JPS60166268A - スリツプキヤスト成形方法 - Google Patents
スリツプキヤスト成形方法Info
- Publication number
- JPS60166268A JPS60166268A JP59021443A JP2144384A JPS60166268A JP S60166268 A JPS60166268 A JP S60166268A JP 59021443 A JP59021443 A JP 59021443A JP 2144384 A JP2144384 A JP 2144384A JP S60166268 A JPS60166268 A JP S60166268A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- powder
- slip
- slurry
- slip cast
- Prior art date
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- Pending
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- Ceramic Products (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (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】
本発明は、高密度,高強度′+A別として知られるリイ
アロン原II粉を水と解膠剤を用いてスリップ状にし、
吸水性のある鋳型に流し込み3次元形状を容易に作成す
る方法に関するものである。
アロン原II粉を水と解膠剤を用いてスリップ状にし、
吸水性のある鋳型に流し込み3次元形状を容易に作成す
る方法に関するものである。
サイアロンのスリップキ17スト成形方法は既に実施さ
れてはいるが、高密度,高強度→ノイアロン材制を得る
場合、主原料であるSf3N4を高純度にする必要があ
り、このため、あらかじめ化学的処理を行うことがある
。このような原石を取り扱う場合、原石を混合し水と解
膠剤を添加したのみでは多量の水分を必要とし、元来ス
リップキ11スト成形に要望される低水分泥漿を1qる
ことが困難な状況である。又、泥漿液を作成する前に各
粉末をあらかじめ混合し、均一に分散さμることが特性
の優れた焼結晶を得るために必要であることが知られて
いる。このための方法として、ボールミルでアルミナボ
ールを使用して混合することが主流であるが、この工程
を実施りるど解膠性を悪化させ良好な泥漿を得ることが
出来ない状況Cあつ lこ 。
れてはいるが、高密度,高強度→ノイアロン材制を得る
場合、主原料であるSf3N4を高純度にする必要があ
り、このため、あらかじめ化学的処理を行うことがある
。このような原石を取り扱う場合、原石を混合し水と解
膠剤を添加したのみでは多量の水分を必要とし、元来ス
リップキ11スト成形に要望される低水分泥漿を1qる
ことが困難な状況である。又、泥漿液を作成する前に各
粉末をあらかじめ混合し、均一に分散さμることが特性
の優れた焼結晶を得るために必要であることが知られて
いる。このための方法として、ボールミルでアルミナボ
ールを使用して混合することが主流であるが、この工程
を実施りるど解膠性を悪化させ良好な泥漿を得ることが
出来ない状況Cあつ lこ 。
本発明は、上記従来技術の問題を解消りるためになされ
!ζものであり、水に不安定な窒化アルミをポリタイプ
の窒化アルミと四さかえること(・スリップキ17スト
に不可欠な水の安定性を持たけ。
!ζものであり、水に不安定な窒化アルミをポリタイプ
の窒化アルミと四さかえること(・スリップキ17スト
に不可欠な水の安定性を持たけ。
ざらに難解肝性原料を加えて水洗前処理を行うことによ
り、従来不可能であった高密度、高強度サイア1−1ン
原PIのスリップキトストたことを特徴どするものであ
る。
り、従来不可能であった高密度、高強度サイア1−1ン
原PIのスリップキトストたことを特徴どするものであ
る。
窒化アルミニウムは水どの反応性が良く、この反応は温
度にJ、って速度が異なり、30℃以上になると発熱反
応を伴ない急激に分解する。このため、水を溶媒どづる
スリップキャスト成形法においCは、混合時の温度をコ
ントロールする必要がある。
度にJ、って速度が異なり、30℃以上になると発熱反
応を伴ない急激に分解する。このため、水を溶媒どづる
スリップキャスト成形法においCは、混合時の温度をコ
ントロールする必要がある。
これをおこたるど、ΔlN+/11ーl,o→Δ1(0
1−1 )3→−NH40+1の反応式で示される反応
ににす、泥漿中の水分が減少し、さらにN Ha O
Hの発生にJ:リスリップの01−1が塩基性どなり、
泥漿の粘度を著しく上昇さμ鋳込み不可となる。
1−1 )3→−NH40+1の反応式で示される反応
ににす、泥漿中の水分が減少し、さらにN Ha O
Hの発生にJ:リスリップの01−1が塩基性どなり、
泥漿の粘度を著しく上昇さμ鋳込み不可となる。
しかるに、本発明においては、不安定なAINをポリタ
イプのAINに置き変えることにより、水中での分解を
なくすことが可能となったため、水を使用覆るスリップ
キトスi−法によって安定したスリップを得ることがで
きる。また、主原料のsrsNaの純度を上げるために
は、酸処理をした粉体に水と解膠剤を加えIζたりでは
粒子表面に充分な電荷をおこさゼることが内勤であり、
泥漿粘瓜を下げるには多聞の水分を必要とする。
イプのAINに置き変えることにより、水中での分解を
なくすことが可能となったため、水を使用覆るスリップ
キトスi−法によって安定したスリップを得ることがで
きる。また、主原料のsrsNaの純度を上げるために
は、酸処理をした粉体に水と解膠剤を加えIζたりでは
粒子表面に充分な電荷をおこさゼることが内勤であり、
泥漿粘瓜を下げるには多聞の水分を必要とする。
スリップキトスj−成形を行う場合の重要なポイントは
低水分で流動性を持たせることであり、成形したグリー
ンが低密度であっては良好な成形体は得られない。これ
を解決するため、本発明においでは、あらかじめね体を
前処理しておく、′?l”、tわち粒子プロークンボン
ドの正すーイ[・に吸着している陰イオンを水中で解離
させイオン濶度を減少さけて63 <。具体的方法どし
C1ボールミル中C1時間以上混合し、スラリー状どな
った液を脱水乾燥させ、その後、水ど解膠剤を加えるこ
とにより、容易に低水分の泥漿を得ることが出来る。さ
らに本発明において、ボールミルtl1合時のボール材
質を通常使用されるAl2O2に代えでザイアロンを用
いることにより、より解膠性を向上させることが可能で
ある。
低水分で流動性を持たせることであり、成形したグリー
ンが低密度であっては良好な成形体は得られない。これ
を解決するため、本発明においでは、あらかじめね体を
前処理しておく、′?l”、tわち粒子プロークンボン
ドの正すーイ[・に吸着している陰イオンを水中で解離
させイオン濶度を減少さけて63 <。具体的方法どし
C1ボールミル中C1時間以上混合し、スラリー状どな
った液を脱水乾燥させ、その後、水ど解膠剤を加えるこ
とにより、容易に低水分の泥漿を得ることが出来る。さ
らに本発明において、ボールミルtl1合時のボール材
質を通常使用されるAl2O2に代えでザイアロンを用
いることにより、より解膠性を向上させることが可能で
ある。
Si −AI −〇−Nの4元素の固体化合物としては
、K. H. Jack 、 J. Materらによ
り提唱されIζ(3ci 197G.vol.11P.
1135〜1158参照)組成の化合物が知られている
。又、木光明により得られるβ′サイアロンの組成とし
てはSib−yAly Ox N,−、<z = o〜
4.5)で示される広範囲のものC゛ある。また、本発
明における混合粉末の比率は重量Jl’r S f 3
1’La 9!+〜40%, A I 203 0〜6
0%.Y2033〜15%,擬AIN化合物3〜40%
であることが望ましい。
、K. H. Jack 、 J. Materらによ
り提唱されIζ(3ci 197G.vol.11P.
1135〜1158参照)組成の化合物が知られている
。又、木光明により得られるβ′サイアロンの組成とし
てはSib−yAly Ox N,−、<z = o〜
4.5)で示される広範囲のものC゛ある。また、本発
明における混合粉末の比率は重量Jl’r S f 3
1’La 9!+〜40%, A I 203 0〜6
0%.Y2033〜15%,擬AIN化合物3〜40%
であることが望ましい。
この範囲の組成どりる理由は、Δ120,が00wt%
以上では焼結後もAl2O3がβl 3i3N4固溶体
中に均一に固溶せず、Al2O3が不均一相どして残留
してしまうからであり、又、擬AIN化合物は3 wt
%以下では焼結体の組成がβ′Sf 3N4固溶体組成
からのずれが大きすぎ耐熱性に劣るためであり、40w
t%以上では、同様にβ’Sf 30a固溶体組成から
のずれが逆方向どなり、焼結性が著しく悪くなるためで
ある。
以上では焼結後もAl2O3がβl 3i3N4固溶体
中に均一に固溶せず、Al2O3が不均一相どして残留
してしまうからであり、又、擬AIN化合物は3 wt
%以下では焼結体の組成がβ′Sf 3N4固溶体組成
からのずれが大きすぎ耐熱性に劣るためであり、40w
t%以上では、同様にβ’Sf 30a固溶体組成から
のずれが逆方向どなり、焼結性が著しく悪くなるためで
ある。
又、Y 2 0 aについては、3 wt%以下では液
相の生成が不充分で焼結前の密度が低くなり、一方、1
5wt%以上では高温強度の低下が著しくなるためで
ある。尚、これらの混合粉末に対する水の添加量は、3
0〜50cc/’ 100(1 (粉体)が適切で、3
0cc以下であると泥漿の流動性が悪く鋳込みをした際
に引り巣の発生原因どなり、50cc以上では吸水性の
型への着肉速度が低下し、グリーン(焼結前の成形品)
密度が低くなり、乾燥切れ,焼結時の割れ発生原因と成
り得る。解膠剤としては、カルボン酸アンモニウムが適
切で添加間として0.5cc・〜2cc(10%溶液)
/ 100g (粉体)がよい。イの理由は、0.5
cc以下では粒子の帯電が不充分で泥漿に流動性を持た
せることが困難であり、2cc以上ではN H <のイ
オン’fAKが増加し、粒子サイトへN1」4イオンが
再吸着をおこして、粒子の電荷が中和作用をう【ノ、セ
ンター電位の低Fとバに泥漿の流動性を失ってしまう!
こめである。
相の生成が不充分で焼結前の密度が低くなり、一方、1
5wt%以上では高温強度の低下が著しくなるためで
ある。尚、これらの混合粉末に対する水の添加量は、3
0〜50cc/’ 100(1 (粉体)が適切で、3
0cc以下であると泥漿の流動性が悪く鋳込みをした際
に引り巣の発生原因どなり、50cc以上では吸水性の
型への着肉速度が低下し、グリーン(焼結前の成形品)
密度が低くなり、乾燥切れ,焼結時の割れ発生原因と成
り得る。解膠剤としては、カルボン酸アンモニウムが適
切で添加間として0.5cc・〜2cc(10%溶液)
/ 100g (粉体)がよい。イの理由は、0.5
cc以下では粒子の帯電が不充分で泥漿に流動性を持た
せることが困難であり、2cc以上ではN H <のイ
オン’fAKが増加し、粒子サイトへN1」4イオンが
再吸着をおこして、粒子の電荷が中和作用をう【ノ、セ
ンター電位の低Fとバに泥漿の流動性を失ってしまう!
こめである。
焼結温度については、1750℃〜1850℃rN,ガ
ス雰囲気中で3i3N4が内部で分解しない方法で焼結
する。1750℃以下では固溶化が不充分であり、焼結
前の密度が低下する。又、1850℃以上ては3i3N
aが分解するため好ましくない。
ス雰囲気中で3i3N4が内部で分解しない方法で焼結
する。1750℃以下では固溶化が不充分であり、焼結
前の密度が低下する。又、1850℃以上ては3i3N
aが分解するため好ましくない。
以下本発明の一実施例を説明づる。
813N490%、ポリタイプAt N (21R)3
%、Y2O37%に対し、AI 2034.5〜5.5
%課合粉1木をボールミル中でアル」−ルを溶媒どして
12時間混合する。この時、AI 20.ボールを使用
ブるとボールが粉砕され混合粉末内に△1zO1が混入
し、さらにこの条件下でF?膠をさけるど多用の水分を
必要とし、良好な泥漿は得られなかったので、Al2O
,の代りにリイアロンボールを使用だ。これにより長時
間の混合に対してもAl2O3の活性化を防止し、解膠
を妨害するA1イオンの存在を低減させることがでさた
。ざらに解膠性をよくするため、主原料である3i3N
4の水洗処理を実施し、低水分で泥漿に流動性を持たせ
ることにより、泥漿鋳込み法ににす、高強度。
%、Y2O37%に対し、AI 2034.5〜5.5
%課合粉1木をボールミル中でアル」−ルを溶媒どして
12時間混合する。この時、AI 20.ボールを使用
ブるとボールが粉砕され混合粉末内に△1zO1が混入
し、さらにこの条件下でF?膠をさけるど多用の水分を
必要とし、良好な泥漿は得られなかったので、Al2O
,の代りにリイアロンボールを使用だ。これにより長時
間の混合に対してもAl2O3の活性化を防止し、解膠
を妨害するA1イオンの存在を低減させることがでさた
。ざらに解膠性をよくするため、主原料である3i3N
4の水洗処理を実施し、低水分で泥漿に流動性を持たせ
ることにより、泥漿鋳込み法ににす、高強度。
高密度ザイアロンを成形した。このようにして成形した
焼結晶の物性値の一例を第1表に示す。
焼結晶の物性値の一例を第1表に示す。
注2)水洗処理粉
従来、高密度、高強度サイアロン原料でのスリップキャ
ス[−は、解膠性に問題が残り、実用化は困難な状況で
あったが、平原わ1である3i3Naの水洗処理及び混
合条件の改良を施した本発明により低水分での泥漿液が
作成可能となり、スリップキ\・スト・成形法の技術的
な向上となった。
ス[−は、解膠性に問題が残り、実用化は困難な状況で
あったが、平原わ1である3i3Naの水洗処理及び混
合条件の改良を施した本発明により低水分での泥漿液が
作成可能となり、スリップキ\・スト・成形法の技術的
な向上となった。
これらにより複雑形状の高密度、高強度υイアロンが容
易に成形可能どなり、用途が広範囲にわたり、タービン
、ターボファン等の製品化へ著しく貢献するものである
。
易に成形可能どなり、用途が広範囲にわたり、タービン
、ターボファン等の製品化へ著しく貢献するものである
。
第1図はスリップキャスト法にJ、る焼結体の製造フロ
ーシートである。 出願人 日立金属株式会社
ーシートである。 出願人 日立金属株式会社
Claims (1)
- ! ffl It, テ、St a Na 95〜40
%, Y2O2 3〜15%及び21R型凝AIN多形
構造のSi −AI−0−N4冗化含物3〜40%から
なる混合粉末を100%とし、これに0〜60%のAI
203粉末を添加して、平均粒径が0.3〜1μmの混
合粉末を作り、該粉1本100gに対し30〜50cc
の水と粉体100gに対し0.5〜3mlの解膠剤を加
えて混合し、均一な泥ip液を作り、該泥県液を吸水↑
′lの鋳型に鋳込み、水を吸水さけ/.:後取出し、乾
燥1u N 9カス雰囲気中で1750°C〜1850
℃の調度で焼結させることにJ:す、β′型Si−八I
−0−N固溶体相どカラス相とを右づる焼結体を得る
ことを特徴とするサイアロンのスリップキャスト成形l
j法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59021443A JPS60166268A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | スリツプキヤスト成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59021443A JPS60166268A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | スリツプキヤスト成形方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60166268A true JPS60166268A (ja) | 1985-08-29 |
Family
ID=12055104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59021443A Pending JPS60166268A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | スリツプキヤスト成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60166268A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60239365A (ja) * | 1984-04-06 | 1985-11-28 | サントレ−ド リミテイド | 窒化物系セラミツク材料 |
-
1984
- 1984-02-08 JP JP59021443A patent/JPS60166268A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60239365A (ja) * | 1984-04-06 | 1985-11-28 | サントレ−ド リミテイド | 窒化物系セラミツク材料 |
JPH0566340B2 (ja) * | 1984-04-06 | 1993-09-21 | Santrade Ltd |
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