JPH0725662A - チタン酸アルミニウムセラミック粉末及びその焼結体製造方法 - Google Patents
チタン酸アルミニウムセラミック粉末及びその焼結体製造方法Info
- Publication number
- JPH0725662A JPH0725662A JP5155212A JP15521293A JPH0725662A JP H0725662 A JPH0725662 A JP H0725662A JP 5155212 A JP5155212 A JP 5155212A JP 15521293 A JP15521293 A JP 15521293A JP H0725662 A JPH0725662 A JP H0725662A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum titanate
- sio
- weight
- sintered body
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】チタン酸アルミニウム焼結体の本来の高融点、
低熱膨張を損なうことなく、機械的強度や熱分解性を向
上させる焼結体を製造する。 【構成】ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 を添加したチタン酸アル
ミニウムセラミック原料粉末を成形しこれを高温焼成す
ることによってムライト１〜２０重量部を含むセラミッ
ク焼結体を製造する。
低熱膨張を損なうことなく、機械的強度や熱分解性を向
上させる焼結体を製造する。 【構成】ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 を添加したチタン酸アル
ミニウムセラミック原料粉末を成形しこれを高温焼成す
ることによってムライト１〜２０重量部を含むセラミッ
ク焼結体を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック粉末とその
焼結体に関し、特に高融点と低熱膨張性を有すると共
に、更に機械的強度並びに熱分解性にも優れた特性を示
すチタン酸アルミニウム焼結体の製造方法及びその原料
粉末について提案する。
焼結体に関し、特に高融点と低熱膨張性を有すると共
に、更に機械的強度並びに熱分解性にも優れた特性を示
すチタン酸アルミニウム焼結体の製造方法及びその原料
粉末について提案する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、チタン酸アルミニウム（Ａｌ2
ＴｉＯ5 ）焼結体は、融点が高く（１８５０℃）、優れ
た断熱性と低熱膨張性とを備えるほか、耐熱衝撃性にも
優れたセラミックスの一つであり、例えば自動車用エン
ジンの排気マニホルドや排気ボート材等として使用した
場合に、ハイドロカーボンの排出を効果的に低減するの
に有効に作用するものとして賞用されている。
ＴｉＯ5 ）焼結体は、融点が高く（１８５０℃）、優れ
た断熱性と低熱膨張性とを備えるほか、耐熱衝撃性にも
優れたセラミックスの一つであり、例えば自動車用エン
ジンの排気マニホルドや排気ボート材等として使用した
場合に、ハイドロカーボンの排出を効果的に低減するの
に有効に作用するものとして賞用されている。
【０００３】上記のように、チタン酸アルミニウム焼結
体の特性の一つに低熱膨張性が挙げられるが、この低熱
膨張のメカニズムは、チタン酸アルミニウムの持つ特有
の作用、即ち、各結晶方向の熱膨張係数が著しく異なる
ことに起因するものと言われている。即ち、結晶粒界に
入った亀裂によって熱膨張が吸収されるため、見掛け上
熱膨張は小さくなるのである しかしながら、このチタン酸アルミニウム焼結体の機械
的強度については、上述した結晶粒界に入った亀裂のた
めに低いのが普通であり、しかも約１２５０℃以下でル
チル（ＴｉＯ2 ）とコランダム（Ａｌ2 Ｏ3 ）に分解す
ると言う問題点もあった。
体の特性の一つに低熱膨張性が挙げられるが、この低熱
膨張のメカニズムは、チタン酸アルミニウムの持つ特有
の作用、即ち、各結晶方向の熱膨張係数が著しく異なる
ことに起因するものと言われている。即ち、結晶粒界に
入った亀裂によって熱膨張が吸収されるため、見掛け上
熱膨張は小さくなるのである しかしながら、このチタン酸アルミニウム焼結体の機械
的強度については、上述した結晶粒界に入った亀裂のた
めに低いのが普通であり、しかも約１２５０℃以下でル
チル（ＴｉＯ2 ）とコランダム（Ａｌ2 Ｏ3 ）に分解す
ると言う問題点もあった。
【０００４】従来、チタン酸アルミニウムが抱えるこの
ような問題を克服する技術として、ムライト（３Ａｌ2
Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）を添加することで、高強度を有し熱
分解に対して安定とするチタン酸アルミニウム焼結体が
従来から知られている（例えば、矢野豊彦、永井伸明、
清原正勝、斎藤勝一、大津賀望、“チタン酸アルミニウ
ム−ムライト複合焼結体の熱的及び機械的性質”、窯業
協会誌、９４，９７０−９７６（１９８６））。
ような問題を克服する技術として、ムライト（３Ａｌ2
Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）を添加することで、高強度を有し熱
分解に対して安定とするチタン酸アルミニウム焼結体が
従来から知られている（例えば、矢野豊彦、永井伸明、
清原正勝、斎藤勝一、大津賀望、“チタン酸アルミニウ
ム−ムライト複合焼結体の熱的及び機械的性質”、窯業
協会誌、９４，９７０−９７６（１９８６））。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ムライトの
粒子形状は針状である。鋳込み成形法を用いる場合、泥
漿中の針状粒子は鋳型面と垂直方向に着肉する傾向にあ
る。このため、チタン酸アルミニウム−ムライトの泥漿
を成形に用いる場合、針状粒子のムライトが着肉面に垂
直に配向してしまうため、その成形体は不均質になって
しまう。不均質な成形体は焼成によって不均一に収縮す
るため、不均質な焼結体となり、目標とする寸法の製品
を得ることができない。
粒子形状は針状である。鋳込み成形法を用いる場合、泥
漿中の針状粒子は鋳型面と垂直方向に着肉する傾向にあ
る。このため、チタン酸アルミニウム−ムライトの泥漿
を成形に用いる場合、針状粒子のムライトが着肉面に垂
直に配向してしまうため、その成形体は不均質になって
しまう。不均質な成形体は焼成によって不均一に収縮す
るため、不均質な焼結体となり、目標とする寸法の製品
を得ることができない。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記従来技術が
抱えている解決を必要とする課題を克服できるセラミッ
ク粉末及びその焼結体を開発することにある。即ち、チ
タン酸アルミニウム焼結体の長所である高融点、低熱膨
張性を損なわずに、機械的強度や熱分解特性の改善を同
時に実現し、しかも成形体の不均質を起こさずに簡便に
量産し得る製造技術を確立することにある。
抱えている解決を必要とする課題を克服できるセラミッ
ク粉末及びその焼結体を開発することにある。即ち、チ
タン酸アルミニウム焼結体の長所である高融点、低熱膨
張性を損なわずに、機械的強度や熱分解特性の改善を同
時に実現し、しかも成形体の不均質を起こさずに簡便に
量産し得る製造技術を確立することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を実現するべ
く実験検討した結果、本発明者は、添加物の形状並びに
その添加量の如何が、上記課題解決にあたって重要な役
割を果たしていることを知見し、以下のような本発明を
完成した。即ち、本発明は、ＳｉＯ2 ：０．３重量％以
上５．６重量％以下、Ａｌ2 Ｏ3：０．７重量％以上１
４．４重量％以下を含有し、残部が主としてチタン酸ア
ルミニウムからなるセラミック粉末を提供する。そし
て、本発明のチタン酸アルミニウムセラミックの焼結体
の製造方法は、上記ＳｉＯ2 ：０．３重量％以上５．６
重量％以下、Ａｌ2 Ｏ3 ：０．７重量％以上１４．４重
量％以下を含有し、残部が主としてチタン酸アルミニウ
ムである原料粉末を成形し、その後常法に従って焼成し
て、焼結体が１重量％以上２０重量％以下の範囲でムラ
イトを含有し、残部が主としてチタン酸アルミニウムか
らなる焼結体を製造する方法である。また、この場合
に、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 のモル比を実質的に２／３又
はそれ以上とすれば好適である。
く実験検討した結果、本発明者は、添加物の形状並びに
その添加量の如何が、上記課題解決にあたって重要な役
割を果たしていることを知見し、以下のような本発明を
完成した。即ち、本発明は、ＳｉＯ2 ：０．３重量％以
上５．６重量％以下、Ａｌ2 Ｏ3：０．７重量％以上１
４．４重量％以下を含有し、残部が主としてチタン酸ア
ルミニウムからなるセラミック粉末を提供する。そし
て、本発明のチタン酸アルミニウムセラミックの焼結体
の製造方法は、上記ＳｉＯ2 ：０．３重量％以上５．６
重量％以下、Ａｌ2 Ｏ3 ：０．７重量％以上１４．４重
量％以下を含有し、残部が主としてチタン酸アルミニウ
ムである原料粉末を成形し、その後常法に従って焼成し
て、焼結体が１重量％以上２０重量％以下の範囲でムラ
イトを含有し、残部が主としてチタン酸アルミニウムか
らなる焼結体を製造する方法である。また、この場合
に、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 のモル比を実質的に２／３又
はそれ以上とすれば好適である。
【０００８】
【作用】上述したように、本発明にかかるセラミックス
は、セラミック粉末の添加物の形状とその添加量を調整
することによって得られるものである。本発明におい
て、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 に着目した理由は、両酸化
物共粒子形状がほぼ球状であるため、鋳込み成形の際の
着肉層での粒子配向がなく、粉末が均一に分散し、従っ
て均質な成形体が得られるためである。また、上記Ｓｉ
Ｏ 2 及びＡｌ2 Ｏ3 を含有するチタン酸アルミニウム粉
末を焼成することによって、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 は
高温において反応し、ムライトに変化する。その結果焼
結体としてチタン酸アルミニウムとムライトの複合セラ
ミックスが得られる。すなわち、チタン酸アルミニウム
焼結体中にムライトを含有することによって、焼結体中
の結晶粒界の亀裂発生を効果的に抑制し、焼結体の機械
的強度を著しく向上させる作用が期待出来る。しかも、
ムライトを含有することにより、チタン酸アルミニウム
焼結体自身の比表面積を減少させて熱分解温度を大幅に
向上させるのに有効に作用し、いわゆる熱分解特性を改
善することが出来る。
は、セラミック粉末の添加物の形状とその添加量を調整
することによって得られるものである。本発明におい
て、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 に着目した理由は、両酸化
物共粒子形状がほぼ球状であるため、鋳込み成形の際の
着肉層での粒子配向がなく、粉末が均一に分散し、従っ
て均質な成形体が得られるためである。また、上記Ｓｉ
Ｏ 2 及びＡｌ2 Ｏ3 を含有するチタン酸アルミニウム粉
末を焼成することによって、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 は
高温において反応し、ムライトに変化する。その結果焼
結体としてチタン酸アルミニウムとムライトの複合セラ
ミックスが得られる。すなわち、チタン酸アルミニウム
焼結体中にムライトを含有することによって、焼結体中
の結晶粒界の亀裂発生を効果的に抑制し、焼結体の機械
的強度を著しく向上させる作用が期待出来る。しかも、
ムライトを含有することにより、チタン酸アルミニウム
焼結体自身の比表面積を減少させて熱分解温度を大幅に
向上させるのに有効に作用し、いわゆる熱分解特性を改
善することが出来る。
【０００９】なお、本発明において用いるこのＳｉＯ2
及びＡｌ2 Ｏ3 はその形態を問わない。ＳｉＯ2 として
は石英、トリジマイト、クリストバライト等の結晶構造
を有するもの、あるいは非晶質のもの、Ａｌ2 Ｏ3 につ
いては、α−Ａｌ2 Ｏ3 、γ−Ａｌ2 Ｏ3 、η−Ａｌ2
Ｏ3 等の結晶構造を有するもの、あるいは非晶質のもの
である。
及びＡｌ2 Ｏ3 はその形態を問わない。ＳｉＯ2 として
は石英、トリジマイト、クリストバライト等の結晶構造
を有するもの、あるいは非晶質のもの、Ａｌ2 Ｏ3 につ
いては、α−Ａｌ2 Ｏ3 、γ−Ａｌ2 Ｏ3 、η−Ａｌ2
Ｏ3 等の結晶構造を有するもの、あるいは非晶質のもの
である。
【００１０】本発明のチタン酸アルミニウムセラミック
粉末は、酸化物に換算した金属元素量の比率が、０．３
重量％以上５．６重量％以下の範囲であるＳｉＯ2 と、
０．７重量％以上１４．４重量％以下の範囲であるＡｌ
2 Ｏ3 を含有する。このようなＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3
の添加量は、ＳｉＯ2 が０．３重量％未満で、Ａｌ2 Ｏ
3 が０．７重量％未満、つまりムライトに換算して１重
量％未満の少量では上述した添加の効果を充分発揮し得
ない。一方ＳｉＯ2 の添加量が５．６重量％を超え、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の添加量が１４．４重量％を超え、ムライトに
換算して２０重量％を超えると、焼結性を損ねて緻密化
を阻害し、さらに、前記結晶粒界の亀裂発生の過剰抑制
のために、チタン酸アルミニウムの長所である低熱膨張
性を損なうことになる。従って、添加するＳｉＯ2 及び
Ａｌ2 Ｏ3 の量はＳｉＯ2 を０．３重量％以上５．６重
量％以下、Ａｌ2 Ｏ3 を０．７重量％以上１４．４重量
％以下とする。すなわち、ムライトに換算して１重量％
以上２０重量％以下とする。好ましくは、ＳｉＯ2 及び
Ａｌ2 Ｏ3 の量はＳｉＯ2 を１．４重量％以上４．２重
量％以下、Ａｌ2 Ｏ3 を３．６重量％以上１０．８重量
％以下、ムライトに換算して５重量％以上１５重量％以
下とする。
粉末は、酸化物に換算した金属元素量の比率が、０．３
重量％以上５．６重量％以下の範囲であるＳｉＯ2 と、
０．７重量％以上１４．４重量％以下の範囲であるＡｌ
2 Ｏ3 を含有する。このようなＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3
の添加量は、ＳｉＯ2 が０．３重量％未満で、Ａｌ2 Ｏ
3 が０．７重量％未満、つまりムライトに換算して１重
量％未満の少量では上述した添加の効果を充分発揮し得
ない。一方ＳｉＯ2 の添加量が５．６重量％を超え、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の添加量が１４．４重量％を超え、ムライトに
換算して２０重量％を超えると、焼結性を損ねて緻密化
を阻害し、さらに、前記結晶粒界の亀裂発生の過剰抑制
のために、チタン酸アルミニウムの長所である低熱膨張
性を損なうことになる。従って、添加するＳｉＯ2 及び
Ａｌ2 Ｏ3 の量はＳｉＯ2 を０．３重量％以上５．６重
量％以下、Ａｌ2 Ｏ3 を０．７重量％以上１４．４重量
％以下とする。すなわち、ムライトに換算して１重量％
以上２０重量％以下とする。好ましくは、ＳｉＯ2 及び
Ａｌ2 Ｏ3 の量はＳｉＯ2 を１．４重量％以上４．２重
量％以下、Ａｌ2 Ｏ3 を３．６重量％以上１０．８重量
％以下、ムライトに換算して５重量％以上１５重量％以
下とする。
【００１１】チタン酸アルミニウム中にＳｉＯ2 が残存
しても、熱膨張係数がほとんど同じ（Ａｌ2 ＴｉＯ5 ：
１〜１×１０-6℃-1、ＳｉＯ2 ：〜１×１０-6℃-1）で
あるため、目標とする低熱膨張材料が得られる。一方、
チタン酸アルミニウム中にＡｌ2 Ｏ3 が残存すると、熱
膨張係数の違い（Ａｌ2 ＴｉＯ5 ：〜１×１０-6℃-1、
Ａｌ2 Ｏ3 ：〜８×１０-6℃-1）から、得られる材料の
熱膨張係数が大きくなってしまう。したがって、チタン
酸アルミニウム中にＳｉＯ2 が残存しても特性は劣化は
しないが、Ａｌ2 Ｏ3 が残存すると特性が害される恐れ
がある。そこでＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 のモル比は２／３
又はそれ以上とすることが好ましい。
しても、熱膨張係数がほとんど同じ（Ａｌ2 ＴｉＯ5 ：
１〜１×１０-6℃-1、ＳｉＯ2 ：〜１×１０-6℃-1）で
あるため、目標とする低熱膨張材料が得られる。一方、
チタン酸アルミニウム中にＡｌ2 Ｏ3 が残存すると、熱
膨張係数の違い（Ａｌ2 ＴｉＯ5 ：〜１×１０-6℃-1、
Ａｌ2 Ｏ3 ：〜８×１０-6℃-1）から、得られる材料の
熱膨張係数が大きくなってしまう。したがって、チタン
酸アルミニウム中にＳｉＯ2 が残存しても特性は劣化は
しないが、Ａｌ2 Ｏ3 が残存すると特性が害される恐れ
がある。そこでＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 のモル比は２／３
又はそれ以上とすることが好ましい。
【００１２】チタン酸アルミニウム中にＳｉＯ2 及びＡ
ｌ2 Ｏ3 を均一に混合した粉末を高温（＞１４００℃）
で焼成すると、原料中のＳｉＯ2 が溶融するため、毛管
現象によって各粉末表面はＳｉＯ2 の液相で濡れる。し
たがって、粉末状態でＳｉＯ 2 とＡｌ2 Ｏ3 が粉末中で
近接していなくても、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 が成形体中
に均質に分散していれば、ＳｉＯ2 の液相が粉末を濡ら
すことによって、このＳｉＯ2 の液相とＡｌ2 Ｏ3 が高
温で反応するため、ムライトが生成する。したがって、
低量のＳｉＯ2 の添加でも液相を充分生じるような焼成
条件にすることによって、当量のＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3
の全てをムライトの結晶に反応させることが可能であ
る。
ｌ2 Ｏ3 を均一に混合した粉末を高温（＞１４００℃）
で焼成すると、原料中のＳｉＯ2 が溶融するため、毛管
現象によって各粉末表面はＳｉＯ2 の液相で濡れる。し
たがって、粉末状態でＳｉＯ 2 とＡｌ2 Ｏ3 が粉末中で
近接していなくても、ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 が成形体中
に均質に分散していれば、ＳｉＯ2 の液相が粉末を濡ら
すことによって、このＳｉＯ2 の液相とＡｌ2 Ｏ3 が高
温で反応するため、ムライトが生成する。したがって、
低量のＳｉＯ2 の添加でも液相を充分生じるような焼成
条件にすることによって、当量のＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3
の全てをムライトの結晶に反応させることが可能であ
る。
【００１３】以上より、原料中にＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3
をムライトとなるように配合し、かつＳｉＯ2 の液相が
十分生じるような焼成条件を採用することによって、焼
結体中にはムライト相のみを含有させることが可能とな
る。生成したムライトの結晶はチタン酸アルミニウムの
粒界に針状として存在すると考えられるが、チタン酸ア
ルミニウムにムライトを添加して鋳込み成形した従来の
技術とは異なり、針状粒子のムライトが着肉面に垂直に
配向することはなく、不均質な焼結体となることはな
い。
をムライトとなるように配合し、かつＳｉＯ2 の液相が
十分生じるような焼成条件を採用することによって、焼
結体中にはムライト相のみを含有させることが可能とな
る。生成したムライトの結晶はチタン酸アルミニウムの
粒界に針状として存在すると考えられるが、チタン酸ア
ルミニウムにムライトを添加して鋳込み成形した従来の
技術とは異なり、針状粒子のムライトが着肉面に垂直に
配向することはなく、不均質な焼結体となることはな
い。
【００１４】チタン酸アルミニウムにＳｉＯ2 及びＡｌ
2 Ｏ3 のみを添加する他に、チタン酸アルミニウムの機
械的強度、熱分解温度を向上させる物質であれば、Ｓｉ
Ｏ2及びＡｌ2 Ｏ3 に加えて他の物質を添加しても構わ
ない。代表的な添加物としては、チタン、マグネシウ
ム、マンガン、ジルコニウム、鉄等の金属又はその酸化
物、あるいはそれらの複合酸化物、またはそれらとアル
ミニウム、ケイ素の複合酸化物である、ＭｇＴｉ
2 Ｏ5 、スピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）、ジルコン（Ｚｒ
ＳｉＯ4 ）等である。
2 Ｏ3 のみを添加する他に、チタン酸アルミニウムの機
械的強度、熱分解温度を向上させる物質であれば、Ｓｉ
Ｏ2及びＡｌ2 Ｏ3 に加えて他の物質を添加しても構わ
ない。代表的な添加物としては、チタン、マグネシウ
ム、マンガン、ジルコニウム、鉄等の金属又はその酸化
物、あるいはそれらの複合酸化物、またはそれらとアル
ミニウム、ケイ素の複合酸化物である、ＭｇＴｉ
2 Ｏ5 、スピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）、ジルコン（Ｚｒ
ＳｉＯ4 ）等である。
【００１５】次に、本発明のチタン酸アルミニウムを主
原料とする粉末を用いてチタン酸アルミニウム焼結体を
製造する方法について説明する。本発明の粉末を用いた
製造方法は、セラミックスを製造する常法に従って、原
料の調整と原料の混合成形、乾燥、脱脂及び焼成からな
る製造工程を適用することができるが、特に成形工程に
おいて、鋳込み成形法を採用することが望ましい。この
鋳込み成形法を採用する理由は、製品焼結体の微細構造
組織が均質化することに加え、製品の大型化、複雑化、
大量生産化に良く適合するからである。
原料とする粉末を用いてチタン酸アルミニウム焼結体を
製造する方法について説明する。本発明の粉末を用いた
製造方法は、セラミックスを製造する常法に従って、原
料の調整と原料の混合成形、乾燥、脱脂及び焼成からな
る製造工程を適用することができるが、特に成形工程に
おいて、鋳込み成形法を採用することが望ましい。この
鋳込み成形法を採用する理由は、製品焼結体の微細構造
組織が均質化することに加え、製品の大型化、複雑化、
大量生産化に良く適合するからである。
【００１６】本発明のチタン酸アルミニウム粉末を主原
料とした泥漿作製には、必要に応じて解膠剤、分散剤、
消泡剤、結合剤、沈降防止剤等を補助剤として適宜用い
てもよい。本発明のチタン酸アルミニウムを主原料とし
た粉末を用いた成形体の焼成方法については、一般のセ
ラミックスの焼成方法が用いられる。その雰囲気につい
ては、大気中、真空中（１Ｐａ以下の真空度）、窒素雰
囲気、還元雰囲気（水素等）、不活性雰囲気（アルゴ
ン、ネオン、ヘリウム等）が可能であるが、好ましくは
大気中の焼成である。
料とした泥漿作製には、必要に応じて解膠剤、分散剤、
消泡剤、結合剤、沈降防止剤等を補助剤として適宜用い
てもよい。本発明のチタン酸アルミニウムを主原料とし
た粉末を用いた成形体の焼成方法については、一般のセ
ラミックスの焼成方法が用いられる。その雰囲気につい
ては、大気中、真空中（１Ｐａ以下の真空度）、窒素雰
囲気、還元雰囲気（水素等）、不活性雰囲気（アルゴ
ン、ネオン、ヘリウム等）が可能であるが、好ましくは
大気中の焼成である。
【００１７】
【実施例】この実施例に用いたセラミック粉末及び焼結
体は、次のようにして製造したものである。チタン酸ア
ルミニウム原料粉末（平均粒径０．５μｍ）と、非晶質
シリカ粉末（平均粒径０．４μｍ）及びコランダム粉末
（平均粒径０．２μｍ）とを、表１に示す組成比となる
ように秤量、混合した後、イオン交換水と分散剤を添加
して泥漿を作製した。次いで、この泥漿を消泡剤、結合
剤、沈降防止剤等の補助剤を用いて調整し、所定の鋳型
に鋳込んで１００×７０×１０ｍｍの成形体を作製し
た。その後、常法に従って乾燥、脱脂してから、大気中
で１５５０℃の温度に昇温して焼成した。
体は、次のようにして製造したものである。チタン酸ア
ルミニウム原料粉末（平均粒径０．５μｍ）と、非晶質
シリカ粉末（平均粒径０．４μｍ）及びコランダム粉末
（平均粒径０．２μｍ）とを、表１に示す組成比となる
ように秤量、混合した後、イオン交換水と分散剤を添加
して泥漿を作製した。次いで、この泥漿を消泡剤、結合
剤、沈降防止剤等の補助剤を用いて調整し、所定の鋳型
に鋳込んで１００×７０×１０ｍｍの成形体を作製し
た。その後、常法に従って乾燥、脱脂してから、大気中
で１５５０℃の温度に昇温して焼成した。
【００１８】得られた各試料について、かさ密度、四点
曲げ強度（ＪＩＳ−１６０１に準拠）、熱膨張係数（２
０〜１０００℃）、大気中１１００℃×１００時間保持
後の熱分解率をそれぞれ測定し、その結果を表１に示し
た。また、ムライト（平均粒径０．４μｍ）を添加した
チタン酸アルミニウム、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 と共に
酸化鉄（平均粒径０．５μｍ）を添加したチタン酸アル
ミニウムも作製し、上記と同様の評価試験を行なった。
曲げ強度（ＪＩＳ−１６０１に準拠）、熱膨張係数（２
０〜１０００℃）、大気中１１００℃×１００時間保持
後の熱分解率をそれぞれ測定し、その結果を表１に示し
た。また、ムライト（平均粒径０．４μｍ）を添加した
チタン酸アルミニウム、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 と共に
酸化鉄（平均粒径０．５μｍ）を添加したチタン酸アル
ミニウムも作製し、上記と同様の評価試験を行なった。
【００１９】表１より明らかなように、本発明にかかる
焼結体（試料番号１〜５）は、比較例の焼結体（試料番
号７，８）と比較すると、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 を所
定量添加することによって低熱膨張性を損なうことなく
機械的強度も高く、かつ熱分解特性も極めて良好である
ことが分かる。また、表１から明らかなように、本発明
焼結体（試料番号３）と、ムライトとして添加した比較
焼結体（試料番号９）と比較しても、低熱膨張性を損な
わずに、機械的強度と熱分解特性とが非常にバランス良
く向上していることが分かる。特に、ＳｉＯ2 及びＡｌ
2 Ｏ3 の量はＳｉＯ2 を１．４重量％以上４．２重量％
以下、Ａｌ2 Ｏ3 を３．６重量％以上１０．８重量％以
下の、ムライトに換算して５重量％以上１５重量％以下
の添加量が、低熱膨張性を損なわずに、機械的強度と熱
分解特性とが非常にバランス良く向上していることが分
かる。
焼結体（試料番号１〜５）は、比較例の焼結体（試料番
号７，８）と比較すると、ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 を所
定量添加することによって低熱膨張性を損なうことなく
機械的強度も高く、かつ熱分解特性も極めて良好である
ことが分かる。また、表１から明らかなように、本発明
焼結体（試料番号３）と、ムライトとして添加した比較
焼結体（試料番号９）と比較しても、低熱膨張性を損な
わずに、機械的強度と熱分解特性とが非常にバランス良
く向上していることが分かる。特に、ＳｉＯ2 及びＡｌ
2 Ｏ3 の量はＳｉＯ2 を１．４重量％以上４．２重量％
以下、Ａｌ2 Ｏ3 を３．６重量％以上１０．８重量％以
下の、ムライトに換算して５重量％以上１５重量％以下
の添加量が、低熱膨張性を損なわずに、機械的強度と熱
分解特性とが非常にバランス良く向上していることが分
かる。
【００２０】更に、表１から明らかなように、本発明焼
結体（試料番号３）とＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 と共に酸
化鉄を添加した本発明焼結体（試料番号６）とを比較す
ると、低熱膨張性を損なわずに、更に機械的強度が向上
していることが分かる。なお、標準検量線を用いた粉末
Ｘ線回折による試料番号１から９の試料中のムライトの
定量測定を行った結果、焼結体中のムライト含有量は表
１のような結果となり、実施例の焼結体では粉末Ｘ線回
折の結果、全ての焼結体でチタン酸アルミニウムとムラ
イトの二相しか確認されなかった。
結体（試料番号３）とＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 と共に酸
化鉄を添加した本発明焼結体（試料番号６）とを比較す
ると、低熱膨張性を損なわずに、更に機械的強度が向上
していることが分かる。なお、標準検量線を用いた粉末
Ｘ線回折による試料番号１から９の試料中のムライトの
定量測定を行った結果、焼結体中のムライト含有量は表
１のような結果となり、実施例の焼結体では粉末Ｘ線回
折の結果、全ての焼結体でチタン酸アルミニウムとムラ
イトの二相しか確認されなかった。
【００２１】表１から明らかなように、焼結体中のムラ
イト含有量は１重量％以上２０重量％以下が望ましいこ
とが分かる。
イト含有量は１重量％以上２０重量％以下が望ましいこ
とが分かる。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、チタン酸アルミニ
ウムに対し、所定量のＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 を含有す
る本発明のセラミック粉末によれば、本来の高融点、低
熱膨張を損なうことなく、機械的強度や熱分解性を向上
させる焼結体を得ることが出来る。また、本発明セラミ
ック粉末を用いた泥漿の鋳込み成形により製品を作製す
ることで、製品中の成分の均質化が図られるため、製品
の均質性、製品歩留りの向上、大量生産性に有利に働
き、それが工業的に簡単な製造技術を確立して、セラミ
ック製品の実用化に大きく貢献する。
ウムに対し、所定量のＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 を含有す
る本発明のセラミック粉末によれば、本来の高融点、低
熱膨張を損なうことなく、機械的強度や熱分解性を向上
させる焼結体を得ることが出来る。また、本発明セラミ
ック粉末を用いた泥漿の鋳込み成形により製品を作製す
ることで、製品中の成分の均質化が図られるため、製品
の均質性、製品歩留りの向上、大量生産性に有利に働
き、それが工業的に簡単な製造技術を確立して、セラミ
ック製品の実用化に大きく貢献する。
Claims (3)
- 【請求項１】 ＳｉＯ2 ：０．３重量％以上、５．６重
量％以下、Ａｌ2 Ｏ 3 ：０．７重量％以上、１４．４重
量％以下を含有し、残部が主としてチタン酸アルミニウ
ムからなるチタン酸アルミニウムセラミック粉末。 - 【請求項２】 請求項１記載の粉末を焼成し、ムライ
ト：１重量％以上、２０重量％以下を含有するセラミッ
ク焼結体を製造することを特徴とするチタン酸アルミニ
ウムセラミック焼結体の製造方法。 - 【請求項３】 含有するＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 のモル比
が２／３以上の粉末である請求項２記載のチタン酸アル
ミニウムセラミック焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5155212A JPH0725662A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | チタン酸アルミニウムセラミック粉末及びその焼結体製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5155212A JPH0725662A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | チタン酸アルミニウムセラミック粉末及びその焼結体製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0725662A true JPH0725662A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=15600963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5155212A Withdrawn JPH0725662A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | チタン酸アルミニウムセラミック粉末及びその焼結体製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0725662A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007015495A1 (ja) | 2005-08-01 | 2007-02-08 | Hitachi Metals, Ltd. | セラミックハニカム構造体の製造方法 |
| KR100900996B1 (ko) * | 2007-11-22 | 2009-06-04 | 한국표준과학연구원 | 삼원계 탄화물 세라믹 소결체의 제조 방법 |
| JP2009184903A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-08-20 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法 |
| JP2010013293A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系セラミックス粉末の製造方法 |
| WO2010143494A1 (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-16 | 大塚化学株式会社 | 柱状チタン酸アルミニウム及びその製造方法並びにハニカム構造体 |
| WO2010143493A1 (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-16 | 大塚化学株式会社 | 柱状チタン酸アルミニウム及びその製造方法並びにハニカム構造体 |
| USRE42352E1 (en) * | 2002-11-01 | 2011-05-10 | Ohcera Co., Ltd. | Method for producing aluminum magnesium titanate sintered product |
| USRE42646E1 (en) * | 2002-04-26 | 2011-08-23 | Ohcera Co., Ltd. | Method for producing aluminum titanate sintered compact |
| CN110508269A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-29 | 景德镇陶瓷大学 | 一种黑色二氧化钛基复合材料的制备方法 |
| CN116477961A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-07-25 | 揭阳恒成陶瓷科技有限公司 | 一种钛酸铝-莫来石高热震高强度陶瓷材料及其制备方法 |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5155212A patent/JPH0725662A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE42646E1 (en) * | 2002-04-26 | 2011-08-23 | Ohcera Co., Ltd. | Method for producing aluminum titanate sintered compact |
| USRE42352E1 (en) * | 2002-11-01 | 2011-05-10 | Ohcera Co., Ltd. | Method for producing aluminum magnesium titanate sintered product |
| WO2007015495A1 (ja) | 2005-08-01 | 2007-02-08 | Hitachi Metals, Ltd. | セラミックハニカム構造体の製造方法 |
| US9023270B2 (en) | 2005-08-01 | 2015-05-05 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for producing ceramic honeycomb structure |
| KR100900996B1 (ko) * | 2007-11-22 | 2009-06-04 | 한국표준과학연구원 | 삼원계 탄화물 세라믹 소결체의 제조 방법 |
| JP2009184903A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-08-20 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法 |
| JP2012162455A (ja) * | 2008-01-09 | 2012-08-30 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法 |
| JP2010013293A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | チタン酸アルミニウム系セラミックス粉末の製造方法 |
| WO2010143494A1 (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-16 | 大塚化学株式会社 | 柱状チタン酸アルミニウム及びその製造方法並びにハニカム構造体 |
| JP2010285295A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Otsuka Chem Co Ltd | 柱状チタン酸アルミニウム及びその製造方法並びにハニカム構造体 |
| JP2010285294A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Otsuka Chem Co Ltd | 柱状チタン酸アルミニウム及びその製造方法並びにハニカム構造体 |
| WO2010143493A1 (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-16 | 大塚化学株式会社 | 柱状チタン酸アルミニウム及びその製造方法並びにハニカム構造体 |
| CN110508269A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-29 | 景德镇陶瓷大学 | 一种黑色二氧化钛基复合材料的制备方法 |
| CN110508269B (zh) * | 2019-08-23 | 2021-07-06 | 景德镇陶瓷大学 | 一种黑色二氧化钛基复合材料的制备方法 |
| CN116477961A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-07-25 | 揭阳恒成陶瓷科技有限公司 | 一种钛酸铝-莫来石高热震高强度陶瓷材料及其制备方法 |
| CN116477961B (zh) * | 2023-05-16 | 2024-06-18 | 揭阳恒成陶瓷科技有限公司 | 一种钛酸铝-莫来石高热震高强度陶瓷材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2828986B2 (ja) | セラミックス焼結体 | |
| JP2533992B2 (ja) | アルミニウムチタネ―トセラミックス及びその製造方法 | |
| JPH07277814A (ja) | アルミナ基セラミックス焼結体 | |
| JPH0725662A (ja) | チタン酸アルミニウムセラミック粉末及びその焼結体製造方法 | |
| JPH06239660A (ja) | セラミック切削工具材料 | |
| JPH04305054A (ja) | アルミニウムチタネート構造体とその製造方法 | |
| JP2632218B2 (ja) | セラミック焼結体の製造方法 | |
| JP3279885B2 (ja) | アルミナ質焼結体の製造方法 | |
| JPH06305828A (ja) | チタン酸アルミニウム複合材料及びその製造方法 | |
| JP2002137962A (ja) | ムライト質焼結体からなる熱処理用部材 | |
| JP2002167267A (ja) | 低熱膨張セラミックス及びその製造方法 | |
| JPH0640766A (ja) | 高強度低熱膨張セラミックス | |
| JP3559413B2 (ja) | アルミナ質焼結体およびその製造方法 | |
| JP3121996B2 (ja) | アルミナ質焼結体 | |
| JPH06227860A (ja) | セラミック焼結体及びその製造方法 | |
| JPS6251913B2 (ja) | ||
| JPS62291539A (ja) | 機械的特性測定用治具 | |
| JP3176143B2 (ja) | 部分安定化ジルコニア焼結体 | |
| JPH05170530A (ja) | セラミック焼結体およびその製造方法 | |
| JPH0717764A (ja) | チタン酸アルミニウム焼結体及びその製造方法 | |
| JP2844908B2 (ja) | 複合焼結体及びその製造方法 | |
| JP3155054B2 (ja) | ジルコニア質耐火物セッター | |
| JPH0551251A (ja) | セラミツク焼成体及びその製造方法 | |
| JPH0753257A (ja) | チタン酸アルミニウム質焼結体の製造法 | |
| JPH0524912A (ja) | ムライトセラミツクスの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |