(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス粒子と、
少なくとも５０質量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有粒子と、
有機ケイ素系ポリマーと、
を含む焼成体用原料であって、
前記セラミックス粒子と前記アルミニウム含有粒子の体積比は、７０：３０〜９９：１の範囲であり、
前記有機ケイ素系ポリマーは、前記セラミックス粒子と前記アルミニウム含有粒子の合計量に対して、９ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％の範囲で含まれており、
当該焼成体用原料を、大気下８００℃〜１６００℃の温度に１時間保持した際に得られる焼成体の、当該焼成体用原料全体に対する体積膨張率は、±１０％以内である、焼成体用原料。
【請求項２】
前記セラミックス粒子は、アルミナ、ムライト、シリカ、ジルコン、ジルコニア、アルミン酸マグネシウム、クロミア、および炭化ケイ素からなる群から選定される少なくとも一つの材料を含む、請求項１に記載の焼成体用原料。
【請求項３】
前記有機ケイ素系ポリマーは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルヒドロシロキサン（ＰＭＨＳ）、ポリメチルフェニルシロキサン（ＰＭＰｈＳ）、ポリジフェニルシロキサン（ＰＤＰＳ）、変性シロキサン、ポリメチルシルセスキオキサン（ＰＭＳＱ）、およびポリフェニルシルセスキオキサン（ＰＰＳＱ）からなる群から選定される少なくとも一つのポリマーを含む、請求項１または２に記載の焼成体用原料。
【請求項４】
前記アルミニウム含有粒子は、金属アルミニウム、またはアルミニウム合金で構成される、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の焼成体用原料。
【請求項５】
前記セラミックス粒子は、平均粒径が０．１μｍ〜５０００μｍの範囲である、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の焼成体用原料。
【請求項６】
前記アルミニウム含有粒子は、平均粒径が１μｍ〜２０００μｍの範囲である、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の焼成体用原料。
【請求項７】
前記アルミニウム含有粒子は、平均粒径が３μｍ〜５００μｍの範囲である、請求項６に記載の焼成体用原料。
【請求項８】
前記有機ケイ素系ポリマーは、固体粉末の形態で、当該焼成体用原料中に含有されている、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の焼成体用原料。
【請求項９】
前記有機ケイ素系ポリマーは、液体またはペーストの形態で、当該焼成体用原料中に含有されている、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の焼成体用原料。
【請求項１０】
前記有機ケイ素系ポリマーは、前記セラミックス粒子および／または前記アルミニウム含有粒子の表面を被覆している、請求項９に記載の焼成体用原料。
【請求項１１】
目地材、不定形耐火物、補修材、またはセラミックス多孔質体に使用される、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の焼成体用原料。
【請求項１２】
（１）請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の焼成体用原料を準備するステップと、
（２）前記焼成体用原料を、大気下で８００℃〜１６００℃の温度で焼成するステップと、
を有する、焼成体の製造方法。
【請求項１３】
前記（２）のステップの後に得られる焼成体の、前記（２）のステップの前の前記焼成体用原料に対する体積変化率は、±１０％以内である、請求項１２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成体用原料および焼成体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミナのようなセラミックス粒子の成形体を焼成して、焼成体を製造した場合、焼成体に体積収縮が生じることが知られている（非特許文献１）。これは、焼成過程では、隣接するセラミックス粒子同士が接合されるとともに、粒子間の隙間（すなわち気孔）が減少するためである。
【０００３】
このような体積収縮は、セラミックス焼成体を製造する際に大きな制約となり得る。
【０００４】
例えば、セラミックス焼成体を製造する際には、予め体積収縮率を考慮して、成形体の形状を定めることが必要となる。しかしながら、通常、そのような計算には、ある程度のばらつきが避けられず、焼成体を高精度の寸法で製造することは容易ではない。
【０００５】
また、原料として使用される材料および添加剤の種類、質量、ならびに焼成条件が変化すると、これにともない焼成体の体積収縮率も変化してしまう。このため、各種材料系および焼成条件を網羅した、多様なそれぞれのケース毎に体積収縮率を把握する必要が生じるが、これは現実的ではない。
【０００６】
このような問題に対処するため、ＲＢＡＯ（Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｂｏｎｄｉｎｇ  ｏｆ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｏｘｉｄｅ）法と呼ばれる技術が提案されている。
【０００７】
このＲＢＡＯ法では、アルミナ粒子とアルミニウム粒子とが原料として使用され、焼成処理により、体積変化の小さな焼成体が製造されると報告されている。より具体的には、原料を酸化雰囲気下、低い温度上昇速度（約１Ｋ／ｍｉｎ）で、１０００℃まで加熱することにより、アルミニウム粒子から一旦、γアルミナが形成される。その後、原料をさらに１５００℃まで加熱することにより、γアルミナが緻密なαアルミナとなり、焼成体を得ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】J．W．Ross，et al．，Acta  Metall．，Vo．30，203-212（1982）
【非特許文献２】N．Claussen et a．，J．Ceram．Soc．Jpn．，Vol．103，749-758（1995）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述のＲＢＡＯ法では、γアルミナを形成させるための厳密な熱履歴制御が必要となり、加熱時の昇温速度を十分に低く抑える必要がある。このため、処理に相応の時間が必要となってしまう。また、ＲＢＡＯ法では、アルミニウム粒子の平均粒径は、最大２００μｍ程度であり、それを超えると、アルミニウム粒子全体をγアルミナへ変化させることが難しくなるという問題がある。
【００１０】
また、ＲＢＡＯ法を利用した場合でも、焼成処理によって、約４０％の体積収縮が生じてしまう。このため、ＲＢＡＯ法においても、体積収縮の抑制効果は十分とは言い難い。
【００１１】
このように、あまり顕著な体積収縮を生じさせずに、セラミック粒子とアルミニウム粒子とを結合させる技術に関しては、現在もなお高いニーズがある。
【００１２】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、焼成によって体積変化が生じ難い焼成体、あるいは体積膨張する焼成体用の原料を提供することを目的とする。また、本発明では、焼成によって体積変化が生じ難い焼成体、あるいは体積膨張する焼成体を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、
