JPWO2011071051A1 - 多孔質セラミックス焼結体および多孔質セラミックス焼結体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a) シリコンを含む化合物を有する第1の原料粒子、および該第1の原料粒子よりも融点の高い第2の原料粒子を混合して、混合粒子を調製するステップと、
(b) 前記混合粒子を成形して、成形体を形成するステップと、
(c) 前記成形体を焼成して、多孔質セラミックス焼結体を形成するステップであって、前記成形体は、前記第1の原料粒子の融点よりも高く、前記第2の原料粒子の融点よりも低い温度で焼成され、これにより、前記第1の原料粒子および前記第2の原料粒子の少なくとも一部が反応して、複合酸化物が生じるとともに、実質的に球状の気孔が得られるステップと、
を有することを特徴とする方法が提供される。
前記複合酸化物は、コージェライトであっても良い。
平均気孔径が50μm〜100μmの実質的に球状の気孔を複数有する、多孔質セラミックス焼結体が提供される。
初期強度Xは、30MPaを超え、
比Y/Xは、0.6を超えても良い。
(a) シリコン(Si)を含む化合物を有する第1の原料粒子、および該第1の原料粒子よりも融点の高い第2の原料粒子を混合して、混合粒子を調製するステップ(ステップS110)と、
(b) 前記混合粒子を成形して、成形体を形成するステップ(ステップS120)と、
(c) 前記成形体を焼成して、多孔質セラミックス焼結体を形成するステップであって、前記成形体は、前記第1の原料粒子の融点よりも高く、前記第2の原料粒子の融点よりも低い温度で焼成され、これにより、前記第1の原料粒子および前記第2の原料粒子の少なくとも一部が反応して、複合酸化物が生じるとともに、実質的に球状の気孔が得られるステップ(ステップS130)と、
を有することを特徴とするものである。
このステップでは、シリコンを含む化合物を有する第1の原料粒子、およびこの第1の原料粒子よりも融点の高い第2の原料粒子を混合して、混合粒子が調製される。
次に、前述の方法で調製した混合粉末を用いて、成形体が形成される。
次に、得られた成形体が焼成処理される。
以下の方法で多孔質ムライト焼結体のサンプルを作製した。
実施例1と同様の方法により、多孔質ムライト焼結体のサンプル(以下、「実施例2に係るサンプル」という)を作製した。
実施例1と同様の方法により、多孔質ムライト焼結体のサンプル(以下、「実施例3に係るサンプル」という)を作製した。
実施例1と同様の方法により、多孔質ムライト焼結体のサンプル(以下、「実施例4に係るサンプル」という)を作製した。
実施例1と同様の方法により、多孔質ムライト焼結体のサンプル(以下、「実施例5に係るサンプル」という)を作製した。
実施例1と同様の方法により、多孔質ムライト焼結体のサンプル(以下、「実施例6に係るサンプル」という)を作製した。
実施例1と同様の方法により、多孔質ムライト焼結体のサンプル(以下、「実施例7に係るサンプル」という)を作製した。
実施例1と同様の方法により、多孔質ムライト焼結体のサンプル(以下、「実施例8に係るサンプル」という)を作製した。
実施例1と同様の方法により、多孔質ムライト焼結体のサンプル(以下、「実施例9に係るサンプル」という)を作製した。
平均粒径が約1μmのアルミナ(Al2O3)粒子(純度99%以上)80gと、平均粒径が約1μmのジルコニア(ZrO2)粒子(純度99%以上、イットリア(Y2O3)を含まないもの)を3gと、水60gと、造孔剤5gと、少量の有機系分散剤とを混ぜ、ボールミルで半日以上混合した。次に、この混合溶液に平均粒径が5μmのシリカ(SiO2)粒子(純度99%以上)を添加し、撹拌装置を用いて、さらに1時間混合した。シリカ粒子は、アルミナ:シリカの重量比が80:20となるように添加した。なお、前述のジルコニア粒子の添加量は、アルミナ(Al2O3)とシリカ(SiO2)の総量に対して、3wt%である。
平均粒径が約1μmのアルミナ(Al2O3)粒子(純度99%以上)80gと、水60gと、少量の有機系分散剤とを混ぜ、ボールミルで半日以上混合した。次に、この混合溶液に平均粒径が60μmのシリカ(SiO2)粒子(純度99%以上)を添加し、撹拌装置を用いて、さらに1時間混合した。シリカ粒子は、アルミナ:シリカの重量比が80:20となるように添加した。
比較例1と同様の方法により、焼結体のサンプル(以下、「比較例3に係るサンプル」という)を作製した。
平均粒径が約0.5μmのアルミナ(Al2O3)粒子(純度99%以上)80gと、水60gと、少量の有機系分散剤とを混ぜ、ボールミルで半日以上混合した。次に、この混合溶液に平均粒径が280μmのシリカ(SiO2)粒子(純度99%以上)を添加し、撹拌装置を用いて、さらに1時間混合した。シリカ粒子は、アルミナ:シリカの重量比が80:20となるように添加した。
平均粒径が約5μmのムライト100gと、水60gと、少量の有機系分散剤とを混ぜ、ボールミルで半日以上混合した。さらに、撹拌装置を用いて、この混合溶液をさらに1時間混合した。
平均粒径が約5μmのムライト100gと、水60gと、造孔剤10gと、少量の有機系分散剤とを混ぜ、ボールミルで半日以上混合した。さらに、撹拌装置を用いて、この混合溶液をさらに1時間混合した。
Claims (19)
- シリコン(Si)を含む複合酸化物を有する多孔質セラミックス焼結体を製造する方法であって、
(a) シリコンを含む化合物を有する第1の原料粒子、および該第1の原料粒子よりも融点の高い第2の原料粒子を混合して、混合粒子を調製するステップと、
(b) 前記混合粒子を成形して、成形体を形成するステップと、
(c) 前記成形体を焼成して、多孔質セラミックス焼結体を形成するステップであって、前記成形体は、前記第1の原料粒子の融点よりも高く、前記第2の原料粒子の融点よりも低い温度で焼成され、これにより、前記第1の原料粒子および前記第2の原料粒子の少なくとも一部が反応して、複合酸化物が生じるとともに、実質的に球状の気孔が得られるステップと、
を有することを特徴とする方法。 - 前記混合粒子は、造孔剤を含まないことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記球状の気孔は、50μm〜100μmの範囲の平均気孔径を有することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記第1の原料粒子は、50μm〜100μmの範囲の平均粒径を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の方法。
- 前記第2の原料粒子の平均粒径r2に対する前記第1の原料粒子の平均粒径r1の比r1/r2は、0.1〜500の範囲であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の方法。
- 前記第1の原料粒子は、シリカ(SiO2)を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の方法。
- 前記第2の原料粒子は、アルミナ(Al2O3)を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の方法。
- 前記複合酸化物は、ムライトであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の方法。
- 前記ステップ(a)において、さらに、前記第1の原料粒子よりも融点の高い第3の原料粒子が混合されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の方法。
- 前記第3の原料粒子は、マグネシア(MgO)を含み、
前記複合酸化物は、コージェライトであることを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記混合粒子は、さらにジルコニア(ZrO2)を含むことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一つに記載の方法。
- 前記ジルコニア(ZrO2)は、その他の原料粒子の総量に対して、1wt%〜10wt%の範囲で含まれていることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記ステップ(c)の焼成温度は、1550℃〜1650℃の範囲であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一つに記載の方法。
- 前記多孔質セラミックス焼結体の気孔率は、20%〜30%の範囲であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一つに記載の方法。
- シリコン(Si)を含む複合酸化物を有する多孔質セラミックス焼結体であって、
平均気孔径が50μm〜100μmの実質的に球状の気孔を複数有する、多孔質セラミックス焼結体。 - 前記シリコン(Si)を含む複合酸化物は、ムライトまたはコージェライトであることを特徴とする請求項15に記載の多孔質セラミックス焼結体。
- さらに、ジルコニア(ZrO2)を有することを特徴とする請求項15または16に記載の多孔質セラミックス焼結体。
- 当該多孔質セラミックス焼結体の気孔率は、20%〜30%の範囲であることを特徴とする請求項15乃至17のいずれか一つに記載の多孔質セラミックス焼結体。
- 当該多孔質セラミックス焼結体の4点曲げ試験における初期強度をXとし、当該多孔質セラミックス焼結体に対して、温度差(ΔT)400℃以上の熱衝撃を与えた後の当該多孔質セラミックス焼結体の4点曲げ試験における強度をYとしたとき、
初期強度Xは、30MPaを超え、
比Y/Xは、0.6を超えることを特徴とする請求項15乃至18のいずれか一つに記載の多孔質セラミックス焼結体。
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