JPS649266B2 - - Google Patents
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- JPS649266B2 JPS649266B2 JP58209353A JP20935383A JPS649266B2 JP S649266 B2 JPS649266 B2 JP S649266B2 JP 58209353 A JP58209353 A JP 58209353A JP 20935383 A JP20935383 A JP 20935383A JP S649266 B2 JPS649266 B2 JP S649266B2
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Classifications
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-
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- C04B41/87—Ceramics
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
Description
本発明は耐熱衝撃性に優れた行アルミナ含有焼
結体及びその製造方法に関するものである。 従来、Al2O3を75重量%以上含む高アルミナ含
有磁器は(以下高アルミナセラミツクスと称す)
は電気絶縁性、耐熱性、機械的特性に優れている
ため、電子部品や産業機械部品等の分野に広く用
いられている。 しかしながら、この種アルミナセラミツクスは
線膨張係数が70×10-7/℃以上とセラミツクスの
中では比較的膨張係数が大きく、水中投下急冷の
耐熱衝撃温度差が200℃においてクラツクが発生
し、耐熱衝撃特性が悪いことが知られている。 また、耐熱衝撃特性を向上させるためにチタン
酸アルミニウム、コージライト等の熱膨張係数の
低い材質のものを使用したり、焼結体を多孔質と
して熱衝撃クラツクの発生を抑制する手段があ
る。しかしながら、此等の場合抗析強度が15Kg/
mm2以下と機械的強度が低すぎる欠点がある。 従つて、本発明の目的は高アルミナセラミツク
スとしての高強度を損なうことなしに優れた耐熱
衝撃特性を有する高アルミナ含有焼結体を提供す
ることにある。 本発明の他の目的は上記のような高アルミナ含
有焼結体の製法を提供することにある。 本発明によればα―Al2O3から成る基体と、こ
の基体上に形成されたムライト析出層とから成る
ことを特徴とする高アルミナ含有焼結体が提供さ
れる。 更に本発明によれば、Al2O3が75〜95重量%、
SiO2が3〜10重量%、ムライト鉱化剤が1〜10
重量%、B2O3が0.3〜1重量%、MgO及びCaOの
うち少なくとも一種を0.4〜3重量%から成る組
成物を成形且つ焼結し、焼結体の表層にムライト
析出層を形成することを特徴とする高アルミナ含
有焼結体の製造方法が提供される。 以下、本発明を詳細に述べる。 本発明の高アルミナ含有焼結体は、実質上α―
Al2O3から成る基体と該基体上に形成されたムラ
イト析出層とから成る構造を有することが顕著な
特徴であり、しかもこのムライト析出層は以下に
述べる組成物を成形し且つ焼結することによりそ
の場で形成されることも顕著な特徴である。 前記基体は、実質上球状のα―Al2O3から成つ
ており、一方析出層では針状もしくは柱状のムラ
イト粒子が析出している。ムライト析出層は、実
質上ムライト粒子から成つていてもよく、またム
ライト粒子とα―Al2O3粒子とがモザイク模様の
ように混在していてもよい。α―Al2O3粒子及び
ムライト粒子の粒間には、ガラス層、特にSiO2、
Al2O3,TiO2,ZrO2,MgO,CaO,B2O3等を成
分とするガラス層が一般に存在している。 ムライト粒子は式3Al2O3・2SiO2で表わされる
組成のものを主体とし、ムライトは、熱膨張係数
がアルミナの約半分であり、耐熱衝撃に期待が持
てる材質である。 高アルミナ磁器組成ではSiO2を数%含有して
いるが、SiO2量が5%未満では、通常ムライト
は形成されない。しかしながら、B2O3を添加す
ることにより、表層に顕著なムライト相が形成さ
れる。これは、B2O3がムライト生成の見かけの
活性化エネルギーを低下させる働きがあるため
で、表層にしか存在しないのは、B2O3の平衡蒸
気圧が高く発揮しやすいため表層に移動しやすく
なつているためと考えられる。しかしながら、
B2O3が多すぎるとガラス質の融点が低下し過ぎ
不安定となり、適量の存在でも表層100μよりも
小さい厚さしかムライトが形成されず、析出も不
安定である。よつて耐熱衝撃性に関してもばらつ
きが出やすい。そこでムライトの鉱化剤として用
いられるTiO2、ZrO2等を添加したところ、表層
100μ以上の厚みのムライト層が存在し、安定し
て高い耐熱衝撃性が得られた。水中投下の温度差
は、△T=200℃以上である。これは、最も熱歪
の受けやすい表層部分に、アルミナより低膨張の
ムライトが多量に存在し、表層部分全体の熱膨張
係数が低くなつたためと考えられる。また、表層
部に選択的にムライトが析出するため表層に圧縮
応力が働き、曲げ強さ36Kg/mm2以上の水きな値が
得られることを知見した。 本発明の焼結体におけるムライトの析出層は、
下記式 RI=IM/IA×100 式中、IMはムライト析出層のX―線回折におけ
るムライトの面指数(210)のピーク強度を表わ
し、IAはムライト析出層のX―線回折におけるα
―Al2O3の面指数(012)のピーク強度を表わす
で定義されるビーク比(RI)が30%以上となる
ようにムライトの析出が行われていることが重要
である。即ち、このピーク比(RI)が30%より
も低い場合には、抗折強度や耐熱衝撃性が本発明
のものに比して著しく低下する。尚、本発明の焼
結体の基体には、α―Al2O3の他に微量のムライ
トが混在する場合があるが、この基体中のムライ
トの混在量は、この基体をX線回折に付してもム
ライトの存在が認められないようなものである。 本発明は、例えば全体を基準としてAl2O375〜
95重量%にSiO23〜10重量%を含む主成分に対し
てTiO2、ZrO2等のムライト鉱化剤を1〜10重量
%、B2O30.3〜1重量%、更に焼結助剤として
MgO、CaOのうち少なくとも1種0.4〜3重量%
を添加してなる組成物のように、特にB2O3を1
重量%以下添加した組成物を用いる。このような
組成範囲の組成物を混合したものを成形し、その
後、酸化雰囲気中で1400〜1700℃の温度範囲で約
3時間保持することにより焼結体が得られる。 上記高アルミナ含有組成物においてAl2O3が75
重量%未満では強度が35Kg/mm2以下と低く、また
95重量%を超えるとムライトが析出せず耐熱衝撃
性が改善されない。焼結助剤としてのSiO2が3
重量%未満では焼結体の表層にムライトが析出せ
ず10重量%を超えると抗折強度が低下する。さら
に焼結助剤としてのMgO及びCaOが0.4重量%未
満では焼結しにくく、3重量%を超えると強度、
耐熱衝撃性が低下する。 ムライト鉱化剤としてのTiO2およびZrO3が1
重量%未満では焼結体の表層にムライトが析出し
にくく、10重量%を超えると気孔が増加し、抗析
強度が低下する。 また、B2O3が0.3重量%未満ではムライト析出
の効果が少なく、1重量%を超えると耐熱性が低
下すると共に強度も低下する。 また、前記SiO2とTiO2,ZrO2等のムライト鉱
化剤との組成比が1≦SiO2/ムライト鉱化剤で
あり、さらなに、SiO2とB2O3との組成比が3≦
SiO2/B2O3≦20の範囲内であることが好ましい。 その理由は、SiO2とTiO2またはZrO2等のムラ
イト鉱化剤との組成比がSiO2/ムライト鉱化剤
<1のときは強度、耐熱衝撃性が低下し、また、
SiO2とB2O3との組成比がSiO2/B2O3<3のとき
ガラスマトリツクスの安定性が損なわれ、強度、
耐熱衝撃性が低下し、さらに20<SiO2/B2O3の
ときはムライトが表面に選択的に析出する効果が
少なく耐熱衝撃性が向上しないからである。以
下、本発明の実施例に基づき説明する。 平均粒径2μmのα―Al2O3と平均粒径2〜3μm
の硅石、平均粒径1〜2μmのCaCo3、Mg(OH)、
さらにH3BO3 TiO2を第1表のように調合し、ア
ルミナ製ポツト及びアルミナ製ボールにて水によ
る湿式混合粉砕を行い、全体の平均粒径を1.5μm
程度とした。このスラリーに有機結合剤として
PEGを5%加え、噴霧乾燥を行いその後100メツ
シユの節を通し、使用原料とした。この原料1000
Kg/cm2の圧力でプレス成形を行い、1450〜1650℃
の最高温度で3時間焼成し、4×5×38mmの試料
を得た。それらの焼結体を表面のX線回析による
ムライト(210)のα―Al2O3(012)に対する強
度(高さ)のピーク比によるムライト析出量
(%)、表面研摩による焼結体表層のムライト層厚
(μm)、抗析強度(Kg/mm2)、水中投下急冷による
耐熱衝撃温度差(℃)、また焼結体の緻密性を確
認するための比重、及び焼成温度を各試料につき
測定した結果を第1表に示した。
結体及びその製造方法に関するものである。 従来、Al2O3を75重量%以上含む高アルミナ含
有磁器は(以下高アルミナセラミツクスと称す)
は電気絶縁性、耐熱性、機械的特性に優れている
ため、電子部品や産業機械部品等の分野に広く用
いられている。 しかしながら、この種アルミナセラミツクスは
線膨張係数が70×10-7/℃以上とセラミツクスの
中では比較的膨張係数が大きく、水中投下急冷の
耐熱衝撃温度差が200℃においてクラツクが発生
し、耐熱衝撃特性が悪いことが知られている。 また、耐熱衝撃特性を向上させるためにチタン
酸アルミニウム、コージライト等の熱膨張係数の
低い材質のものを使用したり、焼結体を多孔質と
して熱衝撃クラツクの発生を抑制する手段があ
る。しかしながら、此等の場合抗析強度が15Kg/
mm2以下と機械的強度が低すぎる欠点がある。 従つて、本発明の目的は高アルミナセラミツク
スとしての高強度を損なうことなしに優れた耐熱
衝撃特性を有する高アルミナ含有焼結体を提供す
ることにある。 本発明の他の目的は上記のような高アルミナ含
有焼結体の製法を提供することにある。 本発明によればα―Al2O3から成る基体と、こ
の基体上に形成されたムライト析出層とから成る
ことを特徴とする高アルミナ含有焼結体が提供さ
れる。 更に本発明によれば、Al2O3が75〜95重量%、
SiO2が3〜10重量%、ムライト鉱化剤が1〜10
重量%、B2O3が0.3〜1重量%、MgO及びCaOの
うち少なくとも一種を0.4〜3重量%から成る組
成物を成形且つ焼結し、焼結体の表層にムライト
析出層を形成することを特徴とする高アルミナ含
有焼結体の製造方法が提供される。 以下、本発明を詳細に述べる。 本発明の高アルミナ含有焼結体は、実質上α―
Al2O3から成る基体と該基体上に形成されたムラ
イト析出層とから成る構造を有することが顕著な
特徴であり、しかもこのムライト析出層は以下に
述べる組成物を成形し且つ焼結することによりそ
の場で形成されることも顕著な特徴である。 前記基体は、実質上球状のα―Al2O3から成つ
ており、一方析出層では針状もしくは柱状のムラ
イト粒子が析出している。ムライト析出層は、実
質上ムライト粒子から成つていてもよく、またム
ライト粒子とα―Al2O3粒子とがモザイク模様の
ように混在していてもよい。α―Al2O3粒子及び
ムライト粒子の粒間には、ガラス層、特にSiO2、
Al2O3,TiO2,ZrO2,MgO,CaO,B2O3等を成
分とするガラス層が一般に存在している。 ムライト粒子は式3Al2O3・2SiO2で表わされる
組成のものを主体とし、ムライトは、熱膨張係数
がアルミナの約半分であり、耐熱衝撃に期待が持
てる材質である。 高アルミナ磁器組成ではSiO2を数%含有して
いるが、SiO2量が5%未満では、通常ムライト
は形成されない。しかしながら、B2O3を添加す
ることにより、表層に顕著なムライト相が形成さ
れる。これは、B2O3がムライト生成の見かけの
活性化エネルギーを低下させる働きがあるため
で、表層にしか存在しないのは、B2O3の平衡蒸
気圧が高く発揮しやすいため表層に移動しやすく
なつているためと考えられる。しかしながら、
B2O3が多すぎるとガラス質の融点が低下し過ぎ
不安定となり、適量の存在でも表層100μよりも
小さい厚さしかムライトが形成されず、析出も不
安定である。よつて耐熱衝撃性に関してもばらつ
きが出やすい。そこでムライトの鉱化剤として用
いられるTiO2、ZrO2等を添加したところ、表層
100μ以上の厚みのムライト層が存在し、安定し
て高い耐熱衝撃性が得られた。水中投下の温度差
は、△T=200℃以上である。これは、最も熱歪
の受けやすい表層部分に、アルミナより低膨張の
ムライトが多量に存在し、表層部分全体の熱膨張
係数が低くなつたためと考えられる。また、表層
部に選択的にムライトが析出するため表層に圧縮
応力が働き、曲げ強さ36Kg/mm2以上の水きな値が
得られることを知見した。 本発明の焼結体におけるムライトの析出層は、
下記式 RI=IM/IA×100 式中、IMはムライト析出層のX―線回折におけ
るムライトの面指数(210)のピーク強度を表わ
し、IAはムライト析出層のX―線回折におけるα
―Al2O3の面指数(012)のピーク強度を表わす
で定義されるビーク比(RI)が30%以上となる
ようにムライトの析出が行われていることが重要
である。即ち、このピーク比(RI)が30%より
も低い場合には、抗折強度や耐熱衝撃性が本発明
のものに比して著しく低下する。尚、本発明の焼
結体の基体には、α―Al2O3の他に微量のムライ
トが混在する場合があるが、この基体中のムライ
トの混在量は、この基体をX線回折に付してもム
ライトの存在が認められないようなものである。 本発明は、例えば全体を基準としてAl2O375〜
95重量%にSiO23〜10重量%を含む主成分に対し
てTiO2、ZrO2等のムライト鉱化剤を1〜10重量
%、B2O30.3〜1重量%、更に焼結助剤として
MgO、CaOのうち少なくとも1種0.4〜3重量%
を添加してなる組成物のように、特にB2O3を1
重量%以下添加した組成物を用いる。このような
組成範囲の組成物を混合したものを成形し、その
後、酸化雰囲気中で1400〜1700℃の温度範囲で約
3時間保持することにより焼結体が得られる。 上記高アルミナ含有組成物においてAl2O3が75
重量%未満では強度が35Kg/mm2以下と低く、また
95重量%を超えるとムライトが析出せず耐熱衝撃
性が改善されない。焼結助剤としてのSiO2が3
重量%未満では焼結体の表層にムライトが析出せ
ず10重量%を超えると抗折強度が低下する。さら
に焼結助剤としてのMgO及びCaOが0.4重量%未
満では焼結しにくく、3重量%を超えると強度、
耐熱衝撃性が低下する。 ムライト鉱化剤としてのTiO2およびZrO3が1
重量%未満では焼結体の表層にムライトが析出し
にくく、10重量%を超えると気孔が増加し、抗析
強度が低下する。 また、B2O3が0.3重量%未満ではムライト析出
の効果が少なく、1重量%を超えると耐熱性が低
下すると共に強度も低下する。 また、前記SiO2とTiO2,ZrO2等のムライト鉱
化剤との組成比が1≦SiO2/ムライト鉱化剤で
あり、さらなに、SiO2とB2O3との組成比が3≦
SiO2/B2O3≦20の範囲内であることが好ましい。 その理由は、SiO2とTiO2またはZrO2等のムラ
