JPH04321564A - 焼結におけるセラミックス細棒の変形防止方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼結におけるセラミッ
クス細棒の変形防止方法に関し、特に、例えば、原子力
用の制御棒等に有用なセラミックス類の細長い真っ直な
焼結棒体を得る実用的変形防止方法に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】従来、そのようなセラミックス等の細長
い棒体、特に丸棒の焼結体を製造するには、例えば、使
用に対応する所望の焼結体を得るために、それより大き
い焼結体を製造し、これを削って目的とする寸法の細棒
に仕上げるという面倒な加工が行われていた。しかし、
このような加工は相対的に歩留まりが低く、削り出し用
の研削液に基づく汚染の心配もあり、また棒体が細けれ
ば細いほどその作業は厄介で、例えば丸棒の場合には、
その径の２０〜３０倍程度の長さのものまでしか実際に
は製造することができなかった。従って、太さに対して
それ以上に長い棒体の作成は実質的に困難であり、また
、細長い成形体を焼結するときは湾曲等の変形が生じて
細長い真っ直なセラミックス焼結棒体を工業的に有利に
製造する方法は知られていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、今まで不可能とされている細く長いセラミックス焼
結棒体の製造方法を提供することにある。また、本発明
の他の課題は、所望の形状に成形した細長いセラミック
ス棒体を、特に湾曲等の変形を起こさせることなく真っ
直な状態に焼結させる変形防止方法を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべくセラミックス類の細棒の焼結について、多く
の試作実験を重ねた結果、セラミックス類の焼結に用い
られる載置台として使用される敷板に真っ直なＶ型溝を
設け、これを利用して加工することにより、課題を極め
て効果的に解消し得ることを見出した。すなわち、本発
明は、成形されたセラミックス類の細長い棒体の焼結に
おいて、該棒体をその載置用敷板の上に形成した真っ直
なＶ型溝の両壁に保持させて加熱焼結することを特徴と
するセラミックス細棒の変形防止方法を要旨とするもの
である。

【０００５】本発明の方法において対象とするセラミッ
クス類は、例えば、絶縁・誘電体，圧電体，磁性体，高
強度材料，耐・断熱材や光電素子等の高い機能性をもっ
たファインセラミックスないしニュ−セラミックス類を
包含する。これらのセラミックス類は、使用目的に応じ
て所定の細長い棒体に成形されるが、その成形体は焼結
によって収縮する。従って、セラミックスの成形は、そ
の成形条件とも関連する収縮程度を考慮に入れて行われ
る。

【０００６】本発明において製造しようとするセラミッ
クスの細長い成形棒体は、例えば、原子力利用分野にお
ける耐熱性の細長い棒体類であって、丸棒及び角棒が包
含される。また、それらは、セラミックス利用分野にお
ける高温炉用の補強材等としてその利用範囲は広い。ま
た、それらは一般に直径が１ｍｍ〜５ｍｍ、長さが２０
０ｍｍ〜６００ｍｍ程度のものである。

【０００７】この成形体は、次いで、敷板面に形成され
た真っ直なＶ型溝内に置かれ、例えば、電気炉中で所定
の温度に加熱焼成される。その焼結温度はセラミックス
の種類によって多少異なるが、通常、１５００℃〜１９
００℃の範囲であり、特に、その焼結の間に棒体の断面
形状が実質的に変形しない温度が選択される。また、焼
結時間は、棒体の形状や大きさによって相違し、通常３
時間〜１０時間程度である。そのような焼結温度での被
焼結体の支持台として用いられる敷板は、耐熱性及び耐
熱変形性の優れた素材、例えば、アルミナ，ジルコニア
，マグネシア等が好ましく使用される。

【０００８】敷板に形成されるＶ型溝は、その両傾斜面
で棒体を支持すればよく、丸棒の場合は、そのＶカット
の角度は特に制限されず、例えば、６０〜９０°の角度
の範囲が採用される。しかし、角棒の場合には、その長
さ方向に垂直な断面の稜線部の角度にＶカットの角度を
合わせることが必要であり、また、その深さは、焼結棒
体の太さ（径）に応じて選択される。

【０００９】このＶ型溝は、真っ直な細棒体を得るため
のものであるから完全に均一且つ真っ直なカット面に形
成させることが重要である。更に、このＶ型溝は、平板
状の敷板を削って溝を造ってもよいが、例えば、各種の
三角形や四角形その他の多角形の真っ直な耐熱性の棒体
を並列状に組み合わせて敷板上に固定して所望の角度及
び深さのＶ型溝を適宜且つ容易に形成させることができ
、敷板表面に形成される真っ直なＶ型溝はこのような手
段を包含する。かかるＶ型溝内に置かれた棒体は、焼結
の間に連続的に徐々に収縮するが、それに応じて両傾斜
平面の棒体支持箇所が相互に下方へずれて焼結棒体を真
っ直に保持するから、このようなＶ型溝によって反りや
屈曲等の変形は実質的に起こらず、真っ直な細長いセラ
ミックス焼結棒体が効果的に得られる。

【００１０】

【作用】本発明の方法は、細長い所望棒体の断面形状や
それぞれの大きさに応じた敷板へのＶ型溝の角度及び深
さを選択して焼結を行うことができるので、実質的に変
形のない細長いセラミックス焼結体を効果的に製造する
ことができ、優れた変形防止効果が得られる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。 実施例　　１ 押し出し成形で得られた粉末酸化ガドリニウムの成形体
（直径が１．７ｍｍ，長さが４００ｍｍ）を、敷板に形
成された切込み角度約６０°で深さが約３ｍｍのＶ型溝
に置いて約１７００℃の温度にコントロ−ルされた電気
炉内で６時間焼結した。その結果、直径が１．２ｍｍ，
長さが３１０ｍｍの真っ直な焼結棒体を得た。

【００１２】実施例　　２ 押出し成形された粉末酸化ジスプロシウムの角棒成形体
（断面が２ｍｍの正方形で長さが４００ｍｍ）を、敷板
に形成した切込み角度が約９０°で、深さが約３ｍｍの
Ｖ型溝に置き、約１７００℃の温度の電気炉内で６時間
焼結した。その結果、断面の一辺が１．５ｍｍ，長さが
約３００ｍｍの真っ直な変形のない焼結角棒体を得た。

【００１３】

【発明の効果】セラミックス多機能材料は優れた諸性質
を有する反面、極めて脆いという欠点があり、また、そ
れらのセラミックス粉末の成形品の加熱焼結においては
収縮と同時に多少変形するが、本発明の方法によれば、
細長いセラミックスの成形棒体を湾曲したり断面形状が
変化するなどの変形を伴うことなしに焼結することがで
き、従って、極めて細く長いセラミックスの成形体から
後加工を必要としない真っ直な焼結細棒を容易に且つ高
い歩留まりで安定に製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形されたセラミックス類の細長い棒体の
   焼結において、該棒体をその載置用敷板の表面に形成し
   た真っ直なＶ型溝の両壁に保持させて加熱焼結すること
   を特徴とするセラミックス細棒の変形防止方法。