JPH0597519A - 炭化珪素泥しようの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒度配合した炭化珪素粉体を使用した泥しょ
うの溶媒、分散剤の添加量を増大させずに、均質な炭化
珪素泥しょうを製造することである。 【構成】 炭化珪素泥しょうを製造する製造方法におい
て、予め最大粒径が２０μｍ以下で１μｍ以下を２０ｗ
ｔ％以上含む炭化珪素微粉を溶媒中に分散させた後に粗
粒を添加して混合することにより、溶媒、分散剤の添加
量を増大させずに、均質な炭化珪素泥しょうを製造する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、泥しょう鋳込み、ドク
ターブレード、コーティング、スプレードライ等による
炭化珪素成形物を得るための炭化珪素泥しょうの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に炭化珪素泥しょうを製造するに
は、粒度配合した炭化珪素粉体と溶媒に、分散剤、結合
剤、消泡剤を混合する方法が採られている。炭化珪素粉
体を粒度配合するのは、製品のかさ比重や各種物性を使
用目的に適合させたり、組織の均質化をはかるために行
われる。溶媒は、泥しょうを使用する成形過程で良好な
流動性を得るための成分である。分散剤は炭化珪素原料
の液体中への分散性を向上させる物質であり、結合剤は
成形体に保形性を与える目的で使用される物質である。
消泡剤は泥しょう中の気泡を除去するために使用され
る。

【０００３】溶媒の添加量は、良好な流動性が得られる
最低量が望ましい。これは炭化珪素粉体の沈降を防ぐた
めと作業能率を上げるためである。分散剤、結合剤、消
泡剤等の添加については、使用する炭化珪素粉体や溶媒
の種類により必ずしも必要でないものもある。

【０００４】また、粒度配合した炭化珪素粉体、溶媒、
分散剤、結合剤、消泡剤等の添加順序は一般には、粒度
配合した炭化珪素原料、溶媒、分散剤を同時に添加した
後に、結合剤を加え、最後に消泡剤を添加する。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】泥しょうで重要なこ
とは、炭化珪素粉体が均一に分散していることである。
しかし、粒度配合した炭化珪素粉体は、微粒子と粗粒子
を均質に混合することが難しいため、泥しょうが均質で
なく、成形体、焼成体の欠陥の原因となることが多い。
そのため泥しょうを製造する前に、粒度配合した炭化珪
素粉体を乾式混合したりするが、十分ではない。泥しょ
うの製造において溶媒、分散剤の添加量を増やすのは炭
化珪素粉体を均質に分散させるのに有効な方法である。
しかし、溶媒の増量は炭化珪素粉体の沈降を速めるため
成形が難しく、作業能率の低下にもなる。分散剤の増量
は焼成時に遊離炭素が残るため製品に悪影響を与えるの
で実際に行うのは難しい。

【０００６】本発明の目的は、粒度配合した炭化珪素粉
体を使用した泥しょうの溶媒、分散剤の添加量を増大さ
せずに、均質な泥しょうを得ることにある。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明の目的は、粒度
配合した炭化珪素粉体を溶媒、分散剤、結合剤、消泡剤
とともに混合して炭化珪素泥しょうを製造する炭化珪素
泥しょうの製造方法において、予め最大粒径が２０μｍ
以下で１μｍ以下を２０ｗｔ％以上含む炭化珪素微粉を
溶媒中に分散させた後に炭化珪素粗粒を添加して混合す
ることを特徴とする炭化珪素泥しょうの製造方法により
達成される。

【０００８】この時、分散剤、結合剤、消泡剤の添加
は、予め微粉とともに混合してもよいし、粗粒と同時に
添加してもよい。また、分散剤、結合剤、消泡剤を全部
添加する必要もないし、これらを同時に添加する必要も
ない。望ましくは、微粉、溶媒、分散剤を混合して微粉
が十分に分散した後に粗粒を添加し、その後に結合剤、
消泡剤の順番で入れるのがよい。

【０００９】これらの泥しょうを製造する方法におい
て、微粉の粒子径１μｍ以下の占める割合いは２０ｗｔ
％以上が望ましい。１μｍ以下の粒子の割合いが２０ｗ
ｔ％以下だと泥しょうになりにくく、１μｍ以下の占め
る割合いが２０ｗｔ％以下の場合には、予め微粉を分散
させなくても粗粒と同時に添加して混合しても十分分散
するからである。

【００１０】また、微粉の最大粒径は２０μｍ以下が望
ましい。これは、最大粒径が２０μｍ以上だと粗粒の最
少粒径と区別がつかなくなるからである。

【００１１】

【作用】炭化珪素の分散で難しいのは、１μｍ以下の微
粉の分散で、特に１μｍ以下の粒子が２０ｗｔ％を越え
ると難しい。炭化珪素は非酸化物セラミックスなので、
その表面は一般に疎水性である。しかし、炭化珪素の製
造工程の粉砕、分級等の工程を経るにしたがって炭化珪
素表面は酸化されて水に濡れやすくなり分散する。しか
し、１μｍ以下の粒子は凝集力が強く、凝集粒子のまま
凝集体表面が酸化するだけである。そのため、炭化珪素
微粉を使用した泥しょうは、溶媒や分散剤を多量に添加
しないと分散しない。しかし、粒度配合した炭化珪素粉
体の泥しょうでは、溶媒を多量に加えると粗粒の沈降が
おきるため、実際には溶媒を多量に加えることは難し
い。分散剤を多量に加えることも、焼成時に遊離炭素が
残るため製品に悪影響を与える。

