高温プロセス用グラファイト材料の酸化防止技術の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12355029
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 向井 楠宏 九州工業大学, 工学部, 教授 (60023173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 陶 再南 フジファインテック株式会社, 主任研究員 ; 白水 義信 フジファインテック株式会社, 代表取締役社長 ; 汪 哲 九州工業大学, 工学部, 外国人研究者
• Keywords: グラファイト / 酸化防止 / コーティング / ファインセラミックス

Research Abstract

多成分ファインセラミックスの安定分散 水溶液にAl_2O_3-SiO_2-ZrO_2-TiO_24成分系ファインセラミックス粒子を安定分散することができた。このゾルは、固体分含有率が最大25mass%、粘度が0.05P・S以下、3ヶ月以上ゲル化しないという特性を有し、その配合比をかなり広い範囲にわたって調整できた。
ファインセラミックス膜の形成 多孔質グラファイトにゾルを含浸・コーティングさせて、グラファイト表面と内部の微細孔の表面にファインセラミックス膜を形成させた。この膜の厚さは、ゾル中の固体含有量の調整、含浸の繰り返しの回数によって制御できた。
グラファイトの耐酸化性の向上 ファインセラミックスを含浸することによって、グラファイトの耐酸化性を大幅に向上させることができた。実験室では、空気中、1400℃以下でグラファイト電極棒試料の酸化率を40%低減し、実機では、14%の電極原単位の低減を実証できた。
今後の展開 ファインセラミックス膜を形成したグラファイト材料の耐酸化性が、主に微細孔表面のセラミックス膜の安定性、セラミックス膜とグラファイトとの密着性に左右されることがわかった。今後、今年度の成果をもとに、セラミックスとグラファイトとの高温化学反応、界面物理化学的性質をより深く究明することをとおして、1300℃以上において、グラファイトと共存でき、濡れ性に優れるセラミックス膜を形成させ、耐酸化性を向上する技術を開発し、製品化を目指す。