JPS59116170A - 改良された熱衝撃耐性をもつセラミツク複合物 - Google Patents
改良された熱衝撃耐性をもつセラミツク複合物Info
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- JPS59116170A JPS59116170A JP58239035A JP23903583A JPS59116170A JP S59116170 A JPS59116170 A JP S59116170A JP 58239035 A JP58239035 A JP 58239035A JP 23903583 A JP23903583 A JP 23903583A JP S59116170 A JPS59116170 A JP S59116170A
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱イＪｉ撃耐性の改良されたセラミック複合物
に関する。
に関する。
セラミック相別は数千年以前からつくられ使用されてい
る。最近の工業的操作は高温、熱効率、操業寿命および
より化学的腐蝕環境に対する高性能材料を要求している
。この要求はしば１．ばより高密度（化学的浸透を減少
するため）および純度（低融点相をなくするため）をも
つ材料によって達せられている。これは一般には成功し
ているが、純度、密度の低い材料と比較して緻密な材料
では比較的亀裂が広が９易いだめ高純度高密度材料は加
熱中損傷をうけ易い。
る。最近の工業的操作は高温、熱効率、操業寿命および
より化学的腐蝕環境に対する高性能材料を要求している
。この要求はしば１．ばより高密度（化学的浸透を減少
するため）および純度（低融点相をなくするため）をも
つ材料によって達せられている。これは一般には成功し
ているが、純度、密度の低い材料と比較して緻密な材料
では比較的亀裂が広が９易いだめ高純度高密度材料は加
熱中損傷をうけ易い。
高密度良質セラミックをえる一方法はちがった＃膨張性
をもつ２材料を混合することである。成功したこの一材
料はマグネシャ（ＭｇＯ）および溶融鋳造品（溶融状態
から型に鋳造された）であるマグネシウムアルミニウム
スピネル（ｙｒｇＡｔｚｏ４）の複合物である。歪割れ
の減少はスピネルマトリックスＭｇ０粒の間にあるギャ
ップによると報告されている。（シムスとポリナのＭＥ
Ｄヒーター用耐火酸化物、Ｈ４ｇｈ Ｔｅｗｐｅｒａｔ
ｕｒｅ ５ｃｉｅｎｃｅ １３ 、１８９−２１７（１
９８０））。酸化物から出発した粉末焼結は正常なミク
ロ構造をもつ物質を生成しないので望む熱衝撃耐性は非
溶融鋳造セラミックスに使われていない。
をもつ２材料を混合することである。成功したこの一材
料はマグネシャ（ＭｇＯ）および溶融鋳造品（溶融状態
から型に鋳造された）であるマグネシウムアルミニウム
スピネル（ｙｒｇＡｔｚｏ４）の複合物である。歪割れ
の減少はスピネルマトリックスＭｇ０粒の間にあるギャ
ップによると報告されている。（シムスとポリナのＭＥ
Ｄヒーター用耐火酸化物、Ｈ４ｇｈ Ｔｅｗｐｅｒａｔ
ｕｒｅ ５ｃｉｅｎｃｅ １３ 、１８９−２１７（１
９８０））。酸化物から出発した粉末焼結は正常なミク
ロ構造をもつ物質を生成しないので望む熱衝撃耐性は非
溶融鋳造セラミックスに使われていない。
したがって使用高温、非調節多孔性および形と大きさの
制限の様な溶融鋳造に固有の困難なしに認められた効果
を生ずるに答易に使用できる方法と組成物をもっことけ
有利である。
制限の様な溶融鋳造に固有の困難なしに認められた効果
を生ずるに答易に使用できる方法と組成物をもっことけ
有利である。
本発明によって今や（１）加熱すれば密度化する様な反
応性をもつ単−金１．１又は２金属スピネル、例えばＭ
ｇＡｔ２０４スピネル、と（２）熱膨張性がマトリック
ス（例えばＭｇＡｔ２０４）のそれとちがってそれより
犬きくまた分解する時その使用流度において酸化物の熱
膨張容積より大きい容積減少をする様な分ｊｌｌ’ｒ性
金属塩、例えばＭｇＡ／−２０４と両立する様なＭｇＣ
Ｏ３又ｉ：ｔ ＭＲ（ＯＨ）２との混合物が発見された
のである。
応性をもつ単−金１．１又は２金属スピネル、例えばＭ
ｇＡｔ２０４スピネル、と（２）熱膨張性がマトリック
ス（例えばＭｇＡｔ２０４）のそれとちがってそれより
犬きくまた分解する時その使用流度において酸化物の熱
膨張容積より大きい容積減少をする様な分ｊｌｌ’ｒ性
金属塩、例えばＭｇＡ／−２０４と両立する様なＭｇＣ
Ｏ３又ｉ：ｔ ＭＲ（ＯＨ）２との混合物が発見された
のである。
この混合物は熱φ変動をなくして構造を完全に保たせる
能力のあることがわかったのである。
能力のあることがわかったのである。
金属塩から区別する十分な熱膨張を示すと信じられるス
ピネルの例には次のものがある： Ｃ０Ａ７２０４ Ｃ０Ａ７２０４ ＦｅｋＡｚＯ＜ ＭｇＡｔ２０４ ＭｎｋｔｚＯ＜ ＮｉＡｔ２０４ Ｚｎｈ１２０４ ＦｅＣｒｚＯ＜ ＭｇＣｒ２Ｏ４ ＭｎＣｒ；２０４ ｚｎｃｒ２ｏ４ ＭｎＦｅｚＯ４ ７ｎＦｅ２０４ 島又は偏析相を生成する塩の例はＭｇＸ、ＦｅＸ、Ｃｏ
Ｘ等（但しＸは炭酸塩、水酸化物、硝酸塩、酢酸塩、カ
ルボキシ水化物および硫酸塩、を表わす） 上記スピネルは本明細書で使うとおり分解性塩の熱分解
中および（又は）その後に結晶構造が高密変化されうろ
ことを童味する様な反応性状態でなければならない。
ピネルの例には次のものがある： Ｃ０Ａ７２０４ Ｃ０Ａ７２０４ ＦｅｋＡｚＯ＜ ＭｇＡｔ２０４ ＭｎｋｔｚＯ＜ ＮｉＡｔ２０４ Ｚｎｈ１２０４ ＦｅＣｒｚＯ＜ ＭｇＣｒ２Ｏ４ ＭｎＣｒ；２０４ ｚｎｃｒ２ｏ４ ＭｎＦｅｚＯ４ ７ｎＦｅ２０４ 島又は偏析相を生成する塩の例はＭｇＸ、ＦｅＸ、Ｃｏ
Ｘ等（但しＸは炭酸塩、水酸化物、硝酸塩、酢酸塩、カ
ルボキシ水化物および硫酸塩、を表わす） 上記スピネルは本明細書で使うとおり分解性塩の熱分解
中および（又は）その後に結晶構造が高密変化されうろ
ことを童味する様な反応性状態でなければならない。
５−
このスピネルの適当な製法はＥＰ００５９２１２（８２
゜０９．０８）ＶＣ，発−Ａされている。このスピネル
は金属水酸化物、塩化物、炭１ＷＩＸＪ等の共沈澱によ
り層状結晶となって生成される。その結晶は理論的仮定
的構造形態：ＭｇＸ （Ｍ”７Ｍ” ＝１．Ｆｌ対２．２の範囲内でＭＩＩＸ
・２Ｍ”Ｘの化学量論的平衝をえるに十分な偏析Ｍ’Ｘ
又はＭＩＩＸ’）をもつ、前記のモル比は１．８対２．
２７Ｍ ’対Ｍ１１、例えばＡｔ対Ｍｇであったが、今
やわれわれの共同研究者によって反応体比ｒ変えるこノ
：によって同じ方法で０．７対２．５ ／ １の比が製
造できることが発見されている。スピネル構造は殆んど
の場合層状結晶沈澱を≧４００℃に熱してえられるが、
この沈澱金属の酸化物形を生成するには温摩をより低く
又はより高くすることが必要である。
゜０９．０８）ＶＣ，発−Ａされている。このスピネル
は金属水酸化物、塩化物、炭１ＷＩＸＪ等の共沈澱によ
り層状結晶となって生成される。その結晶は理論的仮定
的構造形態：ＭｇＸ （Ｍ”７Ｍ” ＝１．Ｆｌ対２．２の範囲内でＭＩＩＸ
・２Ｍ”Ｘの化学量論的平衝をえるに十分な偏析Ｍ’Ｘ
又はＭＩＩＸ’）をもつ、前記のモル比は１．８対２．
２７Ｍ ’対Ｍ１１、例えばＡｔ対Ｍｇであったが、今
やわれわれの共同研究者によって反応体比ｒ変えるこノ
：によって同じ方法で０．７対２．５ ／ １の比が製
造できることが発見されている。スピネル構造は殆んど
の場合層状結晶沈澱を≧４００℃に熱してえられるが、
この沈澱金属の酸化物形を生成するには温摩をより低く
又はより高くすることが必要である。
６−
本発明の生成物の結晶構造は１又は２以上の金属のかな
りの肘の偏析相を含んでいてもいなくてもよい。分解性
塩が反応性スピネル構造と初め混合後分解される場ユこ
の塩の金属酸化物はスピネル結晶構造と相斤作用できる
しまた時にはすることが明らかであるが、本発明の複合
体生成法はこの相互作用を最少とするものでなければな
らない。したがってスピネルマトリックス中にある程度
偏析相があることは明らかである。捷たスピネルを緊密
混合第２相の存在を保証する様な方法で生成することも
可能である。マトリックスにこの偏析相の内包されるこ
とは最終用途がそれに必要な構造強さ以上にマトリック
スに熱的歪みを与えない場合およびマドＱツクス相の性
質を変えたい場合は望ましいだろう。これはマトリック
ス相が約１：１モル比のスピネル：ＭｇＯ複合物であゆ
史にＭｇＯがこのマトリックス中明かに内包されている
実施例２の場合である。
りの肘の偏析相を含んでいてもいなくてもよい。分解性
塩が反応性スピネル構造と初め混合後分解される場ユこ
の塩の金属酸化物はスピネル結晶構造と相斤作用できる
しまた時にはすることが明らかであるが、本発明の複合
体生成法はこの相互作用を最少とするものでなければな
らない。したがってスピネルマトリックス中にある程度
偏析相があることは明らかである。捷たスピネルを緊密
混合第２相の存在を保証する様な方法で生成することも
可能である。マトリックスにこの偏析相の内包されるこ
とは最終用途がそれに必要な構造強さ以上にマトリック
スに熱的歪みを与えない場合およびマドＱツクス相の性
質を変えたい場合は望ましいだろう。これはマトリック
ス相が約１：１モル比のスピネル：ＭｇＯ複合物であゆ
史にＭｇＯがこのマトリックス中明かに内包されている
実施例２の場合である。
本発明のセラミック物体の製法は一般焼結中・に粉末を
望む形に保つ添加剤を使い又は使わずに、圧縮、スリッ
プ鋳造、テープｍｌｊ：ｉ’ｉＪｒ、押出し又は他の適
当方法によって成形した物体を・焼成又は高温焼結する
ことである。望む効果は壕だ非成形耐火物又は出発物質
が最終用途用小球に生成又は混合された様ｔ［特定耐火
物においてもえられる。
望む形に保つ添加剤を使い又は使わずに、圧縮、スリッ
プ鋳造、テープｍｌｊ：ｉ’ｉＪｒ、押出し又は他の適
当方法によって成形した物体を・焼成又は高温焼結する
ことである。望む効果は壕だ非成形耐火物又は出発物質
が最終用途用小球に生成又は混合された様ｔ［特定耐火
物においてもえられる。
本発明の反応性粉末は現代のセラミック体製造法に好適
に使用でき、この方法を既知のセラミック材料を使って
行なった場合と同へ一ト又はよりよい結果かえられる。
に使用でき、この方法を既知のセラミック材料を使って
行なった場合と同へ一ト又はよりよい結果かえられる。
本発明により乾燥又は液体＃質中いづれかで酸化物スピ
ネル粉末を分Ｗ（性金属塩粉末と混合し、混合粉末を固
めて塊状又は望む形状としかつ金属塩を分解させ固めた
粉末を高密度化するに十分な高温に加熱することにより
セラミック複合物が製造できるのである。出発物質は多
くの源泉からのものでよい。酸化物スピネルは天然鉱物
から、化学的共沈殿又は他の反応から、又は溶融成形（
溶融状態から鋳造）、固体状態反応し溶融温度以下で生
成）、元素金属の酸化又は適当出発物質から酸化物スピ
ネルを生成するどんな方法も包含する熱的方法からのも
のでもよい。分解性塩は多数の源泉からのものでもよい
が、スピネルの熱膨張係数よゆも大きい係数をもつ金属
酸化物を生成する必要がある。スピネル出発物質の主必
要条件はそのソリシス温度以下の温度匠加熱した時その
使用目的に耐えるに十分完全に固まった物体となること
である。
ネル粉末を分Ｗ（性金属塩粉末と混合し、混合粉末を固
めて塊状又は望む形状としかつ金属塩を分解させ固めた
粉末を高密度化するに十分な高温に加熱することにより
セラミック複合物が製造できるのである。出発物質は多
くの源泉からのものでよい。酸化物スピネルは天然鉱物
から、化学的共沈殿又は他の反応から、又は溶融成形（
溶融状態から鋳造）、固体状態反応し溶融温度以下で生
成）、元素金属の酸化又は適当出発物質から酸化物スピ
ネルを生成するどんな方法も包含する熱的方法からのも
のでもよい。分解性塩は多数の源泉からのものでもよい
が、スピネルの熱膨張係数よゆも大きい係数をもつ金属
酸化物を生成する必要がある。スピネル出発物質の主必
要条件はそのソリシス温度以下の温度匠加熱した時その
使用目的に耐えるに十分完全に固まった物体となること
である。
スピネルが製造できる一方法は前記ＥＰＯＯ５９２１２
号により又は金属化合物、即ち金属ハロゲン化物、硫酸
塩、ぎ酸塩、水素りん酸塩、水酸化物、酢酸塩、硝酸塩
、炭酸塩、重炭酸塩、等又はヒドロキシ炭酸塩、クロロ
水酸化物、ハロゲン化カルボキシレイトを含むこれらの
混合物を２異種原子価をもつ金属原子（同−金属又は異
種金属でもよい）−〇− の原子価を一般式Ｍ、０４（又はＭＭ２０４）において
４酸累原子と組合せるに用いる合計８士約１０％正原子
価とする割合と種類において共沈＃させるのである。共
沈澱のおこるｐＨ（普通Ｍｇ／ｋｔにおいて約９と９．
５の間）で共沈させ洗った場合共沈は特殊層状結晶構造
をもつ生成物を生成するが、生成物は偏析水酸化マグネ
シウム、水酸化アルミニウム又はオキシ水酸化物相を含
むこともある。共沈澱を乾燥し４００乃至１４００℃に
おいて焼結すると両金属の偏析相を含む又は含まぬスピ
ネル構造をもつ結晶格子が生成される。
号により又は金属化合物、即ち金属ハロゲン化物、硫酸
塩、ぎ酸塩、水素りん酸塩、水酸化物、酢酸塩、硝酸塩
、炭酸塩、重炭酸塩、等又はヒドロキシ炭酸塩、クロロ
水酸化物、ハロゲン化カルボキシレイトを含むこれらの
混合物を２異種原子価をもつ金属原子（同−金属又は異
種金属でもよい）−〇− の原子価を一般式Ｍ、０４（又はＭＭ２０４）において
４酸累原子と組合せるに用いる合計８士約１０％正原子
価とする割合と種類において共沈＃させるのである。共
沈澱のおこるｐＨ（普通Ｍｇ／ｋｔにおいて約９と９．
５の間）で共沈させ洗った場合共沈は特殊層状結晶構造
をもつ生成物を生成するが、生成物は偏析水酸化マグネ
シウム、水酸化アルミニウム又はオキシ水酸化物相を含
むこともある。共沈澱を乾燥し４００乃至１４００℃に
おいて焼結すると両金属の偏析相を含む又は含まぬスピ
ネル構造をもつ結晶格子が生成される。
故に例えばマグネシウム水酸化物又は塩化物、ヒドロオ
キシ塩化物、硫酸１盆、りん酸塩、酢酸塩、硝酸塩、ハ
ロゲン化物、炭酸塩、重炭酸塩等の様なマグネシウム化
合物をアルミニウム水酸化物又は塩化物又は硫酸塩の様
なアルミニウム化合物と化合物を共沈させるｐＨにおい
て共沈澱さ一１〇− せるならば、金属の少なくも１種は共沈中その水酸化物
又は部分水酸化物に変えられた後アルカリ性液を使い又
は使わず洗って回収されて、約１２５℃で数時間乾燥す
れば次の組成： （１＋ｚ）Ｍ’％−２Ｍ［ｌ：ｙ：
（但し各ＸとＹは無関係に上記陰イオンから選ばれＸお
よび（又は）Ｙの少なくも１方が−ＯＨでありまた２は
３より小さく約１が好捷しく、捷た２がＯより大きい時
は例えばマグネシウム−アルミニウム共沈澱中Ｋ Ａｔ
（ＯＨ）３および（又は）ＡｔＯ（ＯＨ）のアルミニウ
ム相の様な少なくも１偏析相が含まれ、またＭ＋（ｂ）
の原子数の“ａ゛倍はＸの原子価すのａ倍、即ちＸの原
子数倍と等しく、同様にＭＩＩ（ｄ）の原子数の０倍は
Ｙの原子価ｄの０倍、即ちＹの原子数倍と等Ｌ＜、全共
沈殿中のＭＩＩ／ＭＩ比はそれぞれ約２対１に保たれま
たＣｔ原子が含まれる場合約４０重量係の揮発分を含み
またＸとＹの全部が一〇Ｈ部分である時（熱重量分析に
よる）Ｇ：１約３６重量％の揮発分を含む）をもつ生成
物かえられる。例示した共沈澱は水化物ではなく、例え
ばＭ がアルミニウムでＭ がマグネシウムの場合、ミ
クロエリアＸ森螢尤、′重子回折および高分解Ｘ−線回
折によって示されるとおり個々の晶子は前に報告された
ところと著Ｉ７＜ちがったＭ ＩＩ ／Ｍ Ｉ比をもつ
。乾燥沈澱は次いで４００℃から１２００℃捷での間で
それぞれ約４時間から約１時間才で燵焼される。敢焼沈
澱はスピネル構造、例えばＭ ｇ Ａ ｔ２０４のＸ
＋９Ｍ回折型をもち、偏析相をもっこともある。
キシ塩化物、硫酸１盆、りん酸塩、酢酸塩、硝酸塩、ハ
ロゲン化物、炭酸塩、重炭酸塩等の様なマグネシウム化
合物をアルミニウム水酸化物又は塩化物又は硫酸塩の様
なアルミニウム化合物と化合物を共沈させるｐＨにおい
て共沈澱さ一１〇− せるならば、金属の少なくも１種は共沈中その水酸化物
又は部分水酸化物に変えられた後アルカリ性液を使い又
は使わず洗って回収されて、約１２５℃で数時間乾燥す
れば次の組成： （１＋ｚ）Ｍ’％−２Ｍ［ｌ：ｙ：
（但し各ＸとＹは無関係に上記陰イオンから選ばれＸお
よび（又は）Ｙの少なくも１方が−ＯＨでありまた２は
３より小さく約１が好捷しく、捷た２がＯより大きい時
は例えばマグネシウム−アルミニウム共沈澱中Ｋ Ａｔ
（ＯＨ）３および（又は）ＡｔＯ（ＯＨ）のアルミニウ
ム相の様な少なくも１偏析相が含まれ、またＭ＋（ｂ）
の原子数の“ａ゛倍はＸの原子価すのａ倍、即ちＸの原
子数倍と等しく、同様にＭＩＩ（ｄ）の原子数の０倍は
Ｙの原子価ｄの０倍、即ちＹの原子数倍と等Ｌ＜、全共
沈殿中のＭＩＩ／ＭＩ比はそれぞれ約２対１に保たれま
たＣｔ原子が含まれる場合約４０重量係の揮発分を含み
またＸとＹの全部が一〇Ｈ部分である時（熱重量分析に
よる）Ｇ：１約３６重量％の揮発分を含む）をもつ生成
物かえられる。例示した共沈澱は水化物ではなく、例え
ばＭ がアルミニウムでＭ がマグネシウムの場合、ミ
クロエリアＸ森螢尤、′重子回折および高分解Ｘ−線回
折によって示されるとおり個々の晶子は前に報告された
ところと著Ｉ７＜ちがったＭ ＩＩ ／Ｍ Ｉ比をもつ
。乾燥沈澱は次いで４００℃から１２００℃捷での間で
それぞれ約４時間から約１時間才で燵焼される。敢焼沈
澱はスピネル構造、例えばＭ ｇ Ａ ｔ２０４のＸ
＋９Ｍ回折型をもち、偏析相をもっこともある。
本発明によればか〈敢焼された沈澱は本発明の特殊微構
造とするため添加分ｊｖｒ性塩と混合される。次いで１
０００乃至１０，０００ｐｓｉｇ（６，８９−６８，９
ＭＰａ ）又はそれ以上で圧縮して煉瓦又は他のセラミ
ック形体とされた後約１２００℃以−ヒ、好捷しくは１
４００℃以−ヒで焼成される。
造とするため添加分ｊｖｒ性塩と混合される。次いで１
０００乃至１０，０００ｐｓｉｇ（６，８９−６８，９
ＭＰａ ）又はそれ以上で圧縮して煉瓦又は他のセラミ
ック形体とされた後約１２００℃以−ヒ、好捷しくは１
４００℃以−ヒで焼成される。
物体は未焼成密度の約２倍に、又は約１５００℃の温度
におけるその複合物の理論密度の約９０乃至９９％に均
一に誦密度化される。
におけるその複合物の理論密度の約９０乃至９９％に均
一に誦密度化される。
基本スピネルＭ ｇＡ １２０４の他に従来の発明法に
よって多数の混合スピネルが製造された。混合スピネル
の例は原子価と原子数の梢の和が８と等しい加ＣＯ２ｏ
４とＭｇＡｔ２−ｘＣｒＸ０４である。好−ましい方法
は共沈工程で望む金属を加えることである。しかしこれ
はいつも実用的ではなく、又は水酸化物は溶解度差が大
きいので望む組成をもつ共沈澱が生成されない。第２の
製法は別々につくった化合物を望む割合で混合する方法
である。これは例えばＸｉ螢光による金属量の知識があ
る丈けでよい。この混合物の均質組成（例えばＭｇ ｏ
３ＣＯｏ、７ Ａｔ１．ａ ＣＯｏ、７０４の様な１混
合相）を望むならばそれをよく粉砕できる。″混合スピ
ネル゛を望みまた第３金属又は２又は３以上の追加金属
を共沈工１３− 程で加える場合、例えばクロムを加える時例えばＭ ｇ
／Ａｔ／Ｃｒ系の３金属全部を共沈させる様ｐＨを調
節するとおり共沈のためｐＨを変える必要があることを
認めるべきである。また組成物範囲を望む（例えばＭｇ
Ｃ。
よって多数の混合スピネルが製造された。混合スピネル
の例は原子価と原子数の梢の和が８と等しい加ＣＯ２ｏ
４とＭｇＡｔ２−ｘＣｒＸ０４である。好−ましい方法
は共沈工程で望む金属を加えることである。しかしこれ
はいつも実用的ではなく、又は水酸化物は溶解度差が大
きいので望む組成をもつ共沈澱が生成されない。第２の
製法は別々につくった化合物を望む割合で混合する方法
である。これは例えばＸｉ螢光による金属量の知識があ
る丈けでよい。この混合物の均質組成（例えばＭｇ ｏ
３ＣＯｏ、７ Ａｔ１．ａ ＣＯｏ、７０４の様な１混
合相）を望むならばそれをよく粉砕できる。″混合スピ
ネル゛を望みまた第３金属又は２又は３以上の追加金属
を共沈工１３− 程で加える場合、例えばクロムを加える時例えばＭ ｇ
／Ａｔ／Ｃｒ系の３金属全部を共沈させる様ｐＨを調
節するとおり共沈のためｐＨを変える必要があることを
認めるべきである。また組成物範囲を望む（例えばＭｇ
Ｃ。
ｘ １−ｘ
る）ならば乾燥混合物はよく混合できない１〜又は出発
物質の粒径分布における全体的不同がおこる。１試料内
である範囲の固溶体をつくる最もよい方法は金属中の少
なくも１金属をその反応性を制限する高温焼成酸化物と
して加えることである。一般に予焼成した成分がより高
温で椴焼される程その固溶体生成への活性がより小さい
で゛あろう。ある場合添加金属の一部はスピネル構造中
に入りまた一部は別の酸化物相を生成する。他にドーピ
ング金属化合物を燗焼した又は椴焼前のスピネルに加え
てもよく、寸たそれはその反応性又はスピネル相の反応
性によって相偏析又は固溶１４− 体生成を示す。
物質の粒径分布における全体的不同がおこる。１試料内
である範囲の固溶体をつくる最もよい方法は金属中の少
なくも１金属をその反応性を制限する高温焼成酸化物と
して加えることである。一般に予焼成した成分がより高
温で椴焼される程その固溶体生成への活性がより小さい
で゛あろう。ある場合添加金属の一部はスピネル構造中
に入りまた一部は別の酸化物相を生成する。他にドーピ
ング金属化合物を燗焼した又は椴焼前のスピネルに加え
てもよく、寸たそれはその反応性又はスピネル相の反応
性によって相偏析又は固溶１４− 体生成を示す。
本発明の改良されたスピネル又は複合物は従来特許とは
区別されて焼結前ではあるが、スピネル含有マトリック
ス自体が生成された後にスピネル粉末に分解性金属塩を
加えて生成された別の容易に確認できる偏析相分もつ。
区別されて焼結前ではあるが、スピネル含有マトリック
ス自体が生成された後にスピネル粉末に分解性金属塩を
加えて生成された別の容易に確認できる偏析相分もつ。
本発明の１実施態様において、水酸化マグネシウム粉末
（Ｍｇ（ＯＨｈ）を塩化マグネシウムとアルミン酸ナト
リウムの共沈澱によってえた椴焼化学量論的スピネル粉
末（ＭｇＡｔ２０４ ）と混合した。混合物は１軸圧縮
によって成形し１５００℃で焼成することにより大損傷
もなく約１２００℃と約２５℃間の反復温度変動に耐え
る緻密完全体となる。
（Ｍｇ（ＯＨｈ）を塩化マグネシウムとアルミン酸ナト
リウムの共沈澱によってえた椴焼化学量論的スピネル粉
末（ＭｇＡｔ２０４ ）と混合した。混合物は１軸圧縮
によって成形し１５００℃で焼成することにより大損傷
もなく約１２００℃と約２５℃間の反復温度変動に耐え
る緻密完全体となる。
本発明の他の実施態様において、水酸化マグネシウム粉
末を大体組成ＭｇＡ７２０４・ＭｇＯをもつスピネル粉
末含有過剰ＭｇＯ椴焼物と混合した。後者粉末はスピネ
ルおよび後の椴焼のため化学Ｉ−論量以上の過剰塩化マ
グネシウム（Ｍ ｇ Ｃｔ２）とアルミン酸ナトリウム
を用いて共沈によりえた。２混合粉木ｉ、ｌ成形し１５
００℃で添結して理論密度に近いものとなった３、その
熱サイクルに対する耐性は初めの実施態様における生成
物のものと同じであった、。
末を大体組成ＭｇＡ７２０４・ＭｇＯをもつスピネル粉
末含有過剰ＭｇＯ椴焼物と混合した。後者粉末はスピネ
ルおよび後の椴焼のため化学Ｉ−論量以上の過剰塩化マ
グネシウム（Ｍ ｇ Ｃｔ２）とアルミン酸ナトリウム
を用いて共沈によりえた。２混合粉木ｉ、ｌ成形し１５
００℃で添結して理論密度に近いものとなった３、その
熱サイクルに対する耐性は初めの実施態様における生成
物のものと同じであった、。
更に本発明の仙の実施態様において、上の二つの場合と
同様粉末を混合したが直径約１闘の球とした。この球を
高密度に焼成して（１火コンクリート中の小粒として使
用した。
同様粉末を混合したが直径約１闘の球とした。この球を
高密度に焼成して（１火コンクリート中の小粒として使
用した。
本発明の他の丈）ｔｔ１１態様では添加金属を一部又は
全部マグネシウムおよび（又は）アルミニウムのいづれ
かに置換した。例えばアルミン酸ナトリウム（Ｎａ２Ａ
ｔ２０３・３Ｈ２０）、塩化マグネシウム（Ｍｑ Ｃｌ
ｚ ）および塩化クロム（ＣＦＣｌ２）の水溶液を混合
し、沈澱させ、沈澱を戸別し水洗した。これを乾燥ｌ−
約１０００℃で椴焼した。この粉末を乾燥水酸化マグネ
シウムと共に粉砕し窯業物体に圧縮成形するに適１〜た
粉末とした。これを約１４００℃以上、好捷しくは約１
５００℃以上に焼結すると本発明の耐熱衝撃性微構造を
もつものとなる。
全部マグネシウムおよび（又は）アルミニウムのいづれ
かに置換した。例えばアルミン酸ナトリウム（Ｎａ２Ａ
ｔ２０３・３Ｈ２０）、塩化マグネシウム（Ｍｑ Ｃｌ
ｚ ）および塩化クロム（ＣＦＣｌ２）の水溶液を混合
し、沈澱させ、沈澱を戸別し水洗した。これを乾燥ｌ−
約１０００℃で椴焼した。この粉末を乾燥水酸化マグネ
シウムと共に粉砕し窯業物体に圧縮成形するに適１〜た
粉末とした。これを約１４００℃以上、好捷しくは約１
５００℃以上に焼結すると本発明の耐熱衝撃性微構造を
もつものとなる。
実施例１
上記のとおり共沈させ１１００℃に戚焼してつくった純
度約９９チで２００メツシより細かいアルミン酸マグネ
シウムスピネル（ＭｇＡｔ２０４）粉末試料１５０（ｌ
を乾燥水酸化マグネシウム試料１００（ＩＫ加えた。え
た混合物２５０（ｌを強力型アイヒツヒブランド混合機
に入れた。
度約９９チで２００メツシより細かいアルミン酸マグネ
シウムスピネル（ＭｇＡｔ２０４）粉末試料１５０（ｌ
を乾燥水酸化マグネシウム試料１００（ＩＫ加えた。え
た混合物２５０（ｌを強力型アイヒツヒブランド混合機
に入れた。
回転子と皿を２５０ ｒｌ）ｍで１０分間回転させた。
これに水と分子量６００のポリエチレングリコールの重
量１：１溶液１５０２を加え更に５分混合した。混合物
を混合機から出１〜皿に入れ強制対流オープン中１１０
℃で１６時間乾燥した。
量１：１溶液１５０２を加え更に５分混合した。混合物
を混合機から出１〜皿に入れ強制対流オープン中１１０
℃で１６時間乾燥した。
次いで粉末混合物を成形用プレスの金型空所に入れ振動
１７− させて空気を抜いた。金型寸法は２００關×１５０ＷＢ
であった。粉末は高さ１３４朋となった。−ヒ部ラムを
下げてプレスを働らかせ粉末を５５ＭＰａの圧力で２分
間圧縮した。
１７− させて空気を抜いた。金型寸法は２００關×１５０ＷＢ
であった。粉末は高さ１３４朋となった。−ヒ部ラムを
下げてプレスを働らかせ粉末を５５ＭＰａの圧力で２分
間圧縮した。
えた成形品を金型から出し強制対流型乾燥戸に入れ７２
時間にわたり６０℃から除々に１０５℃まで加熱した。
時間にわたり６０℃から除々に１０５℃まで加熱した。
乾燥したＩＦ縮成形品を炉に入れ毎時５０℃の割合で１
５００℃寸で加熱しこの温度Ｋ］、０時間保った。次い
で炉を毎時５０℃づつ冷却し大気温と１〜成形品をとり
出した。
５００℃寸で加熱しこの温度Ｋ］、０時間保った。次い
で炉を毎時５０℃づつ冷却し大気温と１〜成形品をとり
出した。
えた成形品は密度３．４５’／ｃｍ３又は理論密度３．
５８ｆ／ｃｒｎ３の９５チであった。金型からの容積収
縮（生圧縮品から焼成体捷で）は２７チであった。最終
重量は１９１．１ ｆであった。圧縮品重量は２２７２
１であったので、主としてＭｇ （Ｏｌｌ ）２０Ｍｇ
Ｏへの転化による重量損失は１５．９チである。金型に
入れる際約２００２が失なわれた。
５８ｆ／ｃｒｎ３の９５チであった。金型からの容積収
縮（生圧縮品から焼成体捷で）は２７チであった。最終
重量は１９１．１ ｆであった。圧縮品重量は２２７２
１であったので、主としてＭｇ （Ｏｌｌ ）２０Ｍｇ
Ｏへの転化による重量損失は１５．９チである。金型に
入れる際約２００２が失なわれた。
焼成品はｉｏＯＭＰａの破壊係数（ＩＸＩＸ６インチ１
８− （２５，４ｘ ２５．４ ｘ １５２．４０）棒を使用
ＡＳＴＭ法Ｃ−１３３−７２により測定）と８００ヌ一
プ硬度数の硬度をもつとわかった。
８− （２５，４ｘ ２５．４ ｘ １５２．４０）棒を使用
ＡＳＴＭ法Ｃ−１３３−７２により測定）と８００ヌ一
プ硬度数の硬度をもつとわかった。
この物体の熱衝撃に対する耐性も測定した。焼成品から
ダイヤモンドをつけた円形刃を使って１インチ（２５，
４ｍ５）立方体を切り出した。炉を１２００℃に予！！
ＩＩ！Ｅ−立方体を炉床におき扉を閉じた。１０分経過
後扉を開いて立方体を金はさみではさんで大気状態の窯
業タイル上に取出し１０分間冷却した。亀裂は認められ
なかった。立方体を炉に戻し、このサイクルを１５回反
復したが、肉眼で認めうる損傷はなかった。
ダイヤモンドをつけた円形刃を使って１インチ（２５，
４ｍ５）立方体を切り出した。炉を１２００℃に予！！
ＩＩ！Ｅ−立方体を炉床におき扉を閉じた。１０分経過
後扉を開いて立方体を金はさみではさんで大気状態の窯
業タイル上に取出し１０分間冷却した。亀裂は認められ
なかった。立方体を炉に戻し、このサイクルを１５回反
復したが、肉眼で認めうる損傷はなかった。
物体試料を電子顕微鏡で検ぺた。マグネシャ相の周りに
スピネル相が認められ２相間に”ギャップ“があった。
スピネル相が認められ２相間に”ギャップ“があった。
実施例２
実施例１の椴焼スピネルをちがった物質で置換した。こ
の物質を週刊のｔＫｆ化マグネシウムと共沈させて椴焼
の際マグネシウム酸化物がスピネルと固溶体で、また一
部が偏析相として、両方ある様なスピネルを生成した。
の物質を週刊のｔＫｆ化マグネシウムと共沈させて椴焼
の際マグネシウム酸化物がスピネルと固溶体で、また一
部が偏析相として、両方ある様なスピネルを生成した。
この粉末を実施例１と同じ割合で水酸化マグネシウムと
混合して実施例１と同じ方法で成形焼成した。熱サイク
ルにおいて同じ結果がえらＩｔ、た。
混合して実施例１と同じ方法で成形焼成した。熱サイク
ルにおいて同じ結果がえらＩｔ、た。
実施例３
実施例１の方法において水酸化マグネシウムの代りに炭
酊マグネシウムを使用した。同じ結果かえられた。
酊マグネシウムを使用した。同じ結果かえられた。
実施例４
実施例１の方法においてマグネシアアルミナクロミアス
ピネル（八４ ＋＜ Ａ ｔ−２−Ｘ Ｃｒ Ｘ ０４
）を水酸化マグネシウムと混合した。え／こ圧縮焼成
品は実施例１における生成物と同じ性質をもっていた。
ピネル（八４ ＋＜ Ａ ｔ−２−Ｘ Ｃｒ Ｘ ０４
）を水酸化マグネシウムと混合した。え／こ圧縮焼成
品は実施例１における生成物と同じ性質をもっていた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 】、金属の分解性塩からえられた上記金Ｖ４酸化物が中
に分散［７ている緻密な酸化物セラミックマトリックス
より成ゆかつ上記金属酸化物は上記酸化物セラミックマ
トリックスとちがった熱膨張特性および分解温度におい
てその塩形態が示すよりも小さい容積をもつことを％敵
とする高密度耐衝撃性セラミック。 ２ 酸化物セラミックマトリックス内に、金属塩をその
酸化物に分解してえられた金属酸化物を含む緻密な酸化
物セラミックより成ることを特徴とする耐衝撃性セラミ
ック物質。 ３、反応性であり高密度化できる酸化物セラミックを、
酸化物に熱分ＷＣでへる金属塩と混合し、混合物から成
形品をつくね、金属１２Ｘ ’（ｒ分〕臀させるに十分
な温度に上記成形品を加熱してこれを酸化物セラミック
と共に高ＮＭ度化し、酸化物マトリックスがその内に金
属酸化物を分離した島の様にとり囲んだミグ１−１構造
物を得ることを特徴とする耐衝撃性セラミック物質の製
θミ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US45112282A | 1982-12-20 | 1982-12-20 | |
| US451122 | 1982-12-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116170A true JPS59116170A (ja) | 1984-07-04 |
Family
ID=23790898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58239035A Pending JPS59116170A (ja) | 1982-12-20 | 1983-12-20 | 改良された熱衝撃耐性をもつセラミツク複合物 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0113886B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59116170A (ja) |
| AU (1) | AU571475B2 (ja) |
| BR (1) | BR8307036A (ja) |
| CA (1) | CA1219883A (ja) |
| DE (1) | DE3366148D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6291459A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-04-25 | レフラテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 粗大セラミック造形物 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5208193A (en) * | 1982-12-20 | 1993-05-04 | The Dow Chemical Company | Ceramic composites with improved thermal shock resistance |
| CA1219883A (en) * | 1982-12-20 | 1987-03-31 | Ronald R. Smyth | Ceramic composites with improved thermal shock resistance |
| US4843045A (en) * | 1982-12-20 | 1989-06-27 | The Dow Chemical Company | Process of making ceramic composites with improved thermal shock resistance |
| DE3532228A1 (de) * | 1984-10-02 | 1986-04-17 | Toshiba Ceramics Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Feuerfeste zusammensetzung |
| US4880757A (en) * | 1986-01-24 | 1989-11-14 | The Dow Chemical Company | Chemical preparation of zirconium-aluminum-magnesium oxide composites |
| ATE238249T1 (de) | 1999-06-24 | 2003-05-15 | Siemens Ag | Keramischer werkstoff, verfahren, verwendung und schicht |
| DE102006040270B4 (de) | 2006-08-28 | 2009-06-10 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Gebranntes feuerfestes Produkt |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1053934A (ja) * | 1964-06-25 | 1900-01-01 | ||
| GB1234043A (ja) * | 1967-06-01 | 1971-06-03 | ||
| US3655330A (en) * | 1970-03-12 | 1972-04-11 | Grace W R & Co | Process for the preparation of alumina and magnesium aluminate bodies |
| GB1546208A (en) * | 1977-12-13 | 1979-05-23 | Zirconal Processes Ltd | Gellable slurry |
| DE3176531D1 (en) * | 1980-09-04 | 1987-12-23 | Dow Chemical Co | Magnesium aluminium spinels |
| CA1219883A (en) * | 1982-12-20 | 1987-03-31 | Ronald R. Smyth | Ceramic composites with improved thermal shock resistance |
-
1983
- 1983-12-12 CA CA000443057A patent/CA1219883A/en not_active Expired
- 1983-12-14 AU AU22399/83A patent/AU571475B2/en not_active Ceased
- 1983-12-15 DE DE8383112609T patent/DE3366148D1/de not_active Expired
- 1983-12-15 EP EP19830112609 patent/EP0113886B1/en not_active Expired
- 1983-12-16 BR BR8307036A patent/BR8307036A/pt unknown
- 1983-12-20 JP JP58239035A patent/JPS59116170A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6291459A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-04-25 | レフラテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 粗大セラミック造形物 |
| JPH0456782B2 (ja) * | 1985-08-02 | 1992-09-09 | Refuratehiniiku Gmbh |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU571475B2 (en) | 1988-04-21 |
| EP0113886A1 (en) | 1984-07-25 |
| DE3366148D1 (en) | 1986-10-16 |
| EP0113886B1 (en) | 1986-09-10 |
| AU2239983A (en) | 1984-06-28 |
| CA1219883A (en) | 1987-03-31 |
| BR8307036A (pt) | 1984-07-31 |
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