(57)【要約】  本発明は、焼結助剤としてのシルセスキオキサンポリマーを最大３０質量％含むセラミック組成物に関する。粉末コージエライトとポリアミノプロピルシロキサンを含む組成物の場合、この組成物はコージエライトハニカム基体の外面を形成するセラミックセメントとして有用である。組成物の調製方法も併せて提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物、酸化処理された非酸化物およびそれらの組合せからなる群から選択された粉末セラミック原料と、
得られるセラミックのか焼温度を下げ、該セラミックの強度を上げるための焼結助剤としてのシルセスキオキサンポリマーであって、化学式−（ＲＳｉＯ1.5）ｎ−を有し、Ｒがアミノプロピル基とテトラメチルアンモニウム基からなる群から選択され、前記Rがテトラメチルアンモニウム基の場合はｎ＝８であり、シルセスキオキサンが最大３０質量％までの範囲で加えられるものであるシルセスキオキサンポリマーと、を含むセラミックの製造のための組成物。
【請求項２】
前記組成物に加えて、結合剤、可塑剤、界面活性剤、充填剤、潤滑剤、分散剤からなる群から選択される加工助剤を含むことを特徴とする請求項１記載の組成物。
【請求項３】
コージエライトハニカム基体の外面を形成するためのセラミックセメントとして請求項１または２記載の組成物を使用する方法であって、前記セラミックセメントが、８６質量％から９３質量％の粉末コージエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）、７〜１４質量％のポリアミノプロプルシルセスキオキサンを含む組成物と、加工助剤としてのメチルセルロース結合剤およびポリジメチルシロキサンポリマーを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
ａ．  i.  酸化物、酸化処理された非酸化物およびそれらの組合せからなる群から選択された粉末セラミック原料と、
ii.  化学式−（ＲＳｉＯ1.5）ｎ−を有し、Ｒがアミノプロピル基とテトラメチルアンモニウム基からなる群から選択され、Rがテトラメチルアンモニウム基の場合はｎ＝８である、最大３０質量％までの量のシルセスキオキサンポリマーと、
から混合物を調製し、
ｂ．  該混合物を成形し、
ｃ．  破壊強度（ＭＯＲ）値が少なくとも５ＭＰａから１５ＭＰａであるセラミックを形成するのに十分な温度と時間で該混合物を乾燥およびか焼する、
各工程を有してなるセラミック構造を形成する方法。
【請求項５】
前記混合物の調製工程ａが、前記混合物の７０質量％から９９質量％の割合の粉末セラミック原料を、前記混合物の１質量％から３０質量％の割合のシルセスキオキサンポリマーと混合する工程、または、前記混合物の８０質量％から９８質量％の割合の粉末セラミック原料を、前記混合物の２質量％から２０質量％の割合のシルセスキオキサンポリマーと混合する工程を含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記乾燥工程を、８から１０時間に亘り６０℃から２００℃で行うことを特徴とする請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
前記か焼工程を５００℃から１５００℃で行うことを特徴とする請求項４〜６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記成形工程が、ハニカム基体の外面に前記混合物の層を塗布して、コーティングを形成する工程を含むことを特徴とする請求項４〜７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
コーティングされた前記ハニカム基体を２００℃で乾燥し、５００℃でか焼する工程を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結助剤としてシルセスキオキサンを用いたセラミック組成物であって、セラミック基体やセメントに適したセラミック組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック合成には、高温と長時間に及ぶ反応時間を要する。例えば、コージエライト体の形成には、原料と有機添加剤の可塑化混合物を、最高１４５０℃〜１５５０℃までの温度で、２０〜２００時間に亘り焼成する。
【０００３】
過剰なエネルギー消費と追加コストの出費を避けるため、より低い処理温度、より短い処理時が切望されている。このことは、自動車やディーゼル機関の排気ガスの処理に用いられるコージエライトハニカムなどのモノリスハニカム構造の形成において、特に当てはまる。
【０００４】
現在のところ、コージエライト基体の外皮を形成するのには、コージエライト低温硬化セメント（粉末コージエライト、結合剤、シリカ、セメントの混合物）が用いられている。コージエライト低温硬化セメントは、処理温度が低い点は長所であるといえるが、反面、いくつかのコーティング処理や化学反応には用いることができない。例えば、コージエライトに必要以上の外皮が生じたり、か焼段階においてコーティングの亀裂や剥落が生じたりする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
市販の無機原料から、低温処理が可能で高強度を有し、また、モノリス基体の製造に用いられ、あるいは、基体の外皮形成のためのセメント混合物として用いられるセラミック組成物を提供することは、当該技術分野において進歩であると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、酸化物、酸化処理された非酸化物およびそれらの組合せからなる群より選択された粉末状セラミック材料、および結果として生じるセラミックのか焼温度を下げ、その強度を上げるための焼結助剤としてのシルセスキオキサンポリマーを含むセラミックの製造のための組成物を提供するものである。
【０００７】
シルセスキオキサンの化学式は−（ＲＳｉＯ1.5）n−で表され、Ｒはアミノプロピル基、テトラメチルアンモニウム基からなる群から選択され、Ｒがテトラメチルアンモニウム基の場合、ｎは８である。シルセスキオキサンポリマーは副次成分であるので、添加量は３０質量％以下とする。
【０００８】
ある実施の形態では、外面コーティングを形成するためにコージエライトハニカム基体の外皮に塗布されるセメントを調製するため、組成物には粉末コージエライトとポリアミノプロプルシルセスキオキサンが含まれる。
【０００９】
また、本発明は、混合物を形成し、造形し、次に、低熱膨張率（ＣＴＥ）を有する強靭なセラミックを形成するのに充分な温度と時間で乾燥およびか焼することにより、本発明の組成物をセラミック構造体に形成する方法も提供する。
【００１０】
本発明では、より低い処理温度、および／または結果として生じるセラミックの構造におけるより高い破壊強度（ＭＯＲ）を可能にするため、シルセスキオキサンポリマーが粉末無機原料における焼結助剤として使用できることがわかった。
【００１１】
粉末セラミック原料は酸化物、酸化処理された非酸化物、およびそれらの組合せからなる群から選択される。セラミック原料のタイプの如何は問わないが、メジアン粒径は０．１〜１００μｍであり、好ましくは１〜５０μｍである。
【００１２】
ここで酸化物とは、酸素または水酸化物を含む無機化合物あるいは原料のことをいう。本発明の目的のために好ましい酸化物は、シリカ系酸化物およびアルミナ系酸化物である。シリカ系酸化物にはコージエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）、ジルコン（ＺｒＯ２・ＳｉＯ２）、シリマナイト（Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）などがある。シリカ系酸化物の中でも、特にコージエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）が好ましい。アルミナ系酸化物にはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＯ２）またはそれらの組合せなどがある。
