[发明专利]莫来石陶瓷及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及莫来石陶瓷及其制造方法。本发明的莫来石陶瓷作为例如烧成用夹具、烧成炉构筑用部件等耐火材料是特别有用的。

背景技术

作为与莫来石陶瓷相关的现有技术，已知有提高了抗蠕变性及抗剥落性的莫来石质多孔体(参照专利文献1)。该多孔体是经由二氧化硅为主要成分的结合相使莫来石结晶及其凝集体结合而成的。该多孔体可以通过下述方式获得：将氧化铝粉末和碳化硅粉末的配合物成型，然后在氧化气氛下、在1550℃～1700℃的范围进行烧成。

在专利文献2中，记载了含莫来石的陶瓷成型体，所述莫来石是通过在含氧气氛内对坯料进行热处理而获得的经反应烧结而成的莫来石，所述坯料是由包含铝、Al₂O₃及含Si物质的微分散性的粉末混合物成型而得的。在同文献中，记载了该含莫来石的陶瓷成型体的烧成收缩小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP2003-137671A

专利文献2：US5843859A

发明内容

发明所要解决的问题

以陶瓷制的电子部件为代表，在陶瓷的烧成中，以节能及低成本为目的，要求薄壁、轻量、并且具有某种程度的高强度、且抗蠕变性及耐热冲击性高的窑具。然而，上述专利文献1所记载的莫来石陶瓷虽然具有高抗蠕变性及高耐热冲击性，但在强度方面无法达到应该满足的性能。另外，上述专利文献2所记载的莫来石陶瓷的烧成温度为低于1700℃的较低值，因此无法得到莫来石的单一相，在薄壁化时存在抗蠕变性降低的问题。

本发明的目的在于，提供能够消除上述现有技术所具有的各种缺点的莫来石陶瓷。

用于解决问题的手段

本发明提供莫来石陶瓷，其特征在于，在研磨截面中，含有长宽比为1以上且2以下的莫来石的球状粒子及长宽比为超过2且10以下的莫来石的针状粒子，并且针状粒子的平均长径为球状粒子的平均粒径的2～10倍，针状粒子/全部粒子的面积的比为0.03～0.3。

另外，作为所述莫来石陶瓷的适合的制造方法，本发明提供莫来石陶瓷的制造方法，其特征在于，在含氧气氛下、在1700～1800℃下，使包含氧化铝、二氧化硅、及平均粒径为0.1～10μm的Si或含Si化合物(其中，不包括二氧化硅及硅酸盐)的原料反应烧结，生成莫来石。

发明的效果

根据本发明，提供具备优异的耐热冲击性、抗蠕变性及高强度的性能的莫来石陶瓷。现有熟知的莫来石陶瓷为砖质，由于强度不足而难以形成可耐实用的薄壁形状。本发明的莫来石陶瓷的常温强度超过50MPa，从而即使厚度为1.5mm以下也能够对应，还能够得到最薄为0.5mm的烧成体。

附图说明

图1是在实施例1中得到的莫来石陶瓷的研磨截面的扫描型电子显微镜图像。

图2是在比较例2中得到的莫来石陶瓷的研磨截面的扫描型电子显微镜图像。

具体实施方式

以下，基于本发明的优选实施方式，对其进行说明。本发明的莫来石陶瓷所具有的特征之一在于构成该陶瓷的粒子的形状。详细来说，如果用显微镜将莫来石陶瓷的研磨截面放大，则可观察到莫来石(3Al2O3·2SiO2)的球状粒子与莫来石的针状粒子混杂的状态。球状粒子与针状粒子均匀地混杂在一起。由本发明者们的研究结果可知，混杂了球状粒子和针状粒子的莫来石陶瓷的耐热冲击性提高，且抗蠕变性优异。这里，球状粒子是指在观察莫来石陶瓷的研磨截面时长宽比为1以上且2以下的粒子，并不需要为正球(以下提到“球状”时的含义与此相同)。另一方面，针状粒子是指在观察莫来石陶瓷的研磨截面时长宽比为超过2且10以下的粒子。另外，后述的粗大针状粒子是指在观察莫来石陶瓷的研磨截面时长宽比超过10的粒子。

而且，对于针状粒子及后述的粗大针状粒子，根据调制莫来石陶瓷的研磨截面的方法，有时即便实际上为针状粒子也会被认为是球状粒子。在本发明中，为了方便起见，将这种外观上认为是球状粒子的针状粒子视为球状粒子。