JP2567040B2 - 炭素質材料用酸化防止剤及びこれを含有する炭素質材料 - Google Patents
炭素質材料用酸化防止剤及びこれを含有する炭素質材料Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
- C04B41/5064—Boron nitride
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、酸化防止効果を広い温度範囲にわたり保持
し、繰り返し使用に耐えうる炭素質材料用酸化防止剤お
よび本酸化防止剤を含有し、または塗布した炭素質材料
に関するものである。
し、繰り返し使用に耐えうる炭素質材料用酸化防止剤お
よび本酸化防止剤を含有し、または塗布した炭素質材料
に関するものである。
［従来の技術及び課題］ 炭素質または炭素含有材料は、耐触性、耐熱衝撃性の
点から、金属溶解用るつぼ、電極、製鋼用耐火物等とし
て多く使用されている。しかしながら、使用中に炭素成
分が酸化されるため、耐久性に問題があった。
点から、金属溶解用るつぼ、電極、製鋼用耐火物等とし
て多く使用されている。しかしながら、使用中に炭素成
分が酸化されるため、耐久性に問題があった。
これを解決する手段として、炭素質材料にホウ珪酸ガ
ラスを添加する方法、あるいは炭素含有耐火物に炭化ホ
ウ素、アルミニウム金属粉末を添加、塗布する方法が提
案されているが、いずれも広範囲の温度における長時間
の使用に耐えうるものでなく、繰り返しの使用により、
炭素質または炭素含有材料が劣化するだけでなく酸化防
止剤自体も劣化する。
ラスを添加する方法、あるいは炭素含有耐火物に炭化ホ
ウ素、アルミニウム金属粉末を添加、塗布する方法が提
案されているが、いずれも広範囲の温度における長時間
の使用に耐えうるものでなく、繰り返しの使用により、
炭素質または炭素含有材料が劣化するだけでなく酸化防
止剤自体も劣化する。
［課題解決のための手段］ 本発明者らは前述の課題を解決するため、鋭意研究を
重ねた結果、酸化防止効果を広範囲にわたり長時間保持
し、繰り返し使用に耐えうる炭素質材料用酸化防止剤を
完成するに至った。
重ねた結果、酸化防止効果を広範囲にわたり長時間保持
し、繰り返し使用に耐えうる炭素質材料用酸化防止剤を
完成するに至った。
即ち本発明は、B2O3を５〜95wt％含有しＸ線回折によ
るBNの（002）面間隔が2.15〜2.35ÅであるBN中間体粉
末10〜95wt％と、シリカ含有粉末５〜90wt％とからなる
炭素質材料用の酸化防止剤とこれを用いた炭素質材料に
関するものである。本発明にいう（002）面間隔とはＸ
線回折によるCuKα線回折ピークの半価幅中点法により
求めた２θ値からブラッグの式により計算したものであ
る。
るBNの（002）面間隔が2.15〜2.35ÅであるBN中間体粉
末10〜95wt％と、シリカ含有粉末５〜90wt％とからなる
炭素質材料用の酸化防止剤とこれを用いた炭素質材料に
関するものである。本発明にいう（002）面間隔とはＸ
線回折によるCuKα線回折ピークの半価幅中点法により
求めた２θ値からブラッグの式により計算したものであ
る。
ここで該シリカ含有粉末がSiO2成分を30wt％以上含有
し、かつ該SiO2成分が石英、クリストバライト、トリジ
マイト及び／または使用中にそれらに転換する無機また
は有機化合物であることが必要である。
し、かつ該SiO2成分が石英、クリストバライト、トリジ
マイト及び／または使用中にそれらに転換する無機また
は有機化合物であることが必要である。
本発明のBN中間体とは、ホウ酸、酸化ホウ素、ホウ酸
アンモニウム等をホウ素源とし、料素、メラミン、ジシ
アンジアミド等など窒素を含む有機物を用いて還元窒化
する方法、シボランを分解する方法、あるいはCVD法な
どのBN生成反応の反応中間体のことであり、未反応物を
含み、かつBN結晶子の未発達なものを云う。
アンモニウム等をホウ素源とし、料素、メラミン、ジシ
アンジアミド等など窒素を含む有機物を用いて還元窒化
する方法、シボランを分解する方法、あるいはCVD法な
どのBN生成反応の反応中間体のことであり、未反応物を
含み、かつBN結晶子の未発達なものを云う。
このようなBN中間体の内で特にB2O3を５〜95wt％含有
し、Ｘ線回折によるBNの（002）面間隔が2.15〜2.35Å
のものを用いることが本発明にあては特に重要である。
B2O3が上記範囲外では、低温における酸化防止効果が不
十分で、BN中間体の（002）面間隔が上記範囲外では、
中温から高温まで効果を連続的に発現できない。このよ
うなBN中間体の製造法としては上述の３法が代表的であ
るが、工業的には還元窒化法が最も好ましい。
し、Ｘ線回折によるBNの（002）面間隔が2.15〜2.35Å
のものを用いることが本発明にあては特に重要である。
B2O3が上記範囲外では、低温における酸化防止効果が不
十分で、BN中間体の（002）面間隔が上記範囲外では、
中温から高温まで効果を連続的に発現できない。このよ
うなBN中間体の製造法としては上述の３法が代表的であ
るが、工業的には還元窒化法が最も好ましい。
本発明で使用するSiO2を30wt％以上含有するシリカ成
分は、石英、クリストバライト、トリジマイトを含んだ
粉末混合物、化合物、あるいは、使用中にそれらに転換
する化合物粉末混合物でもよい。具体的には、石英粉、
珪石粉、炭化珪素、ムライトが掲げられる。SiO2が30wt
％以下のシリカ成分では、使用中の酸化防止剤の粘度を
下げ、材料からの流失を促し、酸化防止効果が長時間持
続しない。また、該シリカ成分が石英、クリストバライ
ト、トリジマイトあるいは使用中にそれらに転換するも
のでなければ、使用後、ガラス成分化する酸化防止剤の
熱収縮による亀裂発生を防止する事ができず、繰り返し
使用は困難となる。
分は、石英、クリストバライト、トリジマイトを含んだ
粉末混合物、化合物、あるいは、使用中にそれらに転換
する化合物粉末混合物でもよい。具体的には、石英粉、
珪石粉、炭化珪素、ムライトが掲げられる。SiO2が30wt
％以下のシリカ成分では、使用中の酸化防止剤の粘度を
下げ、材料からの流失を促し、酸化防止効果が長時間持
続しない。また、該シリカ成分が石英、クリストバライ
ト、トリジマイトあるいは使用中にそれらに転換するも
のでなければ、使用後、ガラス成分化する酸化防止剤の
熱収縮による亀裂発生を防止する事ができず、繰り返し
使用は困難となる。
本発明で使用するBN中間体とシリカ成分は、両者が均
一に混合するために、粘度は100μｍ以下であることが
好ましい。
一に混合するために、粘度は100μｍ以下であることが
好ましい。
本発明の炭素質系酸化防止剤を得るためには、上記BN
中間体を10〜95wt％と上記シリカ成分を５〜90wt％の組
成であることが必要であり、これを均一に混合すること
が重要である。混合は、BN中間体合成後シリカ成分と混
合しても良いし、また、BN中間体合成時にシリカ成分を
添加しておいてもよい。
中間体を10〜95wt％と上記シリカ成分を５〜90wt％の組
成であることが必要であり、これを均一に混合すること
が重要である。混合は、BN中間体合成後シリカ成分と混
合しても良いし、また、BN中間体合成時にシリカ成分を
添加しておいてもよい。
BN中間体が10wt％以下では、低温に於ける酸化防止効
果が不十分で、95wt％以上では、上述のように使用中の
粘度が低下し、長時間の使用に耐えない。シリカ成分が
5wt％以下では、同様に、使用中の酸化防止剤の粘度が
低下し、流失をきたし長時間効果を保持できない。シリ
カ成分90wt％以上では逆に粘度が高く、高温での効果が
発現できず、また均一な酸化防止効果が発現できない。
果が不十分で、95wt％以上では、上述のように使用中の
粘度が低下し、長時間の使用に耐えない。シリカ成分が
5wt％以下では、同様に、使用中の酸化防止剤の粘度が
低下し、流失をきたし長時間効果を保持できない。シリ
カ成分90wt％以上では逆に粘度が高く、高温での効果が
発現できず、また均一な酸化防止効果が発現できない。
この発明の効果を妨げない範囲で添加剤を添加しても
よい。
よい。
このような本発明の方法により得られた酸化防止剤は
炭素材料、または炭素を含む材料に対して酸化防止の効
果を広い温度範囲に於いて持続させ、繰り返しの耐久性
に優れる。本発明酸化防止剤は、炭素材料または炭素含
有材料に添加しても良いし、また、それら表面に塗布し
ても良い。更に、本発明の効果を損なわない範囲内で、
他の従来の酸化防止剤と共用してもよい。
炭素材料、または炭素を含む材料に対して酸化防止の効
果を広い温度範囲に於いて持続させ、繰り返しの耐久性
に優れる。本発明酸化防止剤は、炭素材料または炭素含
有材料に添加しても良いし、また、それら表面に塗布し
ても良い。更に、本発明の効果を損なわない範囲内で、
他の従来の酸化防止剤と共用してもよい。
［実施例］ 次に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。本
発明はこれらの実施例に限定されない。
発明はこれらの実施例に限定されない。
実施例１〜10および比較例１〜５ 第１表に示すBN中間体およびシリカ成分を表に示す割
合で混合して酸化防止剤を得た。得られた酸化防止剤の
耐酸化性を測定した。
合で混合して酸化防止剤を得た。得られた酸化防止剤の
耐酸化性を測定した。
耐酸化性の測定方法は炭素を90wt％含む黒鉛るつぼに
上記各酸化防止剤を10wt％添加し、空気中、1400℃で１
時間放置後の酸化減量を指標としたものである。
上記各酸化防止剤を10wt％添加し、空気中、1400℃で１
時間放置後の酸化減量を指標としたものである。
酸化減量（％）＝（試験前重量−試験後重量） ／試験前重量×100 実施例１〜５は黒鉛るつぼに添加した場合の結果、実
施例６〜７は表面塗布した場合の結果、実施例８〜10は
炭素を30wt％含むアルミナ−炭素系耐火物に添加した場
合のものである。
施例６〜７は表面塗布した場合の結果、実施例８〜10は
炭素を30wt％含むアルミナ−炭素系耐火物に添加した場
合のものである。
比較例１および２は配合量が特許請求の範囲外の例で
ある。比較例３はアルミナを用いる例である。比較例４
はB2O3量が不足する例である。比較例５は（002）面間
隔が不足する例である。同様に耐酸化性を測定し、第１
表に示す。
ある。比較例３はアルミナを用いる例である。比較例４
はB2O3量が不足する例である。比較例５は（002）面間
隔が不足する例である。同様に耐酸化性を測定し、第１
表に示す。
上記実施例１の酸化防止剤の酸化減量を400℃、800
℃、1200℃および1600℃で測定して温度に対する酸化減
量をプロットした。同じ酸化防止剤を繰り返し使用し
て、１回目、３回目および５回目について測定し、プロ
ットした。結果を第１図に示す。また、従来例１はB2O3
53wt％、SiO247wt％を含むもので、従来例２はB4C60wt
％、SiO240wt％を含むものであり、同様に測定し、プロ
ットした。結果を第１図に示す。
℃、1200℃および1600℃で測定して温度に対する酸化減
量をプロットした。同じ酸化防止剤を繰り返し使用し
て、１回目、３回目および５回目について測定し、プロ
ットした。結果を第１図に示す。また、従来例１はB2O3
53wt％、SiO247wt％を含むもので、従来例２はB4C60wt
％、SiO240wt％を含むものであり、同様に測定し、プロ
ットした。結果を第１図に示す。
［発明の効果］ 以上述べたごとく、本発明により得られた酸化防止剤
は、黒鉛るつぼ、製鋼用炭素含有耐火物等の炭素質材
料、炭素含有材料に対する酸化防止効果が、広い温度範
囲、繰り返しの使用にたいして保証でき、それら材料の
耐久性を大幅に向上させることができた。それ故、金属
溶解作業、製鋼作業が安全かつ連続的なものとなり、効
果的である。
は、黒鉛るつぼ、製鋼用炭素含有耐火物等の炭素質材
料、炭素含有材料に対する酸化防止効果が、広い温度範
囲、繰り返しの使用にたいして保証でき、それら材料の
耐久性を大幅に向上させることができた。それ故、金属
溶解作業、製鋼作業が安全かつ連続的なものとなり、効
果的である。
第１図は酸化減量の温度と使用回数について、実施例１
のものと従来例のものと比較した結果を示す図である。
のものと従来例のものと比較した結果を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】B2O3を５〜95wt％含有しＸ線回折によるBN
の（002）面間隔が2.15〜2.35ÅであるBN中間体粉末10
〜95wt％と、シリカ含有粉末５〜90wt％とからなる炭素
質材料用酸化防止剤。 - 【請求項２】該シリカ含有粉末がSiO2成分を30wt％以上
含有し、かつ該SiO2成分が石英、クリストバライト、ト
リジマイト及び／または使用中にそれらに転換する化合
物であることを特徴とする請求項１記載の炭素質材料用
酸化防止剤。 - 【請求項３】請求項１記載の炭素質材料用酸化防止剤を
含有し、または塗布した炭素質材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63157543A JP2567040B2 (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | 炭素質材料用酸化防止剤及びこれを含有する炭素質材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63157543A JP2567040B2 (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | 炭素質材料用酸化防止剤及びこれを含有する炭素質材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01320285A JPH01320285A (ja) | 1989-12-26 |
| JP2567040B2 true JP2567040B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=15651978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63157543A Expired - Fee Related JP2567040B2 (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | 炭素質材料用酸化防止剤及びこれを含有する炭素質材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2567040B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030016066A (ko) * | 2001-08-20 | 2003-02-26 | 주식회사 데크 | 내산화 탄소 복합재의 제조방법 |
-
1988
- 1988-06-23 JP JP63157543A patent/JP2567040B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01320285A (ja) | 1989-12-26 |
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Legal Events
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