JPH0455372A - セラミック材の焼成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミック材の焼成方法に関し、特に酸化ボロ
ンを結合材組成として含むセラミック材の焼成方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来、セラミックスは、通常、アルミナ等酸化物や炭化
珪素等の非酸化物の原料粉末と無機質または有機質結合
材とを調合して得られるセラミック材を、混練、成形、
乾燥等した後焼成して製造されている。

この場合の焼成は原料粉末の種類及びその組成比や焼成
方法等により異なるが、−１には１０００〜１６００°
Ｃで行われている。例えば、金属溶湯用濾材に使用され
る多孔質チューブをアルミナ（Ａｈ（ｈ　）質原料を骨
材とし、シリカ（Ｓｉｎｇ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ２）
　、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）及び酸
化ボロン（ｔｔｚｏｉ）等の組成を有する結合材を用い
て製造する場合においては、１２００〜１４００°Ｃで
２．０ｖｏ１％未満という低酸素濃度雰囲気下で焼成さ
れていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような低酸素濃度雰囲気での焼成によって
得られるセラミック焼結体は、その表面が脆くなりその
取扱に際して焼結体から骨材粒子が脱粒する等の不都合
が生ずる場合もあった。

本発明は、セラミック材を焼成して得られる焼結体表面
の脆さを防止することを目的とし、脆さの原因について
鋭意検討した結果、特にその組成に８２０３を含む結合
材を用いた場合に焼成雰囲気中の酸素濃度により表面性
状が変化することを見出し、本発明に至った。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、その組成として少なくとも酸化ボロン
を含む結合材とアルミナ質、ムライト質または炭化珪素
質からなるセラミック材の焼成方法において、雰囲気中
の酸素濃度を約２．０ＶＯ１％以上に保持して焼成する
ことを特徴とするセラミック材の焼成方法が捉供される
。

以下、本発明について更に詳しく説明する。

本発明のセラミック材は、アルミナ（Ａｉｔｏｓ）、ア
ルミノケイ酸塩であるムライト　（３八ｌ！０．・２５
ｔ（ｈ）または炭化珪素（ＳｉＣ）を主成分原料とする
ものである。これら主成分原料の純度は、特に制限はな
くセラミック材の使用目的によって、適宜選択すること
ができる。

また、上記主成分原料は通常微粉状で用い、平均粒径が
約０．３〜３．０Ｍのものを一般に用いることでき、市
販のものや微粒形状のものを更に粉砕して用いることが
できる。

本発明で用いられる結合材としては、その組成としてＢ
２Ｏ３を含む結合材が用いられ、例えば５ｔＯ２、Ｂ２
０１、Ａｌｚ０３　、ＣａＯ、ＭｇＯ等酸化物からなる
結合材が用いられる。

特に、Ｂ２Ｏ３を含む結合材は、例えばアルミニウム溶
湯等の金属溶湯に対する耐食性に優れており、結合材と
して好ましいものである。

本発明の焼成は、通常のセラミックの焼成において一般
的に行われている焼成温度約１０００°Ｃ〜１６００°
Ｃで行い、焼成時の雰囲気中の酸素濃度を少なくとも約
２．０ｖｏ１％以上に保持するように制御して行う。

一般に、焼成スケジュールは、昇温過程、定温過程及び
降温過程から構成され、本発明においては、この全過程
を通じて雰囲気中の酸素濃度を約２．０　ν０！％以上
、好ましくは６シ０１％以上、より好ましくは１０ｖｏ
１％以上とする。

本発明において、焼成時の雰囲気中の酸素濃度が約２．
０　νｏ１％より低い場合には、得られる焼結体の表面
が脆（なる。焼結体表面が脆くなる理由は明らかでない
が、Ｂ！０．成分が焼成中のセラミック材料表面から飛
散するため、焼結体表面が脆くなり、セラミック焼結体
自体の強度も低下するものと考えられる。

本発明のセラミック材においては、上記主成分原料及び
無機質結合材の他に、ポリビニルアルコール等の有機バ
インダー等通常のセラミック材に用いられる補助材を添
加することもできる。

本発明により得られるセラミック焼結体は、焼成後にお
いても表面脆さが生じることなく、各種用途に十分な強
度を有し、幅広く利用できる。特に金属溶湯用フィルタ
ーに応用した場合に、主成分原料粒子の脱落が極めて少
なく溶湯金属への汚染がなく、好適に使用できる。

〔実施例〕

以下に、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明は
下記実施例に制限されるものでない。

実施例１ 平均粒径約１．１ｍｍの純度９９％のＡｌ２Ｏ，粗粒１
００重量部に対し、ｎｚｏｓ４０重量％、ＡｌｚＯ＋　
３０重量％、Ｃａ０２０重量％、Ｍｇ０１０重量％から
なる組成の結合材を１５重量部を添加し、適当量の水と
共に混合混練を行った。

得られたアルミナ質セラミック材を用いて厚さ６５＋ｎ
ｍで１１５Ｘ１１５（ｍ）の板状に成形し、１０５°Ｃ
にて乾燥し、次いで最高温度、即ち定温過程温度１３５
０°Ｃで焼成した。

この焼成時における酸素濃度を第１表に示した各濃度に
変化させて、各焼結体を得た。

得られた各焼結体の常温曲げ強度測定と耐摩耗性試験を
行った。その結果を第１表に示した。

なお、常温曲げ強度試験はＪＩＳ　　Ｒ２６５３に準じ
て、また耐摩耗性試験はＡＳＴＭ　　Ｃ７０４−７６ａ
に準じ空気圧２　ｋｇ　／　ｃＪで行い、重量変化率（
％）を求めた。

（以下、余白） 第１表 得られた各焼結体の常温曲げ強度測定と耐摩耗性試験を
実施例１と同様にして行った。その結果を第２表に示し
た。

実施例２ 結合材をｆｈｏｓ　１０重量％、ＡｈＯｓ　２５重量％
、５ｉ（ｈ４０重量％、Ｃａ０１５重量％、Ｍｇ０１０
重量％からなる組成とした以外は実施例１と全く同様に
して、アルミナ質セラミック材を得た後、同様に成形し
た成形体を第２表に示した酸素濃度にて焼成して各焼結
体を得た。

実施例３ 実施例１で得られたＮｏ、　１．３．４．６及び８の各
焼結体を、７００°Ｃに保持したＪＩＳ１０５０のアル
ミニウム溶湯中に浸漬し、その上部から直径ｌＯＭφ、
長さ２１０００ｍｍのステンレス棒にて各１０回打撃し
た後、各焼結体を取り出し、１鴫以上の主成分粒子の脱
粒数を測定した。

その結果を第１表に示した。

以上、実施例の結果から明らかなように、焼成時の酸素
濃度を２．０　νＯ１％以上に保持した場合には、耐摩
耗性に関する重量変化率が一５％以下となり、曲げ強度
も５０ｋｇ／ｃｄ以上と高くなる。また、溶湯金属中に
おける衝撃に対しても主成分粒子の脱落が１０以下で優
れていることが分かる。

破損、主成分粒子の脱落等がなく、各種セラミ・ンク焼
結体の用途に幅広く利用できる。特に、金属溶湯用フィ
ルターに好適に使用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）その組成として少なくとも酸化ボロンを含む結合
   材とアルミナ質、ムライト質または炭化珪素質からなる
   セラミック材の焼成方法において、雰囲気中の酸素濃度
   を約２．０ｖｏｌ％以上に保持して焼成することを特徴
   とするセラミック材の焼成方法。