JPH09263445A - フェライト焼成用耐火物 - Google Patents

フェライト焼成用耐火物

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JPH09263445A
JPH09263445A JP8072910A JP7291096A JPH09263445A JP H09263445 A JPH09263445 A JP H09263445A JP 8072910 A JP8072910 A JP 8072910A JP 7291096 A JP7291096 A JP 7291096A JP H09263445 A JPH09263445 A JP H09263445A
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JP
Japan
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ferrite
firing
particles
refractory
znal
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JP8072910A
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English (en)
Inventor
Osamu Yamakawa
治 山川
Hiroaki Nihonmatsu
浩明 二本松
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NGK Insulators Ltd
NGK Adrec Co Ltd
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NGK Insulators Ltd
NGK Adrec Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェライト材を焼成する時に用いる匣やセッ
ター等の寸法強度、嵩比重および強度が向上し、被焼成
体であるフェライト材の目標の透磁率が得られるフェラ
イト焼成用耐火物を提供することができる。 【解決手段】 ZnOとAl23から予め焼成して得た
ZnAl24粒子を用い、これを成形、焼成又はセラミ
ック質基材のフェライト載置面にコーティングしてなる
フェライト焼成用耐火物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、ZnOを成分に
含むフェライト材を焼成するための耐火物に関する。
【0002】
【従来の技術】 一般的に、フェライト材を焼成する時
に用いる匣やセッター等の耐火物としては、Al23
耐火物又はZrO2質耐火物が用いられている。このう
ち、Al23質耐火物を使用した場合には、フェライト
材とAl23質耐火物の接触部で、Al23質耐火物と
の接触面から約1mmの深さまでフェライト材の組成中
のZnOがAl23質耐火物中のAl23と反応し、Z
nAl24を生成し、フェライト材の組成中に脱亜鉛現
象という問題がある。又、焼成工程で、亜鉛の蒸気圧が
低い場合でも、1200℃以上の焼成温度では、揮発に
よりフェライト材に脱亜鉛現象が生じる。
【0003】 一方、ZrO2耐火物を使用した場合で
は、Al23質耐火物を使用した場合のようにフェライ
ト材との反応による脱亜鉛現象は生じないが、前述同様
に焼成工程における亜鉛の蒸気圧が低い場合にはフェラ
イト材から亜鉛が揮発し、脱亜鉛現象が生じる。
【0004】 このため、このような問題を解消するた
めに、ZnAl24質耐火物が開発された。尚、ZnA
24は、フェライト材の脱亜鉛現象の原因の一つであ
るZnOとAl23の反応で生じる物質である。即ち、
ZnAl24をフェライト焼成用耐火物として用いるこ
とにより、フェライト材の組成中の脱亜鉛現象や抗折強
度の劣化を防止することができる。
【0005】 しかしながら、従来、ZnAl24の焼
結体を得るため、ZnOとAl23の微粉を混合、成
形、焼成を実施しているが、この方法では、800℃〜
1000℃付近でのZnAl24の合成時に、異常膨張
が発生する。このため、焼成時の変形や気孔率が大き
く、そのため寸法精度及びかさ比重が上がらず、強度も
低い。また、従来のZnAl24の焼結体は、比表面積
が大きいため、フェライト焼成用耐火物として使用した
場合、ZnOの飛散が多く、被焼成体であるフェライト
材の目標の透磁率を得ることが困難である。
【0006】 又、ZnAl24質耐火物の場合であっ
てもZnO:Al23比や焼成体の密度、比表面積、粒
度構成等により、被焼成体であるフェライト材の透磁率
が、特に通窯初期において大きく変動することが知られ
ている。特に、ZnO:Al23比については、最も良
好なフェライト材の透磁率が得られる範囲が狭く、コン
トロールが困難である。尚、基本的には、ある程度通窯
することによりフェライト材の透磁率が安定することか
ら、初期におけるフェライト材の透磁率の安定化が必要
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】 従って、本発明は上
