JPH0657842B2 - 粉末焼結法 - Google Patents
粉末焼結法Info
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- JPH0657842B2 JPH0657842B2 JP60037562A JP3756285A JPH0657842B2 JP H0657842 B2 JPH0657842 B2 JP H0657842B2 JP 60037562 A JP60037562 A JP 60037562A JP 3756285 A JP3756285 A JP 3756285A JP H0657842 B2 JPH0657842 B2 JP H0657842B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属もしくは金属の酸化物、炭化物、窒化
物、硼化物等のセラミツクス材の粉体、又はこれ等の中
から用途に応じて任意に選定した２以上の種類の粉体に
結合剤を添加混合して成形した焼結用混合組成物を焼結
する粉末焼結法に係わり、特に、最終焼結を行なう前の
前処理として、前記焼結用混合組成物から前記結合剤を
除去処理する方法に関する。
物、硼化物等のセラミツクス材の粉体、又はこれ等の中
から用途に応じて任意に選定した２以上の種類の粉体に
結合剤を添加混合して成形した焼結用混合組成物を焼結
する粉末焼結法に係わり、特に、最終焼結を行なう前の
前処理として、前記焼結用混合組成物から前記結合剤を
除去処理する方法に関する。
在来の前記金属もしくはセラミックス材などまたはこれ
らの混合組成物の焼結は、組成成分の所要の粉体を混練
し均一にしたものを型内に充填し加圧し、通電によるジ
ュール熱等で加熱して焼結を行つていた。他の方法とし
ては通電によらないで型中で成形した混合粉体組成物を
炉中で加熱し加圧し焼結する方法が用いられた。
らの混合組成物の焼結は、組成成分の所要の粉体を混練
し均一にしたものを型内に充填し加圧し、通電によるジ
ュール熱等で加熱して焼結を行つていた。他の方法とし
ては通電によらないで型中で成形した混合粉体組成物を
炉中で加熱し加圧し焼結する方法が用いられた。
これらの方法で焼結する際には、結合剤には焼結後に成
形体中に残存しないか残存しても害にならない化学物質
を用途に応じて選定して使用しなければならないし、他
の適当な補助剤または溶剤を使用しなければならない場
合もある。例えば金属とセラミツクの混合組成粉体を成
形し焼結する場合は、通常の結合剤として多く用いられ
る合成樹脂は加熱をし気化させ除去してから焼結しなけ
れば、分解炭素が不安定で不確実に焼結体中に残存する
欠点がある。この欠点を除くには型中の混合組成粉体を
300〜600℃に加熱し分解し発生する基体を排出させた後
に焼結成形をしなければならないが、この前処理として
行なう結合剤の除去処理にかなりの時間を要していた。
又、特に結合剤として水等の液体を用いるセラミックス
製造の場合は、従来のような大気中で自然乾燥あるいは
高温空気流や炉中での加熱乾燥では結合剤を除去して乾
燥させる処理に長時間を要していた。
形体中に残存しないか残存しても害にならない化学物質
を用途に応じて選定して使用しなければならないし、他
の適当な補助剤または溶剤を使用しなければならない場
合もある。例えば金属とセラミツクの混合組成粉体を成
形し焼結する場合は、通常の結合剤として多く用いられ
る合成樹脂は加熱をし気化させ除去してから焼結しなけ
れば、分解炭素が不安定で不確実に焼結体中に残存する
欠点がある。この欠点を除くには型中の混合組成粉体を
300〜600℃に加熱し分解し発生する基体を排出させた後
に焼結成形をしなければならないが、この前処理として
行なう結合剤の除去処理にかなりの時間を要していた。
又、特に結合剤として水等の液体を用いるセラミックス
製造の場合は、従来のような大気中で自然乾燥あるいは
高温空気流や炉中での加熱乾燥では結合剤を除去して乾
燥させる処理に長時間を要していた。
本発明は、このような問題点に鑑み、焼結用混合組成物
から結合剤を除去処理する前処理を短時間に効率良く行
なえるようにすることを目的とする。
から結合剤を除去処理する前処理を短時間に効率良く行
なえるようにすることを目的とする。
この目的を達成するため、本発明の粉末焼結法は、最終
焼結を行なう前の前処理として、焼結用混合組成物に対
し、マイクロウェーブを加えさらに静電界を加えて加熱
することにより結合剤を除去する処理を行なうことを特
徴とする。
焼結を行なう前の前処理として、焼結用混合組成物に対
し、マイクロウェーブを加えさらに静電界を加えて加熱
することにより結合剤を除去する処理を行なうことを特
徴とする。
静電界を加えた状態でマイクロ波を照射することによ
り、単にマイクロ波を加える場合よりも加熱が促進され
短時間に結合剤の除去処理を行なうことができる。
り、単にマイクロ波を加える場合よりも加熱が促進され
短時間に結合剤の除去処理を行なうことができる。
静電界を加えることにより加熱が促進される理由は次の
ように考えられる。
ように考えられる。
即ち、マイクロ波領域の電磁波を吸収して回転スペクト
ルを生じるためには、分子が双極子を持つことが必要で
あり、双極子モーメントの大小が回転準位の遷移による
マイクロ波の吸収に関係している。従って、静電界の付
与により分子の双極子モーメントが形成あるいは増大さ
れるため、この結果、マイクロ波の吸収が促進されて加
熱が短時間に行なわれるものと考えられる。
ルを生じるためには、分子が双極子を持つことが必要で
あり、双極子モーメントの大小が回転準位の遷移による
マイクロ波の吸収に関係している。従って、静電界の付
与により分子の双極子モーメントが形成あるいは増大さ
れるため、この結果、マイクロ波の吸収が促進されて加
熱が短時間に行なわれるものと考えられる。
例えば混合組成物粉体として次の組成のものを用いる。
すなわち、カオリン36％、長石33％、硅砂22％、残部石
灰石に、水23％を加え、よく混練して均一分散混合組成
物を、所定の成形型内で加圧し成形して焼結用混合組成
物を形成する。
すなわち、カオリン36％、長石33％、硅砂22％、残部石
灰石に、水23％を加え、よく混練して均一分散混合組成
物を、所定の成形型内で加圧し成形して焼結用混合組成
物を形成する。
実施例１ 本発明の一実施例について第１図について説明する。内
部を大気圧または減圧した処理容器１内に挿入した絶縁
材２内に支持されたプラス電極線４の先端部８と、同じ
処理容器１内に挿入した焼結材である前記混合組成物６
とを相対向して静電界を形成させる。前記混合組成物６
は絶縁材３内に支持されたマイナス電極線５に連結させ
る。容器１の内部は大気圧または減圧し所要気圧に維持
するように真空ポンプ７を付設し、マイクロウエーブを
加えるためのマグネトロン９を付設してある。
部を大気圧または減圧した処理容器１内に挿入した絶縁
材２内に支持されたプラス電極線４の先端部８と、同じ
処理容器１内に挿入した焼結材である前記混合組成物６
とを相対向して静電界を形成させる。前記混合組成物６
は絶縁材３内に支持されたマイナス電極線５に連結させ
る。容器１の内部は大気圧または減圧し所要気圧に維持
するように真空ポンプ７を付設し、マイクロウエーブを
加えるためのマグネトロン９を付設してある。
前記焼結用混合組成物６に対し、マグネトロン９で2450
MHz、0.008kW/Kg電力密度を加えて加熱する。約１時間
の加熱で組成物６の温度は110℃になつた。その時の重
量は当初のものの80％となり、前処理済混合組成体とな
つた。当初の混合物中に結合剤として加えて使用した水
が除去された結果である。次に電力密度を0.1kW/Kgにし
て、これを休止時間を置いて間歇的に加えて乾燥（この
とき、オンが１分でオフが５分で行い）をした場合は約
48分間で当初重量の78％になつた。さらにこれに加えて
1.5KV/cmの静電界を加えた場合は約３８分間で当初重量
の80％になつた。また3.0KV/cmの静電界を加えた場合は
約32分で同じ乾燥状態に達した。このように前処理方法
として、マイクロウエーブ及び静電界を加えることで比
較的短時間の加熱で結合剤を乾燥除去することができ
た。これらの一連の試験の結果として、マイクロウエー
ブを加えて乾燥させた場合は従来の加熱乾燥をさせた場
合に比して約1/2の時間以内で、さらに静電界を加えて
乾燥させた場合は約1/3の時間以内で、結合剤として用
いた水を除去して所要の乾燥状態とすることができた。
MHz、0.008kW/Kg電力密度を加えて加熱する。約１時間
の加熱で組成物６の温度は110℃になつた。その時の重
量は当初のものの80％となり、前処理済混合組成体とな
つた。当初の混合物中に結合剤として加えて使用した水
が除去された結果である。次に電力密度を0.1kW/Kgにし
て、これを休止時間を置いて間歇的に加えて乾燥（この
とき、オンが１分でオフが５分で行い）をした場合は約
48分間で当初重量の78％になつた。さらにこれに加えて
1.5KV/cmの静電界を加えた場合は約３８分間で当初重量
の80％になつた。また3.0KV/cmの静電界を加えた場合は
約32分で同じ乾燥状態に達した。このように前処理方法
として、マイクロウエーブ及び静電界を加えることで比
較的短時間の加熱で結合剤を乾燥除去することができ
た。これらの一連の試験の結果として、マイクロウエー
ブを加えて乾燥させた場合は従来の加熱乾燥をさせた場
合に比して約1/2の時間以内で、さらに静電界を加えて
乾燥させた場合は約1/3の時間以内で、結合剤として用
いた水を除去して所要の乾燥状態とすることができた。
こうして得た乾燥組成物を焼結して気孔のない高密度な
良好な焼結体を得ることができた。
良好な焼結体を得ることができた。
真空もしくは減圧雰囲気中で行つた試験について説明す
る。容器１の内部を減圧して５トルとし、マイクロウエ
ーブ、2745MHz、0.008kW/Kgと電界１KV/cmでグロー放電
を起こして乾燥したときは前記実施例１のものが約19分
で同様に乾燥できた。
る。容器１の内部を減圧して５トルとし、マイクロウエ
ーブ、2745MHz、0.008kW/Kgと電界１KV/cmでグロー放電
を起こして乾燥したときは前記実施例１のものが約19分
で同様に乾燥できた。
こうして容器１の内部を減圧し、マイクロウエーブと静
電界を加えグロー放電を発生させた場合は、減圧しない
場合に比較し、乾燥時間をより短縮することができた。
電界を加えグロー放電を発生させた場合は、減圧しない
場合に比較し、乾燥時間をより短縮することができた。
すでに説明したように、本発明は粉末体と結合剤との混
合組成物を焼結をする場合の前処理として、マイクロウ
エーブを加え、さらに静電界を加えることによつて容易
に短時間に結合剤を所要状態にまで除去して乾燥させる
ことができ、乾燥時間をきわめて顕著に低減することが
できる。したがつて焼結作業を容易にし、乾燥時間ひい
ては作業時間を著しく短縮することができる。そしてこ
の結合剤を飛散除去したものを本焼結することにより気
孔のない高密度の焼結体が得られることが確認できた。
合組成物を焼結をする場合の前処理として、マイクロウ
エーブを加え、さらに静電界を加えることによつて容易
に短時間に結合剤を所要状態にまで除去して乾燥させる
ことができ、乾燥時間をきわめて顕著に低減することが
できる。したがつて焼結作業を容易にし、乾燥時間ひい
ては作業時間を著しく短縮することができる。そしてこ
の結合剤を飛散除去したものを本焼結することにより気
孔のない高密度の焼結体が得られることが確認できた。
第１図は本発明を実施する一例示説明図。 １…処理容器、７…真空ポンプ ２，３…絶縁物、８…電極端 ４，５…電極線、９…マグネトロン ６…焼結材（焼結用混合組成物）
Claims (3)
- 【請求項１】金属もしくは金属の酸化物、炭化物、窒化
物、硼化物等のセラミックス材の粉体、又はこれ等の中
から用途に応じて任意に選定した２以上の種類の粉体と
結合剤とを混合した焼結用混合組成物に対し、最終焼結
を行なう前の前処理として、マイクロウェーブを加えさ
らに静電界を加えて加熱することにより前記結合剤を除
去する処理を行なうことを特徴とする粉末焼結法。 - 【請求項２】前記結合剤として液体を使用する特許請求
の範囲第１項記載の粉末焼結法。 - 【請求項３】マイクロウェーブを加えさらに静電界を加
えて加熱することにより前記結合剤を除去する処理が、
減圧雰囲気中で行なわれる特許請求の範囲第１項記載の
粉末焼結法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037562A JPH0657842B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 粉末焼結法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037562A JPH0657842B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 粉末焼結法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199001A JPS61199001A (ja) | 1986-09-03 |
| JPH0657842B2 true JPH0657842B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=12500957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60037562A Expired - Lifetime JPH0657842B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 粉末焼結法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0657842B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63236766A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-03 | 松下電工株式会社 | セラミツクスの乾燥法 |
| WO1998045654A1 (en) * | 1997-04-10 | 1998-10-15 | Nucon Systems, Inc. | Process and apparatus for the preparation of thick-walled ceramic products |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP60037562A patent/JPH0657842B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61199001A (ja) | 1986-09-03 |
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