JPH04305046A - Calcium silicate sintered body and production thereof - Google Patents

Calcium silicate sintered body and production thereof

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JPH04305046A
JPH04305046A JP9171691A JP9171691A JPH04305046A JP H04305046 A JPH04305046 A JP H04305046A JP 9171691 A JP9171691 A JP 9171691A JP 9171691 A JP9171691 A JP 9171691A JP H04305046 A JPH04305046 A JP H04305046A
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calcium silicate
sintered body
las
thermal expansion
wollastonite
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Masahiko Suzuki
正彦 鈴木
Chiharu Wada
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Abstract

PURPOSE:To enhance resistance to thermal shock properties by incorporating lithium-aluminosilicate and wollastonite and sintering the molded body of this blended material so that it is regulated to the prescribed thermal expansion coefficient. CONSTITUTION:Li2O, Al2O3 and SiO2 are blended to obtain lithium- aluminosilicate (LAS) which has -120X10<-7>-+20X10<-7> (/ deg.C) thermal expansion coefficient and 1-100mum particle diameter and consists of at least one kind of aucryptite, spodumene and petalite. Then calcium silicate crystal is obtained by blending at least one kind of tobermorite, xonotlite and wollastonite. Furthermore 80-5wt.% LAS is blended and mixed with 20-95wt.% calcium silicate crystal. A molded body is obtained by molding this mixture. Then this molded body is burned at 900-1300 deg.C to produce calcium silicate sintered body having -65X10<-7>-+65X10<-7> thermal expansion coefficient.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、けい酸カルシウム焼
結体及びその製造方法に関する。特に曲げ強度などの機
械的性質や切削性を損なうことなく、耐熱衝撃性に優れ
た低熱膨張、高強度を有するけい酸カルシウム焼結体及
びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calcium silicate sintered body and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a calcium silicate sintered body that has excellent thermal shock resistance, low thermal expansion, and high strength without impairing mechanical properties such as bending strength or machinability, and a method for producing the same.

【0002】0002

【従来の技術】けい酸カルシウム系材料は、不燃性、耐
火性、保温性、加工性などに優れている上に比較的低価
格で、すでに建材、その他の多くの工業材料に広く用い
られている。しかし、けい酸カルシウム系材料は、いま
だ建材以外の分野で、高度利用に供されている段階まで
には至っていないのが現状である。
[Prior Art] Calcium silicate materials have excellent nonflammability, fire resistance, heat retention, processability, etc., and are relatively inexpensive, and are already widely used in building materials and many other industrial materials. There is. However, the current situation is that calcium silicate-based materials have not yet reached the stage where they are put to advanced use in fields other than building materials.

【0003】即ち、従来のけい酸カルシウム系材料の主
な用途は、けい酸カルシウム板、パイル、耐火被覆材、
保温材などであり、これをさらに付加価値の高い高度利
用の用途に用いるまで各種特性の改善がなされていない
That is, the main uses of conventional calcium silicate materials are calcium silicate boards, piles, fireproof coatings,
It is a heat insulating material, etc., and its various properties have not been improved until it can be used for advanced applications with higher added value.

【0004】こうした現状の中で、本願の発明者は、け
い酸カルシウム系材料にカサ比重をもたせ、これを高温
で焼成することにより高強度焼結体とし、その加工性を
保持したままで耐熱性、耐圧強度を大幅に改善させるこ
とに成功し、その結果この焼結体を、熱間成形用型に適
用出来るなど、従来では考えられなかったけい酸カルシ
ウム焼結体の高度利用のための技術を開発し、これを特
開平1−164767号としてすでに提案した。
Under these circumstances, the inventor of the present application has created a high-strength sintered body by giving bulk specific gravity to a calcium silicate-based material and firing it at a high temperature, and has created a high-strength sintered body while maintaining its workability. As a result, this sintered body can be applied to molds for hot forming, allowing for advanced utilization of calcium silicate sintered bodies that was previously unimaginable. We developed this technology and have already proposed it as Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-164767.

【0005】また、けい酸カルシウム焼結体は、確かに
断熱性には優れているが、耐熱衝撃性が劣り、これが改
善されるとその用途が一段と開けることが期待される材
料である。すでに特開昭62−143855号は、けい
酸カルシウム系材料の耐熱衝撃性を改善しようとして提
案しているが、しかしこのものは成形体である建材を対
象とするものでしかなく、しかもこの中には高強度を有
するけい酸カルシウム焼結体についてその耐熱衝撃性の
改善を示すものは何ら存しない。
[0005] Calcium silicate sintered bodies certainly have excellent heat insulating properties, but they have poor thermal shock resistance, and if this is improved, it is a material that is expected to have even more applications. JP-A No. 62-143855 has already proposed an attempt to improve the thermal shock resistance of calcium silicate-based materials, but this proposal is only intended for molded building materials, and moreover, There is no evidence that the thermal shock resistance of a calcium silicate sintered body having high strength is improved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、けい酸カ
ルシウム焼結体であって、強度などの機械的性質や加工
性を損なうことなく、その耐熱衝撃性を大幅に改善し低
熱膨張性、高強度焼結体を得ようとするものである。
The present invention provides a calcium silicate sintered body that has significantly improved thermal shock resistance, low thermal expansion, and low thermal expansion properties without impairing mechanical properties such as strength or workability. The purpose is to obtain a high-strength sintered body.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、リチウム−
アルミノけい酸塩とウォラストナイトとからなり、リチ
ウム−アルミノけい酸塩の含有量が5〜80重量%で、
かつその熱膨張係数が−120×10−7〜+20×1
0−7(/℃)、またその粒径が1〜100μmであっ
て、焼結体の熱膨脹係数が−65×10−7〜+65×
10−7であることを特徴とするけい酸カルシウム焼結
体(請求項1)およびトバモライト、ゾノトライト及び
ウォラストナイトの少なくとも1種からなるけい酸カル
シウム結晶の20〜95重量%と、ユ−クリプタイト、
スポジ−ュメン及びペタライトの少なくとも1種からな
るリリチウム−アルミノけい酸塩の80〜5重量%との
混合物で成形体を成形し、これを900〜1300℃で
焼成することを特徴とするけい酸カルシウム焼結体の製
造方法(請求項2)である。以下に、これらの発明を説
明する。
[Means for Solving the Problems] This invention provides lithium-
It consists of aluminosilicate and wollastonite, and the content of lithium-aluminosilicate is 5 to 80% by weight,
and its thermal expansion coefficient is -120 x 10-7 to +20 x 1
0-7 (/℃), and the particle size is 1 to 100 μm, and the coefficient of thermal expansion of the sintered body is -65×10-7 to +65×
10-7 (claim 1), 20 to 95% by weight of calcium silicate crystals consisting of at least one of tobermorite, xonotrite, and wollastonite, and eucryptite. ,
Calcium silicate, characterized in that a molded body is formed from a mixture of 80 to 5% by weight of lylithium-aluminosilicate consisting of at least one of spodiumen and petalite, and this is calcined at 900 to 1300°C. A method for manufacturing a sintered body (claim 2). These inventions will be explained below.

【0008】請求項1の発明のけい酸カルシウム焼結体
は、その組成がリチウム−アルミノけい酸塩(以下に「
LAS」という。)とウォラストナイトの2成分とだけ
からなり、他の成分を何ら含まないものである。
The calcium silicate sintered body of the invention of claim 1 has a composition of lithium-aluminosilicate (hereinafter referred to as "
It's called LAS. ) and wollastonite, and does not contain any other components.

【0009】即ち、ウォラストナイトの特性の長所を残
しながら、その欠点を限定されたLASを配合するだけ
で改善せんとするものである。
That is, the aim is to improve the disadvantages of wollastonite by simply blending a limited amount of LAS, while retaining the advantages of the properties of wollastonite.

【0010】ここでのウォラストナイトは、α−ウォラ
ストナイト、β−ウォラストナイトのいずれでもよい。 このウォラストナイトは、トバモライト、ゾノトライト
が焼成時にウォラストナイトに転位したものでもよい。 さらに、α−ウォラストナイトはβ−ウォラストナイト
から転位したものでもよい。また、最初からα−ウォラ
ストナイト、β−ウォラストナイトであったものでもよ
い。
[0010] The wollastonite here may be either α-wollastonite or β-wollastonite. This wollastonite may be one obtained by rearranging tobermorite or xonotrite into wollastonite during firing. Furthermore, α-wollastonite may be rearranged from β-wollastonite. Alternatively, it may be α-wollastonite or β-wollastonite from the beginning.

