疎水性ヘテロ粒子-水系濃厚泥漿のポリマー分散剤による流動化極限と泥漿の構造

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450334
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 橋場 稔 岐阜大学, 工学部, 教授 (90021617)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平松 宏一 岐阜大学, 工学部, 教授 (30021596) ; 櫻田 修 岐阜大学, 工学部, 助手 (10235228)
• Keywords: 炭化ケイ素 / 炭素 / 炭化ホウ素 / 鋳込み成形 / 分散 / 流動 / 高分子分散剤 / 水素

Research Abstract

SiCは難焼結性であるため、焼成するには焼結助剤として炭化ホウ素と共にカーボンの添加が必要である。水系でSiCを鋳込み成形する際、SiC泥漿に各種高分子分散剤(スチレン-マレイン酸共重合体、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物等の塩)を添加し、pHを11近傍に調整すると分散安定化が図られ、泥漿の濃厚化が可能となる。助剤である炭化ホウ素の分散・流動性におよぼす影響を調べたところ、その粒経、添加量(SiCに対し〜1.3wt%)により流動性に大きな影響を与えなかった。一方、炭素の添加は泥漿の流動性に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。このことは炭素添加量が少いとはいえ、そのサイズがナノスケールのため比表面積が大きいこと、炭素表面は極めて疎水性が強いことに寄因しているものと考えられる。従って、助剤を含むSiC泥漿を水素で調整するには炭素の分散安定性を図ることが重要である。
上記、高分子分散剤を添加する系ではpHを11程度にする必要があった。それに対しオキシ酢酸ジルコニウムを添加すると弱酸性(pH3.5)領域で安定で濃厚化可能な泥漿を調整可能であることを見い出した。興味あることにオキシ酢酸ジルコニウムはSiCに対し殆んど吸着せず、また、ゼータ電位の低下もきたさないことを見い出した。弱酸性で分散し、濃厚化可能なことを利用し、尿素-ウレアーゼ反応をこの系に適用することにより新規成形法の開発の可能性があることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] S.Obata et al.: "Effect of free carbon contained in SiC raw powders on slip casting and sintering processes"Key Eng. Mater.. 365-368 (2002)
• [Publications] O.Sakurada, M.Hashiba: "Depletion stabilization of Ceramic suspensions with high solids loading in the presence of zirconium oxy-salts"Studies in Surf. Sci. and Catal.. 132. 375-378 (2001)
• [Publications] O.Sakurada, M.Hashiba: "Dispersion and fluidity of acidic aqueous SiC slurries containg ziconium oxy-salts"Proc. of first Asian particle technology symp. Bangkok CD edition. (2000)