メカノケミカル効果を利用した複合酸化物セラミックスの合成

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750553
• Research Institution: Ichinoseki National College of Technology
• Principal Investigator: 二階堂 満 一関工業高等専門学校, 物質化学工学科, 講師 (30218094)
• Keywords: メカノケミストリー / 乾式粉砕 / フォルステライト / タルク / 塩基性炭酸マグネシウム / 酸化マグネシウム

Research Abstract

今年度は、フォルステライトセラミックスの合成を試み、粉砕工程でのメカノケミカル効果に着目しながら、粉砕雰囲気の影響や原料種の違いの影響について検討した。
1.フォルステライト生成に及ぼす粉砕雰囲気の影響
タルクー塩基性炭酸マグネシウムを出発原料として、転動ボールミルにより乾式と湿式(水中)混合粉砕を行い、粉砕雰囲気(乾式、湿式粉砕)の影響を検討した。
(1)原料混合物は長時間(約192h)乾式粉砕すると無定形化するが、長時間湿式粉砕では結晶質のままである。
(2)乾式粉砕では、組成の均一性に優れた凝集(凝着)粒子が形成しやすく、さらに、原料粉が無定形化しているため、熱処理工程での個相反応が促進され、フォルステライトの生成は湿式粉砕より有利であった。
2.フォルステライトの生成に及ぼす原料粉と粉砕条件の影響
タルク-塩基性炭素マグネシウム系、およびタルク-酸化マグネシウム系にて、遊星型ボールミルにより乾式混合粉砕を行い、原料粉の違いと粉砕条件の影響について検討した。
(1)タルク-塩基性炭素マグネシウム系は、120min粉砕でほぼ無定形化し、結晶構造が破壊されたため、タルク-酸化マグネシウム系(無定形化しにくい)よりも、フォルステライトが低温度で生成された。
(2)タルク-酸化マグネシウム系においては、原料粉(主に酸化マグネシウム)の粒子径やかさ比重の影響よりも、無定形化の度合いがフォルステライト生成に大きく関与し、出発原料の結晶性が低く、さらに粉砕処理により構造破壊を進行(無定形化を増大)させるとフォルステライトが低温度で生成された。

Research Products

• [Publications] 二階堂満: "フォルステライトの生成に及ぼす粉砕雰囲気の影響"紛体工学会誌. Vol.37 No.3. 176-182 (2000)
• [Publications] Qiwu ZHANG: "Effects of Grinding and Starting Materials on Synthesis of Forsterite"資源と素材. Vol.116 No.2. 119-123 (2000)