【0011】ここに配合されるLASは、その熱膨脹係
数を−120×10−7〜+20×10−7(/℃)と
する。ここに用いるLASとして、熱膨脹係数が−12
0×10−7以下のものを得るのは、合成或いは天然の
いずれのLASにおいても困難である。また、熱膨脹係
数の上限を+20×10−7(/℃)としたのは、これ
以上の熱膨脹係数を有するLASを添加しても、けい酸
カルシウムの耐熱衝撃性があまり改善されないばかりか
、これを多く添加すると、得られた焼結体の加工特性が
劣り良好なけい酸カルシウム焼結体材料を得ることは出
来ないからである。LASの熱膨張係数のさらに好まし
い範囲は、−120×10−7〜+5×10−7(/℃
)である。
[0011] The LAS blended here has a coefficient of thermal expansion of -120 x 10-7 to +20 x 10-7 (/°C). The LAS used here has a coefficient of thermal expansion of -12
It is difficult to obtain a LAS of 0x10-7 or less, whether synthetic or natural. In addition, the upper limit of the thermal expansion coefficient was set to +20 x 10-7 (/℃) because adding LAS with a higher thermal expansion coefficient not only does not significantly improve the thermal shock resistance of calcium silicate, but also increases the thermal shock resistance of calcium silicate. This is because if a large amount of calcium silicate is added, the processing properties of the obtained sintered body will be poor and it will not be possible to obtain a good calcium silicate sintered body material. A more preferable range of the thermal expansion coefficient of LAS is -120 x 10-7 to +5 x 10-7 (/°C
).

【0012】LASの粒径は、1〜100μmの範囲と
する。これを1μm未満とすることは、微粉砕が困難で
得策でない。また、LASの粒径が100μmを超える
と焼結体の強度が低下し好ましくない。粒径のさらに好
ましい範囲は1〜50μmである。
[0012] The particle size of LAS is in the range of 1 to 100 μm. Setting this to less than 1 μm is not a good idea because fine pulverization is difficult. Moreover, if the particle size of LAS exceeds 100 μm, the strength of the sintered body decreases, which is not preferable. A more preferable range of particle size is 1 to 50 μm.

【0013】以上のようなLASは、添加量5〜80重
量%の範囲で配合される。しかも、その焼結体の熱膨脹
係数を−65×10−7〜+65×10−7(/℃)と
する。LASの添加量が5%未満の場合は、熱膨脹係数
が最小値のLASを配合しても、得られる焼結体の熱膨
脹係数の値を+65×10−7(/℃)まで下げること
は出来ず、従って焼結体の熱衝撃特性の改善効果も十分
ではない。こうした焼結体は、熱膨張係数が比較的大き
いために寸法変化も大きく、精度が落ち良好な材料とは
なり得ない。
[0013] The above-mentioned LAS is blended in an amount in the range of 5 to 80% by weight. Moreover, the coefficient of thermal expansion of the sintered body is set to -65 x 10-7 to +65 x 10-7 (/°C). If the amount of LAS added is less than 5%, even if LAS with the minimum coefficient of thermal expansion is blended, the coefficient of thermal expansion of the resulting sintered body cannot be lowered to +65 x 10-7 (/℃). Therefore, the effect of improving the thermal shock properties of the sintered body is not sufficient. Since such a sintered body has a relatively large coefficient of thermal expansion, dimensional changes are large, and accuracy deteriorates, making it impossible to be a good material.

【0014】また、LASの添加量が80%を超えると
、けい酸カルシウム焼結体の切削性など加工性が損なわ
れ、工業材料として支障がある。LASのさらに好適な
混合比は、15〜60%である。このLASの添加量は
、使用するLASの熱膨張係数、得られるけい酸カルシ
ウム焼結体の熱膨脹係数及びそれに基ずく耐熱衝撃性な
どとの関連で上記範囲内で具体的に決定される。
[0014] If the amount of LAS added exceeds 80%, the machinability and other machinability of the calcium silicate sintered body will be impaired, causing problems as an industrial material. A more preferred mixing ratio of LAS is 15-60%. The amount of LAS added is specifically determined within the above range in relation to the thermal expansion coefficient of the LAS used, the thermal expansion coefficient of the obtained calcium silicate sintered body, and the thermal shock resistance based thereon.

