シナジーセラミックの特許普及データシート 216

 

名称
 
セラミックス多孔体及びその製造方法
応用分野
適用分野
耐熱性、耐熱衝撃性多孔質材料等 製品名称: フィルター、触媒担体、耐熱材料、
部品名称: 分離膜担体、軽量構造体
実施許諾の意思
 
 有り 希望売込先 環境浄化分野、耐熱材料分野
ノウハウの提供の有無
 有り サンプルの提供の
有無
 有り
従来技術との比較 従来窒化ケイ素セラミックス多孔質体の焼結法は、焼結温度が増加すると、気孔率の低下する、また高気孔率を維持することは困難である。ここでは、高気孔率を維持しつつ機械的特性に優れた窒化ケイ素セラミックス多孔体、並びにその製造方法を提供する。
開発レベル ・試作
有望応用先 と商用化までの 開発項目 フィルター部材等とそれに対応した大型・複雑形状化、高気孔率、低コスト化
材料・材質
窒化ケイ素

発明の概要・技術内容

本発明は、窒化ケイ素に炭素粒子の添加で焼結する際に,粒子の間に反応かた生成させた炭化ケイ素が粒子の再配列に抑制することにより、高気孔率を維持しつつ機械的特性に優れた窒化ケイ素セラミックス多孔体、並びにその製造方法を提供する

定量的メリット・効果

本発明の多孔体は、気孔径が2μm以下と微細な開放した気孔を多数有し、表面積が大きいうえ、気孔率が50%以上の高気孔率。又、曲げ強度が50MPa、焼結条件により100MPa以上と高強度を得ることができる。
セールスポイント

高気孔率を維持しつつ機械的特性に優れた窒化ケイ素セラミックス多孔体
その他の効果及び波及分野

軽量耐熱材料、高温坩堝材料
出願番号
公開番号
特願2000-401319出願日2000.12.28
特開2002-201083公開日2002.7.16
公告番号
登録番号
外国出願
 
 無し
出願人
 
1. 独立行政法人産業技術総合研究所
2.日本科学技術振興事業団
3.
発明者
1. 大司達樹    
2. 楊 建鋒    
3.                      

 

技術の問い合わせ先 氏名:楊 建鋒  所属:産業技術総合研究所 シナジーマテリアル研究センター
TEL:052-739-0156
E-mail:yang155@yahoo.com
関連特許文献
 
備考
(専門用語の説明等)
 
 


特許普及データシート補足用図及び表等

名  称
セラミックス多孔体及びその製造方法
本発明の実施例として、平均粒径0.55μmのα−Si3N4粉末(宇部興産(株)製E10)に平均粒径2μmの酸化イットリウム粉末を5重量%加え、さらに炭素粒子としてカッボンブッラク(三菱化学、#2600、13nm)0−10体積%加え、これをボールミル中で湿式で混合した。この混合粉末を乾燥後、300kg/cm2 で成形した、寸法が約55mm×6mm×5mmの成形体とした。この成形体を窒素雰囲気の電気炉に入れ、1700−1900℃で2―8時間焼成した。試料の組成と焼結条件は表1に示す。得られた多孔質窒化珪素体の気孔率と嵩比重を水浸法で測定し、曲げ強度をJISに準拠した3点曲げ試験法により測定した。焼結前と後のサイズにより収縮率を求める。気孔径分布は約5mm×5mm×5mmの小片を試料としてポロシメータで水銀圧入法により測定した。その結果は表2に示す。
本発明の窒化珪素多孔体は、炭素の添加により気孔率55−60%、収縮率は2−4%で、曲げ強度50―120MPaの多孔質焼結体であった。炭素添加してない試料は収縮率が高い、しかも強度もたかい。炭素の添加量が高いほど、収縮が小さいが強度も低下する。


表1
Si3N4
多孔体
組成 (重量%)
焼結条件
Si3N4
Y2O3
C(体積%)
焼結温度/時間
雰囲気
1
95
5
0
1750ーC/2h
N2(0.6MPa)
2
94.32
5
1
1750ーC/2h
N2(0.6MPa)
3
93.31
5
2.5
1750ーC/2h
N2(0.6MPa)
4
91.69
5
5
1750ーC/2h
N2(0.6MPa)
5
95
5
0
1850ーC/2h
N2(0.6MPa)
6
94.32
5
1
1850ーC/2h
N2(0.6MPa)
7
93.31
5
2.5
1850ーC/2h
N2(0.6MPa)
8
91.69
5
5
1850ーC/2h
N2(0.6MPa)

 


表2

Si3N4
多孔体
収縮率
(%)
気孔率
(%)
曲げ強度
(MPa)
1

12.73

41.0
318
2
3.54
56.5
109
3
2.64
56.4
111
4
2.58
57.3
82
5
7.21
52.5
104
6
3.54
57.8
74
7
2.88
58.4
63
8
2.88
58.0
51