JPS63156077A - 薄板セラミツクス焼結体の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低圧力においてホットプレス成形を行い、１〜
５鵡厚の高密度簿板セラミックス焼結体を製造する方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来薄板状のセラミックス成形体を製造する方法として
は、金型成形法、ラバープレス法、スリップキャスト法
、ドクターブレード法などがめった。

金型成形法は３００ｋｙ／ｃｍ２以上の成形圧を要する
ために、大型の成形体を製造するためＫは、大盤のプレ
ス装置が必要である。

また、ラバ−プレス法は薄板状の成形体を製造する場合
、反りが発生し、良好な成形体を得ることができないも
のである。

スリップキャスト法は成形体の厚みが５ｕ以下の場合、
成形することは可能であるが、高密度、大型の焼結体を
製造することは困癲である。

ドクターブレード法は成形体の厚みが１ｍ以下のものな
ら成形可能であるが、１鴎以上の厚みの成形体を製造す
ることは困難である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は大型のプレス装置を使用しなく、かつ、低圧力
で、厚みが１〜５謁の大型の高密度簿板セラミックス焼
結体を製造する方法に関する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は有機ノインダーを３〜１０重量部含有するセラ
ミックスを使用するもので、有機ノ９インダーとしては
ポリエチレン系−々イングー、ポリウレタン系バインダ
ー、アクリル系・９インダー等の合成樹脂のノンインダ
ーがあう、ノンインダーの添加量３重食部未満の場合は
成形体密度はあがらず成形不可能であｐ、５重量部付近
を境に焼結体特性は、少し低下し、１０７ｉｆｉ部以上
の添加では焼結体特性（特に曲げ強さ）は低下するもの
である。

これ等の有機ノンインダーを酸化アルミニウム粉末、酸
化ゾルコニウム粉末等のセラミックス粉末に湿式混合し
造粒粉を作製するもので、セラミックス粉末には埼結助
剤あるいは部分安定化剤を含んでいてもよい。

得られた造粒粉を金型に充填し、有機ノンインダーが軟
化する温度において、８０〜２００ｋＰ／ａｎ２の低圧
力でホットプレスを行うもので、８０ｋｇ／ｃｍ２以下
の低圧力では成形体密度が得られず、十分麿成形体強度
かなく割れが発生するもので、２００す７１２以上では
成形体密度が飽和状態に達し、これ以上の成形圧をあげ
ても効果がないものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について説明する。

実施例１ 部分安定化剤として酸化イツトリウムｔ−３，０モルチ
含む平均粒径０．３μ罵以下の酸化ジルコニウム粉末に
有機ノンインダーを均一に室穴混合し、造粒粉を作製し
た。

この造粒粉を２００ｍ１角の金型に充填し、有機バイン
ダーが軟化するｍＷで３０分間ホットプレスを行い、厚
さ２．ＯＩｍの２００１１１１角の成形体ｆ！：製造し
た。

成形は３種類の有機・Ｚインダー（ポリエチレン系、ア
クリル系、ポリウレタン系）を用いて、夫々５！量部を
酸化ジルコニウム粉末に添加し、プレス温度と成形体ｖ
ｔ腿の関係を求めた。その結果を第１図に示す。

第１図から解るようＫＭ機機巧インダー軟化する特定の
温Ｕにおいて、高い成形体密度が得られ九。特にポリエ
チレン系ノ９イングーを使用した場合、１４０Ｃで４．
０　ｐ／ｃＷＭ３　（７）高い成形体’Ｊ［が得らた。

次に酸化ジルコニウム粉末にポリエチレン系・々インダ
ーの添加量を変化させて、圧力を１００　ｋｔｚ／ａｍ
２と一定くし、プレス温度と成形体密度の関係をしらべ
た結果を第２図に示す。

第２図から解るように、バインダーの添加量が増えれば
、成形体の密度があがり、すなわち、成形体強度が向上
し、また広い温度範囲で成形可能である。しかしバイン
ダーの添加量が３重量部未満の場合は成形体密度があが
らず、割れが発生して成形することができない。

第３図に？リエチレン系バインダー５重量部を酸化ゾル
コニクム粉末に添加し、１４０℃のプレス温度で３０分
間プレスを行ったときのブレス圧力と成形体密度の関係
を示す。成形圧８０に９／ｃｒｔｔ２以下では成形体密
度があがらず、十分な成形体強度がなく、割れが発生し
た。また、成形圧２００　ｋｇ／ｃｍ２以上では、成形
体密度が飽和状態九達し、これ以上の成形圧をあげても
効果がなかった。

これ等の酸化ジルコニウム成形体は有機バインダーを脱
脂し、焼結を行った。その焼結体特性を第１表に示す。

有機・々インダーの添加量５重量部付近を境にバインダ
ーの添加量が増えると、焼結体特性は少し低下する傾向
にあり、成形圧に関しては実験陽６〜１１を見れば解る
ようく、８０ｋｇ／ｃＩｒＬ２以上あげた場合、焼結体
特性は一定である。

実施例２ 焼結助剤として酸化マグネシウムを０．２５重ｆチを含
む平均粒径５μｍ以下の酸化アルミニウム粉末に、ポリ
エチレン系バインダーを均一に湿式混合し、その後造粒
粉を作製した。

実施例１と同様Ｋ、この造粒粉を２００■角の金型に充
填し、ポリエチレン系バインダーが軟化する温度におい
て、３０分間ホットプレスを行い、厚さ２．０　ｌｌ１
１の２００ｍｍ角の成形体を作製した。

第４図にポリエチレン系バインダーを酸化アルミニウム
粉末に添加し、プレス温度と成形体密度との関係をしら
べた。

実施例１と同様にバインダー添加量が増加すると成形体
密度があがり、すなわち、成形体強度が向上し、広い温
度範囲で成形可能となった。しか巳なから、バインダー
６ｍ童か３１量部禾満の場合は成形体密度はあがらず、
割れが発生して成形不可能であった。

第５図にＩリエチレン系バインダー５重量部を酸化アル
ミニウム粉末に添加し、プレス温度１４０℃、３００分
間ブレス行ったときのプレス圧力と成形体密度との関係
を示す。

成形圧８０　ｋｇ／ａｒｔ２以下では成形体密度はあが
らず、十分な成形体強度を有していないため割れが発生
した。また、成形圧２００ｋｌＰ／ｃ！Ｉｔ２以上では
、成形体密度が飽和状態に達し、これ以上成形圧をあげ
ても成形体密度はあがらない。

その後、これ等の酸化アルミニウム成形体を脱脂し、焼
結した。

第２表に焼結体特性を示す。

実施例１と同様に、・譬イングーの添加量５重量部付近
を境に・譬インダー添加量が増えると焼結体特性が少し
低下する傾向にあった。成形圧に関しては８０ｋｇ／ｃ
ＷＬ２以上にあげた場合、焼結体特性は、一定であった
。

これ等本発明の実施例から解るように１良好な成形体お
よび焼結体を得るには、有機バインダーを３〜１０重量
部添加する必要があり、また成形圧に関しては８０〜２
００　ｋｇ／ａｎ２の成形圧で十分である。

〔発明の効果〕

本発明の製造方法は成形圧が８０〜２００に９／α２の
低圧のため、大聖のプレス装置を必要としない特徴があ
り、また、本発明の製造方法は金型を使用し、大世の薄
板セラミックスを製造することが可能であるが、さらに
肉薄の複雑な形状でも成形可能である。また、有機バイ
ンダーが５〜１０１盪部入っているため、成形体強度が
大きく、成形体の加工がし易く、焼結体加工が少なくて
すむ等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、酸化−）ＡＩコニウムに関するもので、有機
バインダーの１類による成形体密度とプレス温度との関
係を示すグラフ、第２図は酸化ジルコニウムに関したポ
リエチレン系パイングーの添加量による成形体密度とプ
レス温度との関係を示すグラフ、第３図は酸化ジルコニ
ウムく関したポリエチレン系バインダー５重量部添加し
たときの成形体密度とプレス圧力の関係を示すグラフ、
第４図は酸化アルミニウムに関したポリエチレン系パイ
ングーの添加量による成形体密度とプレス温度との関係
を示すグラフ、第５図は酸化アルミニウムに関したポリ
エチレン有機バインダー５重量部添加したとぎの成形体
密度とプレス圧力の関係を示すグラフである。 特許出願人　　　東芝セラミックス株式会社第５図 Ｓｏ　　　　ｔｏｏ　　　ＩｓＤ　　　２００　　２’
；ｏ　　　３ｏ。 フルス几杓　（ち２） ・′；１安 イｅす指ギノ 手続補正書 昭和６２年７万１０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　有機バインダーを３〜１０重量部含有しているセラミ
   ックス粉末を有機バインダーが軟化する温度において、
   ８０〜２００ｋｇ／ｃｍ＾２の低圧力でホットプレス成
   形を行い、理論密度９５％以上の１〜５ｍｍ厚の大型の
   高密度簿板セラミックス焼結体の製造方法。