JPH04317462A - 低熱膨張セラミックス材料及びその製造法 - Google Patents
低熱膨張セラミックス材料及びその製造法Info
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- JPH04317462A JPH04317462A JP3109597A JP10959791A JPH04317462A JP H04317462 A JPH04317462 A JP H04317462A JP 3109597 A JP3109597 A JP 3109597A JP 10959791 A JP10959791 A JP 10959791A JP H04317462 A JPH04317462 A JP H04317462A
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- 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】この発明は、低熱膨張率で且つ低
熱分解性のセラミックス材料及びその製造法に関する。
熱分解性のセラミックス材料及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、チタン酸アルミニウムＡｌ２
ＴｉＯ５ については、その焼成体は低熱膨張性の特性
を有しており、その融点は１８６０℃と高く、高温耐熱
セラミックス材料として期待されている。このチタン酸
アルミニウムは、８００〜１３００℃ではルチルＴｉＯ
２ とコランダムＡｌ２ Ｏ３ とに分解するという分
解性や、熱膨張率の異方性が大きく、焼成体を作製した
場合に、粒径が２〜３μｍ以上になると、冷却時にマイ
クロクラックが発生し、機械的強度が低下するという現
象を有しているため、広範囲の分野には用いられていな
いのが現状である。そこで、チタン酸アルミニウムの上
記分解性や低強度性を改善するため、従来、種々の添加
物が検討されている。
ＴｉＯ５ については、その焼成体は低熱膨張性の特性
を有しており、その融点は１８６０℃と高く、高温耐熱
セラミックス材料として期待されている。このチタン酸
アルミニウムは、８００〜１３００℃ではルチルＴｉＯ
２ とコランダムＡｌ２ Ｏ３ とに分解するという分
解性や、熱膨張率の異方性が大きく、焼成体を作製した
場合に、粒径が２〜３μｍ以上になると、冷却時にマイ
クロクラックが発生し、機械的強度が低下するという現
象を有しているため、広範囲の分野には用いられていな
いのが現状である。そこで、チタン酸アルミニウムの上
記分解性や低強度性を改善するため、従来、種々の添加
物が検討されている。
【０００３】例えば、特開昭５６−１４００７３号公報
には、低熱膨セラミックス及びその製造法が開示されて
いる。該低熱膨セラミックスは、チタン酸アルミニウム
にＭｇＯ，ＳｉＯ２ ，Ｆｅ２ Ｏ３ ，ＴｉＯ２ 及
びＡｌ２ Ｏ３ の添加物を添加し、強度向上や低分解
性を確保するものである。また、チタン酸アルミニウム
に酸化ジルコニウムや酸化ケイ素を添加し、強度向上及
び分解抑制を図っている。
には、低熱膨セラミックス及びその製造法が開示されて
いる。該低熱膨セラミックスは、チタン酸アルミニウム
にＭｇＯ，ＳｉＯ２ ，Ｆｅ２ Ｏ３ ，ＴｉＯ２ 及
びＡｌ２ Ｏ３ の添加物を添加し、強度向上や低分解
性を確保するものである。また、チタン酸アルミニウム
に酸化ジルコニウムや酸化ケイ素を添加し、強度向上及
び分解抑制を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チタン
酸アルミニウムに上記の添加物、即ち、ＭｇＯ，ＳｉＯ
２ ，Ｆｅ２ Ｏ３ ，ＴｉＯ２ ，Ａｌ２ Ｏ３ 及
び酸化ジルコニウムを添加した場合に、これら添加物の
作用は、チタン酸アルミニウムと固溶体を作り、分解性
を抑制し、また、焼結時の粒成長を抑えてマイクロクラ
ックの大きさをも小さくし、強度向上を図るものである
が、従来の条件での分解抑制効果には限界があり、例え
ば、燃焼室を形成する材料としては不十分なものであっ
た。
酸アルミニウムに上記の添加物、即ち、ＭｇＯ，ＳｉＯ
２ ，Ｆｅ２ Ｏ３ ，ＴｉＯ２ ，Ａｌ２ Ｏ３ 及
び酸化ジルコニウムを添加した場合に、これら添加物の
作用は、チタン酸アルミニウムと固溶体を作り、分解性
を抑制し、また、焼結時の粒成長を抑えてマイクロクラ
ックの大きさをも小さくし、強度向上を図るものである
が、従来の条件での分解抑制効果には限界があり、例え
ば、燃焼室を形成する材料としては不十分なものであっ
た。
【０００５】即ち、チタン酸アルミニウムの焼成体に発
生するマイクロクラックは、粒子と粒界相の界面で、そ
