JPH0558748A - アルミナ・ジルコニア質焼成用道具材 - Google Patents
アルミナ・ジルコニア質焼成用道具材Info
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- JPH0558748A JPH0558748A JP3217196A JP21719691A JPH0558748A JP H0558748 A JPH0558748 A JP H0558748A JP 3217196 A JP3217196 A JP 3217196A JP 21719691 A JP21719691 A JP 21719691A JP H0558748 A JPH0558748 A JP H0558748A
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- Japan
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- alumina
- zirconia
- magnesia
- stabilized zirconia
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
焼成する際に使用する焼成用道具材の緻密化に際して熱
衝撃に弱くなる欠点を解決することにある。 【構成】 本発明に係るアルミナ・ジルコニア質焼成用
道具材は、α−アルミナ60〜95重量%及びマグネシ
ア安定化ジルコニア5〜40重量%からなることを特徴
とする。
Description
に使用するアルミナ・ジルコニア質焼成用道具材に関す
るものである。
の場合道具材を使用して行われる。道具材の材質は焼成
条件や被焼成物(製品)により様々であるが、例を挙げる
と、比較的温度の高い条件下ではアルミナ質が使用さ
れ、また、製品を載せる台として両者間の反応を防止す
るためにはジルコニア質が使用されることが多い。
アルミナ質は耐火性が高く、耐反応性についても比較的
優れているため、色々な分野で使用されている。しか
し、軟化変形を防止したり、耐反応性を向上していく目
的で組織を緻密化していくと、熱衝撃に対して弱くな
り、割れ易くなるため、繰り返しの使用において短命と
なる。
密化に際して熱衝撃に弱くなる欠点を解決することにあ
る。
段としては、熱膨張率を下げる、弾性率を下げる、熱伝
導率を上げるなどの手法が一般的である。本発明は、主
に弾性率を下げることで耐熱衝撃性を向上さしめた。す
なわち、アルミナ質の中に膨張率の異なるマグネシア安
定化ジルコニアを添加することにより組織的に緩い結合
部分を意図的に生ぜしめ、熱衝撃により発生する亀裂発
生エネルギーを吸収し、その伝播を抑制するものであ
る。
ニア質焼成用道具材はα−アルミナ60〜95重量%及
びマグネシア安定化ジルコニア5〜40重量%からなる
ことを特徴とする。
000℃以上の融点を有し、高い耐クリープ性及び耐化
学反応性を有する中性耐火物である。こうした特徴を充
分発揮させる為には高い密度が要求されるが、一般的に
緻密化に伴ってアルミナの耐熱衝撃性は低下する。これ
は熱衝撃によって発生する亀裂が緻密組織であるが故に
伝播し易いためである。
い材質を得るために、本発明はアルミナにジルコニアそ
れもマグネシア安定化ジルコニアを添加したものであ
る。
由は、第1にジルコニア源としてであるが、ジルコニア
は融点が2850℃と非常に高く、化学安定性が高く、
マグネシアで安定化してもその融点は2600℃を保持
し、なお高い熱的安定性をもっている。マグネシア安定
化ジルコニアの配合量は5〜40重量%が適当で、該配
合量が5重量%未満であると添加効果が発現しない。ま
た、40重量%を超えると材質がアルミナの領域から離
れてくるし、比重が重くなって取り扱い上不便であり、
また、コストも上昇する。
の熱膨張特性である。未安定化のジルコニアは低温にお
いては単斜晶系であり、800℃までの熱膨張係数は8
×10-6/degで、800〜1200℃においては高
温型の正方晶系に結晶転移する際の異常線変化がある。
一方、安定化ジルコニアは、この異常線変化を防止する
ためにカルシア、マグネシア、イットリアなどを添加し
たもので、熱膨張係数は安定化度で異なるが、1.0〜
1.2×10-7/degでほぼ直線的な膨張となる。こ
れに対してアルミナは膨張係数が8×10-6で、結晶転
移はない。アルミナと安定化ジルコニア間の膨張係数の
差が製品の組織において熱衝撃緩和部分を形成する。
ある。製品の製造過程及び製品の使用時における加熱に
より添加したジルコニアと母材であるアルミナと接触に
よる反応が起こる。アルミナは安定化ジルコニア中の解
離した安定化剤と反応生成物を造るが、マグネシアとの
場合はスピネル(MgO・Al2O3)を形成する。スピネ
ルは融点が2135℃、最も低いところでも1850℃
であり比較的高い。これに対してカルシア(CaO)安定
化ジルコニアの場合、カルシアはアルミナと5CaO・
3Al2O3(融点1455℃)という低い融点の反応物を
形成するので熱間の強度においてマグネシアより劣る。
一方、イットリア(Y2O3)安定化ジルコニアのごとく、
非常に安定で解離しにくいものは粒の接触部の反応が起
こりにくいことから、粒子間の結合が強固にならない。
ジルコニアの安定化度は40〜100%が好ましく、4
0%よりも低いと前述の第2、第3の効果が発揮されな
い。
で添加する方がアルミナと効率良く結合する点で優れて
いるが、熱応力の緩衝体としては粒で使用した方が良
く、一長一短である。目的に応じて粒度分布を設定する
が、通常、粒径はアルミナ原料の粒度範囲内のものを使
用する。
であれば電融品でも、焼結品でもどちらでも良い。ま
た、軽量化のためにアルミナの中空球原料を30重量%
未満使うこともできる。しかし、中空球原料が30重量
%以上になると充分な強度が得られなくなる。
具材の製造方法は、一般的な一軸式の機械成形法を基本
とするが、それ以外の例えば泥漿鋳込み成形も可能であ
る。機械成形法を使用する場合には、ミックスマーラ
ー、アイリッヒなどの混練機で練り込むが、その際、成
形圧力、製品形状に応じてバインダーとしてPVC、C
MC、アルギン酸ソーダなどの水溶液を2〜5%適宜添
加する。
い、成形後80〜120℃で乾燥する。焼成は通常の焼
成炉の大気雰囲気で行い、最高温度は1500〜170
0℃が適当である。
圧力にて成形し、大気雰囲気中1600℃で2時間焼成
した。
り、比較例A〜Cは80%カルシア安定化ジルコニア、
比較例Dは80%イットリア安定化ジルコニアを添加し
た例である。比較例G、Hはそれぞれジルコニアが本発
明範囲より少ない場合と、多い場合の例である。
ム系のキャパシターの焼成に比較試用されたが、本発明
による80%マグネシア安定化ジルコニアを添加した実
施例1〜6は耐熱衝撃性が向上し、また、耐反応性も良
くなったことから、他の材質に比べて耐用が大幅に向上
した。実施例5、6はアルミナ粒に中空球原料を使用し
て軽量化を図ったものである。強度及び耐軟化性が低下
したが、耐熱衝撃性は最も高かった。
アの添加は次の結果をもたらせた: マグネシア安定化ジルコニアはアルミナ組織内におい
て応力の緩衝体となり、耐熱衝撃抵抗性を向上する; マグネシア安定化ジルコニア表面のマグネシアは加熱
により解離し、アルミナと反応してスピネルを形成す
る。この反応によってジルコニアとアルミナの結合力を
高め、ジルコニア添加による強度の低下を抑制した。こ
の結合は熱間でも安定した強さを発揮することから軟化
変形に対して強くなる; これらのことにより本発明による道具材は従来のアル
ミナ質に比べて高い耐用を得ることができた。
Claims (1)
- 【請求項1】 α−アルミナ60〜95重量%及びマグ
ネシア安定化ジルコニア5〜40重量%からなることを
特徴とするアルミナ・ジルコニア質焼成用道具材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3217196A JPH0558748A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | アルミナ・ジルコニア質焼成用道具材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3217196A JPH0558748A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | アルミナ・ジルコニア質焼成用道具材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0558748A true JPH0558748A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16700368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3217196A Pending JPH0558748A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | アルミナ・ジルコニア質焼成用道具材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0558748A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-08-28 JP JP3217196A patent/JPH0558748A/ja active Pending
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