セラミックス粒子と、
少なくとも５０質量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有粒子と、
有機ケイ素系ポリマーと、
を含む焼成体用原料であって、
前記セラミックス粒子と前記アルミニウム含有粒子の体積比は、７０：３０〜９９：１の範囲であり、
前記有機ケイ素系ポリマーは、前記セラミックス粒子と前記アルミニウム含有粒子の合計量に対して、９ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％の範囲で含まれており、
当該焼成体用原料を、大気下８００℃〜１６００℃の温度に１時間保持した際に得られる焼成体の、当該焼成体用原料全体に対する体積膨張率は、±１０％以内である、焼成体用原料が提供される。
【００１４】
また、本発明では、
（１）前述の焼成体用原料を準備するステップと、
（２）前記焼成体用原料を、大気下で８００℃〜１６００℃の温度で焼成するステップと、
を有する、焼成体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、焼成によって体積変化が生じ難い焼成体、あるいは体積膨張する焼成体用の原料を提供することができる。また、本発明では、焼成によって体積変化が生じ難い焼成体、あるいは体積膨張する焼成体を製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による焼成体用原料の一例を模式的に示した図である。
【図２】本発明の一実施形態による焼成体用原料の別の一例を模式的に示した図である。
【図３】本発明の一実施形態による焼成体用原料のさらに別の一例を模式的に示した図である。
【図４】本発明の一実施形態による焼成体用原料のさらに別の一例を模式的に示した図である。
【図５】本発明の一実施形態による焼成体用原料の製造方法の一例を模式的に示したフロー図である。
【図６】第１の焼成体用原料を使用して多孔質体を製造する方法の一例を概略的に示したフロー図である。
【図７】例６において製造されたペレットの各温度における焼成試験後のサンプルにおけるＸ線回折チャートである。
【図８】例５において製造されたペレットの、８００℃における焼成試験後のミクロ組織を示したＳＥＭ写真である。
【図９】例５において製造されたペレットの、１２００℃における焼成試験後のミクロ組織を示したＳＥＭ写真である。
【図１０】例５において製造されたペレットの、１６００℃における焼成試験後のミクロ組織を示したＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
【００１８】
本発明の一実施形態では、
セラミックス粒子と、
少なくとも５０質量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有粒子と、
有機ケイ素系ポリマーと、
を含む焼成体用原料であって、
前記セラミックス粒子と前記アルミニウム含有粒子の体積比は、７０：３０〜９９：１の範囲であり、
前記有機ケイ素系ポリマーは、前記セラミックス粒子と前記アルミニウム含有粒子の合計量に対して、９ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％の範囲で含まれており、
当該焼成体用原料を、大気下８００℃〜１６００℃の温度に１時間保持した際に得られる焼成体の、当該焼成体用原料全体に対する体積膨張率は、±１０％以内である、焼成体用原料が提供される。
【００１９】
本発明では、焼成体用原料として、セラミックス粒子と、少なくとも５０質量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有粒子（以下、「金属粒子」という）と、有機ケイ素系ポリマーとを含む原料が使用される。
【００２０】
ここで、「有機ケイ素系ポリマー」とは、２次元もしくは３次元構造を有し、主鎖にＳｉ−Ｃ−Ｓｉ基またはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ基を有する有機高分子の総称を意味する。すなわち、有機ケイ素系ポリマーには、シロキサン系ポリマーおよびポリカルボシラン系ポリマー等が含まれる。
【００２１】
本願発明者らの実験では、このような原料を所定の配合比で混合して焼成した場合、得られる焼成体の体積変化率を、有意に抑制できることが確認されている。より具体的には、原料を大気下８００℃〜１６００℃の温度に１時間保持した際に得られる焼成体の、原料に対する体積変化率は、±１０％以内に抑制される。
【００２２】
従って、本発明による焼成体用原料では、ＲＢＡＯ法に比べて、あまり顕著な体積変化を生じさせずに、焼成体を製造することが可能となる。
【００２３】
なお、本願において、体積変化率ΔＶ（％）は、
ΔＶ（％）＝｛（焼成後の焼成体の見かけの体積−焼成前の焼成体用原料の見かけの体積）／（焼成前の焼成体用原料の見かけの体積）｝×１００          （１）式
により表される。
【００２４】
ここで、本発明の一実施形態に係る焼成体用原料により、体積変化率ΔＶ（％）が有意に少ない焼成体を得ることができる理由として、以下のことが考えられる。
【００２５】
本発明による焼成体用原料には、有機ケイ素系ポリマーが含まれる。この有機ケイ素系ポリマーは、例えば４５０℃以上に加熱されると活性化され、その際に、セラミックス粒子と金属粒子との接触界面で、ケイ素（Ｓｉ）を含むガラス相を形成する性質を有する。このガラス相は、セラミックス粒子および金属粒子の何れの表面に対しても親和性を有するため、両者を結合する「接着材」として機能することができる。そのため、本発明では、セラミック粒子と金属粒子とを結合することができる。
【００２６】
ここで、高温下では、有機ケイ素系ポリマーは融解する上、部分的に熱分解してガス化する。このため、高温下では、有機ケイ素系ポリマー、さらには焼成体用原料全体の体積は減少する。
【００２７】
また、焼結が開始されると、セラミックス粒子は粗大化するとともに、粒子間の隙間（すなわち気孔）が減少する。そのため、高温化では、セラミックス粒子の体積は、減少する傾向にある。
【００２８】
一方、金属粒子に含まれるアルミニウムの表面の酸化層は、高温下では、還元もしくは破壊される。その結果、アルミニウムは、徐々に酸化されるようになる。そのため、高温下では、金属粒子の体積は、徐々に膨張する傾向にある。
【００２９】
このような有機ケイ素系ポリマーの熱分解およびセラミックス粒子の体積収縮と、金属粒子の体積膨脹とがバランスされることにより、原料の焼成前後の体積変化が有意に抑制されるものと考えられる。
【００３０】
なお、この考察によれば、セラミックス粒子の体積収縮とそれに伴う気孔の収縮・膨張、および金属粒子の体積膨脹とのバランスの度合いによっては、例えば、原料の焼成前後で、実質的に体積変化が生じないようにすることも可能であると考えられる。実際、後述するように、本発明による焼成体用原料では、焼成後に焼成体用原料全体の体積変化が実質的に０、または若干のプラス（すなわち体積膨脹）となる場合があることが観察されている。
【００３１】
（本発明の一実施形態による焼成体用原料について）
次に、図１を参照して、本発明の一実施形態による焼成体用原料について詳しく説明する。
【００３２】
図１には、本発明の一実施形態による焼成体用原料（以下、「第１の焼成体用原料」と称する）の形態を概略的に示す。
【００３３】
図１に示すように、この第１の焼成体用原料１００は、セラミックス粒子１１０と、金属粒子１２０と、有機ケイ素系ポリマー１３０とを有する。セラミックス粒子１１０、金属粒子１２０、および有機ケイ素系ポリマー１３０は、第１の焼成体用原料１００内で十分に混合され、均質に存在していることが好ましい。
【００３４】
セラミックス粒子１１０は、例えば、アルミナ、ムライト、シリカ、カルシア、ジルコン、ジルコニア、マグネシア、クロミア、窒化ケイ素、窒化ホウ素、および／または炭化ケイ素等で構成される。また、セラミックス粒子１１０は、ろう石鉱物、ドロマイト、またはスピネルグループ珪石等であっても良い。
【００３５】
アルミナとしては、９０ｗｔ％以上のアルミナを含む高純度アルミナを好適に用いることができる。窒化アルミニウムとしては、９０ｗｔ％以上の窒化アルミニウムを含む高純度窒化アルミナを好適に用いることができる。窒化ケイ素としては、９０ｗｔ％以上の窒化ケイ素を含む高純度窒化ケイ素を好適に用いることができる。
【００３６】
セラミックス粒子１１０の結晶形態に特に制限はないが、アルミナとしては、αアルミナやγアルミナ等を好適に使用できる。
【００３７】
セラミックス粒子１１０の平均最小寸法は、特に限られないが、０．０１μｍ〜５０００μｍの範囲である。
【００３８】
また、セラミックス粒子１１０の形状としては、球状、板状、ウィスカー状、棒状、または繊維状等が考えられる。なお、前記「平均最小寸法」は、セラミックス粒子１１０が球状の場合、直径の平均値を意味し、セラミックス粒子１１０が板状の場合、セラミックス粒子１１０の板厚の平均値を意味し、セラミックス粒子１１０が棒状または繊維状の場合、線径の平均値を意味する。
【００３９】
金属粒子１２０は、前述のように、少なくとも５０質量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有粒子で構成される。
【００４０】
金属粒子１２０は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されても良い。
【００４１】
金属粒子１２０の平均最小寸法は、１μｍ〜２０００μｍの範囲である。金属粒子１２０の平均最小寸法が２０００μｍを超えると、粒子同士の結合処理後に金属が過剰に残る可能性がある。
【００４２】
セラミックス粒子に対する金属粒子１２０の割合は、１ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％の範囲である。特に、金属粒子１２０の割合は、２５ｖｏｌ％以下であることが好ましい。
【００４３】
また、金属粒子１２０の形状としては、球状、板状、棒状、または繊維状等が考えられる。なお、前記「平均最小寸法」は、金属粒子１２０が球状の場合、直径の平均値を意味し、金属粒子１２０が板状の場合、板厚の平均値を意味し、金属粒子１２０が棒状または繊維状の場合、線径の平均値を意味する。
【００４４】
有機ケイ素系ポリマー１３０は、例えば、シロキサン系ポリマーである。
【００４５】
シロキサン系ポリマーとしては、二官能基性シロキサン単位を基本骨格とする鎖状ポリマーを好適に用いることができる。例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルヒドロシロキサン（ＰＭＨＳ）、ポリメチルフェニルシロキサン（ＰＭＰｈＳ）、ポリジフェニルシロキサン（ＰＤＰＳ）、変性シロキサンが挙げられる。
【００４６】
また、シロキサン系ポリマーとして、シルセスキオキサン系ポリマーも好適に用いることができる。シルセスキオキサン系ポリマーとは、基本構成単位が実験式ＲＳｉＯ３／２で示される有機ケイ素系ポリマー、すなわちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ基を主骨格として、主に３次元構造を有するポリマーである。例えば、ポリメチルシルセスキオキサン（ＰＭＳＱ）、ポリフェニルシルセスキオキサン（ＰＰＳＱ）を単独で、あるいは複数で利用することができる。
【００４７】
ここで、ＰＤＭＳは、側鎖および末端基が全てメチル基のシロキサン系ポリマーを意味する、ＰＭＨＳは、側鎖および末端基の一部が水素基であるシロキサン系ポリマーを意味し、ＰＭＰｈＳは、側鎖および末端基の一部がフェニル基で占められているシロキサン系ポリマーを意味し、ＰＤＰＳは、側鎖および末端基が全てフェニル基で占められているシロキサン系ポリマーを意味する。
【００４８】
変性シロキサンは、側鎖および末端基の一部にモノアミン基、ジアミン基、アミノ基、エポキシ基、脂環式エポキシ基、カルビノール基、メルカプト基、カルボキシル基、ポリエーテル基、アラルキル基、フロロアルキル基、エステル基を含むシロキサン系ポリマーを意味する。Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ基を主骨格とする３次元構造を持つシルセスキオキサン系ポリマーにおいて、ＰＭＳＱは、内部もしくは末端の一部にメチル基を含有するシルセスキオキサン系ポリマーを意味し、ＰＰＳＱは、内部もしくは末端の一部にフェニル基を含有するシルセスキオキサン系ポリマーを意味する。
【００４９】
有機ケイ素系ポリマー１３０の量が少なすぎると、有機ケイ素系ポリマー１３０がセラミックス粒子１１０と金属粒子１２０の間に十分に広がらず、セラミックス粒子１１０と金属粒子１２０との間で、十分な結合が得られなくなるおそれがある。そのため、有機ケイ素系ポリマー１３０の量は、セラミックス粒子１１０と金属粒子１２０の合計体積に対して、９ｖｏｌ％以上が好ましい。一方、有機ケイ素系ポリマー１３０が多すぎる場合は、焼成後の体積変化が大きくなってしまう。従って、有機ケイ素系ポリマー１３０の量は、セラミックス粒子１１０と金属粒子１２０の合計体積に対して、９０ｖｏｌ％以下が良い。
【００５０】
アンカー効果によるセラミックス粒子１１０および金属粒子１２０との強固な結合が見込めるため、有機ケイ素系ポリマー１３０は、重量比で１％以上の炭素を含有していることが望ましい。
【００５１】
ここで、図１に示した例では、第１の焼成体用原料１００は、固体粉末状の有機ケイ素系ポリマー１３０を有する。すなわち、第１の焼成体用原料１００では、セラミックス粒子１１０、金属粒子１２０、および固体粉末状の有機ケイ素系ポリマー１３０が、相互に均質に混合されている。
【００５２】
しかしながら、これは単なる一例であって、本発明による焼成体用原料は、その他の形態を有しても良い。
【００５３】
例えば、本発明による焼成体用原料は、金属粒子と、液状または溶媒に溶かした有機ケイ素系ポリマーがコーティングされたセラミック粒子とを有する形態を有しても良い。また、本発明による焼成体用原料は、セラミックス粒子と、液状または溶媒に溶かした有機ケイ素系ポリマーがコーティングされた金属粒子とを有する形態を有しても良い。さらに、本発明による焼成体用原料は、金属粒子およびセラミックス粒子が、液状または溶媒に溶かした有機ケイ素系ポリマーによってコーティングされた形態を有しても良い。
【００５４】
図２〜図４には、本発明による焼成体用原料の別の形態の一例を模式的に示す。
【００５５】
図２では、本発明の一実施形態による焼成体用原料（以下、「第２の焼成体用原料」と称する）２００は、セラミックス粒子２１０、金属粒子２２０、および有機ケイ素系ポリマー２３０を有する。
【００５６】
有機ケイ素系ポリマー２３０は、液体状であり、セラミックス粒子２１０および金属粒子２２０の隙間を埋めるように配置される。換言すれば、セラミックス粒子２１０および金属粒子２２０は、液体状の有機ケイ素系ポリマー２３０中に分散された形態で存在する。
【００５７】
図３では、本発明の一実施形態による別の焼成体用原料（以下、「第３の焼成体用原料」と称する）３００は、セラミックス粒子３１０、金属粒子３２０、および有機ケイ素系ポリマー３３０を有する。
【００５８】
第３の焼成体用原料３００では、セラミックス粒子３１０は、全体が有機ケイ素系ポリマー３３０でコーティングされている。換言すれば、第３の焼成体用原料３００は、金属粒子３２０と、表面が有機ケイ素系ポリマー３３０でコーティングされたセラミックス粒子３１０とが混合された形態を有する。
【００５９】
図４では、本発明の一実施形態によるさらに別の焼成体用原料（以下、「第４の焼成体用原料」と称する）４００は、セラミックス粒子４１０と、金属粒子４２０と、有機ケイ素系ポリマー４３０とを有する。
【００６０】
第４の焼成体用原料４００では、金属粒子４２０は、全体が有機ケイ素系ポリマー４３０でコーティングされている。換言すれば、第４の焼成体用原料４００は、セラミックス粒子４１０と、表面が有機ケイ素系ポリマー４３０でコーティングされた金属粒子４２０とが混合された形態を有する。
【００６１】
本発明による焼成体用原料は、このような形態を有しても良い。
【００６２】
（本発明の一実施形態による焼成体用原料の製造方法）
次に、図５を参照して、前述のような特徴を有する本発明の一実施形態による焼成体用原料の製造方法の一例について説明する。なお、ここでは、一例として、図３に示した第３の焼成体用原料３００を例に、その製造方法について説明する。
【００６３】
図５には、第３の焼成体用原料３００を製造する方法の一例（以下、「第１の製造方法」と称する）の概略的なフロー図を示す。第１の製造方法は、
金属粒子およびセラミックス粒子を準備するステップ（ステップＳ１１０）と、
セラミックス粒子の表面に、有機ケイ素系ポリマーをコーティングするステップ（ステップＳ１２０）と、
前記金属粒子と、前記有機ケイ素系ポリマーがコーティングされたセラミックス粒子とを混合するステップ（ステップＳ１３０）と、
を有する。
【００６４】
以下、各ステップについて、詳しく説明する。なお、以下の説明では、明確化のため、各要素を表す際に、図３に使用した参照符号を使用することにする。
【００６５】
（ステップＳ１１０）
まず、セラミックス粒子３１０および金属粒子３２０が準備される。
【００６６】
セラミックス粒子３１０としては、前述のように、アルミナ、ムライト、シリカ、カルシア、ジルコン、ジルコニア、マグネシア、クロミア、窒化ケイ素、窒化ホウ素、および／または炭化ケイ素等が使用できる。
【００６７】
また、金属粒子３２０は、前述のように、少なくとも５０質量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有粒子で構成される。
【００６８】
（ステップＳ１２０）
次に、セラミックス粒子３１０の表面に、有機ケイ素系ポリマー３３０がコーティングされる。
【００６９】
有機ケイ素系ポリマー３３０のコーティング方法は、特に限られない。コーティング方法として、例えば、スプレードライ法、凍結乾燥法、および溶媒含浸法等を利用しても良い。
【００７０】
このうち、スプレードライ法では、適当な有機溶媒（トルエン、エタノール等）中に有機ケイ素系ポリマー３３０を添加し、処理液を調製する。この処理液を静置したセラミックス粒子３１０の表面に噴霧し、その後有機溶媒を加熱等により揮発させることにより、有機ケイ素系ポリマー３３０でコーティングされたセラミックス粒子３１０を得ることができる。噴霧する際、セラミックス粒子３１０はロータリーキルン等で動的な状態にしても良い。
【００７１】
また、凍結乾燥法では、適当な有機溶媒（ベンゼン、シクロヘキサン等）中に有機ケイ素系ポリマー３３０を添加し、処理液を調製する。次に、この処理液中にセラミックス粒子３１０を浸漬させる。その後、セラミックス粒子３１０を浸漬した処理液を凍結させた後、液体窒素等で低温にした領域を有する真空ライン中に静置して有機溶媒を低温にした領域に凝集させることにより、有機ケイ素系ポリマー３３０でコーティングされたセラミックス粒子３１０を得ることができる。有機溶媒の揮発を高めることを目的とし、セラミックス粒子３１０は、ロータリーキルン等で動的な状態にしても良い。
【００７２】
また、溶媒含浸法では、適当な有機溶媒（ベンゼン、シクロヘキサン等）中に有機ケイ素系ポリマー３３０を添加し、処理液を調製する。次に、この処理液中にセラミックス粒子３１０を浸漬させる。その後、有機溶媒を加熱等により揮発させることにより、有機ケイ素系ポリマー３３０でコーティングされたセラミックス粒子３１０を得ることができる。
【００７３】
（ステップＳ１３０）
次に、金属粒子３２０と、有機ケイ素系ポリマー３３０でコーティングされたセラミックス粒子３１０とが十分に混合される。混合には回転ミル、エバポレーター、マグネチックスターラー等を使用すると良い。
【００７４】
この混合ステップは、通常、大気下、室温で実施される。
【００７５】
以上の工程により、図３に示したような形態の第３の焼成体用原料３００を製造することができる。
【００７６】
なお、以上の製造方法の説明は、単なる一例であって、第３の焼成体用原料３００は、その他の方法でも製造可能である。
【００７７】
例えば、図５に示した第１の製造方法では、ステップＳ１１０において、金属粒子３２０と、セラミックス粒子３１０とを準備してから、ステップＳ１２０で、セラミックス粒子３１０が有機ケイ素系ポリマー３３０によりコーティングされる。しかしながら、有機ケイ素系ポリマー３３０でコーティングされたセラミックス粒子３１０を調製してから、金属粒子３２０を準備しても良い。その他にも、各種変更が可能である。
【００７８】
以上、図５を参照して、図３に示した第３の焼成体用原料３００の製造方法の一例について説明した。
【００７９】
なお、以上の製造方法の記載が、その他の形態の焼成体用原料の製造にも適用できることは、当業者には明らかである。例えば、第４の焼成体用原料４００を製造する場合、前述のステップＳ１２０において、セラミックス粒子の代わりに、金属粒子の表面に有機ケイ素系ポリマーをコーティングすれば良い。その後、有機ケイ素系ポリマーがコーティングされた金属粒子と、セラミックス粒子とを混合することにより、第４の焼成体用原料４００を製造することができる。
【００８０】
（本発明の一実施形態による焼成体用原料の適用例）
次に、前述のような特徴を有する本発明の一実施形態による焼成体用原料の適用例について、説明する。
【００８１】
本発明の一実施形態による焼成体用原料は、例えば、セラミックス含有多孔質体の製造、不定形耐火物の形成、および目地材の配置等に使用することができる
例えば、本発明の一実施形態による焼成体用原料を、そのまままたは成形体にしてから、焼成することにより、セラミックス含有多孔質体を得ることができる。得られるセラミックス含有多孔質体中には、アルミニウムが残留していても良い。
【００８２】
本発明の一実施形態による焼成体用原料からセラミックス含有多孔質体を製造した場合、体積変化による寸法の変化を有意に抑制することができる。
【００８３】
また、本発明の一実施形態による焼成体用原料を、炉壁のような高温部材の一部に設置して、この部分を焼成した場合、不定形耐火物を得ることができる。
【００８４】
従来の焼成体用原料では、焼成した際に、大きな体積変化により、不定形耐火物にひび割れやクラックが生じる場合がある。しかしながら、本発明の一実施形態による焼成体用原料では、焼成後に体積変化が生じ難いため、そのようなひび割れやクラックの発生を、有意に抑制することができる。
【００８５】
また、本発明の一実施形態による焼成体用原料を、耐火レンガ同士の隙間に設置して、この部分を焼成した場合、目地材を形成することができる。本発明の一実施形態による焼成体用原料では、焼成後に体積変化が生じ難いため、ひび割れやクラックが有意に抑制された目地材を形成することができる。
【００８６】
また、本発明の一実施形態による焼成体用原料を、耐火レンガや炉心管等のひび割れ内部に充填し、この部分を焼成した場合、焼成後に体積膨張してひび割れを埋めることができるため、補修材として使用できる。
【００８７】
なお、本発明の一実施形態による焼成体用原料をこれらの用途に利用する場合、焼成体用原料は、粉末形状のままで、またはペースト状にして、用いても良い。
【００８８】
後者の場合、ペーストには、必要に応じて溶媒を追加しても良い。溶媒としては、水、エタノール等のアルコール類、エーテル類、トルエン、アセトン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、およびベンゼン等が挙げられる。
【００８９】
また、焼成体用原料は、型に注入して、成形体を形成してから焼成しても良い。あるいは、シート成形、押出成形、圧粉成形、射出成形、または真空成形してから焼成しても良い。
【００９０】
あるいは、焼成体用原料は、被設置場所に、刷毛塗り、こて塗り、筆塗り、またはスクリーン印刷等を用いて適用してから、焼成しても良い。
【００９１】
これらの方法は、適用目的に応じて、適宜選択される。
【００９２】
（本発明の一実施形態による焼成体用原料の焼成方法）
次に、前述のような特徴を有する本発明の一実施形態による焼成体用原料の焼成方法の一例について説明する。
【００９３】
なお、ここでは、一例として、前述の第１の焼成体用原料１００を焼成して、多孔質体を製造する場合の焼成方法について説明する。
【００９４】
図６には、第１の焼成体用原料を使用して、多孔質体を製造する方法（以下、「第２の製造方法」と称する）のフローの一例を概略的に示す。
【００９５】
図６に示すように、この第２の製造方法は、
第１の焼成体用原料を準備するステップ（ステップＳ２１０）と、
第１の焼成体用原料を成形して、成形体を形成するステップ（ステップＳ２２０）と、
前記成形体を焼成するステップ（ステップＳ２３０）と、
を有する。
【００９６】
以下、各ステップについて、詳しく説明する。
【００９７】
（ステップＳ２１０）
まず、前述のような構成を有する第１の焼成体用原料１００が準備される。
【００９８】
セラミックス粒子１１０としては、前述のように、アルミナ、ムライト、シリカ、カルシア、ジルコン、ジルコニア、マグネシア、クロミア、窒化ケイ素、窒化ホウ素、および／または炭化ケイ素等が使用できる。また、金属粒子１２０は、前述のように、少なくとも５０質量％のアルミニウムを含むアルミニウム含有粒子で構成される。さらに、有機ケイ素系ポリマー１３０としては、例えば、シロキサン系ポリマーが使用できる。
【００９９】
前述のように、第１の焼成体用原料１００中の金属粒子１２０の含有量は、セラミックス粒子１１０に対して、１ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％の範囲である。また、有機ケイ素系ポリマー１３０は、セラミックス粒子１１０と金属粒子１２０の合計量に対して、９ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％の範囲である。
【０１００】
なお、前述のように、第１の焼成体用原料１００の形態は、特に限られない。前述のように、例えば、第１の焼成体用原料１００は、固体粉末状、ペースト状、または液体状であっても良い。
【０１０１】
（ステップＳ２２０）
次に、ステップＳ１１０で準備した第１の焼成体用原料１００を使用して、成形体が形成される。
【０１０２】
成形体の形成方法は、特に限られない。成形体は、例えば、圧粉成形法、または押出成型法等により形成することができる。また、成型後の成形体に対してさらに加圧し、形状を整えても良い。
【０１０３】
必要な場合、得られた成形体に対して、乾燥処理および／または予備熱処理を実施しても良い。これにより、成形体に含まれる揮発成分（有機ケイ素系ポリマー１３０を除く）が分解除去される。
【０１０４】
（ステップＳ２３０）
次に、ステップＳ２２０で得られた成形体が焼成される。
【０１０５】
通常、成形体の焼成は、酸素含有雰囲気、例えば大気中で行われる。
【０１０６】
焼成温度は、例えば、４５０℃〜２０００℃の範囲であり、８００℃〜１６００℃の範囲が好ましい。
【０１０７】
焼成時間は、特に限られないが、例えば、３０分〜１２時間の範囲であり、特に１時間〜２時間の範囲であっても良い。
【０１０８】
第１の焼成体用原料１００の加熱により、有機ケイ素系ポリマー１３０が活性化する。またこれにより、セラミックス粒子１１０と金属粒子１２０の接触界面に、ケイ素（Ｓｉ）を含む１または２以上の物質（以下、「結合層」という）が形成される。
【０１０９】
結合層の代表例は、アルミニウムシリケートである。アルミニウムシリケートは、一般式がＡｌｘＳｉｙＯｚで表される。ここで、０＜ｘ＜３であり、０＜ｙ＜５１であり、０＜ｚ＜１０４である。なお、ここで生成されるアルミニウムシリケートは、ガラス相である。
【０１１０】
結合層は、アルミニウムシリケートに加えて、アルミナ、シリカおよび／またはムライトを含んでも良い。
【０１１１】
また、セラミックス粒子１１０の種類によっては、第１の焼成体用原料１００の焼成中に、セラミックス粒子１１０から、アルミニウムシリケートに別の元素が拡散する場合もある。例えばセラミックス粒子１１０が窒化ケイ素等の窒素を含む場合、アルミニウムシリケート中に窒素が混在し、サイアロンガラス（酸窒化ケイ素ガラス）等が形成されることがある。
【０１１２】
また、焼成温度によっては、アルミニウムシリケートの全てが他の物質、例えばムライト（結晶質）等に変化しても良い。ガラス相のアルミニウムシリケートが消失して、結晶層のみの結合層が生じた場合、高温強度および／または耐クリープ特性に優れる多孔質体が製造できる。
【０１１３】
このようなガラス相を介して、セラミックス粒子１１０と金属粒子１２０とが相互に結合される。
【０１１４】
なお、焼成処理中に有機ケイ素系ポリマー１３０は、熱分解し、質量の４０％〜９９％が気体となる。従って、実際に粒子の接合に関与する有機ケイ素系ポリマー１３０の量は、ごく僅かである。
【０１１５】
以上の工程により、多孔質体が製造される。
【０１１６】
このような第２の製造方法で得られた多孔質体は、従来の方法で製造された多孔質体に比べて、焼成前後における体積変化が有意に抑制されるという特徴を有する。
【０１１７】
例えば、第２の製造方法で得られた多孔質体では、焼成前後における体積変化を±１０％以内に抑制することができる。
【０１１８】
なお、上記第２の製造方法は、適宜修正して使用され得ることは、当業者には明らかである。例えば、第２の製造方法において、前述のステップＳ２２０は、省略されても良い。この場合、第１の焼成体原料は、成形せずに、そのまま焼成される。
【０１１９】
この他にも、各種変更が可能である。
【実施例】
【０１２０】
以下、本発明の実施例について、詳しく説明する。ただし、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【０１２１】
（例１）
平均粒径約１２μｍのアルミナ粉末（ＡＳ４０：昭和電工社製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製、アルミニウム含有量９９ｗｔ％以上）を、体積比で９７：３になるように分量して、両者を混合した。
【０１２２】
ＰＭＰｈＳ（ＫＦ−５４：信越シリコーン社製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＰｈＳの量は、混合粉末の体積に対して２３．８ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１２３】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ２４ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１２４】
（例２）
平均粒径約０．１μｍのアルミナ粉末（ＴＭ−ＤＡＲ：大明化学社製）に対し、平均粒径約約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製）を、体積比で７４：２６になるように分量して、両者を混合した。
【０１２５】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン社製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して２４．８ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１２６】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１４ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１２７】
（例３）
例２と同様の方法により、円柱状ペレットを作製した。
【０１２８】
ただし、この例３では、アルミナ粉末とアルミニウム粉末との体積比は、７４：２６とした。また、ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して８９．５ｖｏｌ％とした。その他の条件は、例２の場合と同様である。
【０１２９】
（例４）
平均粒径約１２μｍのアルミナ粉末（ＡＳ４０：昭和電工社製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ製）を、体積比で９７：３になるように分量して、両者を混合した。
【０１３０】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン社製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して２３．８ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１３１】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ２０ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１３２】
（例５）
例４と同様の方法により、円柱状ペレットを作製した。
【０１３３】
ただし、この例５では、アルミナ粉末とアルミニウム粉末との体積比は、７４：２６とした。また、ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して４２．６ｖｏｌ％とした。その他の条件は、例４の場合と同様である。
【０１３４】
（例６）
平均粒径約５０μｍのアルミナ粉末（ＤＡＷ４５：昭和電工社製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製）を、体積比で９５：５になるように分量して、両者を混合した。
【０１３５】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン社製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して３０．０ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１３６】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１３７】
（例７）
例６と同様の方法により、円柱状ペレットを作製した。
【０１３８】
ただし、この例７では、アルミナ粉末とアルミニウム粉末との体積比は、７６：２４とした。また、ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して２８．５ｖｏｌ％とした。その他の条件は、例６の場合と同様である。
【０１３９】
（例８）
平均粒径約５０μｍのアルミナ粉末（ＤＡＷ４５：昭和電工社製）に対し、平均粒径約２５μｍのアルミニウム粉末（＃３５０Ｍ：ミナルコ社製、アルミニウム含有量９９ｗｔ％以上）を、体積比で９５：５になるように分量して、両者を混合した。
【０１４０】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン社製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して２７．５ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１４１】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１４２】
（例９）
平均粒径約５０μｍのアルミナ粉末（ＤＡＷ４５：昭和電工社製）に対し、平均粒径約５０μｍのアルミニウム粉末（＃２６０Ｓ：ミナルコ社製、アルミニウム含有量９９ｗｔ％以上）を、体積比で９５：５になるように分量して、両者を混合した。
【０１４３】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン社製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して２６．０ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１４４】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１４５】
（例１０）
平均粒径約５０μｍのアルミナ粉末（ＤＡＷ４５：昭和電工社製）に対し、平均粒径約１８０μｍのアルミニウム粉末（高純度化学社製）を、体積比で９５：５になるように分量して、両者を混合した。
【０１４６】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン社製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して２５．０ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１４７】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１４ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１４８】
（例１１）
平均粒径約４００μｍのアルミナ粉末（Ｆ４６：昭和電工社製）に対し、平均粒径約１８０μｍのアルミニウム粉末（高純度化学社製）を、体積比で９５：５になるように分量して、両者を混合した。
【０１４９】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン社製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して１６．８ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１５０】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１３ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１５１】
（例１２）
平均粒径約５０００μｍのアルミナビーズ（ニッカトー社製）に対し、平均粒径約５００μｍのアルミニウム粉末（高純度化学社製）を、体積比で９５：５になるように分量して、両者を混合した。
【０１５２】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン社製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して９．０ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１５３】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１３ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１５４】
（例２１）
例２に使用したアルミナ粉末を１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１４ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１５５】
（例２２）
例４と同様の方法により、円柱状ペレットを作製した。
【０１５６】
ただし、この例２２では、ＰＭＳＱを混合しなかった。すなわち、アルミナ粉末およびアルミニウム粉末のみから、円柱状ペレットを作製した。その他の条件は、例４の場合と同様である。
【０１５７】
（例２３）
例１２と同様の方法により、円柱状ペレットを作製した。
【０１５８】
ただし、この例２３では、ＰＭＳＱの量は、混合粉末の体積に対して８．５ｖｏｌ％とした。その他の条件は、例１２の場合と同様である。
【０１５９】
以下の表１には、例１〜例１２、および例２１〜例２３において調製した混合原料の仕様をまとめて示した。
【０１６０】
【表１】
0006541129.tif 000002
【０１６１】
（焼結試験）
前述の例１〜例１２、および例２１〜例２３において製造したペレットを用いて、焼成試験を行った。
【０１６２】
焼成試験は、各円柱状ペレットを、大気中で、１時間、所定の焼成温度に保持することにより実施した。焼成温度は、８００℃、１２００℃および１６００℃の３条件とした。
【０１６３】
焼成試験後に、ペレットを採取し、Ｘ線回折により、含まれる結晶相を同定した。また、ペレットの体積変化率、圧縮強度、開気孔率、および密度を測定した。
【０１６４】
なお、ペレットの体積変化率ΔＶ（％）は、前述の（１）式から算定した。
【０１６５】
また、開気孔率は、ＪＩＳ  Ｒ  １６３４：１９９８に準拠した、アルキメデス法により測定した。さらに、密度は、試料の外形体積と重量から算出した。
【０１６６】
以下の表２には、８００℃における焼成試験により得られた評価結果をまとめて示す。また、表３には、１２００℃における焼成試験により得られた評価結果をまとめて示す。さらに、表４には、１６００℃における焼成試験により得られた評価結果をまとめて示す。
【０１６７】
【表２】
0006541129.tif 000003
【０１６８】
【表３】
0006541129.tif 000004
【０１６９】
【表４】
0006541129.tif 000005
【０１７０】
これらの結果から、例１〜例１２において製造されたペレットでは、焼成温度によらず、体積変化率ΔＶが、±１０％以内となっていることがわかった。
【０１７１】
一方、例２１において製造されたペレットでは、体積変化率ΔＶは、−３６．４％（１２００℃焼成試験）、および−５８％（１６００℃焼成試験）となり、いずれも大きな変化（収縮）を示した。なお、例２２において製造されたペレットでは、何れの焼成試験においても、ペレットが破損していることが認められた。また、例２３において製造されたペレットにおいても、１６００℃の焼成試験後に、ペレットが破損していることが認められた。
【０１７２】
例１〜例１２において製造されたペレットでは、８００℃の焼成試験後に、アルミニウムおよびアルミニウムシリケートが検出された。ムライトは検出されなかった。また、１２００℃の焼成試験では、アルミニウムシリケートのみが検出され、アルミニウムおよびムライトは検出されなかった。これに対して、１６００℃の焼成試験では、アルミニウムシリケートとムライトが検出され、アルミニウムは検出されなかった。
【０１７３】
図７には、例６において製造されたペレットの各温度における焼成試験後のＸ線回折結果を示す。
【０１７４】
図７に示すように、８００℃における焼成試験後のサンプルでは、アルミニウムおよびアルミナのピークが観察される。従って、この温度では、金属粒子のアルミニウムは、一部が反応せず、そのまま残存することがわかる。なお、アルミニウムシリケートは、ガラス相であるため、図７からは、その存在有無が明確ではない。ただし、アルミニウムシリケートの存在は、別の分析において確認されている。
【０１７５】
一方、１２００℃における焼成試験後のサンプルでは、アルミナのピークが観察されるものの、アルミニウムのピークは観測されなかった。このことから、この温度域では、金属粒子のアルミニウムは、全て反応により変化したものと予想される。なお、このＸ線回折結果では、アルミニウムシリケートの小さなピークが認められる。これは、１２００℃における焼成では、ガラス相のアルミニウムシリケートの一部が、結晶質に変化したためであると考えられる。
【０１７６】
また、１６００℃における焼成試験後のサンプルでは、アルミナおよびムライトのピークが観測された。また、アルミニウムシリケートの小さなピークが観測された。
【０１７７】
図８〜図１０には、例５において製造されたペレットの焼成試験後のＳＥＭ像の一例を示す。図８は、８００℃における焼成試験後の形態であり、図９は、１２００℃における焼成試験後の形態であり、図１０は、１６００℃における焼成試験後の形態である。
【０１７８】
図８から、８００℃における焼成試験後には、シロキサン由来の物質（アルミナ粒子の表面に存在する薄い層）を介して、小さなアルミニウム粒子が大きなアルミナ粒子と結合されていることが確認される。また、図９から、１２００℃における焼成試験後には、そのようなシロキサン由来の物質は少なくなっていることが確認される。さらに、図１０から、１６００℃における焼成試験後には、アルミナ粒子同士の結合により、太いネック部が形成されていることが確認される。１６００℃における焼成試験後には、シロキサン由来の物質の存在は、ほとんど確認できない。
【０１７９】
（例３１）
平均粒径約０．７μｍのムライト粉末（共立マテリアル（株）製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製）を、体積比で７５：２５になるように分量して、両者を混合した。
【０１８０】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＰｈＳの量は、混合粉末の体積に対して２５ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１８１】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１４ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１８２】
（例３２）
平均粒径約０．８μｍのシリカ粉末（高純度化学社製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製）を、体積比で７５：２５になるように分量して、両者を混合した。
【０１８３】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＰｈＳの量は、混合粉末の体積に対して２５ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１８４】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１８５】
（例３３）
３〜５ｖｏｌ％の酸化カルシウムを混合して安定化させたジルコニア粉末（高純度化学社製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製）を、体積比で７５：２５になるように分量して、両者を混合した。
【０１８６】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＰｈＳの量は、混合粉末の体積に対して２５ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１８７】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１８８】
（例３４）
純度９５％以上のジルコン（ＺｒＳｉＯ４）粉末（高純度化学社製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製）を、体積比で７５：２５になるように分量して、両者を混合した。
【０１８９】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＰｈＳの量は、混合粉末の体積に対して２５ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１９０】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１４ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１９１】
（例３５）
平均粒径約３μｍのクロミア粉末（高純度化学社製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製）を、体積比で７５：２５になるように分量して、両者を混合した。
【０１９２】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＰｈＳの量は、混合粉末の体積に対して２５ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１９３】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１９４】
（例３６）
アルミン酸マグネシウム粉末（高純度化学社製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製）を、体積比で７５：２５になるように分量して、両者を混合した。
【０１９５】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＰｈＳの量は、混合粉末の体積に対して２５ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１９６】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１４ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０１９７】
（例３７）
平均粒径約５７μｍの炭化ケイ素粉末（シナノランダム＃２４０：信濃電気製錬社製）に対し、平均粒径約３μｍのアルミニウム粉末（＃８００Ｆ：ミナルコ社製）を、体積比で７５：２５になるように分量して、両者を混合した。
【０１９８】
ＰＭＳＱ（ＹＲ３３７０：モメンティブパフォーマンスジャパン製）をエタノール中に完全に溶解させ、エタノール溶液を得た。ＰＭＰｈＳの量は、混合粉末の体積に対して２５ｖｏｌ％とした。次に、このエタノール溶液を前述の混合粉末と混合した。その後、エタノールを完全に揮発させることにより、混合原料を調製した。
【０１９９】
この混合原料を、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１４ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０２００】
（例４１）
平均粒径約０．７μｍの高純度ムライト粉末のみを使用して、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１４ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０２０１】
（例４２）
平均粒径約０．８μｍのシリカ粉末（高純度化学製）のみを使用して、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０２０２】
（例４３）
３ｖｏｌ％〜５ｖｏｌ％の酸化カルシウムを混合して安定化させたジルコニア粉末（高純度化学製）のみを使用して、１４０ＭＰａの圧力で圧粉成形し、φ１５ｍｍ×長さ１５ｍｍの円柱状ペレットを作製した。
【０２０３】
以下の表５には、例３１〜例３７、および例４１〜例４３において使用した、混合原料の仕様をまとめて示した。
【０２０４】
【表５】
0006541129.tif 000006
【０２０５】
（焼結試験）
前述の例３１〜例３７、および例４１〜例４３において製造したペレットを用いて、前述のような焼成試験を行った。なお、焼成温度は、１６００℃とした。
【０２０６】
焼成試験後に、ペレットを採取し、前述の各種評価を行った。
【０２０７】
以下の表６には、焼成試験により得られた評価結果をまとめて示す。
【０２０８】
【表６】
0006541129.tif 000007
【０２０９】
これらの結果から、例３１〜例３７において製造されたペレットでは、焼成前後の体積変化率ΔＶが、±１０％以内となっていることがわかった。一方、例４１〜例４３において製造されたペレットでは、体積変化率ΔＶは、いずれも−５０％未満となっており、大きな収縮を示した。
【０２１０】
また、例３１〜例３７において製造されたペレットでは、焼成試験後に、ムライトが検出され、アルミニウムは検出されなかった。
【符号の説明】
【０２１１】
１００    第１の焼成体用原料
１１０    セラミックス粒子
１２０    金属粒子
１３０    有機ケイ素系ポリマー
２００    第２の焼成体用原料
２１０    セラミックス粒子
２２０    金属粒子
２３０    有機ケイ素系ポリマー
３００    第３の焼成体用原料
３１０    セラミックス粒子
３２０    金属粒子
３３０    有機ケイ素系ポリマー
４００    第４の焼成体用原料
４１０    セラミックス粒子
４２０    金属粒子
４３０    有機ケイ素系ポリマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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