JPS60186462A - 耐熱衝撃性耐火物 - Google Patents
耐熱衝撃性耐火物Info
- Publication number
- JPS60186462A JPS60186462A JP59040899A JP4089984A JPS60186462A JP S60186462 A JPS60186462 A JP S60186462A JP 59040899 A JP59040899 A JP 59040899A JP 4089984 A JP4089984 A JP 4089984A JP S60186462 A JPS60186462 A JP S60186462A
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- Japan
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- particle size
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は耐熱衝撃性と耐高温荷重性に優れたコージライ
ト質の耐熱衝撃性耐火物に関するものである。
ト質の耐熱衝撃性耐火物に関するものである。
（従来技術）
コージライト質の耐火物は広い温度範囲にわたって低い
熱膨張係数を有し耐熱衝撃性に優れているために、陶磁
器や電子工業用磁器等の焼成時に使用する棚板、台板、
各種治具等の窯道具の材料として広く使用されている。
熱膨張係数を有し耐熱衝撃性に優れているために、陶磁
器や電子工業用磁器等の焼成時に使用する棚板、台板、
各種治具等の窯道具の材料として広く使用されている。
通常これらのコージライト質の耐火物はマグネシア、ア
ルミナ、シリカの各原料に焼結助剤として酸化鉄等のフ
ラックス作用を数％添加したうえ造粒、焼結して得られ
た純度９９％以下のコージライト粒子をコージライト質
、ムライト質等の結合剤とともに焼成して製造されるも
のであるが、コージライトは耐火物としては耐熱特性が
低いものであるうえに焼結助剤のフラックス作用により
耐高温荷重特性が更に低下してフェライトのような重量
製品の焼成時や高級磁器のような高温焼成品の焼成時に
は変形を生ずる問題があった。また、コージライト質の
耐火物は一般の耐火物に比較して極めて優れた耐熱衝撃
性を有するが、最近の迅速焼成炉の窯道具として使用し
た場合には急激な温度変化に耐えられず割れを生ずるこ
とがあり、更に耐熱衝撃性を改良することが望まれてい
た。
ルミナ、シリカの各原料に焼結助剤として酸化鉄等のフ
ラックス作用を数％添加したうえ造粒、焼結して得られ
た純度９９％以下のコージライト粒子をコージライト質
、ムライト質等の結合剤とともに焼成して製造されるも
のであるが、コージライトは耐火物としては耐熱特性が
低いものであるうえに焼結助剤のフラックス作用により
耐高温荷重特性が更に低下してフェライトのような重量
製品の焼成時や高級磁器のような高温焼成品の焼成時に
は変形を生ずる問題があった。また、コージライト質の
耐火物は一般の耐火物に比較して極めて優れた耐熱衝撃
性を有するが、最近の迅速焼成炉の窯道具として使用し
た場合には急激な温度変化に耐えられず割れを生ずるこ
とがあり、更に耐熱衝撃性を改良することが望まれてい
た。
（発明の目的）
本発明はこのような従来の問題点を解決して、耐高温荷
重特性に優れるとともに従来品に比較して更に優れた耐
熱衝撃性を有するコージライト質の耐熱衝撃性耐火物を
目的として完成されたものである。
重特性に優れるとともに従来品に比較して更に優れた耐
熱衝撃性を有するコージライト質の耐熱衝撃性耐火物を
目的として完成されたものである。
（発明の構成）
本発明は平均粒径が４０μ以下で不純物含有量が０．５
重量％以下のコージライト質耐火物中に、平均粒径２５
０μ以上の炭化珪素粒子をコージライト質重量の５〜６
０％の比率で均一に分散させたことを特徴とする耐熱衝
撃性耐火物の第１の発明と、平均粒径が４０μ以下で不
純物含有量が０゜５重量％以下のコージライト質耐火物
中に、平均粒径２５０μ以上の炭化珪素粒子をコージラ
イト質重量の５〜６０％の比率で均一に分散させるとと
もに、更に平均粒径２０μ以下のαコランダム粒子をコ
ージライト質重量の２０％以下の比率で分散させたこと
を特徴とする耐熱衝撃性耐火物の第２の発明とから成る
ものである。
重量％以下のコージライト質耐火物中に、平均粒径２５
０μ以上の炭化珪素粒子をコージライト質重量の５〜６
０％の比率で均一に分散させたことを特徴とする耐熱衝
撃性耐火物の第１の発明と、平均粒径が４０μ以下で不
純物含有量が０゜５重量％以下のコージライト質耐火物
中に、平均粒径２５０μ以上の炭化珪素粒子をコージラ
イト質重量の５〜６０％の比率で均一に分散させるとと
もに、更に平均粒径２０μ以下のαコランダム粒子をコ
ージライト質重量の２０％以下の比率で分散させたこと
を特徴とする耐熱衝撃性耐火物の第２の発明とから成る
ものである。
本発明において用いられるコージライト質は例えば純度
９９．５％以」−の高純度マグネシアクリンカ−粉末、
純度９９．９％以上の低ソーダ仮焼アルミナ粉末、純度
９９．６％以上の高純度珪石粉末等の各原料をコージラ
イト結晶のモル比となるよう調合したうえ、後述する炭
化珪素粒子とともに混練、焼成して得られるものであり
、得られたコージライト質中の不純物の含有量を０．５
％以下に抑えるために上記のような高純度の原料が用い
られる。コージライト質の平均粒径は焼成条件を操作す
ることにより４０μ以下に調整される。コージライト結
晶は結晶方位により熱膨張率が大きく異なるが、平均粒
径が４０μ以下の場合には熱膨張率の差が平均化され易
く、熱膨張差に起因する構造欠陥が外部へ現われ難い。
９９．５％以」−の高純度マグネシアクリンカ−粉末、
純度９９．９％以上の低ソーダ仮焼アルミナ粉末、純度
９９．６％以上の高純度珪石粉末等の各原料をコージラ
イト結晶のモル比となるよう調合したうえ、後述する炭
化珪素粒子とともに混練、焼成して得られるものであり
、得られたコージライト質中の不純物の含有量を０．５
％以下に抑えるために上記のような高純度の原料が用い
られる。コージライト質の平均粒径は焼成条件を操作す
ることにより４０μ以下に調整される。コージライト結
晶は結晶方位により熱膨張率が大きく異なるが、平均粒
径が４０μ以下の場合には熱膨張率の差が平均化され易
く、熱膨張差に起因する構造欠陥が外部へ現われ難い。
炭化珪素粒子としてはα−３ｉＣの準結晶または多結晶
から成る平均粒径が２５０μ以上の粗粒が用いられる。
から成る平均粒径が２５０μ以上の粗粒が用いられる。
炭化珪素粒子は焼成時及び使用時の高温雰囲気下でコー
ジライト質中のＭｇＯ成分の触媒作用を受けて粒子表面
から酸化され易いが、平均粒径が２５０μ以上の場合に
は粒子表面に形成されるＭｇＯ−Ａｌ ｚ Ｏ３Ｓ ｊ
Ｏ２系の耐酸化保護皮膜が粒子内部を有効に保護するた
め酸化による組織劣化が防止され、平均粒径が小となる
と酸化が内部に及び易くなる。このような炭化珪素粒子
はコージライト質を形成するための原料中にコージライ
ト質重量の５〜６０％の比率で混入される。第１図に示
されるように、耐高温荷重性は炭化珪素粒子の添加量が
５％を越すと急激に増加し、その増加率は６０％を越え
ると次第に小さくなる。これは炭化珪素粒子がコージラ
イト質中において三次元のネットワークを形成して高温
下における機械的強度を維持するためであり、このネッ
トワークが炭化珪素粒子の添加量が６０％となったとき
に完成するためと考えられる。逆に耐スポール性は炭化
珪素粒子の添加量が２５％のときにピークを示し、６０
％を越えると低下が著しくなる。これは炭化珪素粒子の
添加量をＯから２５％に向かって増加させるに連れてコ
ージライト質に比較して１０倍以上の熱伝導率を持つ炭
化珪素粒子が次第にネットワークを形成するためにＭｉ
織内の熱移動が活発化し、同時にクランクの進行が炭化
珪素粒子の表面で阻止されて耐スポール性の向上をもた
らすが、添加量が２５％を越すに連れて熱伝導率の増加
による効果よりも熱膨張率の増加によるマイナス効果が
増加し、６０％を越えるとネットワークの完成により熱
伝導率の増加が停止して熱膨張率の増加のみがマイナス
に作用するためと考えられる。
ジライト質中のＭｇＯ成分の触媒作用を受けて粒子表面
から酸化され易いが、平均粒径が２５０μ以上の場合に
は粒子表面に形成されるＭｇＯ−Ａｌ ｚ Ｏ３Ｓ ｊ
Ｏ２系の耐酸化保護皮膜が粒子内部を有効に保護するた
め酸化による組織劣化が防止され、平均粒径が小となる
と酸化が内部に及び易くなる。このような炭化珪素粒子
はコージライト質を形成するための原料中にコージライ
ト質重量の５〜６０％の比率で混入される。第１図に示
されるように、耐高温荷重性は炭化珪素粒子の添加量が
５％を越すと急激に増加し、その増加率は６０％を越え
ると次第に小さくなる。これは炭化珪素粒子がコージラ
イト質中において三次元のネットワークを形成して高温
下における機械的強度を維持するためであり、このネッ
トワークが炭化珪素粒子の添加量が６０％となったとき
に完成するためと考えられる。逆に耐スポール性は炭化
珪素粒子の添加量が２５％のときにピークを示し、６０
％を越えると低下が著しくなる。これは炭化珪素粒子の
添加量をＯから２５％に向かって増加させるに連れてコ
ージライト質に比較して１０倍以上の熱伝導率を持つ炭
化珪素粒子が次第にネットワークを形成するためにＭｉ
織内の熱移動が活発化し、同時にクランクの進行が炭化
珪素粒子の表面で阻止されて耐スポール性の向上をもた
らすが、添加量が２５％を越すに連れて熱伝導率の増加
による効果よりも熱膨張率の増加によるマイナス効果が
増加し、６０％を越えるとネットワークの完成により熱
伝導率の増加が停止して熱膨張率の増加のみがマイナス
に作用するためと考えられる。
前記のような高純度原料を用いてコージライト質耐火物
中の不純物含有量を０．５％以下とすることは本発明に
おいて重要な条件であり、第２図に示されるように、コ
ージライト質中の不純物含有量を０．５重量％以下にす
ると耐高温荷重性が著しく向上し、１．０％以上の不純
物を含有していた従来品に比較して卓越した品質の耐火
物となる。これは不純物含有量力月、０％以上の場合に
は不純物によりコージライト質のマトリックス中に生ず
る低融点ガラス質がコージライト質の結晶粒界に存在し
て耐高温荷重性を低下させているが、本発明のように不
純物含有量を０．５％以下とすると該低融点ガラス質が
コージライト結晶間のポケット部に封入されるため、耐
高温荷重性が急激に向上するためと考えられる。このよ
うに平均粒径が４０μ以下で不純物含有量が０．５重量
％以下のコージライト質耐火物中に平均粒径２５０μ以
上の炭化珪素粒子を５〜６０％の比率で均一に分散させ
たものは２５〜１０００°Ｃの温度範囲において３．５
×１０−″℃−１以下の熱膨張率を有し、また３ ５０
’Ｃにおいて１．２ Ｋｃａｌ／ｍ・ｔｌｒ・℃以上
の熱伝導率を有するので充分な耐スポール性が得られる
ものである。次に本発明の実施例を示す。
中の不純物含有量を０．５％以下とすることは本発明に
おいて重要な条件であり、第２図に示されるように、コ
ージライト質中の不純物含有量を０．５重量％以下にす
ると耐高温荷重性が著しく向上し、１．０％以上の不純
物を含有していた従来品に比較して卓越した品質の耐火
物となる。これは不純物含有量力月、０％以上の場合に
は不純物によりコージライト質のマトリックス中に生ず
る低融点ガラス質がコージライト質の結晶粒界に存在し
て耐高温荷重性を低下させているが、本発明のように不
純物含有量を０．５％以下とすると該低融点ガラス質が
コージライト結晶間のポケット部に封入されるため、耐
高温荷重性が急激に向上するためと考えられる。このよ
うに平均粒径が４０μ以下で不純物含有量が０．５重量
％以下のコージライト質耐火物中に平均粒径２５０μ以
上の炭化珪素粒子を５〜６０％の比率で均一に分散させ
たものは２５〜１０００°Ｃの温度範囲において３．５
×１０−″℃−１以下の熱膨張率を有し、また３ ５０
’Ｃにおいて１．２ Ｋｃａｌ／ｍ・ｔｌｒ・℃以上
の熱伝導率を有するので充分な耐スポール性が得られる
ものである。次に本発明の実施例を示す。
純度９９．５％のマグネシアクリンカ−粉末、純度９９
．９％の仮焼アルミナ粉末、純度９９．６％の珪石粉末
をコージライト結晶のモル比となるよう調合したちの１
００重量部に対して第１表に示すとおりの比率で各種粒
径の炭化珪素粒子を混入し、固形分の０．２％のデキス
トリンと１０％の水道水とを添加してシンプソンミキサ
ー中で３０分間混練した。混練物を熟成筒中で一昼夜熟
成したうえ油圧プレスにより５００ ｋｇ／ｃＪの圧力
で３００Ｘ３００Ｘ１０＋ｎの形状のプレートを成形し
た。
．９％の仮焼アルミナ粉末、純度９９．６％の珪石粉末
をコージライト結晶のモル比となるよう調合したちの１
００重量部に対して第１表に示すとおりの比率で各種粒
径の炭化珪素粒子を混入し、固形分の０．２％のデキス
トリンと１０％の水道水とを添加してシンプソンミキサ
ー中で３０分間混練した。混練物を熟成筒中で一昼夜熟
成したうえ油圧プレスにより５００ ｋｇ／ｃＪの圧力
で３００Ｘ３００Ｘ１０＋ｎの形状のプレートを成形し
た。
成形品を乾燥室中で二昼夜乾燥した後ガス窓中で最高温
度１３５０℃で焼成し、耐高温荷重性と耐スポール性と
を測定した。耐高温荷重性は焼成品から２０Ｘ４０Ｘ１
００ｍｍのテストピースを採取し、これを垂直に立てて
上面から２ｋｇ／−の圧縮応力を作用させつつ１３００
°Ｃで１００時間保持してクリープテストを行い、次式
により寸法変化割合を算出し、その値を第１表に示した
。
度１３５０℃で焼成し、耐高温荷重性と耐スポール性と
を測定した。耐高温荷重性は焼成品から２０Ｘ４０Ｘ１
００ｍｍのテストピースを採取し、これを垂直に立てて
上面から２ｋｇ／−の圧縮応力を作用させつつ１３００
°Ｃで１００時間保持してクリープテストを行い、次式
により寸法変化割合を算出し、その値を第１表に示した
。
また、耐スポール性は焼成品から７０Ｘ１５Ｘ１５＋＋
ｍのテストピースを採取し、１０００ ”Ｃに加熱した
後水中に投入する急熱急冷処理を３回繰り返し、次式に
より弾性率の変化割合を算出してその値を耐スポール性
として第１表に示した。。
ｍのテストピースを採取し、１０００ ”Ｃに加熱した
後水中に投入する急熱急冷処理を３回繰り返し、次式に
より弾性率の変化割合を算出してその値を耐スポール性
として第１表に示した。。
急熱急冷処理後の弾性率
弾性率の変化割合−Ｘ１００
（％） 最初の弾性率
第１表 実施例
第２表 比較例
０
以上の第１表、第２表から明らかなように、本発明品は
いずれも耐高温荷重性の値が６５％以上で耐スポール性
の値が７０％以上であり、優れた耐熱特性を有するもの
であるに対し、比較例のものはいずれもこれらの値が低
く、特に不純物含有量が０．５％を越える隘１７、隘１
８のものは本発明品に比較して耐高温荷重性が著しく劣
ることが明らかである。
いずれも耐高温荷重性の値が６５％以上で耐スポール性
の値が７０％以上であり、優れた耐熱特性を有するもの
であるに対し、比較例のものはいずれもこれらの値が低
く、特に不純物含有量が０．５％を越える隘１７、隘１
８のものは本発明品に比較して耐高温荷重性が著しく劣
ることが明らかである。
次に本願第２の発明は第１の発明の耐熱衝撃性耐火物中
に更に平均粒径２０μ以下のαコランダム粒子をコージ
ライト質重量の２０％以下の比率で分散させたものであ
る。αコランダムの原料としては例えばバイヤー法仮焼
アルミナ粉末を使用し、第１の発明と同様にコージライ
ト原料中に炭化珪素粒子とともに均一に混練、焼成して
製造されるものである。第３図に示されるようにαコラ
ンダムの添加量が少ない範囲内ではαコランダムの添加
により耐高温荷重性が向上する。これは高温下において
生ずるコージライト結晶のすべり変形がαコランダムに
より防止されるためである。
に更に平均粒径２０μ以下のαコランダム粒子をコージ
ライト質重量の２０％以下の比率で分散させたものであ
る。αコランダムの原料としては例えばバイヤー法仮焼
アルミナ粉末を使用し、第１の発明と同様にコージライ
ト原料中に炭化珪素粒子とともに均一に混練、焼成して
製造されるものである。第３図に示されるようにαコラ
ンダムの添加量が少ない範囲内ではαコランダムの添加
により耐高温荷重性が向上する。これは高温下において
生ずるコージライト結晶のすべり変形がαコランダムに
より防止されるためである。
１
一方、耐スポール性はαコランダムによる熱膨張率の増
加により次第に低下し、添加率が２０％を越えるとコー
ジライト結晶の内部気孔がαコランダムの熱膨張を吸収
できなくなるため急激な低下を示す。また、αコランダ
ムの平均粒径が２０μを越える場合にも同様に耐スポー
ル性の低下が認められる。次に第２の発明の実施例を第
３表にその比較例を第４表に示す。
加により次第に低下し、添加率が２０％を越えるとコー
ジライト結晶の内部気孔がαコランダムの熱膨張を吸収
できなくなるため急激な低下を示す。また、αコランダ
ムの平均粒径が２０μを越える場合にも同様に耐スポー
ル性の低下が認められる。次に第２の発明の実施例を第
３表にその比較例を第４表に示す。
２
３
４
以上の第３表から明らかなように、αコランダム粒子を
添加した第２の発明品は第１表に示される第１の発明品
よりも更に優れた耐高温荷重性及び耐スポール性を有す
るものである。
添加した第２の発明品は第１表に示される第１の発明品
よりも更に優れた耐高温荷重性及び耐スポール性を有す
るものである。
（発明の効果）
本発明は以上の説明からも明らかなように、従来のコー
ジライト質耐火物の耐熱衝撃性を更に向上させるととも
に大きい耐高温荷重特性を付与することに成功したもの
であるから、熱衝撃のみならず高温下において大きい荷
重を受ける迅速焼成炉用の窯道具等の材料として好適な
ものであり、産業の発達に寄与するところは極めて大で
ある。
ジライト質耐火物の耐熱衝撃性を更に向上させるととも
に大きい耐高温荷重特性を付与することに成功したもの
であるから、熱衝撃のみならず高温下において大きい荷
重を受ける迅速焼成炉用の窯道具等の材料として好適な
ものであり、産業の発達に寄与するところは極めて大で
ある。
第１図は炭化珪素粒子の添加量と耐高温荷重性の関係を
示すグラフ、第２図は不純物量と耐高温荷重性との関係
を示すグラフ、第３図はαコランダム結晶の添加量と耐
高温荷重性との関係を示すグラフである。 ５
示すグラフ、第２図は不純物量と耐高温荷重性との関係
を示すグラフ、第３図はαコランダム結晶の添加量と耐
高温荷重性との関係を示すグラフである。 ５
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、平均粒径が４０１１以下で不純物含有量が０゜５重
量％以下のコージライト質耐火物中に、平均粒径２５０
μ以上の炭化珪素粒子をコージライト質重量の５〜６０
％の比率で均一に分散させたことを特徴とする耐熱衝撃
性耐火物。 ２、平均粒径が４０μ以下で不純物含有量が０゜５重量
％以下のコージライト質耐火物中に、平均粒径２５０μ
以上の炭化珪素粒子をコージライト質重量の５〜６０％
の比率で均一に分散させるとともに、更に平均粒径２０
μ以下のαコランダム粒子をコージライト質重量の２０
％以下の比率で分散させたことを特徴とする耐熱衝撃性
耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040899A JPS60186462A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 耐熱衝撃性耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040899A JPS60186462A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 耐熱衝撃性耐火物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60186462A true JPS60186462A (ja) | 1985-09-21 |
| JPH0233661B2 JPH0233661B2 (ja) | 1990-07-30 |
Family
ID=12593356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59040899A Granted JPS60186462A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 耐熱衝撃性耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60186462A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62158157A (ja) * | 1985-12-02 | 1987-07-14 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 浸透法による複合体 |
| JPS62182152A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-08-10 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 圧縮法による複合体 |
| WO2002070433A1 (fr) * | 2001-03-02 | 2002-09-12 | Ngk Insulators,Ltd. | Structure en nid d'abeilles |
| JP2005511294A (ja) * | 2001-12-13 | 2005-04-28 | コーニング インコーポレイテッド | 複合コージェライトフィルタ |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP59040899A patent/JPS60186462A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62158157A (ja) * | 1985-12-02 | 1987-07-14 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 浸透法による複合体 |
| JPS62182152A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-08-10 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 圧縮法による複合体 |
| WO2002070433A1 (fr) * | 2001-03-02 | 2002-09-12 | Ngk Insulators,Ltd. | Structure en nid d'abeilles |
| US6815038B2 (en) | 2001-03-02 | 2004-11-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Honeycomb structure |
| JP2005511294A (ja) * | 2001-12-13 | 2005-04-28 | コーニング インコーポレイテッド | 複合コージェライトフィルタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0233661B2 (ja) | 1990-07-30 |
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