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JPS6319458B2 - - Google Patents
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JPS6319458B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6319458B2
JPS6319458B2 JP58186578A JP18657883A JPS6319458B2 JP S6319458 B2 JPS6319458 B2 JP S6319458B2 JP 58186578 A JP58186578 A JP 58186578A JP 18657883 A JP18657883 A JP 18657883A JP S6319458 B2 JPS6319458 B2 JP S6319458B2
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JP
Japan
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sio
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JP58186578A
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Masaaki Yamamoto
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Isolite Babcock Refractories Co Ltd
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Isolite Babcock Refractories Co Ltd
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S264/19—Inorganic fiber

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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
Al2O3 40〜70重量％、SiO2 30〜60重量％、そ
の他少量の不純物からなる組成の原料を溶かし、
ブローイング又はスピニング法等によつて繊維化
した非晶質のアルミナシリカ系セラミツク繊維を
得ること、またこのセラミツク繊維を、失透温度
以上の温度で熱処理して、ガラス質中にムライト
（3Al2O3・2SiO2）の結晶を析出させ、熱収縮を
小さくした、セラミツク繊維の製造法は公知であ
る。 非晶質のセラミツク繊維は、約1000℃以上の温
度に長時間曝すと、ガラス中にムライトの結晶が
析出成長して、粗大結晶組織となり、繊維が脆弱
化し、長期の耐熱性、耐劣化の面で問題があつ
た。 ムライトの結晶を析出させたセラミツク繊維
は、短期的な熱収縮性は改善されるものの、長期
的には、やはり予備析出させたムライトの結晶成
長が進行し、非晶質セラミツク繊維についてと同
様、粗大結晶組織となり、長期の強度劣化の点で
問題があつた。 また上記の組成に酸化クロム（Cr2O3）を１〜
６重量％程度含有させたセラミツク繊維の製造法
も公知（US Pat 449137）であるが、この特許
に基いて確認実験を行なつたところ、物性の向上
は殆んど認められないことが判明している。 即ち、Al2O3―SiO2系セラミツク繊維にCr2O3
を添加するのみでは、高温長時間使用時に、再結
晶の粗大化が起こり、加熱収縮率が増大すると共
に、繊維の脆弱化が進行して、劣化が進むもので
ある。 発明者は、この改善について研究を重ねた結
果、Al2O3 35〜65重量％、SiO2 30〜60重量％、
Cr2O3 1.5〜４重量％、炭素0.01〜0.1重量％、そ
の他不純物からなる組成の繊維の全体を微細な分
相からなるものとすることにより、熱的に極めて
安定で、高温度まで使用可能なセラミツク繊維と
することができることを見出した。 本発明は、またAl2O3 35〜65重量％、SiO2 30
〜60重量％、Cr2O3 1.5〜４重量％、炭素0.01〜
0.1重量％、その他不純物からなる原料を、電気
炉にて溶融し、ブローイング法又はスピニング法
等によつて繊維化し、得られた非晶質繊維を、常
温から950〜1150℃の温度まで短時間で昇温し、
数分から十数分程度この温度に保持した後、常温
まで速かに冷却して全体が微細な分相からなるセ
ラミツク繊維をうることにある。 本発明においてCr2O3の添加量を1.5〜４重量
％、微量成分炭素の含有量を0.01〜0.1重量％と
したのは、これ以下では第１図のＸ線回折分析に
示す様に、本発明の熱処理によつても、ムライト
の結晶が顕著に析出し、繊維が脆弱化するためで
あり、Cr2O3を４重量％以上、微量成分炭素を0.1
重量％以上添加しても、その効果を生じないため
である。 またCr2O3の添加のみで、微量炭素が含有され
ない場合は、高温長時間使用時に結晶が粗大化
し、加熱収縮率が増大すると共に、繊維の脆弱化
により、圧縮復元性が劣化する。 本発明では以上のようにCr2O3及び炭素を添加
した場合Al2O3の量が多いと、溶融物の表面張力
が大きくなり、繊維化するとき粒状化し易くなつ
て、繊維状としにくくなり、またAl2O3の量が少
なくなると繊維化し易くなるが耐熱性が低下する
のでAl2O335〜65重量％、SiO230〜60重量％とす
る。 熱処理温度を950〜1150℃、数分より十数分程
度としたのは、この範囲でのみ上記組成のセラミ
ツク繊維の非晶質組織に、分相を起こさせるに必
要且つ充分との実験結果が得られたためであり、
具体的に説明すれば950℃、数分以内の短時間保
持では、下記の実施例に示す様に、加熱収縮率改
善の効果が少なく、1150℃、十数分以上の長時間
保持では、下記実施例、及びCr2O3 3.8重量％の
ものについての試験結果を示した、第２図のＸ線
回折分析に示す様にムライトの結晶が析出し始
め、繊維が脆弱化するためである。 昇温速度を短時間としたのは、急速昇温におい
てのみ当該組成のセラミツク繊維組織の分相制御
ができる為であり、具体的には、実施例に示すよ
うに長時間かけて950〜1150℃に昇温すると、
1300℃以上で長時間加熱したときの線収縮率が２
％以上となり、収縮改善効果が期待できないだけ
でなく、繊維の脆弱化が起こるためである。 実験結果より、昇温速度は100〜1000℃／分と
するのが好ましい。 次に実施例について説明する。 Al2O3 40重量％、SiO2 56重量％、Cr2O3 3.3
重量％、炭素0.1重量％、残部不純物からなる配
合原料を電気炉で溶融した後、ブローイング法に
よつて繊維径平均2.5μm、繊維長さ最大150mmの
非晶質繊維を得、厚さ25mm、かさ比重0.14のブラ
ンケツト状とした後、下表に示す熱処理条件で熱
処理した。この熱処理品を1100〜1400℃、24時間
加熱後の線収縮率並びに柔軟性を示すデータとし
て圧縮後の復元性を下表に示した。
【表】
【表】 前記表から判るように、本発明処理法によれば
1300℃で24時間加熱後の線収縮率が２％以下で、
なお柔軟性を有するブランケツトを得ることがで
きる。 本発明により、高温における加熱収縮率が少な
く、且つ柔軟性を有するセラミツク繊維ブランケ
ツトが得られる理由を説明する。 即ち、添加したCr2O3が、Al2O3―SiO2系ガラ
スの構造中のAl2O3の一部と入れ換り、構造格子
にストレスを生じさせ、結晶化の抑制効果を生じ
させると共に、微量原子炭素の存在下で、ガラス
構造格子間に散在させ、ガラス中の構造格子の組
換えを制限し、更に急速加熱を組合せることによ
り、ガラス構造中の成分拡散距離を短かくし、結
晶化を抑制し、Cr2O3を中心として局所的に、成
分比に濃淡を生じさせた、いわゆる分相を多数微
細に発生させることにあると考えられる。 分相を発生させた、本発明のセラミツク繊維
は、使用時に高温下に曝されても、再結晶化が起
り難く、仮により高温度長時間の曝露によつて、
再結晶化が生じた場合にも、結晶粒となる分相が
小さく、且つ結晶の発生核であるCr2O3と炭素の
共存によつて、上記の如く多数散在させてあるた
め、発生した結晶サイズが極めて小さくなり、隣
り合つた結晶粒により、その成長も相互に抑制さ
れ、多数の微結晶より構成される繊維となり、柔
軟性を有し、且つ熱的に安定なセラミツク繊維ブ
ランケツトが得られる。第３図は、本発明による
繊維をエツチングしたものの一万倍電子顕微鏡写
真で、全体が微細な分相から成ることが判る。分
相及び結晶の無いものは、同程度のエツチング処
理により全て溶解する。
【図面の簡単な説明】
第１図は酸化クロム含有量の変化とムライトの
結晶生成との関係を示したＸ線回折分析結果を示
した図。第２図は処理温度とムライトの結晶生成
との関係を示したＸ線回折分析結果を示した図。
第３図は本発明繊維のエツチング後の一万倍電子
顕微鏡写真図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ Al2O3 35〜65重量％、SiO2 30〜60重量％、
    Cr2O3 1.5〜４重量％、炭素0.01〜0.1重量％、そ
    の他不純物からなり、全体が微細な分相からなる
    ことを特徴とするAl2O3―SiO2系セラミツク繊
    維。 ２ Al2O3 35〜65重量％、SiO2 30〜60重量％、
    Cr2O3 1.5〜４重量％、炭素0.01〜0.1重量％、そ
    の他不純物からなる原料を、電気炉にて溶融して
    短繊維化し、得られた非晶質繊維を常温から950
    〜1150℃の温度まで短時間で昇温し、数分から十
    数分程度この温度に保持した後、常温まで速かに
    冷却することを特徴とするAl2O3―SiO2系セラミ
    ツク繊維の製造法。
JP58186578A 1983-10-04 1983-10-04 Ａｌ↓２Ｏ↓３−ＳｉＯ↓２系セラミツク繊維とその製造法 Granted JPS6077147A (ja)

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