JPH069244A - 機械加工性セラミックス、その製造方法及びその硬化方法 - Google Patents
機械加工性セラミックス、その製造方法及びその硬化方法Info
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- JPH069244A JPH069244A JP3253176A JP25317691A JPH069244A JP H069244 A JPH069244 A JP H069244A JP 3253176 A JP3253176 A JP 3253176A JP 25317691 A JP25317691 A JP 25317691A JP H069244 A JPH069244 A JP H069244A
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- ceramics
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- excess
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械加工性にすぐれるとともに、硬度及び耐
摩耗性等の機械的物性にすぐれたセラミックスを得るた
めの技術を提供する。 【構成】 全体として鉛フッ素金雲母に対応する組成よ
り過剰のマグネシウム及びケイ素を含有するガラス相中
に、鉛フッ素金雲母の微結晶を析出させた構造をし、ガ
ラス相含有率が５〜３０ｖｏｌ％であることを特徴とす
る機械加工性セラミックス。
摩耗性等の機械的物性にすぐれたセラミックスを得るた
めの技術を提供する。 【構成】 全体として鉛フッ素金雲母に対応する組成よ
り過剰のマグネシウム及びケイ素を含有するガラス相中
に、鉛フッ素金雲母の微結晶を析出させた構造をし、ガ
ラス相含有率が５〜３０ｖｏｌ％であることを特徴とす
る機械加工性セラミックス。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は改良された機械加工性セ
ラミックス、その製造方法及びその硬化方法に関するも
のである。
ラミックス、その製造方法及びその硬化方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】一般にセラミックスは硬く
脆いために、精密な形状を与えるための加工が困難であ
る。しかし、種々の雲母の微結晶からなるセラミックス
は、雲母粒子がへき開性をもつために機械加工が可能で
ある。即ち、ドリル加工や施盤加工を施した際に製品の
表面の雲母粒子のへき開面に沿って微小なひび割れが生
じるが、そのひび割れは他の雲母粒子に当たって進行を
やめる。そのためにひびれが製品全体を貫くことなく機
械加工が出来るわけである。雲母粒子からなるセラミッ
クスは同時に電気的絶縁性にも優れているために、精密
機械部品や電気絶縁材料として工業的に用いられてい
る。しかしその反面、機械加工性を有するということは
本質的に硬度や耐摩耗性が低いということと同じである
ために、応力がかかるような機械部品として用いること
ができず製品の信頼性が乏しいという問題点があった。
脆いために、精密な形状を与えるための加工が困難であ
る。しかし、種々の雲母の微結晶からなるセラミックス
は、雲母粒子がへき開性をもつために機械加工が可能で
ある。即ち、ドリル加工や施盤加工を施した際に製品の
表面の雲母粒子のへき開面に沿って微小なひび割れが生
じるが、そのひび割れは他の雲母粒子に当たって進行を
やめる。そのためにひびれが製品全体を貫くことなく機
械加工が出来るわけである。雲母粒子からなるセラミッ
クスは同時に電気的絶縁性にも優れているために、精密
機械部品や電気絶縁材料として工業的に用いられてい
る。しかしその反面、機械加工性を有するということは
本質的に硬度や耐摩耗性が低いということと同じである
ために、応力がかかるような機械部品として用いること
ができず製品の信頼性が乏しいという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、機械加工性
にすぐれるとともに、硬度及び耐摩耗性等の機械的物性
にすぐれたセラミックスを得るための技術を提供するこ
とをその課題とする。
にすぐれるとともに、硬度及び耐摩耗性等の機械的物性
にすぐれたセラミックスを得るための技術を提供するこ
とをその課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、雲母粒子からなる
セラミックスを製造する際にマグネシウム及びケイ素を
雲母組成に対して過剰に添加すると、得られるセラミッ
クスは機械加工を有するものであり、そしてこのセラミ
ックスは、一旦機械加工した後にさらに熱処理を施すこ
とによって機械的物性にすぐれた硬化物に硬化させ得る
ことを見い出し、本発明をなすに至った。即ち、本発明
によれば、全体として鉛フッ素金雲母に対応する組成よ
り過剰のマグネシウム及びケイ素を含有するガラス相中
に、鉛フッ素金雲母の微結晶を析出させた構造をし、ガ
ラス相含有率が５〜３０ｖｏｌ％であることを特徴とす
る機械加工性セラミックスが提供される。また、本発明
によれば、鉛フッ素金雲母に対応する組成物１００重量
部に対し酸化マグネシウム５〜１２重量部及び二酸化ケ
イ素８〜１５重量部を過剰に加えた混合物を１４００℃
以上の温度で溶融した後に冷却してガラス状物質を生成
させ、次いでこのガラス状物質を８００℃〜１０００℃
の温度で熱処理することによって鉛フッ素金雲母の微結
晶ガラス析出させたことを特徴とする機械加工性セラミ
ックスの製造方法が提供される。さらに、本発明によれ
ば、請求項１のセラミックスを機械加工した後に、１０
５０℃〜１１５０℃の温度で熱処理することによって、
コーディエライト及びコンドロウド石状結晶を主たる結
晶相にもつセラミックスに変換することを特徴とするセ
ラミックスの硬化方法が提供される。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、雲母粒子からなる
セラミックスを製造する際にマグネシウム及びケイ素を
雲母組成に対して過剰に添加すると、得られるセラミッ
クスは機械加工を有するものであり、そしてこのセラミ
ックスは、一旦機械加工した後にさらに熱処理を施すこ
とによって機械的物性にすぐれた硬化物に硬化させ得る
ことを見い出し、本発明をなすに至った。即ち、本発明
によれば、全体として鉛フッ素金雲母に対応する組成よ
り過剰のマグネシウム及びケイ素を含有するガラス相中
に、鉛フッ素金雲母の微結晶を析出させた構造をし、ガ
ラス相含有率が５〜３０ｖｏｌ％であることを特徴とす
る機械加工性セラミックスが提供される。また、本発明
によれば、鉛フッ素金雲母に対応する組成物１００重量
部に対し酸化マグネシウム５〜１２重量部及び二酸化ケ
イ素８〜１５重量部を過剰に加えた混合物を１４００℃
以上の温度で溶融した後に冷却してガラス状物質を生成
させ、次いでこのガラス状物質を８００℃〜１０００℃
の温度で熱処理することによって鉛フッ素金雲母の微結
晶ガラス析出させたことを特徴とする機械加工性セラミ
ックスの製造方法が提供される。さらに、本発明によれ
ば、請求項１のセラミックスを機械加工した後に、１０
５０℃〜１１５０℃の温度で熱処理することによって、
コーディエライト及びコンドロウド石状結晶を主たる結
晶相にもつセラミックスに変換することを特徴とするセ
ラミックスの硬化方法が提供される。
【０００５】本発明により機械的加工性にすぐれたセラ
ミックスを得るには、先ず、鉛フッ素金雲母に対応する
組成より過剰のマグネシウム及びケイ素を含有する原料
組成物を用意する。本発明で用いる原料組成物は、鉛フ
ッ素金雲母（Ｐｂ0．5Ｍｇ3ＡｌＳｉ3Ｏ10Ｆ2）（以
下、単に雲母とも言う）に対応する組成物１００重量部
に対し、ＭｇＯ５〜１２重量部、好ましくは７〜１０重
量部及びＳｉＯ2８〜１５重量部、好ましくは１０〜１
３重量部を添加混合して得ることができる。この添加量
が前記範囲より少ないと、後続の工程において雲母とＭ
ｇＯ及びＳｉＯ2を反応させて強度の高い結晶相を充分
な量で析出させることができなくなる。一方、前記添加
量が前記範囲を超えるようになると、雲母微結晶相の析
出を阻害するようになる。なお、本明細書における鉛フ
ッ素金雲母に対応する組成物とは、Ｐｂ／Ｍｇ／Ａｌ／
Ｓｉ／Ｆの原子比が０．５／３／１／３／２であり、溶
射し、ガラス化したときに、鉛フッ素金雲母に対応する
組成を有するガラス状物質を与える組成物を意味する。
ミックスを得るには、先ず、鉛フッ素金雲母に対応する
組成より過剰のマグネシウム及びケイ素を含有する原料
組成物を用意する。本発明で用いる原料組成物は、鉛フ
ッ素金雲母（Ｐｂ0．5Ｍｇ3ＡｌＳｉ3Ｏ10Ｆ2）（以
下、単に雲母とも言う）に対応する組成物１００重量部
に対し、ＭｇＯ５〜１２重量部、好ましくは７〜１０重
量部及びＳｉＯ2８〜１５重量部、好ましくは１０〜１
３重量部を添加混合して得ることができる。この添加量
が前記範囲より少ないと、後続の工程において雲母とＭ
ｇＯ及びＳｉＯ2を反応させて強度の高い結晶相を充分
な量で析出させることができなくなる。一方、前記添加
量が前記範囲を超えるようになると、雲母微結晶相の析
出を阻害するようになる。なお、本明細書における鉛フ
ッ素金雲母に対応する組成物とは、Ｐｂ／Ｍｇ／Ａｌ／
Ｓｉ／Ｆの原子比が０．５／３／１／３／２であり、溶
射し、ガラス化したときに、鉛フッ素金雲母に対応する
組成を有するガラス状物質を与える組成物を意味する。
【０００６】本発明においては、前記の原料組成物を、
１４００℃以上、好ましくは１４００〜１５００℃に加
熱溶融した後冷却してガラス状物質を得る。次いで、こ
のガラス状物質を、８００〜１０００℃、好ましくは８
５０〜９５０℃の温度で熱処理して、ガラス状物質中に
雲母の微結晶相を析出させる。熱処理温度は、通常、６
時間以上、好ましくは６〜１２時間である。このように
して得られる鉛フッ素金雲母からなる微結晶相を含有す
るガラス状物質は、機械加工性を発現するに十分な量の
雲母微粒子６５〜８５重量％、好ましくは７０〜８０重
量％と、ＭｇＯ及びＳｉＯ2を主体としたガラス相１５
〜３５重量％、好ましくは２０〜３０重量％からなる。
このセラミックスは、機械加工性にすぐれており、ドリ
ル加工、切断加工、切削加工等を施すことができる。
１４００℃以上、好ましくは１４００〜１５００℃に加
熱溶融した後冷却してガラス状物質を得る。次いで、こ
のガラス状物質を、８００〜１０００℃、好ましくは８
５０〜９５０℃の温度で熱処理して、ガラス状物質中に
雲母の微結晶相を析出させる。熱処理温度は、通常、６
時間以上、好ましくは６〜１２時間である。このように
して得られる鉛フッ素金雲母からなる微結晶相を含有す
るガラス状物質は、機械加工性を発現するに十分な量の
雲母微粒子６５〜８５重量％、好ましくは７０〜８０重
量％と、ＭｇＯ及びＳｉＯ2を主体としたガラス相１５
〜３５重量％、好ましくは２０〜３０重量％からなる。
このセラミックスは、機械加工性にすぐれており、ドリ
ル加工、切断加工、切削加工等を施すことができる。
【０００７】本発明では、前記したセラミックスに所要
の機械加工を施した後、得られた加工品に、１０５０〜
１１５０℃の温度の熱処理を施す。この熱処理により、
加工品のガラス相中のＭｇＯ及びＳｉＯ2と雲母微粒子
中のＡｌ2Ｏ3成分とが反応してコーディエライト（Ｍｇ
2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18）が生成し、一方、雲母微粒子は分解
してコンドロウド石状結晶（Ｍｇ5Ｓｉ2Ｏ8Ｆ2）及びガ
ラス相となる。この場合、雲母微粒子が消失すると、加
工品の機械加工性がなくなり硬度が高くなる。また、こ
の加工品中のガラス相の体積分率はわずか５〜１０ｖｏ
ｌ％であり、加工品の物性を特に悪化させるものではな
い。
の機械加工を施した後、得られた加工品に、１０５０〜
１１５０℃の温度の熱処理を施す。この熱処理により、
加工品のガラス相中のＭｇＯ及びＳｉＯ2と雲母微粒子
中のＡｌ2Ｏ3成分とが反応してコーディエライト（Ｍｇ
2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18）が生成し、一方、雲母微粒子は分解
してコンドロウド石状結晶（Ｍｇ5Ｓｉ2Ｏ8Ｆ2）及びガ
ラス相となる。この場合、雲母微粒子が消失すると、加
工品の機械加工性がなくなり硬度が高くなる。また、こ
の加工品中のガラス相の体積分率はわずか５〜１０ｖｏ
ｌ％であり、加工品の物性を特に悪化させるものではな
い。
【０００８】
【発明の効果】本発明の雲母微結晶相を含有するセラミ
ックスは、加工性にすぐれるとともに、これを熱処理す
ることにより、硬度の高い、機械的物性にすぐれた硬化
体とすることができる。従って、本発明によれば、本発
明セラミックスに所要の機械加工を施した後、その加工
品を熱処理するすることにより、硬度の高い、機械的強
度にすぐれた加工品を得ることができる。
ックスは、加工性にすぐれるとともに、これを熱処理す
ることにより、硬度の高い、機械的物性にすぐれた硬化
体とすることができる。従って、本発明によれば、本発
明セラミックスに所要の機械加工を施した後、その加工
品を熱処理するすることにより、硬度の高い、機械的強
度にすぐれた加工品を得ることができる。
【０００９】
【実施例】次に本発明を実施例によってさらに詳細に説
明する。
明する。
【００１０】実施例 特級試薬のＳｉＯ2：８５．１ｇ、Ａｌ2Ｏ3：１９．３
５ｇ、ＭｇＯ：４５．８６ｇ、ＰｂＯ：４２．２７ｇ、
ＭｇＦ2：２３．４６ｇを混合した。この組成は、鉛フ
ッ素金雲母組成１００重量部に対してＭｇＯとＳｉＯ2
をそれぞれ９重量部および８．３重量部過剰に加えたも
のに相当する。この混合物をアルミナ製るつぼに投入
し、１４５０℃で１５分間溶融した後に鉄板上に流延さ
せてガラスを作製した。得られたガラスを８００℃、９
００℃または１０００℃の温度で１２時間熱処理して結
晶化させた。このガラスは、雲母と、クリストバル石
（ＳｉＯ2）と、エンスタタイト（ＭｇＳｉＯ2）を含ん
でいた。このガラスの機械加工性の判定は、毎分７５０
回転の直径３ｍｍのドリルで、試料にひび割れを生じさ
せることなく穴あけ加工ができるかどうかによって判断
した。第１表に、これらの結晶化ガラスの機械加工性の
判定結果およびビッカース硬さを示す。いずれの温度で
結晶化させた試料も、雲母を主たる結晶相として含んで
おり、機械加工が可能であった。次に、機械加工後の試
料をさらに１１００℃で１２時間熱処理した。その時の
結晶相の同定結果と機械加工性を表１に併せて示す。こ
の時にはコーディエライトとコンドロウド石状結晶を主
たる結晶相として含んでおり、硬さが大きく向上した。
また、機械加工ができなかった。すなわち、１１００℃
での熱処理前に比較して耐摩耗性が向上したことにな
る。
５ｇ、ＭｇＯ：４５．８６ｇ、ＰｂＯ：４２．２７ｇ、
ＭｇＦ2：２３．４６ｇを混合した。この組成は、鉛フ
ッ素金雲母組成１００重量部に対してＭｇＯとＳｉＯ2
をそれぞれ９重量部および８．３重量部過剰に加えたも
のに相当する。この混合物をアルミナ製るつぼに投入
し、１４５０℃で１５分間溶融した後に鉄板上に流延さ
せてガラスを作製した。得られたガラスを８００℃、９
００℃または１０００℃の温度で１２時間熱処理して結
晶化させた。このガラスは、雲母と、クリストバル石
（ＳｉＯ2）と、エンスタタイト（ＭｇＳｉＯ2）を含ん
でいた。このガラスの機械加工性の判定は、毎分７５０
回転の直径３ｍｍのドリルで、試料にひび割れを生じさ
せることなく穴あけ加工ができるかどうかによって判断
した。第１表に、これらの結晶化ガラスの機械加工性の
判定結果およびビッカース硬さを示す。いずれの温度で
結晶化させた試料も、雲母を主たる結晶相として含んで
おり、機械加工が可能であった。次に、機械加工後の試
料をさらに１１００℃で１２時間熱処理した。その時の
結晶相の同定結果と機械加工性を表１に併せて示す。こ
の時にはコーディエライトとコンドロウド石状結晶を主
たる結晶相として含んでおり、硬さが大きく向上した。
また、機械加工ができなかった。すなわち、１１００℃
での熱処理前に比較して耐摩耗性が向上したことにな
る。
【００１１】
【表１】
Claims (3)
- 【請求項１】 全体として鉛フッ素金雲母に対応する組
成より過剰のマグネシウム及びケイ素を含有するガラス
相中に、鉛フッ素金雲母の微結晶を析出させた構造を
し、ガラス相含有率が５〜３０ｖｏｌ％であることを特
徴とする機械加工性セラミックス。 - 【請求項２】 鉛フッ素金雲母に対応する組成物１００
重量部に対し酸化マグネシウム５〜１２重量部及び二酸
化ケイ素８〜１５重量部を過剰に加えた混合物を１４０
０℃以上の温度で溶融した後に冷却してガラス状物質を
生成させ、次いでこのガラス状物質を８００℃〜１００
０℃の温度で熱処理することによって鉛フッ素金雲母の
微結晶ガラス析出させたことを特徴とする機械加工性セ
ラミックスの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１のセラミックスを機械加工した
後に、１０５０℃〜１１５０℃の温度で熱処理すること
によって、コーディエライト及びコンドロウド石状結晶
を主たる結晶相にもつセラミックスに変換することを特
徴とするセラミックスの硬化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253176A JPH0788238B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | セラミックス加工品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253176A JPH0788238B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | セラミックス加工品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH069244A true JPH069244A (ja) | 1994-01-18 |
| JPH0788238B2 JPH0788238B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=17247600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3253176A Expired - Lifetime JPH0788238B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | セラミックス加工品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788238B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6311881B1 (en) | 1998-07-07 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Holder for a portable apparatus |
| CN102432182A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-05-02 | 华南理工大学 | 一种高生物活性的可切削微晶玻璃材料的制备方法 |
| CN106630657A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-10 | 江苏省冶金设计院有限公司 | 碳纤维金云母微晶玻璃复相材料及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02153842A (ja) * | 1988-12-05 | 1990-06-13 | Ngk Insulators Ltd | 結晶化ガラス建材およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP3253176A patent/JPH0788238B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02153842A (ja) * | 1988-12-05 | 1990-06-13 | Ngk Insulators Ltd | 結晶化ガラス建材およびその製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6311881B1 (en) | 1998-07-07 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Holder for a portable apparatus |
| US6443343B2 (en) | 1998-07-07 | 2002-09-03 | Nec Corporation | Holder for a portable apparatus |
| CN102432182A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-05-02 | 华南理工大学 | 一种高生物活性的可切削微晶玻璃材料的制备方法 |
| CN106630657A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-10 | 江苏省冶金设计院有限公司 | 碳纤维金云母微晶玻璃复相材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0788238B2 (ja) | 1995-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |