JPS59145703A - 金属粉末の焼結方法 - Google Patents
金属粉末の焼結方法Info
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- JPS59145703A JPS59145703A JP58020988A JP2098883A JPS59145703A JP S59145703 A JPS59145703 A JP S59145703A JP 58020988 A JP58020988 A JP 58020988A JP 2098883 A JP2098883 A JP 2098883A JP S59145703 A JPS59145703 A JP S59145703A
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- powder
- compd
- sintered body
- contg
- metal powder
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- 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
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/65—Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
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- Structural Engineering (AREA)
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- Powder Metallurgy (AREA)
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】
この発明は、比較的低温且つ短時間に、金属粉末を焼結
して金属酸化物焼結体とする方法に関する。
して金属酸化物焼結体とする方法に関する。
従来、金属酸化物の焼結体は、金属酸化物を高温で焼結
する方法によって得ている。しかしながら、通常金属酸
化物を焼結するには、１０００℃以上の高温で数時間が
必要で、従って大量のエネルギーが消費されるだけでな
く°、焼結炉の寿命が短かいという難点もあった。
する方法によって得ている。しかしながら、通常金属酸
化物を焼結するには、１０００℃以上の高温で数時間が
必要で、従って大量のエネルギーが消費されるだけでな
く°、焼結炉の寿命が短かいという難点もあった。
又、マグネシウムやチタンのような特定の金属粉末は、
ある温度以上に加熱すると急激な酸化反応を起して短時
間に酸化物を生成することもよく知られているが、その
ままでは所望形状を賦与することはできないばかりでな
く、これによって得られた酸化物は温度変化に対して電
気抵抗値がほとんど変化しないものしか得られない。
ある温度以上に加熱すると急激な酸化反応を起して短時
間に酸化物を生成することもよく知られているが、その
ままでは所望形状を賦与することはできないばかりでな
く、これによって得られた酸化物は温度変化に対して電
気抵抗値がほとんど変化しないものしか得られない。
本願発明者等は、上記特定金属粉末の急激な酸化反応の
利用につき種々研究している段階で、マグネシウムやチ
タン等の金属粉末中に不純物的に有機物や金属酸化物が
共存する状態で急激な酸化反応を起させた場合に、得ら
れた焼結体の電気抵抗値が湿気によって変化するこ−と
を見出した。
利用につき種々研究している段階で、マグネシウムやチ
タン等の金属粉末中に不純物的に有機物や金属酸化物が
共存する状態で急激な酸化反応を起させた場合に、得ら
れた焼結体の電気抵抗値が湿気によって変化するこ−と
を見出した。
即ち、マグネシウム、チタン、アルミニウム、亜鉛等の
ような比較的低温で容易に酸化物を形成する金属粉末と
有機高分子化合物や粘土のような結合剤とを混合す乞こ
とによって任意の形状に成形が可能であり、しかもこの
成形体をガスバーナーの炎で加熱すると上記金属粉末の
急激な酸化反応が進行して発光し、熱源を除去した後も
しばらく発熱状態を継続するが、通常１０秒前後で酸化
反応は終結し焼結体が得られる。このようにして得られ
た焼結体はその表面に相対する電極を取付けて通電して
みると、湿度の変化に応じて電気抵抗値が変ってくる。
ような比較的低温で容易に酸化物を形成する金属粉末と
有機高分子化合物や粘土のような結合剤とを混合す乞こ
とによって任意の形状に成形が可能であり、しかもこの
成形体をガスバーナーの炎で加熱すると上記金属粉末の
急激な酸化反応が進行して発光し、熱源を除去した後も
しばらく発熱状態を継続するが、通常１０秒前後で酸化
反応は終結し焼結体が得られる。このようにして得られ
た焼結体はその表面に相対する電極を取付けて通電して
みると、湿度の変化に応じて電気抵抗値が変ってくる。
この現象が生じるメカニズムは、何によるものかまだ解
明できていないが、金属粉末に有機物や金属酸化物を共
存させて焼結した場合には、上記のような短時間の急激
な反応では完全に金属粉は酸化物になり″きらず金属と
金属酸化物等が混成した状態で焼結され、吸湿の度合に
よって電気抵抗が変化するためと推測される。
明できていないが、金属粉末に有機物や金属酸化物を共
存させて焼結した場合には、上記のような短時間の急激
な反応では完全に金属粉は酸化物になり″きらず金属と
金属酸化物等が混成した状態で焼結され、吸湿の度合に
よって電気抵抗が変化するためと推測される。
本願の加熱方法によって酸化物を形成し易い金属として
は、マグネシウム、チタン、亜鉛、珪素、ニッケル、鉄
、バナジウム等が挙げられ、特にチタンが優れた効果を
発揮する。しかしながら１本願のような低温短時間の焼
結法においては金属粉末の粒子径が大きいと酸化反応が
進み難く、従って良好な焼結体が得られないばかりでな
く感湿機能も得難い。好ましくは３２タイラーメツシユ
の篩を通過する程度の大きさに粉砕されたものを用いる
ことが望ましい。
は、マグネシウム、チタン、亜鉛、珪素、ニッケル、鉄
、バナジウム等が挙げられ、特にチタンが優れた効果を
発揮する。しかしながら１本願のような低温短時間の焼
結法においては金属粉末の粒子径が大きいと酸化反応が
進み難く、従って良好な焼結体が得られないばかりでな
く感湿機能も得難い。好ましくは３２タイラーメツシユ
の篩を通過する程度の大きさに粉砕されたものを用いる
ことが望ましい。
結合剤として用いることができる有機高分子化合物とし
ては、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、不飽和ポ
リエステル系樹脂、等の熱硬化性樹脂、又はポリスチレ
ン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂で代表される汎用の熱
可塑性樹脂、或はポリ８Ｍビニールやアクリル系高分子
化合物等が挙げられる。結合剤としては、前記有機高分
子化合物以外に珪素又はアルミニウムを主成分とする粘
土、長石、タルク、珪酸ソーダのような水と混合するか
又はそのままでも粉体を固化させることができる無機化
合物を用いることもできる。この際必要に応じて珪砂や
アルミナ、或はジルコニアのような酸化物などを混用す
ることもできる。又、結合剤は必要があれば２種類以上
併用することも可能である。
ては、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、不飽和ポ
リエステル系樹脂、等の熱硬化性樹脂、又はポリスチレ
ン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂で代表される汎用の熱
可塑性樹脂、或はポリ８Ｍビニールやアクリル系高分子
化合物等が挙げられる。結合剤としては、前記有機高分
子化合物以外に珪素又はアルミニウムを主成分とする粘
土、長石、タルク、珪酸ソーダのような水と混合するか
又はそのままでも粉体を固化させることができる無機化
合物を用いることもできる。この際必要に応じて珪砂や
アルミナ、或はジルコニアのような酸化物などを混用す
ることもできる。又、結合剤は必要があれば２種類以上
併用することも可能である。
これらの結合剤の使用量は、金属粉末１００重量部に対
して有機高分子化合物の場合１０〜１００重五部、珪酸
ソーダの場合０．１〜５０重量部、その他の無機化合物
の場合１０〜３００重量部が好適である。
して有機高分子化合物の場合１０〜１００重五部、珪酸
ソーダの場合０．１〜５０重量部、その他の無機化合物
の場合１０〜３００重量部が好適である。
この範囲より結合剤の使用量を少なくすると、成形性が
劣り、多くしすぎると酸化反応熱が低くなってしまって
充分な焼結ができないばかりか感湿機能も発揮し難くな
る。尚、無機系結合剤を用いるに当って水を併用する場
合、水の使用量に特に制限はないが、余り多すぎると乾
燥に時間がかかるので、金属粉末を混ぜ合せた時に適度
の塑性をもつ範囲で少な目の方が望ましい。又、−有機
高分子系結合剤を用いる場合の固化の方法は、原料が液
状の熱硬化性樹脂の場合は金属粉末を所定量混合撹拌し
た後、それぞれの樹脂に必要なアミンその他の硬化剤を
加えて所望形状に成形する。原料がビーズ又は粉末状の
熱可塑性樹脂の場合には、加熱により熱可塑性樹脂を可
塑化した状態にしておいて金属粉末と混合する方法を採
るか、或はポリ醋酸ビニールやアクリル系高分子化合物
のように水又は有機溶剤に溶解、乃至はエマルジョン化
するなどの手段で液状にしておいて金属粉末と混合固化
する方法を採ることもできる。
劣り、多くしすぎると酸化反応熱が低くなってしまって
充分な焼結ができないばかりか感湿機能も発揮し難くな
る。尚、無機系結合剤を用いるに当って水を併用する場
合、水の使用量に特に制限はないが、余り多すぎると乾
燥に時間がかかるので、金属粉末を混ぜ合せた時に適度
の塑性をもつ範囲で少な目の方が望ましい。又、−有機
高分子系結合剤を用いる場合の固化の方法は、原料が液
状の熱硬化性樹脂の場合は金属粉末を所定量混合撹拌し
た後、それぞれの樹脂に必要なアミンその他の硬化剤を
加えて所望形状に成形する。原料がビーズ又は粉末状の
熱可塑性樹脂の場合には、加熱により熱可塑性樹脂を可
塑化した状態にしておいて金属粉末と混合する方法を採
るか、或はポリ醋酸ビニールやアクリル系高分子化合物
のように水又は有機溶剤に溶解、乃至はエマルジョン化
するなどの手段で液状にしておいて金属粉末と混合固化
する方法を採ることもできる。
上記の方法で得られた成形乾燥物を焼結する方法として
は、ガスバーナーで５００℃以上の温度に加熱にすれば
よいのであるが、一旦成形物が部分的にでも酸化反応を
起し始めれば、自らの反応熱で高温状態を維持すること
ができるので熱源を取り去ることもできる。結合剤の使
用量が多くなるに従い、自らの反応熱だけでは焼結に充
分な高温状態を維持し得なくなる傾向を示すので、この
ような場合は炉登用いて５００℃以上の温度で外部熱に
より焼結してやることが必要である。焼結は自らの反応
熱で焼結可能な場合は１０〜３０秒間で、外部熱による
焼結の場合でも１〜６０分程度で完了可能である。
は、ガスバーナーで５００℃以上の温度に加熱にすれば
よいのであるが、一旦成形物が部分的にでも酸化反応を
起し始めれば、自らの反応熱で高温状態を維持すること
ができるので熱源を取り去ることもできる。結合剤の使
用量が多くなるに従い、自らの反応熱だけでは焼結に充
分な高温状態を維持し得なくなる傾向を示すので、この
ような場合は炉登用いて５００℃以上の温度で外部熱に
より焼結してやることが必要である。焼結は自らの反応
熱で焼結可能な場合は１０〜３０秒間で、外部熱による
焼結の場合でも１〜６０分程度で完了可能である。
実施例１
３５０メツシユ（タイラー篩以下すべてタイラー篩によ
るメツシュ数を表わすものとする）通過のチタン金属微
粉末１００重量部とコージライト・ムライト系セラミッ
ク粉末５０重量部を混合した抜水１０重量部を加えて粘
土状となし、ガラス板上で約１ｍｍの板状体に成形し、
４０℃で１０時間乾燥した。乾燥固化物を５ｍｍ角に切
り出し、ガスバーナーの炎の中に保持した所、急激に発
熱し１０秒間で灰白色の焼結体となった。冷却後、第１
図に示したように保持台に取り付け、湿度を変化させた
時の電気抵抗値を２Ｘ１０７Ωまで測定可能なテスター
（三相電気社製ＹＸ−３９０ＴＲ）により測定した結果
をプロットすると第２図のａに示す曲線が得られた。
るメツシュ数を表わすものとする）通過のチタン金属微
粉末１００重量部とコージライト・ムライト系セラミッ
ク粉末５０重量部を混合した抜水１０重量部を加えて粘
土状となし、ガラス板上で約１ｍｍの板状体に成形し、
４０℃で１０時間乾燥した。乾燥固化物を５ｍｍ角に切
り出し、ガスバーナーの炎の中に保持した所、急激に発
熱し１０秒間で灰白色の焼結体となった。冷却後、第１
図に示したように保持台に取り付け、湿度を変化させた
時の電気抵抗値を２Ｘ１０７Ωまで測定可能なテスター
（三相電気社製ＹＸ−３９０ＴＲ）により測定した結果
をプロットすると第２図のａに示す曲線が得られた。
実施例２
１００メツシユのチタン金属粉末１００重量部に３５０
メツシユのアルミニウム金属粉末２０重量部を混合し１
次に珪酸ソーダ４０重量部と水１０重量部の混合物を加
えて均一に練り合せ濾紙上にて約２ｆｆｌｌｌ＋の厚み
の板状体に成形した。これを１８０℃で１時間乾燥した
後、約２ｍｍ角に切り出し、ガスバーナーの炎の中に保
持した。酸化反応は急激に起り、約８秒間で灰白色の焼
結体となった。実施例１と同様にして湿度変化による電
気抵抗値の変化を測定した実施例３ ３５０メツシユのチタン金属粉末１００重量部に油化シ
ェル社製エポキシ樹脂８２ｇ−−−４０重量部と硬化剤
のトリエチレンテトラミン４重量部を加えて均一に混合
した後、ポリエステルフィルム上にて約１ｎ＋ｍの厚み
の板上体に成形した。常温で２４時間放置して硬化させ
た後、約５ｍｍ角に切り出し、鉄板の上に置き鉄板の下
からガスバーナーで加熱した。
メツシユのアルミニウム金属粉末２０重量部を混合し１
次に珪酸ソーダ４０重量部と水１０重量部の混合物を加
えて均一に練り合せ濾紙上にて約２ｆｆｌｌｌ＋の厚み
の板状体に成形した。これを１８０℃で１時間乾燥した
後、約２ｍｍ角に切り出し、ガスバーナーの炎の中に保
持した。酸化反応は急激に起り、約８秒間で灰白色の焼
結体となった。実施例１と同様にして湿度変化による電
気抵抗値の変化を測定した実施例３ ３５０メツシユのチタン金属粉末１００重量部に油化シ
ェル社製エポキシ樹脂８２ｇ−−−４０重量部と硬化剤
のトリエチレンテトラミン４重量部を加えて均一に混合
した後、ポリエステルフィルム上にて約１ｎ＋ｍの厚み
の板上体に成形した。常温で２４時間放置して硬化させ
た後、約５ｍｍ角に切り出し、鉄板の上に置き鉄板の下
からガスバーナーで加熱した。
最初は黒煙を発生して樹脂が燃焼を始めた。黒煙の発生
が止まった後、挾み具で成形体を挾み、ガスバーナーの
炎に直接暴した所、急激に酸化反応が進行し、８秒間で
灰白色の焼結体が得られた。
が止まった後、挾み具で成形体を挾み、ガスバーナーの
炎に直接暴した所、急激に酸化反応が進行し、８秒間で
灰白色の焼結体が得られた。
この焼結体を冷却後、実施例１と同様にして湿度と電気
抵抗値との関係を測定した結果は第２図のＣのようにな
曲線が得られた。
抵抗値との関係を測定した結果は第２図のＣのようにな
曲線が得られた。
比較例１
実施例１〜３の成形体の焼結前の小片につき実施例１と
同様にして湿度と電気抵抗値の関係を測定した結果は２
Ｘ１０’ Ω以上であり、湿度の変化によって電気抵抗
値は変化を示さなかった。
同様にして湿度と電気抵抗値の関係を測定した結果は２
Ｘ１０’ Ω以上であり、湿度の変化によって電気抵抗
値は変化を示さなかった。
比較例２
３２５メツシユの酸化チタン粉末１００重量部にコージ
ライト・ムライト系セラミック粉末５０重量部及び水５
０重量部を加えて実施例１と同様にして成形体を得た。
ライト・ムライト系セラミック粉末５０重量部及び水５
０重量部を加えて実施例１と同様にして成形体を得た。
これを１３００℃で１時間焼結させた後、湿度と電気抵
抗値の関係を測定した結果は２×１０７ Ω以上であり
、湿度変化に対して電気抵抗値は変化を示さなかった。
抗値の関係を測定した結果は２×１０７ Ω以上であり
、湿度変化に対して電気抵抗値は変化を示さなかった。
以上の各実施例及び比較例から明らかなように、単にガ
スバーナーの炎に短時間暴すだけで簡単に焼結体が得ら
れ、しかも得られた焼結体は、第２図に示す通り、僅か
な湿度変化によっても電気抵抗値は大きく変化する傾向
を示すので１例えば湿度センサー用の感湿材料として使
用することができる他、安価な材料と僅かなエネルギー
の使用により金属酸化物焼結体を得ることができるので
工業上極めて有用な技術と云うことができる。
スバーナーの炎に短時間暴すだけで簡単に焼結体が得ら
れ、しかも得られた焼結体は、第２図に示す通り、僅か
な湿度変化によっても電気抵抗値は大きく変化する傾向
を示すので１例えば湿度センサー用の感湿材料として使
用することができる他、安価な材料と僅かなエネルギー
の使用により金属酸化物焼結体を得ることができるので
工業上極めて有用な技術と云うことができる。
第１図は本発明によって得られた感湿材料の湿度と電気
抵抗値との関係を測定する装置の主要部を示す斜視図、
第２図は第１図の装置を用いて各実施例及び比較例の材
料の湿度と電気抵抗値との関係を示す図である。 １：焼結体 ２：導線 ３：絶縁体 ４：端子 特許呂願人 東洋ゴム工業株式会社
抵抗値との関係を測定する装置の主要部を示す斜視図、
第２図は第１図の装置を用いて各実施例及び比較例の材
料の湿度と電気抵抗値との関係を示す図である。 １：焼結体 ２：導線 ３：絶縁体 ４：端子 特許呂願人 東洋ゴム工業株式会社
Claims (1)
- （１） 少なくともｒ１１素が１０容量％以上の雰囲気
中で加熱することによって酸化物となし得る金属粉末に
有機高分子化合物、珪素化合物、アルミニウム化合物の
群から選ばれた少くとも一種類の結合剤を混合成形し、
該成形体を５００℃以上の温度で焼結することを特徴と
する金属粉末の焼結方法（２）金属粉末がチタン、アル
ミニウム、亜鉛、珪素、ニッケル、鉄、マグネシウム、
バナジウムの群から選ばれた元素を特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の金属粉末の焼結方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020988A JPS59145703A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 金属粉末の焼結方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020988A JPS59145703A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 金属粉末の焼結方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59145703A true JPS59145703A (ja) | 1984-08-21 |
Family
ID=12042511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58020988A Pending JPS59145703A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 金属粉末の焼結方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59145703A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0667325A1 (en) * | 1994-02-14 | 1995-08-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | A ceramics and its manufacturing method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4731802A (ja) * | 1971-03-11 | 1972-11-13 | ||
| JPS5143007A (ja) * | 1974-10-09 | 1976-04-13 | Aiwa Co | Rusubandenwahoshiki |
| JPS5334612A (en) * | 1976-09-14 | 1978-03-31 | Komatsu Mfg Co Ltd | Method of producing industrial raw material out of powder |
| JPS5757544A (en) * | 1980-07-18 | 1982-04-06 | Alza Corp | Fluid dispenser |
| JPS5757804A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-07 | Kobe Steel Ltd | Production of honeycomb-shaped molding made of metal |
| JPS5763602A (en) * | 1980-07-25 | 1982-04-17 | Ariajiyu Furitsute Sa | Iron-base sintered member and manufacture |
-
1983
- 1983-02-09 JP JP58020988A patent/JPS59145703A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| EP0667325A1 (en) * | 1994-02-14 | 1995-08-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | A ceramics and its manufacturing method |
| US5639704A (en) * | 1994-02-14 | 1997-06-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ceramic including alumina and a complex oxide |
| US5928979A (en) * | 1994-02-14 | 1999-07-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing composite ceramics |
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