KR930009354B1 - 3층 구조 내열판과 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

3층 구조 내열판과 그 제조방법
첨부도면은 본 발명에 따라 3층 구조 내열판의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 지지체 2 : 중간층
3 : 피복층
본 발명은 내화물, 파인세라믹스, 도자기 및 전자세라믹 부품등 소성에 의해 제품화 되는 제조분야에 사용되는 내열판에 관한 것이다.
내화물, 파인세라믹, 도자기, 전자세라믹 부품 등을 소성할 경우, 이에 이용되는 내열판, 소성대 또는 붕판, 지주 등을 총칭하여 소성용 요도구라 한다(이하 "내열판"이라 함).
이런 내열판은 제품과의 내화학 반응성과 열간강도, 열효율 등이 우수하여야 한다.
현재 내열판으로 이용되고 있는 재질로는 알루미나(Alumina)질, 멀라이트(Mulltte)질, 코디에라이트(Cordierite)질, 지르코니아(ZrO2)질 등이 있다.
이중에서 내화학 반응성이 가장 우수하다고 알려져 있는 것은 지르코니아질 이다.
그러나 지르코니아는 열전도율이 낮고, 높은 비중때문에 그 두께가 5mm 이하인 3-5mm 범위로 사용되고 있다.
3mm이하 두께로 제조하는데는 성형성 및 소성공정이 까다롭기 때문에 최소 두께로 제조하는데는 여러가지 방법이 이용되고 있다.
그 일예로는 피복하고자 하는 지지체에 스프레이건(Spray gun)을 이용하여 원하는 코팅두께를 얻는다.
그러나 이 방법은 지지체와 피복층간의 결합력 및 두께 불균일성이 발생하고 지지체와 피복층간 열팽창계수 차이가 클 경우 박리현상이 심하게 일어나 사용이 불가능하다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 국내 특허공보 공고번호 제90-3087호에서는 지지체와 열팽창 차이를 최소화 하기 위해 0.1-2.0mm의 입자를 사용하여 지지체와 피복층간에 간격이 형성되도록 하여 열응력을 최소화 하고 있다.
그러나 이와 같은 방법의 경우 지지체와 피복층간의 결합력 약화로 사용 및 취급중 피복층인 지르코니아 입자가 탈락되는 경우가 발생한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제 1 도에 따라 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 지르코니아(ZrO2) 입자표면으로 된 피복층(3)과 알루미나 또는 멀라이트질로 된 지지체(1) 중간 사이에 입자 크기가 수십마이크론에서 서브마이크론으로 구성된 산화마그네슘(MgO), 산화규소(SiO2), 산화티탄(TiO2) 입자중 선택한 1종이 중간층(2)에 위치하도록 한 구조로 되어 있다.
상기 구조를 갖는 제조방법에 있어서는 먼저 0.5-2.0mm의 지르코니아 입자를 점차력이 있는 바인더가 표면에 코팅된 종이, 섬유상의 수지 또는 고분자 수지에 균일하게 코팅한 피복층(3)를 만든 후, 수십마이크론에서 서브마이크론의 입도분포를 갖는 산화마그네슘, 산화규소, 산화티탄 입자를 유기바인더 및 물 등의 분산매를 이용하여 슬러리(Slurry)를 제조하여 여기에 박판의 다공성을 갖는 셀롤로우즈계 종이 또는 수지를 함침시켜서 된 중간층(2)을 얻어 이를 지지체(1)와 피복층(3) 사이에 두고 성형하고 1500-1800℃ 온도에서 소성한다.
이상에서와 같은 본 발명에서 소성온도가 1500℃ 이하이면 지지체(1)의 결합강도가 충분하지 못하며, 1800℃ 이상이면 지지체의 내수폴링성이 저하된다.
또한 중간층(2)의 초미분입자 크기가 수십마이크론 이상이 되면 피복층(3)과 지지체(1) 사이에 균일도포가 어렵고 소결성의 저하 및 티탄산 바륨(BaTiO3)에 대한 내화학 방응성을 저하시키게 된다.
이하 본 발명은 (표 1)의 실시예를 통하여 설명한다.
[실시예 1]
0.5-2.5mm 입도범위의 지르코니아 입자를 바인더가 표면에 코팅된 종이에 균일하게 점착시켜 피복층을 만든 다음, 초미분의 산화마그네슘 입자를 리그닝 설폰네이트(lignin sulfonate) 또는 폴리비닐 알콜올 등의 유가바인더에 적량수로서 슬러리를 제조하여 여기에 다공성을 갖는 셀롤로우즈계 종이를 함침시켜 산화마크네슘 입자가 부착된 중간층을 얻는다.
이렇게 만들어진 중간층의 박판지를 지지체인 알루미나와 상기의 지르코니아 입자층이 점착된 피복층 사이에 두어 성형한 다음 1600℃에서 소성하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 같은 방법으로 섬유상의 수지에 지르코니아를 접착한 피복층을 만든 다음, 초미분의 산화규소로서 슬러리를 만들고 여기에 수지를 함침시켜 산화규소가 부착된 박판지를 제조하여 이를 지지체와 피복층 중간 사이에 두어 3층 구조가 되도록 성형한 다음 1700℃에서 소성하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 같은 방법으로 피복층을 만든 다음, 초미분의 산화티탄이 함침된 중간층인 박판지를 제조하여 이를 지지체와 피복층 중간 사이에 두어 3층 구조가 되도록 성형한 다음 1750℃에서 소성하였다.
이상에서와 같이 종래에서는 표층부와 지지체간의 열팽창계수차로 인해 표층부가 각리되는 문제가 있으나, 본원은 지지체와 표층부 사이에 새로운 완충층인 중간층을 넣어 제조함으로서 지지체와 피복층의 층간결합력 및 내박리성이 우수하였고 내화학 반응성에서도 대등하였다.
이것은 지르코니아 입자가 클수록 지지체와의 접촉면적이 줄어드나 이들 입자간 사이에 산화마그네슘, 산화규소, 산화티탄과 같은 초미분입자를 각각 중간층으로 함으로써 중간층 입자를 피복층인 지르코니아 및 지지체에 쉽게 고용 내지는 소결력이 증대하게 되어 지지체와 피복층간의 결합력이 향상될 수 있기 때문이다.
[표 1] 3층구조 내열판의 특성표
Figure kpo00001
* : 보통 0 : 양호 ♤ : 매우 양호

Claims (2)

  1. 지지체(1)상에 지르코니아로 된 피복층(3)을 갖는 구조에 있어서, 지지체(1)와 피복층(3) 사이에 산화마그네슘(MgO), 산화규소(SiO2), 산화티탄(TiO2)중에서 선택한 1종을 중간층(2)으로 함을 특징으로 하는 3층 구조 내열판.
  2. 지지체상에 지르코니아로 된 피복층을 갖는 구조에 있어서, 지르코니아 입자에 점착력이 있는 바인더가 표면에 코팅된 종이, 섬유상의 수지 또는 고분자 수지를 균일하게 코팅한 피복층(3) 만드는 공정과, 산화마그네슘(MgO), 산화규소(SiO2), 산화티탄(TiO2) 분말을 유기바인더 및 물 등의 분산매를 이용하여 슬러리(Slurry)를 만들고 여기에 셀롤로우즈계 종이 또는 수지를 함침시켜 중간층(2)을 얻는 공정과, 상기 공정을 통해서 준비된 중간층(2)과 피복층(3)을 지지체상에 순차적으로 적층시켜 성형하고, 1500-1800℃ 온도에서 소성함을 특징으로 하는 3층 구조 내열판의 제조방법.
KR1019900014253A 1990-09-10 1990-09-10 3층 구조 내열판과 그 제조방법 KR930009354B1 (ko)

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