JPH05330821A - セラミック用希土類酸化物スラリー - Google Patents

セラミック用希土類酸化物スラリー

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JPH05330821A
JPH05330821A JP4162021A JP16202192A JPH05330821A JP H05330821 A JPH05330821 A JP H05330821A JP 4162021 A JP4162021 A JP 4162021A JP 16202192 A JP16202192 A JP 16202192A JP H05330821 A JPH05330821 A JP H05330821A
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JP
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rare earth
slurry
flux
oxide
water
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JP4162021A
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Fumihiko Saito
文彦 斉藤
Yuji Kimura
裕司 木村
Akifumi Yoshida
紀史 吉田
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】水 100重量部に対し融剤を用いて表面熱処理さ
れた希土類酸化物 100重量部以上を分散含有し、融剤は
アルカリ金属元素もしくはアルカリ土類金属元素の酸化
物、炭酸塩、塩化物の内から選択される1種もしくは2
種以上とホウ素とから成るか、もしくはアルカリ金属元
素またはアルカリ土類金属元素のホウ酸塩であり、融剤
を用いて表面熱処理された希土類酸化物の比表面積が3
m2/gr 以下であることを特徴とする希土類酸化物スラリ
ー。 【効果】本発明によれば、従来得られなかった高濃度で
安定性が良く、可使時間の長い希土類酸化物スラリーを
容易に得ることができ、希土類系セラミックスの製造、
セラミックスの耐熱性被覆等に極めて有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は希土類酸化物の焼結体で
あるルツボ、敷板等の製作用、または各種セラミック成
形物表面に希土類酸化物を耐熱層として被覆する際のコ
ーティング剤等として有用であるセラミック用希土類酸
化物スラリーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】希土類酸化物は水に対して不安定で、希
土類酸化物を水に加えたスラリーは粘度が短時間で増加
する。そのため希土類酸化物スラリーの使用可能期間は
極めて短い。従ってスラリー寿命を延ばすには、希土類
酸化物の含有量を少なくするか、有機溶媒を用いて安定
化させることができるが、前者は生産性が上がらず、後
者では安全上の問題が大きいという欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
欠点のない長寿命でかつ希土類酸化物含有量の多いセラ
ミック用希土類酸化物の水系スラリーを提供しようとす
るものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、先の課題
に対して希土類酸化物と水との反応性を検討した結果、
本発明に到達したもので、その要旨とするところは、水
100重量部に対し融剤を用いて表面熱処理された希土類
酸化物80重量部以上を分散含有し、融剤はアルカリ金属
元素もしくはアルカリ土類金属元素の酸化物、炭酸塩、
塩化物の内から選択される1種もしくは2種以上とホウ
素とから成るか、もしくはアルカリ金属元素もしくはア
ルカリ土類金属元素のホウ酸塩であり、融剤を用いて表
面熱処理された希土類酸化物の比表面積が3m2/gr 以下
であることを特徴とするセラミック用希土類酸化物スラ
リーにある。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
希土類酸化物の適用範囲は希土類元素としてYを含むL
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb
およびLuから選択される1種または2種以上の混合希土
類酸化物である。希土類酸化物の表面熱処理に用いられ
る融剤としては、元素としてLi、Na、K、Rb、Csの中から選
択される1種もしくは2種以上のアルカリ金属、および
Mg、Ca、Sr、Ba の中から選択される1種もしくは2種以上
のアルカリ土類金属である。これらは酸化物、炭酸塩、
塩化物等の化合物として用いればよい。例えばCaの場合
には CaO、CaCO3、CaCl2等を供することができる。融剤の
必須成分であるホウ素源としては酸化ホウ素やホウ酸ア
ンモニウムを用いればよい。またアルカリ金属元素もし
くはアルカリ土類金属元素のホウ酸塩、例えば4ホウ酸
リチウムを用いても良い。融剤の添加量は希土類酸化物
に対して 0.1〜5重量%、好ましくは 0.5〜3重量%で
ある。 0.1重量%未満では希土類酸化物スラリーの安定
性は改善されず、5重量%を越えても不安定になる。
【0006】融剤による希土類酸化物の表面熱処理は、
希土類酸化物粉末と融剤粉末を十分混合し、該混合物を
アルミナルツボに充填して空気中1,000 〜1,500 ℃で焼
成し、得られた塊状焼成物を湿式ボールミルで解砕す
る。この解砕物を水洗して余分な融剤を除去した後、乾
燥すれば良い。表面熱処理(焼成)温度は1,000 〜 1,5
00℃、好ましくは 1,200〜1,400 ℃が良く、必要な加熱
処理時間は加熱温度、融剤成分や処理量等により異なる
が最高温度に保持される時間を30分〜24時間の範囲で設
定すればよい。この表面熱処理により希土類酸化物粒子
の表面は溶融した融剤層で被覆され、あるいは融剤と希
土類酸化物から成るガラス質で被覆される。融剤の残留
量(未反応水溶性成分)が多ければスラリーの寿命が短
くなるので、酸化物を融剤と加熱処理した後、水洗い等
で余分な融剤を除去しておくことが望ましい。
【0007】次に安定性の良い希土類酸化物スラリーを
得るための条件として表面熱処理希土類酸化物粒子の比
表面積が3m2/gr 、好ましくは2.5m2/gr以下が望ましい
ことが判った。これは比表面積が融剤との反応の程度を
判断する重要な目安であり、また希土類酸化物と水との
反応性を予見するための重要な手がかりとなるもので、
3m2/gr を越える微粒子になると安定性が悪くすぐに粘
度が上昇し、可使時間が短くなってしまう。この比表面
積はフローソーブ2300型(マイクロメリテックス社製商
品名)により測定して得られた値である。
【0008】このようにして得られた表面熱処理希土類
酸化物粉末に水を加えて十分攪拌混合し、セラミック用
希土類酸化物スラリーを調整する。水100 重量部に対し
て表面熱処理希土類酸化物粉末を80重量部以上配合する
ことができ、しかも長期間分離沈降したり粘度上昇のな
い安定したセラミック用希土類酸化物スラリーを得るこ
とができる。
【0009】本発明のセラミック用希土類酸化物スラリ
ーの用途としてはセラミックス製造用、例えばスリップ
キャスト法、ドクターブレード法、スラリー塗布法やス
ラリー浸積法に用いる場合は勿論のこと、目的により適
当なバインダーとして例えば水溶性高分子、シリカゾル
等を添加することができる。また、これらのセラミック
ス形成法に本発明のスラリーを用いる場合、スラリー中
の表面熱処理希土類酸化物の量は水 100重量部に対し、
80重量部以上500 重量部以下が望ましい。含有量が少な
いと厚みムラができたり十分な厚みの被覆ができない。
【0010】本発明のセラミック用希土類酸化物スラリ
ーの寿命の判定は、スラリーの粘度の経時変化の測定に
より行なう。即ち、スラリーの粘度が上記各セラミック
ス形成法において支障が生じる時点を寿命の目安とする
ことができる。スラリーは22℃に保たれた室内にて、毎
日1回撹拌して保管し、粘度の測定、およびセラミック
スの試作に供した。粘度の測定にはB型粘度計を用い
た。粘度測定に際し、沈降している場合は撹拌した後測
定した。なお、撹拌してもスラリー状態に戻らない場合
はその時点を寿命とした。
【0011】
【実施例】本発明の具体的実施態様を実施例を挙げて説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 (実施例1)酸化イットリウム粉末 100grに対し融剤と
して酸化バリウム 2.0gr、酸化ホウ素 0.1grを乳鉢でよ
く混合した。該混合物をアルミナルツボに充填し、空気
中、1,300 ℃で4時間焼成した。得られた焼成物を乳鉢
で粉砕し、ボールミルで湿式(水)解砕した。解砕物を
1,000ml の水で水洗後濾過し、100℃で6時間乾燥した。
得られた表面処理酸化物の比表面積は 0.5m2/gr 以下
で、この 100grを水 100grに添加し、充分撹拌してスラ
リーとした。スラリー粘度は40cps で60日間放置後も粘
度変化はなかった。
【0012】(実施例2)実施例1と同様の表面熱処理
酸化物 200grを水 100grに添加し、充分撹拌してスラリ
ーとした。60日放置後も粘度変化はなかった。別に該ス
ラリーにアルギン酸ナトリウムを表面熱処理酸化物 100
grに対し1gr加え、撹拌後放置した。放置開始5日後、
スラリーは安定していたので充分撹拌し、通常のスリッ
プキャスト法で酸化物の板を形成し、1,700 ℃、10時間
で焼結し、歪みのない均質な酸化イットリウムの焼結体
を得た。
【0013】(実施例3)酸化イットリウム粉末 100gr
に対し融剤として酸化バリウム 1.0gr、炭酸ナトリウム
0.5gr、酸化ホウ素 0.1grを乳鉢でよく混合した。該混
合物をアルミナルツボに充填し、空気中、1300℃で4時
間焼成した。得られた焼成物を乳鉢で粉砕し、ボールミ
ルで湿式(水)解砕した。解砕物を1,000ml の水で水洗
後、濾過し、 100℃で6時間乾燥した。得られた表面熱
処理酸化物の比表面積は 2.2m2/grであった。この酸化
物 100grを水 100grに添加し、充分撹拌してスラリーと
した。60日放置後も粘度変化は無かった。別に該スラリ
ーにメチルセルロースを酸化物 100grに対し3gr加え、
撹拌後放置した。放置開始10日後もスラリーは安定して
おり、これを充分撹拌し、通常のスラリーの塗布法で酸
化イットリウム焼結体の表面に塗布した後、50℃で8時
間乾燥し、1,700 ℃、10時間で焼結したところ、被覆酸
化イットリウム層と酸化イットリウム焼結体は完全に均
質化し、歪みのない焼結体を得た。
【0014】(実施例4)実施例3と同様の表面熱処理
酸化物 200grを水 100grに添加し、充分撹拌してスラリ
ーとした。60日間放置後も粘度変化はなかった。
【0015】(実施例5)酸化ガドリニウム粉末 100gr
に対し融剤として酸化バリウム 1.0gr、炭酸マグネシウ
ム 0.5gr、酸化ホウ素 0.1grを乳鉢でよく混合した。該
混合物をアルミナルツボに充填し、空気中、1,350 ℃で
4時間焼結成した。得られた焼成物を乳鉢で粉砕し、ボ
ールミルで湿式(水)解砕した。解砕物を1,000ml の水
で水洗後濾過し、100℃で6時間乾燥した。得られた表面
熱処理酸化物の比表面積は 0.5m2/gr以下であった。こ
の 200grを水 100grに添加し、充分撹拌してスラリーと
したが、60日間放置後も粘度変化はなかった。
【0016】(実施例6)酸化エルビウム粉末 100grに
対し融剤として酸化バリウム 2.0gr、酸化ホウ素0.1gr
を乳鉢でよく混合した。該混合物をアルミナルツボに充
填し、空気中1,300 ℃で8時間焼成した。得られた焼成
物を乳鉢で粉砕し、ボールミルで湿式(水)解砕した。
解砕物を1,000ml の水で水洗後濾過し、100℃で6時間乾
燥した。得られた表面熱処理酸化物の比表面積は 1.8m2
/grであった。この 200grを水 100grに添加し、充分撹
拌してスラリーとした。60日間放置後も粘度変化はなか
った。別に該スラリーにメチルセルロースを酸化物 100
grに対し3gr加え、撹拌後放置した。放置開始5日後、
充分撹拌し、通常のスラリー塗布方法で酸化イットリウ
ム焼結体の上にスラリーを塗布した後、50℃で8時間乾
燥し、1,700 ℃、10時間で焼結し、酸化イットリウム焼
結体の上に酸化エルビウム層を得た。この焼結体は歪み
もなく酸化エルビウム層の剥離も見られなかった。
【0017】(実施例7】酸化イッテルビウム粉末 100
grに対し融剤として酸化バリウム 1.0gr、ホウ酸アンモ
ニウム 0.2grを乳鉢でよく混合した。該混合物をアルミ
ナルツボに充填し、空気中、1,300 ℃で4時間焼成し
た。得られた焼成物を乳鉢で粉砕し、ボールミルで湿式
(水)解砕した。解砕物を1,000ml の水で水洗後、濾過
し、100℃で6時間乾燥した。得られた表面熱処理酸化物
の比表面積は 1.4m2/gr であった。この 200grを水 100
grに添加し、充分撹拌してスラリーとした。60日間放置
後も粘度変化はなかった。
【0018】(比較例1)酸化イットリウム粉末 150gr
を水 100grに添加し、充分撹拌してスラリーとしたが、
2日後にゲル化した。 (比較例2)酸化イットリウム粉末 200grを水 100grに
添加して充分撹拌したがすぐに沈降しスラリーにはなら
なかった。
【0019】(比較例3)酸化ガドニウム粉末 100grを
水 100grに添加して、充分撹拌してスラリーとしたが2
日後にゲル化した。 (比較例4)酸化エルビウム粉末 150grを水 100grに添
加して、充分撹拌してスラリーとしたが3日後にゲル化
した。
【0020】(比較例5)酸化イッテルビウム粉末 150
grを水 100grに添加して、充分撹拌してスラリーとした
が4日後にゲル化した。 (比較例6)酸化イットリウム粉末 100grに対し融剤と
して酸化バリウム 2.0gr、酸化ホウ素 0.1grを乳鉢でよ
く混合した。該混合物をアルミナルツボに充填し、空気
中、1,100 ℃で4時間焼成した。得られた焼成物を乳鉢
で粉砕し、ボールミルで湿式(水)解砕した。解砕物を
1,000ml の水で水洗後濾過し、100℃で6時間乾燥した。
得られた表面熱処理酸化物の比表面積は 3.2m2/grであ
った。この 200grを水100grに添加し、充分撹拌してス
ラリーとしたが8日後にゲル化した。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、従来得られなかった高
濃度で安定性が良く、可使時間の長いセラミック用希土
類酸化物スラリーを容易に得ることができ、希土類系セ
ラミックの製造、セラミックの耐熱性被覆等に極めて有
用である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水 100重量部に対し融剤を用いて表面熱処
    理された希土類酸化物80 重量部以上を分散含有するこ
    とを特徴とするセラミック用希土類酸化物スラリー。
  2. 【請求項2】融剤がアルカリ金属元素もしくはアルカリ
    土類金属元素の酸化物、炭酸塩、塩化物の内から選択さ
    れる1種もしくは2種以上とホウ素とから成る請求項1
    に記載のセラミック用希土類酸化物スラリー。
  3. 【請求項3】融剤がアルカリ金属元素もしくはアルカリ
    土類金属元素のホウ酸塩である請求項1または2に記載
    のセラミック用希土類酸化物スラリー。
  4. 【請求項4】融剤を用いて表面熱処理された希土類酸化
    物の比表面積が3m2/gr 以下である請求項1〜3に記載
    のセラミック用希土類酸化物スラリー。
JP4162021A 1992-05-28 1992-05-28 セラミック用希土類酸化物スラリー Pending JPH05330821A (ja)

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