JP2859911B2 - 安定化ジルコニア質コート層を有する耐火物およびその製造方法 - Google Patents
安定化ジルコニア質コート層を有する耐火物およびその製造方法Info
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- JP2859911B2 JP2859911B2 JP2015856A JP1585690A JP2859911B2 JP 2859911 B2 JP2859911 B2 JP 2859911B2 JP 2015856 A JP2015856 A JP 2015856A JP 1585690 A JP1585690 A JP 1585690A JP 2859911 B2 JP2859911 B2 JP 2859911B2
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- refractory
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、匣鉢、棚板、セッター等の窯道具用耐火物
に関する。
に関する。
（従来の技術） 窯道具として用いられる従来の匣鉢や棚板等の窯道具
は、その表面に被焼成体を載せて高温に曝されるので、
焼成時に被焼成体との間で反応するのを抑えるために被
焼成体に接触する耐火物表面に例えばジルコニア質コー
ト層が形成されている。
は、その表面に被焼成体を載せて高温に曝されるので、
焼成時に被焼成体との間で反応するのを抑えるために被
焼成体に接触する耐火物表面に例えばジルコニア質コー
ト層が形成されている。
このジルコニア質コート層は、例えば匣鉢表面にスプ
レー掛け、プレスコーティング等の方法により形成され
る。
レー掛け、プレスコーティング等の方法により形成され
る。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のジルコニア質コート
層を有する耐火物は、ジルコニアが1000℃付近で相転移
を起こすため、加熱および冷却が繰り返されると相転移
に伴う収縮膨張に起因してジルコニア質コート層内に圧
力が生じ、これが原因の一つになってジルコニア質コー
ト層が崩壊しやすいという問題がある。
層を有する耐火物は、ジルコニアが1000℃付近で相転移
を起こすため、加熱および冷却が繰り返されると相転移
に伴う収縮膨張に起因してジルコニア質コート層内に圧
力が生じ、これが原因の一つになってジルコニア質コー
ト層が崩壊しやすいという問題がある。
この相転移に伴う崩壊現像を抑制するためには、熱サ
イクルにより相転移を生じさせない安定化ジルコニア、
中でも相対的に低コストなカルシア安定化ジルコニアを
使用することが考えられる。
イクルにより相転移を生じさせない安定化ジルコニア、
中でも相対的に低コストなカルシア安定化ジルコニアを
使用することが考えられる。
ところが、カルシア安定化ジルコニアを原料とするコ
ート層を耐火物表面に設けた場合にも、加熱冷却を繰り
返し使用すると、熱膨張差によりコート層が耐火物表面
から剥離する現象が生じやすく、繰り返し加熱冷却使用
に充分に耐えることができないという問題があった。
ート層を耐火物表面に設けた場合にも、加熱冷却を繰り
返し使用すると、熱膨張差によりコート層が耐火物表面
から剥離する現象が生じやすく、繰り返し加熱冷却使用
に充分に耐えることができないという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、このような加熱冷
却の過酷な条件下で繰り返し使用してもコート層の剥離
を抑制することのできるジルコニア質コート層を有る耐
火物を提供することにある。
却の過酷な条件下で繰り返し使用してもコート層の剥離
を抑制することのできるジルコニア質コート層を有る耐
火物を提供することにある。
本発明者は従来のカルシア安定化ジルコニアからなる
コート層を有する耐火物についてその微構造を検討した
結果、従来のコート層を有する耐火物の切断面が基体と
表面コート層の２層からなることに着目し、さらに原料
成分にカルシア安定化ジルコニアを主成分としかつイッ
トリア安定化ジルコニアを添加すると基体と中間層と表
面コート層の３層構造が得られることを知見し、この知
見に基づいて本発明を完成させるに至った。
コート層を有する耐火物についてその微構造を検討した
結果、従来のコート層を有する耐火物の切断面が基体と
表面コート層の２層からなることに着目し、さらに原料
成分にカルシア安定化ジルコニアを主成分としかつイッ
トリア安定化ジルコニアを添加すると基体と中間層と表
面コート層の３層構造が得られることを知見し、この知
見に基づいて本発明を完成させるに至った。
（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するための本発明による安定化ジルコ
ニア質コート層を有する耐火物は、安定化ジルコニア質
コート層を有する耐火物であって、アルミナとシリカと
を含む基体と表面コート層との間に該表面コート層の耐
剥離強度を高める中間層が形成されることを特徴とす
る。
ニア質コート層を有する耐火物は、安定化ジルコニア質
コート層を有する耐火物であって、アルミナとシリカと
を含む基体と表面コート層との間に該表面コート層の耐
剥離強度を高める中間層が形成されることを特徴とす
る。
本発明の第２の表面の安定化ジルコニア質コート層を
有する耐火物の製造方法は、カルシア安定化ジルコニア
とイットリア安定化ジルコニアを原料に用い、この原料
を含有する混練物をアルミナとシリカとを含む基体に塗
布し、焼成して基体と表面コート層との間に該表面コー
ト層の耐剥離強度を高める中間層を形成することを特徴
とする。
有する耐火物の製造方法は、カルシア安定化ジルコニア
とイットリア安定化ジルコニアを原料に用い、この原料
を含有する混練物をアルミナとシリカとを含む基体に塗
布し、焼成して基体と表面コート層との間に該表面コー
ト層の耐剥離強度を高める中間層を形成することを特徴
とする。
第２の発明による製造方法において前記カルシア安定
化ジルコニアと前記イットリア安定化ジルコニアの総量
に対し前記イットリア安定化ジルコニアの含有量は、１
〜10wt％の範囲にするのが望ましい。これは、後述する
実験データから明らかなように、イットリア安定化ジル
コニアを微量に加えただけで中間層が形成され、この中
間層により表面コート層の耐剥離強度が大幅に高められ
ることが判明したからである。またイットリア安定化ジ
ルコニアはカルシア安定化ジルコニアに比べて高価であ
ることから、イットリア安定化ジルコニアは10wt％以下
の含有量とすることが望ましい。これは10wt％を超える
含有量にしてもさほど飛躍的な耐剥離強度の向上は得ら
れないからである。量産品としての耐火物としてはイッ
トリア安定化ジルコニア含有量は実用的には10wt％以下
で充分である。
化ジルコニアと前記イットリア安定化ジルコニアの総量
に対し前記イットリア安定化ジルコニアの含有量は、１
〜10wt％の範囲にするのが望ましい。これは、後述する
実験データから明らかなように、イットリア安定化ジル
コニアを微量に加えただけで中間層が形成され、この中
間層により表面コート層の耐剥離強度が大幅に高められ
ることが判明したからである。またイットリア安定化ジ
ルコニアはカルシア安定化ジルコニアに比べて高価であ
ることから、イットリア安定化ジルコニアは10wt％以下
の含有量とすることが望ましい。これは10wt％を超える
含有量にしてもさほど飛躍的な耐剥離強度の向上は得ら
れないからである。量産品としての耐火物としてはイッ
トリア安定化ジルコニア含有量は実用的には10wt％以下
で充分である。
安定化ジルコニア質コート層を形成する基体（耐火
物）は、例えばムライト、コーディエライト等のアルミ
ナとシリカを含む定形耐火物を用いることが望ましい。
この基体は、安定化ジルコニアコートをした後、匣鉢、
セッター、棚板等の窯道具類に用いると、安定化ジルコ
ニア質コート層と被焼成体との反応が進みにくいだけで
なく、基体と表面コート層の中間層を形成し、該基体と
該表面コート層との密着が強固になり、熱衝撃性に強
く、しかも安価であることから有効である。
物）は、例えばムライト、コーディエライト等のアルミ
ナとシリカを含む定形耐火物を用いることが望ましい。
この基体は、安定化ジルコニアコートをした後、匣鉢、
セッター、棚板等の窯道具類に用いると、安定化ジルコ
ニア質コート層と被焼成体との反応が進みにくいだけで
なく、基体と表面コート層の中間層を形成し、該基体と
該表面コート層との密着が強固になり、熱衝撃性に強
く、しかも安価であることから有効である。
安定化ジルコニア質コート層を形成するための原料と
なる混練物はカルシア安定化ジルコニア、イットリア安
定化ジルコニアのほかに少量の有機バインダおよび水等
の溶剤を添加し、塗布に適した状態に調整するのが望ま
しい。
なる混練物はカルシア安定化ジルコニア、イットリア安
定化ジルコニアのほかに少量の有機バインダおよび水等
の溶剤を添加し、塗布に適した状態に調整するのが望ま
しい。
この混練物を基体に塗布し、乾燥した後、例えば1400
℃の高温で数時間焼成する。焼成時間あるいは焼成方法
は基体の組成や成分により適宜代えられるが本発明はこ
れらに限定されるものでない。
℃の高温で数時間焼成する。焼成時間あるいは焼成方法
は基体の組成や成分により適宜代えられるが本発明はこ
れらに限定されるものでない。
本発明は製造方法により得られた安定化ジルコニア質
コート層を有する耐火物は、基体と表面コート層との間
に耐剥離強度の高い中間層が形成されるので、被焼成品
を載置し焼成する際の加熱冷却に伴う高温低温の繰返し
使用を行なっても、安定化ジルコニア質コート層の剥離
や崩壊を抑制し、耐使用回数を大幅に向上することがで
きる。
コート層を有する耐火物は、基体と表面コート層との間
に耐剥離強度の高い中間層が形成されるので、被焼成品
を載置し焼成する際の加熱冷却に伴う高温低温の繰返し
使用を行なっても、安定化ジルコニア質コート層の剥離
や崩壊を抑制し、耐使用回数を大幅に向上することがで
きる。
（実施例） 以下、本発明の実施例による実験データを示すことに
より本発明の内容をさらに具体的に明らかにすることと
する。
より本発明の内容をさらに具体的に明らかにすることと
する。
試験例１ 試験例１は、ムライト質匣鉢（基体）に安定化ジルコ
ニア質コート層を形成した例である。コート層の原料は
カルシア安定化ジルコニアを主成分とし、イットリア安
定化ジルコニアを所定量添加し、これらの原料に有機バ
インダおよび水分を添加し、攪拌し調合し混練物を得
た。この混練物を100×100×15mmのムライト質匣鉢の表
面に塗布し、常温で乾燥させ、その後1400℃で５時間保
持し焼成した。
ニア質コート層を形成した例である。コート層の原料は
カルシア安定化ジルコニアを主成分とし、イットリア安
定化ジルコニアを所定量添加し、これらの原料に有機バ
インダおよび水分を添加し、攪拌し調合し混練物を得
た。この混練物を100×100×15mmのムライト質匣鉢の表
面に塗布し、常温で乾燥させ、その後1400℃で５時間保
持し焼成した。
得られた安定化ジルコニア質コート層を有する匣鉢に
ついて、切断面の微構造の顕微鏡観察および耐剥離性試
験を行なった。試験条件と試験結果は第１表に示すとお
りである。
ついて、切断面の微構造の顕微鏡観察および耐剥離性試
験を行なった。試験条件と試験結果は第１表に示すとお
りである。
顕微鏡観察 顕微鏡観察は、匣鉢を切断し、安定化ジルコニア質コ
ート層付近の切断面について顕微鏡観察した。その結
果、第１表中の比較例１では基体と表面コート層の２層
構造であった。これに対し実施例１〜実施例４では基体
と表面コート層の間に中間層が形成され、この中間層の
厚さは第１表に示すとおりであった。
ート層付近の切断面について顕微鏡観察した。その結
果、第１表中の比較例１では基体と表面コート層の２層
構造であった。これに対し実施例１〜実施例４では基体
と表面コート層の間に中間層が形成され、この中間層の
厚さは第１表に示すとおりであった。
実施例２と比較例１のそれぞれの切断面の結晶構造は
第１図および第２図に示す顕微鏡写真のとおりである。
第１図に示す実施例２では、基体１と表面コート層２と
の間に膜状の中間層３が形成され、中間層３の上層部の
コート層である多孔質部にも中間層が入り込んでいる。
これに対し比較例１は、基体１と表面コート層２からな
り中間層は形成されない。
第１図および第２図に示す顕微鏡写真のとおりである。
第１図に示す実施例２では、基体１と表面コート層２と
の間に膜状の中間層３が形成され、中間層３の上層部の
コート層である多孔質部にも中間層が入り込んでいる。
これに対し比較例１は、基体１と表面コート層２からな
り中間層は形成されない。
耐剥離性試験 耐剥離性試験は、1400℃の窯内に２時間保持し、次い
で自然冷却する操作を繰り返し、何回目でコート層が剥
離したかにより評価した。結果は第１表に示すとおりで
あった。比較例１に対し実施例１〜４は、通窯回路が多
く、耐剥離強度が良好なことが解る。
で自然冷却する操作を繰り返し、何回目でコート層が剥
離したかにより評価した。結果は第１表に示すとおりで
あった。比較例１に対し実施例１〜４は、通窯回路が多
く、耐剥離強度が良好なことが解る。
試験例２ 試験例２は、コーディエライト質匣鉢（基体）に安定
化ジルコニア質コート層を形成した例である。この製造
方法については、焼成温度を1350℃にし、その他の条件
は試験例１と同様である。
化ジルコニア質コート層を形成した例である。この製造
方法については、焼成温度を1350℃にし、その他の条件
は試験例１と同様である。
得られた安定化ジルコニア質コート層を有する匣鉢に
ついて、切断したコート層付近の切断面の顕微鏡観察お
よび耐剥離性試験を行なった。試験条件と試験結果は第
２表に示す。ここに耐剥離性試験の保持温度は1300℃
に設定した。
ついて、切断したコート層付近の切断面の顕微鏡観察お
よび耐剥離性試験を行なった。試験条件と試験結果は第
２表に示す。ここに耐剥離性試験の保持温度は1300℃
に設定した。
実施例５〜８では、基体と表面コート層の間に中間層
が見られたが、比較例２では中間層は見られなかった。
耐剥離性試験の結果、実施例５〜８は、比較例２に比
べ、コート層の剥離に至る通窯回路が30回以上と多く、
耐剥離強度が良好であることが解った。
が見られたが、比較例２では中間層は見られなかった。
耐剥離性試験の結果、実施例５〜８は、比較例２に比
べ、コート層の剥離に至る通窯回路が30回以上と多く、
耐剥離強度が良好であることが解った。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明の安定化ジルコニア質コ
ート層を有する耐火物によれば、基体と表面コート層と
の間に表面コート層の剥離強度を高める中間層が形成さ
