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無機バインダーを利用した先進セラミックス製造プロセス技術の開発

Research Project

Project/Area Number 19656178
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

高橋 実  Nagoya Institute of Technology, 理事 (60093100)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤 正督  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (50238523)
山川 智弘  名古屋工業大学, 学内共同利用施設等, 産学官連携研究員 (80432293)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2008: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywordsセラミックス / 成形 / 環境 / メカノケミカル / 表面 / 粉体 / 固化 / 廃棄物 / 無焼成セラミックス / メカニカルミリング / プロセス制御
Research Abstract

19年度で明らかになった、安易にAlを溶出する珪酸アルミ化合物をメカノケミカル粉砕により粒子表面状態を活性状態し固化するメカニズムを未利用資源へ展開した。無焼成セラミックスを作製するにあたり、本年度は主に原料としてペーパースラッジ灰を中心に検討をおこなった。まず、固化メカニズムに影響を与える溶出挙動についえて検討した。その結果、Si^<4+>,Al^<3+>,Ca^<2+>の金属イオンが主に溶出し、これら金属イオンが固化に寄与することが分かった。これら、金属イオンの溶出は、メカニカル処理を行うことで顕著になったが、20min以上のメカニカル粉砕は、金属イオン濃度にほとんど影響しなかった。粒度分布測定において、平均粒径の増加が認められたことから、長時間のメカニカル処理は、逆に粒子の再凝集をともない反応面積の低下をまねいていることが推察された。20min程度メカニカル処理を行ったペーパースラッジ灰は、KOH溶液の添加、均一混合により、数分で急速に粘度の上昇が見られた。このことから、これまで用いられてきたSi源としての珪酸塩を用いることなく、安価なアルカリ溶液を添加することのみで、固化成形できることが明らかとなった。また、これら無焼成セラミックスの強度は20〜90MPa程度の強度が発現可能であることがわかった。このことは、廃棄物原料からも実用に耐えうる無焼成セラミックスを作製できることを意味している。以上の様に、19年度で新たに見出したメカノケミカルを用いた表面活性化による粉体の易反応化による無機物質の固化法(無焼成セラミック作製法)を基礎として、ペーパースラッジ灰をはじめとする廃棄物や鉱山残渣などの未利用資源に対し同メカニズムで固化可能かどうかを検討し、19年度で行った基礎研究の確かさを確認した。また、これらの原料にたいし強度上昇に関する検討を材料プロセス学的に加え、強度的に実用的なレベルにまで強度向上させることに成功した。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Opportunities of porous ceramics fabricated by gelcasting in mitigating environmental issues2009

    • Author(s)
      Minoru Takahashi, Ruben L. Menchavez, Masayoshi Fuji, Hiroaki Takegami
    • Journal Title

      Journal of the European Ceramic Society 29

      Pages: 823-828

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of non-firing ceramic utilizing paper sludge ash treated by planetary ball-milling2007

    • Author(s)
      Tomohiro Yamakawa, Masayoshi Fuji and Minoru Takahashi
    • Journal Title

      Proceedings of International Symposium on EcoTopia Science 2007

      Pages: 793-795

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fabricat ion of Non-firing ceramic from paper sludge ash pre-treated by planetary ball-milling2008

    • Author(s)
      Apiluck Eiad-ua, Tomohiro Yamakawa, Hideo Watanabe, Masayoshi Fuji, Koji Orito, Minoru Takahshi
    • Organizer
      日本セラミックス協会東海支部
    • Place of Presentation
      ホテルパーク(岐阜市)
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanochemically-assisted chemical solidification of SiO_2/Al_2O_32008

    • Author(s)
      Apiluck Eiad-ua, Takashi Shirai, Hideo Watanabe, Masayoshi Fuji, Koji Orito, Minoru Takahashi
    • Organizer
      粉体工学会
    • Place of Presentation
      ホテル犬山館(愛知県)
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of mixture ratio of SiO_2/Al_2O_3 on mechanochemically-assisted chemical solidification2008

    • Author(s)
      Apiluck Eiad-ua, Takashi Shirai, Hideo Watanabe, Masayoshi Fuji, Koji Orito, Minoru Takahashi
    • Organizer
      日本セラミックス協会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ペーパースラッジ灰を利用した無焼成セラミックスの作製2007

    • Author(s)
      山川 智弘, 藤 正督, 高橋 実
    • Organizer
      日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • Place of Presentation
      愛知
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] メカノケミカル処理したセラミック粉体を利用した無焼成セラミッタスの作製2007

    • Author(s)
      山川 智弘, 藤 正督, 高橋 実
    • Organizer
      日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      愛知
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.crl.nitech.ac.jp/proc/index-j.html

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] セラミックスの固化方法2008

    • Inventor(s)
      高橋 実藤 正督山川 智弘
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋工業大学
    • Industrial Property Number
      2008-046127
    • Filing Date
      2008-02-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] セラミックス固化体及び活性化セラミックス粉体2008

    • Inventor(s)
      高橋 実藤 正督山川 智弘
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋工業大学
    • Industrial Property Number
      2007-084460
    • Filing Date
      2008-02-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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