JPH06116066A - セラミック焼成炉用炉材の製造方法 - Google Patents
セラミック焼成炉用炉材の製造方法Info
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- JPH06116066A JPH06116066A JP4286846A JP28684692A JPH06116066A JP H06116066 A JPH06116066 A JP H06116066A JP 4286846 A JP4286846 A JP 4286846A JP 28684692 A JP28684692 A JP 28684692A JP H06116066 A JPH06116066 A JP H06116066A
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- furnace material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
- C04B41/5042—Zirconium oxides or zirconates; Hafnium oxides or hafnates
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 特に大きなコストを必要とすることなく、繰
り返して使用した場合にもジルコニアコーティング層の
剥離が発生しにくく、耐用性に優れたセラミック焼成炉
用炉材を得る。 【構成】 安定化ジルコニアと未安定化ジルコニアとを
混合して熱膨脹係数を調整したジルコニア質コーティン
グ材を用いてジルコニアコーティングを施す。また、コ
ーティング材として、安定化ジルコニアと未安定化ジル
コニアとを混合して熱膨脹係数を調整したジルコニア質
コーティング材を用い、該ジルコニア質コーティング材
を炉材成形体の表面に付着させた後、炉材成形体を焼成
すると同時にその表面に付着させたジルコニア質コーテ
ィング材を焼成してジルコニアコーティング層を形成す
る。
り返して使用した場合にもジルコニアコーティング層の
剥離が発生しにくく、耐用性に優れたセラミック焼成炉
用炉材を得る。 【構成】 安定化ジルコニアと未安定化ジルコニアとを
混合して熱膨脹係数を調整したジルコニア質コーティン
グ材を用いてジルコニアコーティングを施す。また、コ
ーティング材として、安定化ジルコニアと未安定化ジル
コニアとを混合して熱膨脹係数を調整したジルコニア質
コーティング材を用い、該ジルコニア質コーティング材
を炉材成形体の表面に付着させた後、炉材成形体を焼成
すると同時にその表面に付着させたジルコニア質コーテ
ィング材を焼成してジルコニアコーティング層を形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、電子部品用セラミッ
ク素子などの焼成炉に用いられる、アルミナ質またはア
ルミナ−ジルコニア質の炉材成形体（炉材基材）にジル
コニアコーティングを施してなるセラミック焼成炉用炉
材の繰返し使用における耐久性を改善する方法に関す
る。
ク素子などの焼成炉に用いられる、アルミナ質またはア
ルミナ−ジルコニア質の炉材成形体（炉材基材）にジル
コニアコーティングを施してなるセラミック焼成炉用炉
材の繰返し使用における耐久性を改善する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子部
品用セラミック素子などを焼成するために用いられるセ
ラミック焼成炉用炉材としては、通常、アルミナ質また
はアルミナ−ジルコニア質の炉材が用いられることが多
い。
品用セラミック素子などを焼成するために用いられるセ
ラミック焼成炉用炉材としては、通常、アルミナ質また
はアルミナ−ジルコニア質の炉材が用いられることが多
い。
【０００３】また、近年においては、耐熱衝撃性を高
め、かつ、熱容量を小さくするために軽量化したアルミ
ナ質、アルミナ−ジルコニア質、あるいはジルコニア質
の炉材も使用されるに至っている。
め、かつ、熱容量を小さくするために軽量化したアルミ
ナ質、アルミナ−ジルコニア質、あるいはジルコニア質
の炉材も使用されるに至っている。
【０００４】一方、これらの炉材を用いた焼成炉により
セラミック素子の焼成を行う場合、炉材上にセラミック
素子の成形体を並べて載置し、所定の温度に昇温してセ
ラミック素子の焼成を行う。
セラミック素子の焼成を行う場合、炉材上にセラミック
素子の成形体を並べて載置し、所定の温度に昇温してセ
ラミック素子の焼成を行う。
【０００５】そして、このとき、炉材を構成する成分と
