JP2879255B2 - 溶融酸化イットリウム成型体 - Google Patents
溶融酸化イットリウム成型体Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、高温において優れた耐食性及び耐熱衝撃性
等を示す溶融酸化イットリウム成型体に関する。
等を示す溶融酸化イットリウム成型体に関する。
＜従来の技術＞ 従来、高温において使用される耐熱材料としては、陶
器、磁器、マグネシア、アルミナ、ジルコニアなどの焼
結体が知られており、また近年においては、窒素珪素、
窒化アルミニウム等の焼結体が知られている。これらの
材料は、例えば金属溶解るつぼ、焼成るつぼ、焼成ケー
ス、炉壁材、炉床材、点火プラグ絶縁物等として使用さ
れている。
器、磁器、マグネシア、アルミナ、ジルコニアなどの焼
結体が知られており、また近年においては、窒素珪素、
窒化アルミニウム等の焼結体が知られている。これらの
材料は、例えば金属溶解るつぼ、焼成るつぼ、焼成ケー
ス、炉壁材、炉床材、点火プラグ絶縁物等として使用さ
れている。
しかしながら、近年ますます高活性物質の処理、高温
処理、高腐食性雰囲気処理が行われるようになり、従来
の材料では寿命が非常に短く、また、目的物質を汚染し
てしまい、使用に耐えられないという欠点がある。例え
ば、アルミナ又はジルコニアるつぼは希土類金属を溶解
した場合、希土類金属と反応し、汚染する。るつぼ自身
も侵食されて寿命が短いという欠点がある。またマグネ
シアるつぼは、反応はしないが熱衝撃に弱く、すぐにク
ラックが入り、多数回の使用に耐えられないという欠点
がある。更に溶融しない酸化イットリウムを焼結したる
つぼは、反応はしないが熱衝撃に弱く、すぐに割れが生
じ、更にまた窒化物系の材料は焼結が困難であり、しか
も高価である。
処理、高腐食性雰囲気処理が行われるようになり、従来
の材料では寿命が非常に短く、また、目的物質を汚染し
てしまい、使用に耐えられないという欠点がある。例え
ば、アルミナ又はジルコニアるつぼは希土類金属を溶解
した場合、希土類金属と反応し、汚染する。るつぼ自身
も侵食されて寿命が短いという欠点がある。またマグネ
シアるつぼは、反応はしないが熱衝撃に弱く、すぐにク
ラックが入り、多数回の使用に耐えられないという欠点
がある。更に溶融しない酸化イットリウムを焼結したる
つぼは、反応はしないが熱衝撃に弱く、すぐに割れが生
じ、更にまた窒化物系の材料は焼結が困難であり、しか
も高価である。
＜発明が解決しようとする課題＞ 従って本発明の目的は、高温度において優れた耐食性
及び耐熱衝撃性等を示す溶融酸化イットリウム成型体を
提供することにある。
及び耐熱衝撃性等を示す溶融酸化イットリウム成型体を
提供することにある。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明によれば溶融した後、凝固させ粉砕した酸化イ
ットリウムを含む粉末を、成型後、焼結してなる溶融酸
化イットリウム成型体が提供される。
ットリウムを含む粉末を、成型後、焼結してなる溶融酸
化イットリウム成型体が提供される。
以下本発明を更に詳細に説明する。
本発明の溶融酸化イットリウム成型体は、均一緻密な
成型体であって、好ましくは、酸化イットリウムを50重
量％以上、特に好ましくは90重量％以上含有する成型体
である。この際酸化イットリウムの含有割合が50重量％
未満の場合には、優れた耐食性及び耐熱衝撃性が得られ
ないので好ましくない。
成型体であって、好ましくは、酸化イットリウムを50重
量％以上、特に好ましくは90重量％以上含有する成型体
である。この際酸化イットリウムの含有割合が50重量％
未満の場合には、優れた耐食性及び耐熱衝撃性が得られ
ないので好ましくない。
本発明に用いる酸化イットリウムは、例えば純度が98
重量％以上のものが特に好ましいが、他の希土類酸化物
を50重量％未満含む市販のイットリウムコンセントレー
ト等を使用することもできる。
重量％以上のものが特に好ましいが、他の希土類酸化物
を50重量％未満含む市販のイットリウムコンセントレー
ト等を使用することもできる。
本発明の溶融酸化イットリウム成型体を調製するに
は、まず、前記酸化イットリウムを、例えば電融法、ア
ークイメージング炉、赤外線イメージング炉、プラズマ
溶融法、電子ビーム溶融法等によって、溶融状態とした
後、凝固させ粉砕し粉体とする。該凝固させるには、例
えば2500〜1000℃において、30分〜２時間かけて凝固さ
せるのが好ましく、また粉砕はボールミル等の粉砕機を
用いて、好ましくは平均粒径0.3mm以下となるように粉
砕するのが好ましい。
は、まず、前記酸化イットリウムを、例えば電融法、ア
ークイメージング炉、赤外線イメージング炉、プラズマ
溶融法、電子ビーム溶融法等によって、溶融状態とした
後、凝固させ粉砕し粉体とする。該凝固させるには、例
えば2500〜1000℃において、30分〜２時間かけて凝固さ
せるのが好ましく、また粉砕はボールミル等の粉砕機を
用いて、好ましくは平均粒径0.3mm以下となるように粉
砕するのが好ましい。
次いで得られた酸化イットリウムの粉体を焼結するに
は、例えば該粉体に、好ましくは水、灯油、ポリビニル
アルコール等の有機溶剤、イソプロピルアルコール等の
水溶性有機物質等のバインダーを添加混合し、所望の成
型金型に充填し、プレス成型した後、好ましくは1200〜
1800℃の温度範囲で、３〜24時間焼結することにより得
ることができる。この際前記バインダーの添加量は、粉
体にバインダーを添加した際に、バインダー量が１〜４
重量％含有されるように添加するのが好ましい。また前
記酸化イットリウム粉体の他に例えば酸化アルミニウム
（Al2O3）粉末、酸化ジルコニウム（ZrO2）粉末、酸化
マグネシウム（MgO）粉末、酸化珪素（SiO2）粉末及び
これらの混合物から成る群より選択される焼結助剤等を
粉体成分として更に添加させることもできる。該焼結助
剤の含有割合は、粉体全体に対して10重量％以下となる
ように添加するのが好ましい。該含有割合が10重量％を
超える場合には、溶融酸化イットリウムの優れた高耐食
性及び耐熱衝撃性が低下するので好ましくない。また該
焼結助剤を用いる場合の焼結温度は1000〜1700℃、焼結
時間は３〜24時間であるのが好ましい。
は、例えば該粉体に、好ましくは水、灯油、ポリビニル
アルコール等の有機溶剤、イソプロピルアルコール等の
水溶性有機物質等のバインダーを添加混合し、所望の成
型金型に充填し、プレス成型した後、好ましくは1200〜
1800℃の温度範囲で、３〜24時間焼結することにより得
ることができる。この際前記バインダーの添加量は、粉
体にバインダーを添加した際に、バインダー量が１〜４
重量％含有されるように添加するのが好ましい。また前
記酸化イットリウム粉体の他に例えば酸化アルミニウム
（Al2O3）粉末、酸化ジルコニウム（ZrO2）粉末、酸化
マグネシウム（MgO）粉末、酸化珪素（SiO2）粉末及び
これらの混合物から成る群より選択される焼結助剤等を
粉体成分として更に添加させることもできる。該焼結助
剤の含有割合は、粉体全体に対して10重量％以下となる
ように添加するのが好ましい。該含有割合が10重量％を
超える場合には、溶融酸化イットリウムの優れた高耐食
性及び耐熱衝撃性が低下するので好ましくない。また該
焼結助剤を用いる場合の焼結温度は1000〜1700℃、焼結
時間は３〜24時間であるのが好ましい。
＜発明の効果＞ 本発明の溶融酸化イットリウム成型体は、溶融した酸
化イットリウムを原料成分として用いるので、高温にお
いて優れた耐食性及び耐熱衝撃性を示し、長期間の使用
に耐えることができる。従って本発明の溶融酸化イット
リウム成型体は、特に、活性金属溶解るつぼ、高純度物
質熱処理ケース、点火プラグ絶縁物質、炉材等として極
めて有用である。
化イットリウムを原料成分として用いるので、高温にお
いて優れた耐食性及び耐熱衝撃性を示し、長期間の使用
に耐えることができる。従って本発明の溶融酸化イット
リウム成型体は、特に、活性金属溶解るつぼ、高純度物
質熱処理ケース、点火プラグ絶縁物質、炉材等として極
めて有用である。
＜実施例＞ 以下本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚
例中％は重量％を示す。
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚
例中％は重量％を示す。
実施例１ 純度98重量％の酸化イットリウム30kgを電融法により
溶融した後、１時間かけて1000℃まで冷却、凝固し、ボ
ールミルを用いて平均粒径0.3mm以下の粉体に粉砕し
た。次に得られた酸化イットリウム粉体350gにバインダ
ーとして灯油10mlを添加し、十分混合撹拌した後、るつ
ぼ成型金型に充填し、プレス成型し、次いで1250℃で５
時間焼結し、るつぼを製造した。得られたるつぼの形状
を外径50mm、内径40mm、深さ80mm、底の厚み8mmとし
た。次いでこのるつぼを使用して、アルゴン雰囲気下、
高周波加熱によりNd−Fe−Ｂ合金（Nd33.0％、Fe65.8
％、B1.2％）300gを1500℃20分間溶解後鋳型に鋳造し、
この操作を繰り返して、るつぼにクラックが入るまでの
回数及び腐食が目視で確認できる程度現われるまでの回
数を測定した。その結果を表１に示す。
溶融した後、１時間かけて1000℃まで冷却、凝固し、ボ
ールミルを用いて平均粒径0.3mm以下の粉体に粉砕し
た。次に得られた酸化イットリウム粉体350gにバインダ
ーとして灯油10mlを添加し、十分混合撹拌した後、るつ
ぼ成型金型に充填し、プレス成型し、次いで1250℃で５
時間焼結し、るつぼを製造した。得られたるつぼの形状
を外径50mm、内径40mm、深さ80mm、底の厚み8mmとし
た。次いでこのるつぼを使用して、アルゴン雰囲気下、
高周波加熱によりNd−Fe−Ｂ合金（Nd33.0％、Fe65.8
％、B1.2％）300gを1500℃20分間溶解後鋳型に鋳造し、
この操作を繰り返して、るつぼにクラックが入るまでの
回数及び腐食が目視で確認できる程度現われるまでの回
数を測定した。その結果を表１に示す。
実施例２ 酸化イットリウムとして、市販のイットリウムコンセ
ントレート（組成Y2O360.1％、La2O30.2％、CeO20.3
％、Pr6O110.8％、Nd2O31.2％、Sm2O31.4％、Gd2O32.7
％、Dy2O311.3％、Er2O31.4％、Ho2O33.8％、Yb2O33.9
％、その他重希土2.1％）を用いた以外は実施例１と同
様にるつぼを製造し、同様な測定を行った。その結果を
表１に示す。
ントレート（組成Y2O360.1％、La2O30.2％、CeO20.3
％、Pr6O110.8％、Nd2O31.2％、Sm2O31.4％、Gd2O32.7
％、Dy2O311.3％、Er2O31.4％、Ho2O33.8％、Yb2O33.9
％、その他重希土2.1％）を用いた以外は実施例１と同
様にるつぼを製造し、同様な測定を行った。その結果を
表１に示す。
比較例１ 純度98重量％の酸化イットリウムを溶融せずに粉砕し
た以外は実施例１と同様にるつぼを製造し、同様な測定
を行った。その結果を表１に示す。
た以外は実施例１と同様にるつぼを製造し、同様な測定
を行った。その結果を表１に示す。
実施例３〜12 表２に示す酸化イットリウム及び焼結助剤を用いて、
まず表２に示す酸化イットリウムを電融法により溶融し
た後、１時間かけて1000℃まで冷却、凝固し、ボールミ
ルを用いて平均粒径0.3mm以下の粉体に粉砕した。次に
得られた酸化イットリウム粉体に、表２に示す焼結助剤
を混合し、更にバインダーとしてイソプロパノール20ml
を添加した後、十分混合撹拌した。次いで成型金型に充
填し、プレス成型した後、表２に示す焼結温度により５
時間焼結し、実施例１と同様な形状を有するるつぼを製
造した。得られたるつぼを使用して、アルゴン雰囲気
下、高周波加熱によりLaNi5合金（La32.1％、Ni67.9
％）300gを1480℃、20分間溶解し、この操作を繰り返し
て、るつぼにクラックが入るまでの回数及び腐食が目視
で確認できる程度現われるまでの回数を測定した。その
結果を表２に示す。
まず表２に示す酸化イットリウムを電融法により溶融し
た後、１時間かけて1000℃まで冷却、凝固し、ボールミ
ルを用いて平均粒径0.3mm以下の粉体に粉砕した。次に
得られた酸化イットリウム粉体に、表２に示す焼結助剤
を混合し、更にバインダーとしてイソプロパノール20ml
を添加した後、十分混合撹拌した。次いで成型金型に充
填し、プレス成型した後、表２に示す焼結温度により５
時間焼結し、実施例１と同様な形状を有するるつぼを製
造した。得られたるつぼを使用して、アルゴン雰囲気
下、高周波加熱によりLaNi5合金（La32.1％、Ni67.9
％）300gを1480℃、20分間溶解し、この操作を繰り返し
て、るつぼにクラックが入るまでの回数及び腐食が目視
で確認できる程度現われるまでの回数を測定した。その
結果を表２に示す。
比較例２ 純度98重量％の酸化イットリウムを溶融せずに粉砕し
た以外は、実施例３〜12と同様にるつぼを製造し、同様
な測定を行った。その結果を表２に示す。
た以外は、実施例３〜12と同様にるつぼを製造し、同様
な測定を行った。その結果を表２に示す。
実施例13及び14 酸化イットリウムとして、純度98重量％の酸化イット
リウム（実施例13）、市販のイットリウムコンセントレ
ート（実施例14）を用い、バインダーとして濃度３重量
％のポリビニルアルコールを10ml用いた以外は実施例１
と同様にプレス成形及び焼結を行って、10mmφ×40mmの
試験片を作製した。次いで得られた試験片をプロパンガ
スバーナーで約800℃に加熱し、それに水滴を落下させ
冷却するテストを10回繰り返し、欠け、ヒビ割れ、剥離
を目視で調べた。その結果を表３に示す。なお、表中○
は合格、×は不合格である。
リウム（実施例13）、市販のイットリウムコンセントレ
ート（実施例14）を用い、バインダーとして濃度３重量
％のポリビニルアルコールを10ml用いた以外は実施例１
と同様にプレス成形及び焼結を行って、10mmφ×40mmの
試験片を作製した。次いで得られた試験片をプロパンガ
スバーナーで約800℃に加熱し、それに水滴を落下させ
冷却するテストを10回繰り返し、欠け、ヒビ割れ、剥離
を目視で調べた。その結果を表３に示す。なお、表中○
は合格、×は不合格である。
比較例３〜５ 溶融した酸化イットリウムの代わりに、溶融しない純
度98重量％の酸化イットリウム（比較例３）、アルミナ
（比較例４）及びマグネシア（比較例５）を用いた以外
は、実施例13及び14と同様に試験片を作製し、各テスト
を行った。その結果を表３に示す。なお、表中○は合
格、×は不合格である。
度98重量％の酸化イットリウム（比較例３）、アルミナ
（比較例４）及びマグネシア（比較例５）を用いた以外
は、実施例13及び14と同様に試験片を作製し、各テスト
を行った。その結果を表３に示す。なお、表中○は合
格、×は不合格である。
実施例15〜26 表４に示す溶融方法により溶融した酸化イットリウム
を用い、更に表４に示す焼成助剤を用いて、1200℃で５
時間焼結した以外は、実施例13及び14と同様に試験片を
作製し、各テストを行った。その結果を表４に示す。な
お、表中○は合格、×は不合格である。
を用い、更に表４に示す焼成助剤を用いて、1200℃で５
時間焼結した以外は、実施例13及び14と同様に試験片を
作製し、各テストを行った。その結果を表４に示す。な
お、表中○は合格、×は不合格である。
Claims (2)
- 【請求項１】溶融した後、凝固させ粉砕した酸化イット
リウムを含む粉末を、成型後、焼結してなる溶融酸化イ
ットリウム成型体。 - 【請求項２】前記粉末が、更に酸化アルミニウム（Al2O
3）粉末、酸化ジルコニウム（ZrO2）粉末、酸化マグネ
シウム（MgO）粉末、酸化珪素（SiO2）粉末及びこれら
の混合物から成る群より選択される焼結助剤を、粉末全
体に対して10重量％以下含有することを特徴とする請求
項１記載の溶融酸化イットリウム成型体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25032690A JP2879255B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 溶融酸化イットリウム成型体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25032690A JP2879255B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 溶融酸化イットリウム成型体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130055A JPH04130055A (ja) | 1992-05-01 |
| JP2879255B2 true JP2879255B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=17206249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25032690A Expired - Lifetime JP2879255B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 溶融酸化イットリウム成型体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2879255B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4548887B2 (ja) * | 1999-12-27 | 2010-09-22 | 京セラ株式会社 | 耐食性セラミック部材およびその製造方法 |
| JP4936948B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2012-05-23 | 日本碍子株式会社 | 複合材料及びその製造方法 |
| TWI567793B (zh) * | 2007-04-27 | 2017-01-21 | 應用材料股份有限公司 | 減小曝露於含鹵素電漿下之表面腐蝕速率的設備 |
| JP2010095393A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Nikkato:Kk | 耐食性に優れたセラミックス製熱処理用部材およびその製造方法 |
| KR101338090B1 (ko) * | 2012-07-27 | 2014-01-20 | 경상대학교산학협력단 | 용융 이트리아를 출발물질로 이용하여 상압 소결한 고밀도 이트리아 세라믹 소결체의 제조방법 |
| CN114044687A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-02-15 | 江西离子型稀土工程技术研究有限公司 | 一种稀土氧化物本体坩埚及其制备方法 |
| CN116102050A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-05-12 | 郑州振中电熔新材料有限公司 | 一种耐等离子腐蚀热喷涂氧化钇粉的制备方法 |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP25032690A patent/JP2879255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04130055A (ja) | 1992-05-01 |
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