JPH082980A - 断熱用ジルコニア質耐火物及びその製造方法 - Google Patents
断熱用ジルコニア質耐火物及びその製造方法Info
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- JPH082980A JPH082980A JP13577994A JP13577994A JPH082980A JP H082980 A JPH082980 A JP H082980A JP 13577994 A JP13577994 A JP 13577994A JP 13577994 A JP13577994 A JP 13577994A JP H082980 A JPH082980 A JP H082980A
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- C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、１２００〜２２００℃とい
った高温から超高温域で使用される高温工業炉などの断
熱質構造に好適な断熱用ジルコニア質耐火物及びその製
造方法を提供することにある。 【構成】 本発明の断熱用ジルコニア質耐火物は実質上
ジルコニアよりなり、０.１〜５.０ｍｍの意図的に造ら
れた気孔を有し、且つ全気孔率が３０〜６０％の範囲内
にあることを特徴とし、該耐火物は０.１〜５.０ｍｍの
粒径を有するジルコニア質軽量骨材と、０.１〜５.０ｍ
ｍの粒径を有する気孔形成材をジルコニア質軽量骨材／
気孔形成材体積比１／１〜８／１の割合で配合してなる
混合物２０〜４０重量％及び０.５ｍｍ未満の粒径を有
するジルコニア微粉６０〜８０重量％を含有してなる原
料混合物を使用して製造することができる。
った高温から超高温域で使用される高温工業炉などの断
熱質構造に好適な断熱用ジルコニア質耐火物及びその製
造方法を提供することにある。 【構成】 本発明の断熱用ジルコニア質耐火物は実質上
ジルコニアよりなり、０.１〜５.０ｍｍの意図的に造ら
れた気孔を有し、且つ全気孔率が３０〜６０％の範囲内
にあることを特徴とし、該耐火物は０.１〜５.０ｍｍの
粒径を有するジルコニア質軽量骨材と、０.１〜５.０ｍ
ｍの粒径を有する気孔形成材をジルコニア質軽量骨材／
気孔形成材体積比１／１〜８／１の割合で配合してなる
混合物２０〜４０重量％及び０.５ｍｍ未満の粒径を有
するジルコニア微粉６０〜８０重量％を含有してなる原
料混合物を使用して製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１２００〜２２００℃
の高温から超高温域にて適用できる断熱用ジルコニア質
耐火物及びその製造方法に関するものである。
の高温から超高温域にて適用できる断熱用ジルコニア質
耐火物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】２２００℃に近い超高温域の酸化雰囲気
における耐火物として適する材質は蒸気圧が低く、化学
的に安定しているジルコニアである。ジルコニアは、融
点が約２８００℃であり、酸化物の中で最も安定した材
料の一つである。また、ジルコニアは、熱伝導率が比較
的低く、断熱性に優れているものの、通常の成形方法に
より製造できるジルコニア質耐火物の密度は７０％以上
(全気孔率３０％以下)である。ところが断熱性を上げる
目的で、これより更に密度を下げていく(気孔率を上げ
る)場合、強度の低下という問題が生じてくる。このた
め一般的に気孔部分を造るために、予めジルコニアを溶
融し中空にした軽量骨材を原料の一つとして使用してい
る。
における耐火物として適する材質は蒸気圧が低く、化学
的に安定しているジルコニアである。ジルコニアは、融
点が約２８００℃であり、酸化物の中で最も安定した材
料の一つである。また、ジルコニアは、熱伝導率が比較
的低く、断熱性に優れているものの、通常の成形方法に
より製造できるジルコニア質耐火物の密度は７０％以上
(全気孔率３０％以下)である。ところが断熱性を上げる
目的で、これより更に密度を下げていく(気孔率を上げ
る)場合、強度の低下という問題が生じてくる。このた
め一般的に気孔部分を造るために、予めジルコニアを溶
融し中空にした軽量骨材を原料の一つとして使用してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この軽量骨材は一般的
には粒径が５〜０.１ｍｍであるため耐火物の原料の内
では粗、中粒としての挙動を示す。そのため微粉部分に
比べて焼成過程で焼結収縮し難く、また、熱膨張率も大
きいため、配合量を多くすると耐火物の組織を弱める傾
向が顕著であった。
には粒径が５〜０.１ｍｍであるため耐火物の原料の内
では粗、中粒としての挙動を示す。そのため微粉部分に
比べて焼成過程で焼結収縮し難く、また、熱膨張率も大
きいため、配合量を多くすると耐火物の組織を弱める傾
向が顕著であった。
【０００４】一方、軽量骨材を使用しない方法として製
造時の乾燥あるいは焼成工程において燃えて無くなる消
失型の気孔形成材(以下、単に「気孔形成材」という)を
適用することも可能であるが(特願平５−112880号)、こ
の方法は粗粒を除外しているため微粉構成に過ぎ、焼成
による収縮が大きくなる。そのため小さな形状のもの例
えば断熱性が要求される小型部品や電子部品またはタイ
ル焼成用セッターのような小形薄板状のものは製造でき
るが、工業炉炉壁のような厚みのある大型形状の耐火物
を製造するのには限界がある。また、品質においては高
温に長時間あるいは繰り返し曝されることにより焼結が
進行するため製品の弾性率が高くなり、耐熱衝撃性が低
下する傾向がある。
造時の乾燥あるいは焼成工程において燃えて無くなる消
失型の気孔形成材(以下、単に「気孔形成材」という)を
適用することも可能であるが(特願平５−112880号)、こ
の方法は粗粒を除外しているため微粉構成に過ぎ、焼成
による収縮が大きくなる。そのため小さな形状のもの例
えば断熱性が要求される小型部品や電子部品またはタイ
ル焼成用セッターのような小形薄板状のものは製造でき
るが、工業炉炉壁のような厚みのある大型形状の耐火物
を製造するのには限界がある。また、品質においては高
温に長時間あるいは繰り返し曝されることにより焼結が
進行するため製品の弾性率が高くなり、耐熱衝撃性が低
下する傾向がある。
【０００５】従って、本発明の目的は、１２００〜２２
００℃といった高温から超高温域で使用される高温工業
炉などの断熱質構造に好適な断熱用ジルコニア質耐火物
及びその製造方法を提供することにある。
００℃といった高温から超高温域で使用される高温工業
炉などの断熱質構造に好適な断熱用ジルコニア質耐火物
及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の断熱用ジ
ルコニア質耐火物は、実質上ジルコニアよりなり、０.
１〜５.０ｍｍの意図的に造られた気孔を有し、且つ全
気孔率が３０〜６０％の範囲内にあることを特徴とす
る。
ルコニア質耐火物は、実質上ジルコニアよりなり、０.
１〜５.０ｍｍの意図的に造られた気孔を有し、且つ全
気孔率が３０〜６０％の範囲内にあることを特徴とす
る。
【０００７】また、本発明の断熱用ジルコニア質耐火物
の製造方法は、０.１〜５.０ｍｍの粒径を有するジルコ
ニア質軽量骨材と、０.１〜５.０ｍｍの粒径を有する気
孔形成材をジルコニア質軽量骨材／気孔形成材体積比１
／１〜８／１の割合で配合してなる混合物２０〜４０重
量％及び０.５ｍｍ未満の粒径を有するジルコニア微粉
６０〜８０重量％を含有してなる原料混合物１００重量
部に、外掛で１〜１０重量部のバインダーを添加、混練
後、所定の形状に成形し、乾燥、焼成することにより前
記気孔形成材を消失させて０.１〜５.０ｍｍの気孔を形
成させ、且つ全気孔率が３０〜６０％の範囲内にあるこ
とを特徴とする。
の製造方法は、０.１〜５.０ｍｍの粒径を有するジルコ
ニア質軽量骨材と、０.１〜５.０ｍｍの粒径を有する気
孔形成材をジルコニア質軽量骨材／気孔形成材体積比１
／１〜８／１の割合で配合してなる混合物２０〜４０重
量％及び０.５ｍｍ未満の粒径を有するジルコニア微粉
６０〜８０重量％を含有してなる原料混合物１００重量
部に、外掛で１〜１０重量部のバインダーを添加、混練
後、所定の形状に成形し、乾燥、焼成することにより前
記気孔形成材を消失させて０.１〜５.０ｍｍの気孔を形
成させ、且つ全気孔率が３０〜６０％の範囲内にあるこ
とを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明者らは、断熱用ジルコニア質耐火物とし
て高い強度を維持しつつ、高い気孔率を得るためには、
通常の耐火物の粗粒、中粒に相当する骨材として中空粒
あるいは多孔質のジルコニア質軽量骨材を使用し、更に
気孔を増すための気孔形成材を組み合わせて使用するこ
とにおいて、その比率と量の範囲を限定することによ
り、容積安定性に優れた良好な組織を得ることができる
ことを見出した。
て高い強度を維持しつつ、高い気孔率を得るためには、
通常の耐火物の粗粒、中粒に相当する骨材として中空粒
あるいは多孔質のジルコニア質軽量骨材を使用し、更に
気孔を増すための気孔形成材を組み合わせて使用するこ
とにおいて、その比率と量の範囲を限定することによ
り、容積安定性に優れた良好な組織を得ることができる
ことを見出した。
【０００９】中空粒や多孔質のジルコニア質軽量骨材は
それ自身、焼結による収縮が小さいか、ほとんど収縮し
ないものであるため成形体の容積安定性の維持に効果が
あり、一方、０.１〜５.０ｍｍの粒径を有する気孔形成
材は、０.１〜５.０ｍｍの粒径を有するジルコニア質軽
量骨材で生成させ得る気孔に対し更に気孔量を更に増加
することができる。本発明の断熱用ジルコニア質耐火物
では、このように５.０〜１.０ｍｍの大気孔をジルコニ
ア質軽量骨材と気孔形成材により構成する。この時、成
形体の容積安定性及び強度を維持するためには両者の体
積混合比率は１：１〜８：１であり、これらの混合物の
配合量は全原料の２０〜４０重量％でなければならな
い。また、残部は０.５ｍｍ未満のジルコニア微粉で構
成されており、断熱用ジルコニア質耐火物の全気孔率は
３０〜６０％、好ましくは３５〜５５％の範囲内にあ
る。
それ自身、焼結による収縮が小さいか、ほとんど収縮し
ないものであるため成形体の容積安定性の維持に効果が
あり、一方、０.１〜５.０ｍｍの粒径を有する気孔形成
材は、０.１〜５.０ｍｍの粒径を有するジルコニア質軽
量骨材で生成させ得る気孔に対し更に気孔量を更に増加
することができる。本発明の断熱用ジルコニア質耐火物
では、このように５.０〜１.０ｍｍの大気孔をジルコニ
ア質軽量骨材と気孔形成材により構成する。この時、成
形体の容積安定性及び強度を維持するためには両者の体
積混合比率は１：１〜８：１であり、これらの混合物の
配合量は全原料の２０〜４０重量％でなければならな
い。また、残部は０.５ｍｍ未満のジルコニア微粉で構
成されており、断熱用ジルコニア質耐火物の全気孔率は
３０〜６０％、好ましくは３５〜５５％の範囲内にあ
る。
【００１０】ジルコニア質軽量骨材としては１８００℃
程度の再加熱を受けた時に収縮が小さく、容積の安定し
た中空粒及び／または多孔質骨材を用いる。この中空粒
は、例えばＺｒＯ2を高温で溶融し泡状にして吹き飛ば
し急冷して製造したものがあり、また、多孔質骨材には
ＺｒＯ2粉末を適当な大きさのクリンカーに成形し比較
的低い温度で焼結させたもの、即ち、やや焼結不足な状
態のものを所定の粒度に粉砕したものがある。これらの
ジルコニア質軽量骨材の代わりに通常密度の粗粒を使用
した場合、気孔率を上げられないこと、また、繰り返し
加熱を受けた時に膨張脆化するために好ましくない。
程度の再加熱を受けた時に収縮が小さく、容積の安定し
た中空粒及び／または多孔質骨材を用いる。この中空粒
は、例えばＺｒＯ2を高温で溶融し泡状にして吹き飛ば
し急冷して製造したものがあり、また、多孔質骨材には
ＺｒＯ2粉末を適当な大きさのクリンカーに成形し比較
的低い温度で焼結させたもの、即ち、やや焼結不足な状
態のものを所定の粒度に粉砕したものがある。これらの
ジルコニア質軽量骨材の代わりに通常密度の粗粒を使用
した場合、気孔率を上げられないこと、また、繰り返し
加熱を受けた時に膨張脆化するために好ましくない。
【００１１】ジルコニア質軽量骨材には９００〜１１０
０℃付近のモノクリニック結晶からテトラゴナル結晶へ
の転移に伴う異常膨張収縮を抑制するために安定化ジル
コニアを使用する。安定化ジルコニアはカルシア、マグ
ネシア、イットリア等により安定化させたもので、安定
化率は３０％以上必要であり、多数回の繰り返し加熱冷
却を受けた場合の組織の安定性から７０〜１００％が好
ましい。安定化率が３０％未満であるとヒステリシスな
熱膨張、収縮により組織を破壊脆化させ、繰り返し熱処
理を受けた場合更にその影響は大きくなる。微粉部分も
同様にジルコニアを安定化するが、安定化剤は配合時に
混合し、焼成過程において安定化しても、あるいは予め
添加溶融または焼成して安定化した原料を用いても良
い。安定化率は骨材と同様に３０％以上あれば良いが、
７０〜１００％が好ましい。また、安定化剤の種類は高
温での安定性からカルシアまたはイットリアが好まし
い。
０℃付近のモノクリニック結晶からテトラゴナル結晶へ
の転移に伴う異常膨張収縮を抑制するために安定化ジル
コニアを使用する。安定化ジルコニアはカルシア、マグ
ネシア、イットリア等により安定化させたもので、安定
化率は３０％以上必要であり、多数回の繰り返し加熱冷
却を受けた場合の組織の安定性から７０〜１００％が好
ましい。安定化率が３０％未満であるとヒステリシスな
熱膨張、収縮により組織を破壊脆化させ、繰り返し熱処
理を受けた場合更にその影響は大きくなる。微粉部分も
同様にジルコニアを安定化するが、安定化剤は配合時に
混合し、焼成過程において安定化しても、あるいは予め
添加溶融または焼成して安定化した原料を用いても良
い。安定化率は骨材と同様に３０％以上あれば良いが、
７０〜１００％が好ましい。また、安定化剤の種類は高
温での安定性からカルシアまたはイットリアが好まし
い。
【００１２】ところで粗粒、中粒部として働くジルコニ
ア質軽量骨材と微粉部分とは組織の安定のために熱膨張
率の差の小さい方が良く、従って、ジルコニア質軽量骨
材も微粉部に近いものを微粉部の構成により選択する必
要があり、安定化剤の成分も同じ方が好ましい。
ア質軽量骨材と微粉部分とは組織の安定のために熱膨張
率の差の小さい方が良く、従って、ジルコニア質軽量骨
材も微粉部に近いものを微粉部の構成により選択する必
要があり、安定化剤の成分も同じ方が好ましい。
【００１３】気孔形成材は、乾燥工程あるいは焼成工程
において燃えて無くなるものであればどんな材質でも良
いが、成形時に加圧により縮み、放圧により再び膨らむ
ものは成形亀裂の原因となるため不適当である。一般的
には有機質である樹脂や木質材料等を使用することがで
き、例えば樹脂ではエチレンビニルアルコール、ポリプ
ロピレン等のプラスチックが、また、木質材料では胡
桃、桃の殻といった堅い材料が適当である。
において燃えて無くなるものであればどんな材質でも良
いが、成形時に加圧により縮み、放圧により再び膨らむ
ものは成形亀裂の原因となるため不適当である。一般的
には有機質である樹脂や木質材料等を使用することがで
き、例えば樹脂ではエチレンビニルアルコール、ポリプ
ロピレン等のプラスチックが、また、木質材料では胡
桃、桃の殻といった堅い材料が適当である。
【００１４】上記ジルコニア質軽量骨材と気孔形成材は
粒径が０.１〜５.０ｍｍの範囲内でなくてはならず、好
ましくは０.３〜３.０ｍｍで、特に気孔形成材は０.５
〜１ｍｍであることが好ましい。粒径が０.１ｍｍより
小さくなると練り土の嵩が大きくなり、亀裂の発生等に
より成形が困難となることや、焼成時に気孔が焼結によ
り消失してしまう恐れがあるためである。ジルコニア質
軽量骨材は、粒径が５ｍｍを超えると焼成過程において
微粉部との収縮差によりな馴染みが悪くなり、強度が低
下する。また、気孔形成材の粒径が５ｍｍを超えると焼
成工程において、収縮が大きくなり内部歪が発生するた
め変形、亀裂等を招き組織、容積の安定性が悪く強度も
低下する。
粒径が０.１〜５.０ｍｍの範囲内でなくてはならず、好
ましくは０.３〜３.０ｍｍで、特に気孔形成材は０.５
〜１ｍｍであることが好ましい。粒径が０.１ｍｍより
小さくなると練り土の嵩が大きくなり、亀裂の発生等に
より成形が困難となることや、焼成時に気孔が焼結によ
り消失してしまう恐れがあるためである。ジルコニア質
軽量骨材は、粒径が５ｍｍを超えると焼成過程において
微粉部との収縮差によりな馴染みが悪くなり、強度が低
下する。また、気孔形成材の粒径が５ｍｍを超えると焼
成工程において、収縮が大きくなり内部歪が発生するた
め変形、亀裂等を招き組織、容積の安定性が悪く強度も
低下する。
【００１５】ジルコニア質軽量骨材と気孔形成材の比率
は体積比率で１：１〜８：１の範囲内にある必要があ
り、できれば２：１〜７：１が好ましい。比率が１：１
より小さいと焼成時の収縮が大きくなり、焼成時の変形
や小亀裂の発生がある。また、８：１より大きくなると
再び加熱を受けた時に軽量骨材の熱膨張が大きいため微
粉で構成されるマトリックス組織を破壊し、強度低下す
る傾向がでる。
は体積比率で１：１〜８：１の範囲内にある必要があ
り、できれば２：１〜７：１が好ましい。比率が１：１
より小さいと焼成時の収縮が大きくなり、焼成時の変形
や小亀裂の発生がある。また、８：１より大きくなると
再び加熱を受けた時に軽量骨材の熱膨張が大きいため微
粉で構成されるマトリックス組織を破壊し、強度低下す
る傾向がでる。
【００１６】このようにジルコニア質軽量骨材と気孔形
成材の比率を一定範囲内にした混合物の配合量が全体に
対し２０〜４０重量％、好ましくは２５〜３５重量％で
あるようにする必要がある。この理由は全配合量に対し
軽量骨材と気孔形成材の合計量が２０重量％より少ない
と気孔量が少なく充分な断熱性が得られないためであ
り、４０重量％より多いとジルコニア質軽量骨材同士を
結合するマトリックスとなる微粉部が量的に不足するた
めである。
成材の比率を一定範囲内にした混合物の配合量が全体に
対し２０〜４０重量％、好ましくは２５〜３５重量％で
あるようにする必要がある。この理由は全配合量に対し
軽量骨材と気孔形成材の合計量が２０重量％より少ない
と気孔量が少なく充分な断熱性が得られないためであ
り、４０重量％より多いとジルコニア質軽量骨材同士を
結合するマトリックスとなる微粉部が量的に不足するた
めである。
【００１７】気孔形成用、即ち、ジルコニア質軽量骨材
以外のジルコニア原料は粒径０.５ｍｍ以下の微粉であ
る必要があり、特に、０.０４４ｍｍ以下の微粉原料を
４割以上配合することが好ましい。０.５ｍｍより大き
い粒径を多く含むと焼結性が良くないためジルコニア質
軽量骨材同士を結合するマトリックスとして有効に働か
ない。
以外のジルコニア原料は粒径０.５ｍｍ以下の微粉であ
る必要があり、特に、０.０４４ｍｍ以下の微粉原料を
４割以上配合することが好ましい。０.５ｍｍより大き
い粒径を多く含むと焼結性が良くないためジルコニア質
軽量骨材同士を結合するマトリックスとして有効に働か
ない。
【００１８】以上の条件により原料を秤量し、フェノー
ル樹脂、ＣＭＣ水溶液、リグニンスルフォン酸ソーダ等
の通常のバインダーをジルコニア質軽量骨材、気孔形成
材及びジルコニア原料の合計量に対して外掛で１〜１０
重量％、好ましくは１.５〜８重量％添加し、混練後、
１０ＭＰａ以上、好ましくは２０〜５０ＭＰａの成形圧
力にて所定の形状に成形し、８０〜１５０℃、好ましく
は１００〜１２０℃の温度で５〜３０時間、好ましくは
１０〜２４時間にわたり乾燥し、次に、大気中１６００
〜１９００℃、好ましくは１７００〜１８５０℃、最
適には１７００℃の温度で２〜６時間、好ましくは３〜
５時間で焼成する。
ル樹脂、ＣＭＣ水溶液、リグニンスルフォン酸ソーダ等
の通常のバインダーをジルコニア質軽量骨材、気孔形成
材及びジルコニア原料の合計量に対して外掛で１〜１０
重量％、好ましくは１.５〜８重量％添加し、混練後、
１０ＭＰａ以上、好ましくは２０〜５０ＭＰａの成形圧
力にて所定の形状に成形し、８０〜１５０℃、好ましく
は１００〜１２０℃の温度で５〜３０時間、好ましくは
１０〜２４時間にわたり乾燥し、次に、大気中１６００
〜１９００℃、好ましくは１７００〜１８５０℃、最
適には１７００℃の温度で２〜６時間、好ましくは３〜
５時間で焼成する。
【００１９】上述のような原料配合を有する原料混合物
より得られた断熱用ジルコニア質耐火物は、全気孔率が
３０〜６０％の範囲内にあり、断熱性に優れ、強度も充
分なものとなる。なお、全気孔率が３０％に達しないも
のは断熱性に劣り、６０％を超えると強度が不足し、繰
り返しての使用には耐えない。
より得られた断熱用ジルコニア質耐火物は、全気孔率が
３０〜６０％の範囲内にあり、断熱性に優れ、強度も充
分なものとなる。なお、全気孔率が３０％に達しないも
のは断熱性に劣り、６０％を超えると強度が不足し、繰
り返しての使用には耐えない。
【００２０】
【実施例】 実施例１ ０.１〜５ｍｍの粒径を有するジルコニア質軽量骨材と
して安定化率が８０％のカルシア安定化ジルコニア中空
粒を、また、０.１〜５ｍｍの粒径を有する気孔形成材
としてポリプロピレンを使用し、微粉部分には安定化率
が８０％のカルシア安定化ジルコニアを使用して断熱用
ジルコニア質耐火物を製作した。原料の粒度配合を表１
に示す。まず、所定量のジルコニア質軽量骨材と気孔形
成材を混合し、得られた混合物に更にカルシア安定化ジ
ルコニア微粉を添加し、次に、これら原料混合物に対し
バインダーとしてフェノール樹脂を外掛４重量％添加
し、混練した後、一軸プレスにて成形圧約３０ＭＰａで
２３０×１１４×６５ｍｍの形状に成形した。これを２
００℃で２０時間乾燥した後、大気中約１７５０℃で５
時間焼成し、目的とする断熱用ジルコニア質耐火物を得
た。
して安定化率が８０％のカルシア安定化ジルコニア中空
粒を、また、０.１〜５ｍｍの粒径を有する気孔形成材
としてポリプロピレンを使用し、微粉部分には安定化率
が８０％のカルシア安定化ジルコニアを使用して断熱用
ジルコニア質耐火物を製作した。原料の粒度配合を表１
に示す。まず、所定量のジルコニア質軽量骨材と気孔形
成材を混合し、得られた混合物に更にカルシア安定化ジ
ルコニア微粉を添加し、次に、これら原料混合物に対し
バインダーとしてフェノール樹脂を外掛４重量％添加
し、混練した後、一軸プレスにて成形圧約３０ＭＰａで
２３０×１１４×６５ｍｍの形状に成形した。これを２
００℃で２０時間乾燥した後、大気中約１７５０℃で５
時間焼成し、目的とする断熱用ジルコニア質耐火物を得
た。
【００２１】これらの断熱用ジルコニア質耐火物につい
て１５００℃で１００時間の再加熱試験をした。試験前
後の物性値、曲げ強度、安定化率及び線変化率(残存膨
張率)を測定し、組織の脆化及び容積の安定性を評価し
た。
て１５００℃で１００時間の再加熱試験をした。試験前
後の物性値、曲げ強度、安定化率及び線変化率(残存膨
張率)を測定し、組織の脆化及び容積の安定性を評価し
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】なお、安定性率(ｘ)は粉末Ｘ線回折による
Ｘ線チャートの２θ＝２７〜３３°に測定されるピーク
高さを用いて次式により求めた。
Ｘ線チャートの２θ＝２７〜３３°に測定されるピーク
高さを用いて次式により求めた。
【００２４】
【数１】
【００２５】式中、Ｉcは立方晶ジルコニアのピーク高
さを表し、Ｉmは単斜晶ジルコニアのピーク高さをそれ
ぞれ表す。
さを表し、Ｉmは単斜晶ジルコニアのピーク高さをそれ
ぞれ表す。
【００２６】試験の結果を表１に示す。表１からジルコ
ニア質軽量骨材／気孔形成材の体積混合比率が１より小
さい比較品１は焼成線変化率が負に大となり容積の安定
性が保たれない。また、比率が８よりも大きい比較品５
は再加熱試験後の線変化率が正に大となり強度の低下が
大きく組織脆化が大きいことが分かる。
ニア質軽量骨材／気孔形成材の体積混合比率が１より小
さい比較品１は焼成線変化率が負に大となり容積の安定
性が保たれない。また、比率が８よりも大きい比較品５
は再加熱試験後の線変化率が正に大となり強度の低下が
大きく組織脆化が大きいことが分かる。
【００２７】ジルコニア質軽量骨材／気孔形成材の混合
物の配合量が２０重量％未満である比較品２は焼成収縮
が大きく造りづらい割に気孔率が３０％を超えず、熱伝
導率が高いため現実的でない。配合量が４０重量％を超
える比較品３は強度が低い。また、再加熱後の線変化率
も正に大きく良くならない。
物の配合量が２０重量％未満である比較品２は焼成収縮
が大きく造りづらい割に気孔率が３０％を超えず、熱伝
導率が高いため現実的でない。配合量が４０重量％を超
える比較品３は強度が低い。また、再加熱後の線変化率
も正に大きく良くならない。
【００２８】微粉部分に粒径２〜０.５ｍｍのカルシア
安定化ジルコニアを配合した比較品４は焼結性が悪く、
低強度となり、再加熱後の線変化率も正に大きくなる。
安定化ジルコニアを配合した比較品４は焼結性が悪く、
低強度となり、再加熱後の線変化率も正に大きくなる。
【００２９】
【発明の効果】本発明の断熱質ジルコニア耐火物は、中
空状または多孔質のジルコニア質軽量骨材と共に焼成時
に燃えて無くなる気孔形成材を適正な体積混合比で組み
合わせることにより大型の製品においても目的とする気
孔率を得、高い断熱性を獲得したものである。この材質
は従来のアルミナ質等の耐火断熱材料では耐用が困難で
あった１２００〜２２００℃といった高温から超高温域
で使用される高温工業炉などの断熱質構造に好適な耐火
物を提供する。
空状または多孔質のジルコニア質軽量骨材と共に焼成時
に燃えて無くなる気孔形成材を適正な体積混合比で組み
合わせることにより大型の製品においても目的とする気
孔率を得、高い断熱性を獲得したものである。この材質
は従来のアルミナ質等の耐火断熱材料では耐用が困難で
あった１２００〜２２００℃といった高温から超高温域
で使用される高温工業炉などの断熱質構造に好適な耐火
物を提供する。
Claims (2)
- 【請求項１】 実質上ジルコニアよりなり、０.１〜５.
０ｍｍの意図的に造られた気孔を有し、且つ全気孔率が
３０〜６０％の範囲内にあることを特徴とする断熱用ジ
ルコニア質耐火物。 - 【請求項２】 ０.１〜５.０ｍｍの粒径を有するジルコ
ニア質軽量骨材と、０.１〜５.０ｍｍの粒径を有する気
孔形成材をジルコニア質軽量骨材／気孔形成材体積比１
／１〜８／１の割合で配合してなる混合物２０〜４０重
量％及び０.５ｍｍ未満の粒径を有するジルコニア微粉
６０〜８０重量％を含有してなる原料混合物１００重量
部に、外掛で１〜１０重量部のバインダーを添加、混練
後、所定の形状に成形し、乾燥、焼成することにより前
記気孔形成材を消失させて０.１〜５.０ｍｍの気孔を形
成させ、且つ全気孔率が３０〜６０％の範囲内にあるこ
とを特徴とする断熱用ジルコニア質耐火物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06135779A JP3103480B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 断熱用ジルコニア質耐火物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06135779A JP3103480B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 断熱用ジルコニア質耐火物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH082980A true JPH082980A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3103480B2 JP3103480B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=15159664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06135779A Expired - Fee Related JP3103480B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 断熱用ジルコニア質耐火物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3103480B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012509827A (ja) * | 2008-11-24 | 2012-04-26 | エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク | 成形された熱安定性セラミック、それを使用した装置及び方法 |
| JP2014081072A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-05-08 | Kurosaki Harima Corp | 断熱材及びその製造方法 |
| WO2016147665A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | ニチアス株式会社 | 断熱材及びその製造方法 |
| JP2016173178A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | ニチアス株式会社 | 断熱材及びその製造方法 |
| CN108947568A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-07 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种利用造孔剂制备氧化铝空心球砖的方法 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP06135779A patent/JP3103480B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012509827A (ja) * | 2008-11-24 | 2012-04-26 | エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク | 成形された熱安定性セラミック、それを使用した装置及び方法 |
| JP2014081072A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-05-08 | Kurosaki Harima Corp | 断熱材及びその製造方法 |
| WO2016147665A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | ニチアス株式会社 | 断熱材及びその製造方法 |
| JP2016173178A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | ニチアス株式会社 | 断熱材及びその製造方法 |
| CN108947568A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-07 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种利用造孔剂制备氧化铝空心球砖的方法 |
| CN108947568B (zh) * | 2018-08-16 | 2021-03-23 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种利用造孔剂制备氧化铝空心球砖的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3103480B2 (ja) | 2000-10-30 |
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