JPS6027647A - Low expansion ceramics and manufacture - Google Patents

Low expansion ceramics and manufacture

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JPS6027647A
JPS6027647A JP58132107A JP13210783A JPS6027647A JP S6027647 A JPS6027647 A JP S6027647A JP 58132107 A JP58132107 A JP 58132107A JP 13210783 A JP13210783 A JP 13210783A JP S6027647 A JPS6027647 A JP S6027647A
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JP
Japan
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crystals
titania
cordierite
parts
weight
Prior art date
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Application number
JP58132107A
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Japanese (ja)
Inventor
康直 三浦
幸久 竹内
浩史 渡部
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は低膨張性セラミックス及びその製造方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to low expansion ceramics and a method for producing the same.

〔従来技術〕[Prior art]

代表的な低膨張性セラミックスとしてコーディエライト
焼結体が知られている。コーディエライト焼結体の熱膨
張係数は、アルミナセラミックスの熱膨張係数の1/1
0〜1/20と著しく小さい。このため、優れた熱衝撃
抵抗を示し、急熱急冷等のように急激な温度変化を伴う
状況で使用されてもこわれない。
Cordierite sintered bodies are known as a typical low-expansion ceramic. The thermal expansion coefficient of cordierite sintered body is 1/1 of that of alumina ceramics.
It is extremely small at 0 to 1/20. Therefore, it exhibits excellent thermal shock resistance and does not break even when used in situations involving rapid temperature changes such as rapid heating and cooling.

このすぐれた、熱耐熱衝撃性のゆえにコーディエライト
焼結体は排気ガス浄化用触媒担体、ディーゼルパティキ
ュレート捕集用担体などのように冷熱サイクルが頻繁に
繰り返えされる場所に使用されている。
Due to its excellent thermal shock resistance, cordierite sintered bodies are used in places where cooling and heating cycles are frequently repeated, such as catalyst carriers for exhaust gas purification and carriers for collecting diesel particulates. .

しかし、産業界では、コーディエライト焼結体の熱衝撃
抵抗性をより一層向上させるべく研究が進められている
However, in industry, research is underway to further improve the thermal shock resistance of cordierite sintered bodies.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はさらに、熱膨張係数が小さい低膨張性セラミッ
クス及びその製造方法を提供することを目的とする。
A further object of the present invention is to provide a low-expansion ceramic having a small coefficient of thermal expansion and a method for manufacturing the same.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明者は、コーディエライト質結晶中にチタニア結晶
を分散させたセラミックスは、小さな熱膨張係数をもつ
という現象を知見した。本発明はこの知見に基づくもの
である。
The present inventor discovered a phenomenon in which ceramics in which titania crystals are dispersed in cordierite crystals have a small coefficient of thermal expansion. The present invention is based on this knowledge.

本発明の低膨張セラミックスは、コーディエライト質結
晶とチタニア結晶で構成され、該チタニア結晶が該コー
ディエライト質結晶の粒界に分散した混合結晶組織をも
ち、室温から1000℃までの熱膨張係数が1.7X1
0−”/”C以下であることを特徴とするものである。
The low expansion ceramic of the present invention is composed of cordierite crystals and titania crystals, has a mixed crystal structure in which the titania crystals are dispersed in the grain boundaries of the cordierite crystals, and has a thermal expansion range from room temperature to 1000°C. The coefficient is 1.7X1
It is characterized by being less than or equal to 0-"/"C.

コーディエライト質結晶とはコーディエライト結晶およ
びこれに類似の結晶構造をいう。コーディエライト結晶
は2Mg0・2Al zo3・58102の結晶である
。本発明でいうコーディエライト質結晶は純粋なコーデ
ィエライト結晶に他の金属酸化物が固溶したものが含ま
れる。このコープイエライ1〜質結晶はアルミナ、マグ
ネシア、シリカを主成分とするものであり、一般的には
重量%でアルミナ33〜42%、マグネシア11〜16
%、シリカ46〜53%の組成範囲をもつ。本発明の低
膨張性セラミックスはこのコーディエライト質結晶が主
成分となる。
Cordierite crystals refer to cordierite crystals and similar crystal structures. Cordierite crystal is a crystal of 2Mg0.2Al zo3.58102. Cordierite crystals as used in the present invention include pure cordierite crystals in which other metal oxides are solidly dissolved. The main components of this Coop Yerei crystal are alumina, magnesia, and silica, and generally contain 33 to 42% alumina and 11 to 16% magnesia by weight.
%, with a composition range of 46-53% silica. The low-expansion ceramic of the present invention has this cordierite crystal as its main component.

この原料粉末としては、タルク、カオリン、粘土、マグ
ネサイト、クロライドなどの天然のものを使用でき、又
、純粋薬品としてアルミナ、水酸化マグネシウム、シリ
カなどを使用できる。成形や焼成を容易にするために仮
焼物、吸水率を小さくするために長石、ジルコニア、ア
ルミナなどを添加してもよい。
As the raw material powder, natural materials such as talc, kaolin, clay, magnesite, and chloride can be used, and as pure chemicals, alumina, magnesium hydroxide, silica, etc. can be used. Calcined material may be added to facilitate molding and firing, and feldspar, zirconia, alumina, etc. may be added to reduce water absorption.

チタニア結晶は酸化チタン(TiOx>の結晶である。Titania crystal is a crystal of titanium oxide (TiOx).

本発明の低膨張性セラミックスは、該チタニア結晶がコ
ーディエライト質結晶の粒界に分散している。チタニア
結晶は、全体を100重量部としたときに1〜20重量
部の範囲であることが望ましい。なお、残部80〜99
重量部はコーディエライト質結晶および不純物となる。
In the low expansion ceramic of the present invention, the titania crystals are dispersed in the grain boundaries of cordierite crystals. The amount of titania crystals is preferably in the range of 1 to 20 parts by weight when the total amount is 100 parts by weight. In addition, the remaining portion is 80-99
The parts by weight are cordierite crystals and impurities.

なおチタニア結晶は、全体を100重量部としたときに
3〜6重量部の範囲であることが望ましい。特にその範
囲において熱膨張係数が小さくなるからである。
Note that it is desirable that the titania crystal be in a range of 3 to 6 parts by weight when the total amount is 100 parts by weight. This is because the coefficient of thermal expansion becomes small especially in that range.

チタニア結晶の粒径は、コーディエライト質結晶の粒径
よりも小さいことが望ましい。コーディエライト質結晶
の粒径が1〜10μの場合、チタニア結晶の粒径は0.
1〜1μの範囲がよい。
The grain size of the titania crystals is desirably smaller than the grain size of the cordierite crystals. When the grain size of cordierite crystals is 1 to 10μ, the grain size of titania crystals is 0.
A range of 1 to 1 μm is preferable.

本発明の低膨張性セラミックスは、前述したようにチタ
ニア結節がコーディエライト質結晶の粒界に分散してい
る。即ち、チタニア結晶・は、コーディエライト結晶質
と化学反応することなく、コーディエライト質結晶の粒
界に存在している。
As described above, in the low expansion ceramic of the present invention, titania nodules are dispersed in the grain boundaries of cordierite crystals. That is, the titania crystals exist at the grain boundaries of the cordierite crystals without chemically reacting with the cordierite crystals.

本発明の低膨張セラミックス製造方法は、チタン酸化物
1〜20重量部と、残部コーディエライト生成原料粉末
及び不可避の不純物とからなり全体で100重量部とし
た混合原料粉末を成形、焼成することにより、コーディ
エライト質結晶の粒界にチタニア結晶が分散した混合結
晶組織を形成することを特徴とする。コーディエライト
賀結晶の生成原料粉末とは、焼成よりコープイエライ1
〜質結晶を生成する原料粉末をいう。具体的には重量%
でアルミナ33〜42%、マグネシア11〜16%、シ
リカ46〜53%の組成範囲をもつ粉末をいう。この原
料粉末としては、タルク、カオリン、粘土、マグネサイ
ト、クロライドなどの天然のものを使用でき、又、純粋
薬品としてアルミナ、水酸化マグネシウム、シリカなど
を使用できる。成形や焼成を容易にするために仮焼物、
吸水率を小さくするために長石、ジルコニア、アルミナ
などを添加してもよい。
The method for producing low expansion ceramics of the present invention involves molding and firing a mixed raw material powder consisting of 1 to 20 parts by weight of titanium oxide, the balance being cordierite-forming raw material powder and unavoidable impurities, to a total of 100 parts by weight. This is characterized by the formation of a mixed crystal structure in which titania crystals are dispersed at the grain boundaries of cordierite crystals. The raw material powder for producing cordierite crystals is Coop Yerai 1 from firing.
- Refers to raw material powder that produces quality crystals. Specifically, weight%
It refers to a powder having a composition range of 33 to 42% alumina, 11 to 16% magnesia, and 46 to 53% silica. As the raw material powder, natural materials such as talc, kaolin, clay, magnesite, and chloride can be used, and as pure chemicals, alumina, magnesium hydroxide, silica, etc. can be used. Calculated products, to facilitate shaping and firing.
Feldspar, zirconia, alumina, etc. may be added to reduce water absorption.

