JP6666990B2 - セラミックス格子体 - Google Patents
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Description
第1の線条部と第2の線条部との交差部は、いずれの該交差部においても、第1の線条部上に第2の線条部が配されており、
前記交差部において、第1の線条部は、その断面が、直線部と、該直線部の両端部を端部とする凸形の曲線部とから構成される形状を有しており、
前記交差部において、第2の線条部は、その断面が、円形又は楕円形の形状を有しており、
前記交差部の縦断面視において、第1の線条部と第2の線条部とは、第1の線条部における前記凸形の曲線部の頂部と、第2の線条部における前記円形又は楕円形における下向きに凸の頂部のみが接触している、セラミックス格子体を提供するものである。
本実施例では、図1ないし図8に示すセラミックス格子体1を製造した。
平均粒径0.8μmの3モル%イットリア添加部分安定化ジルコニア粉65.3部と、水系結合剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース(平均重合度:30万g/mol)5.0部と、可塑剤として、グリセリン2.5部と、ポリカルボン酸系分散剤(分子量12000)1.1部と、水26.1部とを混合し、脱泡してペーストを調製した。ペーストの粘度は25℃において2.3MPa・sであった。
(2)線条塗工体の形成
前記のペーストを原料とし、直径0.4mmのノズルを有するディスペンサを用いて樹脂基板上に線条第1塗工体を形成した。次いでドライヤーを用いて線条第1塗工体に熱風を吹き付け水を除去して線条第1塗工体を乾燥させた。乾燥後の線条第1塗工体の水の含有量は10%であった。引き続き線条第1塗工体に交差する線条第2塗工体を形成した。両線条塗工体の交差角度は90度とした。ドライヤーを用いて線条第2塗工体に熱風を吹き付け水を除去して線条第2塗工体を乾燥させた。乾燥後の線条第2塗工体の水の含有量は8%であった。このようにして格子状前駆体を得た。
(3)焼成工程
乾燥後の格子状前駆体を樹脂基板から剥離した後、大気焼成炉内に載置した。この焼成炉内で脱脂及び焼成を行い、図1ないし図8に示す形状のセラミックス格子体を得た。焼成温度は1450℃とし、焼成時間は3時間とした。得られた格子体においては、第1の線条部と第2の線条部とは、それらの交差部において点接触していた。得られた格子体における第1の線条部の厚みT1は400μm、第2の線条部の厚みT2は410μm、交差部の厚みTcは770μmであった。したがってTcは、(T1+T2)に対して、0.95であったこととなる。第1の線条部の幅W1は425μm、第2の線条部の幅W2は420μmであった。交差部における、第1の線条部の幅W1aは445μm、第2の線条部の幅W2aは440μmであった。したがって、W2aは、W2bの1.05倍であり、W2aとW2bは概ね同じ値であった。第1の線条部のピッチP1は800μm、第2の線条部のピッチP2は720μmであった。セラミックス格子体1の表面粗さRaは第1面において0.3μm、第2面において0.4μmであった。また、セラミックス格子体1における貫通孔の面積は0.09mm2であり、開孔率は17%であった。
本比較例は、格子体としてニッケル網を用いた例である。このニッケル網は、太さ315μmのニッケル線材を平織りして形成された32メッシュにジルコニア溶射コートしたものであり、厚みは0.6mmである。
本比較例は、ゼラチンを湯に溶解させて得られた溶液(ゼラチンの濃度は水に対して3%)を用意し、この溶液を、予め調製しておいたイットリア完全安定化ジルコニアスラリーと混合した。混合は、混合液におけるイットリア完全安定化ジルコニアと水との体積比が10:90になるように行った。この混合液を冷蔵庫内に静置してゲル化させた。このゲルをエタノール凍結機によって凍結させた。凍結させたゲルを乾燥(凍結乾燥)した後、得られた乾燥体を脱脂し、1600℃にて3時間焼成した。このようにして得られた焼成体は、気孔率は79%、気孔径は95μmで、厚み方向に気孔が配向した構造が形成されたものであった。
実施例及び比較例で得られた格子体について、耐スポーリング性の評価を以下の方法で行った。それらの結果を以下の表2に示す。
縦150mm×横150mm×厚さ0.8〜1.5mmのサンプルを用意した。ムライト質足付きラック形状窯道具(外寸が165mm×165mmであり、中央にある十字形状幅寸法が15mmであり、外枠と十字の間には60mm×60mmの4つの中空構造を有する)を台板に載せ、そのラック上にサンプルをセットし、大気焼成炉にて高温加熱して1時間以上所望の温度に保持した後に、電気炉から取り出して室温に晒し、肉眼にてサンプルのうねり、反り及び割れの有無を評価した。設定温度を200℃から1100℃まで50℃ずつ昇温させながら変更し、割れの生じない温度の上限を「耐久温度上限値」とし、耐スポーリング性の評価とした。
縦150mm×横150mmの各サンプルを用意し、カーボンるつぼの中で、アルゴン雰囲気下で400℃/hrで昇温し、1300℃で5分キープし、400℃/hrで冷却する焼成パターンを65回繰り返し、初期と繰り返し焼成後のサンプル形状の差異について、外観から評価した。
1a 第1面
1b 第2面
2 交差部
3 貫通孔
10 第1の線条部
10a 第1面
10b 第2面
20 第2の線条部
20a 第1面
20b 第2面
Claims (4)
- 一方向に向けて延びるセラミックス製の複数の第1の線条部と、該第1の線条部と交差する方向に向けて延びるセラミックス製の複数の第2の線条部とを有するセラミックス格子体であって、
第1の線条部と第2の線条部との交差部は、いずれの該交差部においても、第1の線条部上に第2の線条部が配されており、
第1の線条部における直線部を載置面として平面上に載置したとき、第2の線条部が、隣り合う2つの前記交差部の間において該平面から離間する形状をしており、
第1の線条部と第2の線条部とが交差することによって格子をなし、該格子によって画成される複数の貫通孔を有し、
隣り合う第1の線条部間のピッチは100μm以上10mm以下であり、隣り合う第2の線条部間のピッチは100μm以上10mm以下である、セラミックス格子体。 - 前記交差部以外の位置における第1の線条部の厚みをT1とし、該交差部以外の位置における第2の線条部の厚みをT2としたとき、
T1の値は50μm以上5mm以下であり、T2の値は50μm以上5mm以下であり、
前記交差部における厚みは、T1+T2に対して、0.5以上1.0以下であることを条件として、50μm以上5mm以下である、請求項1に記載のセラミックス格子体。 - 前記セラミックス格子体が、n層の第1の線条部と、m層の第2の線条部とから構成されており(n及びmはそれぞれ独立に1以上の整数である。ただしn及びmは同時に1ではない。)、
前記交差部以外の位置における第1の線条部の厚みをT1とし、該交差部以外の位置における第2の線条部の厚みをT2としたとき、
前記セラミックス格子体の厚みは、nT1+mT2に対して、0.5以上1.0以下である、請求項1又は2に記載のセラミックス格子体。 - 前記セラミックス格子体は、第1の線条部と第2の線条部とが交差することによって格子をなし、該格子によって画成される複数の貫通孔を有し、
平面視における前記セラミックス格子体の見かけの面積に対する前記貫通孔の面積の総和の割合は、1%以上80%以下である、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のセラミックス格子体。
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