の線膨張の異方性により成長するものである。従って、
マイクロクラックの大きさを抑制するためには、粒子の
大きさの制御が必要であり、粒子の大きさの制御するこ
とで強度も向上させることができる。しかしながら、マ
イクロクラックのサイズが小さすぎると、熱膨張率は大
きくなり、チタン酸アルミニウムの特徴である低熱膨張
性が失われてしまう。
生するマイクロクラックは、粒子と粒界相の界面で、そ
の線膨張の異方性により成長するものである。従って、
マイクロクラックの大きさを抑制するためには、粒子の
大きさの制御が必要であり、粒子の大きさの制御するこ
とで強度も向上させることができる。しかしながら、マ
イクロクラックのサイズが小さすぎると、熱膨張率は大
きくなり、チタン酸アルミニウムの特徴である低熱膨張
性が失われてしまう。
【０００６】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、チタン酸アルミニウムの分解性を
抑制するために、添加物質として、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，
Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸
化物の一種以上を添加するか、或いは上記酸化物に更に
ＳｉＯ２ を添加した低熱膨張セラミックス材料及びそ
の製造法を提供することである。
解決することであり、チタン酸アルミニウムの分解性を
抑制するために、添加物質として、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，
Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸
化物の一種以上を添加するか、或いは上記酸化物に更に
ＳｉＯ２ を添加した低熱膨張セラミックス材料及びそ
の製造法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、チタン酸アルミニウムに添加物質としてＢ
ｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及
びＳｒの元素の酸化物を１種類以上０．５〜２０ｗｔ％
添加したことを特徴とする低熱膨張セラミックス材料に
関する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、チタン酸アルミニウムに添加物質としてＢ
ｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及
びＳｒの元素の酸化物を１種類以上０．５〜２０ｗｔ％
添加したことを特徴とする低熱膨張セラミックス材料に
関する。
【０００８】また、この低熱膨張セラミックス材料は、
添加物質として選定した上記酸化物にＳｉＯ２ を合わ
せて０．５〜２０ｗｔ％添加したものである。
添加物質として選定した上記酸化物にＳｉＯ２ を合わ
せて０．５〜２０ｗｔ％添加したものである。
【０００９】或いは、この発明は、チタン酸アルミニウ
ムの母相として、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ とを化学
量論比で混合し、これにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ
，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物を１種
類以上０．５〜２０ｗｔ％添加して原料粉を作るか、或
いは上記酸化物にＳｉＯ２ を合わせて０．５〜２０ｗ
ｔ％添加して原料粉を作り、該原料粉を水に分散してス
ラリーを作り、該スラリーを成形型に流し込んで成形体
を製作し、該成形体の乾燥後に焼成したことを特徴とす
る低熱膨張セラミックス材料の製造法に関する。
ムの母相として、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ とを化学
量論比で混合し、これにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ
，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物を１種
類以上０．５〜２０ｗｔ％添加して原料粉を作るか、或
いは上記酸化物にＳｉＯ２ を合わせて０．５〜２０ｗ
ｔ％添加して原料粉を作り、該原料粉を水に分散してス
ラリーを作り、該スラリーを成形型に流し込んで成形体
を製作し、該成形体の乾燥後に焼成したことを特徴とす
る低熱膨張セラミックス材料の製造法に関する。
【００１０】
【作用】この発明による低熱膨張セラミックス材料及び
その製造法は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、この低熱膨張セラミックス材料は、
チタン酸アルミニウムに添加物質としてＢｉ，Ｉｎ，Ｓ
ｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素
の酸化物を１種類以上添加したので、従来のようなＳｉ
Ｏ２ を添加したものに比較して分解防止効果を大幅に
向上させることができ、強度を向上させることができる
。 また、添加物質として選定した前記酸化物に加えてＳｉ
Ｏ２ を添加することによってチタン酸アルミニウムの
分解を一層抑制することができる。
その製造法は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、この低熱膨張セラミックス材料は、
チタン酸アルミニウムに添加物質としてＢｉ，Ｉｎ，Ｓ
ｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素
の酸化物を１種類以上添加したので、従来のようなＳｉ
Ｏ２ を添加したものに比較して分解防止効果を大幅に
向上させることができ、強度を向上させることができる
。 また、添加物質として選定した前記酸化物に加えてＳｉ
Ｏ２ を添加することによってチタン酸アルミニウムの
分解を一層抑制することができる。
【００１１】また、チタン酸アルミニウムへの上記添加
物質の添加量は、０．５〜２０ｗｔ％であることが好ま
しいものである。即ち、上記添加物質の添加量について
、０．５ｗｔ％以下である場合には分解率の制御が困難
であり、また、２０ｗｔ％以上の添加では分解率が８％
を超えるため、所望の分解率を確保することができず、
有効ではない。分解率が８％を超える材料では、例えば
、燃焼室を構成して熱サイクルを受けた場合に、材料の
熱分解が進み、熱膨張率が大きくなり、耐熱衝撃強度が
低下し、例えば、燃焼室を構成する材料として実用に供
することができないものとなる。
物質の添加量は、０．５〜２０ｗｔ％であることが好ま
しいものである。即ち、上記添加物質の添加量について
、０．５ｗｔ％以下である場合には分解率の制御が困難
であり、また、２０ｗｔ％以上の添加では分解率が８％
を超えるため、所望の分解率を確保することができず、
有効ではない。分解率が８％を超える材料では、例えば
、燃焼室を構成して熱サイクルを受けた場合に、材料の
熱分解が進み、熱膨張率が大きくなり、耐熱衝撃強度が
低下し、例えば、燃焼室を構成する材料として実用に供
することができないものとなる。
【００１２】或いは、この発明による低熱膨張セラミッ
クス材料の製造法は、チタン酸アルミニウムの母相とし
て、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ とを化学量論比で混合
し、これにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ
，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物を１種類以上０．５
〜２０ｗｔ％添加して原料粉を作り、該原料粉を水に分
散してスラリーを作り、該スラリーを成形型に流し込ん
で成形体を製作し、該成形体の乾燥後に焼成したので、
チタン酸アルミニウムは該添加物質と固溶体を作り、分
解性を抑制し、焼結時の粒成長を抑えてマイクロクラッ
クの大きさを小さくし、強度を向上させることができ、
従来のようなＳｉＯ２ を添加したものに比較して分解
防止効果を大幅に向上させることができる。
クス材料の製造法は、チタン酸アルミニウムの母相とし
て、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ とを化学量論比で混合
し、これにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ
，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物を１種類以上０．５
〜２０ｗｔ％添加して原料粉を作り、該原料粉を水に分
散してスラリーを作り、該スラリーを成形型に流し込ん
で成形体を製作し、該成形体の乾燥後に焼成したので、
チタン酸アルミニウムは該添加物質と固溶体を作り、分
解性を抑制し、焼結時の粒成長を抑えてマイクロクラッ
クの大きさを小さくし、強度を向上させることができ、
従来のようなＳｉＯ２ を添加したものに比較して分解
防止効果を大幅に向上させることができる。
【００１３】
【実施例】以下、図１及び表１を参照して、この発明に
よる低熱膨張セラミックス材料及びその製造法の実施例
を説明する。図１はこの発明による低熱膨張セラミック
ス材料の一実施例を示し、添加物質の添加量と分解率と
の関係を示すグラフである。図１において、縦軸に分解
率Ｉ（％）をプロットし、また、横軸に添加物質の添加
量Ｗ（％）をプロットしている。
よる低熱膨張セラミックス材料及びその製造法の実施例
を説明する。図１はこの発明による低熱膨張セラミック
ス材料の一実施例を示し、添加物質の添加量と分解率と
の関係を示すグラフである。図１において、縦軸に分解
率Ｉ（％）をプロットし、また、横軸に添加物質の添加
量Ｗ（％）をプロットしている。
【００１４】この発明による低熱膨張セラミックス材料
は、チタン酸アルミニウムＡｌ２ ＴｉＯ５ に、添加
物質として、ビスマスＢｉ，インジウムＩｎ，サマリウ
ムＳｍ，ニオブＮｂ，プラセオジムＰｒ，ネオジムＮｄ
，亜鉛Ｚｎ，ルビジウムＲｂ，タングステンＷ及びスト
ロンチウムＳｒの元素の酸化物を１種類以上添加したこ
とを特徴とするものである。それによって、このセラミ
ックス材料をチタン酸アルミニウムの低熱膨張の特性を
確保しつつ、特に、１１００℃付近でのチタン酸アルミ
ニウムのルチルＴｉＯ２ とコランダムＡｌ２ Ｏ３
への分解性を抑制し、材料の機械的強度の低下を防止す
ることができる。
は、チタン酸アルミニウムＡｌ２ ＴｉＯ５ に、添加
物質として、ビスマスＢｉ，インジウムＩｎ，サマリウ
ムＳｍ，ニオブＮｂ，プラセオジムＰｒ，ネオジムＮｄ
，亜鉛Ｚｎ，ルビジウムＲｂ，タングステンＷ及びスト
ロンチウムＳｒの元素の酸化物を１種類以上添加したこ
とを特徴とするものである。それによって、このセラミ
ックス材料をチタン酸アルミニウムの低熱膨張の特性を
確保しつつ、特に、１１００℃付近でのチタン酸アルミ
ニウムのルチルＴｉＯ２ とコランダムＡｌ２ Ｏ３
への分解性を抑制し、材料の機械的強度の低下を防止す
ることができる。
【００１５】また、この発明による低熱膨張セラミック
ス材料は、添加物質として選定された上記酸化物に更に
加えて酸化ケイ素ＳｉＯ２ を添加することによって、
チタン酸アルミニウムのルチルＴｉＯ２ とコランダム
Ａｌ２ Ｏ３ への分解性を一層抑制することができる
。
ス材料は、添加物質として選定された上記酸化物に更に
加えて酸化ケイ素ＳｉＯ２ を添加することによって、
チタン酸アルミニウムのルチルＴｉＯ２ とコランダム
Ａｌ２ Ｏ３ への分解性を一層抑制することができる
。
【００１６】この発明による低熱膨張セラミックス材料
について、チタン酸アルミニウムに添加する添加物質の
添加量（％）と分解率（％）との関係は、図１に示すよ
うな結果を得た。この発明による低熱膨張セラミックス
材料に各種の添加物質、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ
，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物の単味
を添加した場合には、添加量（％）と分解率（％）との
関係は曲線Ａと曲線Ｂとの間に存在する結果を得た。 また、上記各種の添加物質、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，
Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物に
更にＳｉＯ２ を加えた場合には、曲線Ｃの結果を得た
。 グラフから分かるように、上記添加物質の添加量につい
て、０．５ｗｔ％以下である場合には、分解率の変化が
大きく分解率の制御が困難である。また、２０ｗｔ％以
上の添加では分解率が８％を超えるため、分解率を抑制
した所望の分解率を確保することができないことが分か
る。即ち、分解率が８％を超える材料では、例えば、該
材料で燃焼室を構成して熱サイクルを受けた場合に、チ
タン酸アルミニウムＡｌ２ＴｉＯ５ のルチルＴｉＯ２
とコランダムＡｌ２ Ｏ３ への熱分解が進み、熱膨張
率が大きくなり、耐熱衝撃強度が低下し、例えば、燃焼
室を構成する材料として実用に供することができないも
のとなる。それ故に、チタン酸アルミニウムに添加する
添加物質の添加量は、０．５〜２０ｗｔ％の範囲である
ことが好ましいことが分かる。また、上記添加物質に更
にＳｉＯ２ を加える場合にも、添加量は合わせて０．
５〜２０ｗｔ％の範囲であることが好ましいことが分か
る。
について、チタン酸アルミニウムに添加する添加物質の
添加量（％）と分解率（％）との関係は、図１に示すよ
うな結果を得た。この発明による低熱膨張セラミックス
材料に各種の添加物質、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ
，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物の単味
を添加した場合には、添加量（％）と分解率（％）との
関係は曲線Ａと曲線Ｂとの間に存在する結果を得た。 また、上記各種の添加物質、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，
Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物に
更にＳｉＯ２ を加えた場合には、曲線Ｃの結果を得た
。 グラフから分かるように、上記添加物質の添加量につい
て、０．５ｗｔ％以下である場合には、分解率の変化が
大きく分解率の制御が困難である。また、２０ｗｔ％以
上の添加では分解率が８％を超えるため、分解率を抑制
した所望の分解率を確保することができないことが分か
る。即ち、分解率が８％を超える材料では、例えば、該
材料で燃焼室を構成して熱サイクルを受けた場合に、チ
タン酸アルミニウムＡｌ２ＴｉＯ５ のルチルＴｉＯ２
とコランダムＡｌ２ Ｏ３ への熱分解が進み、熱膨張
率が大きくなり、耐熱衝撃強度が低下し、例えば、燃焼
室を構成する材料として実用に供することができないも
のとなる。それ故に、チタン酸アルミニウムに添加する
添加物質の添加量は、０．５〜２０ｗｔ％の範囲である
ことが好ましいことが分かる。また、上記添加物質に更
にＳｉＯ２ を加える場合にも、添加量は合わせて０．
５〜２０ｗｔ％の範囲であることが好ましいことが分か
る。
【００１７】これに対して、従来の材料のように、チタ
ン酸アルミニウムＡｌ２ ＴｉＯ５ に酸化ケイ素Ｓｉ
Ｏ２ を単味で添加した場合には、曲線Ｄで示す結果を
得た。 ＳｉＯ２ を約１．５％添加した状態で分解率は最低値
を示し、添加量を増加させるに従って分解率も増加し、
その分解率も高い値を示した。即ち、ＳｉＯ２ を単味
で添加した場合には、チタン酸アルミニウムに対する分
解率の抑制は十分でないことが分かる。
ン酸アルミニウムＡｌ２ ＴｉＯ５ に酸化ケイ素Ｓｉ
Ｏ２ を単味で添加した場合には、曲線Ｄで示す結果を
得た。 ＳｉＯ２ を約１．５％添加した状態で分解率は最低値
を示し、添加量を増加させるに従って分解率も増加し、
その分解率も高い値を示した。即ち、ＳｉＯ２ を単味
で添加した場合には、チタン酸アルミニウムに対する分
解率の抑制は十分でないことが分かる。
【００１８】次に、この発明による低熱膨張セラミック
ス材料の製造法について説明する。この低熱膨張セラミ
ックス材料の製造法において、チタン酸アルミニウムの
母相として、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ とを化学量論
比で混合した。この混合物に、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ
，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物
を１種類以上０．５〜２０ｗｔ％、詳しくは、表１に示
すように、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ との混合物を１
００として各割りで添加して原料粉を作った。更に、別
の原料粉として、上記酸化物にＳｉＯ２ を合わせて０
．５〜２０ｗｔ％添加して原料粉を作った。ここで、Ｂ
ｉの酸化物はＢｉ２ Ｏ３ であり、Ｉｎの酸化物はＩ
ｎ２Ｏ３ であり、Ｓｍの酸化物はＳｍ２ Ｏ３ であ
り、Ｎｂの酸化物はＮｂ２ Ｏ５ であり、Ｐｒの酸化
物はＰｒ２ Ｏ３ であり、Ｎｄの酸化物はＮｄ２ Ｏ
３ であり、Ｚｎの酸化物はＺｎＯであり、Ｒｂの酸化
物はＲｂ２ Ｏ３ であり、Ｗの酸化物はＷＯ２ であ
り、及びＳｒの酸化物はＳｒＯである。上記のようにし
て造った原料粉を水に分散してスラリーを作り、該スラ
リーを成形型である石膏型に流し込んで成形体を製作し
た。この成形体を乾燥させた後に、該成形体を所定の温
度即ち１６５０℃で焼成して試験片を得た。
ス材料の製造法について説明する。この低熱膨張セラミ
ックス材料の製造法において、チタン酸アルミニウムの
母相として、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ とを化学量論
比で混合した。この混合物に、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ
，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物
