JPS589783B2 - 低膨脹セラミツクス - Google Patents
低膨脹セラミツクスInfo
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- JPS589783B2 JPS589783B2 JP54050116A JP5011679A JPS589783B2 JP S589783 B2 JPS589783 B2 JP S589783B2 JP 54050116 A JP54050116 A JP 54050116A JP 5011679 A JP5011679 A JP 5011679A JP S589783 B2 JPS589783 B2 JP S589783B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱膨脹率が極めて小さく、耐熱衝撃性に優れた
、低膨脹セラミックスに関するものである。
、低膨脹セラミックスに関するものである。
近年工業技術の進歩に伴ない、耐熱性、耐熱衝撃性に優
れた材料の要求が増加している。
れた材料の要求が増加している。
セラミックスの耐熱衝撃性は、材料の熱膨脹率、熱伝導
率、強度、弾性率、ポアソン比等の特性に影響されると
共に、製品の大きさや形状、さらに加熱、冷却状態即ち
熱移動速度にも影響される。
率、強度、弾性率、ポアソン比等の特性に影響されると
共に、製品の大きさや形状、さらに加熱、冷却状態即ち
熱移動速度にも影響される。
耐熱衝撃性に影響するこれらの諸特性のうち特に熱膨脹
係数の寄与率が大であり、とりわけ、熱移動速度が大で
あるときには熱膨脹係数のみに大きく左右されることが
知られており、耐熱衝撃性に優れた低膨脹材料の開発が
強く望まれている。
係数の寄与率が大であり、とりわけ、熱移動速度が大で
あるときには熱膨脹係数のみに大きく左右されることが
知られており、耐熱衝撃性に優れた低膨脹材料の開発が
強く望まれている。
従来比較的低膨脹なセラミック材料として、コージエラ
イトが知られているが、その熱膨脹率は約２０×１０−
７（１／℃）程度であって、厳しい熱衝撃には耐えられ
ないものであり、より低膨脹なセラミックスが望まれて
いる。
イトが知られているが、その熱膨脹率は約２０×１０−
７（１／℃）程度であって、厳しい熱衝撃には耐えられ
ないものであり、より低膨脹なセラミックスが望まれて
いる。
そして、低膨脹コージエライトセラミックとしては、コ
ージエライト結晶の異方性を利用し、コージエライト結
晶の低膨脹なＣ軸方向を一定方向に配向させたコージエ
ライトセラミックや、コージエライトセラミック中にマ
イクロクラツクを生起させ、低膨脹化させた、コージエ
ライトセラミック等が知られている。
ージエライト結晶の異方性を利用し、コージエライト結
晶の低膨脹なＣ軸方向を一定方向に配向させたコージエ
ライトセラミックや、コージエライトセラミック中にマ
イクロクラツクを生起させ、低膨脹化させた、コージエ
ライトセラミック等が知られている。
しかし前者は配向を起させるため、コージエライト結晶
の熱膨脹が大なるａ軸の寄与が大きい方向では、かえっ
て熱膨脹が大になり、物品の形状によっては耐熱衝撃性
が悪くなったり、また等方的な形状を有する物品では配
向しにくい等の欠点があった。
の熱膨脹が大なるａ軸の寄与が大きい方向では、かえっ
て熱膨脹が大になり、物品の形状によっては耐熱衝撃性
が悪くなったり、また等方的な形状を有する物品では配
向しにくい等の欠点があった。
また後者は、コージエライトセラミック中にマイクロク
ラックを生起させたものであるため、セラミックとして
但膨脹化しても、強度が弱くなり実用に耐えられない等
の欠点があった。
ラックを生起させたものであるため、セラミックとして
