JPH01317173A - セラミック焼成用耐火材 - Google Patents
セラミック焼成用耐火材Info
- Publication number
- JPH01317173A JPH01317173A JP63147397A JP14739788A JPH01317173A JP H01317173 A JPH01317173 A JP H01317173A JP 63147397 A JP63147397 A JP 63147397A JP 14739788 A JP14739788 A JP 14739788A JP H01317173 A JPH01317173 A JP H01317173A
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- JP
- Japan
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- sintered
- alumina
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- partially stabilized
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、チタン酸バリウムのような反応性に富むセラ
ミックを焼成する際、焼成炉内で原料成形体を乗せるに
用いる耐火材に関する。
ミックを焼成する際、焼成炉内で原料成形体を乗せるに
用いる耐火材に関する。
一般に陶磁器を窯で焼成するには、アルミナ質、ムライ
ト質、炭化ケイ素質、ジルコニア質の耐火物の板や容器
に原料成形体を乗せ、あるいは入れて、原料成形体が溶
着したり、灰が付着したりしないようにして焼成してい
る。チタン酸バリウムのような反応性に富むセラミック
スの焼成Ｇこは、ジルコニア質以外の板や容器を用いる
と反応するので、ジルコニア質の粒子を焼結した板や容
器が用いられている。
ト質、炭化ケイ素質、ジルコニア質の耐火物の板や容器
に原料成形体を乗せ、あるいは入れて、原料成形体が溶
着したり、灰が付着したりしないようにして焼成してい
る。チタン酸バリウムのような反応性に富むセラミック
スの焼成Ｇこは、ジルコニア質以外の板や容器を用いる
と反応するので、ジルコニア質の粒子を焼結した板や容
器が用いられている。
しかし、この耐火物は嵩密度３．０ ｇ／ｃｃ以上で重
いため熱容量が大すく、炉の昇温、降温に時間がかかる
だけでなく、取扱いにくい問題がある。
いため熱容量が大すく、炉の昇温、降温に時間がかかる
だけでなく、取扱いにくい問題がある。
この問題を解決するために、アルミナ、シリカ−アルミ
ナ、シリカ繊維などの耐火繊維とシリカ、ムライト等の
耐火物粉末とからなる焼結成形体の表面にジルコニアを
コーティングして焼結し、表面にジルコニアの薄膜を形
成した嵩密度０．８〜１．２ｇ７′ｃｃの軽量耐火物を
用いることが考えられる。
ナ、シリカ繊維などの耐火繊維とシリカ、ムライト等の
耐火物粉末とからなる焼結成形体の表面にジルコニアを
コーティングして焼結し、表面にジルコニアの薄膜を形
成した嵩密度０．８〜１．２ｇ７′ｃｃの軽量耐火物を
用いることが考えられる。
しかし、この耐火物もチタン酸バリウムを乗せて焼成す
ると、反応が残り、チタン酸バリウムとの反応を完全に
無くすることは出来なかった。チタン酸バリウム等の製
品が台や容器と接触する部分で焼成の際に反応し、不純
物が混入したり、成分が変化することは品質や性能に悪
影響を与えるので極力避けなければならない。
ると、反応が残り、チタン酸バリウムとの反応を完全に
無くすることは出来なかった。チタン酸バリウム等の製
品が台や容器と接触する部分で焼成の際に反応し、不純
物が混入したり、成分が変化することは品質や性能に悪
影響を与えるので極力避けなければならない。
本発明は、このような反応性を有するセラミックを焼成
するときに、被焼成物と接触する部分で反応が起こらな
いセラミック焼成用耐火材を提供しようとするものであ
る。
するときに、被焼成物と接触する部分で反応が起こらな
いセラミック焼成用耐火材を提供しようとするものであ
る。
本発明による課題を解決するための手段は、アルミナ繊
維と、易焼結性アルミナ微粉末と、シリカ微粉末と、こ
れらのアルミナ繊維と易焼結性アルミナ微粉末との合計
１００重量部に対して０．３〜１．５重量部のＭｇＯと
からなる焼結基体と、該焼結基体の表面に一体に焼結さ
れた、数〜２０μｍの粒径の部分安定化ジルコニアから
なる７０〜１５０μｍの厚さの第１層と、該第１層の上
に一体に焼結された数十〜２００μｍの粒径の部分安定
化ジルコニアからなる１００〜２５０μｍの厚さの第２
層とを有するセラミック焼成用耐火材である。
維と、易焼結性アルミナ微粉末と、シリカ微粉末と、こ
れらのアルミナ繊維と易焼結性アルミナ微粉末との合計
１００重量部に対して０．３〜１．５重量部のＭｇＯと
からなる焼結基体と、該焼結基体の表面に一体に焼結さ
れた、数〜２０μｍの粒径の部分安定化ジルコニアから
なる７０〜１５０μｍの厚さの第１層と、該第１層の上
に一体に焼結された数十〜２００μｍの粒径の部分安定
化ジルコニアからなる１００〜２５０μｍの厚さの第２
層とを有するセラミック焼成用耐火材である。
この発明で、アルミナ繊維はこの耐火材を軽量化するた
めに用いるもので、被焼成物を焼成するための１４００
〜１６００Ｃ＆こ耐えるものである。この繊維を抄紙法
で成形したものは、この繊維だけでは被焼成物を支持す
るための圧縮強度が不足するので、易焼結性アルミナ微
粉末を加えて嵩密度を０．８〜１．２ｇ／ｃｃ程度とし
、被焼成物を支持しつる強度を有せしめる。このためＧ
こ両者の合計を１００重量部とすると、アルミナ繊維１
５〜７５重量部に対して易焼結性アルミナ微粉末２５〜
８５重量部の割合とするのが良い。
めに用いるもので、被焼成物を焼成するための１４００
〜１６００Ｃ＆こ耐えるものである。この繊維を抄紙法
で成形したものは、この繊維だけでは被焼成物を支持す
るための圧縮強度が不足するので、易焼結性アルミナ微
粉末を加えて嵩密度を０．８〜１．２ｇ／ｃｃ程度とし
、被焼成物を支持しつる強度を有せしめる。このためＧ
こ両者の合計を１００重量部とすると、アルミナ繊維１
５〜７５重量部に対して易焼結性アルミナ微粉末２５〜
８５重量部の割合とするのが良い。
シリカ微粉末は、アルミナ繊維と易焼結性アルミナ微粉
末との結合剤として用いるもので、一般（こ無機結合剤
として用いられているシリカゾルが用いられる。このシ
リカ微粉末の使用量は、アルミナ繊維と易焼結性アルミ
ナ微粉末との合計１００重量部Ｇこ対して２〜２０重量
部が良い。
末との結合剤として用いるもので、一般（こ無機結合剤
として用いられているシリカゾルが用いられる。このシ
リカ微粉末の使用量は、アルミナ繊維と易焼結性アルミ
ナ微粉末との合計１００重量部Ｇこ対して２〜２０重量
部が良い。
アルミナ繊維自体は焼結性がなく、易焼結性アルミナ微
粉末は、圧縮されていない状態のため、焼結性が少ない
ので、シリカ微粉末の使用量は、２重量部未満では焼成
温度を高くしても結合性が不足して使用に対する強度不
十分となり、２０重量部を超えると耐火温度が低下する
だけでなく、アルミナ繊維と反応してムライトを生成し
アルミナ繊維の結晶を粗大化し使用中に脆化するので好
ましくない。
粉末は、圧縮されていない状態のため、焼結性が少ない
ので、シリカ微粉末の使用量は、２重量部未満では焼成
温度を高くしても結合性が不足して使用に対する強度不
十分となり、２０重量部を超えると耐火温度が低下する
だけでなく、アルミナ繊維と反応してムライトを生成し
アルミナ繊維の結晶を粗大化し使用中に脆化するので好
ましくない。
ＭｇＯとしては、固形分中への分散を良くする為に微粉
として入手しやすい試薬級のものを用いるのが良い。
として入手しやすい試薬級のものを用いるのが良い。
部分安定化ジルコニアは、Ｙ ＯＮ Ｃａｂｓ ＭｇＯ
−。
−。
Ｃｅ０２などの安定化剤Ｑこより部分安定化された市販
のものを用いる。部分安定化ジルコニアは、焼成後の耐
スポーリング性において安定化ジルコニアより優れる。
のものを用いる。部分安定化ジルコニアは、焼成後の耐
スポーリング性において安定化ジルコニアより優れる。
成形は、アルミナ繊維、易焼結性アルミナ微粉末、シリ
カゾル、ＭｇＯ微粉末と、少量の有機結合剤とを水中に
固形分が０．５重量％程度の濃度となるように混合して
湿式抄紙法で成形する。これを１１０Ｃ程度で乾燥して
約１５００ Ｕで焼結し、焼結体を砥石で所望形状に切
削加工し、ペースト状にしたＺｒＯ粉を微粒を数回、粗
粒を数回塗布して１１０Ｃ程度で乾燥した後、約１４０
０ ｔｒで焼成して製品とするものである。
カゾル、ＭｇＯ微粉末と、少量の有機結合剤とを水中に
固形分が０．５重量％程度の濃度となるように混合して
湿式抄紙法で成形する。これを１１０Ｃ程度で乾燥して
約１５００ Ｕで焼結し、焼結体を砥石で所望形状に切
削加工し、ペースト状にしたＺｒＯ粉を微粒を数回、粗
粒を数回塗布して１１０Ｃ程度で乾燥した後、約１４０
０ ｔｒで焼成して製品とするものである。
本発明で焼結基体にＭｇＯを添加すると、チタン酸バリ
ウムと表面のジルフニア薄層とが反応するのを無くする
ことが出来る。その添加量がアルミナ繊維と易焼結性ア
ルミナ微粉末との合計１００重量部に対して０．３重量
部未満では、チタン酸バリウムとの反応があり、１．５
重量部を超えるとアルミナ繊維の結晶が粗大化し、焼結
基体の強度、焼結基体の融点が低下し収縮が大となり、
スポーリング抵抗性が低下し、焼結基体が使用に対して
耐久性を有しないようになるので、添加量の範囲を０．
３〜１゜５重量部とする。
ウムと表面のジルフニア薄層とが反応するのを無くする
ことが出来る。その添加量がアルミナ繊維と易焼結性ア
ルミナ微粉末との合計１００重量部に対して０．３重量
部未満では、チタン酸バリウムとの反応があり、１．５
重量部を超えるとアルミナ繊維の結晶が粗大化し、焼結
基体の強度、焼結基体の融点が低下し収縮が大となり、
スポーリング抵抗性が低下し、焼結基体が使用に対して
耐久性を有しないようになるので、添加量の範囲を０．
３〜１゜５重量部とする。
その反応を抑制する確たる理由は不明であるが、反応抑
制のメカニズムを推定すると下記の如くなる。
制のメカニズムを推定すると下記の如くなる。
即ち、高温において酸化物蒸発が起こることはよく知ら
れており、高温になるとベースであるアルミナ−シリカ
質からＡｔ Ｏ、ＳｉＯが部分的に蒸発し、チタン酸バ
リウムの蒸気と反応すると考えられるが、ベースにＭｇ
Ｏを添加することにより、Ａ７！Ｏの蒸発をトラップし
部分的にスピネル（ＭｇＯ・ＡｔＯ）を形成させｉ ０
の蒸発を抑制しているのではないかと推定される。
れており、高温になるとベースであるアルミナ−シリカ
質からＡｔ Ｏ、ＳｉＯが部分的に蒸発し、チタン酸バ
リウムの蒸気と反応すると考えられるが、ベースにＭｇ
Ｏを添加することにより、Ａ７！Ｏの蒸発をトラップし
部分的にスピネル（ＭｇＯ・ＡｔＯ）を形成させｉ ０
の蒸発を抑制しているのではないかと推定される。
本発明において、数〜２０μｍの粒径の部分安定化ジル
コニアからなる７０〜１５０μｍの厚さの第１層と、該
第１層の上に施された数十〜２００μｍの粒径の部分安
定化ジルコニアからなる１００〜２５０μｍの厚さの第
２層とを焼結基体の表面に一体に焼結するのは、第１層
は焼結基体の表面への有害物質の昇華を微粒のジルコニ
アの焼結された薄層で抑制するためであり、この層の厚
さは塗布して焼結するため場所により異なるが薄いとこ
ろでも７０μｍは必要であり、１５０μｍを超えると微
細なりラックを生し有害物質の外部への昇華を防ぐこと
が出来なくなる。又、このジルコニアの粒径を数〜２０
μｍとするのは、粒径がこれよりも小さいと高価となる
だけでなく、焼結層に微細なりラックが生じ易くなり、
粒径がこれより太さいと粒子間に生ずる間隙が大きくな
って内部から外部への有害物質の昇華を抑えることが出
来なくなるからである。第２層は粒径が第１層より大さ
い粒子の焼結層からなるので、焼結された表面の凹凸が
大きくなり被焼結体と凸部で接触するようになるので、
被焼結体表面の大部分と第２層の表面との間に微細な空
隙を形成し、被焼結体表面への有害昇華物質を到達しに
くくすることで被焼結体と有害昇華物質との反応を抑制
できる。
コニアからなる７０〜１５０μｍの厚さの第１層と、該
第１層の上に施された数十〜２００μｍの粒径の部分安
定化ジルコニアからなる１００〜２５０μｍの厚さの第
２層とを焼結基体の表面に一体に焼結するのは、第１層
は焼結基体の表面への有害物質の昇華を微粒のジルコニ
アの焼結された薄層で抑制するためであり、この層の厚
さは塗布して焼結するため場所により異なるが薄いとこ
ろでも７０μｍは必要であり、１５０μｍを超えると微
細なりラックを生し有害物質の外部への昇華を防ぐこと
が出来なくなる。又、このジルコニアの粒径を数〜２０
μｍとするのは、粒径がこれよりも小さいと高価となる
だけでなく、焼結層に微細なりラックが生じ易くなり、
粒径がこれより太さいと粒子間に生ずる間隙が大きくな
って内部から外部への有害物質の昇華を抑えることが出
来なくなるからである。第２層は粒径が第１層より大さ
い粒子の焼結層からなるので、焼結された表面の凹凸が
大きくなり被焼結体と凸部で接触するようになるので、
被焼結体表面の大部分と第２層の表面との間に微細な空
隙を形成し、被焼結体表面への有害昇華物質を到達しに
くくすることで被焼結体と有害昇華物質との反応を抑制
できる。
第１層はこの粗粒からなる第２層の焼結基体への密着性
を高める。粗粒だけでは密着性に乏しく容易に剥落する
。第２層を１００〜２５０μｍとするのは、塗布して焼
結するため厚さは場所により異なるが、１００μｍより
薄い部分では第１層への密着性が不十分となるだけでな
く凹凸の形成が不十分となり、２５０μｍより大きくな
っても、第２層の焼結性が低下するだけでなく反応抑制
の効果はもはや変わらなくなる。第２層の粒径は数十μ
ｍより小さいと凹凸の形成が不十分となり、２００μｍ
よりも大さくなると塗布の際第１層を傷つけたり、第１
層への付着性が悪くなるのでこの程度とする。
を高める。粗粒だけでは密着性に乏しく容易に剥落する
。第２層を１００〜２５０μｍとするのは、塗布して焼
結するため厚さは場所により異なるが、１００μｍより
薄い部分では第１層への密着性が不十分となるだけでな
く凹凸の形成が不十分となり、２５０μｍより大きくな
っても、第２層の焼結性が低下するだけでなく反応抑制
の効果はもはや変わらなくなる。第２層の粒径は数十μ
ｍより小さいと凹凸の形成が不十分となり、２００μｍ
よりも大さくなると塗布の際第１層を傷つけたり、第１
層への付着性が悪くなるのでこの程度とする。
アルミナファイバー４００ ｇと、平均粒径０．４μｍ
の易焼結性アルミナ微粉末６００ｇと、シリカゾルを固
形分として８ｇと、試薬級のＭｇＯ粉末を第１表に示す
量と、澱粉５０ ｇの割合で、水中に固形分の濃度が０
．５重Ｍ％となるように混合した。これをスクリーン上
に湿式成形して１１０Ｃで３０時間乾燥した後、１５０
０Ｃで３時間焼成した。これを砥石で成形加工し、嵩比
重１．０８ ｇ／ｃｃで、縦１５Ｃ１１ｆｉ、横１００
１１１％、厚さ５龍の焼結基体を得た。
の易焼結性アルミナ微粉末６００ｇと、シリカゾルを固
形分として８ｇと、試薬級のＭｇＯ粉末を第１表に示す
量と、澱粉５０ ｇの割合で、水中に固形分の濃度が０
．５重Ｍ％となるように混合した。これをスクリーン上
に湿式成形して１１０Ｃで３０時間乾燥した後、１５０
０Ｃで３時間焼成した。これを砥石で成形加工し、嵩比
重１．０８ ｇ／ｃｃで、縦１５Ｃ１１ｆｉ、横１００
１１１％、厚さ５龍の焼結基体を得た。
その表面に粒径３〜２０μｍのＹＯで部分安定化したジ
ルコニアの５０重量％水溶液を数回塗布して１１０Ｃで
４時間乾燥し、１４００Ｃで１時間焼成して第１層だけ
の製品を得た。
ルコニアの５０重量％水溶液を数回塗布して１１０Ｃで
４時間乾燥し、１４００Ｃで１時間焼成して第１層だけ
の製品を得た。
これらの製品を切断し顕微鏡で第１層の厚さを調へ、又
これらを炉内に配置してその上にチタン酸バリウムを乗
せ１４００ Ｃで２時間かけて焼成した。その結果を第
１表に示す。
これらを炉内に配置してその上にチタン酸バリウムを乗
せ１４００ Ｃで２時間かけて焼成した。その結果を第
１表に示す。
第 １ 表
次に、同じ焼結基体に上記と同様にして第１層が７０〜
１５０μｍの厚さとなるように塗布し、更に粒径数十〜
２００μｍのＯａＯ安定化ジルコニアの粉末を５０重量
％の水溶液として数回塗布し、上記と同様にして乾燥焼
成して第１層の上に第２層を形成した製品を得た。
１５０μｍの厚さとなるように塗布し、更に粒径数十〜
２００μｍのＯａＯ安定化ジルコニアの粉末を５０重量
％の水溶液として数回塗布し、上記と同様にして乾燥焼
成して第１層の上に第２層を形成した製品を得た。
これらの製品を切断し顕微鏡で第２層の厚さを調べ、又
これらを炉内に配置してその上にチタン酸バリウムを乗
せ、１４００ｒで２時間かけて焼成した。その結果を第
２表に示す。
これらを炉内に配置してその上にチタン酸バリウムを乗
せ、１４００ｒで２時間かけて焼成した。その結果を第
２表に示す。
第 ２ 表
〔発明の効果〕
本発明によれば、反応性に富むセラミックを焼成するた
めの、セラミックと反応しない軽くて熱効率が良く耐久
性のある耐火材を提供でさる。
めの、セラミックと反応しない軽くて熱効率が良く耐久
性のある耐火材を提供でさる。
出願人 イソライト工業株式会社
Claims (1)
- １ アルミナ繊維と、易焼結性アルミナ微粉末と、シリ
カ微粉末と、これらのアルミナ繊維と易焼結性アルミナ
微粉末との合計１００重量部に対して０．３〜１．５重
量部のＭｇＯとからなる焼結基体と、該焼結基体の表面
に一体に焼結された数〜２０μｍの粒径の部分安定化ジ
ルコニアからなる７０〜１５０μｍの厚さの第１層と、
該第１層の上に一体に焼結された数十〜２００μｍの粒
径の部分安定化ジルコニアからなる１００〜２５０μｍ
の厚さの第２層とを有するセラミック焼成用耐火材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63147397A JPH01317173A (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | セラミック焼成用耐火材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63147397A JPH01317173A (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | セラミック焼成用耐火材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01317173A true JPH01317173A (ja) | 1989-12-21 |
| JPH05359B2 JPH05359B2 (ja) | 1993-01-05 |
Family
ID=15429354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63147397A Granted JPH01317173A (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | セラミック焼成用耐火材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01317173A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04158189A (ja) * | 1990-10-19 | 1992-06-01 | Ngk Insulators Ltd | 焼成用棚板 |
| JPH05270925A (ja) * | 1992-03-23 | 1993-10-19 | Ngk Insulators Ltd | セラミック焼成用耐火材 |
| JP2005041777A (ja) * | 2004-09-22 | 2005-02-17 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 電子部品焼成用治具 |
-
1988
- 1988-06-15 JP JP63147397A patent/JPH01317173A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04158189A (ja) * | 1990-10-19 | 1992-06-01 | Ngk Insulators Ltd | 焼成用棚板 |
| JPH05270925A (ja) * | 1992-03-23 | 1993-10-19 | Ngk Insulators Ltd | セラミック焼成用耐火材 |
| JP2005041777A (ja) * | 2004-09-22 | 2005-02-17 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 電子部品焼成用治具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05359B2 (ja) | 1993-01-05 |
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