JPH0723272B2 - 耐食性セラミックス及びその製造方法 - Google Patents
耐食性セラミックス及びその製造方法Info
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- JPH0723272B2 JPH0723272B2 JP62125058A JP12505887A JPH0723272B2 JP H0723272 B2 JPH0723272 B2 JP H0723272B2 JP 62125058 A JP62125058 A JP 62125058A JP 12505887 A JP12505887 A JP 12505887A JP H0723272 B2 JPH0723272 B2 JP H0723272B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐食性セラミックス及びその製造方法に関し、
特に高温の金属溶湯用に使用するために高い耐蝕性が要
求されるセラミックス及びその製造方法に関する。
特に高温の金属溶湯用に使用するために高い耐蝕性が要
求されるセラミックス及びその製造方法に関する。
窒化珪素、サイアロン、炭化珪素等の珪素含有非酸化物
系セラミックスは高温強度、耐熱衝撃性等の高温特性が
よく、高温度下で使用される部材に適する。このため金
属溶湯用のルツボとしての使用が期待される。
系セラミックスは高温強度、耐熱衝撃性等の高温特性が
よく、高温度下で使用される部材に適する。このため金
属溶湯用のルツボとしての使用が期待される。
しかしながら実際には金属溶融の雰囲気により珪素含有
非酸化物系セラミックスの耐蝕性は著しく影響を受け、
特に大気中で珪素含有非酸化物系セラミックスのルツボ
に鉄や銅等の溶湯を入れると、ルツボの侵食が著しいこ
とがわかった。
非酸化物系セラミックスの耐蝕性は著しく影響を受け、
特に大気中で珪素含有非酸化物系セラミックスのルツボ
に鉄や銅等の溶湯を入れると、ルツボの侵食が著しいこ
とがわかった。
従って、本発明の目的は珪素含有非酸化物系セラミック
スの高温強度及び耐熱衝撃性等の高温特性を保持したま
ま鉄や銅等の金属溶湯に対する耐蝕性に優れたセラミッ
クスを提供することである。
スの高温強度及び耐熱衝撃性等の高温特性を保持したま
ま鉄や銅等の金属溶湯に対する耐蝕性に優れたセラミッ
クスを提供することである。
さらに本発明はかかる耐食性を有するセラミックスを製
造する方法を提供することである。
造する方法を提供することである。
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等は、次のこ
とを発見した。すなわち大気のような金属酸化性雰囲気
中で、鉄や銅の溶湯を窒化珪素、サイアロン及び炭化珪
素等の珪素含有非酸化物系セラミックスのルツボに入れ
ると、溶湯金属のみならずセラミックスも酸化される。
セラミックスの酸化により生成するSiO2は鉄や銅の酸化
物（FeO、CuO、Cu2O）と反応しやすいため、ルツボと金
属溶湯との界面においてスラグ反応のような反応が起こ
り、ルツボの侵食が進む。これはSiO2が酸性酸化物であ
るのに対し、液体状態になっているFeOやCuO、Cu2Oは塩
基性酸化物であり、両者の塩基度の差が大きいためであ
る。従って、塩基度がFeOやCuO等に近いマグネシア（Mg
O）で珪素含有非酸化物系セラミックスの表面を被覆し
てやれば、セラミックスと溶湯金属との界面において塩
基度の差が極めて僅かであるので、セラミックスの侵食
が防止できる。
とを発見した。すなわち大気のような金属酸化性雰囲気
中で、鉄や銅の溶湯を窒化珪素、サイアロン及び炭化珪
素等の珪素含有非酸化物系セラミックスのルツボに入れ
ると、溶湯金属のみならずセラミックスも酸化される。
セラミックスの酸化により生成するSiO2は鉄や銅の酸化
物（FeO、CuO、Cu2O）と反応しやすいため、ルツボと金
属溶湯との界面においてスラグ反応のような反応が起こ
り、ルツボの侵食が進む。これはSiO2が酸性酸化物であ
るのに対し、液体状態になっているFeOやCuO、Cu2Oは塩
基性酸化物であり、両者の塩基度の差が大きいためであ
る。従って、塩基度がFeOやCuO等に近いマグネシア（Mg
O）で珪素含有非酸化物系セラミックスの表面を被覆し
てやれば、セラミックスと溶湯金属との界面において塩
基度の差が極めて僅かであるので、セラミックスの侵食
が防止できる。
本発明は以上の発見に基づき完成したものである。すな
わち、本発明の耐食性セラミックスは窒化珪素、サイア
ロン又は炭化珪素からなる珪素含有非酸化物系セラミッ
クス焼結体の表面にマグネシアを主成分とする厚さ10〜
300μｍの酸化物表面層を形成してなることを特徴とす
る。
わち、本発明の耐食性セラミックスは窒化珪素、サイア
ロン又は炭化珪素からなる珪素含有非酸化物系セラミッ
クス焼結体の表面にマグネシアを主成分とする厚さ10〜
300μｍの酸化物表面層を形成してなることを特徴とす
る。
また本発明の耐食性セラミックスを製造する方法は、珪
素含有非酸化物系セラミックス焼結体の表面にマグネシ
ウム化合物の溶液を塗布し、乾燥後加熱処理することに
よりマグネシアを主成分とする酸化物表面層を形成する
ことを特徴とする。
素含有非酸化物系セラミックス焼結体の表面にマグネシ
ウム化合物の溶液を塗布し、乾燥後加熱処理することに
よりマグネシアを主成分とする酸化物表面層を形成する
ことを特徴とする。
本発明の耐食性セラミックスを製造する別の方法は、珪
素含有非酸化物系セラミックス成形体の表面にマグネシ
ウム化合物の溶液を塗布し、乾燥後前記セラミックス成
形体を焼結し、それと同時にマグネシアを主成分とする
酸化物表面層を形成することを特徴とする。
素含有非酸化物系セラミックス成形体の表面にマグネシ
ウム化合物の溶液を塗布し、乾燥後前記セラミックス成
形体を焼結し、それと同時にマグネシアを主成分とする
酸化物表面層を形成することを特徴とする。
珪素含有非酸化物系セラミックスとしては、窒化珪素、
サイアロン、炭化珪素等がある。窒化珪素及びサイアロ
ン焼結体は強度が大きく、かつ耐熱衝撃性に優れてい
る。窒化珪素の焼結は常圧焼結法、加圧焼結法、ガス圧
焼結法等により行うことができ、焼結温度は1650〜1800
℃程度である。またAl2O3、Y2O3、MgO等の焼結助剤を全
体で８〜20重量％程度含有する。またサイアロンはSi3N
4のSiの一部をAlで、Ｎの一部をＯで置換したもので、S
i3N4にAlN、Al2O3、Y2O3等を合計10〜20重量％添加して
1650〜1800℃で焼結したものである。炭化珪素焼結体も
高温強度に優れ、Ｃ＋Ｂ、AlN＋Ｃ等の焼結助剤を合計
２〜５重量％程度添加して1800〜2100℃で焼結すること
により得られる。これらの珪素含有非酸化物系セラミッ
クスは鉄や銅の溶湯温度である1200〜1500℃程度におい
て酸化され、表面にSiO2層が形成される。
サイアロン、炭化珪素等がある。窒化珪素及びサイアロ
ン焼結体は強度が大きく、かつ耐熱衝撃性に優れてい
る。窒化珪素の焼結は常圧焼結法、加圧焼結法、ガス圧
焼結法等により行うことができ、焼結温度は1650〜1800
℃程度である。またAl2O3、Y2O3、MgO等の焼結助剤を全
体で８〜20重量％程度含有する。またサイアロンはSi3N
4のSiの一部をAlで、Ｎの一部をＯで置換したもので、S
i3N4にAlN、Al2O3、Y2O3等を合計10〜20重量％添加して
1650〜1800℃で焼結したものである。炭化珪素焼結体も
高温強度に優れ、Ｃ＋Ｂ、AlN＋Ｃ等の焼結助剤を合計
２〜５重量％程度添加して1800〜2100℃で焼結すること
により得られる。これらの珪素含有非酸化物系セラミッ
クスは鉄や銅の溶湯温度である1200〜1500℃程度におい
て酸化され、表面にSiO2層が形成される。
マグネシア（MgO）は塩基性酸化物であり、その塩基度
は鉄や銅の酸化物（FeO、CuO、Cu2O）と非常に近い。こ
こで塩基度とは、構成金属元素の電価値をＺ、イオン半
径をｒとしたときに、Z/rと定義する。Z/rの値が小さい
ほど塩基性が強いことになる。以下に種々の酸化物の塩
基度の傾向を示す。
は鉄や銅の酸化物（FeO、CuO、Cu2O）と非常に近い。こ
こで塩基度とは、構成金属元素の電価値をＺ、イオン半
径をｒとしたときに、Z/rと定義する。Z/rの値が小さい
ほど塩基性が強いことになる。以下に種々の酸化物の塩
基度の傾向を示す。
塩基性↑ FeO 2.6 CuO 2.7 MgO 2.8 Al2O3 7.7 酸性 ↓ SiO2 10.0 塩基度が近い程酸化物間の反応性が低いので、MgOはFeO
やCuO等とほとんど反応しないことがわかる。これに対
して、SiO2は著しく酸性であるので、FeOやCuO等との反
応性が高い。
やCuO等とほとんど反応しないことがわかる。これに対
して、SiO2は著しく酸性であるので、FeOやCuO等との反
応性が高い。
マグネシアを主成分とする酸化物表面層とは酸化物表面
層中の大部分がMgOからなり、その他に下地のセラミッ
クスの酸化物であるSiO2やAl2O3等が僅かに混入してい
るものである。MgOの割合は少なくとも80重量％程度で
あり、SiO2は20重量％以下である。珪素含有非酸化物系
セラミックスの酸化を十分に防止するために、少なくと
も100μｍの厚さを要する。しかし500μｍ以上の厚さに
なるとセラミックス下地との熱膨張係数の差により亀裂
や剥離が生ずるおそれがある。好ましい厚さは100〜300
μｍである。
層中の大部分がMgOからなり、その他に下地のセラミッ
クスの酸化物であるSiO2やAl2O3等が僅かに混入してい
るものである。MgOの割合は少なくとも80重量％程度で
あり、SiO2は20重量％以下である。珪素含有非酸化物系
セラミックスの酸化を十分に防止するために、少なくと
も100μｍの厚さを要する。しかし500μｍ以上の厚さに
なるとセラミックス下地との熱膨張係数の差により亀裂
や剥離が生ずるおそれがある。好ましい厚さは100〜300
μｍである。
MgO層の形成方法として、物理蒸着法（PVD）や化学蒸着
法（CVD）のように気相から薄膜状に形成する方法もあ
るが、コスト面で不利である。そこで本発明の方法にお
いては、マグネシウム化合物溶液を塗布し、熱処理する
ことによりマグネシアを主成分とする酸化物表面層を形
成する。
法（CVD）のように気相から薄膜状に形成する方法もあ
るが、コスト面で不利である。そこで本発明の方法にお
いては、マグネシウム化合物溶液を塗布し、熱処理する
ことによりマグネシアを主成分とする酸化物表面層を形
成する。
マグネシウム化合物溶液としては、マグネシウムアルコ
キシド、塩化マグネシウム又は硝酸マグネシウムのアル
コール溶液がある。均一かつ緻密な酸化物表面層が得ら
れるとともに安価であるという理由で硝酸マグネシウム
を使用するのが好ましい。これらのマグネシウム化合物
の溶液中の濃度は10〜30重量％程度である。
キシド、塩化マグネシウム又は硝酸マグネシウムのアル
コール溶液がある。均一かつ緻密な酸化物表面層が得ら
れるとともに安価であるという理由で硝酸マグネシウム
を使用するのが好ましい。これらのマグネシウム化合物
の溶液中の濃度は10〜30重量％程度である。
マグネシウム化合物溶液の塗布はセラミックス焼結体上
又は成形体上に行う。焼結体の場合、溶液がしみ込ま
ず、かつ後述するように塗布、熱処理を繰り返しても変
質しないので、好ましい。
又は成形体上に行う。焼結体の場合、溶液がしみ込ま
ず、かつ後述するように塗布、熱処理を繰り返しても変
質しないので、好ましい。
セラミックス焼結体に硝酸マグネシウムのアルコール溶
液を塗布する場合、乾燥後大気中で熱処理する。熱処理
はまず室温より２℃／分〜10℃／分の速度で200〜400℃
の温度まで昇温し、200〜400℃に30〜60分間保持する。
昇温中にアルコールが蒸発し、結晶水の離脱が起きる。
また200〜400℃の保持中に、硝酸マグネシウムが溶融
し、セラミックス焼結体の表面上に濡れた状態で均一層
を形成する。
液を塗布する場合、乾燥後大気中で熱処理する。熱処理
はまず室温より２℃／分〜10℃／分の速度で200〜400℃
の温度まで昇温し、200〜400℃に30〜60分間保持する。
昇温中にアルコールが蒸発し、結晶水の離脱が起きる。
また200〜400℃の保持中に、硝酸マグネシウムが溶融
し、セラミックス焼結体の表面上に濡れた状態で均一層
を形成する。
セラミックス焼結体が十分均一に濡れた後で、２℃／分
〜10℃／分の速度で1000〜1400℃の温度まで昇温し、そ
こで２〜10時間保持する。
〜10℃／分の速度で1000〜1400℃の温度まで昇温し、そ
こで２〜10時間保持する。
これにより硝酸マグネシウムはマグネシアに酸化され
て、セラミックス表面に固着する。加熱保持時間につい
ては、時間が短かすぎると酸化物表面層の生成が不十分
であり、また長すぎるとセラミックスの酸化が進みすぎ
る。また保持温度については、温度が低いと酸化物表面
層の生成が不十分であり、逆に高すぎると酸化物表面層
の生成量が増大しすぎて珪素含有非酸化物系セラミック
スの特性が低下し、その上表面層中のSiO2の量が増大し
すぎる。一般的に、窒化珪素やサイアロン系セラミック
スの場合熱処理温度は1100〜1300℃、炭化珪素系セラミ
ックスの場合1200〜1400℃が好ましい。なお熱処理温度
は焼結体の焼結助剤の種類や焼結方法等により多少異な
る。
て、セラミックス表面に固着する。加熱保持時間につい
ては、時間が短かすぎると酸化物表面層の生成が不十分
であり、また長すぎるとセラミックスの酸化が進みすぎ
る。また保持温度については、温度が低いと酸化物表面
層の生成が不十分であり、逆に高すぎると酸化物表面層
の生成量が増大しすぎて珪素含有非酸化物系セラミック
スの特性が低下し、その上表面層中のSiO2の量が増大し
すぎる。一般的に、窒化珪素やサイアロン系セラミック
スの場合熱処理温度は1100〜1300℃、炭化珪素系セラミ
ックスの場合1200〜1400℃が好ましい。なお熱処理温度
は焼結体の焼結助剤の種類や焼結方法等により多少異な
る。
熱処理中NOxガス等の発生により酸化物表面層がポーラ
スになる傾向がある。そのため塗布→熱処理の工程を２
回以上繰り返すのが好ましい。これにより均一かつ緻密
なマグネシア酸化物表面層を得ることができ、かつその
厚さをコントロールすることもできる。
スになる傾向がある。そのため塗布→熱処理の工程を２
回以上繰り返すのが好ましい。これにより均一かつ緻密
なマグネシア酸化物表面層を得ることができ、かつその
厚さをコントロールすることもできる。
セラミックス焼結体にマグネシウムアルコキシドのアル
コール溶液を塗布するときの熱処理条件は、２℃／分〜
10℃／分の速度で1000〜1400℃まで昇温、及びそこで２
〜10時間保持である。
コール溶液を塗布するときの熱処理条件は、２℃／分〜
10℃／分の速度で1000〜1400℃まで昇温、及びそこで２
〜10時間保持である。
セラミックスの下地が焼結体でなく成形体の場合、セラ
ミックスの焼結と熱処理とを同時に行う。そのため、熱
処理温度はセラミックスの種類により異なり、窒化珪素
の場合1650〜1800℃であり、サイアロンの場合1650〜18
00℃であり、炭化珪素の場合1800〜2100℃である。
ミックスの焼結と熱処理とを同時に行う。そのため、熱
処理温度はセラミックスの種類により異なり、窒化珪素
の場合1650〜1800℃であり、サイアロンの場合1650〜18
00℃であり、炭化珪素の場合1800〜2100℃である。
さらにセラミック焼結体をマグネシア粉末で覆い熱処理
する場合、1000〜1400℃で２〜10時間加熱する。
する場合、1000〜1400℃で２〜10時間加熱する。
本発明の耐食性セラミックスは珪素含有非酸化物系セラ
ミックスの表面にマグネシア層が形成されたものであ
り、マグネシアと酸化鉄や酸化銅との反応性は著しく低
い（塩基度が非常に近い）。従って、大気のような酸化
性雰囲気中で鉄や銅の溶湯と接触しても侵食されない。
また酸化物層があることにより、非酸化物系セラミック
スの酸化も防止することができる。
ミックスの表面にマグネシア層が形成されたものであ
り、マグネシアと酸化鉄や酸化銅との反応性は著しく低
い（塩基度が非常に近い）。従って、大気のような酸化
性雰囲気中で鉄や銅の溶湯と接触しても侵食されない。
また酸化物層があることにより、非酸化物系セラミック
スの酸化も防止することができる。
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１ Si3N487重量％、Al2O3５重量％、AlN3重量％、Y2O3５重
量％、からなる組成のサイアロン常圧焼結体（密度3.23
g/cm3）上に、硝酸マグネシウムのアルコール溶液（濃
度:20重量％）をハケで塗布し、乾燥後熱処理した。熱
処理条件は、５℃／分の昇温速度で300℃まで加熱して
そこで60分間保持し、再び５℃／分の昇温速度で1150℃
まで加熱してそこで４時間保持し、その後炉冷するもの
であった。
量％、からなる組成のサイアロン常圧焼結体（密度3.23
g/cm3）上に、硝酸マグネシウムのアルコール溶液（濃
度:20重量％）をハケで塗布し、乾燥後熱処理した。熱
処理条件は、５℃／分の昇温速度で300℃まで加熱して
そこで60分間保持し、再び５℃／分の昇温速度で1150℃
まで加熱してそこで４時間保持し、その後炉冷するもの
であった。
得られたマグネシア表面層上に同一の硝酸マグネシウム
アルコール溶液を塗布し、同一の条件で熱処理を施し
た。この塗布、熱処理工程を全部で10回繰り返した後
で、マグネシア表面層を有するサイアロン焼結体を得
た。表面層の厚さは100μｍであり、その組成はMgO85重
量％、Al2O3５重量％、SiO210重量％であった。
アルコール溶液を塗布し、同一の条件で熱処理を施し
た。この塗布、熱処理工程を全部で10回繰り返した後
で、マグネシア表面層を有するサイアロン焼結体を得
た。表面層の厚さは100μｍであり、その組成はMgO85重
量％、Al2O3５重量％、SiO210重量％であった。
このサイアロン焼結体を低周波炉で溶解した1450℃の溶
鋼中に0.5時間浸漬し、侵食試験を行った。結果を第１
表に示す。
鋼中に0.5時間浸漬し、侵食試験を行った。結果を第１
表に示す。
実施例２ Si3N490重量％、Al2O3５重量％、Y2O3５重量％からなる
組成の窒化珪素の常圧焼結体（密度3.20g/cm3）上に、
硝酸マグネシウムのアルコール溶液（濃度:20重量％）
をスプレー法で塗布し、乾燥後熱処理した。熱処理条件
は、５℃／分の昇温速度で300℃まで加熱してそこで60
分間保持し、再び５℃／分の昇温速度で1150℃まで加熱
してそこで４時間保持し、その後炉冷するものであっ
た。
組成の窒化珪素の常圧焼結体（密度3.20g/cm3）上に、
硝酸マグネシウムのアルコール溶液（濃度:20重量％）
をスプレー法で塗布し、乾燥後熱処理した。熱処理条件
は、５℃／分の昇温速度で300℃まで加熱してそこで60
分間保持し、再び５℃／分の昇温速度で1150℃まで加熱
してそこで４時間保持し、その後炉冷するものであっ
た。
得られたマグネシア表面層上に同一の硝酸マグネシウム
アルコール溶液を塗布し、同一の条件で熱処理を施し
た。この塗布、熱処理工程を全部で10回繰り返した後で
マグネシア表面層を有する窒化珪素焼結体を得た。酸化
物表面層の厚さは100μｍであり、その組成はMgO83重量
％、Al2O3５重量％、SiO212重量％であった。
アルコール溶液を塗布し、同一の条件で熱処理を施し
た。この塗布、熱処理工程を全部で10回繰り返した後で
マグネシア表面層を有する窒化珪素焼結体を得た。酸化
物表面層の厚さは100μｍであり、その組成はMgO83重量
％、Al2O3５重量％、SiO212重量％であった。
この窒化珪素焼結体を低周波炉で溶解した1450℃の溶鋼
中に0.5時間浸漬し、侵食試験を行った。結果を第１表
に示す。
中に0.5時間浸漬し、侵食試験を行った。結果を第１表
に示す。
実施例３ 密度3.08g/cm3の炭化珪素焼結体の表面に硝酸マグネシ
ウムのアルコール溶液（濃度:30重量％）を塗布し、乾
燥後熱処理を行った。熱処理パターンは、昇温速度５℃
／分で300℃まで加熱、300℃で60分間保持、昇温速度５
℃／分で1300℃まで再加熱、1300℃で４時間保持、及び
炉冷であった。この熱処理パターンを全部で10回繰り返
し、厚さ100μｍの表面層を得た。表面層の組成はほぼM
gO90重量％、SiO210重量％であった。このようにして得
られたマグネシア表面層を有する炭化珪素焼結体を低周
波炉で溶解した1450℃の溶鋼中に0.5時間浸漬し、侵食
試験を行った。結果を第１表に示す。
ウムのアルコール溶液（濃度:30重量％）を塗布し、乾
燥後熱処理を行った。熱処理パターンは、昇温速度５℃
／分で300℃まで加熱、300℃で60分間保持、昇温速度５
℃／分で1300℃まで再加熱、1300℃で４時間保持、及び
炉冷であった。この熱処理パターンを全部で10回繰り返
し、厚さ100μｍの表面層を得た。表面層の組成はほぼM
gO90重量％、SiO210重量％であった。このようにして得
られたマグネシア表面層を有する炭化珪素焼結体を低周
波炉で溶解した1450℃の溶鋼中に0.5時間浸漬し、侵食
試験を行った。結果を第１表に示す。
比較例１〜３ 実施例１〜３において用いたセラミックスの常圧焼結体
にマグネシア表面層を施すことなく実施例１〜３と同じ
侵食試験を行った。同様に結果を第１表に示す。
にマグネシア表面層を施すことなく実施例１〜３と同じ
侵食試験を行った。同様に結果を第１表に示す。
第１表から、本発明によるマグネシアを主成分とした酸
化物表面層により、珪素含有非酸化物系セラミックスの
耐溶鋼侵食性が飛躍的に向上したことがわかる。
化物表面層により、珪素含有非酸化物系セラミックスの
耐溶鋼侵食性が飛躍的に向上したことがわかる。
実施例４ 実施例１で得られたマグネシア表面層を有するサイアロ
ン焼結体を用いて、1200℃の銅の溶湯に対する侵食試験
を行った。浸漬時間は0.5時間であった。その結果減量
は1mg/cm2であり、耐食性が良好なことがわかる。
ン焼結体を用いて、1200℃の銅の溶湯に対する侵食試験
を行った。浸漬時間は0.5時間であった。その結果減量
は1mg/cm2であり、耐食性が良好なことがわかる。
実施例５ 実施例１において、硝酸マグネシウムの代わりにマグネ
シウムアルコキシドを用い、それ以外は全く同じ条件で
マグネシア表面層を形成後、1450℃の溶鋼に対する侵食
試験（浸漬時間0.5時間）を行った。その結果、減量は7
mg/cm2であり、実施例１と同程度の耐食性を有すること
がわかった。
シウムアルコキシドを用い、それ以外は全く同じ条件で
マグネシア表面層を形成後、1450℃の溶鋼に対する侵食
試験（浸漬時間0.5時間）を行った。その結果、減量は7
mg/cm2であり、実施例１と同程度の耐食性を有すること
がわかった。
実施例６ 実施例１において硝酸マグネシウムの代わりに塩化マグ
ネシウムを用い、それ以外は全く同じ条件でマグネシア
を主成分とする酸化物表面層を形成後、1450℃の溶鋼に
対する侵食試験（浸漬時間0.5時間）を行った。その結
果、減量は6mg/cm2であり、実施例１と同程度の耐食性
を有することがわかった。
ネシウムを用い、それ以外は全く同じ条件でマグネシア
を主成分とする酸化物表面層を形成後、1450℃の溶鋼に
対する侵食試験（浸漬時間0.5時間）を行った。その結
果、減量は6mg/cm2であり、実施例１と同程度の耐食性
を有することがわかった。
実施例７ 実施例１に示す組成のサイアロンの成形体に実施例１と
同じ硝酸マグネシウムのアルコール溶液を塗布し、乾燥
した。この塗布を５回繰り返した後で1750℃で５時間常
圧焼結した。その結果サイアロン焼結体の表面にマグネ
シアを主成分をする表面層が形成された。この表面層の
耐食性は実施例１とほぼ同等であった。
同じ硝酸マグネシウムのアルコール溶液を塗布し、乾燥
した。この塗布を５回繰り返した後で1750℃で５時間常
圧焼結した。その結果サイアロン焼結体の表面にマグネ
シアを主成分をする表面層が形成された。この表面層の
耐食性は実施例１とほぼ同等であった。
本発明のマグネシアを主成分とする酸化物表面層を形成
することにより、窒化珪素、サイアロン、炭化珪素のよ
うな珪素含有非酸化物系セラミックスの高温強度や耐熱
衝撃性等の高温特性を損なうことなく、鉄や銅の溶湯に
対する耐食性や耐酸化性を向上することができる。
することにより、窒化珪素、サイアロン、炭化珪素のよ
うな珪素含有非酸化物系セラミックスの高温強度や耐熱
衝撃性等の高温特性を損なうことなく、鉄や銅の溶湯に
対する耐食性や耐酸化性を向上することができる。
Claims (11)
- 【請求項１】窒化珪素、サイアロン又は炭化珪素からな
る珪素含有非酸化物系セラミックス焼結体の表面にマグ
ネシアを主成分とする厚さ10〜300μｍの酸化物表面層
を形成してなることを特徴とする耐食性セラミックス。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の耐食性セラ
ミックスにおいて、前記珪素含有非酸化物系セラミック
スがサイアロンであることを特徴とする耐食性セラミッ
クス。 - 【請求項３】珪素含有非酸化物系セラミックス焼結体の
表面にマグネシウム化合物溶液を塗布し、乾燥後加熱処
理することによりマグネシアを主成分とする酸化物表面
層を形成することを特徴とする耐食性セラミックスの製
造方法。 - 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載の方法におい
て、前記マグネシウム化合物がマグネシウムアルコキシ
ド、塩化マグネシウム又は硝酸マグネシウムであること
を特徴とする方法。 - 【請求項５】特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の
方法において、前記溶液がアルコール溶液であることを
特徴とする方法。 - 【請求項６】特許請求の範囲第３項乃至第５項のずれか
に記載の方法において、前記加熱処理の温度が1000〜14
00℃であることを特徴とする方法。 - 【請求項７】特許請求の範囲第３項乃至第６項のいずれ
かに記載の方法において、前記マグネシウム化合物溶液
の塗布及び熱処理からなる工程を少なくとも２回繰り返
すことを特徴とする方法。 - 【請求項８】珪素含有非酸化物系セラミックス成形体の
表面にマグネシウム化合物溶液を塗布し、乾燥後前記セ
ラミックス成形体を焼結し、それと同時にマグネシアを
主成分とする酸化物表面層を形成することを特徴とする
耐食性セラミックスの製造方法。 - 【請求項９】特許請求の範囲第８項に記載の方法におい
て、前記マグネシウム化合物がマグネシウムアルコキシ
ド、塩化マグネシウム又は硝酸マグネシウムであること
を特徴とする方法。 - 【請求項１０】特許請求の範囲第８項又は第９項に記載
の方法において、前記溶液がアルコール溶液であること
を特徴とする方法。 - 【請求項１１】特許請求の範囲第８項乃至第10項のいず
れかに記載の方法において、前記焼結の温度が1650〜18
00℃であることを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62125058A JPH0723272B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 耐食性セラミックス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62125058A JPH0723272B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 耐食性セラミックス及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63288983A JPS63288983A (ja) | 1988-11-25 |
| JPH0723272B2 true JPH0723272B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=14900778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62125058A Expired - Lifetime JPH0723272B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 耐食性セラミックス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723272B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60180978A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-14 | 品川白煉瓦株式会社 | タンデイツシユのライニング構造 |
| JPS6252192A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-06 | 三菱重工業株式会社 | 高耐食性セラミツクス |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP62125058A patent/JPH0723272B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63288983A (ja) | 1988-11-25 |
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