JPH05329814A - Method for molding inclination function material - Google Patents

Method for molding inclination function material

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JPH05329814A
JPH05329814A JP16700792A JP16700792A JPH05329814A JP H05329814 A JPH05329814 A JP H05329814A JP 16700792 A JP16700792 A JP 16700792A JP 16700792 A JP16700792 A JP 16700792A JP H05329814 A JPH05329814 A JP H05329814A
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JP
Japan
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slurry
composition
molding
raw material
molded
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Application number
JP16700792A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihito Tsuchida
典人 土田
Yukio Higuchi
之雄 樋口
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To mold a thick-walled inclination function material from many kinds of raw materials continuously and smoothly inclined in its compsn. and having uniform density distribution without generating deformation in a baking process. CONSTITUTION:In a dehydrating and molding process wherein a slurry containing a raw material powder such as a ceramic raw material is supplied to a dehydrating and molding container 2 and dehydrated under pressure to be molded into a predetermined shape, the supplied slurry S1 is changed over to a slurry of a different kind on the way of the dehydrating and molding process and the compsn. of the slurry S1+2 stagnated in the dehydrating and molding container 2 is changed in a time series manner to continuously change the compsn. of a dehydrated molded object 3.

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、例えば、セラミック
スシートのような成形体の組成をその位置により変化さ
せる(すなわち、組成を傾斜させる)ことにより、全体
が均一な組成の材料では得られないような特性を得るこ
とが可能な傾斜機能材料の成形方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention cannot be obtained with a material having a uniform composition as a whole by changing the composition of a molded article such as a ceramic sheet according to its position (ie, grading the composition). The present invention relates to a method of molding a functionally gradient material capable of obtaining such characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
傾斜機能材料の成形方法としては、例えば、複数種類の
原料粉末を混合してなる混合原料粉末を、2種類あるい
はそれ以上調製し、これを金型などへ投入して傾斜充填
し、加圧して圧密化することにより、傾斜機能材料を成
形する方法がある。
2. Description of the Related Art As a conventional method of molding a functionally gradient material, for example, two or more kinds of mixed raw material powders prepared by mixing plural kinds of raw material powders are prepared and There is a method of molding a functionally-graded material by throwing into a mold or the like to perform gradient filling and pressurizing to perform consolidation.

【0003】しかし、上記従来の傾斜機能材料の成形方
法においては、粉体を混合することにより調製される上
記混合原料粉末の均一混合性に問題があり、組成の偏り
が生じる場合がある。また、湿式混合の場合において
も、乾燥時に組成の偏析が発生する場合がある。
However, in the conventional method for forming a functionally gradient material, there is a problem in the uniform mixing property of the mixed raw material powder prepared by mixing the powders, which may cause compositional deviation. Also in the case of wet mixing, segregation of the composition may occur during drying.

【0004】さらに、傾斜充填した部分において組成が
大きく異なる部分(段差)が形成され、組成の変化(傾
斜)が階段状となり、理想的に組成が傾斜した成形体
(傾斜機能材料)を得ることができないという問題点が
ある。
Further, a portion (step) having a significantly different composition is formed in the gradient-filled portion, and the composition change (gradient) is stepwise, so that a molded body (gradient functional material) having an ideal composition gradient is obtained. There is a problem that you cannot do it.

【0005】また、成形される傾斜機能材料の形状に関
しても、その厚肉化を図る場合に、粉体を圧密化する工
程で圧力分布が不均一になり、内部(中心部)の密度が
低下して、組成の傾斜に歪が生じるという問題点があ
る。
Regarding the shape of the functionally gradient material to be molded, the pressure distribution becomes non-uniform in the step of compacting the powder when the thickness of the functionally graded material is increased, and the density of the inside (central portion) is reduced. Then, there is a problem that distortion occurs in the composition gradient.

【0006】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、組成が連続的になめらかに傾斜し、かつ、密度分
布が均一で焼成工程で変形が生じることがなく、多種類
の原料から厚肉の傾斜機能材料を成形することが可能な
傾斜機能材料の成形方法を提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, in which the composition is continuously and smoothly inclined, the density distribution is uniform, and deformation does not occur in the firing process, and it is possible to obtain various thicknesses from various raw materials. An object of the present invention is to provide a method for forming a functionally gradient material, which is capable of molding a functionally gradient material for meat.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の傾斜機能材料の成形方法は、セラミック
ス原料などの原料粉末を含有するスラリーを脱水成形容
器に供給し、これを加圧脱水して所定の形状に成形する
一連の脱水成形工程において、供給するスラリーを、前
記脱水成形工程の途中で異なる種類のスラリーに切り換
え、脱水成形容器内に滞留するスラリーの組成を時系列
的に変化させることにより、脱水成形される成形体の組
成を連続的に変化させるようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of forming a functionally gradient material according to the present invention is such that a slurry containing a raw material powder such as a ceramic raw material is supplied to a dehydration forming container and is pressurized. In a series of dehydration molding steps of dehydration and molding into a predetermined shape, the slurry to be supplied is switched to a different type of slurry during the dehydration molding step, and the composition of the slurry retained in the dehydration molding container is time-sequentially. It is characterized in that the composition of the molded body to be dehydrated and molded is continuously changed by changing the composition.

【0008】[0008]

【作用】脱水成形容器に供給されるスラリーの種類を切
り換えることにより、組成の異なるスラリーが脱水成形
容器に供給され、脱水成形容器内に滞留する切り換え前
のスラリーと混ざり合い、時間の経過とともに脱水成形
容器内に滞留するスラリーの組成が連続的に変化し、組
成が階段状にならずに所定の傾斜をもってなめらかに変
化するため、脱水成形容器内に滞留するスラリーが脱水
されて成形される成形体の組成も連続的になめらかに変
化する。したがって、傾斜歪のない傾斜機能材料を確実
に成形することが可能になる。
By changing the type of the slurry supplied to the dehydration molding container, slurries having different compositions are supplied to the dehydration molding container and mixed with the slurry before switching, which remains in the dehydration molding container, and dehydrates over time. Since the composition of the slurry staying in the molding container changes continuously and the composition changes smoothly with a predetermined slope without forming a step, the slurry staying in the dehydration molding container is dehydrated and molded The body composition also changes continuously and smoothly. Therefore, it becomes possible to reliably form a functionally graded material having no gradient distortion.

【0009】[0009]

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図1〜図4は、この発明の傾斜機能材料の成形方
法の一実施例を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are views showing an embodiment of a method for molding a functionally gradient material of the present invention.

【0010】この実施例においては、図1〜図4に示す
ように、一つの面が濾過板(濾過面)1から形成された
脱水成形容器2を用い、これに、セラミックス原料粉末
を含有するスラリーS1,S2を、以下の手順で供給し、
脱水成形することにより、成形体(傾斜機能材料)3
(図4)を成形した。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 4, a dehydration molding container 2 having one surface formed of a filtration plate (filtration surface) 1 is used and contains a ceramic raw material powder. The slurries S 1 and S 2 are supplied by the following procedure,
Molded body (gradient functional material) 3 by dehydration molding
(FIG. 4) was molded.

【0011】[スラリー供給手順] まず、図1に示すように、第1の組成のスラリーS1
を供給して脱水成形容器2を満す。 脱水成形容器2がスラリーS1で満たされると、供給
スラリーを第1の組成のスラリーS1から、第2の組成
のスラリーS2に切り換えて供給し、脱水成形容器2内
に成形体(ケーキ層)3を成形させる(図2)。 そして、第2の組成のスラリーS2の供給を継続する
ことにより、成形体3を成長させる(図3)。 脱水成形容器2が成形体3により満たされるまでスラ
リーS2を供給して、脱水成形容器2の内部形状に対応
した形状の成形体3を成形する(図4)。
[Slurry Supply Procedure] First, as shown in FIG. 1, a slurry S 1 having a first composition is used.
To fill the dehydration molding container 2. When dehydrated molded container 2 is filled with the slurry S 1, from the slurry S 1 of the first composition the feed slurry, is supplied by switching to the slurry S 2 of the second composition, the molded body to dehydration molding container 2 (Cake Layer 3 is molded (FIG. 2). Then, by continuously supplying the slurry S 2 having the second composition, the compact 3 is grown (FIG. 3). The slurry S 2 is supplied until the dehydration molding container 2 is filled with the molding 3 to mold the molding 3 having a shape corresponding to the internal shape of the dehydration molding container 2 (FIG. 4).

【0012】次に、上記実施例の各工程における、スラ
リーの組成の変化や、傾斜機能材料(成形体)の成形プ
ロセスについて、順を追って説明する。
Next, the changes in the composition of the slurry and the molding process of the functionally gradient material (molded body) in each step of the above-mentioned embodiment will be described step by step.

【0013】まず、上記の工程において脱水成形容器
2がスラリーS1で満たされた状態では、スラリーS1
の粒子(セラミックス原料粉末)は自由に流動してい
る。図5はその状態を模式的に示す図であり、図5にお
いて、11はセラミックス原料粒子、12は溶媒(水)
を示している。
First, when the dehydration molding container 2 is filled with the slurry S 1 in the above process, the particles (ceramic raw material powder) in the slurry S 1 are freely flowing. FIG. 5 is a diagram schematically showing this state. In FIG. 5, 11 is ceramic raw material particles and 12 is a solvent (water).
Is shown.

【0014】そして、上記の工程で第2の組成のスラ
リーS2が供給されると、このスラリーS2が圧力媒体と
なり、脱水成形容器2内のスラリーS1に圧力が加わっ
て、濾過面1からの脱水、及び濾過面1への着肉(セラ
ミックス原料粉末からなるケーキ層の付着)が始り、粒
子(セラミックス原料粉末)が濾過面1上に配列して成
形体(ケーキ層)3が徐々に形成されてゆく(図2)。
図6はその状態を模式的に示す図であり、11はセラミ
ックス原料粒子、12は溶媒(水)を示している。
[0014] When the slurry S 2 of the second composition in the steps described above is supplied, the slurry S 2 is the pressure medium, pressure is applied to the slurry S 1 of dehydration molding container 2, filter surface 1 Dewatering from the membrane and infiltration (adhesion of a cake layer made of ceramic raw material powder) onto the filtration surface 1 start, and particles (ceramic raw material powder) are arranged on the filtration surface 1 to form a molded body (cake layer) 3. It is gradually formed (Fig. 2).
FIG. 6 is a diagram schematically showing this state, where 11 is ceramic raw material particles and 12 is a solvent (water).

【0015】そして、上記〜の工程で、第2の組成
のスラリーS2が継続して供給されると、脱水成形容器
2内に滞留するスラリーは、第1の組成のスラリーS1
と第2の組成のスラリーS2の混合スラリーS1+2(図
3)となり、その組成が第2の組成のスラリーS2の供
給量に対応して時系列的に変化し、最終的に、脱水成形
容器2内が成形体3で満たされる直前には、実質的に第
2の組成のスラリーS2と同一の組成になる。
When the slurry S 2 having the second composition is continuously supplied in the steps 1 to 3, the slurry staying in the dehydration molding container 2 becomes the slurry S 1 having the first composition.
When the second mixed slurry S 2 of the composition slurry S 1 + 2 (Fig. 3), and the time series change its composition corresponds to the supply amount of the slurry S 2 of the second composition, and finally Immediately before the inside of the dehydration molding container 2 is filled with the molded body 3, it has substantially the same composition as the slurry S 2 of the second composition.

【0016】したがって、成形体3の最初に成形された
部分はスラリーS1と実質的に同じ組成を有し、また、
成形体3の最後に成形された部分はスラリーS2と実質
的に同じ組成を有しており、その間に形成された部分は
連続的になめらかに傾斜した組成を有している。
Therefore, the first molded part of the molded body 3 has substantially the same composition as the slurry S 1, and
The last molded part of the molded body 3 has substantially the same composition as the slurry S 2, and the part formed between them has a continuously and smoothly inclined composition.

