JPH02233555A

JPH02233555A - 複合雲母積層セラミックの製造方法

Info

Publication number: JPH02233555A
Application number: JP1055602A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Iizuka; 飯塚　効才
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1989-03-08
Publication date: 1990-09-17

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は絶縁性、耐熱性を有し、機械加工が容易な複合
雲母積層セラミックの製造方法に関する。

［従来の技術〕従来、雲母を使用して製作されている製品には、天然雲
母を素材とした集成マイカを用い、これを積層したマイ
力積層板や、集成マイ力の補強用にガラスクロスを接着
して製作されるガラスマイカ等がある。これらの製品は
すべて合成樹脂を接着剤として製作されており、主に電
気絶縁材料として使用される。

特に耐熱性を要求される製品ではケイ素樹脂が使用され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの製法ではいづれも接着剤が合成樹脂であるから
、耐熱的には２００〜３００℃以上の高温を期待するこ
とはできない。

また、天然雲母自体が６００〜８００℃に至れば結晶構
造中の水酸基を水として放出し、結晶が崩壊してしまう
から、天然雲母を素材とした製品に８００℃以上の耐熱
性を要求するのは極めてむずかし《、従って従来技術で
は８００℃以上の耐熱性を有する雲母積層物の製作はで
きない。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、高温度特性に優れ、しかも成形後の加
工が容易な複合雲母積層セラミックの製造方法を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明が採用する構成は、
雲母の合成に必要な素材となる酸化物中、Ｓｘ　Ｏ　ｗ
　＊　Ａβ＊Ｏｓ，Ｋ−０又はＬｉ２　０をゾル化して
なるシリカゾル，アルミナゾル，ケイ酸カリ又はケイ酸
リチウムのうちの少な《とも１つを用い、組成上必要な
他の酸化物及びフッ化物と共に混合してスラリー物とす
る工程と、該スラリー状物をフッ素金雲母からなる集成
マイカフィルムにフィルム相互間の結合剤として塗布し
て積層する工程と、この積層物を加熱して焼結すること
により、フィルム相互間の結合剤を結晶化させて新たな
雲母を生成せしめフッ素金雲母と共に積層された雲母セ
ラミックを形成する工程とからなる．〔発明の具体的説明］本発明で用いられるスラリ一物の組成は、一般式ＸＯ．
Ｉ〜ｌ．Ｏ　ｙｍ〜ｍ　Ｚ４　０１ＧＦＩで表わされる
もので、ｘ，ｙ，ｚの位置に置換できるイオンとして、Ｘ：　（層間位置）配位数１２の陽イオンＬ．，Ｎ．，
Ｋ”　．Ｒｂ　．Ｃ一〇８２°　Ｂ．１Ｙ：　（八面***置）配位数６の陽イオンＬ　ｌ　＊　
Ｍ　Ｍ”　＋　Ｆ　＠″”　，　Ｎ　，　！　”　．　
Ｍ　，　ａＡβｓｏ　　Ｆ．ｓ＊Ｚ：　（四面***置）配位数４の陽イオン８１″″＋　
Ｇ　＠”　＋　（　Ｓ　ｌ′ゝの一部をＡβ”　”　，
　Ｆ　．＠　＋　，　ｓ　ｓ　＊，等のフッ素雲母群と
、他にバーミキュライト群中（ＤＫａｙｓ　Ｍｇ？７ｓ
Ｌ　＋ａｚｓＭｇ＋Ｏ　＋ｏＦａ　＋　モ’Ｊモリロナ
イト群中のＫ　ｌ／ｌ　Ｍ　ｇａ７ｓＬ　ＩＩ／ａＭ　
１１４０　１０Ｆ　＊等である。

これらを合成するには、夫々の組成に従った酸化物、及
びフッ化物を計量混合して溶融合成するのが一般的製法
であるが、本発明の製造方法では素材となる酸化物中、
Ｓ．Ｏｘ　，Ａβｓｒｓ，Ｋ２０又はＬｔｉＯをゾル化
してなるシリカゾル，アルミナゾル，ケイ酸カリ又はケ
イ酸リチウムのうちの少な《とも１つを用い、組成に必
要な他の酸化物、およびフッ化物と混合しスラリ一物と
して調整する。

この際、例えばシリカゾル、アルミナゾル、ケイ酸リチ
ウム等はフッ化物、又はマグネシャなどと会合すると、
一方アルミナゾル及びケイ酸カリ等は炭酸リチウムと会
合すると凝固し、ついには固化する。この凝固は夫々の
組み合わせの量および質的関係において差異を生じる。

本発明に係る雲母組成スラリ一物は凝固が極めて短時間
に起る場合から数１０分間に亘ってゲル化が緩徐に進行
し増粘するが、ある時間の経過と共に急激に凝固が起り
硬化して固化する。

そこで、本発明は前述のように調整したスラリ一物を、
増粘が始まる前にフッ素金雲母からなる集成マイカフィ
ルムに塗布しつつ希望の厚さに積層し、成形して放置す
ればスラリーは素材相互間の作用により硬化して積層物
を形成する。

そして、この積層物を放置して固化させた後、これをｌ
ＯｏＯ〜１３５０℃、望マシ《ハ１１５０〜１２５０℃
に炉中で加熱すれば、スラリ一物の硬化層は焼結される
と同時に結晶化して新たなフッ素雲母が合成される。

フッ素金雲母フィルムはこの合成されたフッ素雲母を介
して強固に境結されて一体化し、フッ素金雲母と新たに
合成されたフッ素雲母が交互に積層された層状の複合雲
母セラミックとなる。

この複合雲母積層セラミックは機械加工が容易であるこ
とは勿論、耐熱性、特に熱衝撃性に優れた特性を有する
。又、電気絶縁材料としては雲母が積層された形態から
して最も好ましいセラミックである。

このように、本発明｝こ係る製造方法によれば、常温で
必要な形状に積層し、しかも加熱して填結させる焼結法
であるから、製作工程は極めて簡単で効率よく、しかも
安全に作業が進められる．又、着色された複合雲母積層
セラミックを製作する場合は、雲母組成素材の他に着色
剤として、例えば銅，鉄，ニッケル，マンガン２コバル
トなどの酸化物か、又はこれらの塩類を適量添加し、混
合したスラリ一物を集成マイカフィルムに塗布した後境
結すれば着色された複合雲母積層セラミックが製作でき
る。

このように、本発明の製造方法によれば、後の機械加工
が容易な複合雲母積層セラミックが容易に製作できる。

以上により、本発明に関して述べたが、フッ素雲母を合
成した時に析出する結晶の大きさを、用途目的によって
異にする必要がある。即ち結晶が大きい状態のマイカセ
ラミックは硬さが軟らかく、加工し易い反面、機械強度
が低下する。又非品質では材質が硬く加工困難となるの
みならず耐熱衝撃性も著しく低下する。

そこで、以下その対応について述べる。

一般に、雲母結晶のよく成長したものが得られるのはフ
ッ素金雲母であるが、１３５０℃以下、望ましくは１２
５０℃以下の温度条件で焼結し結晶化させるには、四ケ
イ素雲母系が適当である。

四ケイ素雲母の組成中、前掲した一般式において層間イ
オンにＫ０を用いた場合に、雲母結晶は成長し易《、例
えばＢ．″を用いた場合は小結晶に止め得る。又、バー
ミキュライト系．モンモリロナイト系の組成となした場
合は、更に微小結晶に止め得るから、用途目的に応じＫ　Ｍ　ｔｚ．　ｓＳ　１４０　１。Ｆ．で表わされる
カリ四ケイ素雲母の組成に従ってスラリーを製作するか
、Ｂ　ａｌ／２Ｍ　ｇｉ　ＳＳ　＋４０　１。Ｆ２で表
わされるバリウム四ケイ素雲母の組成でスラリーを製作
し、これを単独で、又はカリ四ケイ素雲母と適当な比率
で混合して使用する。

バーミキュライト系ではＫ　ａ／ｓ　Ｍｇ？ｙｓＬ　Ｉ．ｉｓＳ　＋ａＯ　＋ｏ
Ｆ　ｚモンモリ口ナイト系ではＫ　ｌ／３　Ｍ　ｇｅｚｓＬ　ｌ＋ｚｓ３　１４０　１
０Ｆ　２の組成式に従って計算し、カリ四ケイ素雲母組
成と適当な比率で混合すれば結晶は微細に止め得る。

単にカリ四ケイ素雲母の組成の配合割合を変えるとか、
又はガラス貿が生成されるであろう他の酸化物を添加す
るなどすると、確かに結晶の成長を止められるが、反面
材質が硬《なり加工性は低下する。

以上のことから、結晶の成長が抑制される雲母組成スラ
リーと、生長性のよい雲母組成スラリーの２種類を混合
して用い，これを集成マイカフィルムに塗布し、加熱境
結して結晶化せしめれば、その配合比率によっては用途
目的に対し、最も適合した加工性を有する複合雲母積層
セラミックを製作し得る。

〔実施例］（実施例１）Ｋ　Ｍ　ｇ２．　ｓＳ　，−０　，。Ｆ２に従って計算
し、酸化物基準で、Ｋ．Ｏを８％と、Ｍ，　Ｆａ　をｔ
　Ｏ％と、Ｍ，Ｏを１０％と、Ｓ．Ｏ．　を２４％と、
及ヒ？．Ｏ．を３０％含むシリカゾル４８％とを用いて
スラリー物を調整した。そして、このスラリ一物を厚さ
０．０５ｍｍのフッ素金雲母の集成マイカフィルムに塗
布しつつ積層して厚さ３０層の積層物とした。この積層
物を放置することによって固化させて一体化せしめた。

さらに、この積層物を加熱炉に入れて１２５０℃で３０分加熱することによって焼結せしめた
。焼結したフッ素金雲母のフィルム層間には新たな雲母
結晶が良好に生成し、フッ素金雲母と共に積層され、機
械加工性の良好な複合雲母積層セラミックを得た。

（実施例２）Ｋ　Ｍ　，．．うＳ　．．Ｏ　．。Ｆ２に従って計算し
、酸化物基準で、Ｍ，Ｆ．を１０％と、ＭｇＯを１０％
と、Ｓ，０■を２３％と、Ｓｈｏｓを３０％含むシリカ
ゾル２４％と、およびＫｉＯを２３％．Ｓ１０２を２９
％含むケイ酸カリ３２％と、着色剤としてＣｕＯを１％
とを使用してスラリ一物を調整した。そして、実施例ｌ
と同様の手法で集成？イカフィルムに塗布した後、焼結
することにより、緑色層状の複合雲母積眉セラミックを
得た。

（実施例３）Ｋ　Ｍ　ｇｉＬ　ｔ　Ｓ　Ｌ４０　１。Ｆ２に従って計
算し、酸化物基準でＭ　ｇ　Ｆ　＊を７％と、Ｍ，Ｏを
５％と、ＳｉＯ■を１５％と、Ｋ，０を６％と、および
Ｌ　＋ａＯを２．９％、Ｓ．Ｏ．を２０％含むケイ酸リ
チウム６７％とを用いてスラリー物を調整した。そして
、このスラリ一物を実施例１と同様の手法で集成マイカ
フィルムに塗布し、１２２０℃にて３０分焼結せしめ、
加工性の良好な複合雲母積層セラミックを得た。

（実施例４）Ｋ　Ｍ　ｔｚＬ　ＩＳ　．０　＋ｏＦ　ｘに従って計算
し、酸化物基準で、ＫａＯを７％と、Ｍ，Ｆ＊を９％と
、Ｍ，Ｏを６％と、Ｌｌ．０を２％と、Ｓ，Ｏ．をｌ７
％と、およびＳ，０■を３０％含むシリカゾル５９％と
を用いてスラリ一物を調整した．そして、実施例ｌと同
様の手法によって塗布し、１２２０℃にて３０分焼結す
ることにより、加工？の良好な複合雲母積層セラミック
を得た。

（実施例５）Ｋ　Ｍ　ｇａ．　ｓＳ　１４０　ｔｏＦ　＊およびＢ　
１／，Ｍｇｌ　ｓＳ　１４０　＋。Ｆ８が１＝１となる
如く、各組成式に従って計算し、酸化物基準でＫ３０を
４％と、Ｂ．Ｏを５％と、Ｍ，Ｏを８％と、Ｍ，Ｆ．を
９％と、Ｓ．Ｏ．を１Ｓ％と、およびＳ１０２を３０％
含むシリカゾル５９％とを用いてスラリ一物を調整した
。そして、実施例１と同様の手法により塗布し、焼結す
ることによって、加工性の良好な複合雲母積層セラミッ
クを得た。

（実施例６）Ｋ　Ｍ　ａｘ．　Ｉｓ　ｌ４０　１０Ｆ　ｘおよびＫ　
ｌ／ｌ　Ｍ　ｇａｚａＬ　口ｚａＳ　１４０　１０Ｆ　
怠が１；１となる如《各組成式に従って計算し、酸化物
基準でＫｓＯを５％、Ｍ，Ｏを９％、ＷｉｇＦｍを９％
、Ｌ目Ｏを１％、Ｓ１０２を１７％、およびＳｌＯ■を
３０％含むシリカゾル５９％とを用いてスラリ一物を調
整した。そして、前記各実施例と同様の手法で塗布し、
１２００℃にて３０分境結することによって加工性の良
好な複合雲母積層セラミックを得た。

〔発明の効果Ｊ本発明に係る複合雲母積層セラミックの製造方法は以上
詳細に述べた如くであって、フッ素雲母組成のスラリ一
物を調整した後にフッ素金雲母の集成マイカフィルムに
塗布して積層物となし、この積層物を焼成することによ
って、１間に新たな雲母を生成せしめて眉状に積層した
層状セラミックを製造する構成としたから、雲母質以外
の接着剤を使用することなく、従って異物となる物の介
在がないから雲母本来の特性及び機能を全く損なうこと
がない。さらに合成されたとき析出する結晶の大きさを
用途目的に応じて選択可能であり、しかも焼結後の層状
セラミックは機械加工が簡単であるばかりでなく、耐熱
性、耐熱衝撃に優れた特性を与え、かつ電気絶縁材料と
しても好ましい形態とすることができる等の効果を奏す
る。

Claims

【特許請求の範囲】雲母の合成に必要な素材となる酸化物中、ＳｉＯ＿２，Ａｌ＿２Ｏ＿３，Ｋ＿２Ｏ又はＬｉ＿２Ｏ
をゾル化してなるシリカゾル，アルミナゾル，ケイ酸カ
リ又はケイ酸リチウムのうちの少なくとも１つを用い、
組成上必要な他の酸化物及びフッ化物と共に混合してス
ラリー物とする工程と、該スラリー状物をフッ素金雲母
からなる集成マイカフィルムにフィルム相互間の結合剤
として塗布して積層する工程と、この積層物を加熱して
焼結することにより、フィルム相互間の結合剤を結晶化
させて新たな雲母を生成せしめフッ素金雲母と共に積層
された雲母セラミックを形成する工程とからなる複合雲
母積層セラミックの製造方法。