JPH01222902A - セラミックス中空体、その製造方法及びバルブ用セラミックボール - Google Patents
セラミックス中空体、その製造方法及びバルブ用セラミックボールInfo
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- JPH01222902A JPH01222902A JP4761088A JP4761088A JPH01222902A JP H01222902 A JPH01222902 A JP H01222902A JP 4761088 A JP4761088 A JP 4761088A JP 4761088 A JP4761088 A JP 4761088A JP H01222902 A JPH01222902 A JP H01222902A
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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〕
本発明はセラミックスにより構成された中空体、その製
造方法及びバルブ用セラミックポールに関する。
造方法及びバルブ用セラミックポールに関する。
材料としての価値を測るうえで、単位重量あたりの特性
という観点からの評価がある０例えば。
という観点からの評価がある０例えば。
セラミックス表面の＃摩耗性が要求される場合、材料と
しての必要強度が満足されれば、中実である必要はなく
、中空化により重量を減らすことは材料を工業的に使用
する上で価値がある。また、セラミックスを溶融した金
属の融液面に浮かべるような場合、中空化により比重を
軽減することは有利となる。また、セラミックスを可動
部品として使用する場合、質量を軽減することは有利と
なる。
しての必要強度が満足されれば、中実である必要はなく
、中空化により重量を減らすことは材料を工業的に使用
する上で価値がある。また、セラミックスを溶融した金
属の融液面に浮かべるような場合、中空化により比重を
軽減することは有利となる。また、セラミックスを可動
部品として使用する場合、質量を軽減することは有利と
なる。
より具体的な例としてバルブ用セラミックポールについ
て以下に説明する。すなわち、摩耗性スラリーの搬送ラ
インや１強酸性・強アルカリ性溶液の搬送ラインにおけ
る流量制御には、セラミック質のバルブ用ポールが用い
られているが、従来のバルブ用セラミックポールは中実
のものであった。
て以下に説明する。すなわち、摩耗性スラリーの搬送ラ
インや１強酸性・強アルカリ性溶液の搬送ラインにおけ
る流量制御には、セラミック質のバルブ用ポールが用い
られているが、従来のバルブ用セラミックポールは中実
のものであった。
ところで、バルブとしてはポールを液面に浮かせてオー
バーフローストップバルブのような使用方法が要求され
る場合もある。しかし、中実セラミックポールは液体よ
りも比重が大きいため、上記のような用途に使用するこ
とが不可能であった。
バーフローストップバルブのような使用方法が要求され
る場合もある。しかし、中実セラミックポールは液体よ
りも比重が大きいため、上記のような用途に使用するこ
とが不可能であった。
また１通常の用途でもバルブの開閉時にセラミックポー
ルが弁座に衝突した際、中実セラミックポールでは質量
が大きく運動エネルギーも大きいので、ポールに亀裂が
発生しやすく、バルブの寿命を短くしていた。また、例
えばポンプの逆止弁として使用する場合、質量の大きい
中実セラミックポールでは逆圧が小さい場合には移動し
にくいため、弁としての感度が悪く、適正効果が減殺さ
れていた。
ルが弁座に衝突した際、中実セラミックポールでは質量
が大きく運動エネルギーも大きいので、ポールに亀裂が
発生しやすく、バルブの寿命を短くしていた。また、例
えばポンプの逆止弁として使用する場合、質量の大きい
中実セラミックポールでは逆圧が小さい場合には移動し
にくいため、弁としての感度が悪く、適正効果が減殺さ
れていた。
更に、セラミックスを焼成する際、その初期に結合剤の
分解燃焼ガスがセラミックス成物中から放出され、この
結果セミミック焼成物が破壊されることがある。この現
象はセラミックス焼成物の肉厚が厚いほど顕著になるた
め、大型の中実セラミックポールの製造は不可能であり
、大口径のバルブに適用することはできなかった。
分解燃焼ガスがセラミックス成物中から放出され、この
結果セミミック焼成物が破壊されることがある。この現
象はセラミックス焼成物の肉厚が厚いほど顕著になるた
め、大型の中実セラミックポールの製造は不可能であり
、大口径のバルブに適用することはできなかった。
これらの問題はバルブ用セラミックポールを中空にすれ
ば解決することができる。
ば解決することができる。
上記のような観点から、セラミックス中空体を提供する
ことは大きな意味がある。しかし、以下に述べるように
、従来はセラミックス中空体を製造することは極めて困
難であるとされてきた。以下、この理由について説明す
る。
ことは大きな意味がある。しかし、以下に述べるように
、従来はセラミックス中空体を製造することは極めて困
難であるとされてきた。以下、この理由について説明す
る。
一般に、多結晶セラミックスは、セラミックス微粉を所
定形状に成形し、これを乾燥した後、焼成することによ
り製造されている。この際、成形方法としては、プレス
法、インジェクション法、押出成形、スリップキャステ
ィング法などが用いられる。このうち、スリップキャス
ティング法を除くその他の方法ではいずれも加圧が行わ
れる。
定形状に成形し、これを乾燥した後、焼成することによ
り製造されている。この際、成形方法としては、プレス
法、インジェクション法、押出成形、スリップキャステ
ィング法などが用いられる。このうち、スリップキャス
ティング法を除くその他の方法ではいずれも加圧が行わ
れる。
セラミックス中空体をこうした加圧を伴う方法によって
成形しようとする場合、中空部に対応する可燃物を芯と
して用いて加圧成形し、焼成中に焼散させる方法が考え
られる。しかし、このような方法を実際に試みたところ
、可燃物とセラミックスとの熱膨張係数の不一致や、可
燃物焼散時のガス発生によってセラミックス部分にクラ
ックが発生し、セラミックス中空体を得ることはできな
かった・ 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、セラミックスからなる中空体とその製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
成形しようとする場合、中空部に対応する可燃物を芯と
して用いて加圧成形し、焼成中に焼散させる方法が考え
られる。しかし、このような方法を実際に試みたところ
、可燃物とセラミックスとの熱膨張係数の不一致や、可
燃物焼散時のガス発生によってセラミックス部分にクラ
ックが発生し、セラミックス中空体を得ることはできな
かった・ 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、セラミックスからなる中空体とその製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
また、例えばセラミックス中空体からなるバルブ用セラ
ミックポールを提供することにより、比重の低下による
ストップバルブとしての使用や、逆上弁の感度向上や、
大型セラミックポールの製造を可能にして大口径のバル
ブへの適用を可能にすることを目的とする。
ミックポールを提供することにより、比重の低下による
ストップバルブとしての使用や、逆上弁の感度向上や、
大型セラミックポールの製造を可能にして大口径のバル
ブへの適用を可能にすることを目的とする。
本発明のセラミックス中空体は、殻状の不浸透質セラミ
ックスで閉空間をなす中空部を囲んだことを特徴とする
ものである。
ックスで閉空間をなす中空部を囲んだことを特徴とする
ものである。
また、本発明のセラミックス中空体の製造方法は、セラ
ミックス粉体、分散剤、結合剤及び溶媒を混合したスラ
リーを多孔質の型内に部分的に充填して型をシールし、
この型を回転させることにより型の内面にセラミックス
成形体を着肉させた後、中空のセラミックス成形体を脱
型し、乾燥し、焼成することを特徴とするものである。
ミックス粉体、分散剤、結合剤及び溶媒を混合したスラ
リーを多孔質の型内に部分的に充填して型をシールし、
この型を回転させることにより型の内面にセラミックス
成形体を着肉させた後、中空のセラミックス成形体を脱
型し、乾燥し、焼成することを特徴とするものである。
本発明において、セラミックスの材質としては、アルミ
ナ、ジルコニア、マグネシアなどの酸化物、窒化珪素、
窒化アルミニウム、炭化珪素などの非酸化物など多くの
材質を使用することができる。
ナ、ジルコニア、マグネシアなどの酸化物、窒化珪素、
窒化アルミニウム、炭化珪素などの非酸化物など多くの
材質を使用することができる。
本発明に係るセラミックス中空体の製造方法は、いわゆ
るスリップキャスティング法による成形方法を用いるも
のである。スリップキャスティング法は、一般的には、
多孔質の型例えば石膏型にセラミックス粉体、分散剤、
結合剤、溶媒（例えば水）を混合したスリップを注入し
、石膏中に水分を吸収させて所定形状のセラミックス成
形体を成形するものである。この際、型に接する部分か
ら固化しはじめ、しだいに固化部分が内部に向かって進
行する。このスリップキャスティング法によるセラミッ
クス中空体の成形で重要になるのは、スリップを型内に
部分的に注入した後、スリップが外部へ出ないようにシ
ールし、型を回転させて、型の各部位に均一にスリップ
を接触させることである。こうすることにより、型の内
面にセラミックスリップが着肉しはじめ、殻状の成形体
を得ることができる。なお、中空体を構成するセラミッ
クスの肉厚と中空部との比率は型内に注入されるスリッ
プの量で自由に選択できる。また、型の回転速度は特に
限定されないが、６０回／分程度が望ましい、すなわち
、型の回転速度が遅すぎると着肉にむらがでるおそれが
あるが、あまり高速で回転する必要もない。
るスリップキャスティング法による成形方法を用いるも
のである。スリップキャスティング法は、一般的には、
多孔質の型例えば石膏型にセラミックス粉体、分散剤、
結合剤、溶媒（例えば水）を混合したスリップを注入し
、石膏中に水分を吸収させて所定形状のセラミックス成
形体を成形するものである。この際、型に接する部分か
ら固化しはじめ、しだいに固化部分が内部に向かって進
行する。このスリップキャスティング法によるセラミッ
クス中空体の成形で重要になるのは、スリップを型内に
部分的に注入した後、スリップが外部へ出ないようにシ
ールし、型を回転させて、型の各部位に均一にスリップ
を接触させることである。こうすることにより、型の内
面にセラミックスリップが着肉しはじめ、殻状の成形体
を得ることができる。なお、中空体を構成するセラミッ
クスの肉厚と中空部との比率は型内に注入されるスリッ
プの量で自由に選択できる。また、型の回転速度は特に
限定されないが、６０回／分程度が望ましい、すなわち
、型の回転速度が遅すぎると着肉にむらがでるおそれが
あるが、あまり高速で回転する必要もない。
上記のように型を回転しているうちに着肉が完了し、型
内での乾燥が始まる。ここで、型内で少し乾燥させるこ
とにより成形体の乾燥収縮が少し始まると、成形体が型
より離れるので脱型が容易である。
内での乾燥が始まる。ここで、型内で少し乾燥させるこ
とにより成形体の乾燥収縮が少し始まると、成形体が型
より離れるので脱型が容易である。
このようにして型より取出された成形体は一般的なセラ
ミックスの製造方法に従い、乾燥、焼成が行われ、中空
のセラミックス焼結体となる。なお、必要に応じて成形
体の加工、成形体の仮焼、焼結体の研削加工や研磨加工
が行われる。
ミックスの製造方法に従い、乾燥、焼成が行われ、中空
のセラミックス焼結体となる。なお、必要に応じて成形
体の加工、成形体の仮焼、焼結体の研削加工や研磨加工
が行われる。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１
純度９９．９％、平均粒径０’、２＃Ｌｍのアルミナ粉
１００重量部、ストイキオメトリツクスピネル０．５重
着部、イオン交換水２０重量部、ポリアクリル酸アンモ
ニウム２重量部をアルミナポールとともにポリポット中
に投入し、−昼夜混合してスリップを調製した。
１００重量部、ストイキオメトリツクスピネル０．５重
着部、イオン交換水２０重量部、ポリアクリル酸アンモ
ニウム２重量部をアルミナポールとともにポリポット中
に投入し、−昼夜混合してスリップを調製した。
また、外径１５０ ａｍ、内径１００ ｍ鳳の中空球を
２つ割りした形状の石膏型を作製した。
２つ割りした形状の石膏型を作製した。
この型の一方に上記スリップを１００ ｇ注入し。
もう一方の割り型をあわせて輪ゴムで両方の型を固定し
た後、回転円筒中に入れ、６０回／分で１時間回転した
。その後、輪ゴムをはずして石膏型から成形体を取り出
して乾燥した。このようにして多数個のセラミックス中
空体の成形体を得た。
た後、回転円筒中に入れ、６０回／分で１時間回転した
。その後、輪ゴムをはずして石膏型から成形体を取り出
して乾燥した。このようにして多数個のセラミックス中
空体の成形体を得た。
乾燥した成形体の重量を測定したところ、平均８２ｇで
あった。これらの成形体の１つについてその外径を測定
したところ外径８１１５ｍであり、これを切断して肉厚
を測定したところ肉厚１．９〜２．０ ａｍであった。
あった。これらの成形体の１つについてその外径を測定
したところ外径８１１５ｍであり、これを切断して肉厚
を測定したところ肉厚１．９〜２．０ ａｍであった。
得られた成形体を空気中、１６００℃で２時間焼成する
ことにより、外径７０ｍｍのアルミナ質セラミックス中
空球を得た。
ことにより、外径７０ｍｍのアルミナ質セラミックス中
空球を得た。
実施例２
平均粒径０．５ＪＬ１１の窒化ケイ素粉１００重量部。
アルミナ粉２重量部、イツトリア３重量部、トルエン２
５重量部をアルミナポールとともにポリポット中に投入
し、−昼夜混合してスリップを調製した。
５重量部をアルミナポールとともにポリポット中に投入
し、−昼夜混合してスリップを調製した。
また、外径３０１厘、内径１０ｍ鵬の中空球を２つ割り
した形状の石膏型を作製した。
した形状の石膏型を作製した。
この型の一方に上記スリップを０．２ｇ注入し。
もう一方の割り型をあわせて輪ゴムで両方の型を固定し
た後、回転円筒中に入れ、６０回／分で５分間回転した
。その後１輪ゴムをはずして石膏型から成形体を取り出
して乾燥した。得られた成形体を窒素雰囲気中、１８０
０℃で２詩間焼成することにより、窒化珪素質セラミッ
クス中空球を得た。
た後、回転円筒中に入れ、６０回／分で５分間回転した
。その後１輪ゴムをはずして石膏型から成形体を取り出
して乾燥した。得られた成形体を窒素雰囲気中、１８０
０℃で２詩間焼成することにより、窒化珪素質セラミッ
クス中空球を得た。
実施例３
石膏型の一方へのスリップの注入量を５００ｇとした以
外は上記実施例１と同様にして多数個のセラミックス中
空体の成形体を得た。乾燥した成形体の重量を測定した
ところ、平均４１０ ｇであった。これらの成形体の１
つについてその外径を測定したところ外径９８層−であ
り、これを切断して肉厚を測定したところ肉厚は約１０
層層であった。
外は上記実施例１と同様にして多数個のセラミックス中
空体の成形体を得た。乾燥した成形体の重量を測定した
ところ、平均４１０ ｇであった。これらの成形体の１
つについてその外径を測定したところ外径９８層−であ
り、これを切断して肉厚を測定したところ肉厚は約１０
層層であった。
得られた成形体を空気中、１６００℃で２時間焼成する
ことにより、外径７０ｍｍのアルミナ質セラミックス中
空体を得た。このようにして得られたセラミックス中空
体の表面をダイヤモンド工具で研削し、更にダイヤモン
ドペーストで研磨してバルブ用セラミックポールとした
。この結果、セラミックポールの外径は６７ＩＩｍとな
った。従来はこのような大型のセラミックポールを製造
することは困難であった。このポールを塩酸槽のオーバ
ーフロースト−／プバルブに使用したところ、良好に使
用することができた。
ことにより、外径７０ｍｍのアルミナ質セラミックス中
空体を得た。このようにして得られたセラミックス中空
体の表面をダイヤモンド工具で研削し、更にダイヤモン
ドペーストで研磨してバルブ用セラミックポールとした
。この結果、セラミックポールの外径は６７ＩＩｍとな
った。従来はこのような大型のセラミックポールを製造
することは困難であった。このポールを塩酸槽のオーバ
ーフロースト−／プバルブに使用したところ、良好に使
用することができた。
以り詳述したように本発明によれば１種々の用途に用い
られるセラミックス中空体及びこのようなセラミックス
中空体を容易に製造し得る方法を提供できる。そして、
本発明に係るセラミックス中空体を例えばバルブ用セラ
ミックポールとして用いれば、比重の低下によるス）−
／プバルブとしての使用や、逆止弁の感度向上や、大型
セラミックポールの製造を可能にして大口径のバルブへ
の適用が可能になるなど顕著な効果を奏するものである
。
られるセラミックス中空体及びこのようなセラミックス
中空体を容易に製造し得る方法を提供できる。そして、
本発明に係るセラミックス中空体を例えばバルブ用セラ
ミックポールとして用いれば、比重の低下によるス）−
／プバルブとしての使用や、逆止弁の感度向上や、大型
セラミックポールの製造を可能にして大口径のバルブへ
の適用が可能になるなど顕著な効果を奏するものである
。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (3)
- （１）殻状の不浸透質セラミックスで閉空間をなす中空
部を囲んだことを特徴とするセラミックス中空体。 - （２）セラミックス粉体、分散剤、結合剤及び溶媒を混
合したスラリーを多孔質の型内に部分的に充填して型を
シールし、この型を回転させることにより型の内面にセ
ラミックス成形体を着肉させた後、中空のセラミックス
成形体を脱型し、乾燥し、焼成することを特徴とするセ
ラミックス中空体の製造方法。 - （３）請求項（１）記載のセラミックス中空体からなる
ことを特徴とするバルブ用セラミックボール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4761088A JPH01222902A (ja) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | セラミックス中空体、その製造方法及びバルブ用セラミックボール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4761088A JPH01222902A (ja) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | セラミックス中空体、その製造方法及びバルブ用セラミックボール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01222902A true JPH01222902A (ja) | 1989-09-06 |
Family
ID=12779999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4761088A Pending JPH01222902A (ja) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | セラミックス中空体、その製造方法及びバルブ用セラミックボール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01222902A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2022270614A1 (ja) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | 中部電力ミライズ株式会社 | セラミックス蓄熱体並びにセラミックス蓄熱体の製造方法及びセラミックス蓄熱体の組成推定方法 |
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| JPS5823325A (ja) * | 1981-03-19 | 1983-02-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体 |
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| JPS61263704A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-21 | 株式会社日立製作所 | 球体製造装置 |
-
1988
- 1988-03-02 JP JP4761088A patent/JPH01222902A/ja active Pending
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