【0015】請求項2の発明は、請求項1記載のけい酸
カルシウム焼結体の製造方法である。ここで使用される
原料は、けい酸カルシウム結晶とLASの2成分で、こ
れ以外のものは一切使用しない。けい酸カルシウム結晶
は、トバモライト、ゾノトライト及びウォラストナイト
の中の1種又は複数の混合物からなるものを用いる。ま
た、これに混合されるLASは、ユ−クリプタイト、ス
ポジ−ュメンのα又はβ型、それにペタライトの1種又
は複数からなるものである。
A second aspect of the invention is a method for producing the calcium silicate sintered body according to the first aspect. The raw materials used here are two components: calcium silicate crystals and LAS, and nothing else is used. The calcium silicate crystals used include one or a mixture of tobermorite, xonotlite, and wollastonite. The LAS mixed therein is composed of one or more of eucryptite, α or β type of spodiumen, and petalite.

【0016】けい酸カルシウム結晶は天然のものを使用
してもよく、またすでに公知な方法で製造したものを用
いることもできる。けい酸カルシウムを製造するには、
例えばけい酸質原料と石灰質原料との混合物に水を加え
、これをオ−トクレ−ブ中で水熱合成反応する。ここに
用いるけい酸質原料としては、珪石、珪砂、シリカフラ
ワ−、珪藻土などであり、また、石灰質原料としては、
生石灰、消石灰、セメントなど公知なものが何れも使用
できる。けい酸カルシウム結晶としては、トバモライト
、ゾノトライト、ウォラストナイトの中の1種又は複数
種の混合物を用いることができる。
[0016] As the calcium silicate crystals, natural ones may be used, or those produced by already known methods can also be used. To produce calcium silicate,
For example, water is added to a mixture of silicic acid raw materials and calcareous raw materials, and this is subjected to a hydrothermal synthesis reaction in an autoclave. Silicate raw materials used here include silica stone, silica sand, silica flower, diatomaceous earth, etc., and calcareous raw materials include:
Any known materials such as quicklime, slaked lime, and cement can be used. As the calcium silicate crystal, one or a mixture of tobermorite, xonotlite, and wollastonite can be used.

【0017】他方の原料としてのLASも、天然のもの
でも合成したものでも使用できる。合成のものは、広い
範囲でその熱膨張係数を変えることができるので好都合
である。LASの合成は、例えばLi2 O原料、Al
2 O3 原料、SiO2 原料から所定配合比の原料
バッチを、溶融,冷却してガラスフリットを得、次いで
このガラスフリットに所定の結晶化処理を施し製造する
ものである。
LAS as the other raw material can be either natural or synthesized. Synthetic ones are advantageous because their coefficient of thermal expansion can be varied over a wide range. The synthesis of LAS requires, for example, Li2O raw material, Al
A glass frit is obtained by melting and cooling a raw material batch of 2 O3 raw material and SiO2 raw material at a predetermined blending ratio, and then a predetermined crystallization treatment is performed on this glass frit to produce the glass frit.

【0018】ここで用いるLi2 O原料としては、酸
化リチウム、炭酸リチウムなど、Al2 O3 原料と
しては、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、カリ
長石、カオリンなど、SiO2 原料としては、珪砂、
カリ長石、ソ−ダ長石などが使用される。LASとして
は、ペタライト、スポジュ−メン、ユ−クリプタイトの
中の1種又は複数種の混合物を用いることが出来る。
The Li2O raw materials used here include lithium oxide and lithium carbonate, the Al2O3 raw materials include aluminum oxide, aluminum hydroxide, potassium feldspar, and kaolin, and the SiO2 raw materials include silica sand,
Potassium feldspar, soda feldspar, etc. are used. As LAS, one or a mixture of petalite, spodumene, and eucryptite can be used.

【0019】LASとしては、さらにリチア、アルミナ
、シリカの比が、1:1:6のリチア長石の外、同比が
、1:1:3、1:1:10、1:1:12及び1:1
:15のものも用いることが出来る。
In addition to lithium feldspar with a ratio of lithia, alumina, and silica of 1:1:6, LAS has a ratio of 1:1:3, 1:1:10, 1:1:12, and 1:1:1. :1
:15 can also be used.

【0020】原料のけい酸カルシウム結晶とLASの混
合物は、これを従来から公知な方法で成形体に成形する
。成形方法としては、例えば抄造法、湿式プレス法、乾
式プレス法などが好適に使用できる。この成形体は、9
00〜1300℃の焼成温度で焼成して焼結体とする。
[0020] The raw material mixture of calcium silicate crystals and LAS is formed into a molded body by a conventionally known method. As a molding method, for example, a paper making method, a wet press method, a dry press method, etc. can be suitably used. This molded body has 9
It is fired at a firing temperature of 00 to 1300°C to form a sintered body.

【0021】焼成温度が900℃未満であると、ウォラ
ストナイトの粒成長に要する時間が長くかかり、工業生
産する上で好ましくない。また、焼成温度が1300℃
を超えるとウォラストナイトの融点に接近し、局所的に
ガラス化が進行し好ましくない。この焼成温度まで昇温
した後所定の時間、例えば5〜6時間保持し徐冷して製
品を得る。
[0021] If the firing temperature is less than 900°C, it takes a long time for grain growth of wollastonite, which is not preferable for industrial production. In addition, the firing temperature is 1300℃
Exceeding this temperature approaches the melting point of wollastonite, causing local vitrification, which is undesirable. After raising the temperature to this firing temperature, it is maintained for a predetermined period of time, for example, 5 to 6 hours, and then slowly cooled to obtain a product.

【0022】以下に、この発明の実施例を挙げて説明し
、併せて得られたものについての試験について説明する
[0022] Examples of the present invention will be described below, and tests on the obtained products will also be explained.

【0023】[0023]

【実施例】(実施例1〜5)石灰質原料として消石灰を
、またけい酸質原料として珪石を用い、CaO:SiO
2 がモル比で1:1となるように混合した。この原料
100重量部に対し水400重量部を加え、220℃で
オ−トクレ−ブ処理してゾノトライトを得て、これを1
20℃で乾燥させてゾノトライト結晶の乾燥粉末とした
[Example] (Examples 1 to 5) Using slaked lime as the calcareous raw material and silica stone as the silicic acid raw material, CaO:SiO
2 were mixed in a molar ratio of 1:1. Add 400 parts by weight of water to 100 parts by weight of this raw material and autoclave at 220°C to obtain xonotlite.
It was dried at 20°C to obtain a dry powder of xonotlite crystals.

【0024】一方、LASとしては、以下のようにして
作成した。重量比で、SiO2 ,71%、Al2 O
3 ,21%、Li2 O,5%、CaO,3%になる
ように、けい砂、アルミナ、炭酸リチウム、炭酸カルシ
ウムを調合した。この原料バッチを1600℃にて5時
間溶融し、その後冷却しガラスフリットを得た。
On the other hand, LAS was created as follows. By weight, SiO2, 71%, Al2O
Silica sand, alumina, lithium carbonate, and calcium carbonate were mixed to have a content of 3.21%, Li2O, 5%, and CaO, 3%. This raw material batch was melted at 1600° C. for 5 hours and then cooled to obtain a glass frit.

【0025】このガラスフリットに対し、昇温速度5℃
/分で、750℃2時間、850℃2時間、1250℃
2時間それぞれ保持した。徐冷後、これをX線回折した
ところ、このものの組成は、β−スポジュ−メンである
ことが確認された。また、その熱膨脹係数は+5×10
−7(/℃)であった。このβ−スポジュ−メンを、エ
タノ−ル中アルミナ振動ミルで湿式粉砕し、その粒径を
2μmとした。
[0025] For this glass frit, the temperature increase rate was 5°C.
/min, 750℃ for 2 hours, 850℃ for 2 hours, 1250℃
Each was held for 2 hours. After slow cooling, this was subjected to X-ray diffraction, and the composition of this was confirmed to be β-spodumene. Also, its coefficient of thermal expansion is +5×10
-7 (/°C). This β-spodumene was wet-pulverized in an alumina vibrating mill in ethanol to give a particle size of 2 μm.

【0026】焼成後の焼結体中のウォラストナイトを重
量比で90%、β−スポジュ−メンを重量比で10%と
なるように上記のゾノトライトとβ−スポジュ−メンと
を配合して、エタノ−ル中ボ−ルミルで24時間湿式混
合した後、これを乾燥して試料粉末とした。
[0026] The above xonotlite and β-spodumene are blended so that the wollastonite and β-spodumene in the sintered body after firing are 90% by weight and 10% by weight, respectively. After wet mixing in ethanol in a ball mill for 24 hours, this was dried to obtain a sample powder.

【0027】この試料粉末を成形した後、昇温速度5℃
/分で1100℃まで昇温したのち、1100℃で5時
間保持し、その後炉冷した。
After molding this sample powder, the temperature was increased at a rate of 5°C.
The temperature was raised to 1,100°C at a rate of 1,100°C per minute, held at 1,100°C for 5 hours, and then cooled in the furnace.

【0028】なお、実施例2〜4のものは、LASの添
加量を変化させたものであり、また実施例5のものは、
更にLASの粒径も変化させたものである。ここに得ら
れた焼結体について次の実験を行ない、結果を表1に示
した。
[0028] In Examples 2 to 4, the amount of LAS added was changed, and in Example 5,
Furthermore, the particle size of LAS was also changed. The following experiment was conducted on the sintered body obtained here, and the results are shown in Table 1.

【0029】表1に示す熱膨張係数の値は、800℃に
おける値であり、その測定は、焼結体より直径5mm、
長さ15mmの試料を取り出し、昇温速度20℃/分の
条件で示差型熱膨張計を用いて行った。限界熱衝撃温度
差は、4×4×35mmの試料を取り出し、これに通常
の水中急冷法により熱衝撃を与えた後、JIS R 1
601  に定める3点曲げ強度試験を行い、強度が低
下するときの温度差より定めた。この場合の熱衝撃温度
差は、室温から1000℃までの範囲で、50℃毎に与
えた。さらに、切削加工性は、径10mmのドリルを用
いたボ−ル盤による穴あけ加工を実施することにより判
定した。
The coefficient of thermal expansion shown in Table 1 is the value at 800°C, and the measurement was carried out at a diameter of 5 mm from the sintered body.
A sample with a length of 15 mm was taken out, and the test was conducted using a differential thermal dilatometer at a heating rate of 20° C./min. The critical thermal shock temperature difference is determined by taking a 4 x 4 x 35 mm sample and subjecting it to a thermal shock using the normal underwater quenching method, as determined by JIS R 1.
A three-point bending strength test was conducted as specified in 601, and the strength was determined based on the temperature difference at which the strength decreased. The thermal shock temperature difference in this case was given in steps of 50°C in the range from room temperature to 1000°C. Furthermore, machinability was determined by drilling with a drilling machine using a drill with a diameter of 10 mm.

【0030】熱膨脹係数は、−40×10−7〜+40
×10−7(/℃)が優で◎、−65×10−7〜+6
5×10−7(/℃)の範囲で上記の優の範囲を除いた
ものが良で○、優及び良の範囲以外のものを不可で×と
した。
[0030] The coefficient of thermal expansion is -40×10-7 to +40
×10-7 (/℃) is excellent ◎, -65 × 10-7 to +6
Those within the range of 5 x 10-7 (/°C) excluding the above-mentioned excellent range were rated as good and ○, and those outside the excellent and good ranges were rated poor and ×.

【0031】限界熱衝撃温度差では200℃以上が優で
◎、100〜200℃が良で○、0〜100℃を不可で
×とした。曲げ強度では500kgf /cm2 以上
が優で◎、300〜500kgf /cm2 以上が良
で○、300kgf /cm2 未満は不可で×とした
Regarding the critical thermal shock temperature difference, a value of 200°C or more was evaluated as excellent, ⊚, 100 to 200°C was evaluated as good, and a value of 0 to 100°C was evaluated as poor. In terms of bending strength, 500 kgf/cm2 or more is excellent and ◎, 300 to 500 kgf/cm2 or more is good and ○, and less than 300 kgf/cm2 is bad and ×.

【0032】切削加工性は、加工の容易さ及び仕上げ精
度がともに良好なものが優で◎、加工の容易さ及び仕上
げ精度の何れかがやや劣るものが良で○、これらがかな
り劣るものが不可で×とした。
Regarding machinability, those with good machining ease and finishing accuracy are ◎, good are those with slightly poor machining ease and finishing accuracy, and ○ are those with considerably poor machinability. Not possible, marked as ×.

【0033】最終判定の評価では、各項目がすべて◎(
優)であるものを◎、いずれかの項目に○(良)があっ
たものは○、いずれかの項目に×(不可)のあったもの
は×で表した。
[0033] In the final evaluation, each item was rated ◎(
Those with a rating of ``Excellent'' are ◎, those with ○ (Good) in any item are rated with ○, and those with × (Unsatisfactory) in any item are rated with ×.

【0034】[0034]

【表1】 表1に示すように、実施例の焼結体は、いずれも良好な
結果を得ている。特に、評価◎のものは、いずれの試験
でも良好であるので、熱間プレスなどの成形型材として
十分に使用することが出来るものであった。
[Table 1] As shown in Table 1, all of the sintered bodies of Examples obtained good results. In particular, those rated ◎ were good in all tests and could be satisfactorily used as molding materials for hot pressing and the like.

【0035】(実施例6〜10)重量比でSiO2 が
45%、Al2 O3 が40%、Li2 Oが10%
、TiO2 が5%となるように、けい砂、アルミナ、
炭酸リチウム、チタニアを調合した。この原料バッチを
1600℃にて5時間溶融し、その後冷却してガラスフ
リットを得た。このガラスフリットを、昇温速度5℃/
分として750℃で2時間、850℃で2時間保持して
焼成し、結晶化ガラスを得た。このものをX線回折した
ところ、この組成はβ−ユ−クリプタイトであることが
確認され、その熱膨張係数を測定したところ、−100
×10−7(/℃)であった。
(Examples 6 to 10) SiO2 is 45%, Al2O3 is 40%, and Li2O is 10% by weight.
, silica sand, alumina, so that TiO2 is 5%.
I prepared lithium carbonate and titania. This raw material batch was melted at 1600° C. for 5 hours and then cooled to obtain a glass frit. This glass frit was heated at a heating rate of 5℃/
The mixture was fired at 750° C. for 2 hours and at 850° C. for 2 hours to obtain crystallized glass. When this material was subjected to X-ray diffraction, it was confirmed that the composition was β-eucryptite, and when its thermal expansion coefficient was measured, it was found to be -100.
×10-7 (/°C).

【0036】このβ−ユ−クリプタイトを、エタノ−ル
中アルミナ振動ミルで湿式粉砕し、その粒径を2μmと
した。
[0036] This β-eucryptite was wet-pulverized in ethanol using an alumina vibrating mill to obtain a particle size of 2 μm.

【0037】焼成後のもので、ウォラストナイト結晶が
重量比で95%、上記β−ユ−クリプタイトが5%にな
るように実施例1のゾノトライトを配合し、これをエタ
ノ−ル中ボ−ルミルで24時間湿式混合した後、乾燥し
て試料粉末とした。
After firing, the xonotlite of Example 1 was blended so that the weight ratio of wollastonite crystals was 95% and the β-eucryptite was 5%, and this was mixed in a bowl in ethanol. After wet mixing in Lumil for 24 hours, the mixture was dried to obtain a sample powder.

【0038】この試料粉末を成形した後、昇温速度5℃
/分で1100℃まで昇温したのち、1100℃で5時
間保持し、その後炉冷した。
After molding this sample powder, the temperature was increased at a rate of 5°C.
The temperature was raised to 1,100°C at a rate of 1,100°C per minute, held at 1,100°C for 5 hours, and then cooled in the furnace.

【0039】なお、実施例7〜8のものは、実施例6の
ものに対しLASの添加量を変化させたものであり、実
施例9のものは、添加量及び焼成温度を変化させたもの
(900℃)であり、また実施例10のものは、更にL
ASの粒径も変化させたものである。
[0039] In Examples 7 and 8, the added amount of LAS was changed from that in Example 6, and in Example 9, the added amount and firing temperature were changed. (900°C), and in Example 10, further L
The particle size of AS was also changed.

【0040】ここに得られた焼結体について実施例1と
同様な実験を行ない、結果を表2に示した。
The sintered body thus obtained was subjected to the same experiment as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

【0041】[0041]

【表2】 結果は実施例1〜5と略同様で、いずれも良好な結果を
得ている。
[Table 2] The results are substantially the same as those of Examples 1 to 5, and good results were obtained in all cases.

【0042】(実施例11)重量比でゾノトライト50
%に対し、天然産のβ−ウォラストナイトを10%、天
然産のLASとしてα−スポジュ−メンを10%、外に
ペタライトを10%使用した以外は実施例7と同様にし
て焼結体を得た。この焼結体について実施例1と同様な
実験を行い、結果を表3に示した。
(Example 11) Zonotlite 50 by weight ratio
%, a sintered body was produced in the same manner as in Example 7, except that 10% of naturally produced β-wollastonite, 10% of α-spodumene as naturally produced LAS, and 10% of petalite were used. I got it. The same experiment as in Example 1 was conducted on this sintered body, and the results are shown in Table 3.

【0043】[0043]

【表3】 (比較例1〜5)LASの配合比を表4のようにして焼
結体を得た。この焼結体について実施例1と同様な実験
を行い、結果を表4に示した。
[Table 3] (Comparative Examples 1 to 5) Sintered bodies were obtained using the blending ratio of LAS as shown in Table 4. The same experiment as in Example 1 was conducted on this sintered body, and the results are shown in Table 4.

【0044】[0044]

【表4】 比較例1はLASを配合しないもの、比較例2はLAS
を少量混合した事例である。いずれも焼結体の熱膨脹係
数、限界熱衝撃温度差の値がよくない。
[Table 4] Comparative Example 1 does not contain LAS, Comparative Example 2 contains LAS
This is an example of mixing a small amount of In both cases, the coefficient of thermal expansion and critical thermal shock temperature difference of the sintered bodies are not good.

【0045】比較例3はLASを大量に使用したもので
あるが、この場合は切削加工性が落ちて、製品全体の評
価は不可である。比較例4,5は、LASの粒度が大き
い場合であり、この焼結体は曲げ強度が落ちる。
Comparative Example 3 uses a large amount of LAS, but in this case, the machinability deteriorates, making it impossible to evaluate the entire product. Comparative Examples 4 and 5 are cases where the particle size of LAS is large, and the bending strength of this sintered body is reduced.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば曲げ強度な
どの機械的強度を損なうことなく、耐熱衝撃性を大幅に
向上させた低熱膨張、高強度けい酸カルシウム焼結体を
製造することができ、従ってその焼結体は従来になく高
度利用が可能となった。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to produce a low thermal expansion, high strength calcium silicate sintered body that has significantly improved thermal shock resistance without impairing mechanical strength such as bending strength. Therefore, the sintered body can be used in a more advanced manner than ever before.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  リチウム−アルミノけい酸塩とウォラ
ストナイトとからなり、リチウム−アルミノけい酸塩の
含有量が5〜80重量%で、かつその熱膨張係数が−1
20×10−7〜+20×10−7(/℃)、またその
粒径が1〜100μmであって、焼結体の熱膨脹係数が
−65×10−7〜+65×10−7であることを特徴
とするけい酸カルシウム焼結体。
Claim 1: Comprising lithium-aluminosilicate and wollastonite, the content of lithium-aluminosilicate is 5 to 80% by weight, and the coefficient of thermal expansion is -1.
20 x 10-7 to +20 x 10-7 (/°C), and the particle size is 1 to 100 μm, and the coefficient of thermal expansion of the sintered body is -65 x 10-7 to +65 x 10-7. A calcium silicate sintered body characterized by:
【請求項2】  トバモライト、ゾノトライト及びウォ
ラストナイトの少なくとも1種からなるけい酸カルシウ
ム結晶の20〜95重量%と、ユ−クリプタイト、スポ
ジ−ュメン及びペタライトの少なくとも1種からなるリ
チウム−アルミノけい酸塩の80〜5重量%との混合物
で成形体を成形し、これを900〜1300℃で焼成す
ることを特徴とするけい酸カルシウム焼結体の製造方法
2. Lithium-aluminosilicate comprising 20 to 95% by weight of calcium silicate crystals comprising at least one of tobermorite, xonotrite, and wollastonite, and at least one of eucryptite, spodumene, and petalite. A method for producing a calcium silicate sintered body, which comprises forming a molded body from a mixture with 80 to 5% by weight of a salt, and firing the molded body at 900 to 1300°C.
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