JPS6230150B2 - - Google Patents
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- JPS6230150B2 JPS6230150B2 JP58048577A JP4857783A JPS6230150B2 JP S6230150 B2 JPS6230150 B2 JP S6230150B2 JP 58048577 A JP58048577 A JP 58048577A JP 4857783 A JP4857783 A JP 4857783A JP S6230150 B2 JPS6230150 B2 JP S6230150B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は、新規でち密なコーデイエライト質−
窒化ケイ素系焼結体から成る赤外線放射媒体に関
するものである。 コーデイエライトは低膨張性で耐熱衝撃性の優
れた材料として、また窒化ケイ素も熱膨張が小さ
く、耐熱衝撃性の大きい共有結合性を示す材料と
して知られている。 本発明者らは、この両者の長所を兼備した新ら
しい材料を開発するために種々研究を重ね、先
に、コーデイエライト又はムライト質コーデイエ
ライトと窒化ケイ素から成る耐熱衝撃性、耐食性
セラミツクス材料を得ることに成功したが(特開
昭58−32063号公報)、さらに研究を進めた結果、
焼成条件を選択することにより、意外にも、従来
のものよりもはるかにち密で、しかも黒体に近い
赤外線放射を行う材料が得られることを見出し
た。 すなわち、本発明は、コーデイエライト又はム
ライト質コーデイエライト50〜95重量%と窒化ケ
イ素50〜5重量%との混合物の焼結体で、かつ見
掛け気孔率1.1%以下のものから成る赤外線放射
媒体を提供するものである。 本発明の焼結体を形成させるための、一方の成
分であるコーデイエライトは、MgO11〜16重量
%、Al2O333〜41重量%、SiO243〜56重量%の範
囲の組成、特にMgO14重量%、Al2O335重量%、
SiO251重量%の組成を有するものであり、また
ムライト質コーデイエライトは、MgO5〜17重量
%、Al2O330〜53重量%、SiO243〜60重量%の組
成を有するものであるが、本発明においては、特
にムライト質コーデイエライト例えば2MgO・
5.7Al2O3・9.6SiO2や2MgO・3Al2O3・8SiO2など
が好適に用いられる。 また、もう一方の原料成分である窒化ケイ素
は、α型、β型又はそれらの混合物のいずれでも
よいが、焼結性がよいという点でα型のものが有
利である。 本発明においては所望の焼結体を形成させるた
めに、コーデイエライト又はムライト質コーデイ
エライト50〜95重量%と窒化ケイ素50〜5重量%
の粉末混合物を用いることが必要である。窒化ケ
イ素の量がこれよりも少ないと熱膨張率が小さ
く、耐熱衝撃性が大きいという窒化ケイ素の望ま
しい物性が得られないし、また窒化ケイ素の含量
が50重量%よりも多くなると焼結しにくくなり、
機械的強度が低下する。 本発明の赤外線放射媒体は、前記したコーデイ
エライト又はムライト質コーデイエライトと窒化
ケイ素の粉末混合物を所望の形状に成形し、窒素
のような中性雰囲気中、又は水素のような還元雰
囲気中で、1250〜1450℃の温度で焼成する。 窒化ケイ素は、熱安定性が低く、一般に空気中
では1200℃で既に酸化してしまうため十分な焼結
を行うことができないが、コーデイエライト又は
ムライト質コーデイエライトに5〜50重量%の範
囲で配合し、中性雰囲気中又は還元雰囲気中で焼
成すると、容易に焼結し、見け気孔率が0%に近
い、コーデイエライトと窒化ケイ素の両方の長所
をもつ、ち密な焼結体が得られる。 本発明の赤外線放射媒体を好適に製造するに
は、例えば先ずコーデイエライト又はムライト質
コーデイエライトの粉末と窒化ケイ素の粉末とを
所定の割合で混合し、通常の摩砕処理方法、例え
ばボールミルを用いた湿式法又は乾式法により摩
砕して粉末混合物を調整する。次に、このように
して得た粉末混合物を、鋳込み、乾式プレス、ラ
バープレス、押出しなどにより所定形状に成形
し、中性雰囲気又は還元雰囲気中、1250〜145℃
の温度で焼成する。この際の昇温速度は約200
℃/時が適当であり、最高温度での保持時間は
0.5〜2.5時間が適当である。また、還元雰囲気と
しては、水素気流中が最も適しているが、その
他、カーボンや炭化ケイ素の粉体中に埋め込んで
行うこともできる。 本発明においては、このようにして得られる焼
結体の中で、特にち密なもの、すなわち見掛け気
孔率が1:1%以下のものを使用する。このち密
な焼結体は、赤外放射率が黒体のそれに近いため
熱効率の高い放射体になる。また、このものは機
械的強度、熱衝撃強度が大きく、優れた耐食性を
有するので各種ヒーターとして好適に利用しう
る。 次に参考例及び実施例により本発明をさらに詳
細に説明する。 参考例 1 第1表に示す化学成分をもつコーデイエライ
ト、合成ムライト及び耐火粘土ジヤクソンを用
い、これらを第2表に示す割合で混合して、ムラ
イト質コーデイエライト(2MgO・5.7AlO3・
9.6SiO2)A及び(2MgO・3Al2O3・8SiO2)Bを
調製した。次にこのムライト質コーデイエライト
にα、β型混在微粉状窒化ケイ素(Si3N4、電気
化学社製)を、第3表に示す割合で加え、水とと
もにポツトミル中で24時間摩砕処理したのち乾燥
した。このようにして得た粉末混合物を成形圧
750Kg/cm2でプレス成形し、直径60mm及び直径28
mm、厚さ2〜10mmの範囲の数種の円板を作成し、
これを管状電気炉に送入して、水素気流中又は窒
素気流中、1250〜1450℃の温度まで200℃/時の
速度で加熱し、最高温度で1時間焼成したのち、
放冷して焼結体を得た。 このようにして得た焼結体の物性を第4表に示
す。 なお、曲げ強度の試験片としては、大円板から
幅5mm、厚さ3mm、長さ30mmに切り出したものを
用いた。
窒化ケイ素系焼結体から成る赤外線放射媒体に関
するものである。 コーデイエライトは低膨張性で耐熱衝撃性の優
れた材料として、また窒化ケイ素も熱膨張が小さ
く、耐熱衝撃性の大きい共有結合性を示す材料と
して知られている。 本発明者らは、この両者の長所を兼備した新ら
しい材料を開発するために種々研究を重ね、先
に、コーデイエライト又はムライト質コーデイエ
ライトと窒化ケイ素から成る耐熱衝撃性、耐食性
セラミツクス材料を得ることに成功したが(特開
昭58−32063号公報)、さらに研究を進めた結果、
焼成条件を選択することにより、意外にも、従来
のものよりもはるかにち密で、しかも黒体に近い
赤外線放射を行う材料が得られることを見出し
た。 すなわち、本発明は、コーデイエライト又はム
ライト質コーデイエライト50〜95重量%と窒化ケ
イ素50〜5重量%との混合物の焼結体で、かつ見
掛け気孔率1.1%以下のものから成る赤外線放射
媒体を提供するものである。 本発明の焼結体を形成させるための、一方の成
分であるコーデイエライトは、MgO11〜16重量
%、Al2O333〜41重量%、SiO243〜56重量%の範
囲の組成、特にMgO14重量%、Al2O335重量%、
SiO251重量%の組成を有するものであり、また
ムライト質コーデイエライトは、MgO5〜17重量
%、Al2O330〜53重量%、SiO243〜60重量%の組
成を有するものであるが、本発明においては、特
にムライト質コーデイエライト例えば2MgO・
5.7Al2O3・9.6SiO2や2MgO・3Al2O3・8SiO2など
が好適に用いられる。 また、もう一方の原料成分である窒化ケイ素
は、α型、β型又はそれらの混合物のいずれでも
よいが、焼結性がよいという点でα型のものが有
利である。 本発明においては所望の焼結体を形成させるた
めに、コーデイエライト又はムライト質コーデイ
エライト50〜95重量%と窒化ケイ素50〜5重量%
の粉末混合物を用いることが必要である。窒化ケ
イ素の量がこれよりも少ないと熱膨張率が小さ
く、耐熱衝撃性が大きいという窒化ケイ素の望ま
しい物性が得られないし、また窒化ケイ素の含量
が50重量%よりも多くなると焼結しにくくなり、
機械的強度が低下する。 本発明の赤外線放射媒体は、前記したコーデイ
エライト又はムライト質コーデイエライトと窒化
ケイ素の粉末混合物を所望の形状に成形し、窒素
のような中性雰囲気中、又は水素のような還元雰
囲気中で、1250〜1450℃の温度で焼成する。 窒化ケイ素は、熱安定性が低く、一般に空気中
では1200℃で既に酸化してしまうため十分な焼結
を行うことができないが、コーデイエライト又は
ムライト質コーデイエライトに5〜50重量%の範
囲で配合し、中性雰囲気中又は還元雰囲気中で焼
成すると、容易に焼結し、見け気孔率が0%に近
い、コーデイエライトと窒化ケイ素の両方の長所
をもつ、ち密な焼結体が得られる。 本発明の赤外線放射媒体を好適に製造するに
は、例えば先ずコーデイエライト又はムライト質
コーデイエライトの粉末と窒化ケイ素の粉末とを
所定の割合で混合し、通常の摩砕処理方法、例え
ばボールミルを用いた湿式法又は乾式法により摩
砕して粉末混合物を調整する。次に、このように
して得た粉末混合物を、鋳込み、乾式プレス、ラ
バープレス、押出しなどにより所定形状に成形
し、中性雰囲気又は還元雰囲気中、1250〜145℃
の温度で焼成する。この際の昇温速度は約200
℃/時が適当であり、最高温度での保持時間は
0.5〜2.5時間が適当である。また、還元雰囲気と
しては、水素気流中が最も適しているが、その
他、カーボンや炭化ケイ素の粉体中に埋め込んで
行うこともできる。 本発明においては、このようにして得られる焼
結体の中で、特にち密なもの、すなわち見掛け気
孔率が1:1%以下のものを使用する。このち密
な焼結体は、赤外放射率が黒体のそれに近いため
熱効率の高い放射体になる。また、このものは機
械的強度、熱衝撃強度が大きく、優れた耐食性を
有するので各種ヒーターとして好適に利用しう
る。 次に参考例及び実施例により本発明をさらに詳
細に説明する。 参考例 1 第1表に示す化学成分をもつコーデイエライ
ト、合成ムライト及び耐火粘土ジヤクソンを用
い、これらを第2表に示す割合で混合して、ムラ
イト質コーデイエライト(2MgO・5.7AlO3・
9.6SiO2)A及び(2MgO・3Al2O3・8SiO2)Bを
調製した。次にこのムライト質コーデイエライト
にα、β型混在微粉状窒化ケイ素(Si3N4、電気
化学社製)を、第3表に示す割合で加え、水とと
もにポツトミル中で24時間摩砕処理したのち乾燥
した。このようにして得た粉末混合物を成形圧
750Kg/cm2でプレス成形し、直径60mm及び直径28
mm、厚さ2〜10mmの範囲の数種の円板を作成し、
これを管状電気炉に送入して、水素気流中又は窒
素気流中、1250〜1450℃の温度まで200℃/時の
速度で加熱し、最高温度で1時間焼成したのち、
放冷して焼結体を得た。 このようにして得た焼結体の物性を第4表に示
す。 なお、曲げ強度の試験片としては、大円板から
幅5mm、厚さ3mm、長さ30mmに切り出したものを
用いた。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第4表から明らかなように窒素気流中、還元雰
囲気中で焼成することにより、窒化ケイ素の分解
が起らずち密体が得られ機械的強度が極端に大き
くなるが、窒化ケイ素50重量%以上では焼成しに
くくなり強度が低下する。 参考例 2 コーデイエライト粉末(市販品、ほぼ2MgO・
2Al2O3・5SiO2の組成)に対し、窒化ケイ素を第
5表に示すように配合し、参考例1と同様にして
焼成した。得られた焼結体の特性を第6表に示
す。
囲気中で焼成することにより、窒化ケイ素の分解
が起らずち密体が得られ機械的強度が極端に大き
くなるが、窒化ケイ素50重量%以上では焼成しに
くくなり強度が低下する。 参考例 2 コーデイエライト粉末(市販品、ほぼ2MgO・
2Al2O3・5SiO2の組成)に対し、窒化ケイ素を第
5表に示すように配合し、参考例1と同様にして
焼成した。得られた焼結体の特性を第6表に示
す。
【表】
【表】
【表】
実施例
参考例1で得た試料のうち、曲げ強度の最高の
ものA−3及びB−3について、所定の加熱温度
から0℃の水中に投下し、クラツクが発生する最
低温度を求めることにより耐熱衝撃性を求めたと
ころ、いずれも500℃以上であつた。また、これ
らの分光放射率を測定した結果をグラフとして第
1図に示す。図中のBはA−3、CはB−3であ
る。なお、比較のために凝似黒体(A)A−3の試料
を1300℃で空気中で焼結したもの(D)についても併
記した。 これから明らかなように、本発明の焼結体は、
いずれも黒体と非常に類似した分光放射率挙動を
示し、赤外線放射媒体として好適である。
ものA−3及びB−3について、所定の加熱温度
から0℃の水中に投下し、クラツクが発生する最
低温度を求めることにより耐熱衝撃性を求めたと
ころ、いずれも500℃以上であつた。また、これ
らの分光放射率を測定した結果をグラフとして第
1図に示す。図中のBはA−3、CはB−3であ
る。なお、比較のために凝似黒体(A)A−3の試料
を1300℃で空気中で焼結したもの(D)についても併
記した。 これから明らかなように、本発明の焼結体は、
いずれも黒体と非常に類似した分光放射率挙動を
示し、赤外線放射媒体として好適である。
第1図は、本発明試料及び比較試料の分光放射
率曲線を示すグラフである。
率曲線を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 コーデイエライト又はムライト質コーデイエ
ライト50〜95重量%と窒化ケイ素50〜5重量%と
の混合物の焼結体で、かつ見掛け気孔率1.1%以
下のものから成る赤外線放射媒体。 2 コーデイエライト又はムライト質コーデイエ
ライトがMgO5〜17重量%、Al2O330〜53重量%
及びSiO243〜60重量%の範囲の組成を有する特
許請求の範囲第1項記載の赤外線放射媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58048577A JPS59174572A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 赤外線放射媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58048577A JPS59174572A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 赤外線放射媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59174572A JPS59174572A (ja) | 1984-10-03 |
JPS6230150B2 true JPS6230150B2 (ja) | 1987-06-30 |
Family
ID=12807253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58048577A Granted JPS59174572A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 赤外線放射媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59174572A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4542109A (en) * | 1983-08-09 | 1985-09-17 | Gte Laboratories Incorporated | Silicon nitride-cordierite ceramic article, and process of manufacture thereof |
JPH11100275A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Kyocera Corp | 低熱膨張セラミックスおよびその製造方法 |
JP4046925B2 (ja) * | 1999-04-09 | 2008-02-13 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | セラミック体、触媒担持能を有するセラミック担体、セラミック触媒体およびその製造方法 |
JP5011609B2 (ja) * | 2001-04-24 | 2012-08-29 | 日立化成工業株式会社 | 緻密コーディエライト質セラミックス及びその製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5832063A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-24 | 工業技術院長 | 耐熱衝撃性、耐食性セラミツク材料 |
-
1983
- 1983-03-23 JP JP58048577A patent/JPS59174572A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5832063A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-24 | 工業技術院長 | 耐熱衝撃性、耐食性セラミツク材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59174572A (ja) | 1984-10-03 |
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