JPH10338566A - 高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材 - Google Patents
高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材Info
- Publication number
- JPH10338566A JPH10338566A JP9163365A JP16336597A JPH10338566A JP H10338566 A JPH10338566 A JP H10338566A JP 9163365 A JP9163365 A JP 9163365A JP 16336597 A JP16336597 A JP 16336597A JP H10338566 A JPH10338566 A JP H10338566A
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- Japan
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- alumina
- ceramic sliding
- mal
- aluminate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造経費が低廉で、機械的強度と摩擦特性が
優れた、高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材を得る。 【解決手段】 αアルミナ（α−Al2O3 ）の母相２の内
部に、アルミナ（Al2O3）と同様の粒子径の無水アルミ
ン酸塩（MAl2O4）スピネル型結晶構造の複合酸化物粒子
３を、固溶体または化合物として均一に分散させる。
優れた、高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材を得る。 【解決手段】 αアルミナ（α−Al2O3 ）の母相２の内
部に、アルミナ（Al2O3）と同様の粒子径の無水アルミ
ン酸塩（MAl2O4）スピネル型結晶構造の複合酸化物粒子
３を、固溶体または化合物として均一に分散させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水道の蛇口などの開
閉弁に使用される高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材
に関するものである。
閉弁に使用される高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平６−９３２７７号公報や特
開平７−１０８７７４号公報などに開示されるように、
水中における摩擦係数を低減するための材料として、ア
ルミナ材料の表面にダイヤモンドライクカーボンを被覆
したもの、アルミナ材料の表面に炭化ケイ素とカーボン
との混合物を被覆したもの、水溜めとなる多数の気孔が
均一に分散するセラミツクス、固体潤滑材、油含浸型セ
ラミツクスなどが知られている。しかし、上述した従来
の材料は強度が不十分であり、潤滑の役目を果たす被覆
が剥がれやすい、コストが高いなどの難点がある。
開平７−１０８７７４号公報などに開示されるように、
水中における摩擦係数を低減するための材料として、ア
ルミナ材料の表面にダイヤモンドライクカーボンを被覆
したもの、アルミナ材料の表面に炭化ケイ素とカーボン
との混合物を被覆したもの、水溜めとなる多数の気孔が
均一に分散するセラミツクス、固体潤滑材、油含浸型セ
ラミツクスなどが知られている。しかし、上述した従来
の材料は強度が不十分であり、潤滑の役目を果たす被覆
が剥がれやすい、コストが高いなどの難点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、製造経費が低廉で、機械的強度と摩擦特性
が優れた、高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材を提供
することにある。
問題に鑑み、製造経費が低廉で、機械的強度と摩擦特性
が優れた、高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成はαアルミナ（α−Al2O3 ）の母相中
に、アルミナ（Al2O3 ）と同様の粒子径の無水アルミン
酸塩（MAl2O4）スピネル型結晶構造の複合酸化物粒子
が、固溶体または化合物として均一に分散していること
を特徴とする。
に、本発明の構成はαアルミナ（α−Al2O3 ）の母相中
に、アルミナ（Al2O3 ）と同様の粒子径の無水アルミン
酸塩（MAl2O4）スピネル型結晶構造の複合酸化物粒子
が、固溶体または化合物として均一に分散していること
を特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】アルミナ（Al2O3 ）に、無水アル
ミン酸塩（MAl2O4）を生成し得る２価の金属化合物を添
加して焼成することにより、アルミナ（Al2O3 ）の母相
中に無水アルミン酸塩（MAl2O4）を分散させる。これに
より、セラミツクス焼結体として、高い水吸着性と水存
在下での低摩擦性とを発揮し、摺動部材に適する。
ミン酸塩（MAl2O4）を生成し得る２価の金属化合物を添
加して焼成することにより、アルミナ（Al2O3 ）の母相
中に無水アルミン酸塩（MAl2O4）を分散させる。これに
より、セラミツクス焼結体として、高い水吸着性と水存
在下での低摩擦性とを発揮し、摺動部材に適する。
【０００６】
【実施例】本発明による高親水性低摩擦セラミツクス摺
動部材は、アルミナ（Al2O3 ）に無水アルミン酸塩（MA
l2O4）を生成し得る２価の金属化合物を添加したうえ、
焼成して得られるものである。
動部材は、アルミナ（Al2O3 ）に無水アルミン酸塩（MA
l2O4）を生成し得る２価の金属化合物を添加したうえ、
焼成して得られるものである。
【０００７】図１に示すように、得られたセラミツクス
摺動部材としての焼結体は、αアルミナ（α−Al2O3 ）
の母相２の内部に、アルミナ（Al2O3 ）と同様の粒子径
の無水アルミン酸塩（MAl2O4）スピネル型結晶構造の複
合酸化物粒子３が、固溶体ま本発明による高親水性低摩
擦セラミツクス摺動部材は、アルミナ（Al2O3 ）にたは
化合物として均一に分散している。ここで、M はAl2O3
と化合して塩を生成する金属元素を代表する。
摺動部材としての焼結体は、αアルミナ（α−Al2O3 ）
の母相２の内部に、アルミナ（Al2O3 ）と同様の粒子径
の無水アルミン酸塩（MAl2O4）スピネル型結晶構造の複
合酸化物粒子３が、固溶体ま本発明による高親水性低摩
擦セラミツクス摺動部材は、アルミナ（Al2O3 ）にたは
化合物として均一に分散している。ここで、M はAl2O3
と化合して塩を生成する金属元素を代表する。
【０００８】前記セラミツクス摺動部材に対する無水ア
ルミン酸塩（MAl2O4）の含有量は５〜５０wt％である。
化学式MAl2O4で表される無水アルミン酸塩の金属M は、
マグネシウム（Mg），亜鉛（Zn），コバルト（Co），ニ
ツケル（Ni），銅（Cu），マンガン（Mn），鉄（Fe）の
内の少くとも１つから構成される。
ルミン酸塩（MAl2O4）の含有量は５〜５０wt％である。
化学式MAl2O4で表される無水アルミン酸塩の金属M は、
マグネシウム（Mg），亜鉛（Zn），コバルト（Co），ニ
ツケル（Ni），銅（Cu），マンガン（Mn），鉄（Fe）の
内の少くとも１つから構成される。
【０００９】［実施例１］アルミナ（Al2O3 ）粉末を主
原料とし、Mg，Zn，Co，Ni，Cu，Mn，Feの内の１つの金
属酸化物を１０wt％添加し、さらに焼結助剤を少量添加
し、成形体を作製した。該成形体を温度１３００〜１６
００℃の大気中にて焼成して、焼結体（試料）を得た。
図１は得られた本発明の焼結体の組織を表す模式図を示
す。本発明の焼結体（試料）から直径３５mm、厚さ５mm
の円板状の試験片を作製し、該試験片の表面をラツプ仕
上げにより、表面粗さRmax０．４以下の平面に平滑化し
た。得られた２枚の試験片を互いに重ね合せ、温度２５
℃の水中にて摺動試験を行い、摩擦係数を測定した。
原料とし、Mg，Zn，Co，Ni，Cu，Mn，Feの内の１つの金
属酸化物を１０wt％添加し、さらに焼結助剤を少量添加
し、成形体を作製した。該成形体を温度１３００〜１６
００℃の大気中にて焼成して、焼結体（試料）を得た。
図１は得られた本発明の焼結体の組織を表す模式図を示
す。本発明の焼結体（試料）から直径３５mm、厚さ５mm
の円板状の試験片を作製し、該試験片の表面をラツプ仕
上げにより、表面粗さRmax０．４以下の平面に平滑化し
た。得られた２枚の試験片を互いに重ね合せ、温度２５
℃の水中にて摺動試験を行い、摩擦係数を測定した。
【００１０】図２から明らかなように、本発明の焼結体
（試料）はアルミナ（Al2O3 ）中に無水アルミン酸塩
（MAl2O4）を形成させることにより、アルミナ単体より
も水中での摩擦係数が小さく、水吸着性が高いことが確
認された。この理由は、無水アルミン酸塩（MAl2O4）ス
ピネル構造化合物の陽イオンが配位していない空孔が極
性を呈し、水を強く吸着することによる。
（試料）はアルミナ（Al2O3 ）中に無水アルミン酸塩
（MAl2O4）を形成させることにより、アルミナ単体より
も水中での摩擦係数が小さく、水吸着性が高いことが確
認された。この理由は、無水アルミン酸塩（MAl2O4）ス
ピネル構造化合物の陽イオンが配位していない空孔が極
性を呈し、水を強く吸着することによる。
【００１１】［実施例２］アルミナ（Al2O3 ）粉末を主
原料とし、酸化亜鉛（ZnO ）の添加量を変えて、アルミ
ン酸亜鉛（ZnAl2O4 ）の含有量が異なる１０種の焼結体
（試料）を、実施例１と同様にして作製し、各焼結体
（試料）の摺動特性と強度を測定した。
原料とし、酸化亜鉛（ZnO ）の添加量を変えて、アルミ
ン酸亜鉛（ZnAl2O4 ）の含有量が異なる１０種の焼結体
（試料）を、実施例１と同様にして作製し、各焼結体
（試料）の摺動特性と強度を測定した。
【００１２】図３から明らかなように、本発明による焼
結体（試料）は、アルミン酸亜鉛（ZnAl2O4 ）の含有量
が多くなるにつれて摩擦係数が小さくなることが分る。
本発明によれば、焼結体に占めるアルミン酸亜鉛（ZnAl
2O4 ）の含有量が１０〜５５wt％の時、摩擦係数が０．
３以下の良好な摺動特性を示す。本発明による焼結体の
強度に関しては、焼結体に占めるアルミン酸亜鉛（ZnAl
2O4 ）の含有量が多くなるにつれて強度が徐々に低下
し、焼結体に占めるアルミン酸亜鉛（ZnAl2O4 ）の含有
量が５０％を超えると、強度は著しく低下し、摺動部材
としての使用に適さなくなる。
結体（試料）は、アルミン酸亜鉛（ZnAl2O4 ）の含有量
が多くなるにつれて摩擦係数が小さくなることが分る。
本発明によれば、焼結体に占めるアルミン酸亜鉛（ZnAl
2O4 ）の含有量が１０〜５５wt％の時、摩擦係数が０．
３以下の良好な摺動特性を示す。本発明による焼結体の
強度に関しては、焼結体に占めるアルミン酸亜鉛（ZnAl
2O4 ）の含有量が多くなるにつれて強度が徐々に低下
し、焼結体に占めるアルミン酸亜鉛（ZnAl2O4 ）の含有
量が５０％を超えると、強度は著しく低下し、摺動部材
としての使用に適さなくなる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は上述のように、αアルミナ（α
−Al2O3 ）の母相中に、アルミナ（Al2O3 ）と同様の粒
子径の無水アルミン酸塩（MAl2O4）スピネル型結晶構造
の複合酸化物粒子が、固溶体または化合物として均一に
分散しているものであるから、高い親水性を有し、水存
在下にて低摩擦性と低摩耗性を有するアルミナ系セラミ
ツクス摺動部材が得られる。
−Al2O3 ）の母相中に、アルミナ（Al2O3 ）と同様の粒
子径の無水アルミン酸塩（MAl2O4）スピネル型結晶構造
の複合酸化物粒子が、固溶体または化合物として均一に
分散しているものであるから、高い親水性を有し、水存
在下にて低摩擦性と低摩耗性を有するアルミナ系セラミ
ツクス摺動部材が得られる。
【図１】本発明に係る高親水性低摩擦セラミツクス摺動
部材を構成する焼結体の組織を模式的に表す組織図であ
る。
部材を構成する焼結体の組織を模式的に表す組織図であ
る。
【図２】同セラミツクス摺動部材に含まれる無水アルミ
ン酸塩（MAl2O4）と摩擦係数の関係を表す線図である。
ン酸塩（MAl2O4）と摩擦係数の関係を表す線図である。
【図３】同セラミツクス摺動部材に含まれる無水アルミ
ン酸塩（MAl2O4）の含有量と、摩擦係数および強度との
関係をそれぞれ表す線図である。
ン酸塩（MAl2O4）の含有量と、摩擦係数および強度との
関係をそれぞれ表す線図である。
２：母相 ３：複合酸化物粒子
Claims (4)
- 【請求項１】αアルミナ（α−Al2O3 ）の母相中に、ア
ルミナ（Al2O3 ）と同様の粒子径の無水アルミン酸塩
（MAl2O4）スピネル型結晶構造の複合酸化物粒子が、固
溶体または化合物として均一に分散していることを特徴
とする、高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材。 - 【請求項２】前記無水アルミン酸塩（MAl2O4）がマグネ
シウム（Mg），亜鉛（Zn），コバルト（Co），ニツケル
（Ni），銅（Cu），マンガン（Mn），鉄（Fe）の内の１
つから構成される、請求項１に記載の高親水性低摩擦セ
ラミツクス摺動部材。 - 【請求項３】前記無水アルミン酸塩（MAl2O4）の含有量
が５〜５０wt％である、請求項１に記載の高親水性低摩
擦セラミツクス摺動部材。 - 【請求項４】前記セラミツクス摺動部材が水存在下にお
いて使用される、請求項１に記載の高親水性低摩擦セラ
ミツクス摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9163365A JPH10338566A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9163365A JPH10338566A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10338566A true JPH10338566A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15772507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9163365A Pending JPH10338566A (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 高親水性低摩擦セラミツクス摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10338566A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1006090A1 (en) * | 1998-12-01 | 2000-06-07 | Isuzu Ceramics Research Co., Ltd. | Highly hydrophilic and low friction ceramic sliding member |
| JP2002234106A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-08-20 | Inax Corp | 防汚層付き基材 |
| JP2010019320A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Mikuni Corp | 摺動部材および弁装置 |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP9163365A patent/JPH10338566A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1006090A1 (en) * | 1998-12-01 | 2000-06-07 | Isuzu Ceramics Research Co., Ltd. | Highly hydrophilic and low friction ceramic sliding member |
| JP2002234106A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-08-20 | Inax Corp | 防汚層付き基材 |
| JP2010019320A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Mikuni Corp | 摺動部材および弁装置 |
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