JPS62143863A - 非融解セラミツク物品及びその製造方法 - Google Patents

非融解セラミツク物品及びその製造方法

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JPS62143863A
JPS62143863A JP61296487A JP29648786A JPS62143863A JP S62143863 A JPS62143863 A JP S62143863A JP 61296487 A JP61296487 A JP 61296487A JP 29648786 A JP29648786 A JP 29648786A JP S62143863 A JPS62143863 A JP S62143863A
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fibers
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 微小結晶性i&移金属瞭化物スぎ坏ル吻品孜術分野 本発明は焼成及び未焼成の成形セラミック物品、並びに
それの製造方法に関するものであり、物品は少なくとも
一種類の微小結晶性遷移金属欧化物スピネル相を包含す
る。
本光明の背景 スピネルは、、M1が二価の金属陽イオンであり、かつ
M2が三価の@本漬イオンであり、かつ酸素陰イオンが
立方格子を形成する構造M1(M”)204で表わされ
る一種のセラミックである。、M1が二価の金属であり
、一般式かM”Al2O,であるアルミン酸塩スピネル
は約1000°Cで成分酸化物の固相反応で生成するの
が代表的である。鉱物質スピネル、詳細にはMgAl2
O4は天然産の微小結晶性鉱物である。
層状の微結晶としてのアルミン酸マグ不シウムスぎネル
は米国特許第A、A Q O,Aろ1号明細書に記載し
である。
亜鉄酸ニッケルヌビ坏ル七包含する配向@注セラミック
繊維は米国特許第2,968,622号明細書に記載し
である。
スピネルの製造技法は米国特許の第4,391.115
5号明al舎、及び第a、532,12)号明細書に記
載しである。スピネルについての一般的な参考文献に関
しては、イー・ライシュケウイッテ(E。
Ryshkewitch )、「酸化物セラミックス(
OxideCeramics ) J 、アカデミツク
 プレス(AcademicPress )、米国、ニ
ューヨーク(New York )、1960年、第3
章、及ヒ英国%Wm1,402,5114号明細畏を参
照されたい。
アルミン酸塩スピネルには、窯炉器物、浴融金属ヌラグ
抵抗を必要とする耐火構造体、セラミック保護管及びN
R維のような多様な用途□がある。マダス・シウムスビ
ネル繊維全包宮する、多結晶性耐火線維を製造する方法
は、米国特許第3,322.865号明細省に記載しで
ある。スピネルはまた、それの磁性特性(例えば亜鉄酸
塩)のために、活色剤、焼き付は剤及び研磨剤としても
有効である。石目のある通常の微細なスピネルは粒度が
5μから10μまでである。
本発明の要約 本発明では、要約すれば、少なくとも−ai類の磁槃に
よって整列されていない、微小結晶性の遷移全極酸化物
スピネル相を包含する、非融解セラミック成形物品を提
供する。
本発明では、主鷹成分として(すなわち、tl+ましく
は60重量%から10O重量係まで、更に好ましくは5
0重量%から75重$二%まで、k二も好ゴしくに55
重茄%から60軍量%ぽで)蔗移金妊酸化物スピネルを
官有する、セラミック線維、丘たは成)h体のような新
規のセラミック物品を提供する。他の成分(すなわち、
好デしくに70軍量%からO1量%1で、更に好デしく
に503門%から25町量%てで、最も好ましくは40
車a%から35Jf蛍%まで)は、スピネルの形成また
は完全性を妨げない、アルミナ、ごリア、酸化リン、ぺ
IJ IJア、ジルコニア、チタニア、または他の金屈
敲化物のような、他の燕後酸化物であってよい。本発明
は遺移金属敵化物スビ坏ル線維會教示する第一号である
と考えられる。
物品に生(すなわち未焼成)のセラミックであってよく
、あるいは微小結晶性の、yi細構造をしたスピネル相
のある・j完成耐火性セラミック物質であってよく、こ
れは透明にも、半透明にもすることができ、かつ金属故
化物から成り、これの金属は好止しくにマグネシウムま
たは亜鉛、及び好ましくは、金属がクロム、コバルト、
鉄、及びニッケルである遷移金属酸化物、あるいは0れ
らの配合物である。物品は線維、ビード、泡、微小球、
フィルム、フレーク、顆粒などのような耐火物にするこ
とができ、かつ強化物質、俵名物、割;媒、及び研磨剤
物質として有効である。
本発明の耐火性非融解セラミック物品は比軟的安価であ
り、かつ高強度、高熱放射率、高弾性率、化学抵抗、及
びSim暴露後にも、ごのような特性を保持するような
好ましい物理特性がある。
本明細曹では、 [非融解セラミック(non −fusea cera
mic ) Jは、製造にあったって、ある段階では尚
温の使用全必要とするが、酸化物組成物の11い勿から
は誘導しない、どの無機非金属物質(全極噌化物を富む
)をも意味し、 r4移金属噌化物スビネ/L/ (transitio
n metaloxide 5pinel ) J f
たira移金属ヌビ不ル(transition me
tal 5pinel ) Jは、、M1がコバルト、
鉄及びニッケル、ぼたはこれらの組み合わセのような、
遇移金属の二価の陽イオンであり、かつIA2が代表的
には二価の金属陽イオン、通常はアルミニウム、ただし
時には鉄(例えば亜鉄酸熔)またはクロム、またば0れ
らの組み合わせである、一般式がM”(M”)204で
あるセラミックを意味する。結果として生成するスピネ
ルは、代表的には立方構造、ぼたはほぼ立方構造である
。M2かアルミニウムの場合には、陰イオン(Mに)2
04−2をアルミン[1陰イオンと呼び、かつごれから
生成するスピネル奮アルミン叡塩スピネルと呼び、[相
(phase ) Jは不均一系全体に分布している明
確な独立の部分として存在する飲1分ゲ意味し、「結晶
相(crystalline phase ) Jは識
別できる粉末X紛回折図形?示す相を意味する。微小結
晶性惣1質?も微結晶と呼ぶ。多数の微小結晶性セラミ
ックは透明か、または半透明である。微結晶の太ぎさは
X枳回折図形のioの幅に影ηl&ぼす。
微結晶の大きさが小さい(約1μよりも小さい)程、?
i→J1の11易は広くなる。ごればX勝因形のm像力
に影f4で及ぼす、すなわち強度の弱い勝のような微細
な%徴、あるいは間隔の狭い森の分離油力を失う虞があ
る。しかしなから、総括的な図形に一存続して結晶梅漬
を示し、 [微小結晶性(m1crocrystalline )
 J nek晶の大きさが50人から1oooX牙で(
5×10−9mからlX10−’77L’lEで)、時
にはもっと大きいが、常に102口ooX(1XI Q
−6,n)よりも小さい微結晶相會意味する。このよつ
な救小結晶性格造体は、物η目体が不透明でなく、かつ
太ぎな気孔まだは不透明な増量剤など金言、有しない場
合には、可視光合に対して透明である。
[磁気によって整列さrしていない(mag;neti
callyunallらned ) jは相の中の微1
砧晶の磁気モーメントには著しい配回がないことを意味
し、[微細構造(n1ierO8tructurθ)」
は内部構造、すなわち粒子の境界のSi造、太きき、形
状、及び粒子の配向、並びに相及び七れらの形態ケ首味
する。微細構造の計ポ11+をny祭するためには通常
拡大が心安である。
[、耐火性(refract、ory ) Jは820
=Cがら1400℃までの範囲の温度で完全性、あるい
は有効性全維持することを意味し、 [生の(green ) Jは未焼成、未処理、すなわ
ち完全な処理を歴してない、すなわち最長セラミック業
界になっていないセラミック物品のごとであり、 [脱水によるケ9ル化(dehyarative ge
lLing)J、あるいは「蒸発によるゲル化(eva
porativegθlling ) Jは物品の形態
あるいは形状が十分に固く、Ffr望の物品の形態、あ
るいは形状を著しく損なうか、またはゆがめることなく
取ジ扱い、あるいは処理するごとができるように、成形
した生の物品から水及び揮発性*個に十分に除去するこ
と全意味し、 「無定形の(amorphus ) Jは拡散x線回折
図形に、結晶性成分の存在金示す明確な線のない物情全
意味し、 [透明な(t、ranaparent ) Jは光学顕
微鏡で見た場合に(例えは、斜光、または透過元下で5
0倍の立体顕微鏡で)物情には、物質を通して見た物品
の像が鮮明な縁全しているように、可視先勝を透過する
性質があることtt味し、 [半透明な(translucent ) Jは、物質
には、同様に見た場合に、像が不鮮明な、すなわちぼけ
た縁をしているように、可視九線をある程度透明する性
情があることを意味し、 [不透明な(opaque ) Jでは、筒様に見た場
合に、物質には可視光線に対して非透過性の性質がある
こと全意味し、 (時には、焼成中の気まぐれのために、物品は上記の槙
々のタイプ〔すなわち、透明、半透明及び不透明の〕の
混合物になっていることがあるけれども、一般には一種
類が多量に存在して、混合物の真の性jJji七示し、
他の生成Wは、所屋の温度での不十分な焼成のために、
あるいは炉の過熱個所のための過熱によって、%殊な外
観をして存在している。) 「ゾル(5o1) Jは液体媒質中で微細に分割された
固相のコロイド分散体を意味し、 「繊維化(fiberization ) J i粘i
oxい濃厚原液から繊維全作る処理を意味する。
本発明の新規の成形セラミック物品は遷移全域スピネル
、及び場合によってはアルミナ、ボリア、シリカ、及び
他の、セラミック業界では周知の、セラミック酸化物の
ような少なくとも一種類の非スピネル酸化?Ik包含す
る。これらの物品は、非融解条件下で、すなわちへ分酸
化物七#融または融解することなく、かつこれらの同一
組成物についての焼結条件下で普通に使用する温度より
も低い温度で作る。化学童論的なヌビネル組成物に心安
とする以上の過剰の成分酸化物が存在する場合には、ス
ピ坏ルm戚吻の外に追加の酸化物相を生成する。
本発明の耐火物には、多くの環境で、これら全有効にす
る特性がある。例えは、繊維の場合では、これらは高温
(例えは800℃から1500°C重で、好ましくは1
000°Cから1500°Cまで〕に暴露させることが
でき、しかもそnらの完全性を維持している、すなわち
、それらは丈夫で、しなやかで、連続したデ1になって
いることができる。繊維には通常の織物加工処理を施し
て、粗紡、コード、糸などのような多繊条織物構造体を
製造することができ、かつ通常の技法で加工して不織の
、織った、メリヤス編みの布地にすることができる。
図面の説明 図面では四元状聾図(三次元の正方錐で表わした)の基
底平面である三元状態図の一部を示す。
四元の分野の四成分はアルミナ、ボリア、シリカ及び少
なくとも一種類の遷移金属酸化物である。
組成を、三成分、すなわちアルミナ、ボリア及びシリカ
を表わす基底平面に投影する。これらの三成分の和が1
00%になるように、組成全状態図に肥大する。完全な
組成は詳細な実施例で示す。
図面について述べるが、本発明の耐火性:inn金金属
スピネル組成は、曲線ABCD″′C限定される領域内
または境界上に収まり、かつアルミナが28重量%から
100本量%まで、ボリアがO重量係から25.5重量
%1で1、及びシリカかO飛童%から65重量%丘で、
並びに(図面には示してはないが)金属がNi、Fe、
 Co及びこれらの組み合わせであるスピネル形態の金
m酸化物が4″N童%から42軍量%筐での範囲の組成
になっている。
本発明の好ましい耐火性スtネル組成物は、図面の曲i
D)!iFGで限定される領域または境界内に収まり、
かつアルミナが62重量%から87i重量%まで、ボリ
アが01i%から22.5″M量係まで、及びシリカが
01量係から65重量%まで、並びに金属が上記した辿
りの遷移金属酸化物が101量%から24N*%までの
範囲内の組成になっている。1から11までの記号を付
けである点は、対応する番号の実施例に示しであるセラ
ミック繊維組成物を示す。
下記の第1表では、図面の四元状態図の相当する三元平
面上の点Aから点G−jでに対するアルミナ、ボリア及
びシリカのl童%會示す。
第  1  表 アルミナ  ボリア  シリカ A   I[)[1[1[) B    35    0    65C28765 D    74.5  25.5    0E    
87   13     0F    87    0
    15下記の第2表でに三次元空間で正四面体の
体積で表わされる四成分分野(下記を参照されたい、例
えは、セラミック系の相平衡概論〔工ntro(LuC
tiOnTo Phase ZquilN)ria工n
 Ceramic System ’J、アビネルの最
高含有電會表わ丁組成AからGまでに対するアルミナ、
サリア、シリカ、及び酸化ニッケルの油量%を示す。作
ることのできるスピネルの最高%につS味す数は、存在
するNiO及びアルミナ全部の完全な反応を仮定してい
る。
第 2 表 アルミナ ボリア シリカ 酸化ニッケル ス2ネル相
8A   58     0    0     42
    (100)B    28     0   
52    20    (48)c    23  
   6   54   17    (4o)D  
  48    17    0     35   
 (83)K       66       10 
        口        24      
 (90)F       29          
 口       53         18   
     (1)a    41     0   2
4    52    (76)*作ることのできる最
大スピネル(重量%)詳細な説明 不発明では、好ぽしい実施態様で、濃い着色を除いて、
透明または半透明であるのが好ましい微スピネルを包含
して成形し、焼成しである耐火性物品を提併する。耐火
物はプた全体の組成範囲?、アルミナが20車−kL%
から80重量%まで、シリカが0重量%から65東th
t係まで、ボリアが0重量係から20′N量係まで、酸
化ニッケルが1重量%から45″M食%まで、及び遷移
輩属が、例えば、コバルト及び鉄であってもよい他の遊
移金属酢化物または0のような金属酸化物の配合物が1
量量%から25軍量%プでにする無定形種(スピネルを
除いて、他の上記の成分を包含して)を含有することも
できる。
特に重要なのは酸化ニッケル含有アルミナ組成物であり
、これはニッケルー鉄アルミン酸塩スピネルのような、
他の遷移金塊アルミンm(aスピネルの同時生成全誘導
し、かつ促進する。耐火物は微小結晶性@質を少なくと
も5重量係含有し、40 N量係から100iii係ま
で含有するのが好ましい。
本発明の物品の結晶構造の、組成及び処理の両物の焼成
全第3衣に記載する。一般に、焼成温度の上昇につれて
、結晶化度が増大する。約820 ′Gでアルミン酸ニ
ッケルスピネルが生成するのは意外である。
本発明の9勿品の、組成及び焼成温度の関数としての、
@械的性質全第6表の最後の欄に示す。一般に、暁底壕
維の機械的強度は焼成温度と共に増加して最適水準に達
し、その後低下する。
本発明に記載の物質の光学市性質(色の外見)t1組成
の関数とじてやはり第3表に記載する。
最適焼成温度以上に焼成すれば線維の透明性は低下する
本発明の組成物はアルミナ遷移金属スピネル相(M’A
l204)k基質とし、場合によっては別の相でボリア
、シリカ及び弛の金属酸化物付加物全含有する。過剰の
遷移金属酸化物(M”O)は一般に許容することができ
ないが、Al2O3は過剰が許容される。すなわち、適
合させることのできるスピネル形成酸化物の童には上限
がある。この限界は所定の組成ではA”203の量の関
数であり、例えば、、M1が阻の場合、適合させること
のできるNiOの最適最大量は化学量論的なNiAl。
04全生成する量である。モル比が6A1203・1B
203・2)EiQ2  という基底酸化物組成に対し
て、それはNiOが全組成の約2AM量%であるが、し
かし特に有効な範囲はNiOが15N#%から601量
%までである。
NiO添加を最大にすれは最大量のスピネルを生成し、
かつ性質はスぎネルのそれに更に似る。これに塘じて、
少量の阻o2使用するごとはできるが、特定の得ようと
する特性、例えはモジュラス、密度などは、すっと低い
値になる。FI3203 k NiOと共に組成物に添
加すれば、鉄はスキ洋ル梅漬のどのメイズかの陽イオン
’kt換することができるので、生成するスピネルは(
NiFe)(FeAl)204である。
従って、ス′le5坏ル相に組み入れることのできる遷
移金属酸化物は全部で4OX量%まで、好1しくに2重
量%から40′M量%まで、最も好ましくは10重量%
から241童%までである。
本発明の耐火性物品は、固く、成形してあり、焼成して
あり、かつ非ガラス餉であり、しかも可溶性塩、酸化物
、ゾル、または分散性コロイド、またば0れらの混合物
のような、遷移金属または他の金属の化合物を含有する
水性数体混合物を準備し、混合物全濃縮して粘性の高い
流体にし、粘性の旨い濃厚原液を成形して所望の形態、
例えは米国特許第11.047,965号明細舎で教示
の繊維形態にし、かつ濃厚原′ti全脱水、または蒸発
でゲル化する段階を包含し、これで[生の(greθn
)J(すなわち未焼成の)、すなわち非耐火性無定形物
品を生成する、非浴融方法で製造する。連続した繊維の
製造では、粘性の64+い濃厚原液?、復数のオリフィ
ス勿通して、押し出し成形することができる。別法とし
ては、もつと薄い、すなわち撥油されてないAil駆物
質を、米国特許の第ろ、795,524号明細書、及び
第4.166.I A 7号明細七、で教示の値小球に
することができ、あるいは薄片にするか、エタは基体に
コーチインクすることかできる。
J戊jヒした生の物品?加熱し、かつ焼成して水分全除
去し、有磯成分(輝蛇物)を分納し、かつ揮発させ、得
らγLる成形体?転化して耐火性物品にする。成形物品
の水音全部除去する必要はない。すなわち、部分脱水で
ゲル化ができる。化学的なケ9ル化も有効である。生の
形態の成形9勿品は一般に可視光線に対して透明であり
、かつ不透明にする?!I質金言有していない限り、九
学囮微境下では(U澄である(あるいは恐らく、わすか
に曇っている)C本発明のセラミックスピネルを製造す
るだめの浴融、ゾル、または浴液及びゾルの水性混合物
全製造するときに使用する塩及び#機酸化物は当業界で
は周知であり、かつ多数の供給源から市販品全購入する
0とができる。特定の供給源全下記の特定の実施例で示
す。
一般に、抑制された挙動で熱分屏される陰イオン全含有
する鳴音使用するのは、本発明の実施では好ましい。単
純な有機陰イオン(例えば、酢酸塩、ギ酸塩)は無機陰
イオン(例えは、硫酸塩、硝酸塩)よりも好ましい。し
かしながら、過剰の有機陰イオンは焼成問題を起0丁こ
とがある。それ故、混合組成物の一飾全ゾルとして導入
するのか好牙しく、それは、これが分軸性揮発物の11
ケ粛小隅にするのに役立つからである。金属酸化物i分
ig−vだコロイドのゾル全使用しても、生の物質の強
度を強くする。
二価の遷移金属は大部分が適当な焼成条件下で、適切な
アルミニウム化合物と反面してスピネル全作る。通常、
ごれらの条件には10口O′Cまたはこれ以上か必要で
ある。しかしながら、本発明の教示では、意外にも、先
行技術で教示の温度よりも多少低い、FJ8200Cで
アルミン酸ニッケルスぎ坏ル會生成する。好デしい温度
範囲は820°Cから1000°C’!でであって、耐
火性物品の所望の特性上十分に発揮する。また意外にも
、ニッケルが存在すれは、アルミン敵ニッケルスピ坏ル
會谷易に生成するばかりでなく、アルミン酸鉄−ニッケ
ルスピネルのような他の遷移金属−アルミン酸塩スピネ
ルの生成を誘発し、かつ促進するが、例えば、鉄を単独
にアルミナに添加する場合には、鉄はスピネル全作るよ
りも、むしろアルミナと混合酸化wi作りがちである。
物品?製造するだめの混合物の濃縮は、当業界で公知の
技法(米国特許第3,795.52)号明細書、及びこ
れに記載しである関係技術2g照されたい)によって行
うことができる。例えは、混合物?回転蒸発フラスコ中
で、水流吸引減圧下で濃縮することができ、減圧全調節
して、ゾルの雀立ち、または損失全防止、あるいはM年
限にする。
繊維全製造する場合には、焼成試料の当i固形物含有量
が一般に25市童%から55貞指%までであり、かつ濃
厚原液の粘度(環境温度でのブルックフィールド(Br
ookfieLa ’)粘度)か15 Pa、Sから1
,000 PR−8!で、好ましく rx 25 Pa
、8から500 Pa、S (Pa−8= 1,000
センナボイズ、すなわちcps )の範囲にある場合に
、十分な4度が得られる。
粘性の高い濃厚み散は、転化、丁なわち酸化させて相当
するアルミナスピネルにすると同時に、耐火性物品に所
望の追加の特性?生じさせる種々の他の水浴性遷移全極
化合物を含有することができる。ギ酸クロム、また酢酸
クロムは生の器物に緑色ケ生じさせるが、三酸化クロム
はオレンジ色全生じさセ、酢酸コバルl−Eたは硝酸コ
バルトは青色ぽたはラベンダー色を生じさせ、硝酸鉄は
金色または褐色を生じさせ、かつ酢酸ニッケルまたは硝
酸ニッケルは青緑色から金色までを生じさせる。一般に
、希薄溶液中に導入する場合に、沈殿の生成全音く誘発
しなければ、可溶性の硝酸塩、ギ酸塩、酢酸塩、クエン
酸塩、乳酸塩、酒石叡塩、シュウ酸塩などのような適切
な水浴性の遷移金属化合物をどれでも使用することがで
きる。時に線維製造のとぎの希薄浴液の濃縮では、成分
塩の浴解度の限度を超丁ことがあるので、目で見える沈
殿を生成しよいように注意音しなければならない、しか
しながら、浴液がa組されるにつれて、濃厚原液の粘度
が増大して、la厚原液全安定化さセる。
粘性の高い濃厚原液は比較的安定であるが、濃厚原剤を
製造後、間もなく、例えは−日以内に使用しようとしな
い一合には、低渦貯蔵、あるいは冷凍するのが好ましい
コーンシロッフマたはポリビニルピロリドンのよりな有
轡揮発物ケ冷加して、繊維化(押し出し加工による)を
促進するごとができる。このような浴紗では、結晶化に
対して俗准全安定にするために、#冷加が必要なことが
ある。
耐火性物品は、成形及び脱水ケ゛ル化伐法、並びに先行
技法の装置(例えは、米国特許の第3.329,7 、
!15号明細書、第3,331.783号明細書、第3
,331,785号明細書、第3,340,567号明
細書、及び第3.380,783号明細書、参照)を使
用して製造することができる。0のタイプの脱水グル化
は浴剤抽出としての意味で考えることができる。化学ケ
9ル化もまた有効である。更に、粘性の商い濃厚原則か
らの物品成形についての詳細は、このような成形過程が
周知であり、かつテキスト「最新の仮合物物tB (M
oaern compositelzaterials
 ) J (ブラウトマン優アンド・クロック(Bra
utman and Krock )、出版、第8章、
アデインンーウエスレイ(Aaaison −We日1
ey )出版社、リーディング(Reading )、
7 サf ニー セフ(MA)、米国(1967年)が
参考になるので、fI3潔のために省略する。
所望の形状(例えば、OW維、ビード、泡、フレーク、
微小球〔中が詰っている、または空のコなど)に成形し
た後に、生の器物全加熱し、かつ焼成して、揮発物全全
部除去し、かつ生の器物?転化して、本発明の耐火性物
品にするごとが後刻必要である。
焼成段階では残りの水分及び陰イオン成分を揮発さセ、
壱機物宵を分mし、揮発させ、かつ炭素?除去して、耐
火性物品にする。この焼成段階では、また多少の収縮ケ
喀こすが、物品の形状は焼J戊中、元のままである。
成形及び焼成で本発明の耐火性物品全生成することは、
米国特許第a、125.406号明細書に記載しである
ようにして達成することができ、この明細曹では、浴数
、ゾル、またはゾル及び浴数の7昆合物の活性の筒い濃
j草原紗を空気中で押し出し加工し、かつ得られる「生
の」成形体全加熱し、かつ500℃から1501]’C
までの範囲の温度で焼成して、均一な、成形された、丈
夫な、しなやかな、なめらかな、つやのある耐火性物個
を生じること全教示している。本発明の耐火性物品には
、朴、造体及び複合物、熱制御装置の活性作用剤、触媒
及び研磨浜11生成物會強化するという用途がある。
こ1+らは無定形形1甜で、例えば朽5 [113℃か
ら820℃未/内猿での範囲の温度に加熱して什る0と
かでさる。このような無定形物品は更に尚い湿度チで加
熱して、密度2a−宣め、強くシ、2)1)つ岬定形相
と結晶性スピネル相との均一混合物に転化するか、ある
いは所望のル状、完全性及び透明性を保つfc 1まで
、全部結晶性スピネルに転化することができる。
本発明の耐火性物質または生成物は、高温、例、e[:
820oC1で、’E;+11400’C以上’!テ4
、好ましくは1000℃から1400’cまででの安定
性、あるいは耐火性が望ましいか、または必要とする場
合に、このような高温で、使用する特定の耐火物、及び
使用する長さ左右さfるが、一般に有効である。上記の
この工うな温度、すなわち1400’Oよりも高い温度
では、微細構造体は結晶生長が起こるような変化tなし
、かつ本発明の耐火性生成物は一般に、スピネルの大き
な微結晶への生シ程度に一致して、強さとたわみ性とを
失い始めること?指摘するべきである。結果とし1生じ
る変化は機械的牲質、′+!jに延反及びたわみ性に有
害である。
本発明の牛の物品を焼成するときに汀、可燃性及び有機
揮発性物質の発火は蛾けるべきである、そではこのよう
な発火が温度の急上昇をもたらすか、または揮発物の破
滅的な発生ケ引き起こして、不透明なもろい物質全生成
することになるからである。焼成金、例えば室温のよう
な低温で開始し、がつ速度を制御して温度を上げ、中間
程度の温度にして、この温度を、最終焼成温度に達する
ま一゛のある一定時間の間維持することによって、発火
を避けることができる。生の器物を一回の操作では完全
な焼成上しないことにするが、またはそnを成形した直
後、すなわちすぐには焼成しないこ汚染物質の捕集、及
び品質低下ま九はくっつきあい全防止するのに好ましく
、あるいは必要がもし汎ない。
水分及び有機物質を除去するためには、生の器物全晩成
するよりも、オートクレブの中で、不活性雰囲気(例え
ば窒素、ヘリウム、アルゴン)の中で、生の器物を30
000がら50 [1’Cまでで加熱して多孔性耐火物
を作ることができる。次にこt1全空気中で500 ’
Cに加熱して、炭素のような残留揮発物全除去すること
ができる。温度を上げて約900℃までにして、多孔性
耐火物全転化して、本質に炭素の全くないスピネルにす
ることができる。
本発明の物品に種々の特性を持たせることができる。組
成及び焼成する温度のいかんによって、透明、半透明ま
たは不透明にすることができる。
遷移金属含有量の高い組成物程、色が濃くなる傾向があ
る。また、物品を800℃よりも多少高い温度で焼成す
nば、組成物を主として微lト結晶形態に転化する傾向
がある(第6表を参照さまたい)。
得らjる微小結晶はX線回折で検出して5ooiと1 
oooXとの間であると推測さnる。
報告のX線データはピッカー(Picker ) X線
(ぎツカー社、クリープラント[C1evelaHa 
]、オハイオ州[OH]、米国)回折機器、816Aで
、有効フィルム直径14.32=a’に用いる粉末回折
カメラ(デバイ−シェラ−[Debye−8herre
r ] ) f使用し4Qkv、3Qmaで室温で得た
データである。代表的には、試料は粉末にした試料上、
波長1.54051の銅のにα放射線に0.5時間露出
し、カメラの中のフィルムの半分全ニッケルフィルター
で諸元した。微結晶の大きさをオンダストロームcX)
で示し、七むをX勝粉末回折線の広が9に基づいて推定
した平均の大きさである。
生の器及び焼成物品(例えば、線維、ビードなど)の両
方の示す透明度は、品質の均一性、大きな気孔のないこ
と、滑らかな表面特性、及び焼成物品に対しては小さい
微結晶の大きさの表示である。
本発明の物品は強度の増大と一致して、多孔性でなくな
ることを見い出した。この孔げき率がないことは、表面
積測定、及び光学顕微鏡で分かった。表面積の測定はク
オンタソル、II TM(Quanta80rb  )
、モデルsw −6、表面積測定計器(クオンタクロム
社(Quantachrome Corp、エシオセッ
ト(5yoeset )、ニューヨーク州[N、Y、]
、米国から購入することができる)を使用して、窒素吸
収技法で測定する。
先に指摘したように、セラミック繊維組成物に遷移金属
を配合すnば繊維を濃く着色する。このような配合で、
こnで作る構造体の熱放射率ケも増大する。この熱放射
率の制御は熟達へい、反射−維持、または断熱カーテン
、及び熱処理炉用、高温装置用の軽量の音響韮びに熱隔
離用、例えば加熱マントル及び熱カーテン、スペースシ
ャトル(5pacs 5huttle )のタイルなど
(米国特許第4.148.962号明細書参照)のよう
な熱制御構造体及び装置の設計及び開発で非常に有効で
ある。
本発明の耐火性生成物は、種々の適用に、焼成して得る
形態のままで単独で使用することができ、あるいは七n
らの物理的形態全変更して、例えば、細末にし、すなわ
ち粉砕して粉末にすることができ、あるいは製造したま
ま、または変更した形態で、七nらを他の物質、例えば
初会マトリックス物質と混合、またはこfでコーティン
グし、あるいはこnと接着することができる。
耐火性物品は、多孔性形態では、濾過及び吸着への適用
で、例えば高温の気体から固形物を除去する繍過剤とし
て、液体または気体の選択的な分離または分解のための
クロマトグラフ カラム充てん物として、触媒または触
媒相持体とし1有効である。
繊維形態のスピネル物品はしなやかで、Lye>も強く
、かつ耐久性、すなわち破壊抵抗性がある。
色及び(または)組成の異なる本発明の繊維7たに糸は
装飾的な意匠を施した織物の製造に一緒に使用すること
ができる。本発明の繊維または糸は、金属繊維、シリカ
繊維、炭素、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレ
ン(テフロンTM、 シュM ポア [Tef’lon  、 DuPont ] )
、またはガラス繊維のような他の物質の繊維と共によシ
合わせ、截り、または織υ混ぜることができ、かつ所望
によっては、フェルトに作ること、編むこと、及び組む
ことができる。このような織物では、一般に特性が、こ
nを作る繊維と同様であって、例えば、強度、たわみ性
、耐火性、及び化学並びに破壊抵抗が高い。内部着色を
しである耐火性繊維は、熱保護用衣服、室内装飾品、壁
の外根などのような装飾的織物に特に有効な適用がある
爵j火性繊維で製造する織9布は、壁の昇級の工うに、
種々の基体に対してしつかり接着させることができる。
例えば、このような布は、ジルコン、酸化アルミニウム
、リン酸塩、及びケイ酸塩のような適切な溶融ガラスま
たは耐火セメントで、アルミニウムまたは他の金属基体
に接着させることができ、かつ飛行機の内壁として使用
することができる。織り布(またはマット)もまたプラ
スチック、金属、またはセラミック積層品に組み合わせ
材とし1使用することができる。繊維はまた、このよう
な耐火セメント、並びにコロイドシリカを使用し接着し
て、断熱材または強化樹脂複合物用の断熱材または予遺
体として有効な、しなやかなセラミック紙またはマット
を作ることもできる。
本発明の耐火性スピネルはまたシリカ、ガラス、ケイ酸
アルミニウム、及び他の無機物質のようなセラミック仲
合物用の強化材としても使用することができ、このよう
な強化セラミックは塊、紙及び他の成形物品の形態で、
高湛環墳で使用する。
スピネルにはまた、熱の制御及保護装置で高放射率物質
としても用途がある。
本発明の耐火性生成物としての他の特に有効な適用は、
構造重合性、エラストマー性、金属性またはセラミック
性蝮合物、特に高温環境、または航空宇宙工業で、例え
ば溶発注適用で達し1と超高熱環境でさえも使用さnる
襟合物用の強化への適用である。機合物強化材として、
本発明の耐火性生成物は、繊維形態で(連伏形態または
短繊維形態のどちらかで)使用するのが好ましいし丁れ
ども、そのような目的には、他の特殊な形態、例えば微
小球、凝集体、粉末、フレークを使用することができる
。この:うに強化することのできるマトリックス物質に
は、先に挙げたテキスト「最新の楡合物物質」、及び「
強化プラスチック便覧(Hanal)ook  of 
 Re1nforcecl  Plastics  )
  j  、 x  ス・ニス・オリ−スキー(S、S
、O’1eesky )及びジエー・シー−モール(、
r、G、1iohr )著、ラインホルト出版社(Re
1nfol+i、 Pub、Co )、ニューヨーク(
NewYork )、米国、(1964年)に記載しで
あるような、上記のような板合物の製造に従来使用した
ものをすべて包含する。プラスチックは熱硬化性または
熱可塑性のどちらのタイプでもよい。使用することので
きる代表的なプラスチックには、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アセタール樹脂、ポリアクリレート、特に
メタアクリル酸メチル重合体、アミン樹脂、特に尿素−
ホルムアルデヒド、及びメラミン−ホルムアルデヒド、
アルキル、セルロジック、特にエチルセルロース、酢酸
セルロース、及ヒセルロースプロビオネート、過フン化
炭化水素、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル
芳香族樹脂、例えば、スチレン、ポリオレフィン樹脂、
特にポリエチレンなどを包含する。
本発明のスピネルはまた耐磨耗材、及び(またはン強化
作用材として(特に繊維とじ1、または粒子状形態で)
、ゴム、例えば天然ゴム、スチレン−フタジエンゴム(
SBR) 、アクリロニトリル−7” タシエンゴム(
NBR) 、及び例えば、乗用自動車ぼたはトラックの
タイヤ製造で使用するようなイ、オプシン(WRT )
 、のようなエラストマー性物質用にも使用することが
できる。
下記の実施例では、記載の粘度は環境温度で測定したブ
ルックフィールド(Brookfiθ1a)粘iである
。固形物の重量百分率のデータは、l々の濃厚加液の試
料を空気中で戟燥し、かつ約900’cから1DOO’
Cまでに焼成して求めた。繊維の化学組成の計算佃は、
繊維化出発物質を仕上げするときに使用する酸化物前駆
物質のJ?F焼試料の酸化物当量を基準にした。生の繊
維の焼成、及び面]火性繊維の更に高温までの焼成は、
すべて電気抵抗加熱炉で空気中で行った。
本発明の目的及び利点を更に下記の実施例で説明するが
、こnらの実施例に記載の個々の物質及びそnの量、並
びに他の条件及び詳細が本発明を不当に制限するものと
解釈するべきでない。特に規定しない限ム百分率はすべ
て重量百分率である。
実施例 下記の実施例全部についての代表的な操作は下記の通っ
である、アルミニウム塩の第−水M 液に得、あるいは
調製した。次に、シリカゾルを使用する場合には、こf
’l添加した。次に、必要な有機溶液を添加した。耐液
はすべて適切にかき混ぜた。
遷移金属塩の第二水溶液金調與し、かつ指定温度で使用
した。次に、第−及び第二の浴液を混合し、かつ…は濃
硝酸を添加して調整し、結果としてPIi約4.5の溶
液全書た。
この溶nk−基のマイクロメータ ミリボアTM(Mi
l’1ipore” ) (ミリポア社(uillip
ore corp、’:l、ベトフォードCBθdfO
rd〕、マサチュセッッ州[CIA] 、米国)薄膜濾
過器と直列のパルストン(Ba1ston ) AAカ
ートリッジ婚通過器パルストン社〔工nc、]、レキシ
ントy [Lexington ]、マサチュセツ、ン
州、米国)で、6.9 ×10’ Pa〜1.4 x 
1 D5Pa (10psig 〜20 psig )
のゲージ圧で加圧濾過した。認液は回転蒸発器で、外部
湯浴を使用し、so’a±2℃で、粘性の高い濃厚原液
を得らnるまで、数時間、減圧(水アスピレータ圧)下
で濃縮しtoそ釘の規定粘度は型式RVT粘度計(ブル
ックフィールドエンジニアリング ラボラトリ−社[B
rookfield EngineeringLavo
ratory 、工nc、]、ストウトン[Stoug
hton ]、マサチュセッッ州、牙国)で測定した。
舵、果として生成した礎厚J白液は約3.4 x 10
560大または40穴紡糸口金を通して押し出し加工し
、こt’L 勿紡糸口金よpも約1m〜2rrt(繊維
引き込み長さ6フイート〜6フイート)下の付性にある
巻き取りドラム(@径がそfぞn16cm(:、6=2
5インチ〕または64gI&〔25インチ〕)上に、巻
11速度約0.5 m /秒〜1m/秒(100フイー
ト/分〜2[)0フィート/分ンで巻き増った。繊維全
乾燥するときの補助に、加熱ランプを十分に使用した(
通常、繊維の延伸長さ1フイート当たりランプ−個)。
乾燥した繊維の試料を、巻き増りドラムに集めた束から
切り取って炉に入n1かつ指示しである速度及び温度で
、空気中で焼成した。試料を取ジ出す前に、炉を5分〜
60分間試料採増温度に維持した。
最初の試料三個は主としてスピネル相のある繊維の試料
である。
実施例1 アルミン酸ニッケル スピネル セラミック
繊維の製造 酢酸ニッケル四水和物(16,El、マセソンCMat
heson ]、コールマン・アンドペルCColem
an and Be11. ]、ノーウッド[Norw
ood]、オハイオ〔OR3、米国ンを50℃の水60
m1に溶解し、かつ濃硝酸10滴で酸性にした。この浴
液全、ホルモ酢酸アルミニウム(農法については、カー
ク・オス? −CKirk−○thmer ]、化学工
業百且事典CEncyclopeaia of Che
mical Technology)。
第3版、第2巻、第202ページ〜第204ページ、[
1978年〕参照)20g全70℃の湯80m1K溶解
した溶液に、室温で添加し、次に50重量/M量チのポ
リビニルピロリドン(PvPTMK30、GAF社[C
orp、J、ニューヨーク、ニューヨーク州、米国)4
.1m添加した。この浴液全一基のマイクロメーター 
ミリボア 盛過器(ミリポア社、ベトフォード、マサチ
ューセッツ州、米国)で、加圧掬過した( 6−9 X
 1 Q’ Pa〜1.4×105PPL(10pei
〜20psi])。この薊液ヲ回転蒸発器で、約96−
2 x 1D3Pa 〜99−6×1 [13Pa (
水銀柱29.5イン千)の減圧下で、約5時間、型式R
VTの粘度計(ブルックフィールド エンジニアリング
 ラボラド11−社、ストウトン、マサチューセッツ州
、米国)で測定して、粘度60 Pa’8 (6000
cps )の粘性の高いp厚掩液金得るまで濃縮した。
この濃厚原液全窒素圧(約5.A x I C15Pa
〜1.4x10’Pa[50psi 〜200cpi 
 〕 )下で、直径が7.6 ×10−5(5ミル)の
60穴紡糸ロ金金通して・押し出し加工して、繊維を生
成し、これt紡糸口金の下1−22m(4フイート)の
位置にある直径0.16mC6,25インチ)の巻ta
gドラムに0.56m/秒〜[]、666m9秒110
.5フイ一ト/分〜150フィート/分)の速度で巻き
取つノこ。こnを乾燥するためにζ″巻き11!2f)
繊維の通路に沿って加熱ランプ?配置した。
巻き耳ノリドラムに収集した束がらザ1った、上1;己
の乾燥繊維の試料五個を炉で、空気中で、そnぞrL 
6 n D ’C1700°G、800’C,900°
C及びip[][]’cで焼成した。炉温を約600°
Cまでにし、有機揮発物を4時間にわたって徐々に焼き
尽した。次に、試料を取り出す前に、炉温を試料焼成温
度に5分〜15分間維持した。繊維は、もつと高い焼成
温度でさえも色は緑色で、強く、透明で、しかもしなや
かであった。
得らt【た焼成繊維のX線分析では、約800°Cまで
で焼成した試料中にはη−アルミナが存在し、かつso
o’cty上で焼成した試料中には、アルミン酸ニッケ
ル(N1Ai204 )スピネルが存在することを示し
た。900℃以上で焼成した試料中では躯少量のL管化
ニッケル(Ni○ンを検出した。
こfらの試料の公称組成はA!zo368電量チ及びN
i032重量%であった。
こnらの繊維についての、成分組成、機椋的性質、外見
及び結晶構造のような資料の概略を第3表に要杓する。
実施例2 f合ニッケルー鉄アルミナ スピネルセラミ
ック繊維の製造 水100.iにアルミニウム クロルヒトロール(AJ
(OH)50J−2H20、レバイスケミカルカンパニ
ー、ディビジョン・オプーアーマ−・ファーマシューテ
カル、フェニックス、アリシナ[Reheis  Ch
emical  Company  、  Divis
ion  of  AAHmour Pharmace
utical、Phoenix 、 AZ 〕、米国)
2).3.1:溶解した室温の溶液に、下記の溶液三種
類、 酢酸ニッケル四水和物(マセンン、コールマン・アンド
 ペル、ノーウッド、オフ1イオ、米国ン12.5.1
50℃の水ioo*I/cm解した溶液、塩化第二鉄六
水和物(フッシャー サイエンティフィック カンパニ
ー、フェアローン、ニューシャーシー(Fisher 
5cientific Co、、Fairlawn。
N、、T、]、米国) 1 !l−5gを水50m1K
溶解した溶液、 PVP K −30の50チ(重量/重量)水溶液12
.0g、 全順次添加した。
実施例1に記載したように、得らfifc溶液を濾過し
、唾液を濃縮して粘度を10口Pa−8(100,00
D CF2 )にし、かつ濃淳原液は紡糸口金を押し通
して繊維にした。
得た繊維を乾燥した試料四個上、そnぞn500℃、6
60℃、800 ’O及び900℃で、炉の中で空気中
で焼成し、続いて実施例1に記載の技法を施した。X線
分析では、660°Cで焼成した繊維はη形態で実験式
が(A)、Ni、Fe)203の固溶体であって、アル
ミン酸ニッケル(NiAffl、O,)スピネル全少量
含有していた。800 ’C及び90口℃で焼成した繊
維は式が(N iFθ)AJ、04の混合スピネルであ
ることを示した。
こnらの繊維の公称組成はAノ20357重量%、Fe
12.22重量%、及びNi02)重量%であった。
下記の実施例では、他の酸化物相と共にスピネル相物質
を含有する繊維全記載する。
実施例6 アルミン酸ニッケル スピネル−アルミナ−
ボリアセラミック繊維の製造 第−沼液は塩基性酢酸アルミニウムにアブルー 7TM
(NiaproofTM)とシナ入手加能、ニアセット
 コーポレーション、ナイアガラ フォールス(N1a
cet Corp、 Niagara Falls )
、ニューヨーク州、米国、米国特許第3.795.52
4号明細書、実施例7、参照)の7.25重量%水溶液
101gで調製し、こnに乳酸(ジェー・ティ・ベーカ
ーカンパニー、フィリプスパーク、ニュニジャーシ−(
J−T、Baker  Co、、Ph1llips’b
urg、N、、T  )、 米国ン4.6gを添加した
第二溶液は、約70℃の水20==gに酢酸ニッケル四
水和物8.48 g全溶解して調製し、こnにホウ酸(
フィッシャー サイエンティフィック カンパニー、フ
ェアローン、ニューシャーシー、米国) 1.2 gを
添加した。
第−溶液及び第二溶液を合併し、がっN、N−ジメチル
ホルムアミド(マセンン、コールマンアンド ベル、ノ
ーウッド、オハイオ、米国)5gを添加し、得らnた溶
液の…は約4.5がら5までであった。
この溶液を濾過し、濾液を濃縮して粘度に25pa−s
 (23,000cps )にし、かつ上記の一般指図
に従って、40穴紡糸口金全通して引き延ばした。
得た繊維のかせ全下記の時間割りに従って焼成した、 36分間で室温から460°Cまで、54分間で4′5
0°Cから750℃まで、そして750℃に18分間保
持し、冷却して焼成時間割ν全完結する。
上記の焼成かせから取った試料を、下記の時間割りに従
って再焼成した、50分間で室温から850℃まで、4
5分間で850℃から9500Gまで。
750°G、850℃、及び950℃で試料を取り出し
て検査した。結果を第5表に示す。こnらの繊維の成分
酸化物の重量による公称組成は、Affl、0357重
量%、Ni、024重量%、920319重量%であっ
た。
実M flJ 4  アルミン酸ニッケルスピネル−ア
ルミナ−ざリアーシリカセラミック繊5碓っ製造 7.25重槍チの水性塩基性酢酸アルミニウム(実施例
3参照) 77.4 gの第−耐液に、乳酸7J、シリ
カゾル(ナル3 TM(NalcoT”) T Q 3
4 A、水性ゾルとしてシリカ34%、ナルコケミカル
カンパニー、オークプルツク、イリノイCNa1c。
Chemical Co、、 Oak Brook、 
IL ]、米国) 30.391及びN、N−ジメチル
ホルムアミド5gを迩轟に纒合しながら引き続いて添加
した。
第二溶液は約60℃の水3Qrnlに酢酸ニッケル四水
利物17.Vを溶解して製造した。得られた溶液を放冷
して40″CI/cし、かき混ぜながら第−纒液に敲加
し、侍らnた浴液の…は約4.5であった。
この浴液を一過し、濾液をab 、flN: して44
 Pa−3< 44,000 C1)S )i4(し、
かつ隋、卓原M I’i Far定の一般指図に従って
、引き抜き長ざが2.4 m (6フイート)ある30
穴紡糸口金を使用して、直径の大きな輪の上に引き延ば
して、4.奴坩にした。
傅られた繊維のかぜを下記の時間割υに従って炉でyx
:H,シた。
6時間で室温から460℃までにし、かつこの温度に1
.2時間保持し、1.8#間で460°Cから750℃
にし、この態度で0.6時間保持し、次に加熱を止めた
ばかシの炉の中で室ar1で放冷した。
このかぜから試料二個を取p1 もつと高い温度葦で焼
成した。一つの試料は1時間で室温から720℃まで、
かつ更に1.5時間で850°Cまで焼成し、次に85
0°Cに0.75時間保持し、かつ室温まで放冷した。
もう一つの試料は1.0時間から1.5時間までで室1
品から90θ℃まで焼成し、かつ900°Cに1時間保
持してから放冷した。
これら三個の試料の各を750’C,850°C及び9
00°Cまで焼成して検査した結果を第3表に件約する
この9つ維は成分?テ化吻の公称重址緬成が5i025
ON″IJT%、”2032) h’、 ffr%、及
びNiO24ljψカでめった。
実施例5 実施例5のr返維と1=fiろkではるるか
シリカ含有量の少なめアルミン酸ニッケル スピネル−アルミナ−ざリアーシリカ セラミック僚維の製造 7.25%の水性塩基性酢酸アルミニウム酢液(実施例
6参照) 167.2 、!i’の第−m液に、乳酸5
.1g、シリカゾル(ナルニ1034A、水性ソ9ルと
してシリカ54%、ナル;ケミ功ルカンパニー、オーク
プルツク、イリノイ、米国)11.3,9、及びN、N
−ジメチルホルムアミド5.0.9t−JMにかき混ぜ
ながら、引き続いて添加した。
第二溶液は約60゛Cの湯45m1に酢酸ニッケル四水
和物17gを溶解して調製した。イ4られたlイ液を放
冷して約40°Cにし、かっかき梶ぜながら第−M液に
添し、生じた溶液のpHは約5であった。
これを凋硝酸約3面で醒性してpHを4.5及で下けた
。この〜♀液をillダレ、ddl液全約4時間六カメ
して、z+、度kD42 Pa−8(42,000CT
)S )Kし、がつ(1□J厚原M、け所定の一般指図
に従って40穴勤糸口金を使用して、引き処はして’+
f+y維にした。生の4、維は轟量酸化物含有伍け33
小量%T、6った。
得られた繊維のかせは実施例4に記載したのと同様な時
間割りに従って焼成した。
・焼成試料を検食したが、結果全第6表で報告する。こ
の繊維の成分酸化物の組成は公称で、AJ20347重
量%、Ni024重景係、B20311重量係及びSi
○2)8N量係であった。
実N ?lJ 6  アルミン酸ニッケルスピネル−ア
ルミナ−シリカ繊維の製造 水60m1にホルモ酢酸アルミニウム37.4 、Vを
溶解した第一溶液(実施例1のときのようにして調製)
に75℃で乳酸6gを添加した。
第二溶液は室温で水20rnlに硝酸ニッケル六水和物
(マセソン、コールマン アンドベル、ノーウッド、オ
ノ・イオ、米国) 19.8 gを加えて′rA整し、
かつこれをシリカゾル(ルドツクスTMLS[Ludo
X′PIVILl、イー・アイ・シュホン・ド・ヌム−
A1 ウイルミントン、デーイー[E、1. duPo
ntde Nemours、 WiLmington、
 DE] 、米国) 14.6 gに添加した。この第
二浴/f、金、かき混ぜながら第−浴液に添加し、かつ
府らfした浴液を濾過し、粘W48 Pa−8(48,
000cps )まで伶縮し、かつ磯、1早原液を一般
指図に従って圧力6−9 x 1Q5Pa(100ps
i)の窒素中で60穴紡糸ロ金全便用して引さ廷ばして
横細にしt0生の繊維をかぜとして空気中で温度750
°Cで12時間にわたって焼成してから、炉の中で放冷
した。焼成したかぜから取った試料を温度860℃、9
00℃及び950℃に再焼成し、各を約1時間それぞれ
の・晶度に保持した。結果を第6表に要約する。これら
の繊維の成分酸化物の公称の重量組成はAノ、0゜55
重重量、5i022)重量%、N1024重弼−%7あ
った。
実施例7 アルミン酸ニッケルスピネル−アルミナ−ボ
リア−シリカセラミック喝、維の製造 7.25%の水性塩基酢酸アルミニウム(実施例4参照
) 29.8 gの溶液に適当にかき混ぜながら、引き
続いて乳酸3.5 g、シリカ・フル(ルドツクスT”
LSシュボン) 6.45 !yを塵垢し、謬硝絃1γ
閃で酸性にし、かつジメチルホルムアミド3.0 V 
k作加した。55°Cの湯2Qmlに酢阪ニッケル8.
48gを溶解した第二洛漱を放冷して40’Cにしてか
ら、かさ混せながら第一浴液に添加し、得られた浴液の
p)1は約4.5でめった。75′Cに加熱した脱イオ
ン水20dにホルモ酢酸アルミニウム16.8yを分散
させた第三溶液(実施例1でのようにして調製した)を
放冷して40°Cにし、かつ上記の溶液に添加した。−
が約4.5の最終の溶液を濾過し、かつ濾液を約6.5
時間濃縮して、粘度を25pa−8(75,000cp
S)にした。この6厚原液を一般指図に記載しであるよ
うにして、30穴紡糸口金全使用して、引き延ばして償
維にした。引き延ばして乾燥した償維は当計酸化物含有
+1セは68ff@%であった。
得られた・友維を最初は12時IM+にわたって室幅か
ら750°Cまで焼成し、次に6時間にわたって室温か
ら850°Cまで再焼成し、かつ最後に1時間で860
°Cから90口°C1でにし、更に1時間で951J 
’Cにした。
焼成した試f−+全便査した結果を第6衣に示した。
この試料の成分配化物の公称重量組成はAノ、0357
虚量%、B20* 4重用%、5iO315*@%及び
NiO24産量%であった。
実施例8 実施例2と実施例7との中間の組成のアルミ
ン酸ニッケルスピネル−アルミ ナ−シリカ−セラミック繊維の製造 ホルモ酢酸アルミニラ(実施例1のときのようにして製
造した) 22.4 gの溶液を脱イオン水40m1V
C分散させ、かつ75°Cと80°Cとの間まで加熱し
た。溶液を、かき混ぜながら、45℃まで冷却し、次に
、引き絖いて乳酸s、og、シリカ・フル(ルドツクス
Tlj、シュボン) 3.36 g、ジメチルホルムア
ミド3.0g、及び55°Cから60”′Cまでに加熱
した脱イオン水25m1!VC酢酸ニツケル47gを含
む浴液を庵加し、冷却して40℃(lこした。
浴液を?ツヤ過し、かつ、7βにして、粘度を26.o
o。
IPa・Sにし、かつ儂厚原液を、一般指図に促って、
窒’JL 6.9 x 105Pa (100psi 
)の中で、直径76μ(3ミル)の30穴の紡糸口金を
151・用して、速度44.5m1分(146フイ一ト
/分)で引き延ばして償維にした。生の憧mをかぜとし
て空気中で、6時間で460°Cまで加熱し、430°
Cに2時間保持し、次に1.8時間で750°Cまで加
熱し、0.6時間保持し、次に放冷して室温にした。
焼成したかぜから取った試料を0.5時間850°Cま
で焼成し、若干を取り出し、かつ残部を更に0.25時
間で900℃まで加熱した。結果を第6表に要約する。
これらの繊維の成分酸化物の公称重量組成はA7203
66重量%、5io2)0重量%、及びNio 24重
量%であった。
実施例9 実施例1の組成と実施例4の組成との中間の
組成の、アルミン醒ニッケルス ピネルーアルミナ−ボリアセラミック 機紐の製造 ホルモ酢酸アルミニウム(実施例1のようにして製造し
之) 7.53.9の浴液を脱イオン水20WLlに分
散させ、75°Cと80°Cとの闇まで加熱した。
浴液を50°Cまで冷却した仮に、これを塩基性酢酸ア
ルミニウムの7−25 N 漬%水溶液78.4 gに
添加し、この浴液に引き株いて乳酸3.5g、700C
から75゛Cまで加熱した脱イオン水2Qmlに酢酸ニ
ッケル四水和物8.48 、Fを俗解した浴液を添加し
、力)つ50.0°Cまで放冷した。ジメチルホルムア
ミド6.0gをかき混ぜながら添加した。このf&、後
の浴液は−が約4.5であった。
浴液を濾過し、かつ濃縮して粘度を43 Pa−8(4
3,000CpS )にし、かつ濃厚原液は一般の指図
に従って直径76μ(3ミル)の60穴紡糸ロ金を使用
し、窒素圧6.9 X i Q5Pa (100psi
)の下で、速度62.5m/分(205L/分)で引き
廷ばして繊維にした。生の繊維をかせとして空気中で1
2時間450°Cまで焼成し、450°Cに2.4時間
保持し、次に6.6時間で750°Cまで加熱し、1.
2時間保持し、次に室1品まで放冷した。
焼成したかぜから取った試料を1時間で700°Cまで
再焼成し、かつ引き統いて45分間で75000まで、
65分間で800°Cまで、更に30分間で850 ′
Cまで焼成した。試料若干を取り出し、かつ残部を更に
15分間で900°Cまで及び30分間で95 口0C
まで加熱した。結果を第6表に要約する。これらの繊維
の成分酸化物の公称のM搦組成はAノ20366重量%
、820310重量%及びNi024重量%であった。
実施例10 アルミン酸ニッケルスピネル−アルミナ−
シリカセラミック償維の製造 ホルモ酢酸アルミニウム(実施例1でのようにして製造
した) 19.36 gの浴液を75°Cと80°Cと
の間に加熱した脱イオン水6Qmlに分散させた。♀≠
液をかき混ぜながら40°Cまで冷却した後に、伏いて
乳Z7−Og、シリカゾル(ルドツクスLJ シュポン
)55.65g、ジメチルホルムアミド6.0 g、及
び約70℃に加熱した脱イオン水4 Q mlに酢酸ニ
ッケル12.72.4T’を溶解した1@液を引き続い
て冷加し、かつ冷却して40°CKした。
最終浴液は1)1jが4.5と5との間であった。
浴液を濾過し、かつ/虎縮してr占度を5 Q Pa−
8(50,000CpS )にし、かつv、□t 、L
l原液は一般指図に従って9素圧力10−4 x 10
” Pa (150psi)の下で曲径76μ(6ミル
)の30穴紡糸口金を使用して、速度30.5m/分(
10口し7分)で引き延ばして繊維にした。生の繊維を
かぜとして空気中で850°Cまで焼成した。結果を第
6表に要約する。これらの繊維の成分酸化物の公称の重
9組成はA120329虚量%、5i0253重1f%
及びNiO18重量%であった。
実施例11  Ni成が実施例5と実施例6と中間のア
ルミン酸ニッケルスピネル〜アル ミナ−ボリア−シリカセラミック1 維の製造 ホルモ酢酸(実施例でのようにして製造した)2)、=
1の溶液を、80°Cに加熱した脱イオン水50m1に
分散させ、40°Cまで冷却した後に、これを塩基性酢
酸アルミニウムの7.25%水f?′÷液59.5 g
に添加して、PHが6.5と4との間の浴液を製造した
。これに乳酸6.0g、50−CVLC+711 熱し
たノ況イオン水50rnlに酢酸ニッケル17.0gを
7.′z解して作ったrg曹夜、これを放耐して40”
CI’、l:i、たmVc’j ’) カテル(tル=
rTM 1 o34 A、、5t0234.6%)12
.361.及びゾメチルポルムアミ)’ 6.Ogを引
き続いて冷加した。最終浴液t/ipHが4・5と5と
の間であつ之、 m液を濾過し、かつ0縮して粘度62 Pa・S(62
,OQ Ocps )にし、かッ級厚原aU、一般用図
に従って直径が76μ(6ミル)の40穴紡糸口金全使
用し、蒙紫圧13.8 X 1 []5Pa (2CI
C1psl)ノ下で、速度60m/分(98フイ一ト/
分)で引き延ばして繊維にした。生の繊維をかぜとして
空気中で75000まで焼成し、かつ次に12時間にわ
たって放冷して室温にした。焼成かせから取った試料を
850℃まで再焼成し、試料若干を取り出しかつ残部は
更に950°Cまで加熱した、結果は第6表に要約する
。これらの・截維の成分酸化物の公称の重量組成ばAr
20352重量乳B20.471i量大、5i0220
重量チ、及びNiO24M′#弼であった。
本発明の禰々の一部変更及び変更は、蟲業者にとっては
本発明の範囲及び理念からはずれることなく明白になる
であろう、また本発明は本明細書に記載の例証となる実
施態様に不当に制限されるべきでないことは言うまでも
ない。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)成形物品は繊維、ビード、泡、フレーク、微小球
    、フィルム、または顆粒である、少なくとも一つの磁気
    によつて整列されない、微小結晶性の遷移金属酸化物ス
    ピネル相を特徴とする、非融解セラミック成形物品。
  2. (2)遷移金属酸化物スピネルは、式がM^1(M^2
    )_2O_4であり、式中、M^1は二価の遷移金属イ
    オンであり、かつM^2は三価の金属イオンである、特
    許請求の範囲第(1)項に記載の物品。
  3. (3)M^1はコバルト、鉄またはニッケルのうちの少
    なくとも一つであり、かつM^2にはアルミニウム、鉄
    またはクロムのうちの少なくとも一つである、特許請求
    の範囲第(2)項に記載の物品。
  4. (4)更に、少なくとも一種類の無機酸化物を包含する
    、特許請求の範囲第(1)項から第(3)項までのうち
    のいずれかの一項に記載の物品。
  5. (5)スピネル相が30重量%から100重量%までの
    範囲、及び少なくとも一種類の無機酸化物が70重量%
    から0重量%までの範囲から成る、特許請求の範囲第(
    4)項に記載の物品。
  6. (6)無機酸化物はアルミナ、ボリア、酸化リン、ベリ
    リア、ジルコニア、チタニア、またはスピネル相の形成
    あるいは完全性を妨けない他の金属酸化物のうちの少な
    くとも一つである、特許請求の範囲第(4)項及び第(
    5)項のうちのいずれかの一項に記載の物品。
  7. (7)Al_2O_3が20重量%から80重量%まで
    の範囲、SiO_2が0重量%から65重量%までの範
    囲、ボリアが0重量%から20重量%までの範囲、Ni
    Oが1重量%から45重量%までの範囲、及び金属がコ
    バルトあるいは鉄である遷移金属酸化物、あるいは遷移
    金属酸化物の配合物が1重量%から25重量%までの範
    囲から成る、特許請求の範囲第(1)項から第(6)項
    までのうちのいずれかの一項に記載の物品。
  8. (8)未焼成、あるいは焼成されており、かつ場合によ
    つては透明な特許請求の範囲第(1)項から第(7)項
    までのうちのいずれかの一項に記載の物品。
  9. (9)成形物品は織物、マットまたは詰め綿である特許
    請求の範囲第(1)項から第(8)項までのうちのいず
    れかの一項に記載の物品。
  10. (10)構造が重合性、エラストマー性、金属性または
    セラミック性の複合物である特許請求の範囲第(1)項
    から第(9)項までのうちのいずれかの一項に記載の物
    品。
  11. (11)成形物品の製造において、工程、 (a)可溶性の無機及び遷移金属の塩、酸化物、ゾル、
    分散性コロイド、またはこれらの混合物を含有する水性
    混合物を準備し、 (b)該混合物を濃縮して粘性の高い濃厚原液にし、 (c)得られる粘性の高い濃厚原液を成形して、所望の
    形態の物品にし、 (d)所望の形態にした物品を脱水でゲル化して、生の
    非耐火性成形物品を生成し、 該物品は少なくとも一種類の微小結晶性遷移金属酸化物
    スピネル相を包含するセラミック物品に転化させること
    ができ、 (e)場合によつては、該生の物品を500℃から82
    0℃未満までの温度範囲で熱処理して、無定形焼成物品
    を生成するか、あるいは (f)場合によつては、生の成形物品を820℃から1
    000℃までの温度範囲で加熱並びに焼成して耐火性物
    品を生成する、 ことを特徴とする方法。
  12. (12)特許請求の範囲第(1)項から第(9)項まで
    のうちのいずれかの一項に記載の少なくとも一種類の物
    品で強化を施した構造複合物。
JP61296487A 1985-12-13 1986-12-12 非融解セラミツク物品及びその製造方法 Pending JPS62143863A (ja)

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