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JPS6114187A - 補強板状焼結体 - Google Patents

補強板状焼結体

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JPS6114187A
JPS6114187A JP59130938A JP13093884A JPS6114187A JP S6114187 A JPS6114187 A JP S6114187A JP 59130938 A JP59130938 A JP 59130938A JP 13093884 A JP13093884 A JP 13093884A JP S6114187 A JPS6114187 A JP S6114187A
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JP
Japan
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sintered body
coat
coating
plate
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JP59130938A
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孝夫 小島
哲正 山田
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Nippon Tokushu Togyo KK
Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
Nippon Tokushu Togyo KK
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Publication date
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Priority to US07/319,043 priority patent/US5110442A/en
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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） この発明は、板状焼結体の強度を向上させる手段に関す
る。
（技術的背景） 一般に、焼結体の強度を高める手段として、母材に所定
量の不純物を添加することにより、焼成時の粒成長を抑
制するようにしたものがあり、他の焼結体を強化する手
段としては、母材の成形体の表面に母材よりもイオン半
径の大きな粒子をコーティングし焼成時に置換固溶させ
て表面に圧縮応力を生じさせるようにしたものがある。
しかしながら、前記不純物を添加する補強法によると、
不純物の種類に応じて母材の強度に影響を与えることが
あり、いちいち不純物の種類を確認する手間がかかって
、焼結体強化手段としては画一的な補強処理とは言い難
く、また他方の表面コート層をつくる補強方法によると
、コート材の種類つまり母材との置換固溶の程度により
圧縮応力が異なり、強度が不確定となって補強安定性を
欠き、場合によっては表面にクラックを生じることもあ
った。
（発明の目的） 本発明の目的は、簡便な手段により、母材の種類にかか
わりなく板状焼結体の強度を母材自身の強度よりも一段
と高めることにある。
（発明の構成概要） 本発明の補強板状焼結体は次のとおりにして得られる。
即ち、板状に成形した母材の表面の一部または全部にＡ
ｌ２Ｏ，質表面層を所定の厚みになるよう形成して母材
と表面層との各割掛率の比をｌ：０１〜１．０８とし母
材とその表面層を同時焼結する。母材またはコート材の
焼成収縮後の寸法を１＋、焼成前の生寸法をｎｏとする
と、ここでいう割掛率は見０／立、で表わされる。
本発明は、単に、母材の表面にＡ文、０３買の薄いコー
ティングをすることにより、焼成時の母材とＡ交２０３
質の収縮差を利用し、表面層を緻密化させるとともに、
母材質表面にも圧縮の応力を生じさせることに特徴があ
る。母材としては、前記割掛率比を満足する各種のセラ
ミック材を用いることができ、好ましくはＡｎ、０３．
Ｚｒｏ、−ｙ、ｏＪ系、ＺｒＯ，−ＣａＯ系等を含むＺ
　ｒ０７などのセラミック材を用いる。
表面層は母材板状表面の片面だけに設けてもよいし、ま
た両面に設けてもよい。表面層の厚みは、母材の片面の
場合母材板厚の１１５以下、また両面の場合は両方の表
面層で母材板厚のｌ／１以下にする必要がある。これは
、収縮差を利用し、母体の収縮に合わせてコーティング
層を収縮させる必要があるためである０表面層は緻密質
のものが好ましい。
この方式を用いると、母材と表面層との焼成時収縮（冷
却時の膨張係数による収縮も含む）の差が大きいほど強
度補強につながるが、焼成物にキレ、ソリ等を生じさせ
ない程度〈とどめる必要がある。単にソリの場合は両面
にコートすれば、ソリを生じさせずに強度を補強するこ
ともできる。
これらのことから、焼成時の収縮差は、目的とする強度
に対し、任意に選ぶことも可能になる。
表面層としてのアルミナ賀とは、アルミナ約８０％以上
のものを称し、好ましくはアルミナ９０％以上とし、不
純物としてＳｉＯ，、ＣａＯを含むものでよく、積極的
に粒成長抑制剤ないし　　　　　　［、焼結促進剤とし
て公知のＭｇＯ１Ｚｒ０２等を約５％以内含むものでも
よい。
（実施の態様） 本発明の補強板状焼結体は１例えば部分安定化または安
定化ＺｒＯ，質を板状に成形し、その表面および裏面に
所定の厚みのＡ！；Ｌ２ｏｚ質のコート層を設ける。こ
こでの板状は、平板、曲板、または曲板の合成物（大ま
かには、パイプ）等のいずれでもよい、このコート層と
本体は、同時に焼結を行ない、板状焼結体を得る。この
場合好ましくは、Ｚ　ｒｏｚ系板状焼結体（母材）に対
し。
へ見２０３のコート層の厚さを片側で１／１００〜５０
／１００とする。このコート層は必要に応じ板状焼結体
の一部又は全部に亘り形成する。
この方式で行なうと、コート層と母材とが一体化し収縮
し、母材とコート層とが相互に作用して、母材のみの焼
結体に比べ、２倍以上の機械的強度を得ることができる
。この発明では、コート層として用いるＡＪ１２０１質
自身の強度をも上回る。これは、母材にコート層をコー
ティングした後に行なう焼成の際、母材とコート層（コ
ート材）の割掛率（生寸法／焼成後寸法）を異なる組合
せにしたこと、具体的にはコート層の割掛率を母材に比
べ小さくしたことにより、コート材が母材の焼成時収縮
により１本来の収縮以上に縮んで、緻密化し、また圧縮
応力を生じているためと考えられる。このコート材と母
材との割掛率の相対比は、差が大きいほど効果が大きい
と考えられるが、焼結体にキレ、ソリ等が入らないこと
が前提である。母材の割掛率／コート材の割掛率＝１．
０１〜１．０８である０割掛率比がこれより小では、十
分な強化効果が生じず、またこれより大ではクラック、
ソリ等が生じ易い、保護層はＡｊＬ２０ｉ買であり、通
例α−へ見２０３が好ましく、純度は９０％以上が好ま
しい、このことは、あくまでも補強層という立場上で熱
的、化学的に安定なα−Ａ　ｌ　２０　ｚが充分に入っ
ている方が良いという考えからである。
次にこの実施の態様では、ＺｒＯ，質の母材とコート材
とを一体化する必要があり、また緻密なコート材を必要
とするので、母材の焼結温度において、コート材を焼結
する必要を生じる。したかって、望ましくはコート材に
焼結助剤を含有させるのがよい。
以下補強板状焼結体の好ましい製造方法の態様について
説明する９例えばＺｒＯ２原料にＹ、０３　、Ｃａ０２
Ｍ　ｇ　Ｏ等の安定北側原料を所定量添加しボールミル
等で混合する（なおこれらの安定化材は通例４〜１０モ
ル％含有できる）。
この混合体を乾燥した後仮焼し、できた仮焼粉末を粉砕
し基材を得る。母材に有機系バインダーなどのバインダ
を添加し、ドクターブレード法、押出法、プレス法など
によりシート状に成形し、固体部分安定化および安定化
ＺｒＯ，質の本体素地を得る。他方、Ａｌ２Ｏ，原料に
有機系バインダを混合し、これをペースト状に作成し、
コート材を得る。
母材素地の表面および裏面にペースト（スクリーン）印
刷法、生シート圧着法、または熱圧着法によりコート材
を被覆し、これを酸化雰囲気下で１５００℃〜１５５０
℃１〜４時間焼成し、こうして部分安定化および安定化
ＺｒＯ２質のコート啓（保護層）付きの板状焼結体がで
き上がる。
本発明によれば、後述する実験データ（第１表、第２表
）が示すように、ＡＪＬｒＯｘの曲げ強さよりも高い曲
げ強さを確保することができる。
このようにして製造可能な補強板状焼結体の厚さは、凡
そ０．１〜５ｍｍであり、同一強度のものを誉来法（単
体）と比較すれば約６０〜８０％の肉厚で良い。
（実施例） 本発明の詳細な説明する。
実施例！ ！、平均粒度１．５ｐｍのＡｎ、ｏ３質（純度９２％、
５ｉ０２５％、ＭｇＯ２％、Ｃａ１１％）にて有機バイ
ンダー（ポリビニルブチラール）を１０ｗｔ％添加し、
板厚０．８ｍｍのシートを作成した（これを母材工とす
る）、１゜２、この母体材質に平均粒度２ｐｍ、純度９
９％（７）Ｚ　ｒｏ、を２ｗｔ％（〜５ｗｔ％）添加し
。
ペーストを作成しくコート１）さらにシートを作成した
（コート２）。
３、母体ｌにコート１はスクリーンにて３０４ｍ程度で
片面印刷した。また母体ｌにコート２を熱圧着法にてラ
ミネートした。
４、樹脂抜きを２５０℃ｘｘｏＨｒ行なった。
５、比較例として母体質で作成したペースト（コート３
）およびシート（コート４）でも工程３．４と同様に作
った。
実施例■ １．２　ｒｏ２原料（平均粒度２４ｍ、純度９９％〕に
Ｙ２Ｏ３を６ｍｏ　１％添加し、有機バインダーを加え
て板厚０．８ｍｍのシートを作成した（これを母体■と
する）。
２、実施例Ｉ−１の原料にてペーストを作成しくコート
５）、さらにシートを作成した（ニート６）。
３、母体■にコート５はスクリーンにて３０．ｐｍ程度
で両面印刷した。また母体■にコート６を熱圧着法（８
０℃）にてラミネートした。
４、樹脂抜きを２５０℃Ｘｌ０Ｈｒ行ない、これらの試
料（実施例Ｉ、ＩＩ）を巾５ｂ×長さ４５２に切断し、
１５２０℃に−て大気雰囲気中にて４時間焼成′した。
焼成物についてスパン間１８ｍｍで３点支持法にてベン
ディングテストした。その結果を第１表、第２表に示す
。
なお実施例ＩよりもＨの方が強度の向上が大きいのも、
焼成収縮差が母材とコート材とでかなり大きいためであ
る。この差が大きい場合には、ソリ等が生じるため、コ
ート層は、薄い方が良好である。
（発明の効果） 以上のように、母材に比し収縮の小さなコートを母材に
施すことにより、非常に薄いコート厚でも抗折強度を数
倍にしうる（容易に２〜３倍になる）、一般の板状焼結
体素子の強度奄補強することが可能である０強度補強し
たい部分のみコートすることも可能なため、母材質に悪
影響を与えずに対処できる。
なお、これらの焼成収縮差を応用して考察するに、同種
の母材とコート材であっても■コート材のみを予め、仮
焼を加え熱収縮を小さくさせてからコーティングしても
良いこととなる。■粒度調整によって熱収縮の小さなコ
ートを作成しても良い、しかしながら、コート層と母材
との焼結後の一体化も必要で、少なくともコートのみが
ハクリ等を生じない組合せにする必要がある。
出願人　　日本特殊陶業株式会社 代理人　　弁理士　　加藤　朝道 へ。
手続補正書（自発） 昭和５９年８月３１日 特許庁長官　　　志賀　　学　　　殿 ｌ　事件の表示 昭和５９年特許罪第１３０９３８号 （昭和５９年６月２７日出願） ２　発明の名称　　　補強板状焼結体 ３　補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 氏名　　（４５４）　Ｅ１本特殊陶業株式会社４　代理
人 ７　補正の内容　　　別紙の通り ■　明細書の「発明の詳細な説明」の欄を次の通り補正
する。
１）第９頁、第１８行「３０ルｍ」を「６０鉢ｍ」に補
正する。
以上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）板状に成形した母材の表面の一部または全部にＡ
    ｌ＿２Ｏ＿３質表面層を所定の厚みになるよう形成して
    前記母材の割掛率ｌ＿０／ｌ＿１と表面層の割掛率ｌ′
    ＿０／ｌ′＿１の比を１．０１〜１．０８とし該母材と
    表面層を同時焼結したことを特徴とする補強板状焼結体
    。
  2. （２）前記板状母材の厚さに対しその表面のＡｌ＿２Ｏ
    ＿３質表面層の厚さを１／１００〜５０／１００の範囲
    にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
    補強板状焼結体。
JP59130938A 1984-06-27 1984-06-27 補強板状焼結体 Granted JPS6114187A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59130938A JPS6114187A (ja) 1984-06-27 1984-06-27 補強板状焼結体
DE19853523048 DE3523048A1 (de) 1984-06-27 1985-06-27 Verstaerkter plattenfoermiger sinterkoerper
US07/097,343 US4840854A (en) 1984-06-27 1987-09-11 Reinforced plate-like sintered bodies
US07/319,043 US5110442A (en) 1984-06-27 1989-03-06 Reinforced electrolyte function elements

Applications Claiming Priority (1)

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JP59130938A JPS6114187A (ja) 1984-06-27 1984-06-27 補強板状焼結体

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