JPH06157157A - 閉気孔性セラミックスの製造方法 - Google Patents
閉気孔性セラミックスの製造方法Info
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- JPH06157157A JPH06157157A JP35188192A JP35188192A JPH06157157A JP H06157157 A JPH06157157 A JP H06157157A JP 35188192 A JP35188192 A JP 35188192A JP 35188192 A JP35188192 A JP 35188192A JP H06157157 A JPH06157157 A JP H06157157A
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- ceramic
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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
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
-
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】セラミックス内に閉気孔を形成することによ
り、強度的に優れ且つ軽量化及び断熱性の向上を実現で
きるようにする。 【構成】密閉した炉に、セラミックス生素地を入れると
共に、最高焼成温度になっても炉に設定した最高圧力を
越えないだけの所定圧力の気体を導入して焼成する。こ
れにより、セラミックスの内部の閉気孔の圧力と、炉内
の気体圧力とを平衡させ、閉気孔を潰さないようにし、
セラミックス内部に閉気孔を形成する。
り、強度的に優れ且つ軽量化及び断熱性の向上を実現で
きるようにする。 【構成】密閉した炉に、セラミックス生素地を入れると
共に、最高焼成温度になっても炉に設定した最高圧力を
越えないだけの所定圧力の気体を導入して焼成する。こ
れにより、セラミックスの内部の閉気孔の圧力と、炉内
の気体圧力とを平衡させ、閉気孔を潰さないようにし、
セラミックス内部に閉気孔を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉した炉内へ所定圧
力の気体を導入して焼成することで閉気孔性を有するセ
ラミックスを製造するようにした方法に関するものであ
る。
力の気体を導入して焼成することで閉気孔性を有するセ
ラミックスを製造するようにした方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】通常、セラミックスを軽量化するために
は、多孔質にする方法が用いられる。多孔質にする方法
としては、焼成温度を低くしたり、燃焼して無くなる物
質を加えておいたり、ガスを発生させ、発泡体にするこ
とが主に行われている。
は、多孔質にする方法が用いられる。多孔質にする方法
としては、焼成温度を低くしたり、燃焼して無くなる物
質を加えておいたり、ガスを発生させ、発泡体にするこ
とが主に行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような多孔質セラ
ミックスは、確かに軽量にはなるけれども、強度が非常
に小さく、例えば建材へ用いようとすると厚くしなけれ
ばならず、結局重たくなってしまい、軽量化の意味合い
がなくなってしまう。また上述の方法では、開気孔性の
物しか出来ず、これは汚れや凍害の原因となり易く、建
材としては致命的な欠点となる。セラミックスを建材に
用いるには、軽量且つ高強度で汚れや凍害の発生しない
ことが重要である。然しながら、現在の軽量のセラミッ
クスは、低強度で汚れや凍害の問題が解決されていない
のが現状である。
ミックスは、確かに軽量にはなるけれども、強度が非常
に小さく、例えば建材へ用いようとすると厚くしなけれ
ばならず、結局重たくなってしまい、軽量化の意味合い
がなくなってしまう。また上述の方法では、開気孔性の
物しか出来ず、これは汚れや凍害の原因となり易く、建
材としては致命的な欠点となる。セラミックスを建材に
用いるには、軽量且つ高強度で汚れや凍害の発生しない
ことが重要である。然しながら、現在の軽量のセラミッ
クスは、低強度で汚れや凍害の問題が解決されていない
のが現状である。
【０００４】一方、気孔を形成する材料においては、同
じ嵩比重であると、開気孔のものよりも閉気孔のものの
方が強度的に優れ、また断熱性に優れ、吸水率が低く、
更には汚れ難いという性質がある。
