JPH01164763A

JPH01164763A - 耐火性物質および該物質の製造方法

Info

Publication number: JPH01164763A
Application number: JP63250022A
Authority: JP
Inventors: Michel Dussaulx; ミヒェル　ドゥスアウルクス; Francisco Lorenzo; フランシスコ　ロレンツォ
Original assignee: Norton GmbH
Current assignee: Norton Beteiligungs GmbH
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1988-10-05
Publication date: 1989-06-28
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: DE3742862C2; EP0317701A1; BR8805539A; US4990469A; JP2655699B2; ATE78009T1; DE3742862A1; ES2042637T3; EP0317701B1; DE3872668D1

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】本発明は新規耐火性物質に関し、並びに該物質の製造方
法に関する。

西独公開公報第２．４５８，２６８号より、Ｓｉ３Ｎ４
．　ＳｉＣ。

Ａβ２０３および結合剤を含む耐火性混合物が公知であ
る。これらの物質からなる組成物は、複合材料が得られ
るよう熱圧により形成される。

西独特許第９２１　、５５９号より、炭化珪素組成物お
よび結合剤として窒化珪素（この結合剤はジルコニウム
化合物を含む）の耐火性混合物が公知である。

欧州特許出願第１５３，０００号より、ＳｉＣ，Ｓｉ３
Ｎ４および酸化アルミニウムより製造される物質が公知
である。この方法において、４〜８重量パーセントのア
ルミニウム粉末および１０〜１６重量パーセントの珪素
粉末が用いられる。この混合物は約１３００℃で窒化さ
れる。結果として５０〜８０重量パーセントのシアロン
（ｓｉａｌｏｎ）が形成される。７０％のβ−シアロン
を含む最終生成物が特に好ましい。

西独公開公報第３，３４３．５７７号より、８０〜９０
重量パーセントの炭化珪素粒子（この６０重量パーセン
トは−３，４〜＋〇、１０５　＊＊の粒度を存し、残り
は０．１０５　璽蒙までの粒度を有する）および１０〜
２０重量パーセントの珪素粒子（０，０７４ｎ＋までの
粒度を有する）を含む建築材料が公知である。

約１〜４重量パーセン１−の揮発性結合剤、４〜８重量
パーセントの水および０．５〜１０重量パーセントの０
．０８４１１以下の粒度を有する耐火性酸化物の粒子を
ベース混合物に加え、プレスにより圧縮粉を形成し、乾
燥し、窒素大気中で燃焼させ窒化珪素を形成する。

本発明の目的は、物理特性および機械特性が改良され、
複合材料ではなくおよびシアロンを含まない耐火性物質
を提供することである。

この目的は、６３〜８２重量パーセントの５ｉＣ１１５
〜２７重量パーセントのＳｉ：＋Ｌおよび３〜１０重量
パーセントの無機酸化物からなる物質により達成される
。

本発明に係る耐火性物質は、好ましくは６７〜７２重量
パーセントのＳｉＣおよび２３〜２５重量パーセン”）
ＳｉＪ４を含む。特に、無機酸化物の割合は５〜８重量
パーセントの間である。用いる酸化物は、好ましくは酸
化鉄、酸化アルミニウムおよび酸化ナトリウムである。

完全にまたは一部酸化鉄を酸化亜鉛に、酸化アルミニウ
ムを酸化チタンおよび／または酸化ジルコニウムに、お
よび酸化ナトリウムを酸化カルシウム、カリウムおよび
／またはマグネシウムに換えることは可能である。標準
可塑剤は有機結合剤であると考えられる。特に、これら
は脂肪、ワセリン、ポリビニルアルコール、トリステア
リンおよび他の有機結合剤を含む。

また、本発明の目的は、耐火性物質の製造方法である。

この方法は、ａ）６３〜８２重量パーセントの炭化珪素
粉末、１０〜３６重量パーセントの珪素粉末および１０
重量パーセントまての最大３００踊の粒度を有する無機
酸化物粉末を安定な懸濁液に混合し、ｂ）成形し、Ｃ）
乾燥しおよびｄ）窒素大気中で１３８０〜１４５０°ｃ
Ｔ：燃焼することを特徴とする。

本発明に係る方法において、７０〜８０重量パーセント
の炭化珪素、１５〜２２重量バーセン１〜の珪素粉末お
よび８重量パーセンまでの無機酸化物を用いることが好
ましい。１７〜２０重量パーセントの珪素粉末および５
重量パーセントの無機酸化物が特に好ましい。無機酸化
物は２重量パーセントまでの酸化鉄、１〜６重量パーセ
ントの酸化アルミニウムおよび０．４重量パーセントま
での酸化ナトリウムを含んでよい。０．５〜１．５重量
バーセン１−の酸化鉄および０．１重量パーセントまで
の酸化ナトリウムが特に好ましい。完全にまたは一部、
酸化鉄を酸化亜鉛に、酸化アルミニウムを酸化チタンお
よび／または酸化ジルコニウムに、および酸化すトリウ
ムを酸化カルシウム、カリウム、マグネジうムに換える
ことが可能である。用いる粉末の粒度は、好ましくは０
．１〜１５０廂の範囲内である。

例エバ脂肪、ワセリン、ポリビニルアルコールおよび／
またはトリステアリンのような可塑剤を有機結合剤とし
て用いてよい。好ましい燃焼温度は１４２０℃（」近で
ある。この燃焼工程は、一方で酸化を防ぎ、他方で珪素
粉末を窒化するため窒素大気中で行われる。

本発明に係る方法により製造される耐火性物質は、すぐ
れた曲げ強度および熱安定性を有する。

また、ガス透過性がとても低いため、耐酸化性もすくれ
ている。本発明の好ましい生成物の特徴は、以下の表に
示されている。このケースにおいて、この生成物は７０
重量パーセントの５ｉＣ１２５重量パーセントのＳｉ３
Ｎいおよび５％の無機酸化物を含む耐火性物質である。

以下余白（ｌ〕表１嵩密度　　　　　　　　　　　　　２．８３ｇ／ｃＪ空
間率　　　　　　　　　　　　　１１％弾性率　　　　
　　　　　　　　　２５０ＧＰａ曲げ強度（室温）　　
　　　　　　　１９０ＭＰａ曲げ強度（１２５０℃）　
　　　　　　　１８０ＭＰａ曲げ強度（１４００℃）　
　　　　　　　１８０ＭＰａガス透過性　　　　　　　
　　　　１０−４ボアーサイズ（平均）　　　　　　　
　ｌｉ耐酸化性　　　　　　　　　　　　良熱安定性　　　　　　　　　　　　良木発明の耐火性物質の特性の利点は、本発明に係る新規
生成物を従来の４種の生成物と比較した下の表により明
らかになる。

以下余白表２ｉＣ（重上１パーセント）　　　　　　　７０　　　　　　
　７３　　　　　　　７４　　　　　　　　　７０　　
　　　　７９〜８ＢＳｉ３Ｎ４２５　２４　２５　２１
　１８．５〜９．５５ｉＯ□　　−−−−１，４曲げ強度（門Ｐａ）２０℃　　　　１９０　　　１２０　　　　８０　　　
　８５　　　４０〜４４１２００℃　　　　１８０　　
　１７０　　　１１４　　　　７０　　　４７１０−６
に一部　　　　　４．４　　　５．１　　　４．７　　
　　５．３　　　４．７２０〜１４００℃ 上記表より、本発明の物質は公知の生成物より高い密度
を有する。空間率は、あるケースは等しくあるいはいく
らか低い。それにもかかわらず、本発明の生成物はきわ
めて有効であり適度な透過性を有する。これは透過性が
空間率だけでなくボアー形状に依存していることから説
明される。従って、透過性を改良するポアー形状が本発
明の方法により得られる。上記表の値の比較により、本
発明の物質のヤング率および曲げ強度の値は従来技術よ
りかなりすくれていることが示される。この点について
、曲げ強度ば１４００℃までのすべての温度においてほ
ぼ一定であることに注目すべきである。

以下に、例を参考にして本発明をより詳細に説明する。

炎−上５０　Ｘ　５０璽璽の断面を有する１５００璽真の長さ
のビームの加工。以下の成分よりセラミックスリップを
製造した。

ａ）炭化珪素粉末　　　０．１〜１０ＩＪｍ３７．５％
ｂ）炭化珪素粒子　　　２０〜１５０声　　４０％Ｃ）
珪素粉末　　　　　０．５〜５０訓　　１７％ｄ）酸化
アルミニウム　０．４〜１０／ＩＩｎ　　　５％ｅ）酸
化鉄　　　　　　　１〜７５７／ｍ０．５％ｆ）水　　
　　　　　　　１２．５％１ｇ）流動剤　　　　　　　
　　　　　０．３％９（例えば水および水酸化ナトリウ
ム） ”　　ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅの総量に対するこのスリ
ップを石膏型に注型する。型から取り出した後、ビーム
を９０℃以下で乾燥し、窒素大気下１４２０℃で燃焼さ
せる。窒素との反応により密度２．８３ｇ／ｃｎ＋およ
び曲げ強度２００ＭＰａが得られた。

例２　　　　　　（均衡プレスによる５０Ｘ５０Ｘ４ｍｍプレートの加工以
下の成分よりプレス用のセラミック混合物を製造した。

以下余白ａ）炭化珪素　　　　　０．１〜１５０μｍ　　７３．
５％ｂ）酸化アルミニウム　　０．４〜１０廂　　９％
Ｃ）酸化鉄　　　　　　　　１〜７５ＮＩ　Ｏ０５％ｄ
）炭化珪素粉末　　　　０．５−５０μｍ　　　１７％
ｅ）デキストリン　　　　　　　　　　　　１％９ｆ）
リグノスルホン酸　　　　　　　　　　３％９ｇ）ワセ
リン　　　　　　　　　　　　　　１％９ｈ）水　　　
　　　　　　　３％１ “　ａ、ｂ、ｃおよびｄの総量に対するセラミック用に
一般的なミキサー内でこの混合物を製造する。

この物ｉを１６００バールでプレスする。プレス後プレ
ートを９０℃で乾燥し、窒素大気中で１４２０℃で燃焼
した。窒素との反応により、室温において密度２．７０
ｇ／ｃれ曲げ強度１６０ＭＰａが得られた。

以下余白

Claims

【特許請求の範囲】

１．６３〜８２重量パーセントのＳｉＣ、１５〜２７重
量パーセントのＳｉ＿３Ｎ＿４および３〜１０重量パー
セントの無機酸化物からなる耐火性物質。
２．６７〜７２重量パーセントのＳｉＣを含むことを特
徴とする、請求項１記載の耐火性物質。
３．２３〜２５重量パーセントのＳｉ＿３Ｎ＿４を含む
ことを特徴とする、請求項１記載の耐火性物質。
４．２３〜２５重量パーセントのＳｉ＿３Ｎ＿４を含む
ことを特徴とする、請求項２記載の耐火性物質。
５．５〜８重量パーセントの無機酸化物を含むことを特
徴とする、請求項１記載の耐火性物質。
６．無機酸化物が酸化鉄、酸化アルミニウムおよび酸化
ナトリウムであることを特徴とする、請求項１記載の耐
火性物質。
７．無機酸化物が酸化鉄、酸化アルミニウムおよび酸化
ナトリウムであることを特徴とする、請求項５記載の耐
火性物質。
８．完全にあるいは一部、酸化鉄を酸化亜鉛に、酸化ア
ルミニウムを酸化チタンおよび／または酸化ジルコニウ
ムに、および酸化ナトリウムを酸化カルシウム、カリウ
ムおよび／またはマグネシウムに換えることを特徴とす
る、請求項１記載の耐火性物質。
９．請求項１記載の耐火性物質の製造方法であって、ａ）６３〜８２重量パーセントの炭化珪素粉末、１０〜
３６重量パーセントの珪素粉末および１０重量パーセン
トまでの無機酸化物（最大３００μｍの粒度を有する）
を安定な懸濁液に混合し、ｂ）成形し、ｃ）乾燥しおよびｄ）窒素大気中で１３８０〜１４５０℃で燃焼する、こ
とを特徴とする方法。
１０．７０〜８０重量パーセントの炭化珪素粉末、１５
〜２２重量パーセントの珪素粉末および８重量パーセン
トまでの無機酸化物粉末を混合することを特徴とする、
請求項９記載の方法。
１１．１７〜２０重量パーセントの珪素粉末および５重
量パーセントの無機酸化物を用いることを特徴とする、
請求項９記載の方法。
１２．酸化鉄、酸化アルミニウムおよび酸化ナトリウム
を酸化物として用いることを特徴とする、請求項９記載
の方法。
１３．２重量パーセントまでの酸化鉄、１〜６重量パー
セントの酸化アルミニウムおよび０．４重量パーセント
までの酸化ナトリウムを用いることを特徴とする、請求
項１２記載の方法。
１４．０．５〜１．５重量パーセントの酸化鉄および０
．１重量パーセントまでの酸化ナトリウムを用いること
を特徴とする、請求項１３記載の方法。
１５．完全にあるいは一部、酸化鉄を酸化亜鉛に、酸化
アルミニウムを酸化チタンおよび／または酸化ジルコニ
ウムに、酸化ナトリウムを酸化カルシウム、酸化カリウ
ム、および／または酸化マグネシウムに換えることを特
徴とする、請求項１２記載の方法。
１６．用いる粉末の粒度が０．１〜１５０μｍであるこ
とを特徴とする、請求項１０記載の方法。
１７．可塑剤を有機結合剤として用いることを特徴とす
る、請求項１０記載の方法。
１８．脂肪、ワセリン、ポリビニルアルコールおよび／
またはトリステアリンを可塑剤として用いることを特徴
とする、請求項１７記載の方法。
１９．燃焼温度が１４２０℃であることを特徴とする、
請求項１０記載の方法。