JPS6242880B2 - - Google Patents

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JPS6242880B2
JPS6242880B2 JP60038618A JP3861885A JPS6242880B2 JP S6242880 B2 JPS6242880 B2 JP S6242880B2 JP 60038618 A JP60038618 A JP 60038618A JP 3861885 A JP3861885 A JP 3861885A JP S6242880 B2 JPS6242880 B2 JP S6242880B2
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JP
Japan
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porosity
batch composition
ceramic
talc
cordierite
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JP60038618A
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JPS60221370A (ja
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Derano Baguree Rodonii
Morisu Ratsuchiman Aauin
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Corning Glass Works
Original Assignee
Corning Glass Works
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/14Silica and magnesia
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
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Description

【発明の詳細な説明】
焼成セラミツクの気孔率は、その焼成物体の
種々の物理的及び機械的性質に影響を与えそれら
を変動させることが知られている。例えば、耐熱
衝撃性、熱伝導度、機械的強度及び他の物理的性
質例えば表面積及び重量は、物体の気孔率に関係
している。従つて気孔率の調節は、物体の関連す
る性質を制御する一つの因子である。 この分野における従来の技術は、主に焼成物体
の見掛けの気孔率又は真の気孔率を、その孔径分
布には関係なく制御することに関係していた。物
体に或る全気孔率を与えるために種々の方法が提
案されてきている。一つは粗い原料又はグログ
(grog)或は低温で燃焼除去される結合剤及び充
填剤を用いてバツチを配合する方法である。他の
方法では熱処理中分解して気泡を発生する原料を
用いている。米国特許第1818506号では、石英転
移が焼成物体に大きな気孔率を維持させる傾向を
もつことが示唆されている。しかし焼成製品の全
気孔率又は開孔率に関連してほとんどの研究が行
われており、粗い気孔率又は気孔の分布に関する
ものではない。 英国特許第886718号は、コーデイエライトへの
パイロフイライト添加を記述しているが、記載さ
れた組成限界は本発明には含まれない。又気孔率
依存性についての情報も記載されていない。 本発明は、焼成セラミツク内の粗い気孔率に関
し、いくつかの原料が実際にこの粗い気孔を生ず
ることが見出されている。大きな気孔は、得られ
た焼成物体の粗い表面がそのセラミツクに適用さ
れる被覆及び触媒の付着保持を促進するので、特
に関心が持たれている。 本出願は、平均孔径又は10ミクロンより大きな
径の孔の%で測定された粗い気孔率が、滑石又は
粘土原料の一部又は全量を、か焼滑石によつて置
換することによりコーデイエライトを主相とする
マグネシウム−アルミノーシリケート セラミツ
クに賦与されることを見出した。その置換によ
り、他の非置換原料の割合を、焼成で少なくとも
70体積%のコーデイエライト相を生ずるような酸
化物組成を配合できるように変えることが必要に
なる。 本発明の目的は、少なくとも25%の全見掛け気
孔率をもつ焼成コーデイエライト セラミツクを
製造することである。 本発明の他の目的は、コーデイエライト焼成セ
ラミツクの10ミクロンより大きな孔の孔径分布を
調節することである。 本発明の更に別の目的は、焼成物体中の開孔の
少なくとも20%(好ましくは30〜65%)が10ミク
ロンより大きな径をもつように、孔径分布を制御
することである。 これらの目的を進めるため、か焼滑石を用い
て、コーデイエライト製造用原料の再配合を行う
と、焼成物体の孔径を増大する結果が得られるこ
とが見出された。 本発明はコーデイエライト焼成セラミツクの粗
い気孔率に関する。ここで用いられる「粗い気孔
率(coarse porosity)」という用語は、径が10ミ
クロンより大きな全ての開孔の%(見掛けの気孔
率として体積%として測定される)を指すのに選
ばれたものである。焼成物体の相対的孔径は、開
孔の平均径(M・P・S・)を用いて比較するこ
ともできる。粗い気孔率とM・P・S・は共にこ
こでは水銀浸透法による気孔率決定法で得たもの
である。 コーデイエライト(2MgO・2Al2O3・5SiO2
は、一般に次の如くして得られる焼成物体中に得
られる。即ち粘土、滑石及びアルミナを必要な助
剤と共にプラスチツク状に変形可能なバツチに混
合し、そのプラスチツク状バツチを圧搾、ロール
掛け或は押出しの如き従来のセラミツク成形法に
より成形する。次に生の物体を乾燥し、正確なバ
ツチ組成物及び不純物に依り約1340゜〜1450℃の
挟い温度範囲で焼結する。 コーデイエライト製品の上記処理及び焼結によ
り、典型的には20〜45%の見掛けの気孔率をもつ
が、10%より近い粗い気孔率を生ずるであろう。 本発明者は、選択された原料を用いれば粗い気
孔率を数倍増大することができ、然も全見掛気孔
率は比較的一定のままに留めておくことができる
ことを見出した。この粗い気孔率の増大は、か焼
滑石を原滑石(raw talc)の全て又はその一部の
代りに用いた時に起きる。粗い気孔率は、置換材
料が、除かれる原料と同じか又はそれより小さい
粒径の場合でも増大する。之に関し、−325タイラ
メツシユの原料を用いるのが好ましい。但し石英
と溶融シリカは−200タイラーメツシユであるの
が好ましい。 置換するか焼滑石の量は、基礎組成中の滑石又
は粘土の一部からそれらの全量に迄変えることが
できる。粗い気孔をもつコーデイエライトの他の
性質を最適にするためには、実験が必要であろ
う。 一般に粗い気孔率は、置換原料の量と比例的関
係にあり、焼成収縮或は熱膨脹の如き他の性質
は、同様な方法で反比例的な影響を受けるであろ
う。 この結果は、置換原料の量が、希望する性質を
最適にするためには調節されるべきである事を示
唆している。 特に典型的コーデイエライトバツチ組成は、35
−45%原滑石、30−45%粘土及び15−25%アルミ
トからなるであろう。粗い気孔は原滑石の代りに
35−45%か焼滑石で置換し、粘土の代りに30−45
%カイアナイト又はパイロフイライトを用い、或
は粘土の代りに30−45%石英又は溶融シリカ(+
Al2O3調節剤)を用いることにより得ることがで
きた。しかし本発明では置換を、低熱膨脹係数の
如き他の望ましい性質を保持するように限定する
のが好ましい。最適結果に対しては、少なくとも
一つの原料を次の割合:15−25%か焼滑石、5−
20%カイアナイト、5−15%パイロフイライト及
び1−15%石英又は溶融シリカ:で置換するだけ
で充分であることが見出されている。更に本発明
では、シリカ原料が200タイラーメツシユより細
かい粒径をもち、他の原料が325タイラーメツシ
ユより細かい粒径をもつのが好ましい。焼成温度
は、物体の必要な焼成をもたらすためには、1375
゜−1425℃であるのが好ましい。 前述の如く、原料を等%置換した後、非置換原
料は、組成が焼成により主たるコーデイエライト
相をもつセラミツクを生ずるように、バツチの補
正或は化学的均衡をもたらす再配合を行うように
増減しなければならない。之は、石英又は溶融シ
リカ置換を行い、Al2O3の補足的添加が必要にな
る場合に特にそうである。他の置換は、ほとんど
補正再配合をする必要がなくなるように、極めて
類似の材料間で行われる(組成的に)。 好ましい具体例 次の諸実施例では、原料は表1に示す如き酸化
物重量分析値をもつていた。
【表】 実施例 1 未加工滑石をか焼滑石で置換 39.2%滑石、39.7−40.5%G・K・HydriteMP
粘土、16.9−17.1%アルコアヒドラル710水酸化
アルミニウム及び3.7%アルコアA−2Al2O3を用
いて四つのバツチを調製した。滑石は、プアイザ
ーMP96−28未加工モルタナ滑石(粒径20ミクロ
ン)とプアイザーMP99−54か焼滑石(粒径25ミ
クロン)との混合物からなつていた。 バツチ中の滑石の割合は次の通りであつた。 試料1−29.0%未加工 9.9%か焼 試料2−19.4%未加工 19.8%か焼 試料3−9.67%未加工 29.7%か焼 試料4−0%未加工 39.6%か焼 原料をボールミルにかけ、1インチ径の蜂巣状
物体に押し出した。乾燥し、1375℃へ6時間焼成
(75゜−100℃/時の加熱速度)後、平均孔径
(M・P・S・)を水銀浸透法で決定した。原料
バツチ中のか焼滑石/滑石比が増大するにつれて
平均孔径が増大することを示す比例的直線関係が
見出された。見出されたM・P・S・は次の通り
であつた。
【表】 この実施例の結果から明らかなように、か焼滑
石の使用によつても粗い気孔率が増大して、しか
も見掛気侯率が所定の大きさで比較的一定となる
ことが分つた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも70体積%のコーデイエライト結晶
    相を有し、見掛けの気孔率すなわち開孔気孔率が
    少なくとも25%の焼成された多孔質セラミツク製
    品にして、全開孔の少なくとも20%が10ミクロン
    より大きな径の粗い気孔率であり、 (a) 粘土、滑石、水酸化アルミニウム、アルミ
    ナ、およびセラミツクバツチ組成物の1〜40%
    のか焼滑石により粗い気孔率を与える原料のセ
    ラミツク原料バツチ組成物を配合し、その際セ
    ラミツク原料の各々はバツチ組成物を焼結した
    際製品中に少なくとも70体積%のコーデイエラ
    イトを与えるのに有効な量で選び、 (b) 上記セラミツク原料バツチ組成物を成形助剤
    と共に混合して塑性変形可能なバツチ組成物を
    得、 (c) 得られたバツチ組成物をプレス、ロール掛け
    あるいは押し出しにより生のセラミツク体に塑
    性成形し、 (d) この生のセラミツク体を約1340〜1450℃の範
    囲の充分な温度で焼成して原料を焼結し、コー
    デイエライト結晶相を発達させ上記見掛けの気
    孔率および粗い気孔率を得る。 方法により製造された、焼成された多孔質のセラ
    ミツク製品。
JP60038618A 1973-11-05 1985-02-27 コ−デイエライト系多孔質セラミツク Granted JPS60221370A (ja)

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