チタン酸化物としてはTi0z、酸化雰囲気中で酸化さ
れTiO2となるTi01Ti 203が使用できる。
As the titanium oxide, Ti0z and Ti01Ti203, which becomes TiO2 when oxidized in an oxidizing atmosphere, can be used.

また、チタンイオンを含んだ金属塩で酸化雰囲気中でT
i0zとなるT’1(NOa>4 、Ti (SO4)
2 、Ti Cl 4 ttと$MtRできる。
In addition, T in an oxidizing atmosphere with a metal salt containing titanium ions
i0z T'1 (NOa>4, Ti (SO4)
2, TiCl4tt and $MtR can be obtained.

チタン酸化物とコーディエライト生成原料粉末を混合す
るにあたっては、乾式混合、湿式混合のいずれでもよい
。乾式混合の場合コーディエライト生成原料粉末に酸化
チタン粉末を添加し、ボールミル等で均一に分散させる
When mixing the titanium oxide and the cordierite forming raw material powder, either dry mixing or wet mixing may be used. In the case of dry mixing, titanium oxide powder is added to the raw material powder for cordierite production and uniformly dispersed using a ball mill or the like.

チタン酸化物とコーディエライト生原料粉末を混合した
後には、従来用いられてきた方法と同様に成形し、その
成形品を焼成すればよい。成形ηるにあたっては、例え
ば、コーディエライト生成原料粉末とチタン酸化物とを
乾式混合した後、この粉末を成形型に充填し、成形型で
プレスすることにより圧縮成形してもよい。あるいは、
コーディエライト生成原料粉末とチタン酸化物とを湿式
混合してスラリー状とし、このスラリーに、有機物製の
構造体例えばポリウレタンフォーム製の三次元綱状構造
体を浸漬することにより、スラリーを該構造体の孔に含
浸させ、これにより成形してもよい。
After mixing the titanium oxide and cordierite raw material powder, it may be molded in the same manner as in the conventional method, and the molded product may be fired. For molding, for example, after dry mixing the cordierite-generating raw material powder and titanium oxide, this powder may be filled into a mold and compressed by pressing with the mold. or,
Cordierite forming raw material powder and titanium oxide are wet mixed to form a slurry, and an organic structure such as a three-dimensional rope structure made of polyurethane foam is immersed in the slurry to form the structure. It may also be impregnated into the pores of the body and thereby shaped.

焼成は加熱炉中で行う。雰囲気は人気下でよい。Firing is performed in a heating furnace. The atmosphere is popular but good.

焼成にあたり焼成温度の管理が重要である。一般的にチ
タン酸化物の添加間が同じならば、焼成温度が高い方が
得られるセラミックスの熱膨張係数は小さくなるからで
ある。従って焼成温度は1350〜1430℃の範囲が
望ましい。更には1380〜1430℃の範囲が望まし
い。尚焼成温度が高すぎると、コーディエライト質結晶
が溶融し、低い熱膨張係数をもつセラミックスが得られ
にくいため注意しなければならない。
It is important to control the firing temperature during firing. This is because, in general, if the amount of titanium oxide added is the same, the higher the firing temperature, the smaller the coefficient of thermal expansion of the resulting ceramic. Therefore, the firing temperature is preferably in the range of 1350 to 1430°C. Furthermore, a range of 1380 to 1430°C is desirable. Note that if the firing temperature is too high, the cordierite crystals will melt, making it difficult to obtain ceramics with a low coefficient of thermal expansion.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の低膨張製セラミックスは室温から1000℃の
熱膨張係数が1.7X10−6さらに【よ、1.581
0−6/’C以下と極めて小さし1゜一方、チタニア結
晶を含まぬコーディエライト質結晶のみで構成された従
来のセラミックスの熱膨張係数は1.8〜2.0XIO
−6/’Cである。なお本発明の低膨張性セラミックス
の熱膨張係数番よ、それを構成するコーディエライト質
結晶単独の熱膨張係数およびチタニア結晶単独の熱膨張
係数よりも小さい。
The low expansion ceramic of the present invention has a coefficient of thermal expansion from room temperature to 1000℃ of 1.7X10-6 and 1.581.
On the other hand, the coefficient of thermal expansion of conventional ceramics made only of cordierite crystals without titania crystals is 1.8 to 2.0XIO.
-6/'C. The thermal expansion coefficient of the low-expansion ceramic of the present invention is smaller than that of the cordierite crystal alone and the titania crystal alone.