記した従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、寸法精度、かさ比重及び強度が向上
し、かつ被焼成体であるフェライト材の目標の透磁率が
得られるフェライト焼成用耐火物を提供するものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、ZnOとAl23から予め焼成して得たZnAl
24粒子、又はAl23粒子の表面にZnAl24を生
成した粒子を用いて、成形、焼成したZnAl24質焼
結体からなることを特徴とするフェライト焼成用耐火物
が提供される。尚、この場合、フェライト焼成用耐火物
のかさ比重が3.0以上、比表面積が0.6m2/g以
下であることが好ましい。
【0009】 更に、本発明においては、ZnOとAl
23から予め焼成して得たZnAl24粒子、又はAl
23粒子の表面にZnAl24を生成した4粒子を、セ
ラミック質基材のフェライト載置面にコーティングして
なることを特徴とするフェライト焼成用耐火物が提供さ
れる。更に、本発明においては、Al23の表面にZn
Al24層が10μm以上生成したZnAl24粒子を
用いることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】 本発明のフェライト焼成用耐火
物は、ZnOとAl23から予め焼成して得たZnAl
24粒子、又はAl23粒子の表面にZnAl24を生
成した粒子を用いて、成形、焼成、又はセラミック質基
材のフェライト載置面にコーティングしてなるものであ
る。
【0011】 本発明のフェライト焼成用耐火物は、上
記のように構成されているので、寸法精度、かさ比重及
び強度が向上、並びに被焼成体であるフェライト材の目
標の透磁率が得ることに寄与できる。
【0012】 以下、図面に基づき本発明を詳細に説明
する。図1は、本発明のフェライト焼成用耐火物の一例
である製造工程図であり、図2は、本発明のフェライト
焼成用耐火物の他の例である製造工程図である。
【0013】 まず、図1において、原料工程1とし
て、市販されている電融Al23粗粒又は焼結Al23
粗粒、仮焼Al23微粒とZnOを用いる。次に、調合
工程2で前記の原料を調合、混合工程3でボールミルを
用いて混合、仮焼工程4でZnAl24粒子を合成し、
配合工程6で適宜使用に適した粒度であるZnAl24
粒子を選別、配合を行う。尚、仮焼Al23微粒より合
成されたZnAl24粒子の場合は、凝集を起こすた
め、予め粉砕工程5によりZnAl24粒子を粉砕した
上で、配合6の工程を行う。その後、混練工程7で、成
形に適した可塑性を与えるため、バインダを添加し、ミ
キサーにて混練を行う。更に、成形工程8で、油圧プレ
スを用い、規定の形状のものに作り上げ、焼成9工程を
経て、フェライト焼成用耐火物が製造される。
【0014】 更に、本発明のフェライト焼成用耐火物
の他の例として、ZnOとAl23から予め焼成して得
たZnAl24粒子を、セラミック質基材のフェライト
載置面にコーティングする方法について、図2により説
明する。ここで、図2の原料1〜配合6までの工程は、
前述の図1の工程と同一であり、スラリー作成工程10
で、スラリーの作成を行い、コート施工工程11で、ス
ラリーをスプレー施工法又は流し込み施工法を用い、セ
ラミック質基材であるAl23質、Al23−SiO2
質又はAl23−SiO2−MgO質のフェライト載置
面にコーティングすることにより、フェライト焼成用耐
火物が製造される。
【0015】 このように、あらかじめZnAl24
子を合成することにより、フェライト材の焼成工程で、
焼成用耐火物に含有又はコーティングされていた酸化亜
鉛が揮発し、焼成雰囲気中における亜鉛の蒸気圧が高く
なるので、フェライト材からの亜鉛の揮発が抑制され
る。又、焼成用耐火物に酸化亜鉛が含まれているので、
フェライト材の酸化亜鉛が焼成用耐火物と反応し、脱亜
鉛となることが防止され、フェライト材の品質劣化が防
止される。
【0016】 しかし、耐火物中の酸化亜鉛濃度が低い
場合、抗折強度が改善されず、酸化亜鉛の濃度が高すぎ
る場合、フェライト材の焼成時に焼成用耐火物からフェ
ライト材への組成が亜鉛過多となり、抗折強度が増大す
る一方、透磁率及びパワーロスが悪化するため好ましく
ない。
【0017】 以上のことから、焼成中のZnOの飛散
を防止することにより、被焼成体であるフェライト材の
磁気特性の劣化を防止し、フェライト材表面のクラック
を減少させることにより、抗折強度を向上させることが
できる。又、焼成時の異常膨張を防止することにより、
フェライト焼成用耐火物の寸法精度、かさ比重及び強度
を高めることができる。
【0018】 又、本発明のフェライト焼成用耐火物
は、かさ比重3.0以上、比表面積0.6m2/g以下
が好ましく、焼成時の被焼成体(フェライト材)の目標
特性が得られる範囲である。それぞれの範囲外では、被
焼成体中のZnOとZnAl24より発生するZnO蒸
気のバランスが崩れ易いため、強度が低く、使用数回で
透磁率が得られにくくなる。
【0019】 尚、ZnAl24粒子のZnO:Al2
3比は、特に限定する必要性がない。
