JPH03183668A - ポーラスセラミックスの製造方法 - Google Patents
ポーラスセラミックスの製造方法Info
- Publication number
- JPH03183668A JPH03183668A JP32058689A JP32058689A JPH03183668A JP H03183668 A JPH03183668 A JP H03183668A JP 32058689 A JP32058689 A JP 32058689A JP 32058689 A JP32058689 A JP 32058689A JP H03183668 A JPH03183668 A JP H03183668A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic particles
- particles
- porous ceramics
- alumina
- ceramic
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- Pending
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (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〕
本発明はポーラスセラミックスの製造方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕孔径２
０〜１００ｎ程度の孔径の大きいポーラスセラミックス
を製造する場合、粒径５０〜３００卸のセラミック粒子
が使用されている。この場合、粒径５０〜３００−のセ
ラミック粒子を単独で焼結させることは困難であるため
、従来は５ｉ０２、ＰｂＯなどのガラス相を介してセラ
ミック粒子を結合させていた。しかし、このようなポー
ラスセラミックスはガラス相が存在するため、耐食性及
び強度が低下するという問題があった。
０〜１００ｎ程度の孔径の大きいポーラスセラミックス
を製造する場合、粒径５０〜３００卸のセラミック粒子
が使用されている。この場合、粒径５０〜３００−のセ
ラミック粒子を単独で焼結させることは困難であるため
、従来は５ｉ０２、ＰｂＯなどのガラス相を介してセラ
ミック粒子を結合させていた。しかし、このようなポー
ラスセラミックスはガラス相が存在するため、耐食性及
び強度が低下するという問題があった。
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり
、孔径が大きくかつ均一で、しかも耐食性及び強度に優
れたポーラスセラミックスを製造し得る方法を提供する
ことを目的とする。
、孔径が大きくかつ均一で、しかも耐食性及び強度に優
れたポーラスセラミックスを製造し得る方法を提供する
ことを目的とする。
本発明のポーラスセラミックスの製造方法は、セラミッ
ク粒子及び該セラミック粒子と同一の組成を有するセラ
ミック微粒子のコロイド溶液とを混合した後、ｐＨを調
整する工程と、乾燥した後、仮焼する工程と、仮焼体を
解砕した後、成形し、焼成する工程とを具備したことを
特徴とするものである。
ク粒子及び該セラミック粒子と同一の組成を有するセラ
ミック微粒子のコロイド溶液とを混合した後、ｐＨを調
整する工程と、乾燥した後、仮焼する工程と、仮焼体を
解砕した後、成形し、焼成する工程とを具備したことを
特徴とするものである。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明において、セラミック粒子はポーラスセラミック
スのマトリックスを構成するものである。
スのマトリックスを構成するものである。
セラミック粒子の材質としては、アルミナ（電融アルミ
ナなど）、ムライト（電融ムライト、焼成ムライトなど
）、シリカ、ジルコニア（ＭｇＯ又はＣａＯ安定化電融
ジルコニアなど）が挙げられる。セラミック粒子の粒径
は、得ようとするポーラスセラミックスの孔径に応じて
異なる。ただし、本発明では主に孔径が５０μ以上のポ
ーラスセラミックスを対象としているので、セラミック
粒子は平均粒径が１００μｓ以上になるように粒度調整
することが望ましい。
ナなど）、ムライト（電融ムライト、焼成ムライトなど
）、シリカ、ジルコニア（ＭｇＯ又はＣａＯ安定化電融
ジルコニアなど）が挙げられる。セラミック粒子の粒径
は、得ようとするポーラスセラミックスの孔径に応じて
異なる。ただし、本発明では主に孔径が５０μ以上のポ
ーラスセラミックスを対象としているので、セラミック
粒子は平均粒径が１００μｓ以上になるように粒度調整
することが望ましい。
本発明において、コロイド溶液は、コロイド粒子が溶媒
中に均一に分散したものである。この場合、コロイド粒
子とは、セラミック粒子と同一の組成を有するセラミッ
ク分子が集合した形成されたセラミック微粒子で、電気
的に安定な状態にあるものをいう。すなわち、セラミッ
ク粒子がアルミナの場合にはアルミナゾル、ムライトの
場合にはアルミナゾル及びシリカゾル、ジルコニアの場
合にはジルコニアゾルが用いられる。
中に均一に分散したものである。この場合、コロイド粒
子とは、セラミック粒子と同一の組成を有するセラミッ
ク分子が集合した形成されたセラミック微粒子で、電気
的に安定な状態にあるものをいう。すなわち、セラミッ
ク粒子がアルミナの場合にはアルミナゾル、ムライトの
場合にはアルミナゾル及びシリカゾル、ジルコニアの場
合にはジルコニアゾルが用いられる。
セラミック粒子とコロイド溶液との混合割合は、以下の
■式を満足するように決定することが望ましい。
■式を満足するように決定することが望ましい。
■式中、
ｒはコロイド粒子の平均粒子径
Ｈはセラミック粒子の比表面積
Ｗはセラミック粒子の添加量
Ｗはコロイド溶液の添加量
ｄはコロイド溶液の比重
２はコロイド溶液中の固形分の重量％
である。
この値が１未満では、結合力が充分でなくなり、ポーラ
スセラミックスの強度が低下する。この値が１．３を超
えると、セラミック粒子の表面に被覆されるセラミック
微粒子の層が厚くなり、膜厚にむらが生じるため、ポー
ラスセラミックスの孔径を精密に制御することができな
い。
スセラミックスの強度が低下する。この値が１．３を超
えると、セラミック粒子の表面に被覆されるセラミック
微粒子の層が厚くなり、膜厚にむらが生じるため、ポー
ラスセラミックスの孔径を精密に制御することができな
い。
次に、セラミック粒子とコロイド溶液とを混合した後、
ｐ）ｆを調整する。この際、ｐＨを６以上にするとコロ
イド粒子のゲル化が起こり、セラミック粒子の表面に電
気的安定を失ったセラミック微粒子が付着する。
ｐ）ｆを調整する。この際、ｐＨを６以上にするとコロ
イド粒子のゲル化が起こり、セラミック粒子の表面に電
気的安定を失ったセラミック微粒子が付着する。
次に、この液は乾燥された後、その残渣が仮焼される。
望ましい仮焼温度は材質によって異なる。
例えば、アルミナの場合、仮焼温度は８００ 〜ｌｌ０
０℃であることが好ましい。これは、アルミナが以下の
ような相転移を示すことによる。
０℃であることが好ましい。これは、アルミナが以下の
ような相転移を示すことによる。
アルミナゲル→（約５００℃）→γ−アルミナ→（約１
０００℃）→θ−アルミナ→（約１２００℃）→α−ア
ルミナ ６００℃未満ではアルミナ粒子の表面にアルミナ微粒子
が強固に固着しておらず、この状態で焼成してもアルミ
ナ粒子を結合させる役割を果たさない。１１００℃を超
えるとアルミナ粒子の表面にアルミナ微粒子が強固に固
着しているが、アルミナ微粒子のα化が進むので、この
状態で焼成するとアルミナ微粒子どうしの結合強度が低
下する。
０００℃）→θ−アルミナ→（約１２００℃）→α−ア
ルミナ ６００℃未満ではアルミナ粒子の表面にアルミナ微粒子
が強固に固着しておらず、この状態で焼成してもアルミ
ナ粒子を結合させる役割を果たさない。１１００℃を超
えるとアルミナ粒子の表面にアルミナ微粒子が強固に固
着しているが、アルミナ微粒子のα化が進むので、この
状態で焼成するとアルミナ微粒子どうしの結合強度が低
下する。
また、ムライトの場合、仮焼温度は９００〜１３００℃
であることが好ましい。９００℃未満ではアルミナゲル
とシリカゲルとが反応していないので、この状態で焼成
してもムライト粒子を結合させる役割を果たさない。１
３００℃を超え・るとゲルのムライト化が進みすぎるの
で、この状態で焼成するとムライト微粒子どうしの結合
強度が低下する。
であることが好ましい。９００℃未満ではアルミナゲル
とシリカゲルとが反応していないので、この状態で焼成
してもムライト粒子を結合させる役割を果たさない。１
３００℃を超え・るとゲルのムライト化が進みすぎるの
で、この状態で焼成するとムライト微粒子どうしの結合
強度が低下する。
更に、仮焼体を解砕した後、成形し、セラミック粒子の
表面にセラミック微粒子の被覆層が存在する状態で焼成
すると、セラミック微粒子の被覆層を介してセラミック
粒子が結合し、孔径が大きくかつ均一で、しかも耐食性
及び強度に優れたポーラスセラミックスを得ることがで
きる。
表面にセラミック微粒子の被覆層が存在する状態で焼成
すると、セラミック微粒子の被覆層を介してセラミック
粒子が結合し、孔径が大きくかつ均一で、しかも耐食性
及び強度に優れたポーラスセラミックスを得ることがで
きる。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１．２及び比較例１．２
予め電融アルミナを平均粒径が３００μｍとなるように
粒度調整しておいた。このアルミナ粒子の比表面積を比
表面積測定装置により測定したところ、１００００ｃｍ
／ｇであった。また、市販のアルミナコロイド溶液（Ａ
ＳＫ−１２０、住友化学工業■製；固形分１０％、比重
１．１ｇ／ｃｍ３ コロイド粒子の平均粒子径２０μ
、安定化剤−酢酸）を用意した。そして前記■式の値が
１．１となるように、電融アルミナ粒子の添加量に対す
るアルミナコロイド溶液の添加量を算出した。
粒度調整しておいた。このアルミナ粒子の比表面積を比
表面積測定装置により測定したところ、１００００ｃｍ
／ｇであった。また、市販のアルミナコロイド溶液（Ａ
ＳＫ−１２０、住友化学工業■製；固形分１０％、比重
１．１ｇ／ｃｍ３ コロイド粒子の平均粒子径２０μ
、安定化剤−酢酸）を用意した。そして前記■式の値が
１．１となるように、電融アルミナ粒子の添加量に対す
るアルミナコロイド溶液の添加量を算出した。
電融アルミナ粒子１重量部とアルミナコロイド溶液２４
．２５重量部とを混合した後、アンモニアを添加して、
ｐＨを６．５以上に調整した。この液を乾燥した後、そ
れぞれ５００℃（比較例１） 、７５０℃（実施例１
） 、１０００℃（実施例２） 、１２００℃（比較例
２）で２時間仮焼した。各仮焼体を解砕し、板状に成形
した後、１６００℃で２時間焼成してポーラスセラミッ
クスを製造した。
．２５重量部とを混合した後、アンモニアを添加して、
ｐＨを６．５以上に調整した。この液を乾燥した後、そ
れぞれ５００℃（比較例１） 、７５０℃（実施例１
） 、１０００℃（実施例２） 、１２００℃（比較例
２）で２時間仮焼した。各仮焼体を解砕し、板状に成形
した後、１６００℃で２時間焼成してポーラスセラミッ
クスを製造した。
比較例３
電融アルミナ粒子８７重量部及び５ｉ０２１２重量部を
混合し、板状に成形した後、１８５０℃で２時間焼成し
てポーラスセラミックスを製造した。
混合し、板状に成形した後、１８５０℃で２時間焼成し
てポーラスセラミックスを製造した。
得られた各ポーラスセラミックスについて、かさ密度、
室温及び８００℃における曲げ強さ、通気率、１０００
℃における熱間線膨張率を測定した結果を第１表に示す
。
室温及び８００℃における曲げ強さ、通気率、１０００
℃における熱間線膨張率を測定した結果を第１表に示す
。
また、実施例１及び比較例３のポーラスセラミックスに
ついて、 細孔分布を測定した結果を第１ 図に示す。
ついて、 細孔分布を測定した結果を第１ 図に示す。
第
表
第１表から明らかなように、実施例１．２のポーラスセ
ラミックスは、比較例１〜３のものより曲げ強さが著し
く向上している。また、第１図から明らかなように、実
施例１のポーラスセラミックスは３０〜４０μの孔径を
有する細孔が非常に多く、比較例３のものより孔径が均
一である。
ラミックスは、比較例１〜３のものより曲げ強さが著し
く向上している。また、第１図から明らかなように、実
施例１のポーラスセラミックスは３０〜４０μの孔径を
有する細孔が非常に多く、比較例３のものより孔径が均
一である。
以上詳述したように本発明の方法を用いれば、孔径が大
きくかつ均一で、しかも耐食性及び強度に優れたポーラ
スセラミックスを製造することができ、その工業的価値
は極めて大きい。
きくかつ均一で、しかも耐食性及び強度に優れたポーラ
スセラミックスを製造することができ、その工業的価値
は極めて大きい。
第１図は本発明の実施例１及び比較例３の方法で製造さ
れたポーラスセラミックスの細孔分布を示す特性図であ
る。
れたポーラスセラミックスの細孔分布を示す特性図であ
る。
Claims (1)
- セラミック粒子及び該セラミック粒子と同一の組成を
有するセラミック微粒子のコロイド溶液とを混合した後
、ｐＨを調整する工程と、乾燥した後、仮焼する工程と
、仮焼体を解砕した後、成形し、焼成する工程とを具備
したことを特徴とするポーラスセラミックスの製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32058689A JPH03183668A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | ポーラスセラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32058689A JPH03183668A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | ポーラスセラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183668A true JPH03183668A (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=18123074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32058689A Pending JPH03183668A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | ポーラスセラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03183668A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006124256A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Noritake Co Ltd | ジルコニア多孔質体およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-12-12 JP JP32058689A patent/JPH03183668A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006124256A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Noritake Co Ltd | ジルコニア多孔質体およびその製造方法 |
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