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JP3031872B2 - Thermal shock resistant ceramics and manufacturing method thereof - Google Patents

Thermal shock resistant ceramics and manufacturing method thereof

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Publication number
JP3031872B2
JP3031872B2 JP9004825A JP482597A JP3031872B2 JP 3031872 B2 JP3031872 B2 JP 3031872B2 JP 9004825 A JP9004825 A JP 9004825A JP 482597 A JP482597 A JP 482597A JP 3031872 B2 JP3031872 B2 JP 3031872B2
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JP
Japan
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weight
raw material
mgo
thermal shock
sio
Prior art date
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JP9004825A
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JPH10194827A (en
Inventor
福三 水野
Original Assignee
有限会社水野技研
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Filing date
Publication date
Application filed by 有限会社水野技研 filed Critical 有限会社水野技研
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、急加熱、急冷却な
どの急激な温度変化に対する耐久性の大きい耐熱衝撃性
セラミックスおよびその製造方法に関するものであっ
て、特に、電子レンジやガスレンジの直火加熱または食
品の冷凍保存などに適する耐熱食器または調理器、ある
いは高温度までの耐熱性、急熱急冷に耐える耐熱衝撃性
のある耐熱工業材料として応用され得る耐熱衝撃性セラ
ミックスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal shock resistant ceramic having high durability against sudden temperature changes such as rapid heating and rapid cooling, and a method for producing the same. The present invention relates to a heat-resistant tableware or cooker suitable for heating by heating or freezing and preserving food, or a heat-resistant ceramic which can be applied as a heat-resistant industrial material having heat resistance up to high temperatures and heat shock resistance to rapid heat quenching.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような急激な温度変化に対する耐久
性を要求される耐熱食器または調理器あるいは耐熱材料
として用いられるセラミックスには、熱膨張係数の低い
ペタライト(Li2 O・Al2 3 ・8SiO2 )結晶
またはスポジューメン(Li2O・Al2 3 ・4Si
2 )結晶を主結晶相とした、いわゆるリチア磁器や、
同じくコージライト(2MgO・2Al2 3 ・5Si
2 )結晶を主結晶相としたコージライト磁器がある。
2. Description of the Related Art Ceramics used as heat-resistant dishes or cookers or heat-resistant materials that are required to have durability against such rapid temperature changes include petalite (Li 2 O.Al 2 O 3. 8SiO 2 ) crystal or spodumene (Li 2 O.Al 2 O 3 .4Si)
So-called Lithia porcelain having O 2 ) crystal as the main crystal phase,
Also cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5Si
There is cordierite porcelain having an O 2 ) crystal as a main crystal phase.

【0003】これらリチア磁器は、一般的にペタライト
原料、カオリン原料、石英原料、または炭酸リチウムと
石英とカオリン等を混合、仮焼して得られる非水溶性リ
チウム原料などを適宜配合して、これを1350℃以上
の高温で焼成し、ペタライトあるいはスポジューメン結
晶を含む磁器として製造される。このリチア磁器は、熱
膨張係数が5×10-7/℃以下の低い値を示し、極めて
耐熱衝撃性に優れているが、酸化リチウムが高価な原料
であり、また仮焼処理にコストが嵩み、また緻密なセラ
ミックスが安定的に得られる焼成温度の幅が10℃程度
と狭く、歩留りよく製造しにくいという問題があった。
[0003] These Lithia porcelains are generally appropriately mixed with a water-insoluble lithium raw material obtained by mixing and calcining a petalite raw material, a kaolin raw material, a quartz raw material, lithium carbonate, quartz and kaolin, and the like. Is fired at a high temperature of 1350 ° C. or more to produce a porcelain containing petalite or spodumene crystals. This Lithia porcelain has a low coefficient of thermal expansion of 5 × 10 −7 / ° C. or less and is extremely excellent in thermal shock resistance. However, lithium oxide is an expensive raw material, and the cost for calcination increases. In addition, the range of the firing temperature at which dense ceramics can be stably obtained is as narrow as about 10 ° C., and there is a problem that it is difficult to manufacture with good yield.

【0004】また、前記コージライト磁器は、カオリン
原料、タルク原料、マグネサイト原料などを配合原料と
し、原料コストは比較的安価であるが、熱膨張係数が2
0×10-7/℃程度とリチア磁器に比べやや大きい。そ
の焼成温度はリチア磁器と同様に1350℃程度の高温
焼成が必要であり、また緻密なセラミックスが安定に得
られる適正な焼成温度の幅が10℃程度と狭く、前記リ
チア磁器同様の問題があった。
[0004] The cordierite porcelain is composed of a raw material of kaolin, talc, magnesite, and the like. The raw material cost is relatively low, but the thermal expansion coefficient is 2%.
It is about 0 × 10 -7 / ° C, which is slightly larger than that of Lithia porcelain. The firing temperature requires high-temperature firing of about 1350 ° C. as in the case of Lithia porcelain, and the range of appropriate firing temperature at which dense ceramics can be obtained stably is as narrow as about 10 ° C. Was.

【0005】このような従来のリチア磁器やコージライ
ト磁器は、いずれも十分に焼結して、例えば吸水率が
3.0%以下になる緻密なセラミックスにするために
は、1350℃以上の高温焼成が必要である。ところ
が、このような高温度焼成が可能な焼成炉の場合、炉の
建設費や加熱燃料費が割高となる他、焼成棚炉材、柱炉
材、台板セッターなど窯道具も高価な材料を使用しなけ
ればならず、運転経費が増大するという問題があった。
また、それらの磁器は、適正な焼成温度の幅が10℃程
度以下と狭いことから焼成歩留りが極めて低いものとな
らざるを得ず、安価に大量に製造することが難しいの
で、緻密な陶磁器として広く一般に供給されなかった。
[0005] Such conventional Lithia porcelain and cordierite porcelain are both sufficiently sintered, for example, to obtain dense ceramics having a water absorption of 3.0% or less, a high temperature of 1350 ° C or more. Baking is required. However, in the case of a baking furnace capable of such high-temperature baking, furnace construction costs and heating fuel costs are relatively high, and kiln tools such as baking shelf furnace materials, pillar furnace materials, and platen setters also use expensive materials. It has to be used and there is a problem that the operating cost increases.
In addition, since the range of appropriate firing temperature is as narrow as about 10 ° C. or less, the firing yield has to be extremely low, and it is difficult to mass-produce at low cost. Not widely available.

【0006】また、前記のリチア磁器における焼成温度
が高いという問題に対して、比較的原料価格が安価なペ
タライトとカオリンを主原料として配合した素地を用
い、通常の衛生陶器やタイルの生産に広く使用されてい
る焼成炉により、焼成温度1150〜1250℃程度で
焼成して耐熱衝撃性セラミックスを得る方法が実用化さ
れている。そして、この方法で得られる耐熱衝撃性セラ
ミックスは、焼成収縮と密度が安定する焼成温度幅が5
0℃と広く、寸法安定性の実用水準にあり、熱膨張係数
も30×10-7/℃以下で充分な耐熱衝撃性が得られる
反面、吸水率が10%以上の材料しか得られず、焼き締
まりが不十分で多孔質、かつで機械的強度が劣るもので
あった。
[0006] In order to solve the problem of high firing temperature in the above-mentioned Lithia porcelain, a base material containing petalite and kaolin, which are relatively inexpensive as raw materials, is widely used in the production of ordinary sanitary ware and tiles. A method of firing at a firing temperature of about 1150 to 1250 ° C. with a firing furnace used to obtain a thermal shock resistant ceramic has been put to practical use. The thermal shock-resistant ceramic obtained by this method has a firing temperature range of 5 at which firing shrinkage and density are stable.
0 ° C., which is a practical level of dimensional stability, and a thermal expansion coefficient of 30 × 10 −7 / ° C. or less provides sufficient thermal shock resistance, but only a material having a water absorption of 10% or more can be obtained. It was insufficient in shrinkage, porous and poor in mechanical strength.

【0007】この多孔質で吸水性が大きい点について
は、焼成品の表面に釉薬を施して改善し、機械的強度が
劣る点については、器物の肉厚を大きくするなどして補
う手段を採用して、例えば「土鍋」と言われているよう
なものが実用化されている。しかし、これらのものでも
使用中に釉薬のクラック部分から漏水したり、透過水が
加熱時に膨張して破損する事故が生じることもあり、ま
た多孔質で肉厚なため熱抵抗が大きく加熱時のエネルギ
ー効率が劣り、冬期の鍋料理のような特定の調理に用い
られる程度で広く応用できなかった。
[0007] The porous and large water absorbing properties are improved by applying a glaze to the surface of the fired product, and the poor mechanical strength is compensated by increasing the thickness of the vessel. Then, for example, what is called "earthen pot" has been put to practical use. However, even these materials may leak from the cracks in the glaze during use, or the permeated water may expand and break during heating. It was inefficient in energy efficiency and could not be widely applied because it was used for specific cooking such as hot pot cooking in winter.

【0008】また、このような多孔質な問題を改善する
ため、次の方法も実用化されている。それは、原料とし
てペタライトとカオリンの他にNa2 OおよびK2 Oの
アルカリ酸化物の1種または2種を含む原料、例えば、
長石を適量加えることにより、1250℃以下の焼成温
度で緻密に焼結することができ、適正な焼成温度幅も広
げることのできる方法であり、土鍋以外の食器、調理器
にもある程度応用できるようになった。しかし、この方
法では、熱膨張係数を30×10-7/℃以下のものを得
るのが難しく、耐熱衝撃性が不十分なため、空焚きによ
る破損や近年普及が著しい電磁調理器に使用したときの
破損などのおそれがあり、さらに熱膨張係数が低く、適
正な焼成温度幅も大きく比較的低い温度で焼成可能なセ
ラミックスが要望されていた。
The following method has been put to practical use in order to improve such a porous problem. It is a raw material containing one or two alkali oxides of Na 2 O and K 2 O in addition to petalite and kaolin as raw materials, for example,
By adding an appropriate amount of feldspar, it is possible to sinter densely at a firing temperature of 1250 ° C or less, and to widen the appropriate firing temperature range, so that it can be applied to tableware and cookware other than clay pots to some extent. Became. However, in this method, it is difficult to obtain a material having a thermal expansion coefficient of 30 × 10 −7 / ° C. or less, and the thermal shock resistance is insufficient. There has been a demand for ceramics that may be broken at the time, have a low coefficient of thermal expansion, have a wide range of appropriate firing temperature, and can be fired at a relatively low temperature.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
耐熱衝撃性用途の食器または調理器として広く使用され
得るセラミックスとしては、比較的安価な原料を使用で
きることを前提として、熱膨張係数を30×10-7/℃
以下として耐熱衝撃性をより改善すること、一般窯業製
品と同程度の1250℃以下の焼成温度で緻密な、例え
ば吸水率3%以下の素地に焼成できるようにすること、
適正焼成温度幅が実用的で広いものであること、などが
重要な課題であり、本発明は、これらの問題点を解決し
た耐熱衝撃性セラミックスおよびそのの製造方法を提供
する。
As described above,
Ceramics that can be widely used as tableware or cookers for thermal shock resistance have a thermal expansion coefficient of 30 × 10 −7 / ° C. on the assumption that relatively inexpensive raw materials can be used.
To further improve the thermal shock resistance as follows, and to be able to be fired at a firing temperature of 1250 ° C. or less, which is almost the same as that of general ceramic products, to a dense body having a water absorption of 3% or less,
An important issue is that the appropriate firing temperature range is practical and wide, and the present invention provides a thermal shock resistant ceramic which solves these problems and a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決する第
1の発明である耐熱衝撃性セラミックスは、酸化物組成
でSiO2 を55〜73重量%、Al2 3 を18〜3
1重量%、Li2 Oを0.6〜3.5重量%、MgOを
2.0〜12重量%、Na2 OとK2 Oの合量を0.7
〜3.0重量%含み、かつ主結晶相として、ペタライト
およびスポジューメンの1種または2種の微結晶と、コ
ージライトの微結晶を必須の結晶として含み、さらにこ
れらの結晶粒の間にNa 2 OとK 2 Oの1種または2種
を含む結晶またはガラス相が存在し、吸水率が3%以下
になるよう充分に焼結した実質的に透水性のない緻密な
焼結体からなることを特徴とするものである。そして、
本発明は、次の形態に好ましく具体化できる。 (1)酸
化物組成でSiO 2 を55〜63重量%、Al 2 3
21〜31重量%、Li 2 Oを0.6〜2.3重量%、
MgOを5.0〜12重量%、Na 2 OとK 2 Oの合量
を0.7〜2.5重量%含む前記の耐熱衝撃性セラミッ
クス。 (2)酸化物組成でSiO 2 を63〜73重量
%、Al 2 3 を18〜26重量%、Li 2 Oを1.5
〜3.5重量%、MgOを2.0〜9.0重量%、Na
2 OとK 2 Oの合量を1.0〜3.0重量%含む前記の
耐熱衝撃性セラミックス。
Thermal shock resistance ceramic is a first invention to solve the above problems BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION are the SiO 2 fifty-five to seventy-three wt% oxide composition, the Al 2 O 3 18~3
1 wt%, the Li 2 O .6-3.5 wt%, the MgO 2.0 to 12 wt%, the total amount of Na 2 O and K 2 O 0.7
To 3.0% by weight only it contains, and as the predominant crystal phase, petalite
And one or two crystallites of spodumene and
Gillite microcrystals as essential crystals.
One or two kinds of Na 2 O and K 2 O between these crystal grains
Crystal or glass phase containing, and water absorption is 3% or less
And a dense sintered body substantially sintering substantially without water permeability . And
The present invention can be preferably embodied in the following modes. (1) acid
The SiO 2 55 to 63 wt% in product composition, the Al 2 O 3
21-31 wt%, the Li 2 O 0.6-2.3 wt%,
MgO and 5.0 to 12 wt%, the total amount of Na 2 O and K 2 O
The thermal shock-resistant ceramic containing 0.7 to 2.5% by weight of
Cousin. (2) 63 to 73 weight of SiO 2 in the oxide composition
%, The Al 2 O 3 18 to 26 wt%, the Li 2 O 1.5
~ 3.5 wt%, MgO 2.0 ~ 9.0 wt%, Na
The above-mentioned amount containing 1.0 to 3.0% by weight of the total amount of 2 O and K 2 O
Thermal shock resistant ceramics.

