JPS6374978A

JPS6374978A - セラミツクス複合体

Info

Publication number: JPS6374978A
Application number: JP61219267A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　丈夫; 啓介森田; 博佐々木
Original assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1988-04-05

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］本発明は、セラミックス複合体に関する。更に、詳しく
は、熱衝撃に強い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焼成用セ
ッター材などの焼成用材料は、従来、アルミナ、ツージ
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。

特殊な雰囲気にきらされることなど、厳しい条件下で使
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ｆｉ９に弱く、また、特殊な雰囲気ガスに対
して構造体として９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、更に厳格にコンタミ
ネーションの生じなく、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、
性状変化に耐える。比較的に安価な材料が求められてい
る。

Ａ　ｌ　２Ｏ３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、Ａ１．Ｏ，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１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９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９本発明は、高温焼成用に用いられる電子材料製造
のためのセッター、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９本発明は９
強度の向上された高温耐性の焼成用セッター材、焼成用
サヤ材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目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明は、ＡｌｅＯｓの微粉末にアルミナファイバーを
５〜６０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。

ＡｌｅＯｓの微粉末にアルミナファイバーを５〜６０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、アルミナファイバーを添加された。

Ａｔ＊Ｏｓ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
を防止できる焼成用セッター用、焼成用サヤ体用の適切
な材料が得られたものである。

Ａｌｔｏｓの微粉末とアルミナ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、スリップキルスティ
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１３００〜１７００℃で焼成したものであ
る。

本発明のセラミックス複合体は、アルミナファイバーの
添加量を変えることにより、製造されるセラミックス複
合体の高温強度など性状を変えることのできるものであ
る。

本発明のセラミックス複合体の製造で使用され得るアル
ミナファイバーの添加量の範囲は、マトリックスアルミ
ナに対して５〜６０重景％混合り、より好適には、３０
〜４０重量％である。また、使用できるアルミナファイ
バーの太ききは。

５〜３０ｍｍであり、より好適には、７〜１２ｍｍであ
る。市販のアルミナ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１（ＩＣ
Ｉ製）は、十分使用できるものである。

本発明のアｌレミナセラミックス複合体では、使用すべ
きアルミナ原料は、非常に微粉のものと。

中程度の微粉のものを混合したものが、好適であり９例
えば１粒度範囲２０〜４００μ（より好適には５０〜１
００μ）の電融アルミナ又は焼結アルミナと９粒度０．
８〜０．０１μ（より好適に４１　、０　、５〜０．０
９μ）の仮焼アルミナの混合物が好適である。この２種
のアルミナの混合比は、電融アルミナ或いは焼結アルミ
ナ６５〜９５重量部に対して、仮焼アルミナ３５〜５重
量部の割合のものである。電融アルミナ粒子が、骨材の
役目をし、仮焼アルミナ粒子（微細粒子）がその結合剤
の役目をすることにより、多孔性セラミ・ｙクスが作成
されるものと考えられる。

更に、被焼成物へのコンタミネイションの心配のない場
合は、　Ｍ　ｇ　Ｏ、Ｃａ　Ｏ、Ｓ　ｉ　Ｏ＊等を助剤
として、添加すると、より焼結され易くなる。

以上のような、アルミナ組合せ微粉末、アルミナファイ
バー、分散剤、バインダー、気泡剤、水を混合し、スラ
リーを製作し、そのスラリーを。

例えば、スリップキャスティング法により、成形する、
成形体を乾燥し９通常方法により、仮焼し、更に焼成す
ると９本発明のアルミナ複合体が得られる。

このような微粉末組合せ混合アルミナ原料を用いること
により、製造セラミックス複合体は、多孔質軽量で靭性
のある高温耐性の焼成用材料を提供できる。上記のよう
な特定のアルミナ粉末の使用とアルミナファイバーの添
加により、高温にきらされたとき、十分な反応安定性と
化学的安定性を有すると同時に熱衝撃耐性の大きな焼成
用セラミックス複合体が提供できたものである。

本発明のセラミックス複合体は、アルミナファイバー添
加のコンポジット（ハイブリット）系のものであり、そ
のために熱衝撃に強い焼成用材料となることができた。

アルミナファイバーがマトリックスアルミナを引っ張る
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、更にアルミナファイバ
ーにより９強度が改善され、高い強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Ａｌｔｏｓとアルミナファイバーが反応
しない焼成温度範囲で焼成することが好適である。アル
ミナ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、マトリックスのアルミナが、アルミナファイバ
ーと反応し、相互に溶融し、アルミナファイバーが機械
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、
また９本発明のアルミナ複合体は、焼結時に、マトリッ
クスとファイバーとの間に剥離現象が発生することが少
ないものである。

原料の微粉末の仮焼Ａ　１　＊Ｏｓは、焼成時に容易に
焼結し、電融アルミナ又は焼結アルミナと、アルミナフ
ァイバーを結合する働きをする物質であるので、一般的
に、できるだけ細かい微粉が好適であり、焼結性がよく
なる。このような仮焼アルミナ粉末原料は通常のセラミ
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。

アルミナファイバーの添加量の範囲は、Ａｌｔｏｓの合
計重量に対して５〜６０重量％であり、適宜、所望の性
状に従い２選択することが好適である。５重量％以下で
あると、アルミナ複合体に耐熱衝撃性、複合体強度の顕
著な向上が見られない、また、６０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
電いものとなるために、アルミナファイバーの添加量の
範囲を、Ａｌｔｏｓに対して、５〜６０重址％とする。

　使用できるアルミナファイバーは、市販のアルミナフ
ァイバーを用いることができる０例えば、サフィル（Ｓ
ａｆｆｉｌ）アルミナ繊維（ＩＣＩ製）は。

十分使用できる。

本発明により得られるセラミックス複合体は。

焼成用セッタ一体、焼成用サヤ体、電子セラミックス焼
成用の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９本発明は９次の実施例に限定きれるもので
はない。

［実施例］実施例１平均粒径６０μの電融アルミナ６０重量部、仮焼アルミ
ナ３０重量部、アルミナファイバー３０重量部、ＰＶＡ
０．８重量部、デイスパーザント５０２０を０．３５重
量部、ノニルフェニルエーテル（界面活性剤であり、気
泡剤として用いる）０．０３ｆｆｆ量部、水５０重量部
を混合し、スラリーと作り、スリップキャスティングに
より成形した０通常方法により、仮焼し、焼成焼結した
。

この焼結セラミックス複合体の気孔率、密度及び曲げ強
度を測定した。気孔率４２％、密度２゜２、曲げ強度９
００　ｋｇ／ａｍ”であった、アルミナ単体のモノリシ
ック体の結果き比べて９曲げ強度が１．５倍になった。

実施例２使用アルミナ微粉末の割合を変えて、アルミナファイバ
ー、その他、バインダーなどとを混合し、実施例１と同
様に、成形し、焼成した。製造した焼成体の密度を測定
したところ１次の表のごとき結果であった。

仮焼アルミナ　　３０　　　２０　　　４．５上記の表
において、配合比は９重量部で示した。

以−Ｌのように原料アルミナ微粉末組合せの比を変える
ことにより、製造セラミックス複合体の密度を変更制御
できるものである。

微粉末アルミナの組合せと、アルミナファイバーを用い
ることにより、熱衝撃抵抗性の大きなセラミックス複合
体を製造でき、また、寿命の長くできる焼成用セラミッ
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
造方法により、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サヤ材などが提供きれた
こと、第２に、原料アルミナ微粉末組合せ混合物、アル
ミナファイバーとの組合せにより、多孔質、軽量で品温
強度の高い焼成用セラミックスを提供できたこと、第３
に。

従って、焼成炉材料と使用した場合に、寿命の長くでき
る炉材を提供でき、炉内の均熱化が短時間ででき、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
い焼成用サヤ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９強度の向上した。化学的、熱的に安定したサヤ
体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

【特許請求の範囲】

（１）Ａｌ＿２Ｏ＿３の微粉末にアルミナファイバーを
５〜６０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、製造することを特徴とする焼成用セラミックス複
合体。
（２）Ａｌ＿２Ｏ＿３の微粉末にアルミナファイバーを
５〜６０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。