但膨脹化しても、強度が弱くなり実用に耐えられない等
の欠点があった。
さらにまたこれらのコージエライトセラミックスは結晶
配向、マイクロクラツク等、セラミックスの組織構造を
利用して低膨脹化させたものであり、コージエライト結
晶自体を低膨脹化させて、セラミックスを低膨脹化させ
るという本質的な低膨脹化ではないため、適用できる範
囲も自ずから制限があった。
配向、マイクロクラツク等、セラミックスの組織構造を
利用して低膨脹化させたものであり、コージエライト結
晶自体を低膨脹化させて、セラミックスを低膨脹化させ
るという本質的な低膨脹化ではないため、適用できる範
囲も自ずから制限があった。
本発明の低膨脹セラミックスは従来のこのような欠点お
よび問題点を解決するためのもので、コージエライト結
晶２ＭｇＯ、２Ａｌ２Ｏ３、５ＳｉＯ２のＡｌ２Ｏ３の
一部をＧａＯ３で、または／およびＳｉＯ２の一部をＧ
ｅＯ２で置換固溶させることにより、本質的にコージエ
ライト結晶それ自体の熱膨脹率を小さくさせ、その結果
、コージエライトセラミックスの熱膨脹係数を１５×１
Ｏ−７（１／℃以下（２５℃〜８００℃）に引き下げる
ことを見出したことに基づくものである。
よび問題点を解決するためのもので、コージエライト結
晶２ＭｇＯ、２Ａｌ２Ｏ３、５ＳｉＯ２のＡｌ２Ｏ３の
一部をＧａＯ３で、または／およびＳｉＯ２の一部をＧ
ｅＯ２で置換固溶させることにより、本質的にコージエ
ライト結晶それ自体の熱膨脹率を小さくさせ、その結果
、コージエライトセラミックスの熱膨脹係数を１５×１
Ｏ−７（１／℃以下（２５℃〜８００℃）に引き下げる
ことを見出したことに基づくものである。
即ち本発明の低膨脹セラミックスは、モル％で１５〜３
０％ＭｇＯ、１５〜３０％Ａｌ２Ｏ３、４７．５〜６２
．５％ＳｉＯ２からなるコージエライト組成において、
Ａｌ２Ｏ３の１０〜７０モル％、好ましくは１５〜４０
モル％をＧａ２Ｏ３で置換するか、またはＳｉＯ２の１
０〜７０モル％、好ましくは１５〜４０モル％をＧｅＯ
２で置換するか、さらにはＡｌ２Ｏ３のＧａ２Ｏ３への
置換量とＳｉＯ２のＧｅＯ２への置換量の合量が１０〜
７０モル％、好ましくは１５〜４０モル％である、２５
℃〜８００℃の間の熱膨脹係数が１５×１Ｏ−７（１／
℃）以下を有する低膨脹セラミックスである。
０％ＭｇＯ、１５〜３０％Ａｌ２Ｏ３、４７．５〜６２
．５％ＳｉＯ２からなるコージエライト組成において、
Ａｌ２Ｏ３の１０〜７０モル％、好ましくは１５〜４０
モル％をＧａ２Ｏ３で置換するか、またはＳｉＯ２の１
０〜７０モル％、好ましくは１５〜４０モル％をＧｅＯ
２で置換するか、さらにはＡｌ２Ｏ３のＧａ２Ｏ３への
置換量とＳｉＯ２のＧｅＯ２への置換量の合量が１０〜
７０モル％、好ましくは１５〜４０モル％である、２５
℃〜８００℃の間の熱膨脹係数が１５×１Ｏ−７（１／
℃）以下を有する低膨脹セラミックスである。
本発明のコージエライト結晶のＡｌ２Ｏ３の一部をＧａ
２Ｏ３でまたは／およびＳｉＯ２の一部をＧｅＯ２で置
換固溶させることによりコージエライト結晶の熱膨脹係
数を下げることができたのは以下の理由によるものであ
る。
２Ｏ３でまたは／およびＳｉＯ２の一部をＧｅＯ２で置
換固溶させることによりコージエライト結晶の熱膨脹係
数を下げることができたのは以下の理由によるものであ
る。
コージエライト結晶は第１図の実線にあるようにａ軸方
向に正の膨脹を、Ｃ軸方向に負の膨脹をしているので、
そのために低膨脹になることがわかっているが、ａ軸、
ｃ軸の正負の膨脹挙動の原因については、未だ十分に解
明されていない。
向に正の膨脹を、Ｃ軸方向に負の膨脹をしているので、
そのために低膨脹になることがわかっているが、ａ軸、
ｃ軸の正負の膨脹挙動の原因については、未だ十分に解
明されていない。
一方、イオン結晶においてある種のイオンを異種イオン
