JPS6055459B2 - アルミナ磁器 - Google Patents

アルミナ磁器

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JPS6055459B2
JPS6055459B2 JP54144763A JP14476379A JPS6055459B2 JP S6055459 B2 JPS6055459 B2 JP S6055459B2 JP 54144763 A JP54144763 A JP 54144763A JP 14476379 A JP14476379 A JP 14476379A JP S6055459 B2 JPS6055459 B2 JP S6055459B2
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JP
Japan
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alumina
alumina porcelain
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porcelain
mgo
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JP54144763A
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JPS5669270A (en
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汀 安藤
茂春 太田
清成 落合
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は切削工具やメカニカルシール材やバタフライバ
ルブ等に好適な機械的強度の向上したアルミナ磁器に関
するものである。
従来より、高純度の微細アルミナに、結晶生長制御剤と
なるMgOを少量加えたり、あるいはMgOと1220
0あるいは、Y203を加えたアルミナ磁器があつた。
これらの磁器は、もつぱら耐蝕あるいは送先材料として
用いられているのみで機械的強度に劣り、機械構造部品
としての使用には限界があつた。従来の高純度アルミナ
磁器の機械強度が強くない主たる原因は、従来から用い
られているMgOが、微細で反応性に富んだ高純度アル
ミナの焼結を、最早や充分にコントロール出来なくなつ
てきたことである。
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもの
であり、従来の高純度アルミナの焼結制御の研究が原子
拡散機構を主体とした仮定のもとで、いろいろの添加物
が検討されてきたのに対して、本発明は、アルミナの焼
結を、液相焼結を主体とした機構に基礎を置き、結晶生
長を、アルミナの液相への溶解、析出過程で達成させた
ものである。
セラミックの焼結に於ける緻密化は、どうしても結晶生
長を伴ない易く小さい結晶寸法で高密度の焼結体を得る
ことはなかなか困難である。特に反応性の高い微細アル
ミナほど、急激な結晶生長が起り、気孔が粒界で排除さ
れるいとまもないまゝ、結晶粒内に閉じ込められ、結晶
の大きくて不揃いな、然かも低密度のものしか得られず
、従つて強度も低いものとなつた。この問題を解決する
一つの方法として、結晶のフ生長速度を出来る限り遅く
することが考えられる。
この様にすれば気孔の排除が充分出来てしかも結晶が小
さいので大きな強度が期特出来る。本発明は、従来から
使用されているCa0.Si0。、MgO以外にLa、
Os、Ta2O5、Y、0.を所定量5A1、0.に加
えることにより、従来の焼結温度でアルミナを溶解する
ことのできる液相を生じる様にしたものであり、即ちM
gOを0.15〜0.64モル%含み、(X)成分(C
aOとレ。0、のモル比が1.5〜4であるCaO.(
5La203との混合物)−(Y)成分(SlO2とY
2O3のモル比が1.5〜4であるSiO2とY2O3
との混合物)−(Z)成分(Ta2O5)で表される三
成分系組成図においてを結ぶ線分によつて形成された三
角形A,B,Cの面積内(辺上は含む)の成分と前記M
gOとの合量を0.4〜0.9モル%を含み残部がAl
2O3と不可避不純物によりなることを特徴とするアル
ミナ磁器を提供する。
本発明によれば化学ポテンシアルの大きな微細結晶表面
あるいは、2結晶粒子の相互圧接面でアルミナの溶解が
起り、液相を通つて化学ポテンシアルの小さな負曲率面
あるいは、大粒径面に析出する。この過程の速度は、溶
質の拡散速度あるいは、溶解析出速度のいずれかで決定
されるが、現在ではどれが速度を律するのか明らかでな
いが、結晶生長速度を本発明添加物の配合て遅く出来た
。MgO,CaOとLa2O3,SlO2とY2O3は
アルミナ磁器の強度が高い範囲から決定し、また、(X
)成分CaOとLa2O3のモル比が1.5〜4である
CaOとLl2O3との混合物)−(Y)成分(SiO
2とY2O3のモル比が1.5〜4であるSjO2とY
2O3との混合物)一(Z)成分(Ta2O.)の三成
分系組成図てある第1図のA(X=0.7,Y=0.1
5,Z=0.15の点)とB(X=0.45,Y=0.
5,Z=0.05の点)C(X=0.2,Y=0.2,
Z=0.6の点)とを結ぶ線分によ;つて囲まれた領域
はアルミナを溶解できる液相の形成範囲として決定した
以下実施例により説明する。実施例1 平均粒径0.2μのアルミナ(大明化学(株)製タイ3
ミクロンAGl純度99.9%)1000gに対してM
gOO.25wt%、CaOO.O23Wt%、La2
O3O.O58Wt%、SlO2BO.O25Wt%、
Y2O3O・04Wt%〜Ta2O5O.23wt%を
加え、水1.5eと共に容積6eのアルミナ磁器ボール
ミルに入れ、径30φのアル4ミナ球石4k9て招時間
混合した後、噴霧乾燥し、1500k9/clの圧力で
寸法10×30×5tTm1rLのテストピースを作り
、1500〜1600℃の温度にて電気炉焼成した。
得られたアルミナ磁器は密度3.92g/dで、抗折力
は5800kg/Cltであつた。
実施例2 平均粒径0.3pのアルミナ(住友化学工業(株)製N
卯−2へ純度99.99%)700gと平均粒径0.2
μのアルミナ(大明化学(株)製 タイミクロンAGl
純度99.9%)300gに対して、MgOO.2wt
%、CaOO.l4Wt%、La2O3O.35Wt%
、SiO2BO.O49wt%、Y2O3O.O8Wt
%、Ta2O5O.36Wt%を加え水1.5)eポリ
ビニルアルコールKg(イ).5Wt%)と共に容積6
eのアルミナ磁器ボールミルに入れ径30φのアルミナ
球石4k9で招時間混合した後、噴霧乾燥し、1500
kg/C7lfの圧力で寸法10×30×5tWSのテ
ストピースを作り、1500〜1650℃の温度で電気
炉焼門成した。
得られたアルミナ磁器は密度3.91g/alで、抗折
力は5300k9/Cliであった。
実施例3 平均粒径0.3μのアルミナ(住友化学工業(株)製A
KP−20、純度99.99%)1000gに対して、
MgOO.l2Wt%、CacO3O.O38Wt%、
La2O.O.O34Wt%、SlO2BO.Ol6W
t%、Y2O3O.O35Wt%、Ta2O5O.47
V/t%を加え、水1.5e1ポリエチレングリコール
6g(0.6Wt%)と共に攪拌乳化機で1時間攪拌混
合した後、噴霧乾燥し、1500k9/dの圧力で寸法
10×30×5twr!nのテストピースを作り、14
70〜1550℃の温度で水素雰囲気にて焼成した。
得られたアルミナ磁器は密度3.93g/C7lで抗折
力は5300kg/Cltであつた。実施例4 平均粒径0.3μのアルミナ(レイノルズ(株)製RC
−HP−DBMl純度99.99%)1000gに対し
てMgOO.O67wt%、CacO3O.O82Wt
%、La2O3O.l4Wt%、SlO2O.O6lW
t%、Y2O3O.O6lWt%、Ta2O5O.O9
lW%を加え、水1.5e1ポリビニールアルコール3
g(0.3wt%)とポリエチレングリコール2g(0
.2wt%)と共に攪拌乳化機で4紛間混合した後、噴
霧乾燥し、1500k9/dの圧力て寸法10×30×
5t7mのテストピースを作り、1500〜1600℃
の温度にてブタン燃焼ガス炉で焼成した。
得られたアルミナ磁器は密度3.93g/CTlて抗折
力は5700k9/dてあつた。以上の実施例1〜4を
三成分系組成図の第1図にイ,口,ハ,二にて示し、下
記第1表に実施例1〜4をわかりやすく表示した。
また、実施例1〜4の得られた測定結果につき、第2図
にて焼結密度と抗折力との関係を従来のアルミナ磁器(
MgOO.25wt%)との比較において示し、また、
焼結密度と平均粒径との関係を従来のアルミナ磁器との
比較にて第3図に示した。
この第2図、第3図より明らかな様に、本発明のアルミ
ナ磁器は、各焼結密度3.89〜3.95/CTlにお
ける抗折力および平均粒径との関係は実施例1のイにお
いては、5100〜5800k9/c#fおよび1.1
〜1.7μを示し、実施例2の口においては4600〜
5300kg/C7llおよび1.3〜20μを示し、
実施例3のハにおいては、4700〜5300k9/C
rlおよび1.4〜1.8μを示し、実施例4の二にお
いては、5000〜5700kg/clおよび1.2〜
1.5μを示し従来のアルミナ磁器のMgOO.25W
t%を添加した比較品は、抗折力2800〜3900k
9/C7llで平均粒径は1.75〜2.75μを示し
て、明らかに本発明のアルミナ磁器が従来のものより最
低で6割強の抗折力の強度向上が確認出来た。
また、これらの強度向上は焼結の平均粒径と大きく関係
していることは明らかである。以上の様に本発明のアル
ミナ磁器は強度的にすぐれたものであり、切削工具材や
機械構造部品等の多種類に巾広く活用出来るものである
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の組成物を示す組成図、第2図は、焼
結密度と抗折力の関係を本発明と従来品との測定値比較
を示した図であり、第3図は、焼結密度と平均粒径とめ
関係を本発明と従来品との比較を示した図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 MgOを0.15〜0.64モル%含み、(X)成
    分(CaOとLa_2O_3のモル比が1.5〜4であ
    るCaOとLa_2O_3との混合物)−(Y)成分(
    SiO_2とY_2O_3のモル比が1.5〜4である
    SiO_2とY_2O_3との混合物)−(Z)成分(
    Ta_2O_5)で表される三成分系組成図においてX
    =0.7Y=0.15Z=0.15の点AX=0.45
    Y=0.5Z=0.05の点BX=0.2Y=0.2Z
    =0.6の点Cを結ぶ線分によつて形成された三角形A
    、B、Cの面積内(辺上は含む)の成分と前記MgOと
    の合量を0.4〜0.9モル%を含み残部がAl_2O
    _3と不可避不純物とよりなることを特徴とするアルミ
    ナ磁器。
JP54144763A 1979-11-08 1979-11-08 アルミナ磁器 Expired JPS6055459B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9073773B2 (en) 2011-03-11 2015-07-07 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Refractory object, glass overflow forming block, and process for glass object manufacture
US9174874B2 (en) 2011-03-30 2015-11-03 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Refractory object, glass overflow forming block, and process of forming and using the refractory object
US9249043B2 (en) 2012-01-11 2016-02-02 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Refractory object and process of forming a glass sheet using the refractory object
US11814317B2 (en) 2015-02-24 2023-11-14 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Refractory article and method of making

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US9714185B2 (en) 2011-03-11 2017-07-25 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Refractory object, glass overflow forming block, and process for glass object manufacture
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