JPH0558760A - 多孔質焼結体及びその製造方法 - Google Patents
多孔質焼結体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0558760A JPH0558760A JP25290491A JP25290491A JPH0558760A JP H0558760 A JPH0558760 A JP H0558760A JP 25290491 A JP25290491 A JP 25290491A JP 25290491 A JP25290491 A JP 25290491A JP H0558760 A JPH0558760 A JP H0558760A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 気孔サイズ、気孔分布が均一で強度、熱衝撃
に優れ、炉材、セッター材、サヤ材、断熱材に用いられ
る。 【構成】 シリカ質中空球状体の表面にアルミナ微粒子
を被覆し、得られた被覆物を加圧成形した後、該成形体
を１５０℃／ｈｒ〜３００℃／ｈｒで昇温し、１１４０
℃〜１５５０℃で焼結する。シリカ質中空球状体として
は、フライアッシュバルーン、シリカバルーン、シラス
バルーン等が用いられ、またアルミナ微粒子の平均粒径
はシリカ質中空球状体の１／１０以下である。アルミナ
微粒子とシリカ質中空球状体との割合は、該中空球状体
の量が容量比で３０％〜６０％の添加量である。
に優れ、炉材、セッター材、サヤ材、断熱材に用いられ
る。 【構成】 シリカ質中空球状体の表面にアルミナ微粒子
を被覆し、得られた被覆物を加圧成形した後、該成形体
を１５０℃／ｈｒ〜３００℃／ｈｒで昇温し、１１４０
℃〜１５５０℃で焼結する。シリカ質中空球状体として
は、フライアッシュバルーン、シリカバルーン、シラス
バルーン等が用いられ、またアルミナ微粒子の平均粒径
はシリカ質中空球状体の１／１０以下である。アルミナ
微粒子とシリカ質中空球状体との割合は、該中空球状体
の量が容量比で３０％〜６０％の添加量である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔質焼結体及びその
製造方法に関し、更に詳しくは均一な気孔（ポア）をも
ち、高強度、低熱容量であるため軽量の炉材、サヤ材あ
るいは断熱材に適する多孔質焼結体及び経済的に製造し
うる多孔質焼結体の製造方法に関する。
製造方法に関し、更に詳しくは均一な気孔（ポア）をも
ち、高強度、低熱容量であるため軽量の炉材、サヤ材あ
るいは断熱材に適する多孔質焼結体及び経済的に製造し
うる多孔質焼結体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種
粒度配合を行い、共に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種
粒度配合を行い、共に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おいて、アルミナが炉
材やサヤ材に好都合に用いられる傾向にある。このよう
な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。
材やサヤ材に好都合に用いられる傾向にある。このよう
な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、前述の
ような多孔質焼結体の製造方法では、経験的に粒度構成
を考えて粒子の混合を行なうので、気孔の大きさ、気孔
の量、即ち気孔率等をコントロールすることは不可能で
あり、特に気孔そのものが粒子と粒子のすき間であるた
め、気孔の大きさも不揃いであり、微細気孔を均一に分
散した材料を作ることは困難であった。
ような多孔質焼結体の製造方法では、経験的に粒度構成
を考えて粒子の混合を行なうので、気孔の大きさ、気孔
の量、即ち気孔率等をコントロールすることは不可能で
あり、特に気孔そのものが粒子と粒子のすき間であるた
め、気孔の大きさも不揃いであり、微細気孔を均一に分
散した材料を作ることは困難であった。
【０００５】また前述のような多孔質焼結体の製造方法
では、気孔サイズが不均一で気孔分布も不均一であるた
め焼結体の強度、耐熱衝撃性、被焼成物への悪影響など
の問題があった。特にアルミナの場合には、通常では焼
結が難しいため、１６００℃以上の高温焼結が必要であ
った。
では、気孔サイズが不均一で気孔分布も不均一であるた
め焼結体の強度、耐熱衝撃性、被焼成物への悪影響など
の問題があった。特にアルミナの場合には、通常では焼
結が難しいため、１６００℃以上の高温焼結が必要であ
った。
【０００６】更に焼結を良好にするためにシリカ等の焼
結助剤を用いる必要があり、そのため製造工程が複雑と
なるという問題があった。更には多孔質焼結体の製造方
法には、開気孔、閉気孔をもった焼結体を有機質の球状
体を用いて製造する方法もあるが、この方法は焼成時に
脱脂するため長時間を要し好ましくなかった。
結助剤を用いる必要があり、そのため製造工程が複雑と
なるという問題があった。更には多孔質焼結体の製造方
法には、開気孔、閉気孔をもった焼結体を有機質の球状
体を用いて製造する方法もあるが、この方法は焼成時に
脱脂するため長時間を要し好ましくなかった。
【０００７】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
結体について種々研究した結果、中空球状体にアルミナ
微粒子を被覆したものを使用することにより、初期の課
題が解決されることを見出し、本発明は、これらの知見
に基づいて成されたものである。
る気孔サイズ、気孔分布等の不均一が生じない多孔質焼
結体について種々研究した結果、中空球状体にアルミナ
微粒子を被覆したものを使用することにより、初期の課
題が解決されることを見出し、本発明は、これらの知見
に基づいて成されたものである。
【０００８】したがって、本発明が解決しようとする第
１の課題は、気孔サイズ、気孔分布の均一で強度に優れ
た薄物などの高級な炉材製品、高強度セッター、断熱材
等を得ることができる多孔質焼結体及びその製造方法を
提供することにある。また、本発明が解決しようとする
第２の課題は、焼結温度を低くできるので、経済的に有
利に製造することができる多孔質焼結体の製造方法を提
供することにある。
１の課題は、気孔サイズ、気孔分布の均一で強度に優れ
た薄物などの高級な炉材製品、高強度セッター、断熱材
等を得ることができる多孔質焼結体及びその製造方法を
提供することにある。また、本発明が解決しようとする
第２の課題は、焼結温度を低くできるので、経済的に有
利に製造することができる多孔質焼結体の製造方法を提
供することにある。
【０００９】
【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、以下の（１）から（４）の事項によりそれぞ
れなる。 （１）シリカ質中空球状体の表面に、該シリカ質中空球
状体の平均粒径の１／１０以下の粒径のアルミナ微粒子
を有することを特徴とする多孔質焼結体。 （２）前記第１項記載のシリカ質中空球状体がフライア
ッシュバルーン、シリカバルーン及びシラスバルーンの
少なくともいづれかであることを特徴とする多孔質焼結
体。
の手段は、以下の（１）から（４）の事項によりそれぞ
れなる。 （１）シリカ質中空球状体の表面に、該シリカ質中空球
状体の平均粒径の１／１０以下の粒径のアルミナ微粒子
を有することを特徴とする多孔質焼結体。 （２）前記第１項記載のシリカ質中空球状体がフライア
ッシュバルーン、シリカバルーン及びシラスバルーンの
少なくともいづれかであることを特徴とする多孔質焼結
体。
【００１０】（３）シリカ質中空球状体の表面にアルミ
ナ微粒子を被覆し、得られた被覆物を加圧成形した後、
該成形体を１５０℃／ｈｒ〜３００℃／ｈｒで昇温し、
１１００℃〜１４００℃で焼結することを特徴とする多
孔質焼結体の製造方法。 （４）前記第３項記載のシリカ質中空球状体がフライア
ッシュバルーン、シリカバルーン及びシラスバルーンの
少なくともいづれかであることを特徴とする多孔質焼結
体の製造方法。
ナ微粒子を被覆し、得られた被覆物を加圧成形した後、
該成形体を１５０℃／ｈｒ〜３００℃／ｈｒで昇温し、
１１００℃〜１４００℃で焼結することを特徴とする多
孔質焼結体の製造方法。 （４）前記第３項記載のシリカ質中空球状体がフライア
ッシュバルーン、シリカバルーン及びシラスバルーンの
少なくともいづれかであることを特徴とする多孔質焼結
体の製造方法。
【００１１】以下、本発明を更に詳しく説明する。本発
明のシリカ質中空球状体の表面に、該シリカ質中空球状
体の平均粒径の１／１０以下の粒径のアルミナ微粒子を
有することを特徴とする多孔質焼結体は、気孔サイズ、
気孔分布等が均一であるばかりでなく、強度を大幅に増
加させることができ、高級な炉材製品、高強度セッタ
ー、断熱材等を経済的に製造することができる。
明のシリカ質中空球状体の表面に、該シリカ質中空球状
体の平均粒径の１／１０以下の粒径のアルミナ微粒子を
有することを特徴とする多孔質焼結体は、気孔サイズ、
気孔分布等が均一であるばかりでなく、強度を大幅に増
加させることができ、高級な炉材製品、高強度セッタ
ー、断熱材等を経済的に製造することができる。
【００１２】本発明に用いられる原料のアルミナとして
は、純度９５％以上のものが使用される。また中空球状
体としては、シリカ質のバルーンが用いられ、例えばフ
ライアッシュバルーン、シリカバルーン及びシラスバル
ーンの少なくともいづれかを用いることが好ましい。
は、純度９５％以上のものが使用される。また中空球状
体としては、シリカ質のバルーンが用いられ、例えばフ
ライアッシュバルーン、シリカバルーン及びシラスバル
ーンの少なくともいづれかを用いることが好ましい。
【００１３】この中空球状体には各種の粒度のものがあ
るが、好ましくは平均粒径１０μｍ〜２００μｍがよ
く、これらの範囲から製品の種類に合わせて適宜選択す
る。またアルミナ微粒子の粒度は、中空球状体の１／１
０以下とすることが必要で、これより大きいと中空球状
体の表面に被覆することができない。したがって、中空
球状体の１／１０以下の粒度のものを被覆することによ
って良好に被覆される。
るが、好ましくは平均粒径１０μｍ〜２００μｍがよ
く、これらの範囲から製品の種類に合わせて適宜選択す
る。またアルミナ微粒子の粒度は、中空球状体の１／１
０以下とすることが必要で、これより大きいと中空球状
体の表面に被覆することができない。したがって、中空
球状体の１／１０以下の粒度のものを被覆することによ
って良好に被覆される。
【００１４】アルミナと中空球状体の配合割合は、目標
とする気孔量（相対密度）によって異なるが、アルミナ
炉材として用いる場合には、中空球状体の量は容量比で
３０％〜６０％の添加量である。またサヤ材やセッター
材等の多孔断熱材の場合も、アルミナ炉材の場合と同程
度の添加量である。中空球状体の添加量が３０％以下で
は、多孔質かつ軽量の効果が少なく、６０％以上では、
気孔が多過ぎて強度が弱くなる傾向にある。
とする気孔量（相対密度）によって異なるが、アルミナ
炉材として用いる場合には、中空球状体の量は容量比で
３０％〜６０％の添加量である。またサヤ材やセッター
材等の多孔断熱材の場合も、アルミナ炉材の場合と同程
度の添加量である。中空球状体の添加量が３０％以下で
は、多孔質かつ軽量の効果が少なく、６０％以上では、
気孔が多過ぎて強度が弱くなる傾向にある。
【００１５】本発明において、中空球状体の表面にアル
ミナ微粒子を被覆する方法としては、中空球状体と有機
質バインダーとの混合物中にアルミナ微粒子を添加混合
し、均一に被覆されるまで十分に攪拌混合する。有機質
バインダーとしてポリビニルアルコール等の通常用いら
れるバインダーを中空球状体に対して１％〜４％添加し
て十分に混合する。
ミナ微粒子を被覆する方法としては、中空球状体と有機
質バインダーとの混合物中にアルミナ微粒子を添加混合
し、均一に被覆されるまで十分に攪拌混合する。有機質
バインダーとしてポリビニルアルコール等の通常用いら
れるバインダーを中空球状体に対して１％〜４％添加し
て十分に混合する。
【００１６】アルミナ微粒子が均一に被覆された中空球
状体は、加圧成形される。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
様にプレス法や押し出し法等の通常の成形手段が用いら
れる。ついで、加圧成形された成形体は、焼成される
が、まず１５０℃／ｈｒ〜３００℃／ｈｒで昇温し、１
４００℃〜１５５０℃で焼結される。焼成には、通常電
気炉等が用いられる。
状体は、加圧成形される。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
様にプレス法や押し出し法等の通常の成形手段が用いら
れる。ついで、加圧成形された成形体は、焼成される
が、まず１５０℃／ｈｒ〜３００℃／ｈｒで昇温し、１
４００℃〜１５５０℃で焼結される。焼成には、通常電
気炉等が用いられる。
【００１７】このように焼結の結果、アルミナ微粒子と
シリカとの反応によりムライト相が生じ、両者は強固に
焼結する。本発明では、バルーンの量や被覆層の厚さを
変えることにより気孔の状態を閉気孔または開気孔にそ
れぞれ選択して製造することができる。本発明の製造方
法で得られた多孔質焼結体は、高級炉材、セッター、サ
ヤ材、断熱材等に有用であり、肉薄ものから肉厚の材料
まで、また触媒担体やフィルター素材等の各種の工業的
製品に適応できるものである。
シリカとの反応によりムライト相が生じ、両者は強固に
焼結する。本発明では、バルーンの量や被覆層の厚さを
変えることにより気孔の状態を閉気孔または開気孔にそ
れぞれ選択して製造することができる。本発明の製造方
法で得られた多孔質焼結体は、高級炉材、セッター、サ
ヤ材、断熱材等に有用であり、肉薄ものから肉厚の材料
まで、また触媒担体やフィルター素材等の各種の工業的
製品に適応できるものである。
【００１８】
【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 アルミナ微粒子としては、９５％以上の純度品を原料と
し、平均粒径は２μｍである。
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 アルミナ微粒子としては、９５％以上の純度品を原料と
し、平均粒径は２μｍである。
【００１９】この２μｍのアルミナを中空球状体である
シリカバルーンに被覆するために、転動造粒方法により
バインダーとしてポリビニルアルコール溶液をスプレー
状に噴出させて該バルーンに添加しながら、前記アルミ
ナの微粉を添加してゆく。このシリカバルーンの粒度
は、平均粒径５０μｍのものを用いた。
シリカバルーンに被覆するために、転動造粒方法により
バインダーとしてポリビニルアルコール溶液をスプレー
状に噴出させて該バルーンに添加しながら、前記アルミ
ナの微粉を添加してゆく。このシリカバルーンの粒度
は、平均粒径５０μｍのものを用いた。
【００２０】アルミナの被覆は、前記操作を繰り返し行
い所定の添加比とする。このようにして得られた被覆粉
末を２０Ｋｇ／ｃｍ2 で加圧してプレス成形した後、こ
れを電気炉で１５００℃で２時間焼結した。得られた結
果を表１に示す。
い所定の添加比とする。このようにして得られた被覆粉
末を２０Ｋｇ／ｃｍ2 で加圧してプレス成形した後、こ
れを電気炉で１５００℃で２時間焼結した。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、
球状であり、しかも気孔が均一に分散されたムライト質
の焼結体が得られたばかりなく、曲げ強度も比較例の焼
結体が３００Ｋｇｆであるのに対して本発明のものは４
５０〜４８０Ｋｇｆと格段に優れていることが分かる。
球状であり、しかも気孔が均一に分散されたムライト質
の焼結体が得られたばかりなく、曲げ強度も比較例の焼
結体が３００Ｋｇｆであるのに対して本発明のものは４
５０〜４８０Ｋｇｆと格段に優れていることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、アルミナ炉材、セッター材、
サヤ材、断熱材等の用途に使用される。また中空球状体
にアルミナを被覆したので、気孔サイズ、気孔分布等が
均一のものが得られるばかりでなく、熱容量が小さく、
高強度を有することができ、軽量な肉薄品の製造が可能
であり、その上熱衝撃に強いものが得られる。更に焼結
温度が低いので、焼結体が経済的に得られる。
サヤ材、断熱材等の用途に使用される。また中空球状体
にアルミナを被覆したので、気孔サイズ、気孔分布等が
均一のものが得られるばかりでなく、熱容量が小さく、
高強度を有することができ、軽量な肉薄品の製造が可能
であり、その上熱衝撃に強いものが得られる。更に焼結
温度が低いので、焼結体が経済的に得られる。
Claims (4)
- 【請求項１】 シリカ質中空球状体の表面に、該シリカ
質中空球状体の平均粒径の１／１０以下の粒径のアルミ
ナ微粒子を有することを特徴とする多孔質焼結体。 - 【請求項２】 請求項１記載のシリカ質中空球状体がフ
ライアッシュバルーン、シリカバルーン及びシラスバル
ーンの少なくともいづれかであることを特徴とする多孔
質焼結体。 - 【請求項３】 シリカ質中空球状体の表面にアルミナ微
粒子を被覆し、得られた被覆物を加圧成形した後、該成
形体を１５０℃／ｈｒ〜３００℃／ｈｒで昇温し、１４
００℃〜１５５０℃で焼結することを特徴とする多孔質
焼結体の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載のシリカ質中空球状体がフ
ライアッシュバルーン、シリカバルーン及びシラスバル
ーンの少なくともいづれかであることを特徴とする多孔
質焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25290491A JPH0558760A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 多孔質焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25290491A JPH0558760A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 多孔質焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0558760A true JPH0558760A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=17243788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25290491A Withdrawn JPH0558760A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 多孔質焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0558760A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0849018A1 (de) * | 1996-12-19 | 1998-06-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 | Werkstück aus einem Leichtbau-Werkstoff und Verfahren zur Herstellung des Werkstückes |
| EP2436898A1 (en) | 2010-09-30 | 2012-04-04 | Mazda Motor Corporation | Heat-insulting structure |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP25290491A patent/JPH0558760A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0849018A1 (de) * | 1996-12-19 | 1998-06-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 | Werkstück aus einem Leichtbau-Werkstoff und Verfahren zur Herstellung des Werkstückes |
| EP2436898A1 (en) | 2010-09-30 | 2012-04-04 | Mazda Motor Corporation | Heat-insulting structure |
| US8813734B2 (en) | 2010-09-30 | 2014-08-26 | Mazda Motor Corporation | Heat-insulating structure |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |