JPH03208807A - リン酸塩化合物と焼結体及びその製造法 - Google Patents

リン酸塩化合物と焼結体及びその製造法

Info

Publication number
JPH03208807A
JPH03208807A JP2004329A JP432990A JPH03208807A JP H03208807 A JPH03208807 A JP H03208807A JP 2004329 A JP2004329 A JP 2004329A JP 432990 A JP432990 A JP 432990A JP H03208807 A JPH03208807 A JP H03208807A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
phosphate
temperature
temp
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004329A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0639322B2 (ja
Inventor
Haruaki Oohashi
玄章 大橋
Keiji Matsuhiro
啓治 松廣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP2004329A priority Critical patent/JPH0639322B2/ja
Priority to US07/627,412 priority patent/US5128288A/en
Priority to EP90313841A priority patent/EP0437067B1/en
Priority to DE69015344T priority patent/DE69015344T2/de
Publication of JPH03208807A publication Critical patent/JPH03208807A/ja
Publication of JPH0639322B2 publication Critical patent/JPH0639322B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/447Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on phosphates, e.g. hydroxyapatite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26Phosphates
    • C01B25/45Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、耐熱性のリン酸塩化合物と焼結体及びその製
造法に関し、さらに詳しくは、極めて低膨張性に優れ、
かつ耐熱衝撃性に優れ、寸法変化が1%以下であるリン
酸塩化合物と焼結体及びその製造法に関する。
[従来の技術] 近年、工業技術の進歩に伴ない、耐熱性、低膨張性に優
れた材料の要請が高まっている。
このような要請の中、リン酸ジルコニル((ZrO)g
PtOy)が耐熱性且つ低膨張性に優れた材料として有
望であることが分かってきた。
また、特定組成のアルカリ土類金属のリン酸塩化合物が
低膨張性を有するものとして提案されている。(Com
munications of the Americ
an Ceramic 5ociety、70[101
C−232〜G−236(1987)及びUSP480
1566号明細書参照) [発明が解決しようとする課題] しかしながら、リン酸ジルコニル等のリン酸塩化合物は
、低膨張性に優れているという利点を有するものの、1
200℃以上の高温においては熱分解を起こし、リン(
P)分が蒸発することが指摘されている0例えば、14
00℃で100時間熱処理した場合には、リン酸ジルコ
ニルは19%、リン酸ジルコニウムナトリウムは36%
もの重量減を示す、という問題がある。
また、特定組成のアルカリ土類金属のリン酸塩化合物は
、例えば100℃から126O℃間の昇降温による熱サ
イクル劣化試験によって焼結体の寸法が増加するとか、
または低強度化し、場合によっては焼結体が折れるとい
った問題をもっことがわかってきた。
[課題を解決するための手段] そこで、本発明者は、上記従来技術の問題点を解決する
ため種々検討したところ、R■cの対称性を有する結晶
構造をもつ高温型のRZr、P、O□(Rは一種以上の
周期率表IIa族の陽イオン)組成のリン酸塩化合物が
熱膨張も熱収縮もしない低膨張性を示し、しかもこの高
温型のRZr4Pr、024組成のリン酸塩化合物が、
RZr4PaO*<焼結体を相転移温度以上の温度に保
持した後急冷することによりが得られることを見出し、
本発明の完成に至ったのである。
即ち、本発明によれば、nzr4pt、ox4(Rは一
種以上の周期率表Ba族の陽イオン)組成をもち、室温
〜1400℃における平均熱膨張係数が一10〜+10
X 1G−’/ ”Cであり、かつ室温でR■cの対称
性を有する高温型結晶構造をもっことを特徴とするリン
酸塩化合物、および、このリン酸塩化合物を一種以上主
結晶相として有することを特徴とする耐熱性のリン酸塩
焼結体、が提供される。
さらに本発明によれば、出発原料を混合、成形し、14
00〜1700℃の温度にて焼成してRZr4PsO*
+(Rは一種以上の周期率表IIa族の陽イオン)組成
の焼結体を得、次いでこの焼結体を高温型と低温型の相
転移温度(例えば、5rZr4PsOa<は約1200
℃、BaZr、P、0□4は約900℃)以上の高温に
保持した後、急冷することを特徴とするリン酸塩焼結体
の製造法、が提供される。
本発明は、高温型RZrqPaO□(aは一種以上の周
期率表Ba族の陽イオン)が安定な温度、即ち、高温相
φ低温型の相転移温度以上の温度に保持した後、これを
急冷することにより、熱力学的には低温相が安定である
温度下に高温相を存在させるものである。
高温相の残存量は、主として、急冷条件(冷却速度、冷
却温度、焼結体の大きさ、形状等)や熱処理温度によっ
て影響され、冷却速度が速い(熱処理温度が高い、冷却
温度が低い、水中急冷、油中急冷する等)はど、残存量
は多くなる。高温相の残存量が多いほど焼結体は低膨張
となるが、これは高温型RZr4P@0ffi4がほと
んど膨張も収縮もしない極低膨張性を示すからである。
本発明のリン酸塩化合物は、基本的にRZr、P。
0□4 (Rは一種以上の周期率表IIa族の陽イオン
)の組成を有し、室温でR■cの対称性を有する高温型
結晶構造をもつものである。この高温型結晶構造は、I
nternational Tables For X
−Ray Crystallography Vol 
I 、p275 (Edited by N、F、M、
Henry and K、Lonsdale)(Pub
lished by The Kynoch Pres
s、8iri*inghaa、England、196
9 )において示されるR■cの対称性を有する結晶構
造である。
Rは周期律表のBa族に属する陽イオンであるが、バリ
ウム(Ba) 、ストロンチウム(Sr) 、カルシウ
ム(Ca)のうちの一種以上から構成されることが好ま
しい。
本発明のリン酸塩化合物および焼結体は、室温〜140
0℃における平均熱膨張係数が−lO〜+l0X1G−
’/ ”Cという、極めて低い熱膨張性を有するもので
、耐熱衝撃性に優れるものである。従って、このような
特性を有する本発明の焼結体は、■自動車排ガス浄化触
媒担体、熱交換体、触媒燃焼用担体等のセラミックハニ
カム構造体、■ターボチャージャー GTエンジン等の
へウリングやガスダクト、■排気ポートライナー等の断
熱部材、等の如き、耐熱性および高温における熱安定性
を要求される材料として特に好適に使用される。
次に1本発明に係るリン酸塩焼結体の製造方法において
は、出発原料を混合、成形、焼成後、この焼結体を高温
型Φ低温型の相転移温度以上の高温に保持した後、急冷
することが特徴である。
この方法により、熱力学的には低温型のRZr、P。
0゜4か安定である温度下に高温型のRZr4PaOz
<を存在させることができたものである。
また、出発原料としては、(ZrO) 2P 207、
ZrPzOyROおよび/またはRのリン酸塩からなる
ハツチ混合物を用いることか好ましい。上記の化合物は
夫々安定な化合物てあり、成形・焼成過程て不均一か生
じ難く、高温て焼成可能である。一方、出発原料のP2
O5源を従来用いられているリン酸に求めた場合、リン
酸は液体であるため、混合過程で不均一になり、前記し
たように局所的にリン濃度の高い部分を形成し、仮焼工
程で低融点の化合物を生しる。
なお、出発原料成分であるROとしては、焼成中にRO
1即ち、酸化物に転換する水酸化物、炭酸塩、硫酸塩等
の安定化合物から選択して使用することも可能である。
尚、出発原料の平均粒径は、通常50gm以下、好まし
くは10gm以下のものを用いる。
本発明焼結体の焼成条件としては、焼成温度が1400
〜1700℃、焼成時間が1〜24時間、好ましくは2
〜10時間である。焼成温度を1400〜1700℃の
範囲とすることにより、原料粉末か充分焼結し、本発明
の焼結体を得ることができる。また、焼成時間が1時間
未満の場合、焼結か不充分であり、24時間を超えると
、異常粒成長による低強度化か起きるとともに、リン分
蒸発による異相の析出が起きる。
次に、焼成によって得られた焼結体を、高温型φ低温型
の相転移温度以上の高温に保持する(熱処理工程)、こ
の熱処理工程により、焼結体組成牽高温型のRZr4P
sOz4とする。次いでこの焼結体を急冷するか、この
急冷工程により、高温型のRZr、P、0□4が低温型
に相転移せず、常温においても高温型R,Zr、P6O
24組成のリン酸塩焼結体か得られる。
本発明では、上記した熱処理工程と急冷工程の条件によ
り、高温型RyZr、P、0□4の残存量が影響される
。すなわち、冷却速度が速いほど、残存量が多くなる。
冷却速度は通常400℃/sin以上、好ましくは10
00℃/win以上とし、水中急冷、油中急冷、ガス急
冷などの各方法により焼結体の急冷操作が行われる。
[実施例] 以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明が
これらの実施例に限定されないことは明らかであろう。
(実施例1〜9、比較例1O〜13) 第2表に示す直径的5■φのジルコニア玉石を充填した
振動ミルで予め粒度調整した出発原料(第3表に化学分
析値を示す)を、第1表に記載した割合で調合した。な
お、本実施例では振動ミルによって粉砕して粒度調整を
行なったが、ボットミル、アトライター等を使用するこ
ともできる。
次いで、上記の調合物について、水中にて湿式混合を行
い、乾燥器で乾燥した後、乳鉢で解砕した。
この混合物100重量部に10%PVA (ポリビニル
アルコール)水溶液を5重量部添加して充分に混合し、
25x 80x 6膳■の金型にて300 kg/c■
2の圧力でプレス成形後、2トン/C12の圧力にてラ
バープレスを行い、乾燥器で乾燥させた。この成形体を
、大気中で電気炉にて第1表に示す条件で焼成した。昇
温速度は5〜b 施例7を除いて5〜b 施例7のみは焼成後そのまま急冷した。)次に、この焼
結体をJ I S  R16O1(1981)に示され
る3x4x40■■の試験片に加工し、大気中にて電気
炉にて第1表に示す条件で熱処理を行った。なお、その
昇温速度は5〜b い、更に第1表に示す条件で冷却を行った。
次いで、上記熱処理後、試験片について、開気孔率(ア
ルキメデス法)、4点曲げ強度(J I 5R16O1
(1981)) 、熱膨張係数及び融点を測定した。熱
膨張係数の測定には、高純度アルミナ焼結体を用いた押
棒示差式熱膨張計を使用し、40→1400℃の熱膨張
率を測定し、係数は熱膨張率(40→1400℃) /
136Oから算出した。又、融点は3×4×5朧■角に
加工した焼結体を電気炉内に保持し10℃/sinの速
度で1700℃まで昇温し、溶けないことを目視で確認
した。これらの結果を第1表に示す。
また、焼結体結晶相における高温相量、低温相量の関係
は下記の如くであり、第1表にそれらの比率を示す。
(高温相量/低温相量比) 低温相量=(試料のI(101)+ 1(003)/ 
(低温相のh (1) I(101) + 1(003
)) x IOH高温相量=10〇−低温相量(%) (1(101):101面による回折強度、 2θ−1
1,1” )(I(003):003面により回折強度
、 2θ−12,4” >(以下、余白) 第1表に示す実施例1〜9、比較例1O〜13の結果よ
り明らかなように、リン酸塩焼結体を高温型φ低温型の
相転移温度以上の高温に保持した後、急冷することによ
って、低膨張性を示すリン酸塩焼結体を得ることができ
た。
また、第1図にBaZr4(PO4)s結晶相の低温型
(21℃、807℃)、高温型(1000℃、1203
℃)の粉末X線回折図形を、第2図ニBaZrJPO4
)a結晶格子の熱膨張曲線を示す、なお、第2図中、a
軸、a軸とは、BaZr4(PO4)s結晶格子を六方
晶系として示した場合の方位を表す。
第3図は実施例1で得られた焼結体の40→1400℃
までの熱膨張曲線であり、極めて小さい熱膨張率を示す
ことがわかる。第4図は実施例1で得られた焼結体の室
温での粉末X線回折図形を示す。
一方、第5図は比較例10および13で得られた焼結体
の40→1400℃までの熱膨張曲線であり、高温にな
るにつれて熱膨張率が上昇していることがわかる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明のリン酸塩化合物と焼結体
及びその製造法によれば、 RZr4Pt、0t4(R
は一種以上の周期率表Ila族の陽イオン)組成の焼結
体を高温型と低温型の相転移温度以上の高温に保持した
後急冷することにより、室温〜1400℃における平均
熱膨張係数が一10〜+IOX 10−’/ ”Cであ
り、室温でR■cの対称性を有する高温型結晶構造をも
つ耐熱性で低膨張性のリン酸塩化合物と焼結体を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図にBaZr4(PO4)s結晶相の低温型(21
”C1807℃)および高温型(1000℃、1203
℃)の粉末X線回折図形、第2図にBaZrn(PO4
)s結晶格子の熱膨張曲線、第3図は実施例1で得られ
た焼結体の40→1400℃までの熱膨張曲線、第4図
は実施例1で得られた焼結体の室温での粉末X線回折図
形、第5図は比較例10および13で得られた焼結体の
40→1400℃までの熱膨張曲線を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)RZr_4P_6O_2_4(Rは一種以上の周
    期率表IIa族の陽イオン)組成をもち、室温〜1400
    ℃における平均熱膨張係数が−10〜+10×10^−
    ^7/℃であり、かつ室温でR■cの対称性を有する高
    温型結晶構造をもつことを特徴とするリン酸塩化合物。
  2. (2)請求項1のリン酸塩化合物を一種以上主結晶相と
    して有することを特徴とする耐熱性のリン酸塩焼結体。
  3. (3)出発原料を混合、成形し、1400〜1700℃
    の温度にて焼成してRZr_4P_6O_2_4(Rは
    一種以上の周期率表IIa族の陽イオン)組成の焼結体を
    得、次いでこの焼結体を高温型と低温型の相転移温度以
    上の高温に保持した後、急冷することを特徴とするリン
    酸塩焼結体の製造法。
JP2004329A 1990-01-11 1990-01-11 リン酸塩化合物と焼結体及びその製造法 Expired - Lifetime JPH0639322B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004329A JPH0639322B2 (ja) 1990-01-11 1990-01-11 リン酸塩化合物と焼結体及びその製造法
US07/627,412 US5128288A (en) 1990-01-11 1990-12-14 Phosphate compounds, sintered bodies thereof and manufacture of the sintered bodies
EP90313841A EP0437067B1 (en) 1990-01-11 1990-12-18 Phosphate compounds, sintered bodies thereof and manufacture of the sintered bodies
DE69015344T DE69015344T2 (de) 1990-01-11 1990-12-18 Phosphatzusammensetzungen, gesinterter Körper davon und Herstellung dieses gesinterten Körpers.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004329A JPH0639322B2 (ja) 1990-01-11 1990-01-11 リン酸塩化合物と焼結体及びその製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03208807A true JPH03208807A (ja) 1991-09-12
JPH0639322B2 JPH0639322B2 (ja) 1994-05-25

Family

ID=11581408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004329A Expired - Lifetime JPH0639322B2 (ja) 1990-01-11 1990-01-11 リン酸塩化合物と焼結体及びその製造法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5128288A (ja)
EP (1) EP0437067B1 (ja)
JP (1) JPH0639322B2 (ja)
DE (1) DE69015344T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016113360A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 高温使用のための物品および製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268199A (en) * 1993-04-02 1993-12-07 The Center Of Innovative Technology Alkali corrosion resistant coatings and ceramic foams having superfine open cell structure and method of processing
AU7616300A (en) * 1999-10-05 2001-05-10 Corning Incorporated Refractory nzp-type structures and method of making and using same
JP2003511332A (ja) 1999-10-05 2003-03-25 コーニング インコーポレイテッド リン酸塩ベースのセラミックフィルタの製造方法
US20070221132A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 General Electric Company Composition, coating, coated article, and method
US20080141938A1 (en) * 2006-12-13 2008-06-19 General Electric Company Processing apparatus, coated article and method
CN116328711B (zh) * 2023-01-13 2024-11-12 嘉兴高正新材料科技股份有限公司 一种无机吸附材料及其制备方法和用途

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4751206A (en) * 1985-03-22 1988-06-14 Iwao Yamai Low thermal expansion ceramic material
US4883781A (en) * 1986-09-13 1989-11-28 Ngk Insulators, Ltd. Heat resisting low expansion zirconyl phosphate-zircon composite
US4801566A (en) * 1987-03-13 1989-01-31 Pennsylvania State University Low expansion ceramic
JPS63307147A (ja) * 1987-06-05 1988-12-14 Ngk Insulators Ltd リン酸ジルコニル焼結体およびその製造方法
US4968648A (en) * 1987-08-29 1990-11-06 Ngk Insulators, Ltd. Heat-resisting phosphate based compound sintered bodies and production thereof
US4925816A (en) * 1987-08-29 1990-05-15 Ngk Insulators, Ltd. Novel solid solution, heat-resistant sintered body and method of producing the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY=1987 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016113360A (ja) * 2014-12-12 2016-06-23 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 高温使用のための物品および製造方法
US9869188B2 (en) 2014-12-12 2018-01-16 General Electric Company Articles for high temperature service and method for making

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0639322B2 (ja) 1994-05-25
EP0437067A3 (en) 1992-04-08
US5128288A (en) 1992-07-07
DE69015344D1 (de) 1995-02-02
EP0437067A2 (en) 1991-07-17
DE69015344T2 (de) 1995-06-29
EP0437067B1 (en) 1994-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10968132B2 (en) Lithium silicate glass ceramic for fabrication of dental appliances
CN101381240B (zh) 一种堇青石耐热/耐火材料的制备方法
KR20070012365A (ko) 티탄산 알루미늄 마그네슘 결정 구조물 및 그 제조방법
JP2951771B2 (ja) 希土類酸化物−アルミナ−シリカ焼結体およびその製造方法
JPH03208807A (ja) リン酸塩化合物と焼結体及びその製造法
JPH0397652A (ja) 耐熱性リン酸塩焼結体およびその製造法
US5320792A (en) Process for the preparation of LAS ceramic sintered bodies
Dhas et al. Combustion synthesis and properties of the NASICON family of materials
JPH02107521A (ja) チタン酸アルミニウムの製造方法
JPH01308868A (ja) チタン酸アルミニウムセラミックス及びその製造方法
JPS63307147A (ja) リン酸ジルコニル焼結体およびその製造方法
KR102745643B1 (ko) 플럭스법에 의한 침상 알파 알루미나의 제조방법
CN114906865A (zh) 一种制备MgAl2O4尖晶石的方法及MgAl2O4尖晶石
JPS63297269A (ja) 耐熱低膨脹リン酸ジルコニル・ジルコン複合焼結体およびその製造方法
Fayzimuradovna PHYSICO-CHEMICAL PROCESSES OF FORMATION OF ALUMINOSILICATE CERAMICS
JPS5930724A (ja) 繊維状チタン酸カリウムの製造法
JPH11240748A (ja) 酸化物セラミックスの製造方法
JPH0238354A (ja) RyZr↓4SixP↓6−xO↓2↓4組成固溶相、該固溶相からなる耐熱性焼結体、及びその製造方法
JPH11240750A (ja) 酸化物セラミックスの製造方法
JP2500809B2 (ja) 耐熱性リン酸塩化合物焼結体及びその製造方法
KR910009890B1 (ko) 신규한 고용상, 내열성 소결체 및 그 제조방법
JPH0397651A (ja) 耐熱性リン酸塩―ジルコン複合体及びその製造方法
Kenawy et al. Synthesis of (xMgO-yAl2O3-5SiO2) Ceramic via the Sol-Gel Technique in Air and under Nitrogen Gas Flow
RU2335481C1 (ru) Способ получения муллита из топазового концентрата
CN121342522A (zh) 一种尖晶石-钙钛矿-岩盐三相高温红外辐射材料

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080525

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525

Year of fee payment: 15

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 16

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 16