JPS6230657A - 低膨脹性セラミツクスの製造法 - Google Patents
低膨脹性セラミツクスの製造法Info
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- JPS6230657A JPS6230657A JP61097445A JP9744586A JPS6230657A JP S6230657 A JPS6230657 A JP S6230657A JP 61097445 A JP61097445 A JP 61097445A JP 9744586 A JP9744586 A JP 9744586A JP S6230657 A JPS6230657 A JP S6230657A
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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】
本発明は低膨脹性と高融点を有し、且つ熱履歴に伴う熱
膨張率の変化の小さい低膨脹性セラミックスの製造法に
関するものである。
膨張率の変化の小さい低膨脹性セラミックスの製造法に
関するものである。
近年、工業技術の進歩に伴ない耐熱性、耐熱衝撃性に優
れた材料の要求が増加している。セラミックスの耐熱衝
撃性は、材料の熱膨張率、熱伝導率、強度、弾性率、ポ
アソン比等の特性に影響されると共に製品の大きさや形
状、さらには加熱冷却状態すなわち熱移動速度にも影響
される。耐熱衝撃性に影響するこれらの緒特性のうち、
特に熱膨脹係数の寄与率が大であり、とりわけ熱移動速
度が大であるときには、熱膨脹係数のみに大きく左右さ
れることが知られており、耐熱衝撃性に優れた低膨張材
料の開発が強く望まれている。
れた材料の要求が増加している。セラミックスの耐熱衝
撃性は、材料の熱膨張率、熱伝導率、強度、弾性率、ポ
アソン比等の特性に影響されると共に製品の大きさや形
状、さらには加熱冷却状態すなわち熱移動速度にも影響
される。耐熱衝撃性に影響するこれらの緒特性のうち、
特に熱膨脹係数の寄与率が大であり、とりわけ熱移動速
度が大であるときには、熱膨脹係数のみに大きく左右さ
れることが知られており、耐熱衝撃性に優れた低膨張材
料の開発が強く望まれている。
従来、２５℃から８００℃の間の熱膨脹係数が、５〜２
０ Ｘ １０− ’ （１／ ”Ｃ）程度の比較的低膨
張なセラミック材料としてコージェライト（ＭＡＳ）
、 リチウム・アルミニウム・シリケート（ＬＡＳ）
等力（あるが、その融点は前者が１４５０℃１後者が１
４２３℃と低く例えば自動車用触媒浄化装置の触媒担体
に用いるセラミックハニカムの場合、触媒の浄化効率を
高めるために触媒コンバーターの装着位置を従来のアン
ダーベッドからエンジン近傍に変更するか、または燃費
向上、出力向上を目的としてターボチャージャーを装着
する等の設計変更により、排気ガス温度が従来より上昇
し、それに伴ない触媒床温度も１００〜２００℃上昇す
るため、融点が高いコージェライト質ハニカム担体でも
溶融による目詰まりが起る可能性があることがわかり、
コージェライトと同等以上の耐熱衝撃性をもち耐熱性が
優れた低膨張材料の開発が強く望まれていた。
０ Ｘ １０− ’ （１／ ”Ｃ）程度の比較的低膨
張なセラミック材料としてコージェライト（ＭＡＳ）
、 リチウム・アルミニウム・シリケート（ＬＡＳ）
等力（あるが、その融点は前者が１４５０℃１後者が１
４２３℃と低く例えば自動車用触媒浄化装置の触媒担体
に用いるセラミックハニカムの場合、触媒の浄化効率を
高めるために触媒コンバーターの装着位置を従来のアン
ダーベッドからエンジン近傍に変更するか、または燃費
向上、出力向上を目的としてターボチャージャーを装着
する等の設計変更により、排気ガス温度が従来より上昇
し、それに伴ない触媒床温度も１００〜２００℃上昇す
るため、融点が高いコージェライト質ハニカム担体でも
溶融による目詰まりが起る可能性があることがわかり、
コージェライトと同等以上の耐熱衝撃性をもち耐熱性が
優れた低膨張材料の開発が強く望まれていた。
本発明の低膨脹性セラミックスは従来のこのような欠点
および問題点を解決したもので、マグネシウム、アルミ
ニウム、チタニウムおよび鉄の主として酸化物よりなり
、約１０００℃〜１２００℃で２０００〜５０００時間
のような長時間熱処理を受けても、さらに繰返しの熱履
歴をうけても熱膨張の変化がほとんどない低膨脹性セラ
ミックスを提供することを目的とするものであり、化学
組成が重量％でＭｇＯ１．５〜２０％、Ａｌ２Ｏ３ ８
〜６８％、チタニウムがＴｉ０ｚ換算で２４〜８０％お
よび鉄がＦｅ２Ｏ３換算で０．５〜２０重量％、また好
ましくは化学組成が重量％でＭｇＯ２４５〜１７％、八
１□０ｆｆ１３．５〜６２％、チタニウムがＴｉＯ□換
算で３１．５〜７５％および鉄がＦｅｚＯ３換算で２〜
１０重世％からなるように選ばれた化合物よりなるハツ
チを調整し、このパッチを必要に応じ可塑化して成形し
、この成形体を乾燥し、この成形体を１３００℃〜１７
００℃の温度範囲で０．５〜４８時間焼成する工程より
成り、結晶相の主成分が酸化マグネシウム−酸化アルミ
ニウム−酸化チタン−酸化鉄固溶体からなり、結晶相の
第２相としてルチル、スピネルおよびコランダムよりな
るグループから選ばれた少（とも１種の結晶を２０重量
％以下含み、２５〜８００℃の間の熱膨脹係数が２０
ｘ １０− ’ （１／ ”ｃ ）以下でかつ１１００
℃で１０００時間の熱履歴を受けても前記の熱膨脹係数
を維持するとともに融点１５００℃以上である低膨脹性
セラミックスを得る低膨脹性セラミックスの製造法であ
る。
および問題点を解決したもので、マグネシウム、アルミ
ニウム、チタニウムおよび鉄の主として酸化物よりなり
、約１０００℃〜１２００℃で２０００〜５０００時間
のような長時間熱処理を受けても、さらに繰返しの熱履
歴をうけても熱膨張の変化がほとんどない低膨脹性セラ
ミックスを提供することを目的とするものであり、化学
組成が重量％でＭｇＯ１．５〜２０％、Ａｌ２Ｏ３ ８
〜６８％、チタニウムがＴｉ０ｚ換算で２４〜８０％お
よび鉄がＦｅ２Ｏ３換算で０．５〜２０重量％、また好
ましくは化学組成が重量％でＭｇＯ２４５〜１７％、八
１□０ｆｆ１３．５〜６２％、チタニウムがＴｉＯ□換
算で３１．５〜７５％および鉄がＦｅｚＯ３換算で２〜
１０重世％からなるように選ばれた化合物よりなるハツ
チを調整し、このパッチを必要に応じ可塑化して成形し
、この成形体を乾燥し、この成形体を１３００℃〜１７
００℃の温度範囲で０．５〜４８時間焼成する工程より
成り、結晶相の主成分が酸化マグネシウム−酸化アルミ
ニウム−酸化チタン−酸化鉄固溶体からなり、結晶相の
第２相としてルチル、スピネルおよびコランダムよりな
るグループから選ばれた少（とも１種の結晶を２０重量
％以下含み、２５〜８００℃の間の熱膨脹係数が２０
ｘ １０− ’ （１／ ”ｃ ）以下でかつ１１００
℃で１０００時間の熱履歴を受けても前記の熱膨脹係数
を維持するとともに融点１５００℃以上である低膨脹性
セラミックスを得る低膨脹性セラミックスの製造法であ
る。
なお、Ｔｉは酸素との不定比化合物を作りうるが、その
分離が困難なため４価と想定した。
分離が困難なため４価と想定した。
次に本発明の低膨脹性セラミックスの製造方法を更に詳
細に説明する。
細に説明する。
化学組成が重量％でＭｇＯ１．５〜２０％、八１□０３
８〜６８％、チタニウムがＴｉ０ｚ換算で２４〜８０％
および鉄がＦｅ２Ｏ，、換算で０．５〜２０重量％とな
るようにマグネシア、炭酸マグネシウム、水酸化マグネ
シウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、アナクーゼ型
酸化チタン、ルチル型酸化チタン、金属鉄、α型２，３
酸化鉄、γ型２，３酸化鉄、含水酸化鉄、チタン鉄鉱等
から選ばれた原料を混合し、この混合物に必要に応じ成
形助剤を加えプラスチ・ツク状に変形可能なパッチとし
、この可塑化したハツチを押出成形法、プレス成形法、
スリップキャスト法。
８〜６８％、チタニウムがＴｉ０ｚ換算で２４〜８０％
および鉄がＦｅ２Ｏ，、換算で０．５〜２０重量％とな
るようにマグネシア、炭酸マグネシウム、水酸化マグネ
シウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、アナクーゼ型
酸化チタン、ルチル型酸化チタン、金属鉄、α型２，３
酸化鉄、γ型２，３酸化鉄、含水酸化鉄、チタン鉄鉱等
から選ばれた原料を混合し、この混合物に必要に応じ成
形助剤を加えプラスチ・ツク状に変形可能なパッチとし
、この可塑化したハツチを押出成形法、プレス成形法、
スリップキャスト法。
射出成形法などのセラミック成形法により成形後乾燥す
る。次にこの乾燥物を５℃／時間〜３００℃／時間の昇
温速度で焼成保持温度が１３００〜１７００℃の温度範
囲で０．５〜４８時間焼成することにより、本発明の低
膨脹性セラミックスの製造法による低膨脹性セラミック
スが得られる。
る。次にこの乾燥物を５℃／時間〜３００℃／時間の昇
温速度で焼成保持温度が１３００〜１７００℃の温度範
囲で０．５〜４８時間焼成することにより、本発明の低
膨脹性セラミックスの製造法による低膨脹性セラミック
スが得られる。
なお、本発明の低膨脹性セラミックスの製造法に用いる
原料は前記の原料に限定されることなく主として前記化
学組成より成るものであれば各種の天然原料を使用する
ことができる。なお、本発明の製造法により得られる低
膨脹性セラミックスは前記の通り、セラミックスのいず
れの成形法にも、適用が可能であるとともに、製品の形
状にも何ら限定を受けるものではなく、例えば三角形。
原料は前記の原料に限定されることなく主として前記化
学組成より成るものであれば各種の天然原料を使用する
ことができる。なお、本発明の製造法により得られる低
膨脹性セラミックスは前記の通り、セラミックスのいず
れの成形法にも、適用が可能であるとともに、製品の形
状にも何ら限定を受けるものではなく、例えば三角形。
四角形、六角形１円形成いはそれらの組合せなど任意の
幾何学的断面形状を有し、一端から他端へ伸びる多数の
開口孔を形成する薄肉のマトリックスを有するハニカム
構造体、三次元的な立体形状を有する複雑製品、肉厚製
品、各種ブロックなどいかなる構造および形状を有する
製品にも適用できるものである。
幾何学的断面形状を有し、一端から他端へ伸びる多数の
開口孔を形成する薄肉のマトリックスを有するハニカム
構造体、三次元的な立体形状を有する複雑製品、肉厚製
品、各種ブロックなどいかなる構造および形状を有する
製品にも適用できるものである。
本発明における限定理由は次の通りである。
低膨脹性セラミックスの化学組成範囲を重量％で門ｇｏ
１．５〜２０％、Ａ１２（ｈ ８〜６８％、チタニ
ウムがＴｉ０ｚ換算で２４〜８０％、鉄がＦｅｚＯ＋換
算で０．５〜２０％としたのは次の理由による。すなわ
ち、ＭｇＯ−Ａ１２（ｈ二成分系セラミックスはスピネ
ル結晶となり、融点２０００℃以上となる点で耐熱性を
向上する成分として極めて有効である。然し、組成によ
ってばらつきがあるが、熱膨脹係数は約６０〜５ｏｘｉ
ｏ−’（１／”Ｃ）と極めて大きい。本発明においては
熱膨脹係数が２０ ｘ １０− ’ （１／ ℃）以下
の低膨脹性セラミックを求めている。このために、Ｍｇ
Ｏ−ＡｌｚＯ＋にＴｉ０ｚを２４〜８０％添加すると、
第２図に示すように熱膨脹係数が２０ ｘ １０−７（
１／ ”ｃ ）以下となり、且つ融点は１５００℃以下
とならない。ＴｉＯ□を８０％以上添加すると、融点は
ＴｉＯ□の増加に伴って増加するが、熱膨脹係数も２０
〜８０Ｘ１０−’（１／ ”Ｃ）と急増するので好まし
くない。またＴｉＯ２の添加量が２４％以下となると、
融点は１７００〜２０００℃と増加するが、熱膨脹係数
も２０〜８０Ｘ１０−’（１／ ”ｃ）と急増するので
、ＴｉＯ□は他の成分ＦｅｚＯ＊の添加量を考慮に入れ
て少（とも２４％ツ上は必要である。そして、このＭｇ
Ｏ・Ａｌ２Ｏ２にＴｉＯ２を添加し、さらにＦｅｚＯ３
を添加し、前記化学組成範囲で２５℃から８００℃の間
の熱膨脹係数が２０ Ｘ １０−’ （１／ ’Ｃ）以
下でかつ１１００℃で１０００時間の熱履歴を受けても
前記の熱膨脹係数を維持するとともに融点１５００℃以
上を有する耐熱性大なる低膨脹性セラミックスが得られ
るのである。逆にこれらの化学組成範囲を外れると、熱
膨張大なる異種結晶相の生成が多くなり、熱膨脹係数が
２０Ｘ １０−７（１／ °ｃ ）を越え、耐熱衝撃性
が劣るものとなるのである。
１．５〜２０％、Ａ１２（ｈ ８〜６８％、チタニ
ウムがＴｉ０ｚ換算で２４〜８０％、鉄がＦｅｚＯ＋換
算で０．５〜２０％としたのは次の理由による。すなわ
ち、ＭｇＯ−Ａ１２（ｈ二成分系セラミックスはスピネ
ル結晶となり、融点２０００℃以上となる点で耐熱性を
向上する成分として極めて有効である。然し、組成によ
ってばらつきがあるが、熱膨脹係数は約６０〜５ｏｘｉ
ｏ−’（１／”Ｃ）と極めて大きい。本発明においては
熱膨脹係数が２０ ｘ １０− ’ （１／ ℃）以下
の低膨脹性セラミックを求めている。このために、Ｍｇ
Ｏ−ＡｌｚＯ＋にＴｉ０ｚを２４〜８０％添加すると、
第２図に示すように熱膨脹係数が２０ ｘ １０−７（
１／ ”ｃ ）以下となり、且つ融点は１５００℃以下
とならない。ＴｉＯ□を８０％以上添加すると、融点は
ＴｉＯ□の増加に伴って増加するが、熱膨脹係数も２０
〜８０Ｘ１０−’（１／ ”Ｃ）と急増するので好まし
くない。またＴｉＯ２の添加量が２４％以下となると、
融点は１７００〜２０００℃と増加するが、熱膨脹係数
も２０〜８０Ｘ１０−’（１／ ”ｃ）と急増するので
、ＴｉＯ□は他の成分ＦｅｚＯ＊の添加量を考慮に入れ
て少（とも２４％ツ上は必要である。そして、このＭｇ
Ｏ・Ａｌ２Ｏ２にＴｉＯ２を添加し、さらにＦｅｚＯ３
を添加し、前記化学組成範囲で２５℃から８００℃の間
の熱膨脹係数が２０ Ｘ １０−’ （１／ ’Ｃ）以
下でかつ１１００℃で１０００時間の熱履歴を受けても
前記の熱膨脹係数を維持するとともに融点１５００℃以
上を有する耐熱性大なる低膨脹性セラミックスが得られ
るのである。逆にこれらの化学組成範囲を外れると、熱
膨張大なる異種結晶相の生成が多くなり、熱膨脹係数が
２０Ｘ １０−７（１／ °ｃ ）を越え、耐熱衝撃性
が劣るものとなるのである。
なお、前記化学組成において、鉄をＦｅ２（ｊ、換算で
０．５〜２０重量％とじたのは、この範囲で特に約１０
００〜１２００℃で２０００時間以上のような長時間定
温又は繰返しの熱履歴を受けたときに生ずる熱膨脹係数
の変化を阻止することができるとともに２５℃〜８００
℃の間の熱膨脹係数が２０ Ｘ １Ｏ−７（１／ ”Ｃ
）以下と低膨張で且つ融点も１５００℃以上と高融点の
セラミックスが得られるからである。含有する鉄の量が
Ｆｅ２Ｏ：ｌ換算で０．５重量％に満たないと特に約１
０００〜１２００℃で２０００時間以上のような長時間
定温又は繰返しの熱順歴を受けたときに生ずる熱膨脹係
数の変化が大となり、又２０重量％を越えると融点が１
５００℃に満たなくなり耐熱性が低下するとともに、２
５℃から８００℃の間の熱膨脹係数が２０×１Ｏ−７（
１／”Ｃ）を越え耐熱衝撃性が低下するからである。
０．５〜２０重量％とじたのは、この範囲で特に約１０
００〜１２００℃で２０００時間以上のような長時間定
温又は繰返しの熱履歴を受けたときに生ずる熱膨脹係数
の変化を阻止することができるとともに２５℃〜８００
℃の間の熱膨脹係数が２０ Ｘ １Ｏ−７（１／ ”Ｃ
）以下と低膨張で且つ融点も１５００℃以上と高融点の
セラミックスが得られるからである。含有する鉄の量が
Ｆｅ２Ｏ：ｌ換算で０．５重量％に満たないと特に約１
０００〜１２００℃で２０００時間以上のような長時間
定温又は繰返しの熱順歴を受けたときに生ずる熱膨脹係
数の変化が大となり、又２０重量％を越えると融点が１
５００℃に満たなくなり耐熱性が低下するとともに、２
５℃から８００℃の間の熱膨脹係数が２０×１Ｏ−７（
１／”Ｃ）を越え耐熱衝撃性が低下するからである。
ある。
また、本発明の製造法により得られる低膨脹性セラミッ
クスを構成する結晶相の主成分は、酸化マグネシウム−
酸化アルミニウム−酸化チタン−酸化鉄固溶体であるが
１．結晶相の第２相としてルチル、スピネルおよびコラ
ンダムよりなるグループから選ばれた少くとも１種の結
晶を２０重量％以下好ましくは１０重量％以下含むこと
ができ、この範囲で低膨脹性で、かつ軟化温度、溶融温
度を高くし、軟化温度から溶融温度までの軟化収縮曲線
の勾配をゆるやかにするなど耐熱性を向上させることが
できる。
クスを構成する結晶相の主成分は、酸化マグネシウム−
酸化アルミニウム−酸化チタン−酸化鉄固溶体であるが
１．結晶相の第２相としてルチル、スピネルおよびコラ
ンダムよりなるグループから選ばれた少くとも１種の結
晶を２０重量％以下好ましくは１０重量％以下含むこと
ができ、この範囲で低膨脹性で、かつ軟化温度、溶融温
度を高くし、軟化温度から溶融温度までの軟化収縮曲線
の勾配をゆるやかにするなど耐熱性を向上させることが
できる。
次に本発明の詳細な説明する。
実施例１〜３、参考例１〜４の化学組成を有するように
選ばれた原料を秤量し、この調合物１００重量部に対し
、酢酸ビニル系バインダー２重量部を添加し、十分混合
した後、１０００ ｋｇ／ｃｍ２の圧力で１０龍Ｘ１０
ｍｍＸ８０關の棒状テストピースを８周製した。
選ばれた原料を秤量し、この調合物１００重量部に対し
、酢酸ビニル系バインダー２重量部を添加し、十分混合
した後、１０００ ｋｇ／ｃｍ２の圧力で１０龍Ｘ１０
ｍｍＸ８０關の棒状テストピースを８周製した。
またそれぞれの調合物１００重量部に対しメチルセロ−
１４重量部、水３０〜４０重量部を加え二一ダ−で充分
混練し、真空押出成形機にて正方形のセル断面形状を有
するハニカム形状に押出し、乾燥し、ハニカム成形体を
得た。この棒状テストピースおよびハニカム成形体を第
１表に記載した焼成条件で焼成して本発明の実施例１〜
３、参考例１〜４のセラミックスを得た。本発明の実施
例１〜３、参考例１〜４の棒状テストピースについて２
５℃から８００℃の間の熱膨脹係数および融点の測定を
行った。
１４重量部、水３０〜４０重量部を加え二一ダ−で充分
混練し、真空押出成形機にて正方形のセル断面形状を有
するハニカム形状に押出し、乾燥し、ハニカム成形体を
得た。この棒状テストピースおよびハニカム成形体を第
１表に記載した焼成条件で焼成して本発明の実施例１〜
３、参考例１〜４のセラミックスを得た。本発明の実施
例１〜３、参考例１〜４の棒状テストピースについて２
５℃から８００℃の間の熱膨脹係数および融点の測定を
行った。
本発明の実施例１〜３、参考例１〜２の棒状テストピー
スについて、長時間の熱履歴により熱膨脹係数の変化が
最も起り易い温度である１１００℃で１００時間、 １
０００時間、 ２０００時間、 ５０００時間熱処理し
た。１１００℃で熱処理を施した試料について２５℃か
ら８００℃の間の熱膨脹係数を測定した。
スについて、長時間の熱履歴により熱膨脹係数の変化が
最も起り易い温度である１１００℃で１００時間、 １
０００時間、 ２０００時間、 ５０００時間熱処理し
た。１１００℃で熱処理を施した試料について２５℃か
ら８００℃の間の熱膨脹係数を測定した。
さらに本発明の実施例１〜３、参考例３，４の２５．４
ｍｍφＸ２５．４ｍｍ１のハニカム構造体について、１
０分間熱処理を行ない、収縮率、軟化温度を測定した。
ｍｍφＸ２５．４ｍｍ１のハニカム構造体について、１
０分間熱処理を行ない、収縮率、軟化温度を測定した。
収縮率は融点より５０℃低い温度にて熱処理したときの
寸法変化率とした。軟化温度は収縮率が１０％となる温
度とした。
寸法変化率とした。軟化温度は収縮率が１０％となる温
度とした。
また本発明の実施例１〜３、参考例３，４のハニカム構
造体についてＸ線により第２結晶相の撥を定量した。
造体についてＸ線により第２結晶相の撥を定量した。
結果は第１表に示す通りであるが、本発明の実施例１〜
３は２５℃〜８００℃の間の熱膨脹係数が２０ｘ １０
−７（１／ ”ｃ ）以下と、低膨張であり融点も１５
００℃以上で高融点を示していた。
３は２５℃〜８００℃の間の熱膨脹係数が２０ｘ １０
−７（１／ ”ｃ ）以下と、低膨張であり融点も１５
００℃以上で高融点を示していた。
さらに本発明の実施例１〜３は１１００℃の温度で２０
００時間以上の熱処理でも熱膨脹係数の増加傾向がほと
んどなく、熱処理に対しても極めて安定な低膨脹性セラ
ミックスを得られることがわかった。
００時間以上の熱処理でも熱膨脹係数の増加傾向がほと
んどなく、熱処理に対しても極めて安定な低膨脹性セラ
ミックスを得られることがわかった。
さらに２０重量％以下第２結晶相を含む本発明において
は、低膨張でかつ高温に於ける収縮率が小さく軟化温度
も高く軟化温度と融点の比が高い値を示し、耐熱性が向
上していることが分る。
は、低膨張でかつ高温に於ける収縮率が小さく軟化温度
も高く軟化温度と融点の比が高い値を示し、耐熱性が向
上していることが分る。
第１図は本発明により得られる低膨脹性セラミックスと
参考例のセラミックスの１１００℃における熱処理時間
と２５℃から８００℃の熱膨脹係数との関係を示す図で
ある。
参考例のセラミックスの１１００℃における熱処理時間
と２５℃から８００℃の熱膨脹係数との関係を示す図で
ある。
第２図はＭｇＯ・Ａｌ ｚｏｓ−ＴｉＯｚ系セラミック
スにおいてＴｉＯ□量と融点、熱膨脹係数との関係を示
す図である。
スにおいてＴｉＯ□量と融点、熱膨脹係数との関係を示
す図である。
第３図は、本発明により得られる低膨脹性セラミックス
と参考例のセラミックスを１１００’Ｃにて１０００時
間および５０００時間熱処理した後の熱膨脹係数の変化
とＦｅｚＯ＝ 含有量との関係を示す図である。
と参考例のセラミックスを１１００’Ｃにて１０００時
間および５０００時間熱処理した後の熱膨脹係数の変化
とＦｅｚＯ＝ 含有量との関係を示す図である。
第４図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ）
、 （Ｅ）は本発明により得られる低膨脹性セラミック
スの実施例１〜３と参考例３．４のセラミックスにおい
てそれぞれ第２結晶相の量と熱膨脹係数、収縮率、軟化
温度および軟化温度／融点の関係を示す図である。
、 （Ｅ）は本発明により得られる低膨脹性セラミック
スの実施例１〜３と参考例３．４のセラミックスにおい
てそれぞれ第２結晶相の量と熱膨脹係数、収縮率、軟化
温度および軟化温度／融点の関係を示す図である。
第４図から第２結晶相としてルチル、スピネルおよびコ
ランダムのうち少くとも１種の結晶を２０重量％以下含
む時に本発明により得られる低膨脹性セラミックスの上
記緒特性が満足されることが明らかである。
ランダムのうち少くとも１種の結晶を２０重量％以下含
む時に本発明により得られる低膨脹性セラミックスの上
記緒特性が満足されることが明らかである。
以上述べた通り本発明の製造法により得られる低膨脹性
セラミックスは、低膨張で、融点が高く、１４００℃ま
でのいかなる温度で長時間熱処理を施されても熱的に安
定であるので、耐熱、耐熱衝撃性が要求される各種セラ
ミック部品、例えば自動車排ガス浄化用触媒担体、接触
燃焼用の担体、自動車用、工業用のセラミック熱交換体
、ピストン。
セラミックスは、低膨張で、融点が高く、１４００℃ま
でのいかなる温度で長時間熱処理を施されても熱的に安
定であるので、耐熱、耐熱衝撃性が要求される各種セラ
ミック部品、例えば自動車排ガス浄化用触媒担体、接触
燃焼用の担体、自動車用、工業用のセラミック熱交換体
、ピストン。
シリンダーライナー、燃焼室、副燃焼室、ターボチャー
ジャーローターなどのエンジン部品、ノズル、ローター
、シュラウド、スクロール、プレナム、燃焼器２尾筒等
のガスタービン部品、太陽エネルギーレシーバ−用耐熱
セラミック材料、耐火物、化学工業用陶磁器等耐熱性、
耐熱衝撃性、耐摩耗性、耐食性等が要求されるセラミッ
ク材料として広く用いられるものであり、産業上極めて
有用である。
ジャーローターなどのエンジン部品、ノズル、ローター
、シュラウド、スクロール、プレナム、燃焼器２尾筒等
のガスタービン部品、太陽エネルギーレシーバ−用耐熱
セラミック材料、耐火物、化学工業用陶磁器等耐熱性、
耐熱衝撃性、耐摩耗性、耐食性等が要求されるセラミッ
ク材料として広く用いられるものであり、産業上極めて
有用である。
第１図は本発明の製造法により得られる低膨脹性セラミ
・７クスと参考例のセラミックスの１１００℃における
熱処理時間と２５℃から８００℃の熱膨脹係数との関係
を示す図、 第２図はＭｇＯ−Ａｈ（ｈ−ＴｉＯｚ系セラミックスに
おいてＴｉＯ□量と融点、熱膨脹係数との関係を示す図
、第３図は、本発明の製造法により得られる低膨脹性セ
ラミックスと参考例のセラミックスを１１００℃にて１
０００時間および５０００時間熱処理した後の熱膨脹係
数の変化とＦｅｚＯ１含有量との関係を示す図、第４図
（八）、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ） 、 （Ｅ
）は本発明の製造法により得られる低膨脹性セラミック
ス実施例１〜３と参考例３，４のセラミックスにおいて
それぞれ第２結晶相の量と熱膨脹係数、収縮率、軟化温
度および軟化温度／融点の関係を示す図である。
・７クスと参考例のセラミックスの１１００℃における
熱処理時間と２５℃から８００℃の熱膨脹係数との関係
を示す図、 第２図はＭｇＯ−Ａｈ（ｈ−ＴｉＯｚ系セラミックスに
おいてＴｉＯ□量と融点、熱膨脹係数との関係を示す図
、第３図は、本発明の製造法により得られる低膨脹性セ
ラミックスと参考例のセラミックスを１１００℃にて１
０００時間および５０００時間熱処理した後の熱膨脹係
数の変化とＦｅｚＯ１含有量との関係を示す図、第４図
（八）、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ） 、 （Ｅ
）は本発明の製造法により得られる低膨脹性セラミック
ス実施例１〜３と参考例３，４のセラミックスにおいて
それぞれ第２結晶相の量と熱膨脹係数、収縮率、軟化温
度および軟化温度／融点の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、化学組成が重量％でＭｇＯ１．５〜２０％、Ａｌ＿
２Ｏ＿３８〜６８％、チタニウムがＴｉＯ＿２換算で２
４〜８０％および鉄がＦｅ＿２Ｏ＿３換算で０．５〜２
０重量％となるように選ばれた化合物よりなるパッチを
調製する工程と、このパッチを必要に応じ可塑化して成
形する工程と、この成形体を乾燥する工程と、およびこ
の成形体を１３００〜１７００℃の温度範囲で０．５〜
４８時間焼成する工程とよりなり、結晶相の主成分が酸
化マグネシウム酸化アルミニウム−酸化チタン−酸化鉄
固溶体からなり、結晶相の第２相としてルチル、スピネ
ルおよびコランダムよりなるグループから選ばれた少く
とも１種の結晶を２０重量％以下含み、２５℃〜８００
℃の間の熱膨脹係数が２０×１０＾−＾７（１／℃）以
下でかつ１１００℃で１０００時間の熱履歴を受けても
前記の熱膨脹係数を維持するとともに融点１５００℃以
上有する低膨脹性セラミックスを得ることを特徴とする
低膨性脹セラミックスの製造法。 ２、化学組成が重量％でＭｇＯ２．５〜１７％、Ａｌ＿
２Ｏ＿３１３．５〜６２％、チタニウムがＴｉＯ＿２換
算で３１．５〜７５％および鉄がＦｅ＿２Ｏ＿３換算で
２〜１０重量％である特許請求の範囲第１項記載の低膨
脹性セラミックスの製造法。 ３、化学組成が重量％でＭｇＯ１．５〜２０％、Ａｌ＿
２Ｏ＿３８〜６８％、チタニウムがＴｉＯ＿２換算で２
４〜８０％および鉄がＦｅ＿２Ｏ＿３換算で０．５〜２
０重量％となる原料は、マグネシア、炭酸マグネシウム
、水酸化マグネシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム
、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、金属
鉄、α型２、３酸化鉄、γ型２、３酸化鉄、含水酸化鉄
、チタン鉄鉱から選ばれた混合物である特許請求の範囲
第１項記載の低膨脹性セラミックスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61097445A JPS6230657A (ja) | 1986-04-26 | 1986-04-26 | 低膨脹性セラミツクスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61097445A JPS6230657A (ja) | 1986-04-26 | 1986-04-26 | 低膨脹性セラミツクスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230657A true JPS6230657A (ja) | 1987-02-09 |
| JPH0149665B2 JPH0149665B2 (ja) | 1989-10-25 |
Family
ID=14192524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61097445A Granted JPS6230657A (ja) | 1986-04-26 | 1986-04-26 | 低膨脹性セラミツクスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6230657A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2776896A (en) * | 1952-10-22 | 1957-01-08 | Cambridge Tile Mfg Company | Ceramic composition having thermal shock resistance |
-
1986
- 1986-04-26 JP JP61097445A patent/JPS6230657A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2776896A (en) * | 1952-10-22 | 1957-01-08 | Cambridge Tile Mfg Company | Ceramic composition having thermal shock resistance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0149665B2 (ja) | 1989-10-25 |
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