JPH04238853A - セラミックスの焼成方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスの焼成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、中実あるいは中空の棒状に成形
されたセラミックス成形体を焼結する場合、セラミック
ス成形体が自重で変形することを防止するため、炉内に
セラミックス成形体を吊り下げた状態で収納し、所定の
温度勾配で炉内温度を上昇させてセラミックス成形体を
乾燥させ、一定時間以上所定の温度に保持した後、炉内
温度を室温まで冷却している。

【０００３】セラミックス成形体を吊り下げる方法とし
ては、例えば図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、棒状
に形成されたセラミックス成形体１の軸心方向の一端部
に該軸心に直交する円孔からなる通し孔２を形成し、炉
内に設けた縦軸の支持管５の下端部に上記セラミックス
成形体１の一端部を挿入し、支持管５の下端部に設けた
支持孔６とセラミックス成形体１の通し孔２とに支持棒
３を挿通して支持管５に支持棒３を介してセラミックス
成形体１を吊り下げる方法が採用されている。この支持
棒３はセラミックスで作られ、中実あるいは中空の丸棒
状に形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
セラミックス成形体の焼結方法では、炉内温度を上昇さ
せる時に多量の水分を含んだセラミックス成形体１の全
重量が支持棒３で受け止められるため、通し孔２と支持
棒３とが接触する部分に大きな摩擦力が作用し、セラミ
ックス成形体１に歪みが生じたり、クラックが発生した
りする。また、セラミックス成形体１の素地強度が不足
する場合には、セラミックス成形体１が乾燥する前に通
し孔２が破損し、セラミックス成形体１が落下して破損
するという問題がある。

【０００５】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、上記のような素地状態での破損、焼成歪み及
びクラックの発生を防止できるようにしたセラミックス
の焼成方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、中実あるいは
中空の棒状に形成されたセラミックス成形体の軸心方向
の一端部に該軸心に直交する通し孔を形成し、この通し
孔に挿通された支持棒を介して焼成炉内に上記セラミッ
クス成形体を吊持しながら焼成するセラミックスの焼成
方法を前提として、上記の目的を達成するため、焼成初
期に上記セラミックス成形体の下端部を炉内に設けた床
に支承させることを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明においては、セラミックス成形体が乾燥
するまでの焼成初期にセラミックス成形体の重量が床に
支承され、支持棒と通し孔との間に摩擦力は作用しない
。セラミックス成形体が乾燥すると、セラミックス成形
体は収縮するとともに保形力が増大する。そして、セラ
ミックス成形体の保形力がある程度増大してから通し孔
に挿通された支持棒がセラミックス成形体の重量を分担
し始める。更に、支持棒が分担するセラミックス成形体
の重量が増大するに連れ、セラミックス成形体の乾燥が
進行し、その保形力も増大する。支持棒がセラミックス
成形体の全重量を支持するようになると、セラミックス
成形体の乾燥が充分に進行し、セラミックス成形体の保
形力も充分に大きくなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係るセラミックス
の焼成方法を図１に基づき説明する。焼成するセラミッ
クス成形体１は中実（あるいは中空）の棒状に成形され
、その軸心方向の一端部には該軸心に直交する通し孔２
が形成される。

【０００９】セラミックス成形体１の形状は棒状であれ
ばよく、その断面形状は特に限定されないが、ここでは
、円管状に成形している。また、セラミックス成形体１
の大きさも特に限定されないが、ここでは、外径１２０
ｍｍ、長さ６００ｍｍとしている。更に、セラミックス
成形体１の素材としては一般にセラミックスと呼ばれて
いるものを使用すればよく、ここでは最も汎用されてい
るアルミナを主成分とするアルミナセラミックスを使用
した。

【００１０】図示しない焼成炉にこのセラミックス成形
体１を収納する前に、図１（ａ）に示すように、セラミ
ックス成形体１の通し孔２にセラミックスで作られた中
空（あるいは中実）の支持棒３を挿通し、同図（ｂ）に
示すように、例えば台車に固定した移動可能な床（ある
いは炉床）４に通し孔２及び支持棒３を上にして載せ、
床（あるいは炉床）４に支持させた例えば棒状の支持枠
７に支持棒３を通し孔２の中心に位置するように支持さ
せる。

【００１１】上記支持棒３の素材は特に限定されないが
、ここでは、収縮時にセラミックス成形体１の収縮率と
乾燥した支持棒３の収縮率の差が小さくなるように、焼
成されたアルミナセラミックスで支持棒３を構成してい
る。この後、セラミックス成形体１を床４ごと焼成炉に
収納し、炉内温度を所定の温度勾配、例えば常温から１
０００℃までは毎分１℃の温度勾配で、１０００℃から
１５００℃までは毎分０．５℃の温度勾配で昇温させ、
１５００℃で約５時間保持する。更にこの後、自然冷却
により常温まで冷却する。焼成されたセラミックス成形
体１は、取扱可能温度以下に達すれば焼成炉から取り出
してよい。

【００１２】セラミックス成形体１を焼成炉に収納した
後、炉内温度を上昇させると、セラミックス成形体１が
乾燥して収縮する。セラミックス成形体１は収縮するに
連れてその組織内での滑りが発生し難くなり、素地強度
、すなわち、保形力が増大して来る。この保形力が弱い
焼成開始時には、支持棒３は通し孔２の中心に位置する
ように支持されているので、支持棒３及び通し孔２には
セラミックス成形体１の重量が作用しない。したがって
、セラミックス成形体１と支持棒３との間に摩擦力は発
生せず、この摩擦力によるセラミックス成形体に歪みが
生じるおそれがなくなるとともに、セラミックス成形体
１の重量で通し孔２が変形したり、破損したりするおそ
れがなくなる。

【００１３】そして、炉内温度が上昇する間にセラミッ
クス成形体１がある程度収縮して支持棒３が通し孔２の
上周面に接触した後、支持棒３がセラミックス成形体１
の重量を分担し始め、やがて、セラミックス成形体１の
下端が床から浮き上がると支持棒３がセラミックス成形
体１の全重量を負担するようになる。支持棒３がセラミ
ックス成形体１の重量を分担し始める時には、セラミッ
クス成形体１がある程度乾燥して、その保形力がある程
度高められているので、セラミックス成形体１が通し孔
２と支持棒３との間に生じる摩擦力で変形され難くなる
とともに、セラミックス成形体１の重量で通し孔２が変
形したり、破損したりすることも防止される。また、支
持棒３がセラミックス成形体１の重量を分担し始める時
には、セラミックス成形体１の乾燥がある程度進んでい
るので、セラミックス成形体１の収縮率がある程度小さ
くなっており、セラミックス成形体１が通し孔２と支持
棒３との間に生じる摩擦力による変形が一層小さく抑制
されてほとんど発生しなくなる。

【００１４】また、支持棒３が分担するセラミックス成
形体１の重量が増大する間は、セラミックス成形体１の
乾燥が更に進行するので、セラミックス成形体１の保形
力が一層増大するとともに、セラミックス成形体１の収
縮率が一層小さくなる。したがって、セラミックス成形
体１の重量による通し孔２の変形や破損が一層発生し難
くなるとともに、通し孔２と支持棒３との間の摩擦によ
るセラミックス成形体１の変形が一層発生し難くなる。

【００１５】更に、支持棒３がセラミックス成形体１の
全重量を負担するようになると、セラミックス成形体１
の保形力は充分に高められており、通し孔２が変形した
り破損したりすることはなくなる。しかも、セラミック
ス成形体１が宙吊りになるので、セラミックス成形体１
の収縮を拘束する力が径方向にも軸方向にも作用せず、
例えば約１７％の均等な収縮率で収縮した、歪みのない
良質の焼成品を得ることができた。

【００１６】なお、上記の実施例では、炉内で支持棒３
が支持枠７に支持されるようにしているが、従来と同様
の支持管等、任意の手段で支持させるようにしてもよい
。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、焼成
初期にセラミックス成形体の下端部を炉内に設けた床に
支承させるので、焼成初期の保形力が弱いセラミックス
成形体の通し孔にセラミックス成形体の重量が作用する
ことはなく、セラミックス成形体が乾燥してある程度収
縮してからセラミックス成形体の重量が支持棒に分担さ
れ始める。セラミックス成形体は乾燥によってその保形
力が高められるとともに、支持棒との摩擦力が小さくな
る。したがって、セラミックス成形体の重量はセラミッ
クス成形体の保形力がある程度高められてから支持棒に
分担され始めることになり、セラミックス成形体の重量
によって通し孔が変形したり、破損したりすることが防
止されるとともに、セラミックス成形体と支持棒との間
に生じる摩擦力によりセラミックス成形体が歪むことが
防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るセラミックスの焼成方
法の手順を示す斜視図である。

【図２】従来のセラミックスの焼成方法の手順を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１　　セラミックス成形体 ２　　通し孔 ３　　支持棒 ４　　床

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中実あるいは中空の棒状に成形された
   セラミックス成形体 （１）　の軸心方向の一端部に該軸心に直交する通し孔
   （２）　を形成し、この通し孔 （２）　に挿通された支持棒（３）　を介して焼成炉内
   に上記セラミックス成形体（１）　を吊持しながら焼成
   するセラミックスの焼成方法において、焼成初期に上記
   セラミックス成形体（１）　の下端部を炉内に設けた床
   （４）　に支承させることを特徴とするセラミックスの
   焼成方法。