【0011】さらに、上記の問題を解決する第2の発明
である耐熱衝撃性セラミックスの製造方法は、カオリン
原料を20〜40重量%配合する場合には、リチウム珪
酸塩原料25〜60重量%、長石原料を5〜25重量
%、酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウム系原料を
MgO換算で2〜9重量%配合するか、または、カオリ
ン原料を40〜60重量%配合する場合には、リチウム
珪酸塩原料13〜45重量%、長石原料を0〜20重量
%、酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウム系原料を
MgO換算で5〜12重量%配合した主として天然原
料からなる配合組成物を成形し、最高焼成温度を125
0℃以下として焼成することを特徴とするものである。
そして、この発明は、前記焼成によって、酸化物組成で
SiO 2 を55〜63重量%、Al 2 3 を21〜31
重量%、Li 2 Oを0.6〜2.3重量%、MgOを
5.0〜12重量%、Na 2 OとK 2 Oの合量を0.7
〜2.5重量%を含むか、または、SiO 2 を63〜7
3重量%、Al 2 3 を18〜26重量%、Li 2 Oを
1.5〜3.5重量%、MgOを2.0〜9.0重量
%、Na 2 OとK 2 Oの合量を1.0〜3.0重量%を
含み、かつ主結晶相として、ペタライトおよびスポジュ
ーメンの1種または2種の微結晶と、コージライトの微
結晶を主結晶相として含み、熱膨張係数が最大30×1
-7 /℃である緻密な焼結体を形成する、という前記の
耐熱衝撃性セラミックスの製造方法に具体化できる。
Further, the method for producing a thermal shock resistant ceramic according to the second invention, which solves the above problem, is characterized in that when 20 to 40 % by weight of a kaolin raw material is blended , 25 to 60 % by weight of a lithium silicate raw material; 5-25 % by weight of feldspar raw material and 2-9 % by weight of magnesium oxide or magnesium oxide-based raw material in terms of MgO
When the raw material is blended at 40 to 60% by weight, lithium
13-45% by weight of silicate material, 0-20% by weight of feldspar material
%, Magnesium oxide or magnesium oxide-based raw material
It was blended 5 to 12% by weight in terms of MgO, mainly natural raw
And a maximum firing temperature of 125.
It is characterized by firing at 0 ° C. or less .
And, the present invention provides an oxide composition by the above calcination.
The SiO 2 55 to 63 wt%, the Al 2 O 3 21-31
Weight%, Li 2 O 0.6-2.3% by weight, MgO
5.0 to 12 wt%, the total amount of Na 2 O and K 2 O 0.7
2.52.5 % by weight or SiO 2 of 63-7%
3 wt%, the Al 2 O 3 18 to 26 wt%, the Li 2 O
1.5-3.5% by weight, MgO 2.0-9.0% by weight
%, The total amount of Na 2 O and K 2 O is 1.0 to 3.0% by weight.
Petalite and Spodju
One or two crystallites and cordierite microcrystals
Contains crystals as the main crystal phase and has a maximum coefficient of thermal expansion of 30 × 1
0 -7 / ° C, to form a dense sintered body.
It can be embodied in a method for producing a thermal shock resistant ceramic.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明の耐熱衝撃性セラミ
ックスの実施形態について説明する。本発明では、先ず
酸化物成分として、SiO2 、Al2 3 、MgO、L
2Oと、さらにNa2 OとK2 Oの1種または2種と
を必須成分とし、それぞれ前記範囲の組成を有するので
ある。ここでこれら酸化物が由来する原料を特に限定す
るものではないが、後記のように、ペタライトのような
リチウム珪酸塩原料、粘土などのカオリン原料、あるい
はタルクなどの天然原料がコスト面から好ましい。
Next, an embodiment of the thermal shock resistant ceramic of the present invention will be described. In the present invention, SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, L
and i 2 O, further with one or the essential components of Na 2 O and K 2 O, is respectively have a composition of the range. Here, the raw materials from which these oxides are derived are not particularly limited, but as described later, lithium silicate raw materials such as petalite, kaolin raw materials such as clay, and natural raw materials such as talc are preferable in terms of cost.

【0013】また、酸化物組成でSiO2 が55〜63
重量%である場合には、Al2 3を21〜31重量
%、Li2 Oを0.6〜2.3重量%、MgOを5.0
〜12重量%、Na2 OとK2 Oの合量を0.7〜2.
5重量%含む組成が好適であり、さらに、SiO2 が6
3〜73重量%である場合には、Al2 3 を18〜2
6重量%、Li2 Oを1.5〜3.5重量%、MgOを
2.0〜9.0重量%、Na2 OとK2 Oの合量を1.
0〜3.0重量%含む組成が好適でもある。
The oxide composition has SiO 2 of 55 to 63.
When the weight% is, the Al 2 O 3 21-31% by weight, the Li 2 O from 0.6 to 2.3 wt%, the MgO 5.0
12%, the total amount of Na 2 O and K 2 O 0.7 to 2.
5 wt% comprising the composition is preferably further, SiO 2 is 6
When the content is 3 to 73% by weight, Al 2 O 3 is added to 18 to 2 %.
6 wt%, the Li 2 O 1.5 to 3.5 wt%, the MgO 2.0 to 9.0 wt%, the total amount of Na 2 O and K 2 O 1.
Compositions containing 0-3.0% by weight are also suitable.

【0014】なお、本発明の耐熱衝撃性セラミックスを
形成する化学成分は前記した酸化物に限定されるもので
なく、本発明の作用効果を阻害しない範囲で通常の陶磁
器の含まれるその他の成分を含み得るものである。例え
ば、10重量%以下添加される着色用金属酸化物、天然
原料から取り込まれる少量のCaO、TiO2 、または
その他不可避的不純物があり得る。
The chemical components forming the thermal shock resistant ceramics of the present invention are not limited to the above-mentioned oxides, and other components contained in ordinary ceramics may be used as long as the effects of the present invention are not impaired. It can be included. For example, coloring metal oxide added 10 wt% or less, a small amount of CaO to be taken from natural sources, there may be TiO 2 or other unavoidable impurities.

【0015】また、このような本発明の耐熱衝撃性セラ
ミックスにおいては、主結晶相として、低熱膨張性のリ
チウム珪酸塩であるペタライトおよびスポジューメンの
1種または2種の微結晶と、コージライトの微結晶を必
須の結晶として含み、さらにこれらの結晶粒の間にNa
2 OとK2 Oの1種または2種を含む結晶またはガラス
相が存在し、吸水率が3%以下になるよう充分に焼結し
た実質的に透水性のない緻密な焼結体からなる。
In the thermal shock resistant ceramic of the present invention, one or two kinds of microcrystals of petalite and spodumene, which are low thermal expansion lithium silicates, and cordierite microcrystals are used as main crystal phases. Crystals as essential crystals, and Na
A crystalline or glass phase containing one or two of 2 O and K 2 O is present, and is a dense sintered body substantially sintered without water permeability, sufficiently sintered to have a water absorption of 3% or less. .

【0016】このように、本発明の耐熱衝撃性セラミッ
クスでは、Li2 O成分とMgO成分が共存し、ペタラ
イト結晶またはスポジューメン結晶とコーディライト結
晶とを主結晶相として含むところに特徴があり、このL
2 O系およびMgO系結晶は低膨張性であるので、本
発明ではNa2 OまたはK2 Oを含むにもかかわらず、
熱膨張係数が大きくなるのが抑制されている。そして、
これら低熱膨張性結晶の粒界には、Na2 OとK2 Oの
1種または2種を含む結晶またはガラス相が存在し、そ
の結晶またはガラス相は比較的低融点であることもあっ
て、焼成過程の比較的低温度の領域において、前記低熱
膨張性結晶の成長と焼結とを促進するように作用し、結
果、本発明の耐熱衝撃性セラミックスの焼成温度を大幅
に低下させ、かつ適正な焼成温度幅を広くすることがで
きるものと思われる。
As described above, the thermal shock resistant ceramics of the present invention is characterized in that the Li 2 O component and the MgO component coexist and contains petalite crystals or spodumene crystals and cordierite crystals as main crystal phases. L
Since i 2 O-based and MgO-based crystals have low expansion properties, in the present invention, despite containing Na 2 O or K 2 O,
An increase in the coefficient of thermal expansion is suppressed. And
At the grain boundaries of these low thermal expansion crystals, there exists a crystal or glass phase containing one or two of Na 2 O and K 2 O, and the crystal or glass phase may have a relatively low melting point. In a relatively low temperature region of the firing process, acts to promote the growth and sintering of the low thermal expansion crystal, as a result, significantly lower the firing temperature of the thermal shock resistant ceramic of the present invention, and It seems that the appropriate firing temperature range can be widened.

【0017】特に、本発明においては、その特長的成分
であるMgO成分は、焼成温度の低下と適正な焼成温度
幅の拡大とに顕著な効果を及ぼすとともに、成形工程に
不可欠な可塑性原料であるカオリン原料中のSiO2
Al2 3 を主成分とする粘土分が、高熱膨張性のムラ
イト結晶などを生成するのを抑制して、むしろ低熱膨張
性のコージライト結晶を生成することに寄与するのであ
り、結果全体として熱膨張係数を低く抑える効果を発揮
するのである。
Particularly, in the present invention, the MgO component, which is a characteristic component, has a remarkable effect on lowering the firing temperature and expanding the appropriate firing temperature range, and is a plastic raw material indispensable for the molding step. SiO 2 in kaolin raw material,
The clay component containing Al 2 O 3 as a main component suppresses the generation of high thermal expansion mullite crystals and the like, and rather contributes to the generation of low thermal expansion cordierite crystals. It has the effect of keeping the coefficient of thermal expansion low.

【0018】そこで、本発明の耐熱衝撃性セラミックス
の化学成分として、SiO2 、Al 2 3 、MgOは、
コージライトの組成に近似するように、またSiO2
Al 2 3 、Li2 Oは、ペタライトの組成に近似する
ように、また、SiO2 、Al2 3 、K2 O、Na2
Oは、適度な熱膨張係数と溶融温度を有するガラスまた
は結晶を生成する組成になるよう、含有量を考慮しなが
らそれぞれの成分を組み合わせるのが適当である。
Therefore, the thermal shock resistant ceramics of the present invention
As a chemical component ofTwo, Al TwoOThree, MgO,
To approximate the composition of cordierite,Two,
Al TwoOThree, LiTwoO approximates the composition of petalite
And also SiOTwo, AlTwoOThree, KTwoO, NaTwo
O is a glass or glass having an appropriate coefficient of thermal expansion and melting temperature.
Consider the content so that it has a composition that produces crystals.
It is appropriate to combine the respective components.

【0019】このような点から、MgO成分は2%以上
含むのが必要であり、12%を超えるときには上記の効
果はむしろ減退するので好ましくない。このようなMg
OとLi2 Oの存在下において、Na2 OとK2 Oを合
量で0.8%以上含む場合は、低熱膨張性を維持しつ
つ、1250℃以下の焼成温度で緻密な焼結体に焼成で
き、かつ適正な焼成温度幅を40〜50℃以上に拡大し
たものとすることができる。しかし、Na2 O、K2
を3.0重量%以上含むようになると、焼成温度はさら
に低下させることができるものの、熱膨張係数が30×
10-7/℃を超えるようになって、耐熱衝撃用の用途に
は実用的でなくなる。
From this point, it is necessary to contain the MgO component in an amount of 2% or more, and if it exceeds 12%, the above effect is rather deteriorated, which is not preferable. Such Mg
When the total amount of Na 2 O and K 2 O is 0.8% or more in the presence of O and Li 2 O, a dense sintered body is obtained at a firing temperature of 1250 ° C. or less while maintaining low thermal expansion. And the appropriate firing temperature range can be expanded to 40 to 50 ° C. or more. However, Na 2 O, K 2 O
, The baking temperature can be further lowered, but the coefficient of thermal expansion is 30 ×
When it exceeds 10 -7 / ° C, it becomes impractical for thermal shock applications.

【0020】ここで本発明の耐熱衝撃性セラミックスの
最も好ましい態様を示すと、それは、酸化物組成でSi
2 を58〜69重量%、Al2 3 を21〜28重量
%、Li2 Oを0.9〜3.0重量%、MgOを4.0
〜10重量%、Na2 OとK 2 Oの合量を0.7〜2.
5重量%含むとともに、ペタライト結晶およびスポジュ
ーメン結晶の少なくとも1種とコージライト結晶とを主
結晶相として含む緻密な焼結体からなり、熱膨張係数が
最大25×10-7/℃、適正焼成温度幅が少なくとも4
0℃であることを特徴とする耐熱衝撃性セラミックスで
ある。そして、この耐熱衝撃性セラミックスでは、バラ
ンスのとれた熱膨張係数と適正焼成温度幅の特性が組合
せられて好ましい耐熱衝撃性を備えたセラミックスが実
用的な製造条件において提供できるのである。
Here, the thermal shock resistant ceramic of the present invention
In the most preferred embodiment, it has the oxide composition of Si
OTwoFrom 58 to 69% by weight of AlTwoOThreeIs 21-28 weight
%, LiTwo0.9 to 3.0% by weight of O and 4.0 of MgO
-10% by weight, NaTwoO and K TwoThe total amount of O is 0.7-2.
5% by weight, together with petalite crystals and spoju
At least one kind of iron crystal and cordierite crystal
It consists of a dense sintered body containing as a crystal phase, and has a thermal expansion coefficient of
Up to 25 × 10-7/ ° C, appropriate firing temperature range is at least 4
A thermal shock resistant ceramic characterized by being at 0 ° C
is there. And in this thermal shock resistant ceramic,
The characteristics of the balanced thermal expansion coefficient and the appropriate firing temperature range are combined.
Ceramics with good thermal shock resistance
It can be provided under practical manufacturing conditions.

