JPH02233546A - セラミック材料及びそれを用いたセラミックの製造法 - Google Patents
セラミック材料及びそれを用いたセラミックの製造法Info
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- JPH02233546A JPH02233546A JP1054158A JP5415889A JPH02233546A JP H02233546 A JPH02233546 A JP H02233546A JP 1054158 A JP1054158 A JP 1054158A JP 5415889 A JP5415889 A JP 5415889A JP H02233546 A JPH02233546 A JP H02233546A
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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１
本発明はセラミック材料及びそれを用いて優れた物性の
セラミックを製造する方法に関するものである． ［従米の扶術１ 従米、セラミックを製造する方法として金属酸化物微粉
末のようなセラミック原料粉末に、澱粉、アラビアゴム
、ポリビニルアル＝−ル、メチルセルロース、カルポキ
シメチルセルロースのような結合剤を混合して成形、焼
成する方法が知られているが、結合剤による結合の部分
の強度が不足であるとか、使用する結合剤からの異種の
元素の混入等があって十分満足し得るものとはいえなが
った． また、セラミック成形体を製造する方法として、金属ア
ルコキシド例えば７ルコキシシランに水を加えて加水分
解して得られるゾルを・デル化させ、それを乾燥してド
ライデルを得、これを焼成して焼結体を得るいわゆるゾ
ルーデル法が知ら枕てぃる．しかしこの方法では加水分
解時に理論量の数倍の水を用い、或いは溶媒としてアル
コールを使用するためデルが水およびアルフールを多量
に含んでおり、ゲルの乾燥に０．５〜２ｆＪ月という長
時問を必要とし、しかも、体積の収縮につれ、割れやク
ラックが生ずるという欠点があった．この割れやクラッ
クを防止する目的で、７ルフ斗冫シランに対して０．２
〜５倍モルのシリカ微粉末を添加する方法が提案されて
いるが、この方法によっても、未乾燥デルを室温中で放
置すると急激に表面乾燥が起こり、割れやクラックを充
分に防止することはできず、デルを乾燥する場合は容器
に閏日率の小さい蓋をして徐々に乾燥させる必要があっ
た．（待闇昭６０−１３１８３３）また、ゾルーデル法
により石英ガラスのような焼結体を製造する従来技術で
は、石英ガラス中の水分含量（ＯＨ基含量）を１０００
ｐｐｍまで低下させるのが限界で、溶融石英の水分−＆
量、例えば３００ｐｐ曽は達成できないといわれている
．［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、優れた物性のセラミックを製造すること
ができるセラミック材料をｓ！遺すべく鋭意研究を重ね
た結果、金属酸化物微粉末に金属アルコキシドを配合し
たものは、従来のゾルーデル法におけるような多量の水
、結合剤等の助剤を必要とすることなく優れた品質のセ
ラミックを製造することができる優れたセラミック材料
となることを知得して本発明を完成した． ［課題を解決するだめの手段１ すなわち本発明は、工業的価値の大きいセラミック製造
用の材料を提供することを目的とするものであり、その
要旨とするところは、金属酸化物微粉末に金属アルコキ
シドを配合してなるセラミック材料、である． 以下に本発明を詳細に説明する。
セラミックを製造する方法に関するものである． ［従米の扶術１ 従米、セラミックを製造する方法として金属酸化物微粉
末のようなセラミック原料粉末に、澱粉、アラビアゴム
、ポリビニルアル＝−ル、メチルセルロース、カルポキ
シメチルセルロースのような結合剤を混合して成形、焼
成する方法が知られているが、結合剤による結合の部分
の強度が不足であるとか、使用する結合剤からの異種の
元素の混入等があって十分満足し得るものとはいえなが
った． また、セラミック成形体を製造する方法として、金属ア
ルコキシド例えば７ルコキシシランに水を加えて加水分
解して得られるゾルを・デル化させ、それを乾燥してド
ライデルを得、これを焼成して焼結体を得るいわゆるゾ
ルーデル法が知ら枕てぃる．しかしこの方法では加水分
解時に理論量の数倍の水を用い、或いは溶媒としてアル
コールを使用するためデルが水およびアルフールを多量
に含んでおり、ゲルの乾燥に０．５〜２ｆＪ月という長
時問を必要とし、しかも、体積の収縮につれ、割れやク
ラックが生ずるという欠点があった．この割れやクラッ
クを防止する目的で、７ルフ斗冫シランに対して０．２
〜５倍モルのシリカ微粉末を添加する方法が提案されて
いるが、この方法によっても、未乾燥デルを室温中で放
置すると急激に表面乾燥が起こり、割れやクラックを充
分に防止することはできず、デルを乾燥する場合は容器
に閏日率の小さい蓋をして徐々に乾燥させる必要があっ
た．（待闇昭６０−１３１８３３）また、ゾルーデル法
により石英ガラスのような焼結体を製造する従来技術で
は、石英ガラス中の水分含量（ＯＨ基含量）を１０００
ｐｐｍまで低下させるのが限界で、溶融石英の水分−＆
量、例えば３００ｐｐ曽は達成できないといわれている
．［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、優れた物性のセラミックを製造すること
ができるセラミック材料をｓ！遺すべく鋭意研究を重ね
た結果、金属酸化物微粉末に金属アルコキシドを配合し
たものは、従来のゾルーデル法におけるような多量の水
、結合剤等の助剤を必要とすることなく優れた品質のセ
ラミックを製造することができる優れたセラミック材料
となることを知得して本発明を完成した． ［課題を解決するだめの手段１ すなわち本発明は、工業的価値の大きいセラミック製造
用の材料を提供することを目的とするものであり、その
要旨とするところは、金属酸化物微粉末に金属アルコキ
シドを配合してなるセラミック材料、である． 以下に本発明を詳細に説明する。
金属酸化物微粉末としては、周期律表第■〜Ｖ族の元素
、例えば、Ａ１、ＢＳＳｉ、Ｔｉ，Ｐ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｓ
ｂ，Ｙ，肴土類金属等の酸化物微粉末があげられる。
、例えば、Ａ１、ＢＳＳｉ、Ｔｉ，Ｐ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｓ
ｂ，Ｙ，肴土類金属等の酸化物微粉末があげられる。
これらは、例えば、金属化合物を湿式で加水分解して製
造した金属水酸化物を焼成する方法、金属ハロデン化物
や會属アルコキシドを乾式で加水分解または燃焼する方
法で製造することができる．乾式法による場合には、吸
着水分が着しく少ない金属酸化物微粉末が得られろ。
造した金属水酸化物を焼成する方法、金属ハロデン化物
や會属アルコキシドを乾式で加水分解または燃焼する方
法で製造することができる．乾式法による場合には、吸
着水分が着しく少ない金属酸化物微粉末が得られろ。
本発明のセラミック材料は後述する如く、金属酸化物微
粉末と金属アルコキシドとの反応、即ち、金属酸化物微
粉末の有する水酸基と金属７ルフキシドとの反応を利用
してセラミック化すると考えられる．金属酸化物微粉末
はその表面に水酸基を有することが必要である．しかし
て、金属酸化物微粉末はその製法によっては、表面水酸
基密度が着しく少ない場合があるが、製造後の空気との
接触等により得られる程度の表面水酸基密度があれば本
発明方法に使用し得る．従って、本発明に使用される、
金属酸化物微粉末の製造法は特に限定されるものではな
い．本発明において用いられる金属酸化物微粉末は、水
陵基密度が通常、０．１〜８個／ＩＯＯＡ”程度のもの
、好ましくは０．２〜４個／１００人２程度のものであ
る．金属酸化物微粉末は、粒径が５〜１０００ｎｍ，好
ましくは１０〜５００ｎ−であることが望ましい。粒径
があまり小さいと成形時に脱気が不十分となり易く、緻
密な成形体が得難くなったり、後述する脱アルコール反
応に供されてクラック発生の原因になる．逆にあまり大
きいと得られた成形体を焼成して焼結体とする場合、高
い焼成温度が必要となりエネルギー消賛の面から不利で
あるばかりでなく、透明な焼結体になりに《いという欠
点がある。
粉末と金属アルコキシドとの反応、即ち、金属酸化物微
粉末の有する水酸基と金属７ルフキシドとの反応を利用
してセラミック化すると考えられる．金属酸化物微粉末
はその表面に水酸基を有することが必要である．しかし
て、金属酸化物微粉末はその製法によっては、表面水酸
基密度が着しく少ない場合があるが、製造後の空気との
接触等により得られる程度の表面水酸基密度があれば本
発明方法に使用し得る．従って、本発明に使用される、
金属酸化物微粉末の製造法は特に限定されるものではな
い．本発明において用いられる金属酸化物微粉末は、水
陵基密度が通常、０．１〜８個／ＩＯＯＡ”程度のもの
、好ましくは０．２〜４個／１００人２程度のものであ
る．金属酸化物微粉末は、粒径が５〜１０００ｎｍ，好
ましくは１０〜５００ｎ−であることが望ましい。粒径
があまり小さいと成形時に脱気が不十分となり易く、緻
密な成形体が得難くなったり、後述する脱アルコール反
応に供されてクラック発生の原因になる．逆にあまり大
きいと得られた成形体を焼成して焼結体とする場合、高
い焼成温度が必要となりエネルギー消賛の面から不利で
あるばかりでなく、透明な焼結体になりに《いという欠
点がある。
本発明の原料である金属７ルフキシドとしては、周期律
表第■〜■族の元素、例えば、Ａ１、Ｂ１Ｓｉ，Ｔｉ，
Ｐ，Ｇｅ，ＺｒＳＳｂ，ＹＳ希土類金属等の７ルフキシ
ドが挙げられる． これら金属アルコキシドの７ルコ斗シ基としては、炭素
数１〜４のアルフキシ基、即ち、メト斗シ基、エトキシ
基、ブロボキシ基、ブトキシ基等が挙げられ、これらの
中でもメトキシ基及びエトキシ基が好ましい。また、そ
の数は２個以上であることが望ましい。
表第■〜■族の元素、例えば、Ａ１、Ｂ１Ｓｉ，Ｔｉ，
Ｐ，Ｇｅ，ＺｒＳＳｂ，ＹＳ希土類金属等の７ルフキシ
ドが挙げられる． これら金属アルコキシドの７ルコ斗シ基としては、炭素
数１〜４のアルフキシ基、即ち、メト斗シ基、エトキシ
基、ブロボキシ基、ブトキシ基等が挙げられ、これらの
中でもメトキシ基及びエトキシ基が好ましい。また、そ
の数は２個以上であることが望ましい。
このような金属アルコキシｒの具体例としては、トリメ
ト斗シアルミニウム、ノエトキシ７ルミニウムクロリド
のようなアルミニウムのアルコキシド、テトラメトキシ
シラン、トリメトキシクロルシラン、ジメトキシジメチ
ルシラン、テトラエトキシシラン、テトラブロボ斗シシ
ラン、テトラブトキシシランのような珪素のアルコキシ
ド、テトラプロボ斗シチタンのようなチタンの７ルフキ
シド等が挙げられる。
ト斗シアルミニウム、ノエトキシ７ルミニウムクロリド
のようなアルミニウムのアルコキシド、テトラメトキシ
シラン、トリメトキシクロルシラン、ジメトキシジメチ
ルシラン、テトラエトキシシラン、テトラブロボ斗シシ
ラン、テトラブトキシシランのような珪素のアルコキシ
ド、テトラプロボ斗シチタンのようなチタンの７ルフキ
シド等が挙げられる。
更に、上記した金属アルフキシドを部分的に加水分解し
て得ら技る金属アルコキシドのオリゴマ−（２〜ＩＯＩ
Ｌ体等）が挙げら八る．金属アルコキシドのオリゴマー
は、輸送及び貯蔵安定性、使用時の取扱い易さ、経済性
等からみて工業的に好適である． 蒸気圧が比較的高く、後述する加熱脱７ルフールの際に
蒸発揮散するおそれがある金属７ルフキシドの場合には
、蒸気圧の低いそのオリゴマーを原料として用いるのが
好ましい． 上記金属アルコキシドと金属酸化物微粉末は、同種の金
属からなるものであっても、異種の金属からなるもので
あって６差し支えな《、種々の金属からなるものを混合
使用してもよいが、透明なガラスの製造を目的とする場
合等では同種の金属からなるもΩを使用するのがよい。
て得ら技る金属アルコキシドのオリゴマ−（２〜ＩＯＩ
Ｌ体等）が挙げら八る．金属アルコキシドのオリゴマー
は、輸送及び貯蔵安定性、使用時の取扱い易さ、経済性
等からみて工業的に好適である． 蒸気圧が比較的高く、後述する加熱脱７ルフールの際に
蒸発揮散するおそれがある金属７ルフキシドの場合には
、蒸気圧の低いそのオリゴマーを原料として用いるのが
好ましい． 上記金属アルコキシドと金属酸化物微粉末は、同種の金
属からなるものであっても、異種の金属からなるもので
あって６差し支えな《、種々の金属からなるものを混合
使用してもよいが、透明なガラスの製造を目的とする場
合等では同種の金属からなるもΩを使用するのがよい。
例えば、アルコキシチタンとチタン酸化物微粉末、アル
コ斗シシランとケイ素酸化物微粉末、アルコキシアルミ
ニウムとアルミニウム酸化物微粉末等が挙げられる． 金属アルコキシドの使用量は、金属酸化物徴粉末に対し
て０．０２〜５重量倍、好ましくは０．０５〜２重量倍
