JPH0244074A - 繊維強化りん酸カルシウム系化合物セラミックスの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強度と靭性がともに優れた繊維強化りん酸カ
ルシウム系化合物セラミックスの製造方法に関するもの
である。

〔背景技術〕

近年、水酸化アパタイト（Ｃａ＋ｏ（ＰＯ４）６（０１
１）ｚ　）やりん酸三カルシウムＣＣａ３（ＰＯａ）ｚ
　）などのりん酸カルシウム系化合物セラミックスは、
その優れた生体親和性の故に、人工歯根や人工骨などの
インブラント材料として期待されている。ところが、こ
れらのりん酸カルシウム系化合物セラミックスは、それ
単独では人工骨や人工歯根として用いる際に生じる機械
的な衝撃や応力に対して、充分な強度や靭性を具えてい
るとは言えず、実用化されるに至っていないのが実情で
ある。

〔従来の技術〕

従来、このような実情に濫み、生体組織との親和性に優
れると共に強度や靭性にも優れたインブラント材料を得
ることを目的とした多くの研究・開発が行われたが、な
かでもりん酸カルシウム系化合物セラミックスにウィス
カー等の耐熱性無機繊維を複合化する技術が有効な方法
として脚光を浴びている。

例えば、関連する技術を挙げると、特公昭５９−２１９
号公報の「人工歯、人工骨及びその製造方法」、特公昭
６１−４１８７６号公報の「炭素繊維−アパタイト系焼
成複合体」、特開昭５９−５７９７１号公報の「鉱物系
繊維−アパタイト系焼成複合体」などが提案されており
、また窯業協会、年会講演要旨集、講演番号３ＧＯ９、
１９８７には「ミルド炭素繊維が長軸方向に配向するよ
うに加圧焼結を行った繊維強化アパタイトについて」の
飯田、飯島らによる研究がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来技術の場合、アパタイトの靭性を若干改善
したものの、人工骨、人工歯根などのインブラント材料
として必要な強度および靭性を有する高密度の繊維強化
アパタイトは未だ開発されていない。

すなわら、これらの既知技術のもとで製造された高密度
の繊維強化アパタイトは、比較的低密度の生成形体を出
発材料として、これを加圧焼結によって強制的に高密度
化したものであるために、焼結時に大きな収縮がおこり
、添加されている、例えばウィスカーなどの耐熱性無機
繊維が著しく変形を受けたり、極端な場合には折損した
りする。

さらに粉体と繊維の混合物がただ単に焼成されたという
だけのものであるから、繊維と粉体マトリックスとの密
着性が乏しい。従って、耐熱性無機繊維を複合させた割
に靭性の向上もまた強度についてもそれ程改善されてい
るわけではなかった。

本発明の目的は、前記各従来技術の欠点を有利に解決で
きる繊維強化りん酸カルシウム系化合物セラミックスの
製造方法を提案するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは上述の如き欠点を解決することの
できる、強度と靭性がともに優れた繊維強化りん酸カル
シウム系化合物セラミックスを製造する方法を開発すべ
く種々共同で研究した結果、次の事項を骨子とする新し
い方法に想到した。

すなわち、本発明は、マトリックス中に１〜４０容量％
の耐熱性無機短繊維を含むりん酸カルシウム系化合物の
焼成複合体であって、りん酸カルシウム系化合物からな
るマトリックス中に前記耐熱性無機短繊維が３次元的に
均一分散してなり、かつ該マトリックスのうちの少なく
ともその一部は、りん酸カルシウム系化合物前駆体を焼
成することにより生成したセラミックスで構成された、
気孔率１０％以下、曲げ強度１８０ＭＰａ以上、破壊靭
性値２．３ＭＰａ　−ｍ””以上の繊維強化りん酸カル
シウム系化合物セラミックスを製造する方法であって、
少なくとも下記（１１〜（３）の工程、すなわち、（１
）　　主として、りん酸カルシウム系化合物微粉末と耐
熱性無機短繊維とを混合し、次いでこの混合物を成形す
ることにより、生成形体を得る工程。

ただし、この工程における前記混合物は、水の如き溶剤
の他、結合剤や分散剤を加えたり、さらに必要に応じて
凝集剤をも添加することができる。

（２）前記生成形体にりん酸カルシウム系化合物前駆体
溶液を含浸させた後乾燥することにより、気孔率が４０
％以下の予備成形体を得る工程。

そして、この工程では、含浸と乾燥とを繰返してもよく
、さらには引続き温度を上げて予備焼成したり、それま
での処理を少なくともその一部を繰返して行うことによ
り、予備成形体とする。

（３）前記第（２）工程での処理によって得られた予備
成形体を６００℃以上の温度で焼成する工程。

を経て製造する方法である。

このようにして得られる本発明の繊維強化りん酸カルシ
ウム系化合物セラミックスは、複合化されている耐熱性
無機短繊維が全く傷ついておらず、しかもりん酸カルシ
ウム系化合物からなるマトリックス中に耐熱性無機短繊
維が３次元的に均一に分散していると共にそれらが強固
に密着しているため、高い強度ならびに靭性を兼ね具え
ており、人工歯根や人工骨などのインブラント材料とし
て好適な複合体を形造っている。

〔作　用〕

次に、本発明の内容についてその詳細を以下に説明する
。

本発明の繊維強化りん酸カルシウム系化合物セラミック
スは、りん酸カルシウム系化合物からなるマトリックス
のうちの少なくとも一部は、成形体の空隙にりん酸カル
シウム系化合物前駆体溶液を含浸し乾燥した後焼成する
ことにより生成させたものである。このようなマトリッ
クスを得ると、高密度の成形体になっているため焼成時
に大きな収縮がなくなりミその結果として耐熱性無機短
繊維を著しく変形させたり、折損させたりすることがな
くなる。従って、本発明は単に高密度化されているとい
うだけでなく、前記繊維とマトリックスとの密着性にも
極めて優れたものを得るのに好都合である。

かかる本発明の繊維強化りん酸カルシウム系化合物セラ
ミックスは、気孔率が１０％以下のものが望ましく、さ
らに５％以下のものがより好適な範囲と言える。

本発明の繊維強化りん酸カルシウム系化合物セラミック
スは、強度と靭性がともに優れていることが特徴であり
、ＪＴＳ　Ｒ−１６０１にもとづいて測定される曲げ強
度が１８０　Ｍ　Ｐａ以上であり、インデンテーション
法により測定され新涼の式を用いて算出される破壊靭性
値が２．３ＭＰａ−＠””以上のものである。

また、本発明の繊維強化りん酸カルシウム系化合物セラ
ミックスは、前記耐熱性無機短繊維がりん酸カルシウム
系化合物からなるマトリックス中に３次元的に均一分散
してなるものであり、強度および靭性はともに異方性が
なく、使用の際に異方性を考慮する必要の全くないもの
である。

本発明の繊維強化りん酸カルシウム系化合物セラミック
スは、マトリックス中に含む耐熱性無機短繊維が１〜４
５容量％の含有量であることが好ましい。その理由は前
記含有量が１容量％よりも少ないと実質的に強度および
靭性を向上させる効果がなく、一方４５容量％よりも多
いと耐熱性無機短繊維のりん酸カルシウム系化合物から
なるマトリックス中への均一分散性が低下して、強度お
よび靭性が悪くなるからであり、５〜２５容量％がより
好適といえる。

上記耐熱性無機短繊維としては、平均長さが１０鶴以下
で、平均アスペクト比が１０〜１００００のものが好ま
しく、例えば、ＳｉＣ，５ｉＪｎ、Ｚｒ０ｚ、Ａ１．Ｏ
３、Ｓｉｎ、、炭素、シリカ・アルミナなどのウィスカ
ーやチョツプドファイバーから選択されるいずれか少な
くとも一種のものを用いる。

以下に、上述のようなセラミックスについてその製造方
法を説明する。

本発明製造方法は、主として以下に示す３つの工程を経
る技術である。第１の工程は、主として、りん酸カルシ
ウム系化合物微粉末と耐熱性無機短繊維とを湿式で混合
だ後成形して生成形体とする工程である。

上記りん酸カルシウム系化合物微粉末としては、ハイド
ロキシアパタイト、炭酸アパタイト、フッ素アパタイト
、塩素アパタイトなど各種のアパタイト、りん酸三カル
シウムなどから選ばれる少なくとも１種を用いることが
できるが、とくに生体親和性の良いハイドロキシアパタ
イト単独あるいは、ハイドロキシアパタイトを主体に用
いるものが好ましい。

このりん酸カルシウム系化合物微粉末としては、平均粒
径が３μｍ以下のものを使用することが好ましく、１μ
ｍ以下のものがより好適である。

なお、このりん酸カルシウム系化合物微粉末に対しては
焼結助剤を添加してもよい。

前記耐熱性無機短繊維としては、平均長さが１０龍以下
で、平均アスペクト比が１０〜１００００のものが好ま
しく、例えば、ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ，、Ａｌ１
島、ＳｉＯ□、炭素、シリカ・アルミナなど高強度で耐
熱性に優れたウィスカーやチョツプドファイバーから選
ばれるいずれか少なくとも一種を用いる。

さて、前記りん酸カルシウム系化合物微粉と耐熱性無機
短繊維とは、均一に分散混合するために湿式混合する。

湿式混合における溶剤（分散媒）としては、例えば、水
、各種有機溶媒などを用いる。とくに、この湿式混合の
方法としては、なるべく繊維を傷めない方法が好ましく
、例えば高速ミキサー、ボールミル、超音波分散機など
による方法が好適である。

なお、上記湿式混合に際しては、必要に応じて後に示す
ような結合剤や分散剤を加えることができ、また、均一
分散させた後にさらに凝集剤を添加することができる。

まず、結合剤としては、例えば、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール
、ポリビニルブチラール、ポリエチレンオキサイド、ポ
リメタクリル酸エステル、メチルセルロース、ウレタン
などの有機結合剤や各種りん酸カルシウム系化合物前駆
体溶液であって、いわゆる結合剤としての作用を有する
ものから選ばれるいずれか少なくとも一種からなるもの
を用いる。

分散剤としては、例えばトリオレイン、オレイン酸メチ
ル、天然魚油、合成界面活性剤、ベンゼンスルホン酸、
アリルスルホン酸、りん酸塩、ポリカルボン酸などから
選ばれるいずれか少なくとも一種からなるものを用いる
。

また、凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド、
ポリメタクリル酸エステル、硫酸アルミニウム、ポリ塩
化アルミニウムなどから選択されるいずれか少なくとも
一種のものを用いる。

上記混合物を成形する方法としては、例えば、混合物を
一旦脱水、乾燥した後プレス成形する乾式成形、あるい
は混合物を湿潤状態のまま成形する抄造成形、鋳込み成
形などの湿式成形法を用いることができる。特に、この
湿式成形法は耐熱性無機短繊維を傷めることがなくかつ
該短繊維を３次元的に均一に分散させやす（、繊維が成
形体内で連続して絡み合った状態になりやすいのでとり
わけ好適である。

また、前記成形体は、空気中、水蒸気中、窒素ガス中も
しくは不活性ガス雰囲気中において乾燥あるいは焼成す
る。この場合の乾燥あるいは焼成は、成形体を保形する
目的で行われる。

なお、前記成形後の生成形体の密度をさらに高めるため
に、耐熱性無機短繊維を傷めない程度にラバープレスな
どのプレスを施してもよい。

さて、前記生成形体は、耐熱性無機短繊維を１〜４５容
量％含有したものであることが好ましく、特に３〜２５
容量％含有したものがより好適である。

前記成形体が、耐熱性無機短繊維を１〜４５容里％含有
したものであることが好ましい理由は、最終的に製造さ
れる繊維強化アパタイトの強度ならびに靭性を極めて優
れたものとすることができるからである。

次に、第２の工程は、第１工程で得られた生成形体にり
ん酸カルシウム系化合物前駆体溶液を含浸させ、そして
乾燥する処理である。この処理は、生成形体にアパタイ
ト前駆体溶液を含浸させ、そして乾燥すると、生成形体
中の空隙にりん酸カルシウム系化合物前駆体が充填され
るため、成形体中の耐熱性無機短繊維を変形させたり、
折損させたりするようなことがなくなる。

すなわち、本発明においては、成形体焼成前に高密度化
させるので、加圧下で焼成しても収縮が少なく、ひいて
は、耐熱性無機短繊維の変形や折損が防止でき、またマ
トリックスとの密着性も良くなるため、強度ならびに靭
性がともに極めて便れた繊維強化アパタイトを得ること
ができる。

この工程で用いるりん酸カルシウム系化合物前駆体溶液
としては、この工程での乾燥、焼成処理により、マトリ
ックスの一部を構成するりん酸カルシウム系化合物セラ
ミックスを生ずるものであり、例えばＣａＣ１ｚ−Ｃａ
（ＮＯｚ）ｚ　・４１１２０、Ｃａ　（ＣＩＩＣＯＯ）
　ｚ、Ｃａ（ＰｔｌｚＯｚ）　、ＣａＨＰＯｓ　ＨＨｚ
Ｏ、Ｃａ１ｌＰＯｎ　・２１ｚＯ２ｃａ（ｔｉｚｐｏ４
）ｚ　’　ｎｚｏ　、各種カルシウムのアルコキシドな
どの水溶液、各種有機溶媒溶液のなかから選ばれるいず
れか少なくとも一種と、Ｈ３Ｐ０いＰ２Ｏ２、各種りん
のアルコキシドなどの水溶液、各種有機溶媒溶液のなか
から選ばれるいずれか少なくとも一種との混合溶液を用
いる。

なお、このりん酸カルシウム系化合物前駆体溶液は、乾
燥、焼成することにより生ずるセラミックスに換算して
１０〜４５重遺％のりん酸カルシウム系化合物を含有す
るものであることが好ましく、また粘度は１０〜７００
　ｃρであることが好ましい。

この第２工程におけるりん酸カルシウム系化合物前駆体
溶液の含浸、乾燥の処理は、少なくとも１回もしくは複
数回繰返して行うことにより、得られる予備成形体の気
孔率を４０％以下とし、特に気孔率が２５％以下の予備
成形体となるようにすることが有利である。

この段階における予備成形体の気孔率を４０％以下とす
る理由は、気孔率が４０％よりも大きいとその後に行う
焼成時において収縮率が大きくなるため、添加されてい
る耐熱性無機短繊維が痛むおそれが多く、高い強度なら
びに高い靭性の繊維強化セラミックスを製造することが
困難になるからである。

なお、本発明のこの第２工程では、前記りん酸カルシウ
ム系化合物前駆体溶液を含浸し乾燥するだけでな（、含
浸し乾燥した後さらに常圧下ないしは加圧下にて焼成す
ることや、含浸、乾燥をくり返した後常圧下ないしは、
加圧下にて予備的に焼成すること、あるいは含浸、乾燥
、常圧下ないしは、加圧下での予備的焼成を繰返し行っ
てもよい。

次に、本発明の第３工程は、前記第２工程で得られた予
備成形体を無加圧またはカロ圧下で焼成する処理である
。この段階において、“りん酸カルシウム系化合物微粉
末”と“りん酸カルシウム系化合物前駆体溶液から佳し
たりん酸カルシウム系化合物°、および“耐熱性無機短
繊維”とは互いに強固に結合する。

この焼成は、少なくとも６００℃以上の温度で行うこと
が必要である。すなわち、この温度以上にすると、“り
ん酸カルシウム系化合物微粉末”と、“りん酸カルシウ
ム系化合物前駆体溶液が焼成される時に生じるりん酸カ
ルシウム系化合物セラミックス”と、”耐熱性無機短繊
維”とを互いに強固に結合密着させることができるから
である。さらに、残存している空隙を焼成収縮により減
少させるのに必要であって、その結果得られたセラミッ
クスは、強度ならびに靭性が極めて優れた繊維強化りん
酸カルシウム系化合物セラミックスとなるのである。

この工程での焼成は、無加圧もしくは加圧下で行うが、
とくに加圧下で焼成することが好ましい。

その理由は、生成形体中に残存している空隙を、低温で
しかも短時間で減少させ、結晶の成長を抑制する上で有
効であり、この条件を満足すれば高密度で、強度ならび
に靭性がともに優れた繊維強化りん酸カルシウム系化合
物セラミックスを得ることができる。この加圧下での焼
成は、加圧焼結。

静水圧加圧焼結などの方法を適用する。この焼成時の雰
囲気としては、空気中、水蒸気中、窒素ガス中、不活性
ガス中などを用いることができる。

以上説明したような本発明型造方法に従えば、強度なら
びに靭性がともに優れた繊維強化りん酸カルシウム系化
合物セラミックスが得られる。

その理由の第１は、りん酸カルシウム系化合物微粉末と
耐熱性無機短繊維を湿式混合して成形するので、該短繊
維がマトリックス中に３次元的に掻めて均一に分散した
構造を有する生成形体が得られるからである。

第２は、その生成形体に、りん酸カルシウム系化合物前
駆体溶液を含浸させ引き続き乾燥および／またはＹ備焼
成することに由来する。このような処理を経ると、成形
体の空隙中に、りん酸カルシウム系化合物あるいはその
前駆体が充填され、高密度になる。そのため、その後に
行う焼成も低温ででき、しかも短時間ですむことになる
。その結果、製造工程において大きく収縮するようなこ
とがなくなり、それが耐熱性無機短繊維を著しく変形さ
せたり、折損させたりすることを防いで高強度、高靭性
にするのである。そして、このことによって耐熱性無機
短繊維とマトリックスとの密着性が極めて優れた、結晶
粒径の小さい高密度の繊維強化りん酸カルシウム系化合
物セラミックスを製造することができるのである。

なお、本発明者らが知り得たところでは、耐熱性無機短
繊維のみからなる成形体に、りん酸カルシウム系化合物
前駆体溶液を含浸させてから乾燥し、その後焼成する方
法については、含浸回数が少ないと密度が上がらず、ま
た、高密度にするためには含浸と乾燥の回数を多くしな
ければならず、製造に手間がかかるという問題があり好
ましくなかった。

〔実施例〕

実施例１ （１）　　平均粒径が０．５μｍのハイドロキシアパタ
イトｉ粉末１００重量部、平均長さが４６μｍで平均ア
スペクト比が１５３のＳｉＣウィスカー１７重量部、ポ
リエチレングリコール１重量部及び水５００重量部をボ
ールミルにて２４時間混合してスラリーを調整した。

次いで、このスラリーを目開きが０．０４ｍｍのスクリ
ーンを張った型に流し込み吸引濾過して抄造した後乾燥
し、その後３１／−の血圧にてラバープレスを施してか
ら、空気中において７００℃の温度で２時間仮焼成して
成形体を作成した。

得られた成形体は、嵩密度が１．７４ｇ／ａｎ（で、該
成形体に含まれるＳｉＣウィスカーの量は１４．５容量
％であった。

（２）　　一方、硝酸カルシウム１００重量部を４５℃
に加熱し溶融させた後、無水りん酸１８重量部を撹拌し
ながら加えて無水りん酸を完全に溶融させて均一溶液と
し、さらにこの溶液に水４４重量部を加えてハイドロキ
シアパタイト　（ハイドロキシアパタイトに換算して）
を２５重量％含有するセラミックス前駆体溶液を調整し
た。

このセラミックス前駆体溶液の粘度は、Ｂ型粘度計によ
り測定したところ約１７０ｃｐであった。

（３）上記（１１で得られた成形体に上記（２）で調整
したセラミックス前駆体溶液を含浸させた後、６０℃で
４時間、１００℃で２時間、１２０℃で２時間乾燥し、
さらに空気中にて７００℃の温度で２時間仮焼成した。

（４）上記成形体への含浸およびそれに続く乾燥および
仮焼成を１０回繰り返してハイドロキシアパタイトを充
填し、気孔率１５．８％の成形体とし、その後アルゴン
ガス雰囲気下、１０５０℃の温度で１２時間焼成して繊
維強化セラミックスを得た。

このようにして得られた繊維強化セラミックスは、気孔
率が４．３％、ＪＩＳ−Ｒ１６０１に基づいて測定した
曲げ強度が３８８ＭＰａ、インデンテーション法により
測定し新涼の式を用いて求めた破壊靭性値が３．８ＭＰ
ａ　−ｍ””であり、人工骨、人工ｍ　１１　すどの生
体硬組織代替材料として必要な高い強度と靭性の繊維強
化セラミックスが得られることが確かめられた。

実施例２ この実施例では、前記実施例１における工程（１１のラ
バープレスによる加圧処理を省略し、他は同じ条件で繊
維強化セラミックスを製造した。

得られた繊維強化セラミックスは、気孔率が７．２％、
実施例Ｉと同じ方法によって測定した曲げ強度が３１７
ＭＰａ、破壊靭性値が４．７ＭＰａ　−ｍ””であり、
人工骨、人工歯根などの生体硬組織代替材料として必要
な高い強度と靭性の繊維強化セラミックスが得られるこ
とが確かめられた。

実施例３ この実施例では、前記実施例１における工程（４）の成
形体へのセラミックス前駆体溶液の含浸およびそれに続
く乾燥および仮焼成の繰り返しを５回として作成した気
孔率が２２．７％の成形体を、アルゴンガス雰囲気下、
１０００℃の温度で１時間加圧焼結し、他は同じ条件で
繊維強化セラミックスを製造した。

得られた繊維強化セラミックスは、気孔率が０．２％、
実施例１と同じ方法によって測定した曲げ強度が４１６
ＭＰａ、破壊靭性値が３．６ＭＰａ　−ｍ””であり、
人工骨、人工歯根などの生体硬組織代替材料として必要
な高い強度と靭性の繊維強化セラミックスが得られるこ
とが確かめられた。

実施例４ この実施例では、前記実施例１における工程（１）で調
整された混合スラリーにさらにポリアクリルアミド系凝
集剤（固形分０．０４重量％）３２重量部を添加混合し
て混合スラリーを調整し、他は実施例３と同じ条件で繊
維強化セラミックスを製造した。

得られた繊維強化セラミックスは、気孔率が０．３％、
実施例１と同じ方法によって測定した曲げ強度が３９０
　Ｍ　Ｐａ、破壊靭性値が３．７ＭＰａ　−ｍ　””で
あり、人工骨、人工歯根などの生体硬組織代替材料とし
て必要な高い強度と靭性の繊維強化セラミックスが得ら
れることが確かめられた。

実施例５ この実施例では、前記実施例１における工程（１）で調
整された混合スラリーを乾燥し顆粒状の混合体とした。

次いでこの混合体を金型中に挿入しブレス成形した後さ
らに３ｔ／ｃｄＯ面圧にてラバープレスを施してから、
空気中において７００℃の温度で２時間仮焼成して成形
体を作成した。

他は実施例１と同じ条件で繊維強化セラミックスを製造
した。

得られた繊維強化セラミックスは、気孔率が４．１％、
実施例１と同じ方法によって測定した曲げ強度が２５１
　Ｍ　Ｐａ、破壊靭性値が３．３ＭＰａ　−ｍ””であ
り、人工骨、人工歯根などの生体硬組織代替材料として
必要な強度と靭性の繊維強化セラミックスが得られるこ
とが確かめられた。

実施例に の実施例では、前記実施例５における成形体を、アルゴ
ンガス雰囲気下、１０００℃の温度で１　時間加圧焼結
し、他は同じ条件で繊維強化セラミックスを製造した。

得られた繊維強化セラミックスは、気孔率が０．５％、
実施例１と同じ方法によって測定した曲げ強度が２６０
　Ｍ　Ｐａ、破壊靭性値が３．１ＭＰａ　−ｍ””であ
り、人工骨、人工歯根などの生体硬組織代替材料として
必要な高い強度と靭性の繊維強化セラミックスが得られ
ることが確かめられた。

実施例７ この実施例では、前記実施例５における混合スラリーに
さらにポリアクリルアミド系凝集剤（固形分０．０４重
量％）３２重量部を添加混合して混合スラリーを調整し
、他は実施例５と同じ条件で繊維強化セラミックスを製
造した。

得られた繊維強化セラミックスは、気孔率が０．５％、
実施例１と同じ方法によって測定した曲げ強度が２５５
ＭＰａ、破壊靭性値が３．０ＭＰａ　−ｍ””であり、
人工骨、人工歯根などの生体硬組織代替材料として必要
な高い強度と靭性の繊維強化セラミックスが得られるこ
とが確かめられた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の繊維強化りん酸カルシウ
ム系化合物セラミックスの製造方法によれば、製造時に
複合化させる耐熱性無機短繊維が変形したり折損するよ
うなことがほとんどなく、しかも繊維強化りん酸カルシ
ウム系化合物マトリックス中に耐熱性無機短繊維が３次
元的に均一に分散しかつ互いに絡み合った状態にするこ
とができる。したがって、高強度、高靭性のインブラン
ト材料用として好適な繊維強化りん酸カルシウム系化合
物セラミックスを容易に製造できる。また、本発明の製
造方法によれば、耐熱性無機短繊維とマトリックスとは
密着性が極めて優れ、結晶粒径の小さい高密度の成形体
を製造することができるので、上記高強度ならびに高破
壊靭性値の繊維強化りん酸カルシウム系化合物セラミッ
クスをより確実なものにすることができる。

従って、インブラント材料として好適な材料が提供でき
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．セラミックスに繊維を複合化させることにより繊維
   強化セラミックスを製造する際、 主として、りん酸カルシウム系化合物微粉末と耐熱性無
   機短繊維とを混合し、次いでこの混合物を成形すること
   により、生成形体を作製し、前記生成形体にりん酸カル
   シウム系化合物前駆体溶液を含浸させ、その後乾燥する
   ことにより予備成形体を作製し、 上記工程での処理によって得られた予備成形体を６００
   ℃以上の温度で焼成することにより、りん酸カルシウム
   系化合物と耐熱性無機短繊維からなり、りん酸カルシウ
   ム系化合物で構成されるマトリックス中に前記耐熱性無
   機短繊維が３次元的に均一分散した焼成複合体であって
   、前記マトリックスの少なくともその一部が、りん酸カ
   ルシウム系化合物前駆体を焼成する際に生成するセラミ
   ックスで構成されているセラミックス複合体を得ること
   を特徴とする繊維強化りん酸カルシウム系化合物セラミ
   ックスの製造方法。
2. ２．上記予備成形体の焼成に際し、加圧焼成することを
   特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. ３．セラミックスに繊維を複合化させることにより繊維
   強化セラミックスを製造する際、 主として、りん酸カルシウム系化合物微粉末と耐熱性無
   機短繊維とを混合し、次いでこの混合物を成形すること
   により、生成形体を作製し、前記生成形体にりん酸カル
   シウム系化合物前駆体溶液を含浸させ、その後乾燥する
   か、または引続き予備焼成するまでの処理について、少
   なくともその一部の処理を繰返すことにより予備成形体
   を作製し、 上記工程での処理によって得られた予備成形体を６００
   ℃以上の温度で焼成することにより、りん酸カルシウム
   系化合物と耐熱性無機短繊維からなり、りん酸カルシウ
   ム系化合物で構成されるマトリックス中に前記耐熱性無
   機短繊維が３次元的に均一分散した焼成複合体であって
   、かつ前記マトリックスの少なくともその一部が、りん
   酸カルシウム系化合物前駆体を焼成する際に生成するセ
   ラミックスで構成されているセラミックス複合体を得る
   ことを特徴とする繊維強化りん酸カルシウム系化合物セ
   ラミックスの製造方法。
4. ４．上記予備成形体の焼成に際し、加圧焼成することを
   特徴とする請求項３に記載の製造方法。