JPH04280863A - 高強度低熱膨張セラミックス - Google Patents
高強度低熱膨張セラミックスInfo
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- JPH04280863A JPH04280863A JP3065682A JP6568291A JPH04280863A JP H04280863 A JPH04280863 A JP H04280863A JP 3065682 A JP3065682 A JP 3065682A JP 6568291 A JP6568291 A JP 6568291A JP H04280863 A JPH04280863 A JP H04280863A
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Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- 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】本発明は高強度低熱膨張セラミッ
クスに関するものである。
クスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばエンジンの吸気、排気ポ−トとか
エンジンのシリンダあるいピストンは高温にさらされる
と共に所定の強度が要求される。また所定のエンジン性
能を得るためには吸気、排気ポ−トのリ−クやシリンダ
とピストンとの間の気密性あるいはシリンダライナとシ
リンダヘッド間の気密性が必要である。又耐熱衝撃性強
度が重要である。そこでこのように高温でかつ気密性が
要求される部分に使用される材料としては熱膨張が小さ
いことが条件となる。
エンジンのシリンダあるいピストンは高温にさらされる
と共に所定の強度が要求される。また所定のエンジン性
能を得るためには吸気、排気ポ−トのリ−クやシリンダ
とピストンとの間の気密性あるいはシリンダライナとシ
リンダヘッド間の気密性が必要である。又耐熱衝撃性強
度が重要である。そこでこのように高温でかつ気密性が
要求される部分に使用される材料としては熱膨張が小さ
いことが条件となる。
【０００３】このような条件を備えている材料として、
チタン酸アルミニウムをあげることができる。この材料
は低熱膨張という特性のほかに、融点が１８６０℃と高
く、高温で使用するのに好適である。しかしながら、こ
のチタン酸アルミニウムは強度が低く、かつ、分解性が
あるという欠点がある。
チタン酸アルミニウムをあげることができる。この材料
は低熱膨張という特性のほかに、融点が１８６０℃と高
く、高温で使用するのに好適である。しかしながら、こ
のチタン酸アルミニウムは強度が低く、かつ、分解性が
あるという欠点がある。
【０００４】そこでこのチタン酸アルミニウムの特性を
改良して上記エンジンのような機械材料として実用化す
るために従来は酸化アルミや酸化チタンの他に、ＺｒＯ
２ 、ＭｇＯ、ＳｉＯ２ 、等が添加され、高温での分
解の抑制および強度の向上、熱膨張率の低下やヒステリ
シスの除去をするようにしていた。このような添加物を
添加することにより一応セラミックスの適当な物性が確
保されるが、実際の部品形状とするためには、バインダ
が必要になる。このバインダとして従来は、おおむね図
１に示すような組成を有する粘度を使用していた。
改良して上記エンジンのような機械材料として実用化す
るために従来は酸化アルミや酸化チタンの他に、ＺｒＯ
２ 、ＭｇＯ、ＳｉＯ２ 、等が添加され、高温での分
解の抑制および強度の向上、熱膨張率の低下やヒステリ
シスの除去をするようにしていた。このような添加物を
添加することにより一応セラミックスの適当な物性が確
保されるが、実際の部品形状とするためには、バインダ
が必要になる。このバインダとして従来は、おおむね図
１に示すような組成を有する粘度を使用していた。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、上記バ
インダとしての粘土は泥漿鋳込法で成形する場合におい
て、泥漿粘土としての特性の変化、型からの離型性、乾
燥収縮率、焼成収縮率の変化等があり、また、他の問題
として上記粘土にはＡｌ２ Ｏ３ が大量に含まれてい
るので、このアルミナが高温においてチタン酸アルミニ
ウムの分解促進の作用をするという不具合がある。その
ために例えばエンジン部品である排気ポ−ト等の精密部
品を作る上で問題があった。
インダとしての粘土は泥漿鋳込法で成形する場合におい
て、泥漿粘土としての特性の変化、型からの離型性、乾
燥収縮率、焼成収縮率の変化等があり、また、他の問題
として上記粘土にはＡｌ２ Ｏ３ が大量に含まれてい
るので、このアルミナが高温においてチタン酸アルミニ
ウムの分解促進の作用をするという不具合がある。その
ために例えばエンジン部品である排気ポ−ト等の精密部
品を作る上で問題があった。
【０００６】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであり、チタン酸アルミニウムを作る上でのバイ
ンダとして無機高分子を用いることにより熱膨張率が小
さく、かつ、強度が高い高強度低熱膨張セラミックスを
提供するものである。
たものであり、チタン酸アルミニウムを作る上でのバイ
ンダとして無機高分子を用いることにより熱膨張率が小
さく、かつ、強度が高い高強度低熱膨張セラミックスを
提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係わる手段は、チタン酸アルミニウムに対し
添加物（バインダ）として、無機高分子であるスメクト
ンを添加することを特徴とするものである。
の本発明に係わる手段は、チタン酸アルミニウムに対し
添加物（バインダ）として、無機高分子であるスメクト
ンを添加することを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】チタン酸アルミニウム無機高分子であるスメク
トンを添加することにより低熱膨張で、かつ、強度が高
い高強度低熱膨張セラミックスを得ることが可能になっ
た。
トンを添加することにより低熱膨張で、かつ、強度が高
い高強度低熱膨張セラミックスを得ることが可能になっ
た。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。実験に用い
たバインダは合成無機高分子であるスメクトンＳＡ（商
品名 クニミネ工業株式会社製）である。このスメク
トンＳＡの一般化学式は図２に示す通りである。また、
化学分析値は図３の通りである。数値は重量％を示す。 また、このスメクトンには不純物であるＫ２ Ｏの含有
量は重量％で０・０１以下であった。実験の結果を図４
および図５に示す。
たバインダは合成無機高分子であるスメクトンＳＡ（商
品名 クニミネ工業株式会社製）である。このスメク
トンＳＡの一般化学式は図２に示す通りである。また、
化学分析値は図３の通りである。数値は重量％を示す。 また、このスメクトンには不純物であるＫ２ Ｏの含有
量は重量％で０・０１以下であった。実験の結果を図４
および図５に示す。
【００１０】図４から明らかな通り、従来のバインダ（
資料番号１、２）に比べ、スメクトンＳＡをバインダと
して使用したものは（資料番号３、４）、熱膨張率に対
しては大きな差はないが、強度の点でスメクトンＳＡの
方が優れている。また、この実験において、上記化学式
のナトリウムイオン分をイオン交換してアンモニウムイ
オンに変えたものを使用したところ、同様な結果を得た
。また、スメクトン以外に添加材としてＭｇＯ、ＺｒＯ
２ 、Ｙ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ およびジルコンの内一
種以上を添加して実験をしたところ同様な結果を得た。
資料番号１、２）に比べ、スメクトンＳＡをバインダと
して使用したものは（資料番号３、４）、熱膨張率に対
しては大きな差はないが、強度の点でスメクトンＳＡの
方が優れている。また、この実験において、上記化学式
のナトリウムイオン分をイオン交換してアンモニウムイ
オンに変えたものを使用したところ、同様な結果を得た
。また、スメクトン以外に添加材としてＭｇＯ、ＺｒＯ
２ 、Ｙ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ およびジルコンの内一
種以上を添加して実験をしたところ同様な結果を得た。
【００１１】次に１１０℃で１００時間保持したときの
チタン酸アルミニウムの分解抑制効果を測定した。その
結果は図５に示す通りである。図５から明らかな通り、
従来のバインダ（資料番号１、２）に比べて本実施例の
バインダの分解量は極めて少ないことが判る。その理由
は従来の粘土に比べてＡｌ２ Ｏ３が少なく、かつ、合
成された材料であるのでその組成が極めて安定している
ことによる。また粒子はサブミクロンであり、チタン酸
アルミニウムの粒子間に均一に存在し、結合剤、分解抑
制剤として有効に働くからである。また、不純物レベル
、例えば粘土を５重量％使用した場合でも、Ｋ２ Ｏの
量を極めて低く押さえることができるので、高温特性の
向上にも寄与するものと思われる。
チタン酸アルミニウムの分解抑制効果を測定した。その
結果は図５に示す通りである。図５から明らかな通り、
従来のバインダ（資料番号１、２）に比べて本実施例の
バインダの分解量は極めて少ないことが判る。その理由
は従来の粘土に比べてＡｌ２ Ｏ３が少なく、かつ、合
成された材料であるのでその組成が極めて安定している
ことによる。また粒子はサブミクロンであり、チタン酸
アルミニウムの粒子間に均一に存在し、結合剤、分解抑
制剤として有効に働くからである。また、不純物レベル
、例えば粘土を５重量％使用した場合でも、Ｋ２ Ｏの
量を極めて低く押さえることができるので、高温特性の
向上にも寄与するものと思われる。
【００１２】
【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、バイ
ンダとして無機高分子であるスメクトンを添加すること
により低熱膨張で、かつ、強度が高い高強度低熱膨張セ
ラミックスを得ることができた。これにより、高い精度
の部品の生産ができるという優れた効果を得ることがで
きる。
ンダとして無機高分子であるスメクトンを添加すること
により低熱膨張で、かつ、強度が高い高強度低熱膨張セ
ラミックスを得ることができた。これにより、高い精度
の部品の生産ができるという優れた効果を得ることがで
きる。
【図１】図１は粘度の組成を示す図である
【図２】図２
はスメクトンＳＡの化学式を示す図である。
はスメクトンＳＡの化学式を示す図である。
【図３】図３はスメクトンＳＡの化学分析値を示す図で
ある。
ある。
【図４】図４は本発明と従来例との比較図である。
【図５】図５はバインダのバインダの分解量を比較する
図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項１】チタン酸アルミニウムに対し添加物として
、無機高分子であるスメクトンを添加することを特徴と
する高強度低熱膨張セラミックス。 - 【請求項２】請求項１記載の添加物スメクトンのナトリ
ウムイオン分をイオン交換によりアンモニウムイオンに
変えて添加することを特徴とする高強度低熱膨張セラミ
ックス。 - 【請求項３】請求項１記載の添加物スメクトンの他にＭ
ｇＯ、ＺｒＯ２ 、Ｙ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ ジルコン
の内ちから少なくとも一種類以上を含有することを特徴
とする高強度低熱膨セラミックス。 - 【請求項４】不純物であるＫ２ Ｏが０・０１重量％以
下であることを特徴とする請求項１記載の高強度低熱膨
張セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065682A JPH04280863A (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 高強度低熱膨張セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065682A JPH04280863A (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 高強度低熱膨張セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280863A true JPH04280863A (ja) | 1992-10-06 |
Family
ID=13294025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3065682A Pending JPH04280863A (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 高強度低熱膨張セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04280863A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003091183A1 (fr) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Ohcera Co., Ltd. | Procede de production de briquette de titanate d'aluminium frittee |
| US7166552B2 (en) * | 2002-11-01 | 2007-01-23 | Ohcera Co. Ltd. | Method for producing aluminum magnesium titanate sintered product |
-
1991
- 1991-03-06 JP JP3065682A patent/JPH04280863A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003091183A1 (fr) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Ohcera Co., Ltd. | Procede de production de briquette de titanate d'aluminium frittee |
| US7148168B2 (en) * | 2002-04-26 | 2006-12-12 | Ohcera Co., Ltd. | Method for producing aluminum titanate sintered compact |
| KR100956690B1 (ko) * | 2002-04-26 | 2010-05-10 | 오세라 가부시키가이샤 | 티탄산 알루미늄 소결체의 제조 방법 |
| USRE42646E1 (en) * | 2002-04-26 | 2011-08-23 | Ohcera Co., Ltd. | Method for producing aluminum titanate sintered compact |
| US7166552B2 (en) * | 2002-11-01 | 2007-01-23 | Ohcera Co. Ltd. | Method for producing aluminum magnesium titanate sintered product |
| JP2009114063A (ja) * | 2002-11-01 | 2009-05-28 | Ohcera Co Ltd | チタン酸アルミニウムマグネシウム焼結体 |
| USRE42352E1 (en) * | 2002-11-01 | 2011-05-10 | Ohcera Co., Ltd. | Method for producing aluminum magnesium titanate sintered product |
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