JPH0548724B2 - - Google Patents
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- JPH0548724B2 JPH0548724B2 JP59279176A JP27917684A JPH0548724B2 JP H0548724 B2 JPH0548724 B2 JP H0548724B2 JP 59279176 A JP59279176 A JP 59279176A JP 27917684 A JP27917684 A JP 27917684A JP H0548724 B2 JPH0548724 B2 JP H0548724B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は焼成前のセラミツク体の成形方法に関
するものである。 〔従来の技術〕 エンジンやガスタービンなどの機械部品、化学
プラントなどの構成部材等は金属材料にくらべ
て、耐熱性、耐蝕性、耐摩耗性に加え、高強度を
もち、軽量なセラミツク材で形成されたものが多
く用いられようになつてきた。 しかしながら、機械部品などでは複雑な三次元
構造をした形状のものが多く、そのため、ラバー
プレス法、金型プレス法などで予じめ生のセラミ
ツク体を成形し、焼成前後に機械加工を行ない所
望の形状を製造していたが、量産化できず、製品
コストが著しく高価なものとなり、セラミツク製
機構部品の実用化を困難ならしめていた。 そこで、石膏型にセラミツク泥漿を注入し、型
の着肉を利用して成型する鋳込成型法やセラミツ
ク粉体と有機物を高温に加熱し、流動性をもつた
流体状態にし、その後金属製の型に注入すること
により成型するインジエクシヨン成型法などが従
来から行なわれている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、上記鋳込成形法では、一般に石膏型
を使用するが、型素材を成す石膏壁面には無数の
細孔が存在し、しかもその細孔径が１〜2μと比
較的大きいため、セラミツク原料粉末として粒径
が1μ以下のものを用いた場合、鋳型の細孔が目
詰りし、型寿命が著しく短くなる。また石膏型を
使用するため型自体の寸法精度に限界があり、そ
の結果、成形されるセラミツク体自体も高精度な
ものが得られないという欠点があり、しかも型そ
のものも破損や摩耗し易いという欠点があつた。 一方、金型中に圧入するインジエクシヨン成形
法にあつては、セラミツク粉末に有機物を多量
（20〜30重量％）添加しないと流動性が得られな
い。しかも成形後はこの添加した有機物を除去す
るために非常に長時間要し、さらに得られた成形
仮焼体は生密度が焼成体密度の50％程度と低く、
焼成収縮度が大きく、その時の変形率も大きいな
ど多くの欠点があるのみならず、セラミツクと有
機体との流動物体を金型中へ高圧力のもとに注入
するため、注入装置のノズルの摩耗も著しく、そ
の摩耗した金属成分がセラミツク原料中に混入
し、その結果、焼成後のセラミツク体の特性を悪
化させるなどの不都合があつた。 〔発明の目的〕 上記の如き在来のセラミツク成形法の欠点に鑑
みてなされたもので、その目的は、鋳込み成形に
使用すると同様の泥漿を用い、かつ石膏のような
多孔体ではなく、従来のインジエクシヨン法に用
いる金属製の型を使用し、三次元の複雑形状を成
し、脱脂工程が不用で高密度成形体を得るセラミ
ツク成形方法である。 〔実施例〕 本発明によるセラミツク成形方法の要旨とする
ところは、原料としてのセラミツク粉末にノニオ
ン系界面活性剤から成る有機性分散剤と、水又は
有機溶媒で泥漿を作製し、その泥漿を金属又は樹
脂型に注入後、あらかじめ加えた有機溶媒の凝固
点より高く、有機性分散剤の融点を越えない温度
まで冷却後、脱型し、溶媒を乾燥し、生（焼成
前）のセラミツク成形体を得るようにしたもので
ある。 前記有機性分散剤としては、常温で固体のポリ
オキシエチレンアルキルエーテル系フオスフエー
トやポリエチレングリコールアルキルエーテルが
好適に使用できる。 また、前記溶媒は水又は有機溶媒として凝固点
が−60℃のJISK2201規格の４号に準じる工業ガ
ソリンであるミネラルスピリツトが好適に使用で
きる。 この場合の手順としてはおおよそ次の如くであ
る。 １ セラミツク粉末に溶媒と有機性分散剤を入
れ、当該分散剤の融点以上に加熱しながら、ミ
ル混合や撹拌を伴ない泥漿を作製する。 ２ 作られれた泥漿を型中に注入し、冷却するこ
とにより、あらかじめ加えた分散剤が固化し、
分散性が消失し、泥漿が固化する。その融点以
下で数時間乾燥を行うと溶媒が蒸発して成形物
全体の固化が進行する。 ３ 次に上記乾燥した成形物を、次に温度上昇さ
せて含まれている溶媒及び有機性分散剤を完全
に除去せしめた成形体を得る。この場合、溶媒
は有機性分散剤の融点より低い温度で数時間保
持させることにより蒸発し、次に温度を上げて
も成形体は融けることなく泥漿化しない。 実施例 １ 窒化珪素Si3N4（100重量部）に対して、酸化イ
ツトリウムY2O3（５重量％）、アルミナAl2O3（５
重量％）を添加し、さらに溶媒としてミネラルス
ピリツト（14重量％）、有機性分散剤としてのポ
リオキシエチレンアルキルエーテル系フオスフエ
ートの一つである商品名：プライサーフ219B、
融点35℃を３重量％加え、36℃のもとに撹拌機で
12時間撹拌し、泥漿を作製する。この時の粘度Ｅ
型粘度計で5rpmで10ポイズであつた。このよう
に作製した泥漿を35〜40℃にあらかじめ加熱した
金型中に注入し、その後15℃で10〜20分間保つた
後、脱型した成形物を25℃で５時間真空乾燥をし
て、次に40℃の乾燥機へ入れ、次第に温度を上げ
て400℃にて乾燥後、上記窒化珪素成形物体を窒
素ガス雰囲気中にて1780℃の温度で２時間焼成し
て窒化珪素焼結体を得た。 実施例 ２ 炭化珪素SiC（100重量部）に炭化ホウ素B4Cを
0.4重量％、カーボンＣを４重量％にポリエチレ
ングリコールアルキルエーテル５重量％添加し、
ミネラルスピリツト（商品名：ターペン）を炭化
珪素に対して24重量％加え、加熱しながら泥漿を
作る。この泥漿を合成樹脂製の型に注入し、その
まま−５℃に冷却後、脱型した後、成形物を真空
乾燥12時間後、2200℃のアルゴンガス雰囲気中に
て１時間焼成して所望形状をした炭化珪素焼結体
を得た。この焼結体は密度3.16、抗折強度55Kg／
mm2であつた。 実施例 ３ 酸化ジルコニウムZrO2（100重量部）に酸化イ
ツトリウムY2O32.8モル％、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル・フオスフエートを4.3重量％
添加し、ミネラルスピリツト19重量％を加え、40
℃に加熱して泥漿を作製した。この泥漿を実施例
２と同様にして得た成形物を1600℃の大気中で１
時間焼成して、密度6.00、抗折強度100Kg／mm2の
ジルコニア焼結体を得た。 上記本発明実施例１によるセラミツク成形法に
よる成形物の特性を第１表に示し、参考までに従
来の鋳込成形法、インジエクシヨン成形法による
成形物の特性を第２表に示す。
するものである。 〔従来の技術〕 エンジンやガスタービンなどの機械部品、化学
プラントなどの構成部材等は金属材料にくらべ
て、耐熱性、耐蝕性、耐摩耗性に加え、高強度を
もち、軽量なセラミツク材で形成されたものが多
く用いられようになつてきた。 しかしながら、機械部品などでは複雑な三次元
構造をした形状のものが多く、そのため、ラバー
プレス法、金型プレス法などで予じめ生のセラミ
ツク体を成形し、焼成前後に機械加工を行ない所
望の形状を製造していたが、量産化できず、製品
コストが著しく高価なものとなり、セラミツク製
機構部品の実用化を困難ならしめていた。 そこで、石膏型にセラミツク泥漿を注入し、型
の着肉を利用して成型する鋳込成型法やセラミツ
ク粉体と有機物を高温に加熱し、流動性をもつた
流体状態にし、その後金属製の型に注入すること
により成型するインジエクシヨン成型法などが従
来から行なわれている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、上記鋳込成形法では、一般に石膏型
を使用するが、型素材を成す石膏壁面には無数の
細孔が存在し、しかもその細孔径が１〜2μと比
較的大きいため、セラミツク原料粉末として粒径
が1μ以下のものを用いた場合、鋳型の細孔が目
詰りし、型寿命が著しく短くなる。また石膏型を
使用するため型自体の寸法精度に限界があり、そ
の結果、成形されるセラミツク体自体も高精度な
ものが得られないという欠点があり、しかも型そ
のものも破損や摩耗し易いという欠点があつた。 一方、金型中に圧入するインジエクシヨン成形
法にあつては、セラミツク粉末に有機物を多量
（20〜30重量％）添加しないと流動性が得られな
い。しかも成形後はこの添加した有機物を除去す
るために非常に長時間要し、さらに得られた成形
仮焼体は生密度が焼成体密度の50％程度と低く、
焼成収縮度が大きく、その時の変形率も大きいな
ど多くの欠点があるのみならず、セラミツクと有
機体との流動物体を金型中へ高圧力のもとに注入
するため、注入装置のノズルの摩耗も著しく、そ
の摩耗した金属成分がセラミツク原料中に混入
し、その結果、焼成後のセラミツク体の特性を悪
化させるなどの不都合があつた。 〔発明の目的〕 上記の如き在来のセラミツク成形法の欠点に鑑
みてなされたもので、その目的は、鋳込み成形に
使用すると同様の泥漿を用い、かつ石膏のような
多孔体ではなく、従来のインジエクシヨン法に用
いる金属製の型を使用し、三次元の複雑形状を成
し、脱脂工程が不用で高密度成形体を得るセラミ
ツク成形方法である。 〔実施例〕 本発明によるセラミツク成形方法の要旨とする
ところは、原料としてのセラミツク粉末にノニオ
ン系界面活性剤から成る有機性分散剤と、水又は
有機溶媒で泥漿を作製し、その泥漿を金属又は樹
脂型に注入後、あらかじめ加えた有機溶媒の凝固
点より高く、有機性分散剤の融点を越えない温度
まで冷却後、脱型し、溶媒を乾燥し、生（焼成
前）のセラミツク成形体を得るようにしたもので
ある。 前記有機性分散剤としては、常温で固体のポリ
オキシエチレンアルキルエーテル系フオスフエー
トやポリエチレングリコールアルキルエーテルが
好適に使用できる。 また、前記溶媒は水又は有機溶媒として凝固点
が−60℃のJISK2201規格の４号に準じる工業ガ
ソリンであるミネラルスピリツトが好適に使用で
きる。 この場合の手順としてはおおよそ次の如くであ
る。 １ セラミツク粉末に溶媒と有機性分散剤を入
れ、当該分散剤の融点以上に加熱しながら、ミ
ル混合や撹拌を伴ない泥漿を作製する。 ２ 作られれた泥漿を型中に注入し、冷却するこ
とにより、あらかじめ加えた分散剤が固化し、
分散性が消失し、泥漿が固化する。その融点以
下で数時間乾燥を行うと溶媒が蒸発して成形物
全体の固化が進行する。 ３ 次に上記乾燥した成形物を、次に温度上昇さ
せて含まれている溶媒及び有機性分散剤を完全
に除去せしめた成形体を得る。この場合、溶媒
は有機性分散剤の融点より低い温度で数時間保
持させることにより蒸発し、次に温度を上げて
も成形体は融けることなく泥漿化しない。 実施例 １ 窒化珪素Si3N4（100重量部）に対して、酸化イ
ツトリウムY2O3（５重量％）、アルミナAl2O3（５
重量％）を添加し、さらに溶媒としてミネラルス
ピリツト（14重量％）、有機性分散剤としてのポ
リオキシエチレンアルキルエーテル系フオスフエ
ートの一つである商品名：プライサーフ219B、
融点35℃を３重量％加え、36℃のもとに撹拌機で
12時間撹拌し、泥漿を作製する。この時の粘度Ｅ
型粘度計で5rpmで10ポイズであつた。このよう
に作製した泥漿を35〜40℃にあらかじめ加熱した
金型中に注入し、その後15℃で10〜20分間保つた
後、脱型した成形物を25℃で５時間真空乾燥をし
て、次に40℃の乾燥機へ入れ、次第に温度を上げ
て400℃にて乾燥後、上記窒化珪素成形物体を窒
素ガス雰囲気中にて1780℃の温度で２時間焼成し
て窒化珪素焼結体を得た。 実施例 ２ 炭化珪素SiC（100重量部）に炭化ホウ素B4Cを
0.4重量％、カーボンＣを４重量％にポリエチレ
ングリコールアルキルエーテル５重量％添加し、
ミネラルスピリツト（商品名：ターペン）を炭化
珪素に対して24重量％加え、加熱しながら泥漿を
作る。この泥漿を合成樹脂製の型に注入し、その
まま−５℃に冷却後、脱型した後、成形物を真空
乾燥12時間後、2200℃のアルゴンガス雰囲気中に
て１時間焼成して所望形状をした炭化珪素焼結体
を得た。この焼結体は密度3.16、抗折強度55Kg／
mm2であつた。 実施例 ３ 酸化ジルコニウムZrO2（100重量部）に酸化イ
ツトリウムY2O32.8モル％、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル・フオスフエートを4.3重量％
添加し、ミネラルスピリツト19重量％を加え、40
℃に加熱して泥漿を作製した。この泥漿を実施例
２と同様にして得た成形物を1600℃の大気中で１
時間焼成して、密度6.00、抗折強度100Kg／mm2の
ジルコニア焼結体を得た。 上記本発明実施例１によるセラミツク成形法に
よる成形物の特性を第１表に示し、参考までに従
来の鋳込成形法、インジエクシヨン成形法による
成形物の特性を第２表に示す。
【表】
叙上の如く、本発明によればセラミツク原料粉
末に溶媒と有機性分散剤を加え、セラミツク泥漿
を作製し、注入した後、使用した溶媒の凝固点よ
り高く有機性分散剤の融点を越えない温度に冷却
し固化させてセラミツク成形物を得るようにした
ことによつて三次元の複雑形状をしたセラミツク
体を脱脂工程を経ることなく、高精度に、かつ高
密度をもつた成形体を容易に量産化することがで
きる。
末に溶媒と有機性分散剤を加え、セラミツク泥漿
を作製し、注入した後、使用した溶媒の凝固点よ
り高く有機性分散剤の融点を越えない温度に冷却
し固化させてセラミツク成形物を得るようにした
ことによつて三次元の複雑形状をしたセラミツク
体を脱脂工程を経ることなく、高精度に、かつ高
密度をもつた成形体を容易に量産化することがで
きる。
Claims (1)
- １ セラミツク原料粉末に溶媒を加え、更に常温
で固体のノニオン系界面活性剤から成る有機性分
散剤をセラミツク原料粉末に対し外部添加で2.5
〜10重量％加え、該有機性分散剤の融点以上の温
度に加熱しながら撹拌してセラミツク泥漿を作
り、該セラミツク泥漿を型中へ注入し、前記溶媒
の凝固点より高く有機性分散剤の融点を越えない
温度に冷却した後、脱型することを特徴とするセ
ラミツク成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279176A JPS61158403A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | セラミツク成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279176A JPS61158403A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | セラミツク成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61158403A JPS61158403A (ja) | 1986-07-18 |
| JPH0548724B2 true JPH0548724B2 (ja) | 1993-07-22 |
Family
ID=17607501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59279176A Granted JPS61158403A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | セラミツク成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61158403A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62124902A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-06 | 菊水化学工業株式会社 | セラミツクス焼結体の製造方法 |
| JPH06659B2 (ja) * | 1988-05-16 | 1994-01-05 | 東ソー株式会社 | 透明導電膜用スパッタリングターゲットの製造法 |
| US5861115A (en) * | 1995-03-29 | 1999-01-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for freeze molding |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168507A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-04 | ノ−トン・カンパニ− | スリツプ鋳込み方法 |
| JPS60217106A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | 高橋 信之 | 無機粉末凍結成形法 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59279176A patent/JPS61158403A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168507A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-04 | ノ−トン・カンパニ− | スリツプ鋳込み方法 |
| JPS60217106A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | 高橋 信之 | 無機粉末凍結成形法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61158403A (ja) | 1986-07-18 |
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