JPS6317793B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6317793B2
JPS6317793B2 JP55074406A JP7440680A JPS6317793B2 JP S6317793 B2 JPS6317793 B2 JP S6317793B2 JP 55074406 A JP55074406 A JP 55074406A JP 7440680 A JP7440680 A JP 7440680A JP S6317793 B2 JPS6317793 B2 JP S6317793B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum titanate
tio
weight
sio
sintered body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55074406A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS573767A (en
Inventor
Yoichi Fukuda
Takayuki Yoshikawa
Akira Kani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritake Co Ltd
Original Assignee
Noritake Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Noritake Co Ltd filed Critical Noritake Co Ltd
Priority to JP7440680A priority Critical patent/JPS573767A/ja
Publication of JPS573767A publication Critical patent/JPS573767A/ja
Publication of JPS6317793B2 publication Critical patent/JPS6317793B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は、約900〜1300℃の温度域で、分解の
起りにくい高温で安定な、チタン酸アルミニウム
焼結体の製造方法に関するものである。 [従来の技術] セラミツクは種々の特徴を有しているが、一般
に熱衝撃に弱いという欠点を有しており、そのた
めに用途も色々限定されている。熱衝撃に弱いと
いうこの欠点を改善するために最も有効な方法
は、セラミツクスを低熱膨張性にすることである
ということは周知の事実であり、現在までに種々
の試みがなされている。即ちβ−スポジユメンな
どのLi化合物、コージーライト、チタン酸アルミ
ニウムなどの低熱膨張性セラミツクスは各々、用
途に適した形で使用することであり、β−スポジ
ユメン、コージーライトなどは食器、台所用ガス
バーナー器具などの陶磁器として、実用に供せら
れている。しかしながら、β−スポジユメン(融
点(1430℃)、コージーライト(融点1470℃)は
融点が低いため、優秀な材料であるにもかかわら
ず、用途的には極く限定された範囲にしか適用さ
れない。そこで、鉄鋼用など更に耐熱性を要求さ
れる所に使用可能な低熱膨張性セラミツクとして
チタン酸アルミニウム(融点1860℃)が古くより
研究されてきた。しかしながら、そのチタン酸ア
ルミニウムの実用化をはばむ要因として、チタン
酸アルミニウムの熱膨張異方性に基づくマイクロ
クラツクによる欠点として考えられている低強度
の他に、約900〜1300℃の温度域におけるチタン
酸アルミニウムの分解の問題がある。即ち、この
分解は、チタン酸アルミニウム結晶における
Al3+サイトがAl3+イオン半径よりもかなり大き
いため、高温ではAl3+がその位置より飛び出す
ことによるとされ、この結果アルミナを徐々に生
成してゆくために、熱膨張係数が経時的に段々と
大きくなる。 低強度と約900〜1300℃の温度域での分解の2
つの欠点のうち、より本質的、致命的欠点である
約900〜1300℃温度域での分解の解決策が従来よ
り種々試みられてきた。即ち米国特許2776896号
にはチタン酸アルミニウムの分解を阻止する方法
として、チタン酸鉄(Fe2O3・TiO2)の形で鉄化
合物を導入すること、又Fe2O3と共にMgOや
SiO2を導入することも述べられている。これは、
チタン酸アルミニウムに一部MgO、Fe2O3など
を固溶させ、Al3+サイトの一部をMg2+、Fe3+
置換し、チタン酸アルミニウムの約900〜1300℃
の温度域での分解を抑制しようとするものである
が、これらのイオンのイオン半径はAl3+のイオ
ン半径に比べて若干大きい程度であり、約900〜
1300℃の温度域での分解を抑制するのに充分な効
果を持たなかつたと同時に、多量の固溶はチタン
酸アルミニウム製品の熱膨張率を増加させてしま
つた。 [発明が解決しようとする問題点] このように、チタン酸アルミニウムの高温分解
(約900〜1300℃における分解)を抑制するために
用いられた先行技術ではその効果は不充分であつ
た。 本発明は、約900〜1300℃の温度域で、分解の
起りにくい高温で安定な、チタン酸アルミニウム
焼結体の製造方法を提供することを目的とする。 本発明者らは、かかる要求に沿つて充分な考慮
のもとに幾多の実験研究を繰り返した結果、チタ
ン酸アルミニウム(Al2TiO5)組成中のTiO2
量がAl2O3含量より多いほうが、チタン酸アルミ
ニウム体が高温(900〜1300℃)において安定で
あり、またSiO2成分添加がAl2TiO5の分解速度を
遅くさせるのに一般に効果があるとされている
が、SiO2成分をチタン酸アルミニウム組成物中
の各々のAl2TiO5粒子のまわりを包むような状態
になるように、SiO2成分を添加させた時、高温
での分解速度をより抑制することができ、また緻
密なチタン酸アルミニウム焼結体を作製するに
は、成形する組成として、あらかじめAl2TiO5
多量に存在するチタン酸アルミニウム組成物を用
いる必要があるという知見に基づき本発明を完成
した。 すなわち本発明のチタン酸アルミニウム焼結体
の製造方法は、原料としてAl2TiO550重量%超、
マグネシウム化合物をMgO換算で0.05〜12.5重量
%を少なくとも含有し、かつ全体としてTiO2
Al2O3のモル比が1以上であるチタン酸アルミニ
ウム組成物に、珪素化合物をSiO2換算で20外重
量%以下添加し、成形、焼成することを特徴とす
るもので、上記配合により、最もチタン酸アルミ
ニウムが分解しやすい1120℃前後において、
100hr保持したにもかかわらず全く分解がなく、
嵩密度3.2g/cm3以上のチタン酸アルミニウム焼
結体作製が可能となるのである。 本発明においてチタン酸アルミニウム組成物
は、組成中にAl2TiO5が50重量%を超えて含まれ
る必要があり、50重量%以下では素地の焼成によ
り得られる焼結体が密度低下を来たし、所要の強
度を得られない(第1表および第1図参照)。 また、チタン酸アルミニウム組成物にはマグネ
シウム成分がMgO換算で0.05〜12.5重量%含ま
れ、0.05重量%未満では高温安定性の向上が顕著
でなく、また12.5重量%を超えると熱膨張係数を
著しく大きくして、それぞれ好ましくない。 本発明に用いられるチタン酸アルミニウム組成
物においては、上記したAl2TiO5とマグネシウム
化合物の総量が100重量%に達しない場合には、
その残部にはTiO2またはTiO2とAl2O3が含有さ
れる。 本発明において使用するチタン酸アルミニウム
組成物の原料として、TiO2のAl2O3に対するモル
比(k)は1以上であり、好ましくは1〜2.3である。
モル比が1未満では高温安定性に乏しい。また、
モル比があまり高すぎるとチタン酸アルミニウム
に添加可能な珪素化合物の1つであり、しかも最
もAl2O3成分に富んだと考えられる高アルミナ原
料、例えばムライト(Al2O3/SiO2重量比2.54)
をSiO2成分として20重量%以上加えても最終チ
タン酸アルミニウム焼結体にTiO2がフリー(遊
離)で存在するため、粒子成長がみられるので、
そのチタン酸アルミニウム焼結体の強度が弱くな
るのであまり好ましくない。 本発明において上記したようにAl2TiO5マグネ
シウム成分が限定量含有したチタン酸アルミニウ
ム組成物に対して、SiO2成分はSiO2換算で20外
重量%以下、好ましくは13外重量%以下、さらに
好ましくは1.5〜10.0外重量%の範囲である。20
外重量%を超えると熱膨張係数を著しく大きくす
るため、実用上は13外重量%以下に抑えることが
好ましい。SiO2成分の供給原料として、例えば
エチルシルケート、コロイダルシリカ、粘土類、
ムライト、無定形シリカ、ジルコンおよびカイア
ナイト等が挙げられ、特に好ましくは粘土類、無
定形シリカである。 本発明においては、チタン酸アルミニウム組成
物に所定量のSiO2成分を添加した後、湿式混合
して均質体とし、乾燥し、この乾燥物を顆粒状に
し、所望の形状に乾式プレス成形し、該成形体を
炉中で1300℃〜1750℃に250℃/hrの速度で昇温
し、この温度に維持し、次いで自然放冷すること
により、チタン酸アルミニウム焼結体が得られ
る。 本発明の製造方法において、高温で安定化した
チタン酸アルミニウム焼結体が得られる要因とし
ては、TiO2のAl2O3に対するモル比を1以上
(TiO2/Al2O3≧1)にしたチタン酸アルミニウ
ム組成は、従来のTiO2のAl2O3に対するモル比が
1未満(TiO2/Al2O3<1)であるチタン酸アル
ミニウム組成に比較して、高温においてAl3+
子サイト中のAl3+イオンが飛びだしてAl2O3を生
成させる反応を著しく抑制すること、およびチタ
ン酸アルミニウム組成物の個々の粒子のまわりに
SiO2成分を包囲させることにより、粒子内部よ
り著しく分解しやすい粒子個々の境界での分解を
遅くさせることが挙げられる。この理由によりチ
タン酸アルミニウムのAl2O3とTiO2との分解の核
形成速度と成長速度が著しく抑えられる。 [実施例] 以下、本発明を実施例および比較例によつて具
体的に説明する。 実施例1〜3および比較例1〜5 第1表に示す組成のチタン酸アルミニウム組成
物1Kgに対し珪素化合物として粘土(SiO2含有
量49.5重量%)をSiO2換算で5外重量%添加(比
較例3のみAl2O3/SiO2重量比が2.54の粘土を
SiO2成分として20外重量%添加)後、常法によ
り湿式混合し、乾燥後、顆粒状にしてから所望の
形状に乾式プレス成形した。その成形体を炉中で
1500℃に250℃/hrの速度で上げ、1時間保つた
後、自然放冷して焼結体の試料を得た。 この試料の密度、強度および0〜1000℃間の平
均線熱膨張係数(α×10-6)を測定し、次いで、
この試料を昇温速度250℃/hrで1120℃まで上げ、
その1120℃に100時間保ち、自然放冷後、熱処理
した試料のチタン酸アルミニウムの分解率をX線
回折により調べた。なお分解率としてチタン酸ア
ルミニウムの面指数(023)と酸化チタン(ルチ
ル)の面指数(110)の夫々のx線折強度の積分
値の和に対して酸化チタン(ルチル)の面指数
(110)のX線回折強度の積分値の比で示した。結
果を第1表に示す。
【表】
【表】 第1表から明らかなように比較例3を除いてす
べて本発明の範囲内でSiO2成分を同量添加した
ものであるが、実施例1〜3は熱膨張係数等の物
性がいずれもすぐれており、高温で安定な高強度
のチタン酸アルミニウム焼結体が得られた。 比較例1は原料としてのTiO2のAl2O3に対する
モル比(K)が1未満であるため高温安定性に劣る。
比較例2はチタン酸アルミニウム組成物中の
Al2TiO5の含有量が50重量%以下であるため密度
が低下し、曲げ強度が著しく劣つた。比較例3は
SiO2成分の添加量が幾分多く、TiO2/Al2O3
モル比(K)も高くまたチタン酸アルミニウム組成物
のAl2TiO5の含有量が低いため、得られるチタン
酸アルミニウム焼結体にTiO2がフリー(遊離)
で存在するため、曲げ強度が劣り密度が低下する
ばかりでなく、熱膨張係数も高い。比較例4はチ
タン酸アルミニウム組成物中のMgOが本発明の
範囲を超えているため熱膨張係数が高く、また比
較例5はMgOが本発明の範囲未満であるため高
温安定性に劣る。 実施例4〜8および比較例6〜7 第2表に示すごとく、本発明の範囲にあるチタ
ン酸アルミニウム組成物に対し、任意のSiO2
分として、無定形シリカおよび粘土を配合し、実
施例1と同様の方法で成形し、試料を作成した。 さらに、この試料を実施例1に準じて物性を測
定し、結果を第2表に示した。
【表】 第2表から明らかなように実施例4〜8は本発
明の範囲内でSiO2成分を配合した例であるが、
実施例1〜3と同様に高温で安定な高強度のチタ
ン酸アルミニウム焼結体が得られた。 比較例6はSiO2成分を無添加の例であるが、
高温安定性に劣る。また曲げ強度も悪い。比較例
7はSiO2成分を過剰に添加した例であるが、熱
膨張係数が高く、曲げ強度にも劣る。 [発明の効果] 以上のごとく、本発明の製造方法により得られ
たチタン酸アルミニウム焼結体は、従来のチタン
酸アルミニウム焼結体で達成できなかつた約900
〜1300℃で分解せず、緻密でかつ高強度であるた
め、耐火性器具、容器等に用いられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例および比較例によつて
得られたチタン酸アルミニウム焼結体の顕微鏡写
真(×2000)である。 a……比較例3(K=2.5)、b……実施例8(K
=1.22)、c……実施例3(K=1.04)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 原料としてAl2TiO550重量%超、マグネシウ
    ム化合物をMgO換算で0.05〜12.5重量%を少なく
    とも含有し、かつ全体としてTiO2/Al2O3のモル
    比が1以上であるチタン酸アルミニウム組成物
    に、珪素化合物をSiO2換算で20外重量%以下添
    加し、成形、焼成することを特徴とするチタン酸
    アルミニウム焼結体の製造方法。 2 前記チタン酸アルミニウム組成物が、TiO2
    またはTiO2とAl2O3を含有する前記特許請求の範
    囲第1項記載のチタン酸アルミニウム焼結体の製
    造方法。 3 前記珪素化合物が、粘土および無定型シリカ
    から選ばれる前記特許請求の範囲第1項または第
    2項記載のチタン酸アルミニウム焼結体の製造方
    法。 4 前記TiO2/Al2O3のモル比が1〜12.3であ
    り、かつ前記珪素化合物の添加量がSiO2換算で
    1.5〜10.0外重量%である前記特許請求の範囲第
    1項、第2項または第3項記載のチタン酸アルミ
    ニウム焼結体の製造方法。
JP7440680A 1980-06-04 1980-06-04 High temperature-stable high strength aluminium titanate sintered body Granted JPS573767A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7440680A JPS573767A (en) 1980-06-04 1980-06-04 High temperature-stable high strength aluminium titanate sintered body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7440680A JPS573767A (en) 1980-06-04 1980-06-04 High temperature-stable high strength aluminium titanate sintered body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS573767A JPS573767A (en) 1982-01-09
JPS6317793B2 true JPS6317793B2 (ja) 1988-04-15

Family

ID=13546268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7440680A Granted JPS573767A (en) 1980-06-04 1980-06-04 High temperature-stable high strength aluminium titanate sintered body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS573767A (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3706209C1 (de) * 1987-02-26 1987-10-29 Feldmuehle Ag Sinterformkoerper auf Basis von Aluminiumtitanat und Verfahren zu seiner Herstellung,sowie dessen Verwendung
JP2828986B2 (ja) * 1988-03-31 1998-11-25 株式会社東芝 セラミックス焼結体
CN1816379B (zh) * 2003-07-11 2010-11-24 王世来股份有限公司 废气净化蜂窝状过滤器及其制造方法
JP4945056B2 (ja) * 2003-09-12 2012-06-06 オーセラ株式会社 排ガス浄化触媒用ハニカム担体及びその製造方法
JP4609831B2 (ja) * 2003-07-29 2011-01-12 オーセラ株式会社 排ガス浄化触媒用ハニカム担体及びその製造方法
US8956436B2 (en) 2006-06-30 2015-02-17 Corning Incorporated Cordierite aluminum magnesium titanate compositions and ceramic articles comprising same
US10501375B2 (en) 2006-06-30 2019-12-10 Corning Incorporated Cordierite aluminum magnesium titanate compositions and ceramic articles comprising same
EP2594543A3 (en) 2006-06-30 2016-05-25 Corning Incorporated Cordierite aluminum magnesium titanate compositions and ceramic articles comprising same
JP4903821B2 (ja) * 2008-01-21 2012-03-28 住友化学株式会社 チタン酸アルミニウムマグネシウム−アルミナ複合セラミックス
WO2009119748A1 (ja) * 2008-03-26 2009-10-01 京セラ株式会社 多孔質セラミック部材およびその製法ならびにフィルタ
JP5564677B2 (ja) 2008-04-28 2014-07-30 大塚化学株式会社 多孔質チタン酸アルミニウム及びその焼結体並びにその製造方法
JP5271766B2 (ja) * 2009-03-26 2013-08-21 京セラ株式会社 多孔質セラミック部材およびフィルタ
CN102471170A (zh) * 2009-07-15 2012-05-23 纳幕尔杜邦公司 钛酸铝镁复合陶瓷
BR112012022551A2 (pt) 2010-03-08 2016-08-30 Sumitomo Chemical Co método para a produção de titanato de alumínio e magnésio poroso e titanato de alumínio e magnésio poroso
WO2011118025A1 (ja) 2010-03-26 2011-09-29 大塚化学株式会社 柱状チタン酸アルミニウム及びその製造方法
US9079799B2 (en) 2012-11-30 2015-07-14 Corning Incorporated Cordierite aluminum magnesium titanate compositions and ceramic articles comprising same
US10526249B2 (en) 2012-11-30 2020-01-07 Corning Incorporated Cordierite aluminum magnesium titanate compositions and ceramic articles comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
JPS573767A (en) 1982-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6317793B2 (ja)
JP2828986B2 (ja) セラミックス焼結体
US4118240A (en) Aluminum titanate composition being stable at high temperature
US2776896A (en) Ceramic composition having thermal shock resistance
KR100379326B1 (ko) 고강도 자기 및 이의 제조방법
JPH0288452A (ja) 耐熱性無機質成形体
JPH0117202B2 (ja)
JPS6156184B2 (ja)
JP2619832B2 (ja) チタン酸アルミニウムセラミックス及びその製造方法
US4931415A (en) Metal melting crucible
JP3811315B2 (ja) 熱衝撃抵抗性熱間補修用珪石れんが及びその製造方法
US2220412A (en) Refractory and method of making same
US4988649A (en) Silica bricks and process for production thereof
JPS6250440B2 (ja)
JP2000351679A (ja) 炭化ケイ素質多孔体の製造方法および炭化ケイ素質多孔体
JPS6055464B2 (ja) 自己施釉磁器
US3484258A (en) Conductive glass-ceramic product having a high dielectric constant and method of making same
JPH064507B2 (ja) 低熱膨張コージェライトの製造方法
JPH0152352B2 (ja)
KR102143817B1 (ko) 고열전도성 마그네시아 조성물 및 마그네시아 세라믹스
JPH04349177A (ja) 断熱材
JP4319866B2 (ja) 無機繊維質耐火断熱材の製造方法
JPH1160330A (ja) 溶融シリカ質耐火物の製造方法
Kichkailo et al. Lithium-bearing heat-resistant ceramics (a review)
JPS5879869A (ja) コ−デイエライト質磁器とその製造方法