平成3年度 研究報告 大分県工業試験場（2）県産資源を利用したコふディェライト系セラミックスの製造（第1報）
化学部 池 辺県産資源の有効利用を図るため、金属◎セラミッ
クス複合材料製造技術の開発研究の一環としてコー2 原材料￠試薬とその調整（1）原材料。試薬

ディェライト系セラミックスの製造研究を行った。

主原料たる県産資源としては耐火粘土（商品名別

その際、セラミックスの焼成については高温炉が府白土）と蛇紋岩を、配合調整用の試薬としてはα試験場に無いため、九州工業技術試験所の設備を利アルミナ（和光純薬工業㈱：研磨用1〃）、酸化マグ用させて頂いた。このため、実験を充分には行えずネシウム（同：軽質、化学用）を使用した。

コーディェライトの合成には成功したものの、物性試験用の供試体の焼成には失敗した。
幸い、平成4年度に高温炉の導入が決定しているので、供試体の焼成についてはこれの導入を待ってまた、成形用のバインダーにはメチルセルロース
25cp（同：化学用）を使用した。
（2）原材料の調整

耐火粘土については別府白土砿業㈱より水簸品再開することとし、今回は第1報として途中経過を（通常出荷品）を提供して頂いた。弱冠、石英粒子簡単に報告する。の混入が見られたため150／∠の標準ふるいで粗粒分をカットして使用した。

1 はじめに蛇紋岩は現在採掘されていないため、大分市内のコーディェライト（2MgO申2A1203。5SiO2）

山中で直接採取し、ジョ山クラッシャー、ブラウンは熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性が大きいので、ミルを経て、最終的にジェットミル（㈱セイシン：電熱機器用耐火物や耐電弧用磁器といった熱衝撃がSKマイクロジェットミルCPN】04型）で微粉砕しかかる部分の耐火物に使われる。最近では自動車のた。ジェットミルでの処理速度は1．8〜7．5kg／時、排ガス処理装置の触媒担体として使用されている。

微粉末の中心粒径は2〜4〃、集率は55〜30％であまた、遠赤外線の放射率も高く、低熱膨張性もあった（ポットの方に回収された分も粗大粒子を含むって遠赤外線放射材料としても利用されている。
特に後者の特性に注目して北海道や高知県の公設ものの大半は2〜4／ に粉砕されており、分級装置試験場においても、地場資源を利用しての研究報告がなされている。1）

今回、大分県では相調蚤裏当て材」としての利用を導入すれば集率はほぼ100％と考えられる）。
実験に使用した蛇紋岩粉と耐火粘土の粒度分布の測定結果を図1示す（㈱セインン：SK LASE王之PRO−7000S使用）。

を当面の目標とした。
溶接裏当て材は、既に、コーディェライト製のも3 実験方法のが市販されているが、かなり高価である。使い捨（1）反応焼結法てということもあり低価格化が望まれている。
県内の末合低利用資源を利用することにより原料コーディェライト焼結体を得るには、反応焼結法とクリンカ山焼結法の2通りがある。

コストを減らして溶接裏当て材を低価格化することクリンカー焼結法とは、最初にクリンカー焼成でまた、同時に末合低利用資源の高付加価値利用を図

コ㌧∧〉一−ディェライトの合成を行い、これを粉砕◎成形ることを目的として研究を行った。

して再度加熱し焼結させる方法であり、反応焼結法とは、混合原料（杯土）の段階で成形を行い、コふディェライトの合成と焼結を→度の焼成で行う方法

4 皿脚

平成3年度 研究報告 大分県工業試験場

であるが、今回は低コスト化を目標ヒしているためいずれの配合においてもR50〔C前後でムライト及反応焼結法を選択した。技術的にも、反応焼結法でびフォルステライトが生成、12500Cからコーディェ実用化ができるものであれば、クリンカー焼結法でライトが牛成し始め、1280〜14000Cの問はコーディも：対応可能と考えられる。

エライトが主成分となっている。14500Cのサンプル（2）配合についてはいずれもガラス化していた。

耐火粘土と蛇紋岩の成分分析結果を表1に、原材配合3及び配合5においては1280〜1400CCの範囲においてもムライト（3A120382SiO2）の残留が料及び試薬の配合を表2に示す。

認められるが、これは配合3及び配合5において酸
表1原料の成分分析結果

化マグネシウムがアルミナに対し少量であるためコ

SiO2 Al，0。MgO CaO Fe203（合計）ーディエライト牛成時にムライトの一部が未反応で蛇紋岩

37．7 0．16 36．3 0．08 8．32 82．58％

耐火粘土

45．4 37．7 0．ユ5 0．33 3．54 87．12％（分析：化学部 北坂）残るためと考えられる。

5 まとめ

県塵資源を利／弔してコーディェライトセラミック
コーディエライトの組成は、酸化マグネシウム、スの製造をした。この結果以下のことが判明した。

アルミナ、二酸化ケイ素（ケイ酸）が2：2：5の① 県産資源のみを原料とした、理論成分比を外モル比で構成されている。これまでの研究では試薬れた配合においてもコ」ディエライトは生成す等を使用して混合杯上の成分比をこの値に合わせてる。）

きた。しかし、今回は原料コスト削減が主眼である②コ」ディエライトの生成温度は12500C以上、ため意凶的に配合をずらし、コーディェライト生成また1450〇Cからガラス化を始める（純粋な薬品の有無や焼結体の物性について調べることにした。

からコーディェライトを合成する場合、生成温

配合1〜3は2つの県産資源のみの組み合わせによる配合である。

価格的には蛇紋岩の方がカオリンより安価になると考えられるため、配合2が最も低価格の組み合わせになると考えられる。
配合4はアルミナ試薬を加えて理論配合としたも度は14000C以上）。

焼結体の物性については、高温電気炉を導入次第早急に実験したい。
最後に設備利用でお世話になった九州工業技術試
験所の鋤本先生にヌ寸し謝意を申し上げます。の、配合5はカオリンを主原料にし寓アルミナ配合
参考文献としたものである。
（3）焼成条件

1）北海道立工業試験場報喜 No．286（1987）

コーディエライト生成温度範囲の確認については以」F■の焼成条件で行った。

No．287（1988）

高知県工業試験場報告 No．20（1989）

540OC、850CC、］000CC、110OnC、のサンプルについては、東洋製作所㈱のオペルーサー01）Mを使用、表2 原料の配合所定の温度でi時間ホールドして焼成した。
1200℃、12500C、12800C、1300〇C、13500C、14000C、14500C、のサンプルについては九州工業技術試験所の（㈱本山製作所）スーパ、バ」ンSHを使用し、所定の温度で40分間ホールドして焼成した。

4 結果及び考察
配合1へノ5について、焼成温度と生成物のⅩ線回折結果を区ほへ6に示す。

（Ⅸ4g：入4gO 酸化マグネシウム、Al：A120アルミナ、Si二SiO2二酸化ケイ素）
5 【平成3年度 研究報告 大分県工業試験場

M】CRON V ％
サンフ○嵐

蛇紋岩微粉

フ、ンサンハ≠イ

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71．5i3。6邑

2．023。63．041。5ー Surface −245＆6．2（川招／cm3− Average −3，43 mic．

030 901024 11︵81218 13014

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32．0

100。06 1748。0100．0nUd0

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0 19
且00 （mi（∴）1000．0

64．0

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100．02i 192。0100。002OOO

聞富CRON V ％サンフ●胤耐火粘土

フミス￣

ンサンハ￣イブ、ンサンシ、ヨウウシ150W USW lmin

0．1
0．2

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30．43。791．6．18

ソクティし￣ソクティシサ

1ⅩEBEブ＆イシ タシープ∵炉汗 （％）

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ニンイリュウウイNO％︵ー Surface −39332．O cm2／em3

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7．60。812．61。071。518．3
29．5
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15 908﹇000川J6＝n0＝▲4■⁝．．．一．．．．−L．−＝≡■−L．．▲．．． l﹂．一．⁝童．．トー

12 11

54．66。059．7
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128．012。01416。075．5

24．085。269．8

1632。0旦7

一隻8．099。81864．0100．00 1996。0100。020 128．0100。021 192、0100．03⊥J√−

2鼠00 （mlc．）1000

区＝ 蛇紋岩粉（上段）、耐火粘土（下段）の粒度分布50。14．09 136 16102，03。010−●￣・￣−

0．3

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平成3年度 研究報告 大分県工業試験場「 VTノⅧ【沈ふミふルし山」〔、 ＝ト ディエライト
C：コディエライト

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図3 焼成体のX繰回折図（配合2）

図2 焼成体のX繰回折図（配合i）

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図4 焼成体の光線回折図（配合3）L』遮 ∴！5255545（2 β）55 6日

図5 焼成体のX緑屈蘭琶（配合4）7平成3年度 研究報告 大分県工業試験場．∴‖﹂︺
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図6 焼成体のX繰回折図（配合5）ーー 8 −45（2 8）55 6日