JPS6035312B2 - 低膨脹性コ−デイエライトセラミツクスの製造法 - Google Patents

低膨脹性コ−デイエライトセラミツクスの製造法

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JPS6035312B2
JPS6035312B2 JP57004155A JP415582A JPS6035312B2 JP S6035312 B2 JPS6035312 B2 JP S6035312B2 JP 57004155 A JP57004155 A JP 57004155A JP 415582 A JP415582 A JP 415582A JP S6035312 B2 JPS6035312 B2 JP S6035312B2
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JP
Japan
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cordierite
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zircon
producing low
zirconium
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資郎 佐野
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 一般にコーデイェライト(2Mg0・2AI203・$
i02)は広い温度範囲に亘って、非常に低い熱膨張係
数を示すものであり、急激な温度変化を与えた時の熱衝
撃に対し、優れた抵抗性を有する。
このためコーディェラィトは耐熱性の熱板、或いは理化
学用の耐熱材料、最近は熱交換器のハニカム構造体の材
料として多く利用されている。しかしコーデイラィトは
磁器化のための焼成温度範囲が狭く、この温度範囲を拡
大するためアルミナ、ジルコニア化合物、チタン酸アル
ミニウムなどを添加することによりこの欠点を除去して
いる。またより熱膨張を低下させるために近時種々の研
究がなされている。例えば熱膨張が余り大きくならず、
しかも熱的にも強いものとしてジルコンの添加が一般に
行われ好結果がえられている。しかしジルコンの添加は
その添加割合に応じて熱膨張が大きくなる。しかも暁結
体の吸水率がない状態に焼成することは、市販のジルコ
ンフラワーのように微粉末を使用しても困難であり、ま
して一般に用いられているジルコンサンドなどにおいて
は不純物としての鉄分や、硬度が硬いため、よい糠結体
がえられない。本発明はコーディェラィト中にジルコン
を共存させることにおいては全く同じであるが、ジルコ
ンを共存させる方法に特徴があり、この場合焼成中にリ
ン酸を媒体としてジルコニアからジルコンが生成する。
したがって容易にち密質のものとなり、またこのように
して焼成されたものは通常の方法と全く異なった熱膨張
を示す。すなわち通常コーディェラィトにジルコンを添
加すると、その添加量に応じて熱膨張の増加も示すが、
本法においてはむしろジルコンの生成により元のコーデ
ィェラィトよりも小さな熱膨張を示す。しかしこの傾向
はジルコニウム化合物とリン化合物をジルコニア、五酸
化リン換算で、重量比にして1:1〜5:1の範囲にし
て2〜25重量%添加し、しかも焼成温度範囲が120
0〜14500Cの間である必要がある。
コーディェラィト組成としては一般に使用されているM
g05〜17重量%、AI20330〜45重量%、S
i0243〜60重量%の範囲からなり、合成物又は生
調合組成を使用しても同様な結果を示す。
これらの組成範囲よりムラィトリツチとなるムラィト質
コーデイェライトの場合にはジルコンの生成は妨げられ
ると共にコーディェラィトがムライト化する。添加物と
してのジルコニウムとリンは酸化物に換算して2重量%
以下では効果がなく、また25重量%以上では熱膨張率
が大きくなり効果がない、この場合ジルコニアと五酸化
リンとして重量で1:1〜5:1の割合を必要とする。
もし両者の割合がこの範囲に入らない場合ジルコンの生
成が妨げられると共に熱膨張率が大きくなり熱衝撃抵抗
が低下する。ジルコニウムとリンは焼成によって酸化物
に変るものであればいづれも使用することができる。
すなわち塩化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、
酸化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、水酸化ジルコニ
ウム、フッ化ジルコニウムなどと酸化リン、臭化リン、
フッ化リン、リン酸類などである。最も一般的で低廉な
ものとして酸化ジルコニウムとリン酸が好都合である。
焼成温度としては120000以下ではジルコンの生成
がなく、また145000以上ではムラィト化が進むた
め適当ではない。
次にその実施例を示す。
実施例 1 金剛力オリン、蛙目粘土、タルク、AI203を使用し
てコーデイエライト(2Mg0・2AI203・$i0
2)を135000で合成し、このものを粗砕してポッ
トミルで24hr水と共に摩砕し乾燥粉末をえた。
一方コーディェラィト組成の生調合物乾燥粉末も作成し
た。次に高純度Zr02と試薬のP205を使用してZ
r02:P2〇。を1:1と2:1(重量比)に調合し
た後1300〜135000で焼成後前記のコーディェ
ラィトに0〜30重量%添加し、ベレットを成形してS
IC質発熱体電気炉で1200〜145000にlhr
焼成した。合成コーディェラィトを記号G、生コーディ
ェラィト組成をN、Zr02:P24=1:1をび、2
:1をZ2Pで表わす(いずれも重量比)。
したがってG−0は合成コーディェラィトへの添加が0
重量%を示す。N−1位Pは生コーディェラィト組成の
焼成減量のない状態物に換算した90重量%に対しZr
02:P2Q=1:1(重量比)で1の重量%添加した
ことを示す。
結果を第1表に示した。
第1表 ■焼成は最適温度、亀裂発生温度は水中投下法C:コ−
デイエライト、ZS:ジルコン、M:ムライト実施例
2 実施例1と同様のコーディェラィトとZr02を使用し
、燐酸(特級−85%日3P04、比重1.7、P2Q
61.6%)をP205に換算して添加した。
コーディェラィト原料に対しZの2と日3P04をZr
02:P2Qの重量比で1:1にしたものを0〜25重
量%添加し、よく擬伴し乾燥後、実施例1と同様にして
試験した。結果を第2表に示した。第2表曲CZH−2
.5:合成コーディェラィトにジルコニウムとリン酸を
合量(Zの2:P2Qとして1:1重量比)で2.5%
添加したものC2ZH−0:生調合コーディェラィトの
み実施例 32Mg0・3AI203・$i○2すなわ
ちMg09.3%、山20335.0%、Si0255
.7%のムラィト質コーディェラィト合成物100夕(
120000で合成)に対し、オキシ塩化ジルコニウム
(ZのCl2・細20)15夕と日3P042.8cc
とを水200ccに加えてゲル化したものを加えよく凝
拝した。
このものを乾燥後実施例1と同機にして円板を成形し、
同様にして暁結体をえた。
添加割合はZr02にして5.7夕、P205にして2
.9夕となる。したがってZの2:P205=2:1の
重量比で8.6夕の添加、すなわち8重量%の添加とな
る。結果を第3表に示した。
第3表 実施例 4 ムラィト質コ−ディヱラィトとして2Mg0・5.7A
I203・9.$i○2すな わ ち Mg06.5%
、山20347.0%、Sj0246.5%の組成に合
量として10重量%(Zr02:P205=1:1モル
比、重量比では1.2:1の調合物を添加した粉末を7
50k9/めで直径28肋の円板を成形し、実施例1と
同様にして試験した。
結果を第4表に示した。
実施例 5 実施例1のコーディェライト生誕合物に対し、Zr02
とP205を重量で1:1.2及び5.5:1にして、
合量で前者は1の重量%、後者は5重量95そのまま加
え、実施例1と同様にして試験を行った。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 合成コーデイエライト又はコーデイエライトの組成
    となるように調合したコーデイエライト調合物を、その
    焼成減量のない状態物として98〜75重量%となる量
    をとり、これにジルコニウム化合物とリン化合物の中か
    ら選ばれたそれぞれ少くとも1種が、それぞれジルコニ
    ア、五酸化リン換算で重量比で1:1〜5:1の範囲に
    あるものを前記換算で該コーデイエライトに対して2〜
    25重量%添加し、1200〜1450℃に焼成し、素
    地中にジルコンを生成させることを特徴とする低膨脹性
    コーデイエライトセラミツクスの製造法。
JP57004155A 1982-01-14 1982-01-14 低膨脹性コ−デイエライトセラミツクスの製造法 Expired JPS6035312B2 (ja)

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