【0020】 更に、ZnOとAl23から予め焼成し
て得たZnAl24粒子を、セラミック質基材のフェラ
イト載置面にコーティングする方法の場合では、フェラ
イト載置面にコーティングするZnAl24含有の混合
物のコート厚が0.3〜1.3mmであることが好まし
く、焼成時の被焼成体(フェライト材)の目標透磁率が
得られやすい。尚、コート厚が薄い場合は、通窯初期に
おける被焼成体であるフェライト材の透磁率を安定化さ
せる効果が期待できない。又、コート厚が厚い場合は、
使用による熱履歴により、コート層のボロツキ、剥離が
発生し易くなり、使用上好ましくない。
【0021】
【実施例】 本発明を実施例に基づいて、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。尚、各例によって得られたフェライト焼成用耐火
物及びそれを用いて作製されたフェライト材は、以下に
示す方法により性能を評価した。
【0022】 (ZnO飛散率の測定方法)88mm×
30mm×3mm(厚さ)の供試体を、大気雰囲気中、
1400℃で加熱した時の重量減少を重量%としたもの
である。
【0023】 (ZnAl24%の測定方法)X線回折
法により行い、以下のような計算式により算出した。 [ZnAl24%]=[ZnAl24(2θ=36.8
°)ピーク高さ]/[ZnAl24(2θ=36.8
°)ピーク高さ+Al23(2θ=43.4°)ピーク
高さ]
【0024】 (ワークの特性の評価方法)初透磁率に
より評価を行った。
【0025】 (初透磁率の測定方法)フェライト成形
体を、製作したセッター上に載せ、1350℃で焼成
し、焼成体の初透磁率を、JIS C2569-1990 の
5.2に準じ、測定した。
【0026】 (コート寿命の評価方法)フェライト成
形体を、コート上に乗せ、1350℃で焼成し、剥離・
ボロツキ発生までの回数を測定した。
【0027】 (実施例1〜12,比較例1:フェライ
ト焼成用耐火物の製造方法) (実施例1〜12)図1の製造工程を用いて、フェライ
ト焼成用耐火物を製造した。市販されている電融Al2
3粗粒又は焼結Al23粗粒、仮焼Al23微粒とZ
nOを用いた(原料工程1)。次に、前記の原料を調合
し(調合工程2)、ボールミルを用い、1時間混合し
(混合工程3)、表1,2に示すような合成温度、合成
時間で仮焼を行い、表1,2に示すZnAl24粒子を
合成した(仮焼工程4)。次いで、表1,2に示すよう
にZnAl24粒子を選別、配合を行った(配合工程
6)。尚、仮焼Al23微粒より合成されたZnAl2
4粒子の場合は、凝集を起こすため、予め粒子をボー
ルミルで44μm全通まで粉砕した上で、配合を行った
(粉砕工程5→配合工程6)。その後、成形に適した可
塑性を与えるため、PVAを0.3重量%添加し、ミキ
サーにて混練を行った(混練工程7)。更に、油圧プレ
ス(500Kg/cm2)を用い、規定の形状のものに
作り上げ(成形工程8)、1400℃、5Hrで焼成を
行い(焼成工程9)、ZnAl24質焼結体であるフェ
ライト焼成用耐火物を製造した。
【0028】 又、それぞれ得られたフェライト焼成用
耐火物の見掛気孔率、嵩比重、比表面積、焼成収縮、変
形度、ZnO飛散率、ワークの特性を測定、観察した。
得られた結果を表1,2に示す。 (比較例1)図3より、市販されている仮焼Al23
粒とZnOを用いた(原料工程1)。次に、前記の原料
を表2に示すように調合し(調合工程2)、ボールミル
を用い、1時間混合し(混合工程3)、成形に適した可
塑性を与えるため、PVAを0.3重量%添加し、ミキ
サーにて混練を行った(混練工程7)。更に、油圧プレ
ス(500Kg/cm2)を用い、規定の形状のものに
作り上げ(成形工程8)、1400℃、5Hrで焼成を
行い(焼成工程9)、ZnAl24質焼結体であるフェ
ライト焼成用耐火物を製造した。
【0029】 又、それぞれ得られたフェライト焼成用
耐火物の見掛気孔率、嵩比重、比表面積、焼成収縮、変
形度、ZnO飛散率、ワークの特性を測定、観察した。
得られた結果を表1,2に示す。
【0030】 (実施例13〜32,比較例2〜8:フ
ェライト焼成用耐火物のコーティング方法) (実施例13〜32)図2の原料1〜粉砕5までの工程
は、前述の図1の工程と同一であり、表3〜5に示した
粒度であるZnAl24粒子を選別、配合を行った(配
合工程6)。次に、スラリーの作成を行い(スラリー作
成10)、スラリーをスプレー施工法又は流し込み施工
法を用い(コート施工11)、セラミック質基材である
Al23質、Al23−SiO2質又はAl23−Si
2−MgO質のフェライト載置面に表3〜5に示した
コート厚でコーティングすることによりフェライト焼成
用耐火物を製造した。
【0031】 又、それぞれ得られたフェライト焼成用
耐火物のワークの特性、コート寿命を観察した。得られ
た結果を表3〜5に示す。 (比較例2〜8)表6に示したコート材より、表6に示
した粒度である粒子を選別、配合を行い、スラリーの作
成を行った。次に、スラリーをスプレー施工法又は流し
込み施工法を用い、セラミック質基材であるAl2
3質、Al23−SiO2質又はAl23−SiO2−M
gO質のフェライト載置面に表6に示したコート厚でコ
ーティングすることによりフェライト焼成用耐火物が製
造された。
【0032】 又、それぞれ得られたフェライト焼成用
耐火物のワークの特性、コート寿命を観察した。得られ
た結果を表6に示す。
【0033】 (考察1:ZnAl24焼結体の製造方
法)表1,2より、本発明のフェライト焼成用耐火物
(実施例1〜12)は、焼成収縮、変形度、ZnO飛散
率及びワークとの反応性から明らかなように、従来のフ
ェライト焼成用耐火物(比較例1)よりも寸法精度、か
さ比重及び強度が向上、被焼成体であるフェライト材の
目標の透磁率が得ることに寄与できることが判明した。
【0034】 次に、表1,2より、本発明のフェライ
ト焼成用耐火物は、嵩比重3.0以上、比表面積0.6
2/g以下であることが、フェライト材の焼成時のワ
ークの反応性(初透磁率)にとって好ましい。
【0035】 (考察2:フェライト焼成用耐火物のコ
ーティング方法)表3〜6より、本発明のフェライト焼
成用耐火物(実施例13〜32)は、ワークの特性及び
コート寿命から明らかなように、従来のフェライト焼成
用耐火物(比較例2〜8)よりもこれにより作製される
フェライト成形体の初透磁率が優れているだけでなく、
フェライト焼成用耐火物の基質にコーティングされてい
るコート材の寿命も向上することが判明した。
【0036】 次に、表3〜5より、コート材のZnA
24%がすべての粒度で100%であることが、ワー
クとの反応性及びコート材の寿命の向上のうえで好まし
い。更に、配合時におけるコート材の粒度組成が、粉砕
品のみの場合と、粒径0.150mmと粒径0.045
mmがともに50%である場合は、コート厚は、0.3
〜0.5mmであり、粒径0.150mmが80%、粉
砕品が20%である場合は、0.5 〜1.3mmであ
ることが、ワークとの反応性及びコート材の寿命の向上
のうえで好ましい。尚、コート材の粒度組成とコート厚
との間には、相関関係があり、ワークとの反応性及びコ
ート材の寿命の向上を図るためには、これらを適切に制
御することが好ましい。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
【表3】
【0040】
【表4】
【0041】
【表5】
【0042】
【表6】
【0043】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のフェラ
イト焼成用耐火物によれば、ZnOとAl23から予め
焼成して得たZnAl24粒子、又はAl23粒子の表
面にZnAl24を生成した粒子を用いて、成形、焼
成、又はセラミック質基材のフェライト載置面にコーテ
ィングすることにより、寸法精度、かさ比重及び強度の
向上、並びに被焼成体であるフェライト材の目標の透磁
率を得ることに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフェライト焼成用耐火物の一例である
製造工程図である。
【図2】本発明のフェライト焼成用耐火物の他の例であ
る製造工程図である。
【図3】従来のフェライト焼成用耐火物の製造工程図で
ある。
【符号の説明】
1 原料 2 調合 3 混合 4 仮焼 5 粉砕 6 配合 7 混練 8 成形 9 焼成 10 スラリー作成 11 コート施工

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ZnOとAl23から予め焼成して得た
    ZnAl24粒子を用いて、成形、焼成したZnAl2
    4質焼結体からなることを特徴とするフェライト焼成
    用耐火物。
  2. 【請求項2】 ZnOとAl23から予め焼成して得た
    ZnAl24粒子を、セラミック質基材のフェライト載
    置面にコーティングしてなることを特徴とするフェライ
    ト焼成用耐火物。
  3. 【請求項3】 Al23粒子の表面にZnAl24を生
    成した粒子を用いて、成形、焼成したことを特徴とする
    フェライト焼成用耐火物。
  4. 【請求項4】 Al23粒子の表面にZnAl24を生
    成した粒子を、セラミック質基材のフェライト載置面に
    コーティングしてなることを特徴とするフェライト焼成
    用耐火物。
  5. 【請求項5】 請求項1及び3に記載のフェライト焼成
    用耐火物のかさ比重が3.0以上であるフェライト焼成
    用耐火物。
  6. 【請求項6】 請求項1及び3に記載のフェライト焼成
    用耐火物の比表面積が0.6m2/g以下であるフェラ
    イト焼成用耐火物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102787294A (zh) * 2011-05-19 2012-11-21 海洋王照明科技股份有限公司 一种钛掺杂铝酸锌镁薄膜的制备方法及其应用
JP2013209278A (ja) * 2012-02-29 2013-10-10 Covalent Materials Corp 多孔質セラミックス

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