窯業協會誌

ケイ石耐火物におけるトリジマイトからクリストバライトへの転移に及ぼすAl₂O₃の影響

鈴木隆夫, 荒堀忠久

1981 年 89 巻 1036 号 p. 637-642
発行日: 1981/12/01
公開日: 2010/04/30

DOIhttps://doi.org/10.2109/jcersj1950.89.1036_637

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ケイ石耐火物の主成分であるシリカの安定相は, 867℃以下で石英, 867°-1470℃でトリジマイト, 1470℃以上でクリストバライトである. しかし, 高炉熱風炉や他の炉でも, ケイ石耐火物を1470℃以下のトリジマイト安定温度域で使用した場合でも, しばしばクリストバライトの生成が認められる. そこで, この原因及び転移機構について検討した.
本研究で使用したケイ石耐火物も, トリジマイト-クリストバライトの転移温度は1470℃である. しかし, この試料に熱風炉のダスト (Fe₂O₃ 41.9wt%, Al₂O₃ 34.0%, SiO₂ 20.4%) を添加してトリジマイト安定温度域で熱処理したところ, クリストバライトに転移した. これは, ダスト中のAl₂O₃成分の影響によるものであり, Al₂O₃によるシリカの転移への影響を定量的に検討した結果, Al₂O₃の添加量増大とともに1470℃の転移温度が低下し, 1470℃以下でもクリストバライトの生成温度域が存在することが明らかになった. この領域は, ケイ石耐火物中のCaOの添加量によっても変化する.

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ガラス溶解窯の耐火物侵食におけるアルカリ成分の挙動

加藤紘一

1981 年 89 巻 1036 号 p. 643-649
発行日: 1981/12/01
公開日: 2010/04/30

DOIhttps://doi.org/10.2109/jcersj1950.89.1036_643

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耐火物にとって侵食とは, 使用される環境条件に対して平衡状態に至る過程であると見なし, その過程の特徴について検討した.
板ガラス溶解窯の上部構造で使用された耐火物について, 表面侵食相の分析を行い, Na₂O濃度に着目して見るとこれらはほぼ一定値を示し, Na₂Oの吸収だけが侵食相組成における本質的変化と見なされた. したがってこのような耐火物の侵食における化学的変化を考えるには, 耐火物表面部を一つの系と見なし, 系はアルカリ成分についてだけ開かれ, 他の成分について閉ざされているものと近似した上で平衡状態を考えればよく, 系に含まれるアルカリ量は環境中の同成分濃度 (化学ポテンシャル) によって決まるものと考えられた.
溶解ガラスによる耐火物の侵食についても, 界面に生ずる侵食相の組成を調べると, Na₂O濃度はほぼ一定値を示し, ガラス中の同成分濃度との間でほぼ平衡状態にあるものと推定された. ただしこの場合は, 特に高温下においてはCaOなどの影響も無視することはできなかった.

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テトラエトキシシランの気相酸化熱分解によるシリカの生成

本庄孝子, 中西洋一郎, 進藤昭男

1981 年 89 巻 1036 号 p. 649-655
発行日: 1981/12/01
公開日: 2010/04/30

DOIhttps://doi.org/10.2109/jcersj1950.89.1036_649

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テトラエトキシシランの蒸気を酸素を含むふん囲気中で400°-1000℃の数段階の温度に加熱して, 粉末シリカを得, その粒子径, 表面積, 密度, 赤外吸収スペクトル, X線回折を測定し, また水, アルコール, n-ヘキサン中における分散性を調べた. 生成した粉末シリカの粒子径は, 0.07-1.9μmの範囲内で, 生成温度の上昇とともに低下し, BET表面積は生成温度とともに増大し, 733℃では70m²/gであった. 544°-820℃で生成した粉末の密度は2.18-2.07g/cm³であり, 密度と粒子径から算出した表面積はBET表面積の約1/3であった. 生成温度650℃以下では, 内部水酸基が存在し, 生成温度が高くなるほどその濃度は低下した. 生成温度650℃以下では親水性を示し, それ以上では温度が高くなるほど水に対する分散性は低下した. 構造は非晶質であった.
BaCl₂, NiCl₂, SrCl₂を微量付けた石英板上には直径0.12-1.6μmの繊維状シリカが生成した.

