JPS62275056A - Manufacture of high purity high strength cordierite sinteredbody - Google Patents

Manufacture of high purity high strength cordierite sinteredbody

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JPS62275056A
JPS62275056A JP61115964A JP11596486A JPS62275056A JP S62275056 A JPS62275056 A JP S62275056A JP 61115964 A JP61115964 A JP 61115964A JP 11596486 A JP11596486 A JP 11596486A JP S62275056 A JPS62275056 A JP S62275056A
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alkoxide
cordierite
solution
temperature
powder
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肇 齋藤
久男 鈴木
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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。
(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】 3、発明の詳細な説明 本発明は高純度高強度コーディエライト焼結体の製造法
に係り、特に強度等の特性に優れた、純粋なコーディエ
ライト焼結体を有利に製造する方法に関するものである
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention The present invention relates to a method for producing a high-purity, high-strength cordierite sintered body, and in particular, a pure cordierite sintered body with excellent properties such as strength. The present invention relates to a method for advantageously manufacturing.

(従来技術とその問題点) 従来から、コーディエライト磁器は、コーディエライト
 (2Mg02Alzox5sioz)を中心とした組
成範囲にあり、熱膨張係数が1〜3 X 10−’/”
Cと小さく、冷熱温度差が250〜280℃と大きいた
めに耐熱衝撃性を備え、そして曲げ強度は7〜9kg/
mm”であるところから、エンジニアセラミックスとし
て、例えば耐酸ポンプ、冷熱槽等に広く使用されている
(Prior art and its problems) Cordierite porcelain has traditionally had a composition centered around cordierite (2Mg02Alzox5sioz), and a thermal expansion coefficient of 1 to 3 x 10-'/''
It has a small temperature difference of 250 to 280 degrees Celsius, so it has thermal shock resistance, and its bending strength is 7 to 9 kg/
mm'', it is widely used as engineered ceramics, for example in acid-resistant pumps, cold tanks, etc.

ところで、このようなコーディエライトセラミノクスは
、通常、天然に産出する滑石と粘土の混合物を原料とし
、そしてこの原料に、コーディエライト組成に近づける
ために、アルミナ(A1203)を添加して焼成するこ
とにより製造されている。しかしながら、この従来の製
造法にあっては、液相を生成して焼結が進行するものの
、その量は約40%であり、少しの温度上昇によっても
多量の液相を生成して、緻密な磁器を生成せしめること
は困難であり、しかも焼成温度範囲が狭く、その焼成管
理が困難である等の問題が内在していた。
By the way, such cordierite ceraminox is usually made from a mixture of naturally occurring talc and clay, and in order to approximate the composition of cordierite, alumina (A1203) is added to this raw material and then fired. It is manufactured by However, in this conventional manufacturing method, although a liquid phase is generated and sintering progresses, the amount is approximately 40%, and even a small temperature rise generates a large amount of liquid phase, resulting in a dense structure. It is difficult to produce fine porcelain, and the firing temperature range is narrow, making it difficult to manage the firing.

このため、従来にあっては、生じる液相の粘性を調節し
て焼成温度範囲を広げるために、長石を3〜10%程度
添加するようにしているが、それによる余分の成分の存
在により、得られる磁器に対して、その熱的、機械的、
電気的性質に悪影響を及ぼしているのである。
For this reason, in the past, 3 to 10% of feldspar was added in order to adjust the viscosity of the resulting liquid phase and widen the firing temperature range, but due to the presence of this extra component, The thermal, mechanical,
This has a negative effect on electrical properties.

(解決手段) ここにおいて、本発明は、上記のコーディエライト磁器
(焼結体)における従来の問題を解決するために為され
たものであって、その特徴とするところは、(a)マグ
ネシウムアルコキシドとアルミニウムアルコキシドとを
アルコール?容媒中で反応させて、ダブルアルコキシド
溶液を調製する工程と、(b)シリコンアルコキシドを
10−2〜1モル/lの濃度を含むアルコール溶液中に
、塩酸を10−1〜1O−2モル/lの濃度で添加して
、かかるシリコンアルコキシドを部分的に加水分解した
部分加水弁解溶液を調製する工程と、(c)上記工程で
得られたダブルアルコキシド溶液と部分加水分解溶液と
を混合し、その混合溶液に多量の水を加えて加水分解と
重合反応を行なわしめ、得られたコーディエライト組成
のゲルを乾燥することにより、非晶質粉体を製造する工
程と、(d)かかる非晶質の乾燥コーディエライト組成
粉体を900℃以下の温度で仮焼して、残留有機物、水
分等を除去した後、所望の成形を行ない、得られた成形
体を1350℃以下の温度で焼結せしめる工程とを含む
ように、構成したのである。
(Solution Means) Here, the present invention was made to solve the conventional problems in the above-mentioned cordierite porcelain (sintered body), and its characteristics are as follows: (a) Magnesium Alcohol with alkoxide and aluminum alkoxide? (b) reacting in a medium to prepare a double alkoxide solution; (b) adding 10-1 to 1 O-2 mol of hydrochloric acid to an alcoholic solution containing silicon alkoxide at a concentration of 10-2 to 1 mol/l; (c) mixing the double alkoxide solution obtained in the above step and the partially hydrolyzed solution; (d) producing an amorphous powder by adding a large amount of water to the mixed solution to carry out hydrolysis and polymerization reactions, and drying the resulting gel having a cordierite composition; After calcining the amorphous dry cordierite composition powder at a temperature of 900°C or lower to remove residual organic matter, moisture, etc., the desired molding is performed, and the obtained molded body is heated at a temperature of 1350°C or lower. The structure was designed to include a step of sintering.

ところで、本発明にあっては、先ず、純粋で均質な易焼
結性コーディエライト組成の微粉体を製造するために、
マグネシウムとアルミニウムのアルコキシドのダブルソ
ルトのアルコール溶液ト、シリコンアルコキシドを部分
的加水分解したアルコール溶液とを混合した後、充分な
水を加えて加水分解と重合を行ない、そしてその得られ
たゲルを乾燥させることにより、目的とする微粉体を生
成せしめるようにしたものであるが、このような純粋で
均質なコーディエライト組成の微粉体を製造するには次
の条件が必要であることが、本発明者等の研究によって
明らかとなったのである。
By the way, in the present invention, first, in order to produce a pure and homogeneous fine powder having an easily sinterable cordierite composition,
After mixing an alcohol solution of double salt of magnesium and aluminum alkoxide with an alcohol solution of partially hydrolyzed silicon alkoxide, add sufficient water to perform hydrolysis and polymerization, and dry the resulting gel. However, in order to produce such a pure and homogeneous cordierite composition fine powder, the following conditions are necessary. This was discovered through research by the inventors.

すなわち、マグネシウム、アルミニウム並びにケイ素の
各アルコキシドを同時にアルコールに加えて、常温又は
加熱下に混合した溶液に、水を加えて析出せしめた組成
物のゲルを、乾燥して得られた粉体は、1000℃以上
の仮焼においては、XL%的にα−コーディエライト、
スピネル並びに未知相の結晶が生成し、コーディエライ
ト単味組成の均質微粉体とはなっておらず、後述のよう
に、このような粉体からは、高強度の焼結体が得られな
いことが判明したのである。この理由は、マグネシウム
及びアルミニウムの各アルコキシドの加水分解速度に比
して、ケイ素のアルコキシドの加水分解速度が、同一条
件下では、非常に遅いためであるからである。
That is, a powder obtained by drying a gel of a composition in which magnesium, aluminum, and silicon alkoxides are simultaneously added to alcohol and mixed at room temperature or under heating, and water is added to precipitate the powder. In calcination at 1000℃ or higher, α-cordierite,
Spinel and crystals of an unknown phase are formed, and a homogeneous fine powder with a single composition of cordierite is not obtained.As will be explained later, a high-strength sintered body cannot be obtained from such powder. It turned out that. The reason for this is that the hydrolysis rate of silicon alkoxide is much slower under the same conditions than the hydrolysis rate of magnesium and aluminum alkoxides.

それ故に、かかる均質なコーディエライト組成の微粉体
を得るには、先ず、ケイ素のアルコキシドが10−”〜
1モル/lの濃度で存在するアルコール溶液を調製する
一方、加水分解促進剤として塩酸が10−1〜10−3
モル/lの濃度で存在する条件下において、好ましくは
室温から溶媒の沸点までの温度範囲内において加熱せし
め、また不活性ガス若しくは大気雰囲気中において反応
を進行せしめることにより、かかるケイ素のアルコキシ
ドを予め一部加水分解した後、別途に調製されたマグネ
シウムとアルミニウムのアルコキシドのアルコール溶液
、換言すればマグネシウムアルコキシドとアルミニウム
アルコキシドとをアルコール溶媒中で反応させて得られ
るダブルアルコキシド溶液を加えて、混合した後、その
混合液に水を加えることにより、ゲル状沈澱物を生成せ
しめ、そしてこの沈澱物ゲルを乾燥して、目的とする微
粉体を得るようにしたのである。
Therefore, in order to obtain a fine powder having such a homogeneous cordierite composition, first, silicon alkoxide is
An alcohol solution is prepared which is present at a concentration of 1 mol/l, while hydrochloric acid is present at a concentration of 10-1 to 10-3 as a hydrolysis accelerator.
Such alkoxides of silicon can be prepared beforehand by heating in the temperature range preferably from room temperature to the boiling point of the solvent and allowing the reaction to proceed in an inert gas or atmospheric atmosphere under conditions where the silicon alkoxide is present at a concentration of mol/l. After partial hydrolysis, a separately prepared alcoholic solution of magnesium and aluminum alkoxides, in other words, a double alkoxide solution obtained by reacting magnesium alkoxide and aluminum alkoxide in an alcoholic solvent, is added and mixed. By adding water to the mixed solution, a gel-like precipitate was generated, and this precipitate gel was dried to obtain the desired fine powder.

そして、このようにして得られた微粉体を熱処理するこ
とにより、X線的にα−コーディエライト単相からなり
、均質なコーディエライト微粉体が得られ、そしてこの
微粉体の焼結体は高強度のものとなることが、本発明者
等の検討によって明らかとなったのである。
By heat-treating the fine powder obtained in this way, a homogeneous cordierite fine powder consisting of a single phase of α-cordierite as seen by X-rays is obtained, and a sintered body of this fine powder is obtained. It has become clear through studies by the present inventors that this material has high strength.

なお、本発明者等の研究の結果から、部分的加水分解に
際して、溶液中のケイ素のアルコキシド濃度と塩酸の濃
度が上記の条件を外れる場合にあっては、α−コーディ
エライト単相の仮焼物は得られず、焼結体の強度も低い
ことが、明らかとなった。そして、前記したように、三
種類のアルコキシド溶液を同時に混合した時は、ケイ素
のアルコキシドと他のアルコキシドの加水分解速度の差
が粉体組成の不均質の原因となるのであり、また本発明
に従ってケイ素のアルコキシドの部分的加水分解溶液を
用いる時には、その濃度が濃い場合においては、加水分
解と共に重合反応が進んでゲル化し、その溶液は不均質
となるのであり、更に生成ゲルも不均質となる一方、そ
の濃度が薄過ぎると、収率が低下するようになるのであ
る。また、添加される塩酸の濃度が高過ぎると、加水分
解速度が大となり過ぎ、重合反応が促進されて、不均質
となる問題が惹起され、逆に低過ぎると、加水分解が充
分でない等の問題を惹起することが、明らかとなったの
である。
Furthermore, from the results of the research conducted by the present inventors, it has been found that when the silicon alkoxide concentration and the hydrochloric acid concentration in the solution deviate from the above conditions during partial hydrolysis, α-cordierite single-phase hypothetical It became clear that a sintered product could not be obtained and the strength of the sintered body was low. As mentioned above, when three types of alkoxide solutions are mixed at the same time, the difference in the hydrolysis rate between silicon alkoxide and other alkoxides causes non-uniformity of the powder composition, and according to the present invention, When using a partially hydrolyzed solution of a silicon alkoxide, if the concentration is high, the polymerization reaction will proceed along with the hydrolysis, resulting in gelation, and the solution will become heterogeneous, and the resulting gel will also be heterogeneous. On the other hand, if the concentration is too low, the yield will decrease. In addition, if the concentration of hydrochloric acid added is too high, the hydrolysis rate will be too high, promoting the polymerization reaction and causing problems such as non-uniformity; It became clear that this was causing problems.

また、本発明において、ダブルアルコキシド溶液を調製
するために用いられるマグネシウムやアルミニウムのア
ルコキシドや、予め部分的に加水分解されるシリコン(
ケイ素)のアルコキシドとしては、公知の各種のアルコ
キシドが用いられることとなるが、−iに、メタノール
、エタノール、プロパツール、イソプロパツール、ブタ
ノール等の脂肪族アルコール、特に低級脂肪族アルコー
ルのグループが導入されたアルコキシドが、好適に用い
られることとなる。また、これらアルコキシドを溶解す
るアルコールとしても、メタノール、エタノール、プロ
パツール、ブタノール等の脂肪族アルコール、特に低級
脂肪族アルコールが、好適に用いられるのである。
In addition, in the present invention, magnesium and aluminum alkoxides used to prepare the double alkoxide solution, and silicon that is partially hydrolyzed in advance (
Various known alkoxides can be used as the alkoxide of silicon (silicon), but -i may include aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propatool, isopropanol, and butanol, especially lower aliphatic alcohol groups. The introduced alkoxide will be suitably used. Further, as the alcohol for dissolving these alkoxides, aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propatool, butanol, and especially lower aliphatic alcohols are preferably used.

次いで、このようにして得られた粉体ゲルには水及びア
ルコール等の有機物が含有されるものであるところから
、目的とする高強度のコーディエライト焼結体を得るに
は、その焼結前に仮焼して、それらを取り除く必要があ
る。本発明者等の研究により、そのような水、有機物等
を、粉体ゲル(乾燥コーディエライト組成粉体)から該
粉体ゲルを結晶化させることなく取り除くには、900
℃を越えない温度下において、好ましくは800℃を越
えない温度下において仮焼を行なう必要があることが明
らかとなった。
Next, since the powder gel obtained in this way contains organic substances such as water and alcohol, the sintering process is necessary to obtain the desired high-strength cordierite sintered body. It is necessary to remove them by calcination beforehand. According to research conducted by the present inventors, in order to remove such water, organic matter, etc. from a powder gel (dried cordierite composition powder) without crystallizing the powder gel, 900
It has become clear that it is necessary to carry out the calcination at a temperature not exceeding 800°C, preferably at a temperature not exceeding 800°C.

なお、かかる仮焼温度が余りにも高くなり過ぎると、粉
体はゲルから結晶化し、そのために後で焼結を行なった
時に充分緻密な焼結体を得ることが困難となるのであり
、また粉体の比表面積が小さくなって、同様に焼結性に
悪影客をもたらすようになるのである。また、この仮焼
温度が余りにも低くなり過ぎると、水や有機物の除去に
畏時間を要するようになるところから、一般に、その下
限温度としては700℃程度である。そして、このよう
な温度範囲において、所定時間の間仮焼操作が施される
のであるが、本発明にあっては、一般に、800℃×1
2時間の仮焼条件を目安として、それぞれの場合におけ
る温度及び時間が決定されることとなる。
Note that if the calcination temperature is too high, the powder will crystallize from the gel, making it difficult to obtain a sufficiently dense sintered body when sintering is performed later. The specific surface area of the body becomes smaller, which also has a negative effect on sinterability. Furthermore, if the calcination temperature is too low, it will take a long time to remove water and organic matter, so the lower limit temperature is generally about 700°C. Calcination is then carried out in such a temperature range for a predetermined period of time, but in the present invention, generally, 800°C
The temperature and time in each case will be determined using the 2-hour calcination condition as a guide.

そして、かくして得られた比表面積の大きな仮焼粉体に
は、これを、公知の手法に従って、目的とする焼結体形
状に応じて、所望の形状に成形した後、その成形体を焼
結せしめる操作が施されることとなるが、このようにし
て得られるコーディエライト焼結体の曲げ強度は、本発
明者等の検討の結果、焼結温度が1300℃で最大とな
ることが判明した。その理由は、よ/)低温では緻密化
が充分でなく、またより高温では結晶粒成長が極端に大
きくなり、そのために焼結体の強度が急激に低下するか
らである。従って、本発明にあっては、前記乾燥コーデ
ィエライト組成粉体の仮焼物から得られる成形体の焼結
は、結晶成長の著しくない1350℃以下、好ましくは
1330℃以下の温度で実施され、またその焼結温度の
下限としては、一般に、1200℃程度の温度が採用さ
れることとなる。
The thus obtained calcined powder with a large specific surface area is then molded into a desired shape according to the desired shape of the sintered body according to a known method, and then the molded body is sintered. The bending strength of the cordierite sintered body thus obtained was found to be maximum at a sintering temperature of 1300°C, as a result of studies by the inventors. did. The reason for this is that densification is not sufficient at low temperatures, and grain growth becomes extremely large at higher temperatures, resulting in a rapid decrease in the strength of the sintered body. Therefore, in the present invention, the sintering of the molded body obtained from the calcined product of the dried cordierite composition powder is carried out at a temperature of 1350° C. or lower, preferably 1330° C. or lower, where crystal growth is not significant. Further, the lower limit of the sintering temperature is generally about 1200°C.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明手法に従えば、
従来の天然原料を用いたコーディエライト磁器よりも、
蟲かに純粋なコーディエライト磁器を比較的低温で生成
させることのできる、コーディエライト組成の微粉体を
有利に得ることが出来るのであり、またこのような微粉
体を用いて得られるコーディエライト焼結体は、耐熱性
、低熱膨張性、耐熱衝撃抵抗性、高強度を保証し得るも
のであり、そこに、本発明の大きな工業的意義が存する
のである。
(Effect of the invention) As is clear from the above explanation, if the method of the present invention is followed,
Compared to conventional cordierite porcelain made from natural raw materials,
It is possible to advantageously obtain a fine powder with a cordierite composition that allows pure cordierite porcelain to be produced at a relatively low temperature. The light sintered body can guarantee heat resistance, low thermal expansion, thermal shock resistance, and high strength, and this is where the great industrial significance of the present invention lies.

(実施例) 以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に
具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのよ
うな実施例の記載によって何等の制約を受けるものでな
いことは、言うまでもないところである。
(Examples) Below, some examples of the present invention will be shown to clarify the present invention more specifically, but the present invention is not limited in any way by the description of such examples. It goes without saying that it is nothing.

また、本発明には、以下の実施例の他にも、更に上記の
具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りに
おいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、
改良等を加え得るものであることが理解されるべきであ
る。
In addition to the following examples and the above-mentioned specific description, the present invention includes various changes, modifications, and changes based on the knowledge of those skilled in the art, as long as they do not depart from the spirit of the present invention.
It should be understood that improvements and the like may be made.

実施例 1 反応原料であるシリコンアルコキシド、マグネシウムア
ルコキシド、及びアルミニウムアルコキシドとして、そ
れぞれ、ケイ酸エチル(Si(OCzHs)4) 、マ
グネシウムエトキシド(Mg(o CzHs)z 〕及
びアルミニウムイソプロポキシドA!! (OCR(C
H3)2 )3を用いた。これらアルコキシドの内、ケ
イ酸エチルの部分的な加水分解は、エタノール溶媒中に
おいて、ケイ酸エチルの濃度が1モル/l、塩酸の濃度
が10−”モル/lの条件下で、大気中において70℃
の温度で50時間還流することにより、行なった。一方
、マグネシウムエトキシドとアルミニウムイソプロポキ
シドを、イソブチルアルコール溶媒を用いて、90℃の
温度の還流下において12時間反応させることにより、
ダブルアルコキシド溶液を調製した。
Example 1 Ethyl silicate (Si(OCzHs)4), magnesium ethoxide (Mg(o CzHs)z) and aluminum isopropoxide A!! were used as reaction raw materials silicon alkoxide, magnesium alkoxide, and aluminum alkoxide, respectively. (OCR(C
H3)2)3 was used. Among these alkoxides, partial hydrolysis of ethyl silicate can be carried out in an ethanol solvent at a concentration of 1 mol/l of ethyl silicate and a concentration of 10-'' mol/l of hydrochloric acid in the atmosphere. 70℃
This was done by refluxing at a temperature of 50 hours. On the other hand, by reacting magnesium ethoxide and aluminum isopropoxide using an isobutyl alcohol solvent under reflux at a temperature of 90 ° C. for 12 hours,
A double alkoxide solution was prepared.

次いで、かくして得られた二種の溶液、即ち部分的に加
水分解したケイ酸エチル溶液とダブルアルコキシド溶液
とをコーディエライト理論組成になるように混合せしめ
、そしてその混合溶液を3時間熟成した後、全アルコキ
シドの加水分解に必要な水の量販上である、アルコキシ
ドに対して20倍モル比の水を加えて、完全に加水分解
せしめ、そして溶媒を蒸発させて乾燥させることにより
、非晶質の微粉体を得た。さらにその後、かかる微粉体
を800′Cの温度で12時間仮焼し、その仮焼物を、
常法に従って、3ton/cm”の圧力下で、目的とす
るコーディエライト焼結体の形状に対応した所定形状の
成形体に成形せしめ、そしてその成形体を1300℃の
温度で2時間焼結することにより、略理論密度のコーデ
ィエライト焼結体を得た。
Next, the two solutions thus obtained, namely the partially hydrolyzed ethyl silicate solution and the double alkoxide solution, were mixed to give the theoretical composition of cordierite, and the mixed solution was aged for 3 hours. , by adding commercially available water at a 20-fold molar ratio to the alkoxide to completely hydrolyze the water required for hydrolysis of all alkoxides, and then drying by evaporating the solvent, amorphous A fine powder was obtained. Furthermore, the fine powder was calcined at a temperature of 800'C for 12 hours, and the calcined product was
According to a conventional method, the molded body was molded under a pressure of 3 ton/cm into a predetermined shape corresponding to the shape of the desired cordierite sintered body, and the molded body was sintered at a temperature of 1300°C for 2 hours. As a result, a cordierite sintered body having approximately theoretical density was obtained.

かくして得られた焼結体の熱膨張係数は、10〜15 
X 10−’/’C1耐熱衝撃性ΔT、、、=400〜
700℃、ヤング率ニア0〜85GPa、曲げ強度(4
点曲げテスト): 90〜110MPa、破壊靭性値:
 3 M pJ / m””であった。
The coefficient of thermal expansion of the sintered body thus obtained is 10 to 15.
X 10-'/'C1 thermal shock resistance ΔT,,,=400~
700℃, Young's modulus near 0-85GPa, bending strength (4
Point bending test): 90-110MPa, fracture toughness value:
3 M pJ/m"".

実施例 2 実施例1と同様にしてコーディエライト焼結体を製造す
るに際して、ケイ酸エチルの部分加水分解条件を、下記
第1表の如く種々異ならしめ、即ち添加される塩酸濃度
やエタノール中のアルコキシド(ケイ酸エチル)濃度を
種々変えた実験を繰り返し、各種の非晶質粉体(ゲル)
を製造した。
Example 2 When producing a cordierite sintered body in the same manner as in Example 1, the conditions for partial hydrolysis of ethyl silicate were varied as shown in Table 1 below. By repeating experiments with various alkoxide (ethyl silicate) concentrations, various amorphous powders (gels) were obtained.
was manufactured.

なお、これら各粉体を1000℃の温度で仮焼して結晶
化したものは、全てX線的にα−コーディエライトのみ
の単相で均質であった。
It should be noted that all of the powders obtained by calcining and crystallizing these powders at a temperature of 1000° C. were homogeneous with a single phase of α-cordierite based on X-rays.

次いで、このようにして得られた各種の粉体を、それぞ
れ80゛0℃×12時間仮焼せしめた後、その仮焼物を
所望の形状に成形し、そしてその得られた成形体を13
00℃の温度で2時間焼結することにより、目的とする
コーディエライト焼結体を得た。また、得られた各焼結
体の曲げ強度(4点曲げテスト)を測定し、その結果を
下記第1表に示したが、何れも優れた曲げ強度を有する
ものであった。
Next, each of the various powders obtained in this way was calcined at 80°C for 12 hours, and then the calcined product was molded into a desired shape, and the resulting molded body was heated at 80°C for 12 hours.
The desired cordierite sintered body was obtained by sintering at a temperature of 00°C for 2 hours. Furthermore, the bending strength (four-point bending test) of each of the obtained sintered bodies was measured, and the results are shown in Table 1 below, and all had excellent bending strength.

第  1  表 箪2茅 なお、比較のために、下記第2表に示される加水分解条
件(塩酸濃度、アルコキシド濃度)において、ケイ酸エ
チルの部分加水分解を行ない、それを用いて、各種の乾
燥コーディエライトm成粉体を実施例1と同様にして製
造した。
For comparison, ethyl silicate was partially hydrolyzed under the hydrolysis conditions (hydrochloric acid concentration, alkoxide concentration) shown in Table 2 below, and this was used to perform various drying methods. Cordierite M powder was produced in the same manner as in Example 1.

このようにして得られた各粉体を1000℃の温度で仮
焼したものは、何れも、X線的にα−コーディエライト
、スピネル、その他複雑なケイ酸塩と推定される結晶を
含有し、不均質な結晶の混合物であった。また、かかる
各粉体を、800℃×12時間の条件下に仮焼し、その
仮焼物を用いて所望の形状に成形された成形体を、13
00℃で2時間焼結したものは、全て亀裂が入り、強度
測定が出来ない程の低強度のものであった。
Each of the powders obtained in this way was calcined at a temperature of 1000°C, and all of them contained crystals estimated to be α-cordierite, spinel, and other complex silicates based on X-ray analysis. However, it was a mixture of heterogeneous crystals. Each of the powders was calcined at 800°C for 12 hours, and the calcined product was used to form a molded body into a desired shape.
All of the samples sintered at 00°C for 2 hours had cracks and had such low strength that it was impossible to measure their strength.

? 室協4FAI   ’? 天/l01711  +) 仮焼条件(温度及び時間)若しくは焼結条件(温度及び
時間)を下表の如く種々変化せしめること以外は、実施
例1と同様にして、所定形状のコーディエライト焼結体
を製造した。そして、その得られたコーディエライト焼
結体の曲げ強度(4点曲げテスト)を測定し、その結果
を、仮焼条件及び焼結条件等と共に、下記第3表及び第
4表にそれぞれ示した。
? Room 4FAI'? Ten/l01711 +) Cordierite sintered in a predetermined shape in the same manner as in Example 1, except that the calcination conditions (temperature and time) or sintering conditions (temperature and time) were varied as shown in the table below. manufactured a body. Then, the bending strength (4-point bending test) of the obtained cordierite sintered body was measured, and the results are shown in Tables 3 and 4 below, respectively, along with the calcination conditions and sintering conditions. Ta.

これら第3表及び第4表の結果より明らかなように、仮
焼温度が900℃を越えたり、また焼結温度が1400
℃にもなると、コーディエライト以外の結晶相が現われ
る等して、焼結体の曲げ強度が著しく低下することが理
解されるのである。
As is clear from the results in Tables 3 and 4, the calcination temperature exceeds 900°C, and the sintering temperature exceeds 1400°C.
It is understood that when the temperature reaches ℃, crystal phases other than cordierite appear, and the bending strength of the sintered body decreases significantly.

ゝ\ゝ\

Claims (1)

【特許請求の範囲】  マグネシウムアルコキシドとアルミニウムアルコキシ
ドとをアルコール溶媒中で反応させて、ダブルアルコキ
シド溶液を調製する工程と、 シリコンアルコキシドを10^−^2〜1モル/lの濃
度で含むアルコール溶液中に、塩酸を10^−^1〜1
0^−^3モル/lの濃度で添加して、かかるシリコン
アルコキシドを部分的に加水分解した部分加水分解溶液
を調製する工程と、 上記工程で得られたダブルアルコキシド溶液と部分加水
分解溶液とを混合し、その混合溶液に多量の水を加えて
加水分解と重合反応を行なわしめ、得られたコーディエ
ライト組成のゲルを乾燥することにより、非晶質粉体を
製造する工程と、かかる非晶質の乾燥コーディエライト
組成粉体を900℃以下の温度で仮焼して、残留有機物
、水分等を除去した後、所望の成形を行ない、得られた
成形体を1350℃以下の温度で焼結せしめる工程とを
、 含むことを特徴とする高純度高強度コーディエライト焼
結体の製造法。
[Claims] A step of preparing a double alkoxide solution by reacting magnesium alkoxide and aluminum alkoxide in an alcoholic solvent, and an alcoholic solution containing silicon alkoxide at a concentration of 10^-^2 to 1 mol/l. Add hydrochloric acid to 10^-^1~1
A step of preparing a partially hydrolyzed solution in which the silicon alkoxide is partially hydrolyzed by adding it at a concentration of 0^-^3 mol/l, and a double alkoxide solution and a partially hydrolyzed solution obtained in the above step. and adding a large amount of water to the mixed solution to carry out hydrolysis and polymerization reactions, and drying the resulting cordierite composition gel to produce an amorphous powder; After calcining the amorphous dry cordierite composition powder at a temperature of 900°C or lower to remove residual organic matter, moisture, etc., the desired molding is performed, and the obtained molded body is heated at a temperature of 1350°C or lower. A method for producing a high-purity, high-strength cordierite sintered body, comprising the steps of:
JP61115964A 1986-05-20 1986-05-20 Manufacture of high purity high strength cordierite sinteredbody Granted JPS62275056A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63159252A (en) * 1986-09-24 1988-07-02 ユニオン、カーバイト、コーポレーション Cordierite composition and manufacture

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