【００１３】
酸化処理された非酸化物とは、炭化物や窒化物、ホウ化物の群に属するような、酸素や水酸化物を含まない非酸化材料で、表面に酸化物層が形成されるのに充分な時間と温度で、空気（酸素）に晒され、表面が酸化されたもののことをいう。特に、非酸化物としては、表面に酸化物層を持った炭化ケイ素や窒化ケイ素が適している。
【００１４】
好ましいシルセスキオキサンは、化学式−（ＲＳｉＯ1.5）n−により表され、Ｒはアミノプロピル基、テトラメチルアンモニウム基からなる群から選択され、Ｒがテトラメチルアンモニウム基の場合、ｎは８である。Ｒ基の性質によって、結果として生ずるシルセスキオキサンの特性が決まる。具体的には、ここで選択されているＲ基からは、正電荷を帯びた、水溶性のシルセスキオキサンが生じる。
【００１５】
Ｒがアミノプロピル基の場合、シルセスキオキサンポリマーは、ポリアミノプロピルシルセスキオキサンである。ポリアミノプロピルシルセスキオキサンは当該技術分野において公知である。ポリアミノプロピルシルセスキオキサンの生成過程には、米国特許第４，９８１，５３０号明細書で述べられているように、アミノシランの加水分解と重合が含まれている。一例を挙げると、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＧＡＰＳ）を以下に示す反応にしたがい、水の存在下で重合させる。
【化１】
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【００１６】
ＧＡＰＳの重合に用いられる無機化合物粉末の働きに関しては、水のｐＨ値を変更することが有効であろう。ある実施の形態では、水のｐＨ値は１０以上である。別の実施の形態では水のｐＨ値は５未満である。例えば、ここで述べられている方法で調製されたアルミナベースのセラミックは、水がｐＨ値５未満のとき、高い破壊強度（ＭＯＲ）（ＭＰａ）を有する。
【００１７】
Ｒがテトラメチルアンモニウム基である場合、シルセスキオキサンポリマーはポリテトラメチルシルセスキオキサンである。ポリテトラメチルシルセスキオキサンは、当該技術分野において公知である。本発明の目的のためには、Ｒがテトラメチルアンモニウム基の場合、ｎは８である。例えば、Ｒとｎについての要求が満たされていて、また、ハイブリッド・プラスティックス社（Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）（カリフォルニア州ファウンテン・バレー）から市販されているオクタテトラメチルアンモニウム−多面体オリゴマー状ポリシルセスキオサン（Ｏｃｔａ−ＴＭＡ−ＰＯＳＳ）がここでは適している。
【００１８】
シルセスキオキサンポリマーは３０質量％以下で加えられる。混合物は、セラミック原料７０質量％〜９９質量％、シルセスキオキサンポリマー１質量％〜３０質量％を含むことが好ましい。混合物は、セラミック原料８０質量％〜９８質量％、シルセスキオキサンポリマー２質量％〜２０質量％を含むことがさらに好ましい。セラミック原料８６質量％〜９３質量％、シルセスキオキサンポリマー７質量％〜１４質量％を含むことが最も好ましい。
【００１９】
本発明に従ったセラミック構造体の製造方法では、混合物は、シルセスキオキサンポリマー、セラミック粉末原料および均質で成形可能なペーストを形成するための適当量の溶媒（すなわち、水）から形成される。結合剤、可塑剤、界面活性剤、充填剤、潤滑剤、分散剤などの当該技術分野において公知の任意の加工助剤を加えても良い。メチルセルロース結合剤（ダウ・コーニング社（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ）製のメトセルＡ４Ｍ（Ｍｅｔｈｏｃｅｌ  Ａ４Ｍ）などの）は、さらに可塑性に富んだ混合物を提供するための結合剤として有用である。ポリジメチルシロキサン（シリコーン油）などのポリシロキサンポリマーは本発明にかかるセラミック構造体において亀裂の形成を減少させるかもしれないといわれている。
【００２０】
ペースト混合物は、成形や押出しなどの任意の従来の方法によって造形あるいは形成する。続いて、結果として生じる構造体を、破壊強度（ＭＯＲ）値が少なくとも５ＭＰａ以上、好ましくは、少なくとも１０ＭＰａ、さらに好ましくは、少なくとも１５ＭＰａのセラミックを形成するために充分な温度と時間で、乾燥させ、か焼する。セラミックの熱膨張率（ＣＴＥ）は、４〜８０×１０−７／℃、好ましくは、４〜２５×１０−７／℃、さらに好ましくは、４〜１０×１０−７／℃である。
【００２１】
乾燥およびか焼の時間と温度は、当業者によって判断される。乾燥は、好ましくは、６０℃〜２００℃で８〜１０時間行う。か焼は５００℃〜１５００℃の温度で、少なくとも１〜１０時間行うことが好ましい。さらに好ましい実施例では、か焼の工程は５００℃〜１０００℃の温度で、少なくとも１〜１０時間行われる。別のさらに好ましい実施の形態においては、か焼の工程は５００℃で少なくとも４時間である。
【００２２】
好ましい実施の形態では、本発明は、特に、自動車やディーゼル機関の排ガス処理に利用されるものなどの、コージエライトハニカム基体の外皮形成のためのセメントに適している。本明細書では、組成物は、８６％〜９３％のコージエライト粉体と７％〜１４％のシルセスキオキサンポリマーおよび均質で成形可能な混合物を調製するのに効果的な量の加工助剤を含む。加工助剤の量はセラミック原料とポリマーの総質量に対して超過した添加物として算出される。
【００２３】
ハニカム基体は当該技術分野において公知である。具体的には、ハニカム構造体は、入口端、出口端および入口端から出口端までの本体の長手方向に沿って延在する相互に隣接した多数のセルを持つ。セルは互いに多孔壁で仕切られている。
【００２４】
通常、ハニカムセルの密度は１０セル／ｉｎ2 （１．５セル／ｃｍ2）から１２００セル／ｉｎ2 （１８８セル／ｃｍ2）の範囲である。壁の厚さは、通常、０．０２５から１．５ｍｍ（１〜６０ミル）の範囲であり、好ましくは、０．１から０．７５ｍｍ（４〜３０ミル）である。壁の細孔の大きさは、通常、約０．１から１００マイクロメートルの範囲、好ましくは約１から４０マイクロメートルの範囲であり、一方で、壁の空隙率は、約１５〜７０％、好ましくは約２５〜５０％の範囲にある。適切なハニカム基体は、コージエライト相から実質的に構成されているが、しかしながら、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミン酸カルシウムなどの他の材料もまた適しているだろう。
【００２５】
コージエライトセメント混合物はハニカムの外面に塗布され、次に、基体に接着する強靭なコーティングを形成するため、そのコーティングされた構造を乾燥し、か焼する。一般的に、２００℃で８〜１０時間乾燥させ、続いてコーティングされたハニカム体を５００℃で少なくとも４〜６時間焼成する。結果として生じた外皮に、外面のひび割れや剥落の減少がみられ、また続いて行われた触媒コーティング処理との適合性が改善されたことが実験により示された。外皮は、５ＭＰａを超える高破壊強度（ＭＯＲ）と４〜１５×１０-7／℃の範囲の熱膨張率（ＣＴＥ）を持つ。
【実施例】
【００２６】
本発明では、限定するというよりは例証するという意図で、以下のいくつかの実施例について述べる。
【００２７】
比較例1−標準のコージエライトセメント
標準のコージエライトセメントは、粉末コージエライトから調製した。配合を表1に示す。
【表１】
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コロイダル・シリカ、アルミノケイ酸ファイバー、メトセルおよび水は１００質量％のコージエライト粉末に対する超過添加物として計算した。乾燥粉末材料を最初に混ぜ合わせ、乾燥粉末混合物を調製し、続いて液体材料を加えた。混合物は、ペースト状になるまで十分に混ぜあわせ、次に、直接、コージエライト基体の外面に塗布した。破壊強度（ＭＰａ）と熱膨張率（１０-7／℃）の測定は直径３２ｍｍ、厚さ３ｍｍのディスクについて行った。６０℃で一晩乾燥させた後の破壊強度（ＭＯＲ）値は４．５ＭＰａであった。５００℃で４時間焼成した後の破壊強度（ＭＯＲ）値は１ＭＰａであった。熱膨張率（ＣＴＥ）（２５〜７００℃）の測定値は１６×１０-7／℃であった。
【００２８】
実施例１
コージエライトセメントは、６４質量％のコージエライト混合粉末を１６質量％のハイブリッド・プラスティックス社（カリフォルニア州ファウンテン・バレー）製のオクタテトラメチルアンモニウム−多面体オリゴマー状ポリシルセスキオサン（Ｏｃｔａ−ＴＭＡ−ＰＯＳＳ）と２０質量％の純水とともに混ぜ合わせ、ペースト状にし、続いて直接コージエライト基体の外面に塗布した。
【００２９】
破壊強度（ＭＯＲ）および熱膨張率（ＣＴＥ）の測定は、比較例1と似た状況下で行った。６０℃で一晩乾燥させた後の破壊強度（ＭＯＲ）は３ＭＰａであった。５００℃で４時間焼成した後の破壊強度（ＭＯＲ）値は９．４ＭＰａであった。熱膨張率（ＣＴＥ）（２５〜７００℃）の測定値は１０．９×１０-7／℃であった。加熱後の本発明にかかるセメントの破壊強度（ＭＯＲ）は比較例１よりも高い値である。また、コージエライト基体の外皮を観察すると、視認できるひび割れはなく、乾燥後の表面も滑らかな状態であった。
【００３０】
実施例２
コージエライトセメントは、６．８０グラムのコージエライト混合粉末と２．４８グラムのＧＡＰＳポリマー液から調製した。ＧＡＰＳポリマー液は、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＧＡＰＳ）分子の加水分解および重縮合によって得た。重縮合の過程には、（Ｈ2Ｎ-（ＣＨ2）3-ＳｉＯ1.5）n＋３ｎＣ２Ｈ５ＯＨのＧＡＰＳポリマー液を調製するため、ＧＡＰＳをアリコート量の純水（１モルのＧＡＰＳポリマーに対して１．５モルのｐＨ値１０のＨ２Ｏ）と混合することが含まれる。このようにして得られるセラミックは、８６．１質量％のコージエライトと１３．９質量％のシルセスキオキサンポリマーを含んだ。
【００３１】
ペースト混合物の一部は、直径３２ｍｍ、厚さ３ｍｍのシリコーン成形型内で乾燥させ、か焼した。残りの混合物は、外皮形成のため、ハニカム基体の外面に塗布した。６０℃で一晩乾燥させた後は、硬質で、ひび割れのない状態であった。ポリマー液中のエタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）の存在により、気泡が観察された。５００℃で４時間焼成した後も、サンプルは硬質で、ひび割れのない状態を保っていた。ハニカム基体の表面では、６０℃で一晩乾燥させた後の外皮はひび割れのない滑らかな状態であった。しかしながら、５００℃で４時間か焼した後の基体は、高強度で、かつ、外皮−ハニカム間の境界面が強力に接着した結果起こったセメントの収縮のせいで、ばらばらに砕けた。
【００３２】
実施例３
実施例２で見られた高度の収縮は、形成したシルセスキオキサンポリマー存在下での縮合反応に起因するものであると説明できるかもしれない。特に、シルセスキオキサンポリマーの構造には、重合反応における水のｐＨ値が作用するかもしれない。
【００３３】
ｐＨ値３、６、１０の３種類のＧＡＰＳポリマー液を調製し、少なくとも２４時間攪拌した。次に、５グラムの重合ＣＡＰＳ液（または１２．３質量％の乾燥シルセスキオキサンポリマー）と１５．７４グラムのコージエライト混合粉末（または８７．７質量％のコージエライト）から、セメント混合物を調製した。
【００３４】
破壊強度（ＭＯＲ）は直径３２ｍｍ、厚さ３ｍｍのディスクについて計測を行った。ｐＨ３では、６０℃で一晩乾燥させた後の破壊強度（ＭＯＲ）は８ＭＰａであり、５００℃で４時間焼成した後の破壊強度（ＭＯＲ）は１０ＭＰａであった。ｐＨ６では、破壊強度（ＭＯＲ）はそれぞれ９と１０であった。ｐＨ１０では、破壊強度（ＭＯＲ）はそれぞれ８と１０であった。したがって、重合反応時の水のｐＨ値の変化は、コージエライトセメントの力学的性質に顕著な影響は与えていない。しかしながら、アルカリ性条件下では、セラミックの外皮材料に収縮の減少があることが観察されている。
【００３５】
熱膨張率（ＣＴＥ）の測定は、２５〜８００℃の間で０．５×２５ｍｍのバーについて行った。ｐＨ３では、８００℃における熱膨張率（ＣＴＥ）は１３．４×１０-7／℃であり、ｐＨ１０の場合は、１２．７×１０-7／℃であった。
【００３６】
実施例４
ｐＨ１０の水で調製されたＧＡＰＳポリマー液を、コージエライト混合粉末と結合剤メチルセルロース（Ｍｅｔｈｏｃｅｌ  Ａ４Ｍ）とともに混ぜ合わせた。結果として得られた組成物は、（i）１．１質量％のメチルセルロース、１２．２質量％のシルセスキオキサン（ポリアミノシルセスキオキサン）ポリマーおよび８６．７質量％のコージエライト、および、（ii）２．２質量％のメチルセルロース、１２．１質量％のシルセスキオキサンポリマーおよび８５．７質量％のコージエライトを含んでいた。
【００３７】
破壊強度（ＭＯＲ）は、６０℃で一晩乾燥させ、５００℃で４時間か焼した後に、直径３２ｍｍ、厚さ３ｍｍのディスクについて測定した。１．１質量％のメチルセルロースを含んだサンプルでは、６０℃における破壊強度（ＭＯＲ）は９ＭＰａであり、５００℃では１０ＭＰａであった。２．２質量％のメチルセルロースを含んだサンプルでは、６０℃における破壊強度（ＭＯＲ）は７ＭＰａであり、５００℃では８ＭＰａであった。両サンプルとも、破壊強度（ＭＯＲ）値は比較例１に比べて非常に高くなっている。
【００３８】
６０℃では、シルセスキオキサンポリマーは十分に化学的に縮合されておらず、一部はまだ水中に溶解している。それ故、水中への溶解をなくすためには、２００℃で乾燥させるのが、もっとも好ましい。
【００３９】
実施例５
ＧＡＰＳポリマー液におけるエタノールの存在は、結果として得られる巨大なセラミックサンプルに気泡を生じさせるかもしれない。エタノールを、セメント混合物を調製する前に、周囲温度で電磁攪拌しながら蒸発させることによって、除去した。エタノールの蒸発速度を７０質量％で評価し、シルセスキオキサンポリマーゲルを得た。これを純水中に溶解させ、次に、コージエライト混合粉末とともに混ぜ合わせ、７質量％のシルセスキオキサンポリマーと９３質量％のコージエライトからなる組成物を調製した。
【００４０】
破壊強度（ＭＯＲ）は、６０℃および２００℃で一晩乾燥させた後に、直径３２ｍｍ、厚さ３ｍｍのディスクについて測定した。得られた破壊強度（ＭＯＲ）は、それぞれ１４ＭＰａ、２５ＭＰａであった。空隙率は水銀ポロシメーターで測定して、３４体積％であった。この値は、同様の組成物から調製されたエタノールの蒸発処理をしていないセラミックを測定したときの空隙率４５体積％よりも小さい値となっている。
【００４１】
ハニカム基体にセメントを良く接着させるため、アルコール溶液に比べて、水溶液では、さらに重合が進んだGAＰＳが求められる。例えば、ある測定では、アルコール溶液で１．５〜２質量％であるのに対して、水溶液では５質量％という値を示す。
【００４２】
実施例６
比較例１の標準外皮組成物にＧＡＰＳポリマー液を加えた。表２は、３種の異なる添加量の重合ＧＡＰＳを加えた場合の破壊強度（ＭＯＲ）を示している。
【表２】
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【００４３】
破壊強度（ＭＯＲ）は、重合したＧＡＰＳが含まれている本発明にかかるセメントの組成物において、非常に高い値を示している。
【００４４】
実施例７
ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を、３質量％の重合ＧＡＰＳを含む実施例７のセメントの組成に加えた。６０℃で一晩乾燥させ、５００℃で４時間か焼した後のコージエライトハニカム基体上には、より厚みのあるコーティングが形成された。破壊強度（ＭＯＲ）は、それぞれ、乾燥後で４．５ＭＰａ、か焼後で５ＭＰａであった。したがって、ＰＤＭＳの添加は、亀裂の形成を減少させるのに有効であると同時に、重合ＧＡＰＳの添加によって高い破壊強度（ＭＯＲ）に悪影響を与えることもない。
【００４５】
実施例８
セラミック組成物は、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）粉末（１〜４０μｍの間の粒子の大きさの範囲のもの）を８３．３質量％、1モルのＧＡＰＳに対してｐＨ１０の水１．５モルを用いて重合処理することで得られた重合ＧＡＰＳを１６．７質量％の割合で混ぜ合わせて調製した。水のｐＨ値は水酸化ナトリウムを添加することにより、１０に調整した。結果として得られた混合物を、前述のディスク状に形成し、２００℃で２時間乾燥させ、続いて、５００℃で４時間か焼した。破壊強度（ＭＯＲ）は、それぞれ、乾燥後で３７〜４５ＭＰａの間、か焼後で１８〜２０ＭＰａの間の値であった。
【００４６】
実施例９
セラミック組成物は、Ａｌ２Ｏ３粉末（平均９μｍの粒子の大きさのもの）を７９．９質量％、１モルのＧＡＰＳに対して１．５モルの水を用いて重合処理して得られた重合ＧＡＰＳを２０．１質量％の割合で混ぜ合わせて調製した。水のｐＨ値は酢酸で４に調整した。得られた混合物は、前述のディスク状に形成し、２００℃で２時間乾燥させ、続いて、５００℃で４時間か焼した。破壊強度（ＭＯＲ）は、それぞれ、乾燥後で１２〜１６ＭＰａの間、か焼後で５〜７ＭＰａの間の値であった。５００℃で焼成した後の材料の熱膨張率（ＣＴＥ）係数は、２０℃から５００℃で７０×１０-７％／℃であった。
【００４７】
実施例１０
セラミック組成物は、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）粉末（１〜４０μｍの間の粒子の大きさの範囲のもの）を８３．３質量％、１モルのＧＡＰＳに対してｐＨ６の水１．５モルを用いて重合処理することで得られた重合ＧＡＰＳを１６．７質量％の割合で混ぜ合わせて調製した。得られた混合物は、上述のディスク状に形成し、２００℃で２時間乾燥させ、続いて、５００℃で４時間か焼した。破壊強度（ＭＯＲ）は、それぞれ、乾燥後で５０ＭＰａ、か焼後で２２ＭＰａであった。空隙率は、０．１μｍのメジアン径（５０％粒子径）で、水銀ポロシメーターで測定して、３１体積％であった。
【００４８】
実施例１１
セラミック組成物は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粉末（粒径４５μｍのもの）を８３．３質量％、１モルのＧＡＰＳに対してｐＨ１０の水１．５モルを用いて重合処理することで得られた重合ＧＡＰＳを１６．７質量％の割合で混ぜ合わせて作製した。得られた混合物は、前述のディスク状に形成し、２００℃で２時間乾燥させ、続いて、５００℃で４時間か焼した。破壊強度（ＭＯＲ）は、それぞれ、乾燥後で２０ＭＰａ、か焼後で３ＭＰａの間であった。５００℃で焼成した後の熱膨張率（ＣＴＥ）は、ＳｉＣセラミックのバーについて測定して３５×１０-7／℃であった。
【００４９】
実施例１２
セラミック組成物は、シリマナイト（Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）粉末を８３．３質量％、１モルのＧＡＰＳに対してｐＨ１０の水１．５モルを用いて重合処理することで得られた重合ＧＡＰＳを１６．７質量％の割合で混ぜ合わせて調製した。得られた混合物は、前述のディスク状に形成し、２００℃で２時間乾燥させ、続いて、５００℃で４時間か焼した。破壊強度（ＭＯＲ）は、それぞれ、乾燥後で１６〜２２ＭＰａの間、か焼後で１５〜１７ＭＰａであった。
【国際調査報告】
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