】即ち、本発明は、平均粒径1〜4μmのマ
グネシア粒子の粒界に、平均粒径1μm以下の丸みを帯
びた気孔が存在している微構造を有し、気孔率が2〜6
%である高強度マグネシア焼結体に関する。焼結体の機
械的強度は粒径及び気孔径が小さいほど向上するが、本
発明のマグネシア焼結体はマグネシアの平均粒径が1〜
4μmであり、気孔径が1μm以下と小さいため、優れ
た機械的強度を発現する。さらに、丸みを帯びた形状の
気孔が分散して存在しているため、応力集中によるクラ
ックの発生が無く、特に高温での機械的強度の低下が少
ない。
グネシア粒子の粒界に、平均粒径1μm以下の丸みを帯
びた気孔が存在している微構造を有し、気孔率が2〜6
%である高強度マグネシア焼結体に関する。焼結体の機
械的強度は粒径及び気孔径が小さいほど向上するが、本
発明のマグネシア焼結体はマグネシアの平均粒径が1〜
4μmであり、気孔径が1μm以下と小さいため、優れ
た機械的強度を発現する。さらに、丸みを帯びた形状の
気孔が分散して存在しているため、応力集中によるクラ
ックの発生が無く、特に高温での機械的強度の低下が少
ない。
【0005】本発明の高強度マグネシア焼結体は、粒径
0.1〜1.0μmの立方体状の一次粒子を30〜80
重量%含み、残部が粒径0.1μm以下の等軸状の一次
粒子からなる純度99.9%以上のマグネシア粉末に、
ZrO2粉末又はY2O3粉末を300〜1000pp
m添加し、得られた混合粉末を成形し、成形体を140
0℃以上で焼結することによって得られる。上記マグネ
シア粉末は、特開平1−282146号公報に記載の方
法に従って調製することが好ましい。前記公報によれば
、マグネシウム蒸気をノズルから酸素含有雰囲気中に噴
出し、長さ10cm以上の層流拡散火炎を形成させ、該
火炎中でマグネシウム蒸気を酸化させることにより、粒
径0.1〜1.0μmの立方体状の一次粒子を30〜8
0重量%含み、残部が粒径0.1μm以下の等軸状の一
次粒子からなる純度99.9%以上のマグネシア微粉末
が得られる。前記公報の記載は本発明の一部として参照
される。
0.1〜1.0μmの立方体状の一次粒子を30〜80
重量%含み、残部が粒径0.1μm以下の等軸状の一次
粒子からなる純度99.9%以上のマグネシア粉末に、
ZrO2粉末又はY2O3粉末を300〜1000pp
m添加し、得られた混合粉末を成形し、成形体を140
0℃以上で焼結することによって得られる。上記マグネ
シア粉末は、特開平1−282146号公報に記載の方
法に従って調製することが好ましい。前記公報によれば
、マグネシウム蒸気をノズルから酸素含有雰囲気中に噴
出し、長さ10cm以上の層流拡散火炎を形成させ、該
火炎中でマグネシウム蒸気を酸化させることにより、粒
径0.1〜1.0μmの立方体状の一次粒子を30〜8
0重量%含み、残部が粒径0.1μm以下の等軸状の一
次粒子からなる純度99.9%以上のマグネシア微粉末
が得られる。前記公報の記載は本発明の一部として参照
される。
【0006】本発明においては、マグネシア粉末にZr
O2粉末又はY2O3粉末を添加する。ZrO2粉末又
はY2O3粉末の添加量は、マグネシア粉末に対して3
00〜1000ppmである。添加量が300ppm未
満であると、焼結体中の気孔の形状が立方体状になり、
応力の集中による強度の低下が起こる。マグネシア粉末
及びZrO2粉末又はY2O3粉末との混合粉末から成
形体を調製する方法については特に制限はなく、ラバー
プレス成形、鋳込み成形、射出成形C押出成形などを適
宜採用することができる。
O2粉末又はY2O3粉末を添加する。ZrO2粉末又
はY2O3粉末の添加量は、マグネシア粉末に対して3
00〜1000ppmである。添加量が300ppm未
満であると、焼結体中の気孔の形状が立方体状になり、
応力の集中による強度の低下が起こる。マグネシア粉末
及びZrO2粉末又はY2O3粉末との混合粉末から成
形体を調製する方法については特に制限はなく、ラバー
プレス成形、鋳込み成形、射出成形C押出成形などを適
宜採用することができる。
【0007】次に、成形体を1400℃以上の温度で焼
結することによって、本発明のマグネシア焼結体が得ら
れる。焼結は、気孔率が2〜6%、好ましくは2〜4%
の範囲となるように行う。上記成形体を焼結させると、
立方体状のマグネシア粒子がその形状をある程度保った
ままで緻密化が進むため、マグネシアの粒成長が抑制さ
れる。さらに、気孔率が2〜6%の範囲で焼結を終了さ
せることにより、平均粒径1μm以下の丸みを帯びた気
孔がマグネシア粒子の粒界に分散して存在している微構
造となる。気孔率が2%未満まで焼結を行うと、粒界の
気孔が減少するため、粒成長が進み、強度が低下する。 また、気孔率が6%を超えると、焼結体の有効体積が少
なくなり、強度が低下する。
結することによって、本発明のマグネシア焼結体が得ら
れる。焼結は、気孔率が2〜6%、好ましくは2〜4%
の範囲となるように行う。上記成形体を焼結させると、
立方体状のマグネシア粒子がその形状をある程度保った
ままで緻密化が進むため、マグネシアの粒成長が抑制さ
れる。さらに、気孔率が2〜6%の範囲で焼結を終了さ
せることにより、平均粒径1μm以下の丸みを帯びた気
孔がマグネシア粒子の粒界に分散して存在している微構
造となる。気孔率が2%未満まで焼結を行うと、粒界の
気孔が減少するため、粒成長が進み、強度が低下する。 また、気孔率が6%を超えると、焼結体の有効体積が少
なくなり、強度が低下する。
【0008】
【実施例】以下に本発明の実施例及び比較例を示す。以
下において、焼結体の嵩密度はアルキメデス法によって
測定し、理論密度に対する百分率で示した。焼結体の粒
径は鏡面研磨した焼結体をサーマルエッチングした後、
走査型電子顕微鏡観察によりferet径を測定して求
めた。焼結体の曲げ強度はJIS R 1601に
従い、3点曲げ試験を行い測定した。
下において、焼結体の嵩密度はアルキメデス法によって
測定し、理論密度に対する百分率で示した。焼結体の粒
径は鏡面研磨した焼結体をサーマルエッチングした後、
走査型電子顕微鏡観察によりferet径を測定して求
めた。焼結体の曲げ強度はJIS R 1601に
従い、3点曲げ試験を行い測定した。
【0009】実施例1〜3及び比較例1〜2純度99.
98%であり、粒径0.1〜1.0μmの立方休状の一
次粒子を50重量%含み、残部が粒径0.1μm以下の
等軸状の一次粒子からなるマグネシア粉末に、純度99
.95%、平均粒径0.1μmの粒状ジルコニア粉末を
700ppm添加し、エタノール溶媒を用いて24時間
ボールミルにより混合した後、エタノールを除去して、
粉末混合物を得た。粉末混合物50gを80×54mm
の金型に充填し、150kg/cm2で一軸加圧成形し
た後に、1500kg/cm2の圧力でラバープレスし
て成形体を得た。次に、この成形体を電気炉に入れ、第
1表に記載の条件で焼結して、高強度マグネシア焼結体
を製造した。得られたマグネシア焼結体の特性を第1表
に示す。
98%であり、粒径0.1〜1.0μmの立方休状の一
次粒子を50重量%含み、残部が粒径0.1μm以下の
等軸状の一次粒子からなるマグネシア粉末に、純度99
.95%、平均粒径0.1μmの粒状ジルコニア粉末を
700ppm添加し、エタノール溶媒を用いて24時間
ボールミルにより混合した後、エタノールを除去して、
粉末混合物を得た。粉末混合物50gを80×54mm
の金型に充填し、150kg/cm2で一軸加圧成形し
た後に、1500kg/cm2の圧力でラバープレスし
て成形体を得た。次に、この成形体を電気炉に入れ、第
1表に記載の条件で焼結して、高強度マグネシア焼結体
を製造した。得られたマグネシア焼結体の特性を第1表
に示す。
【0010】
【表1】
【0011】
【発明の効果】本発明のマグネシア焼結体は、機械的性
質に優れ、特に高温における強度低下が少ない。本発明
のマグネシア焼結体は、高純度、高融点金属の溶融用、
PZTセラミックス、β−アルミナセラミックス等の電
子及び導電性セラミックスの焼結用、更にはY−Ba−
Cu−O系等の超伝導セラミックスの溶融用として好適
に用いられる。
質に優れ、特に高温における強度低下が少ない。本発明
のマグネシア焼結体は、高純度、高融点金属の溶融用、
PZTセラミックス、β−アルミナセラミックス等の電
子及び導電性セラミックスの焼結用、更にはY−Ba−
Cu−O系等の超伝導セラミックスの溶融用として好適
に用いられる。
Claims (2)
- 【請求項1】 平均粒径1〜4μmのマグネシア粒子
の粒界に、平均粒径1μm以下の丸みを帯びた気孔が存
在している微構造を有し、気孔率が2〜6%である高強
度マグネシア焼結体。 - 【請求項2】 粒径0.1〜1.0μmの立方体状の
一次粒子を30〜80重量%含み、残部が粒径0.1μ
m以下の等軸状の一次粒子からなる純度99.9%以上
のマグネシア粉末に、ZrO2粉末又はY2O3粉末を
300〜1000ppm添加し、得られた混合粉末を成
形し、成形体を1400℃以上で焼結することを特徴と
する請求項1の高強度マグネシア焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3125701A JP2961389B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 高強度マグネシア焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3125701A JP2961389B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 高強度マグネシア焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04280859A true JPH04280859A (ja) | 1992-10-06 |
JP2961389B2 JP2961389B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=14916581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3125701A Expired - Lifetime JP2961389B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 高強度マグネシア焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2961389B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP3125701A patent/JP2961389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2961389B2 (ja) | 1999-10-12 |
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