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WO2010023813A1 - 窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法 - Google Patents

窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法 Download PDF

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WO2010023813A1
WO2010023813A1 PCT/JP2009/003518 JP2009003518W WO2010023813A1 WO 2010023813 A1 WO2010023813 A1 WO 2010023813A1 JP 2009003518 W JP2009003518 W JP 2009003518W WO 2010023813 A1 WO2010023813 A1 WO 2010023813A1
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WO
WIPO (PCT)
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sic
powder
oxide
silicon nitride
bonded
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/003518
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
須藤英一
内田富大
Original Assignee
三井金属鉱業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三井金属鉱業株式会社 filed Critical 三井金属鉱業株式会社
Priority to CN2009801332764A priority Critical patent/CN102131748A/zh
Publication of WO2010023813A1 publication Critical patent/WO2010023813A1/ja

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a silicon nitride bonded SiC refractory suitable for use in firing jigs and the like.
  • SiC (silicon carbide) refractories are excellent in heat resistance and fire resistance, and are used as firing jigs for firing ceramic products such as grindstones and sanitary ware.
  • SiC and Si 3 N 4 and Si 2 N nitride-bonded SiC refractory bonded with 2 O is excellent in thermal shock resistance and oxidation resistance, Osamu for firing the like to have properties such as high thermal conductivity Often used for tools.
  • SiC is the main phase
  • Si 3 N 4 and Si 2 N 2 O are the subphases
  • the bending strength is 150 MPa or more
  • the bulk specific gravity is 2.6 or more.
  • the firing jig Since the firing jig is exposed to a rapid temperature change, there is a problem that it is easily damaged in a short period due to thermal shock. In order to solve this problem, further improvement of the physical properties of the silicon nitride bonded SiC refractory is required. Yes. Furthermore, the baking jig is required to be enlarged. There has been a concern that work efficiency and productivity may be reduced due to the increase in thickness accompanying such increase in size. Moreover, it becomes weak against thermal shock as compared with a small one, and is easily broken. If it breaks, many products will be destroyed and the damage will increase.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing a silicon nitride-bonded SiC refractory that is excellent in thermal shock resistance and that is particularly suitable for use in an enlarged firing jig or the like.
  • the method for producing a silicon nitride-bonded SiC refractory according to the present invention includes flat SiC powder, Si powder, Al, AlN, Al oxide, Ca oxide, Mg oxide, Fe oxide, Ti oxide, Zr, It has the process of mixing with at least 1 sort (s) selected from the oxide.
  • the initial bulk density of the SiC powder is preferably 1.30 to 1.65 g / cm 3, and the SiC powder is selected to have a particle size of 300 ⁇ m or less. It is preferred that
  • the SiC purity of the SiC powder is preferably 95% or more.
  • flat particles refers to particles having a circular shape such as an ellipse or an ellipse, and polygonal planar shapes such as a triangle and a pentagon, and preferably thickness ⁇ perimeter length ⁇ 1/10, More preferably, it has a relationship of peripheral length ⁇ 1/20.
  • the method for producing a silicon nitride-bonded SiC refractory according to the present invention is characterized by using flat SiC powder as a raw material, and a conventional method for producing a SiC refractory, for example, mixing raw materials,
  • molding and baking, is employable.
  • SiC powder of flat particles Si powder, and at least one selected from Al, AlN, Al oxide, Ca oxide, Mg oxide, Fe oxide, Ti oxide, and Zr oxide Can be used.
  • SiC powder of the flat particles can be used SiC powder of a commercially available flat particles, the initial bulk density of 1.30 ⁇ 1.65g / cm 3, preferably those of 1.40 ⁇ 1.55g / cm 3 Can be used. Further, it is preferable to use flat SiC powder that has been screened to a particle size of 300 ⁇ m or less, particularly 45 to 150 ⁇ m.
  • the SiC powder of flat particles the SiC powder of flat particles having an initial bulk density of 1.40 to 1.55 g / cm 3 is selected by a sieve to a particle size of 300 ⁇ m or less, and among these, SiC particles having a particle size of 45 to 150 ⁇ m are selected.
  • a powder containing 70.0 to 90.0% by weight of powder is preferable.
  • the initial bulk density can be measured based on JIS R1628, and is a density in a state where the particles are not tamped.
  • Agglomerated SiC powder may be mixed with the raw material, and the average particle diameter of the agglomerated SiC powder is preferably 0.5 to 6.0 ⁇ m, and more preferably 1.0 to 4.0 ⁇ m.
  • the mixing ratio of the flat SiC powder to the bulk SiC powder is preferably 50:50 to 75:25.
  • the purity of the SiC powder of the flat particles and the SiC powder of the massive particles is preferably 95% or more, particularly preferably 98% or more, and preferably 99.99% or less.
  • the average particle size of the Si powder is preferably 1.0 to 5.0 ⁇ m, particularly preferably 1.5 to 3.5 ⁇ m.
  • Specific examples of the oxide include Al 2 O 3 and Fe 2 O 3, and Al 2 O 3 is particularly preferable.
  • the average particle diameter is preferably 0.1 to 5.0 ⁇ m, particularly preferably 0.5 to 3.0 ⁇ m.
  • the average particle size as used in the present invention is measured by a low tap method using a vibration sieve for those having an average particle size of 45 ⁇ m or more, and is measured by a laser diffraction method for those having an average particle size of less than 45 ⁇ m. Can do.
  • the mixing ratio was 60.0 to 90.0 parts by weight of SiC powder, 8.0 to 25.0 parts by weight of Si powder, 1.0 to 10.0 parts by weight of oxide, and in particular 70.0 to 85.
  • the content is preferably 0 part by weight, 10.0 to 20.0 parts by weight of Si powder, and 3.0 to 8.0 parts by weight of oxide.
  • the mixing can be performed by a conventionally known method such as a ball mill by dispersing the raw material powder in water using a dispersant. In the ball mill, it is preferable to use alumina or zirconia balls for the purpose of preventing particles from agglomerating, crushing the agglomerates, or crushing.
  • the mixed raw material is molded.
  • the molding can be performed by a conventionally known method such as casting molding, extrusion molding, or press molding.
  • the raw material powder, water, and a dispersing agent are mixed (and pulverized if necessary), and a slurry is prepared for cast molding.
  • a plasticizer such as methylcellulose or glycerin is mixed with the raw material powder, water, and dispersing agent (if necessary, pulverized), and further kneaded with a three-roller, etc., and extruded using an extruder. It can be performed.
  • the raw material powder, water, and a dispersing agent are mixed (and pulverized if necessary), and after slurry preparation, the granules are adjusted by spray drying or the like, and press molding can be performed.
  • cast molding is preferable from the viewpoint of enhancing the filling property of raw materials.
  • the molded product is dried at 70 to 100 ° C. and fired.
  • the firing is preferably performed first in a nitrogen atmosphere and then in the air. Firing in a nitrogen atmosphere is preferably performed at 1100 to 1450 ° C., particularly 1300 to 1430 ° C., for 5 to 13 hours, particularly 7 to 11 hours.
  • SiC particles are bonded to each other by a nitriding reaction of SiC to obtain a silicon nitride bonded SiC refractory.
  • the firing in the air is preferably performed at 1350 to 1500 ° C., particularly 1400 to 1450 ° C., for 10 to 20 hours, particularly 12 to 18 hours.
  • a SiO 2 oxide film is appropriately formed on the surface, and a silicon nitride bonded SiC refractory excellent not only in thermal shock resistance but also in oxidation resistance can be obtained.
  • the silicon nitride-bonded SiC refractory manufactured in this way is superior in thermal shock resistance compared to the conventional one.
  • Example 1 A flat SiC powder having a purity of about 98%, an initial bulk density of 1.50 g / cm 3 , and a particle size of 300 ⁇ m or less was used. This SiC powder contained 80% by weight of 45 to 150 ⁇ m powder. 45.0 parts by weight of the selected SiC powder, 35.0 parts by weight of spherical SiC powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, 15.0 parts by weight of Si powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, and an average particle diameter of 1.8 ⁇ m The mixture was mixed with 5.0 parts by weight of Al 2 O 3 , the mixture was cast into a size of 700 mm ⁇ 700 mm ⁇ 8 mm, and the obtained molded body was dried at 100 ° C. The dried molded body was fired in a nitrogen atmosphere at 1400 ° C. for 10 hours, and then fired in air at 1450 ° C. for 15 hours. This fired product was used as the silicon nitride-bonded SiC refractory of Example 1.
  • Example 2 45.0 parts by weight of the flat particles of SiC powder of Example 1, 35.0 parts by weight of SiC particles having an average particle diameter of 2 ⁇ m, 15.0 parts by weight of Si powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, and an average particle diameter 4.0 parts by weight of 1.8 ⁇ m Al 2 O 3 and 1.0 part by weight of Fe 2 O 3 having an average particle size of 2.0 ⁇ m are mixed, and this mixture is cast into a size of 700 mm ⁇ 700 mm ⁇ 8 mm. It shape
  • a bulk SiC powder having a purity of about 98%, an initial bulk density of 1.70 g / cm 3 , and a particle size of 300 ⁇ m or less was used.
  • This SiC powder contained 80.0% by weight of 45 to 150 ⁇ m powder.
  • the mixture was mixed with 5.0 parts by weight of Al 2 O 3 , the mixture was cast into a size of 700 mm ⁇ 700 mm ⁇ 8 mm, and the obtained molded body was dried at 100 ° C.
  • the dried molded body was fired at 1400 ° C. for 10 hours in a nitrogen atmosphere, and then fired at 1450 ° C. for 15 hours in the atmosphere.
  • This fired product was used as the silicon nitride-bonded SiC refractory of Comparative Example 1.
  • Comparative Example 2 Lumped SiC powder 45.0 parts by weight, spherical particle SiC powder 35.0 parts by weight, average particle diameter 2 ⁇ m Si powder 15.0 parts by weight, and average particle diameter 5.0 parts by weight of 2.0 ⁇ m Al 2 O 3 and 1.0 part by weight of Fe 2 O 3 having an average particle diameter of 2.0 ⁇ m are mixed, and this mixture is cast into a size of 700 mm ⁇ 700 mm ⁇ 8 mm. It shape
  • thermal shock resistance test Using the silicon nitride bonded SiC refractories of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, a thermal shock resistance test was conducted based on JIS R1648. The thermal shock resistance test was performed as follows, and the temperature at which either cracking or cracking could be confirmed was defined as the thermal shock resistance temperature. After holding each sample in a 1000 ° C. furnace for 1 hour, the inside of the furnace is cooled to 750 ° C. at 200 ° C./hr, and the sample held at 750 ° C. for 1 hour is taken out to room temperature and checked for cracks / cracks did. If cracks / cracks cannot be confirmed at this time, the sample is further kept in a furnace at 1000 ° C.
  • the inside of the furnace is cooled to 800 ° C. at 200 ° C./hr, and the sample kept at 800 ° C. for 1 hour is obtained.
  • the sample was taken out at room temperature and checked for cracks / cracks. If cracking / cracking cannot be confirmed at this time, the sample is further kept in a furnace at 1000 ° C. for 1 hour, then the inside of the furnace is cooled to 850 ° C. at 200 ° C./hr, and a sample kept at 850 ° C. for 1 hour is prepared.
  • the sample was taken out at room temperature and checked for cracks / cracks. If cracking / cracking cannot be confirmed at this time, the sample is further kept in a furnace at 1000 ° C.
  • the inside of the furnace is cooled to 900 ° C. at 200 ° C./hr, and a sample kept at 900 ° C. for 1 hour is obtained.
  • the sample was taken out at room temperature and checked for cracks / cracks. If cracks / cracks are not confirmed at this time, the sample is further kept in a furnace at 1000 ° C. for 1 hour, then the inside of the furnace is cooled to 950 ° C. at 200 ° C./hr, and a sample kept at 950 ° C. for 1 hour is prepared. The sample was taken out at room temperature and checked for cracks / cracks.
  • the thermal shock resistance is limited to 750 ° C., but the silicon nitride bonded SiC refractory manufactured by the manufacturing method of the present invention has a thermal shock resistance of 950 ° C., excellent thermal shock resistance, and a large size. It is suitable for making a firing jig or the like.

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Abstract

　耐熱衝撃性に優れた窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法を提供する。 　本発明の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法は、扁平粒子のＳｉＣ粉末と、Ｓｉ粉末と、Ａｌ、ＡｌＮ、Ａｌ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｆｅ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｚｒ酸化物から選択された少なくとも１種とを混合する工程を有することを特徴とし、前記ＳｉＣ粉末の初期かさ密度は、１．４０～１．５５ｇ／ｃｍ３であるのが好ましい。

Description

窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法
　本発明は、焼成用治具などに用いるのに好適な窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法に関する。
　ＳｉＣ（炭化珪素）耐火物は、耐熱性及び耐火性に優れており、砥石、衛生陶器などの窯業製品を焼成するための焼成用治具などとして用いられている。
　なかでも、ＳｉＣをＳｉ３Ｎ４やＳｉ２Ｎ２Ｏで結合した窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物は、耐熱衝撃性及び耐酸化性に優れ、高熱伝導性などの物性を有することなどから焼成用治具などに用いられることが多い。
　このような窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物としては、ＳｉＣを主相とし、Ｓｉ３Ｎ４及びＳｉ２Ｎ２Ｏを副相とし、曲げ強度が１５０ＭＰａ以上であり、かつ嵩比重が２．６以上であるものが開発されている（下記特許文献１参照）。
特開２００５－８２４５１号公報
　焼成用治具は、急激な温度変化に晒されるため、熱衝撃により短期間で破損しやすいという問題があり、この問題を解決するため窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物のさらなる物性の向上が求められている。
　さらに、焼成用治具は、大型化したものが求められている。このような大型化にともなう厚肉化により、作業効率、生産性の低下が懸念されていた。また、小型のものと比較して熱衝撃に弱くなり、割れやすくなる。割れた場合は、多数の製品が破壊され、損害も大きくなる。
　そこで、本発明の目的は、耐熱衝撃性に優れ、特に大型化した焼成用治具などに用いるのに好適な窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法を提供することにある。
　本発明の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法は、扁平粒子のＳｉＣ粉末と、Ｓｉ粉末と、Ａｌ、ＡｌＮ、Ａｌ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｆｅ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｚｒ酸化物から選択された少なくとも１種とを混合する工程を有することを特徴とする。
　上記窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法において、前記ＳｉＣ粉末の初期かさ密度は、１．３０～１．６５ｇ／ｃｍ３とするのが好ましく、また、前記ＳｉＣ粉末は、粒径３００μｍ以下に選別されたものであるのが好ましい。
　上記窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法において、前記ＳｉＣ粉末のＳｉＣ純度は、９５％以上とするのが好ましい。
　本発明の製造方法では、扁平粒子のＳｉＣ粉末を用いることにより、耐熱衝撃性に優れた窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物を製造することができ、焼成用治具などを大型化することができる。
　なお、本発明でいう「扁平粒子」とは、外形が楕円乃至長円などの円形や、三角形、五角形などの多角形の平面状の粒子をいい、好ましくは厚み≦周囲長×１／１０、さらに好ましくは周囲長×１／２０の関係を有するものをいう。
　以下、本発明の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法の好適な実施形態を説明する。なお、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。
　本発明の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法は、原料として扁平粒子のＳｉＣ粉末を用いたことを特徴とするものであり、従来行なわれているＳｉＣ耐火物の製造方法、例えば、原料混合、成形、焼成などの工程を経るＳｉＣ耐火物の製造方法を採用することができる。
（原料混合）
　原料としては、扁平粒子のＳｉＣ粉末と、Ｓｉ粉末と、Ａｌ、ＡｌＮ、Ａｌ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｆｅ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｚｒ酸化物から選択された少なくとも１種とを用いることができる。
　扁平粒子のＳｉＣ粉末は、市販の扁平粒子のＳｉＣ粉末を用いることができ、初期かさ密度が１．３０～１．６５ｇ／ｃｍ３、好ましくは１．４０～１．５５ｇ／ｃｍ３のものを用いることができる。
　さらに、扁平粒子のＳｉＣ粉末は、篩により粒径３００μｍ以下、特に４５～１５０μｍに選別されたものを用いるのが好ましい。特に、扁平粒子のＳｉＣ粉末は、初期かさ密度が１．４０～１．５５ｇ／ｃｍ３の扁平粒子のＳｉＣ粉末を、篩により粒径３００μｍ以下に選別し、このうち粒径４５～１５０μｍのＳｉＣ粉末を７０．０～９０．０重量％含むものが好ましい。
　なお、初期かさ密度は、ＪＩＳ　Ｒ１６２８に基づいて測定することができ、粒子を突き固めない状態での密度である。
　原料に、塊状粒子のＳｉＣ粉末を混合してもよく、この塊状粒子のＳｉＣ粉末の平均粒径は０．５～６．０μｍ、特に１．０～４．０μｍとするのが好ましい。塊状粒子のＳｉＣ粉末を混合する場合、扁平粒子のＳｉＣ粉末と塊状粒子のＳｉＣ粉末との混合比率は、５０：５０～７５：２５にするのが好ましい。
　なお、扁平粒子のＳｉＣ粉末及び塊状粒子のＳｉＣ粉末の純度は、９５％以上、特に９８％以上とするのが好ましく、９９．９９％以下とするのが好ましい。
　Ｓｉ粉末の平均粒径は、１．０～５．０μｍ、特に１．５～３．５μｍとするのが好ましい。
　酸化物は、具体的にはＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３などがあり、特にＡｌ２Ｏ３が好ましい。平均粒径は０．１～５．０μｍ、特に０．５～３．０μｍとするのが好ましい。
　なお、本発明でいう平均粒径は、平均粒径が４５μｍ以上のものについては、振動篩いを用いるロータップ法により測定し、平均粒径が４５μｍ未満のものについては、レーザー回折法により測定することができる。
　混合割合は、ＳｉＣ粉末６０．０～９０．０重量部、Ｓｉ粉末８．０～２５．０重量部、酸化物１．０～１０．０重量部、特に、ＳｉＣ粉末７０．０～８５．０重量部、Ｓｉ粉末１０．０～２０．０重量部、酸化物３．０～８．０重量部とするのが好ましい。
　混合は、原料粉末を、分散剤を用いて水中に分散させ、ボールミルなどの従来公知の方法で行なうことができる。ボールミルでは、粒子同士の凝集を防止するため、又は凝集体を解砕するため、或いは粉砕を行うためなどを目的として、アルミナ又はジルコニアボールなどを用いるのが好ましい。
（成形）
　上記混合した原料を成形する。成形は、鋳込み成形、押出成形、プレス成形など従来公知の方法で行なうことができる。
　鋳込み成形の場合は、原料粉末・水・分散剤を混合し（必要であれば粉砕もし）、スラリーを調製して鋳込み成形を行うことができる。
　押出成形の場合は、原料粉末・水・分散剤にメチルセルロースやグリセリンなどの可塑剤を混合し（必要であれば粉砕もし）、三本ロールなどでさらに練り込み、押出成形機を用いて押出成形を行うことができる。
　プレス成形の場合は、原料粉末・水・分散剤を混合し（必要であれば粉砕もし）、スラリー調製の後、噴霧乾燥などにより顆粒を調整し、プレス成形を行うことができる。
　これら成形方法の中では、鋳込み成形が原料の充填性を高める観点から好ましい。
（焼成）
　上記成形したものを７０～１００℃で乾燥させ、焼成する。焼成は、まず、窒素雰囲気下で行い、次に、大気中で行なうのが好ましい。
　窒素雰囲気下での焼成は、１１００～１４５０℃、特に１３００～１４３０℃で、５～１３時間、特に７～１１時間行なうのが好ましい。
　このような温度・時間で焼成を行うと、ＳｉＣの窒化反応により、ＳｉＣ粒子同士が結合して窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物を得ることができる。
　大気中での焼成は、１３５０～１５００℃、特に１４００～１４５０℃で、１０～２０時間、特に１２～１８時間行なうのが好ましい。
　このような温度・時間で焼成を行うと、表面に適度にＳｉＯ２酸化膜を形成し、耐熱衝撃性のみならず耐酸化性に優れた窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物を得ることができる。
　このように製造された窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物は、従来と比較して耐熱衝撃性に優れたものになる。
　以下、本発明を実施例に基づいて、より具体的に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
　純度約９８％で初期かさ密度が１．５０ｇ／ｃｍ３、粒径３００μｍ以下の扁平粒子のＳｉＣ粉末を用いた。このＳｉＣ粉末は、４５～１５０μｍの粉末を８０重量％含むものであった。
　この選別したＳｉＣ粉末４５．０重量部と、平均粒径２μｍの球状粒子のＳｉＣ粉末３５．０重量部と、平均粒径２μｍのＳｉ粉末１５．０重量部と、平均粒径１．８μｍのＡｌ２Ｏ３５．０重量部とを混合し、この混合物を、７００ｍｍ×７００ｍｍ×８ｍｍの大きさに鋳込み成形し、得られた成形体を１００℃で乾燥させた。
　乾燥させた成形体を、窒素雰囲気中１４００℃、１０時間で焼成し、次に、大気中１４５０℃、１５時間で焼成し、この焼成物を実施例１の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物とした。
（実施例２）
　実施例１の扁平粒子のＳｉＣ粉末４５．０重量部と、平均粒径２μｍの球状粒子のＳｉＣ粉末３５．０重量部と、平均粒径２μｍのＳｉ粉末１５．０重量部と、平均粒径１．８μｍのＡｌ２Ｏ３４．０重量部と、平均粒径２．０μｍのＦｅ２Ｏ３１．０重量部とを混合し、この混合物を、７００ｍｍ×７００ｍｍ×８ｍｍの大きさに鋳込み成形し、得られた成形体を１００℃で乾燥させた。
　乾燥させた成形体を、窒素雰囲気中１４００℃、１０時間で焼成し、次に、大気中１４５０℃、１５時間で焼成し、この焼成物を実施例２の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物とした。
（比較例１）
　純度約９８％で初期かさ密度が１．７０ｇ／ｃｍ３、粒径３００μｍ以下の塊状粒子のＳｉＣ粉末を用いた。このＳｉＣ粉末は４５～１５０μｍの粉末を８０．０重量％含むものであった。
　この選別したＳｉＣ粉末４５．０重量部と、平均粒径２μｍの塊状粒子のＳｉＣ粉末３５．０重量部と、平均粒径２μｍのＳｉ粉末１５．０重量部と、平均粒径１．８μｍのＡｌ２Ｏ３５．０重量部とを混合し、この混合物を、７００ｍｍ×７００ｍｍ×８ｍｍの大きさに鋳込み成形し、得られた成形体を１００℃で乾燥させた。
　乾燥させた成形体を、窒素雰囲気中１４００℃、１０時間で焼成し、次に、大気中１４５０℃、１５時間で焼成し、この焼成物を比較例１の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物とした。
（比較例２）
　比較例１の塊状粒子のＳｉＣ粉末４５．０重量部と、平均粒径２μｍの球状粒子のＳｉＣ粉末３５．０重量部と、平均粒径２μｍのＳｉ粉末１５．０重量部と、平均粒径２．０μｍのＡｌ２Ｏ３５．０重量部と、平均粒径２．０μｍのＦｅ２Ｏ３１．０重量部とを混合し、この混合物を、７００ｍｍ×７００ｍｍ×８ｍｍの大きさに鋳込み成形し、得られた成形体を１００℃で乾燥させた。
　乾燥させた成形体を、窒素雰囲気中１４００℃、１０時間で焼成し、次に、大気中１４５０℃、１５時間で焼成し、この焼成物を比較例２の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物とした。
（評価試験）
　実施例１，２及び比較例１，２の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物を用い、ＪＩＳ　Ｒ１６４８に基づき耐熱衝撃性の試験を行なった。
　耐熱衝撃性の試験は、以下のように行ない、割れ、亀裂のどちらかが確認できた温度を耐熱衝撃性の温度とした。
　１０００℃の炉中に各サンプルを１時間保持した後、炉内を２００℃／ｈｒで７５０℃に冷却し、７５０℃で１時間保持したサンプルを室温中に取り出し、割れ・亀裂の有無を確認した。
　このとき割れ・亀裂が確認できない場合は、さらにそのサンプルを１０００℃の炉中に１時間保持した後、炉内を２００℃／ｈｒで８００℃に冷却し、８００℃で１時間保持したサンプルを室温中に取り出し、割れ・亀裂の有無を確認した。
　このとき割れ・亀裂が確認できない場合は、さらにそのサンプルを１０００℃の炉中に１時間保持した後、炉内を２００℃／ｈｒで８５０℃に冷却し、８５０℃で１時間保持したサンプルを室温中に取り出し、割れ・亀裂の有無を確認した。
　このとき割れ・亀裂が確認できない場合は、さらにそのサンプルを１０００℃の炉中に１時間保持した後、炉内を２００℃／ｈｒで９００℃に冷却し、９００℃で１時間保持したサンプルを室温中に取り出し、割れ・亀裂の有無を確認した。
　このとき割れ・亀裂が確認できない場合は、さらにそのサンプルを１０００℃の炉中に１時間保持した後、炉内を２００℃／ｈｒで９５０℃に冷却し、９５０℃で１時間保持したサンプルを室温中に取り出し、割れ・亀裂の有無を確認した。
（試験結果）
　実施例１，２は、いずれの温度でも、割れ、亀裂は確認できず、耐熱衝撃性に優れているものであった。
　比較例１，２は、７５０℃に冷却後のものに、割れ、亀裂が確認された。
　従来では、耐熱衝撃性は７５０℃が限界であったが、本発明の製造方法で製造した窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物は、耐熱衝撃性は９５０℃になり、耐熱衝撃性に優れ、大型化した焼成用治具などにするのに適したものである。

Claims (4)

  1. 　扁平粒子のＳｉＣ粉末と、Ｓｉ粉末と、Ａｌ、ＡｌＮ、Ａｌ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｆｅ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｚｒ酸化物から選択された少なくとも１種とを混合する工程を有する窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法。
  2. 　前記ＳｉＣ粉末の初期かさ密度が１．３０～１．６５ｇ／ｃｍ３である請求項１に記載の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法。
  3. 　前記ＳｉＣ粉末は、粒径３００μｍ以下に選別されたものである請求項１又は２に記載の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法。
  4. 　前記ＳｉＣ粉末のＳｉＣ純度が９５％以上である請求項１～３のいずれかに記載の窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物の製造方法。
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