TW310316B - - Google Patents

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經濟部中央樣準局員工消費合作社印製

Si.csxe A7 ______B7 五、發明説明（1 ) 本發明係關於使用於陶瓷器、地蟑等之繞成的棚板、 墊板等之窯爐用具。 以往s〗c材質之耐火物由於其優越之耐熱性及耐火 性，而在工業上有重要地位，例如用於陶瓷器燒成用之棚 板、墊板、殼體及其他之窯爐用具等。 吾人公知之一種此叛之Sic材質Λφ火物，係將粒 子與微量之金屬氧化物一齊混煉，成形，在氧化性氣氛下 燒成，令SiC粒子一部分氧化，藉由該部分氧化所產生之 二氧化矽(Si〇2)，使SiC粒子結合，而成所謂之氧化物結 合SiC材質耐火物。此一氧化物結合Sic材質燒結體，由 於償廉等原因，而廣被使用作爲.陶免器繞成用之黑爐用 具。 .、、 但是’氧化物結合SiC材質耐火物與由氮化矽等構成 之結合材料結合於SiC粒子而成之所謂氮化物結合siC材 質对火物或再結晶型S.iC材質耐火物相較，其強度之位準 較低，耐剥落性亦差，故通常壽命短。 义，最近<4求改善生產效率或節约能源.等，常施行迅 速燒成，對於窯爐用具之負荷亦漸加大。 基於此一背景，吾人雖謀求氧化物結合SiC材質耐火 物之耐剥落性、耐氧化性、耐潛變性等之特性改善，但欲 求此等各特性之改善有諸多相反之要素，離以均衡改善 之。 本發明係鑑於前述以往之情形而提出者，其爵的在提 供一種可均衡改善耐剥落性、耐氧化性、耐潛變性等作爲 4 $氏張尺舰财關 ϋρ CNS — χ 297ϋ--—- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------ΐτ-----

.d Jfi— I I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) —* .業據用具之受要求之諸特性的氧化物結合SiC材質之窯 爐用具及其製造方法C· 依本發明所提供者爲一種SiC材質窯爐用具，其係對 最大知控爲4咖以下之Sic；粉末，添加〇 〇 |〜〇 7重量％之 ▽2〇5、0 0丨〜0 7重量％之CaO及O.Ol· 5重量％之粘土，所 知之粉體予以成形，將此施以燒成，而構成SiC材質窯爐 用具；其特徵在於：當分別以χ射線繞射粉末法測定該 SlC材質窯爐用具之表層部與中心部，並求得相對於CuKa 線20爲21.9。之白矽石（cristobalite)繞射峰高度與2Θ爲 34.0。又SiC繞射峰高度的比値時，中心部之上述比値對於 表層部之上述比値的比率爲2〇%以上；以及在常溫下之抗 贊強度係爲在14〇〇 °C時之抗彎強度之土 2〇«/0之範圍内。 又’依本發明亦提供一種SiC材質窯壚用具之製造方 法’其係對最大粒徑爲4咖以下之SiC粉末，添加〇 〇卜 0.7重量。/。之V205、0 〇卜〇.7重量％之CaO及0.0卜5重量 %之枯土，將所得之粉體和適量之水及有機粘結劑—齊混 練，予以成形爲所期望之形狀，將所得之成形體乾燥後， 於/00〜丨100 °c之溫度城，經〗:.〇小時以上，一面升溫一面 燒成；更於最高溫度爲1300〜丨500 T之範顧，且在1300 X： 以上之溫度城，經20小時之條件下縱續進行燒成。 本發明之SK：材質窯爐用具，係使用對最大粒徑爲4 腿以下之SiC粉末，添加0.01〜0.7重量％之ν:Ό5、（).〇卜〇 7 重量％之CaO及0.01〜5重量。/。之粘土而得之粉體所製造成 者。利用此種粉體，依後述之製造方法所示條件製成之Sic 本紙悵尺度適用中國國家標率（CMS ) A4規格（2丨〇>,297公釐） —----------'------訂-------Μ! (請先閱讀背而之注意^項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 R7 五、發明説明（3 ) 材質窯爐用具，具有如下之性質。 其特徵在於：當分別以X射線繞射粉末法測定該Sic 材質窯爐用具之表層部與中心部，並求得相對於CuKa線 20爲21.9。之白秒石（〇^〇1>3丨如）繞射峰高度與20爲 34.〇。之SiC繞射峰高度的比値時，中心部之上逑比値對於 表層部之上述比値的比率爲20%以上；以及在常溫下之抗 •弯強度係爲在1400 °C時之抗彎強度之±20%之範圍内。 將該粉體成形，在氧化氣氛中進行燒成，則Sic粒子 一部分氧化產生Si〇2 *此與由CaO及VO構成之微量之 金屬氧化物助嫁劑反應’形成強固之結合相，將粒子 結合。此時，因SiC之氧化而產生之Si〇2，其一部分由玻 璃轉變爲白矽石(cnstobaHte)，成爲副相而殘存著，在窯爐 用具之表層部與中心部處若此白矽石之存在量差距過大， 則白矽石變態時之膨脹·收縮所生熱應力變大，耐剥落性 乃變差。因此，在本發明中，就在表層部與中心部之上述 比値的關係予以規定。在滿足有關上述比値的關係之情況 下，可得到良好之耐剥落性。 又，在本發明中，所稱「表層部」係指自寬爐用具之 表面到厚度1/3處之部分，而所稱「中心部」係指在窯爐 用具之1 /3厚度之厚度方向的中心部分而言。 又，本發明之SK：材質窯爐用具，其在常溫之抗彎強 度爲在〗400 °C之抗擎強度之士 20〇/()之範圍内。例如，在 1400 C之抗彎強度爲500kg/cm2，則在常溫之抗彎強度爲 400〜600kg/cm2。將在常溫與在〗4〇〇。〇'之抗f強度之關係 6 I I I I ! I I ! —.μ為 n n I n I In I HI I In ^ - i - 11 (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度通用f關家鮮（CNS ) Λ規格ri7〇x297iFJ A 7 五 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 發明説明规定之原因是，若常溫與加熱時u度差太大， 1對於強度㈣性㈣成科衡，_，隸會降低。 ^即:當在常溫之㈣強度不是在14GG1m度之土 20%範圍内之情況下，會發生耐剥落性降低之缺點。 士其次，就本發明之SiC材質窯爐用具之製造方法加以 說明。 本發明之Slc材質窯爐用具，係利用對最大粒徑爲 mm以下之siC粉未添加〇·()丨〜〇, 7重量％之v : 0.01〜0.7重量％之Ca〇及〇別―5重量％之黏土 1粉雜 製造者。 通常，SiC材質窯爐用具例如棚板之厚度爲1〇 2〇咖 左右，故自其特性上及生產技術上之觀點，令作爲骨料之 S!C粉末之最大粒徑爲4咖以下，較好令其爲3咖以下， 又，關於SiC粉末之粒度範歯，令5〇〇μ以上者爲355〇 重量°/。，88〜500μ者爲20〜30重量％，88μ以下者爲30〜35 重量％ ’此一情況適用於窯爐用具而較佳。 此一添加於S!C粉末之成分之中s ν2〇5係於繞成時產 生氧化促進劑之作用，促進内部氧化，使其與表層部之氧 化程度之差減小。义，WO5與藉由SlC粒子之部分氧化 而產生Si〇2反應，而在黑爐用具之表面形成玻璃質之被 膜，防止氧氣之侵入衮爐用具内部，而使耐氧化性改善。 又’對SiC粉末之νζ〇5的添加量爲〇 〇丨〜0.7重量％，較佳 爲0.0卜〇·5重量。/。，更佳爲〇 〇卜.〇 3重量％。若未滿（uw， 則前述效果不夠，若超過0 7重量％，則表面氧化過度，内 4 請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 訂 篇 紙張尺度適用中國國豕樣準（CNS〉A4規格（2丨〇X 2们公缝 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ7 _____一_..B7 五、發明説明（5 ) 部氧化減少。 CaO具有使破璃易於產生之作用， 耐氧化性。對於Slc粉末之Ca〇之添%同樣有助於 %，較佳爲G.GK0.5重量％，吏佳爲 4 G()卜0 7重量 重量％。若未 滿0.0】重量％，則前述效果不.約；若也、思 义瑪0.7重I %，則所 產生之玻璃之粘性降低，耐彆折性降低。 、 爲提高成形時之密度，而添加枯土作爲可塑劑。對於 SiC粉末之粘土之添加量爲〇〇1〜5重發0/ 里里/〇，較佳爲〇〗〜4 重量％。若未滿0.0 !重量％，則效果不约；若超過5重量％， 則因AhO;成分及不純物增多，故耐彎折性降低。 又’於本發明中，亦可在上述粉末中更添加非晶系 SiO2。若添加非晶系Sl〇2，則於燒成時在白矽石内產生變 化，有助於結晶化，窯爐用具之特性乃得改善。 將此種粉體與適量之水之有機粘結劑_齊混煉，成形 爲所期望之形狀。在所得之成形體乾燥後，在700〜1100 °(：之溫度域，經1〇小時，一面升溫一面蛲成。如此，在 700、丨1 00 C之溫度域，經丨〇小時以上，緩馒升溫，即可 促進内部氧化。又，此處之升溫，不須以一定之升溫速度 行之，亦可使升溫速度適當地變化’或設定在升溫之途中 的某一溫度保持一定時間之過程Ω 依本發明之製造方法，係於上述之燒成後，接著又將 最向溫度設定在丨300〜丨5〇〇 Τ之範圍，進一步施行燒成， 於此一燒成中，係令U00 °c以上之溫度城爲2〜10小時。 因此’例如將最高溫度設定爲丨4_ °C，以50 /小時之升 (請先W讀背面之注意事項*填寫本頁)

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‘Wig Λ7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明（6 3施行土最高溫度爲止之升溫，騎&最高溫度爲止 '腹過程中，由於在1300 140〇 cC之溫度城升溫經2小 故其後（達到最高溫度後）之燒成時間必须在8小時以 下。依此種條件施行燒成，即可限制在表層部之a。粒子 之氧化量，而可將表層部與中心部之方晶石產生量之差限 制於較小。 又，若最高溫度未滿13〇0。(：，則表層部之Sic:之氧化 不夠，在表面產生強固之破璃被膜，故耐氧化性差。另一 方面，若超過15〇0。(：，則表層部之氧化量過多，致與中心 部之均衡不差。同樣地，若在】300 °C以上之溫度城未滿2 小時，則表層部之SlC .之氧化不夠，耐氧化性差；若超過 10小時’則表層部之氣化量過多，與中心部之均衡不佳。 (實施例之詳細説明） 以下，依實施例對本發明作更詳細之説明。本發明並 未限定於此等實族例。 最大粒徑爲表〗及表2中所示之値，對於粒度經調整 爲進入適用於黑爐用具之下述丨粒度配合比之範圍内的Sic 粉末，如表1及表2所示般添加各種添加劑，更加上羧甲 基纖維素0.03重量％、糊精〇.05重量％作爲有機粘結劑及 水6%，在濕輥磨機予以混煉《 粒度配合比 500μ以上 35〜50重量0/〇 88〜500μ 20、30 重量％ 88u以下 30〜35重量。/〇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐； "'靖先閱讀背面之注意事項再填筇本頁) 4 訂· A7 A7 〔抗彎強度〕 條件上依JISR22丨3 — 78，但常溫抗彎強度使用自動 記錄機測定；熱抗彎強度則使用熱抗彎試驗機，在 °匚施行測定。樣品係用由試驗體切出之13〇mmx 25咖 10·尺寸之物，在100_之跨距，利用3點彎曲法測定之 B7 五、發明説明（7 ) 如此得到之坯體經一日熟成後，於安裝有空氣振動器 之振動成形機給予約20秒鐘之振動而成形，得到板狀之成 形體。在將此成形體乾燥後，依表1及表2所示各種之燒 成條件(升溫條件、最高溫度條件）施以燒成，得到400咖 X 350 mm X 10咖尺寸之試驗體。又，在表1及表2中，於 I〜X所示之升溫條件和於A〜Η所示之最高溫度條件之詳 細，係如表3所示。 對於所得到之各試驗體，施行以下所示之物性之測定 及評價，其結果顯示在表1及表2中。 〔視氣孔率、視比重、鬆比重） 依 JISR 2205 — 74 測定

X

Si02(白矽石）/ SiC比 將試驗體之表層部(自表面到厚度2麵爲止之部分與 中心^厚度中心之厚度2咖之部分)切出，分開加以粉碎，、 將所知《各自讀末制X射線繞射法_定< 以 Cuiccx線之m之峰部爲叫(初叫基 二 2Θγ、34.γ峰部爲s!c之基準峰部，㈣兩者之基準峰 邵南度’求取Sl〇2(㈣石）之基準峰部之高度對二準峰 基準峰部之高度的比値„再求取中 …！C < 干部〈切比値對於表 U) K紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21GX 297公着 (請先閲绩背面之注意事領再填寫本頁) 訂 崦！ 經濟部中央棣準局貝工消費合作社印製 A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製

Vj.8 五、發明説明（8 ) 層部之上述比値的比例β 〔耐剥落性） 在試驗體（400咖X 350 _ X 10臟）之中央，栽置280 mmX 240咖IX 20咖之Α12〇3板，以電爐將整體加熱至設定 溫度。在設定溫度保持2.5小時後，移出至室溫中，檢查 在試驗體是否發生裂痕。設定溫度最初定爲25〇 »c而進行 試驗，在試驗體未發生裂痕之情況下，一面將設定溫度逐 次提高25 °C—面重複進行試驗直至發生裂痕，以發生裂痕 時之設定溫度作爲破壞溫度。 〔耐潛變性] 自試驗體切出之丨30咖X 25咖X 1〇咖之樣品，以1〇〇 咖之跨距支持著，在中央部加上丨5() kg/cm2之負荷，維持 此一狀態在1 350 °C保持1 〇〇小時後，測定樣品之·彎曲量。 〔耐氧化性〕 將由試驗體切出之130咖X 25咖X 1〇腿之樣品，在 〇2濃度60%之氣氛中，於】丨50 X保持2〇〇小時，求取樣品 之重量增加率。 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4現格（2l0x^i^~ (請先閱婧背面之注意事項再填释本Η )

五、發明説明 9 A 7 B7 :31»irrs; i 9;::1一0.3|07一06|0.5;'-.,一：一。3.0?::9:': ;麗着·)___Γ ;____: I : .!__^__1 ^___^__ I— il~~~I![:·: IX ^t^t「m¥s!s ^ , 丨 .3-:(:):^¾¾ '[>;??' x -RHi.F-tt饵 fisNs圃 3邮;5^澴?^針阁710±二£^»1邙- M一a!^®iw 一 lal® 镟 tf I Jies(c^; 二 0:\s ! s OJ IN rv$5# 41 .'Γ Dr > —\T w- - ^ \ \/ aagN-s-s-ttl^'s

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12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公廑’丨 明 説明 發 、 五 ο A 7 B7 rrl钭 1¾ 一 1^-雒濉-?]/1>;吊' i -·---1 ,,- ^ -<1 .t;:"、. '-rllf 5.-^ §0^ 認馨 !夺 30: 5l:i-^^¾¾ 1 h:H-'l 326 UiS hjule I 450 一 3S 5 23 1::44::sl“:-' .,¥j S i°2\s i Cih j IQ φΓ-^ιίνη!:;::. · h 一 uliisaNssVTi;:-; 51--7 35 15 25 4S 15 35 30

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本紙張尺度適用中國國家輾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 I .............. — - .·.....-........ ......... 以5(TC,/小時幵溫至最高溫Kj' : π 以4(Γ(::/小時/丨溫:¾最高溫拎 ΪΠ .........-· * .................... 以3 0°C/小時升溫至最卨溫度 [V 以50°C/'小時升溫至70()°C-在Y()0\:保持in小 ―以50\:/小時升溫至最高溫度 V 以50 C/小時升温全900 (.，1泊〇0°(;保持丨0小W _ :ϋ5(Π: /小時Η溫至最高溫度 昇 m V] 以50°C/小時升溫f 11 ϋ0°(: . 4. H 0GT保待i !>丨、時 (nn 條 一以50°(: /小時厂溫至骑高溫博 f-i V13 以5〇°c /小時ff溫主12〇o°c -，在m)(rc:保持:10小時 —以50°C /小時幵溫至最高溫玲 \1 以50°C/小時丨彳溫jS85(n'- * ΤΒ5(Γ(:保持]:)小iW: —一以stn:/小丨的Η溫至最,¾溫度 IX 以5 0°C /小時什溫芏7 0 0°(: -_'-以4 0 °C /.小時/ ί溫約丨〇 (Γ (: —以5(TC / / j、時什溫至最高溫度 X 以5(Γ(:/小時升溫至70(TC--，的00\:保特小⑽*以5(Γ(: 卜時.Η 溫至 110(Γ(:—在Π00Τ:保持Μ、時.….bG°(: φ時 M]llrwA溫度 八 在130(Γ(:保持:1/丨僻 id [ΐ 在13001:保Μ 10小時 [V·] 丨（： 在！ 保待丨時 /L\ [) 在14ϋ(Π:保恃Μ、時 ίί Κ 在140(Γ(:保持8小時 ..彳 I-' 在i40(R:保時10小時 ίΊ (i 在1M〕G°(:保待5 '卜時 Η 茌150(TC保待8小時 «5 i' --- 丄匕 A7 B7 五、發明説明（11 ) 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4规格（210>〈297公I ) (誚先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

A 7 B7 五、發明説明（u) "—~ -- 如表1及表2所示，所製造成滿足本發明之製造方法 之條件的每一試驗體，其中心部之Si〇/SiC比値（白矽石之 繞射峰同度對於SiC之繞射峰高度的比値）對於表層部之

SiCVSiC比値的比例均在2〇%以上，且在常溫之抗臀強度 爲在剛。(：之抗彎強度的±20%之範圍内，对剝落性^ 潛變性及付氧化性均達高度均衡，而爲符理想之業 具。 ‘ 如以上説明者，依本發明可得到在作爲f爐用具而受 要求之諸項特性如耐剥落性、耐氧化性及讨濟變性等方面 都均衡改善之氧化物結合sic#f之衷爐用具。 nn HI ^^^^1 mt HJ^· mm# ^ : I A * f (請先聞讀背面之注意事項再填寫本I} .丁 . ，-δ 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 本紙張尺度通用中國國家標率（CNS ) Α4規格（210Χ 297公縻）

Claims (1)

1. 8 8 8 B ABCD. SiCoxO 六、申請f囷 ------- -種S丨C材質窯爐用具，其係對最大粒徑爲4麵以 slC粉末，添加0卜〇 7重量％之Vm〇 7重量 %之Cao及〇.5'5重量％之粘土，所得之粉體予以成形，將 此施以燒成，而構成S!c材質窯爐用具； 其特徵在於：當分別以乂射線繞射粉末法測定該sic 材質窟爐用具之表廣部與中心部，並求得相對於練 20爲219。《白碎石（<^18她31知）繞射峰高度與20爲 34.0。之S!C繞射峰高度的比値時，中心部之上述比値對於 表層部之上述比値的比率爲2()。/〇以上；以及在常溫下之抗 弩強度係爲在丨4〇〇 °C時之抗彎強度之±20%之範圍内。 2 —種SiC材質窯爐用具之製造方法，其係對最大粒 徑爲4咖以下之SiC粉末，添加〇」〜〇 7重量％之V2()s、 0.1〜0.7重量。/。之CaO及0.5〜5重量％之粘土，將所得之粉 體和適量之水及有機粘結劑一齊混煉，予以成形爲所期望 之形狀，將所得之成形體乾燥後，於700丨丨00 t之溫度 域，經1 0小時以上，一面升溫一面燒成；更於最高溫度爲 1300〜1 500 °C之範圍，且在1300 X：以上之溫度城，經2〜1 0 小時之條件下繼續進行燒成。 3. 如申請專利範固第2項所述之SiC材質窯爐用具之 製造方法，其中，在對最大粒徑爲4咖以下之SiC粉末添 加〜0.7重量％之V2〇s、0〖、()7重量％之CaO及〇.5〜5 重量❶/〇之粘土而得之粉體，更添加5重量％以下之非晶系 Si〇2。 4. 如申請專利範圍第2項所述之SiC材質窯爐用具之 (請先閲讀背面之注^h項再填寫本萸) •^1· —ml —^1 · ^ IL ^^ 装------訂---I ---1 · —Λ-- 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ΐΐ C8 D8 八、中，SiC粉末之粒徑爲，粒徑500μ〜4臟者佔 35〜50重量％，粒徑88 500μ者佔20〜30重量％，粒徑88μ 或更小者佔30〜35重量％。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 訂 ΙΜ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） th 申請曰期 案 號 y ^ f〇 2. 類 別 以上各欄由本局填談 第 8410: t 年 Η ε 86, 2..-5 發明 發明 新型 名稱 中 文 英 文 姓 名 國 藉 _ 發明 一、創作 人 住、居所 姓 名 (名稱） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 申請人 國 籍 住、居所 (事務所）

   IM公贫· ί 1 ___________•一 ^ 310316 310318 A4 C4 a 广. C ·__ Ο； 專利説明書 SiC材質窯遠用具及其製逓方法 SiC Kiln Furniture and Process for Producing the Same 1. 白川浩 2. 山川治 日本 1. 日本國岐阜縣各務原市錡鵪沼台6 丁目122番地 2. 曰本國岐牟縣可也市光陽台丨丁目5番地 1. 曰本4子股份有限公司 2. 亞奴茲敬.亞特雷克股份有限公司 曰本 日本國愛知縣名古屋市瑞穗區須田町2番56號 裝 訂 代表人 姓 名 】柴田昌治 2.小川裕 本紙張尺度顧悄