SiO_2-TiO_2-Al_2O_3 系液相を利用したジルコンの焼結

概要

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ジルコンにSiO2-TiO2-Al2O3系の添加剤を0-30wt%添加して1600℃で加熱し, 生成される液相がジルコンの焼結に及ぼす影響について検討した. 用いた添加剤の組成はSiO2-TiO2系共融点組成 (SiO2 89.5wt%, TiO2 10.5wt%) 及びこの共融点組成に対してAl2O3 5, 10, 15wt%を含む4種類である.ジルコンの焼結は添加剤から生成された液相によって促進されるとともに, 生成した液相が焼結体中のジルコン粒子の間げきを埋めて, ち密性を高めた. しかし, 液相生成量が多過ぎる場合には, 液相がジルコン粒子同士の結合を妨げ, かつ焼結体の内部に多くの閉塞気孔を残した. したがって, 添加量としては10-20wt%が適量であった.一方, Al2O3量が多い添加剤ほど軟化融解速度が速く, しかも生成した液相の粘度は小さかった. このため焼結体中の開放気孔が減少し, 閉塞気孔が増加したが, 全体として開放気孔の減少が大きく, ち密化が促進された.また, Al2O3量が少ない添加剤をあらかじめガラス化処理した場合には液相生成速度が促進され, 開放気孔が著しく減少して, Al2O3 5wt%を含む添加剤では添加量が20wt%のとき, 相対密度が88%まで増加し, ち密化が進行した.
社団法人日本セラミックス協会の論文
1982-08-01