【0017】このように、上記実施例の傾斜機能材料の
成形方法によれば、組成(混合比)が階段状ではなく、
なめらかな傾斜を有する傾斜機能材料を確実に成形する
ことができる。また、液体であるスラリーS1,S2,あ
るいはS1,S2の混合スラリーS1+2(図3)が圧力媒
体となり、成形体3全体に加わる圧力の分布が均一にな
ることから、例えば、厚さが50mm以上の厚肉の成形体
3を形成する場合にも、内部(中心部)の密度が低下す
るようなことがなく、成形後の傾斜機能材料を焼成する
工程で変形が生じたりすることを防止することができ
る。
As described above, according to the method for forming a functionally gradient material of the above embodiment, the composition (mixing ratio) is not stepwise,
It is possible to surely form a functionally gradient material having a smooth gradient. Further, since the slurry S 1 or S 2 which is a liquid or the mixed slurry S 1 + 2 (FIG. 3) of S 1 and S 2 serves as a pressure medium, the pressure applied to the entire molded body 3 becomes uniform, For example, even in the case of forming a thick molded body 3 having a thickness of 50 mm or more, the density of the inside (central portion) does not decrease, and deformation occurs in the step of firing the functionally graded material after molding. It can be prevented from occurring.

【0018】なお、上記実施例では、2種類のスラリー
1,S2を用いた場合について説明したが、3種類以上
のスラリーを用いて傾斜機能材料を成形することも可能
である。その場合、例えば、S1,S2,S3(図示せ
ず)の3種類のスラリーを用いるとすると、供給スラリ
ーをS1からS2に切り換えた後、脱水成形容器内に滞留
するスラリーがほぼ完全にS2に置換された時点でスラ
リーS3を供給するように切り換えを行えばよい。
In the above embodiment, the case where two kinds of slurries S 1 and S 2 are used has been described, but it is also possible to form the functionally gradient material using three or more kinds of slurries. In that case, for example, if three kinds of slurries S 1 , S 2 , and S 3 (not shown) are used, after the supply slurry is switched from S 1 to S 2 , the slurry retained in the dehydration molding container is it may be performed switching to supply the slurry S 3 when almost fully substituted on S 2.

【0019】なお、この発明の傾斜機能材料の成形方法
において、スラリーの種類を切り換えるタイミングなど
は、上記実施例により限定されるものではなく、成形体
に付与しようとする傾斜の度合い(傾斜角度)やその態
様などを考慮して、スラリーを切り換えるタイミングを
任意に決定することが可能であり、これにより組成の傾
斜角度や態様を任意に調整することができる。
In the method for molding a functionally gradient material of the present invention, the timing of switching the type of slurry is not limited to the above embodiment, but the degree of inclination (inclination angle) to be imparted to the molded body. It is possible to arbitrarily determine the timing for switching the slurry in consideration of the composition and its mode, and thereby the composition inclination angle and the mode can be arbitrarily adjusted.

【0020】また、この発明の傾斜機能材料の成形方法
は、セラミックス系の機能傾斜材料の成形方法に限られ
るものではなく、その他の無機材料、有機材料、あるい
は無機材料と有機材料を組み合わせた材料からなる傾斜
機能材料の成形方法に広く適用することが可能である。
The method of forming a functionally graded material of the present invention is not limited to the method of forming a functionally graded ceramic material, and other inorganic materials, organic materials, or a combination of inorganic and organic materials can be used. It can be widely applied to a molding method of a functionally gradient material made of.

【0021】[0021]

【発明の効果】上述のように、この発明の傾斜機能材料
の成形方法は、セラミックス原料などの原料粉末を含有
するスラリーを脱水成形容器に供給し、これを加圧脱水
して所定の形状に成形する一連の脱水成形工程におい
て、供給するスラリーを、前記脱水成形工程の途中で異
なる種類のスラリーに切り換え、脱水成形容器内に滞留
するスラリーの組成を時系列的に変化させることによ
り、脱水成形される成形体の組成を連続的に変化させる
ようにしているので、組成が連続的になめらかに変化し
た、傾斜歪の少ない傾斜機能材料を確実に成形すること
ができる。
As described above, according to the method for molding a functionally gradient material of the present invention, a slurry containing a raw material powder such as a ceramic raw material is supplied to a dehydration molding container, which is pressurized and dehydrated to a predetermined shape. In a series of dehydration molding steps for molding, the slurry to be supplied is switched to a different type of slurry in the middle of the dehydration molding step, and the composition of the slurry retained in the dehydration molding container is changed in time series, thereby performing dehydration molding. Since the composition of the molded body to be formed is continuously changed, it is possible to reliably form a functionally graded material having a gradually changed composition and a small gradient strain.

【0022】また、密度分布が均一になるように成形す
ることができるため、例えば、厚さが50mm以上の厚肉
の傾斜機能材料を成形することも可能である。また、成
形した傾斜機能材料の内部(中心部)の密度が低下する
ことがなく、焼成時の変形を防止することが可能であ
る。
Further, since it is possible to mold so that the density distribution becomes uniform, it is possible to mold, for example, a thick functionally gradient material having a thickness of 50 mm or more. Further, the density of the inside (center portion) of the formed functionally gradient material does not decrease, and it is possible to prevent deformation during firing.

【0023】また、スラリーの種類の切り換えのタイミ
ングやスラリーの供給速度を調節することにより、組成
の傾斜の態様や傾斜角度を任意に変化させることが可能
であるとともに、3種類以上の多種類の原料を用いて組
成の傾斜化を図ることができる。
Further, by adjusting the timing of switching the type of slurry and the feed rate of the slurry, it is possible to arbitrarily change the mode of composition inclination and the angle of composition, and to select from three or more types. The composition can be graded by using the raw materials.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の傾斜機能材料の製造方法の一工程を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one step of a method of manufacturing a functionally gradient material of the present invention.

【図2】この発明の傾斜機能材料の製造方法の他の工程
を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another step of the method for producing a functionally graded material of the present invention.

【図3】この発明の傾斜機能材料の製造方法の他の工程
を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another step of the method for producing a functionally graded material of the present invention.

【図4】この発明の傾斜機能材料の製造方法の他の工程
を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another step of the method for producing a functionally graded material of the present invention.

【図5】スラリー中の粒子(例えば、セラミックス原料
粉末)の状態を模式的に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a state of particles (for example, ceramic raw material powder) in a slurry.

【図6】脱水成形容器内において成形体(ケーキ層)が
形成される状態を模式的に示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a state where a molded body (cake layer) is formed in the dehydration molding container.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 脱水成形容器の濾過面 2 脱水成形容器 3 成形体(傾斜機能材料) S1 第1の組成のスラリー S2 第2の組成のスラリー S1+21とS2の混合スラリー1 Dewatering molding container filtration surface 2 Dehydration molding container 3 Molded body (gradient functional material) S 1 Slurry of the first composition S 2 Slurry of the second composition S 1 + 2 S 1 + S 2 mixed slurry

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックス原料などの原料粉末を含有
するスラリーを脱水成形容器に供給し、これを加圧脱水
して所定の形状に成形する一連の脱水成形工程におい
て、供給するスラリーを、前記脱水成形工程の途中で異
なる種類のスラリーに切り換え、脱水成形容器内に滞留
するスラリーの組成を時系列的に変化させることによ
り、脱水成形される成形体の組成を連続的に変化させる
ようにしたことを特徴とする傾斜機能材料の成形方法。
1. A series of dehydration molding steps in which a slurry containing a raw material powder such as a ceramics raw material is supplied to a dehydration molding container and is dehydrated under pressure to be molded into a predetermined shape. By changing to a different type of slurry during the molding process and changing the composition of the slurry that remains in the dehydration molding container in time series, the composition of the molded body to be dehydrated and molded can be changed continuously. And a method for forming a functionally gradient material.
JP16700792A 1992-06-01 1992-06-01 Method for molding inclination function material Pending JPH05329814A (en)

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