JPS6021883A - 多孔質セラミツクスの製造方法 - Google Patents
多孔質セラミツクスの製造方法Info
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Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は多孔質セラミックスの製造方法に係り、特に気
孔が均一で高強度の多孔質セラミックスを製造すること
ができる多孔質セラミックスの製造方法に関する。
孔が均一で高強度の多孔質セラミックスを製造すること
ができる多孔質セラミックスの製造方法に関する。
近年、高温高強度構造材料として窒化珪素、炭化珪素、
サイアロン等の非酸化物セラミックス１あるいは酸化ア
ルミニウム、酸化ジルコニウム等、いわゆるニューセラ
ミックスが急速にクローズアップされ、多くの研究や開
発がなされている。これらのセラミックスの用途は、ガ
スタービンのグレードや燃焼器、ディーゼルエンジンの
シリンダやピストンその他高温用機械部品として数多く
ある。
サイアロン等の非酸化物セラミックス１あるいは酸化ア
ルミニウム、酸化ジルコニウム等、いわゆるニューセラ
ミックスが急速にクローズアップされ、多くの研究や開
発がなされている。これらのセラミックスの用途は、ガ
スタービンのグレードや燃焼器、ディーゼルエンジンの
シリンダやピストンその他高温用機械部品として数多く
ある。
セラミックスの中でも多孔質のセラミック部材は断熱性
、吸音性、軽量性等の点において優れた特性を有すると
ころから広い範囲の応用が期待されている。ところで、
通常、多孔質セラミック部材は、セラミック粉体の加圧
成形密度を低くして焼成を行なうか、又は成形時に揮発
性あるいは可燃性物質を添加して焼成を行なう混合法、
あるいはシラスのように焼成過程で発泡するような材料
を用いる発泡法、などの方法によって製造されている。
、吸音性、軽量性等の点において優れた特性を有すると
ころから広い範囲の応用が期待されている。ところで、
通常、多孔質セラミック部材は、セラミック粉体の加圧
成形密度を低くして焼成を行なうか、又は成形時に揮発
性あるいは可燃性物質を添加して焼成を行なう混合法、
あるいはシラスのように焼成過程で発泡するような材料
を用いる発泡法、などの方法によって製造されている。
しかしながら、従来の混合法によって製造された多孔質
セラミックスは気孔の均一性に劣り、また発泡法はセラ
ミックス部分の緻密化ができない等の欠点を有している
。またこれらの方法によって製造された従来の多孔質セ
ラミックスにおいては、総じて強度が低いという問題が
ある。
セラミックスは気孔の均一性に劣り、また発泡法はセラ
ミックス部分の緻密化ができない等の欠点を有している
。またこれらの方法によって製造された従来の多孔質セ
ラミックスにおいては、総じて強度が低いという問題が
ある。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、気孔
径及び気孔分布が共に均一で強度が高く、また高気孔率
の多孔質体をも製造することができる多孔質セラミック
スの製造方法を提供することにある。
径及び気孔分布が共に均一で強度が高く、また高気孔率
の多孔質体をも製造することができる多孔質セラミック
スの製造方法を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明は可塑性でかつ可燃
性の核材を用い、この核材にセラミック粉末を付着させ
て加圧成形、焼成を行なうものである。即ち本発明は、
可塑性でかつ耐燃性の物質からなる粉状物を核材とし、
該核材の表面にセラミック粉末を付着させた後、加圧成
形することにより、核材が均一に分散した核材とセラミ
ック粉末との複合圧粉体を得、しかる後、＃複合圧粉体
を焼成して、核材の燃焼除去とセラミック粉、末の焼結
とを行なうことを特徴とする多孔質セラミックスの製造
方法、を要旨とするものである。
性の核材を用い、この核材にセラミック粉末を付着させ
て加圧成形、焼成を行なうものである。即ち本発明は、
可塑性でかつ耐燃性の物質からなる粉状物を核材とし、
該核材の表面にセラミック粉末を付着させた後、加圧成
形することにより、核材が均一に分散した核材とセラミ
ック粉末との複合圧粉体を得、しかる後、＃複合圧粉体
を焼成して、核材の燃焼除去とセラミック粉、末の焼結
とを行なうことを特徴とする多孔質セラミックスの製造
方法、を要旨とするものである。
以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第１図ないし第５図は本発明の一実施例に係る多孔質セ
ラミックスの製造過程を説明する概略的な断面図である
。（なお、各図とも模式的なものであり、いずれの図に
おいても核材は著しく拡大して表わされている。） 本発明においては、まず、可塑性でかつ可燃性の物質か
らなる粒状物を核材として用い、この核材の表面にセラ
ミック粉末を付着させる。核拐としては、第１図（ａ）
の１の如く、可塑性、行に熱可塑性を有し、かつ高温で
酸化燃焼する物質の粒状物、好ましくは球状物を用いる
が、具体的には例えばポリエチレン、ポリプロビレ／、
ポリスチレン等の有機高分子系熱可塑性樹脂の球状物な
どが用いられる。また核材としては、第２図（ａ）の如
く、酸化燃焼性物質（例えば炭素、黒鉛等の微粒）３を
酢酸ビニル系ポリマーのような可塑性かつ可燃性のバイ
ンダー４で固めた球状物を用（・てもよい。
ラミックスの製造過程を説明する概略的な断面図である
。（なお、各図とも模式的なものであり、いずれの図に
おいても核材は著しく拡大して表わされている。） 本発明においては、まず、可塑性でかつ可燃性の物質か
らなる粒状物を核材として用い、この核材の表面にセラ
ミック粉末を付着させる。核拐としては、第１図（ａ）
の１の如く、可塑性、行に熱可塑性を有し、かつ高温で
酸化燃焼する物質の粒状物、好ましくは球状物を用いる
が、具体的には例えばポリエチレン、ポリプロビレ／、
ポリスチレン等の有機高分子系熱可塑性樹脂の球状物な
どが用いられる。また核材としては、第２図（ａ）の如
く、酸化燃焼性物質（例えば炭素、黒鉛等の微粒）３を
酢酸ビニル系ポリマーのような可塑性かつ可燃性のバイ
ンダー４で固めた球状物を用（・てもよい。
しかして核材１の表面にはセラミック原料粉末２をなる
べく均一にＵ着（コーティング）させる。
べく均一にＵ着（コーティング）させる。
セラミック粉末のコーティング層の厚さは、最終的に得
ようとする多孔体の気孔率に依存し、気孔率の高いもの
であればコーティング層を薄くし、気孔率の低いもので
あればコーティング層を厚くする。コーティング方法は
通常採用しイ↓）る種々Ｃ）方法が採用可能であるが、
例えば、流動層状態にした核材に適当なバインダーを含
むセラミック原料粉末溶液をスプレーにより付着させる
方法、あるいは、核拐をセラミック原料粉末の懸濁液（
コーティングすべき物質が可溶性のもσ）であればその
溶液）に浸漬させた後、強制乾燥させる方法等が適当で
ある。
ようとする多孔体の気孔率に依存し、気孔率の高いもの
であればコーティング層を薄くし、気孔率の低いもので
あればコーティング層を厚くする。コーティング方法は
通常採用しイ↓）る種々Ｃ）方法が採用可能であるが、
例えば、流動層状態にした核材に適当なバインダーを含
むセラミック原料粉末溶液をスプレーにより付着させる
方法、あるいは、核拐をセラミック原料粉末の懸濁液（
コーティングすべき物質が可溶性のもσ）であればその
溶液）に浸漬させた後、強制乾燥させる方法等が適当で
ある。
セラミック粉末とし℃は特に制限されず、ジルコニア、
アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、サイアロン、シリカ等
、各種のセラミック粉末を用いることができろ。
アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、サイアロン、シリカ等
、各種のセラミック粉末を用いることができろ。
かくの如くセラミック粉末を付着せしめた粒（第１図＜
０＞又は第２図（Ｃ）参照）は、次（・でこれを第３図
の如り屓定慧プレス金型１Ｏ１１１等に充填し、加圧成
形する。加圧成形をするに際し、核材１が熱可塑性物質
であれば、核材１が可塑性を示す温度以上に加熱して加
圧する。また加圧成形の際、金型内を減圧にして空気泡
を抜く様にすることは、セラミックス部分の緻密化の程
度を向上させる点からして効果的である。このように加
圧成形すると、核材が可塑性を有しているところからこ
の核材が変形し、核材粒子間に存在して（・た空隙部９
は押しつぶされて次第に小さくなる。
０＞又は第２図（Ｃ）参照）は、次（・でこれを第３図
の如り屓定慧プレス金型１Ｏ１１１等に充填し、加圧成
形する。加圧成形をするに際し、核材１が熱可塑性物質
であれば、核材１が可塑性を示す温度以上に加熱して加
圧する。また加圧成形の際、金型内を減圧にして空気泡
を抜く様にすることは、セラミックス部分の緻密化の程
度を向上させる点からして効果的である。このように加
圧成形すると、核材が可塑性を有しているところからこ
の核材が変形し、核材粒子間に存在して（・た空隙部９
は押しつぶされて次第に小さくなる。
加圧成形をさらに続けると、もはや空隙はすべて押しつ
ぶされて無くなり、核材１とセラミック原料粉末２とが
強く圧粉された緻密な成形体となる。
ぶされて無くなり、核材１とセラミック原料粉末２とが
強く圧粉された緻密な成形体となる。
かくの如くして、第４図に示す如き断面形状の、核材ｌ
が均一に分散した核材１とセラミック粉末２との複合圧
粉体が得られるのである。
が均一に分散した核材１とセラミック粉末２との複合圧
粉体が得られるのである。
加圧成形により得られた複合圧粉体は、次（１で核材の
燃焼除去及びセラミック原料粉末２の焼結を行なうべく
焼成されろ。第５図はこのようにして焼結された気孔５
を有する焼結セラミック部６を拡大して示す（莫式的な
断面図である。この焼成の手＋＋１１ｔとしては、まず
核材を燃焼させる仮焼を行なった後、セラミックスを強
固に焼結させる本焼成を行なうようにしても良い。もち
ろん酸素含有雰囲気中でセラミックスの焼結と核材の酸
化除去とを同時に行なっても良い。また、非酸化雰囲気
゛ 中でセラミツ、クスを仮焼結した後、酸素含有雰囲
気中で加熱し、核材の酸化除去を行ない、最後に非酸化
雰囲気中あるいは酸素含有雰囲気中で本焼結を行なって
も良い。
燃焼除去及びセラミック原料粉末２の焼結を行なうべく
焼成されろ。第５図はこのようにして焼結された気孔５
を有する焼結セラミック部６を拡大して示す（莫式的な
断面図である。この焼成の手＋＋１１ｔとしては、まず
核材を燃焼させる仮焼を行なった後、セラミックスを強
固に焼結させる本焼成を行なうようにしても良い。もち
ろん酸素含有雰囲気中でセラミックスの焼結と核材の酸
化除去とを同時に行なっても良い。また、非酸化雰囲気
゛ 中でセラミツ、クスを仮焼結した後、酸素含有雰囲
気中で加熱し、核材の酸化除去を行ない、最後に非酸化
雰囲気中あるいは酸素含有雰囲気中で本焼結を行なって
も良い。
〔光ツ１の実施例〕
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが本
発明はその侵旨を超えＩＬい限り、以下の実施例に限定
されるものでは１よい。
発明はその侵旨を超えＩＬい限り、以下の実施例に限定
されるものでは１よい。
核４４として、市販炭素粉（灰分１．θ％以下粒径約３
０μ）をカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）と酢酸
とニルポリマーとをバインダーにて流動層方式にて造粒
し、粒径的７００μの顆粒を得た。
０μ）をカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）と酢酸
とニルポリマーとをバインダーにて流動層方式にて造粒
し、粒径的７００μの顆粒を得た。
この核材にセラミック粉末（共沈方式にて製造した３
ｍｏｌｅ％Ｙ、０．入りＺｒＯ，、二次粒径的０．５
ｐ ）をパンコーチング装置にて付着コーティングした
。
ｍｏｌｅ％Ｙ、０．入りＺｒＯ，、二次粒径的０．５
ｐ ）をパンコーチング装置にて付着コーティングした
。
コーティング層の厚みは約１００μにした。
以上の方法で得られた粒を円筒状金型にて乾式プレスを
室温にて実施した。ブレス圧は２０００ｋｇ／ｃｒｒＬ
”である。焼結は、１６０℃／ｈｒ昇温→７５０昇温付
７５０゜またこの焼結は大気雰囲気で行なった。
室温にて実施した。ブレス圧は２０００ｋｇ／ｃｒｒＬ
”である。焼結は、１６０℃／ｈｒ昇温→７５０昇温付
７５０゜またこの焼結は大気雰囲気で行なった。
その結果、得られた焼結体は、かさ密度２．３７（気孔
率約６０％）であり気孔は横長のｆｆｔ円状の独立気孔
型を呈した。
率約６０％）であり気孔は横長のｆｆｔ円状の独立気孔
型を呈した。
また、焼結体は強度的にも市販の各種の多孔質体に比べ
℃数段著れており、容易に破壊しなかった。
℃数段著れており、容易に破壊しなかった。
以上の通り本発明は、可塑性かつ可燃性の核材にセラミ
ック粉末をコーティングした後加圧成形し、次いで焼成
することにより多孔質セラミックスを得るもので、ｌ；
）る。しかして核材が可塑性を有しているところから、
これを加圧成形することにより核材が均一へ分散した、
しかもセラミックス部分が著しく緻密化された複合圧粉
体が得られる。
ック粉末をコーティングした後加圧成形し、次いで焼成
することにより多孔質セラミックスを得るもので、ｌ；
）る。しかして核材が可塑性を有しているところから、
これを加圧成形することにより核材が均一へ分散した、
しかもセラミックス部分が著しく緻密化された複合圧粉
体が得られる。
そしてこれを焼成することにより、気孔径及び気孔分布
が極めて均一で高強度の多孔質セラミックスを製造する
ことができる。
が極めて均一で高強度の多孔質セラミックスを製造する
ことができる。
また、得られる多孔・１１セラミツクスの気孔率は、核
材の粒径あるいはセラミック粉末のコーティング層厚を
選択することにより任意に変化させることができ、著し
く高気孔率のものから低気孔率のものまで自在に製造で
きる。
材の粒径あるいはセラミック粉末のコーティング層厚を
選択することにより任意に変化させることができ、著し
く高気孔率のものから低気孔率のものまで自在に製造で
きる。
従って、本発明方法によれば、各種の構造体とし℃イ］
用な優れた多孔質セラミックスを提供することができ、
工業的に極めて有利である。
用な優れた多孔質セラミックスを提供することができ、
工業的に極めて有利である。
第１図は核材及びセラミック粉末コーティング層の一例
を示す断面図であり、（ａ）は核材、（１））は（ａ）
の核材にセラミック粉末をコーティングした粒を示す。 第２図は核材及びセラミック粉末コーティング層の他の
例を示す断面図で、（ａ）＆！核材中の微粒粉、（１）
）は（ａ）を含む核材、（Ｑ）蚤１（ｏ）の核材による
コーティング粒を示す。また第３図は本発明の加圧工程
を説明する断面図、第４図＆ま第３図の加圧成形により
得られる複合圧粉体の断面図、第５図は本発明で得られ
る多孔質セラミックスの断面図である。 ｌ・・・核材、 ２・・・セラミック粉末、３、・、微
粒粉、 ４・・・バインダー、５・・・気孔、 ６・・
・焼結セラミック部、９・・・空隙、 １０．１１・・
・金型。 代理人 弁理士 重 野 剛
を示す断面図であり、（ａ）は核材、（１））は（ａ）
の核材にセラミック粉末をコーティングした粒を示す。 第２図は核材及びセラミック粉末コーティング層の他の
例を示す断面図で、（ａ）＆！核材中の微粒粉、（１）
）は（ａ）を含む核材、（Ｑ）蚤１（ｏ）の核材による
コーティング粒を示す。また第３図は本発明の加圧工程
を説明する断面図、第４図＆ま第３図の加圧成形により
得られる複合圧粉体の断面図、第５図は本発明で得られ
る多孔質セラミックスの断面図である。 ｌ・・・核材、 ２・・・セラミック粉末、３、・、微
粒粉、 ４・・・バインダー、５・・・気孔、 ６・・
・焼結セラミック部、９・・・空隙、 １０．１１・・
・金型。 代理人 弁理士 重 野 剛
Claims (2)
- （１） 可塑性でかつ可燃性の物質からなる粒状物を核
材とし、該核材の表面にセラミック粉末を付着させた後
、加圧成形することにより、核材が均一に分散した核拐
とセラミック粉末との複合圧粉体を得、しかる後、該複
合圧粉体を焼成して、核材の燃焼除去とセラミック粉末
の焼結とを行なうことを特徴とする多孔質セラミックス
の製造方法。 - （２） 核利が熱可塑性であり、加圧成形工程を加熱状
態で行γようことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12723583A JPS6021883A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 多孔質セラミツクスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12723583A JPS6021883A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 多孔質セラミツクスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021883A true JPS6021883A (ja) | 1985-02-04 |
| JPH0338233B2 JPH0338233B2 (ja) | 1991-06-10 |
Family
ID=14955057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12723583A Granted JPS6021883A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 多孔質セラミツクスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021883A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193476A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | セラミックス多孔質体の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS504003A (ja) * | 1972-12-22 | 1975-01-16 |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP12723583A patent/JPS6021883A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS504003A (ja) * | 1972-12-22 | 1975-01-16 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193476A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | セラミックス多孔質体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0338233B2 (ja) | 1991-06-10 |
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