JPH03150276A - セラミックス多層体及びその製造方法 - Google Patents
セラミックス多層体及びその製造方法Info
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- JPH03150276A JPH03150276A JP28674589A JP28674589A JPH03150276A JP H03150276 A JPH03150276 A JP H03150276A JP 28674589 A JP28674589 A JP 28674589A JP 28674589 A JP28674589 A JP 28674589A JP H03150276 A JPH03150276 A JP H03150276A
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Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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、耐熱性、断熱性、耐熱衝撃性を要する配管部
品あるいは、化学反応媒体等として用いられる多孔質セ
ラミックスに間するものであって単一材質よりなるセラ
ミックス焼結体の気孔率が各層で異なることを特徴とす
るセラミックス多層体及びその製造方法に関する。
品あるいは、化学反応媒体等として用いられる多孔質セ
ラミックスに間するものであって単一材質よりなるセラ
ミックス焼結体の気孔率が各層で異なることを特徴とす
るセラミックス多層体及びその製造方法に関する。
[従来技術]
近年、セラミックスは、低熱伝導性及び耐熱性が高いと
いうセラミックス特有の特徴を生かし、溶融金属注濶バ
イブあるいは高温高圧ガス等の高温暴露される配管部品
や排気ガス浄化用の化学反応触WpA体等として、多く
使用され始めている。
いうセラミックス特有の特徴を生かし、溶融金属注濶バ
イブあるいは高温高圧ガス等の高温暴露される配管部品
や排気ガス浄化用の化学反応触WpA体等として、多く
使用され始めている。
この結果、熱効率の向上がなされた。しかしfli#l
tk率の向上という観点から見ると断熱性の高いもの
がまだまだ望まれているという現状である。断熱性を上
げるためには、 1)熱伝導率の低いセラミックス材料を選定する。
tk率の向上という観点から見ると断熱性の高いもの
がまだまだ望まれているという現状である。断熱性を上
げるためには、 1)熱伝導率の低いセラミックス材料を選定する。
2)気孔率を上げる。
がある。しかし、セラミックス原料を選択することで断
熱性を上げることはほぼ限界であるとの見方が強い、セ
ラミックスの気孔率を上げることで断熱性能を上げるこ
とができるが、気孔率を上げるのみの方法では、強度の
低下及びバイブ内を流れる流体が漏れる可能性があると
いう新たな問題が発生する。そこでセラミックスの断熱
性と構造材としての強度の2つを分担させると言う観点
から、セラミックス焼結体の気孔率が各層で異なる多層
構造セラミックス#11tI体を用いることがfI案さ
れている−、その11造方法として 0 各層間で平均粒子径の異なる多層構造のセラミック
ス成形体を焼結する方法。
熱性を上げることはほぼ限界であるとの見方が強い、セ
ラミックスの気孔率を上げることで断熱性能を上げるこ
とができるが、気孔率を上げるのみの方法では、強度の
低下及びバイブ内を流れる流体が漏れる可能性があると
いう新たな問題が発生する。そこでセラミックスの断熱
性と構造材としての強度の2つを分担させると言う観点
から、セラミックス焼結体の気孔率が各層で異なる多層
構造セラミックス#11tI体を用いることがfI案さ
れている−、その11造方法として 0 各層間で平均粒子径の異なる多層構造のセラミック
ス成形体を焼結する方法。
0 セラミックス焼結体にセラミックス繊維を含むモル
タル様のものを塗布する方法。
タル様のものを塗布する方法。
0 セラミックス焼結体にセラミックス焼結体製の層を
無機接着剤により張り付ける方法。
無機接着剤により張り付ける方法。
0 セラミックス焼結体に多孔質セラミックスを杉成す
るような、水ガラスとセルロースの混合体を塗布し再び
焼結することによるアメリカ特許第3568723号記
載の方法。
るような、水ガラスとセルロースの混合体を塗布し再び
焼結することによるアメリカ特許第3568723号記
載の方法。
0 セラミ・ンクス焼結体表面に、セラミックスの溶射
を行う方法 [発明が解決しようとする課題] 上述した従来案出された各提案には、次のような欠点を
内包するものであった。
を行う方法 [発明が解決しようとする課題] 上述した従来案出された各提案には、次のような欠点を
内包するものであった。
0 の提案によると、各層での焼結による粒成長、収縮
を開始する温度が異なるため焼結時に割れが発生するこ
とがあり、この焼結時の割れを防止するためにはセラミ
ックスM料の組成と粒度分布の選定が必要となる。
を開始する温度が異なるため焼結時に割れが発生するこ
とがあり、この焼結時の割れを防止するためにはセラミ
ックスM料の組成と粒度分布の選定が必要となる。
0 の提案によると、塗布されるセラミクス繊維の肉厚
の制御が、困難である。
の制御が、困難である。
0 の提案によると、セラミックス焼結体の形状に適合
する様にセラミックスを焼成しなければならず、かよう
に焼成することは、形状が複雑化するにともない困難度
が増す。
する様にセラミックスを焼成しなければならず、かよう
に焼成することは、形状が複雑化するにともない困難度
が増す。
0 の提案によると、セラミ・ンクス焼結体に塗布した
後、再び焼成する行程が必要となる。
後、再び焼成する行程が必要となる。
0 の提案によると溶射により形成する層を数mmと言
う厚さにすることは困難である。
う厚さにすることは困難である。
[課題を解決するための手段1
本発明は上記事情に鑑みなされたものである。
詳述すると気孔率が異なる多層構造のセラミックス焼結
体は、焼結されるセラミックスが焼結を間始する温度以
下で分解and/ or昇華and10r化合して気化
する粒子径30μm以下の粒子の含有率が異なるスラリ
ーをg4製t/順次着肉徘泥を行うことにより各層で上
記気化する粒子の含有率が異なる多層構造となしたセラ
ミックス成形体を焼結することによって製造されるもの
であって、焼結体の各層の気孔率が異なるものである。
体は、焼結されるセラミックスが焼結を間始する温度以
下で分解and/ or昇華and10r化合して気化
する粒子径30μm以下の粒子の含有率が異なるスラリ
ーをg4製t/順次着肉徘泥を行うことにより各層で上
記気化する粒子の含有率が異なる多層構造となしたセラ
ミックス成形体を焼結することによって製造されるもの
であって、焼結体の各層の気孔率が異なるものである。
[作用]
セラミックス成形体の各層で、分解and/gB−昇華
ユnd10r化合して気化する粒子の含有率が異なるセ
ラミックス成形体を焼結すると、まず上記気化する粒子
が分解and10r昇1i and/ or化合して気
化するため気孔が影成される。
ユnd10r化合して気化する粒子の含有率が異なるセ
ラミックス成形体を焼結すると、まず上記気化する粒子
が分解and10r昇1i and/ or化合して気
化するため気孔が影成される。
さらに昇温するとセラミックスは焼結を始める。
この時上記気化する粒子の含有率に関わらず各々の屑の
収縮率は、各層とも同じセラミックスの原料粉末を用い
ているためほぼ等しく、クラックや歪が発生することな
く各層間で密着したままの状態で焼結されるのである。
収縮率は、各層とも同じセラミックスの原料粉末を用い
ているためほぼ等しく、クラックや歪が発生することな
く各層間で密着したままの状態で焼結されるのである。
化学組成が、AI20.99.54wt%。 Na20
0.02vt%。
0.02vt%。
Fe、030.OIvt%、 Si02 G、02wt
%、 Mg00.05vt%LOI(0−3100℃)
0.36wt%で平均粒径0.67zmのアルミナ粉
末と粒子径15〜307zmの1f状グラファイトの混
合比を重量比で、アルミナ粉末ニブラフアイト= lO
:0.8:2.6二4.5:5.4:6.3.5:6゜
5の5種類とし、各々の混合粉末を100部として分散
剤のーっであるセルナ0305 (商品名)の10vt
%水溶?&5部、イソプロパノール 1部、■2020
部を加えボールミルにより20時間混練を行った。次に
ポリビニルアルコールの10vt%水溶a1部、消泡剤
の一つであるアンチックス(商品名)を0. 5部、
n205部加えさらに1時間混練を行い、真空ボンブ
により脱泡処理し、それぞれグラフフィトの含有率の異
なるスラリーを得た。
%、 Mg00.05vt%LOI(0−3100℃)
0.36wt%で平均粒径0.67zmのアルミナ粉
末と粒子径15〜307zmの1f状グラファイトの混
合比を重量比で、アルミナ粉末ニブラフアイト= lO
:0.8:2.6二4.5:5.4:6.3.5:6゜
5の5種類とし、各々の混合粉末を100部として分散
剤のーっであるセルナ0305 (商品名)の10vt
%水溶?&5部、イソプロパノール 1部、■2020
部を加えボールミルにより20時間混練を行った。次に
ポリビニルアルコールの10vt%水溶a1部、消泡剤
の一つであるアンチックス(商品名)を0. 5部、
n205部加えさらに1時間混練を行い、真空ボンブ
により脱泡処理し、それぞれグラフフィトの含有率の異
なるスラリーを得た。
多層構造のセラミックス成形体の各層の組合せを表1の
a −kのlli類とすへくこれらのスラリーをそれぞ
れ第1図に示す構造の11個の石膏型に温し込み着肉さ
せ排泥を行った。着肉したスラリーは流動性を持たなく
なるまで数分間乾燥させた。次ζこスラリーが着肉した
状態の石膏型に、グラファイトの含有率が異なるスラリ
ーを流し込み着肉させ二層一体構造の成形体を得た。各
端でグラファイトの含有率が異なる三層以上の成形は、
上述した二層一体構造の製造方法と同様にして、看If
4. 排泥、12燥を繰り返すことにより行った。
a −kのlli類とすへくこれらのスラリーをそれぞ
れ第1図に示す構造の11個の石膏型に温し込み着肉さ
せ排泥を行った。着肉したスラリーは流動性を持たなく
なるまで数分間乾燥させた。次ζこスラリーが着肉した
状態の石膏型に、グラファイトの含有率が異なるスラリ
ーを流し込み着肉させ二層一体構造の成形体を得た。各
端でグラファイトの含有率が異なる三層以上の成形は、
上述した二層一体構造の製造方法と同様にして、看If
4. 排泥、12燥を繰り返すことにより行った。
脱型、乾燥の後、昇温速度120”c / hr、
1600”Cテt−S時間保持し焼結を行った。第1表
に成形体の各層の肉厚、グラファイトの含有率及び焼結
時におけるクラックの有無を示す。
1600”Cテt−S時間保持し焼結を行った。第1表
に成形体の各層の肉厚、グラファイトの含有率及び焼結
時におけるクラックの有無を示す。
重量比でアルミナ粉末ニゲラファイト=3.6:6.5
つまりグラファイト含有率が65讐t%からなるグラフ
フィト含有スラリーは、チクソトロピー挙動が顕著であ
り肉厚の制御が困難になる。
つまりグラファイト含有率が65讐t%からなるグラフ
フィト含有スラリーは、チクソトロピー挙動が顕著であ
り肉厚の制御が困難になる。
従って、これを用いた実施例eの肉厚のばらつきが大き
い、つまりグラファイトの含有率はそれ以下が好ましく
60vt%(72,2vo1%)以下であれば良好なス
ラリーが得られることが分かった。
い、つまりグラファイトの含有率はそれ以下が好ましく
60vt%(72,2vo1%)以下であれば良好なス
ラリーが得られることが分かった。
上記グラフフィト含有スラリーを用いて成形焼結を行い
グラファイトの含有率と焼結体の気孔率及び線収縮率と
の関係を得た(第2図)。グラファイトの含有率と焼結
体の気孔率には、0〜65wt%の範囲においてリニア
な相関性が得られた。
グラファイトの含有率と焼結体の気孔率及び線収縮率と
の関係を得た(第2図)。グラファイトの含有率と焼結
体の気孔率には、0〜65wt%の範囲においてリニア
な相関性が得られた。
また線収縮率は、グラファイトの含有率に関係なくほぼ
一定であった。
一定であった。
尚、グラフフーイト含有スラリーのグラフフィトの平均
粒子径が40μmのものについてスラリーの製造を行っ
たがグラファイトが沈降してしまい肉厚の制御が困難に
なるため、グラフフィトの平均粒子径はそれ以下が好ま
しく30μm以下であれば良好なスラリーが得られる。
粒子径が40μmのものについてスラリーの製造を行っ
たがグラファイトが沈降してしまい肉厚の制御が困難に
なるため、グラフフィトの平均粒子径はそれ以下が好ま
しく30μm以下であれば良好なスラリーが得られる。
以上各層で気孔率が異なるアルミナ焼結体の製造方法に
ついて述べたが、その使のセラミックス樹木つまりジル
コニア、ムライト、コーディエライト粉末等の大ス雰囲
気炉中で焼結を行うセラミックスについても可能である
ことは当然のことである。
ついて述べたが、その使のセラミックス樹木つまりジル
コニア、ムライト、コーディエライト粉末等の大ス雰囲
気炉中で焼結を行うセラミックスについても可能である
ことは当然のことである。
[効果]
以上述べたように本発明の、各層で気孔率の異なる多層
構造のセラミックス焼結体及びその製造方法は ■ 目的とする形状がKNな形状の物でも、成影段階に
おいてグラフフィト含有スラリーを排泥法ζこより形成
するだけの簡便な方法により各層で気孔率の異なる多層
構造のセラミックス焼結体を製造できる。
構造のセラミックス焼結体及びその製造方法は ■ 目的とする形状がKNな形状の物でも、成影段階に
おいてグラフフィト含有スラリーを排泥法ζこより形成
するだけの簡便な方法により各層で気孔率の異なる多層
構造のセラミックス焼結体を製造できる。
0 気孔率、肉厚を目的に合わせて自由に選択が61能
である・ 0 一回の焼結で各層で気孔率の異なる多層構造のセラ
ミックス焼結体を!!造できる。
である・ 0 一回の焼結で各層で気孔率の異なる多層構造のセラ
ミックス焼結体を!!造できる。
0 用いるセラミックス粉末は、多孔質層と牧畜[71
とで変える必要がなく同じ物を用いればよい。
とで変える必要がなく同じ物を用いればよい。
の著効を奏する。
第1図はスリップ成形用石奮型の断面図。、第2図はス
ラリー中のグラファイト含有率と賑結体の気孔率及び線
収縮率との関係を表すグラフ。
ラリー中のグラファイト含有率と賑結体の気孔率及び線
収縮率との関係を表すグラフ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)セラミックス焼結体の気孔率が0〜65%の範囲
からなり、セラミックス焼結体の気孔率が各層で異なる
単一材質のセラミックス焼結体よりなることを特徴とす
るセラミックス多層体(2)焼結されるセラミックスが
焼結を開始する温度以下で分解and/or昇華and
/or化合して気化する粒子径30μm以下の粒子の含
有率が各層で異なる、多層構造となしたセラミックス粒
子と該粒子よりなるセラミックス成形体を焼結すること
を特徴とする各層の気孔率が異なるセラミックス多層体
の製造方法 (3)前記気化する粒子が特に、グラファイトであるこ
とを特徴とする第二項記載の気孔率が異なるセラミック
ス多層体の製造方法 (4)特にセラミックス粉末が酸化物系粉末を用いるこ
とを特徴とする第二項記載の気孔率が異なるセラミック
ス多層体の製造方法 (5)特にセラミックス粉末がアルミナ粉末もしくはジ
ルコニア、ムライト、コーディエライトのいずれか一つ
であることを特徴とする第四項記載の気孔率が異なるセ
ラミックス多層体の製造方法 (6)特に排泥法により成形したことを特徴とする第二
項記載のセラミックス多層体の製造方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28674589A JPH03150276A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | セラミックス多層体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28674589A JPH03150276A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | セラミックス多層体及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03150276A true JPH03150276A (ja) | 1991-06-26 |
Family
ID=17708482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28674589A Pending JPH03150276A (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | セラミックス多層体及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03150276A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001016050A1 (en) * | 1999-08-27 | 2001-03-08 | The Dow Chemical Company | Mullite bodies and methods of forming mullite bodies |
KR100502815B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2005-07-22 | 한국기계연구원 | 이중 기공구조를 갖는 세라믹 다공질체 및 그 제조방법 |
US7425297B2 (en) | 2002-03-25 | 2008-09-16 | Dow Global Technologies Inc. | Method of forming mullite bodies |
JP2011104657A (ja) * | 1998-11-20 | 2011-06-02 | Rolls-Royce Corp | 鋳造用金型装置 |
-
1989
- 1989-11-02 JP JP28674589A patent/JPH03150276A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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