JPS5846446B2 - フオルステライトクリンカ−の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高純度フォルステライトクリンカーの製造方
法に関する。

フォルステライトはマグネシア−シリカ系のうちで最も
安定な鉱物であり、これを主成分とするフォルステライ
トレンガは古くから耐火物として使用されて来た。

またフォルステライトは高周波絶縁材料として極めて高
い性能を有するところから、最近では電子放電管等にも
使用されており、更に、その大きな熱膨張率を利用した
各種電子回路における制御部品としての新しい用途も有
している。

この外、熱電伝導率が小さく、シかも負の温度係数をも
つため、極めて有望な断熱材であるので省エネルギー用
材料として期待されている。

このような電子材料としての用途に使用されるフォルス
テライトには高い純度が要求されるが、そのような高純
度のフォルステライトは天然には存在せず、また合成す
ることも困難であった。

例えば、従来からタルクとマグネシアを原料とするフォ
ルステライトの合成法、あるいは珪石とマグネシアを原
料とするフォルステライトの合成法が行なわれていたが
、前者の方法では天然原料から混入した不純物による低
融点物質の生成が不可避であった。

また後者の方法は最も好ましいフォルステライトの合成
法とされているが、この方法では反応焼結が充分に行わ
れず、焼成温度を高くしても完全な合成が行滉れずこの
場合にもクリストバライト（Ｓ１０２の面心立方晶）お
よびペリクレース（ＭｇＯの６面体結晶）の生成あるい
はガラス相の生成を完全に抑制することはできなかった
。

そこで発明者は純粋なフォルステライトクリンカーを製
造すべく研究した結果、原料としてマグネシアと非晶質
シリカを選定し、添加剤として二酸化チタンを用いると
二酸化チタンがフォルステライトの合成を著るしく促進
し、更に添加剤としてハロゲン化アンモニウムを使用す
ると一層これが顕著となってガラス相の生成を抑制する
事実を見出しこの発明を完成したものである。

即ちこの発明の第１は、マグネシア２モルに対し非晶質
シリカ１モルを配合した原料配合物に対して該原料配合
物の１．０〜１０重量伝の二酸化チタンを添加混合し、
これを成形、焼成することを特徴とし、また第２の発明
は、添加剤として上記二酸化チタンの外に０．２〜１．
０重量％のハロゲン化アンモニウムを用いることを特徴
とする。

以下にこの発明の詳細な説明する。

この発明で用いられる主原料は、種々の方法で製造され
たマグネシアと非晶質シリカである。

これら二種類の原料をフォルステライトの化学組成（２
Ｍｇｏ−８ｉＯ２）と同じ比率、即ち、モル比でマグネ
シア２に対して非晶質シリカ１の割合で配合する。

この比率を重量比に換算すれば、略マグネシア５７重量
％に対して非晶質シリカ４３重量□となる。

上記の原料配合物に対して加えられる添加剤のうち、フ
ォルステライトの合成促進作用を有する二酸化チタンの
添加量は、原料配合物の１．０重量％〜１０重量ｅであ
る。

この添加量が１．０重量％に満たない場合には所期の効
果が得られず、また１００重量％越すと低融点胸質を生
成することになる。

この範囲のなかでも特に好ましい添加量は２〜５重量□
である。

二酸化チタンを添加した配合原料を、適量の有機結合剤
を加えて加圧成形し、これを１５００℃〜１６００℃で
０．５〜２．０時間焼成する。

これによって得られるフォルステライト中にはべりクレ
ース、エンスタタイトまたはクリストバライトの生成は
全く見られない。

しかし、焼成温度を高くして焼締りを良くしようとする
とガラス相の生成が見られるようになる。

そこで、二酸化チタンの外にハロゲン化アンモニウムを
添加剤として使用すると、これによってガラス相の生成
をも略完全に抑制して純粋なフォルステライトを得るこ
とができる。

この発明において、添加したハロゲン化アンモニウムは
作用後に揮発し、製品中には残留しないのが特徴である
。

ハロゲン化アンモニウムの添加量は原料配合物に対して
０．２〜１．０重量％であり、０．２重量％未満では効
果が得られず、また１、０重量□を越しても効果には差
異がみられない。

以上述べたように、この発明によれば極めて純度の高い
フォルステライトを得ることができ、特に二酸化チタン
およびハロゲン化アンモニウムの両者を添加剤として使
用して製造されたフォルステライトは均一なスピネル結
晶構造を有する。

また、この発明で製造されたフォルステライトクリンカ
ーは気孔率が低く、また嵩比重の大きい緻密な組織を有
しており、優れた耐蝕性を有する。

なお、上記焼成して得られたフォルステライトクリンカ
ーを一度粉砕し、これを再度焼成する方法を用いれば、
より物性の優れたフォルステライト焼結体を得ることが
できる。

以下に記載する実施例および併記する比較例によって、
この発明における上述した特徴をより明らかにする。

実施例 １ マグネシア粉末５７重量％および非晶質シリカ粉末４３
重量□を混合して得た原料配合物に対し、この原料配合
物の３．５重量％に相当する二酸化チタンを添加し、更
に結合剤として１％メチルセルロース水溶液を７ＣＣ加
えて混合した。

上記の混合物を５００ Ｋｙ／ｃｗｔの圧力を加えて成
形した後、これを１６００℃で１時間焼成して高純度の
フォルステライトクリンカーを得た。

Ｘ線回折による鉱物分析の結果ではフォルステライトの
みが検出されたが、顕微鏡観察では微量のガラス相の存
在が確認された。

実施例 ２ 添加剤として二酸化チタン３．５重量％の外に、フッ化
アンモニウム０．４重量％を添加して実施例１と同様に
行なった。

Ｘ線回折による鉱物分析の結果、得られたフォルステラ
イトクリンカー中にはフォルステライトのみが検出され
、また顕微鏡観察によってもガラス相の生成は見られな
かった。

比較例 に 酸化チタンを添加せずに実施例１と同様に行なった。

Ｘ線回折による分析の結果、フォルステライトの回折線
以外に強度の大きなペリクレース（ＭｇＯ）の回折線が
観察された。

比較例 ２ 原料としてマグネシアおよび珪石を使用し、かつ二酸化
チタンを添加せずに実施例１と同様に行なったところ、
Ｘ線回折によってフォルステライトの回折線以外にペリ
クレースによる強度の大きな回折線が観測された。

比較例 ３ 原料としてマグネシアおよび珪石を使用し、添加剤とし
て二酸化チタン３．５重量％およびフッ化アンモニウム
０．４重量□を使用して実施例１と同様に行なった。

Ｘ線回折による分析の結果、フォルステライトによる回
折線の外に、ペリクレースによる弱い回折線が観察され
た。

上記実施例１、実施例２および比較例１〜３の結果を第
１表にまとめて示す。

なお、実施例２および比較例３においてフッ化アンモニ
ウムの代ワりに塩化アンモニウム、臭化アンモニウムを
使用した場合にも同様の結果が得られた。

実施例 ３ 実施例１及び実施例２で製造した合成フォルステライト
クリンカーを平均粒径１３μに粉砕した粉末に１％メチ
ルセルロース水溶液を６．６容量％添加し、５００ Ｋ
ｙ／ｃｒＡで底形した後１６００℃で１時間焼成した。

得られた焼結体の物性は第２表に示すとおりであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マグネシア２モルに対して非晶質シリカ１モルを配
   合した原料配合物に対して１．０〜１０重量％の二酸化
   チタンを添加混合し、これを成形、焼成することを特徴
   とするフォルステライトクリンカーの製造方法。 ２ マグネシア２モルに対して非晶質シリカ１モルを配
   合した原料配合物に対して１．０〜１０重量％の二酸化
   チタンおよび０．２〜１．０重量％のハロゲン化アンモ
   ニウムを添加混合し、これを成形、焼成することを特徴
   とするフォルステライトクリンカーの製造方法。