【００１２】しかし、本発明による予め微粉を分散させ
る方法で炭化珪素粉体の泥しょうを製造すれば、少量の
溶媒と分散剤で微粉が分散できるため、均質で溶媒と分
散剤の添加量も少ない炭化珪素泥しょうを得ることがで
きる。溶媒の添加量は、微粉と粗粒を合せた炭化珪素粉
体全体としての必要量なため、微粉だけを予めその溶媒
量で分散させることは、微粉を多量の溶媒で分散させる
ことになる。一度分散した微粉の炭化珪素粒子は、静電
気力等により容易に凝集しないため、後で粗粒を添加し
炭化珪素粉体全体に対しての溶媒量が少なくなっても凝
集しない。

【００１３】

【実施例】

（１）材料 炭化珪素粗粒には、ＧＣ＃１００番（昭和電工（株）
製）を、炭化珪素微粉に最大粒径２０μｍ以下で、１μ
ｍ以下を２８ｗｔ％含むＧＭＦ−６Ｓ（（株）大平洋ラ
ンダム製）と、微粉に最大粒径２０μｍ以下で、１μｍ
以下を１８ｗｔ％含むＧＭＦ−１０００Ｆ（（株）大平
洋ランダム製）を使用した。溶媒にはイオン交換水を、
分散剤は水ガラスを使用した。

【００１４】（２）泥しょうの製造方法 ａ．本発明による実施例を示す。 （ＧＭＦ−６Ｓ）２５０ｇ、イオン交換水７０ｇと６０
ｇに、分散剤０．５ｍｌをプラスチック製のポットにナ
イロンボールとともに入れ約１８時間混合した後に、
（ＧＣ＃１００番）２５０ｇを入れ、再び約１８時間混
合した。（実施例ａ）

【００１５】ｂ．比較例を示す。 （ＧＭＦ−６Ｓ）２５０ｇと（ＧＣ＃１００番）２５０
ｇ、イオン交換水７０ｇと６０ｇに、分散剤０．５ｍｌ
を同時にプラスチック製のポットにナイロンボールとと
もに入れ約１８時間混合して泥しょうを製造した。（比
較例ｂ）

【００１６】ｃ．比較例を示す。 （ＧＭＦ−１０００Ｆ）２５０ｇ、イオン交換水６５ｇ
と６０ｇに、分散剤０．５ｍｌをプラスチック製のポッ
トにナイロンボールとともに入れ約１８時間混合した後
に、（ＧＣ＃１００番）２５０ｇを入れ、再び約１８時
間混合した。（比較例ｃ）

【００１７】ｄ．比較例を示す。 （ＧＭＦ−１０００Ｆ）２５０ｇと（ＧＣ＃１００番）
２５０ｇ、イオン交換水６５ｇと６０ｇに、分散剤０．
５ｍｌを同時にプラスチック製のポットにナイロンボー
ルとともに入れ約１８時間混合して泥しょうを製造し
た。（比較例ｄ）

【００１８】（３）評価 実施例ａ、比較例ｂ、ｃ、ｄの泥しょうを、石膏型に鋳
込んで成形体を得た後、それを窒素中、２１００℃で焼
成し、嵩比重をＪＩＳＲ２２０５にもとづいて測定し
た。

【００１９】微粉に１μｍ以下を２８ｗｔ％含むＧＭＦ
−６Ｓを予め分散させた。実施例ａは、比較例ｂに比
べ、水分率の多少にかかわらず嵩比重せ高かった。しか
し、微粉に１μｍ以下を１８ｗｔ％含むＧＭＦ−１００
０Ｆを使用した比較例ｃ、ｄでは、微粉を予め分散させ
ても、させなくても嵩比重はほとんど同じであった。

【００２０】

【００２１】

【効果】実施例で明らかなように、微粉をあらかじめ分
散させたのちに粗粒を加えたものは水分率の多少にかか
わらず成形体の嵩比重が高く、本発明の方法が有効であ
ることがわかった。本発明を炭化珪素質の構造材に応用
すれば、従来の方法では得られなかった、高密度でしか
も密度のばらつきの少ない成形体が得られ、効果が大き
い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒度配合した炭化珪素泥しょうを製造す
   る製造方法において、最大粒径が２０μｍ以下で、しか
   も１μｍ以下を２０ｗｔ％以上含む炭化珪素微粉を溶媒
   中に分散させた後に、炭化珪素粗粒を添加して混合する
   ことを特徴とする炭化珪素泥しょうの製造方法。