を１種類以上０．５〜２０ｗｔ％、詳しくは、表１に示
すように、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ との混合物を１
００として各割りで添加して原料粉を作った。更に、別
の原料粉として、上記酸化物にＳｉＯ２ を合わせて０
．５〜２０ｗｔ％添加して原料粉を作った。ここで、Ｂ
ｉの酸化物はＢｉ２ Ｏ３ であり、Ｉｎの酸化物はＩ
ｎ２Ｏ３ であり、Ｓｍの酸化物はＳｍ２ Ｏ３ であ
り、Ｎｂの酸化物はＮｂ２ Ｏ５ であり、Ｐｒの酸化
物はＰｒ２ Ｏ３ であり、Ｎｄの酸化物はＮｄ２ Ｏ
３ であり、Ｚｎの酸化物はＺｎＯであり、Ｒｂの酸化
物はＲｂ２ Ｏ３ であり、Ｗの酸化物はＷＯ２ であ
り、及びＳｒの酸化物はＳｒＯである。上記のようにし
て造った原料粉を水に分散してスラリーを作り、該スラ
リーを成形型である石膏型に流し込んで成形体を製作し
た。この成形体を乾燥させた後に、該成形体を所定の温
度即ち１６５０℃で焼成して試験片を得た。
【００１９】表１は、上記製造法で得た各試験片につい
て、チタン酸アルミニウムＡｌ２ ＴｉＯ５ に添加す
る各種の添加物質の添加量Ｗ（％）に対する分解率Ｉ（
％）の具体的な例としての結果である。
て、チタン酸アルミニウムＡｌ２ ＴｉＯ５ に添加す
る各種の添加物質の添加量Ｗ（％）に対する分解率Ｉ（
％）の具体的な例としての結果である。
【表１】
【００２０】各種の添加物質に対する分解率（％）は、
１２００℃で１０時間保持した後の分解の程度をＸ線回
折によって求めたものである。表から分かるように、こ
の発明による低熱膨張セラミックス材料に添加した添加
物質の場合には、添加量３％によって分解率は約１％〜
２％に抑制することができた。また、上記各種の添加物
質に更にＳｉＯ２ を加える場合には、分解率は約０．
３％〜０．５％に一層抑制することができた。これに対
して、チタン酸アルミニウムにＳｉＯ２ を単味で３％
又は５％添加した場合には、分解率は４％又は６％であ
り、分解率の抑制効果は不十分であった。
１２００℃で１０時間保持した後の分解の程度をＸ線回
折によって求めたものである。表から分かるように、こ
の発明による低熱膨張セラミックス材料に添加した添加
物質の場合には、添加量３％によって分解率は約１％〜
２％に抑制することができた。また、上記各種の添加物
質に更にＳｉＯ２ を加える場合には、分解率は約０．
３％〜０．５％に一層抑制することができた。これに対
して、チタン酸アルミニウムにＳｉＯ２ を単味で３％
又は５％添加した場合には、分解率は４％又は６％であ
り、分解率の抑制効果は不十分であった。
【００２１】この発明による低熱膨張セラミックス材料
の製造法において、上記各種の添加物質に更にＳｉＯ２
を加える場合に、ＳｉＯ２ を単味で添加しているが
、例えば、粘土、蝋石等の鉱物を混合しても同様な効果
を認めることができた。また、添加元素は最初から酸化
物でもよいが、水酸化物や炭酸化物でもよい。
の製造法において、上記各種の添加物質に更にＳｉＯ２
を加える場合に、ＳｉＯ２ を単味で添加しているが
、例えば、粘土、蝋石等の鉱物を混合しても同様な効果
を認めることができた。また、添加元素は最初から酸化
物でもよいが、水酸化物や炭酸化物でもよい。
【００２２】
【発明の効果】この発明による低熱膨張セラミックス材
料及びその製造法は、上記のように構成されており、次
のような効果を有する。即ち、この低熱膨張セラミック
ス材料は、チタン酸アルミニウムにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，
Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸
化物を１種類以上０．５〜２０ｗｔ％添加したので、チ
タン酸アルミニウムの分解率を大幅に抑制することがで
きる。
料及びその製造法は、上記のように構成されており、次
のような効果を有する。即ち、この低熱膨張セラミック
ス材料は、チタン酸アルミニウムにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，
Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸
化物を１種類以上０．５〜２０ｗｔ％添加したので、チ
タン酸アルミニウムの分解率を大幅に抑制することがで
きる。
【００２３】また、この低熱膨張セラミックス材料にお
いて、添加物質としての上記酸化物に更にＳｉＯ２ を
合わせて０．５〜２０ｗｔ％添加したので、チタン酸ア
ルミニウムの分解率を上記のものより更に一層抑制する
ことができる。
いて、添加物質としての上記酸化物に更にＳｉＯ２ を
合わせて０．５〜２０ｗｔ％添加したので、チタン酸ア
ルミニウムの分解率を上記のものより更に一層抑制する
ことができる。
【００２４】或いは、この発明による低熱膨張セラミッ
クス材料の製造法は、チタン酸アルミニウムの母相とし
て、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ とを化学量論比で混合
し、これにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ
，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物を１種類以上０．５
〜２０ｗｔ％添加して原料粉を作るか、或いは上記酸化
物にＳｉＯ２ を合わせて０．５〜２０ｗｔ％添加して
原料粉を作り、該原料粉を水に分散してスラリーを作り
、該スラリーを成形型に流し込んで成形体を製作し、該
成形体の乾燥後に焼成したので、チタン酸アルミニウム
は該添加物質と固溶体を作り、チタン酸アルミニウムの
ルチルＴｉＯ２ とコランダムＡｌ２ Ｏ３ への分解
性を抑制し、低熱膨張を確保しつつ焼結時の粒成長を抑
えてマイクロクラックの大きさを小さくし、材料の強度
を向上させることができる。
クス材料の製造法は、チタン酸アルミニウムの母相とし
て、Ａｌ２ Ｏ３ とＴｉＯ２ とを化学量論比で混合
し、これにＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ
，Ｒｂ，Ｗ及びＳｒの元素の酸化物を１種類以上０．５
〜２０ｗｔ％添加して原料粉を作るか、或いは上記酸化
物にＳｉＯ２ を合わせて０．５〜２０ｗｔ％添加して
原料粉を作り、該原料粉を水に分散してスラリーを作り
、該スラリーを成形型に流し込んで成形体を製作し、該
成形体の乾燥後に焼成したので、チタン酸アルミニウム
は該添加物質と固溶体を作り、チタン酸アルミニウムの
ルチルＴｉＯ２ とコランダムＡｌ２ Ｏ３ への分解
性を抑制し、低熱膨張を確保しつつ焼結時の粒成長を抑
えてマイクロクラックの大きさを小さくし、材料の強度
を向上させることができる。
【図１】この発明による低熱膨張セラミックス材料の一
実施例を示し、添加物質の添加量と分解率との関係を示
すグラフである。
実施例を示し、添加物質の添加量と分解率との関係を示
すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項１】 チタン酸アルミニウムに添加物質とし
てＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，
Ｗ及びＳｒの元素の酸化物を１種類以上０．５〜２０ｗ
ｔ％添加したことを特徴とする低熱膨張セラミックス材
料。 - 【請求項２】 請求項１に記載の低熱膨張セラミック
ス材料において、添加物質として選定した上記酸化物に
ＳｉＯ２ を合わせて０．５〜２０ｗｔ％添加したこと
を特徴とする低熱膨張セラミックス材料。 - 【請求項３】 チタン酸アルミニウムの母相として、
Ａｌ２ Ｏ３とＴｉＯ２とを化学量論比で混合し、これ
にＢｉ，Ｉｎ，Ｓｍ，Ｎｂ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｚｎ，Ｒｂ，
Ｗ及びＳｒの元素の酸化物を１種類以上０．５〜２０ｗ
ｔ％添加して原料粉を作るか、或いは上記酸化物にＳｉ
Ｏ２ を合わせて０．５〜２０ｗｔ％添加して原料粉を
作り、該原料粉を水に分散してスラリーを作り、該スラ
リーを成形型に流し込んで成形体を製作し、該成形体の
乾燥後に焼成したことを特徴とする低熱膨張セラミック
ス材料の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109597A JPH04317462A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 低熱膨張セラミックス材料及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109597A JPH04317462A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 低熱膨張セラミックス材料及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317462A true JPH04317462A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14514307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3109597A Pending JPH04317462A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 低熱膨張セラミックス材料及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04317462A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009227580A (ja) * | 2005-05-31 | 2009-10-08 | Corning Inc | 細孔形成剤とチタン酸アルミニウムセラミック形成バッチ材料を含有する未焼成体の焼成方法 |
| WO2009133670A1 (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-05 | 大塚化学株式会社 | 多孔質チタン酸アルミニウム及びその焼結体並びにその製造方法 |
| JP2010150054A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス |
| WO2010095616A1 (ja) * | 2009-02-17 | 2010-08-26 | 住友化学株式会社 | チタン酸アルミニウム系セラミックス |
| CN111875393A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-03 | 济南大学 | 烧结助剂、钛酸铝陶瓷前体料和钛酸铝陶瓷及其制造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02137768A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-28 | Toyota Motor Corp | チタン酸アルミニウム質焼結体の製造方法 |
| JPH02248362A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-10-04 | Inax Corp | チタン酸アルミニウムセラミックス |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP3109597A patent/JPH04317462A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02137768A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-28 | Toyota Motor Corp | チタン酸アルミニウム質焼結体の製造方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009227580A (ja) * | 2005-05-31 | 2009-10-08 | Corning Inc | 細孔形成剤とチタン酸アルミニウムセラミック形成バッチ材料を含有する未焼成体の焼成方法 |
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| JP2009263182A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Otsuka Chem Co Ltd | 多孔質チタン酸アルミニウム及びその焼結体並びにその製造方法 |
| JP2010150054A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス |
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| CN102317232A (zh) * | 2009-02-17 | 2012-01-11 | 住友化学株式会社 | 钛酸铝系陶瓷 |
| US8853114B2 (en) | 2009-02-17 | 2014-10-07 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Aluminum titanate-based ceramics |
| CN111875393A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-03 | 济南大学 | 烧结助剂、钛酸铝陶瓷前体料和钛酸铝陶瓷及其制造方法 |
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