JPH05506422A

JPH05506422A - 反応焼結したムライト含有セラミック成形体、該成形体の製造方法および該成形体の使用法

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Publication number: JPH05506422A
Application number: JP91509277A
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Inventors: クラウセン，ニルス
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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。

Description

【発明の詳細な説明】反応焼結したムライト含有セラミック成形体、該成形体の製造方法および該成形体の使用法セラミックマトリックスを有する単相および多相の成形体は、耐熱性および耐摩耗性の成分として機械および装置構造にますます使用されている。そのような成形体は、圧縮および焼成による典型的な（すなわち、粉末冶金学的）セラミック製造法を介し、て製造するか、または金属のプレカーサーをガス状または液状の相と反応させることにより製造する（たとえば、“Ｒｅａｃｔｉｏｎ −Ｆｏｒｍｅｄ　Ｃｅｒａｎ＋ｉｃｓ”　、　Ａｍ、Ｃｅｒａｍ、Ｓｏｃ、Ｂｕｌｌ、６７（１９８８）３５６参照）、このいわゆる反応焼結セラミックは、従来は、はとんど専らＳ　ｌｓ　Ｎ　−（ＲＢ　Ｓ　Ｎ　）およびＳｉＣ（ＲＢＳＣ）に限定された。特に多相セラミックを製造するもう１つの可能性は、多孔性セラミックＳ地に金属またはセラミックの相を浸透させることである（たとえば、”Ｍｅｌｔ　Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　Ａｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ″、Ｊ、Ａｒｎ、　Ｃｅｒａｍ、　Ｓｏｃ、　７１　（１９８８）Ｃ−９６参照）。

もう１つの新しい方法においては、多孔性のセラミック素地に、ガスを、多孔性セラミック予備成形体に対して一方または多方面の通路を有する金属溶融物と反応させることにより生じたセラミック相を成長させる（たとえば、”Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌａｎｘｉｄｅ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｃｏｍｐ。

５ｊｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”、Ｊ、Ｍａｔｅｒ、Ｒｅｓ、１（１９８６）８１　ＤＩＭＯＸ−Ｐｒｏｚａｓｓ参照）。

これらのすべてのセラミック種類およびその製造方法は特徴的な欠点を有する。

典型的に製造されたセラミックまたはセラミック複合材料の決定的な欠点は、生素地と最終生成物との間に生じる高い線収縮である。

該収縮は一般に１５〜２５％である。この典型的な収縮は、成形部材の形状および寸法安定性に問題を生じ。

亀裂形成および他の品質を低下する欠点を生じる。セラミックマトリックスの収縮は特に、強化素子、たとえば繊維、板片およびホイスカーまたはほかの同時に収縮しない成分を埋め込む場合に、組織の団結に不利に作用する。収縮差のために生じる高い張力は、はとんど常に有害な亀裂を生じる。特に典型的に製造される酸化物セラミックのほかの特徴的な欠点は、焼成または圧縮工程を推進するが、機械的高温特性を著しく損なうガラス状の中間顆粒相の形成である。

反応焼結セラミック、特にＳ　ｉ、Ｎ、（ＲＢＳＮ）および５ｊＣ１およびＤＩＭＯＸ工程を介して製造されたセラミック（たとえば、Ａ１．Ｏ，およびＡＩＮ）は、全く収縮しないかまたはごくわずかの収縮を有するが、該製造工程はたびたびの何週間にもわたる反応時間により激しく損なわれる。ＲＢＳＮのようなセラミックのほかの欠点は、８５％より多い理論密度を有する素地をごくまれにしか製造することができないという事実であり、これは、気孔率の低下とともにますます減少した窒素拡散に起因すべきである。

そのような少ない密度は、経験的に劣った機械特性を伴う（Ｒｅｖｉｅｗ：Ｒｅａｃｔｉｏｎ−Ｂｏｎｄｅｄ　５ｉｌｉｃｏｎ　Ｎｉ℃ｒｉｄｅ：ｉｔｓ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ″、Ｊ、Ｍａｔｅｒ、Ｓｃｉ、１４（１９７９）　１０１７参照）、溶融反応およびそれと結びついた多孔性セラミック予備成形体の成長により、Ａ　Ｉ　１０　ｓおよびＡＩＮをペースとしたセラミック複合材料を製造する方法は、たとえば最近の、欧州特許公開第０１５５８３１号明細書、同第０１６９０６７号明細書、同第０１９３２９２号明細書および同第０２３４７０４号明細書に記載されている。該方法においても、反応はきわめて緩慢に進行する。更に、成形体の寸法の制御は多くの経費と結びつく。

ムライトセラミックは、その微分散性の多孔性、その良好な腐食安定性およびその良好な温度衝撃安定性により、高温かつ腐食性の条件下で使用するのに大きな意義を有する。しかしながら、該セラミックは決定的な欠点を有する、それというのも、該セラミックは十分な密度および強度を得るために一般に高温（〉１６５０℃）で焼成しなければならず、Ｓｉｎ、成分のために中間の顆粒のガラス相を含有し、かつ多くの場合に１５％より大きい焼成収縮を有する（Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ、Ｂａｎｄ　６．”Ｍｕｌｌｉｔｅ　ａｎｄ　Ｍｕｌｌｉｔｅ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｃ。

ｍｐｏｓ　１ｔｅｓ”、　Ｅｄ、　Ｓ、　Ｓｏｍｉｙａ、　Ｒ，Ｆ、　Ｄａｖｉｓ、　Ｊ、　Ａ、　Ｐａ５ｋ、　Ｔｈｅ　Ａｗｅｒｉｃａｎ　Ｃｅｒａｍｉｃ　５ｏｃｉｅｔｙ、Ｉｎｃ、Ｗｅｓｔｅｒｖｉｌｌｅｌｏｈｉｏ、１９９０参照）。

本発明の課題は、前記欠点を有しない、反応焼結したムライト含有セラミック成形体を提供することであった。

前記課題は、本発明により解決される。本発明の目的は、アルミニウム、Ａ１．Ｏ，およびＳｔ含有物質からなる微分散性の粉末混合物から成形された素地を、酸素含有雰囲気内で熱旭理することにより得られた、反応焼結したムライト含有セラミック成形体である。

***国特許出願公開第３８１２２６６号明細書から、粉末冶金学により製造されるセラミック成形体が公知であり、該成形体は、酸化アルミニウムおよび／または窒化アルミニウムおよび／またはアルミニウムオキシニトリドからなる相に埋め込まれている少なくとも１種の分散性の無機成分からなり、（ａ）生状態に比べて±１０％未満の長さの変化を有し、（ｂ）１５％未満の気孔率を有し、（Ｃ）ガラス相不含の粒界を有し、かつ焼成により、分散性の無機成分のほかに少なくとも１０容量％の、１種以上の合金元素、Ｍｇ、Ｓ　ｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｎａ。

Ｌｉ、Ｓｅを有することができるアルミニウム粉末を含有する生素地から得られることを特徴とし、該粉末は、焼成処理後、部分的または完全に反応してＡＩ。

Ｏｌおよび／またはＡＩＮおよび／またはアルミニウムオキシドニトリドを生じる、その際、成形体中に分散した無機成分の形状は焼成工程により変化しない。

第１の構成により、セラミック成形体の分散性の無機成分は、大部分または全部が粉末状、板片状および／または針状の粒子の形のＡ１．Ｏ，および／＊たはＡＩＮからなる。もう１つの有利な構成によれば、該成形体の分散性の相は、繊維、ホイスカーまたは板片の　“形のムライト、Ｓ　ｉ　Ｃ，Ｂ４Ｃ，Ｔ　ｉ　Ｃ，Ｓ　１ｚＮａまたはこれらからなる合金を含有し、その際、成形体に対する総量は５〜５０容量％である。この場合に、分散性の相は、単独に、前記のｍ維、ホイスカーまたは板片からなっていてもよいし、ＡＩｔｏ３および／またはＡＩＮ、および場合によりＺｒＯ＊からなる前記の粒子と混合して存在していてもよい、もう１つの有利な構成においては、分散性の無機成分は、単独のまたは前記の粒子の形のＡ１．Ｏ，および／またはＡＩＮと混合した、１種以上の、炭化物相Ｓ　！　Ｃ＊　Ｂ　ａ　Ｃ、ＴｉＣ，ＷＣ，ＴａＣおよび／または窒化物相５ｔｘＮ４および／または硼化物相Ｚ　ｒ　Ｂ　ｔおよびＴ　ｊ　Ｂ、からなる粉末粒子からなる。成形体を製造する場合に使用されるプレス圧およびＡ１．Ｏ，と金属アルミニウムとの比を適当に選択することにより、線収縮または伸びを生状態に比べて１％未満に減少することができる。

該成形体は、１種以上の無機分散性の相、有利にはＡｌｘＯｓ粉末をアルミニウム粉末と混合し、その後加圧し、引続き９００〜１６００℃の温度で空気に接触させて焼成することにより製造する。その際、金属相はＡ　１　！　Ｏｓ粉末粒子（またはほかの無機粒子）と結合し、同時に反応しながらＡ１．Ｏ，を生成する。その際、この反応と結びついた体積の膨張がプレス成形体中に存在する大部分の気孔を充填し、かつ焼成により引き起こされる収縮を補償する。生素地のプレス圧およびＡ　Ｉ　ｘ　Ｏｘ　（またはほかの無機相または相混合物）とＡｌ粉末との比を適当に選択した場合に、生素地と完成した素地との体積変化を完全に回避することができる。

生成物は、反応焼結したＳｉ、Ｎ、と同様に反応焼結しりＡ　Ｉ　！　Ｏ−（ＲＢ　Ａ　Ｏ）　ト称スルコトがテキル。

成形体の形成は意想外である、というのは、純粋のＡ１粉末は、圧縮および焼成条件下で爆発的に反応する（極端なＡｌ粉末度、すなわち約１０μｍ未満）か、または生成したＡ　ｌ　ｘ　Ｏｓ粒子間に団結を生じないで、パンケーキのように膨張するからである。すなわち、硬質の成形体を生じないことが予想された。

しかしながら、純粋のＡＩとＡｌ□０．とからなる粉末の組合せは、相対的に硬質の反応焼結した成形体を生じる。少なくとも４０容量％のＡ　１　ｘ　０３粉末またはＡＩＮと一緒の、場合により少量のＭｇ粉末、Ｓ１粉末およびＺｎ粉末を有する、使用されるＡ１粉末の形は、なお比較的密のかつ比較的硬質の成形体を生じる。　Ｗ、Ｔｈｉｅｌｅ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ、３８（１９６２）７０７）、Ｓ、Ｂａ１ｉｃｋｉ（Ｔｒａｃｅ　［ｎｓｔ、Ｈｕｔｎ、　１０（１９５８）２０８）　、Ｍ、ＤｒｏｕｚｙおよびＣ，Ｍａｓｃａｒｅ（Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗｓ、１３１（＋９６９）２５）、Ｍ、Ｒ４ｃｈａｒｄおよびＲ，Ｅｍｅｒｙ（Ｆｏｎｄｅｒｉｅ　３７３（１９７７）３８９）の研究からおよび前記のＬａｎｘｉｄｅによる特許明細書（たとえば、欧州特許第０２３４７０４号明細書を参照）から、特にＭｇ、Ｎａ。

Ｓｅ、Ｚｎ、ＭｎおよびＳｔの添加がＡＩ溶融物の酸化を促進することは公知であるが、それだけ多くのパンケーキのように膨張した成形体を製造することが必要である。約０．１〜約５重量％の量のＺｎＯおよびＭｇＯを加える場合にも、純粋のＡｌ粉末は硬質の成形体を生じる。特に、金属相が完全に酸化し、ＡＩ。

０、を生じることは、Ｌａｎｗｉｄｅによる方法の生成物と比較すると意想外である。考えられる解釈は、酸素拡散路として提供される、成形体中に存在する粒界の高い密度にある。従来の解釈に見い出せなかったもう１つの意外性は、*** 国特許出願公開第３８１２２６６号明細書による成形体中にガラス相を有しない粒界が認められたという事実である。この現象は、少なくとも３０％の検査した粒界に認められる。

焼成は、有利には空気に接触させて、９００〜１５５０℃の温度で、０．０５〜０．３ＭＰａの全圧力で行う。

生素地を製造するために使用されるＡｌ粉末の量は、分散性無機成分との混合物に対して有利には１０〜５Ｏ容量％である。Ａ１合金粉末を使用する場合は、該粉末をそのまま前記の合金成分と一緒に使用するか、または純粋のアルミニウム粉末と、合金元素またはその場で焼成条件下で合金を形成する合金元素の化合物との混合物からなることができる。この場合に、特に、純粋の合金されていないＡｌ粉末を合金元素の酸化物と一緒に加えることができ、その際、ＭｇＯまたはＭｇＡ　１１０．の形ノマグネシウム、Ｓ　ｉ　０ｘ（Ｄ形）８１およびＺｎＯの形のＺｎを、合金元素の０．１〜１０重量％、有利には０．５〜２０重量％に相当する量で使用することができる。その結果として、Ａ１合金中の金属合金元素の有利な含量は、Ｍｇおよび／またはＳｔおよび／またはＺｎおよび／またはｐｂおよび／またはＳｅおよび／またはＮａおよび／またはＬｉ０゜５〜１０重量％である。　Ａ　１１０！粉末は、有利には１〜１００μｍのＩＩＩ囲内の粒度で使用する。

出発成分を、有利にはボールミル内で、特にアトリッター内で均質化するかまたは機械的に合金し、その後得られた粉末を生素地に加工する。金属／セラミック粉末混合物からなる生素地は、乾燥圧縮、鋳込成形、射出成形または押出し成形により製造することができる。粉砕または磨砕は、有利には成分に比して不活性の液状媒体、たとえばアセトンまたはアルコール、たとえばイソプロパツール中で行う。

焼成工程自体は、酸素および窒素含有雰囲気内で０１０５〜１０ＭＰａの圧力で行う、０．０８〜０．５ＭＰａの範囲が有利であり、０．０９〜０．１１ＭＰａの範囲が特に有利である。

本発明による方法の特に有利な構成によれば、焼成処理後なおホットアイソスタティック後圧縮をＡｒ・Ｎ２またはＡｒおよび０□からなる混合物からなる圧力伝達媒体中で行う（ＨＩＰ）。

焼成処理のために、生素地は、一般に、加熱段階で本来の焼成温度に加熱することができる。しかしながら、加熱段階を省くことができ、生素地を直接９００〜１２００℃の温度で加熱炉に導入し、この温度にＡ１粉末の少なくとも一部が反応するまで保持し、引続き冷却する。Ａｌ粉末の完全な反応が行われるように保持時間を有利に調整する。この目的のために、焼成および場合によりアルミニウムの完全な反応を保証するために、９００−１２００℃での本来の焼成処理に続いてなお１３００〜１６００℃で後加熱する。

***国特許出願公開＄３８１２２６６号明細書によるセラミック成形体は、ホイスカー、繊維またはほかの強化材を埋め込むためのマトリックスとして、異なる無機物を使用することができる。この場合に、分散性の無機成分およびＡｌ粉末の混合物に対して、有利には５〜５０容量％の、繊維、ホイスカーまたは板片を加える、これらはまた、Ａ　１　ｘ　Ｏｘ、ムライト、Ｚｒ０１、Ｓ　ｉＣ，Ｂ４Ｃ，Ｔ　ｉＣ，Ｓ　Ｌ１Ｎ４、ＡＩＮ＊たはこれらの物質の合金からなっていてもよい。

ＡｌｚＯｓおよびＡＩＮの形のすでに記載の有利な無機成分のほかに、分散性の無機成分として、１種以上の、炭化物相Ｓ　ｉ　Ｃ，Ｂ４Ｃ，Ｔ　ｉ　Ｃ，ＷＣ，ＴａＣおよび／または窒化物相５ｉｓＮａおよび／または硼化物相ＺｒＢ□またはＴｉＢｘからなる粉末粒子を使用することもできる。成形体の物理的特性のもう１つの改良は、製造した成形体に液状のアルミニウムを浸透させることにより達成することができる。この場合に、なお存在する気孔を液状のアルミニウムにより充填し、従って、完全に密な成形体が得られる。

本発明によるセラミック成形体は、***国特許出願公開第３８１２２６６号明細書による前記の成形体に比べて高い割合の温度安定性ムライトを含有し、そのため実際になおガラス相を含まないことが判明した。

このことは、ムライト含有成形体にとっては全く異例のことである。更に、常に存在するＺ　ｒ　Ｏｘ粉砕球（３Ｙ−ＴＺＰ　：　Ｙ、０．２モル％含有のＺｒ０ｔ）の摩耗が反応工程に決定的な影響を与えることが判明した。

すなわち、ＡＩ、０３粉砕球を使用する場合に２〜１０容量％の量のＺｒ０ｚを加えなければならない。

珪素含有物質、たとえばＳ　ｉ、Ｓ　ｉＣ，Ｓ　１ｓＮ４またはＺｒ５ｉＯ，を有する本発明によるムライト含有セラミック成形体を製造する場合の金属アルミニウムを、場合によりＡ１．Ｏ，部分と一緒に、微細に粉砕し、粉末冶金学により成形し、引続き、空気に接触させて７００〜１３００℃の温度で反応焼成することにより、Ｓｉ含有物質を反応性のＳ　ｆ　Ｏ，に変化させ、一部は、液状ＡＩから生成したＡ　ｌ　＊　Ｏｓと反応して、式：％式％）によりムライトを形成する。

このムライト形□成は公知の反応であるが、ごくわずかの無定形の珪酸塩の中間顆粒のガラス相を生じるという事実は、全く意想外であり、なお解明されていない、このことは、おそら＜５ｈｏｔの反応のために液状のアルミニウムによりムライト形成に有利な過渡的状態が生じることに関連すると思われる。すなわち、そのほかの、ムライトを反応焼結するためにＳ　ｉ　Ｏ。

粉末およびＡ　ｌ　２０　ｓ粉末を一般的に使用する場合に、常に無定形の中間顆粒相を生じる。しかしながら、この無定形相は、ムライトセラミックの高温特性をかなり低下させる。

***特許出願公開第３８１２２６６号明細書から公知のセラミック成形体を製造する基礎となる反応、Ａｌ−ｌＡ１．Ｏ，は、２８％の体積増加と結びついている０本発明によるムライト含有のセラミック成形体を製造する際に生じる、５ｉｃ−＊ｓｉｏ、の移行においては、約１０８％の体積増加を生じる。特に、この第２の膨張反応は、１３００℃より高い温度で引続き焼成する際に生じる収縮を、たとえば、***特許出願公開第３８１２２６６号明細書によるセラミック成形体の基礎となるような反応Ａｌ→Ａ１□０．における体積増加のみをペースとするよりも容易に補償できることに寄与する。その場合に、焼成工程において、残りのＳｔｏｗは、Ａ　Ｉ　！　Ｏｉと同様に反応し、ムライトを生じる０反応の際に生じる微細なムライト結晶により、本発明によるムライトセラミックのために、約り３００℃〜約１５００℃にすぎない、かなり低い焼結温度を使用することが可能である。その除虫じるきわめて微細な孔（１μｍ未＃）はほとんど強度に影響しなしλ。

しかしながら、気孔率は＞１５００℃〜約１７００℃の温度で更になお低下することがありうる。　Ａｔ　！　Ｏｓおよび／またはＺ　ｒ　Ｏ２またはＺｒＳｉＯ４の添加は、反応および焼結挙動ならびにセラミック成形体の機械的特性のために特に有利に作用する。そのようなＡ１、ｏ３およびＺｒ０ｚの多い、本発明による方法により得られたムライトセラミックはまた、ガラス相をほとんど有しない（反応　Ｚｒ５ｉＯ，÷＾ｌ、０．→ムラ４　ト＋ＺｒＯ，の場合は自体公知反応を使用する：たとえば、Ｊ、Ａｍ、Ｃｅｒｍ、Ｓｏｃ、６３　（１９８０）、２２８および***特許出願公開第２９２０７９５号明細書を参照）。

出発成分は、本発明により、***特許出願公開第３８１２２６６号明細書によるセラミック成形体を製造するために、前記のように、ボールミル内で、特ｔこアトリッター内で、均質化または機械的に合金し、その後、得られた粉末を生素地に加工することができる。

粗粒のＡＩ出発粉末の有効な粉砕は、特に有利には、全部の粉末混合物が０．１〜３μｍの粒度を達成するまで、粗粒のＳｉＣ粉末および／またはＡ　Ｉ　！　Ｏｓ粉末（３〜３０μｍ）といっしょに磨砕することにより達成することができる。焼結および反応を改良するために、ＡＩ：ｏ３を一部分、微分散性の形（１ μｍ未満）で加えることができる。Ｓｉ含有成分はできるだけ微粒子（すなわち直径５μｍ未満）の形で加えるべきである。

粉砕補助物として粗粒のＡ　Ｉ　２０　ｓ粉末を使用する場合は、たとえば１μ ｍ未満の粉末粒子を有するＳｉＣの添加が特に有利に作用する。ＴＺＰ粉砕球（四角形のＺｒＯ□）を使用する場合は、該工程に特に有利に作用するＺｒＯ，摩耗を導入する。たとえばアセトンまたはイソプロパツール中で粉砕する場合は、微細な、ナノメーターの大きさの酸化物粒子を混入したＡ１粒子の周りにＡ　１　＊　０３膜を形成し、従って粒子は不活性化し、それにより問題のない処理、すなわち乾燥およびほかの粉末混合物の処理を、空気に接触させてまたはほかの酸化雰囲気内で実施することができる。

本発明の構成により、一部のアルミニウムを、Ｇｏ。

Ｃｒ　ｒ　Ｃｅ　＋　Ｆ　ｅ　＋　Ｍ　ｇ　＋　Ｍ　ｎ　＊　Ｎ　ｂ　、Ｎ　ｉｒ　Ｔ　ａ　＋Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｔ、ＳｉＣ，ＳｉｓＮ４およびＶの群からなる１種以上の金属またはメタロイドにより代用することができる。その際、粉末として本来使用されるＡ１の５０％までを、これらの群からなる金属粉末または金属混合物により代用する。以下の表には、これらの金属またはメタロイドの酸化の際に行われる反応およびその化学的／物理的データを記載した。

本発明による粉末混合物は、特に可延性のＡ】粉末部分により、結合助剤または圧縮助剤を使用せずにすべての粉末冶金学的方法を使用して、たとえばアイソスタティックプレス、押出し成形、射出成形または鋳込成形により成形することができる。

生素地の熱処理は有利には７００〜１７００℃の温度で行う、特に、熱処理を２工程で、すなわち、特に生素地をまず約７００〜１３００℃の温度で反応焼成し、引続き、約１３００〜１７００℃の温度で焼成するように行うのが有利である。藁ｌ工程＜Ｔｏｏ−１３００’Ｃ）で、開気孔においては、５ｉｎｓおよび部分的にムライトまたはＡ１．ｏｓおよびムライトを生じる反応を約２〜２０時間の時間で実施する０反応時間は、生密度、相割合、粉末粒度および温度に依存する。

混合物ＺｒＯ，を含有する場合は、反応時間は、たとえばＺｒＯ，約１５容量％においては、約１／４に著しく短縮することができる。この場合も、たいていは、１工程の反応焼成で十分である。第２工程（１３００℃より高い熱処理）においては、別のＳｆＯ□をＡＩ。

０、と反応させてムライトを生成し、かつセラミック成形体を所望の密度にまで焼成する。この場合に、通常の焼成時間、有利には０．５〜５時間が必要である。

第１工程の反応は、酸素含有雰囲気が湿っている、たとえば水蒸気を含有する場合、該雰囲気が流動する場合、純粋の酸素を使用する場合または酸素をＡｒおよび／またはＨｅと混合して使用する場合に、明らかに促進される。この場合に、この有利な促進特性は単独でまたは１種以上のほかの促進剤と一緒に使用することができる。これにより、生じた生素地組成物においては、第１加熱工程の反応時間を静止した空気中で８〜１５時間から１〜３時間にまで短縮することができる。

そのためにすでに記載された条件の枠内で、適当な熱処理を選択することにより、きわめて徽細な（１μｍ未満）開気孔を有するセラミック素地が得られる。

そのような素地は、金属またはほかの無機相を浸透するために、およびフィルタとしても適当である。そのような多孔性素地を製造するために、有利には反応段階を短い焼成段階と組み合わせて熱処理を実施するか、またはかなり高い反応温度により焼成を完全に省略する。

本発明によるムライト含有セラミックの、ｆＩＩｉ整可能な、きわめて少ない収縮により、強度を低下する応力を生じないで、粒子、繊蔵、板片等の形の非収縮性の第２の相を埋め込むことができる。従って、本発明によるセラミックは、強化相および／または摩耗低下相のための、およびほかの（たとえば電気的）作用に耐えることができる相のための理想的なマトリックスである。そのような相の埋込みは、低い反応温度により有利に行われる。従って、たとえばきわめて粗粒のＳｉＣ板片（約１０〜２００μｍ）を、同時に著しい反応を生じないで、ムライト／Ａ１．Ｏ，−ｒトリックス中に空気に接触させて埋め込むことができる。

同様の比は、ほかの相、たとえばＴｉｃ、ＴｉＢｘ、Ｂ２Ｏ等の場合にも認めることができる。

適当な実施形式により、ＡＩｔｏ３およびＳｉＣからなる混合物においては、ＳｉＣ粒その外鍔の層のみをムライトセラミック形成のために利用することができるが、一方ＳｉＣ粒子の内側は、純粋のＳｉＣとして製造したセラミック成形体中に残留する。３μｍより大きい直径を有するＳｉＣ粒子の場合は、内側のＳｔＣコアが反応および焼成後はとんど常に残留する。

本発明により使用される微分散性出発混合物は、Ａｌおよび／またはＳｉ含有のＡ１合金を、有利には〉ｌＯ容量％、特に２５〜５０容量％含有する。

有利な構成においては、本発明によるセラミック成形体は熱処理後、ムライト５〜１００容量％、ＡＩ。

０、および／またはＺｒ０ｔおよび／またはジルコンおよび／またはＡ１．ＴｉＯ，および／またはコーディエライトおよび／またはＭｇＡ１．Ｏｎおよび／または第１表に記載のほかの酸化物Ｏ〜８０容量％からなる。

Ｓｉ含有物質は、有利には１種以上の以下の物質から選択される：元素のＳ　ｉ、　Ｓ　ｉＣ，Ｓ　ｉｓＮ、、　Ｚｒ５１０４（ジルコン）　＋　Ｍ　ｇ　Ｓ　＋　Ｏｓ　、コーディエライト。

該物質の量は、出発混合物中に５〜３０容量％の量で、有利には少なくとも１０容量％の量で存在する。

本発明により使用されるアルミニウム粉末は、全部または一部分、８１含有アルミニウム合金粉末により代用することができ、付加的にＡ１．Ｏ！を加えることもできる。

生素地と熱処理した成形体との間の長さの変化（特に収紬）は、有利には±１０％未満、特に±１％未満である。

有利な構成においては、本発明によるセラミック成形体は、球、板片または繊維状の粒子の形の非収縮性の強化素子および／または機能素子を含有し、特に５〜５０％の体積割合および／または５〜５００μｍの寸法で埋め込まれて含有する。該埋込み素子は、有利には酸化物、炭化物、窒化物、珪化物および／または硼化物からなる。

本発明の対象はまた、ＡＩおよびＳｉ含有物質からなる微分散性混合物から成形した生素地を酸素含有雰囲気内で熱処理することを特徴とする、本発明によるセラミック成形体を製造するための、請求の範囲１２に記載の方法である。

アルミニウムおよびＳｉ含有物質からなる混合物は、有利には磨砕し、引続き、該混合物から生素地を成形する。特に少なくとも１時間、特に１〜８時間磨砕する。

もう１つの有利な構成においては、ＡＩ粉末を一部分、第１表に記載の金属により代用する、その際、特に酸化の際に大きな体積変化を有するもの、たとえばＣｒ　（ｉＣｒ、０．１０２％）またはＮｂ（→Ｎｂ、０゜１７４％）が有利である。

これらの方法の有利な構成は、請求の範囲１３から２６までに記載の対象である。

有利な構成においては、微分散性の粉末混合物を製造するために、特に３〜３０ μｍの大きさの、ＡＩおよびＳｔおよび／または粗粒のＡ　Ｉ　１０　ｘ粉末を有するＳｉ含有化合物を液状媒体中で、有利にはＺｒＯ，粉砕体、特にＴＺＰ粉砕体を使用して磨砕する。この場合に生じる粉砕体摩耗（全混合物の約２〜６容量％）は該方法に有利な影響を有する、すなわち予想される触媒特性である。その際、粗粒のＡ　１　ｚ　Ｏ＋粉末は、全部または一部分が、有利には同じ粒度を有する、粉砕補助物としての粗粒のＳｉＣ粉末および／またはＳｔ、Ｎ４粉末により代用することができる。しかしながら、その後、微細な形の、有利には１ μｍ未満のＡ　１　ｚ　Ｏｘを混合しなければならない、粗粒のＡ　ｌ　ｘ　Ｏｓ粉末を使用する場合は、Ｓｉ含有成分（たとえば５ｉＣ）はきわめて微細な（１１１ｍ未満）形で加えることができる。

廖素地の熱処理は、有利には７００〜１７００℃の温度で実施する。その場合に、生素地をまず約７００〜１３００℃の温度で反応焼成し、引続き、約１３００ ℃〜１７００℃の温度で焼成することにより、熱処理を２工程で行うのが特に有利である。そのようにして、達成された密のおよび硬い素地が得られる。その際、所望の場合は、一定の微細な開気孔が得られるように、熱処理条件を選択することが可能である。このことは、得られたセラミック成形体中で気孔に液体を、真空中または加圧下で、特に０．１〜ｌ　ＯＯＭＰ　ａのアルゴン圧で浸透させることを可能にする。浸透するための液体は、有利にはＡＩ、Ａ１合金、Ｓｔおよび／またはＳｉ合金の群から選択される。特に該液体はＡＩおよび／またはＡ１合金であるか、またはＳｔおよび／またはＳｉ合金である。

表面処理のために、該成形体は、酸素または窒素含有雰囲気内で焼成するのが有利である。

本発明の構成はまた、反応焼結したムライト含有のセラミック成形体または、該セラミック成形体および該成形体の製造方法に関して、***国特許出願公開第３８１２２６６号明細書に記載の出発生成物、反応混合物および反応条件を、本発明によるＳｉ含有物質の使用と組み合わせて、特に、有利として記載された本発明による構成と組み合わせて使用した製造方法に関する。

本発明の対象はまた、前記の有利な構成またはそれらの組合せにより得られたセラミック成形体である。

本発明のもう１つの対象は、本発明によるセラミック成形体を、機械構造、装置構造およびエンジン構造における耐摩耗性部品および／または耐高温性部品（構成部材）として、切断工具として、軸受は部材およびバッキング部材、および／または電気器具における機能部材として使用することである。

前記の、本発明による反応焼結したムライト含有セラミック成形体の使用可能性は、そのすぐれた特性、特に以下の特性にもとづく。

■、収縮が常に１０５未満、特に１％未満、一般には０〜４％である。

２、本発明によるセラミック成形体は実際に無定形の中間顆粒相を有しない。

３、きわめて微細な開気孔、特に１μｍ未満の大きさに調整することができる。

４、粗粒の第２の相を応力を使用せずに埋め込むことができる。

５、実施温度がムライトセラミックのために比較的低い。

６、安価で容易に得られる未精製の粗製物を使用することができる。

第１図には、５ｉＣ２０容量％、Ａｌ５０容量％およびＡＩ、ｏ、３Ｑ容量％の出発組成物に関する、最終密度（焼成密度）および生密度に依存した直線的寸法の変化（Ｌ）が示されている。生密度が７０％ＴＤの密度を有する場合に、焼成密度９５％ＴＤにおいてＯ収縮が生じる。

％における直線的収縮（Ｌ）は以下の関係により表すことができる。

式中、ρ。は生密度およびρは反応および焼成後の最終密度を表す。

Ｋ−Δ＋　ｖ　ｒ　＋　ａ　ｓ　Ｖ　１　＋　Δｘ　ｖ　ｓ　＋　Ｖ　Ａ　ｌ、　ｏ　、　（２＞式中、Δは反応の際に生じる体積総量を表し、かつＶは相当する出発段階の体積の係数を表す、５ｉＣ（Ｓｉｎ、の形成下で）の使用に関しては、たとえばΔ５ｉＣ−２，０８（体積増加１０８％）を適用する。

ＡＩ　（ＡＩ！ｏｊの形成下で）に関しては、ΔＡ！讃１．２８　（２８％）を適用し、かつジルコン（Ｚｒ、Ｏおよびムライトの形成下で）に関しては、 ΔＺ、ｒＳ　ｉｏ、〜１．２７　（２７％）を適用する。

鎖側ｉ、−１３イテハ、５ｉＣ２０容量％（Ｖ、、、＝　０　。

２）、Ａ１５０容量％（ＶＡＩ−０，５）およびＡＩ。

ｏ、３０容量％（ｖ　−０，３）　カラナル’ｌＬ合’１ｔｔＡ１．０！を使用し、それによりに値が得られる。

Ｋ＝２．０８Ｘ０．２＋１．２８Ｘ０．５＋０．３第２図には、Ａ　１．ｏｉ／　Ｓ　ｉ　Ｃ／Ａ　Ｉ　’１１合物ニ関スる、ＳｉＣ割合とＡ１割合との関連およびＯ収縮と仮定しての生密度と最終密度が示されている。破線は１００％ＴＤ　（ＴＤ−理論密度）を有する成形体に適用され、かつ実線は９５％ＴＤを有する成形体に適用される。斜線の部分は、相当する生密度をたとえば３００〜７００　Ｍ　Ｐ　ａのアイソスタティックプレスで達成できる、技術的に重要な領域を表している。１１２図の斜線部分中に示された点は、セラミック成形体を５ｉＣ２２，５容量％、Ａ１４０１Ｆ量％おＪ：びＡｌ１ｏｓ３５．５容量％からなる混合物から製造する場合に、Ｏ収縮のために９５％ＴＤの最＃密度を有するセラミック成形体は７０％ＴＤの生密度を有する必要がある（相当するプレス圧により調整可能である）ことを表している。（この場合に、ＳｔｏｗおよびＡ　１　ｚ　Ｏ２を反応させてムライトを生じる際の、１３％であるわずかの体積増ｍおよび粉砕の際に生じるＡｌｆｉ子の肩りのＡ１．Ｏｓ膜の割合は考慮しない、該割合は粉砕時間に応じて使用されるＡＩ粉末の４０％までである。）以下の実施例により本発明の詳細な説明する０本発明は実施例に限定されない、ほかにことわりのない限り、％は容量％を表し、温度は摂氏目盛りを表す。

例ＩＡＩ粉末（Ａｌｃａｎ１０５．２０〜５０　μｍ　、Ａ１　ｃａｎ社１Ｍｏｎｔｒｅａｌ／Ｃａｎａｄａ）　４５容量％、Ａ　ｌ　、　Ｏｓ　（Ｄｙｃｒｏｎ１３゜直径１３　μｍ、　Ｈｕｅｌｓ社、　Ｔｒｏｉｓｄｏｌｆ）　３５容量％、Ｓｉ　Ｃ（ＮｏｒｔｏｎｌＯＯＯＧｒｉｔ、直径５　、０　μｍ　、　Ｎｏｒｔｏｎ、ＵＳＡ）１５容量％およびＺ　ｒ　Ｏｘ　（ＴＺ−２Ｙ、東ソー、日本。

直径１ｇｍ未満）５容量％からなる粉末１５０ｇをアトリッターミル内でアセトン中の３ｍｍのＴＺＰ粉砕球を使用して８時間粉砕した。ＴＺＰ球（３ＹｔＯｘ −Ｚ　ｒ　Ｏ！　＝　３　Ｙ　Ｔ　Ｚ　Ｐからなる）の粉砕摩耗のために、全部の混合物に対して４容量％のＺｒ０ｚを更に導入した。それにより平均粉末粒度は１μｍ未満に低下した。その後、混合物を回転式乾燥機内で乾燥し、引続き、３００〜５００ＭＰａの圧力下で４０Ｘ４０Ｘ８ｍｍの寸法を有する板にアイソスタティックプレスした。引続き、試料をＩＯＫ／ｍｉｎ、で空気に接触させて１１５０℃に加熱し、かつこの焼成工程に８時間保持した。その後、第２の焼成工程で１５００℃で５時間熱処理した。

それにより、すべての試料は９４％ＴＤ（理論密度）より多い密度を有した。その際、直径０．１μｍ未満のきわめて微細な閉気孔が得られた。該成形体はもはやＳｉＣを含有しなかった。該成形体は大部分が微細な（０，５μｍ未満の）粒度を有するムライトおよびＡ１□Ｏ１および微細に分布したＺ　ｒ　Ｏ，からなっていた、微量のジルコン（ＺｒＳｉＯ，）も同様に検出することができた０粒界はほとんど珪酸塩のガラス相を有しなかフた。収Ｊｉｍ（生素地の寸法と焼成成形体の寸法との直線的差）は、５００　Ｍ　Ｐ　ａのアイソスタティックプレスにおいて０．４％であり、３００　Ｍ　Ｐ　ａにおいて２．９％であった。平均的４点曲げ強さは３４０　Ｍ　Ｐ　ａであった。

例２例１と同様に、Ａｌ４０容量％および５ｉＣ６０容量％からなる混合物を６時間磨砕し、乾燥し、かつ３００ＭＰ　ａでアイソスタティックプレスした。第１の焼成工程は１１００℃で１０時間であり、ｆｆ２工程は１５００℃で５時間であった。それにより、収縮は約９５％ＴＤの密度で２．５％であった。焼結成形体は、ムライト中に埋め込まれたＳｉＣ約３０容量％からなっていた。すなわち、ＳｉＣ粒子の外側の膜のみが酸化され、かつムライト形成工程に導入された。ＺｒＯ工約４容量％を粉砕球摩耗のために導入した。

例３例１に記載のように、ＡＩ　５０容量％、ＡＩ、Ｏ！３０容量％および５ｉＣ２０容量％からなる混合物を磨砕し、乾燥し、かつ３００ＭＰａでアイソスタティックプレスした。以下のように熱処理を実施した：第１工程：１３００℃で８時間、第２工程：１６５０℃で３時間、それにより、収縮は約９６％ＴＤの密度で０゜５％であった。焼結成形体は、主に微細な結晶のムライトおよびＡｌｚＣＬからなり、微量のＳｉＣを有していた。

例４鎖側は第２図に記載の試験を実施するために用いる。

例１に記載のように、５ｉＣ２２，５容量％、Ａｌ４０容量％およびＡ１．０．３７．５容量％からなる混合物を磨砕し、かつ熱処理した。４００ＭＰａのアイソスタティックプレスで、７０．３％ＴＤの生密度が得られた。焼成密度は収縮２．１％において約９４％ＴＤであった。すなわち、このために計算されたＯ収縮は完全には達成されなかった。それというのも、該方程式において、磨砕の際に生じるＡ１粒子の周りの酸化物膜を考慮しなかったためである。

例５例１に記載のように、Ａｌ４０容量％、ＡＩ、ｏ、４０容量％、５ｉＣ１０容量％およびジルコン（Ｚｉｒｋｏｓｉｌ　１．Ａｕｅｒ−Ｒｅｍｙ、Ｉ　ＡＬｍ未満）１０容量％からなる混合物を磨砕し、乾燥し、かつ熱ＭＪＩした。７００ＭＰａのアイソスタティックプレスにおいて、焼結成形体の最終密度は収縮０％において約９４％ＴＤであった。

それにより、該成形体は、Ａ　ｌ　１０３および微細に分布した四角形のＺ　ｒ　０１を有するムライトからなっていた。レントゲン検査により微量のジルコンを同様に確認することができた。無定形の中間顆粒相はＴ’ＥＭにおいては確認できなかった。

例６例１に記載のように、Ａ１４５容量％、ＡＩ：Ｏ＊１６容量％、５ｉＣ３０容量％、ジルコン４容量％およびＺｒ０．５容量％からなる混合物を磨砕し、かつ熱処理した。３００　Ｍ　Ｐ　ａのアイソスタティックプレス後、収縮０．９％において約９４％ＴＤの密度を有する成形体が得られた。引続き得られた焼結成形体は、微細に分布したＺｒＯ，およびジルコンを有するムライトからなっていた。

例７例６にもとづき３００ＭＰ　ａでプレスした生素地に、１６００℃で３時間の１工程の熱処理を実施した。加熱速度はＩＯＫ／ｍｉｎ、であった、焼結成形体は、ムライト、Ｚｒ０ｚおよびジルコンからなる部分を有するＡ１．ＣＬマトリックス中に埋め込まれた、２０容量％より多いＳｉＣからなっていた。

例８例１に記載のように、Ａｌ　３０容量％、ＡＩ、０．５５容量％およびジルコン２５容量％からなる混合物を磨砕し、かつ熱処理した。収縮３．５％および焼成密度約９５％ＴＤにおいて、成形体は、９００　Ｍ　Ｐ　ａのアイソスタティック前圧縮後、微細に分布したＡ　ｌ　ｚＯｌおよび四角形のＺ　ｒ　Ｏｘを有するムライトマトリックスからなっていた。

例９例５の磨砕した粉末混合物を、５００　Ｍ　Ｐ　ａおよび７００　Ｍ　Ｐ　ａでアイソスタティックプレスし、引続き第１工程で１２００℃で６時間および第２工程で１５５０℃で３時間焼成した０両方の場合とも収縮４．５％（５００Ｍ　Ｐ　ａのアイソスタティックプレス）および２．７％（７００ＭＰａのアイソスタティックプレス）で約９５％ＴＤが達成された。焼結成形体は、ムライトおよび微細に分布したｔ−Ｚｒ０ｔおよび微量のジルコンを有するＡｌｚｏｓからなっていた。

例１０例１に記載のように、Ａｌ４５１Ｆ量％、Ａ　Ｉ　ｔ　Ｏｓ　３０容量％、５ｉＣ１５容量％およびＺｒ０，１０容量％からなる混合物を磨砕し、３００　Ｍ　Ｐ　ａでプレスし、１２００℃で６時間および１５５０℃で２時間然想理した。

約９６％ＴＤの密度において、収縮２．５％であり、かつ成形体はほぼ等しい割合のムライトおよびＡ　Ｉ　！　０１からなり、微細に分布した四角形のＺｒＯ。

を有し、中間顆粒のガラス相を有しなかった。平均的４点曲げ強さは３８０ＭＰａであった。

例１１例１０に記載の混合物を、ＷＥｌ工程で１２００℃で６時間および第２工程で１３００℃で１時間焼成した。

＋０．８％のわずかの膨張において、密度約７５％ＴＤであり、その際、成形体は０．１〜０．７μｍの範囲内の微細な開気孔を有していた。

例１２例１１により製造した成形体に、６０ｂａｒで９００℃の温度下で、液状のアルミニウムを浸透させた。

それにより試料は導電性となり、圧縮破壊靭性７．５ＭＰａを有し、かつ４点曲げ強さ７４０　Ｍ　Ｐ　ａを有し例１３例１０により磨砕した粉末混合物７０容量％を、ＳｉＣ板片（Ａ　Ｉ　Ｃａ　ｎ　、直径２０〜１００μｍ）３０容量％と混合した。混合をアトリッターミル内で半減した回転数（５００Ｕｐｍ）で３０分の時間で実施した。３００ＭＰａでプレスした生素地を例１Ｏに記載のように熱処理した。それにより、収縮は最終密度約８５％ＴＤにおいて０．４％であった。引続き、試料に例１２に記載のようにＡＩを浸透させた。それにより、平均的曲げ強さは５９０ＭＰａであった。

例１４例１３に記載のように、例１により磨砕した粉末混合物にＡ１！０！板片（昭和アルミニウム、東京１日本。

１５〜２０μｍ、）４０容量％を混合した。その後、５００　Ｍ　Ｐ　ａでアイソスタティックプレスした成形体を１２００℃で８時間オヨび１３５０’ｃｔ” ２時間、空気に接触させて熱処理した。それにより、開気孔率は１５％より大きかった０例１２に記載のように、試料にＡＩを浸透させた。それにより、平均的４点曲げ強さは７５０ＭＰ　ａであった。

例１５例１に記載のように、ＡＩ　４５容量％、Ａ１１０３４０容量％およびＳ　ｉ　Ｃ（Ｌｏｎｚａ、スイス０Ｆ１５．０．５μｍ未満）１５容量％からなる混合物を磨砕し、３００ＭＰ　ａでアイソスタティックプレスした。その後、試料を第１工程で１２００℃で６時間およびｔＪ２工程で１７００℃で２時間焼成した。

引続き、該成形体は２０容量％より多い微細な結晶のムライトを有するＡ１　＊　Ｏ！からなっていた。該成形体は、約９５％ＴＤの密度を有した。収縮は２．１％であった。

例１６例２に記載の粉末混合物に、Ｚｒ０．１５容量％を加え、８時間磨砕し、かつ３００ＭＰ　ａでプレスした。

その後、該成形体を１１００℃で３時間および１５００℃で１．５時間焼成した。収縮は、約９４％ＴＤの密度において２．１％であった。ＳｉＣ粒子のほかに四角形のＺｒＯｘ粒子がムライトマトリックス中に微細に分布して存在した。

例１７例１５に記載のように実施した。

Ａｌ４０容量％、５ｉＣ（１μｍ未満、５ｉｋａｒＩＩ、５ｉｋａ社、ノルウｘ −）１５容量％、ＡＩ。

Ｏｓ　（Ｄｙｃｒｏｎ１３．例１参照）２２．５容量％、ＡＩｚＯ＋（１μｍ未満、　ＣＴ３０００．Ａｌｃｏａ　ＩＪｓＡ）　２２　、５容量％からなる混合物。

例１と同様の加熱サイクル：第１工程：　１１００℃で１５時間第２工程：１４００℃で８時間収縮：２％４点曲げ強さ：３５５ＭＰａ。

該物質を再び１６００℃で焼成した。

収縮：１．２％４点曲げ強さは４３０ＭＰａに上昇した。

例１８例１で製造した粉末混合物を３００　Ｍ　Ｐ　ａでアイソスタティックプレスし、流動性の湿らせた空気（５０ｃｍ”／ｍｉｎ、水により搬送した）に接触させてまず１０５０℃で２時間反応させ、引続き１５５０℃で２時間焼成した。その際、収縮は９３％ＴＤの最終密度において３％であった。試料は大部分が、きわめて微細な粒度（０，２μｍ未満）を有するムライトからなっていた。

例１９例１に記載と同様の、ただし、５ｉＣ１５容量％の代わりにＳｔ粉末（Ｈ，Ｃ，５ｔａｒｃｋ、Ｂｓｒｌｉｎ、　〜ｌ　３　μｍ　）１５容量％を使朋することだけが異なる粉末混合物を。

１６０ＭＰａでアイソスタティックプレスし、引続き、純粋酸素下で１０５０℃ でｌＮ間反応させ、その後。

１５５０℃で２時間焼成した。その際、試料は９１％ＴＤの密度において２．５％の収縮を示した。該試料は大部分がムライトからなっていた。

例２０例１９で製造した粉末混合物１００ｇを粗粒のＡ１２０−１１子（〜５３μｍ、Ｋｌ融隋玉、　Ｈ，Ｃ，５ｔａｒｃｋ、ＢｅｒＩｉｎ）ｌｏｏｇとドラムミキサー内でアセトン中で６時間混合し、引続き、乾燥棚内で９５℃で乾燥させ、その後、１６０ＭＰａでアイソスタティックプレスした。

反応焼結工程は例１９に記載と同様に選択した。それにより、大きなＡｔ、Ｏ，粒子がムライト橋を介して結合した、硬質の、開気孔の成形体（孔径１０〜２０ μ＋ｉ）が生じた。収縮は反応焼結の際には生じなかった。

（該実験は、本発明が微細な濾過担体を製造するために適していることを示す、）例２１例２０に記載のように、ただし溶融鋼玉粒子の代わりに、乾燥凝集および引き続く密閉焼成により製造したＡ　Ｉ　！　Ｏｓ球片（〜１００ｇｍ）を使用した。

それにより生じた濾過担体は、曲げ強さ９５ＭＰ　ａにおいて気孔率２８％（気孔径２０〜３０μｍ）を有していた。

例２２例１で製造した混合物に、分散剤（ＭＤＩＴ、Ｈｏｅｃｂｓｔ社）０．４重量％、結合剤（Ｄ７９．Ｍｏｎ５ａｎｔｏ）　０　、７重量％、結合剤（Ｂ９８．Ｍｏｎ５ａｎｔｏ）　６重量％、可塑剤（ＰＥＧ３００．Ｍｅｒｃｋ社）３．２重量％および可塑剤（ジブチルフタレート、Ｍｅｒｃｋ社）２．５重量％を加えた。この組成物（３５容量％）を溶剤（ＭＥＫおよびエタノール）６５容量％と混合し、テープキャスターで厚さ２５０μｍの薄膜に成形した。１０個の薄膜の層を１２０℃で積層化し、引続き、５５０℃で燃焼させた。その後、試料成形体を例１に記載のように度広焼結した。収縮０．５％において密度９１％であった。

構造は例１に記載と同様であった。

例２３ＡＩ（例１と同様の）４５容量％、Ｃｒ　（ＶｅｎｔｒｏｎＣｈｅｍｉｅ）　１０容量％、Ｓ　ｉ　（Ｈ，Ｃ，５ｔａｒｃｋ）　５容量％およびＡ　Ｉ　ｒ　Ｏｓ　（ＣＴ３０００．Ａｌｃｏａ、ＵＳＡ）　４０容量％からなる粉末混合物１５０ｇを例１９に記載のように処理した。はとんどＯの収縮において、試料は大部分が（ＡＩ／Ｃｒ）、０．（ルビー）および若干のムライトを含有していた。

例２４例２３のように実施した。ただし、Ｃｒの代わりにＺ　ｒ　（Ｖｅｎｔｒｏｎ　ＣｈｅｍＩｅ）　１０容量％を使用した。生じた成形体は微細に分布した四角形のＺ　ｒ　Ｏ，を有するＡ１．０，９３％ＴＤおよび若干のムライトを有した。

第１図最終密度（％）第２図Ａ１　割合（６屋％）要　約　書アルミニウム、ＡＩ、○、およびＳ１含有物質からなる微分散性の粉末混合物から成形された素地を酸素含有＃囲気内で熱処理することにより得られる度広焼結したムライト含有セラミック成形体であり、該成形体はその特性、特に平均して０〜４％の少ない収縮のために、機械構造、装置構造、エンジン構造の耐摩耗性部品および／または耐高温性部品として、切断工具、軸受は部材、バッキング部材、および電気器具の機能部材としての使用に好適である。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉ含有物質からなる微分散性の粉末混合物から成形された素地を酸素含有雰囲気内で熱処理することにより得られる反応焼結したムライト含有セラミック成形体。
２．粉末混合物がアルミニウムを少なくとも１０容量％含有する、請求の範囲１記載のセラミック成形体。
３．熱処理後、ムライト５〜１００容量％、Ａｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２および／またはジルコンおよび／またはコーディエライトおよび／またはＭｇＡｌ２Ｏ４０〜８０容量％からなる、請求の範囲１または２記載のセラミック成形体。
４．Ｓｉ含有物質が１種以上の以下の物質：元素のＳｉ，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，ＺｒＳｉＯ４，ＭｇＳｉＯ３，コーディエライトから選択される、請求の範囲１から３までのいずれか１項記載のセラミック成形体。
５．アルミニウム粉末が全部または一部分、Ｓｉ含有アルミニウム合金粉末により代用されている、請求の範囲１から４までのいずれか１項記載のセラミック成形体。
６．アルミニウム粉末、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉ含有アルミニウム合金粉末に対して付加的に平均直径１μｍ未満の微粒子のＳｉＣ粉末を加える、請求の範囲５記載のセラミック成形体。
７．生素地と熱処理した素地との長さの変化が１０％未満である、請求の範囲１から６までのいずれか１項記載のセラミック成形体。
８．球状、板片状または繊維状の粒子の形の非収縮性強化素子および／または機能素子を含有する、請求の範囲１から７までのいずれか１項記載のセラミック成形体。
９．５〜５０容量％の割合の強化素子および／または機能素子を含有する、請求の範囲８記載のセラミック成形体。
１０．強化素子および／または機能素子が５〜５００μｍの寸法を有する、請求の範囲８または９記載のセラミック成形体。
１１．強化素子および／または機能素子が酸化物、炭化物、窒化物、珪化物および／または硼化物からなる、請求の範囲８から１０までのいずれか１項記載のセラミック成形体。
１２．アルミニウムが一部分、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｎ，Ｚｒの群からなる１種以上の粉末状金属またはメタロイドにより代用されている、請求の範囲１から１１までのいずれか１項記載のセラミック成形体。
１３．５０％までのアルミニウムが代用されている、請求の範囲１２記載のセラミック成形体。
１４．Ａｌ，Ａｌ２Ｏ３およびＳｉ含有物質からなる微分散性の混合物から成形された生素地を酸素含有雰囲気内で熱処理することを特徴とする、請求の範囲１から１３までのいずれか１項記載のセラミック成形体の製造方法。
１５．アルミニウム、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉ含有物質からなる混合物を磨砕し、引続き該混合物から生素地を成形する、請求の範囲１４記載の方法。
１６．少なくとも１時間、磨砕する、請求の範囲５記載の方法。
１７．ＡｌおよびＳｉおよび／または粗粒のＡｌ２Ｏ３粉末を有するＳｉ含有化合物を液状媒体中で磨砕する、請求の範囲１５または１６記載の方法。
１８．Ａｌ２Ｏ３粉末が３〜３０μｍの粒度を有する、請求の範囲１７記載の方法。
１９．Ｓｉ含有物質として、微細な（１μｍ未満）形のＳｉＣまたはＳｉ３Ｎ４を加える、請求の範囲１５から１８までのいずれか１項記載の方法。
２０．粗粒のＡｌ２Ｏ３粉末を全部または一部分、粗粒のＳｉＣ粉末および／またはＳｉ３Ｎ４粉末により代用する、請求の範囲１７または１８記載の方法。
２１．粗粒のＡｌ２Ｏ３を全部または一部分、微細な（１μｍ未満）Ａｌ２Ｏ３により代用する、請求の範囲２０記載の方法。
２２．熱処理を７００〜１７００℃の温度で実施する、請求の範囲１４から２１までのいずれか１項記載の方法。
２３．生素地をまず約７００〜１３００℃の温度で反応焼成し、引続き約１３００〜１７０００℃の温度で焼成する、請求の範囲２２記載の方法。
２４．熱処理を酸素含有雰囲気内で実施し、該雰囲気が、湿っているおよび／または流動するおよび／または純粋の酸素からなりおよび／またはアルゴンおよび／またはヘリウムと混合した酸素からなる、請求の範囲１４，２０または２１のいずれか１項記載の方法。
２５．熱処理条件を、一定の微細な開気孔が得られるように選択する、請求の範囲２２または２３に記載の方法。
２６．得られたセラミック成形体において、真空中でまたは加圧下で気孔に液体を浸透させる、請求の範囲１４から２５までのいずれか１項記載の方法。
２７．０．１〜１００ＭＰａのアルゴン圧で浸透させる、請求の範囲２６記載の方法。
２８．液体をＡｌ，Ａｌ合金，Ｓｉおよび／またはＳｉ合金の群から選択する、請求の範囲２６または２７記載の方法。
２９．成形体を表面処理のために酸素または窒素含有雰囲気内で焼成する、請求の範囲１９から２８までのいずれか１項記載の方法。
３０．請求の範囲１から１３までのいずれか１項記載のセラミック成形体または請求の範囲１４から２９までのいずれか１項記載の方法により製造されたセラミック成形体の、機械構造、装置構造およびエンジン構造における耐摩耗性部品および／または耐高温性部品としての使用法。
３１．請求の範囲１から１３までのいずれか１項記載のセラミック成形体または請求の範囲１４から２９までのいずれか１項記載の方法により製造されたセラミック成形体の、切断工具、軸受け部材およびパッキング部材としての使用法。
３２．請求の範囲１から１３までのいずれか１項記載のセラミック成形体または請求の範囲１４から２９までのいずれか１項記載の方法により製造されたセラミック成形体の、電気器具における機能部材としての使用法。