JPH0656506A - 微粒の耐火酸化物微紛末を使用するセラミツク素地及び成形品の製造方法 - Google Patents
微粒の耐火酸化物微紛末を使用するセラミツク素地及び成形品の製造方法Info
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- JPH0656506A JPH0656506A JP5167247A JP16724793A JPH0656506A JP H0656506 A JPH0656506 A JP H0656506A JP 5167247 A JP5167247 A JP 5167247A JP 16724793 A JP16724793 A JP 16724793A JP H0656506 A JPH0656506 A JP H0656506A
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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
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 充分な生強度及び焼成後の高い密度を持つセ
ラミツク素地及び成形品の製造方法を提供する。 【構成】 セラミツク素地及び成形品を製造するため微
粒の酸化マグネシウム微粉末を使用する。
ラミツク素地及び成形品の製造方法を提供する。 【構成】 セラミツク素地及び成形品を製造するため微
粒の酸化マグネシウム微粉末を使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，微粒の耐火酸化物例え
ば酸化マグネシウムを使用するセラミツク素地及び成形
品の製造方法に関する。
ば酸化マグネシウムを使用するセラミツク素地及び成形
品の製造方法に関する。
【０００２】オーストリア国特許第３９２４６４号明細
書から，微粉末の形の酸化マグネシウム及びこれを使用
する高密度セラミツクの製造方法が公知である。微粒の
酸化マグネシウムは，１５μｍ以下の粒度と，（ＢＥＴ
により窒素吸着等温式から求められる）２０ｍ２／ｇ以
下の比表面積を持つている。この微粒の酸化マグネシウ
ムは，１ないし１．５の一次粒子の形状係数と疎水物質
から成る被覆とによつて特徴づけられている。形状係数
はほぼ玉状の粒子を示し，これらの粒子の分散度は疎水
物質の添加によつて高められる。
書から，微粉末の形の酸化マグネシウム及びこれを使用
する高密度セラミツクの製造方法が公知である。微粒の
酸化マグネシウムは，１５μｍ以下の粒度と，（ＢＥＴ
により窒素吸着等温式から求められる）２０ｍ２／ｇ以
下の比表面積を持つている。この微粒の酸化マグネシウ
ムは，１ないし１．５の一次粒子の形状係数と疎水物質
から成る被覆とによつて特徴づけられている。形状係数
はほぼ玉状の粒子を示し，これらの粒子の分散度は疎水
物質の添加によつて高められる。
【０００３】疎水化により望ましくない凝集は一部防止
されるが，焼成の際集合結晶し，従つて微粒のＭｇＯ粒
子が成長し，その結果組織構造が不規則になる。更に実
際の経験から，水性懸濁液から噴霧乾燥によつて得られ
る微粒の酸化マグネシウム粉末も公知で，懸濁液は，で
きるだけ単分子の層で酸化物粒子上に沈殿する被覆剤を
含んでいる。被覆剤は例えばカルボン酸から成つてい
る。しかし水性懸濁液中における処理のため，被覆剤の
使用及びそれに続く噴霧乾燥により水和度を１０重量％
の値に制限できても，酸化マグネシウムが水酸化マグネ
シウムに水和化されるのを回避することはできない。し
かし水和作用は，粒子形状の望ましくない変化（拡大）
を生ずる。概算値として，１０重量％の水和度が粒子を
１．０％だけ直線的に拡大する。
されるが，焼成の際集合結晶し，従つて微粒のＭｇＯ粒
子が成長し，その結果組織構造が不規則になる。更に実
際の経験から，水性懸濁液から噴霧乾燥によつて得られ
る微粒の酸化マグネシウム粉末も公知で，懸濁液は，で
きるだけ単分子の層で酸化物粒子上に沈殿する被覆剤を
含んでいる。被覆剤は例えばカルボン酸から成つてい
る。しかし水性懸濁液中における処理のため，被覆剤の
使用及びそれに続く噴霧乾燥により水和度を１０重量％
の値に制限できても，酸化マグネシウムが水酸化マグネ
シウムに水和化されるのを回避することはできない。し
かし水和作用は，粒子形状の望ましくない変化（拡大）
を生ずる。概算値として，１０重量％の水和度が粒子を
１．０％だけ直線的に拡大する。
【０００４】更に公知の微粒の酸化マグネシウム粉末
は，通常のセラミツクの基質材料において結合剤と一緒
でないと処理されない。
は，通常のセラミツクの基質材料において結合剤と一緒
でないと処理されない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になつて
いる課題は，出発成分の費用を要する処理なしでも充分
な生強度及び焼成後の高い密度を得る耐火セラミツク素
地及び成形品を製造する方法を提示することである。
いる課題は，出発成分の費用を要する処理なしでも充分
な生強度及び焼成後の高い密度を得る耐火セラミツク素
地及び成形品を製造する方法を提示することである。
【０００６】
【発明の基礎認識】本発明は，通常のセラミツクの耐火
基質材料中に微粒の耐穴酸化物微粉末を使用し，微粉末
を均一粒度の形で存在させることによつて，この課題を
解決できるという認識に基いている。
基質材料中に微粒の耐穴酸化物微粉末を使用し，微粉末
を均一粒度の形で存在させることによつて，この課題を
解決できるという認識に基いている。
【０００７】即ちこのような均一粒度を使用すると，粒
子の間に純物理的な結合を行い，生の状態でも従来技術
に比較して高い充分な生強度を生ずることがわかつた。
均一粒度の使用により，更に焼結の際大きい粒子が小さ
い粒子と凝結して不規則な焼結特性を生ずる集合結晶が
防止される。
子の間に純物理的な結合を行い，生の状態でも従来技術
に比較して高い充分な生強度を生ずることがわかつた。
均一粒度の使用により，更に焼結の際大きい粒子が小さ
い粒子と凝結して不規則な焼結特性を生ずる集合結晶が
防止される。
【０００８】これに反し充分均一な粒径を持つ微粒の酸
化物微粉末を使用すると，既に生の状態で粒子が互いに
物理的に付着し，焼成の際一様な焼結でこの付着が続
く。その際微粒の成分は，最密充填の形で大きい粒子の
間の楔状空間を有利に満たして，でき上つた（焼成）製
品における著しく少ない気孔率を可能にする。
化物微粉末を使用すると，既に生の状態で粒子が互いに
物理的に付着し，焼成の際一様な焼結でこの付着が続
く。その際微粒の成分は，最密充填の形で大きい粒子の
間の楔状空間を有利に満たして，でき上つた（焼成）製
品における著しく少ない気孔率を可能にする。
【０００９】例えば（３ｍｍの量大粒度及び微粒子成分
の最小粒度以上の最小粒度を持つ）粗粒基質材料におけ
る容積％の初期気孔率で，１．０μｍ以下の粒度を持つ
微粒のの均一粒度酸化物粉末を１５重量％添加して，で
き上つた（焼成）製品に８ないし１０容積％の残留気孔
率が存在することを，統計的に計算することができる。
の最小粒度以上の最小粒度を持つ）粗粒基質材料におけ
る容積％の初期気孔率で，１．０μｍ以下の粒度を持つ
微粒のの均一粒度酸化物粉末を１５重量％添加して，で
き上つた（焼成）製品に８ないし１０容積％の残留気孔
率が存在することを，統計的に計算することができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これを前提にして，本発
明によれば，水を含まない分散媒に分散した後に得られ
る充分均一な粒度の微粒の耐火酸化物微粉末を通常のセ
ラミックの耐火基質材料中に使用して，高い生強度及び
焼成後高い密度のセラミック素地及び成形品を製造す
る。
明によれば，水を含まない分散媒に分散した後に得られ
る充分均一な粒度の微粒の耐火酸化物微粉末を通常のセ
ラミックの耐火基質材料中に使用して，高い生強度及び
焼成後高い密度のセラミック素地及び成形品を製造す
る。
【００１１】
【実施態様】その際１０μｍ以下の粒度で微粉末を使用
するが，１μｍ以下の粒度が本発明にとつて特に有利で
ある。
するが，１μｍ以下の粒度が本発明にとつて特に有利で
ある。
【００１２】しかし″均一粒度″又は″充分均一な粒
度″という概念は，精確な均一粒度は特に好ましいけれ
ども，高い費用でしか製造できないので，このように精
確な均一粒度を使用するという意味に解すべきではな
い。この点で本発明の実施態様によれば，微粉末の粒子
の９０重量％が平均粒径から±１０％の最大偏差を持つ
ているような微粒の微粉末の使用が提案される。
度″という概念は，精確な均一粒度は特に好ましいけれ
ども，高い費用でしか製造できないので，このように精
確な均一粒度を使用するという意味に解すべきではな
い。この点で本発明の実施態様によれば，微粉末の粒子
の９０重量％が平均粒径から±１０％の最大偏差を持つ
ているような微粒の微粉末の使用が提案される。
【００１３】使用される微粉末の量は使用に応じて変化
するが，原理的には全素地に関して５ないし１８重量％
の範囲にあり，１０ないし１５重量％の割合が大抵の使
用範囲において考慮される。
するが，原理的には全素地に関して５ないし１８重量％
の範囲にあり，１０ないし１５重量％の割合が大抵の使
用範囲において考慮される。
【００１４】通常のセラミツクの基質材料では，５ｍｍ
より小さくかつ微粉末より大きい粒度範囲にある通常の
ふるい分け特性曲線を用いることかできる。
より小さくかつ微粉末より大きい粒度範囲にある通常の
ふるい分け特性曲線を用いることかできる。
【００１５】既に最初に述べたように，上述した使用の
重要な利点は，通常のセラミツクの基質材料と分散され
る微粒の微粉末とを組合わせる結果，微粒の均一粒度成
分がいわば結合剤として作用するので，結合剤なしで処
理を行うことができる。
重要な利点は，通常のセラミツクの基質材料と分散され
る微粒の微粉末とを組合わせる結果，微粒の均一粒度成
分がいわば結合剤として作用するので，結合剤なしで処
理を行うことができる。
【００１６】微粒の成分の分散効果を最適化するため，
適当な割合の素地が水を含まない分散媒中でます処理さ
れ，それによりＭｇＯのような水和し易い酸化物では水
和作用が防止され，固体に関して不活性な分散媒が例え
ばナフテン塩基性の油又は脂肪族アルコールから成り，
分散媒として例えば変態アルキド樹脂（ポリエステル）
が使用される。
適当な割合の素地が水を含まない分散媒中でます処理さ
れ，それによりＭｇＯのような水和し易い酸化物では水
和作用が防止され，固体に関して不活性な分散媒が例え
ばナフテン塩基性の油又は脂肪族アルコールから成り，
分散媒として例えば変態アルキド樹脂（ポリエステル）
が使用される。
【００１７】耐火酸化物微粉末は異なる酸化物例えばＭ
ｇＯ，Ｃｒ２Ｏ３又はＴｉＯ２から成ることができる。
酸化物微粉末はこれらの酸化物の１つのみから成ること
ができるが，特にスピネルの形成が望ましい場合には，
これらの酸化物の混合物を微粉末として使用することも
可能である。この場合例えばＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３分散質
を使用することが提案される。
ｇＯ，Ｃｒ２Ｏ３又はＴｉＯ２から成ることができる。
酸化物微粉末はこれらの酸化物の１つのみから成ること
ができるが，特にスピネルの形成が望ましい場合には，
これらの酸化物の混合物を微粉末として使用することも
可能である。この場合例えばＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３分散質
を使用することが提案される。
【００１８】酸化物微粉末の固体含有量が非常に高い分
散質を使用すると，量も有利な性質が得られる。このよ
うな分散質は，全分散質に関して８５重量％以上の固体
含有量を持つ分散質を意味する。その場合分散媒の割合
は１５重量％未満である。
散質を使用すると，量も有利な性質が得られる。このよ
うな分散質は，全分散質に関して８５重量％以上の固体
含有量を持つ分散質を意味する。その場合分散媒の割合
は１５重量％未満である。
【００１９】驚くべきことに，高エネルギ混合機におけ
るこのような高濃度分散質は適当な分散媒（例えばポリ
エステル）を使用して製造され，固体割合が９０重量％
以上の値に設定可能なことがわかつた。
るこのような高濃度分散質は適当な分散媒（例えばポリ
エステル）を使用して製造され，固体割合が９０重量％
以上の値に設定可能なことがわかつた。
【００２０】通常のセラミツクの基質材料は所望の材料
性質に関係して選ばれる。
性質に関係して選ばれる。
【００２１】マグネサイトから成る製品のために，Ｍｇ
Ｏ徴粉末を持つ通常のセラミツクのマグネサイト基質材
料を処理することが可能である。この場合微粉末は，例
えばスピネルを形成するＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３又はＭｇＯ
−Ａｌ２Ｏ３分散質から成つていてもよい。
Ｏ徴粉末を持つ通常のセラミツクのマグネサイト基質材
料を処理することが可能である。この場合微粉末は，例
えばスピネルを形成するＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３又はＭｇＯ
−Ａｌ２Ｏ３分散質から成つていてもよい。
【００２２】Ａｌ２Ｏ３（例えばアルミナ，板状アルミ
ナ，コランダム）を主成分とする通常のセラミツクの基
質材料を使用する場合，例えば全体又は一部をＴｉＯ２
又は他の耐火酸化物微粉末により置換できるＡｌ２Ｏ３
の使用が提案される。
ナ，コランダム）を主成分とする通常のセラミツクの基
質材料を使用する場合，例えば全体又は一部をＴｉＯ２
又は他の耐火酸化物微粉末により置換できるＡｌ２Ｏ３
の使用が提案される。
【００２３】Ａｌ２Ｏ３のように水和し易くない酸化物
を使用する場合にも，処理される素地の水含有量をでき
るだけ少なくするため，この酸化物をなるべく水を含ま
ない分散媒中で処理するのがよい。水を含まない分散媒
による処理技術は，分散質の前述した非常に高い固体濃
度が容易に得られる結果，こうして（通常のセラミツク
の基質材料を混合した後の）セラミツク素地の生強度の
みならず焼成後の密度も著しく高められることである。
を使用する場合にも，処理される素地の水含有量をでき
るだけ少なくするため，この酸化物をなるべく水を含ま
ない分散媒中で処理するのがよい。水を含まない分散媒
による処理技術は，分散質の前述した非常に高い固体濃
度が容易に得られる結果，こうして（通常のセラミツク
の基質材料を混合した後の）セラミツク素地の生強度の
みならず焼成後の密度も著しく高められることである。
【００２４】純マグネサイトれんがにＭｇＯ微粉末を使
用して，焼成後３．２５ｇ／ｃｍ３の密度が得られる。
用して，焼成後３．２５ｇ／ｃｍ３の密度が得られる。
【００２５】しかし耐火酸化物微粉末分散室を，通常の
セラミツクの基質材料と混合する前に，処理に使用され
る分散媒から，例えば分散質の噴霧乾燥又は凍結乾燥に
より，再び分離することも可能である。その際分散媒が
除去例えば吸い出されるので，非常に細かく純粋で表面
を変態せしめられた微粉末が製造される。この微粉末は
水性系で使用することができる。
セラミツクの基質材料と混合する前に，処理に使用され
る分散媒から，例えば分散質の噴霧乾燥又は凍結乾燥に
より，再び分離することも可能である。その際分散媒が
除去例えば吸い出されるので，非常に細かく純粋で表面
を変態せしめられた微粉末が製造される。この微粉末は
水性系で使用することができる。
【００２６】
【実施例】１．０μｍより大きく３ｍｍより小さい粒子
成分で８５重量％の通常のセラミツクのＭｇＯ基質材料
と前もつて分散されかつ０．９μｍの粒度を持つ１５重
量％の微粒のＭｇＯ微粉末とを含む素地から，５０ない
し６０Ｎ／ｍｍ２の成形圧粉体の常温圧縮強度を持つ成
形体が製造され，この値は，従来の技術から公知の常温
圧縮強度の値より数倍高い所にある。
成分で８５重量％の通常のセラミツクのＭｇＯ基質材料
と前もつて分散されかつ０．９μｍの粒度を持つ１５重
量％の微粒のＭｇＯ微粉末とを含む素地から，５０ない
し６０Ｎ／ｍｍ２の成形圧粉体の常温圧縮強度を持つ成
形体が製造され，この値は，従来の技術から公知の常温
圧縮強度の値より数倍高い所にある。
【００２７】同時に３．１５ｇ／ｃｍ３以上の密度が得
られ，この値は圧粉体にも焼成体についても成立する。
られ，この値は圧粉体にも焼成体についても成立する。
【００２８】別の重要な利点は，前述した素地から製造
される成形品が焼成中殆ど収縮しないことである。
される成形品が焼成中殆ど収縮しないことである。
Claims (17)
- 【請求項１】 水を含まない分散媒に分散した後に得ら
れる充分均一な粒度の微粒の耐火酸化物微粉末を通常の
セラミツクの耐火基質材料中に使用して，高い生強度及
び焼成後高い密度のセラミツク素地及び成形品を得るこ
とを特徴とする，微粒の耐火酸化物微粉末を使用するセ
ラミツク素地及び成形品の製造方法。 - 【請求項２】 １０μｍ以下の粒度の微粉末を使用する
ことを特徴とする，請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 １μｍ以下の粒度の微粉末を使用するこ
とを特徴とする，請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 微粉末の粒子の９０重量％がＭｇＯ微粉
