凍結乾燥法による夛孔質セラミックスの新しい製造法の開発

• Project/Area Number: 63550700
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 化学工学
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 横田 俊幸 山形大学, 工学部, 教授 (90007005)
• Project Period (FY): 1988
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1988)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 1988: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 凍結乾燥法 / 多孔質セラミックス / 多孔質アルミナ / 昇華 / 細孔 / 比表面積 / 焼結助剤 / 破壊強度

Research Abstract

凍結乾燥法による夛孔質セラミックスの製造法の開発にあたり、次のような実験を行った。
1.出発原料として、硫酸アルミニウム水溶液を用い、これに焼結助剤となる硫酸マグネシウムを加え、この混合水溶液を直径2.1mmの球状液滴とし、急速凍結した。
2.凍結粒子を減圧容器に移し、氷を昇華除去し、乾燥粒子を得た。
3.乾燥粒子を熱分解炉にて仮焼し酸化物粒子を得た。
4.この酸化物粒子の、形状観察および粒子径、細孔径の計測のために光学顕微鏡およびSEM観察を行い、次いで比表面積の測定を行った。また、粒子の圧縮破壊試験を行い機械的強度を求めた。
上記の実験から次のような結果を得た。
1.多孔質セラミックスの細孔径は、次の因子に支配される。
(1)凍結速度 (2)原料金属塩濃度 (3)焼結温度および時間
2.粒子の機械的強度は、次の条件によって変化する。
(1)凍結バスの温度および冷媒の種類 (2)焼結助剤の酸化マグネシウム添加量 (3)焼結温度および時間 (4)仮焼条件
3.上記の検討結果から、次のような条件のもとで、実用に供せられる球状多孔質アルミナ粒子(粒子径0.5mm;平均細孔径1μm;比表面積の2m^2/g破壊荷重 205g)を得た。
(1)原料;1.0ml〔Al┣D13+〕/l水溶液に6mol%のMgSO┣D24┫D2添加 (2)凍結バス;-75°Cヘキサン使用 (3)仮焼時の昇温条件;室温から250°C/min、250°Cから750°Cまで、10°C/min、750°Cから900°Cまで、2°C/min、900°Cから1100°Cまで10°C/min (4)焼結条件;1500°C、6時間、空気雰囲気

Research Products

• [Publications] 横田俊幸: 化学工学論文集.