JPH066492B2 - フツ素金雲母セラミツクス焼結体の製造方法 - Google Patents
フツ素金雲母セラミツクス焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPH066492B2 JPH066492B2 JP1870485A JP1870485A JPH066492B2 JP H066492 B2 JPH066492 B2 JP H066492B2 JP 1870485 A JP1870485 A JP 1870485A JP 1870485 A JP1870485 A JP 1870485A JP H066492 B2 JPH066492 B2 JP H066492B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorophlogopite
- sintered body
- fluorine
- fluorine phlogopite
- crystals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
- C03C14/002—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of fibres, filaments, yarns, felts or woven material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
- C03C2214/02—Fibres; Filaments; Yarns; Felts; Woven material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
- C03C2214/04—Particles; Flakes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
- C03C2214/20—Glass-ceramics matrix
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラス質マトリツクス中に雲母微結晶を分散含
有するガラスセラミツクスに関する。
有するガラスセラミツクスに関する。
ガラス質マトリツクス中に雲母微結晶を分散含有するガ
ラスセラミツクスは優れた誘電的性質、耐熱衝撃性、良
好な機械加工性を有し、ファインセラミツクスの用途を
拡大できる素材として有望視されており、特にフツ素金
雲母微結晶を分散含有するガラスセラミツクスは、高温
安定性も優れ、良好な素材である。
ラスセラミツクスは優れた誘電的性質、耐熱衝撃性、良
好な機械加工性を有し、ファインセラミツクスの用途を
拡大できる素材として有望視されており、特にフツ素金
雲母微結晶を分散含有するガラスセラミツクスは、高温
安定性も優れ、良好な素材である。
この様なガラスセラミツクスの製造法として、最終製品
が必要量のフツ素金雲母微結晶を形成含有するに適した
組成となるように原料成分の粉末混合物を調製し、これ
を少なくとも1400℃付近の高温に加熱して溶融してガラ
ス質マトリツクスを形成し、一且これを冷却すると同時
に最終製品の所望形状に固化成形し、次いで再度７５０
−1100℃の高温で長時間熱処理を行なつて所望の製品を
得る方法が知られている（たとえば特公昭54-34775）。
この方法では溶融して均一な非晶質のマトリツクスを得
るために少なくとも1400℃付近の高温に加熱する必要が
あるが、そのためにフツ素を多量に含有している材料自
身の反応性が大きくなり、容器等の損耗が顕著である。
また、溶融物を所望の型に流し込んで固化させる際、寸
法の大きい成形体の場合は冷却時にその表面部分と内部
との温度差が大きくなるのを避けられず、このために固
化物の組織は不均一となり、ひいては熱処理後の最終製
品も非均質となる。従つて寸法の大きい良質の製品を得
ることが困難であつた。更に、1400℃前後での加熱溶
融、冷却固化、７５０−1100℃での再熱処理を行なうの
で、熱エネルギーコストが一段とかさむ欠点を有してい
る。
が必要量のフツ素金雲母微結晶を形成含有するに適した
組成となるように原料成分の粉末混合物を調製し、これ
を少なくとも1400℃付近の高温に加熱して溶融してガラ
ス質マトリツクスを形成し、一且これを冷却すると同時
に最終製品の所望形状に固化成形し、次いで再度７５０
−1100℃の高温で長時間熱処理を行なつて所望の製品を
得る方法が知られている（たとえば特公昭54-34775）。
この方法では溶融して均一な非晶質のマトリツクスを得
るために少なくとも1400℃付近の高温に加熱する必要が
あるが、そのためにフツ素を多量に含有している材料自
身の反応性が大きくなり、容器等の損耗が顕著である。
また、溶融物を所望の型に流し込んで固化させる際、寸
法の大きい成形体の場合は冷却時にその表面部分と内部
との温度差が大きくなるのを避けられず、このために固
化物の組織は不均一となり、ひいては熱処理後の最終製
品も非均質となる。従つて寸法の大きい良質の製品を得
ることが困難であつた。更に、1400℃前後での加熱溶
融、冷却固化、７５０−1100℃での再熱処理を行なうの
で、熱エネルギーコストが一段とかさむ欠点を有してい
る。
また、別の製造方法としてフツ素金雲母結晶の微粉末
を、これより融点の低い結合材、例えばガラス、燐酸
塩、低融点雲母などと共に焼結して該ガラスセラミツク
スを得る方法がある。この方法では前記方法の欠点の一
つの熱エネルギーコストの高いことは解消出来るが、耐
熱性はマトリツクスとしての結合材に支配されて低くな
り、またフツ素金雲母結晶質の含有比率が低くなるので
製品品質が劣化する。
を、これより融点の低い結合材、例えばガラス、燐酸
塩、低融点雲母などと共に焼結して該ガラスセラミツク
スを得る方法がある。この方法では前記方法の欠点の一
つの熱エネルギーコストの高いことは解消出来るが、耐
熱性はマトリツクスとしての結合材に支配されて低くな
り、またフツ素金雲母結晶質の含有比率が低くなるので
製品品質が劣化する。
本発明者らは上述の従来法の欠点を解消した新しいフツ
素金雲母微結晶含有ガラスセラミツクスの製造法とし
て、極性溶媒中にフツ素金雲母を構成する成分をアルコ
キシド化合物および極性溶媒に可溶な非アルコキシド化
合物として混合溶解したものを出発原料とし、これを加
水分解、脱水乾燥、熱処理することによつてフツ素金雲
母セラミツクス焼結体とすることを特徴とする製造法を
先に特許出願した（特願昭59−70917）が、さらに研究
を進め、より簡易かつ経済的に安価な製造法を完成する
に至つた。
素金雲母微結晶含有ガラスセラミツクスの製造法とし
て、極性溶媒中にフツ素金雲母を構成する成分をアルコ
キシド化合物および極性溶媒に可溶な非アルコキシド化
合物として混合溶解したものを出発原料とし、これを加
水分解、脱水乾燥、熱処理することによつてフツ素金雲
母セラミツクス焼結体とすることを特徴とする製造法を
先に特許出願した（特願昭59−70917）が、さらに研究
を進め、より簡易かつ経済的に安価な製造法を完成する
に至つた。
本発明は、アルコキシド化合物およびフツ素化合物のか
たちでフツ素金雲母を構成する成分を極性溶媒中に溶解
して得られる溶液（以下これを「アルコキシド混合溶
液」と称す）と、微粉砕したフツ素金雲母粉末とを混合
し、これに水を加えて加水分解反応を行わしめた後脱水
乾燥し、次いで熱処理することによる、高耐熱性で機械
加工性に優れたフツ素金雲母セラミツクス焼結体の製造
方法である。
たちでフツ素金雲母を構成する成分を極性溶媒中に溶解
して得られる溶液（以下これを「アルコキシド混合溶
液」と称す）と、微粉砕したフツ素金雲母粉末とを混合
し、これに水を加えて加水分解反応を行わしめた後脱水
乾燥し、次いで熱処理することによる、高耐熱性で機械
加工性に優れたフツ素金雲母セラミツクス焼結体の製造
方法である。
本発明において、アルコキシド混合溶液は熱処理焼結過
程においてガラスマトリツクスを形成し、フツ素金雲母
粉末を凝結するバインダーの役割を果たす。また該ガラ
スマトリツクスの成分の一部はフツ素金雲母粉末に由来
するフツ素金雲母微結晶の成長を促進すると共に自らも
結晶を晶出し、焼結終了時には焼結体中のフツ素金雲母
結晶が緻密にからみ合つた構造を有する等方性の焼結体
が形成される。
程においてガラスマトリツクスを形成し、フツ素金雲母
粉末を凝結するバインダーの役割を果たす。また該ガラ
スマトリツクスの成分の一部はフツ素金雲母粉末に由来
するフツ素金雲母微結晶の成長を促進すると共に自らも
結晶を晶出し、焼結終了時には焼結体中のフツ素金雲母
結晶が緻密にからみ合つた構造を有する等方性の焼結体
が形成される。
フツ素金雲母の結晶は加圧成形の際に結晶が配向し異方
性が発生し易く、極力これを抑制するためには焼結体中
のフツ素金雲母結晶をできるだけ細かい粒子とすること
が必要である。即ち、機械加工性の良いフツ素金雲母セ
ラミツクス焼結体にするには、フツ素金雲母結晶の大き
さが５〜１０μｍで、かつそれらが空間の無い緻密にか
らみ合つた構造を持つていることが必要である。そのた
めには原料として使用するフツ素金雲母粉末中に含有さ
れるフツ素金雲母結晶はなるべく小さく、焼結過程で結
晶が成長し、からみ合いをおこし、焼結終了後において
５〜１０μｍの大きさになることが必要である。この条
件を満たすためには原料のフツ素金雲母粉末は平均粒度
１．５μｍ以下の微粉として使用するのが望ましい。
性が発生し易く、極力これを抑制するためには焼結体中
のフツ素金雲母結晶をできるだけ細かい粒子とすること
が必要である。即ち、機械加工性の良いフツ素金雲母セ
ラミツクス焼結体にするには、フツ素金雲母結晶の大き
さが５〜１０μｍで、かつそれらが空間の無い緻密にか
らみ合つた構造を持つていることが必要である。そのた
めには原料として使用するフツ素金雲母粉末中に含有さ
れるフツ素金雲母結晶はなるべく小さく、焼結過程で結
晶が成長し、からみ合いをおこし、焼結終了後において
５〜１０μｍの大きさになることが必要である。この条
件を満たすためには原料のフツ素金雲母粉末は平均粒度
１．５μｍ以下の微粉として使用するのが望ましい。
原料のフツ素金雲母粉末の使用量は、製品焼結体とした
時点での含有量で、その３０〜７０重量％となるような
量であることが好ましい。原料フツ素金雲母粉末の割合
がこの範囲を外れて減少すると、熱処理時間の短縮とい
う本発明の効果が得られなくなり、一方その割合がこの
範囲を越えて増大すると、ガラスマトリツクスの凝結効
果が不足し、本発明がその目的とするような良品質の焼
結体が得られない。
時点での含有量で、その３０〜７０重量％となるような
量であることが好ましい。原料フツ素金雲母粉末の割合
がこの範囲を外れて減少すると、熱処理時間の短縮とい
う本発明の効果が得られなくなり、一方その割合がこの
範囲を越えて増大すると、ガラスマトリツクスの凝結効
果が不足し、本発明がその目的とするような良品質の焼
結体が得られない。
本発明に用いるアルコキシド混合溶液は焼結過程におい
てガラスマトリツクスを形成し、フツ素金雲母粉末を凝
結する焼結助剤となる。アルコキシド混合溶液はアルコ
キシド化合物およびフツ素化合物のかたちのフツ素金雲
母を構成する成分を、酸化物とした時点での重量比でSi
O2 ３５〜５０％，Al2O3１０〜３０％，MgO１０〜３０
％，K2O３〜１５％およびＦ成分５〜１０％を含有して
いることが好ましい。各成分量がこの範囲にあると、焼
結過程で形成されるガラスマトリツクスの化学組成化は
フツ素金雲母と類似したものとなり、したがつてフツ素
金雲母粉末とガラスマトリツクス間の親和性は非常に良
く、その結合力は強固なものとなる。さらに焼結過程に
おける加熱処理によつてガラスマトリツクス中にはフツ
素金雲母結晶の析出がおこる。この結晶析出により、フ
ツ素金雲母粉末由来のフツ素金雲母結晶が成長するばか
りでなく、マトリツクス中に新たな結晶も発生してそれ
等が互に密接に、かつ複雑にからみ合つて結晶間の結び
付きを強固にし、その結果緻密で等方性を有する高強度
のフツ素金雲母セラミツクス焼結体をつくることができ
る。
てガラスマトリツクスを形成し、フツ素金雲母粉末を凝
結する焼結助剤となる。アルコキシド混合溶液はアルコ
キシド化合物およびフツ素化合物のかたちのフツ素金雲
母を構成する成分を、酸化物とした時点での重量比でSi
O2 ３５〜５０％，Al2O3１０〜３０％，MgO１０〜３０
％，K2O３〜１５％およびＦ成分５〜１０％を含有して
いることが好ましい。各成分量がこの範囲にあると、焼
結過程で形成されるガラスマトリツクスの化学組成化は
フツ素金雲母と類似したものとなり、したがつてフツ素
金雲母粉末とガラスマトリツクス間の親和性は非常に良
く、その結合力は強固なものとなる。さらに焼結過程に
おける加熱処理によつてガラスマトリツクス中にはフツ
素金雲母結晶の析出がおこる。この結晶析出により、フ
ツ素金雲母粉末由来のフツ素金雲母結晶が成長するばか
りでなく、マトリツクス中に新たな結晶も発生してそれ
等が互に密接に、かつ複雑にからみ合つて結晶間の結び
付きを強固にし、その結果緻密で等方性を有する高強度
のフツ素金雲母セラミツクス焼結体をつくることができ
る。
アルコキシド混合溶液中の各成分量が前記範囲はをずれ
ると、ガラスマトリツクスのフツ素金雲母粉末の焼結助
剤としての能力が不足してくる。例えばSiO2が増加すれ
ばフツ素金雲母結晶の成長が不十分で、焼結完了後に残
る非晶質のガラスマトリツクス部分が増え機械加工性の
悪い焼結体となる。逆にSiO2が減少すれば焼結時におけ
るマトリツクス部分の溶融性が悪くなり、フツ素金雲母
粉末表面を十分濡らすことができず焼結性が低下する。
また成分比が上記と異なつてくるとフツ素金雲母以外の
Mg2 SiO4などが副生物として晶出するようになる。
ると、ガラスマトリツクスのフツ素金雲母粉末の焼結助
剤としての能力が不足してくる。例えばSiO2が増加すれ
ばフツ素金雲母結晶の成長が不十分で、焼結完了後に残
る非晶質のガラスマトリツクス部分が増え機械加工性の
悪い焼結体となる。逆にSiO2が減少すれば焼結時におけ
るマトリツクス部分の溶融性が悪くなり、フツ素金雲母
粉末表面を十分濡らすことができず焼結性が低下する。
また成分比が上記と異なつてくるとフツ素金雲母以外の
Mg2 SiO4などが副生物として晶出するようになる。
アルコキシド化合物のアルキル基は、低級アルキル基、
特にC1〜C4のアルコキシドを使用するのが望ましい。
特にC1〜C4のアルコキシドを使用するのが望ましい。
フツ素化合物としては、液状のものであれば何でも使用
出来るが、例として三フツ化ホウ素メタノール錯塩
〔（CH3 OH）・BF3〕が好適である。
出来るが、例として三フツ化ホウ素メタノール錯塩
〔（CH3 OH）・BF3〕が好適である。
極性溶媒としては、アルコール類（C1−C3），ケトン類
（アセトン，ＭＥＫ，アセトフエノン等）などが好適で
ある。その使用量はフツ素金雲母セラミツクス基準で、
その１kg当り５−１５の範囲が適当である。
（アセトン，ＭＥＫ，アセトフエノン等）などが好適で
ある。その使用量はフツ素金雲母セラミツクス基準で、
その１kg当り５−１５の範囲が適当である。
なお、アルコキシド混合溶液は、酸化物とした時点の重
量で１５％以下の量の、B2O3,Li2O,Rb2O,Cs2Oなどの他
の酸化物に変化しうる可溶性成分を含有していてもよ
い。またアルコキシド混合溶液中の可溶性成分は、その
全量がアルコキシド化合物である必要はなく、そのうち
の一部はＫＦ，ＫＯＨ，H3BO3のような、極性溶媒に可
溶な他の化合物の形のものであってもよい。
量で１５％以下の量の、B2O3,Li2O,Rb2O,Cs2Oなどの他
の酸化物に変化しうる可溶性成分を含有していてもよ
い。またアルコキシド混合溶液中の可溶性成分は、その
全量がアルコキシド化合物である必要はなく、そのうち
の一部はＫＦ，ＫＯＨ，H3BO3のような、極性溶媒に可
溶な他の化合物の形のものであってもよい。
本発明ではアルコキシド混合溶液と微粉砕したフツ素金
雲母粉末とを混合したものを出発原料とし、これに水を
加えて加水分解反応をまず行なわせる。加水分解条件は
次の通りである。即ち添加する水の量は、アルコキシド
の分解に必要な理論量の１−１０倍を使用する。少なす
ぎるとフツ素金雲母の生成量が少なくなり、逆に多すぎ
ると各アルコキシド成分の加水分解速度のちがいが顕著
となり、その結果得られるゲルが不均一になる。ｐＨは
６．５以上が好適である。これよりｐＨが低くなるとシ
リコンアルコキシドの加水分解がおそくなつたり、ゲル
化速度がおそくなつたりして不均一なゲルを生じやす
い。そのためガラスセラミツクス中に異なつた化合物
（例えばMg2 SiO4）が生成することがあり、好ましくな
い。また、温度は２５〜１００℃の範囲であり、６０℃
前後が好ましい。加水分解ののちさらに４０〜１００℃
で加温を続けると、アルコキシド混合液部分は次第にゲ
ル化してくる。
雲母粉末とを混合したものを出発原料とし、これに水を
加えて加水分解反応をまず行なわせる。加水分解条件は
次の通りである。即ち添加する水の量は、アルコキシド
の分解に必要な理論量の１−１０倍を使用する。少なす
ぎるとフツ素金雲母の生成量が少なくなり、逆に多すぎ
ると各アルコキシド成分の加水分解速度のちがいが顕著
となり、その結果得られるゲルが不均一になる。ｐＨは
６．５以上が好適である。これよりｐＨが低くなるとシ
リコンアルコキシドの加水分解がおそくなつたり、ゲル
化速度がおそくなつたりして不均一なゲルを生じやす
い。そのためガラスセラミツクス中に異なつた化合物
（例えばMg2 SiO4）が生成することがあり、好ましくな
い。また、温度は２５〜１００℃の範囲であり、６０℃
前後が好ましい。加水分解ののちさらに４０〜１００℃
で加温を続けると、アルコキシド混合液部分は次第にゲ
ル化してくる。
このゲル状物質をさらに５００〜９５０℃で１〜２４時
間加熱する（以下これを第一段熱処理と称す）とそれは
非晶質のガラスマトリツクスとなり、フツ素金雲母結晶
がこのガラスマトリツクス中に分散懸濁した状態の物質
が得られる。この第一段熱処理の段階において、ガラス
マトリツクス相には将来フツ素金雲母結晶生成の核とな
るセライト等の生成が盛んにおこり始めるが、フツ素金
雲母結晶の成長は顕著ではない。
間加熱する（以下これを第一段熱処理と称す）とそれは
非晶質のガラスマトリツクスとなり、フツ素金雲母結晶
がこのガラスマトリツクス中に分散懸濁した状態の物質
が得られる。この第一段熱処理の段階において、ガラス
マトリツクス相には将来フツ素金雲母結晶生成の核とな
るセライト等の生成が盛んにおこり始めるが、フツ素金
雲母結晶の成長は顕著ではない。
この第一段熱処理の過程において溶媒あるいは過剰水分
の揮発のためその容積の収縮は大きく、得られる物質は
歪曲した形状となり易い。そのため、この段階で一旦粉
砕して微粉状とし、改めて所要の形状に成形したのち９
００〜1200℃で第二段の熱処理（焼結）を行なうのが好
ましい。
の揮発のためその容積の収縮は大きく、得られる物質は
歪曲した形状となり易い。そのため、この段階で一旦粉
砕して微粉状とし、改めて所要の形状に成形したのち９
００〜1200℃で第二段の熱処理（焼結）を行なうのが好
ましい。
第二段の熱処理により成形物中に分散していたフツ素金
雲母結晶は、ガラスマトリツクス相に生成してくる結晶
相の助けによつて結晶の成長を続け、それ等がからみ合
つた結晶相を形成していく。これによつて最終焼結体の
フツ素金雲母結晶の大きさは５〜１０μｍで互に緻密に
からみ合つた構造をもつ良好なフツ素金雲母セラミツク
ス焼結体となる。
雲母結晶は、ガラスマトリツクス相に生成してくる結晶
相の助けによつて結晶の成長を続け、それ等がからみ合
つた結晶相を形成していく。これによつて最終焼結体の
フツ素金雲母結晶の大きさは５〜１０μｍで互に緻密に
からみ合つた構造をもつ良好なフツ素金雲母セラミツク
ス焼結体となる。
第一段の熱処理では非晶質のガラスマトリツクス相にフ
ツ素金雲母結晶が分散懸濁し、マトリツクス相に完全に
濡れている状態になることが必要である。
ツ素金雲母結晶が分散懸濁し、マトリツクス相に完全に
濡れている状態になることが必要である。
また第二段の熱処理は焼結と同時にガラスマトリツクス
相中にフツ素金雲母結晶を成長させることが目的の一つ
であり、フツ素金雲母結晶の軟化点（約1400℃）以下の
温度で実施する。好ましい温度は９００〜1200℃の範
囲、焼成時間は１〜１０時間が適当である。
相中にフツ素金雲母結晶を成長させることが目的の一つ
であり、フツ素金雲母結晶の軟化点（約1400℃）以下の
温度で実施する。好ましい温度は９００〜1200℃の範
囲、焼成時間は１〜１０時間が適当である。
本発明の方法で得られるフツ素金雲母セラミツクス焼結
体は、フツ素金雲母の結晶を重量基準で４０〜８０％含
有しており、５〜１０μｍのフツ素金雲母の薄片状結晶
が全体に均一かつ緻密にからみ合つて分布している。
体は、フツ素金雲母の結晶を重量基準で４０〜８０％含
有しており、５〜１０μｍのフツ素金雲母の薄片状結晶
が全体に均一かつ緻密にからみ合つて分布している。
本発明で得られるフツ素金雲母セラミツクス焼結体は、
すべてのフツ素金雲母結晶を非晶質のガラスマトリツク
スから晶出させる従来法（たとえば特公昭54-34775）と
異なり、原料中にすでにかなりの比率でフツ素金雲母結
晶を含有しており、したがつて容易にフツ素金雲母結晶
含有比率の高い焼結体が得られる。一方、フツ素金雲母
結晶の粉末をフツ素金雲母と化学組成の異なる焼結助剤
で焼結する従来法では、フツ素金雲母結晶の含有率は任
意に選べるが、結晶どうしのからみ合いは無く、しかも
結晶の配列には異方性を持ち易く、かつ結晶間を結合し
ているのは焼結助剤のみであり、結晶間の結合は弱く、
得られる焼結体の機械加工性は低いものとなる。また焼
結助剤はフツ素金雲母結晶より融点が低いので耐熱性の
低い焼結体となることは避けられない。
すべてのフツ素金雲母結晶を非晶質のガラスマトリツク
スから晶出させる従来法（たとえば特公昭54-34775）と
異なり、原料中にすでにかなりの比率でフツ素金雲母結
晶を含有しており、したがつて容易にフツ素金雲母結晶
含有比率の高い焼結体が得られる。一方、フツ素金雲母
結晶の粉末をフツ素金雲母と化学組成の異なる焼結助剤
で焼結する従来法では、フツ素金雲母結晶の含有率は任
意に選べるが、結晶どうしのからみ合いは無く、しかも
結晶の配列には異方性を持ち易く、かつ結晶間を結合し
ているのは焼結助剤のみであり、結晶間の結合は弱く、
得られる焼結体の機械加工性は低いものとなる。また焼
結助剤はフツ素金雲母結晶より融点が低いので耐熱性の
低い焼結体となることは避けられない。
本発明で得られる焼結体は、きわめて優れた機械加工性
を有する。すなわちドリルによる穿孔や旋盤等による切
削加工が容易である。また1000℃前後の温度での長時間
加熱を経ているので、この焼結体は収縮や変形あるいは
強度劣化を起すことなく、機械部材として十分な強度を
有している。
を有する。すなわちドリルによる穿孔や旋盤等による切
削加工が容易である。また1000℃前後の温度での長時間
加熱を経ているので、この焼結体は収縮や変形あるいは
強度劣化を起すことなく、機械部材として十分な強度を
有している。
以下、実施例により本発明をさらに説明する。なお、以
下の実施例において機械加工性の良否は切削条件を一定
にして旋盤による切削試験（切削速度５０m/min，バイ
トの切込み量０．５mm，バイトの送り量０．０５mm/re
v）を行ない、切削工具の摩耗量、切削時の抵抗の大き
さ、表面の仕上げ度により判断した。すなわちバイト
の逃げ面摩耗量がある大きさに達するまでの切削長さ、
切削時のバイトに加わる力（主分力、送り分力および
背分力）の大きさ、仕上げ面の状態を測定し、快削性
セラミツクスとして市販されているサンプルと比較し、
その性能の良否を判定した。
下の実施例において機械加工性の良否は切削条件を一定
にして旋盤による切削試験（切削速度５０m/min，バイ
トの切込み量０．５mm，バイトの送り量０．０５mm/re
v）を行ない、切削工具の摩耗量、切削時の抵抗の大き
さ、表面の仕上げ度により判断した。すなわちバイト
の逃げ面摩耗量がある大きさに達するまでの切削長さ、
切削時のバイトに加わる力（主分力、送り分力および
背分力）の大きさ、仕上げ面の状態を測定し、快削性
セラミツクスとして市販されているサンプルと比較し、
その性能の良否を判定した。
実施例１〜５ エチルシリケート４０（コルコートK.K.商品名）１１３
部，マグネシウムメトキシド（Mg(OCH3)2）２８部，カ
リウムメトキシド（KOCH3）１５部，ボロンメトキシド
（B(OCH3)3）３部，三フツ化ホウ素メタノール錯塩（BF
3(CH3OH)）１４部およびベンゼン１７２部に予め溶解さ
せたアルミニウムイソプロポキシド（Al(i-OC3H7)3）７
２部をメタノール1500部中で混合し、これに１μｍ以下
に粉砕したフツ素金雲母粉末を所定量（４２〜233部）
添加し約７０℃で加熱還流して混合した。１時間混合し
た後、ｐＨ１０に調整した水２００部を徐々に加えて加
水分解を行なつた。加水分解、ゲル化が終了したのち１
２０℃で乾燥し、１８０〜３７０部の乾燥体を得た。こ
の乾燥体を粉砕し７００℃で７時間第１段階の熱処理を
行ない、フツ素金雲母が混合した非晶質物質１５０〜３
３０部を得た。これを粉砕、顆粒化した後５００kgf/cm
2で加圧成形し、第２段階熱処理（1100℃，５時間）を
行ない１２０〜３００部の焼結体を得た。
部，マグネシウムメトキシド（Mg(OCH3)2）２８部，カ
リウムメトキシド（KOCH3）１５部，ボロンメトキシド
（B(OCH3)3）３部，三フツ化ホウ素メタノール錯塩（BF
3(CH3OH)）１４部およびベンゼン１７２部に予め溶解さ
せたアルミニウムイソプロポキシド（Al(i-OC3H7)3）７
２部をメタノール1500部中で混合し、これに１μｍ以下
に粉砕したフツ素金雲母粉末を所定量（４２〜233部）
添加し約７０℃で加熱還流して混合した。１時間混合し
た後、ｐＨ１０に調整した水２００部を徐々に加えて加
水分解を行なつた。加水分解、ゲル化が終了したのち１
２０℃で乾燥し、１８０〜３７０部の乾燥体を得た。こ
の乾燥体を粉砕し７００℃で７時間第１段階の熱処理を
行ない、フツ素金雲母が混合した非晶質物質１５０〜３
３０部を得た。これを粉砕、顆粒化した後５００kgf/cm
2で加圧成形し、第２段階熱処理（1100℃，５時間）を
行ない１２０〜３００部の焼結体を得た。
このようにして得たフツ素金雲母セラミツクス焼結体は
ガラスマトリツクス中にフツ素金雲母が均一に分散し、
良好な焼結体を構成しており、機械加工性も良好で、抗
折強度は７６０〜1080kgf/cm2を示した。表１に製造条
件と結果を示す。尚、表中の配合割合(%)の欄の数値
は、フツ素金雲母粉末３０〜７０重量部に対し、最終製
品の焼結体の重量が１００部となるのに相当するアルコ
キシド類のバランス量を配合したことを示す（以下の実
施例および比較例の場合もこれに準じて表示してあ
る）。
ガラスマトリツクス中にフツ素金雲母が均一に分散し、
良好な焼結体を構成しており、機械加工性も良好で、抗
折強度は７６０〜1080kgf/cm2を示した。表１に製造条
件と結果を示す。尚、表中の配合割合(%)の欄の数値
は、フツ素金雲母粉末３０〜７０重量部に対し、最終製
品の焼結体の重量が１００部となるのに相当するアルコ
キシド類のバランス量を配合したことを示す（以下の実
施例および比較例の場合もこれに準じて表示してあ
る）。
実施例６〜１９ 各成分組成が表１のようになるようにアルコキシド類の
配合比率を変え、フツ素金雲母粉末はアルコキシド類か
らの各酸化物の合計１００部に対し１００部となるよう
な割合で混合し、実施例１〜５と同様に加水分解、熱処
理等を行なつてフツ素金雲母セラミツクス焼結体を得
た。いずれも良好な機械加工性を示し、抗折強度は７１
０〜1050kgf/cm2であつた。表１に製造条件と結果を示
す。
配合比率を変え、フツ素金雲母粉末はアルコキシド類か
らの各酸化物の合計１００部に対し１００部となるよう
な割合で混合し、実施例１〜５と同様に加水分解、熱処
理等を行なつてフツ素金雲母セラミツクス焼結体を得
た。いずれも良好な機械加工性を示し、抗折強度は７１
０〜1050kgf/cm2であつた。表１に製造条件と結果を示
す。
実施例２０〜４３ アルコキシド類とフツ素金雲母粉末の配合割合および加
水分解等の操作条件を実施例３と同一にし、第１段階お
よび第２段階の熱処理条件を表１に示すように変化させ
てフツ素金雲母セラミツクス焼結体を得た。得られた焼
結体の性状は表１に示すとおりで、いずれも良好な機械
加工性と抗折強度を示した。
水分解等の操作条件を実施例３と同一にし、第１段階お
よび第２段階の熱処理条件を表１に示すように変化させ
てフツ素金雲母セラミツクス焼結体を得た。得られた焼
結体の性状は表１に示すとおりで、いずれも良好な機械
加工性と抗折強度を示した。
比較例１〜９ アルコキシド類の配合割合またはフツ素金雲母粉末の配
合割合が好ましい範囲をはずれた場合の例を比較例とし
て表２に示す。実施例の場合とくらべると、いずれも機
械加工性および／または抗折強度が低下している。
合割合が好ましい範囲をはずれた場合の例を比較例とし
て表２に示す。実施例の場合とくらべると、いずれも機
械加工性および／または抗折強度が低下している。
フロントページの続き (72)発明者 浜崎 俊夫 福岡県田川市大字弓削田3826番地 三井鉱 山株式会社田川事業所内 (72)発明者 江口 勝哉 福岡県田川市大字弓削田3826番地 三井鉱 山株式会社田川事業所内 (56)参考文献 特開 昭60−215548（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】アルコキシド化合物及びフッ素化合物の形
でフッ素金雲母を構成する成分を極性溶媒中に溶解して
得られる溶液であって、アルコキシド化合物及びフッ素
化合物の形でフッ素金雲母を構成する成分を、酸化物と
した時点の重量比でSiO235〜50%、Al2O310〜30%、MgO10
〜30%、K2O3〜15%及びＦ成分５〜10%を含有している溶
液と、微粉砕したフッ素金雲母粉末とを、フッ素金雲母
粉末の使用量が、焼結体とした時点での含有量で、その
30〜70重量％となるように混合し、これに水を加えて加
水分解反応を行わしめた後脱水乾燥し、次いで熱処理す
ることを特徴とするフッ素金雲母セラミックス焼結体の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1870485A JPH066492B2 (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | フツ素金雲母セラミツクス焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1870485A JPH066492B2 (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | フツ素金雲母セラミツクス焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61178425A JPS61178425A (ja) | 1986-08-11 |
| JPH066492B2 true JPH066492B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=11979027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1870485A Expired - Lifetime JPH066492B2 (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | フツ素金雲母セラミツクス焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066492B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2606851B2 (ja) * | 1987-10-20 | 1997-05-07 | 三井鉱山株式会社 | ガラスセラミックスの製造方法 |
-
1985
- 1985-02-04 JP JP1870485A patent/JPH066492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61178425A (ja) | 1986-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4113503A (en) | Method of forming a ceramic product | |
| DE3890199C2 (ja) | ||
| JPH02149415A (ja) | フッ素雲母の製造方法 | |
| JP2999486B2 (ja) | マシナブルセラミックスの製造方法 | |
| JPH0629153B2 (ja) | ガラスセラミツクス製品およびその製造方法 | |
| JPS62187139A (ja) | リチウム−アルミニウム−珪酸塩ガラス、ガラスセラミツク粉末およびそれらの製造方法 | |
| JPH066492B2 (ja) | フツ素金雲母セラミツクス焼結体の製造方法 | |
| KR960001689B1 (ko) | 압출시킨 워스커-보강 세라믹 매트릭스 복합체 및 그의 제조방법 | |
| US5811071A (en) | Refractory oxides | |
| JP2606851B2 (ja) | ガラスセラミックスの製造方法 | |
| JPH09227223A (ja) | 快削性複合セラミックスの製造法 | |
| Hogan et al. | Gel-derived amorphous cesium-aluminosilicate powders useful for formation of pollucite glass-ceramics | |
| JPH044260B2 (ja) | ||
| JPS6357383B2 (ja) | ||
| JPS60501851A (ja) | 予め混合したケイ素及び酸素担持剤を使用する緻密化したＳｉ↓３Ｎ↓４／オキシニトリド複合剤の製造方法 | |
| JPH11246280A (ja) | 単斜晶セルシアン多孔体およびその製造方法 | |
| JPH09183660A (ja) | 高充填性六方晶窒化ほう素粉末、その製造方法及び用途 | |
| JP2735227B2 (ja) | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 | |
| JPS6259599A (ja) | 窒化ケイ素と酸窒化ケイ素よりなる繊維状集合体の製造法 | |
| JP3925077B2 (ja) | ガラス質セラミックスおよびその製造方法ならびにガラス質セラミックス用組成物 | |
| JP2510705B2 (ja) | 透明な酸窒化アルミニウム複合焼結体の製造方法 | |
| JPH11199222A (ja) | 膨潤性合成フッ素雲母 | |
| JPS59182275A (ja) | 高強度窒化ケイ素焼結体の製造法 | |
| JPH11199224A (ja) | 膨潤性合成フッ素雲母 | |
| JP2695070B2 (ja) | 窒化珪素−炭化珪素複合焼結体の製造方法 |