で置換固溶する場合、置換固溶ができるか、できないか
は、イオン半径比、電荷のバランス、配位数等に依存す
ることも知られている。
で置換固溶する場合、置換固溶ができるか、できないか
は、イオン半径比、電荷のバランス、配位数等に依存す
ることも知られている。
したがって、従来のコージエライト結晶より、より低膨
脹なコージエライト結晶を得るためには従来のコージエ
ライト結晶の結晶構造、熱膨脹挙動、またはコージエラ
イト結晶中の陽イオン（Ｍｇ２＋、Ａｌ３＋、Ｓｉ４＋
）を異種イオンで置換した場合の置換状態を把握するこ
とが必要である。
脹なコージエライト結晶を得るためには従来のコージエ
ライト結晶の結晶構造、熱膨脹挙動、またはコージエラ
イト結晶中の陽イオン（Ｍｇ２＋、Ａｌ３＋、Ｓｉ４＋
）を異種イオンで置換した場合の置換状態を把握するこ
とが必要である。
そこでまず、室温状態における陽イオンと酸素イオン間
の距離（以下Ｍ−Ｏ距離と称す）、酸素イオン−陽イオ
ン−酸素イオンの結合角（以下Ｏ−Ｍ−〇角度と称す）
、およびコージエライト結晶の配位多面体中の陽イオン
を異種イオンで置換させる場合の置換の難易度をＸ線回
折法による精密な結晶構造解析により解明し、さらに、
加温状態におけるＭ−Ｏ距離、Ｏ−Ｍ−Ｏ角度の変化を
考察した。
の距離（以下Ｍ−Ｏ距離と称す）、酸素イオン−陽イオ
ン−酸素イオンの結合角（以下Ｏ−Ｍ−〇角度と称す）
、およびコージエライト結晶の配位多面体中の陽イオン
を異種イオンで置換させる場合の置換の難易度をＸ線回
折法による精密な結晶構造解析により解明し、さらに、
加温状態におけるＭ−Ｏ距離、Ｏ−Ｍ−Ｏ角度の変化を
考察した。
以下これらの結果を簡単に説明する。コージエライト結
晶は六員環を形成する（Ｓｉ、Ａｌ）−Ｏ四面体（以下
Ｒ４と称する）と、各六員環を結びつけるＭｇ−Ｏ八面
体（以下Ｌ８と称する）、（Ｓｉ、Ａｌ）−Ｏ四面体（
以下Ｌ４と称する）の三種類の配位多面体から構成され
ている。
晶は六員環を形成する（Ｓｉ、Ａｌ）−Ｏ四面体（以下
Ｒ４と称する）と、各六員環を結びつけるＭｇ−Ｏ八面
体（以下Ｌ８と称する）、（Ｓｉ、Ａｌ）−Ｏ四面体（
以下Ｌ４と称する）の三種類の配位多面体から構成され
ている。
これらの各配位多面体において中心にある陽イオンを異
種イオンで置換する際の置換の難易度室温状態における
各配位多面体のＭ−Ｏ距離、Ｏ−Ｍ−Ｏ角度を解析した
結果、 ■ Ｌ４、Ｌ８配位多面体において中心にあるＭｇ２＋
、Ａｌ３＋、Ｓｉ＋の異種イオンでの置換は比較的容易
であり、置換に伴ない、Ｏ−Ｍ−Ｏ角度が容易に変化し
、例えばＬ４位置のＡｌ３＋、Ｓｉ４＋がよりイオン半
径の大きい陽イオンで置換されるとＭ−Ｏ距離が大にな
るが置換とともに、Ｌ８位置におけるＯ−Ｍ−Ｏ角度が
変化できる柔軟性をもっている。
種イオンで置換する際の置換の難易度室温状態における
各配位多面体のＭ−Ｏ距離、Ｏ−Ｍ−Ｏ角度を解析した
結果、 ■ Ｌ４、Ｌ８配位多面体において中心にあるＭｇ２＋
、Ａｌ３＋、Ｓｉ＋の異種イオンでの置換は比較的容易
であり、置換に伴ない、Ｏ−Ｍ−Ｏ角度が容易に変化し
、例えばＬ４位置のＡｌ３＋、Ｓｉ４＋がよりイオン半
径の大きい陽イオンで置換されるとＭ−Ｏ距離が大にな
るが置換とともに、Ｌ８位置におけるＯ−Ｍ−Ｏ角度が
変化できる柔軟性をもっている。
■ Ｒ４の位置におけるＡ１３＋、Ｓｉ４＋の位置を他
のイオンで置換するのは比較的むずかしくまた、イオン
半径の大きい陽イオンで置換された場合Ｍ−〇距離のみ
が大になりＯ−Ｍ−〇角度はほとんど変化しない。
のイオンで置換するのは比較的むずかしくまた、イオン
半径の大きい陽イオンで置換された場合Ｍ−〇距離のみ
が大になりＯ−Ｍ−〇角度はほとんど変化しない。
■ コージエライト結晶中例えばＬ４の位置にイオン半
径の大きい異種イオンを置換してＬ４が大になっていく
と、それに対応し、Ｒ４が小さくなり、Ｒ４がＬ４、Ｌ
８の膨脹を吸収する緩衝帯の役割を果している。
径の大きい異種イオンを置換してＬ４が大になっていく
と、それに対応し、Ｒ４が小さくなり、Ｒ４がＬ４、Ｌ
８の膨脹を吸収する緩衝帯の役割を果している。
等の新しい事実を見出した。
この室温状態での結晶構造解析結果を考慮し、例えばコ
ージエライト結晶中のＳｉ４＋の一部をイオン半径の大
なるＧｅ４＋で置換固溶させたときの熱膨脹の挙動は次
の通りであることが明らかになった。
ージエライト結晶中のＳｉ４＋の一部をイオン半径の大
なるＧｅ４＋で置換固溶させたときの熱膨脹の挙動は次
の通りであることが明らかになった。
Ｇｅ４＋はＬ４、Ｒ４の両方の位置に置換固溶するが、
Ｌ４の位置の方が入り易い。
Ｌ４の位置の方が入り易い。
Ｌ４への置換固溶により、Ｌ４はＭ−Ｏ距離が大となり
、その結果Ｌ８のＯ−Ｍｇ−Ｏ角度が変化する。
、その結果Ｌ８のＯ−Ｍｇ−Ｏ角度が変化する。
温度上昇に対してもＯ−Ｍｇ−Ｏ角度変化は起り易く、
Ｌ８は、ａ軸方向に膨脹、Ｃ軸方向に収縮を起す。
Ｌ８は、ａ軸方向に膨脹、Ｃ軸方向に収縮を起す。
Ｇｅ４＋のＬ４への固溶量の増加は、Ｒ４の緩衝効果の
増大をもたらし、Ｌ８のａ軸方向の膨脹の緩和効果を大
にすることができる。
増大をもたらし、Ｌ８のａ軸方向の膨脹の緩和効果を大
にすることができる。
したがってＬ４へのＧｅ４＋の固溶はコージエライト結
晶の低膨脹化をもたらすことができる。
晶の低膨脹化をもたらすことができる。
以上の結果、第１図点線に図示したように、Ｓｉ４＋に
対しその２０モル％をＧｅ４＋に置換固溶させた本発明
のコージエライト結晶の方が従来のコージエライトより
ａ軸、ｃ軸のいずれの方向においても、熱膨脹がともに
小であり、したがってａ軸、ｃ軸の熱膨脹の加重平均と
して得られる結晶の熱膨脹率も第２図に示すように本発
明のＧｅ４＋置換固溶コージエライト結晶の熱膨脹は従
来のコージエライト結晶の熱膨脹に対し、著るしく減少
し、低膨脹性を示すものである。
対しその２０モル％をＧｅ４＋に置換固溶させた本発明
のコージエライト結晶の方が従来のコージエライトより
ａ軸、ｃ軸のいずれの方向においても、熱膨脹がともに
小であり、したがってａ軸、ｃ軸の熱膨脹の加重平均と
して得られる結晶の熱膨脹率も第２図に示すように本発
明のＧｅ４＋置換固溶コージエライト結晶の熱膨脹は従
来のコージエライト結晶の熱膨脹に対し、著るしく減少
し、低膨脹性を示すものである。
なお、Ａｌ３＋の一部をＧａ３＋で置換した場合あるい
はＡｌ３＋の一部をＧａ３＋およびＳｉ４＋の一部をＧ
ｅ４＋でそれぞれ置換した場合も、上記のＳｉ４＋の一
部をＧｅ４＋で置換した場合とほぼ同様な結果が得られ
る。
はＡｌ３＋の一部をＧａ３＋およびＳｉ４＋の一部をＧ
ｅ４＋でそれぞれ置換した場合も、上記のＳｉ４＋の一
部をＧｅ４＋で置換した場合とほぼ同様な結果が得られ
る。
また、本発明においてＧｅ４＋は主としてＳｉ４＋を置
換するものであるが、Ｌ４またはＲ４のＡｌ３＋の一部
を置換することも可能であり、またＧａ３＋は主として
Ａｌ３＋を置換するものであるがＬ４のＳｉ４＋の一部
を置換することも可能である。
換するものであるが、Ｌ４またはＲ４のＡｌ３＋の一部
を置換することも可能であり、またＧａ３＋は主として
Ａｌ３＋を置換するものであるがＬ４のＳｉ４＋の一部
を置換することも可能である。
また本発明のＧａ２Ｏ３、ＧｅＯ２が置換固溶した低膨
脹セラミックスは一般のコージエライトセラミックと同
じく焼成過程で一部液相を経由してコージエライト化し
ていくが、焼成過程で生成する液相の量が一般のコージ
エライトに比べ大であるため、低膨脹化とともに、低気
孔率化にすることができ、従来、比較的低膨脹なコージ
エライトセラミック（熱膨脹係数約２０×１０−７（１
／℃）の気孔率が３５％以上であったのに対し、本発明
のＧａ２Ｏ３、ＧｅＯ２置換固溶低膨脹セラミックスは
３０％以下の気孔率とすることができる。
脹セラミックスは一般のコージエライトセラミックと同
じく焼成過程で一部液相を経由してコージエライト化し
ていくが、焼成過程で生成する液相の量が一般のコージ
エライトに比べ大であるため、低膨脹化とともに、低気
孔率化にすることができ、従来、比較的低膨脹なコージ
エライトセラミック（熱膨脹係数約２０×１０−７（１
／℃）の気孔率が３５％以上であったのに対し、本発明
のＧａ２Ｏ３、ＧｅＯ２置換固溶低膨脹セラミックスは
３０％以下の気孔率とすることができる。
さらにまた本発明の低膨脹セラミックスは押出成形法、
プレス成形法、スリップキャスト法などいずれの成形法
にも適用が可能であり、また、三角形、四角形、六角形
、円形など各種断面形状を有するハムカム構造体、復雑
形状を有する肉厚製品、各種ブロックなどいかなる形状
を有する製品にも適用できるものである。
プレス成形法、スリップキャスト法などいずれの成形法
にも適用が可能であり、また、三角形、四角形、六角形
、円形など各種断面形状を有するハムカム構造体、復雑
形状を有する肉厚製品、各種ブロックなどいかなる形状
を有する製品にも適用できるものである。
本発明における限定理由は次の通りである。
置換前のコージエライトの化学組成範囲をモル％で１５
〜３０％ＭｇＯ、１５〜３０％Ａｌ２Ｏ３、４７．５〜
６２．５％ＳｉＯ２としたのはこの組成範囲で低膨脹化
の効果があり、２５℃から８００℃の間の熱膨脹係数が
１５×１０−７（１／℃）以下のものが得られるもので
あり、逆にこの組成範囲を外れるとコージエライト以外
の熱膨脹の大なる異種結晶相の生成が多くなり、熱膨脹
係数が１５×１０−７（１／℃）を越え耐熱衝撃性が劣
るものとなるからである。
〜３０％ＭｇＯ、１５〜３０％Ａｌ２Ｏ３、４７．５〜
６２．５％ＳｉＯ２としたのはこの組成範囲で低膨脹化
の効果があり、２５℃から８００℃の間の熱膨脹係数が
１５×１０−７（１／℃）以下のものが得られるもので
あり、逆にこの組成範囲を外れるとコージエライト以外
の熱膨脹の大なる異種結晶相の生成が多くなり、熱膨脹
係数が１５×１０−７（１／℃）を越え耐熱衝撃性が劣
るものとなるからである。
また、Ａｌ２Ｏ３含有量に対し置換すべきＧａ２Ｏ３の
量、またはＳｉＯ２含有量に対し置換すべきＧｅＯ２の
量、またはそれらの合量を、１０〜７０モル％としたの
は１０モル％に満たないと置換固溶されたコージエライ
ト結晶自体の低膨脹化の効果が小さく、したがって得ら
れる置換固溶コージエライトセラミックの低膨脹化が十
分でなく耐熱衝撃性の向上が十分でないためである。
量、またはＳｉＯ２含有量に対し置換すべきＧｅＯ２の
量、またはそれらの合量を、１０〜７０モル％としたの
は１０モル％に満たないと置換固溶されたコージエライ
ト結晶自体の低膨脹化の効果が小さく、したがって得ら
れる置換固溶コージエライトセラミックの低膨脹化が十
分でなく耐熱衝撃性の向上が十分でないためである。
また７０モル％を越えると置換固溶されきらないＧａ２
Ｏ３、ＧｅＯ２による固溶コージエライト以外の異種結
晶相の生成が多くなり、置換固溶コージエライトセラミ
ックの熱膨脹係数が大となるためである。
Ｏ３、ＧｅＯ２による固溶コージエライト以外の異種結
晶相の生成が多くなり、置換固溶コージエライトセラミ
ックの熱膨脹係数が大となるためである。
Ａｌ２０３含有量に対して置換すべきＧａ２Ｏ３の量は
１５〜４０モル％が好適の範囲である。
１５〜４０モル％が好適の範囲である。
ＳｉＯ２の含有量に対して置換すべきＧｅＯ２の量は１
５〜４０モル％が好適の範囲である。
５〜４０モル％が好適の範囲である。
次に本発明の低膨脹セラミックスの製造方法の一例を実
施例に基づいて説明する。
施例に基づいて説明する。
カオリン、タルク、水酸化マグネシウム、アルミナ、シ
リカ、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウムから選ばれた原
料を第１表に示した、実施例１〜５、参考例１の化学組
成を有するように秤量し、この誤合物１００重量部に対
し、酢酸ビニール系バインダー２重量部を添加し、十分
混合した後、プレス法により、１０ｍｍ×１０ｍｍ×８
０ｍｍの形状のテストピースを調製した。
リカ、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウムから選ばれた原
料を第１表に示した、実施例１〜５、参考例１の化学組
成を有するように秤量し、この誤合物１００重量部に対
し、酢酸ビニール系バインダー２重量部を添加し、十分
混合した後、プレス法により、１０ｍｍ×１０ｍｍ×８
０ｍｍの形状のテストピースを調製した。
また、夫々の調合物１００重量部に対しメチルセルロー
ズ４重量部、水３０〜４０重量部を加えニーダーで充分
混練し、真空押出成形機にて三角形のセル断面形状を有
するハニカム形状に押出し、乾燥しハニカム成形体を得
た。
ズ４重量部、水３０〜４０重量部を加えニーダーで充分
混練し、真空押出成形機にて三角形のセル断面形状を有
するハニカム形状に押出し、乾燥しハニカム成形体を得
た。
この角状テストピースおよびハニカム成形体を第１表に
記載した焼成条件で焼成して本発明の実施例１〜５、参
考例１のセラミックスを得た。
記載した焼成条件で焼成して本発明の実施例１〜５、参
考例１のセラミックスを得た。
本発明の置換固溶コージエライトセラミック（実施例１
〜５）と従来のコージエライトセラミツク（参考例１）
について角状テストピースで２５℃から８００℃の間の
熱膨脹率および気孔率を測定し、１００ｍｍφ×７５ｍ
ｍＬハニカム構造体について電気炉による熱衝撃試験を
行ない、亀裂または破壊が生じない急熱急冷耐久温度差
を求めた。
〜５）と従来のコージエライトセラミツク（参考例１）
について角状テストピースで２５℃から８００℃の間の
熱膨脹率および気孔率を測定し、１００ｍｍφ×７５ｍ
ｍＬハニカム構造体について電気炉による熱衝撃試験を
行ない、亀裂または破壊が生じない急熱急冷耐久温度差
を求めた。
結果は第１表に示す通りであり、本発明の置換固溶した
コージエライトセラミックスは従来のコージエライトセ
ラミックスの熱膨脹係数２０×１０−７（１／℃）に比
べ小さい１５×１０−７（１／℃）以下の熱膨脹係数を
有するものであり、電気炉による熱衝撃試験の結果、本
発明の低膨脹セラミックスは従来のコージエライトセラ
ミックに比べ優れた耐熱衝撃性を示した。
コージエライトセラミックスは従来のコージエライトセ
ラミックスの熱膨脹係数２０×１０−７（１／℃）に比
べ小さい１５×１０−７（１／℃）以下の熱膨脹係数を
有するものであり、電気炉による熱衝撃試験の結果、本
発明の低膨脹セラミックスは従来のコージエライトセラ
ミックに比べ優れた耐熱衝撃性を示した。
さらに本発明の低膨脹セラミックスは従来のコージエラ
イトセラミックの気孔率３７％に対して小なる３０％以
下の気孔率を有していた。
イトセラミックの気孔率３７％に対して小なる３０％以
下の気孔率を有していた。
以上述べた通り本発明の低膨脹セラミックは、コージエ
ライト結晶、２ＭｇＯ、２Ａｌ２Ｏ３、５ＳｉＯ２のＡ
ｌ２Ｏ３の一部をＧａ２Ｏ３で、および／またはＳｉＯ
２の一部をＧｅＯ２で置換固溶させることにより、本質
的にコージエライト結晶自体の熱膨脹を小にしたもので
あるため、いかなる製造法や製品形状にも影響されずコ
ージエライトセラミックを低膨脹化させることができる
もので、耐熱、耐熱衝撃性が要求される各種セラミック
部品、例例えば自動車用、工業用のセラミック熱交換器
、触媒担体等に広く用いられるものであり、産業上極め
て有用である。
ライト結晶、２ＭｇＯ、２Ａｌ２Ｏ３、５ＳｉＯ２のＡ
ｌ２Ｏ３の一部をＧａ２Ｏ３で、および／またはＳｉＯ
２の一部をＧｅＯ２で置換固溶させることにより、本質
的にコージエライト結晶自体の熱膨脹を小にしたもので
あるため、いかなる製造法や製品形状にも影響されずコ
ージエライトセラミックを低膨脹化させることができる
もので、耐熱、耐熱衝撃性が要求される各種セラミック
部品、例例えば自動車用、工業用のセラミック熱交換器
、触媒担体等に広く用いられるものであり、産業上極め
て有用である。
第１図は本発明の低膨脹コージエライト結晶と従来のコ
ージエライト結晶のａ軸およびｃ軸の熱膨脹の比較説明
図であり第２図は本願発明の低膨脹コージエライト結晶
と従来のコージエライト結晶の熱膨脹の比較説明図であ
る。
ージエライト結晶のａ軸およびｃ軸の熱膨脹の比較説明
図であり第２図は本願発明の低膨脹コージエライト結晶
と従来のコージエライト結晶の熱膨脹の比較説明図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ モル％で、１５〜３０％ＭｇＯ、１５〜３０％Ａｌ
２Ｏ３、４７．５〜６２．５％ＳｉＯ２からなるセラミ
ックス組成において、Ａｌ２Ｏ３の一部をＧａ２Ｏ３で
、および／またはＳｉＯ２の一部をＧｅＯ２で置換した
ものより成り、２５〜８００℃の間の熱膨脹係数が１５
×１０−７（１／℃）以下であることを特徴とする低膨
脹セラミックス。 ２ Ａｌ２Ｏ３含有量の１０〜７０モル％をＧａ２Ｏ
３で置換したことを特徴とする。 特許請求の範囲第１項に記載する低膨脹セラミックス。 ３ Ａｌ２０３含有量の１５〜４０モル％をＧａ２Ｏ３
で置換したことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に
記載する低膨脹セラミックス。 ４ ＳｉＯ２含有量の１０〜７０モル％をＧｅＯ２で置
換したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載す
る低膨脹セラミックス。 ５ ＳｉＯ２含有量の１５〜４０モル％をＧｅＯ２で置
換したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載す
る低膨脹セラミックス。 ６ Ａｌ２Ｏ３含有量に対するＧａ２Ｏ３の置換モル％
とＳｉＯ２含有量に対するＧｅＯ２の置換モル％の合量
が１０〜７０モル％であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載する低膨脹セラミツクス。 ７ Ａｌ２Ｏ３含有量に対するＧａ２Ｏ３の置換モル％
とＳｉＯ２含有量に対するＧｅＯ２の置換モル％の合量
が１５〜４０モル％であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載する低膨脹セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54050116A JPS589783B2 (ja) | 1979-04-23 | 1979-04-23 | 低膨脹セラミツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54050116A JPS589783B2 (ja) | 1979-04-23 | 1979-04-23 | 低膨脹セラミツクス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55144468A JPS55144468A (en) | 1980-11-11 |
| JPS589783B2 true JPS589783B2 (ja) | 1983-02-22 |
Family
ID=12850131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54050116A Expired JPS589783B2 (ja) | 1979-04-23 | 1979-04-23 | 低膨脹セラミツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589783B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136374U (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-27 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4403017A (en) * | 1981-11-30 | 1983-09-06 | The Perkin-Elmer Corporation | Low thermal expansion modified cordierites |
| US4722916A (en) * | 1985-05-14 | 1988-02-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Low expansion ceramics and method of producing the same |
| JP4046925B2 (ja) * | 1999-04-09 | 2008-02-13 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | セラミック体、触媒担持能を有するセラミック担体、セラミック触媒体およびその製造方法 |
| JP2002179458A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-26 | Hitachi Chem Co Ltd | 低熱膨張高剛性セラミックス及びその製造方法 |
| JP4030320B2 (ja) * | 2001-03-22 | 2008-01-09 | 株式会社デンソー | セラミック体およびセラミック触媒体 |
| JP2003107047A (ja) * | 2001-10-01 | 2003-04-09 | Denso Corp | ガス濃度検出素子 |
| DE102005049985A1 (de) * | 2005-10-19 | 2007-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Filterelement und Trägerstruktur für einen Katalysator mit verbesserter Beständigkeit gegen Alkali- und Erdalkaliionen |
-
1979
- 1979-04-23 JP JP54050116A patent/JPS589783B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136374U (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55144468A (en) | 1980-11-11 |
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