JPS647028B2 - - Google Patents
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- JPS647028B2 JPS647028B2 JP59029401A JP2940184A JPS647028B2 JP S647028 B2 JPS647028 B2 JP S647028B2 JP 59029401 A JP59029401 A JP 59029401A JP 2940184 A JP2940184 A JP 2940184A JP S647028 B2 JPS647028 B2 JP S647028B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
高アルミナ磁器は電気的、機械的諸特性、特に
高温下におけるこれら諸特性が優れているので工
業用材料として実用されているが、熱膨張係数が
大きいため急熱急冷強度が乏しく、このため大き
な熱衝撃を受ける部材としては全く使用できなか
つた。 本発明は熱衝撃強度が格段と向上した高アルミ
ナ磁器の製造法を確立したもので、Al2O3−SiO2
−ZrO2からなる別紙３成分系組成図の各点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，ＥおよびＦを結ぶ６辺形区域を形成
するAl2O370〜80％、SiO25〜15％、ZrO28〜20％
の混合粉末100重量部に対し、Na2Oを単独で0.1
〜２重量部、または該Na2O0.1〜２重量部を
CaO、MgO、BaOおよびSrOの１種もしくは２
種以上の２重量部以下と共に添加した原料粉末を
出発原料とし、常法に従つて所望の形状、寸法に
成形、焼成することを特徴とするもので、以下実
施例について説明する。 実施例 １ アルミナ（住友アルミニウム精練・Ａ−HPS
−30）、無水珪酸（市販品・純度99.7％）および
ジルコニア（市販品・純度99.8％）の３者を別紙
３成分系組成図の１（Ａ点）、２（Ｂ点）、３（Ｃ
点）、４（Ｄ点）、５（Ｅ点）、６（Ｆ点）および
７〜１７の各点に示される割合（但し、無水珪酸
はSiO2に換算）に配合すると共に、それぞれの
配合物1000ｇに対して乳酸ナトリウム（NaCH3
CHOHCO2・市販品）をNa2Oに換算して５ｇお
よび粘結剤セルロース（日本曹達・HPC−SL）
30ｇ並びに水600c.c.を、内容積３のアルミナ製
ボールミルと20mmφアルミナ製球石３Kgによつて
72時間の粉砕、混合を行なつて17種類のスラリー
を製造し、これらのスラリーに対し、ガス温度
170℃、アトマイザーデイスク径110mmφ、
7200RPMの噴霧乾燥を行ない、平均粒径約80μの
顆粒を得た。 このようにして得られた17種の顆粒に対して
750Kg／cm2のラバープレスによつて成形、焼成し
て得た17mmφ×７mmφ×43mmＬの円筒体と、750
Kg／cm2の金型プレスによつて成型、焼成して得た
４mmＨ×８mmＷ×35mmＬの角柱体を試料とし、前
者円筒体に対して耐急熱強度、後者角柱体に対し
て抗折強度をそれぞれ測定した結果を第１表に示
す。
高温下におけるこれら諸特性が優れているので工
業用材料として実用されているが、熱膨張係数が
大きいため急熱急冷強度が乏しく、このため大き
な熱衝撃を受ける部材としては全く使用できなか
つた。 本発明は熱衝撃強度が格段と向上した高アルミ
ナ磁器の製造法を確立したもので、Al2O3−SiO2
−ZrO2からなる別紙３成分系組成図の各点Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，ＥおよびＦを結ぶ６辺形区域を形成
するAl2O370〜80％、SiO25〜15％、ZrO28〜20％
の混合粉末100重量部に対し、Na2Oを単独で0.1
〜２重量部、または該Na2O0.1〜２重量部を
CaO、MgO、BaOおよびSrOの１種もしくは２
種以上の２重量部以下と共に添加した原料粉末を
出発原料とし、常法に従つて所望の形状、寸法に
成形、焼成することを特徴とするもので、以下実
施例について説明する。 実施例 １ アルミナ（住友アルミニウム精練・Ａ−HPS
−30）、無水珪酸（市販品・純度99.7％）および
ジルコニア（市販品・純度99.8％）の３者を別紙
３成分系組成図の１（Ａ点）、２（Ｂ点）、３（Ｃ
点）、４（Ｄ点）、５（Ｅ点）、６（Ｆ点）および
７〜１７の各点に示される割合（但し、無水珪酸
はSiO2に換算）に配合すると共に、それぞれの
配合物1000ｇに対して乳酸ナトリウム（NaCH3
CHOHCO2・市販品）をNa2Oに換算して５ｇお
よび粘結剤セルロース（日本曹達・HPC−SL）
30ｇ並びに水600c.c.を、内容積３のアルミナ製
ボールミルと20mmφアルミナ製球石３Kgによつて
72時間の粉砕、混合を行なつて17種類のスラリー
を製造し、これらのスラリーに対し、ガス温度
170℃、アトマイザーデイスク径110mmφ、
7200RPMの噴霧乾燥を行ない、平均粒径約80μの
顆粒を得た。 このようにして得られた17種の顆粒に対して
750Kg／cm2のラバープレスによつて成形、焼成し
て得た17mmφ×７mmφ×43mmＬの円筒体と、750
Kg／cm2の金型プレスによつて成型、焼成して得た
４mmＨ×８mmＷ×35mmＬの角柱体を試料とし、前
者円筒体に対して耐急熱強度、後者角柱体に対し
て抗折強度をそれぞれ測定した結果を第１表に示
す。
【表】
第１表から、別紙３成分系組成図の点Ａ〜Ｆを
結ぶ線によつて囲まれる６辺形区域内のAl2O3、
SiO2、ZrO2の３成分の合量100重量部に対して
Na2Oを0.5重量部の割合で添加した試料No.１〜11
は、同様にNa2Oを0.5重量部の割合で添加した上
記６辺形区域外の試料No.12〜17に比し、満足すべ
き成果を得ることができ、特に該区域の略々中央
に打点される試料No.８が優れた特性を示した。 実施例 ２ 前例において最も優れた特性を示した試料No.８
にAl2O3、SiO2、ZrO2の配合割合を固定し、一方
これの合量100重量部に対するNa2Oのみを各種
の添加量とし、前例と同様に製作した試料の耐急
熱強度および抗折力について同じく前例と同様に
測定した結果を第２表に示す。
結ぶ線によつて囲まれる６辺形区域内のAl2O3、
SiO2、ZrO2の３成分の合量100重量部に対して
Na2Oを0.5重量部の割合で添加した試料No.１〜11
は、同様にNa2Oを0.5重量部の割合で添加した上
記６辺形区域外の試料No.12〜17に比し、満足すべ
き成果を得ることができ、特に該区域の略々中央
に打点される試料No.８が優れた特性を示した。 実施例 ２ 前例において最も優れた特性を示した試料No.８
にAl2O3、SiO2、ZrO2の配合割合を固定し、一方
これの合量100重量部に対するNa2Oのみを各種
の添加量とし、前例と同様に製作した試料の耐急
熱強度および抗折力について同じく前例と同様に
測定した結果を第２表に示す。
【表】
第２表から、副成分とするNa2OはAl2O3、
SiO2、ZrO2の合量100重量部に対して試料No.8cの
0.1重量部の添加によつて効果を奏するが試料No.
8eの２重量部が上限で、これを超えると効果を失
なうため0.1〜２重量部の範囲に限定されること、
最も好ましい添加量は試料No.８の0.5重量部であ
ることが明らかにされた。 本発明は別紙３成分系組成図の点Ａ〜Ｆを結ぶ
６辺形区域内のAl2O3、SiO2、ZrO2の混合物100
重量部に対して、Na2O0.1〜２重量部の添加によ
つて耐急熱強度を顕著に改善するが該Na2Oとは
別にCaO、MgO、BaO、SrOの１種または２種
以上を２重量部以下、特に1.5重量部前後の添加
によつて更に効果を高めることができる。 実施例 ３ 前掲のAl2O376％、SiO29.5％、ZrO214.5％に対
する主成分100重量部に対してNa2Oを0.5重量部
を添加してなる試料No.８の組成を基盤としこれに
第３表に示す通り、CaO、MgO、BaO、SrOの
いずれか１種、または２種以上を第３表に示す割
合を呈するように市販の炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム
を計算、配合し、前２例と同様に製作した試料に
ついて、同じく前２例と同様、特性値を測定した
結果を第３表に示す。
SiO2、ZrO2の合量100重量部に対して試料No.8cの
0.1重量部の添加によつて効果を奏するが試料No.
8eの２重量部が上限で、これを超えると効果を失
なうため0.1〜２重量部の範囲に限定されること、
最も好ましい添加量は試料No.８の0.5重量部であ
ることが明らかにされた。 本発明は別紙３成分系組成図の点Ａ〜Ｆを結ぶ
６辺形区域内のAl2O3、SiO2、ZrO2の混合物100
重量部に対して、Na2O0.1〜２重量部の添加によ
つて耐急熱強度を顕著に改善するが該Na2Oとは
別にCaO、MgO、BaO、SrOの１種または２種
以上を２重量部以下、特に1.5重量部前後の添加
によつて更に効果を高めることができる。 実施例 ３ 前掲のAl2O376％、SiO29.5％、ZrO214.5％に対
する主成分100重量部に対してNa2Oを0.5重量部
を添加してなる試料No.８の組成を基盤としこれに
第３表に示す通り、CaO、MgO、BaO、SrOの
いずれか１種、または２種以上を第３表に示す割
合を呈するように市販の炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム
を計算、配合し、前２例と同様に製作した試料に
ついて、同じく前２例と同様、特性値を測定した
結果を第３表に示す。
【表】
第３表から、焼結助剤としてCaO、MgO、
BaO、SrOの１種または２種以上の添加は微少量
の添加によつて抗折力を高めるが３重量部に達す
ると逆に抗折力を低下させることが判明した。 以上の通り、本発明によつて得られた高アルミ
ナ磁器は従来の高アルミナ磁器に比して隔絶した
高い急熱急冷強度を示すので、特に大きな熱衝撃
に曝されるアーク遮断板、高温用または大型の各
種保護管、内然機関の高温用部材、セラミツクヒ
ーターの類、あるいは各種の熱交換等に使用して
著効を奏する。 なお、各実施例は出発原料をスラリーとして噴
霧乾燥によつて得た顆粒を用いて金型プレス成型
を行なつたが、スラリーの状態でドクターブレー
ド法によるシート成形、あるいは有機質の可塑、
結合剤によつて必要な粘性、流動性の高い坏土と
して押出成形、射出成形等の慣用公知の成形法を
採用することができる。 しかして、本発明によつて得られた高アルミナ
磁器が高い熱衝撃強度を呈する理由は、別紙３成
分系組成図の各点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを結ぶ
６辺形区域内の混合物を用いた焼結品の鉱物組成
に、磁器の靭性を高めるジルコニア（モノクリニ
ツク）、同じく磁器の熱膨張係数を低下させるム
ライトの他、シリカ（ステツシヨバイト）がアラ
ンダムと共に存在することがＸ線回折によつて確
認され、このステツシヨンバイトは常温にあつて
は80Kbar以上の圧力下においてのみ存在する鉱
物であるが、焼結に際してジルコニア粒子の近傍
に存在するシリカ粒子が、1100℃付近において生
ずるジルコニア粒子のテトラからモノクリニツク
型への転移に基づく体積膨張によつてマトリツク
スとジルコニア間に生ずる巨大な圧縮力を受ける
と共に該マトリツクス中のNa2Oによつて生成さ
れ、このステツシヨバイトが前記のジルコニア、
ムライトの機能と相俟つて磁器の耐熱衝撃性を高
めるものと考えられる。
BaO、SrOの１種または２種以上の添加は微少量
の添加によつて抗折力を高めるが３重量部に達す
ると逆に抗折力を低下させることが判明した。 以上の通り、本発明によつて得られた高アルミ
ナ磁器は従来の高アルミナ磁器に比して隔絶した
高い急熱急冷強度を示すので、特に大きな熱衝撃
に曝されるアーク遮断板、高温用または大型の各
種保護管、内然機関の高温用部材、セラミツクヒ
ーターの類、あるいは各種の熱交換等に使用して
著効を奏する。 なお、各実施例は出発原料をスラリーとして噴
霧乾燥によつて得た顆粒を用いて金型プレス成型
を行なつたが、スラリーの状態でドクターブレー
ド法によるシート成形、あるいは有機質の可塑、
結合剤によつて必要な粘性、流動性の高い坏土と
して押出成形、射出成形等の慣用公知の成形法を
採用することができる。 しかして、本発明によつて得られた高アルミナ
磁器が高い熱衝撃強度を呈する理由は、別紙３成
分系組成図の各点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを結ぶ
６辺形区域内の混合物を用いた焼結品の鉱物組成
に、磁器の靭性を高めるジルコニア（モノクリニ
ツク）、同じく磁器の熱膨張係数を低下させるム
ライトの他、シリカ（ステツシヨバイト）がアラ
ンダムと共に存在することがＸ線回折によつて確
認され、このステツシヨンバイトは常温にあつて
は80Kbar以上の圧力下においてのみ存在する鉱
物であるが、焼結に際してジルコニア粒子の近傍
に存在するシリカ粒子が、1100℃付近において生
ずるジルコニア粒子のテトラからモノクリニツク
型への転移に基づく体積膨張によつてマトリツク
スとジルコニア間に生ずる巨大な圧縮力を受ける
と共に該マトリツクス中のNa2Oによつて生成さ
れ、このステツシヨバイトが前記のジルコニア、
ムライトの機能と相俟つて磁器の耐熱衝撃性を高
めるものと考えられる。
図面は本発明の主成分とするAl2O3−SiO2−
ZrO2の３成分系組成図である。
ZrO2の３成分系組成図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Al2O3−SiO2−ZrO2からなる別紙３成分系組
成図の各点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，ＥおよびＦを結ぶ６
辺形区域を形成するAl2O370〜80％、SiO25〜15
％、ZrO28〜20％の混合粉末100重量部に対し、
Na2Oを0.1〜２重量部の割合で添加した原料粉末
を出発原料として成形、焼成することを特徴とし
た高アルミナ磁器の製造法。 ２ Al2O3−SiO2−ZrO2からなる別紙３成分系組
成図の各点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，ＥおよびＦを結ぶ６
辺形区域を形成するAl2O370〜80％、SiO25〜15
％、ZrO28〜20％の混合粉末100重量部に対し、
CaO、MgO、BaO、およびSrOのいずれか１種
または２種以上を２重量部以下、並びにNa2Oを
0.1〜２重量の割で添加した原料を出発原料とし
て成形、焼成することを特徴とした高アルミナ磁
器の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59029401A JPS60176965A (ja) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | 高アルミナ磁器の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59029401A JPS60176965A (ja) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | 高アルミナ磁器の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176965A JPS60176965A (ja) | 1985-09-11 |
| JPS647028B2 true JPS647028B2 (ja) | 1989-02-07 |
Family
ID=12275115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59029401A Granted JPS60176965A (ja) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | 高アルミナ磁器の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60176965A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0982820B1 (en) | 1998-02-27 | 2007-04-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug, alumina insulator for spark plug, and method of manufacturing the same |
-
1984
- 1984-02-17 JP JP59029401A patent/JPS60176965A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60176965A (ja) | 1985-09-11 |
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