JPS59156954A - 多孔質セラミツクスの製造方法 - Google Patents
多孔質セラミツクスの製造方法Info
- Publication number
- JPS59156954A JPS59156954A JP3252983A JP3252983A JPS59156954A JP S59156954 A JPS59156954 A JP S59156954A JP 3252983 A JP3252983 A JP 3252983A JP 3252983 A JP3252983 A JP 3252983A JP S59156954 A JPS59156954 A JP S59156954A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramics
- porous ceramics
- ceramic
- hollow spheres
- carbon
- Prior art date
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- Pending
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多孔質セラミックスの製造方法に関し、特に、
高強度であシかつ断熱性および耐摩耗性に優れた多孔質
セラミックスの製造方法に関する。
高強度であシかつ断熱性および耐摩耗性に優れた多孔質
セラミックスの製造方法に関する。
従来の多孔質セラミックスの製造方法としては、セラミ
ックス原料粉末からなる素地を塑性状態あるいは泥漿状
態とし、これに可燃性物質あるいは揮発性物質などを混
合して成形した後にこの物質を燃え切らせる方法が採用
されている。また、その他の従来方法として、発泡材を
混合して気泡を生成したあとこれを固化焼結する方法や
完全に焼結する前に焼成をやめる方法なども提案されて
いる。
ックス原料粉末からなる素地を塑性状態あるいは泥漿状
態とし、これに可燃性物質あるいは揮発性物質などを混
合して成形した後にこの物質を燃え切らせる方法が採用
されている。また、その他の従来方法として、発泡材を
混合して気泡を生成したあとこれを固化焼結する方法や
完全に焼結する前に焼成をやめる方法なども提案されて
いる。
しかし、このような従来の多孔質セラミックスの製造方
法では、セラミックスを高圧で加圧成形して緻密化し、
かつ焼結を充分に行うという工程を採用することができ
ず、従って高強度でかつ断熱性、耐摩耗性に優れ機械構
造用材料として使用するに適当な多孔質セラミックスを
製造することはできなかった。すなわち、従来方法で得
られる多孔質セラミックスは、その用途が耐熱あるいは
耐薬品性のフィルタや触媒担持体、あるいは単なる断熱
体などに限定され、強度および耐摩耗性を要求される機
械構造用材として使用するには不適当なものであった。
法では、セラミックスを高圧で加圧成形して緻密化し、
かつ焼結を充分に行うという工程を採用することができ
ず、従って高強度でかつ断熱性、耐摩耗性に優れ機械構
造用材料として使用するに適当な多孔質セラミックスを
製造することはできなかった。すなわち、従来方法で得
られる多孔質セラミックスは、その用途が耐熱あるいは
耐薬品性のフィルタや触媒担持体、あるいは単なる断熱
体などに限定され、強度および耐摩耗性を要求される機
械構造用材として使用するには不適当なものであった。
本発明は、このような従来の多孔質セラミックスの製造
方法に鑑みなされたものであシ、緻密質のセラミックス
から々り従って強度が高くしかも断熱性、耐摩耗性に優
れた多孔質セラミックスの製造方法を提供することを目
的とする。
方法に鑑みなされたものであシ、緻密質のセラミックス
から々り従って強度が高くしかも断熱性、耐摩耗性に優
れた多孔質セラミックスの製造方法を提供することを目
的とする。
本発明の特徴は、高い強度を有する炭素微小中空球（カ
ーボンバルーン）をセラミックス原料粉末に適当量混合
し、これを高圧で加圧成形してセラミックスの緻密化を
行ったあと炭素微小中空球の特別な加熱除去工程を必要
とせず、セラミックスの焼結を行うという方法によシ上
記目的を達成することである。
ーボンバルーン）をセラミックス原料粉末に適当量混合
し、これを高圧で加圧成形してセラミックスの緻密化を
行ったあと炭素微小中空球の特別な加熱除去工程を必要
とせず、セラミックスの焼結を行うという方法によシ上
記目的を達成することである。
すなわち、本発明によれば、セラミックス原料粉末と炭
素微小中空球とを混合し、これを高圧で加圧成形するこ
とによシセラミックスを緻密化させ、次いで、焼結する
ことを特徴とする多孔質セラミックスの製造方法が提供
される。
素微小中空球とを混合し、これを高圧で加圧成形するこ
とによシセラミックスを緻密化させ、次いで、焼結する
ことを特徴とする多孔質セラミックスの製造方法が提供
される。
第１図は本発明による多孔質セラミックスの製造方法を
実施するだめの工程を例示する図であシ、以下第１図に
基づいて本発明を具体的に説明する。
実施するだめの工程を例示する図であシ、以下第１図に
基づいて本発明を具体的に説明する。
第１図において！まずセラミックス原料粉末に適量の炭
素微小中空球（カーボンバルーン）を混合する。前記セ
ラミックス原料粉末としては、例えば、Ｚ ｒ Ｏ，（
ジルコニア）、８ｉｓＮ４（窒化珪素）、ＳｉＣ（炭化
珪素）、あるいはＡｔ、 Ｏ，（アルミナ）などのファ
インセラミックス用の微細粉末が使用されるが断熱性を
第一義的に考えればＺｒＯ。
素微小中空球（カーボンバルーン）を混合する。前記セ
ラミックス原料粉末としては、例えば、Ｚ ｒ Ｏ，（
ジルコニア）、８ｉｓＮ４（窒化珪素）、ＳｉＣ（炭化
珪素）、あるいはＡｔ、 Ｏ，（アルミナ）などのファ
インセラミックス用の微細粉末が使用されるが断熱性を
第一義的に考えればＺｒＯ。
が最も好捷しいので以下Ｚ ｒ ０２の例について記述
する。前記炭素微小中空球としては例えば１０〜１００
μ程度の粒径を有するものが使用され、これの混合割合
は体積比でセラミックスを１とした場合０．３〜２０の
範囲内の適当な値の混合比で混合される。前記混合工程
においては、ミキサーなどを使用してセラミックスと炭
素微小中空球を均等分散させ、セラミックスの微小粉末
１を炭素微小中空球２の表面に所定厚さで付着させる。
する。前記炭素微小中空球としては例えば１０〜１００
μ程度の粒径を有するものが使用され、これの混合割合
は体積比でセラミックスを１とした場合０．３〜２０の
範囲内の適当な値の混合比で混合される。前記混合工程
においては、ミキサーなどを使用してセラミックスと炭
素微小中空球を均等分散させ、セラミックスの微小粉末
１を炭素微小中空球２の表面に所定厚さで付着させる。
また、この混合工程は懸濁状態で行うことも可能である
。
。
前記炭素微小中空球はカーボンバルーンとも呼ばれ市販
品として入手可能である。その−例として、呉羽化学に
よシ石油ピッチを原料として開発され、フレカスフェア
−［ＫＲＥＣＡＳＰＨＥＲ。
品として入手可能である。その−例として、呉羽化学に
よシ石油ピッチを原料として開発され、フレカスフェア
−［ＫＲＥＣＡＳＰＨＥＲ。
Ｅ〕なる商品名で市販されている本のがある。またゼネ
ラルテクノロジーコーポレーション（Ｇ ｅｎｅｒａｌ
Ｔｅｃｈｎｏｔｏｆｉｅｓ Ｃｏｒｐ）の製造に
係わるフェノール中空球の焼成物であり、商品名〔カー
ボスフェアー〕で市販されているものもある。
ラルテクノロジーコーポレーション（Ｇ ｅｎｅｒａｌ
Ｔｅｃｈｎｏｔｏｆｉｅｓ Ｃｏｒｐ）の製造に
係わるフェノール中空球の焼成物であり、商品名〔カー
ボスフェアー〕で市販されているものもある。
前記混合工程により得られたセラミックスと炭素微小中
空球との混合物は加圧成形により所定の形状に固化成形
される。この加圧成形はコールドプレスおよびホットプ
レスのいずれの方法によっても行うことができ、ホット
プレスを採用する場合゛には炭素微小中空球が酸化消耗
しない様な非酸化性の雰囲気、例えばＡｒ、Ｎ、中で行
う必要がある。
空球との混合物は加圧成形により所定の形状に固化成形
される。この加圧成形はコールドプレスおよびホットプ
レスのいずれの方法によっても行うことができ、ホット
プレスを採用する場合゛には炭素微小中空球が酸化消耗
しない様な非酸化性の雰囲気、例えばＡｒ、Ｎ、中で行
う必要がある。
この加圧成形においては、炭素微小中空球２の圧縮強度
が大きいので、十分高い圧力で加圧成形しセラミックス
を緻密化させる。この加圧成形の圧力としては例えばコ
ールドプレスでは１０００にり／−程度、ホットプレス
では２００に９／ｃｏ１程度の圧力を使用し、プラスチ
ック球などを使用する場合に比べはるかに大きい圧力で
加圧成形される。
が大きいので、十分高い圧力で加圧成形しセラミックス
を緻密化させる。この加圧成形の圧力としては例えばコ
ールドプレスでは１０００にり／−程度、ホットプレス
では２００に９／ｃｏ１程度の圧力を使用し、プラスチ
ック球などを使用する場合に比べはるかに大きい圧力で
加圧成形される。
所望形状に加圧成形された成形品は、次いで機械加工に
よシ所望の精度で所定の形状および寸法に加工される。
よシ所望の精度で所定の形状および寸法に加工される。
機械加工された成形品はコールドプレスの場合は次いで
焼結工程に入シ、大気雰囲気における焼結時の昇温もし
くは保持の過程で炭素微小中空球はＣＯもしくはＣＯ２
ガス となり気化除去される、ホットプレスの場合は、
非酸化性の雰囲気で行うため、ホットプレスの過程では
炭素微小中空球は酸化除去されないが微小中空球はその
まま残ってもよい。なぜならば、中空球体はそれ自体が
すでに多孔質物体であるからである。この場合、残存す
る炭素量は例えば気孔率５０％を例にとると、ＺｒＯ，
セラミックの比重を約６、炭素微小中空球体の比重を０
．１〜０．３とすれば約１〜５ｗｔ％程度のわずかな量
であ如何等セラミック体に害を与えるものではない。
焼結工程に入シ、大気雰囲気における焼結時の昇温もし
くは保持の過程で炭素微小中空球はＣＯもしくはＣＯ２