セラミック素子との反応を防止するために、安定で反応
性の小さいジルコニア質のプレートまたはパウダーを炉
材上に敷き、その上にセラミック素子の成形体を載置し
て焼成を行う。したがって、焼成を行うたびにジルコニ
ア質のプレートまたはパウダーを炉材上に敷く工程が必
要となるため、焼成工程が複雑になり製造コストの増大
を招くという問題点がある。
セラミック素子との反応を防止するために、安定で反応
性の小さいジルコニア質のプレートまたはパウダーを炉
材上に敷き、その上にセラミック素子の成形体を載置し
て焼成を行う。したがって、焼成を行うたびにジルコニ
ア質のプレートまたはパウダーを炉材上に敷く工程が必
要となるため、焼成工程が複雑になり製造コストの増大
を招くという問題点がある。
【０００６】この問題点を解決するために、焼成した炉
材成形体（炉材基材）の表面にジルコニアをコーティン
グして焼き付けたり、未焼成の炉材成形体の表面にジル
コニアスラリーをコーティングした後焼成し、炉材成形
体の焼成と同時にジルコニアコーティング層を焼き付け
たりすることにより、ジルコニアのコーティング層を炉
材成形体の表面に形成した炉材が使用されている。
材成形体（炉材基材）の表面にジルコニアをコーティン
グして焼き付けたり、未焼成の炉材成形体の表面にジル
コニアスラリーをコーティングした後焼成し、炉材成形
体の焼成と同時にジルコニアコーティング層を焼き付け
たりすることにより、ジルコニアのコーティング層を炉
材成形体の表面に形成した炉材が使用されている。
【０００７】しかし、この方法においては、セラミック
素子を繰り返して焼成する場合に、繰返し使用による温
度サイクル（熱サイクル）により炉材成形体とジルコニ
アコーティング層との間に歪が生じてジルコニアコーテ
ィング層が剥離するなど、炉材の耐久性が不十分で、保
守に手間がかかるとともに焼成炉の稼働率が低下して製
造コストが増大するという問題点がある。
素子を繰り返して焼成する場合に、繰返し使用による温
度サイクル（熱サイクル）により炉材成形体とジルコニ
アコーティング層との間に歪が生じてジルコニアコーテ
ィング層が剥離するなど、炉材の耐久性が不十分で、保
守に手間がかかるとともに焼成炉の稼働率が低下して製
造コストが増大するという問題点がある。
【０００８】さらに、別の方法として、炉材成形体の表
面にジルコニアを溶射する方法も提案されているが、ジ
ルコニアを溶射するためには大掛かりな設備が必要で、
多大の費用を要すること、及び上記の従来例と同様、繰
返し使用による温度サイクルに起因してジルコニア層の
剥離が生じ、必ずしも十分な耐久性が得られないことな
どの問題点がある。
面にジルコニアを溶射する方法も提案されているが、ジ
ルコニアを溶射するためには大掛かりな設備が必要で、
多大の費用を要すること、及び上記の従来例と同様、繰
返し使用による温度サイクルに起因してジルコニア層の
剥離が生じ、必ずしも十分な耐久性が得られないことな
どの問題点がある。
【０００９】本願発明は、上記従来例の問題点を解決す
るものであり、特に大きなコストを必要とすることな
く、繰り返して使用した場合にもジルコニアコーティン
グ層の剥離が発生しにくく、耐用性に優れたセラミック
焼成炉用炉材の製造方法を提供することを目的とする。
るものであり、特に大きなコストを必要とすることな
く、繰り返して使用した場合にもジルコニアコーティン
グ層の剥離が発生しにくく、耐用性に優れたセラミック
焼成炉用炉材の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者等は、ジルコニアコーティング層の剥離の原
因などに関し、種々の検討及び実験を行った。
に、発明者等は、ジルコニアコーティング層の剥離の原
因などに関し、種々の検討及び実験を行った。
【００１１】それによると、コーティング層であるジル
コニアの熱膨脹係数と炉材成形体（炉材基材）の熱膨脹
係数に、高温領域で差があることが、ジルコニアコーテ
ィング層の剥離の最も大きな要因であることがわかっ
た。
コニアの熱膨脹係数と炉材成形体（炉材基材）の熱膨脹
係数に、高温領域で差があることが、ジルコニアコーテ
ィング層の剥離の最も大きな要因であることがわかっ
た。
【００１２】表１に、アルミナ質及びアルミナ−ジルコ
ニア質の炉材の熱膨脹率を示す。
ニア質の炉材の熱膨脹率を示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】このように、熱膨脹係数に差があると、セ
ラミック素子の焼成を繰り返して行った場合、繰返し使
用による温度サイクルにより、ジルコニアコーティング
層と炉材成形体との境界層に歪が生じ、結果として、ジ
ルコニアコーティング層の剥離が発生し、炉材寿命が短
くなる。
ラミック素子の焼成を繰り返して行った場合、繰返し使
用による温度サイクルにより、ジルコニアコーティング
層と炉材成形体との境界層に歪が生じ、結果として、ジ
ルコニアコーティング層の剥離が発生し、炉材寿命が短
くなる。
【００１５】すなわち、炉材成形体の表面にコーティン
グされたジルコニアは、単斜晶、正方晶、立方晶の３つ
の結晶変態を有し、セラミック素子の焼成温度領域で結
晶変態の移行に伴う異常膨脹収縮が生じる。そのため、
ジルコニアコーティング層の体積が変化して、炉材成形
体とジルコニアコーティング層の間に隙間が生じ、ジル
コニアコーティング層の剥離が発生する。
グされたジルコニアは、単斜晶、正方晶、立方晶の３つ
の結晶変態を有し、セラミック素子の焼成温度領域で結
晶変態の移行に伴う異常膨脹収縮が生じる。そのため、
ジルコニアコーティング層の体積が変化して、炉材成形
体とジルコニアコーティング層の間に隙間が生じ、ジル
コニアコーティング層の剥離が発生する。
【００１６】ところで、このジルコニアコーティング層
の異常膨脹収縮は、コーティング層を構成するジルコニ
アを安定化することにより可能になる。ジルコニアを安
定化するために用いられる安定化剤としては、一般に、
ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｙ2Ｏ3などがよく知られている。
の異常膨脹収縮は、コーティング層を構成するジルコニ
アを安定化することにより可能になる。ジルコニアを安
定化するために用いられる安定化剤としては、一般に、
ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｙ2Ｏ3などがよく知られている。
【００１７】これらの安定化剤のうち、ＭｇＯはジルコ
ニア（ＺｒＯ2）との固溶体が不安定で、高温使用には
適していない。また、ＣａＯは、高温使用中に炉材成形
体（炉材基材）及び被焼成物であるセラミック素子に拡
散しやすく、セラミック素子の品質低下や、焼成工程で
のセラミック素子同士の付着などを引き起こし、同時に
ＣａＯの抜けにより、ジルコニアの安定化度が低下して
熱膨脹係数が大きく変化し、結果としてジルコニアコー
ティング層の剥離が発生しやすくなる。
ニア（ＺｒＯ2）との固溶体が不安定で、高温使用には
適していない。また、ＣａＯは、高温使用中に炉材成形
体（炉材基材）及び被焼成物であるセラミック素子に拡
散しやすく、セラミック素子の品質低下や、焼成工程で
のセラミック素子同士の付着などを引き起こし、同時に
ＣａＯの抜けにより、ジルコニアの安定化度が低下して
熱膨脹係数が大きく変化し、結果としてジルコニアコー
ティング層の剥離が発生しやすくなる。
【００１８】これに対して、Ｙ2Ｏ3は、高価ではあるが
耐反応性に優れ、品質的に比較的安定である。しかし、
Ｙ2Ｏ3による安定化ジルコニアの熱膨脹係数は、アルミ
ナ質またはアルミナ−ジルコニア質の炉材の熱膨脹係数
に比べて非常に大きく、１５〜２０回の繰返し使用によ
りジルコニアコーティング層の剥離が発生する。
耐反応性に優れ、品質的に比較的安定である。しかし、
Ｙ2Ｏ3による安定化ジルコニアの熱膨脹係数は、アルミ
ナ質またはアルミナ−ジルコニア質の炉材の熱膨脹係数
に比べて非常に大きく、１５〜２０回の繰返し使用によ
りジルコニアコーティング層の剥離が発生する。
【００１９】このような、挙動や傾向などを踏まえ、種
々の実験、検討を行った結果、完全安定化ジルコニアと
未安定化ジルコニアを混合することにより、見掛けの安
定化度を変化させて、熱膨脹係数を所望の値に調整し、
炉材成形体の熱膨脹係数にあわせることが可能であるこ
とを知り、さらに実験、検討を行って本願発明を完成さ
せた。なお、表２に、完全安定化ジルコニアと未安定化
ジルコニアの比率と熱膨脹係数との関係を示す。
々の実験、検討を行った結果、完全安定化ジルコニアと
未安定化ジルコニアを混合することにより、見掛けの安
定化度を変化させて、熱膨脹係数を所望の値に調整し、
炉材成形体の熱膨脹係数にあわせることが可能であるこ
とを知り、さらに実験、検討を行って本願発明を完成さ
せた。なお、表２に、完全安定化ジルコニアと未安定化
ジルコニアの比率と熱膨脹係数との関係を示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２に示すように、完全安定化ジルコニア
と未安定化ジルコニアの割合を変化させることにより、
熱膨脹係数が変化することがわかる。
と未安定化ジルコニアの割合を変化させることにより、
熱膨脹係数が変化することがわかる。
【００２２】すなわち、本願第１の発明にかかるセラミ
ック焼成炉用炉材の製造方法は、アルミナ質またはアル
ミナ−ジルコニア質の炉材成形体にジルコニアコーティ
ングを施してなるセラミック焼成炉用炉材の製造方法に
おいて、安定化ジルコニアと未安定化ジルコニアとを混
合して熱膨脹係数を調整したジルコニア質コーティング
材を用いてジルコニアコーティングを施すことを特徴と
する。
ック焼成炉用炉材の製造方法は、アルミナ質またはアル
ミナ−ジルコニア質の炉材成形体にジルコニアコーティ
ングを施してなるセラミック焼成炉用炉材の製造方法に
おいて、安定化ジルコニアと未安定化ジルコニアとを混
合して熱膨脹係数を調整したジルコニア質コーティング
材を用いてジルコニアコーティングを施すことを特徴と
する。
【００２３】また、本願第２の発明にかかるセラミック
焼成炉用炉材の製造方法は、アルミナ質またはアルミナ
−ジルコニア質の炉材成形体にジルコニアコーティング
を施してなるセラミック焼成炉用炉材の製造方法におい
て、コーティング材として、安定化ジルコニアと未安定
化ジルコニアとを混合して熱膨脹係数を調整したジルコ
ニア質コーティング材を用い、該ジルコニア質コーティ
ング材を炉材成形体の表面に付着させた後、炉材成形体
を焼成すると同時にその表面に付着させたジルコニア質
コーティング材を焼成してジルコニアコーティング層を
形成することを特徴とする。
焼成炉用炉材の製造方法は、アルミナ質またはアルミナ
−ジルコニア質の炉材成形体にジルコニアコーティング
を施してなるセラミック焼成炉用炉材の製造方法におい
て、コーティング材として、安定化ジルコニアと未安定
化ジルコニアとを混合して熱膨脹係数を調整したジルコ
ニア質コーティング材を用い、該ジルコニア質コーティ
ング材を炉材成形体の表面に付着させた後、炉材成形体
を焼成すると同時にその表面に付着させたジルコニア質
コーティング材を焼成してジルコニアコーティング層を
形成することを特徴とする。
【００２４】このように、安定化度の異なる２つのジル
コニア質材料の配合割合を、所定の熱膨脹係数が得られ
るように適宜調整することにより、ジルコニア質コーテ
ィング材の熱膨脹係数と、アルミナ質またはアルミナ−
ジルコニア質の炉材成形体の熱膨脹係数の差をできるだ
け小さくして、繰り返して使用しても、ジルコニアコー
ティング層の剥離が非常に発生しにくく、耐久性に優れ
た長寿命の炉材を得ることが可能になる。
コニア質材料の配合割合を、所定の熱膨脹係数が得られ
るように適宜調整することにより、ジルコニア質コーテ
ィング材の熱膨脹係数と、アルミナ質またはアルミナ−
ジルコニア質の炉材成形体の熱膨脹係数の差をできるだ
け小さくして、繰り返して使用しても、ジルコニアコー
ティング層の剥離が非常に発生しにくく、耐久性に優れ
た長寿命の炉材を得ることが可能になる。
【００２５】なお、ジルコニア質コーティング材を炉材
成形体の表面に付着させた後、炉材成形体を焼成すると
同時にその表面に付着させたジルコニア質コーティング
材を焼成して炉材成形体の表面にジルコニアコーティン
グ層を形成する（すなわち同時焼成する）ことにより、
炉材表面（ジルコニアコーティング層が形成された炉材
の表面）を平滑にすることができるとともに、コーティ
ング層の焼付けを別の工程で行う場合に比べてジルコニ
アコーティング層の焼付け工程が不要になり、製造コス
トを低減することが可能になる。
成形体の表面に付着させた後、炉材成形体を焼成すると
同時にその表面に付着させたジルコニア質コーティング
材を焼成して炉材成形体の表面にジルコニアコーティン
グ層を形成する（すなわち同時焼成する）ことにより、
炉材表面（ジルコニアコーティング層が形成された炉材
の表面）を平滑にすることができるとともに、コーティ
ング層の焼付けを別の工程で行う場合に比べてジルコニ
アコーティング層の焼付け工程が不要になり、製造コス
トを低減することが可能になる。
【００２６】
【実施例】以下、本願発明の実施例を示して、発明の特
徴とするところをさらに詳しく説明する。
徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００２７】以下の実施例１〜４の方法により、炉材成
形体の表面にジルコニアコーティング層が形成された炉
材（試料）を作成した。
形体の表面にジルコニアコーティング層が形成された炉
材（試料）を作成した。
【００２８】実施例１ 市販の高純度アルミナ（Ａｌ2Ｏ3９９重量％以上）１０
０重量部に、カオリン粘土１．５重量部（通常は０〜
２．５重量部の範囲で添加する）を添加、混合した後ス
ラリー化した。それから、このアルミナスラリーを石膏
型に圧力鋳込み成形した後、離型、乾燥して炉材成形体
を作成した。
０重量部に、カオリン粘土１．５重量部（通常は０〜
２．５重量部の範囲で添加する）を添加、混合した後ス
ラリー化した。それから、このアルミナスラリーを石膏
型に圧力鋳込み成形した後、離型、乾燥して炉材成形体
を作成した。
【００２９】次に、高純度Ｙ2Ｏ3安定化ジルコニア（Ｚ
ｒＯ2９３重量％以上，Ｙ2Ｏ3６重量％以上）８０重量
部に対して高純度ジルコニア（未安定化ジルコニア）
（ＺｒＯ2９９重量％以上）を２０重量部添加してジル
コニア質コーティング材を調製し、これをスラリー化し
た後、上記炉材成形体の全面にスプレー噴霧して、炉材
成形体の表面に０．２〜０．３mmのジルコニア層を形成
した。そして、乾燥後に１６００℃で２時間焼成して、
炉材成形体を焼結させるとともに、ジルコニアコーティ
ング層を形成させた。
ｒＯ2９３重量％以上，Ｙ2Ｏ3６重量％以上）８０重量
部に対して高純度ジルコニア（未安定化ジルコニア）
（ＺｒＯ2９９重量％以上）を２０重量部添加してジル
コニア質コーティング材を調製し、これをスラリー化し
た後、上記炉材成形体の全面にスプレー噴霧して、炉材
成形体の表面に０．２〜０．３mmのジルコニア層を形成
した。そして、乾燥後に１６００℃で２時間焼成して、
炉材成形体を焼結させるとともに、ジルコニアコーティ
ング層を形成させた。
【００３０】なお、比較のため、未安定化ジルコニアを
添加していないジルコニア質コーティング材を用いて上
記実施例と同様の方法により、炉材成形体の表面にジル
コニアコーティング層を形成させ、これを比較例１とし
た。
添加していないジルコニア質コーティング材を用いて上
記実施例と同様の方法により、炉材成形体の表面にジル
コニアコーティング層を形成させ、これを比較例１とし
た。
【００３１】実施例２ 市販の高純度アルミナ（Ａｌ2Ｏ3９９重量％以上）１０
０重量部に、カオリン粘土１．５重量部を添加、混合し
た後スラリー化した。それから、軽量質にするために、
樹脂粒子を体積比で３８％となるように石膏型に充填
し、上記のアルミナスラリーをこの石膏型に圧力鋳込み
成形した後、離型、乾燥して炉材成形体を作成した。
０重量部に、カオリン粘土１．５重量部を添加、混合し
た後スラリー化した。それから、軽量質にするために、
樹脂粒子を体積比で３８％となるように石膏型に充填
し、上記のアルミナスラリーをこの石膏型に圧力鋳込み
成形した後、離型、乾燥して炉材成形体を作成した。
【００３２】次に、高純度Ｙ2Ｏ3安定化ジルコニア（Ｚ
ｒＯ2９３重量％以上，Ｙ2Ｏ3６重量％以上）８０重量
部に対して高純度ジルコニア（未安定化ジルコニア）
（ＺｒＯ2９９重量％以上）を２０重量部添加してジル
コニア質コーティング材を調製し、これをスラリー化し
た後、上記炉材成形体の全面にスプレー噴霧して、炉材
成形体の表面に０．２〜０．３mmのジルコニアコーティ
ング層を形成した。そして、乾燥後に１６００℃で２時
間焼成して、炉材成形体を焼結させるとともに、ジルコ
ニアコーティング層を形成させ、軽量質炉材を作成し
た。
ｒＯ2９３重量％以上，Ｙ2Ｏ3６重量％以上）８０重量
部に対して高純度ジルコニア（未安定化ジルコニア）
（ＺｒＯ2９９重量％以上）を２０重量部添加してジル
コニア質コーティング材を調製し、これをスラリー化し
た後、上記炉材成形体の全面にスプレー噴霧して、炉材
成形体の表面に０．２〜０．３mmのジルコニアコーティ
ング層を形成した。そして、乾燥後に１６００℃で２時
間焼成して、炉材成形体を焼結させるとともに、ジルコ
ニアコーティング層を形成させ、軽量質炉材を作成し
た。
【００３３】なお、比較のため、未安定化ジルコニアを
添加していないジルコニア質コーティング材を用いて上
記実施例と同様の方法により、軽量質の炉材成形体の表
面にジルコニアコーティング層を形成させ、これを比較
例２とした。
添加していないジルコニア質コーティング材を用いて上
記実施例と同様の方法により、軽量質の炉材成形体の表
面にジルコニアコーティング層を形成させ、これを比較
例２とした。
【００３４】実施例３ 市販の高純度アルミナ（Ａｌ2Ｏ3９９重量％以上）と高
純度ジルコニア（ＺｒＯ2９９重量％以上）を９０重量
部：１０重量部の割合で混合し、これにカオリン粘土
１．５重量部を添加、混合した後スラリー化した。それ
から、このアルミナ−ジルコニアスラリーを石膏型に圧
力鋳込み成形した後、離型、乾燥することにより炉材成
形体を作成した。
純度ジルコニア（ＺｒＯ2９９重量％以上）を９０重量
部：１０重量部の割合で混合し、これにカオリン粘土
１．５重量部を添加、混合した後スラリー化した。それ
から、このアルミナ−ジルコニアスラリーを石膏型に圧
力鋳込み成形した後、離型、乾燥することにより炉材成
形体を作成した。
【００３５】次に、高純度Ｙ2Ｏ3安定化ジルコニア（Ｚ
ｒＯ2９３重量％以上，Ｙ2Ｏ3６重量％以上）８０重量
部に対して高純度ジルコニア（未安定化ジルコニア）
（ＺｒＯ2９９重量％以上）を２０重量部添加してジル
コニア質コーティング材を調製し、これをスラリー化し
た後、上記炉材成形体の全面にスプレー噴霧して、炉材
成形体の表面に０．２〜０．３mmのジルコニア層を形成
した。そして、乾燥後に１６００℃で２時間焼成して、
炉材成形体を焼結させるとともに、ジルコニアコーティ
ング層を形成させた。
ｒＯ2９３重量％以上，Ｙ2Ｏ3６重量％以上）８０重量
部に対して高純度ジルコニア（未安定化ジルコニア）
（ＺｒＯ2９９重量％以上）を２０重量部添加してジル
コニア質コーティング材を調製し、これをスラリー化し
た後、上記炉材成形体の全面にスプレー噴霧して、炉材
成形体の表面に０．２〜０．３mmのジルコニア層を形成
した。そして、乾燥後に１６００℃で２時間焼成して、
炉材成形体を焼結させるとともに、ジルコニアコーティ
ング層を形成させた。
【００３６】なお、比較のため、未安定化ジルコニアを
添加していないジルコニア質コーティング材を用いて上
記実施例と同様の方法により、炉材成形体の表面にジル
コニアコーティング層を形成させ、これを比較例３とし
た。
添加していないジルコニア質コーティング材を用いて上
記実施例と同様の方法により、炉材成形体の表面にジル
コニアコーティング層を形成させ、これを比較例３とし
た。
【００３７】実施例４ 市販の高純度アルミナ（Ａｌ2Ｏ3９９重量％以上）と高
純度ジルコニア（ＺｒＯ2９９重量％以上）を９０重量
部：１０重量部の割合で混合し、これにカオリン粘土
１．５重量部を添加、混合した後スラリー化した。それ
から、軽量質にするために、樹脂粒子を体積比で３８％
となるように石膏型に充填し、上記のアルミナ−ジルコ
ニアスラリーをこの石膏型に圧力鋳込み成形した後、離
型、乾燥して炉材成形体を作成した。
純度ジルコニア（ＺｒＯ2９９重量％以上）を９０重量
部：１０重量部の割合で混合し、これにカオリン粘土
１．５重量部を添加、混合した後スラリー化した。それ
から、軽量質にするために、樹脂粒子を体積比で３８％
となるように石膏型に充填し、上記のアルミナ−ジルコ
ニアスラリーをこの石膏型に圧力鋳込み成形した後、離
型、乾燥して炉材成形体を作成した。
【００３８】次に、高純度Ｙ2Ｏ3安定化ジルコニア（Ｚ
ｒＯ2９３重量％以上，Ｙ2Ｏ3６重量％以上）７０〜９
５重量部に対して高純度ジルコニア（未安定化ジルコニ
ア）（ＺｒＯ2９９重量％以上）を５〜３０重量部添加
してジルコニア質コーティング材を調製し、これをスラ
リー化した後、上記炉材成形体の全面にスプレー噴霧し
て、炉材成形体の表面に０．２〜０．３mmのジルコニア
コーティング層を形成した。そして、乾燥後に１６００
℃で２時間焼成して、炉材成形体を焼結させるととも
に、ジルコニアコーティング層を形成させ、軽量質炉材
を作成した。
ｒＯ2９３重量％以上，Ｙ2Ｏ3６重量％以上）７０〜９
５重量部に対して高純度ジルコニア（未安定化ジルコニ
ア）（ＺｒＯ2９９重量％以上）を５〜３０重量部添加
してジルコニア質コーティング材を調製し、これをスラ
リー化した後、上記炉材成形体の全面にスプレー噴霧し
て、炉材成形体の表面に０．２〜０．３mmのジルコニア
コーティング層を形成した。そして、乾燥後に１６００
℃で２時間焼成して、炉材成形体を焼結させるととも
に、ジルコニアコーティング層を形成させ、軽量質炉材
を作成した。
【００３９】なお、比較のため、未安定化ジルコニアを
添加していないジルコニア質コーティング材を用いて上
記実施例と同様の方法により、軽量質の炉材成形体の表
面にジルコニアコーティング層を形成させ、これを比較
例４とした。
添加していないジルコニア質コーティング材を用いて上
記実施例と同様の方法により、軽量質の炉材成形体の表
面にジルコニアコーティング層を形成させ、これを比較
例４とした。
【００４０】それから、上記実施例１〜４の方法により
作成した炉材（ジルコニアコーティングを施した炉材）
の上にチタン酸ジルコニウムを用いて形成したセラミッ
ク素子を積載し、１３５０℃で焼成した。そして、この
焼成工程を繰り返して行い、炉材表面のジルコニアコー
ティング層の剥離の発生の有無を観察した。その結果を
表３に示す。なお、表３には、上記比較例１〜４につい
ての剥離の発生状態の観察結果を合わせて示す。
作成した炉材（ジルコニアコーティングを施した炉材）
の上にチタン酸ジルコニウムを用いて形成したセラミッ
ク素子を積載し、１３５０℃で焼成した。そして、この
焼成工程を繰り返して行い、炉材表面のジルコニアコー
ティング層の剥離の発生の有無を観察した。その結果を
表３に示す。なお、表３には、上記比較例１〜４につい
ての剥離の発生状態の観察結果を合わせて示す。
【００４１】
【表３】
【００４２】表３に示すように、炉材成形体の熱膨脹係
数に合致させるために、Ｙ2Ｏ3安定化ジルコニアと所定
の未安定化ジルコニアを混合してなるジルコニア質コー
ティング材を用いてジルコニアコーティング層を形成し
た実施例１〜４の各炉材は、ジルコニアコーティング層
の炉材成形体への接着強度が大きく、繰返し使用におけ
る耐久性が比較例１〜４の炉材より大幅に向上している
ことがわかる。
数に合致させるために、Ｙ2Ｏ3安定化ジルコニアと所定
の未安定化ジルコニアを混合してなるジルコニア質コー
ティング材を用いてジルコニアコーティング層を形成し
た実施例１〜４の各炉材は、ジルコニアコーティング層
の炉材成形体への接着強度が大きく、繰返し使用におけ
る耐久性が比較例１〜４の炉材より大幅に向上している
ことがわかる。
【００４３】なお、ジルコニア質コーティング材を炉材
成形体の表面に付着させた後、炉材成形体を焼成すると
同時にその表面に付着させたジルコニア質コーティング
材を焼成する（すなわち同時焼成する）ことにより、炉
材成形体を焼成した後、コーティング層を形成し、これ
を焼成することにより得られる炉材（ジルコニアコーテ
ィング層が形成された炉材）よりもその表面を平滑にす
ることができた。
成形体の表面に付着させた後、炉材成形体を焼成すると
同時にその表面に付着させたジルコニア質コーティング
材を焼成する（すなわち同時焼成する）ことにより、炉
材成形体を焼成した後、コーティング層を形成し、これ
を焼成することにより得られる炉材（ジルコニアコーテ
ィング層が形成された炉材）よりもその表面を平滑にす
ることができた。
【００４４】なお、本願発明は、上記実施例に限定され
るものではなく、炉材成形体を構成する炉材基材の組成
（アルミナとジルコニアとの配合割合や粘土などの添加
割合など）、ジルコニア質コーティング材の安定化ジル
コニアと未安定化ジルコニアとの配合割合などに関し、
本願発明の要旨の範囲内で、種々の応用、変形を加える
ことが可能である。
るものではなく、炉材成形体を構成する炉材基材の組成
（アルミナとジルコニアとの配合割合や粘土などの添加
割合など）、ジルコニア質コーティング材の安定化ジル
コニアと未安定化ジルコニアとの配合割合などに関し、
本願発明の要旨の範囲内で、種々の応用、変形を加える
ことが可能である。
【００４５】
【発明の効果】上述ように、本願発明のセラミック焼成
炉用炉材の製造方法は、安定化ジルコニアと未安定化ジ
ルコニアとを混合して熱膨脹係数を調整したジルコニア
質コーティング材を用いてジルコニアコーティングを施
すようにしているので、ジルコニアコーティング層の熱
膨脹係数を炉材成形体の熱膨脹係数に近付けて、炉材成
形体とジルコニアコーティング層との境界層に歪が発生
することを防止し、ジルコニアコーティング層の剥離の
発生を抑制して繰返し使用における炉材の耐久性を向上
させることができる。
炉用炉材の製造方法は、安定化ジルコニアと未安定化ジ
ルコニアとを混合して熱膨脹係数を調整したジルコニア
質コーティング材を用いてジルコニアコーティングを施
すようにしているので、ジルコニアコーティング層の熱
膨脹係数を炉材成形体の熱膨脹係数に近付けて、炉材成
形体とジルコニアコーティング層との境界層に歪が発生
することを防止し、ジルコニアコーティング層の剥離の
発生を抑制して繰返し使用における炉材の耐久性を向上
させることができる。
【００４６】また、ジルコニア質コーティング材を炉材
成形体の表面に付着させた後、炉材成形体を焼成すると
同時にその表面に付着させたジルコニア質コーティング
材を焼成して炉材成形体にジルコニアコーティング層を
形成することにより、ジルコニアコーティング層が形成
された炉材表面を平滑にすることができるとともに、コ
ーティング層の焼付けを別の工程で行う場合に比べてジ
ルコニアコーティング層の焼付け工程が不要になり、製
造コストを低減することができる。
成形体の表面に付着させた後、炉材成形体を焼成すると
同時にその表面に付着させたジルコニア質コーティング
材を焼成して炉材成形体にジルコニアコーティング層を
形成することにより、ジルコニアコーティング層が形成
された炉材表面を平滑にすることができるとともに、コ
ーティング層の焼付けを別の工程で行う場合に比べてジ
ルコニアコーティング層の焼付け工程が不要になり、製
造コストを低減することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミナ質またはアルミナ−ジルコニア
質の炉材成形体にジルコニアコーティングを施してなる
セラミック焼成炉用炉材の製造方法において、安定化ジ
ルコニアと未安定化ジルコニアとを混合して熱膨脹係数
を調整したジルコニア質コーティング材を用いてジルコ
ニアコーティングを施すことを特徴とするセラミック焼
成炉用炉材の製造方法。 - 【請求項２】 アルミナ質またはアルミナ−ジルコニア
質の炉材成形体にジルコニアコーティングを施してなる
セラミック焼成炉用炉材の製造方法において、コーティ
ング材として、安定化ジルコニアと未安定化ジルコニア
とを混合して熱膨脹係数を調整したジルコニア質コーテ
ィング材を用い、該ジルコニア質コーティング材を炉材
成形体の表面に付着させた後、炉材成形体を焼成すると
同時にその表面に付着させたジルコニア質コーティング
材を焼成してジルコニアコーティング層を形成すること
を特徴とするセラミック焼成炉用炉材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4286846A JP3055331B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | セラミック焼成炉用炉材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4286846A JP3055331B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | セラミック焼成炉用炉材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06116066A true JPH06116066A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3055331B2 JP3055331B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=17709793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4286846A Expired - Lifetime JP3055331B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | セラミック焼成炉用炉材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3055331B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007015882A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Ngk Insulators Ltd | 電子部品用焼成治具 |
| JP2017024916A (ja) * | 2015-07-15 | 2017-02-02 | 三井金属鉱業株式会社 | 電子部品焼成用治具 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9758434B2 (en) | 2015-06-01 | 2017-09-12 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Refractory articles and methods for forming same |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4286846A patent/JP3055331B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007015882A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Ngk Insulators Ltd | 電子部品用焼成治具 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3055331B2 (ja) | 2000-06-26 |
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