JPS6374975A - セラミツクス複合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、セラミックス複合体に関する。更に、詳しく
は、熱衝撃に強く、原料粒度とファイバー添加量を変λ
４ることにより密度の変えられる焼成用セラミックス複
合体に関する。

［従来の技術］ 各種のルツボや、高温で使用される成形サヤ材などの焼
成用材料は、従来、マグネシア、アルミナ、コージェラ
イト等のセラミックス製であったが、高純度な金属の溶
融や電子部品用セラミックス焼成用材料の分野において
は、非常な高温にさらされること、そして、急激な温度
変化、特殊な雰囲気にさらされることなど、厳しい条件
ドで使用されることが多い。このような場合、従来の焼
成用材料では、熱衝撃に弱く、また、特殊な雰囲気ガス
に対して構造体として１強度を失うことが多く、多くの
欠点があり、適するものでなかった。特に、最近、電子
機器の発展、高度化が進んでいるために、さらに、益々
高純度のものが求められる情勢下では９更に厳格にコン
タ・ミネーンヨンの生しなく、厳しい条件でも焼成用材
料の性状の変化のない高級な材料が望まれている。

また、ルツボ等には、高温焼成、高温使用の要請があり
、使用条件も益々厳しくなっている。

従って、高温安定性が求められ、温度変化に伴う膨張、
性状変化に耐大る。比較的に安価な材料が求められてい
る。

ＭｇＯ焼結体は、緻密質で高温の融点であるので、モノ
リシックで良好な焼成用材料であり、焼成サヤ材、ルツ
ボ用材料として、利用されてきた。然し乍ら、ＭｇＯ焼
結体は、熱衝撃に非常に弱く、焼成中に熱ショックで割
れ、クラックが生じ易く、厳しい条件下では使用できな
いものであった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は９以上の厳しい要件に合致する各種の焼成用セ
ッター材、焼成用サヤ材及びルツボなどの用途の複合セ
ラミックス体を提供することを目的とする。また１本発
明は、高温でのクラック発生のない、耐熱性のすぐれた
複合セラミックス体及びその製法を提供することを目的
とする。更に１本発明は、高温焼成用に用いられる電子
材料製造のためのルツボに使用できる複合セラミックス
材料を提供することを目的とする。また１本発明は１強
度の向上された高温耐性の焼成用サヤ材、ルツボなどの
製造が可能な複合セラミックス材料及びその製法を提供
することを【］的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ＭｇＯの微粉末にジルコニアファイバーを１
〜４０重量％混合し、バインダーを適当量添加し、適当
な粘性の混合物とし、それを適当な形状に成形し、焼成
して製造することを特徴とする焼成用セラミックス複合
体である。更にｌＭｇＯの微粉末にジルコニアファイバ
ーを１〜４０重量％混合し、バインダーを適当量添加し
、適当な粘性の混合物とし、それを適当な形状に成形し
、焼成することを特徴とする焼成用セラミックス複合体
の製法である。

本発明は、靭性のあるジルコニアファイバーを添加され
た。ＭｇＯ微粉の焼結体のコンポジット系材料を、焼成
用材料に利用するものであり、熱衝撃クラック発生を防
止できるルツボ用、焼成サヤ体用の適切な材料が得られ
たものである０Ｍｇ０の微粉末とジルコニアファイバー
及び適切なバインダーを適量原料として用い、これらを
適当な割合に混合し、適当な粘度の混合物にし、スリッ
プキャスティング又は金型ブレス、押出成型、吸引プレ
ス成形などで適当な形状に成形し、この成形体を約１４
００〜１８００℃で焼成したものである。

本発明のセラミックス複合体は、微粉末の原料粒度と、
ジルコニアファイバーの添加量を変えることにより、製
造きれるセラミックス複合体の密度など性状を変えるこ
とのできるものである。原料粒度を小さくする程、製造
されたセラミックス複合体の密度は大きいものとなる。

一方、ジルコニアファイバーの添加量を増やすほど密度
は小さくなる。

また、更に使用するジルコニアファイバーのアスペクト
比を変えることにより、製造セラミックス複合体の性状
が変わるものである。即ち、アスペクト比の大きいファ
イバーを添加することにより、製造されたセラミックス
複合体の密度が小さくでき、熱容にの小きいセラミック
ス体を製造することかできる。

本発明のセラミックス複合体は、ジルコニアファイバー
添加のコンポジット（７′Ｓイブリ・ｙト）系のもので
あり、そのために熱衝撃に強いセッター材、ナヤ材など
焼成用材料となることができた。ジルコニアファイバー
がマトリックス゛ンクネシアを引っ張る働きをするため
に、歪みエネルギーが吸収されて、クラック発生を柔ら
げる効果を有するものとなる。即ち、更にジルコニアフ
ァイバーにより９強度が改善され、高い高温弾度を持つ
焼成用セラミックス複合体となるものである。

本発明のセラミックス複合体は、添加ジルコニアファイ
バーの添加量（こより、製造されるセラミックス複合体
の密度をある程度制御、変更でき、即ち、多孔性のセラ
ミックス複合体を作成するものである。

本発明により得られるセラミックス複合体は。

多形体であり、成形時に、任意の形状に成形できるため
に、任意の形状の焼結体が容易に得られる。任意の形状
の高級な焼結体が得られる。

本発明に従い９本発明セラミックス複合体は。

マトリックスのＭｇＯとジルコニアファイバーが反応し
ない焼成温度範囲で焼成することが好適である。ジルコ
ニアファイバーが焼成中に熱的に劣化しないためである
。また、マトリックスのマグネシアが、ジルコニアファ
イバーと反応し、相互に溶融し、ジルコニアファイバー
が機械的に強度が保てなくなるか、或いは熱的に劣化さ
れるので、それを防止できる方法で焼成しなければなら
ない。

原料の微粉末のＭｇＯは、できるだけ細かい微粉が好適
であり、焼結性が向上するようにする。

微粉末原料は通常のトラミックス微粒子製造技術例えば
、金属アルコキシドを出発原料とするゾル−ゲル法でも
容易に製造できる。

使用できるジルコニアファイバーは、市販のジルコニア
ファイバーを用いることができる０例えば、サフィル（
Ｓａｆｆｉｌ）アルミナ繊維が十分使用できる。また、
その使用できるアスペクト比範囲は、約１０〜１０００
０のものが好適であり、求められる焼成用材料の性状に
従い、アスペクト比を選定することができる。

ジルコニアファイバーの添加ｑの１ｉＸ財は、１〜４Ｏ
ｆｆｉ量％であり、適宜、所望の性状に従い９選択する
ことが好適である。１重量％以下であると、耐熱衝撃性
、複合体強度の顕著な向−Ｆが見られない、また、４０
重量％以上ファイバーを含むとポーリング、フラッピン
グが生じ、取り扱い難いものとなるために、ジルコニア
ファイバーの添加量の範囲を、ＭｇＯに対して、１〜４
０電量％とする。

本発明により得られるセラミックス複合体は。

焼成用セッター材、焼成用サヤ体、溶融ルツボ。

各種ガラス用のルツボ、一般金属溶融用ルツボ。

電子セラミックス焼成用のルツボ或いは耐火物サヤ等に
好適である。

次に１本発明のセラミックス複合体の製造方法について
説明するが１本発明は９次の実施例に限定されるもので
はない。

［実施例］ 実施例ｌ ＭｇＯの微粉末の原料及びジルコニアファイバーを第１
表の重量部割合で、よく混合し、有機系バインダーを添
加して、混和混練し、これを成形した後、電気炉で約１
６００°Ｃで約３時間焼成した。

この焼結セラミックス複合体の密度を測定した。その結
果を、第１表に示す、また、更に、熱衝撃試験を行なう
と、ＭｇＯ単一成分モノリシック体の結果と比べて、熱
衝撃耐性が高く、高温強度が向−ヒしたことが分かる。

第１表 上記の表において、ＭｇＯ及びファイバーは。

重量部で割合を示し９両者とも、プレス成形で成形した
。

実施例２ 次にジルコニアファイバーのアスペクト比を変えて、微
粉マグネシア１００重量部と、ジルコニアファイバー２
０重量部を混合し、実施例１と同様に、バインダーと混
練し、成形し、１６００°Ｃで約３時間焼成した。製造
した焼成体の密度を測定したところ１次の第２表のごと
き結果であった。

第２表 以上のようにジルコニアファイバーのアスペクト比を変
えることにより、製造ヒラミックス複合体の密度を変更
制御できるものである。

アスペクト比の小さいものでは、より密度が大きいセラ
ミックス複合体を作られる。即ち、アスペクト比が小さ
い場合、混合が容易であり、繊維のかたまりが生ぜずに
２組織が均一とでき、密度の大きな焼成体ができるもの
である。

逆に、アスペクト比の大きなジルコニアファイバーを用
いることにより、密度の小きなセラミックス複合体を製
造でき、即ち、熱容量の小さなセラミックス複合体が提
供できた。

［発明の効果］ 本発明のセラミックス複合体は、上記のような構造と製
造フｊ法により、第１に、従来の焼成用材料と比べて、
非常にすぐれた耐熱衝撃性を持つ焼成用セッター材、サ
ヤ材、ルツボ材が提供されたこと、第２に、熱容量や密
度を、原料の割合、ファイバーのアスペクトを変えるこ
とにより、調整できるセラミックス複合体を提供できた
こと、第３に、従って、ＷＬ料の微粉末粒度、ファイバ
ー添加’ｘｋ及びファイバーのアスペクトを変えること
により、製造セラミックス複合体の密度や熱容量を小さ
くシ、炉内を短時間に均一にでき、熱損失を少なくでき
、また、焼成品に熱的な不均一の生じない焼成用セッタ
一体、焼成用サヤ体、゛ルツボ材などに利用できるセラ
ミックス複合体材料を提供できたこと、第４に１強度の
向上した。化学的。

熱的に安定した焼成用ヒツタ一体、サヤ体、ルツボなど
の製造が可能になったことなどの技術的効果が得られた
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＭｇＯの微粉末にジルコニアファイバーを１〜４
   ０重量％混合し、バインダーを適当量添加し、適当な粘
   性の混合物とし、それを適当な形状に成形し、焼成し、
   製造したことを特徴とする焼成用セラミックス複合体。
2. （２）ＭｇＯの微粉末にジルコニアファイバーを１〜４
   ０重量％混合し、バインダーを適当量添加し、適当な粘
   性の混合物とし、それを適当な形状に成形し、焼成する
   ことを特徴とする焼成用セラミックス複合体の製法。