JPH075361B2 - チタン酸アルミニウム―ムライト系セラミック体 - Google Patents
チタン酸アルミニウム―ムライト系セラミック体Info
- Publication number
- JPH075361B2 JPH075361B2 JP2104394A JP10439490A JPH075361B2 JP H075361 B2 JPH075361 B2 JP H075361B2 JP 2104394 A JP2104394 A JP 2104394A JP 10439490 A JP10439490 A JP 10439490A JP H075361 B2 JPH075361 B2 JP H075361B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum titanate
- mullite
- ceramic body
- thermal
- thermal expansion
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐熱性が高く、耐熱衝撃性と熱衝撃耐久性が
良好な性能を有する、チタン酸アルミニウムとライトと
を主な結晶相とするセラミック体に関するものである。
良好な性能を有する、チタン酸アルミニウムとライトと
を主な結晶相とするセラミック体に関するものである。
（従来の技術） 技術の発展により生ずる新しい社会的問題を解決するた
めの工業技術において、その工業技術に用いる材質に対
して、これまでにないような高度な性能の要求が生じて
いる。
めの工業技術において、その工業技術に用いる材質に対
して、これまでにないような高度な性能の要求が生じて
いる。
耐蝕性に優れたセラミックスについて、さらに耐熱性お
よび耐熱衝撃性の優れたものが要求されるが、セラミッ
クスの耐熱衝撃性は、材料の熱膨張率、熱伝導率、強
度、弾性率、ポアソン比などの特性に影響されるととも
に、製品の大きさや形状、さらに加熱冷却状態すなわち
熱移動速度にも影響される。耐熱衝撃性に影響するこれ
らの諸特性のうち、特に熱膨張係数の寄与率が大であ
り、とりわけ、熱移動速度が大であるときには、熱膨張
係数のみに、大きく左右されることが知られており、耐
熱衝撃性に優れた低熱膨張率材料の開発が強く望まれる
とともに、同時にその材料の耐熱性の高いものが望まれ
ている。
よび耐熱衝撃性の優れたものが要求されるが、セラミッ
クスの耐熱衝撃性は、材料の熱膨張率、熱伝導率、強
度、弾性率、ポアソン比などの特性に影響されるととも
に、製品の大きさや形状、さらに加熱冷却状態すなわち
熱移動速度にも影響される。耐熱衝撃性に影響するこれ
らの諸特性のうち、特に熱膨張係数の寄与率が大であ
り、とりわけ、熱移動速度が大であるときには、熱膨張
係数のみに、大きく左右されることが知られており、耐
熱衝撃性に優れた低熱膨張率材料の開発が強く望まれる
とともに、同時にその材料の耐熱性の高いものが望まれ
ている。
一方チタン酸アルミニウム系の低熱膨張率のセラミック
スは、そのセラミックスを構成する結晶の結晶軸の方向
による熱膨張係数の差が大きく、セラミックスの内部に
熱応力が生じ、これが構成結晶や粒界の強度の限界を越
えると粒内や粒界に微細な亀裂を生ずるため、強度的に
弱いものとなり、製品としてクラックまたは破壊が生じ
易いものとなるから、高強度で低膨張な材料の開発が強
く望まれていた。
スは、そのセラミックスを構成する結晶の結晶軸の方向
による熱膨張係数の差が大きく、セラミックスの内部に
熱応力が生じ、これが構成結晶や粒界の強度の限界を越
えると粒内や粒界に微細な亀裂を生ずるため、強度的に
弱いものとなり、製品としてクラックまたは破壊が生じ
易いものとなるから、高強度で低膨張な材料の開発が強
く望まれていた。
このような要望に応えるものとして、結晶相の主成分が
酸化マグネシウム−酸化アルミニウム−酸化チタン−酸
化鉄−酸化珪素からなる低膨張セラミックスが開発され
た〔特公昭59−19069号公報〕。
酸化マグネシウム−酸化アルミニウム−酸化チタン−酸
化鉄−酸化珪素からなる低膨張セラミックスが開発され
た〔特公昭59−19069号公報〕。
その後、主結晶相としてチタン酸アルミニウムおよびム
ライトを含み、焼結助剤として酸化鉄およびまたは希土
類金属酸化物を用い、チタン酸アルミニウムの低膨張性
を失わない量を添加した材料が開発された〔特開昭60−
36364号公報〕。
ライトを含み、焼結助剤として酸化鉄およびまたは希土
類金属酸化物を用い、チタン酸アルミニウムの低膨張性
を失わない量を添加した材料が開発された〔特開昭60−
36364号公報〕。
（発明が解決しようとする課題） 上記のような材料は、高い耐火性、高い耐熱衝撃性、高
い機械的強度を兼ね備え、連続高温下におけるチタン酸
アルミニウムの結晶安定性を配慮した優秀なセラミック
ス体であるが、両公報に示されるような細かい孔が多数
開いているハニカムタイプの触媒コンバーターなどを製
作し、使用すると、使用される熱サイクルにより次第に
寸法が元の寸法よりも大となって元の寸法に戻らなくな
り、亀裂を生じてやがて破壊される。すなわち、熱サイ
クルを経過した場合の耐久性に今一歩劣るという問題点
がある。
い機械的強度を兼ね備え、連続高温下におけるチタン酸
アルミニウムの結晶安定性を配慮した優秀なセラミック
ス体であるが、両公報に示されるような細かい孔が多数
開いているハニカムタイプの触媒コンバーターなどを製
作し、使用すると、使用される熱サイクルにより次第に
寸法が元の寸法よりも大となって元の寸法に戻らなくな
り、亀裂を生じてやがて破壊される。すなわち、熱サイ
クルを経過した場合の耐久性に今一歩劣るという問題点
がある。
しかしながら、チタン酸アルミニウム−ムライト系材料
の従来の改良は、連続高温下におけるチタン酸アルミニ
ウムの結晶安定性に重点があり、耐火性、耐熱性、耐熱
衝撃性、高機械的強度を兼ね備えた上で、さらにその熱
サイクル耐久性をも兼ね備えた材料を得ることは、極め
て困難な技術であるという問題点がある。
の従来の改良は、連続高温下におけるチタン酸アルミニ
ウムの結晶安定性に重点があり、耐火性、耐熱性、耐熱
衝撃性、高機械的強度を兼ね備えた上で、さらにその熱
サイクル耐久性をも兼ね備えた材料を得ることは、極め
て困難な技術であるという問題点がある。
本発明はこの困難な問題点を解決したセラミック体を提
供することを目的とし、特にムライト質のガラス相に着
目して、このムライト系マトリックスのガラス相を極少
にすることを狙いとするものである。
供することを目的とし、特にムライト質のガラス相に着
目して、このムライト系マトリックスのガラス相を極少
にすることを狙いとするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明のチタン酸アルミニウム−ムライト系セラミック
体は、化学組成がMgO:0.8％以下、Al2O3:53〜74％、TiO
2:14〜33％、Fe2O3:1.2〜５％、SiO2:6〜20％、CaO＋Na
2O＋K2O:0.3％以下であり、焼結体のムライト系マトリ
ックス中のガラス量が焼結体断面で測定して５％以下で
あることを必須の構成とするものである。
体は、化学組成がMgO:0.8％以下、Al2O3:53〜74％、TiO
2:14〜33％、Fe2O3:1.2〜５％、SiO2:6〜20％、CaO＋Na
2O＋K2O:0.3％以下であり、焼結体のムライト系マトリ
ックス中のガラス量が焼結体断面で測定して５％以下で
あることを必須の構成とするものである。
そして、40〜800℃間の平均熱膨張係数が−2.0〜2.0×1
0-6/℃であること、40℃から1260℃までの昇温時間６
分、1260℃から40℃までの冷却時間５分の熱サイクルに
40回曝した後の直線寸法増加が1.0％以下であること、
昇温速度５℃/min、冷却速度５℃/minで40〜1260℃〜30
0℃のヒートサイクルで、昇温時の熱膨張曲線値と冷却
時の熱膨張曲線値との同一温度での差の最大値が0.18％
以下であること、さらに、セラミック体がハニカム構造
体であることを好ましい実施態様とするものである。
0-6/℃であること、40℃から1260℃までの昇温時間６
分、1260℃から40℃までの冷却時間５分の熱サイクルに
40回曝した後の直線寸法増加が1.0％以下であること、
昇温速度５℃/min、冷却速度５℃/minで40〜1260℃〜30
0℃のヒートサイクルで、昇温時の熱膨張曲線値と冷却
時の熱膨張曲線値との同一温度での差の最大値が0.18％
以下であること、さらに、セラミック体がハニカム構造
体であることを好ましい実施態様とするものである。
なお化学組成の％は重量％で表わしたものである。
ここで、焼結体のムライト系マトリックス中のガラス量
が焼結体断面で測定して５％以下であることとは、焼結
体の研磨断面の走査型電子顕微鏡（SEM）写真上で気孔
の面積およびチタン酸アルミニウムの面積を除いたムラ
イト系マトリックスの面積とガラス相の面積をプラニメ
ータで測定し、 ガラス量（面積％）＝ ガラス相面積／ムライト系マトリックス面積×100 で表わしたものをいう。
が焼結体断面で測定して５％以下であることとは、焼結
体の研磨断面の走査型電子顕微鏡（SEM）写真上で気孔
の面積およびチタン酸アルミニウムの面積を除いたムラ
イト系マトリックスの面積とガラス相の面積をプラニメ
ータで測定し、 ガラス量（面積％）＝ ガラス相面積／ムライト系マトリックス面積×100 で表わしたものをいう。
従来の材質の一例ではムライト系マトリックス中にはム
ライト結晶で囲まれた多角形の部分があり、この部分の
化学成分を分析すると、部分的なバラツキがあるものの
代表的な値としてSiO2:68％、Al2O3:24％、TiO2:4.4
％、CaO:1.0％、KNaO:2.0％の組成を有する。この組成
はガラス相を形成する組成に相当し、本発明において
は、この部分をムライト系マトリックス中のガラス相と
称することとした。
ライト結晶で囲まれた多角形の部分があり、この部分の
化学成分を分析すると、部分的なバラツキがあるものの
代表的な値としてSiO2:68％、Al2O3:24％、TiO2:4.4
％、CaO:1.0％、KNaO:2.0％の組成を有する。この組成
はガラス相を形成する組成に相当し、本発明において
は、この部分をムライト系マトリックス中のガラス相と
称することとした。
（実施例） 実施例は第１表、第２表に示す通りである。
表中のATはチタン酸アルミニウム原料を示し、MUはムラ
イト原料を示す。
イト原料を示す。
40℃から1260℃までの昇温時間６分、1260℃から40℃ま
での冷却時間５分の熱サイクルに試験体を40回曝す熱サ
イクル試験のヒートカーブは、第１図に示すようなもの
である。これに用いる試験体の大きさは、1.27センチ角
のもので、試験前後の大きさをスーパーマイクロメータ
を用いて精密測定する。
での冷却時間５分の熱サイクルに試験体を40回曝す熱サ
イクル試験のヒートカーブは、第１図に示すようなもの
である。これに用いる試験体の大きさは、1.27センチ角
のもので、試験前後の大きさをスーパーマイクロメータ
を用いて精密測定する。
熱膨張ヒステリシスは焼結体中のマイクロクラックの存
在を示すものとして知られているが、チタン酸アルミニ
ウムセラミックも焼結体中のマイクロクラックによって
大きな熱膨張ヒステリシスを示す。マイクロクラックの
状態を示す熱膨張ヒステリシスと熱サイクルに曝しての
寸法増加とは密接な関係にあり、加熱冷却時の熱膨張曲
線における同一温度での熱膨張率差が0.18％を越えると
熱サイクルによる寸法増加が40サイクル試験で１％を越
える相関があることが実験により確かめられている。
在を示すものとして知られているが、チタン酸アルミニ
ウムセラミックも焼結体中のマイクロクラックによって
大きな熱膨張ヒステリシスを示す。マイクロクラックの
状態を示す熱膨張ヒステリシスと熱サイクルに曝しての
寸法増加とは密接な関係にあり、加熱冷却時の熱膨張曲
線における同一温度での熱膨張率差が0.18％を越えると
熱サイクルによる寸法増加が40サイクル試験で１％を越
える相関があることが実験により確かめられている。
ムライト系マトリックス中のガラス相の様子を第２図な
いし第５図で示す。
いし第５図で示す。
第２図は従来の材質の焼成されたままのもののSEMによ
る1300倍写真で、ガラス相（１）、ムライト結晶
（２）、チタン酸アルミニウム（３）、気孔（４）が見
られる。第３図はこの従来の材質を後記する1260℃〜40
℃間の熱サイクル250回を経たもののSEMによる1300倍写
真で、ここではムライト系マトリックスなどにおいてガ
ラス相は見られない。第４図は本発明の実施例３の材質
の焼成されたままのもののSEMによる1300倍写真で、ム
ライト系マトリックス中にガラス相は見られない。第５
図は本発明の実施例３の材質のものを後記する1260℃〜
40℃間の熱サイクル250回を経たもののSEMによる1300倍
写真で、ここでは熱サイクルを経た後のものであって
も、チタン酸アルミニウム結晶およびムライト系マトリ
ックスに従来のもののような変化は見られない。
る1300倍写真で、ガラス相（１）、ムライト結晶
（２）、チタン酸アルミニウム（３）、気孔（４）が見
られる。第３図はこの従来の材質を後記する1260℃〜40
℃間の熱サイクル250回を経たもののSEMによる1300倍写
真で、ここではムライト系マトリックスなどにおいてガ
ラス相は見られない。第４図は本発明の実施例３の材質
の焼成されたままのもののSEMによる1300倍写真で、ム
ライト系マトリックス中にガラス相は見られない。第５
図は本発明の実施例３の材質のものを後記する1260℃〜
40℃間の熱サイクル250回を経たもののSEMによる1300倍
写真で、ここでは熱サイクルを経た後のものであって
も、チタン酸アルミニウム結晶およびムライト系マトリ
ックスに従来のもののような変化は見られない。
また熱膨張係数の測定には、単位面積毎平方センチ当り
80個の細孔を有し、最高の隔壁の厚みが150μｍのハニ
カム構造体を押出し、細孔の方向のものとして採取した
長さ50mmのテストピースを用いた。
80個の細孔を有し、最高の隔壁の厚みが150μｍのハニ
カム構造体を押出し、細孔の方向のものとして採取した
長さ50mmのテストピースを用いた。
実施例、参考例に用いたチタン酸アルミニウム原料に配
合した単味原料は、精製ルチル、ローソーダアルミナ、
並ソーダアルミナ、酸化鉄、高純度マグネシアであり、
ムライト原料に配合した単味原料は、高純度カオリン、
ローソーダアルミナ、高純度シリカ、高純度アルミナで
ある。
合した単味原料は、精製ルチル、ローソーダアルミナ、
並ソーダアルミナ、酸化鉄、高純度マグネシアであり、
ムライト原料に配合した単味原料は、高純度カオリン、
ローソーダアルミナ、高純度シリカ、高純度アルミナで
ある。
実施例、参考例のその他の特性評価にもハニカム構造体
のものを用いた。
のものを用いた。
実施例２ないし実施例４および参考例１、参考例５は、
チタン酸アルミニウム原料を1600℃に焼成し、ムライト
原料は生原料として配合したもので、その量比を35:65,
40:60,50:50,65:35,70:30に変化させたものである。こ
れによれば、参考例１においては熱膨張係数が高くな
り、また参考例５においては、ムライト系マトリックス
中のガラス相が増大し熱サイクルによる寸法変化が大と
なり、いずれも性能の低下をきたすから、チタン酸アル
ミニウムとムライトとの量的関係がチタン酸アルミニウ
ム原料を40〜65％、ムライト原料35〜60％の範囲内でな
ければならないことがわかる。
チタン酸アルミニウム原料を1600℃に焼成し、ムライト
原料は生原料として配合したもので、その量比を35:65,
40:60,50:50,65:35,70:30に変化させたものである。こ
れによれば、参考例１においては熱膨張係数が高くな
り、また参考例５においては、ムライト系マトリックス
中のガラス相が増大し熱サイクルによる寸法変化が大と
なり、いずれも性能の低下をきたすから、チタン酸アル
ミニウムとムライトとの量的関係がチタン酸アルミニウ
ム原料を40〜65％、ムライト原料35〜60％の範囲内でな
ければならないことがわかる。
つぎに実施例６と参考例７および参考例８とを比較する
と、特にチタン酸アルミニウム中のアルカリ成分が増加
すると、ムライト系マトリックス中のガラス相が増大
し、熱サイクルによる寸法変化が大となるから、チタン
酸アルミニウム原料中のNa2O＋K2Oは0.15％以下である
ことが必要であることがわかる。実施例９と参考例10お
よび参考例11との比較においても同様である。
と、特にチタン酸アルミニウム中のアルカリ成分が増加
すると、ムライト系マトリックス中のガラス相が増大
し、熱サイクルによる寸法変化が大となるから、チタン
酸アルミニウム原料中のNa2O＋K2Oは0.15％以下である
ことが必要であることがわかる。実施例９と参考例10お
よび参考例11との比較においても同様である。
実施例９および実施例12と参考例13とを比較すると、Mg
Oの量が1.0％を越えるとムライト系マトリックス中のガ
ラス相が増大し、熱サイクルによる寸法変化が大となる
から、MgOは１％以下でなければならないことがわか
る。
Oの量が1.0％を越えるとムライト系マトリックス中のガ
ラス相が増大し、熱サイクルによる寸法変化が大となる
から、MgOは１％以下でなければならないことがわか
る。
実施例15および実施例16と、参考例14および参考例17と
を比較すると、チタン酸アルミニウム中のAl2O3が45％
未満でTiO2が50％を越えるときは、熱サイクルによる寸
法変化が大となり、またAl2O3が62.0％を越えTiO2が34
％未満では、熱膨張係数が高くなり、いずれも性能が低
下することがわかる。
を比較すると、チタン酸アルミニウム中のAl2O3が45％
未満でTiO2が50％を越えるときは、熱サイクルによる寸
法変化が大となり、またAl2O3が62.0％を越えTiO2が34
％未満では、熱膨張係数が高くなり、いずれも性能が低
下することがわかる。
実施例18および実施例20と参考例19および参考例21とを
比較すると、チタン酸アルミニウム中のFe2O3が7.0％を
越えるとき、またはSiO2が１％を越えるときは、熱サイ
クルによる寸法変化が大となり、性能が低下することが
わかる。
比較すると、チタン酸アルミニウム中のFe2O3が7.0％を
越えるとき、またはSiO2が１％を越えるときは、熱サイ
クルによる寸法変化が大となり、性能が低下することが
わかる。
つぎに実施例24および実施例25と、参考例23、参考例2
6、参考例27および参考例28とを比較すると、ムライト
原料中のAl2O3が82％を越えるときは、ムライト系マト
リックス中にコランダム結晶が多く混在するようにな
り、熱膨張係数が高くなるが、コランダム結晶が熱膨張
係数に影響しない程度の数％存在するのは差支えない。
6、参考例27および参考例28とを比較すると、ムライト
原料中のAl2O3が82％を越えるときは、ムライト系マト
リックス中にコランダム結晶が多く混在するようにな
り、熱膨張係数が高くなるが、コランダム結晶が熱膨張
係数に影響しない程度の数％存在するのは差支えない。
Al2O3が68％未満であるとムライト系マトリックス中の
ガラス相の量が増大し、熱サイクルによる寸法の増大を
きたす。またSiO2が18％未満であるときは熱膨張係数が
大となり、SiO2が32％を越えるときはムライト系マトリ
ックス中のガラス相が増大して熱サイクルによる寸法の
変化が大となる。また、ムライト原料中のFe2O3＋TiO2
＋CaO＋MgO＋Na2O＋K2Oが0.8％を越え、特にそのうちの
Na2O＋K2Oが0.25％を越えるとムライト系マトリックス
中のガラス相が増大して、熱サイクルによる寸法の変化
が増大する。
ガラス相の量が増大し、熱サイクルによる寸法の増大を
きたす。またSiO2が18％未満であるときは熱膨張係数が
大となり、SiO2が32％を越えるときはムライト系マトリ
ックス中のガラス相が増大して熱サイクルによる寸法の
変化が大となる。また、ムライト原料中のFe2O3＋TiO2
＋CaO＋MgO＋Na2O＋K2Oが0.8％を越え、特にそのうちの
Na2O＋K2Oが0.25％を越えるとムライト系マトリックス
中のガラス相が増大して、熱サイクルによる寸法の変化
が増大する。
つぎに第２表に示すように、実施例３と同じ化学組成
で、チタン酸アルミニウム原料とムライト原料の焼成温
度を変化させたものを、第１表の実施例３、実施例22、
参考例35、第２表の実施例30、実施例31、実施例32、参
考例29、参考例33、参考例34として比較すると、焼成温
度が1550℃未満では熱膨張係数が増大する。1700℃を越
えると製品の焼成変形が大きくなる。チタン酸アルミニ
ウム原料またはムライト原料の焼成温度が素地の焼成温
度よりも高いときは、チタン酸アルミニウムとムライト
相互の物質移動が抑制され、ムライト相の純度を保持す
ることができる。したがって、原料の焼成温度は素地の
焼成温度よりも高いほうが良い。チタン酸アルミニウム
原料、またはムライト原料をともに焼成しないときは、
参考例35にみるように、ムライト系マトリックス中のガ
ラス相の量が増大して、熱サイクルによる寸法の変化が
大となる。
で、チタン酸アルミニウム原料とムライト原料の焼成温
度を変化させたものを、第１表の実施例３、実施例22、
参考例35、第２表の実施例30、実施例31、実施例32、参
考例29、参考例33、参考例34として比較すると、焼成温
度が1550℃未満では熱膨張係数が増大する。1700℃を越
えると製品の焼成変形が大きくなる。チタン酸アルミニ
ウム原料またはムライト原料の焼成温度が素地の焼成温
度よりも高いときは、チタン酸アルミニウムとムライト
相互の物質移動が抑制され、ムライト相の純度を保持す
ることができる。したがって、原料の焼成温度は素地の
焼成温度よりも高いほうが良い。チタン酸アルミニウム
原料、またはムライト原料をともに焼成しないときは、
参考例35にみるように、ムライト系マトリックス中のガ
ラス相の量が増大して、熱サイクルによる寸法の変化が
大となる。
（発明の効果） 本発明のチタン酸アルミニウム−ムライト系セラミック
体は、上記に詳しく説明したように、従来の材質と同様
1700℃以上の融点で高い耐火性を有し、高い耐熱衝撃性
のものであり、また従来の材質と同等ないしそれ以上の
高い機械的強度を兼ね備えた優秀なセラミックス体であ
り、細かい孔が多数開いているハニカムタイプの触媒コ
ンバーターなどを製作し、使用しても、多数回の熱サイ
クルによっても寸法が元の寸法よりも大となることはな
く、またマイクロクラックの伸張を抑制しているから、
熱サイクルによりやがて破壊されることもなく、チタン
酸アルミニウムが最も熱分解しやすい1100〜1200℃に長
時間保持する等温エージングにおいても、希土類などの
添加元素を用いて、前記のような、チタン酸アルミニウ
ムの熱安定性を目的とした従来の材質よりも結晶相が安
定であり、熱衝撃耐久性も抜群に優れているものが得ら
れ、耐火性、耐熱性、耐熱衝撃性、高機械的強度を兼ね
備えた上で、さらにその熱衝撃耐久性をも兼ね備えた材
料を得るという極めて困難な技術を克服したものであ
る。また、その用途も高温で高い耐熱衝撃性と熱衝撃耐
久性を要求される自動車用セラミックス部材、たとえば
マニホールド装着用のハニカム触媒担体、ポートライナ
ーなどや熱交換体さらにはキルンファニュチュアやその
他の耐熱、耐熱衝撃性セラミック部材として広く応用が
可能であり、その他ガスタービン部品、太陽エネルギー
レシーバー用耐熱セラミック材料、耐火物、化学工業用
陶磁器など耐熱性、耐熱衝撃性、熱衝撃耐久性、耐摩耗
性、耐触性などが要求されるセラミックス材料として広
く用い得るものであることと相俟って、本発明は産業の
発達に寄与するところ極めて大なるものがある。
体は、上記に詳しく説明したように、従来の材質と同様
1700℃以上の融点で高い耐火性を有し、高い耐熱衝撃性
のものであり、また従来の材質と同等ないしそれ以上の
高い機械的強度を兼ね備えた優秀なセラミックス体であ
り、細かい孔が多数開いているハニカムタイプの触媒コ
ンバーターなどを製作し、使用しても、多数回の熱サイ
クルによっても寸法が元の寸法よりも大となることはな
く、またマイクロクラックの伸張を抑制しているから、
熱サイクルによりやがて破壊されることもなく、チタン
酸アルミニウムが最も熱分解しやすい1100〜1200℃に長
時間保持する等温エージングにおいても、希土類などの
添加元素を用いて、前記のような、チタン酸アルミニウ
ムの熱安定性を目的とした従来の材質よりも結晶相が安
定であり、熱衝撃耐久性も抜群に優れているものが得ら
れ、耐火性、耐熱性、耐熱衝撃性、高機械的強度を兼ね
備えた上で、さらにその熱衝撃耐久性をも兼ね備えた材
料を得るという極めて困難な技術を克服したものであ
る。また、その用途も高温で高い耐熱衝撃性と熱衝撃耐
久性を要求される自動車用セラミックス部材、たとえば
マニホールド装着用のハニカム触媒担体、ポートライナ
ーなどや熱交換体さらにはキルンファニュチュアやその
他の耐熱、耐熱衝撃性セラミック部材として広く応用が
可能であり、その他ガスタービン部品、太陽エネルギー
レシーバー用耐熱セラミック材料、耐火物、化学工業用
陶磁器など耐熱性、耐熱衝撃性、熱衝撃耐久性、耐摩耗
性、耐触性などが要求されるセラミックス材料として広
く用い得るものであることと相俟って、本発明は産業の
発達に寄与するところ極めて大なるものがある。
第１図は熱サイクル試験のヒートカーブを示すグラフ、 第２図は従来の材質の焼成されたままのものの結晶の構
造を示すSEMによる1300倍写真、 第３図はこの従来の材質を1260℃〜40℃間の熱サイクル
250回を経たものの結晶の構造を示すSEMによる1300倍写
真、 第４図は本発明の実施例３の材質の焼成されたままのも
のの結晶の構造を示すSEMによる1300倍写真、 第５図は本発明の実施例３の材質のものを1260℃〜40℃
間の熱サイクル250回を経たものの結晶の構造を示すSEM
による1300倍写真である。
造を示すSEMによる1300倍写真、 第３図はこの従来の材質を1260℃〜40℃間の熱サイクル
250回を経たものの結晶の構造を示すSEMによる1300倍写
真、 第４図は本発明の実施例３の材質の焼成されたままのも
のの結晶の構造を示すSEMによる1300倍写真、 第５図は本発明の実施例３の材質のものを1260℃〜40℃
間の熱サイクル250回を経たものの結晶の構造を示すSEM
による1300倍写真である。
Claims (5)
- 【請求項１】化学組成がMgO:0.8％以下、Al2O3:53〜74
％、TiO2:14〜33％、Fe2O3:1.2〜５％、SiO2:6〜20％、
CaO＋Na2O＋K2O:0.3％以下であり、焼結体のムライト系
マトリックス中のガラス量が焼結体断面で測定して５％
以下であることを特徴とするチタン酸アルミニウム−ム
ライト系セラミック体。 - 【請求項２】40〜800℃間の平均熱膨張係数が−2.0〜2.
0×10-6/℃である特許請求の範囲第１項記載のチタン酸
アルミニウム−ムライト系セラミック体。 - 【請求項３】40℃から1260℃までの昇温時間６分、1260
℃から40℃までの冷却時間５分の熱サイクルに40回曝し
た後の直線寸法増加が、1.0％以下である特許請求の範
囲第１項記載のチタン酸アルミニウム−ムライト系セラ
ミック体。 - 【請求項４】昇温速度５℃/min、冷却速度５℃/minで40
℃〜1260℃〜300℃のヒートサイクルで、昇温時の熱膨
張曲線値と冷却時の熱膨張曲線値との同一温度での差の
最大値が0.18％以下である特許請求の範囲第１項記載の
チタン酸アルミニウム−ムライト系セラミック体。 - 【請求項５】セラミック体がハニカム構造体である特許
請求の範囲第１項記載のチタン酸アルミニウム−ムライ
ト系セラミック体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104394A JPH075361B2 (ja) | 1990-04-21 | 1990-04-21 | チタン酸アルミニウム―ムライト系セラミック体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104394A JPH075361B2 (ja) | 1990-04-21 | 1990-04-21 | チタン酸アルミニウム―ムライト系セラミック体 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60161712A Division JPS6221756A (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | チタン酸アルミニウム―ムライト系セラミック体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH038757A JPH038757A (ja) | 1991-01-16 |
| JPH075361B2 true JPH075361B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=14379520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2104394A Expired - Fee Related JPH075361B2 (ja) | 1990-04-21 | 1990-04-21 | チタン酸アルミニウム―ムライト系セラミック体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075361B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4588183B2 (ja) * | 1999-09-06 | 2010-11-24 | 株式会社日本触媒 | セラミックス体、触媒用担体、それらの製造方法、該担体を用いてなる酸化エチレン製造用触媒、その製造方法および酸化エチレンの製造方法 |
| JP4750415B2 (ja) * | 2002-07-31 | 2011-08-17 | コーニング インコーポレイテッド | チタン酸アルミニウムベースのセラミック製品 |
| KR100752520B1 (ko) * | 2005-03-07 | 2007-08-29 | (주)케이에이치 케미컬 | 내부식성 세라믹 재료 및 이를 사용한 필터, 이들의제조방법 |
| JP4851760B2 (ja) | 2005-09-16 | 2012-01-11 | 日本碍子株式会社 | 多孔質体の製造方法 |
| JP5000873B2 (ja) | 2005-09-21 | 2012-08-15 | 日本碍子株式会社 | 多孔質体の製造方法 |
| EP2903951B1 (en) * | 2012-10-05 | 2018-05-09 | Imerys | Ceramic structures |
| CN113024266A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-06-25 | 华南理工大学 | 一种莫来石增强柔性钛酸铝陶瓷及其制备方法 |
| CN113336534B (zh) * | 2021-06-28 | 2023-06-02 | 武汉理工大学 | 一种不含锂矿物的低热膨胀日用陶瓷及其制备方法 |
| CN115417680B (zh) * | 2022-08-26 | 2023-07-25 | 郑州荣盛窑炉耐火材料有限公司 | 一种钛酸铝-莫来石质高热震窑具用耐火材料及其制备方法 |
-
1990
- 1990-04-21 JP JP2104394A patent/JPH075361B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH038757A (ja) | 1991-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0210813B1 (en) | Aluminum titanate.-mullite base ceramics | |
| JP6263198B2 (ja) | 菫青石チタン酸アルミニウムマグネシウム組成物、およびこれを含んでなるセラミック物品 | |
| EP0037868A1 (en) | Method of producing low-expansion ceramic materials | |
| EP1514857A4 (en) | METHOD FOR PRODUCING AN ALUMINUM TITANATE SINTERED BODY | |
| US5422324A (en) | Aluminum titanate ceramic and process for producing the same | |
| JPS649266B2 (ja) | ||
| KR20110089348A (ko) | 플라즈마에 노출되는 세라믹 구성요소들을 결합시키기 위한 내부식성 결합제 | |
| JPH0558722A (ja) | アルミニウムチタネートセラミツクス及びその製造方法 | |
| JP2005314215A (ja) | 緻密質コーディエライト焼結体及びその製造方法 | |
| JPH075361B2 (ja) | チタン酸アルミニウム―ムライト系セラミック体 | |
| JPS5919068B2 (ja) | 低膨脹性セラミックス | |
| US4883781A (en) | Heat resisting low expansion zirconyl phosphate-zircon composite | |
| JPH04305054A (ja) | アルミニウムチタネート構造体とその製造方法 | |
| Ulbricht et al. | Technological measures to improve the thermal shock resistance of refractory materials | |
| JP4612331B2 (ja) | フロートバス用耐火材及びフロートバス | |
| CN101029416A (zh) | 一种用于高温快速测温传感器的多晶材料 | |
| JP2002128563A (ja) | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 | |
| JPH03197356A (ja) | ジルコニア耐火物とその製造方法 | |
| JP2000351679A (ja) | 炭化ケイ素質多孔体の製造方法および炭化ケイ素質多孔体 | |
| JP2001302337A (ja) | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 | |
| JP4568979B2 (ja) | コーディエライト緻密焼結体及びその製造法 | |
| JPH0524106B2 (ja) | ||
| JPS60186462A (ja) | 耐熱衝撃性耐火物 | |
| JPH02217356A (ja) | 鋳ぐるみ用セラミック材料とその製造方法 | |
| GB2287933A (en) | Glazing ceramic materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |