JPS6230150B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6230150B2 JPS6230150B2 JP58048577A JP4857783A JPS6230150B2 JP S6230150 B2 JPS6230150 B2 JP S6230150B2 JP 58048577 A JP58048577 A JP 58048577A JP 4857783 A JP4857783 A JP 4857783A JP S6230150 B2 JPS6230150 B2 JP S6230150B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cordierite
- weight
- silicon nitride
- mullitic
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は、新規でち密なコーデイエライト質−
窒化ケイ素系焼結体から成る赤外線放射媒体に関
するものである。 コーデイエライトは低膨張性で耐熱衝撃性の優
れた材料として、また窒化ケイ素も熱膨張が小さ
く、耐熱衝撃性の大きい共有結合性を示す材料と
して知られている。 本発明者らは、この両者の長所を兼備した新ら
しい材料を開発するために種々研究を重ね、先
に、コーデイエライト又はムライト質コーデイエ
ライトと窒化ケイ素から成る耐熱衝撃性、耐食性
セラミツクス材料を得ることに成功したが（特開
昭58−32063号公報）、さらに研究を進めた結果、
焼成条件を選択することにより、意外にも、従来
のものよりもはるかにち密で、しかも黒体に近い
赤外線放射を行う材料が得られることを見出し
た。 すなわち、本発明は、コーデイエライト又はム
ライト質コーデイエライト50〜95重量％と窒化ケ
イ素50〜５重量％との混合物の焼結体で、かつ見
掛け気孔率1.1％以下のものから成る赤外線放射
媒体を提供するものである。 本発明の焼結体を形成させるための、一方の成
分であるコーデイエライトは、MgO11〜16重量
％、Al2O333〜41重量％、SiO243〜56重量％の範
囲の組成、特にMgO14重量％、Al2O335重量％、
SiO251重量％の組成を有するものであり、また
ムライト質コーデイエライトは、MgO5〜17重量
％、Al2O330〜53重量％、SiO243〜60重量％の組
成を有するものであるが、本発明においては、特
にムライト質コーデイエライト例えば2MgO・
5.7Al2O3・9.6SiO2や2MgO・3Al2O3・8SiO2など
が好適に用いられる。 また、もう一方の原料成分である窒化ケイ素
は、α型、β型又はそれらの混合物のいずれでも
よいが、焼結性がよいという点でα型のものが有
利である。 本発明においては所望の焼結体を形成させるた
めに、コーデイエライト又はムライト質コーデイ
エライト50〜95重量％と窒化ケイ素50〜５重量％
の粉末混合物を用いることが必要である。窒化ケ
イ素の量がこれよりも少ないと熱膨張率が小さ
く、耐熱衝撃性が大きいという窒化ケイ素の望ま
しい物性が得られないし、また窒化ケイ素の含量
が50重量％よりも多くなると焼結しにくくなり、
機械的強度が低下する。 本発明の赤外線放射媒体は、前記したコーデイ
エライト又はムライト質コーデイエライトと窒化
ケイ素の粉末混合物を所望の形状に成形し、窒素
のような中性雰囲気中、又は水素のような還元雰
囲気中で、1250〜1450℃の温度で焼成する。 窒化ケイ素は、熱安定性が低く、一般に空気中
では1200℃で既に酸化してしまうため十分な焼結
を行うことができないが、コーデイエライト又は
ムライト質コーデイエライトに５〜50重量％の範
囲で配合し、中性雰囲気中又は還元雰囲気中で焼
成すると、容易に焼結し、見け気孔率が０％に近
い、コーデイエライトと窒化ケイ素の両方の長所
をもつ、ち密な焼結体が得られる。 本発明の赤外線放射媒体を好適に製造するに
は、例えば先ずコーデイエライト又はムライト質
コーデイエライトの粉末と窒化ケイ素の粉末とを
所定の割合で混合し、通常の摩砕処理方法、例え
ばボールミルを用いた湿式法又は乾式法により摩
砕して粉末混合物を調整する。次に、このように
して得た粉末混合物を、鋳込み、乾式プレス、ラ
バープレス、押出しなどにより所定形状に成形
し、中性雰囲気又は還元雰囲気中、1250〜145℃
の温度で焼成する。この際の昇温速度は約200
℃／時が適当であり、最高温度での保持時間は
0.5〜2.5時間が適当である。また、還元雰囲気と
しては、水素気流中が最も適しているが、その
他、カーボンや炭化ケイ素の粉体中に埋め込んで
行うこともできる。 本発明においては、このようにして得られる焼
結体の中で、特にち密なもの、すなわち見掛け気
孔率が１：１％以下のものを使用する。このち密
な焼結体は、赤外放射率が黒体のそれに近いため
熱効率の高い放射体になる。また、このものは機
械的強度、熱衝撃強度が大きく、優れた耐食性を
有するので各種ヒーターとして好適に利用しう
る。 次に参考例及び実施例により本発明をさらに詳
細に説明する。 参考例 １ 第１表に示す化学成分をもつコーデイエライ
ト、合成ムライト及び耐火粘土ジヤクソンを用
い、これらを第２表に示す割合で混合して、ムラ
イト質コーデイエライト（2MgO・5.7AlO3・
9.6SiO2）Ａ及び（2MgO・3Al2O3・8SiO2）Ｂを
調製した。次にこのムライト質コーデイエライト
にα、β型混在微粉状窒化ケイ素（Si3N4、電気
化学社製）を、第３表に示す割合で加え、水とと
もにポツトミル中で24時間摩砕処理したのち乾燥
した。このようにして得た粉末混合物を成形圧
750Kg／cm2でプレス成形し、直径60mm及び直径28
mm、厚さ２〜10mmの範囲の数種の円板を作成し、
これを管状電気炉に送入して、水素気流中又は窒
素気流中、1250〜1450℃の温度まで200℃／時の
速度で加熱し、最高温度で１時間焼成したのち、
放冷して焼結体を得た。 このようにして得た焼結体の物性を第４表に示
す。 なお、曲げ強度の試験片としては、大円板から
幅５mm、厚さ３mm、長さ30mmに切り出したものを
用いた。
窒化ケイ素系焼結体から成る赤外線放射媒体に関
するものである。 コーデイエライトは低膨張性で耐熱衝撃性の優
れた材料として、また窒化ケイ素も熱膨張が小さ
く、耐熱衝撃性の大きい共有結合性を示す材料と
して知られている。 本発明者らは、この両者の長所を兼備した新ら
しい材料を開発するために種々研究を重ね、先
に、コーデイエライト又はムライト質コーデイエ
ライトと窒化ケイ素から成る耐熱衝撃性、耐食性
セラミツクス材料を得ることに成功したが（特開
昭58−32063号公報）、さらに研究を進めた結果、
焼成条件を選択することにより、意外にも、従来
のものよりもはるかにち密で、しかも黒体に近い
赤外線放射を行う材料が得られることを見出し
た。 すなわち、本発明は、コーデイエライト又はム
ライト質コーデイエライト50〜95重量％と窒化ケ
イ素50〜５重量％との混合物の焼結体で、かつ見
掛け気孔率1.1％以下のものから成る赤外線放射
媒体を提供するものである。 本発明の焼結体を形成させるための、一方の成
分であるコーデイエライトは、MgO11〜16重量
％、Al2O333〜41重量％、SiO243〜56重量％の範
囲の組成、特にMgO14重量％、Al2O335重量％、
SiO251重量％の組成を有するものであり、また
ムライト質コーデイエライトは、MgO5〜17重量
％、Al2O330〜53重量％、SiO243〜60重量％の組
成を有するものであるが、本発明においては、特
にムライト質コーデイエライト例えば2MgO・
5.7Al2O3・9.6SiO2や2MgO・3Al2O3・8SiO2など
が好適に用いられる。 また、もう一方の原料成分である窒化ケイ素
は、α型、β型又はそれらの混合物のいずれでも
よいが、焼結性がよいという点でα型のものが有
利である。 本発明においては所望の焼結体を形成させるた
めに、コーデイエライト又はムライト質コーデイ
エライト50〜95重量％と窒化ケイ素50〜５重量％
の粉末混合物を用いることが必要である。窒化ケ
イ素の量がこれよりも少ないと熱膨張率が小さ
く、耐熱衝撃性が大きいという窒化ケイ素の望ま
しい物性が得られないし、また窒化ケイ素の含量
が50重量％よりも多くなると焼結しにくくなり、
機械的強度が低下する。 本発明の赤外線放射媒体は、前記したコーデイ
エライト又はムライト質コーデイエライトと窒化
ケイ素の粉末混合物を所望の形状に成形し、窒素
のような中性雰囲気中、又は水素のような還元雰
囲気中で、1250〜1450℃の温度で焼成する。 窒化ケイ素は、熱安定性が低く、一般に空気中
では1200℃で既に酸化してしまうため十分な焼結
を行うことができないが、コーデイエライト又は
ムライト質コーデイエライトに５〜50重量％の範
囲で配合し、中性雰囲気中又は還元雰囲気中で焼
成すると、容易に焼結し、見け気孔率が０％に近
い、コーデイエライトと窒化ケイ素の両方の長所
をもつ、ち密な焼結体が得られる。 本発明の赤外線放射媒体を好適に製造するに
は、例えば先ずコーデイエライト又はムライト質
コーデイエライトの粉末と窒化ケイ素の粉末とを
所定の割合で混合し、通常の摩砕処理方法、例え
ばボールミルを用いた湿式法又は乾式法により摩
砕して粉末混合物を調整する。次に、このように
して得た粉末混合物を、鋳込み、乾式プレス、ラ
バープレス、押出しなどにより所定形状に成形
し、中性雰囲気又は還元雰囲気中、1250〜145℃
の温度で焼成する。この際の昇温速度は約200
℃／時が適当であり、最高温度での保持時間は
0.5〜2.5時間が適当である。また、還元雰囲気と
しては、水素気流中が最も適しているが、その
他、カーボンや炭化ケイ素の粉体中に埋め込んで
行うこともできる。 本発明においては、このようにして得られる焼
結体の中で、特にち密なもの、すなわち見掛け気
孔率が１：１％以下のものを使用する。このち密
な焼結体は、赤外放射率が黒体のそれに近いため
熱効率の高い放射体になる。また、このものは機
械的強度、熱衝撃強度が大きく、優れた耐食性を
有するので各種ヒーターとして好適に利用しう
る。 次に参考例及び実施例により本発明をさらに詳
細に説明する。 参考例 １ 第１表に示す化学成分をもつコーデイエライ
ト、合成ムライト及び耐火粘土ジヤクソンを用
い、これらを第２表に示す割合で混合して、ムラ
イト質コーデイエライト（2MgO・5.7AlO3・
9.6SiO2）Ａ及び（2MgO・3Al2O3・8SiO2）Ｂを
調製した。次にこのムライト質コーデイエライト
にα、β型混在微粉状窒化ケイ素（Si3N4、電気
化学社製）を、第３表に示す割合で加え、水とと
もにポツトミル中で24時間摩砕処理したのち乾燥
した。このようにして得た粉末混合物を成形圧
750Kg／cm2でプレス成形し、直径60mm及び直径28
mm、厚さ２〜10mmの範囲の数種の円板を作成し、
これを管状電気炉に送入して、水素気流中又は窒
素気流中、1250〜1450℃の温度まで200℃／時の
速度で加熱し、最高温度で１時間焼成したのち、
放冷して焼結体を得た。 このようにして得た焼結体の物性を第４表に示
す。 なお、曲げ強度の試験片としては、大円板から
幅５mm、厚さ３mm、長さ30mmに切り出したものを
用いた。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第４表から明らかなように窒素気流中、還元雰
囲気中で焼成することにより、窒化ケイ素の分解
が起らずち密体が得られ機械的強度が極端に大き
くなるが、窒化ケイ素50重量％以上では焼成しに
くくなり強度が低下する。 参考例 ２ コーデイエライト粉末（市販品、ほぼ2MgO・
2Al2O3・5SiO2の組成）に対し、窒化ケイ素を第
５表に示すように配合し、参考例１と同様にして
焼成した。得られた焼結体の特性を第６表に示
す。
囲気中で焼成することにより、窒化ケイ素の分解
が起らずち密体が得られ機械的強度が極端に大き
くなるが、窒化ケイ素50重量％以上では焼成しに
くくなり強度が低下する。 参考例 ２ コーデイエライト粉末（市販品、ほぼ2MgO・
2Al2O3・5SiO2の組成）に対し、窒化ケイ素を第
５表に示すように配合し、参考例１と同様にして
焼成した。得られた焼結体の特性を第６表に示
す。
【表】
【表】
【表】
実施例
参考例１で得た試料のうち、曲げ強度の最高の
ものＡ−３及びＢ−３について、所定の加熱温度
から０℃の水中に投下し、クラツクが発生する最
低温度を求めることにより耐熱衝撃性を求めたと
ころ、いずれも500℃以上であつた。また、これ
らの分光放射率を測定した結果をグラフとして第
１図に示す。図中のＢはＡ−３、ＣはＢ−３であ
る。なお、比較のために凝似黒体(A)Ａ−３の試料
を1300℃で空気中で焼結したもの(D)についても併
記した。 これから明らかなように、本発明の焼結体は、
いずれも黒体と非常に類似した分光放射率挙動を
示し、赤外線放射媒体として好適である。
ものＡ−３及びＢ−３について、所定の加熱温度
から０℃の水中に投下し、クラツクが発生する最
低温度を求めることにより耐熱衝撃性を求めたと
ころ、いずれも500℃以上であつた。また、これ
らの分光放射率を測定した結果をグラフとして第
１図に示す。図中のＢはＡ−３、ＣはＢ−３であ
る。なお、比較のために凝似黒体(A)Ａ−３の試料
を1300℃で空気中で焼結したもの(D)についても併
記した。 これから明らかなように、本発明の焼結体は、
いずれも黒体と非常に類似した分光放射率挙動を
示し、赤外線放射媒体として好適である。
第１図は、本発明試料及び比較試料の分光放射
率曲線を示すグラフである。
率曲線を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コーデイエライト又はムライト質コーデイエ
ライト50〜95重量％と窒化ケイ素50〜５重量％と
の混合物の焼結体で、かつ見掛け気孔率1.1％以
下のものから成る赤外線放射媒体。 ２ コーデイエライト又はムライト質コーデイエ
ライトがMgO5〜17重量％、Al2O330〜53重量％
及びSiO243〜60重量％の範囲の組成を有する特
許請求の範囲第１項記載の赤外線放射媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048577A JPS59174572A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 赤外線放射媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048577A JPS59174572A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 赤外線放射媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59174572A JPS59174572A (ja) | 1984-10-03 |
| JPS6230150B2 true JPS6230150B2 (ja) | 1987-06-30 |
Family
ID=12807253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58048577A Granted JPS59174572A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 赤外線放射媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59174572A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4542109A (en) * | 1983-08-09 | 1985-09-17 | Gte Laboratories Incorporated | Silicon nitride-cordierite ceramic article, and process of manufacture thereof |
| JPH11100275A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Kyocera Corp | 低熱膨張セラミックスおよびその製造方法 |
| JP4046925B2 (ja) * | 1999-04-09 | 2008-02-13 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | セラミック体、触媒担持能を有するセラミック担体、セラミック触媒体およびその製造方法 |
| JP5011609B2 (ja) * | 2001-04-24 | 2012-08-29 | 日立化成工業株式会社 | 緻密コーディエライト質セラミックス及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5832063A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-24 | 工業技術院長 | 耐熱衝撃性、耐食性セラミツク材料 |
-
1983
- 1983-03-23 JP JP58048577A patent/JPS59174572A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59174572A (ja) | 1984-10-03 |
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