JPS61281065A - 高温強度が優れたアルミナ・シリカ系セラミツクス焼結体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌ泉よ匹皿且史１ 本発明は、ムライトを含むアルミナ・シリカ系高強度セ
ラミックス焼結体、特に１３００℃までの高温強度が常
温強度よりも低下しない、もしくは常温強度よりもすぐ
れた高強麿アルミナ・シリカ系セラミックス焼結体の製
造方法にＰＡする。

ｉ釆豊且Ｉ ムライトは３Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２０３　・２Ｓｉ
Ｏｚで代表される組成のアルミナ・シリカ系酸化物であ
り、熱膨張係数が酸化物セラミックス中では小さく、密
度も低く、代表的酸化物セラミックスであるアルミナに
比較してＢ温での耐クリープ特性が優れるなどの特徴が
あり、耐熱性構造材料どしての応用の可能性があるため
、国内外での研究開発が盛んになりつつある。

従来、このムライト質焼結体の原料を’！１３＆する方
法としては、 （１）粘土質（カオリン質）原料にアルミナを添加する
方法、 （２）アルミナゾルとシリカゾルを混合、ゲル化して、
加熱する方法、 （３）ケイ酸ンーダとアルミニウム塩を混合し加熱する
方法、 が代表的であるが、（１）は天然原料に起因する不純物
の影響にＪ、り焼結体中にガラス相が生成する。

（２）はゲル化時に強固な仮像を作ることと、アルミナ
ゲルとシリカゲルのゲル化速度の相違から生じる局部的
な組成の不均質を生じることから、焼結性が低下すると
ともに焼結体中にガラス相が生成しやすい。（３）はＮ
ａ塩使用のため、焼結体中に液相（ガラス相）が生じや
すい、等の欠点があり、上記いずれの場合も不純物特に
アルカリ土類とりわけＮａ＋の存在により上記ガラス相
の粘性が低下するため、焼結体の強度、特に８００℃以
上の高温強度を著しく低下させる欠点があった。

最近では、上記方法のほかに、 （４）アルコキシドとアルミニウム塩の共沈法、（５）
アルコキシド混合溶液の加水分解法、（６）アルコキシ
ドとアルミニウム塩の噴霧熱分解法、 などが提案されている。

しかし、通常は、不純物特にＮａ２ＯやＫ２Ｏの混入に
よる高温強度への影響や、組成化の厳密な制御には配慮
がはられれていない。

わずかに（６）の方法（本発明の出願人によって特許出
願されている）で得られた焼結体の強度が常温から１３
００℃までほぼ４００ＭＰａの曲げ強度を示しただけで
、一般的に温度の上昇とともに強度低下の傾向があり、
常温強度を超える高温強度は得られていない。

従来のムライト系セラミックスの高温強度が低い原因と
しては、 （ａ）不純物特にアルカリ土類がムライト結晶相の粒界
に低融点低粘度のガラス層を形成するため、結果として
焼結体の高温強度が低下する。

（ｂ）ムライトの合成過程において局部的な組成のズレ
が大きい場合、焼結途中で化学組成から推定されるより
以上のガラス相が焼結体中に形成され、強度が低下する
。

の二点があり、特に原因（ａ）は、８００℃以上の高温
強度を著しく低下させる主因である。

１　　゛しよ〜ど　　−　− 前述のような問題を解決しようとするこの発明の目的は
、酸化物セラミックスの中では共有結合性の強い、つま
りｉ！１ｉＵ時における耐クリープ特性が強く耐熱、耐
Ｗｉ撃性のすぐれたムライトを含むアルミナ・シリカ系
原料粉末を合成するに当って、従来の欠点とされる原料
粉末の不均質性を排除した合成粉末を用・いて、常温強
度よりも高温強度が高く、かつ破壊に至るまでの変形程
度を制御可能な、ムライトを含むアルミナ・シリカ系セ
ラミックスを製造する方法を提供することである。この
ような本発明の目的は均質な原料粉末を用いて、アルミ
ナ／シリカ組成比を厳密に制御することと、原料中の不
純物の濃度を所定値以下に低減せしめることによって達
成される。

１Ｘ　　　　　　するた　のＳ　およ　＝本発明の方法
においては、ムライトを含むアルミナ・シリカ系原料粉
末の！！！！造は、アルミニウム塩と一般式Ｓｉ　　Ｏ
（ＯＲ＞　　　　（ｎ＞１゜ｎ　　ｎ−１２ｎ４２ Ｒ：アルキル基）のアルコキシドを水溶性溶媒に溶解し
、この溶液を噴霧熱分解する方法、または、アルミニウ
ムアルコキシドとシリコンアルコキシドの非水混合溶液
からの加水分解法等、原料粉末合成の前段階において溶
液状態でＳｉ源とＡｎ源とが混合され、換言すれば原子
（分子）オーダーのレベルで均質に混合されて得られた
混合物から合成される。すなわち、アルミナ系原料とシ
リカ系原料との混合物から加熱によりムライト質粉末が
直接生成する方法を用いるので、極めて均質な組成の原
料粉末が得られ、従来方法のような原料混合物を加熱し
てムライト化させる過程で発生する組成の不均質性の問
題が排除されている。

さらに、本発明の方法では、後で述べるＢ温における不
純物の彰冑を調べた実施例（第３図応カー変位図参照）
から判るように合成粉末中Ａ吏２ｏ３、ＳｉＯ２以外の
不純物、すなわちＦｅ２０３　、Ｃａ　Ｏ，Ｍ（Ｉ　Ｏ
，Ｎａ２０、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ　２０、ＴｉＯ２などを総量
　テ２５００ｐｐｍより少なくする必要があり、特にＮ
ａ２Ｏ及びＫ２Ｏの総りを１０００００１１以下、好ま
しくは５００１）Ｉ）１１以下になるように調製される
。

また、上記粉末のＡ１２０３　／Ｓｉ　０２組成比の重
量％で、Δ１２０３７３〜６０％（モル％で６１．４〜
４６．９％）、５ｉ０２３７〜４０％（モル％で３８，
６〜５３．１％）の範囲に調整した粉末が用いられる。

これら組成範囲は好ましくは、Ａｌ２Ｏ３がγ０〜６５
重Ｒ％、５１０２が３０〜３５重量％とするのがよい。

次いで、このようにして得られた粉末は成形後、１５０
０〜１７００℃、好ましくは１６００〜１６５０℃の温
度で、空気中での常圧焼結、もしくは空気中、真空又は
不活性雰囲気中で加圧焼結される。

上記のような不純物の規制は特に高温強度を得るために
不可欠であり、またＡ１２０３　／５ｉＯｚ組成におい
て上記のように限定する理由はＡ！Ｌ２０３のｍ聞割合
が６０％から７３％までの範囲において常温強度よりも
低下しない１３００℃高温強度が得られ、特にΔｕ２０
ａ６５ないし７０％の範囲において高い高温強度が得ら
れるためである。

上記Ａｌ２Ｏ３含有間が６０ｍ聞％よりも少なくなると
、ガラス相の存在渚が相対的に増加し、ムライト粒子同
志の接触点が少なくなり、高温強度はＳｉ０分の増加に
従い順次低下して行くので、上記組成範囲のへ丈２０３
含有ｍの下限を６０％とした。

従来の方法においては、アルミナ源とシリカ源との混合
物からムライトを含むアルミナ・シリカ系原料を合成す
る段階で、組成の不均質が生じやすく、また不純物特に
Ｎａ　２０．Ｋ２Ｏが過剰に存在すると、シリカ過剰の
組成ではムライト結晶相の他に存在するＳｉＯ２ガラス
相中にＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏが溶は込みＳｉＯ２ガラスの粘
性が温度上ｎとともに低下するために８００℃以上の高
温度での焼結体の強度が１４端に低くなる傾向があった
。

本発明者らの知見によれば本発明の方法では、組成の均
質化をはかることと、焼結体中のＳｉＯ２ガラス相の存
在間をその組成における最小限に抑制するとともに、不
純物の量、特にＮａ　２０．Ｋ２Ｏの量を出来るだけ少
なく前記のように調製スることにより、ＳｉＯ２ガラス
相が高温度で低粘性化することを妨げる、云いかえると
高温下で高粘性のガラス相をムライト結晶の粒子境界部
に存在させることで外部からの応力を吸収させ、焼結体
が塑性変形に近い挙動を示すようにすることにより、こ
れまでの常識とは相違して、１３００℃までの高温度で
常温強度を超える強度が得られ、より好ましい組成範囲
を選べば常温強度の１．５〜２倍という曲げ強度を右す
る焼結体が得られたのである。

ｘ１五ユ 硝酸アルミニウム〔Ａ文（ＮＯ３）３　・９１−レ０〕
とオルソケイ酸エチル（Ｓｉ　　（ＯＣ２Ｆ＋５）４）
の混合水溶液をＡ１２０３　／Ｓｉ　０２の組成にＪ３
いてＡｌ２Ｏ３重は割合で６０〜７８％になるように調
製し、６００℃で噴霧熱分解法によりアルミナ・シリカ
系粉末を合成した。この合成粉末を９５０℃で１ｒＲ間
仮焼したのち粉砕し、成形し、１６５０℃４時間空気中
で常圧焼結して焼結体を作成した。次いでこの焼結体か
ら３　Ｘ　４　Ｘ　４０ｍの試験片を作成し、常温及び
１３００℃における３点曲げ強度を測定した。結果を第
１図に示づ。

第１図において○印は常温曲げ強度を、ム印は１３００
℃における曲げ強度を示し、点線はムライト（３Ａｕ２
０３　・２Ｓｉ　０２　）（７）化学苗論組成（Ａ！１
２０３　７１．８重ｆｆ１％、３　ｉ　　０２２８．２
４　番％　）の位置を承りものである。この図かられか
るようにへ吏２０３７３重量％において常温強度と１３
００℃高温強度の傾向線が交叉し、八〇２０３６５〜７
０％の範囲で常温強度の１．５〜２．０倍の強度が得ら
れている。

実Ｊ１」２ アルミニウムイソプロポキシド〔Ａ１（ＯＣ３１−１７
）３）とオルソケイ酸エチル（Ｓｉ　　（ＯＣ２Ｈ５）
４）をＡｌ２Ｏ３含＠’　Ｆｉ　６８〜７８１ｊ　ａ　
％　（７）　Ｋ囲でそれぞれベンピン中に溶解、混合し
た。混合して得られた溶液を、アンモニヤでｐｌ＋１１
に調整した蒸溜水にて加水分解し、乾燥して粉末を合成
した。この合成粉末を１２００℃、１“時間仮焼するこ
とによりムライト化し、粉砕後、２０００Ｋｇ／ｃｉの
圧力で成形してから、大気圧下で１６５０℃４時間焼成
して焼結体を作った。焼結体の室温及び１３００℃にお
ける３点曲げ強度試験の結果を第２図に示す。図中Δ及
びム印はそれぞれ室温強度および１３００℃における高
温強電を承りらのである。試験結果は第１図の場合とほ
ぼ同じ傾向を示した。

以上の第１図及び第２図の試験結果に見られるように、
粉末の合成方法において、原料粉末が均質でかつ、原料
中の不純物量を厳密に制御した合成粉末を用いれば、合
成方法が異っても同じ機械的特性をもった焼結体が得ら
れることが判る。

裏ｉ■ユ 実施例１の原料を用いＡ（１２０３含右吊を７０重量％
に調製した試料を実施例１と同じ条件で焼結体を製造し
、その際試料中のアルカリ含有量を変化させた場合、１
３００℃における応力−変位の関係を試験した。試験結
果は第３図の通りである。第３図において曲線　は試料
中のＮａ２Ｏ含右壜が５００ｐｐｍの場合であり、曲線
　は２５００ｐｐｍのＮａ２Ｏが含有されている場合で
ある。この図にみられるように、本発明の方法によって
調製された焼結体では破壊にいたるまでに許容しうる耐
力が優れていることがわかる。

泣ｍ弧里 以上述べた如く、本発明のアルミナ・シリカ系セラミッ
クス焼結体の製造法では不純物濃度を制御し、かつ均質
に合成した粉末を用いるので極めて均質なムライトを含
むアルミナ・シリカ系セラミックス焼結体が得られると
ともに、従来の常識を破って、１３００℃における曲げ
強度が常温における強度より低下せず、そのΔ！Ｌ２０
３　／Ｓｉ　０２組成範囲を選べば常温強度の１．５〜
２倍にも達する高温強度を有する焼結体を得ることがで
き、本発明の方法は工業的に極めて有用な方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、硝酸アルミニウムとオルソケイ酸エチルを種
々のＡ１２０３　／Ｓｉ　０２比になるように混合した
溶液から噴霧熱分解して合成した粉末から１９られた焼
結体の常温及び１３００℃における３点曲げ強度試験結
果である。 第２図はアルミニウムイソプロポキシドとオルソケイ酸
エチルを種々のＡｌ２Ｏ：＋／ＳｉＯ２比になるように
混合した溶液を加水分解して合成した粉末から得られた
焼結体の常温及び１３００℃における３点曲げ強度試験
結果である。 第３図は第１図に示された試料のへＩ２Ｏ３含有はが７
０重量％の場合、１３００℃におけるＮａ２Ｏ含有量の
影響を示す応力−変位図である。 （外８名） Ａｌｚθ３＊量Ｚ 変　　イ立 手続補正書 昭和６１年ユ月λ７日 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１２３１２７号 ２、発明の名称 高温強度が優れたアルミナ・シリカ系 セラミックス焼結体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所 名称　（１１４）工業技術院長等々力　達（外３名） ４、復代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号明　　
　細　　　書 １、発明の名称］ 高温強度が優れたアルミナ・シリカ系 セラミックス焼結体の製造方法 ２、特許請求の範囲］ （１）　　アルミナ・シリカ系の原料粉末を合成し、こ
の原料粉末を仮焼し、粉砕し、成形し、焼結してアルミ
ナ・シリカ系セラミックス焼結体を製造する方法におい
て： 溶液状態でＳｉ源とΔ更源とを混合して得られる均質な
混合物から原料粉末を合成すること、合成された原料粉
末のＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２との合量に対するＡｌ２Ｏ３
の割合が６０〜７３垂ｆｆｉ％の範囲に調整されている
こと並びに前記原料粉末のＡ　１２０３　及ヒＳ　ｉ　
０２　以外（ｒ）不Ｋ”ｒｊｌＪｆｆｉＮａ　２０及び
Ｋ２Ｏを含めて２５００ｐｐｍ未満に調整されているこ
とを特徴とする、高温強度が優れたアルミナ・シリカ系
セラミックス焼結体の製造方法。 （２）前記原料粉末が、溶媒にアルミニウム塩と一般式
５ｉｎ（ＯＲ＞　　　　（ｎ≧１．Ｒ：ｎ　　　ｎ−１
２ｎ＋２ アルキル基）のシリ」ンアルコキシドを溶解し、青られ
た溶液の噴霧熱分解によって合成される特許請求の範囲
第１項記載の製造り法。 （３）前記原料粉末中の前記不純物としてのＮａ２Ｏ及
ヒＫｚ　Ｏ（７）ｍｆｆｉカ１０００ｐｌ）ＩＩＩ　以
下ニｍ整されている特許請求の範囲第１項記載の製造方
法。 （４）前記原料粉末中の前記不純物としてのＮａ２Ｏ及
びＫ２Ｏの＃８伍が５０（ｌｐｐｍｊス下に調整されて
いる特許請求の範囲第１項記載の製造り法。 （５）前記原料粉末のＡｇ２Ｏ３とＳｉＯ２との合昂に
対するＡｌ２Ｏ３の割合が６５〜ｌＯ咀吊％の範囲に調
整されている特許請求の範囲第１項記載の製造り法。 ３、発明の詳細な説明］ Ｌ１上立旦瀘皇屋 本発明は、アルミナ・シリカ系セラミックス焼結体、特
に１３００℃までの高温強度が常温強度よりも優れかつ
その強度の絶対値が高い高強度アルミナ・シリカ系セラ
ミックス焼結体の製造方法に関する。 従１１え拓 ムライトは３Ａ１２０３　・２Ｓｉｏ２で表すレる組成
のアルミナ・シリカ系酸化物であり、熱膨張係数が酸化
物セラミックス中では小さく、密度も低く、代表的酸化
物セラミックスであるアルミナに比較して高温での耐ク
リープ特性が優れるなどの特徴があり、耐熱性構造材料
としての応用の可能性があるため、国内外での研究開発
が盛んになりつつある。 一般に、このムライト系焼結体は原料粉末を仮焼し、粉
砕し、成形し、焼結して得られるが、その原料粉末を合
成する方法としては、 （１）粘土質（カオリン質）原料にアルミナを添加する
方法、 （２）アルミナゾル 化して、加熱する方法、 （３）ケイ酸ソーダとアルミニウム塩を混合し加熱する
方法、 が代表的である。しかし、（１）は天然原料に含有する
不純物の影響により焼結体中にガラス相が多８に生成す
る。（２）はゲル化時に強固な仮搬を作ることと、アル
ミナゲルとシリカゲルのゲル化速度の相違から生じる局
部的な組成の不均質を生じることから、焼結性が低下す
るとともに焼結体中にガラス相が生成しゅすい。（３）
はＮａ塩を使用するため焼結体中にガラス相が生じやす
いなどの欠点があった。 前記いずれの場合も不純物とりわけＮａ２０。 Ｋ２Ｏの存在により前記ガラス相の粘性が低小するため
、焼結体の強度、特に８００℃以上の高温強度を著しく
低下させる欠点があった。 最近では、前記方法のほかに、アルコキシドを利用して
原料粉末を合成する３つの方法、すなわち （４）シリコンアルコキシドとアルミニウム塩の共沈法
、 （５）シリコンアルコキシドとアルミニウムアル〕Ｖシ
トとの混合溶液の加水分解法、 （６）シリコンアルコキシドとアルミニウム塩の噴霧熱
分解法、 などが提案されている。 しかし、前記の方法においていずれも不純物特に極く微
口のＮａ２０やに２　０の混入には配慮がはられれてい
なかった。 わずかに（６）の方法（特開昭６０−　１６１３７１　
）においてのみ得られた焼結体の強度が常温から１３０
０℃までほぼ４００Ｍ　Ｐ　ａの曲げ強度を示している
が、いずれも温度の上昇とともに強度が低下する傾向を
示しており、常温強度を超える高温強度は得られていな
い。 従来のムライト系焼結体の高温強度が低い原因としては
、 （ａ）不純物特にアルカリ金属酸化物がムライト結晶の
粉界に低融点低粘度のガラスを形成すること （ｂ）ムライトの合成過程において局部的な組成のズレ
が大きい場合、焼結途中で化学組成がら推定されるより
条苗のガラス相が焼結体中に形成されること の二点が挙げられ、特に原因（ａ）ＩＬ、　８００℃以
上の高温強度を著しく低下させる主因となってる。 口が　“しようとする、】　声 本発明の目的は、従来の欠点とされる原料粉末の不均質
性を排除して常温強度よりも高温強度が高く、かつその
強度の絶対値が高いアルミナ・シリカ系セラミックス焼
結体を製造する方法を提供することにある。このような
本発明の目的は、均質な原料粉末を用いてアルミナとシ
リカとの組成比を調整することと、原料粉末中の不純物
の濃度をｐｐｍオーダーという極めて少ない値以下に低
減せしめることによって達成される。 ４　　を　°するための−び。 本発明の方法において、アルミナ・シリカ系原料粉末は
、アルミニウム塩と一般式 ％式％： ル基）のシリコンアルコキシドを溶媒に溶解し、この溶
液を噴霧熱分解する方法又はアルミニウムアルコキシド
とシリコンアルコキシドの非水混合溶液からの加水分解
法など、原料粉末を合成する萌段階において溶液状態で
Ｓｉ源とＡ１源とが混合され、換言すれば原子〈分子〉
オーダーのレベルで均質に混合された混合物から合成さ
れる。したがって極めて均質な組成の原料粉末が得られ
、従来方法のような原料粉末を加熱してムライト化させ
る過程で発生する組成の不均質性の問題が排除されてい
る。 また、原料粉末のＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２との合量に対す
るＡｌ２Ｏ３の割合を６０〜１３重伍％（モル％で４６
，９〜６１．４％）、好ましくは６５〜７０ｉ　１％の
範囲に調整した原料粉末が用いられる。 さらに、本発明の方法では、後で述べる高温における不
純物の影響を調べた実施例（第３図応カー変位図）から
判るように、原料粉末中Ａ愛２ｏ３、ＳｉＯ２以外の不
純物、すなわちＦｅ　２０３　、Ｃａ　Ｏ，ｆｖｌｇｏ
、　Ｎａ　２０．　Ｋ２０゜Ｌｉ　２０．Ｔｉ　０２な
どを総量で２５００ｐｐｍより少なくする必要があり、
特にＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏの総量を１１０００ｐｐ以下、
好ましくは５００ｐｐｍ以下になるように原料粉末が合
成される。 次いで、このようにして合成された原料粉末は仮焼し、
粉砕し、成形した後、１５００〜１７００℃、好ましく
は１６００〜１６５０℃の温度で、空気中での常圧焼結
、若しくは空気中、真空又は不活性雰囲気中で加圧焼結
される。 前記のような不純物の規制は特に高温強度を１９るため
に不可欠であり、またＡ１２０３とＳｉＯ２との含量に
対するＡＪ＋２０３の割合を前記のように限定する理由
はＡｌ２Ｏ３の割合が６０％〜７３重量％までの範囲に
おいて常温強度よりも高い１３００℃高温強度が得られ
、へ吏２０３の割合が６５〜７０ｆｆｉ　ｆｆｉ％の範
囲において特に高い高温強度が得られるからである。 前記へ愛２０３の割合が６０重川用よりも少なくなると
、ガラス相が増加し、ムライト粒子同志の接触点が少な
くなり、高温強度が低下するので好ましくない。 従来の方法に４３いては、アルミナ源とシリカ源との混
合物からアルミナ・シリカ系の原料粉末を合成する段階
で、組成の不均質が生じやすく、また不純物特にＮａ　
２０．Ｋ２Ｏが過剰に存在すると、シリカ過剰の組成で
はムライト結晶相の他に存在するＳｉＯ２ガラス相中に
Ｎａ　２０．　Ｋ２０が溶は込みＳｉＯ２ガラスの粘性
が温度上背とともに低下するために８００℃以上の高温
度での焼結体の強度が極端に低くなる傾向があった。 本発明者らの知見によれば本発明の方法では、組成の均
質化をしたことによって、焼結体中のＳｉＯ２ガラス相
の吊をその組成にお【ノる最小限に抑制できたことおよ
び不純物のけ、特にＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏ（７）総量をｐ
ｐＩ１１オータートイウ極めて少ない帛に低減したこと
により、ＳｉＯ２ガラス相が高温度で低粘性化すること
を妨げる、云いかえると高温下で高粘性のガラス相をム
ライト結晶の粒子境界部に存在させることで外部からの
応力を吸収させ、焼結体が塑性変形に近い挙動を示すよ
うにすることができ、これまでの常識とは相違して、１
３００℃までの高温度で常温強度を超える強度が得られ
、より好ましい組成範囲を選べば常温強度の約１．５倍
という曲げ強度を有する焼粘体が得られたのである。 笈施■−ユ 硝酸アルミニウム（Ａｌ（ＮＯ３）３　・９し０〕とオ
ルソケイ酸Ｌチル（Ｓｔ　　（ＯＣ２Ｈ５＞　４　）と
を原料粉末中のへ愛２０３の割合が６０〜７８重閤％に
なるように調整した混合水溶液を６００℃で噴霧熱分解
法によりアルミナ・シリカ系原料粉末を合成した。この
原料粉末を９５０℃でｉｒｉ！１間電気炉で仮焼したの
ち粉砕し、成形し、１６５０℃４時間空気中で常圧焼結
して焼結体を得た３次いでこの焼結体から３　Ｘ　４　
Ｘ　４ｏ咽の試験片を作製し、常温及び１３００℃にお
ける３点曲げ強度を測定した。その結果を第１図に示す
。なお原料粉末中のＮａ２ＯおよびＫ２Ｏの総量は３０
０ｐｐｍ　′ｃあった。 第１図にＪ３いてＯ印は常温曲げ強度を、ム印は１３０
０℃における曲げ強度を示し、点線はムライト（３Ａ１
２０３　・２Ｓｉ　０２　）（７）化学同一組成（Ａ更
２０３７１．８岨但％、Ｓ　ｉ　０２２８．２重序％）
の位置を示すものである。この図かられかるようにＡｌ
２Ｏ３の割合が１３重間％において常温強度と１３００
℃高温強度の傾向線が交叉し、Ａ１２０３の割合が６５
〜７０重β％の範囲で常温強度の約１．５倍の強度が１
４られた。 尖ｔ２ アルミニウムイソプロポキシド （Ａ吏（ＯＣ３Ｈ７）３　）とオルソケイ酸エチル（Ｓ
ｉ　　（ＯＣ２Ｈ５）４　）を原料粉末中のＡｌ２Ｏ３
の割合が６８〜７８重邑％になるようにそれぞれベンゼ
ン中に溶解し、混合した。混合して得られた溶液を、ア
ンモニヤでｐＨ１１に調整した蒸溜水にて加水分解し、
乾燥して原料粉末を合成した。この原料粉末を１２００
℃、１時間仮焼し、粉砕後、２００ＯＮｇｆ　／　ｃｐ
ｓ　２の圧力で成形してから、大気圧下で１６５０℃４
時間焼結して焼結体を得た。その焼結体から実施例１と
同寸法の試験片を作製し、常温及び１３００℃における
３点曲げ強度を測定した。 その結果を第２図に示す。なお原料粉末中のＮａ２Ｏ及
びＫ２Ｏの総量は８００ｐｐＩＩｌｔ”あツタ。 第２図において△及びム印はそれぞれ常温強度および１
３００℃における高温強度を示すものである。 試験結末は第１図の場合とほぼ同じ傾向を示した。 以上の第１図及び第２図の試験結果に見られるように、
原料粉末の合成方法において、原料粉末が均質でかつ、
原料粉末中の不純物量を厳密に制御することによって、
合成方法が異っても同傾向の物理的特性をもった焼結体
が得られることが判る。 大溝」虹一旦 実施例１で使用したＡ吏２ｏ３の割合を７０重量％に調
製した原料粉末を実施例１と同じ条件で処理し、焼結体
を得た。その際原料粉末中のアルカリ含有量を変化さけ
て、１３００℃における応力−変位の関係を試験した。 試験結果は第３図の通りである。第３図において曲線（
ｒ）は原料粉末中のアルカリ吊が５ｏｏｐｐｍの場合で
あり、曲線（０）は２５００ｐｐｍの場合である。この
図にみられるように、本発明の方法によって製造された
焼結体は破壊にいたるまでに許容しうる耐力が優れてい
ることがわかる。 １班五匁Ｉ 以上述べた如く、本発明のアルミナ・シリカ系セラミッ
クス焼結体の製造方法では不純物濃度を所定値以下に低
減せしめ、かつ均質に合成した原料粉末を用いるので極
めて均質なアルミナ・シリカ系セラミックス焼結体が得
られるとともに、従来の常識を破って、１３００℃にお
ける曲げ強度が常温における強度より高く、そのＡｌ２
Ｏ３の割合を選べば常温強度の約１．５倍にも達する高
温強度を有し、かつその強度の絶対値も高い焼結体を得
ることができ、本発明の方法は工業的に極めて有用な方
法である。 ４、図面の簡単な説明 第１図は、硝酸アルミニウムとオルソケイ酸エチルを種
々のＡ１２０３の割合で混合した溶液を噴霧熱分解して
合成した原料粉末からＷＩＪ造した焼結体の常温及び１
３００℃における３点曲げ強度試験結果である。 第２図はアルミニウムイソプロポキシドとオルソケイ酸
エチルを種々のＡ１２（１＋の割合で混合した溶液を加
水分解して合成した原料粉末から得られた焼結体の常温
及び１３００℃における３点曲げ強度試験結果ひある。 第３図は第１図に示された試料の八ρ２０３の割合が７
０重量％の場合、１３００℃におけるアルカリ含有量の
影響を示す応力−変位図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミナ・シリカ系の粉末を合成し、この粉末を
   仮焼ののち、成形、焼結してアルミナ・シリカ系高強度
   セラミックス焼結体を製造する方法において： 溶液状態でＳｉ源とＡｌ源とを混合して得られる均質な
   混合物から原料粉末を合成すること、合成された粉末の
   Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＳｉＯ＿２組成において、Ａｌ＿２Ｏ
   ＿３の占める重量割合を７３ないし６０％の範囲に調整
   すること、および上記合成粉末のＡｌ＿２Ｏ＿３および
   ＳｉＯ＿２以外の不純物がＮａ＿２Ｏ及びＫ＿２Ｏを含
   めて２５００ｐｐｍ未満に調製されていることを特徴と
   する、高温強度が優れたアルミナ・シリカ系セラミック
   ス焼結体の製造方法。
2. （２）上記合成粉末が、水溶性溶媒にアルミニウム塩と
   一般式Ｓｉ＿ｎＯ＿ｎ＿−＿１（ＯＲ）＿２＿ｎ＿＋＿
   ２（ｎ≧１、Ｒ：アルキル基）のアルコキシドを溶解し
   、得られた溶液の噴霧熱分解によって合成される、特許
   請求の範囲第１項記載の製造方法。
3. （３）上記合成粉末の上記不純物としての Ｎａ＿２Ｏ及びＫ＿２Ｏの総量が１０００ｐｐｍ以下に
   調製されている、特許請求の範囲第１項記載の製造方法
   。
4. （４）上記合成粉末の上記不純物としての Ｎａ＿２Ｏ及びＫ＿２Ｏの総量が５００ｐｐｍ以下に調
   製されている、特許請求の範囲第１項記載の製造方法。
5. （５）上記合成粉末の組成におけるＡｌ＿２Ｏ＿３の重
   合割合が７０ないし６５％の範囲に調製されている、特
   許請求の範囲第１項記載の製造方法。