イト鉱化剤との組成比がSiO2/ムライト鉱化剤
<1のときは強度、耐熱衝撃性が低下し、また、
SiO2とB2O3との組成比がSiO2/B2O3<3のとき
ガラスマトリツクスの安定性が損なわれ、強度、
耐熱衝撃性が低下し、さらに20<SiO2/B2O3の
ときはムライトが表面に選択的に析出する効果が
少なく耐熱衝撃性が向上しないからである。以
下、本発明の実施例に基づき説明する。 平均粒径2μmのα―Al2O3と平均粒径2〜3μm
の硅石、平均粒径1〜2μmのCaCo3、Mg(OH)、
さらにH3BO3 TiO2を第1表のように調合し、ア
ルミナ製ポツト及びアルミナ製ボールにて水によ
る湿式混合粉砕を行い、全体の平均粒径を1.5μm
程度とした。このスラリーに有機結合剤として
PEGを5%加え、噴霧乾燥を行いその後100メツ
シユの節を通し、使用原料とした。この原料1000
Kg/cm2の圧力でプレス成形を行い、1450〜1650℃
の最高温度で3時間焼成し、4×5×38mmの試料
を得た。それらの焼結体を表面のX線回析による
ムライト(210)のα―Al2O3(012)に対する強
度(高さ)のピーク比によるムライト析出量
(%)、表面研摩による焼結体表層のムライト層厚
(μm)、抗析強度(Kg/mm2)、水中投下急冷による
耐熱衝撃温度差(℃)、また焼結体の緻密性を確
認するための比重、及び焼成温度を各試料につき
測定した結果を第1表に示した。
【表】
【表】
上記実施例によると、試料No.1,2はSiO2が
本発明範囲外のもので、2.5重量%では焼結体の
表層にムライトが析出せず、11重量%では抗析強
度が35Kg/mm2と低い。試料No.3、4、19は焼結助
剤であるMgO及びCaOが本発明の範囲外のもの
で、0.3重量%では焼結しにくく、3.5重量%では
抗析強度30Kg/mm2と低く、無添加では焼結性が悪
い。試料No.5、7、17はTiO2が本発明の範囲外
のもので、無添加ではムライトが析出せず、0.5
重量%では表層にムライトが10%以下と析出しに
くく、11重量%では気孔が増加し、抗析強度が28
Kg/mm2と低下する。試料No.6、18はB2O3が本発
明の組成範囲外のもので、0.25重量%ではムライ
ト析出量が20%と低く、2.5重量%では耐熱衝撃
温度差が180℃と低く、強度も30Kg/mm2と低下す
る。 さらに、SiO2とTiO2又はZrO2等のムライト鉱
化剤とに組成比がSiO2/ムライト鉱化剤<1の
ときは強度、耐熱衝撃性が低下する。SiO2と
B2O3との組成比がSiO2/B2O3<3のときガラス
マトリツクスの安定性が損なわれ、強度、耐熱衝
撃性が低下し、20<SiO2/B2O3のときはムライ
トが表面に選択的に析出する効果が少なく耐熱衝
撃性が向上しない。 上記実施例ではムライト鉱化剤としてTiO2及
びZrO2を添加したものについて行つたが、ムラ
イト鉱化剤としてその他Fe2O3MnO2、ZrO2、
MoO3及びCe2O3等の少なくとも一種を選ぶこと
もできる。 第1表に示す試料番号8〜16は何れも本発明の
範囲内のものであり、これらの試料をX線回析に
よるムライト(210)のα―Al2O3(012)に対す
る高さのピーク比は30%以上であり、特に試料番
号13は200%と多量のムライトの析出状態が測定
でき、またムライトの層厚は100μm以上で、試料
番号11、12、13は300μm以上の厚さに亘つてムラ
イトの表層が形成された。また表層にこのような
ムライト層を形成することにより焼結体の表層部
に圧縮応力が働くため、この焼結体の抗折強度
は、従来の高アルミナセラミツクスの30Kg/mm前
後から36Kg/mm2以上となり、試料番号8のものは
52Kg/mm2と高強度の焼結体が得られた。また、耐
熱衝撃特性として、水中投下急冷による耐熱衝撃
温度差の測定においては、従来の200℃以下から
230℃以上と向上し、特に試料番号8、9、10の
ものは、250〜270℃と非常に高い温度差を有して
いて耐熱衝撃特性が最も優れたものであることが
分る。 なお、線熱膨張係数は何れのものも40〜400℃
の温度範囲で64.0×10-7/℃の範囲内であり、従
来の高アルミナセラミツクスと同様である。ま
た、比重は3.4〜3.7で十分緻密化した焼結体であ
ることが分る。
本発明範囲外のもので、2.5重量%では焼結体の
表層にムライトが析出せず、11重量%では抗析強
度が35Kg/mm2と低い。試料No.3、4、19は焼結助
剤であるMgO及びCaOが本発明の範囲外のもの
で、0.3重量%では焼結しにくく、3.5重量%では
抗析強度30Kg/mm2と低く、無添加では焼結性が悪
い。試料No.5、7、17はTiO2が本発明の範囲外
のもので、無添加ではムライトが析出せず、0.5
重量%では表層にムライトが10%以下と析出しに
くく、11重量%では気孔が増加し、抗析強度が28
Kg/mm2と低下する。試料No.6、18はB2O3が本発
明の組成範囲外のもので、0.25重量%ではムライ
ト析出量が20%と低く、2.5重量%では耐熱衝撃
温度差が180℃と低く、強度も30Kg/mm2と低下す
る。 さらに、SiO2とTiO2又はZrO2等のムライト鉱
化剤とに組成比がSiO2/ムライト鉱化剤<1の
ときは強度、耐熱衝撃性が低下する。SiO2と
B2O3との組成比がSiO2/B2O3<3のときガラス
マトリツクスの安定性が損なわれ、強度、耐熱衝
撃性が低下し、20<SiO2/B2O3のときはムライ
トが表面に選択的に析出する効果が少なく耐熱衝
撃性が向上しない。 上記実施例ではムライト鉱化剤としてTiO2及
びZrO2を添加したものについて行つたが、ムラ
イト鉱化剤としてその他Fe2O3MnO2、ZrO2、
MoO3及びCe2O3等の少なくとも一種を選ぶこと
もできる。 第1表に示す試料番号8〜16は何れも本発明の
範囲内のものであり、これらの試料をX線回析に
よるムライト(210)のα―Al2O3(012)に対す
る高さのピーク比は30%以上であり、特に試料番
号13は200%と多量のムライトの析出状態が測定
でき、またムライトの層厚は100μm以上で、試料
番号11、12、13は300μm以上の厚さに亘つてムラ
イトの表層が形成された。また表層にこのような
ムライト層を形成することにより焼結体の表層部
に圧縮応力が働くため、この焼結体の抗折強度
は、従来の高アルミナセラミツクスの30Kg/mm前
後から36Kg/mm2以上となり、試料番号8のものは
52Kg/mm2と高強度の焼結体が得られた。また、耐
熱衝撃特性として、水中投下急冷による耐熱衝撃
温度差の測定においては、従来の200℃以下から
230℃以上と向上し、特に試料番号8、9、10の
ものは、250〜270℃と非常に高い温度差を有して
いて耐熱衝撃特性が最も優れたものであることが
分る。 なお、線熱膨張係数は何れのものも40〜400℃
の温度範囲で64.0×10-7/℃の範囲内であり、従
来の高アルミナセラミツクスと同様である。ま
た、比重は3.4〜3.7で十分緻密化した焼結体であ
ることが分る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 α―Al2O3から成る基体と、該基体上に形成
されたムライト析出層とから成ることを特徴とす
る高アルミナ含有焼結体。 2 前記ムライト析出層の析出量が表面のX線回
析によるムライト(210)のα―Al2O3(012)に
対する強度のピーク比で30%以上であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の高アルミナ
含有焼結体。 3 前記焼結体の表層に100μm以上のムライト析
出層を形成することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の高アルミナ含有焼結体。 4 前記焼結体の耐熱衝撃温度差が200℃以上で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の高アルミナ含有焼結体。 5 前記焼結体の抗折強度が36Kg/mm2以上である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高
アルミナ含有焼結体。 6 Al2O3が75〜95重量%、SiO2が3〜10重量
%、ムライト鉱化剤が1〜10重量%、B2O3が0.3
〜1重量%、MgO及びCaOのうち少なくとも一
種を0.4〜3重量%から成る組成物を成形且つ焼
結し、焼結体の表層にムライト析出層を形成する
ことを特徴とする高アルミナ含有焼結体の製造方
法。 7 前記SiO2とムライト鉱化剤との組成比が1
≦SiO2/ムライト鉱化剤であることを特徴とす
る特許請求の範囲第6項記載の高アルミナ含有焼
結体の製造方法。 8 前記SiO2とB2O3との組成比が3≦SiO2/
B2O3≦20の範囲内であることを特徴とする特許
請求の範囲第6項記載の高アルミナ含有焼結体の
製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58209353A JPS60103090A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 高アルミナ含有焼結体及びその製造方法 |
US06/668,652 US4595665A (en) | 1983-11-07 | 1984-11-06 | High alumina sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58209353A JPS60103090A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 高アルミナ含有焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60103090A JPS60103090A (ja) | 1985-06-07 |
JPS649266B2 true JPS649266B2 (ja) | 1989-02-16 |
Family
ID=16571537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58209353A Granted JPS60103090A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 高アルミナ含有焼結体及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4595665A (ja) |
JP (1) | JPS60103090A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0916012A (ja) * | 1995-06-28 | 1997-01-17 | Nec Corp | 定着装置 |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2556503B1 (fr) * | 1983-12-08 | 1986-12-12 | Eurofarad | Substrat d'interconnexion en alumine pour composant electronique |
JPS6114187A (ja) * | 1984-06-27 | 1986-01-22 | 日本特殊陶業株式会社 | 補強板状焼結体 |
US4847064A (en) * | 1987-12-23 | 1989-07-11 | Aluminum Company Of America | Economical process for alpha alumina production |
US5225229A (en) * | 1986-07-18 | 1993-07-06 | Aluminum Company Of America | Aluminum hydroxide production |
US5165981A (en) * | 1987-03-20 | 1992-11-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ceramic substrate and preparation of the same |
KR910009894B1 (ko) * | 1987-03-26 | 1991-12-03 | 도도 기끼 가부시끼가이샤 | 세라믹스 제품 및 그 제조방법 |
JPS6445757A (en) * | 1987-04-30 | 1989-02-20 | Sandvik Ab | Sintered ceramic material |
JP2512474B2 (ja) * | 1987-06-04 | 1996-07-03 | 新光電気工業株式会社 | 着色ムライトセラミック組成物 |
JPH075396B2 (ja) * | 1988-03-02 | 1995-01-25 | 株式会社イナックス | アルミナ質粒子結合型多孔体及びその製造方法 |
US4951852A (en) * | 1988-06-23 | 1990-08-28 | Gilbert Rancoulle | Insulative coating for refractory bodies |
US5013605A (en) * | 1988-08-11 | 1991-05-07 | Gritz David N | Cordierite-type glass-ceramic with controlled coloration |
DE4302795C1 (de) * | 1993-02-02 | 1994-08-25 | Hoechst Ceram Tec Ag | Verfahren zur Herstellung eines dichtgesinterten, plattenförmigen keramischen Formteils aus Aluminiumoxid mit verbesserter Temperaturwechselbeständigkeit, Formteil sowie seine Verwendung |
AU2156497A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-22 | Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering | Overvoltage discharge tube of aluminium oxide material and process for its production |
DE19621413A1 (de) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Max Planck Gesellschaft | Flüssigkeitsphasensinterprozess für Aluminat-Keramiken |
US5948193A (en) * | 1997-06-30 | 1999-09-07 | International Business Machines Corporation | Process for fabricating a multilayer ceramic substrate from thin greensheet |
US6258191B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-07-10 | International Business Machines Corporation | Method and materials for increasing the strength of crystalline ceramic |
US20060021308A1 (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Merkel Gregory A | Mullite-aluminum titanate body and method for making same |
EP2683675B1 (en) | 2011-03-11 | 2018-08-08 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Refractory object |
RU2570213C2 (ru) | 2011-03-30 | 2015-12-10 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Огнеупорное изделие и способ его формования и использования |
TWI572579B (zh) | 2011-04-13 | 2017-03-01 | 聖高拜陶器塑膠公司 | 包括β氧化鋁的耐火物體及其製造和使用方法 |
CN102515723B (zh) * | 2011-12-31 | 2013-10-16 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 细化白色陶瓷材料及其制备方法 |
EP2802543B1 (en) | 2012-01-11 | 2019-06-05 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Refractory object |
JP5918363B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-05-18 | 京セラ株式会社 | 高耐電圧アルミナ質焼結体および高耐電圧用部材 |
US11814317B2 (en) | 2015-02-24 | 2023-11-14 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Refractory article and method of making |
JP6753555B2 (ja) * | 2018-07-26 | 2020-09-09 | Dic株式会社 | 板状アルミナ粒子、及び板状アルミナ粒子の製造方法 |
CN112479742A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-03-12 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种基于碳基陶瓷隔热材料表面增韧的高发射率涂层的制备方法 |
CN113213513B (zh) * | 2021-04-14 | 2022-12-13 | 雅安百图高新材料股份有限公司 | 一种大原晶α-氧化铝的制备方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3879210A (en) * | 1972-06-14 | 1975-04-22 | Carborundum Co | Fused-cast refractory |
US3808013A (en) * | 1972-07-13 | 1974-04-30 | Taylor S Chas Sons Co | Alumina refractory composition |
US4272500A (en) * | 1978-05-08 | 1981-06-09 | International Business Machines Corporation | Process for forming mullite |
JPS5673665A (en) * | 1979-11-14 | 1981-06-18 | Ngk Spark Plug Co | Low expansion high strength ceramic composition |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP58209353A patent/JPS60103090A/ja active Granted
-
1984
- 1984-11-06 US US06/668,652 patent/US4595665A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0916012A (ja) * | 1995-06-28 | 1997-01-17 | Nec Corp | 定着装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4595665A (en) | 1986-06-17 |
JPS60103090A (ja) | 1985-06-07 |
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