ガス となり気化除去される、ホットプレスの場合は、
非酸化性の雰囲気で行うため、ホットプレスの過程では
炭素微小中空球は酸化除去されないが微小中空球はその
まま残ってもよい。なぜならば、中空球体はそれ自体が
すでに多孔質物体であるからである。この場合、残存す
る炭素量は例えば気孔率５０％を例にとると、ＺｒＯ，
セラミックの比重を約６、炭素微小中空球体の比重を０
．１〜０．３とすれば約１〜５ｗｔ％程度のわずかな量
であ如何等セラミック体に害を与えるものではない。
この様にして多孔質化された成形品は、微細でかつ均一
な完全球体独立気孔型で断熱性に優れかつ高強度な多孔
質セラミックスとなる。セラミックスとして以上はＺｒ
Ｏ，の例を述べたが８ｉ３Ｎ４、ＳｉＣ，Ａ４，０．の
場合も同様であるが、特に８ｉＣの場合は炭素微小中空
球が焼結助剤としての役割を果すことも期待できる。焼
結温度はセラミックス原料によって設定されるが通常１
２００〜２１００℃の範囲内の適当な温度に設定される
。
な完全球体独立気孔型で断熱性に優れかつ高強度な多孔
質セラミックスとなる。セラミックスとして以上はＺｒ
Ｏ，の例を述べたが８ｉ３Ｎ４、ＳｉＣ，Ａ４，０．の
場合も同様であるが、特に８ｉＣの場合は炭素微小中空
球が焼結助剤としての役割を果すことも期待できる。焼
結温度はセラミックス原料によって設定されるが通常１
２００〜２１００℃の範囲内の適当な温度に設定される
。
以上第１図において説明した製造方法によれば、高い圧
縮強度を有する炭素微小中空球を混合した状態で加圧成
形するので、セラミックスを緻密化することができ、炭
素微小中空球の特別な加熱除去工程を必要とせず単に焼
結工程を行うことにより、緻密質で断熱性に優れかつ高
強度の多孔質セラミックスを製造することができる。
縮強度を有する炭素微小中空球を混合した状態で加圧成
形するので、セラミックスを緻密化することができ、炭
素微小中空球の特別な加熱除去工程を必要とせず単に焼
結工程を行うことにより、緻密質で断熱性に優れかつ高
強度の多孔質セラミックスを製造することができる。
また、微細粉末であるセラミックス原料粉末と炭素微小
中空球との混合割合ならびに炭素微小中空球の粒径を調
節することによシ、第２図に示すセラミックス３の厚さ
ならびに微小孔４の大きさをコントロールすることがで
きる。さらに、緻密で高い強度ならびに耐摩耗性を有す
るセラミックス３の厚さならびに前記微小孔４の大きさ
は製品全体にわたってこれを均一化することも容易に行
うことができる。したがって、信頼性に富み高強度でか
つ断熱性、耐摩耗性に優れた多孔質セラミックスが得ら
れる また、前記炭素微小中空球の粒径は前述の如く１０〜１
００μと非常に小さく、かつ完全球体であるので、得ら
れる多孔質セラミックスは微細構造の真球独立気孔型の
多孔質であり、強度ならびに断熱性耐摩耗性を要求され
る機械構造用材料として使用するのに好適であシ、通常
のファインセラミックスと同様に使用することもできる
。また、多孔質でおるため、軽量でかつ含油性にも優れ
た機械構造用材料として使用することができる。
中空球との混合割合ならびに炭素微小中空球の粒径を調
節することによシ、第２図に示すセラミックス３の厚さ
ならびに微小孔４の大きさをコントロールすることがで
きる。さらに、緻密で高い強度ならびに耐摩耗性を有す
るセラミックス３の厚さならびに前記微小孔４の大きさ
は製品全体にわたってこれを均一化することも容易に行
うことができる。したがって、信頼性に富み高強度でか
つ断熱性、耐摩耗性に優れた多孔質セラミックスが得ら
れる また、前記炭素微小中空球の粒径は前述の如く１０〜１
００μと非常に小さく、かつ完全球体であるので、得ら
れる多孔質セラミックスは微細構造の真球独立気孔型の
多孔質であり、強度ならびに断熱性耐摩耗性を要求され
る機械構造用材料として使用するのに好適であシ、通常
のファインセラミックスと同様に使用することもできる
。また、多孔質でおるため、軽量でかつ含油性にも優れ
た機械構造用材料として使用することができる。
以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、緻密質
のセラミックスで構成され、高強度でかつ断熱性、耐摩
耗性に優れた気孔質セラミックスを得ることができる。
のセラミックスで構成され、高強度でかつ断熱性、耐摩
耗性に優れた気孔質セラミックスを得ることができる。
第１図は本発明による多孔質セラミックスの製造方法の
実施するための具体的な工程を示すブロック図、第２図
は第１図の工程により得られた多孔質セラミックスの内
部構造を模型的に例示する部分拡大断面図である。 １・・・セラミックス原料粉末、 ２・・・炭素微小中空球、 ３・・・高強度でかつ耐摩耗性に優れたセラミックス、 ４・・・微小孔。 代理人 弁理士 鵜 沼 辰 之 （ほか２名） 第１図
実施するための具体的な工程を示すブロック図、第２図
は第１図の工程により得られた多孔質セラミックスの内
部構造を模型的に例示する部分拡大断面図である。 １・・・セラミックス原料粉末、 ２・・・炭素微小中空球、 ３・・・高強度でかつ耐摩耗性に優れたセラミックス、 ４・・・微小孔。 代理人 弁理士 鵜 沼 辰 之 （ほか２名） 第１図
Claims (1)
- （１） セラミックス原料粉末と炭素微小中空球とを
混合し、これを高圧で加圧成形することによりセラミッ
クスを緻密化させ、その後焼結することを特徴とする多
孔質セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3252983A JPS59156954A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 多孔質セラミツクスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3252983A JPS59156954A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 多孔質セラミツクスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59156954A true JPS59156954A (ja) | 1984-09-06 |
Family
ID=12361468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3252983A Pending JPS59156954A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 多孔質セラミツクスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59156954A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61251585A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-08 | 株式会社デンソー | 窒化珪素質摺動部材の製造方法 |
| JPS62283812A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-09 | Nippon Chem Ind Co Ltd:The | ゼオライト成形体およびその製造法 |
| EP0354839A2 (en) * | 1988-08-09 | 1990-02-14 | Osaka Gas Co., Ltd. | Porous inorganic body and process for preparing the same |
| JPH04124073A (ja) * | 1990-09-12 | 1992-04-24 | Shinagawa Refract Co Ltd | ジルコニア質複合耐火断熱材 |
| RU2722480C1 (ru) * | 2019-10-14 | 2020-06-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Способ получения пористого керамического материала с трехуровневой поровой структурой |
-
1983
- 1983-02-28 JP JP3252983A patent/JPS59156954A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61251585A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-08 | 株式会社デンソー | 窒化珪素質摺動部材の製造方法 |
| JPS62283812A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-09 | Nippon Chem Ind Co Ltd:The | ゼオライト成形体およびその製造法 |
| EP0354839A2 (en) * | 1988-08-09 | 1990-02-14 | Osaka Gas Co., Ltd. | Porous inorganic body and process for preparing the same |
| JPH04124073A (ja) * | 1990-09-12 | 1992-04-24 | Shinagawa Refract Co Ltd | ジルコニア質複合耐火断熱材 |
| RU2722480C1 (ru) * | 2019-10-14 | 2020-06-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Способ получения пористого керамического материала с трехуровневой поровой структурой |
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