JPS61275159A - セラミック材料の製造方法 - Google Patents
セラミック材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS61275159A JPS61275159A JP60116167A JP11616785A JPS61275159A JP S61275159 A JPS61275159 A JP S61275159A JP 60116167 A JP60116167 A JP 60116167A JP 11616785 A JP11616785 A JP 11616785A JP S61275159 A JPS61275159 A JP S61275159A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- molded body
- dispersion
- mixing
- matrix
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- Granted
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- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、緻密で高強度、高靭性を有する分散強化型セ
ラミック成形体の製法に関するものである。
ラミック成形体の製法に関するものである。
一般にセラミック材料の靭性を改善する方法として、セ
ラミック基質中に第２相粒子を分散させる方法或いは析
出させる方法等が知られている。
ラミック基質中に第２相粒子を分散させる方法或いは析
出させる方法等が知られている。
このような分散強化機構に対して、多結晶セラミック材
料において利用される強化機構は、予めセラミック基質
中に微小亀裂を多数形成し、これらの微小亀裂と外部応
力によって生ずる巨視的亀裂との相互作用を利用するも
のである。
料において利用される強化機構は、予めセラミック基質
中に微小亀裂を多数形成し、これらの微小亀裂と外部応
力によって生ずる巨視的亀裂との相互作用を利用するも
のである。
その代表的な例として単斜晶ジルコニアをアルミナ基質
中に分散させたセラミック材料がよく知られている。こ
の場合には、高温度域における焼結から室温へ至る冷却
過程においてジルコニア粒子が約１０００〜１１００℃
の温度で正方晶系から単斜晶系へ相転移を起こす、この
ときの体積膨張によってアルミナ基質中に微小亀裂を多
数形成させるものである。
中に分散させたセラミック材料がよく知られている。こ
の場合には、高温度域における焼結から室温へ至る冷却
過程においてジルコニア粒子が約１０００〜１１００℃
の温度で正方晶系から単斜晶系へ相転移を起こす、この
ときの体積膨張によってアルミナ基質中に微小亀裂を多
数形成させるものである。
このセラミック材料の製造方法においては、基質に内蔵
させるセラミック材料ハ均−分散が非常に重要である。
させるセラミック材料ハ均−分散が非常に重要である。
基質に内蔵させるセラミック材料の分散が不均一である
場合にはセラミック材料中に形成される微小亀裂の分布
が一様でなくなり、目的とする靭性の向上が達成できな
くなる。
場合にはセラミック材料中に形成される微小亀裂の分布
が一様でなくなり、目的とする靭性の向上が達成できな
くなる。
本発明の目的は上述の問題点に注目して、内蔵されるセ
ラミック材料をセラミック基質中へ均一に分散させるた
めに、基質となるセラミック材料及び内蔵されるセラミ
ック材料の混合において分散剤を添加して湿式混合を行
い、高密度、高強度及び高靭性の分散強化型セラミック
成形体の製造方法を提供することにある。
ラミック材料をセラミック基質中へ均一に分散させるた
めに、基質となるセラミック材料及び内蔵されるセラミ
ック材料の混合において分散剤を添加して湿式混合を行
い、高密度、高強度及び高靭性の分散強化型セラミック
成形体の製造方法を提供することにある。
本発明は、基質を形成するセラミック材料とその中に分
散するセラミック内蔵材料とを湿式混合するに当たって
分散剤を添加し、混合に際しては始めにボールミルによ
る混合を行い、次に得られたスラリをアトリシッンミル
で処理するものである。
散するセラミック内蔵材料とを湿式混合するに当たって
分散剤を添加し、混合に際しては始めにボールミルによ
る混合を行い、次に得られたスラリをアトリシッンミル
で処理するものである。
本発明において、添加する分散剤の種類としては、ポリ
カルボン酸型アニオン系界面活性剤、アクリル酸または
メタアクリル酸（及びそれらの混合物）またはエステル
との共重合体オリゴマー、有機酸、ＣＭＣ−アンモニウ
ム塩、イソブチレンまたはスチレンと無水マレイン酸共
重合体のアンモニウム塩及びアミン塩、ジイソブチレン
とマレイン酸の共重合体のアンモニウム塩及びアミン塩
、ブタジェンオリゴマーと無水マレイン酸の共重合体の
アンモニウム塩などがある。
カルボン酸型アニオン系界面活性剤、アクリル酸または
メタアクリル酸（及びそれらの混合物）またはエステル
との共重合体オリゴマー、有機酸、ＣＭＣ−アンモニウ
ム塩、イソブチレンまたはスチレンと無水マレイン酸共
重合体のアンモニウム塩及びアミン塩、ジイソブチレン
とマレイン酸の共重合体のアンモニウム塩及びアミン塩
、ブタジェンオリゴマーと無水マレイン酸の共重合体の
アンモニウム塩などがある。
前記の分散剤を基質となるセラミック材料及び内蔵され
るセラミック材料に対して、適当量添加して湿式混合を
行なう６分散剤の添加率としては、一般に０．１重量％
から１重量％が適当であるが、使用するセラミック材料
の特性、例えば粒度、比表面積等によってはこの範囲を
外れる場合も生じる。
るセラミック材料に対して、適当量添加して湿式混合を
行なう６分散剤の添加率としては、一般に０．１重量％
から１重量％が適当であるが、使用するセラミック材料
の特性、例えば粒度、比表面積等によってはこの範囲を
外れる場合も生じる。
湿式混合の手法としては、ボールミル、トロンメルミル
が一般的であり、その他にも例えばアトリションミルも
有効である。またこれらの湿式混合手法を組合せて実施
すると更に良好な結果が得られる。このような湿式混合
で得られたスラリは非常に均質であり、その中にセラミ
ック粉体の凝集粒は存在していない。すなわち、基質と
なるセラミック粉体と内蔵されるセラミック粉体とは、
−次粒子の領域で均一に混合されている。
が一般的であり、その他にも例えばアトリションミルも
有効である。またこれらの湿式混合手法を組合せて実施
すると更に良好な結果が得られる。このような湿式混合
で得られたスラリは非常に均質であり、その中にセラミ
ック粉体の凝集粒は存在していない。すなわち、基質と
なるセラミック粉体と内蔵されるセラミック粉体とは、
−次粒子の領域で均一に混合されている。
湿式混合で得られたスラリから成形体を製造する方法と
しては、スラリを直接吸水性型内へ注入するスリンプキ
ャスティング法、或いはスプレードライヤ、フリーズド
ライヤ等を使用してスラリを一旦乾燥し均一な粉体とし
た後、それら粉体を一軸プレス、ラバープレス等により
加圧成形する方法がある。
しては、スラリを直接吸水性型内へ注入するスリンプキ
ャスティング法、或いはスプレードライヤ、フリーズド
ライヤ等を使用してスラリを一旦乾燥し均一な粉体とし
た後、それら粉体を一軸プレス、ラバープレス等により
加圧成形する方法がある。
成形体を焼成してセラミック成形体を製造する方法とし
ては、本発明による湿式混合で作製したスラリは基質と
なるセラミック粉体とその中に内蔵されるセラミック粉
体との混合状態が非常に良好であるために、通常の常圧
焼結方法が適用できる。この焼結方法によって得られた
セラミック成形体の機械的特性は、従来公表されている
常圧焼結法によるセラミック成形体の機械的特性よりも
優れており、高密度セラミック成形体の製造法として使
用されるホットプレス或いは熱間静水圧焼結法によるセ
ラミック成形体の機械的特性と同等かそれ以上である。
ては、本発明による湿式混合で作製したスラリは基質と
なるセラミック粉体とその中に内蔵されるセラミック粉
体との混合状態が非常に良好であるために、通常の常圧
焼結方法が適用できる。この焼結方法によって得られた
セラミック成形体の機械的特性は、従来公表されている
常圧焼結法によるセラミック成形体の機械的特性よりも
優れており、高密度セラミック成形体の製造法として使
用されるホットプレス或いは熱間静水圧焼結法によるセ
ラミック成形体の機械的特性と同等かそれ以上である。
本発明において、セラミック基質中に内蔵されるセラミ
ック材料の割合を限定した理由は、５重量％よりも少な
いとセラミック基質中に形成される微小亀裂の数が少な
くなって、靭性の向上に寄与しない。一方、２０重量％
を超えると、セラミッり基質中に形成される微小亀裂の
数が多くなり、製造されたセラミック成形体に巨視的な
亀裂として現れ、実用的な材料となり得ない。
ック材料の割合を限定した理由は、５重量％よりも少な
いとセラミック基質中に形成される微小亀裂の数が少な
くなって、靭性の向上に寄与しない。一方、２０重量％
を超えると、セラミッり基質中に形成される微小亀裂の
数が多くなり、製造されたセラミック成形体に巨視的な
亀裂として現れ、実用的な材料となり得ない。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例１
第１表に示す組成比の配合物をボールミルで２４時時間
式混合し、均質なスラリとした。得られたスラリからス
リップキャスティングにより成形体を作製し、乾燥後、
大気中１６００℃に１時間保持の条件でセラミック成形
体を製造した。
式混合し、均質なスラリとした。得られたスラリからス
リップキャスティングにより成形体を作製し、乾燥後、
大気中１６００℃に１時間保持の条件でセラミック成形
体を製造した。
第１表に示されるように、本発明による製法で製造され
たセラミック成形体■は、分散剤を使用しない比較配合
のセラミック成形体■に比して、高強度、高靭性を持つ
ことが明らかである。
たセラミック成形体■は、分散剤を使用しない比較配合
のセラミック成形体■に比して、高強度、高靭性を持つ
ことが明らかである。
実施例２
第１表に示す配合組成物■から、ボールミルで湿式混合
、アトリシッンミルで湿式混合及びボールミルで湿式混
合した後、アトリションミルで湿式混合により、それぞ
れ均質なスラリを作製した。
、アトリシッンミルで湿式混合及びボールミルで湿式混
合した後、アトリションミルで湿式混合により、それぞ
れ均質なスラリを作製した。
得られたスラリからスリップキャスティングにより成形
体を作製し、乾燥後、大気中１６００℃に１時間保持の
条件でセラミック成形体を作製した。
体を作製し、乾燥後、大気中１６００℃に１時間保持の
条件でセラミック成形体を作製した。
第２表に示されるように、ボールミル混合に加えてアト
リションミル混合を行なうことによって製造されたセラ
ミック成形体■は、著しい高強度。
リションミル混合を行なうことによって製造されたセラ
ミック成形体■は、著しい高強度。
高靭性を持つことが明らかである。
実施例３
第１表に示す配合組成物■を第２表に示す混合条件■に
よって作製したスラリを乾燥後、均一粉体を得た。この
粉体から１．５ｔｏｎ／ｃｄの圧力でラバープレス法に
よって成形体を作製し、大気中１６００℃に１時間保持
の条件でセラミック成形体を製造した。製造されたセラ
ミック成形体は、相対密度９９．５％１曲げ強度７５ｋ
ｇ／鶴２．破壊靭性６．ＩＭＮ／ｍの機械的特性を有し
ていた。
よって作製したスラリを乾燥後、均一粉体を得た。この
粉体から１．５ｔｏｎ／ｃｄの圧力でラバープレス法に
よって成形体を作製し、大気中１６００℃に１時間保持
の条件でセラミック成形体を製造した。製造されたセラ
ミック成形体は、相対密度９９．５％１曲げ強度７５ｋ
ｇ／鶴２．破壊靭性６．ＩＭＮ／ｍの機械的特性を有し
ていた。
実施例４
第３表に示す組成比の配合物をボールミルで２４時時間
式混合した後アトリシッンミルで３時間湿式混合するこ
とにより均質なスラリを作製した。
式混合した後アトリシッンミルで３時間湿式混合するこ
とにより均質なスラリを作製した。
得られたスラリを乾燥後、均一粉体を得た。この粉体か
ら１ 、５ ｔｏｎ／ ｄの圧力でラバープレス法によ
って成形体を作製し、大気中１６００℃に１時間保持の
条件でセラミック成形体を製造した。
ら１ 、５ ｔｏｎ／ ｄの圧力でラバープレス法によ
って成形体を作製し、大気中１６００℃に１時間保持の
条件でセラミック成形体を製造した。
第３表に示されるように、酸化ジルコニウムの添加率が
２０重量％を超えると、セラミック成形体にはひび割れ
が生じる。酸化ジルコニウムの添加率が５重量％よりも
少ないと、セラミック成形体における分散強化の効果が
余り得られな（なる。
２０重量％を超えると、セラミック成形体にはひび割れ
が生じる。酸化ジルコニウムの添加率が５重量％よりも
少ないと、セラミック成形体における分散強化の効果が
余り得られな（なる。
第 １ 表
第 ２ 表
第 ３ 表
゛枯せ刑 ：不離アクリ）Ｌ＠刀旨
〔発明の効果〕
本発明によって、基質となるセラミック材料とそれに内
蔵されるセラミック材料が均一分散したスラリ状混合物
を、何等その特性に悪影−を与えることなく確実に得る
ことができ、従って、緻密で高強度、高靭性を有する分
散化型セラミック焼成体を製造することができる。
蔵されるセラミック材料が均一分散したスラリ状混合物
を、何等その特性に悪影−を与えることなく確実に得る
ことができ、従って、緻密で高強度、高靭性を有する分
散化型セラミック焼成体を製造することができる。
また、本発明により得られた混合スラリは常圧焼結によ
って機械的特性の優れたセラミック成形体を得ることが
できるので、適宜成形法を選択することによって機械的
特性の優れた複雑な形状のセラミック成形体も得ること
ができる。
って機械的特性の優れたセラミック成形体を得ることが
できるので、適宜成形法を選択することによって機械的
特性の優れた複雑な形状のセラミック成形体も得ること
ができる。
特許出願人 黒崎窯業 株式会社
代理人 小堀 益（ほか１名）
手続補正書
昭和６０年 ７月 ４日
需庁長官宇賀 道部殿
１．１呵牛の耘
昭和６０年特 許 願第１１６１６７号３、補正をする
者 ４、代理人 ６、補正の内容 （１） 明細書第８頁１５行 ｒ６．Ｉ ＭＮ／ｎ＋Ｊをｒ６．Ｉ ＭＮ／ｍ’ Ｊに
補正する。
者 ４、代理人 ６、補正の内容 （１） 明細書第８頁１５行 ｒ６．Ｉ ＭＮ／ｎ＋Ｊをｒ６．Ｉ ＭＮ／ｍ’ Ｊに
補正する。
（２） 同第１０頁第１表、第２表、第３表の「破壊
靭性ＭＮ／ｍＪを「破壊靭性ＭＮ／ｍ’ Ｊに補正する
。
靭性ＭＮ／ｍＪを「破壊靭性ＭＮ／ｍ’ Ｊに補正する
。
（３） 同第１１頁６〜７行
「分散化型セラミック焼成体」を「分散強化型セラミッ
ク成形体」に補正する。
ク成形体」に補正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基質を形成するセラミック材料とその中に分散する
セラミック内蔵材料とを互いに混合し、同混合物を成形
及び焼成する分散強化型セラミック成形体の製法におい
て、前記混合に際してセラミック材料及びセラミック内
蔵材料の分散剤を添加して湿式混合することを特徴とす
る分散強化型セラミック成形体の製法。 ２、混合を不活性混合摩砕容器及び不活性ボールミルを
有するボールミル及びアトリションミル内で湿式混合に
より行う特許請求の範囲第１項記載の分散強化型セラミ
ック成形体の製法。 ３、基質を形成するセラミック材料として酸化アルミニ
ウムを使用する特許請求の範囲第１項または第２項記載
の分散強化型セラミック成形体の製法。 ４、基質を形成するセラミック内蔵材料として安定化さ
れていない酸化ジルコニウムを使用する特許請求の範囲
第１項または第２項記載の分散強化型セラミック成形体
の製法。 ５、セラミック内蔵材料を成形体の５〜２０重量％とな
る量で使用する特許請求の範囲第１項または第２項記載
の分散強化型セラミック成形体の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60116167A JPS61275159A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | セラミック材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60116167A JPS61275159A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | セラミック材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61275159A true JPS61275159A (ja) | 1986-12-05 |
| JPH0568425B2 JPH0568425B2 (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=14680445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60116167A Granted JPS61275159A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | セラミック材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61275159A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5384011A (en) * | 1976-12-10 | 1978-07-25 | Hutschenreuther | Plastic ceramic composites for injection and or compression molding and method of their manufacture |
| JPS5485211A (en) * | 1977-11-21 | 1979-07-06 | Max Planck Gesellschaft | Production of ceramic dispersion |
| JPS5523096A (en) * | 1978-08-01 | 1980-02-19 | Western Electric Co | Method of working ceramics |
-
1985
- 1985-05-29 JP JP60116167A patent/JPS61275159A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5384011A (en) * | 1976-12-10 | 1978-07-25 | Hutschenreuther | Plastic ceramic composites for injection and or compression molding and method of their manufacture |
| JPS5485211A (en) * | 1977-11-21 | 1979-07-06 | Max Planck Gesellschaft | Production of ceramic dispersion |
| JPS5523096A (en) * | 1978-08-01 | 1980-02-19 | Western Electric Co | Method of working ceramics |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0568425B2 (ja) | 1993-09-28 |
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