また本発明の低膨張性セラミックスは従来のコーディエ
ライト質セラミックスと同程度の強度をもつ。従って本
発明の低膨張性セラミックスは、熱衝撃抵抗性に優れて
いる。
Furthermore, the low expansion ceramic of the present invention has strength comparable to that of conventional cordierite ceramics. Therefore, the low expansion ceramic of the present invention has excellent thermal shock resistance.

〔試験結果〕〔Test results〕

まずカオリン、タルク、水酸化アルミ、アルミナの原料
粉末を用意し、これらをコーディエライト質結晶の組成
となるように調合した。このコーディエライト生成原料
粉末とチクニヤ1〜20重量部とで、全体を100重量
部となる様にし、乾式混合撹拌を行なった。なおチタニ
アは、粒径が0.26μで純度99.8%のものを用い
た。次にこの混合粉末に結合剤を加え、その後造粒分級
を行な〕だ。結合剤としては4〜6重量部のパラフィン
を溶かした四塩化炭素溶液を用いた。造粒分級は標準フ
ルイで行なった。次に造粒分級した粒径350μの粉末
を成形型でプレスして圧縮成形を行ない、その接種々の
温度で焼成して棒状のセラミックスを形成した。棒状ヒ
ラミックスの11法、大きさは5x5x50 (m3 
)である。
First, raw material powders of kaolin, talc, aluminum hydroxide, and alumina were prepared and mixed to form a cordierite crystal composition. This cordierite forming raw material powder and 1 to 20 parts by weight of Chikunya were made to make a total of 100 parts by weight, and dry mixing and stirring were performed. The titania used had a particle size of 0.26 μm and a purity of 99.8%. Next, a binder is added to this mixed powder, followed by granulation and classification. As a binder, a carbon tetrachloride solution in which 4 to 6 parts by weight of paraffin was dissolved was used. Granulation classification was performed using a standard sieve. Next, the granulated and classified powder with a particle size of 350 μm was pressed in a mold to perform compression molding, and fired at the temperature of the inoculation to form a rod-shaped ceramic. 11 methods of rod-shaped Hiramix, size 5x5x50 (m3
).

このようにして得られたセラミックスを各棒状試片とし
て用い、それらの熱膨張係数を測定した。
The ceramics thus obtained were used as rod-shaped specimens, and their thermal expansion coefficients were measured.

この測定結果を第1図及び第2図に承り。第1図の要部
を拡大したのが第2図である。ここで焼成温度1350
℃の場合には、チタニア結晶が含まれていないときには
熱膨張係数が3.2X10−6/’Cであった。これに
対して、チタニア結晶の組成割合が増加するにつれて熱
膨張係数は次第に低下する。即ちチタニア結晶がほぼ1
(lff1部のときに熱膨張係数は極小値を示し、それ
以後はチタニア結晶添加量が増すにつれて大きくなる。
The measurement results are shown in Figures 1 and 2. FIG. 2 is an enlarged view of the main part of FIG. 1. Here the firing temperature is 1350
℃, the coefficient of thermal expansion was 3.2×10 −6 /′C when titania crystals were not included. On the other hand, as the composition ratio of titania crystal increases, the coefficient of thermal expansion gradually decreases. In other words, the titania crystal is approximately 1
(The thermal expansion coefficient shows a minimum value when lff is 1 part, and thereafter increases as the amount of titania crystal added increases.

チタニア結晶の組成割合が20重量部のときの熱膨張係
数は約2.5X10−6℃であるが、このセラミックス
でもチタニア結晶を含まないセラミックスに比べて熱膨
張係数はかなり小さい。
When the composition ratio of titania crystals is 20 parts by weight, the coefficient of thermal expansion is about 2.5×10 −6° C., but even this ceramic has a considerably smaller coefficient of thermal expansion than a ceramic that does not contain titania crystals.

焼成温度1380℃の場合、チタニア結晶が含まれない
セラミックスの熱膨張係数は1.8X10−6/’Cで
あった。これに対してチタニア結晶を含み、その組成割
合が多いセラミックス程その熱膨張係数は次第に小さな
値を示すようになり、チタニア結晶の組成割合が3〜6
重量部のセラミックスでは、それらの熱膨張係数が1.
3〜1゜5x10−6/’Cと著しく小さくなった。
When the firing temperature was 1380° C., the coefficient of thermal expansion of the ceramic not containing titania crystals was 1.8×10 −6 /′C. On the other hand, ceramics that contain titania crystals and have a higher composition ratio have a gradually smaller coefficient of thermal expansion, and the composition ratio of titania crystals is 3 to 6.
For ceramics by weight, their coefficient of thermal expansion is 1.
It became significantly smaller by 3 to 1°5x10-6/'C.

焼成温度1410℃の場合、チタニア結晶を含まないセ
ラミックスの熱膨張係数は1.75X10−6’/’C
であった。これに対してチタニア結晶を含み、その組成
割合が多いセラミックス程その熱膨張係数は小さな値を
示すようになり、チタニア結晶の組成割合が3〜6重量
部のセラミックスでは熱膨張係数が1.2〜1.4X1
0−6/”Cと極めて小さくなった。
When the firing temperature is 1410℃, the coefficient of thermal expansion of ceramics that does not contain titania crystals is 1.75X10-6'/'C
Met. On the other hand, ceramics that contain titania crystals and have a higher proportion of titania crystals have a smaller coefficient of thermal expansion, and ceramics with a proportion of titania crystals of 3 to 6 parts by weight have a coefficient of thermal expansion of 1.2. ~1.4X1
It became extremely small at 0-6/''C.

以上の測定結果からコーディエライト質結晶を主成分と
するセラミックスにおいて、チタニア結晶の存在が熱膨
張係数を小さくするのに有効であることがわかる。
The above measurement results show that the presence of titania crystals is effective in reducing the coefficient of thermal expansion in ceramics whose main component is cordierite crystals.

尚、第1図及び第2図から、チタニア結晶の組成割合が
同じならば、焼成温度の高い方が熱膨張係数の小さいセ
ラミックスが得られることがわかる。
Furthermore, from FIG. 1 and FIG. 2, it can be seen that if the composition ratio of titania crystals is the same, a ceramic having a smaller coefficient of thermal expansion can be obtained at a higher firing temperature.

次に、チタニア結晶4重量部を含む本発明の低膨張性セ
ラミックスのX回解析図を第3図に示す。
Next, FIG. 3 shows an X-time analysis diagram of the low expansion ceramic of the present invention containing 4 parts by weight of titania crystals.

このセラミックスはコーディエライト生成原料粉末96
重量部とチタン酸化物4重量部との混合粉末を1410
℃で焼成したものである。第3図中、記号Cで示すピー
クがコーディエライト賀結晶のピークであり、記号Tで
示すピークがチタニア結晶のピークである。第3図から
明らかなように、本発明の低膨張性セラミックスにおい
ては、チタニア結晶はコーディエライト質結晶と反応す
ることなく、コーディエライト質結晶の粒界に分散して
いるのがわかる。
This ceramic is made of cordierite-generating raw material powder 96
1410 parts by weight of mixed powder of 4 parts by weight of titanium oxide
It was fired at ℃. In FIG. 3, the peak indicated by symbol C is the peak of cordierite crystal, and the peak indicated by symbol T is the peak of titania crystal. As is clear from FIG. 3, in the low expansion ceramic of the present invention, the titania crystals do not react with the cordierite crystals and are dispersed at the grain boundaries of the cordierite crystals.

次にチタニア結晶の粒径と熱膨張係数との関係を測定し
た。この場合には、チタニア結晶の粒径を0.15μ、
0.35μ、0.8μ、1μと変えた。尚、チタニア結
晶の組成割合は、全体を100重量部としたときに4重
量部である。焼成温度は1410℃である。
Next, the relationship between the grain size of titania crystals and the coefficient of thermal expansion was measured. In this case, the grain size of the titania crystal is 0.15μ,
It was changed to 0.35μ, 0.8μ, and 1μ. The composition ratio of titania crystals is 4 parts by weight when the total is 100 parts by weight. The firing temperature is 1410°C.

第4図に上記測定結果から得られたチタニア結晶の粒径
とセラミックスの熱膨張係数の関係線図を示ず。第4図
から明らかなように、チタニア結晶の粒径が0.15μ
、0.35μ、0.8μ、1μのいずれの場合にも、熱
膨張係数はほぼ1゜3X10−6/’Cと小さな値を示
し、チタニア結晶の粒径はセラミックスの熱膨張係数に
大きな影響は与えていないのがわかる。
FIG. 4 does not show a relationship diagram between the grain size of titania crystals and the coefficient of thermal expansion of ceramics obtained from the above measurement results. As is clear from Figure 4, the grain size of the titania crystals is 0.15μ.
, 0.35μ, 0.8μ, and 1μ, the coefficient of thermal expansion shows a small value of approximately 1°3X10-6/'C, and the grain size of titania crystals has a large effect on the coefficient of thermal expansion of ceramics. You can see that it is not given.

次にチタニア結晶の組成割合と強度との関係を測定した
。この場合には粒径0.26μのチタニア結晶を用い、
全体を100重量部としたときにチタニア結晶の添加m
を0〜10重量部の範囲で変えた。混合時間Q、5hr
であり、焼成温度は1380℃と1410℃とした。
Next, the relationship between the composition ratio of titania crystals and strength was measured. In this case, titania crystals with a grain size of 0.26μ are used,
Addition of titania crystals when the total is 100 parts by weight
was varied in the range of 0 to 10 parts by weight. Mixing time Q, 5hr
The firing temperatures were 1380°C and 1410°C.

第5図に測定結果から得られたチタニア結晶の組成割合
とセラミックスの抗折強度との関係線図を示す。第5図
から明らかなようにチタニア結晶の組成割合が増した場
合であっても抗折強度は、僅かのばらつきを示したもの
の、1 、7kg/mm2〜2 、3 kg/n++n
2の範囲におさまった。
FIG. 5 shows a relationship diagram between the composition ratio of titania crystals and the bending strength of ceramics obtained from the measurement results. As is clear from Fig. 5, even when the composition ratio of titania crystals increased, the bending strength showed slight variation, but it was 1.7 kg/mm2 to 2.3 kg/n++n.
It fell within the range of 2.

この測定結果から本発明の低膨張性セラミックスは、チ
タニア結晶の組成割合が増しても強度は低下しないこと
がわかる。
This measurement result shows that the strength of the low-expansion ceramic of the present invention does not decrease even if the composition ratio of titania crystals increases.

次にチタニア結晶の添加量を増した場合の収縮率の変化
を測定した。この場合には粒径0.26μのチタニア結
晶を用い、全体を100重量部どしたときにチタニア結
晶の添加量を0〜10重量部の範囲で種々変更した。焼
成温度は1350’C11380℃、1410℃で行な
った。
Next, the change in shrinkage rate when the amount of titania crystal added was increased was measured. In this case, titania crystals with a particle size of 0.26 μm were used, and when the total amount was 100 parts by weight, the amount of titania crystals added was varied within the range of 0 to 10 parts by weight. The firing temperatures were 1350'C, 11380C and 1410C.

第6図はその測定結果を示したものである。第6図から
明らかなように焼成温度1350℃の揚合にはチタニア
結晶の添加組の増加につれて収縮率は0.8%から次第
に低下した。又、焼成温度1380℃の場合にはチタニ
ア結晶の添加員3重量部までは収縮率は若干低下したも
のの、その後増加した。但しこの範囲内では低膨張性セ
ラミックスの強度には全く、あるいはほとんど影響を与
えない。又、焼成温度1410℃の場合には、チタニア
添加mが1重量部のときに収縮率は最小値を示し、その
後増加した。但しこの範囲内では低膨張性セラミックス
の強度には、あるいはほとんど影響を与えない。
FIG. 6 shows the measurement results. As is clear from FIG. 6, when the firing temperature was 1350° C., the shrinkage rate gradually decreased from 0.8% as the amount of titania crystal added increased. Further, when the firing temperature was 1380° C., the shrinkage rate decreased slightly up to 3 parts by weight of titania crystal, but increased thereafter. However, within this range, it has no or almost no effect on the strength of the low-expansion ceramic. Further, when the firing temperature was 1410° C., the shrinkage rate showed a minimum value when the titania addition m was 1 part by weight, and then increased. However, within this range, the strength of the low-expansion ceramics is hardly affected.

〔実施例〕〔Example〕

コーディエライト質結晶の組成となるように調合したコ
ーディエライト生成原料粉末96重量部にチタニア結晶
4重量部を加えて乾式で混合撹拌した。チタニア結晶は
純度が99.8%で、粒径0.26μのものを用いた。
4 parts by weight of titania crystals were added to 96 parts by weight of cordierite forming raw material powder prepared to have a composition of cordierite crystals, and the mixture was mixed and stirred in a dry manner. The titania crystal used had a purity of 99.8% and a particle size of 0.26 μm.

上記した混合粉末に水30〜40重量部を加えて湿式混
練し、更に水120〜150重量部、メチルセルロース
ト3重量部加えて混合撹拌し、これによってスラリー化
した。
30 to 40 parts by weight of water was added to the above mixed powder and wet-kneaded, and further 120 to 150 parts by weight of water and 3 parts by weight of methyl cellulose were added and mixed and stirred to form a slurry.

次にポリウレタンフォーム製の三次元網目状構造体を上
記スラリーに浸し、該構造体の表面にスラリーを付着さ
せた。その後乾燥を行なった。このスラリーの付着及び
乾燥を繰返すことにより、三次元網目状構造体の表面に
セラミックス被膜層を形成し、その後加熱して三次元網
目状構造体を加熱分解して消失せしめ、セラミックス粉
末よりなる成形品を得た。そして該成形品を1410℃
で焼成した。
Next, a three-dimensional network structure made of polyurethane foam was immersed in the slurry, and the slurry was adhered to the surface of the structure. After that, it was dried. By repeating the adhesion and drying of this slurry, a ceramic coating layer is formed on the surface of the three-dimensional network structure, and then heated to thermally decompose and disappear the three-dimensional network structure, forming a mold made of ceramic powder. I got the item. Then, the molded product was heated to 1410°C.
It was fired in

このように成形された三次元網目状のヒラミックスから
適当な大きさの試片を切り出し、この試片の熱膨張係数
を測定した。この場合室温から1000℃までの熱膨張
係数は1.3X10−6/℃であった。この三次元網目
状セラミックスは排気ガス浄化用触媒担体のディーゼル
パティキュレート捕集用担体として使用できるものであ
った。
A specimen of an appropriate size was cut out from the three-dimensional mesh Hiramix thus formed, and the coefficient of thermal expansion of this specimen was measured. In this case, the coefficient of thermal expansion from room temperature to 1000°C was 1.3×10 −6 /°C. This three-dimensional mesh ceramic could be used as a carrier for collecting diesel particulates as a catalyst carrier for exhaust gas purification.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はセラミックス中のチタニア結晶配合量とそのセ
ラミックスの熱膨張係数との関係を示づ線図である。第
2図は一第1図の要部を拡大した線図である。第3図は
チタニア結晶を含むセラミックスのX線回折図である。 第4図はセラミックス中のチタニア結晶の粒径とそのセ
ラミックスの熱膨張係数の関係を示づ一線図である。第
5図はセラミックス中のチタニア結晶配合量とそのセラ
ミックスの抗折強度との関係を示す線図である。第6図
はチタニア結晶添加■と収縮率との関係を示ず線図であ
る。 特許出願人 日本電装株式会社 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 藤谷 修 同 弁理士 丸山明夫 253− 第1図 Ti0z Ill 7Jロ 1(wt°/、)回柘廚@
 7r)り 第4図 添加量(w t’10)
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the content of titania crystals in a ceramic and the coefficient of thermal expansion of the ceramic. FIG. 2 is an enlarged diagram of the main part of FIG. 1. FIG. 3 is an X-ray diffraction diagram of ceramics containing titania crystals. FIG. 4 is a line diagram showing the relationship between the grain size of titania crystals in ceramics and the coefficient of thermal expansion of the ceramics. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the content of titania crystals in a ceramic and the bending strength of the ceramic. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the addition of titania crystals and the shrinkage rate. Patent Applicant Nippondenso Co., Ltd. Agent Patent Attorney Hirotoshi Okawa Patent Attorney Shudo Fujitani Patent Attorney Akio Maruyama 253- Figure 1 Ti0z Ill 7Jro 1 (wt°/,) times 柘廚@
7r) Figure 4 Addition amount (w t'10)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)コーディエライト質結晶とチタニア結晶で構成さ
れ、該チタニア結晶が該コーディエライト質結晶の粒界
に分散した混合結晶組織をもち、室温から1000℃ま
での熱膨張係数が1.7×10−6/℃以下であること
を特徴とする低膨張性セラミックス。
(1) It is composed of cordierite crystals and titania crystals, and has a mixed crystal structure in which the titania crystals are dispersed in the grain boundaries of the cordierite crystals, and has a thermal expansion coefficient of 1.7 from room temperature to 1000°C. A low-expansion ceramic characterized by a temperature of ×10-6/°C or less.
(2)全体を100重量部としたときにチタニア結晶の
割合は1〜2oxm部である特許請求の範囲第1項記載
の低膨張性セラミックス。
(2) The low-expansion ceramic according to claim 1, wherein the proportion of titania crystals is 1 to 2 oxm parts when the total amount is 100 parts by weight.
(3)全体を100重量部としたときにチタニア結晶の
割合は3〜6重量部である特許請求の範囲第1項記載の
低膨張性セラミックス。
(3) The low-expansion ceramic according to claim 1, wherein the proportion of titania crystals is 3 to 6 parts by weight when the total amount is 100 parts by weight.
(4)室温から1000℃までの熱膨張係数が1.5X
10−6/℃以下である特許請求の範囲第1項記載の低
膨張性レラミックス。
(4) Thermal expansion coefficient from room temperature to 1000℃ is 1.5X
10-6/°C or less, the low-expansion Relamix according to claim 1.
(5)チタニア結晶の粒径はコーディエライト質結晶の
粒径よりも小さい特許請求の範囲第1項記載の低膨張性
セラミックス。
(5) The low expansion ceramic according to claim 1, wherein the grain size of the titania crystals is smaller than the grain size of the cordierite crystals.
(6)チタニア結晶の粒径は0.1〜1μである特許請
求の範囲第1項記載の低膨張性セラミックス。
(6) The low expansion ceramic according to claim 1, wherein the titania crystal has a grain size of 0.1 to 1 μm.
(7)1〜20重量部と、残部コーディエライト生成原
料粉末及び不可避の不純物とからなり全体で100重量
部とした混合原料粉末を成形、焼成することにより、コ
ーディエライト質結晶の粒界にチタニア結晶が分散した
混合結晶組織をもつ低膨張性セラミックスの製造方法。
(7) By molding and firing a mixed raw material powder consisting of 1 to 20 parts by weight, the balance being cordierite-forming raw material powder and unavoidable impurities, and making a total of 100 parts by weight, the grain boundaries of cordierite crystals are formed. A method for manufacturing low-expansion ceramics with a mixed crystal structure in which titania crystals are dispersed.
(8)焼成温度は1350〜1430℃である特許請求
の範囲第1項記載の低膨張性セラミックスの製造方法。
(8) The method for producing low-expansion ceramics according to claim 1, wherein the firing temperature is 1350 to 1430°C.
JP58132107A 1983-07-20 1983-07-20 Low expansion ceramics and manufacture Pending JPS6027647A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002173366A (en) * 2000-12-06 2002-06-21 Nippon Tungsten Co Ltd Cordierite based ceramic material
JP2010208943A (en) * 2010-05-17 2010-09-24 Kyocera Corp Low thermal expansion ceramic and method for producing the same
JP2012224515A (en) * 2011-04-20 2012-11-15 Mitsubishi Electric Corp Sintered body plate and heating cooker

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