JPH04367578A - 多孔質焼結体及びその製造方法 - Google Patents
多孔質焼結体及びその製造方法Info
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- JPH04367578A JPH04367578A JP16620391A JP16620391A JPH04367578A JP H04367578 A JPH04367578 A JP H04367578A JP 16620391 A JP16620391 A JP 16620391A JP 16620391 A JP16620391 A JP 16620391A JP H04367578 A JPH04367578 A JP H04367578A
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- Japan
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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、多孔質焼結体及びその
製造方法に関し、更に詳しくはアルミナを含むマグネシ
ア焼結体からなり軽量であり、かつ強度が大きく、また
低熱容量であって炉材やサヤ材に適する球状閉気孔を有
する多孔質焼結体及びその製造方法に関する。
製造方法に関し、更に詳しくはアルミナを含むマグネシ
ア焼結体からなり軽量であり、かつ強度が大きく、また
低熱容量であって炉材やサヤ材に適する球状閉気孔を有
する多孔質焼結体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】焼結体は、粉末を成形、焼成して製造さ
れるが、緻密な焼結体を得るには最蜜充填法に沿った粒
子の混合を行ない、またいわゆるレンガに代表されるよ
うに、多孔質焼結体は、破砕粉を各種の粒度に分け各種
粒度配合を行い、これらをバインダーと共に混合した後
、成形して焼結することにより製造している。
れるが、緻密な焼結体を得るには最蜜充填法に沿った粒
子の混合を行ない、またいわゆるレンガに代表されるよ
うに、多孔質焼結体は、破砕粉を各種の粒度に分け各種
粒度配合を行い、これらをバインダーと共に混合した後
、成形して焼結することにより製造している。
【０００３】この多孔質焼結体には、開気孔又は連続気
孔と言われるものと閉気孔又は独立気孔と言われるもの
とがあるが、炉材やセッター材の用途にはガスの拡散を
防止する目的で閉気孔の焼結体が用いられる。このよう
な多孔質焼結体の製造に際しては、経験的に粒度構成を
考えて粒子の混合を行なうことにより焼結体の気孔率を
制御することが行なわれていた。
孔と言われるものと閉気孔又は独立気孔と言われるもの
とがあるが、炉材やセッター材の用途にはガスの拡散を
防止する目的で閉気孔の焼結体が用いられる。このよう
な多孔質焼結体の製造に際しては、経験的に粒度構成を
考えて粒子の混合を行なうことにより焼結体の気孔率を
制御することが行なわれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多孔質
焼結体の製造方法は、経験的に粒度構成を考えて粒子の
混合を行なうので、得られた焼結体の気孔分布、即ち気
孔の形状、気孔の平均粒径等が不均一で、しかも気孔の
量、即ち気孔率の制御を十分行なうことができなかった
。
焼結体の製造方法は、経験的に粒度構成を考えて粒子の
混合を行なうので、得られた焼結体の気孔分布、即ち気
孔の形状、気孔の平均粒径等が不均一で、しかも気孔の
量、即ち気孔率の制御を十分行なうことができなかった
。
【０００５】更に気孔そのものが粒子と粒子のすき間で
あるため、その大きさも不揃いであり、微細な気孔が均
一に分散された材料を作ることができなかった。したが
って、従来の多孔質焼結体の製造方法では、多孔質焼結
体の強度が弱く薄物などの高級な炉材製品を製造するこ
とが困難であった。
あるため、その大きさも不揃いであり、微細な気孔が均
一に分散された材料を作ることができなかった。したが
って、従来の多孔質焼結体の製造方法では、多孔質焼結
体の強度が弱く薄物などの高級な炉材製品を製造するこ
とが困難であった。
【０００６】そこで、本発明者等は、前記の問題点であ
る気孔サイズ、気孔分布等の不均一が生じない多孔質焼
結体、特に多孔質マグネシア焼結体について種々研究し
た結果、原料マグネシアに有機質ビーズを混合すること
により初期の課題が解決されることを見出した。
る気孔サイズ、気孔分布等の不均一が生じない多孔質焼
結体、特に多孔質マグネシア焼結体について種々研究し
た結果、原料マグネシアに有機質ビーズを混合すること
により初期の課題が解決されることを見出した。
【０００７】更にマグネシアにアルミナを１０重量％〜
３５重量％を配合することでマグネシアの特性を損なわ
ずに高強度材料が得られることを見出した。本発明は、
これらの知見に基づいて成されたものである。したがっ
て、本発明が解決しようとする課題は、気孔サイズ、気
孔分布の均一で強度に優れた薄物などの高級な炉材製品
を得ることができる多孔質焼結体及びその製造方法を得
ることにある。
３５重量％を配合することでマグネシアの特性を損なわ
ずに高強度材料が得られることを見出した。本発明は、
これらの知見に基づいて成されたものである。したがっ
て、本発明が解決しようとする課題は、気孔サイズ、気
孔分布の均一で強度に優れた薄物などの高級な炉材製品
を得ることができる多孔質焼結体及びその製造方法を得
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記発明が解決するため
の手段は、以下の（１）から（３）の事項によりそれぞ
れ達成される。 （１）アルミナを含むマグネシア焼結体の気孔径が１μ
ｍ〜５０μｍの範囲で気孔形態が微細な球状閉気孔であ
ることを特徴とする多孔質焼結体。
の手段は、以下の（１）から（３）の事項によりそれぞ
れ達成される。 （１）アルミナを含むマグネシア焼結体の気孔径が１μ
ｍ〜５０μｍの範囲で気孔形態が微細な球状閉気孔であ
ることを特徴とする多孔質焼結体。
【０００９】（２）平均粒径１μｍ〜２０μｍの微粉マ
グネシアに平均粒径１μｍ〜２０μｍの微粉アルミナを
１０重量％〜３５重量％を配合した原料に粒径３μｍ〜
５０μｍの有機質ビーズを１容量％〜２０容量％と有機
質バインダーとを添加混合した後、成形し、得られた成
形体を昇温し、１４００℃〜１６００℃の範囲で焼結す
ることを特徴とする多孔質焼結体の製造方法。
グネシアに平均粒径１μｍ〜２０μｍの微粉アルミナを
１０重量％〜３５重量％を配合した原料に粒径３μｍ〜
５０μｍの有機質ビーズを１容量％〜２０容量％と有機
質バインダーとを添加混合した後、成形し、得られた成
形体を昇温し、１４００℃〜１６００℃の範囲で焼結す
ることを特徴とする多孔質焼結体の製造方法。
【００１０】（３）前記第２項記載の昇温において、３
５０℃未満までは、有機質ビーズの添加量が１容量％〜
１０容量％の範囲内で昇温速度は５０℃／時間以下であ
り、有機質ビーズの添加量が１０容量％を越えて２０容
量％までの範囲内では昇温速度は２０℃／時間以下であ
り、更に３５０℃から焼結温度までは昇温速度は２００
℃／時間以下であることを特徴とする多孔質焼結体の製
造方法。
５０℃未満までは、有機質ビーズの添加量が１容量％〜
１０容量％の範囲内で昇温速度は５０℃／時間以下であ
り、有機質ビーズの添加量が１０容量％を越えて２０容
量％までの範囲内では昇温速度は２０℃／時間以下であ
り、更に３５０℃から焼結温度までは昇温速度は２００
℃／時間以下であることを特徴とする多孔質焼結体の製
造方法。
【００１１】以下、本発明を更に詳しく説明する。本発
明の閉気孔又は独立気孔を有する多孔質マグネシアにア
ルミナを配合した焼結体は、気孔サイズ、気孔分布等が
均一であるため、強度に優れており、また微粉マグネシ
アに有機質ビーズを混合して成形したものを１４００℃
〜１６００℃の範囲で焼結するので、気孔サイズ、気孔
分布等が均一のものが得られる。
明の閉気孔又は独立気孔を有する多孔質マグネシアにア
ルミナを配合した焼結体は、気孔サイズ、気孔分布等が
均一であるため、強度に優れており、また微粉マグネシ
アに有機質ビーズを混合して成形したものを１４００℃
〜１６００℃の範囲で焼結するので、気孔サイズ、気孔
分布等が均一のものが得られる。
【００１２】更に焼結温度までの昇温速度を限定したの
で、気孔の形状として揃った球状とすることができると
ともに、一層の気孔サイズ、気孔分布等の均一のものが
得られる。本発明に用いられる原料のマグネシアとして
は、電融マグネシア、マグネシアクリンカー等が使用さ
れる。
で、気孔の形状として揃った球状とすることができると
ともに、一層の気孔サイズ、気孔分布等の均一のものが
得られる。本発明に用いられる原料のマグネシアとして
は、電融マグネシア、マグネシアクリンカー等が使用さ
れる。
【００１３】配合原料としては、アルミナとマグネシア
の組成でアルミナを１０重量％〜３５重量％配合したも
のが使用される。これらのアルミナとマグネシアは、そ
れぞれ粉砕して、平均粒径１μｍ〜２０μｍの粉末原料
とする。更に好ましくは１μｍ〜１０μｍである。
の組成でアルミナを１０重量％〜３５重量％配合したも
のが使用される。これらのアルミナとマグネシアは、そ
れぞれ粉砕して、平均粒径１μｍ〜２０μｍの粉末原料
とする。更に好ましくは１μｍ〜１０μｍである。
【００１４】平均粒径が１μｍより小さいと粉砕コスト
及び粉末原料の取扱の点から好ましくなく、また平均粒
径が２０μｍを越えるときは、成形、焼結により粒界が
大きく残り高強度化が図れない。本発明では、マグネシ
アにアルミナを１０重量％〜３５重量％配合することに
よりマグネシアの特性を失わずに高強度を得ることがで
きる。
及び粉末原料の取扱の点から好ましくなく、また平均粒
径が２０μｍを越えるときは、成形、焼結により粒界が
大きく残り高強度化が図れない。本発明では、マグネシ
アにアルミナを１０重量％〜３５重量％配合することに
よりマグネシアの特性を失わずに高強度を得ることがで
きる。
【００１５】本発明は多孔質焼結体が球状の均一な閉気
孔又は独立気孔を形成するために有機質ビーズを用いる
もので、この有機質ビーズの形状は球形で、粒径が３μ
ｍ〜５０μｍの各種の粒度を有するもので、目的に応じ
て選択することができる。この有機質ビーズの材質とし
ては、各種のものが用いられるが、比較的低温度で分解
し揮散するものが好ましく、例えばメタクリル酸重合体
、スチレン重合体等が良好に用いられる。
孔又は独立気孔を形成するために有機質ビーズを用いる
もので、この有機質ビーズの形状は球形で、粒径が３μ
ｍ〜５０μｍの各種の粒度を有するもので、目的に応じ
て選択することができる。この有機質ビーズの材質とし
ては、各種のものが用いられるが、比較的低温度で分解
し揮散するものが好ましく、例えばメタクリル酸重合体
、スチレン重合体等が良好に用いられる。
【００１６】本発明では、原料のアルミナ配合マグネシ
アに添加する有機質ビーズの添加量は、１容量％〜２０
容量％であり、通常の方法で混合する。有機質ビーズの
添加量が１容量％より少ないときは、均一な気孔ができ
ず、また２０容量％を越えると閉気孔とすることが困難
となる。本発明では、原料のマグネシアに有機質ビーズ
を添加すると共に成形できるようにまたは成形品の取扱
が可能であるように、これらに有機質バインダーを通常
１重量％〜１５重量％添加する。
アに添加する有機質ビーズの添加量は、１容量％〜２０
容量％であり、通常の方法で混合する。有機質ビーズの
添加量が１容量％より少ないときは、均一な気孔ができ
ず、また２０容量％を越えると閉気孔とすることが困難
となる。本発明では、原料のマグネシアに有機質ビーズ
を添加すると共に成形できるようにまたは成形品の取扱
が可能であるように、これらに有機質バインダーを通常
１重量％〜１５重量％添加する。
【００１７】この有機質バインダーとしては、ポリビニ
ルアルコールやポリエチレングリコール（ＰＥＧ）など
の市販の有機質バインダー等が使用される。多孔質焼結
体の気孔の大きさは、１μｍ〜５０μｍの範囲で用いる
ことが好ましく、５０μｍを越えると肉薄製品の場合に
、強度低下が起こり好ましくない。マグネシア焼結体の
場合、体積収縮率が約２０％であるので、有機質ビーズ
のサイズより若干小さな気孔となる。
ルアルコールやポリエチレングリコール（ＰＥＧ）など
の市販の有機質バインダー等が使用される。多孔質焼結
体の気孔の大きさは、１μｍ〜５０μｍの範囲で用いる
ことが好ましく、５０μｍを越えると肉薄製品の場合に
、強度低下が起こり好ましくない。マグネシア焼結体の
場合、体積収縮率が約２０％であるので、有機質ビーズ
のサイズより若干小さな気孔となる。
【００１８】また微細気孔の分布は、焼結体中に均一に
分布させることが重要であり、そのためには原料のマグ
ネシアと有機質ビーズを十分に混合することが必要であ
る。混合には、通常この技術分野において用いられる混
合機が用いられ、また成形には同様にプレス法や押し出
し法等の通常の成形手段が用いられる。更に焼成には、
通常電気炉等が用いられる。
分布させることが重要であり、そのためには原料のマグ
ネシアと有機質ビーズを十分に混合することが必要であ
る。混合には、通常この技術分野において用いられる混
合機が用いられ、また成形には同様にプレス法や押し出
し法等の通常の成形手段が用いられる。更に焼成には、
通常電気炉等が用いられる。
【００１９】本発明の多孔質アルミナ配合マグネシア焼
結体の製造方法において、３５０℃未満までは、有機質
ビーズの添加量が１容量％〜１０容量％の範囲内で昇温
速度が５０℃／時間以下であり、有機質ビーズの添加量
が１０容量％を越えて２０容量％までの範囲内では昇温
速度が２０℃／時間以下であり、更に３５０℃から焼結
温度までは昇温速度が２００℃／時間以下であるのは、
混合された有機質ビーズが、２００℃〜３００℃で分解
し、揮散するため成形体の脱脂は、３５０℃付近までは
ゆっくり昇温させる必要があるためである。
結体の製造方法において、３５０℃未満までは、有機質
ビーズの添加量が１容量％〜１０容量％の範囲内で昇温
速度が５０℃／時間以下であり、有機質ビーズの添加量
が１０容量％を越えて２０容量％までの範囲内では昇温
速度が２０℃／時間以下であり、更に３５０℃から焼結
温度までは昇温速度が２００℃／時間以下であるのは、
混合された有機質ビーズが、２００℃〜３００℃で分解
し、揮散するため成形体の脱脂は、３５０℃付近までは
ゆっくり昇温させる必要があるためである。
【００２０】したがって、昇温速度が大きいと有機質ビ
ーズの分解が急速すぎて、成形体にクラックが入ったり
、膨れ上がる等の弊害が発生し好ましくない。成形体の
焼結温度は、１４００℃〜１６００℃で行なう。本発明
の製造方法で得られた閉気孔又は独立気孔を有する多孔
質マグネシア焼結体は、高級炉材、セッター、サヤ材等
に有用であり、肉薄ものから肉厚の材料まで、各種のも
のに適応できるものである。
ーズの分解が急速すぎて、成形体にクラックが入ったり
、膨れ上がる等の弊害が発生し好ましくない。成形体の
焼結温度は、１４００℃〜１６００℃で行なう。本発明
の製造方法で得られた閉気孔又は独立気孔を有する多孔
質マグネシア焼結体は、高級炉材、セッター、サヤ材等
に有用であり、肉薄ものから肉厚の材料まで、各種のも
のに適応できるものである。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例をもって更に詳しく説
明するが、本発明は、これらの例に限定されるものでは
ない。 実施例 原料であるアルミナ及び電融マグネシアをそれぞれ微粉
砕し、これを分級して平均粒径５μｍのものを得、これ
らを乾式混合する。
明するが、本発明は、これらの例に限定されるものでは
ない。 実施例 原料であるアルミナ及び電融マグネシアをそれぞれ微粉
砕し、これを分級して平均粒径５μｍのものを得、これ
らを乾式混合する。
【００２２】この５μｍのアルミナ混合電融マグネシア
１００ｇにメタクリル酸重合体ビーズを１５容量％添加
し、更に有機質バインダーとしてポリビニルアルコール
を３重量％添加して十分に混合する。
１００ｇにメタクリル酸重合体ビーズを１５容量％添加
し、更に有機質バインダーとしてポリビニルアルコール
を３重量％添加して十分に混合する。
【００２３】このようにして得られた混練物を２００Ｋ
ｇ／ｃｍ２ で加圧してプレス成形した後、これを電気
炉で３５０℃までは２０℃／ｈｒで昇温し、ついで１６
００℃まで１５０℃／ｈｒで昇温した。更に１６００℃
で１時間加熱した。得られた結果を表１に示す。
ｇ／ｃｍ２ で加圧してプレス成形した後、これを電気
炉で３５０℃までは２０℃／ｈｒで昇温し、ついで１６
００℃まで１５０℃／ｈｒで昇温した。更に１６００℃
で１時間加熱した。得られた結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１から明らかなように、気孔の形状は、
球状であり、しかも気孔が均一に分散された焼結体が得
られたばかりでなく、高強度のものが得られた。また曲
げ強度も従来のものに比べ格段に優れたいることが分か
る。本発明の焼結体は、マグネシアの特性を備えている
ため特にセッター材料に有用である。
球状であり、しかも気孔が均一に分散された焼結体が得
られたばかりでなく、高強度のものが得られた。また曲
げ強度も従来のものに比べ格段に優れたいることが分か
る。本発明の焼結体は、マグネシアの特性を備えている
ため特にセッター材料に有用である。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、閉気孔又は独立気孔であるた
め炉材、セッター材、サヤ材等の用途に使用される。ま
た原料のアルミナ配合マグネシアに有機質ビーズを含有
させたものを焼成するので、気孔サイズ、気孔分布等が
均一のものが得られるばかりでなく、高強度に優れ、軽
量な肉薄品の製造が可能であり、その上熱ショックに強
いものが得られる。
め炉材、セッター材、サヤ材等の用途に使用される。ま
た原料のアルミナ配合マグネシアに有機質ビーズを含有
させたものを焼成するので、気孔サイズ、気孔分布等が
均一のものが得られるばかりでなく、高強度に優れ、軽
量な肉薄品の製造が可能であり、その上熱ショックに強
いものが得られる。
【００２７】更に焼結温度までの昇温速度を限定したの
で、気孔の形状として揃った球状とすることができると
ともに、一層の気孔サイズ、気孔分布等の均一のものが
得られる。
で、気孔の形状として揃った球状とすることができると
ともに、一層の気孔サイズ、気孔分布等の均一のものが
得られる。
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミナを含むマグネシア焼結体の気
孔径が１μｍ〜５０μｍの範囲で気孔形態が微細な球状
閉気孔であることを特徴とする多孔質焼結体。 - 【請求項２】 平均粒径１μｍ〜２０μｍの微粉マグ
ネシアに平均粒径１μｍ〜２０μｍの微粉アルミナを１
０重量％〜３５重量％を配合した原料に粒径３μｍ〜５
０μｍの有機質ビーズを１容量％〜２０容量％と有機質
バインダーとを添加混合した後、成形し、得られた成形
体を昇温し、１４００℃〜１６００℃の範囲で焼結する
ことを特徴とする多孔質焼結体の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の昇温において、３５０
℃未満までは、有機質ビーズの添加量が１容量％〜１０
容量％の範囲内で昇温速度は５０℃／時間以下であり、
有機質ビーズの添加量が１０容量％を越えて２０容量％
までの範囲内では昇温速度は２０℃／時間以下であり、
更に３５０℃から焼結温度までは昇温速度は２００℃／
時間以下であることを特徴とする多孔質焼結体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16620391A JPH04367578A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 多孔質焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16620391A JPH04367578A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 多孔質焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367578A true JPH04367578A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15827007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16620391A Withdrawn JPH04367578A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | 多孔質焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04367578A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07223879A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-08-22 | Kanebo Ltd | セラミックス原料 |
| JPH07232974A (ja) * | 1994-02-17 | 1995-09-05 | Kanebo Ltd | 多孔質圧電性セラミックス素子及びその製造方法 |
| JP2002316870A (ja) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Nitsukatoo:Kk | ジルコニア質焼結体からなる熱処理用部材 |
| JP2003040688A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-13 | Nitsukatoo:Kk | 軽量セラミック焼結体 |
| JP2004083371A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | National Institute For Materials Science | セラミックス多孔体の製造方法 |
| JP2006342054A (ja) * | 2006-06-19 | 2006-12-21 | National Institute For Materials Science | セラミックス多孔体 |
| JP2017024987A (ja) * | 2011-09-20 | 2017-02-02 | エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＥｖｏｎｉｋ Ｒｏｅｈｍ ＧｍｂＨ | 軽量セラミック材料の製法 |
-
1991
- 1991-06-12 JP JP16620391A patent/JPH04367578A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07223879A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-08-22 | Kanebo Ltd | セラミックス原料 |
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| JP2017024987A (ja) * | 2011-09-20 | 2017-02-02 | エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＥｖｏｎｉｋ Ｒｏｅｈｍ ＧｍｂＨ | 軽量セラミック材料の製法 |
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