JPS6374976A

JPS6374976A - セラミツクス複合体

Info

Publication number: JPS6374976A
Application number: JP61219265A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　丈夫; 啓介森田; 博佐々木
Original assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1988-04-05
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPH0753617B2

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、セラミックス複合体に関する。更に、詳しく
は、熱衝撃に強く、原料粒度とウィスカー添加量を変え
ることにより密度の変えられる焼成用セラミックス複合
体に関する。

［従来の技術］各種のルツボや、高温で使用される成形サヤ材などの焼
成用材料は、従来、マグネシア、アルミナ、コージェラ
イト等のセラミックス製であったが、高純度な金属の溶
融や電子部品用セラミックス焼成用材料の分野において
は、非常な高温にさらされること、そして、急激な温度
変化、特殊な雰囲気にさらされることなど、厳しい条件
ドで使用されることが多い、このような場合、従来の焼
成用材料では、熱衝撃に弱く、また、特殊な雰囲気ガス
に対して構造体として１強度を失うことが多く、多くの
欠点があり、適するものでなかった。特に、最近、電子
機器の発展、高度化が進んでいるために、さらに、益々
高純度のものが求められる情勢下では、更に厳格にフン
タミネーションの生じなく、厳しい条件でも焼成用材料
の性状の変化のない高級な材料が望まれている。

また、ルツボ等には、高温焼成、高温使用の要請があり
、使用条件も益々厳しくなっている。

従って、高温安定性が求められ、温度変化に伴う膨張、
性状変化に耐える。比較的に安価な材料が求められてい
る。

ＭｇＯ焼結体は、緻密質で高温の融点であるので、モノ
リシックで良好な焼成用材料であり、焼成用センター、
焼成用サヤ材、ルツボ用材料として、利用されてきた。

然し乍ら、ＭｇＯ焼結体は、熱衝撃に非常に弱く、焼成
中に熱ショックで割れ、クラックが生じ易く、厳しい条
件下では使用できないものであった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は９以上の厳しい要件に合致する各種の焼成用セ
ッター、焼成用サヤ材及びルツボなどの用途の複合セラ
ミックス体を提供することを目的とする。また９本発明
は、高温でのクラック発生のない、耐熱性のすぐれた複
合セラミックス体及びその製法を提供することを目的と
する。更に。

本発明は、高温焼成用に用いられる電子材料製造のため
のルツボに使用できる複合セラミックス材料を提供する
ことを目的とする。また１本発明は１強度の向上された
高温耐性の焼成用セッター、サヤ材、ルツボなどの製造
が可能な複合セラミックス材料及びその製法を提供する
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明は、ＭｇＯの微粉末にマグネシアウィスカーを１
〜３０重量％混合し、バインダーを適当量添加し、適当
な粘性の混合物とし、それを適当な形状に成形し、焼成
して製造することを特徴とする焼成用セラミックス複合
体である。更に。

ＭｇＯの微粉末にマグネシアウィスカーを１〜３０！ｌ
ｆｔ％混合し、バインダーを適当量添加し。

適当な粘性の混合物とし、それを適当な形状に成形し、
焼成することを特徴とする焼成用セラミックス複合体の
製法である。

本発明は、マグネシアウィスカーを添加された。ＭｇＯ
微粉の焼結体のコンポジット系材料を、セッター、サヤ
体など焼成用材料に利用するものであり、熱衝撃クラッ
ク発生を防止できるルツボ用、焼成サヤ体用の適切な材
料が得られたものである。ＭｇＯの微粉末とマグネシア
ウィスカー及び適切なバインダーを適量原料として用い
。

これらを適当な割合に混合し、適当な粘度の混合物にし
、スリンブキャスティング又は金型ブレス、押出成型、
吸引プレス成形などで適当な形状に成形し、この成形体
を１４００〜１８００℃で焼成したものである。

本発明のセラミックス複合体は、微粉末の原料粒度と、
マグネシアウィスカーの添加量を変えることにより、製
造されるセラミックス複合体の密度など性状を変えるこ
とのできるものである。原料粒度を小さくする程、製造
されたセラミックス複合体の密度は大きいものとなる。

一方、マグネシアウィスカーの添加量を増やすほど密度
は小さくなる。

また、更に使用するマグネシアウィスカーのアスペクト
比を変えることにより、製造セラミックス複合体の性状
が変わるものである。即ち、アスペクト比の大きいウィ
スカーを添加することにより、製造されたセラミックス
複合体の密度が小さくでき、熱容量の小さいセラミック
ス体を製造することができる。

本発明のセラミックス複合体は、マグネシアウィスカー
添加のコンポジット（ハイブリット）系のものであり、
そのために熱衝撃に強い焼成用材料となることができた
。マグネシアウィスカーがマトリックスマグネシアを引
っ張る働きをするために、歪みエネルギーが吸収されて
、クラック発生を柔らげる効果を有するものとなる。即
ち、更にマグネシアウィスカーにより１強度が改善され
、高い強度を持つ焼成用セラミックス複合体となるもの
である。

本発明のセラミックス複合体は、添加マグネシアウィス
カーの添加量により、製造されるセラミックス複合体の
密度をある程度制御、変更することができるものである
。

本発明により得られるセラミックス複合体は。

多形体であり、成形時に、任意の形状に成形できるため
に、任意の形状の焼結体が容易に得られる。任意の形状
の高級な焼結体が得られる。

本発明に従い９本発明セラミックス複合体は。

マトリックスのＭｈｏとマグネシアウィスカーが反応し
ない焼成温度範囲で焼成することが好適である。マグネ
シアウィスカーが焼成中に熱的に劣化しないためである
。また、マトリックスのマグネシアが、マグネシアウィ
スカーと反応し、相互に溶融し、マグネシアウィスカー
が機械的に強度が保てなくなるか、或いは熱的に劣化さ
れるので、それを防止できる方法で焼成しなければなら
ない。

原料の微粉末のＭｇＯは、できるだけ細かい微粉が好適
であり、焼結性が向上するものである。

微粉末原料は通常のセラミックス微粒子製造技術例えば
、金属アルコキシドを出発原料とするゾル−ゲル法でも
容易に製造できる。

使用できるマグネシアウィスカーは、市販のマグネシア
ウィスカーを用いることができる。また、その使用でき
るアスペクト比範囲は、約５〜１０００のものが好適で
あり、求められる焼成用材料の性状に従い、マグネシア
ウィスカーのアスペクト比を選定することができる。

マグネシアウィスカーの添加量の範囲はｌＭｇＯに対し
て、１〜３０重量％であり、適宜−９所望の性状に従い
１選択することが好適である。ウィスカーがｌｆｆ１ｍ
％以下であると、耐熱衝撃性、複合体強度の顕著な向上
が見られない、また、３０重亜％以−ヒウィスカーを含
むとポーリング、タラッピングが生じ、取り扱い難いも
のとなるために、マグネンアファイバーの添加量の範囲
を１Ｍに０に対して、１〜３０重量％とする。

このようなマグネシアウィスカーの含有率、アスペクト
比を変えることにより、製造セラミックス複合体の密度
を変えることのできる範囲は、約３０％が限度であるが
、焼成用のセッター、サヤ体などに使用する場合、相当
に、熱衝撃耐性、熱容斌（即ち密度）を変えることがで
きるものである。アスペクト比を小きくとると、ウィス
カーを多量に添加でき、緻密な複合体を製造できる。即
ち、アスペクト比が小さいと、そのマグネシアウィスカ
ー繊維がかたまりにならず、混合が容易になり９組織が
均一になり易く、ひいては、ウィスカー添加量の使用で
きる範囲を広くできる。

本発明により得られるセラミックス複合体は。

焼成用セッター、焼成用サヤ体、溶融ルツボ、各種ガラ
ス用のルツボ、一般金属溶融用ルツボ、電子セラミック
ス焼成用のルツボ或いは耐火物サヤ等に好適である。

次に９本発明のセラミックス複合体の製造方法について
説明するが９本発明は９次の実施例に限定されるもので
はない。

［実施例］実施例ｌＭｇＯの微粉末の原料及びマグネシアウィスカーを第１
表の重量部割合で、よく混合し、有機系バインダーを添
加して、混和混練し、これを成形した後、電気炉で約１
６００℃で約３時間焼成した。

この焼結セラミックス複合体の密度を測定した。その結
果を、第１表に示す、また、更に、熱衝撃試験を行なう
と、ＭｇＯ単一成分モノリシック体の結果と比べて、熱
１１撃耐性が高く１強度が向上されていた。

第１表上記の表において、ＭｇＯ及びウィスカーは。

重量部で割合を示し９両者とも、プレス成形で成形きれ
た。

実施例２次にマグネシアウィスカーのアスペクト比を変えて、微
粉マグネシア１００ｆｆ［ｆ１部と、マグネシアウィス
カー２０重量部を混合し、実施例１と同様に、バインダ
ーと混練し、成形し、焼成した。

製造した焼成体の密度を測定したところ１次の第２表の
ごとき結果であった。

第２表以上のようにアルミナウィスカーのアスペクト比を変え
ることにより、製造セラミックス複合体の密度を変更制
御できるものである。

マグネシアウィスカーのアスペクト比の小さいものでは
、より密度が大きいセラミックス複合体を作られる。即
ち、アスペクト比が小さい場合。

混合が容易であり、繊維のかたまりが生ぜずに。

組織が均一とでき、密度の大きな焼成体ができるもので
ある。

逆に、アスペクト比の大きなマグネシアウィスカーを用
いることにより、密度の小さなセラミックス複合体を製
造でき、即ち、熱容量の小さなセラミックス複合体が提
供できる。

［発明の効果コ本発明のセラミックス複合体は、上記のような構造と製
造方法により、第１に、従来の焼、成用材料と比べて、
非常にすぐれた耐熱衝撃性を持つセッター材やサヤ材、
ルツボ材が提供されたこと、第２に、熱容量や密度を、
！Ｘ料の割合、ウィスカーのアスペクトを変えることに
より、ａＱ整できるセラミックス複合体を提供できたこ
と、第３に、従って、原料の微粉末粒度、ウィスカー添
加量及びウィスカーのアスペクトを変えることにより、
製造セラミックス複合体の密度や熱容量を小さくシ、炉
内の均熱化でき、熱損失を少なくでき、また、焼成品に
熱的な不均一の生じない焼成用サヤ体、ルツボ材などに
利用できるセラミックス複合体材料を提供できたこと、
第４に２強度の向上した。化学的、熱的に安定したサヤ
体、ルツボなどの製造が可能になったことなどの技術的
効果が得られた。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＭｇＯの微粉末にマグネシアウィスカーを１〜３
０重量％混合し、バインダーを適当量添加し、適当な粘
性の混合物とし、それを適当な形状に成形し、焼成し、
製造したことを特徴とする焼成用セラミックス複合体。
（２）ＭｇＯの微粉末にマグネシアウィスカーを１〜３
０重量％混合し、バインダーを適当量添加し、適当な粘
性の混合物とし、それを適当な形状に成形し、焼成する
ことを特徴とする焼成用セラミックス複合体の製法。