末の平均粒径から±１０％の最大偏差を持つていること
を特徴とする，請求項１ないし３の１つに記載の方法。 - 【請求項５】 全混合物に対する微粉末の割合が５ない
し１８重量％であることを特徴とする，請求項１ないし
４の１つに記載の方法。 - 【請求項６】 全混合物に対する微粉末の割合が１０な
いし１５重量％であることを特徴とする，請求項５に記
載の方法。 - 【請求項７】 通常のセラミックの基質材料が５ｍｍよ
り小さくかつ微粒の微粉末より大きい粒度成分で存在す
ることを特徴とする，請求項１ないし６の１つに記載の
方法。 - 【請求項８】 微粉末と通常のセラミツクの基質材料と
の混合物が結合剤なしであることを特徴とする，請求項
１ないし７の１つに記載の方法。 - 【請求項９】 ナフテン塩基油又は脂肪族アルコールを
主成分とする分散媒中で微粒の微粉末を処理することを
特徴とする，請求項１ないし８の１つに記載の方法。 - 【請求項１０】 ＭｇＯ，Ａｌ２Ｏ３，Ｃｒ２Ｏ３又は
ＴｉＯ２を主成分とする微粉末を使用することを特徴と
する，請求項１ないし９の１つに記載の方法。 - 【請求項１１】 スピネルを形成する酸化物の混合物を
微粉末として使用することを特徴とする，請求項１０に
記載の方法。 - 【請求項１２】 通常のセラミツクの耐火基質材料とし
てＭｇＯ，Ａｌ２Ｏ３又はＣｒ２Ｏ３を使用することを
特徴とする，請求項１ないし１１の１つに記載の方法。 - 【請求項１３】 微粉末と共にスピネルを形成する酸化
物を通常のセラミツクの耐火基質材料として使用するこ
とを特徴とする，請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 ８５重量％以上の固体含有量を持つ微
粉末分散質を使用することを特徴とする，請求項１ない
し１３の１つに記載の方法。 - 【請求項１５】 ９０重量％以上の固体含有量を持つ微
粉末分散質を使用することを特徴とする，請求項１４に
記載の方法。 - 【請求項１６】 通常のセラミツクの基質材料へ添加す
る前に微粉末分散質を処理して，分散媒を除去すること
を特徴とする，請求項１ないし１５の１つに記載の方
法。 - 【請求項１７】 通常のセラミツクの基質材料へ添加す
る前に微粉末分散質を噴霧乾燥又は凍結乾燥させること
を特徴とする，請求項１６に記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4218565 | 1992-06-05 | ||
| DE4237317 | 1992-11-05 | ||
| DE4237317,4 | 1992-11-05 | ||
| DE4218565.3 | 1992-11-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0656506A true JPH0656506A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=25915444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5167247A Pending JPH0656506A (ja) | 1992-06-05 | 1993-06-01 | 微粒の耐火酸化物微紛末を使用するセラミツク素地及び成形品の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5426078A (ja) |
| EP (1) | EP0573029B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0656506A (ja) |
| AT (1) | ATE138055T1 (ja) |
| CA (1) | CA2097755C (ja) |
| DE (1) | DE59302569D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8413934B2 (en) | 2009-04-23 | 2013-04-09 | Kayaba Industry Co., Ltd. | Pipe fixing structure for cylinder tube |
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