JPH0725590B2 - SiC質耐火物 - Google Patents

SiC質耐火物

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JPH0725590B2
JPH0725590B2 JP2414395A JP41439590A JPH0725590B2 JP H0725590 B2 JPH0725590 B2 JP H0725590B2 JP 2414395 A JP2414395 A JP 2414395A JP 41439590 A JP41439590 A JP 41439590A JP H0725590 B2 JPH0725590 B2 JP H0725590B2
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茂 半澤
寿治 木下
敏之 伊藤
勝 長谷川
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ENU JII KEI ADORETSUKU KK
NIPPON GAISHI KK
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ENU JII KEI ADORETSUKU KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、SiC骨材粒子と、S
34 質又はSi2 ON2 質あるいはSiO2 質の粒
界結合部よりなる迅速焼成に適したSiC耐火物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】炭化珪素(SiC)耐火物は優れた耐火
性、耐熱性を備えていることから工業上重要な地位を占
めており、例えば、陶磁器焼成用の棚板、その他の焼成
治具及びサヤ等に多用されている。このようなSiC耐
火物は、従来SiC粒子に0.1〜10重量%近い粘土
を混合して混練・成形・焼成し、珪酸塩鉱物、例えば粘
土鉱物により炭化珪素粒子を互いに結合することにより
製造されている。
【0003】また、米国特許第2752258号明細書
には、SiC粒子にSiを混合、成形した後、成形体を
非酸化性の窒素含有雰囲気下において焼成することによ
り、窒化珪素質のSiC耐火物を製造することが記載さ
れている。このSiC耐火物は、SiC粒子を窒化珪素
からなる結合材により結合させたものであり、高温での
機械的強度、耐熱衝撃性を向上させることを目的とした
ものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、粘土を
混合する方法により製造されるSiC耐火物は、耐火度
が低い粘土鉱物を粒界結合部としているため、高温での
軟化変形や酸化が生じ易いという問題がある。また、米
国特許第2752258号明細書に記載の方法により製
造されるSiC耐火物にあっても、高温で長時間使用す
る場合にはSiC耐火物の変形や膨れ、あるいは割れ等
を生じることが判明した。
【0005】更に近年において、昇温速度および降温速
度を大きくして焼成を速く行なおうとする、いわゆる迅
速焼成の要請が高まってきており、そのために迅速焼成
に適したSiC耐火物が待望されている。
【0006】
【課題を解決するための手段】 本発明者は上記の従来
のSiC耐火物の問題を解決し迅速焼成に適したSiC
耐火物を得るべく種々検討を行なった結果、本発明に到
達したものである。すなわち、本発明によれば、SiC
骨材粒子が60重量%以上で、粒界結合部がSi34
質又はSi2 ON2 質のSiC質耐火物であって、常温
曲げ強さが450〜600kg/cm2 、嵩比重が理論
密度の85〜93%であり、かつ細孔径のピーク位置が
5.0〜300μm 及び0.1〜4.0μm に存在し、
5.0〜300μm と0.1〜4.0μm の細孔径のピ
ーク高さの比が1:1〜1:15の範囲にあることを特
徴とする迅速焼成に適したSiC質耐火物、および、S
iC骨材粒子が60重量%以上で、粒界結合部がSiO
2 質のSiC質耐火物であって、常温曲げ強さが400
〜550kg/cm2 、嵩比重が理論密度の85〜93
%であり、かつ細孔径のピーク位置が5.0〜300μ
m 及び0.1〜4.0μm に存在し、5.0〜300μ
m と0.1〜4.0μm の細孔径のピーク高さの比が
1:1〜1:20の範囲にあることを特徴とする迅速焼
成に適したSiC質耐火物、が提供される。
【0007】ここで云う細孔径のピークとは、横軸に細
孔径をとり、縦軸に差分細孔容積をとったグラフにおい
て表われるピークのことを云う(図1参照)。また、本
発明において、細孔径の測定は島津製作所製オートポア
9200を用いている。
【0008】 なお、本発明において、迅速焼成とは、
昇温速度と降温速度の夫々が100℃/hr 以上の部分を
有する温度スケジュールの焼成を云う。
【0009】
【作用】 本発明のSiC質耐火物は、SiC骨材粒子
と、Si34 質又はSi2 ON2 質、あるいはSiO
2 質の粒界結合部とからなるもので、その常温曲げ強さ
及び嵩比重を特定の範囲とし、かつ細孔径のピークを二
つ有し、ピーク高さの比を特定の範囲としたことに特徴
がある。このような特性を有するSiC質耐火物は、高
温強度が大きく、耐熱衝撃性に優れており、迅速焼成に
極めて適したものである。
【0010】本発明のSiC質耐火物は、SiC骨材粒
子とSi34質又はSi2 ON2 質、あるいはSiO2
質の粒界結合部とからなり、SiC骨材粒子が60重
量%以上、好ましくは70〜90重量%で、残部の粒界
結合部が40重量%以下、好ましくは15〜30重量%
であることが好ましい。本発明においては、粒界結合部
としてSi34 質又はSi2 ON2 質を用いる場合
と、SiO2 質を用いる場合とがあり、各々のSiC質
耐火物は結合部材によりその常温曲げ強さ、嵩比重、及
び細孔径のピークの位置及び高さの比が多少相違する。
【0011】粒界結合部としてSi34 質又はSi2
ON2 質を用いるSiC質耐火物においては、常温曲げ
強さが450〜600kg/cm2 、好ましくは500
〜550kg/cm2 、嵩比重が理論密度の85〜93
%、好ましくは86〜90%であり、かつ細孔径のピー
ク位置が5〜300μm 及び0.1〜4.0μm に存在
する。また、この細孔径のピーク高さの比は好ましくは
1:1〜1:15の範囲にある。常温曲げ強さ、嵩比
重、及び細孔径のピーク位置及び高さの比が上記の範囲
外の場合には、機械的強度が劣ったり、又は強度が大き
くても迅速焼成の際に変形や割れ等が発生し、好ましく
ない。
【0012】一方、粒界結合部としてSiO2 質を用い
るSiC質耐火物においては、常温曲げ強さが400〜
550kg/cm2 、好ましくは470〜520kg/
cm2 、嵩比重が理論密度の85〜93%、好ましくは
87〜90%であり、かつ細孔径のピーク位置が5〜3
00μm 及び0.1〜4.0μm に存在する。また、こ
の細孔径のピーク高さの比は好ましくは1:1〜1:2
0の範囲にある。常温曲げ強さ、嵩比重、及び細孔径の
ピーク位置及び高さの比がこの範囲外の場合には、機械
的強度が劣ったり、又は強度が大きくても迅速焼成の際
に変形や割れ等が発生し、好ましくない。
【0013】 本発明のSiC質耐火物は例えば次のよ
うに製造される。Si34 質又はSi2 ON2 質を粒
界結合部とする場合には、SiC骨材粒子にSiを混合
し、さらに所定の径、量の造孔剤(有機質の粒)を混入
して、これを所望の形状に成形する。次に、得られた成
形体を窒素含有雰囲気下において焼成することにより、
本発明のSiC質耐火物が製造される。ここで、窒素含
有雰囲気における窒素の含有割合としては90容量%以
上が好ましく、99容量%以上が更に好ましい。窒素の
含有割合が90容量%未満の場合には、窒化速度の遅延
や一部の酸素により未窒化現象が生じるという問題があ
る。
【0014】焼成温度は、その最高保持温度が通常11
00〜1500℃の範囲、好ましくは1300〜140
0℃の範囲であり、焼成時間としては1〜30時間が適
当である。次いで、好ましくは、このようにして得られ
た焼成体を、1100℃以上の温度下において1〜30
時間酸化処理する。酸化処理により、さらに耐熱衝撃性
に優れたSiC質耐火物を得ることが可能となる。
【0015】 また、SiO2 質を粒界結合部とする場
合には、SiC骨材粒子に粘土鉱物を配合し、さらに所
定の径、量の造孔剤(有機質の粒)を混入し、成形した
後、酸化雰囲気下で焼成することにより、本発明のSi
C質耐火物を得ることができる。
【0016】
【実施例】 本発明を実施例に基づき更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限られるものではな
い。 (実施例1〜8及び比較例1〜7) SiC骨材粒子85重量%とSi粒子15重量%を混合
し、400×350×10mmの形状に成形したものを9
0℃で乾燥した後、98容量%の窒素雰囲気下で最高温
度1400℃まで加熱し、3時間保持するように焼成し
た。次いでさらに大気雰囲気下で最高温度1400℃ま
で加熱させ、3時間保持した焼成を行ない、常温曲げ強
さ、嵩比重(理論密度に対する%)、及び細孔径のピー
ク比を表1のように種々変化させたSiC質耐火物を製
造した。ここで、SiC質耐火物の細孔径を変化させる
ために、有機質の粒子からなる造孔剤を用い、この添加
量を変えた。得られたSiC質耐火物の粒界結合部は、
Si 3 4 質又はSi 2 ON 2 質で形成されていた。
【0017】得られたSiC質耐火物について、耐熱衝
撃性(△T700-RT)を測定し、結果を表1に示した。
尚、耐熱衝撃性(△T700-RT)は、SiC質耐火物を7
00℃と室温に繰返した場合の割れの発生具合により判
定し、10回以上配置しても割れが発生しない場合に、
判定を○として表1に示した。
【0018】
【表1】
【0019】 (実施例9〜14及び比較例8〜11) SiC骨材粒子95重量%と粘土5重量%を混合し、4
00×350×10mmの形状に成形したものを90℃で
乾燥した後、大気雰囲気下、最高温度1400℃で3時
間保持した焼成を行ない、常温曲げ強さ、嵩比重(理論
密度に対する%)、及び細孔径のピーク比を表2のよう
に種々変化させたSiC質耐火物を製造した。ここで、
実施例1〜8と同様に、SiC質耐火物の細孔径を変化
させるために、有機質の粒子からなる造孔剤を用い、こ
の添加量を変えた。ここで、SiC質耐火物の粒界結合
部は、SiO 2 質で形成されていた。得られたSiC質
耐火物について、実施例1〜8と同様にして耐熱衝撃性
(△T700-RT)を測定し、結果を表2に示した。
【0020】
【表2】
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のSiC質
耐火物は、特定範囲の常温曲げ強さ、嵩比重及び細孔径
ピーク、好ましくは特定の細孔径ピーク比を有するた
め、被焼成物を迅速に焼成する場合にあっても繰返し使
用に耐え、割れが殆ど発生しないという顕著な効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】細孔径ピークを示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 勝 岐阜県可児郡御嵩町井尻65番地 (56)参考文献 特開 昭61−120893(JP,A) 特開 昭62−83372(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SiC骨材粒子が60重量%以上で、粒
    界結合部がSi34 質又はSi2 ON2 質のSiC質
    耐火物であって、常温曲げ強さが450〜600kg/
    cm2 、嵩比重が理論密度の85〜93%であり、かつ
    細孔径のピーク位置が5.0〜300μm 及び0.1〜
    4.0μm に存在し、5.0〜300μm と0.1〜
    4.0μm の細孔径のピーク高さの比が1:1〜1:1
    5の範囲にあることを特徴とする迅速焼成に適したSi
    C質耐火物。
  2. 【請求項2】 SiC骨材粒子が60重量%以上で、粒
    界結合部がSiO2 質のSiC質耐火物であって、常温
    曲げ強さが400〜550kg/cm2、嵩比重が理論
    密度の85〜93%であり、かつ細孔径のピーク位置が
    5.0〜300μm 及び0.1〜4.0μm に存在し、
    5.0〜300μm と0.1〜4.0μm の細孔径のピ
    ーク高さの比が1:1〜1:20の範囲にあることを特
    徴とする迅速焼成に適したSiC質耐火物。
JP2414395A 1990-12-26 1990-12-26 SiC質耐火物 Expired - Lifetime JPH0725590B2 (ja)

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JPH04224169A JPH04224169A (ja) 1992-08-13
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JPS63222086A (ja) * 1987-03-10 1988-09-14 東芝セラミツクス株式会社 SiC焼結体
JPH0768066B2 (ja) * 1987-12-25 1995-07-26 イビデン株式会社 耐熱性複合体及びその製造方法

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