であることが望ましい．この使用量があまりに少ないと
焼成時の収縮が大きくなり、割れやクラフクが発生しや
すくなる．逆にあまりに多いとｍ密なセラミックが得ら
れにくい傾向がある． 上記金属酸化物微粉末と金属７ルフキシドとの配合の方
法は、均一に混合できる方法である限り時に限定はされ
ない。例えば、金属アルコキシドとしてテトラメトキシ
ンランのような粘度の低いものを比較的多量に用いる場
合には、単に攪拌混合するのみでもよいし、金属アルフ
斗シドのオリゴマーのような粘度が高いものを用いる場
合や、金属アルコキシドの使用量が少ない場合には、溶
媒を用いて金属７ルフキシドを希釈して混合を什えぱよ
いが、通常、溶媒（分散媒）の存在下で攪拌混合するの
がよい． ここで使用できる溶媒としては、有Ｗ１溶媒、例えば上
記金属アルコキシドのアルコール成分と同種のアルコー
ルの他、メタノール、エタ／−ル、プロパ／−ル、プタ
ノールのような低級アルコール類、７セトン、メチルエ
チルケトンのようなエーテル類、その他低沸点の不活性
有機溶媒等があげられる． 溶媒の使用量は、均一な混合ができるかぎり特に制限は
ないが、液量があまりに多いと操作上得策ではないので
、全液量として金属酸化物微粉末と金属アルコキシドの
合計量に対して１０重量倍以下、好ましくは５重量倍以
下となるようにするのがよい．なお、本発明のセラミッ
ク材料は後述する如く単独で、あるいは他の金属、プラ
ス、セラミック等の基材に同伴させて成形し、セラミッ
クとして用いることができるが、例えば、金属等の基材
の表面にセラミック材料を塗布あるいは、基材をセラミ
ック材料に浸漬して８２Ｍして成形する場合には、全１
竜として４ｔ属酸化物微粉末と金属アルコキシドの合計
量に対して通常、０。５〜１００重量倍とすればよい． また、この混合に．際しては、補助的にポリビニルアル
コール、カルボキシメチルセルロース、澱粉のような結
合剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤等を添加してもよい． 上記のようにして金属酸化物微粉末に金属アルコキシド
を配合するときは、均一な混合操作により両者が混合物
として存在するものらあるが、これを分離しようとして
も分離できないものもあり、例元ば室温で多量の７七ト
ンを用いて懸洗を繰り返しても、使用した會属７ルコキ
シＹの５０・％近くが回収出米ないこともあることから
、この配合物は両者の．混合物、吸着物および反応物が
共存しているものと考えられる。
コ斗シシランとケイ素酸化物微粉末、アルコキシアルミ
ニウムとアルミニウム酸化物微粉末等が挙げられる． 金属アルコキシドの使用量は、金属酸化物徴粉末に対し
て０．０２〜５重量倍、好ましくは０．０５〜２重量倍
であることが望ましい．この使用量があまりに少ないと
焼成時の収縮が大きくなり、割れやクラフクが発生しや
すくなる．逆にあまりに多いとｍ密なセラミックが得ら
れにくい傾向がある． 上記金属酸化物微粉末と金属７ルフキシドとの配合の方
法は、均一に混合できる方法である限り時に限定はされ
ない。例えば、金属アルコキシドとしてテトラメトキシ
ンランのような粘度の低いものを比較的多量に用いる場
合には、単に攪拌混合するのみでもよいし、金属アルフ
斗シドのオリゴマーのような粘度が高いものを用いる場
合や、金属アルコキシドの使用量が少ない場合には、溶
媒を用いて金属７ルフキシドを希釈して混合を什えぱよ
いが、通常、溶媒（分散媒）の存在下で攪拌混合するの
がよい． ここで使用できる溶媒としては、有Ｗ１溶媒、例えば上
記金属アルコキシドのアルコール成分と同種のアルコー
ルの他、メタノール、エタ／−ル、プロパ／−ル、プタ
ノールのような低級アルコール類、７セトン、メチルエ
チルケトンのようなエーテル類、その他低沸点の不活性
有機溶媒等があげられる． 溶媒の使用量は、均一な混合ができるかぎり特に制限は
ないが、液量があまりに多いと操作上得策ではないので
、全液量として金属酸化物微粉末と金属アルコキシドの
合計量に対して１０重量倍以下、好ましくは５重量倍以
下となるようにするのがよい．なお、本発明のセラミッ
ク材料は後述する如く単独で、あるいは他の金属、プラ
ス、セラミック等の基材に同伴させて成形し、セラミッ
クとして用いることができるが、例えば、金属等の基材
の表面にセラミック材料を塗布あるいは、基材をセラミ
ック材料に浸漬して８２Ｍして成形する場合には、全１
竜として４ｔ属酸化物微粉末と金属アルコキシドの合計
量に対して通常、０。５〜１００重量倍とすればよい． また、この混合に．際しては、補助的にポリビニルアル
コール、カルボキシメチルセルロース、澱粉のような結
合剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤等を添加してもよい． 上記のようにして金属酸化物微粉末に金属アルコキシド
を配合するときは、均一な混合操作により両者が混合物
として存在するものらあるが、これを分離しようとして
も分離できないものもあり、例元ば室温で多量の７七ト
ンを用いて懸洗を繰り返しても、使用した會属７ルコキ
シＹの５０・％近くが回収出米ないこともあることから
、この配合物は両者の．混合物、吸着物および反応物が
共存しているものと考えられる。
また、本発明のセラミック材料は、後述する加熱処理に
よって得られる、部分的に金属酸化物微粉末表面の水酸
基と金属アルコキシドの７ルコキシ基との脱７ルフール
反応が行なわれたものであってもよい．成形性の点から
脱アルコール反応の程度は５０％以下であることが望ま
しい。
よって得られる、部分的に金属酸化物微粉末表面の水酸
基と金属アルコキシドの７ルコキシ基との脱７ルフール
反応が行なわれたものであってもよい．成形性の点から
脱アルコール反応の程度は５０％以下であることが望ま
しい。
本発明のセラミック材料は、スラリー状態、ウエットケ
ーキ状態または粉末状態で成形し、加熱脱アルコール反
応させた後焼成してセラミック製品とする。
ーキ状態または粉末状態で成形し、加熱脱アルコール反
応させた後焼成してセラミック製品とする。
成形の方法としては、金属、ガラス、炭素質材料等のセ
ラミック等の基材に同伴させる方法、型に入れてプレス
する方法、押出成形機や射出成形成などを用いる方法等
を採用することができる．基材に同伴させる方法として
は、具体的には、板状、塊状、粉状、繊維状等の基材の
表面に本発明のセラミック材料を塗布したり、あるいは
、該基材を本発明のセラミック材料中に浸漬したりして
積層する方法等が挙げられる． 加熱洩アルコール反応の温度は、通常、１００〜３００
℃、好まし《は１２０〜２５０℃である．この温度があ
まりに低いと金属酸化物微粉末表面の水酸基と金属７ル
フキシドとの脱アルフール反応が充分進まず、成形、焼
成しても優れた物性のセラミックが得られない．逆に温
度があまりに高いと、金属アルコキシドの分解や炭化に
よる着色を生ずる恐れがあり、また、金属７ルフキシド
の分解や蒸発の割合が多くなって不経済である。
ラミック等の基材に同伴させる方法、型に入れてプレス
する方法、押出成形機や射出成形成などを用いる方法等
を採用することができる．基材に同伴させる方法として
は、具体的には、板状、塊状、粉状、繊維状等の基材の
表面に本発明のセラミック材料を塗布したり、あるいは
、該基材を本発明のセラミック材料中に浸漬したりして
積層する方法等が挙げられる． 加熱洩アルコール反応の温度は、通常、１００〜３００
℃、好まし《は１２０〜２５０℃である．この温度があ
まりに低いと金属酸化物微粉末表面の水酸基と金属７ル
フキシドとの脱アルフール反応が充分進まず、成形、焼
成しても優れた物性のセラミックが得られない．逆に温
度があまりに高いと、金属アルコキシドの分解や炭化に
よる着色を生ずる恐れがあり、また、金属７ルフキシド
の分解や蒸発の割合が多くなって不経済である。
加熱脱アルコール反応時の圧力については特に制限はな
く、大気圧下または減圧下、親アルコール反応によって
副生ずるアルコールおよび溶媒がある場合には溶媒も併
せて留去しながら加熱脱７ルゴール反応を打ってもよ《
、また、加圧条件下に加熱脱アルコール反応を行っても
よい。
く、大気圧下または減圧下、親アルコール反応によって
副生ずるアルコールおよび溶媒がある場合には溶媒も併
せて留去しながら加熱脱７ルゴール反応を打ってもよ《
、また、加圧条件下に加熱脱アルコール反応を行っても
よい。
加熱脱７ルフール反応の時間は、１〜２０時問、通常２
〜１０時問であることが好ましい．時閤があまりに短い
と脱アルコール反応が充分進まず、逆に時開が長いこと
は脱アルコール反応の面からは特に不都合はないが、そ
れによる特別の効果は期待できず不経済である． なお、上記した加熱脱アルコール反応は、７ルコキシシ
ラン又はそのオリゴマー（２〜１０１体）とＳｉの酸化
物微粉末の場合を例にとれば、次式のように推定するこ
とができる． ることを表わすものであり、簡便のために単官能基のも
のとして表現してある．） 従って、脱アルコール反応が十分に進什することにより
、 焼成は、通常８００〜１ ５ ０ ０ ’Ｃ、好ましく
は１０００〜１３００℃で、１〜１０時開、好ましくは
２〜５時間行うのがよい。
〜１０時問であることが好ましい．時閤があまりに短い
と脱アルコール反応が充分進まず、逆に時開が長いこと
は脱アルコール反応の面からは特に不都合はないが、そ
れによる特別の効果は期待できず不経済である． なお、上記した加熱脱アルコール反応は、７ルコキシシ
ラン又はそのオリゴマー（２〜１０１体）とＳｉの酸化
物微粉末の場合を例にとれば、次式のように推定するこ
とができる． ることを表わすものであり、簡便のために単官能基のも
のとして表現してある．） 従って、脱アルコール反応が十分に進什することにより
、 焼成は、通常８００〜１ ５ ０ ０ ’Ｃ、好ましく
は１０００〜１３００℃で、１〜１０時開、好ましくは
２〜５時間行うのがよい。
本発明のセラミック材料を用いれば、水の存在を必要と
せずに優れた品質のセラミックを得ることができる． 多量の水の存在は、成形体及びその焼成物中に水分が含
有され、従って、ひび割れやクラックが発生する原因と
もなるし、また、脱７ルフール反応過程において脱アル
コール反応を＠害するので、成形体の強度低下の原囚と
もなる． しかしながら、本発明のセラミック材料を用いれば、水
の存在を抑え、ゾルーデル法におけるような多量の水の
使用による上記したような問題を回避して、品質の良好
なセラミックを得ることができる． しかして本発明は厳密な無水状態を必要とするものでは
ない．通常、溶媒として使用されるアルコール中には例
えば工業用アルコールでは数百ｐｐ論程度の水分が存在
するし、空気中あるいは原料にも水分が付着している．
本発明ではこの程度の水の存在は差し支えない。
せずに優れた品質のセラミックを得ることができる． 多量の水の存在は、成形体及びその焼成物中に水分が含
有され、従って、ひび割れやクラックが発生する原因と
もなるし、また、脱７ルフール反応過程において脱アル
コール反応を＠害するので、成形体の強度低下の原囚と
もなる． しかしながら、本発明のセラミック材料を用いれば、水
の存在を抑え、ゾルーデル法におけるような多量の水の
使用による上記したような問題を回避して、品質の良好
なセラミックを得ることができる． しかして本発明は厳密な無水状態を必要とするものでは
ない．通常、溶媒として使用されるアルコール中には例
えば工業用アルコールでは数百ｐｐ論程度の水分が存在
するし、空気中あるいは原料にも水分が付着している．
本発明ではこの程度の水の存在は差し支えない。
金属アルコキシドは、水との相溶性も低く、また、金属
アルコキシドｌｍｏｌに対して１一〇Ｉ程度の水は、金
属アルコキシＹのオリゴマー化により消費されることか
ら水分の存在が抑えられる．また、金属酸化物微粉末は
、前述の如く、その製造方法や製造後の空気との接触の
状態等によって吸着水分量に違いがあり、，：れが金属
酸化物微粉末表面のＯＨ基の形成状態に影響する場合が
ある。
アルコキシドｌｍｏｌに対して１一〇Ｉ程度の水は、金
属アルコキシＹのオリゴマー化により消費されることか
ら水分の存在が抑えられる．また、金属酸化物微粉末は
、前述の如く、その製造方法や製造後の空気との接触の
状態等によって吸着水分量に違いがあり、，：れが金属
酸化物微粉末表面のＯＨ基の形成状態に影響する場合が
ある。
従って、金属酸化物微粉末の水分は、金属酸化物微粉末
に対して１輪０１％以下とすることが好ましく、０．１
−０１％以下とすることが更に好ましい。
に対して１輪０１％以下とすることが好ましく、０．１
−０１％以下とすることが更に好ましい。
参考のために、前記したゾルーデル法による反応の推定
反応式を７ルフキシシランを用いた場合を例にとり以下
に示す。
反応式を７ルフキシシランを用いた場合を例にとり以下
に示す。
（加水分解反応）
Ｓ ｉ （Ｏ Ｒ ）４ ＋ ４ ８ ｔ○→Ｓ ｉ（
Ｏ ＨＬ＋ ４ ＲＯ Ｈ（脱水縮合反応） Ｘ Ｓ ｉ（Ｏ Ｈ ）．→（Ｓ ｉｏ ２）Ｘ＋ ２
Ｘ Ｈ ｔｏ［実施例１ 以下、実施例によって本発明を県体的に説明するが、本
発明はその１！旨をこえない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。
Ｏ ＨＬ＋ ４ ＲＯ Ｈ（脱水縮合反応） Ｘ Ｓ ｉ（Ｏ Ｈ ）．→（Ｓ ｉｏ ２）Ｘ＋ ２
Ｘ Ｈ ｔｏ［実施例１ 以下、実施例によって本発明を県体的に説明するが、本
発明はその１！旨をこえない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。
実施例１
メチルシリケート（ＳｉＯ２濃度５１％相当含有のメト
キシシランオリゴマー）１０８とエタノール（試薬特級
）１００ｇとを混合した液に、ヒュームドシリカ（商品
名Ａ．ｅｒｏｓｉｌ ＃ ２ ０ ０ ： 日本アエ
ロシル社製）２０ｇを加元、超音波分散機を用いて均一
に分散混合を行ない、シリカ微粉末とメトキシシランの
混合物よりなるセラミック材料（原料液Ａ）を調製した
． 該混合液中に５ ０ｍｍＸ ５ ０１Ｘ １ ｍｍの大
きさのステンレス製（ＳＵＳ３０４）の金属板を浸漬後
直ちに引き上げる方法で該金属板の表面に原料液Ａを積
層した。
キシシランオリゴマー）１０８とエタノール（試薬特級
）１００ｇとを混合した液に、ヒュームドシリカ（商品
名Ａ．ｅｒｏｓｉｌ ＃ ２ ０ ０ ： 日本アエ
ロシル社製）２０ｇを加元、超音波分散機を用いて均一
に分散混合を行ない、シリカ微粉末とメトキシシランの
混合物よりなるセラミック材料（原料液Ａ）を調製した
． 該混合液中に５ ０ｍｍＸ ５ ０１Ｘ １ ｍｍの大
きさのステンレス製（ＳＵＳ３０４）の金属板を浸漬後
直ちに引き上げる方法で該金属板の表面に原料液Ａを積
層した。
その後、これを乾燥機に入れ６０’Ｃで溶媒のエタノー
ルを蒸発させた後、電気炉にて３ ０ ０ ’Ｃで１時
間脱アルコール反応を行った． その結果、平均膜厚２０鴫μでヒビ割れ等のない白色の
シリカコーティングがなされたことを確認した。
ルを蒸発させた後、電気炉にて３ ０ ０ ’Ｃで１時
間脱アルコール反応を行った． その結果、平均膜厚２０鴫μでヒビ割れ等のない白色の
シリカコーティングがなされたことを確認した。
コーティング膜の＃ｋ着性を判断すべく、簡易的にｌｃ
ｍ幅のセロテープを該金属板表面に貼り、セロテープを
剥離するテストを竹なったが、その程度では剥離しない
かなり強固なコーティング膜であることが実証された。
ｍ幅のセロテープを該金属板表面に貼り、セロテープを
剥離するテストを竹なったが、その程度では剥離しない
かなり強固なコーティング膜であることが実証された。
実施例２
実施例１の原料液Ａを撹拌しながらＧＯ℃に加温して溶
媒のエタノールの大部分を蒸発させた。
媒のエタノールの大部分を蒸発させた。
その結果、さらさらとした乾いた粉状の混合物が得られ
た．この混合物２０．を一辺が５５１ＩＩ１６の角型の
ＳＵＳ ３ ０ ４！！のプレス容器に仕遂み１ ０
０ ｋｇ／ ｃｆｉ” Ｇの圧力でブ１／ス成形を竹な
い、更に、ＣＩＰ（冷間静水圧プレス）で１８００ｋｇ
／ｃｍ”Ｇの圧力を加えた結果、５ １ ｍｍＸ ５
１ ｍｍＸ７．３一鴫の板状成形体が得られた。該成形
体を電気炉に入れ、２５０℃で２時問脱７ルフール反応
処理を行なった後、．２５０℃から５０℃／Ｈｒの昇温
速度で１２００℃まで加熱しその温度で３時間保持した
結果、３ ４ ． ５ Ｘ ３ ４ ， ５ Ｘ ５
．８ ｍ箇の大きさで重ｆｉ１３．８０ｇ（密度２．２
Ｆｌ／ｃｃ）の無色透明な石英ガラスが得られた．赤外
スペクトルにより石英ガラス中の水分（ＯＨ基）を測定
したところ、３００ｐｐ−であった． ［発明の効果］ 本発明のセラミック材料は、結合剤等の助剤を必要とす
ることな《、成形、焼成することによって優れた物性の
セラミックとし得るので、工業的に極めて価値が大きい
。
た．この混合物２０．を一辺が５５１ＩＩ１６の角型の
ＳＵＳ ３ ０ ４！！のプレス容器に仕遂み１ ０
０ ｋｇ／ ｃｆｉ” Ｇの圧力でブ１／ス成形を竹な
い、更に、ＣＩＰ（冷間静水圧プレス）で１８００ｋｇ
／ｃｍ”Ｇの圧力を加えた結果、５ １ ｍｍＸ ５
１ ｍｍＸ７．３一鴫の板状成形体が得られた。該成形
体を電気炉に入れ、２５０℃で２時問脱７ルフール反応
処理を行なった後、．２５０℃から５０℃／Ｈｒの昇温
速度で１２００℃まで加熱しその温度で３時間保持した
結果、３ ４ ． ５ Ｘ ３ ４ ， ５ Ｘ ５
．８ ｍ箇の大きさで重ｆｉ１３．８０ｇ（密度２．２
Ｆｌ／ｃｃ）の無色透明な石英ガラスが得られた．赤外
スペクトルにより石英ガラス中の水分（ＯＨ基）を測定
したところ、３００ｐｐ−であった． ［発明の効果］ 本発明のセラミック材料は、結合剤等の助剤を必要とす
ることな《、成形、焼成することによって優れた物性の
セラミックとし得るので、工業的に極めて価値が大きい
。
Claims (5)
- （１）金属酸化物微粉末に金属アルコキシドを配合して
なるセラミック材料。 - （２）金属酸化物微粉末と金属アルコキシドとを均一に
混合して成り実質的に水を含まないセラミック材料。 - （３）金属酸化物微粉末と金属アルコキシドと有機溶媒
とを均一に混合して成るセラミック材料。 - （４）金属酸化物微粉末と金属アルコキシドとを均一に
混合して成るセラミック材料を基材に同伴させて加熱し
て脱アルコールした後、焼成することを特徴とするセラ
ミックの製造法。 - （５）請求項４に記載のセラミックの製造法において、
基材として、金属、ガラス及びセラミックからなる群か
ら選ばれるものを用いることを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054158A JPH02233546A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | セラミック材料及びそれを用いたセラミックの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054158A JPH02233546A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | セラミック材料及びそれを用いたセラミックの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02233546A true JPH02233546A (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=12962740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1054158A Pending JPH02233546A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | セラミック材料及びそれを用いたセラミックの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02233546A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61251578A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | 住友電気工業株式会社 | 窒化けい素焼結体の製造法 |
| JPS62235254A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | 日立金属株式会社 | 高誘電率内部粒界バリヤ−層セラミツクの製法 |
| JPH01126276A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-18 | Inax Corp | セラミック焼結体の製法 |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP1054158A patent/JPH02233546A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61251578A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | 住友電気工業株式会社 | 窒化けい素焼結体の製造法 |
| JPS62235254A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | 日立金属株式会社 | 高誘電率内部粒界バリヤ−層セラミツクの製法 |
| JPH01126276A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-18 | Inax Corp | セラミック焼結体の製法 |
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