じ嵩比重であると、開気孔のものよりも閉気孔のものの
方が強度的に優れ、また断熱性に優れ、吸水率が低く、
更には汚れ難いという性質がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は従来の前記課題
に鑑みてこれを改良除去したものであって、機能的に優
れた閉気孔を有するセラミックスの製造方法を提供せん
とするものである。前記課題を解決するために本発明が
採用した手段は、密閉した炉に、セラミックス生素地を
入れると共に、最高焼成温度になっても炉に設定した最
高圧力を越えないだけの所定圧力の気体を導入して焼成
することでセラミックスの内部の閉気孔の圧力と、炉内
の気体圧力とを平衡させ、セラミックス内部に閉気孔を
形成したことを特徴とする閉気孔性セラミックスの製造
方法である。
に鑑みてこれを改良除去したものであって、機能的に優
れた閉気孔を有するセラミックスの製造方法を提供せん
とするものである。前記課題を解決するために本発明が
採用した手段は、密閉した炉に、セラミックス生素地を
入れると共に、最高焼成温度になっても炉に設定した最
高圧力を越えないだけの所定圧力の気体を導入して焼成
することでセラミックスの内部の閉気孔の圧力と、炉内
の気体圧力とを平衡させ、セラミックス内部に閉気孔を
形成したことを特徴とする閉気孔性セラミックスの製造
方法である。
【０００６】
【作用】本発明にあっては、予め加圧成形したセラミッ
クス生素地を、密閉した炉の中へ入れ、所定圧力の気体
を導入して焼成している。セラミックス生素地は、焼成
温度が上昇するに連れて軟化し、原料の粒子どうしが結
合する。この時、粒子どうしの間に存在していた空間の
圧力気体が封じ込められ、閉気孔を形成する。而して、
密閉した炉内で焼成を行うと、前記閉気孔の圧力は常に
炉内の圧力と同じになる。そのため、セラミックスは閉
気孔内から加圧されると同時に、炉内の気体圧力により
外表面から加圧され、内外から圧縮される結果、優れた
強度が得られる。
クス生素地を、密閉した炉の中へ入れ、所定圧力の気体
を導入して焼成している。セラミックス生素地は、焼成
温度が上昇するに連れて軟化し、原料の粒子どうしが結
合する。この時、粒子どうしの間に存在していた空間の
圧力気体が封じ込められ、閉気孔を形成する。而して、
密閉した炉内で焼成を行うと、前記閉気孔の圧力は常に
炉内の圧力と同じになる。そのため、セラミックスは閉
気孔内から加圧されると同時に、炉内の気体圧力により
外表面から加圧され、内外から圧縮される結果、優れた
強度が得られる。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明の製造方法を図面に示す実施
例に基づいて説明すると次の通りである。図１は本発明
の製造方法を示す密閉された焼成炉１の概略図である。
同図に示すように、本発明にあっては、予めセラミック
ス原料を加圧成形し、得られた生素地を密閉された焼成
炉１内へ混入している。そして、該焼成炉１内へ所定圧
力になるように気体３を封入している。気体３の圧力
は、セラミックス生素地を焼成したときにその内部に形
成される閉気孔４の圧力と平衡するような圧力に設定さ
れている。
例に基づいて説明すると次の通りである。図１は本発明
の製造方法を示す密閉された焼成炉１の概略図である。
同図に示すように、本発明にあっては、予めセラミック
ス原料を加圧成形し、得られた生素地を密閉された焼成
炉１内へ混入している。そして、該焼成炉１内へ所定圧
力になるように気体３を封入している。気体３の圧力
は、セラミックス生素地を焼成したときにその内部に形
成される閉気孔４の圧力と平衡するような圧力に設定さ
れている。
【０００８】これはどんなセラミックスでも、焼成温度
を上げていくと、開気孔率がゼロになり、閉気孔だけが
形成される瞬間がある。然しながら、大気中焼成では、
その瞬間に焼成を完全に止めることは不可能であり、そ
の後も焼成温度が上昇し、閉気孔内の圧力が大気圧より
も高くなって破裂し、閉気孔が潰れてしまう。本発明で
はこの事を考慮し、密閉した炉内で所定圧力の気体を導
入して焼成することで、セラミックス内部に形成された
閉気孔が潰れないようにしている。
を上げていくと、開気孔率がゼロになり、閉気孔だけが
形成される瞬間がある。然しながら、大気中焼成では、
その瞬間に焼成を完全に止めることは不可能であり、そ
の後も焼成温度が上昇し、閉気孔内の圧力が大気圧より
も高くなって破裂し、閉気孔が潰れてしまう。本発明で
はこの事を考慮し、密閉した炉内で所定圧力の気体を導
入して焼成することで、セラミックス内部に形成された
閉気孔が潰れないようにしている。
【０００９】つまり、最高焼成温度になったときのセラ
ミックス内部に形成された閉気孔４の圧力と、焼成炉１
内の気体３の圧力とを平衡させることにより、セラミッ
クス内部の閉気孔４が破裂して潰れることがないように
している。これにより、セラミックス内部に炉内の気体
３を封入した閉気孔４を形成することが可能であり、軽
量化を図ることが可能である。またセラミックス２は、
閉気孔４内に封入された気体圧力と、焼成炉１内の気体
３の圧力とにより、内外から加圧圧縮されることにな
り、粒子どうしの結び付きが強くなって、曲げ強度等に
優れたセラミックス製品を得ることが可能である。次
に、具体的なセラミックス材料を用いて本発明に係る技
術でセラミックス製品を製造した場合と、本発明の場合
と同じセラミックス生素地を用いて従来の焼成方法によ
り焼成した場合とを比較して説明する。
ミックス内部に形成された閉気孔４の圧力と、焼成炉１
内の気体３の圧力とを平衡させることにより、セラミッ
クス内部の閉気孔４が破裂して潰れることがないように
している。これにより、セラミックス内部に炉内の気体
３を封入した閉気孔４を形成することが可能であり、軽
量化を図ることが可能である。またセラミックス２は、
閉気孔４内に封入された気体圧力と、焼成炉１内の気体
３の圧力とにより、内外から加圧圧縮されることにな
り、粒子どうしの結び付きが強くなって、曲げ強度等に
優れたセラミックス製品を得ることが可能である。次
に、具体的なセラミックス材料を用いて本発明に係る技
術でセラミックス製品を製造した場合と、本発明の場合
と同じセラミックス生素地を用いて従来の焼成方法によ
り焼成した場合とを比較して説明する。
【００１０】（実施例１）先ず、３ｍｏｌ％−Ｙ２Ｏ３
安定化ＺｒＯ２のセラミックス原料を成形型内へ充填
し、１００ＭＰａで加圧成形し、セラミックスの生素地
を得る。そして、これをホットアイソスタティクプレス
装置を用いて１５００℃で一時間焼成した。装置内の圧
力は、室温で２０ＭＰａまでＡｒガスを導入して昇圧さ
せ、その後は焼成温度の上昇で加圧した。焼成に伴う最
高圧力は約５０ＭＰａで、焼成中のガスの出入りは全く
なかった。得られた試料は、開気孔率が０％であり、閉
気孔率が１０％であり、曲げ強度が９３０ＭＰａであっ
た。
安定化ＺｒＯ２のセラミックス原料を成形型内へ充填
し、１００ＭＰａで加圧成形し、セラミックスの生素地
を得る。そして、これをホットアイソスタティクプレス
装置を用いて１５００℃で一時間焼成した。装置内の圧
力は、室温で２０ＭＰａまでＡｒガスを導入して昇圧さ
せ、その後は焼成温度の上昇で加圧した。焼成に伴う最
高圧力は約５０ＭＰａで、焼成中のガスの出入りは全く
なかった。得られた試料は、開気孔率が０％であり、閉
気孔率が１０％であり、曲げ強度が９３０ＭＰａであっ
た。
【００１１】（実施例２）またＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，
ＣａＯを主成分とする廃棄タイルを、アルミナボールミ
ルで平均粒径１０μｍ程度の粉末にしたセラミックス原
料を成形型内へ充填し、１００ＭＰａで加圧成形し、セ
ラミックス生素地を得る。そして、これを１ＭＰａ用の
加圧炉を用いて１２００℃で一時間焼成した。加圧炉内
の圧力は、室温で０．３ＭＰａまでコンプレッサーによ
る圧縮空気を供給して昇圧させ、その後は焼成温度の上
昇で加圧した。焼成に伴う最高圧力は約０．６ＭＰａ
で、焼成中の空気の出入りは全くなかった。得られた試
料は、開気孔率が０％であり、閉気孔率が２０％であ
り、曲げ強度が１１０ＭＰａであった。
ＣａＯを主成分とする廃棄タイルを、アルミナボールミ
ルで平均粒径１０μｍ程度の粉末にしたセラミックス原
料を成形型内へ充填し、１００ＭＰａで加圧成形し、セ
ラミックス生素地を得る。そして、これを１ＭＰａ用の
加圧炉を用いて１２００℃で一時間焼成した。加圧炉内
の圧力は、室温で０．３ＭＰａまでコンプレッサーによ
る圧縮空気を供給して昇圧させ、その後は焼成温度の上
昇で加圧した。焼成に伴う最高圧力は約０．６ＭＰａ
で、焼成中の空気の出入りは全くなかった。得られた試
料は、開気孔率が０％であり、閉気孔率が２０％であ
り、曲げ強度が１１０ＭＰａであった。
【００１２】（比較例１）実施例１の場合と同じ要領
で、セラミックス生素地を成形する。即ち、３ｍｏｌ％
−Ｙ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２のセラミックス原料を成形型
内へ充填し、１００ＭＰａで加圧成形してセラミックス
生素地を得る。そして、今度は従来の一般的な焼成方法
に基づいて大気中で１５００℃の温度で１時間焼成し
た。その結果によれば、得られた試料は、開気孔率が０
％であり、閉気孔率が２．５％であり、曲げ強度は１１
０ＭＰａであった。
で、セラミックス生素地を成形する。即ち、３ｍｏｌ％
−Ｙ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２のセラミックス原料を成形型
内へ充填し、１００ＭＰａで加圧成形してセラミックス
生素地を得る。そして、今度は従来の一般的な焼成方法
に基づいて大気中で１５００℃の温度で１時間焼成し
た。その結果によれば、得られた試料は、開気孔率が０
％であり、閉気孔率が２．５％であり、曲げ強度は１１
０ＭＰａであった。
【００１３】（比較例２）実施例２の場合と同じ要領
で、セラミックス生素地を成形する。即ち、ＳｉＯ２，
Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯを主成分とする廃棄タイルを、アル
ミナボールミルで平均粒径１０μｍ程度の粉末にしたセ
ラミックス原料を成形型内へ充填し、１００ＭＰａで加
圧成形し、セラミックス生素地を得る。そして、従来の
一般的な焼成方法に基づいて大気中で１２００℃の温度
で１時間焼成した。その結果によれば、得られた試料
は、開気孔率が１０％であり、閉気孔率が１０％であ
り、曲げ強度が６５ＭＰａであった。
で、セラミックス生素地を成形する。即ち、ＳｉＯ２，
Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯを主成分とする廃棄タイルを、アル
ミナボールミルで平均粒径１０μｍ程度の粉末にしたセ
ラミックス原料を成形型内へ充填し、１００ＭＰａで加
圧成形し、セラミックス生素地を得る。そして、従来の
一般的な焼成方法に基づいて大気中で１２００℃の温度
で１時間焼成した。その結果によれば、得られた試料
は、開気孔率が１０％であり、閉気孔率が１０％であ
り、曲げ強度が６５ＭＰａであった。
【００１４】（評価）これらの結果から明らかなよう
に、本発明に係る実施例１及び２の場合は、比較例１及
び２の場合よりも閉気孔率に優れており、嵩比重が低
く、軽量化が図れている。しかも、嵩比重が低いにも拘
らず、曲げ強度は著しく高くなっており、本発明の製造
方法の優位性を確認することができた。
に、本発明に係る実施例１及び２の場合は、比較例１及
び２の場合よりも閉気孔率に優れており、嵩比重が低
く、軽量化が図れている。しかも、嵩比重が低いにも拘
らず、曲げ強度は著しく高くなっており、本発明の製造
方法の優位性を確認することができた。
【００１５】ところで、本発明は上述した実施例に限定
されるものではなく、例えばセラミックス原料，焼成温
度，焼成時間，焼成炉，使用する気体，炉内の圧力等は
適宜の変更が可能である。
されるものではなく、例えばセラミックス原料，焼成温
度，焼成時間，焼成炉，使用する気体，炉内の圧力等は
適宜の変更が可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
セラミックス生素地を所定圧力の気体を封入した密閉炉
の中へ入れて焼成している。これにより、セラミックス
生素地は、焼成温度が上昇するに連れて軟化し、原料の
粒子どうしが結合し、粒子どうしの間に存在していた空
間の圧力気体が封じ込められ、閉気孔を形成することが
できる。この閉気孔の圧力は炉内の気体圧力と等しい。
そのため、セラミックスは、閉気孔内からも炉内の圧力
と同じ圧力で加圧されるので、内外から圧縮されること
になり、優れた強度が得られる。
セラミックス生素地を所定圧力の気体を封入した密閉炉
の中へ入れて焼成している。これにより、セラミックス
生素地は、焼成温度が上昇するに連れて軟化し、原料の
粒子どうしが結合し、粒子どうしの間に存在していた空
間の圧力気体が封じ込められ、閉気孔を形成することが
できる。この閉気孔の圧力は炉内の気体圧力と等しい。
そのため、セラミックスは、閉気孔内からも炉内の圧力
と同じ圧力で加圧されるので、内外から圧縮されること
になり、優れた強度が得られる。
【００１７】このようにセラミックス内部に閉気孔を形
成することができるので、嵩比重も小さくなり、軽量化
を図ることができる。また閉気孔によって断熱性を向上
させることができる。炉内に導入する気体にＡｒガス等
を使用した場合は、所定圧力のＡｒガスを閉気孔内へ封
入することができ、断熱性は更に向上する。更に、セラ
ミックス内部の気孔は、閉気孔であるため、吸水がな
く、しかも汚れ難いという閉気孔本来の利点をも併せ持
っている。
成することができるので、嵩比重も小さくなり、軽量化
を図ることができる。また閉気孔によって断熱性を向上
させることができる。炉内に導入する気体にＡｒガス等
を使用した場合は、所定圧力のＡｒガスを閉気孔内へ封
入することができ、断熱性は更に向上する。更に、セラ
ミックス内部の気孔は、閉気孔であるため、吸水がな
く、しかも汚れ難いという閉気孔本来の利点をも併せ持
っている。
【図１】本発明に係るセラミックスの製造装置を示す概
略図である。
略図である。
１…焼成炉 ２…セラミックス ３…気体 ４…閉気孔
Claims (1)
- 【請求項１】 密閉した炉に、セラミックス生素地を入
れると共に、最高焼成温度になっても炉に設定した最高
圧力を越えないだけの所定圧力の気体を導入して焼成す
ることでセラミックスの内部の閉気孔の圧力と、炉内の
気体圧力とを平衡させ、セラミックス内部に閉気孔を形
成したことを特徴とする閉気孔性セラミックスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35188192A JPH06157157A (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 閉気孔性セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35188192A JPH06157157A (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 閉気孔性セラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06157157A true JPH06157157A (ja) | 1994-06-03 |
Family
ID=18420252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35188192A Pending JPH06157157A (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 閉気孔性セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06157157A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800360B2 (en) | 2001-02-08 | 2004-10-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Porous ceramics and method of preparing the same as well as microstrip substrate |
| US7041366B2 (en) | 2001-09-04 | 2006-05-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Porous silicon nitride ceramics and method for producing the same |
| US10669213B2 (en) * | 2007-05-30 | 2020-06-02 | Raytheon Technologies Corporation | Method for closed pore ceramic |
-
1992
- 1992-11-18 JP JP35188192A patent/JPH06157157A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800360B2 (en) | 2001-02-08 | 2004-10-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Porous ceramics and method of preparing the same as well as microstrip substrate |
| US7041366B2 (en) | 2001-09-04 | 2006-05-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Porous silicon nitride ceramics and method for producing the same |
| US10669213B2 (en) * | 2007-05-30 | 2020-06-02 | Raytheon Technologies Corporation | Method for closed pore ceramic |
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