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アルミノ・シリケート焼結体の赤外線放射特性

高嶋廣夫

1981 年 89 巻 1036 号 p. 655-661
発行日: 1981/12/01
公開日: 2010/04/30

DOIhttps://doi.org/10.2109/jcersj1950.89.1036_655

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赤外分光光度計の対比側に黒体炉を備えた装置を用いてアルミノ・シリケート系セラミックスの赤外線放射特性を検討した. その結果, ほとんどのセラミック放射体からの赤外線放射パワーは金属放射体のそれより効率がよかった. 焼結したケイ石やアルミナの赤外線放射スペクトルは遠赤外線放射体と呼ばれる特性を示した. それは赤外線放射の最大強度が波長5-7μmにあるからである. アルミノ・シリケート系セラミックスにアルカリや遷移元素を導入すると, 赤外線放射率は向上した. これらのセラミックの赤外線放射率はプランクの放射分布式から計算した黒体の放射率と比較して推定した.

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CaO-Al₂O₃系化合物の100℃, 10MPaリン酸溶液中における反応生成物

山崎憲五, 山口嘉信, 中沢敏彦, 吉村昌弘, 宗宮重行

1981 年 89 巻 1036 号 p. 661-668
発行日: 1981/12/01
公開日: 2010/04/30

DOIhttps://doi.org/10.2109/jcersj1950.89.1036_661

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100℃, 10MPaの水熱条件下でCaO-Al₂O₃系化合物のリン酸溶液中における反応性を調べた. C₃A, C₂A₇, CA及びCA₂では水和反応が起こりC₃AH₆とAH₃の水和物が生成した. 水和性はAl₂O₃成分量が多い組成ほど小さく, CA, CA₂は30日水熱処理後においてもあるリン酸添加量で水和が起こらず, 未反応のまま残存した. CA₆, α-Aでは全く水和反応が起こらなかった. リン酸は各CA_n表面上でAlPO₄類似構造を形成して水和反応を抑制するものと推測された. 更にリン酸はC₃AH₆のCaO成分より選択的に反応しHApあるいはCaHPO₄を生成した. C₃AH₆の生成領域はCaHPO₄からAl₂O₃端成分へ結ぶ線分まで広がると考えられた. AH₃はH₃PO₄/C+A+H₃PO₄≒50mol%までAlPO₄・2H₂Oと共存し生成していた. 各種リン酸塩の生成は溶液の液性に強く依存しており, アルカリ性ではHAp, 中性・弱酸性ではHAp, CaHPO₄, AlPO₄・2H₂O (Messbach-type), AlPO₄・2H₂O (Lucin-type), 酸性ではCaHPO₄, AlPO₄・2H₂O (Messbach-type), AlPO₄・2H₂O (Lucin-type), AlPO₄・2H₂O (Metavariscite), 強酸性ではCa(H₂PO₄)₂・H₂O, AlPO₄・2H₂O (Metavariscite) が生成した.

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酸化物系助剤を加えて焼結した炭化ケイ素砥材の性質

横井誠, 高城東一, 植松敬三, 水谷惟恭, 加藤誠軌

1981 年 89 巻 1036 号 p. 669-675
発行日: 1981/12/01
公開日: 2010/04/30

DOIhttps://doi.org/10.2109/jcersj1950.89.1036_669

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炭化ケイ素質研削砥材の製造条件が砥材の性質に及ぼす影響を研究した. すなわち, 研削砥材の組成, 成形圧力, 焼成温度, 焼成時間及びふん囲気をパラメーターとして, 得られた砥材のかさ密度, 曲げ強度及びヤング率などの性質を測定した. この結果, 研削砥材の性質は製造条件によって著しく異なり, かさ密度, 曲げ強度及びヤング率の間に相関関係があることが分った. 更に, 焼成中に研削砥材の内部に生じる微構造の変化と砥材の性質の相関関係を検討した.

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Si(OC₂H₅)₄からゲル化法で作成したガラスの脱水

野上正行, 守屋喜郎

1981 年 89 巻 1036 号 p. 675-676
発行日: 1981/12/01
公開日: 2010/04/30

DOIhttps://doi.org/10.2109/jcersj1950.89.1036_675

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