【0021】以上詳細に説明した本発明の耐熱衝撃性セ
ラミックスは、前記した本発明の第2の発明である耐熱
衝撃性セラミックスの製造方法によって製造することが
できる。ここにその実施形態について説明すると、先
ず、リチウム珪酸塩原料、例えばペタライト原料または
スポジューメン原料などと、カオリン原料、例えば、蛙
目粘土、カオリン粘土など粘土鉱物を多く含有するもの
と、酸化マグネシウム系原料、例えばタルク、マグネサ
イトなどの他、MgO単味のもの、または水酸化マグネ
シウムなどを必須原料とし、必要に応じて、さらにNa
2 O、K2 Oの少なくとも一方を含む長石を加え、また
SiO2 化合物原料、例えば、珪石、珪砂、石英などの
原料を配合して素地を調製する。次いで、通常の方法に
て、成形、焼成してこの耐熱衝撃性セラミックスを得
る。
The thermal shock resistant ceramic of the present invention described in detail above can be manufactured by the above-described method of manufacturing a thermal shock resistant ceramic according to the second invention of the present invention. Here, the embodiment will be described. First, a lithium silicate raw material, for example, a petalite raw material or a spodumene raw material, and a kaolin raw material, for example, those containing a large amount of clay minerals such as frog-eye clay and kaolin clay, and a magnesium oxide-based raw material For example, in addition to talc, magnesite, and the like, MgO alone, magnesium hydroxide, or the like is used as an essential raw material.
A base is prepared by adding feldspar containing at least one of 2 O and K 2 O, and blending a raw material of SiO 2 compound, for example, a raw material such as silica stone, silica sand, and quartz. Next, the resultant article is molded and fired by a usual method to obtain the thermal shock resistant ceramic.

【0022】本発明のカオリン原料は、配合素地を成形
する場合に可塑性の維持、または成形後のきれつ防止な
どから不可欠な原料であり、20重量%以上含むことが
必要である。そしてカオリンの配合量が20〜40重量
%と40〜60重量%の二つの配合範囲に応じて、他の
原料の好ましい配合量が以下の説明するように異なって
くるのである。
The kaolin raw material of the present invention is an indispensable raw material for maintaining plasticity or preventing cracks after molding when forming a blended base material, and it is necessary to contain 20% by weight or more. Then, according to the two ranges of the kaolin content of 20 to 40% by weight and 40 to 60% by weight, the preferable content of the other raw materials differs as described below.

【0023】この場合、カオリン原料を20〜40重量
%配合する場合には、リチウム珪酸塩原料として25〜
60重量%、酸化マグネシウム系原料としてMgOに換
算して2〜9重量%、K2 O、Na2 Oのどちらかを含
む長石を5〜25重量%配合するのが好適であり、ま
た、カオリン原料を40〜60重量%配合する場合に
は、リチウム珪酸塩原料として13〜45重量%、酸化
マグネシウム系原料をMgOに換算して5〜12重量
%、K2 O、Na2 Oのどちらかを含む長石を0〜20
重量%配合するのが好適である。
In this case, when 20 to 40% by weight of the kaolin raw material is blended, 25 to 40% by weight of the lithium silicate raw material is used.
60 wt%, 2-9 wt% in terms of MgO as magnesium oxide based material, K 2 O, is preferred to feldspar compounding 5-25 wt% containing either Na 2 O, also, kaolin When the raw material is compounded in an amount of 40 to 60% by weight, 13 to 45% by weight of a lithium silicate raw material, 5 to 12% by weight of a magnesium oxide-based raw material in terms of MgO, and either K 2 O or Na 2 O Feldspar containing 0-20
It is preferable to mix by weight%.

【0024】本発明のリチウム珪酸塩原料は、低熱膨張
性を発揮するための基礎となる原料であり、ペタライト
がコスト面から最適である。その配合量は、13重量%
未満では熱膨張係数が30×10-7/℃以下のものが得
られにくく、また、60重量%を超えると、焼成温度が
上昇し好ましくないなどの熱膨張特性、成形性、焼締ま
り傾向などから、13〜60重量%のかなり広い範囲で
使用可能である。好ましくは、18〜55重量%の範囲
がよい。
The lithium silicate raw material of the present invention is a basic raw material for exhibiting a low thermal expansion property, and petalite is optimal from the viewpoint of cost. The content is 13% by weight
If it is less than 30 × 10 −7 / ° C. or less, it is difficult to obtain one having a coefficient of thermal expansion of less than 60% by weight. From 13 to 60% by weight. Preferably, the range is 18 to 55% by weight.

【0025】さらに、本発明では、前記のカオリン原料
とリチウム珪酸塩原料とに対して、タルクなどの酸化マ
グネシウム系原料を併用するところに特長がある。カオ
リン原料は焼成されると、熱膨張係数が大きいムライト
やクリストバライトを生成するため、一般には焼成物の
熱膨張係数を大きくする原因となっているが、本発明で
は、MgO化合物原料を併用することにより、カオリン
とMgO成分(必要に応じてSiO2 分を追加して)と
からコージライトを生成させることで、むしろ熱膨張係
数を低下させることが可能となったのである。また、こ
のMgO成分は、ペタライトなどと共存することで焼結
作用を促進することも認められた。
Further, the present invention is characterized in that a magnesium oxide-based material such as talc is used in combination with the kaolin material and the lithium silicate material. When the kaolin raw material is fired, it generates mullite or cristobalite having a large thermal expansion coefficient, which is generally a cause of increasing the thermal expansion coefficient of the fired product. As a result, it became possible to lower the coefficient of thermal expansion rather than to generate cordierite from kaolin and the MgO component (addition of SiO 2 as necessary). It was also recognized that the MgO component promoted the sintering action when coexisting with petalite and the like.

【0026】そのMgO成分の出発原料としては、適量
のSiO2 を含むことと、コスト面のメリットとあわせ
てタルク(滑石)が好適であり、MgO成分が不足する
ときにはマグネシア、マグネサイトなどが応用可能であ
り、その配合量は、前記カオリン原料からコージライト
を生成させるに相応する化学等量に見合うMgO分とす
るのがよいが、MgOに換算して2.0〜12重量%、
好ましくは4〜10重量%含むが適当である。
As a starting material for the MgO component, talc (talc) is suitable in addition to containing an appropriate amount of SiO 2 and cost, and when the MgO component is insufficient, magnesia, magnesite or the like is applied. It is possible that the amount of the compound is MgO corresponding to a stoichiometric amount corresponding to the production of cordierite from the kaolin raw material, but is preferably 2.0 to 12% by weight in terms of MgO.
It is preferably contained in an amount of 4 to 10% by weight.

【0027】本発明の用いる長石としては、K2 O、N
2 Oの少なくとも一方を含む正長石、曹長石が用いら
れ得る。この適量の使用は、前記の主結晶相の生成、焼
結の促進に効果的であり、焼締温度を1250℃以下に
低下させ、また適正な焼成温度幅を40℃以上に拡大さ
せるに不可欠であるが、熱膨張係数を増大させる作用も
強いので、他の原料、成分や採用する焼成温度に応じて
その配合量を決定するものの、Na2 OとK2 Oの合量
として0.7〜3重量%でよく、長石以外の原料から得
られるNa2 O、K2 O成分を見込むと、長石として
は、特に配合しなくてもよいときがあり、上限は25重
量%が適当であるが、好ましくは、1〜20重量%がよ
い。
The feldspar used in the present invention is K 2 O, N
Orthodoxite and albite containing at least one of a 2 O may be used. Use of this proper amount is effective in promoting the formation and sintering of the main crystal phase, and is indispensable for lowering the firing temperature to 1250 ° C or lower and expanding the appropriate firing temperature range to 40 ° C or higher. although, since the strong effect of increasing the thermal expansion coefficient, the other ingredients, but to determine the amount depending on the firing temperature of components and adopting, 0.7 as the total amount of Na 2 O and K 2 O In view of Na 2 O and K 2 O components obtained from raw materials other than feldspar, feldspar may not be particularly required to be blended, and the upper limit is suitably 25% by weight. However, the amount is preferably 1 to 20% by weight.

【0028】ここで本発明の熱衝撃性セラミックスの製
造方法の最も好適な態様を示すと、それは、カオリン原
料を25〜50重量%、リチウム珪酸塩原料18〜55
重量%、長石原料を1〜20重量%、タルク、水酸化マ
グネシウム、マグネサイトの1種以上をMgO換算で4
〜10重量%含む配合組成物を成形し、最高焼成温度を
1250℃以下として焼成することを特徴とする耐熱衝
撃性セラミックスの製造方法である。そしてさらには、
そのような原料配合組成物を焼成して、前記した耐熱衝
撃性セラミックスを形成する製造方法である。すなわ
ち、酸化物組成でSiO2 を58〜69重量%、Al2
3 を21〜28重量%、Li2 Oを0.9〜3.0重
量%、MgOを4.0〜10重量%、Na2 OとK2
の合量を0.7〜2.5重量%含むとともに、ペタライ
ト結晶およびスポジューメン結晶の少なくとも1種とコ
ージライト結晶とを主結晶相として含み、かつ熱膨張係
数が最大25×10-7/℃、適正焼成温度幅が少なくと
も40℃である緻密な焼結体を形成することを特徴とす
る耐熱衝撃性セラミックスの製造方法である。
Here, the most preferred embodiment of the method for producing a thermal shock ceramic according to the present invention will be described. The kaolin raw material is 25 to 50% by weight, and the lithium silicate raw material is 18 to 55%.
% By weight, 1 to 20% by weight of feldspar material, and at least one of talc, magnesium hydroxide and magnesite in terms of MgO.
A method for producing a thermal shock-resistant ceramic, comprising molding a composition containing from 10 to 10% by weight and firing at a maximum firing temperature of 1250 ° C. or lower. And furthermore,
This is a production method in which such a raw material composition is fired to form the above-mentioned thermal shock-resistant ceramic. That is, in the oxide composition, SiO 2 is 58 to 69% by weight, Al 2
O 3 21 to 28 wt%, the Li 2 O 0.9 to 3.0 wt%, the MgO 4.0-10 wt%, Na 2 O and K 2 O
Of 0.7 to 2.5% by weight, at least one of petalite crystals and spodumene crystals and cordierite crystals as a main crystal phase, and a coefficient of thermal expansion of at most 25 × 10 −7 / ° C. And forming a dense sintered body having an appropriate firing temperature range of at least 40 ° C.

【0029】[0029]

【実施例】次に、表1に示す試験結果に基づいて本発明
を詳細に説明する。
Next, the present invention will be described in detail based on the test results shown in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0030】表1において、試験体Noに*印の付された
ものは、比較例を示し、他は本発明の実施例を示すもの
である。また、中央欄の化学組成は、左欄の原料配合割
合から計算で求められる化学成分組成を重量%で表示し
たものである。
In Table 1, those marked with an asterisk (*) indicate a comparative example, and the others indicate examples of the present invention. The chemical composition in the center column indicates the chemical component composition calculated from the raw material mixing ratio in the left column in terms of% by weight.

【0031】ここで、使用原料は通常入手できるものを
用い、表1の原料配合割合に従い配合し、適量の水を加
えてボールミルで湿式粉砕混合した後、適度に乾燥して
から、真空土練機で混練して素地を調製した。次に、こ
の素地を乾式プレス成形機にて断面10×10mm、長
さ60mmの角柱状試料を作成し、焼成して試験体とし
た。
Here, the raw materials to be used are usually available, blended according to the raw material blending ratios in Table 1, added with an appropriate amount of water, wet-pulverized and mixed with a ball mill, dried appropriately, and then vacuum kneaded. The base was prepared by kneading with a machine. Next, a prismatic sample having a cross section of 10 × 10 mm and a length of 60 mm was prepared from this base material using a dry press molding machine, and fired to obtain a test body.

【0032】この試験体について、電気加熱炉にて11
00℃までは200℃/hrの昇温速度で加熱し、11
00℃以上では120℃/hrに昇温速度を低下させて
加熱して、焼結した試験体の吸水率が3.0%以下に到
達したときの温度をもって、表1中の焼締温度℃とし
た。また、かくして得られた試験体について、通常の熱
膨張測定試験機により、常温から500℃の範囲での熱
膨張率を測定して線熱膨張係数を求めた。また、前記焼
締温度℃を超えて焼成を継続したとき、試料の表面にガ
ラスが浮き出る直前の限界温度を測定し、この限界温度
と先の焼締温度との差を表1の結果欄の適正焼成温度幅
とした。
[0032] The test specimen was placed in an electric heating furnace for 11 hours.
Heat up to 200 ° C at a heating rate of 200 ° C / hr.
When the temperature is higher than 00 ° C., the heating rate is reduced to 120 ° C./hr, and the heating is performed. The temperature at which the water absorption of the sintered specimen reaches 3.0% or less is defined as the hardening temperature in Table 1. And Further, the test piece thus obtained was measured for a coefficient of linear thermal expansion by measuring a coefficient of thermal expansion in a range from room temperature to 500 ° C. using a normal tester for measuring thermal expansion. Further, when sintering was continued at a temperature exceeding the above-mentioned baking temperature ° C., the limit temperature immediately before the glass was floated on the surface of the sample was measured. An appropriate firing temperature range was set.

【0033】以上の試験結果を示す表1によれば、先
ず、表中No1、2の例は、従来の一般的なもので、ペタ
ライトとカオリンを用いた配合であるが、緻密な焼成に
は1340℃の高温度を要し、適正焼成温度幅が狭いの
で安価に大量に供給することが困難である。このように
ペタライトを多量に配合した場合の熱膨張係数は、30
×10-7/℃以下となり、実用上好ましいレベルにある
が、焼締温度を1250℃程度にした場合には、前述の
ように十分に焼締まらないので、水漏れのおそれや強度
不足のため、用途が限定されるのである。
According to Table 1 showing the above test results, first, examples of No. 1 and No. 2 in the table are conventional general ones, which are blends using petalite and kaolin. Since a high temperature of 1340 ° C. is required and the appropriate firing temperature range is narrow, it is difficult to supply a large amount at low cost. The thermal expansion coefficient when a large amount of petalite is blended is 30
× 10 −7 / ° C. or less, which is at a practically preferable level. However, when the firing temperature is set to about 1250 ° C., since the hardening is not sufficient as described above, there is a possibility of water leakage or insufficient strength. The use is limited.

【0034】表中No3、4の例は、ペタライトとカオリ
ンにさらに長石を配合したものであり、長石中のアルカ
リ成分の効果により、1250℃以下に焼成温度を下
げ、かつ適正焼成温度幅も広がるので、その点において
は量産に好ましいものであるが、熱膨張係数を30×1
-7/℃以下にすることが難しく、より厳しい耐熱衝撃
性が要求される用途分野には対応できない。
The examples of Nos. 3 and 4 in the table are those in which feldspar is further blended with petalite and kaolin, and the firing temperature is lowered to 1250 ° C. or less and the appropriate firing temperature range is widened due to the effect of the alkali component in the feldspar. Therefore, in that respect, it is preferable for mass production.
It is difficult to reduce the temperature to 0 −7 / ° C. or less, and it cannot be used in application fields that require more severe thermal shock resistance.

【0035】表中No5〜No21の例は、本発明に係るも
のであり、ペタライト、カオリンおよび長石の他に、水
酸化マグネシウムまたはタルクを配合原料とし、化学成
分として、SiO2 、Al2 3 、Li2 O、MgOの
他、K2 OとNa2 Oの少なくとも1種を含むものであ
る。これらの結果から以下のことが判明した。
The examples of No. 5 to No. 21 in the table relate to the present invention. In addition to petalite, kaolin and feldspar, magnesium hydroxide or talc is used as a compounding raw material, and SiO 2 , Al 2 O 3 is used as a chemical component. , Li 2 O, MgO, and at least one of K 2 O and Na 2 O. From these results, the following was found.

【0036】(1)No3とNo12、およびNo4とNo9に
例示されるように、ペタライトをMgO単独、またはM
gOとSiO2 に置換することにより、熱膨張係数は大
幅に低減するうえ、焼成温度も低下させることができ
る。このように、低熱膨張性のペタライト分の配合量が
少なくなったにも関わらず、熱膨張係数が大幅に低減し
たのは、カオリン原料が高熱膨張性のムライトまたはク
リストバライトを生じることなく、低熱膨張性のコージ
ライトに変化したためと思われる。
(1) As exemplified in No. 3 and No. 12, and No. 4 and No. 9, petalite is made of MgO alone or M
By substituting gO and SiO 2 , the coefficient of thermal expansion can be significantly reduced and the firing temperature can be lowered. Thus, despite the low blending amount of low thermal expansion petalite, the coefficient of thermal expansion was greatly reduced because the kaolin raw material did not generate high thermal expansion mullite or cristobalite and had low thermal expansion. This is probably due to the change to sexual cordierite.

【0037】一般的には、コージライトは1250℃以
下の温度域では容易に合成されないといわれているが、
この実施例のようにカオリンとMgO原料以外に、同時
に共存するLi2 O、K2 O、Na2 Oの効果によるも
のと推定される。なお、MgO分の含有量は、前記のよ
うに配合したカオリン分をコージライトに変化させる反
応式に応じた量が好適であるが、これより多い場合も少
ない場合もこの効果は相当に顕著であり、2〜12重量
%の範囲において好適である。
It is generally said that cordierite is not easily synthesized in a temperature range of 1250 ° C. or less.
It is presumed that this is due to the effect of Li 2 O, K 2 O, and Na 2 O which coexist simultaneously with the kaolin and MgO raw materials as in this example. The content of MgO is preferably in accordance with the reaction formula for changing the kaolin content blended into cordierite as described above, but the effect is considerably remarkable when the content is higher or lower. Yes, it is suitable in the range of 2 to 12% by weight.

【0038】(2)Na2 O、K2 Oの量が増えるにし
たがい、焼締温度は低下し、適正焼成温度幅は広がる傾
向が認められた。しかし、同時に熱膨張係数が増大する
傾向が見られた。また、ペタライトの量が増えるにした
がい、熱膨張係数は低下する傾向を見られた。これらか
ら、Na2 OとK2 Oの合量では、0.7〜3.0重量
%の範囲が好ましく、ペタライト分から得られるLi2
O分は、0.6〜3.5重量%の範囲が好ましい。
(2) As the amount of Na 2 O and K 2 O increased, the firing temperature decreased and the appropriate firing temperature range tended to increase. However, the tendency for the thermal expansion coefficient to increase at the same time was observed. Also, as the amount of petalite increased, the coefficient of thermal expansion tended to decrease. From these, the total amount of Na 2 O and K 2 O is preferably in the range of 0.7 to 3.0% by weight, and Li 2 obtained from the petalite component is preferable.
The O content is preferably in the range of 0.6 to 3.5% by weight.

【0039】(3)本発明の製造方法に係る発明におい
て、成形時の成形性についてみると、カオリン原料が2
0〜60重量%の範囲で機械ロクロ成形が可能であった
が、特に肉厚さが薄い場合、または深鍋形状のように乾
燥時に収縮亀裂が生じやすい場合には、乾燥強度を高め
るため、カオリン分を25重量%以上、より好ましくは
30重量%以上配合するのがよい。
(3) In the invention according to the production method of the present invention, as for the moldability at the time of molding, the kaolin raw material is 2%.
Mechanical rotomolding was possible in the range of 0 to 60% by weight, but in particular, when the wall thickness is thin, or when shrinkage cracks are liable to occur during drying such as a deep pan shape, in order to increase the drying strength, The kaolin content is preferably 25% by weight or more, more preferably 30% by weight or more.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の耐熱衝撃性セラミックスによれ
ば、特にともに低熱膨張性のリチア珪酸塩とコーディラ
イトの結晶が共存しているので、緻密で低熱膨張特性を
有するとともに、適量のK2 OまたはNa2 Oの存在に
より焼締温度を1250℃以下に低下させ、適正焼成温
度幅も広くすることができる耐熱衝撃性に優れたセラミ
ックスを提供する。また、その製造方法によれば、炭酸
リチウムのような高価な原料を使用することなく、前記
した特長を備えた実用的な耐熱衝撃性セラミックスの製
造方法を提供するという優れた効果がある。よって本発
明は従来の問題点を解消した耐熱衝撃性セラミックスお
よびその製造方法として、その工業的価値が極めて大な
るものがある。
According to the thermal shock resistant ceramics of the present invention, since lithiasilicate and cordierite crystals, both of which have low thermal expansion, coexist, they have a dense and low thermal expansion characteristic and an appropriate amount of K 2. The present invention provides a ceramic excellent in thermal shock resistance, capable of lowering the hardening temperature to 1250 ° C. or lower due to the presence of O or Na 2 O and widening the appropriate firing temperature range. Further, according to the manufacturing method, there is an excellent effect of providing a practical method for manufacturing a thermal shock-resistant ceramic having the above-mentioned features without using an expensive raw material such as lithium carbonate. Accordingly, the present invention has a thermal shock resistant ceramic which has solved the conventional problems and a method for producing the same, which has an extremely large industrial value.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 酸化物組成でSiO2 を55〜73重量
%、Al2 3 を18〜31重量%、Li2 Oを0.6
〜3.5重量%、MgOを2.0〜12重量%、Na2
OとK2 Oの合量を0.7〜3.0重量%含み、かつ主
結晶相として、ペタライトおよびスポジューメンの1種
または2種の微結晶と、コージライトの微結晶を必須の
結晶として含み、さらにこれらの結晶粒の間にNa 2
とK 2 Oの1種または2種を含む結晶またはガラス相が
存在し、吸水率が3%以下になるよう充分に焼結した実
質的に透水性のない緻密な焼結体からなることを特徴と
する耐熱衝撃性セラミックス。
1. An oxide composition comprising 55 to 73% by weight of SiO 2 , 18 to 31% by weight of Al 2 O 3 and 0.6% of Li 2 O.
To 3.5 wt%, the MgO from 2.0 to 12 wt%, Na 2
The O and K 2 the total amount of O unrealized 0.7 to 3.0 wt%, and the main
One of petalite and spodumene as crystalline phase
Or two kinds of microcrystals and cordierite microcrystals are essential
Contained as crystals, and Na 2 O
And a crystal or glass phase containing one or two of K 2 O
Exists and is sufficiently sintered to have a water absorption of 3% or less.
Thermal shock resistant ceramics characterized by being made of a dense sintered body that is qualitatively non-permeable .
【請求項2】酸化物組成でSiO2. An oxide composition comprising SiO 2 Two を55〜63重量55 to 63 weight
%、Al%, Al 2 Two O 3 Three を21〜31重量%、Li21 to 31% by weight of Li 2 Two Oを0.6O to 0.6
〜2.3重量%、MgOを5.0〜12重量%、Na2.3 wt%, MgO 5.0-12 wt%, Na 2 Two
OとKO and K 2 Two Oの合量を0.7〜2.5重量%含む請求項12. The composition according to claim 1, wherein the total amount of O is 0.7 to 2.5% by weight.
に記載の耐熱衝撃性セラミックス。Thermal shock resistant ceramics described in 1.
【請求項3】酸化物組成でSiO3. An oxide composition comprising SiO 2 Two を63〜73重量The 63-73 weight
%、Al%, Al 2 Two O 3 Three を18〜26重量%、LiFrom 18 to 26% by weight of Li 2 Two Oを1.5O to 1.5
〜3.5重量%、MgOを2.0〜9.0重量%、Na~ 3.5 wt%, MgO 2.0 ~ 9.0 wt%, Na
2 Two OとKO and K 2 Two Oの合量を1.0〜3.0重量%含む請求項The total amount of O is 1.0 to 3.0% by weight.
1に記載の耐熱衝撃性セラミックス。2. The thermal shock resistant ceramic according to 1.
【請求項4】 カオリン原料を20〜40重量%配合す
る場合には、リチウム珪酸塩原料25〜60重量%、長
石原料を5〜25重量%、酸化マグネシウムまたは酸化
マグネシウム系原料をMgO換算で2〜9重量%配合す
るか、または、カオリン原料を40〜60重量%配合す
る場合には、リチウム珪酸塩原料13〜45重量%、長
石原料を0〜20重量%、酸化マグネシウムまたは酸化
マグネシウム系原料をMgO換算で5〜12重量%配合
した主として天然原料からなる配合組成物を成形し、
最高焼成温度を1250℃以下として焼成することを特
徴とする耐熱衝撃性セラミックスの製造方法。
4. A blend of kaolin raw material in an amount of 20 to 40 % by weight .
In this case, 25 to 60 % by weight of a lithium silicate raw material, 5 to 25 % by weight of a feldspar raw material, and 2 to 9 % by weight of magnesium oxide or a magnesium oxide-based raw material in terms of MgO .
Or 40 to 60% by weight of kaolin raw material
When the lithium silicate raw material is 13 to 45% by weight,
0-20% by weight of stone material, magnesium oxide or oxidized
Contains 5-12% by weight of magnesium based material in terms of MgO
It was, molding the blend composition consisting mainly of natural sources,
A method for producing a thermal shock-resistant ceramic, comprising firing at a maximum firing temperature of 1250 ° C. or lower .
【請求項5】 前記焼成によって、酸化物組成でSiO5. The method according to claim 1, wherein the sintering is performed to obtain an oxide composition of SiO 2.
2 Two を55〜63重量%、AlFrom 55 to 63% by weight of Al 2 Two O 3 Three を21〜31重量The 21-31 weight
%、Li%, Li 2 Two Oを0.6〜2.3重量%、MgOを5.00.6 to 2.3% by weight of O and 5.0 of MgO
〜12重量%、Na~ 12% by weight, Na 2 Two OとKO and K 2 Two Oの合量を0.7〜2.The total amount of O is 0.7-2.
5重量%を含むか、または、SiO5% by weight or SiO 2 Two を63〜73重量The 63-73 weight
%、Al%, Al 2 Two O 3 Three を18〜26重量%、LFrom 18 to 26% by weight, L i 2 Two Oを1.5O to 1.5
〜3.5重量%、MgOを2.0〜9.0重量%、Na~ 3.5 wt%, MgO 2.0 ~ 9.0 wt%, Na
2 Two OとKO and K 2 Two Oの合量を1.0〜3.0重量%を含み、かContaining 1.0 to 3.0% by weight of O
つ主結晶相として、ペタライトおよびスポジューメンのThe main crystal phases are petalite and spodumene.
1種または2種の微結晶と、コージライトの微結晶を主One or two types of microcrystals and cordierite microcrystals
結晶相として含み、熱膨張係数が最大30×10Included as crystalline phase, maximum 30 × 10 -7-7 /℃/ ℃
である緻密な焼結体を形成する請求項4に記載の耐熱衝The heat-resistant bump according to claim 4, which forms a dense sintered body that is:
撃性セラミックスの製造方法。Manufacturing method of hammering ceramics.
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