JPH0520385B2 - - Google Patents
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- JPH0520385B2 JPH0520385B2 JP61215010A JP21501086A JPH0520385B2 JP H0520385 B2 JPH0520385 B2 JP H0520385B2 JP 61215010 A JP61215010 A JP 61215010A JP 21501086 A JP21501086 A JP 21501086A JP H0520385 B2 JPH0520385 B2 JP H0520385B2
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- JP
- Japan
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- zircon
- weight
- zirconyl phosphate
- sintered body
- phosphate
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は低膨脹セラミツクスおよびその製造方
法に関するもので、更にくわしくは、耐熱衝撃
性、耐熱性に優れたリン酸ジルコニル・ジルコン
系低膨脹セラミツクスおよびその製造方法に関す
るものである。 （従来の技術） 近年工業技術の進歩に伴い、耐熱性、耐熱衝撃
性に優れた材料の要求が増加している。セラミツ
クスの耐熱衝撃性は、材料の熱膨脹率、熱伝導
率、強度、弾性率、ポアソン比等の特性に影響さ
れると共に、製品の大きさや形状、さらに加熱、
冷却状態即ち熱移動速度にも影響される。 耐熱衝撃性に影響するこれらの諸因子のうち特
に熱膨脹係数の寄与率が大であり、とりわけ、熱
移動速度が大であるときには熱膨張係数のみに大
きく左右されることが知られており、耐熱衝撃性
に優れた低膨脹材料の開発が強く望まれている。 （発明が解決しようとする問題点） 従来、40℃から800℃の間の熱膨張係数が、５
〜20×10-7（１／℃）程度の比較的低膨脹なセラ
ミツク材料としてコージエライト（MAS）、リチ
ウム・アルミニウム・シリケート（LAS）等が
あるが、その融点は前者が1450℃、後者が1423℃
と低く例えば自動車用触媒浄化装置の触媒担体に
用いるセラミツクハニカムの場合、触媒の浄化効
率を高めるために触媒コンバーターの装着位置を
従来のアンダーベツドからエンジン近傍に変更す
るか、または燃費向上、出力向上を目的としてタ
ーボチヤージヤーを装着する等の設計変更によ
り、排気ガス温度が従来より上昇し、これに伴な
い触媒床温度も100〜200℃上昇するため、融点が
高いコージエライト質ハニカム担体でも溶融によ
る目詰りが起る可能性があることがわかり、コー
ジエライトと同等以上の耐熱衝撃性をもち耐熱性
が優れた低膨脹材料の開発が強く望まれていた。 また比較的低熱膨脹で、耐熱性の高いセラミツ
クとしては、ムライト（3Al2O3・2SiO2、熱膨脹
係数：53×10-7／℃、融点：1750℃）、ジルコン
（ZrO2・SiO2、熱膨脹係数：42×10-7／℃、融
点：1720℃）しかなく、共に熱膨脹係数が高く、
耐熱衝撃性が低い欠点を有している。 さらに、リン酸ジルコニルを主成分とする低膨
脹セラミツクの公知例としては、特公昭61−
12867号公報に示されるSiO2／Nb2O5：１〜８モ
ル比混合物を２〜10モル％とAl2O3を１〜６モル
％含む高強度燐酸ジルコニル焼結体や、特開昭60
−21853号公報に示されるリン酸マグネシウムを
焼結助剤として0.5〜６重量％含有するリン酸ジ
ルコニウム低膨脹磁器、さらには名古屋工業大学
窯業技術研究施設年報９P.23〜30（1982）に示さ
れる、MgO，MnO2，Fe2O3，ZnO等の添加剤を
２重量％含有するリン酸ジルコニウムセラミツク
スがあるが、いずれもジルコンを主たる第二相と
して含有せず、この焼結機構が低融点の液相を生
成することによる液相焼結のため耐熱性に難があ
り、上述した要望を満たすことができなかつた。 本発明の目的は上述した不具合を解消して、高
い耐熱性と低い熱膨脹係数を有するリン酸ジルコ
ニル・ジルコン複合焼結体およびその製造方法を
提供しようとするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明の耐熱低膨脹リン酸ジルコニル・ジルコ
ン複合焼結体は、化学組成がZrO2：61.3〜64.0重
量％、P2O5：32.0〜37.1重量％、SiO2：1.6〜4.0
重量％で、主たる結晶相として90重量％以上のリ
ン酸ジルコニル、第二結晶相として５〜10重量％
のジルコンを含み、室温から1400℃までの熱膨脹
係数が30×10-7／℃以下、融点が1600℃以上であ
ることを特徴とするものである。 また、本発明のリン酸ジルコニル・ジルコン複
合焼結体の製造方法は、リン酸ジルコニル
（（ZrO）2P2O7）にジルコン（ZrSiO4）を５〜10
重量％添加混合して焼結することにより、主たる
結晶相がリン酸ジルコニル、第二結晶相としてジ
ルコンを含み、室温から1400℃までの熱膨脹係数
が30×10-7／℃以下、融点が1600℃以上のリン酸
ジルコニル・ジルコン複合焼結体を得ることを特
徴とするものである。 （作用） 上述した構成において、耐熱性が高く比較的低
膨脹であるジルコン（ZrSiO4）を低膨脹セラミ
ツクスであるリン酸ジルコニル（（ZrO）2P2O7）
に共存させ複合体としたもので、40〜1400℃まで
の熱膨脹係数が30×10-7／℃以下で、融点が1600
℃以上であり耐熱性と耐熱衝撃性に優れたセラミ
ツクスを得ることができる。 リン酸ジルコニルに共存させるジルコンは、リ
ン酸ジルコニルの難焼結性を補つて、焼結を促進
する。またリン酸ジルコニルはアルカリ・アルカ
リ土類金属酸化物と低融点の液相を生じ易いた
め、これら不純物が共存すると異常粒成長を起し
て低強度の焼結体となつたり、高温での軟化変形
を起すことがあるが、ジルコンを共存させること
によりこのような異常粒成長や高温での軟化変形
を抑制できる。 本発明の製造法において、リン酸ジルコニルに
ジルコンを５〜10重量％添加すると限定する理由
は、ジルコンが５重量％未満であると所定の強度
を得ることができないともに、10重量％を超える
と熱膨脹係数が大になるためである。 本発明の耐熱低膨脹セラミツクスに含まれるア
ルカリ・アルカリ土類金属酸化物の合量は、0.5
重量％以下であることが耐熱性を改善できるため
好ましい。このため、用いる原料としては、焼結
体中のアルカリ・アルカリ土類金属酸化物量を限
定するためにアルカリ・アルカリ土類金属酸化物
の含量がそれぞれ0.5重量％以下である、リン酸
ジルコニル原料およびジルコン原料が好ましい。 リン酸ジルコニル原料のZrO2／P2O5モル比は
1.80〜2.00であることが好ましい。このようなモ
ル比に限定したリン酸ジルコニル原料を用いるこ
とにより、焼結体中のｍ−ZrO2の析出を抑制す
ることができ、焼結体の熱膨脹係数を小さくで
き、さらに析出したｍ−ZrO2の相変態による異
常膨脹収縮を抑制できる。析出したｍ−ZrO2の
異常膨脹収縮は、約1000℃の温度で可逆的に起る
ため、熱サイクル下での使用時に焼結体に損傷を
与え、低強度化、マイクロクラツクの生長による
寸法変化を起し実用上非常に有害である。 （実施例） 以下本発明の実施例について説明する。 第１表に記載する調合割合に従つて予め粒度調
整された、リン酸ジルコニル、ジルコン、マグネ
シア、ムライト、リン酸アルミニウム、アルミ
ナ、スピネル、カオリン、シリカを混合した。リ
ン酸ジルコニルの粒度調整には、直径約５mmの
ZrO2焼結体玉石を充填した振動ミル、ポツトミ
ルまたはアトライターを使用した。ZrO2焼結体
玉石はMgOで安定化されたものとY2O3使用し
た。使用した玉石の化学組成を第２表に示す。ま
た用いた原料の化学分析値を第３表に示す。 第１表に示す調合物の混合物100重量部に10％
PVA水溶液を５重量部添加して充分に混合し、
25×80×６mmの金型にて100Kg／cm2の圧力でプレ
ス成形後、2ton／cm2の圧力にてラバープレスを行
ない乾燥させた。この成形体を乾燥後、大気中電
気炉にて第１表に示す条件にて焼成した。昇温速
度は５℃／ｈ〜1700℃／ｈであつた。焼成後、こ
の焼結体をJIS R1601（1981）に示される３×４
×40mmの抗析試験片に加工し、40〜1400℃までの
熱膨脹係数、４点曲強度、自重軟化量、開気孔
率、融点を測定した。熱膨脹係数の測定には、高
純度アルミナ焼結体を用いた押棒示差式熱膨脹計
を使用した。測定温度範囲は40〜1400℃である。
４点曲強度はJIS R1601に示される方法に従つて
測定した。自重軟化量は、第７図に示される30mm
の巾の支えの間に、前期３×４×40mmの抗析試験
片を置き大気中にて1300℃×5hの熱処理を行な
いその時の自重変形量Δxを測定することにより
次式にて求めた。 自重軟化率＝Δx／×100（％） 開気孔率はアルキメデス法により測定した。融
点は、３×４×５mmの形状に切出した焼結体を
1650℃の電気炉中にて10分間熱処理し、溶融する
かどうかを目視にて判断した。また焼結体の結晶
相量は、ジルコン（ZrSiO4）の（101）面反射ピ
ーク及びリン酸ジルコニル*（β（ZrO）2P2O7）の
（002）面反射ピーク値を用いて定量した。その他
の異種結晶相については、その有無のみをＸ線回
析図形により同定した。 ＊ Communication of the American
Ceramic Society，ｃ−80（1984）
法に関するもので、更にくわしくは、耐熱衝撃
性、耐熱性に優れたリン酸ジルコニル・ジルコン
系低膨脹セラミツクスおよびその製造方法に関す
るものである。 （従来の技術） 近年工業技術の進歩に伴い、耐熱性、耐熱衝撃
性に優れた材料の要求が増加している。セラミツ
クスの耐熱衝撃性は、材料の熱膨脹率、熱伝導
率、強度、弾性率、ポアソン比等の特性に影響さ
れると共に、製品の大きさや形状、さらに加熱、
冷却状態即ち熱移動速度にも影響される。 耐熱衝撃性に影響するこれらの諸因子のうち特
に熱膨脹係数の寄与率が大であり、とりわけ、熱
移動速度が大であるときには熱膨張係数のみに大
きく左右されることが知られており、耐熱衝撃性
に優れた低膨脹材料の開発が強く望まれている。 （発明が解決しようとする問題点） 従来、40℃から800℃の間の熱膨張係数が、５
〜20×10-7（１／℃）程度の比較的低膨脹なセラ
ミツク材料としてコージエライト（MAS）、リチ
ウム・アルミニウム・シリケート（LAS）等が
あるが、その融点は前者が1450℃、後者が1423℃
と低く例えば自動車用触媒浄化装置の触媒担体に
用いるセラミツクハニカムの場合、触媒の浄化効
率を高めるために触媒コンバーターの装着位置を
従来のアンダーベツドからエンジン近傍に変更す
るか、または燃費向上、出力向上を目的としてタ
ーボチヤージヤーを装着する等の設計変更によ
り、排気ガス温度が従来より上昇し、これに伴な
い触媒床温度も100〜200℃上昇するため、融点が
高いコージエライト質ハニカム担体でも溶融によ
る目詰りが起る可能性があることがわかり、コー
ジエライトと同等以上の耐熱衝撃性をもち耐熱性
が優れた低膨脹材料の開発が強く望まれていた。 また比較的低熱膨脹で、耐熱性の高いセラミツ
クとしては、ムライト（3Al2O3・2SiO2、熱膨脹
係数：53×10-7／℃、融点：1750℃）、ジルコン
（ZrO2・SiO2、熱膨脹係数：42×10-7／℃、融
点：1720℃）しかなく、共に熱膨脹係数が高く、
耐熱衝撃性が低い欠点を有している。 さらに、リン酸ジルコニルを主成分とする低膨
脹セラミツクの公知例としては、特公昭61−
12867号公報に示されるSiO2／Nb2O5：１〜８モ
ル比混合物を２〜10モル％とAl2O3を１〜６モル
％含む高強度燐酸ジルコニル焼結体や、特開昭60
−21853号公報に示されるリン酸マグネシウムを
焼結助剤として0.5〜６重量％含有するリン酸ジ
ルコニウム低膨脹磁器、さらには名古屋工業大学
窯業技術研究施設年報９P.23〜30（1982）に示さ
れる、MgO，MnO2，Fe2O3，ZnO等の添加剤を
２重量％含有するリン酸ジルコニウムセラミツク
スがあるが、いずれもジルコンを主たる第二相と
して含有せず、この焼結機構が低融点の液相を生
成することによる液相焼結のため耐熱性に難があ
り、上述した要望を満たすことができなかつた。 本発明の目的は上述した不具合を解消して、高
い耐熱性と低い熱膨脹係数を有するリン酸ジルコ
ニル・ジルコン複合焼結体およびその製造方法を
提供しようとするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明の耐熱低膨脹リン酸ジルコニル・ジルコ
ン複合焼結体は、化学組成がZrO2：61.3〜64.0重
量％、P2O5：32.0〜37.1重量％、SiO2：1.6〜4.0
重量％で、主たる結晶相として90重量％以上のリ
ン酸ジルコニル、第二結晶相として５〜10重量％
のジルコンを含み、室温から1400℃までの熱膨脹
係数が30×10-7／℃以下、融点が1600℃以上であ
ることを特徴とするものである。 また、本発明のリン酸ジルコニル・ジルコン複
合焼結体の製造方法は、リン酸ジルコニル
（（ZrO）2P2O7）にジルコン（ZrSiO4）を５〜10
重量％添加混合して焼結することにより、主たる
結晶相がリン酸ジルコニル、第二結晶相としてジ
ルコンを含み、室温から1400℃までの熱膨脹係数
が30×10-7／℃以下、融点が1600℃以上のリン酸
ジルコニル・ジルコン複合焼結体を得ることを特
徴とするものである。 （作用） 上述した構成において、耐熱性が高く比較的低
膨脹であるジルコン（ZrSiO4）を低膨脹セラミ
ツクスであるリン酸ジルコニル（（ZrO）2P2O7）
に共存させ複合体としたもので、40〜1400℃まで
の熱膨脹係数が30×10-7／℃以下で、融点が1600
℃以上であり耐熱性と耐熱衝撃性に優れたセラミ
ツクスを得ることができる。 リン酸ジルコニルに共存させるジルコンは、リ
ン酸ジルコニルの難焼結性を補つて、焼結を促進
する。またリン酸ジルコニルはアルカリ・アルカ
リ土類金属酸化物と低融点の液相を生じ易いた
め、これら不純物が共存すると異常粒成長を起し
て低強度の焼結体となつたり、高温での軟化変形
を起すことがあるが、ジルコンを共存させること
によりこのような異常粒成長や高温での軟化変形
を抑制できる。 本発明の製造法において、リン酸ジルコニルに
ジルコンを５〜10重量％添加すると限定する理由
は、ジルコンが５重量％未満であると所定の強度
を得ることができないともに、10重量％を超える
と熱膨脹係数が大になるためである。 本発明の耐熱低膨脹セラミツクスに含まれるア
ルカリ・アルカリ土類金属酸化物の合量は、0.5
重量％以下であることが耐熱性を改善できるため
好ましい。このため、用いる原料としては、焼結
体中のアルカリ・アルカリ土類金属酸化物量を限
定するためにアルカリ・アルカリ土類金属酸化物
の含量がそれぞれ0.5重量％以下である、リン酸
ジルコニル原料およびジルコン原料が好ましい。 リン酸ジルコニル原料のZrO2／P2O5モル比は
1.80〜2.00であることが好ましい。このようなモ
ル比に限定したリン酸ジルコニル原料を用いるこ
とにより、焼結体中のｍ−ZrO2の析出を抑制す
ることができ、焼結体の熱膨脹係数を小さくで
き、さらに析出したｍ−ZrO2の相変態による異
常膨脹収縮を抑制できる。析出したｍ−ZrO2の
異常膨脹収縮は、約1000℃の温度で可逆的に起る
ため、熱サイクル下での使用時に焼結体に損傷を
与え、低強度化、マイクロクラツクの生長による
寸法変化を起し実用上非常に有害である。 （実施例） 以下本発明の実施例について説明する。 第１表に記載する調合割合に従つて予め粒度調
整された、リン酸ジルコニル、ジルコン、マグネ
シア、ムライト、リン酸アルミニウム、アルミ
ナ、スピネル、カオリン、シリカを混合した。リ
ン酸ジルコニルの粒度調整には、直径約５mmの
ZrO2焼結体玉石を充填した振動ミル、ポツトミ
ルまたはアトライターを使用した。ZrO2焼結体
玉石はMgOで安定化されたものとY2O3使用し
た。使用した玉石の化学組成を第２表に示す。ま
た用いた原料の化学分析値を第３表に示す。 第１表に示す調合物の混合物100重量部に10％
PVA水溶液を５重量部添加して充分に混合し、
25×80×６mmの金型にて100Kg／cm2の圧力でプレ
ス成形後、2ton／cm2の圧力にてラバープレスを行
ない乾燥させた。この成形体を乾燥後、大気中電
気炉にて第１表に示す条件にて焼成した。昇温速
度は５℃／ｈ〜1700℃／ｈであつた。焼成後、こ
の焼結体をJIS R1601（1981）に示される３×４
×40mmの抗析試験片に加工し、40〜1400℃までの
熱膨脹係数、４点曲強度、自重軟化量、開気孔
率、融点を測定した。熱膨脹係数の測定には、高
純度アルミナ焼結体を用いた押棒示差式熱膨脹計
を使用した。測定温度範囲は40〜1400℃である。
４点曲強度はJIS R1601に示される方法に従つて
測定した。自重軟化量は、第７図に示される30mm
の巾の支えの間に、前期３×４×40mmの抗析試験
片を置き大気中にて1300℃×5hの熱処理を行な
いその時の自重変形量Δxを測定することにより
次式にて求めた。 自重軟化率＝Δx／×100（％） 開気孔率はアルキメデス法により測定した。融
点は、３×４×５mmの形状に切出した焼結体を
1650℃の電気炉中にて10分間熱処理し、溶融する
かどうかを目視にて判断した。また焼結体の結晶
相量は、ジルコン（ZrSiO4）の（101）面反射ピ
ーク及びリン酸ジルコニル*（β（ZrO）2P2O7）の
（002）面反射ピーク値を用いて定量した。その他
の異種結晶相については、その有無のみをＸ線回
析図形により同定した。 ＊ Communication of the American
Ceramic Society，ｃ−80（1984）
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第１表に示す実施例１〜２、比較例６〜23の結
果より、ZrO2：61.3〜64.0重量％、P2O5：32.0〜
37.1重量％、SiO2：1.6〜4.0重量％で、主たる結
晶相として90重量％以上のリン酸ジルコニル、第
二結晶相として５〜10重量％のジルコンを含み、
室温から1400℃までの熱膨脹係数が30×10-7／℃
以下、融点が1600℃以上の焼結体が得られた。ま
たそのような焼結体はリン酸ジルコニルにジルコ
ンを５〜10重量％添加した調合割合の混合物を第
１表に示す焼成条件にて焼結させた時に得られ
た。第１図にジルコン添加量と熱膨脹係数の関係
を、第２図にジルコン添加量と４点曲強度の関係
を示す。 さらに、焼結体中のアルカリ・アルカリ土類酸
化物の合量が0.5％を超えると1300℃での自重軟
化率が増大し、耐熱性が低下することが、リン酸
ジルコニル・ジルコン複合焼結体の1300℃におけ
る自重軟化率とアルカリ・アルカリ土類酸化物合
量との関係を示す第３図より明らかである。この
ような焼結体を得るためには、リン酸ジルコニル
及びジルコン原料に含まれるアルカリ・アルカリ
土類金属酸化物の合量が0.5重量％以下であるこ
とが必要である。 また、リン酸ジルコニル原料のZrO2とP2O5の
モル比を1.80〜2.00の範囲に制御することも重要
で、この値が2.00を超えると単斜晶のZrO2が析出
し焼結体の熱膨脹係数を増大させたり、単斜晶
ZrO2の正方晶への相変態による急激な収縮や、
正方晶から単斜晶へ相変態するときの急激な膨脹
のために焼結体に重大なダイメージを与えるた
め、実用上使用できない。また、この値が1.80よ
り小である場合には（ZrO）2P2O7相の析出が充分
でないため、焼結体の熱膨脹係数が増大し、低膨
脹材料として使用できない。第４図にZrO2／P2
O5モル比と熱膨脹係数との関係を示す。 第５図に比較例６のリン酸ジルコニル・ジルコ
ン複合焼結体のＸ線回析図形を示す。結晶相の主
成分がリン酸ジルコニル、第２結晶相がジルコン
であることが分る。 第６図は比較例６のリン酸ジルコニル・ジルコ
ン複合焼結体の熱膨脹曲線で室温から1400℃ま
で、軟化を起していない様子が分る。 （発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の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法によれば、
ZrO2：61.3〜64.0重量％、P2O5：32.0〜37.1重量
％、SiO2：1.6〜4.0重量％で、主たる結晶相とし
て90重量％以上のリン酸ジルコニル、第二結晶相
として５〜10重量％のジルコンを含ませることに
より、室温から1400℃までの温度範囲で30×10-7
以下の低膨脹性と、1600℃以上の融点を有する耐
熱低膨脹セラミツクスを得ることができる。 そのためその応用範囲は耐熱衝撃性の要求され
る低膨脹材料として広く、例えば押出成形等によ
りハニカム構造体に成形した場合には回転蓄熱式
セラミツク熱交換体や、伝熱式熱交換体、さら
に、泥漿鋳込成形法やプレス成形法、射出成形法
等により成形されるセラミツクターボチヤージヤ
ーローター用ハウジングまたはエンジンマニホー
ルド内の断熱材等、充分な実用性を備えている。
果より、ZrO2：61.3〜64.0重量％、P2O5：32.0〜
37.1重量％、SiO2：1.6〜4.0重量％で、主たる結
晶相として90重量％以上のリン酸ジルコニル、第
二結晶相として５〜10重量％のジルコンを含み、
室温から1400℃までの熱膨脹係数が30×10-7／℃
以下、融点が1600℃以上の焼結体が得られた。ま
たそのような焼結体はリン酸ジルコニルにジルコ
ンを５〜10重量％添加した調合割合の混合物を第
１表に示す焼成条件にて焼結させた時に得られ
た。第１図にジルコン添加量と熱膨脹係数の関係
を、第２図にジルコン添加量と４点曲強度の関係
を示す。 さらに、焼結体中のアルカリ・アルカリ土類酸
化物の合量が0.5％を超えると1300℃での自重軟
化率が増大し、耐熱性が低下することが、リン酸
ジルコニル・ジルコン複合焼結体の1300℃におけ
る自重軟化率とアルカリ・アルカリ土類酸化物合
量との関係を示す第３図より明らかである。この
ような焼結体を得るためには、リン酸ジルコニル
及びジルコン原料に含まれるアルカリ・アルカリ
土類金属酸化物の合量が0.5重量％以下であるこ
とが必要である。 また、リン酸ジルコニル原料のZrO2とP2O5の
モル比を1.80〜2.00の範囲に制御することも重要
で、この値が2.00を超えると単斜晶のZrO2が析出
し焼結体の熱膨脹係数を増大させたり、単斜晶
ZrO2の正方晶への相変態による急激な収縮や、
正方晶から単斜晶へ相変態するときの急激な膨脹
のために焼結体に重大なダイメージを与えるた
め、実用上使用できない。また、この値が1.80よ
り小である場合には（ZrO）2P2O7相の析出が充分
でないため、焼結体の熱膨脹係数が増大し、低膨
脹材料として使用できない。第４図にZrO2／P2
O5モル比と熱膨脹係数との関係を示す。 第５図に比較例６のリン酸ジルコニル・ジルコ
ン複合焼結体のＸ線回析図形を示す。結晶相の主
成分がリン酸ジルコニル、第２結晶相がジルコン
であることが分る。 第６図は比較例６のリン酸ジルコニル・ジルコ
ン複合焼結体の熱膨脹曲線で室温から1400℃ま
で、軟化を起していない様子が分る。 （発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の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法によれば、
ZrO2：61.3〜64.0重量％、P2O5：32.0〜37.1重量
％、SiO2：1.6〜4.0重量％で、主たる結晶相とし
て90重量％以上のリン酸ジルコニル、第二結晶相
として５〜10重量％のジルコンを含ませることに
より、室温から1400℃までの温度範囲で30×10-7
以下の低膨脹性と、1600℃以上の融点を有する耐
熱低膨脹セラミツクスを得ることができる。 そのためその応用範囲は耐熱衝撃性の要求され
る低膨脹材料として広く、例えば押出成形等によ
りハニカム構造体に成形した場合には回転蓄熱式
セラミツク熱交換体や、伝熱式熱交換体、さら
に、泥漿鋳込成形法やプレス成形法、射出成形法
等により成形されるセラミツクターボチヤージヤ
ーローター用ハウジングまたはエンジンマニホー
ルド内の断熱材等、充分な実用性を備えている。
第１図、はリン酸ジルコニル・ジルコン複合焼
結体の熱膨脹係数のジルコン添加量依存性を示す
図、第２図は、リン酸ジルコニル・ジルコン複合
焼結体の４点曲強度のジルコン添加量依存性を示
す図、第３図は、リン酸ジルコニル・ジルコン複
合焼結体の1300℃における自重軟化率と、アルカ
リ・アルカリ土類酸化物合量との関係を示す図、
第４図は、リン酸ジルコニル・ジルコン複合焼結
体の製造に用いるリン酸ジルコニル原料の
ZrO2／P2O5モル比とリン酸ジルコニル・ジルコ
ン複合焼結体の熱膨脹係数の関係を示す図、第５
図は、比較例６のリン酸ジルコニル・ジルコン複
合焼結体のＸ線回析図形を示す図、第６図は、比
較例６のリン酸ジルコニル・ジルコン複合焼結体
の熱膨脹曲線を示す図、第７図は自重軟化率の測
定方法を示す図である。
結体の熱膨脹係数のジルコン添加量依存性を示す
図、第２図は、リン酸ジルコニル・ジルコン複合
焼結体の４点曲強度のジルコン添加量依存性を示
す図、第３図は、リン酸ジルコニル・ジルコン複
合焼結体の1300℃における自重軟化率と、アルカ
リ・アルカリ土類酸化物合量との関係を示す図、
第４図は、リン酸ジルコニル・ジルコン複合焼結
体の製造に用いるリン酸ジルコニル原料の
ZrO2／P2O5モル比とリン酸ジルコニル・ジルコ
ン複合焼結体の熱膨脹係数の関係を示す図、第５
図は、比較例６のリン酸ジルコニル・ジルコン複
合焼結体のＸ線回析図形を示す図、第６図は、比
較例６のリン酸ジルコニル・ジルコン複合焼結体
の熱膨脹曲線を示す図、第７図は自重軟化率の測
定方法を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 化学組成がZrO2：61.3〜64.0重量％、P2O5：
32.0〜37.1重量％、SiO2：1.6〜4.0重量％で、主
たる結晶相として90重量％以上のリン酸ジルコニ
ル、第二結晶相として５〜10重量％のジルコンを
含み、室温から1400℃までの熱膨脹係数が30×
10-7／℃以下、融点が1600℃以上であることを特
徴とする耐熱低膨張リン酸ジルコニル・ジルコン
複合焼結体。 ２ アルカリ・アルカリ土類金属酸化物の合量が
0.5重量％以下である特許請求の範囲第１項記載
の耐熱低膨張リン酸ジルコニル・ジルコン複合焼
結体。 ３ リン酸ジルコニル（（ZrO）2P2O7）にジルコ
ン（ZrSiO4）を５〜10重量％添加混合して焼結
することにより、主たる結晶相がリン酸ジルコニ
ル、第二結晶相としてジルコンを含み、室温から
1400℃までの熱膨脹係数が30×10-7／℃以下、融
点が1600℃以上のリン酸ジルコニル・ジルコン複
合焼結体を得ることを特徴とするリン酸ジルコニ
ル・ジルコン複合焼結体の製造方法。 ４ アルカリ・アルカリ土類金属酸化物の含量が
それぞれ0.5重量％以下であるリン酸ジルコニル
およびジルコン原料を用いる特許請求の範囲第３
項記載のリン酸ジルコニル・ジルコン複合焼結体
の製造方法。 ５ リン酸ジルコニル原料のZrO2／P2O5モル比
が1.80〜2.00の値である特許請求の範囲第３項記
載のリン酸ジルコニル・ジルコン複合焼結体の製
造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215010A JPS6374958A (ja) | 1986-09-13 | 1986-09-13 | 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 |
| US07/094,743 US4883781A (en) | 1986-09-13 | 1987-09-09 | Heat resisting low expansion zirconyl phosphate-zircon composite |
| EP87308063A EP0260893B1 (en) | 1986-09-13 | 1987-09-11 | Heat resisting low expansion zirconyl phosphate-zircon composite bodies and process for producing the same |
| DE8787308063T DE3778102D1 (de) | 1986-09-13 | 1987-09-11 | Waermebestaendige zirkonylphosphat-zirkoniumsilikat-verbundkoerper mit niedriger ausdehnung und verfahren zu ihrer herstellung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215010A JPS6374958A (ja) | 1986-09-13 | 1986-09-13 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6374958A JPS6374958A (ja) | 1988-04-05 |
| JPH0520385B2 true JPH0520385B2 (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16665218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61215010A Granted JPS6374958A (ja) | 1986-09-13 | 1986-09-13 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6374958A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340757A (ja) * | 1986-08-01 | 1988-02-22 | 日本セラミツクス株式会社 | 低膨脹性高強度セラミック |
-
1986
- 1986-09-13 JP JP61215010A patent/JPS6374958A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6374958A (ja) | 1988-04-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |