JPH07315933A - ＳｉＣ質耐火物及びその製造方法 - Google Patents
ＳｉＣ質耐火物及びその製造方法Info
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- JPH07315933A JPH07315933A JP6104149A JP10414994A JPH07315933A JP H07315933 A JPH07315933 A JP H07315933A JP 6104149 A JP6104149 A JP 6104149A JP 10414994 A JP10414994 A JP 10414994A JP H07315933 A JPH07315933 A JP H07315933A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳｉＣ質耐火物の耐酸化性を高める。
【構成】 ７０〜８５ｗｔ％のＳｉＣ骨材粒子を、平均
粒径が６．５〜０．６μｍの範囲内に入る粒度分布を有
するアルミナ及びムライトの１種又は２種の粒界結合部
により結合したＳｉＣ質耐火物であって、ガラス質又は
結晶質ＳｉＯ2 相が外配量で３ｗｔ％以上粒界結合部に
含有される。
粒径が６．５〜０．６μｍの範囲内に入る粒度分布を有
するアルミナ及びムライトの１種又は２種の粒界結合部
により結合したＳｉＣ質耐火物であって、ガラス質又は
結晶質ＳｉＯ2 相が外配量で３ｗｔ％以上粒界結合部に
含有される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐酸化性と高温強度に
優れたＳｉＣ質耐火物及びその製造方法に関するもので
ある。ＳｉＣ質耐火物は焼成用の棚板、治具、サヤ等に
使用されるセラミック技術において重要な材料である。
優れたＳｉＣ質耐火物及びその製造方法に関するもので
ある。ＳｉＣ質耐火物は焼成用の棚板、治具、サヤ等に
使用されるセラミック技術において重要な材料である。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＳｉＣ骨材粒子を粘土鉱物等によ
り結合させ焼成することによりＳｉＣ質耐火物が製造さ
れていたが、耐火度の低い粘土鉱物を結合剤として使用
しているため、使用中の高温での軟化や酸化が生じやす
いという問題があった。
り結合させ焼成することによりＳｉＣ質耐火物が製造さ
れていたが、耐火度の低い粘土鉱物を結合剤として使用
しているため、使用中の高温での軟化や酸化が生じやす
いという問題があった。
【０００３】近年では、この高温性能不良を解決するた
めＳｉＣ粒子と微量の金属Ｓｉを混合して、窒素雰囲気
中で焼成することにより結合部を窒化珪素としたＳｉＣ
質耐火物が提案されている（米国特許第２，７５２，２
５８号明細書）。ＳｉＣ粒子と微量の金属Ｓｉの混合物
を窒素雰囲気中で焼成後さらに酸化処理する方法も提案
されている（特開平４−１１４９６８号）。この処理に
より形成される粒界結合部の主相はＳｉ3 Ｎ4 またはＳ
ｉ2 ＯＮ2 であり、副相としてクリストバライトが存在
する。
めＳｉＣ粒子と微量の金属Ｓｉを混合して、窒素雰囲気
中で焼成することにより結合部を窒化珪素としたＳｉＣ
質耐火物が提案されている（米国特許第２，７５２，２
５８号明細書）。ＳｉＣ粒子と微量の金属Ｓｉの混合物
を窒素雰囲気中で焼成後さらに酸化処理する方法も提案
されている（特開平４−１１４９６８号）。この処理に
より形成される粒界結合部の主相はＳｉ3 Ｎ4 またはＳ
ｉ2 ＯＮ2 であり、副相としてクリストバライトが存在
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、長時間使用す
るとＳｉ−Ｎの酸化による劣化が起こり、ＳｉＣ質耐火
物の耐久性や寿命の面ではまだ改善が必要とされてい
た。そこで、本発明は、室温及び高温強度、長時間使用
中の耐酸化性を向上させたＳｉＣ質耐火物及びその製造
方法を提供することを目的とするものである。
るとＳｉ−Ｎの酸化による劣化が起こり、ＳｉＣ質耐火
物の耐久性や寿命の面ではまだ改善が必要とされてい
た。そこで、本発明は、室温及び高温強度、長時間使用
中の耐酸化性を向上させたＳｉＣ質耐火物及びその製造
方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＳｉＣ質耐火
物において粒界結合部をアルミナ及び／又はムライトで
結合させることを特徴とし、所定の方法で成形、焼成す
ることにより耐酸化性を向上させかつ高温強度を従来の
ものより向上させることを骨子とするものである。
物において粒界結合部をアルミナ及び／又はムライトで
結合させることを特徴とし、所定の方法で成形、焼成す
ることにより耐酸化性を向上させかつ高温強度を従来の
ものより向上させることを骨子とするものである。
【０００６】本発明によれば、ＳｉＣ骨材粒子が７０〜
８５ｗｔ％、好ましくは７５〜８５ｗｔ％含まれ、平均
粒径が６．５〜０．６μｍの範囲内に入るアルミナ及び
／又はムライトを残部とする粒界結合部により結合され
たＳｉＣ質耐火物にガラス質又は結晶質ＳｉＯ2 が外配
量で３ｗｔ％以上粒界結合部に含まれることを特徴とす
るアルミナ及び／又はムライト結合ＳｉＣ質耐火物が提
供される。
８５ｗｔ％、好ましくは７５〜８５ｗｔ％含まれ、平均
粒径が６．５〜０．６μｍの範囲内に入るアルミナ及び
／又はムライトを残部とする粒界結合部により結合され
たＳｉＣ質耐火物にガラス質又は結晶質ＳｉＯ2 が外配
量で３ｗｔ％以上粒界結合部に含まれることを特徴とす
るアルミナ及び／又はムライト結合ＳｉＣ質耐火物が提
供される。
【０００７】本発明において、粒界結合部のアルミナ及
び／又はムライトの配合量はＳｉＣとの合計量が１００
ｗｔ％となる残部であって、３０ｗｔ％を超えるとＳｉ
Ｃ質耐火物としての強度が低下してしまい、配合量が１
５ｗｔ％未満であると粒子の充填性が悪くなるため特性
が低下してしまう。好ましい配合量は１５〜２５ｗｔ％
である。このようにして得られたＳｉＣ質耐火物は、ア
ルミナ及びムライトが酸化物であるため耐酸化性に優
れ、そして表面の緻密なＳｉＯ2 膜のために中心まで酸
化が進まない。また粒子充填性が良いためこのＳｉＣ質
耐火物は高温強度に優れている。
び／又はムライトの配合量はＳｉＣとの合計量が１００
ｗｔ％となる残部であって、３０ｗｔ％を超えるとＳｉ
Ｃ質耐火物としての強度が低下してしまい、配合量が１
５ｗｔ％未満であると粒子の充填性が悪くなるため特性
が低下してしまう。好ましい配合量は１５〜２５ｗｔ％
である。このようにして得られたＳｉＣ質耐火物は、ア
ルミナ及びムライトが酸化物であるため耐酸化性に優
れ、そして表面の緻密なＳｉＯ2 膜のために中心まで酸
化が進まない。また粒子充填性が良いためこのＳｉＣ質
耐火物は高温強度に優れている。
【０００８】ＳｉＣとアルミナ及び／又はムライトの合
計量を１００重量％として外配量として若干の粘土鉱物
などの結合剤が含有されるが、結合剤中の粘土鉱物に含
まれるガラス質又は結晶質ＳｉＯ2 の外配量は３ｗｔ％
以上である。ＳｉＯ2 の外配量が３ｗｔ％未満であると
ＳｉＣ質耐火物焼成体表面に焼成中もしくは使用中に十
分に均一なＳｉＯ2 系酸化皮膜が形成されない。ＳｉＯ
2 の外配量は４〜６ｗｔ％であることが好ましい。アル
ミナ及びムライトの１種又は２種を粗粒と細粒の混合と
すると、前者の粒子間隙に後者が充填されＳｉＣ質耐火
物全体の密度をさらに高めることができる。すなわち、
具体的には、平均粒径が６〜６．５μｍの第１の粒子を
２〜６ｗｔ％と、平均粒径が０．６〜１μｍの第２の粒
子を９〜２８ｗｔ％とすることが好ましい。
計量を１００重量％として外配量として若干の粘土鉱物
などの結合剤が含有されるが、結合剤中の粘土鉱物に含
まれるガラス質又は結晶質ＳｉＯ2 の外配量は３ｗｔ％
以上である。ＳｉＯ2 の外配量が３ｗｔ％未満であると
ＳｉＣ質耐火物焼成体表面に焼成中もしくは使用中に十
分に均一なＳｉＯ2 系酸化皮膜が形成されない。ＳｉＯ
2 の外配量は４〜６ｗｔ％であることが好ましい。アル
ミナ及びムライトの１種又は２種を粗粒と細粒の混合と
すると、前者の粒子間隙に後者が充填されＳｉＣ質耐火
物全体の密度をさらに高めることができる。すなわち、
具体的には、平均粒径が６〜６．５μｍの第１の粒子を
２〜６ｗｔ％と、平均粒径が０．６〜１μｍの第２の粒
子を９〜２８ｗｔ％とすることが好ましい。
【０００９】これらＳｉＣ，アルミナ、ムライトを配合
したものに、成形バインダーとして、カオリンなどの粘
土鉱物もしくは有機結合剤を外配量で１０ｗｔ％以下好
ましくは５〜８ｗｔ％添加し、分散剤を加えた水を成形
に必要量、例えば外配量で６〜１０ｗｔ％加え、プレス
成形、押し出し成形などの方法で成形するが、振動プレ
ス成形が最も好ましい。これらの成形物を焼成すること
により高い密度をもつ耐火物焼成体が得られる。なおＳ
ｉＣ焼成体の密度としては２．７ｇ／ｃｍ3 以上を得る
ことができる。上記の成形物を酸化性雰囲気中で１３０
０〜１５００℃にて焼成すると成形体皮膜の表面に酸化
皮膜が形成される。加熱時間は２〜５時間が好ましい。
酸化性雰囲気は大気が好ましい。また酸化皮膜の厚みは
５００〜１０００μｍが好ましい。
したものに、成形バインダーとして、カオリンなどの粘
土鉱物もしくは有機結合剤を外配量で１０ｗｔ％以下好
ましくは５〜８ｗｔ％添加し、分散剤を加えた水を成形
に必要量、例えば外配量で６〜１０ｗｔ％加え、プレス
成形、押し出し成形などの方法で成形するが、振動プレ
ス成形が最も好ましい。これらの成形物を焼成すること
により高い密度をもつ耐火物焼成体が得られる。なおＳ
ｉＣ焼成体の密度としては２．７ｇ／ｃｍ3 以上を得る
ことができる。上記の成形物を酸化性雰囲気中で１３０
０〜１５００℃にて焼成すると成形体皮膜の表面に酸化
皮膜が形成される。加熱時間は２〜５時間が好ましい。
酸化性雰囲気は大気が好ましい。また酸化皮膜の厚みは
５００〜１０００μｍが好ましい。
【００１０】図１は、粒径を変えたアルミナとＳｉＣの
混合物を成形し焼成した焼成体の密度を測定した結果を
示し、これより粒界結合部の密度が粒径により変化する
状況を予測することができる。なお、図１は、重量比
で、ＳｉＣ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝８：２とし、アルミナの粒径
が平均０．６μｍ、６．５μｍ、５５μｍ、１００μｍ
のものの４種類の実験を行った結果である。この実験で
ＳｉＣ耐火物の密度はアルミナの平均粒径に依存するこ
とが分かる。さらに平均粒径の異なるアルミナを混合し
て種々実験を行った結果、平均粒径６．５μｍのアルミ
ナ４〜５ｗｔ％、平均粒径０．６μｍのものを１５〜２
０ｗｔ％で高い高温強度が得られることが分かった。
混合物を成形し焼成した焼成体の密度を測定した結果を
示し、これより粒界結合部の密度が粒径により変化する
状況を予測することができる。なお、図１は、重量比
で、ＳｉＣ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝８：２とし、アルミナの粒径
が平均０．６μｍ、６．５μｍ、５５μｍ、１００μｍ
のものの４種類の実験を行った結果である。この実験で
ＳｉＣ耐火物の密度はアルミナの平均粒径に依存するこ
とが分かる。さらに平均粒径の異なるアルミナを混合し
て種々実験を行った結果、平均粒径６．５μｍのアルミ
ナ４〜５ｗｔ％、平均粒径０．６μｍのものを１５〜２
０ｗｔ％で高い高温強度が得られることが分かった。
【００１１】そして、アルミナ及び／又はムライトを高
密度に充填したＳｉＣ質耐火物を酸化雰囲気中で焼成す
ることにより、ＳｉＣが酸化され焼成体表面に緻密な酸
化保護膜が生じるため、耐酸化性が著しく向上する。な
お、この皮膜中には結合剤に含まれるＳｉＯ2 も存在し
ており、耐酸化性向上に寄与している。したがって、本
発明に係るＳｉＣ質耐火物を焼成棚などとして長時間使
用した場合でも変形や膨れはほとんど起こらない。以下
実施例により本発明をより詳しく説明する。
密度に充填したＳｉＣ質耐火物を酸化雰囲気中で焼成す
ることにより、ＳｉＣが酸化され焼成体表面に緻密な酸
化保護膜が生じるため、耐酸化性が著しく向上する。な
お、この皮膜中には結合剤に含まれるＳｉＯ2 も存在し
ており、耐酸化性向上に寄与している。したがって、本
発明に係るＳｉＣ質耐火物を焼成棚などとして長時間使
用した場合でも変形や膨れはほとんど起こらない。以下
実施例により本発明をより詳しく説明する。
【００１２】
【実施例】表１に示す粒度分布をもつＳｉＣとアルミナ
を同表に示すと通り配合し（合計量１００ｗｔ％）、さ
らにカオリンを外配合した（表１にはＳｉＯ2 換算外配
合量を示す）。これらの配合において、実施例１、２、
３は請求項１の範囲内の組成である。なお、実施例１〜
３はＳｉＣ骨材粒子の粒度分布が１０００〜３６００μ
ｍのものを１５〜２５ｗｔ％、１０００〜３５０μｍの
ものが２３〜３０ｗｔ％、３５０μｍ未満のものが２３
〜３０ｗｔ％となるように変化させた。比較例１はＳｉ
Ｃ骨材粒子の量が本発明上限を超えかつアルミナの粒度
分布が本発明の下限末端である例、比較例２及び３はア
ルミナの量が本発明の上限量を超える例である。これら
の組成物を大気中で１４００℃にて５時間焼成した。焼
成体の特性値を示す。なお、重量増加率は、焼成したＳ
ｉＣ質耐火物を温度１０００℃、大気中で３３６時間加
熱後の測定値である。
を同表に示すと通り配合し（合計量１００ｗｔ％）、さ
らにカオリンを外配合した（表１にはＳｉＯ2 換算外配
合量を示す）。これらの配合において、実施例１、２、
３は請求項１の範囲内の組成である。なお、実施例１〜
３はＳｉＣ骨材粒子の粒度分布が１０００〜３６００μ
ｍのものを１５〜２５ｗｔ％、１０００〜３５０μｍの
ものが２３〜３０ｗｔ％、３５０μｍ未満のものが２３
〜３０ｗｔ％となるように変化させた。比較例１はＳｉ
Ｃ骨材粒子の量が本発明上限を超えかつアルミナの粒度
分布が本発明の下限末端である例、比較例２及び３はア
ルミナの量が本発明の上限量を超える例である。これら
の組成物を大気中で１４００℃にて５時間焼成した。焼
成体の特性値を示す。なお、重量増加率は、焼成したＳ
ｉＣ質耐火物を温度１０００℃、大気中で３３６時間加
熱後の測定値である。
【００１３】
【表１】 実施例 比較例 １ ２ ３ １ ２ ３ ＳｉＣ 3360〜 粒度分布 1000μm 20 23 18 30 25 20 （wt％） 1000〜 350 μm 25 30 33 30 20 20 350 μm 未満 30 23 30 30 20 20 アルミナ 粒度分布 平均6.5 μm 5 5 4 0 35 20 （wt％） 平均0.6 μm 未満 20 19 15 10 0 20 カオリン （外配量）wt％ ＳｉＯ2 換算 3 4 5 3 4 2 密度（g ／cm3 ) 2.83 2.85 2.80 2.57 2.63 2.51 曲げ強度 室温 432.8 473.3 451.6 257.5 236.1 280.2（kgf ／cm2 ） 1400℃ 310.3 351.1 325.5 153.3 138.4 141.2 重量増加率（％） 0.21 0.20 0.21 0.23 0.25 0.29
【００１４】表から明らかなように、比較例に比べて実
施例は、密度が高く、それに伴って室温及び高温強度が
２倍程度増大している。また、重量増加率も比較例のも
のは、試験片の中心部まで酸化が進み、重量増加が多く
なっている。これはアルミナ配合量が本発明の範囲外で
は特性が向上しないことを示している。
施例は、密度が高く、それに伴って室温及び高温強度が
２倍程度増大している。また、重量増加率も比較例のも
のは、試験片の中心部まで酸化が進み、重量増加が多く
なっている。これはアルミナ配合量が本発明の範囲外で
は特性が向上しないことを示している。
【００１５】
【発明の作用及び効果】本発明の請求項１に係るＳｉＣ
質耐火物は粒界結合部を平均粒径と特定したアルミナ及
び／又はムライトとしたため粒界物質の充填がよくな
り、かつ結合剤中のＳｉＯ2 を外配量で３ｗｔ％以上と
したために高温強度と耐酸化性に優れており、工業上有
用なものである。加えて、請求項３では表面被覆膜の構
成を特定したために耐酸化性がさらに改善される。請求
項４では粗粒と細粒のアルミナ等を混合して粒界結合部
としたためにさらに高い密度が得られる。
質耐火物は粒界結合部を平均粒径と特定したアルミナ及
び／又はムライトとしたため粒界物質の充填がよくな
り、かつ結合剤中のＳｉＯ2 を外配量で３ｗｔ％以上と
したために高温強度と耐酸化性に優れており、工業上有
用なものである。加えて、請求項３では表面被覆膜の構
成を特定したために耐酸化性がさらに改善される。請求
項４では粗粒と細粒のアルミナ等を混合して粒界結合部
としたためにさらに高い密度が得られる。
【００１６】さらに、本発明の請求項５の方法は、Ｓｉ
Ｃを所定粒度分布に配合したアルミナ及び／又はムライ
トで結合させ、酸化性雰囲気中で１３００〜１５００℃
で焼成するものであり、この方法で作製されたＳｉＣ質
耐火物は、粒子の充填性がよいことや焼成表面にシリカ
膜を生じさせることで、機械的・熱的性質を向上させる
ことができる。すなわち、本発明の製法に係るＳｉＣ質
耐火物は、加熱による膨れや変形もなく、耐久性が大幅
に向上している。
Ｃを所定粒度分布に配合したアルミナ及び／又はムライ
トで結合させ、酸化性雰囲気中で１３００〜１５００℃
で焼成するものであり、この方法で作製されたＳｉＣ質
耐火物は、粒子の充填性がよいことや焼成表面にシリカ
膜を生じさせることで、機械的・熱的性質を向上させる
ことができる。すなわち、本発明の製法に係るＳｉＣ質
耐火物は、加熱による膨れや変形もなく、耐久性が大幅
に向上している。
【図１】アルミナの平均粒径と焼成後のＳｉＣ耐火物の
密度の関係を示すグラフである。
密度の関係を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年６月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】近年では、この高温性能不良を解決するた
めＳｉＣ粒子と微量の金属Ｓｉを混合して、窒素雰囲気
中で焼成することにより結合部を窒化珪素としたＳｉＣ
質耐火物が提案されている（米国特許第２，７５２，２
５８号明細書）。ＳｉＣ粒子と微量の金属Ｓｉの混合物
を窒素雰囲気中で焼成後さらに酸化処理する方法も提案
されている（特開平４−１１４９６８号）。この処理に
より形成される粒界結合部の主相はＳｉ3 Ｎ4 またはＳ
ｉ2 ＯＮ2 であり、副相としてクリストバライトが存在
する。
めＳｉＣ粒子と微量の金属Ｓｉを混合して、窒素雰囲気
中で焼成することにより結合部を窒化珪素としたＳｉＣ
質耐火物が提案されている（米国特許第２，７５２，２
５８号明細書）。ＳｉＣ粒子と微量の金属Ｓｉの混合物
を窒素雰囲気中で焼成後さらに酸化処理する方法も提案
されている（特開平４−１１４９６８号）。この処理に
より形成される粒界結合部の主相はＳｉ3 Ｎ4 またはＳ
ｉ2 ＯＮ2 であり、副相としてクリストバライトが存在
する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】本発明によれば、ＳｉＣ骨材粒子が７０〜
８５ｗｔ％、好ましくは７５〜８５ｗｔ％含まれ、平均
粒径が６．５〜０．６μｍの範囲内に入るアルミナ及び
／又はムライトを残部とする粒界結合部により結合され
たＳｉＣ質耐火物にガラス質又は結晶質ＳｉＯ2 が外配
量で３ｗｔ％以上粒界結合部に含まれることを特徴とす
るアルミナ及び／又はムライト結合ＳｉＣ質耐火物が提
供される。
８５ｗｔ％、好ましくは７５〜８５ｗｔ％含まれ、平均
粒径が６．５〜０．６μｍの範囲内に入るアルミナ及び
／又はムライトを残部とする粒界結合部により結合され
たＳｉＣ質耐火物にガラス質又は結晶質ＳｉＯ2 が外配
量で３ｗｔ％以上粒界結合部に含まれることを特徴とす
るアルミナ及び／又はムライト結合ＳｉＣ質耐火物が提
供される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】本発明において、粒界結合部のアルミナ及
び／又はムライトの配合量はＳｉＣとの合計量が１００
ｗｔ％となる残部であって、３０ｗｔ％を超えるとＳｉ
Ｃ質耐火物としての強度が低下してしまい、配合量が１
５ｗｔ％未満であると粒子の充填性が悪くなるため特性
が低下してしまう。好ましい配合量は１５〜２５ｗｔ％
である。このようにして得られたＳｉＣ質耐火物は、ア
ルミナ及びムライトが酸化物であるため耐酸化性に優
れ、そして表面の緻密なＳｉＯ2 膜のために中心まで酸
化が進まない。また粒子充填性が良いためこのＳｉＣ質
耐火物は高温強度に優れている。
び／又はムライトの配合量はＳｉＣとの合計量が１００
ｗｔ％となる残部であって、３０ｗｔ％を超えるとＳｉ
Ｃ質耐火物としての強度が低下してしまい、配合量が１
５ｗｔ％未満であると粒子の充填性が悪くなるため特性
が低下してしまう。好ましい配合量は１５〜２５ｗｔ％
である。このようにして得られたＳｉＣ質耐火物は、ア
ルミナ及びムライトが酸化物であるため耐酸化性に優
れ、そして表面の緻密なＳｉＯ2 膜のために中心まで酸
化が進まない。また粒子充填性が良いためこのＳｉＣ質
耐火物は高温強度に優れている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】ＳｉＣとアルミナ及び／又はムライトの合
計量を１００重量％として外配量として若干の粘土鉱物
などの結合剤が含有されるが、結合剤中の粘土鉱物に含
まれるガラス質又は結晶質ＳｉＯ2 の外配量は３ｗｔ％
以上である。ＳｉＯ2 の外配量が３ｗｔ％未満であると
ＳｉＣ質耐火物焼成体表面に焼成中もしくは使用中に十
分に均一なＳｉＯ2 系酸化皮膜が形成されない。ＳｉＯ
2 の外配量は４〜６ｗｔ％であることが好ましい。アル
ミナ及びムライトの１種又は２種を粗粒と細粒の混合と
すると、前者の粒子間隙に後者が充填されＳｉＣ質耐火
物全体の密度をさらに高めることができる。すなわち、
具体的には、平均粒径が６〜６．５μｍの第１の粒子を
２〜６ｗｔ％と、平均粒径が０．６〜１μｍの第２の粒
子を９〜２８ｗｔ％とすることが好ましい。
計量を１００重量％として外配量として若干の粘土鉱物
などの結合剤が含有されるが、結合剤中の粘土鉱物に含
まれるガラス質又は結晶質ＳｉＯ2 の外配量は３ｗｔ％
以上である。ＳｉＯ2 の外配量が３ｗｔ％未満であると
ＳｉＣ質耐火物焼成体表面に焼成中もしくは使用中に十
分に均一なＳｉＯ2 系酸化皮膜が形成されない。ＳｉＯ
2 の外配量は４〜６ｗｔ％であることが好ましい。アル
ミナ及びムライトの１種又は２種を粗粒と細粒の混合と
すると、前者の粒子間隙に後者が充填されＳｉＣ質耐火
物全体の密度をさらに高めることができる。すなわち、
具体的には、平均粒径が６〜６．５μｍの第１の粒子を
２〜６ｗｔ％と、平均粒径が０．６〜１μｍの第２の粒
子を９〜２８ｗｔ％とすることが好ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】これらＳｉＣ，アルミナ、ムライトを配合
したものに、成形バインダーとして、カオリンなどの粘
土鉱物もしくは有機結合剤を外配量で１０ｗｔ％以下好
ましくは５〜８ｗｔ％添加し、分散剤を加えた水を成形
に必要量、例えば外配量で６〜１０ｗｔ％加え、プレス
成形、押し出し成形などの方法で成形するが、振動プレ
ス成形が最も好ましい。これらの成形物を焼成すること
により高い密度をもつ耐火物焼成体が得られる。なおＳ
ｉＣ焼成体の密度としては２．７ｇ／ｃｍ3 以上を得る
ことができる。上記の成形物を酸化性雰囲気中で１３０
０〜１５００℃にて焼成すると成形体皮膜の表面に酸化
皮膜が形成される。加熱時間は２〜５時間が好ましい。
酸化性雰囲気は大気が好ましい。また酸化皮膜の厚みは
５００〜１０００μｍが好ましい。
したものに、成形バインダーとして、カオリンなどの粘
土鉱物もしくは有機結合剤を外配量で１０ｗｔ％以下好
ましくは５〜８ｗｔ％添加し、分散剤を加えた水を成形
に必要量、例えば外配量で６〜１０ｗｔ％加え、プレス
成形、押し出し成形などの方法で成形するが、振動プレ
ス成形が最も好ましい。これらの成形物を焼成すること
により高い密度をもつ耐火物焼成体が得られる。なおＳ
ｉＣ焼成体の密度としては２．７ｇ／ｃｍ3 以上を得る
ことができる。上記の成形物を酸化性雰囲気中で１３０
０〜１５００℃にて焼成すると成形体皮膜の表面に酸化
皮膜が形成される。加熱時間は２〜５時間が好ましい。
酸化性雰囲気は大気が好ましい。また酸化皮膜の厚みは
５００〜１０００μｍが好ましい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】図１は、粒径を変えたアルミナとＳｉＣの
混合物を成形し焼成した焼成体の密度を測定した結果を
示し、これより粒界結合部の密度が粒径により変化する
状況を予測することができる。なお、図１は、重量比
で、ＳｉＣ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝８：２とし、アルミナの粒径
が平均０．６μｍ、６．５μｍ、５５μｍ、１００μｍ
のものの４種類の実験を行った結果である。この実験で
ＳｉＣ耐火物の密度はアルミナの平均粒径に依存するこ
とが分かる。さらに平均粒径の異なるアルミナを混合し
て種々実験を行った結果、平均粒径６．５μｍのアルミ
ナ４〜５ｗｔ％、平均粒径０．６μｍのものを１５〜２
０ｗｔ％で高い高温強度が得られることが分かった。
混合物を成形し焼成した焼成体の密度を測定した結果を
示し、これより粒界結合部の密度が粒径により変化する
状況を予測することができる。なお、図１は、重量比
で、ＳｉＣ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝８：２とし、アルミナの粒径
が平均０．６μｍ、６．５μｍ、５５μｍ、１００μｍ
のものの４種類の実験を行った結果である。この実験で
ＳｉＣ耐火物の密度はアルミナの平均粒径に依存するこ
とが分かる。さらに平均粒径の異なるアルミナを混合し
て種々実験を行った結果、平均粒径６．５μｍのアルミ
ナ４〜５ｗｔ％、平均粒径０．６μｍのものを１５〜２
０ｗｔ％で高い高温強度が得られることが分かった。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】そして、アルミナ及び／又はムライトを高
密度に充填したＳｉＣ質耐火物を酸化雰囲気中で焼成す
ることにより、ＳｉＣが酸化され焼成体表面に緻密な酸
化保護膜が生じるため、耐酸化性が著しく向上する。な
お、この皮膜中には結合剤に含まれるＳｉＯ2 も存在し
ており、耐酸化性向上に寄与している。したがって、本
発明に係るＳｉＣ質耐火物を焼成棚などとして長時間使
用した場合でも変形や膨れはほとんど起こらない。以下
実施例により本発明をより詳しく説明する。
密度に充填したＳｉＣ質耐火物を酸化雰囲気中で焼成す
ることにより、ＳｉＣが酸化され焼成体表面に緻密な酸
化保護膜が生じるため、耐酸化性が著しく向上する。な
お、この皮膜中には結合剤に含まれるＳｉＯ2 も存在し
ており、耐酸化性向上に寄与している。したがって、本
発明に係るＳｉＣ質耐火物を焼成棚などとして長時間使
用した場合でも変形や膨れはほとんど起こらない。以下
実施例により本発明をより詳しく説明する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【実施例】表１に示す粒度分布をもつＳｉＣとアルミナ
を同表に示すと通り配合し（合計量１００ｗｔ％）、さ
らにカオリンを外配合した（表１にはＳｉＯ2 換算外配
合量を示す）。これらの配合において、実施例１、２、
３は請求項１の範囲内の組成である。なお、実施例１〜
３はＳｉＣ骨材粒子の粒度分布が１０００〜３６００μ
ｍのものを１５〜２５ｗｔ％、１０００〜３５０μｍの
ものが２３〜３０ｗｔ％、３５０μｍ未満のものが２３
〜３０ｗｔ％となるように変化させた。比較例１はＳｉ
Ｃ骨材粒子の量が本発明上限を超えかつアルミナの粒度
分布が本発明の下限末端である例、比較例２及び３はア
ルミナの量が本発明の上限量を超える例である。これら
の組成物を大気中で１４００℃にて５時間焼成した。焼
成体の特性値を示す。なお、重量増加率は、焼成したＳ
ｉＣ質耐火物を温度１０００℃、大気中で３３６時間加
熱後の測定値である。
を同表に示すと通り配合し（合計量１００ｗｔ％）、さ
らにカオリンを外配合した（表１にはＳｉＯ2 換算外配
合量を示す）。これらの配合において、実施例１、２、
３は請求項１の範囲内の組成である。なお、実施例１〜
３はＳｉＣ骨材粒子の粒度分布が１０００〜３６００μ
ｍのものを１５〜２５ｗｔ％、１０００〜３５０μｍの
ものが２３〜３０ｗｔ％、３５０μｍ未満のものが２３
〜３０ｗｔ％となるように変化させた。比較例１はＳｉ
Ｃ骨材粒子の量が本発明上限を超えかつアルミナの粒度
分布が本発明の下限末端である例、比較例２及び３はア
ルミナの量が本発明の上限量を超える例である。これら
の組成物を大気中で１４００℃にて５時間焼成した。焼
成体の特性値を示す。なお、重量増加率は、焼成したＳ
ｉＣ質耐火物を温度１０００℃、大気中で３３６時間加
熱後の測定値である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】
【表１】 実施例 比較例 １ ２ ３ １ ２ ３ ＳｉＣ 3360〜 粒度分布 1000μm 20 23 18 30 25 20 （wt％） 1000〜 350 μm 25 30 33 30 20 20 350 μm 未満 30 23 30 30 20 20 アルミナ 粒度分布 平均6.5 μm 5 5 4 0 35 20 （wt％） 平均0.6 μm 未満 20 19 15 10 0 20 カオリン （外配量）wt％ ＳｉＯ2 換算 3 4 5 3 4 2 密度（g ／cm3 ) 2.83 2.85 2.80 2.57 2.63 2.51 曲げ強度 室温 432.8 473.3 451.6 257.5 236.1 280.2（kgf ／cm2 ） 1400℃ 310.3 351.1 325.5 153.3 138.4 141.2 重量増加率（％） 0.21 0.20 0.21 0.23 0.25 0.29
【提出日】平成７年６月６日
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【発明の作用及び効果】本発明の請求項１に係るＳｉＣ
質耐火物は粒界結合部を平均粒径と特定したアルミナ及
び／又はムライトとしたため粒界物質の充填がよくな
り、かつ結合剤中のＳｉＯ2 を外配量で３ｗｔ％以上と
したために高温強度と耐酸化性に優れており、工業上有
用なものである。加えて、請求項３では表面被覆膜の構
成を特定したために耐酸化性がさらに改善される。請求
項４では粗粒と細粒のアルミナ等を混合して粒界結合部
としたためにさらに高い密度が得られる。
質耐火物は粒界結合部を平均粒径と特定したアルミナ及
び／又はムライトとしたため粒界物質の充填がよくな
り、かつ結合剤中のＳｉＯ2 を外配量で３ｗｔ％以上と
したために高温強度と耐酸化性に優れており、工業上有
用なものである。加えて、請求項３では表面被覆膜の構
成を特定したために耐酸化性がさらに改善される。請求
項４では粗粒と細粒のアルミナ等を混合して粒界結合部
としたためにさらに高い密度が得られる。
Claims (6)
- 【請求項１】 ＳｉＣ骨材粒子が７０〜８５ｗｔ％含ま
れ、平均粒径が６．５〜０．６μｍの範囲内に入る粒度
分布を有するアルミナ及びムライトの１種又は２種の粒
界結合部により結合されたＳｉＣ質耐火物であって、ガ
ラス質又は結晶質ＳｉＯ2 相が外配量で３ｗｔ％以上粒
界結合部に含まれることを特徴とするＳｉＣ質耐火物。 - 【請求項２】 前記ガラス質又は結晶質ＳｉＯ2 相が粘
土鉱物の構成酸化物である請求項１記載のＳｉＣ質耐火
物。 - 【請求項３】 実質的にＳｉＯ2 からなる表面保護皮膜
により被覆されていることを特徴とする請求項１又は２
記載のＳｉＣ質耐火物。 - 【請求項４】 前記アルミナ及びムライトの１種又は２
種が平均粒経が６〜６．５μｍの第１の粒子２〜６ｗｔ
％と、平均粒経が０．６〜１μｍの第２の粒子を９〜２
８ｗｔ％とからなる請求項１記載のＳｉＣ質耐火物。 - 【請求項５】 請求項１又は４記載の組成物を酸化性雰
囲気中で１３００〜１５００℃の温度で焼成することを
特徴とするＳｉＣ質耐火物の製造方法。 - 【請求項６】 前記ガラス質または結晶質ＳｉＯ2 がカ
オリンに含まれている請求項５記載のＳｉＣ質耐火物の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6104149A JPH07315933A (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | ＳｉＣ質耐火物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6104149A JPH07315933A (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | ＳｉＣ質耐火物及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07315933A true JPH07315933A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=14373027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6104149A Pending JPH07315933A (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | ＳｉＣ質耐火物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07315933A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8129301B2 (en) * | 2005-11-21 | 2012-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Molding compound for producing a fireproof lining |
| EP2248788A4 (en) * | 2007-12-28 | 2012-04-25 | Nippon Crucible Co | CASTING MATERIAL BASED ON SILICON CARBIDE |
| WO2013146954A1 (ja) | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 日本碍子株式会社 | 多孔質材料及びハニカム構造体 |
| CN109020550A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-12-18 | 朝阳金工钒钛科技有限公司 | 一种再生碳化硅还原罐的生产方法 |
| EP3064482B1 (en) * | 2015-03-04 | 2022-06-15 | TYK Corporation | Method of forming a silicon carbide refractory block |
-
1994
- 1994-05-18 JP JP6104149A patent/JPH07315933A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8129301B2 (en) * | 2005-11-21 | 2012-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Molding compound for producing a fireproof lining |
| US8137610B2 (en) * | 2005-11-21 | 2012-03-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Molding compound for producing a fireproof lining |
| EP2248788A4 (en) * | 2007-12-28 | 2012-04-25 | Nippon Crucible Co | CASTING MATERIAL BASED ON SILICON CARBIDE |
| WO2013146954A1 (ja) | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 日本碍子株式会社 | 多孔質材料及びハニカム構造体 |
| US9346714B2 (en) | 2012-03-28 | 2016-05-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Porous material and honeycomb structure |
| EP3064482B1 (en) * | 2015-03-04 | 2022-06-15 | TYK Corporation | Method of forming a silicon carbide refractory block |
| CN109020550A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-12-18 | 朝阳金工钒钛科技有限公司 | 一种再生碳化硅还原罐的生产方法 |
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