JPH04302992A - セラミックス焼成用耐火物 - Google Patents
セラミックス焼成用耐火物Info
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種セラミックス製品
たとえばセラミックス系電子部品（セラミックコンデン
サ、アルミナ基板、フェライト素子、サーミスタ、バリ
スタ等）、セラミックス系摺動材料等を製造方法するに
当たり焼成工程で被焼成物を支持させるために使用する
匣、敷台等の焼成補助具として好適な耐火物に関するも
のである。
たとえばセラミックス系電子部品（セラミックコンデン
サ、アルミナ基板、フェライト素子、サーミスタ、バリ
スタ等）、セラミックス系摺動材料等を製造方法するに
当たり焼成工程で被焼成物を支持させるために使用する
匣、敷台等の焼成補助具として好適な耐火物に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】上述の焼成補助具用耐
火物は、使用条件に応じた耐熱性と機械的強度を備えて
いなければならないが、一方では、炉使用時においてそ
れらが消費する熱エネルギーを少なくすると共に、昇温
及び冷却に要する時間を短縮し、エネルギーコストの低
減と生産性の向上をはかるため、なるべく軽量で断熱性
の良いものがのぞましい。
火物は、使用条件に応じた耐熱性と機械的強度を備えて
いなければならないが、一方では、炉使用時においてそ
れらが消費する熱エネルギーを少なくすると共に、昇温
及び冷却に要する時間を短縮し、エネルギーコストの低
減と生産性の向上をはかるため、なるべく軽量で断熱性
の良いものがのぞましい。
【０００３】そのほかに、この用途特有の問題として、
焼成するセラミックスと反応しない事が必要とされる。 すなわち、支持具と被焼成物が接触部分において反応す
ると、融着や組成変化による性能劣化などの不具合が生
じるため、被焼成物とは焼成条件においていかなる反応
も生じない事が要求される。また、被焼成物の表面性状
を悪化させることのないよう、表面はなるべく平滑であ
る事がのぞまれる。これらの要求は、近年、小型の電子
部品の焼成に使われる焼成補助具については特に強いも
のとなっている。
焼成するセラミックスと反応しない事が必要とされる。 すなわち、支持具と被焼成物が接触部分において反応す
ると、融着や組成変化による性能劣化などの不具合が生
じるため、被焼成物とは焼成条件においていかなる反応
も生じない事が要求される。また、被焼成物の表面性状
を悪化させることのないよう、表面はなるべく平滑であ
る事がのぞまれる。これらの要求は、近年、小型の電子
部品の焼成に使われる焼成補助具については特に強いも
のとなっている。
【０００４】耐火性粉末と耐熱性無機繊維との混合物を
無機質結合剤を用いて成形して製造される軽量耐火物（
特開昭６３−２０６３６７号、特開昭５９−８８３７８
号など）は、軽量で断熱性に優れ、強度も電子部品のよ
うな軽量被焼成物の支持には十分なものであるが、表面
の平滑性、反応性など、表面性状において不満足なもの
であった。
無機質結合剤を用いて成形して製造される軽量耐火物（
特開昭６３−２０６３６７号、特開昭５９−８８３７８
号など）は、軽量で断熱性に優れ、強度も電子部品のよ
うな軽量被焼成物の支持には十分なものであるが、表面
の平滑性、反応性など、表面性状において不満足なもの
であった。
【０００５】セラミックス焼成補助具用軽量耐火物の表
面性状の改良に関するものとしては、特開昭６２−２１
６９７４号や特開昭６２−２８３８８５号の発明があり
、耐火物表面にジルコニアコーティングやアルミナコー
ティングを施して表面を改質している。また、特開平２
−１０２１７１号には、軽量耐火物の表面にプラズマ溶
射により、緻密なセラミックコーティング層が形成され
たものが開示されている。
面性状の改良に関するものとしては、特開昭６２−２１
６９７４号や特開昭６２−２８３８８５号の発明があり
、耐火物表面にジルコニアコーティングやアルミナコー
ティングを施して表面を改質している。また、特開平２
−１０２１７１号には、軽量耐火物の表面にプラズマ溶
射により、緻密なセラミックコーティング層が形成され
たものが開示されている。
【０００６】本発明の目的は、上述のような欠点のない
コーティングを施されたセラミックス焼成用軽量耐火物
を提供することにある。
コーティングを施されたセラミックス焼成用軽量耐火物
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明が提供するセラミ
ックス焼成用耐火物は、耐熱性無機繊維を含有する軽量
成形体の表面に多孔質なコーティングを施し、さらにそ
の表層に同種類の材料をプラズマ溶射し、緻密質なコー
ティング層を形成する事を特徴とする。
ックス焼成用耐火物は、耐熱性無機繊維を含有する軽量
成形体の表面に多孔質なコーティングを施し、さらにそ
の表層に同種類の材料をプラズマ溶射し、緻密質なコー
ティング層を形成する事を特徴とする。
【０００８】このセラミックス焼成用耐火物の中でも特
に優れた特性のものは、多結晶高アルミナ質短繊維５〜
４０％と残部アルミナ粉とからなる成形体の表面に、ア
ルミナ含有率が９８％以上で気孔率が２０〜５０％の多
孔質なセラミックコーティングを施し、さらにその表層
に同種類の材料をプラズマ溶射し緻密質セラミックコー
ティングを施してなるものである。
に優れた特性のものは、多結晶高アルミナ質短繊維５〜
４０％と残部アルミナ粉とからなる成形体の表面に、ア
ルミナ含有率が９８％以上で気孔率が２０〜５０％の多
孔質なセラミックコーティングを施し、さらにその表層
に同種類の材料をプラズマ溶射し緻密質セラミックコー
ティングを施してなるものである。
【０００９】本発明の耐火物において、多孔質セラミッ
クコーティング層の厚さは５０〜２００μｍであること
が好ましい。その理由は、多孔質セラミックコーティン
グ層の厚さが５０μｍ未満では、基材と溶射コーティン
グ層の熱膨張率の違いによる熱応力を緩和する能力が不
足し、溶射コーティング層が剥離し易く、又、２００μ
ｍ以上では、多孔質コーティング層が基材と多孔質コー
ティング層の界面で剥離し易くなるからである。
クコーティング層の厚さは５０〜２００μｍであること
が好ましい。その理由は、多孔質セラミックコーティン
グ層の厚さが５０μｍ未満では、基材と溶射コーティン
グ層の熱膨張率の違いによる熱応力を緩和する能力が不
足し、溶射コーティング層が剥離し易く、又、２００μ
ｍ以上では、多孔質コーティング層が基材と多孔質コー
ティング層の界面で剥離し易くなるからである。
【００１０】また、溶射コーティング層の厚さは、５０
〜２００μｍであることが好ましい。その理由は、溶射
コーティング層が５０μｍ未満では、ワーク成分の腐食
性ガスが耐火物中へ侵入することを防げず、耐火物の耐
久性を向上させる事が不充分であり、一方２００μｍ以
上の厚さの溶射コーティング層は、必要以上の厚さであ
り、経済的に好ましくないからである。又、品質的には
、溶射コーティング層をより緻密化することが肝要で、
少なくとも密度が９６％以上であることが好ましく、コ
ート材との衝突速度及び溶融温度の適性化が重要である
。
〜２００μｍであることが好ましい。その理由は、溶射
コーティング層が５０μｍ未満では、ワーク成分の腐食
性ガスが耐火物中へ侵入することを防げず、耐火物の耐
久性を向上させる事が不充分であり、一方２００μｍ以
上の厚さの溶射コーティング層は、必要以上の厚さであ
り、経済的に好ましくないからである。又、品質的には
、溶射コーティング層をより緻密化することが肝要で、
少なくとも密度が９６％以上であることが好ましく、コ
ート材との衝突速度及び溶融温度の適性化が重要である
。
【００１１】基材とコーティング材の選定に当たっては
、好ましくは熱膨張係数差の小さい組合わせとし、例え
ばムライト基材（熱膨張係数α＝５．３×１０−６）に
対しては、Ｙ２ Ｏ３ 部分安定化ＺｒＯ２ （α＝６
．０×１０−６）、アルミナ基材（α＝９．８×１０−
６）に対しては、Ｙ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２ （
α＝１０．０×１０−６）をコーティング材とする組み
合わせがよい。
、好ましくは熱膨張係数差の小さい組合わせとし、例え
ばムライト基材（熱膨張係数α＝５．３×１０−６）に
対しては、Ｙ２ Ｏ３ 部分安定化ＺｒＯ２ （α＝６
．０×１０−６）、アルミナ基材（α＝９．８×１０−
６）に対しては、Ｙ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２ （
α＝１０．０×１０−６）をコーティング材とする組み
合わせがよい。
【００１２】以下、本発明の実施例について比較例と併
せて説明する。
せて説明する。
【００１３】
【実施例】（実施例１）アルミナ含有率９５％の多結晶
高アルミナファイバー（商品名サフィルバルク：ＩＣＩ
社製）３０％と粒子径３μｍ未満の累積重量が６５％の
アルミナ（商品名ＡＭＳ−Ｚ：住友化学工業社製）７０
％をスラリー濃度が１％となるように水中で攪拌混合し
たのち、有機バインダーとしてエマルジョンラテックス
を外割で５％添加した後、カチオン系高分子凝集剤で凝
集し、前記スラリーを吸引脱水成形した後脱水プレスし
、乾燥したのち１４５０℃で３時間焼成し、厚み１０ｍ
ｍ、巾３００×長さ３００、嵩密度１．３ｇ／ｃｍ３の
平板を得た。
高アルミナファイバー（商品名サフィルバルク：ＩＣＩ
社製）３０％と粒子径３μｍ未満の累積重量が６５％の
アルミナ（商品名ＡＭＳ−Ｚ：住友化学工業社製）７０
％をスラリー濃度が１％となるように水中で攪拌混合し
たのち、有機バインダーとしてエマルジョンラテックス
を外割で５％添加した後、カチオン系高分子凝集剤で凝
集し、前記スラリーを吸引脱水成形した後脱水プレスし
、乾燥したのち１４５０℃で３時間焼成し、厚み１０ｍ
ｍ、巾３００×長さ３００、嵩密度１．３ｇ／ｃｍ３の
平板を得た。
【００１４】前記の平板に、平均粒径１０μｍのＹ２
Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２ （日本研磨材社製）の５０
％スラリー溶液を膜厚１００μｍでスプレーコーティン
グし、乾燥後１４００℃で２時間焼付けて気孔率が約３
０％の多孔質コーティング層を形成し、その後、ＺｒＯ
２ をさらにその表層にプラズマ溶射コーティングを施
し、厚さが１００μｍ、密度が９７％のコーティング層
を形成した。その物性を評価したところ著しく耐火物の
耐久性が改善された。
Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２ （日本研磨材社製）の５０
％スラリー溶液を膜厚１００μｍでスプレーコーティン
グし、乾燥後１４００℃で２時間焼付けて気孔率が約３
０％の多孔質コーティング層を形成し、その後、ＺｒＯ
２ をさらにその表層にプラズマ溶射コーティングを施
し、厚さが１００μｍ、密度が９７％のコーティング層
を形成した。その物性を評価したところ著しく耐火物の
耐久性が改善された。
【００１５】（実施例２）４５μｍ以上のショット含有
率を５％未満に脱ショット化したバルク（商品名Ｕ５
バルク：イビデン社製）２０％と前記アルミナ６０％及
び木節粘土（商品名豊徳木節：共立窯業社製）２０％と
外割で界面活性剤５％、ワックスエマルジョン５０％と
を万能混練機で混練した後、真空土練機で押し出し成形
し、厚み２０ｍｍ、巾３００×長さ３００の成形体を得
た。更にこの成形体を８０℃で乾燥したのち、１４５０
℃３時間焼成し嵩密度１．０ｇ／ｃｍ３ の平板を得た
。 この平板に平均粒径１２μｍのＹ２ Ｏ３ 部分安定化
ＺｒＯ２ （Ｙ２ Ｏ３ 添加率６％品）を実施例１と
同様の方法でスプレー及び溶射コーティングを施し、そ
の物性評価した。
率を５％未満に脱ショット化したバルク（商品名Ｕ５
バルク：イビデン社製）２０％と前記アルミナ６０％及
び木節粘土（商品名豊徳木節：共立窯業社製）２０％と
外割で界面活性剤５％、ワックスエマルジョン５０％と
を万能混練機で混練した後、真空土練機で押し出し成形
し、厚み２０ｍｍ、巾３００×長さ３００の成形体を得
た。更にこの成形体を８０℃で乾燥したのち、１４５０
℃３時間焼成し嵩密度１．０ｇ／ｃｍ３ の平板を得た
。 この平板に平均粒径１２μｍのＹ２ Ｏ３ 部分安定化
ＺｒＯ２ （Ｙ２ Ｏ３ 添加率６％品）を実施例１と
同様の方法でスプレー及び溶射コーティングを施し、そ
の物性評価した。
【００１６】（比較例１）実施例１で得られた平板に１
５０μｍの厚さのＹ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２ 溶
射コーティングのみを施した。これをくり返しの加熱冷
却テストをしたところ、基材とコーティング層の界面で
著しいコート剥離が発生した。
５０μｍの厚さのＹ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２ 溶
射コーティングのみを施した。これをくり返しの加熱冷
却テストをしたところ、基材とコーティング層の界面で
著しいコート剥離が発生した。
【００１７】（比較例２）実施例１で得られた平板に、
１５０μｍの厚さのＹ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２
のスプレーコーティングを施し、１４００℃２時間で焼
き付けた。これをセラミックコンデンサー焼成用治具材
として使用したところ、ワーク成分の耐火物への浸透量
が多く、耐火物の緻密化が進行し、３０回の使用でヒビ
ワレが発生した。
１５０μｍの厚さのＹ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２
のスプレーコーティングを施し、１４００℃２時間で焼
き付けた。これをセラミックコンデンサー焼成用治具材
として使用したところ、ワーク成分の耐火物への浸透量
が多く、耐火物の緻密化が進行し、３０回の使用でヒビ
ワレが発生した。
【００１８】（比較例３）実施例１で得られた平板に、
１００μｍの厚さのＹ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２
のスプレーコーティング及び焼き付けをした後、同様の
ＺｒＯ２ を３０μｍの厚さに溶射コートし、コンデン
サーワークをのせて使用したが、溶射皮膜の効果が少な
く耐火物の耐久性は改善されなかった。
１００μｍの厚さのＹ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２
のスプレーコーティング及び焼き付けをした後、同様の
ＺｒＯ２ を３０μｍの厚さに溶射コートし、コンデン
サーワークをのせて使用したが、溶射皮膜の効果が少な
く耐火物の耐久性は改善されなかった。
【００１９】（比較例４）実施例１で得られた平板に、
３０μｍの厚さのＹ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２ の
スプレーコーティング及び焼き付けをした後、同様のＺ
ｒＯ２ を１００μｍの厚さに溶射コートし、くり返し
の加熱冷却テストを行ったところ、溶射コーティング層
に初期剥離が発生した。
３０μｍの厚さのＹ２ Ｏ３ 完全安定化ＺｒＯ２ の
スプレーコーティング及び焼き付けをした後、同様のＺ
ｒＯ２ を１００μｍの厚さに溶射コートし、くり返し
の加熱冷却テストを行ったところ、溶射コーティング層
に初期剥離が発生した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上の様に本発明の電子部品焼成用軽量
耐火物は、特にバリスタ、サーミスタ、圧電素子（ＰＺ
Ｔ）、セラミックコンデンサー等の電子部品は勿論のこ
と、低融点酸化物を含有する電子部品をも極めて効率よ
く焼成でき、焼成スピードのアップによる生産性の向上
、及び省エネによる製品のコストダウンが得られるとと
もに、従来の緻密質耐火物と同等の耐久性をも得られる
ようになった。
耐火物は、特にバリスタ、サーミスタ、圧電素子（ＰＺ
Ｔ）、セラミックコンデンサー等の電子部品は勿論のこ
と、低融点酸化物を含有する電子部品をも極めて効率よ
く焼成でき、焼成スピードのアップによる生産性の向上
、及び省エネによる製品のコストダウンが得られるとと
もに、従来の緻密質耐火物と同等の耐久性をも得られる
ようになった。
Claims (2)
- 【請求項１】 耐熱性無機質繊維を含有する耐熱軽量
成形体の表面に、多孔質のセラミックコーティングを施
し、さらにその上層に同一組成の材料をプラズマ溶射コ
ーティングしてなるセラミックス焼成用耐火物。 - 【請求項２】 多孔質セラミックコーティング層の膜
厚が５０μｍ以上、２００μｍであり、さらに、プラズ
マ溶射コーティング層の膜厚が５０μｍ以上２００μｍ
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセ
ラミックス焼成用耐火物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3092922A JPH04302992A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | セラミックス焼成用耐火物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3092922A JPH04302992A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | セラミックス焼成用耐火物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04302992A true JPH04302992A (ja) | 1992-10-26 |
Family
ID=14067981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3092922A Pending JPH04302992A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | セラミックス焼成用耐火物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04302992A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11222661A (ja) * | 1997-11-18 | 1999-08-17 | Sermatech Internatl Inc | 歪み許容性セラミックコーティング |
| WO2001064604A1 (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-07 | Nippon Steel Corporation | Thermally insulating material having excellent durability and method for production thereof, and use thereof and method for execution thereof |
| KR100299444B1 (ko) * | 1996-12-18 | 2001-11-22 | 이구택 | 불꽃용사용내화분말재료 |
| WO2001087802A1 (en) * | 2000-05-19 | 2001-11-22 | Nippon Steel Corporation | Heat insulating material having high durability, method for producing the same, use of the same, and method for applying the same |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3092922A patent/JPH04302992A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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