れる微構造をとるため、この中間層により安定化ジルコ
ニア質コート層の耐剥離性が向上し、耐火物の耐用度が
大幅に高められるという効果がある。
ート層を有する耐火物によれば、基体と表面コート層と
の間に表面コート層の剥離強度を高める中間層が形成さ
れる微構造をとるため、この中間層により安定化ジルコ
ニア質コート層の耐剥離性が向上し、耐火物の耐用度が
大幅に高められるという効果がある。
第１図は本発明による安定化ジルコニア質コート層を有
する耐火物の切断面の結晶構造を表わす顕微鏡写真、第
２図は従来例による耐火物の切断面の結晶構造を表わす
顕微鏡写真である。 １……基体、 ２……表面コート層、 ３……中間層。
する耐火物の切断面の結晶構造を表わす顕微鏡写真、第
２図は従来例による耐火物の切断面の結晶構造を表わす
顕微鏡写真である。 １……基体、 ２……表面コート層、 ３……中間層。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 41/80 - 41/91
Claims (3)
- 【請求項１】安定化ジルコニア質コート層を有する耐火
物であって、アルミナとシリカとを含む基体と表面コー
ト層との間に表面コート層の耐剥離強度を高める中間層
が形成されることを特徴とする安定化ジルコニア質コー
ト層を有する耐火物。 - 【請求項２】カルシア安定化ジルコニアと所定量のイッ
トリア安定化ジルコニアを原料にし、この原料を含有す
る混練物をアルミナとシリカとを含む基体に塗布し、焼
成して基体と表面コート層の間に該表面コート層の耐剥
離強度を高める中間層を形成することを特徴とする安定
化ジルコニア質コート層を有する耐火物の製造方法。 - 【請求項３】前記カルシア安定化ジルコニアと前記イッ
トリア安定化ジルコニアの総量に対し前記イットリア安
定化ジルコニアの含有量を１〜10wt％にすることを特徴
とする請求項２に記載の安定化ジルコニア質コート層を
有する耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015856A JP2859911B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 安定化ジルコニア質コート層を有する耐火物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015856A JP2859911B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 安定化ジルコニア質コート層を有する耐火物およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223193A JPH03223193A (ja) | 1991-10-02 |
| JP2859911B2 true JP2859911B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=11900446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015856A Expired - Lifetime JP2859911B2 (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 安定化ジルコニア質コート層を有する耐火物およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2859911B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3579155B2 (ja) * | 1995-01-18 | 2004-10-20 | 東芝セラミックス株式会社 | 焼成用道具材 |
| CN112341224A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-09 | 辽宁科技大学 | 一种氧化锆-莫来石复相多孔高强耐火块体的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58167482A (ja) * | 1982-03-24 | 1983-10-03 | 昭和電工株式会社 | 溶射被覆された炭化硅素質成形体 |
| JPH01126285A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Ngk Insulators Ltd | ジルコニアコーティグ窯道具 |
-
1990
- 1990-01-25 JP JP2015856A patent/JP2859911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03223193A (ja) | 1991-10-02 |
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