JPH04338179A - 多孔質マグネシア焼結体及びその製造方法 - Google Patents
多孔質マグネシア焼結体及びその製造方法Info
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- JPH04338179A JPH04338179A JP3135259A JP13525991A JPH04338179A JP H04338179 A JPH04338179 A JP H04338179A JP 3135259 A JP3135259 A JP 3135259A JP 13525991 A JP13525991 A JP 13525991A JP H04338179 A JPH04338179 A JP H04338179A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
- C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B38/0635—Compounding ingredients
- C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (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、多孔質マグネシア焼結
体及びその製造方法に関し、更に詳しくは軽量であり、
かつ強度が大きく、また低熱容量であって炉材やサヤ材
に適する閉気孔を有する多孔質マグネシア焼結体及びそ
の製造方法に関する。
体及びその製造方法に関し、更に詳しくは軽量であり、
かつ強度が大きく、また低熱容量であって炉材やサヤ材
に適する閉気孔を有する多孔質マグネシア焼結体及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】焼結体は、粉末を成形、焼成して製造さ
れるが、緻密な焼結体を得るには最蜜充填法に沿った粒
子の混合を行ない、またいわゆるレンガに代表されるよ
うに、多孔質焼結体は、破砕粉を各種の粒度に分け各粒
度配合を行い、これらをバインダーと共に混合した後、
成形して焼結することにより製造している。
れるが、緻密な焼結体を得るには最蜜充填法に沿った粒
子の混合を行ない、またいわゆるレンガに代表されるよ
うに、多孔質焼結体は、破砕粉を各種の粒度に分け各粒
度配合を行い、これらをバインダーと共に混合した後、
成形して焼結することにより製造している。
【０００３】この多孔質焼結体には、開気孔又は連続気
孔と閉気孔又は独立気孔とがあるが、炉材やセッター材
の用途にはガスの拡散を積極的に行なう目的で連続気孔
の焼結体が用いられる場合がある。このような連続気孔
の多孔質焼結体の製造に際しては、経験的に粒度構成を
考えて粒子の混合を行なうことにより焼結体の気孔率を
制御することが行なわれていた。
孔と閉気孔又は独立気孔とがあるが、炉材やセッター材
の用途にはガスの拡散を積極的に行なう目的で連続気孔
の焼結体が用いられる場合がある。このような連続気孔
の多孔質焼結体の製造に際しては、経験的に粒度構成を
考えて粒子の混合を行なうことにより焼結体の気孔率を
制御することが行なわれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多孔質
焼結体の製造方法は、経験的に粒度構成を考えて粒子の
混合を行なうので、得られた焼結体の気孔分布、即ち気
孔の形状、気孔の平均粒径等が不均一で、しかも気孔の
量、即ち気孔率の制御を十分行なうことができなかった
。
焼結体の製造方法は、経験的に粒度構成を考えて粒子の
混合を行なうので、得られた焼結体の気孔分布、即ち気
孔の形状、気孔の平均粒径等が不均一で、しかも気孔の
量、即ち気孔率の制御を十分行なうことができなかった
。
【０００５】更に気孔そのものが粒子と粒子のすき間で
あるため、その大きさも不揃いであり、微細な気孔が均
一に分散された材料を作ることができなかった。したが
って、従来の多孔質焼結体の製造方法では、多孔質焼結
体の強度が弱く薄物などの高級な炉材製品を製造するこ
とが困難であった。
あるため、その大きさも不揃いであり、微細な気孔が均
一に分散された材料を作ることができなかった。したが
って、従来の多孔質焼結体の製造方法では、多孔質焼結
体の強度が弱く薄物などの高級な炉材製品を製造するこ
とが困難であった。
【０００６】そこで、本発明者等は、前記の問題点であ
る気孔サイズ、気孔分布等の不均一が生じない多孔質焼
結体、特に多孔質マグネシア焼結体について種々研究し
た結果、原料マグネシアに有機質ビーズを混合すること
により初期の課題が解決されることを見出し、この知見
に基づいて本発明は成されたものである。本発明が解決
しようとする課題は、気孔サイズ、気孔分布が均一で強
度に優れた薄物などの高級な炉材製品を製造することが
できる多孔質マグネシア焼結体及びその製造方法を得る
ことにある。
る気孔サイズ、気孔分布等の不均一が生じない多孔質焼
結体、特に多孔質マグネシア焼結体について種々研究し
た結果、原料マグネシアに有機質ビーズを混合すること
により初期の課題が解決されることを見出し、この知見
に基づいて本発明は成されたものである。本発明が解決
しようとする課題は、気孔サイズ、気孔分布が均一で強
度に優れた薄物などの高級な炉材製品を製造することが
できる多孔質マグネシア焼結体及びその製造方法を得る
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記発明が解決するため
の手段は、それぞれ以下の（１）から（３）の事項より
なる。 （１）マグネシア焼結体の気孔径が１μｍ〜５０μｍの
範囲で気孔形態が連続気孔であることを特徴とする多孔
質マグネシア焼結体。
の手段は、それぞれ以下の（１）から（３）の事項より
なる。 （１）マグネシア焼結体の気孔径が１μｍ〜５０μｍの
範囲で気孔形態が連続気孔であることを特徴とする多孔
質マグネシア焼結体。
【０００８】（２）平均粒径１μｍ〜２０μｍの微粉マ
グネシアに粒径３μｍ〜５０μｍの有機質ビーズを２０
容量％〜５０容量％と有機質バインダーとを添加混合し
た後、成形し、得られた成形体を昇温し、１５５０℃〜
１７００℃の範囲で焼結することを特徴とする多孔質マ
グネシア焼結体の製造方法。
グネシアに粒径３μｍ〜５０μｍの有機質ビーズを２０
容量％〜５０容量％と有機質バインダーとを添加混合し
た後、成形し、得られた成形体を昇温し、１５５０℃〜
１７００℃の範囲で焼結することを特徴とする多孔質マ
グネシア焼結体の製造方法。
【０００９】（３）前記第２項記載の昇温において、３
５０℃未満までは、有機質ビーズの添加量が２０容量％
〜３５容量％の範囲内で昇温速度は１０℃／時間以下で
あり、有機質ビーズの添加量が３５容量％を越えて５０
容量％までの範囲内では昇温速度は５℃／時間以下であ
り、更に３５０℃から焼結温度までは昇温速度は２００
℃／時間以下であることを特徴とする多孔質マグネシア
焼結体の製造方法。
５０℃未満までは、有機質ビーズの添加量が２０容量％
〜３５容量％の範囲内で昇温速度は１０℃／時間以下で
あり、有機質ビーズの添加量が３５容量％を越えて５０
容量％までの範囲内では昇温速度は５℃／時間以下であ
り、更に３５０℃から焼結温度までは昇温速度は２００
℃／時間以下であることを特徴とする多孔質マグネシア
焼結体の製造方法。
【００１０】以下、本発明を更に詳しく説明する。本発
明の連続気孔を有する多孔質マグネシア焼結体は、気孔
サイズ、気孔分布等が均一であるため、強度に優れてお
り、また微粉マグネシアに有機質ビーズを混合して成形
したものを１５５０℃〜１７００℃の範囲で焼結するの
で、気孔サイズ、気孔分布等が均一のものが得られる。
明の連続気孔を有する多孔質マグネシア焼結体は、気孔
サイズ、気孔分布等が均一であるため、強度に優れてお
り、また微粉マグネシアに有機質ビーズを混合して成形
したものを１５５０℃〜１７００℃の範囲で焼結するの
で、気孔サイズ、気孔分布等が均一のものが得られる。
【００１１】更に焼結温度までの昇温速度を限定したの
で、気孔の形状として揃った球状が連続して結合した開
気孔の一層の気孔サイズ、気孔分布等の均一のものが得
られる。本発明に用いられる原料のマグネシアとしては
、電融マグネシア、マグネシアクリンカー等が使用され
る。原料マグネシアを粉砕して、平均粒径１μｍ〜２０
μｍの粉末原料とする。更に好ましくは１μｍ〜１０μ
ｍである。
で、気孔の形状として揃った球状が連続して結合した開
気孔の一層の気孔サイズ、気孔分布等の均一のものが得
られる。本発明に用いられる原料のマグネシアとしては
、電融マグネシア、マグネシアクリンカー等が使用され
る。原料マグネシアを粉砕して、平均粒径１μｍ〜２０
μｍの粉末原料とする。更に好ましくは１μｍ〜１０μ
ｍである。
【００１２】平均粒径１μｍより小さいと粉砕コスト及
び粉末原料の取扱の点から好ましくなく、また平均粒径
２０μｍを越えるときは、成形、焼結により粒界が大き
く残り高強度化が図れない。本発明は多孔質焼結体が球
状の連続して結合した均一な開気孔を形成するために有
機質ビーズを用いるもので、この有機質ビーズの形状は
球形で、粒径が３μｍ〜５０μｍの各種の粒度を有する
もので、目的に応じて選択することができる。
び粉末原料の取扱の点から好ましくなく、また平均粒径
２０μｍを越えるときは、成形、焼結により粒界が大き
く残り高強度化が図れない。本発明は多孔質焼結体が球
状の連続して結合した均一な開気孔を形成するために有
機質ビーズを用いるもので、この有機質ビーズの形状は
球形で、粒径が３μｍ〜５０μｍの各種の粒度を有する
もので、目的に応じて選択することができる。
【００１３】この有機質ビーズの材質としては、各種の
ものが用いられるが、比較的低温度で分解し揮散するも
のが好ましく、例えばメタクリル酸重合体、スチレン重
合体等が良好に用いられる。本発明では、原料のマグネ
シアに添加する有機質ビーズの添加量は、２０容量％〜
５０容量％であり、通常の方法で混合する。
ものが用いられるが、比較的低温度で分解し揮散するも
のが好ましく、例えばメタクリル酸重合体、スチレン重
合体等が良好に用いられる。本発明では、原料のマグネ
シアに添加する有機質ビーズの添加量は、２０容量％〜
５０容量％であり、通常の方法で混合する。
【００１４】有機質ビーズの添加量が２０容量％より少
ないときは、均一な開気孔ができず、また５０容量％を
越えると多孔質焼結体の強度が弱くなるので好ましくな
い。本発明では、原料のマグネシアに有機質ビーズを添
加すると共に成形できるようにまたは成形品の取扱が可
能であるように、これらに有機質バインダーを通常１重
量％〜５重量％添加する。
ないときは、均一な開気孔ができず、また５０容量％を
越えると多孔質焼結体の強度が弱くなるので好ましくな
い。本発明では、原料のマグネシアに有機質ビーズを添
加すると共に成形できるようにまたは成形品の取扱が可
能であるように、これらに有機質バインダーを通常１重
量％〜５重量％添加する。
【００１５】この有機質バインダーとしては、ポリビニ
ルアルコールやポリエチレングリコール（ＰＥＧ）など
市販の有機質バインダー等が使用される。多孔質焼結体
の気孔の大きさは、１μｍ〜５０μｍの範囲で用いるこ
とが好ましく、５０μｍを越えると肉薄製品の場合に、
強度低下が起こり好ましくない。マグネシア焼結体の場
合、体積収縮率が約２０％であるので、有機質ビーズの
サイズより若干小さな気孔となる。
ルアルコールやポリエチレングリコール（ＰＥＧ）など
市販の有機質バインダー等が使用される。多孔質焼結体
の気孔の大きさは、１μｍ〜５０μｍの範囲で用いるこ
とが好ましく、５０μｍを越えると肉薄製品の場合に、
強度低下が起こり好ましくない。マグネシア焼結体の場
合、体積収縮率が約２０％であるので、有機質ビーズの
サイズより若干小さな気孔となる。
【００１６】また微細気孔の分布は、焼結体中に均一に
分布させることが重要であり、そのためには原料のマグ
ネシアと有機質ビーズを十分に混合することが必要であ
る。混合には、通常この技術分野において用いられる混
合機が用いられ、また成形には同様にプレスや押し出し
等の通常の成形手段が用いられる。更に焼成には、通常
電気炉等が用いられる。
分布させることが重要であり、そのためには原料のマグ
ネシアと有機質ビーズを十分に混合することが必要であ
る。混合には、通常この技術分野において用いられる混
合機が用いられ、また成形には同様にプレスや押し出し
等の通常の成形手段が用いられる。更に焼成には、通常
電気炉等が用いられる。
【００１７】本発明の多孔質マグネシア焼結体の製造方
法において、３５０℃未満までは、有機質ビーズの添加
量が２０容量％〜３５容量％の範囲内で昇温速度が１０
℃／時間以下であり、有機質ビーズの添加量が３５容量
％を越えて５０容量％までの範囲内では昇温速度が５℃
／時間以下であり、更に３５０℃から焼結温度までは昇
温速度が２００℃／時間以下であるのは、混合された有
機質ビーズが、２００℃〜３００℃で分解し、揮散する
ため成形体の脱脂は、３５０℃付近まではゆっくり昇温
させる必要があるためである。
法において、３５０℃未満までは、有機質ビーズの添加
量が２０容量％〜３５容量％の範囲内で昇温速度が１０
℃／時間以下であり、有機質ビーズの添加量が３５容量
％を越えて５０容量％までの範囲内では昇温速度が５℃
／時間以下であり、更に３５０℃から焼結温度までは昇
温速度が２００℃／時間以下であるのは、混合された有
機質ビーズが、２００℃〜３００℃で分解し、揮散する
ため成形体の脱脂は、３５０℃付近まではゆっくり昇温
させる必要があるためである。
【００１８】したがって、昇温速度が大きいと有機質ビ
ーズの分解が急速すぎて、成形体にクラックが入ったり
、膨れ上がる等の弊害が発生し好ましくない。成形体の
焼結温度は、１５５０℃〜１７００℃で行なう。本発明
の製造方法で得られた連続気孔を有する多孔質マグネシ
ア焼結体は、高級炉材、セッター、サヤ材等に有用であ
り、肉薄ものから肉厚の材料まで、各種のものに適応で
きるものである。
ーズの分解が急速すぎて、成形体にクラックが入ったり
、膨れ上がる等の弊害が発生し好ましくない。成形体の
焼結温度は、１５５０℃〜１７００℃で行なう。本発明
の製造方法で得られた連続気孔を有する多孔質マグネシ
ア焼結体は、高級炉材、セッター、サヤ材等に有用であ
り、肉薄ものから肉厚の材料まで、各種のものに適応で
きるものである。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例をもって更に詳しく説
明するが、本発明は、これらの例に限定されるものでは
ない。実施例原料である電融マグネシアを微粉砕し、こ
れを分級して平均粒径５μｍのものを得た。
明するが、本発明は、これらの例に限定されるものでは
ない。実施例原料である電融マグネシアを微粉砕し、こ
れを分級して平均粒径５μｍのものを得た。
【００２０】この５μｍの電融マグネシア１００ｇにメ
タクリル酸重合体ビーズを２５容量％添加し、更に有機
質バインダーとしてポリビニルアルコールを３重量％添
加して十分に混合する。このようにして得られた混練物
を２００Ｋｇ／ｃｍ２ で加圧してプレス成形した後、
これを電気炉で３５０℃までは１０℃／ｈｒで昇温し、
ついで１６００℃まで１５０℃／ｈｒで昇温した。更に
１６００℃で１時間加熱した。得られた結果を表１に示
す。
タクリル酸重合体ビーズを２５容量％添加し、更に有機
質バインダーとしてポリビニルアルコールを３重量％添
加して十分に混合する。このようにして得られた混練物
を２００Ｋｇ／ｃｍ２ で加圧してプレス成形した後、
これを電気炉で３５０℃までは１０℃／ｈｒで昇温し、
ついで１６００℃まで１５０℃／ｈｒで昇温した。更に
１６００℃で１時間加熱した。得られた結果を表１に示
す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１から明らかなように、気孔の形状は、
球状で、しかも球が連続的に接触して開気孔を形成して
いる焼結体が得られた。また曲げ強度も従来のものに比
べ格段に優れたいることが分かる。
球状で、しかも球が連続的に接触して開気孔を形成して
いる焼結体が得られた。また曲げ強度も従来のものに比
べ格段に優れたいることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、連続気孔であるためガス拡散
を積極的に行なう炉材、セッター材、サヤ材等の用途に
使用される。また原料マグネシアに有機質ビーズを含有
させたものを焼成するので、気孔サイズ、気孔分布等が
均一のものが得られ、従って強度に優れ、軽量な肉薄品
の製造が可能であり、その上熱ショックに強いものが得
られる。
を積極的に行なう炉材、セッター材、サヤ材等の用途に
使用される。また原料マグネシアに有機質ビーズを含有
させたものを焼成するので、気孔サイズ、気孔分布等が
均一のものが得られ、従って強度に優れ、軽量な肉薄品
の製造が可能であり、その上熱ショックに強いものが得
られる。
【００２４】更に焼結温度までの昇温速度を限定したの
で、気孔の形状として揃った球状の連続して結合した開
気孔のものが得られ、一層の気孔サイズ、気孔分布等の
均一のものが得られる。
で、気孔の形状として揃った球状の連続して結合した開
気孔のものが得られ、一層の気孔サイズ、気孔分布等の
均一のものが得られる。
Claims (3)
- 【請求項１】 マグネシア焼結体の気孔径が１μｍ〜
５０μｍの範囲で気孔形態が連続気孔であることを特徴
とする多孔質マグネシア焼結体。 - 【請求項２】 平均粒径１μｍ〜２０μｍの微粉マグ
ネシアに粒径３μｍ〜５０μｍの有機質ビーズを２０容
量％〜５０容量％と有機質バインダーとを添加混合した
後、成形し、得られた成形体を昇温し、１５５０℃〜１
７００℃の範囲で焼結することを特徴とする多孔質マグ
ネシア焼結体の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の昇温において、３５０
℃未満までは、有機質ビーズの添加量が２０容量％〜３
５容量％の範囲内で昇温速度は１０℃／時間以下であり
、有機質ビーズの添加量が３５容量％を越えて５０容量
％までの範囲内では昇温速度は５℃／時間以下であり、
更に３５０℃から焼結温度までは昇温速度は２００℃／
時間以下であることを特徴とする多孔質マグネシア焼結
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3135259A JPH04338179A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 多孔質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 |
|---|---|---|---|
| JP3135259A JPH04338179A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 多孔質マグネシア焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04338179A true JPH04338179A (ja) | 1992-11-25 |
Family
ID=15147523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3135259A Withdrawn JPH04338179A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 多孔質マグネシア焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04338179A (ja) |
-
1991
- 1991-05-13 JP JP3135259A patent/JPH04338179A/ja not_active Withdrawn
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