JPS6283372A - 炭化珪素耐火物の製造方法 - Google Patents
炭化珪素耐火物の製造方法Info
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- JPS6283372A JPS6283372A JP60220995A JP22099585A JPS6283372A JP S6283372 A JPS6283372 A JP S6283372A JP 60220995 A JP60220995 A JP 60220995A JP 22099585 A JP22099585 A JP 22099585A JP S6283372 A JPS6283372 A JP S6283372A
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Landscapes
- 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】
［産業上の利用分野］
本発明は焼成条件を改良した炭化珪素耐火物の製造方法
に関する。
に関する。
［従来技術とその問題点］
炭化珪素耐火物は優れた耐火性から工業上重要な地位を
占めている。従来の炭化珪素耐火物の製造方法としては
、炭化珪素粒子に１０％近い粘土を混合して混線・成形
・焼成し、粘土鉱物により炭化珪素粒子を結合させる方
法が一般的である。
占めている。従来の炭化珪素耐火物の製造方法としては
、炭化珪素粒子に１０％近い粘土を混合して混線・成形
・焼成し、粘土鉱物により炭化珪素粒子を結合させる方
法が一般的である。
ところが、このようにして製造した炭化珪素耐火物は耐
火度が低い粘土鉱物を結合組織としているため、高温で
の軟化変形や酸化を生じ易いという欠点があった。そこ
で、近年、炭化珪素粒子を微量の金属酸化物等と共に混
練・成形して焼成することにより、炭化珪素粒子を部分
的に酸化させ、その部分酸化により生成した二酸化珪素
によって炭化珪素粒子を結合させる製造方法が注目され
ている。このようにして製造した炭化珪素耐火物は、粘
土鉱物結合の炭化珪素耐火物に比べて高い高温強度を有
するという優れた特性を備えるものである。
火度が低い粘土鉱物を結合組織としているため、高温で
の軟化変形や酸化を生じ易いという欠点があった。そこ
で、近年、炭化珪素粒子を微量の金属酸化物等と共に混
練・成形して焼成することにより、炭化珪素粒子を部分
的に酸化させ、その部分酸化により生成した二酸化珪素
によって炭化珪素粒子を結合させる製造方法が注目され
ている。このようにして製造した炭化珪素耐火物は、粘
土鉱物結合の炭化珪素耐火物に比べて高い高温強度を有
するという優れた特性を備えるものである。
しかしながら、従来の二酸化珪素で結合をした炭化珪素
耐火物の製造方法は、単に最高焼成温度まで一貫して大
気雰囲気中で焼成するというものに過ぎなかった。この
ため、炭化珪素の部分酸化量を最適な値にしてち密な結
合組織を生成できず、従って高温での耐変形性及び耐酸
化性等の高温特性を未だ十分に向上させることができな
い上に、品質のばらつきも大きいという問題があった。
耐火物の製造方法は、単に最高焼成温度まで一貫して大
気雰囲気中で焼成するというものに過ぎなかった。この
ため、炭化珪素の部分酸化量を最適な値にしてち密な結
合組織を生成できず、従って高温での耐変形性及び耐酸
化性等の高温特性を未だ十分に向上させることができな
い上に、品質のばらつきも大きいという問題があった。
［問題点を解決するための手段とその作用〕本発明は、
炭化珪素粒子を、適当な補助成分及び必要に応じて水・
有機バインダーと共に混練して成形・乾燥後、１０５０
℃までの焼成を酸素濃度が５〜１５％の雰囲気中で行な
い、１０５０ ’Ｃ以」二の焼成を酸素濃度が１％以下
の雰囲気中で行なうようにしたところに特徴を６するも
のである。
炭化珪素粒子を、適当な補助成分及び必要に応じて水・
有機バインダーと共に混練して成形・乾燥後、１０５０
℃までの焼成を酸素濃度が５〜１５％の雰囲気中で行な
い、１０５０ ’Ｃ以」二の焼成を酸素濃度が１％以下
の雰囲気中で行なうようにしたところに特徴を６するも
のである。
一般に、二酸化珪素は１７１３℃という高い融点を有し
て荷重軟化温度が高く、且つ炭化珪素と高温でも反応し
にくい性質を有する。一方、炭化珪素粒子の酸化により
生成する二酸化珪素は、炭化珪素粒子表面を覆うように
形成され、高純文で比較的粗な組織状態であるために互
いに焼結し難い。しかし、適切な充填と適切な補助成分
の存在下では、炭化珪素の酸化により生成した二酸化珪
素は互いに焼結して結合組織を形成することが知られて
いる。この結合組織の高温特性は、炭化珪素の酸化量に
大きく影響を受け、酸化が進み過ぎても不足していても
十分な高温特性を得ることができない。
て荷重軟化温度が高く、且つ炭化珪素と高温でも反応し
にくい性質を有する。一方、炭化珪素粒子の酸化により
生成する二酸化珪素は、炭化珪素粒子表面を覆うように
形成され、高純文で比較的粗な組織状態であるために互
いに焼結し難い。しかし、適切な充填と適切な補助成分
の存在下では、炭化珪素の酸化により生成した二酸化珪
素は互いに焼結して結合組織を形成することが知られて
いる。この結合組織の高温特性は、炭化珪素の酸化量に
大きく影響を受け、酸化が進み過ぎても不足していても
十分な高温特性を得ることができない。
本発明者は種々の実験・研究の結果、炭化珪素の酸化は
を焼成雰囲気に応じてコントロールでき、１０５０℃ま
での焼成を酸素濃度が５〜１５％の雰囲気中で行ない、
１０５０℃以上の焼成を酸素濃度が１％以下の雰囲気中
で行なうことにより、ち密で高温特性に優れた結合組織
を生成させ得ることを究明した。炭化珪素の部分酸化に
より生成した二酸化珪素が補助成分の存在下でち密な結
合組織を形成する理由は、炭化珪素の部分酸化により生
成した二酸化珪素が約２倍の体積増加を伴うことから、
これにより耐火物組繊内の微細気孔が充填され、且つ生
成した二酸化珪素の焼結反応を補助成分が促進するため
と考えられる。１０５０℃までにおいて酸素濃度を５〜
１５％とすることにより炭化珪素が適度な酸化を受けて
最適な量の二酸化珪素が生成され、酸素濃度がこの範囲
より少ないと二酸化珪素の生成量が不足して十分な高温
特性をもった結合組織を形成することができず、また酸
素濃度がこの範囲以上であると炭化珪素粒子が過剰に酸
化を受けて十分な高温特性が得られない。尚、この場合
特に、９５０〜１０５０℃の温度範囲内では、３〜１０
時間一定温度に保持して焼成するか、又はその温度範囲
を１０℃／ｈｒ以下の昇温速度で焼成すると、−上澄れ
た特性を得ることができる。更に、約９５０℃までは昇
温速度を２５±１５℃／ ｈ ｒで焼成することがより
好ましい。尚、補助成分としては、微量の粘土鉱物、バ
ナジウム化合物及びカルシウム化合物が最も好ましい。
を焼成雰囲気に応じてコントロールでき、１０５０℃ま
での焼成を酸素濃度が５〜１５％の雰囲気中で行ない、
１０５０℃以上の焼成を酸素濃度が１％以下の雰囲気中
で行なうことにより、ち密で高温特性に優れた結合組織
を生成させ得ることを究明した。炭化珪素の部分酸化に
より生成した二酸化珪素が補助成分の存在下でち密な結
合組織を形成する理由は、炭化珪素の部分酸化により生
成した二酸化珪素が約２倍の体積増加を伴うことから、
これにより耐火物組繊内の微細気孔が充填され、且つ生
成した二酸化珪素の焼結反応を補助成分が促進するため
と考えられる。１０５０℃までにおいて酸素濃度を５〜
１５％とすることにより炭化珪素が適度な酸化を受けて
最適な量の二酸化珪素が生成され、酸素濃度がこの範囲
より少ないと二酸化珪素の生成量が不足して十分な高温
特性をもった結合組織を形成することができず、また酸
素濃度がこの範囲以上であると炭化珪素粒子が過剰に酸
化を受けて十分な高温特性が得られない。尚、この場合
特に、９５０〜１０５０℃の温度範囲内では、３〜１０
時間一定温度に保持して焼成するか、又はその温度範囲
を１０℃／ｈｒ以下の昇温速度で焼成すると、−上澄れ
た特性を得ることができる。更に、約９５０℃までは昇
温速度を２５±１５℃／ ｈ ｒで焼成することがより
好ましい。尚、補助成分としては、微量の粘土鉱物、バ
ナジウム化合物及びカルシウム化合物が最も好ましい。
一方、１０５０℃以上においては、酸素濃度が１％以下
の雰囲気中で行なうと、炭化珪素を過剰に酸化させるこ
となく、酸化により生成した二酸化珪素と補助成分との
反応が促進されて、結合組織を最もち密で強固なものと
することができる。
の雰囲気中で行なうと、炭化珪素を過剰に酸化させるこ
となく、酸化により生成した二酸化珪素と補助成分との
反応が促進されて、結合組織を最もち密で強固なものと
することができる。
この場合も、１３５０〜１４５０’Ｃの温度範囲内では
、３〜８時間一定温度に保持して焼成するが、又は５℃
／ ｈ ｒ以下の昇温速度で焼成することが結合組織の
ち密化と焼結反応との点で最も好ましく、更に１０５０
℃以上最高温度までは１５±１０℃／ ｈ ｒで焼成す
ることが好ましい。斯（して、１０５０℃までの焼成を
酸素濃度が５〜１５％の雰囲気中で行ない、１０５０℃
以上の焼成を酸素濃度が１％以下の雰囲気中で行なうよ
うにすることにより、高温での耐変形性及び耐酸化性等
の高温特性に優れた炭化珪素耐火物を製造することがで
きるものである。
、３〜８時間一定温度に保持して焼成するが、又は５℃
／ ｈ ｒ以下の昇温速度で焼成することが結合組織の
ち密化と焼結反応との点で最も好ましく、更に１０５０
℃以上最高温度までは１５±１０℃／ ｈ ｒで焼成す
ることが好ましい。斯（して、１０５０℃までの焼成を
酸素濃度が５〜１５％の雰囲気中で行ない、１０５０℃
以上の焼成を酸素濃度が１％以下の雰囲気中で行なうよ
うにすることにより、高温での耐変形性及び耐酸化性等
の高温特性に優れた炭化珪素耐火物を製造することがで
きるものである。
［実施例］
次に本発明をいくつかの実施例により例証する。
実施例工ないし実施例６及び比較例１ないし比較例６の
炭化珪素粒子の粒度分布と添加物の添加はとを第１表に
示し、焼成条件及び耐火物の性質を第２表に示す。実施
例工ないし実施例６は、第２表に示すように、室温から
１０５０℃までの酸素濃度を５〜１５％とし、１０５０
℃から最高温度までの酸素濃度を１％以下としている。
炭化珪素粒子の粒度分布と添加物の添加はとを第１表に
示し、焼成条件及び耐火物の性質を第２表に示す。実施
例工ないし実施例６は、第２表に示すように、室温から
１０５０℃までの酸素濃度を５〜１５％とし、１０５０
℃から最高温度までの酸素濃度を１％以下としている。
これに対し、比較例工ないし比較例６では、同表に示す
ように、１０００℃前後の焼成雰囲気を一方又は双方が
上記範囲外になるようにしている。
ように、１０００℃前後の焼成雰囲気を一方又は双方が
上記範囲外になるようにしている。
第 １ 表
第２表の「耐火物の性質」の欄に示されるように、各実
施例では各比較例に比べ、カサ比重が大になり見掛気孔
率が大きく減少している。これは、ち密な結合組織が形
成されたことを意味する。これに伴い、室温における曲
げ強度が約１．５倍程度に上昇し、また高温（１４００
℃）時における曲げ強度も最大的２借程度に改善され、
高温での耐変形性が大幅に向上したことが明らかにされ
ている。
施例では各比較例に比べ、カサ比重が大になり見掛気孔
率が大きく減少している。これは、ち密な結合組織が形
成されたことを意味する。これに伴い、室温における曲
げ強度が約１．５倍程度に上昇し、また高温（１４００
℃）時における曲げ強度も最大的２借程度に改善され、
高温での耐変形性が大幅に向上したことが明らかにされ
ている。
［発明の効果］
本発明は以上述べたように、炭化珪素粒子を適当な補助
成分と共に混練して成形後、１０５０℃までの焼成を酸
素濃度が５〜１５％の雰囲気中で行ない、１ｏｏｏ℃以
上の焼成を酸素濃度が１％以下の雰囲気中で行なうよう
にしたところに特徴を有し、これにて炭化珪素粒子の酸
化量を最適な値にできるので、ち密で高強度の結合組織
を生成させることができ、もって常温における機械的強
度は勿論のこと高温における耐変形性及び耐酸化性等の
高温特性を大幅に向上させた炭化珪素耐火物を製造する
ことができるという優れた効果を奏するものである。
成分と共に混練して成形後、１０５０℃までの焼成を酸
素濃度が５〜１５％の雰囲気中で行ない、１ｏｏｏ℃以
上の焼成を酸素濃度が１％以下の雰囲気中で行なうよう
にしたところに特徴を有し、これにて炭化珪素粒子の酸
化量を最適な値にできるので、ち密で高強度の結合組織
を生成させることができ、もって常温における機械的強
度は勿論のこと高温における耐変形性及び耐酸化性等の
高温特性を大幅に向上させた炭化珪素耐火物を製造する
ことができるという優れた効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭化珪素粒子を補助成分と共に混練して焼成し、炭
化珪素の部分酸化にり生成した二酸化珪素により炭化珪
素粒子を結合させて成る炭化珪素耐火物を製造する方法
であって、１０５０℃までの焼成を酸素濃度が５〜１５
％の雰囲気中で行ない、１０５０℃以上の焼成を酸素濃
度が１％以下の雰囲気中で行なうことを特徴とする炭化
珪素耐火物の製造方法。 ２、９５０〜１０５０℃の温度範囲内を、３〜１０時間
一定温度に保持して焼成するか、又は１０℃／ｈｒ以下
の昇温速度で焼成する特許請求の範囲第１項に記載の炭
化珪素耐火物の製造方法。 ３、１３５０〜１４５０℃の温度範囲内を、３〜８時間
一定温度に保持して焼成するか、又は５℃／ｈｒ以下の
昇温速度で焼成する特許請求の範囲第１項又は第２項に
記載の炭化珪素耐火物の製造方法。 ４、約９５０℃までは昇温速度を２５±１５℃／ｈｒで
焼成する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
記載の炭化珪素耐火物の製造方法。 ５、１０５０℃以上最高焼成温度までは昇温速度を１５
±１０℃／ｈｒで焼成する特許請求の範囲第１項乃至第
４項のいずれかに記載の炭化珪素耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60220995A JPS6283372A (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | 炭化珪素耐火物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60220995A JPS6283372A (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | 炭化珪素耐火物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283372A true JPS6283372A (ja) | 1987-04-16 |
| JPH04947B2 JPH04947B2 (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=16759816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60220995A Granted JPS6283372A (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | 炭化珪素耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283372A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04224169A (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-13 | Ngk Insulators Ltd | ＳｉＣ質耐火物 |
-
1985
- 1985-10-02 JP JP60220995A patent/JPS6283372A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04224169A (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-13 | Ngk Insulators Ltd | ＳｉＣ質耐火物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04947B2 (ja) | 1992-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |