JP6712652B2 - 耐食性部材 - Google Patents

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Description

本開示は、耐食性部材に関する。
ジュース等の飲料を紙カップ等の容器に注いで提供する自動販売機を代表する飲料用液体供給装置の需要が増加している。そして、飲料用液体供給装置において、飲料原液である濃縮シロップに接する構成部材には、長期間に亘る使用に耐え得るべく、濃縮シロップに対する優れた耐食性が求められている。
このような構成部材（以下では、耐食性部材と記載する。）の材質としては、耐食性に優れるセラミックスが採用されている（例えば、特許文献１を参照）。特に、セラミックスの中でも安価であるアルミナ質セラミックスが採用されやすい。
特表平７−５０７５２７号公報
本開示の耐食性部材は、α−アルミナと、アノーサイトとを含有するアルミナ質セラミックスからなる。そして、該アルミナ質セラミックスは、ＣａおよびＳｉを、それぞれＣａＯ換算およびＳｉＯ2換算で、合わせて０．４質量％以上、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．５〜２の範囲で含有する。さらに、前記α−アルミナの（１０４）面のＸ線回折ピーク強度Ａに対する、前記アノーサイトの（００４）面のＸ線回折ピーク強度Ｂの比をＢ／Ａとしたとき、前記アルミナ質セラミックスの表面におけるＢ／Ａが０．０１以上である。
本開示の耐食性部材の表面を電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）で撮影した画像の一例である。 本開示の耐食性部材の表面をＥＰＭＡで撮影した画像の他の例である。
アルミナ質セラミックスの作製にあたっては、焼結温度を低下させたり、強度を高めたりする等の観点から、酸化珪素（ＳｉＯ2）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）等の焼結助剤が用いられる。そして、この焼結助剤は、焼成後において、アルミナ結晶の粒界においてガラス相として残留する。
飲料原液である濃縮シロップには、その種類によってｐＨ値が２〜３と強酸性の特性を有するものがある。そして、ｐＨ値２〜３の強酸性の濃縮シロップにアルミナ質セラミックスが接した際に、ガラス相に存在する成分が溶出してしまうと、飲料の味わいを損ねたり、飲料の風味を変化させたりする場合がある。
なお、ガラス相を構成する焼結助剤を少なくし、高い焼成温度で焼結させれば、高純度アルミナ質セラミックスからなる構成部材を作製することは可能である。しかしながら、高純度アルミナ質セラミックスは高価であるため、飲料原液である濃縮シロップに接する耐食性部材としては現実的ではない。
そのため、焼結助剤を用いて、比較的低温で焼成することにより、比較的安価に作製できるアルミナ質セラミックスで構成された耐食性部材において、強酸性の濃縮シロップに接しても、成分が溶出しにくいことが求められている。
本開示の耐食性部材は、強酸性の濃縮シロップに接しても、成分が溶出しにくいものである。以下に、本開示の耐食性部材について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１および図２は、本開示の耐食性部材の表面を電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）で撮影した画像例であり、図１において黒い部分はアノーサイトであり（存在箇所に相当）、図２において黒い部分はアルミン酸マグネシウムである（存在箇所に相当）。
本開示の耐食性部材は、α−アルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）と、アノーサイト（ＣａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8）とを含有するアルミナ質セラミックスからなる。ここで、アルミナ質セラミックスとは、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算した値が９６．８質量％以上占めるものである。
そして、本開示の耐食性部材であるアルミナ質セラミックスは、ＣａおよびＳｉを、それぞれＣａＯ換算およびＳｉＯ2換算で、合わせて０．４質量％以上、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．５〜２の範囲で含有する。本開示の耐食性部材は、ＣａおよびＳｉが、それぞれＣａＯ換算およびＳｉＯ2換算で合わせて０．４質量％以上であることで、高い機械的特性を有する。さらに、本開示の耐食性部材は、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．５〜２の範囲内であることで、耐食性に優れる。
本開示の耐食性部材は、ＣａおよびＳｉが、それぞれＣａＯ換算およびＳｉＯ2換算で合わせて３．２質量％以下であるならば、耐摩耗性を高く維持しつつ、機械的強度に優れたものとなる。
ここで、本開示の耐食性部材における、ＡｌをＡｌ2Ｏ3換算、ＣａをＣａＯ換算、ＳｉをＳｉＯ2換算した各含有量は、以下の方法で算出すればよい。まず、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）または高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）を用いて、耐食性部材の測定を行なうことで、各元素の含有量を求める。そして、求めた各元素の含有量から各酸化物の含有量に換算すればよい。例えば、ＸＲＦまたはＩＣＰ−ＡＥＳでの測定によりＡｌの含有量を求め、Ａｌ2Ｏ3に換算すればよい。
また、本開示の耐食性部材は、α−アルミナの（１０４）面（Ｃｕ−Ｋα線を用いた測定において、２θ＝３５°付近）のＸ線回折ピーク強度Ａに対する、アノーサイトの（００４）面（Ｃｕ−Ｋα線を用いた測定において、２θ＝２８°付近）のＸ線回折ピーク強度Ｂの比をＢ／Ａとしたとき、アルミナ質セラミックスの表面におけるＢ／Ａが０．０１以上である。ここで、表面とは、言い換えれば、露出面のことである。
このような構成を満足する本開示の耐食性部材は、表面において、単体では強酸性の濃縮シロップに溶出しやすい成分であるＣａやＳｉの多くが、溶出しにくいアノーサイトとして存在している。よって、本開示の耐食性部材は、強酸性の濃縮シロップに接しても、ＣａやＳｉの溶出が少ないことから、飲料の味わいを損ねたり、飲料の風味が変化したりすることが少ない。このように、本開示の耐食性部材は、ＣａやＳｉの溶出が少ないことから、長期間に亘って耐磨耗性等の機械的特性を維持することができ、飲料用液体供給装置の弁部材としての利用に適している。
一方、ＣａおよびＳｉを、それぞれＣａＯ換算およびＳｉＯ2換算で、合わせて０．４質量％以上含みながら、表面におけるＢ／Ａが０．０１未満の場合、アノーサイトが生成されておらず、強酸性の濃縮シロップに接した際に、表面からＣａやＳｉが溶出しやすい。
また、本開示の耐食性部材において、表面におけるＢ／Ａは、０．０３以上０．１以下であってもよい。このような構成を満足するならば、本開示の耐食性部材は、耐食性を維持しつつ、機械的強度が向上する。
また、本開示の耐食性部材において、アルミナ質セラミックスの内部におけるＢ／Ａは、表面におけるＢ／Ａよりも小さくてもよい。ここで、内部とは、表面から０．２ｍｍ以上深い部分のことである。そして、このような構成を満足するならば、本開示の耐食性部材は、耐食性を維持しつつ、機械的強度が向上する。
また、本開示の耐食性部材において、内部におけるＢ／Ａは、表面におけるＢ／Ａよりも０．０２以上小さくてもよい。このような構成を満足するならば、本開示の耐食性部材は、耐食性を維持しつつ、機械的強度がさらに向上する。
また、本開示の耐食性部材において、表面におけるアノーサイトの円相当径の平均値は、０．２μｍ以上２μｍ以下であってもよい。ここで、円相当径とは、アノーサイトの面積と等しい円に置き換えた場合における、円の直径を意味している。そして、このような構成を満足するならば、耐食性を維持しつつ、アノーサイトが亀裂の発生の起点になりにくくなるため、機械的強度が向上する。
ここで、表面におけるアノーサイトの円相当径の平均値は、以下の方法で算出すればよい。まず、本開示の耐食性部材の表面において、ＥＰＭＡによる面分析を行なう。そして、面分析のカラーマッピングにおいて、周りと比べてＣａおよびＳｉが相対的に多く、かつＡｌおよびＯが観察される結晶粒子をアノーサイトとみなす。
次に、ＥＰＭＡで撮影した画像において、図１に示すように、アノーサイトを黒く塗りつぶす。そして、この画像を画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製、なお、以降に画像解析ソフト「Ａ像くん」と記した場合、旭化成エンジニアリング（株）製の画像解析ソフトを示すものとする。）の粒子解析という手法を適用して画像解析を行なう。なお、「Ａ像くん」の解析条件としては、例えば結晶粒子の明度を「暗」、２値化の方法を「自動」、シェーディングを「有」とすればよい。そして、この粒子解析によって測定された各アノーサイトの円相当径から平均値を算出すればよい。
また、本開示の耐食性部材におけるアルミナ質セラミックスは、さらにアルミン酸マグネシウム（スピネル：ＭｇＡｌ2Ｏ4）を含有し、アルミナ質セラミックスの表面において、α−アルミナの（１０４）面のＸ線回折ピーク強度Ａに対する、アルミン酸マグネシウムの（３１１）面（Ｃｕ−Ｋα線を用いた測定において、２θ＝３７°付近）のＸ線回折ピーク強度Ｃの比Ｃ／Ａが０．０１以上０．１０以下であってもよい。このような構成を満足するならば、アルミン酸マグネシウムはα−アルミナよりも耐食性に優れていることから、耐食性部材の耐食性が向上する。
また、本開示の耐食性部材において、表面におけるアルミン酸マグネシウムの円相当径の平均値は、０．３μｍ以上４μｍ以下であってもよい。このような構成を満足するならば、表面に存在するアルミン酸マグシウムによる優れた耐食性を有しつつ、アルミン酸マグネシウムの脱粒が抑制されるため、耐食性部材の耐食性を長期間に亘って維持することができる。
ここで、表面におけるアルミン酸マグネシウムの円相当径の平均値は、以下の方法で算出すればよい。まず、本開示の耐食性部材の表面において、ＥＰＭＡによる面分析を行なう。そして、面分析のカラーマッピングにおいて、周りと比べてＡｌが相対的に少なく、かつＭｇおよびＯが観察される結晶粒子をアルミン酸マグネシウムとみなす。
次に、ＥＰＭＡで撮影した画像において、図２に示すように、アルミン酸マグネシウムを黒く塗りつぶした。そして、この画像を用いて、上述したアノーサイトの円相当径を算出した方法と同じ方法でアルミン酸マグネシウムの円相当径の平均値を算出すればよい。
また、本開示の耐食性部材は、微量成分として、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）等を、耐食性部材を構成する全成分１００質量％のうち、０．２質量％以下含有していてもよい。
次に、本開示の耐食性部材の製造方法の一例について説明する。
まず、レーザ回折・散乱法により求めた平均粒子径がそれぞれ２〜５μｍの範囲である、α−アルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）粉末、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）粉末および酸化珪素（ＳｉＯ2）粉末を準備する。
次に、α−アルミナ粉末が９６．８〜９９．６質量％、炭酸カルシウム粉末がＣａＯ換算で０．２〜１．６質量％、酸化珪素粉末がＳｉＯ2換算で０．２〜１．６質量％の範囲となるように、各粉末を秤量し、調合粉末を得る。
次に、調合粉末と、調合粉末１００質量部に対して、１００質量部の溶媒と、０．１〜０．５質量部の分散剤とをボールミルに投入して混合し、所定の平均粒子径まで粉砕することで、スラリーを得る。その後、３〜８質量部のＰＥＧ（ポリエチレングリコール）等のバインダーをスラリーに添加した後、混合することで噴霧乾燥用のスラリーを得る。そして、このスラリーを、スプレードライヤーを用いて噴霧乾燥して顆粒を得る。
次に、粉末プレス成形法等により顆粒を所望の形状に成形し、必要に応じて切削加工を施すことで、成形体を得る。次に、成形体を大気中１５００〜１６００℃の温度で２〜１２時間保持して焼成することで、焼結体を得る。
そして、得られた焼結体を、大気中１１００〜１３００℃の温度で１〜１０時間保持する熱処理を行なう。このように、上記条件で熱処理を行なうことにより、α−アルミナの結晶の粒界にアノーサイトを生成させることができる。このとき、α−アルミナの（１０４）面のＸ線回折ピーク強度Ａに対する、アノーサイトの（００４）面のＸ線回折ピーク強度Ｂの比をＢ／Ａとしたとき、アルミナ質セラミックスの表面におけるＢ／Ａが０．０１以上となり、本開示の耐食性部材を得る。
また、表面におけるＢ／Ａを、０．０３以上０．１以下とするには、上述した製造方法において、調合粉末を得る際の各粉末の配合割合と、熱処理条件とを適宜調整すればよい。
また、アルミナ質セラミックスの内部におけるＢ／Ａを、表面におけるＢ／Ａよりも小さくするには、上述した製造方法において、熱処理を２回に分けて行なえばよい。具体的には、得られた焼結体を、大気中１４２０〜１４８０℃の温度で２〜１１時間保持した後、大気中１１００〜１３００℃の温度で１〜１０時間保持する熱処理を行なえばよい。
また、内部におけるＢ／Ａを、表面におけるＢ／Ａよりも０．０２以上小さくするには、上述した熱処理を２回に分ける製造方法において、１回目の熱処理の保持時間を４時間以上とすればよい。
また、表面におけるアノーサイトの円相当径の平均値を０．２μｍ以上２μｍ以下とするには、上述した製造方法において、スラリーを得る際に、平均粒子径が０．６〜１．１μｍとなるまで粉砕すればよい。
また、アルミン酸マグネシウムを含有する耐食性部材を得るには、上述した製造方法において、調合粉末を得る際に、α−アルミナ粉末、炭酸カルシウム粉末、酸化珪素粉末に加え、平均粒子径が２〜５μｍの範囲である炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）粉末を準備し、α−アルミナ粉末が９６．８〜９９．４質量％、炭酸カルシウム粉末がＣａＯ換算で０．２〜１．６質量％、酸化珪素粉末がＳｉＯ2換算で０．２〜１．６質量％、炭酸マグネシウム粉末がＭｇＯ換算で０．２〜１．５質量％の範囲となるように秤量すればよい。これにより、アルミン酸マグネシウムを含有し、アルミナ質セラミックスの表面において、α−アルミナの（１０４）面のＸ線回折ピーク強度Ａに対する、アルミン酸マグネシウムの（３１１）面のＸ線回折ピーク強度Ｃの比が０．０１以上０．１０以下である耐食性部材を得ることができる。
以下、本開示の実施例を具体的に説明するが、本開示はこの実施例に限定されるものではない。
まず、α−アルミナ粉末、炭酸カルシウム粉末および酸化珪素粉末を準備し、各粉末を秤量することにより調合粉末を得た。
次に、調合粉末と、調合粉末１００質量部に対して、１００質量部の溶媒と、０．２質量部の分散剤とを、ボールミルに投入して混合するとともに、平均粒子径が１．３μｍとなるまで粉砕して、スラリーを得た。その後、固形分で２質量部のＰＥＧ溶液、固形分で１質量部のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）溶液、固形分で１質量部のアクリル樹脂溶液を添加した後、混合することで噴霧乾燥用のスラリーを得た。次に、このスラリーを、スプレードライヤーを用いて噴霧乾燥して顆粒を得た。
次に、顆粒を粉末プレス成形法により、縦・横・厚さがそれぞれ約３５ｍｍ×３５ｍｍ×２．５ｍｍとなるように成形し、成形体を得た。次に、この成形体を大気中１５５０℃の温度で５時間保持して焼成することで、焼結体を得た。なお、この焼結体の寸法は、縦・横・厚さがそれぞれ約２８ｍｍ×２８ｍｍ×２ｍｍであった。これを試料Ｎｏ.１とした。
次に、焼結体を、大気中において、表１に示す温度で５時間保持する熱処理を行ない、試料Ｎｏ.２〜８を得た。
次に、各試料に対して、耐食性試験を行なった。各試料を、炭酸飲料のシロップ（原液；ｐＨ２．２、溶液量；１００ｍｌ）中に７２時間浸漬し、浸漬前後の質量を測定し、浸漬後の減少した質量を％で表示した。質量の減少（％）は、浸漬前の試料の質量をＷ１、浸漬後の試料の質量をＷ２としたとき、｛（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１｝×１００（％）により求めた。したがって、マイナスの値（％）は、質量が減少したことを表している。さらに、浸漬後のシロップ中のＣａおよびＳｉをＩＣＰ−ＡＥＳで測定し、溶出量をｐｐｍで表示した。
上記と同様に作製した各試料の表面における結晶相をＸ線回折装置（ＸＲＤ）で調べた。ここで、ＸＲＤでは、Ｃｕ−Ｋα線を用いた。その結果、試料Ｎｏ．１〜７には、α−アルミナの（１０４）面のピーク（最大強度）が約３５．２°の回折角（２θ）に現れていた。また、試料Ｎｏ．２〜７には、アノーサイトの（００４）面のピーク（最大強度）が約２７．９°の回折角（２θ）に現れていた。なお、試料Ｎｏ．１では、アノーサイトの（００４）面のピーク（最大強度）は確認できなかった。
次に、α−アルミナの（１０４）面のＸ線回折ピーク強度Ａに対する、アノーサイトの（００４）面のＸ線回折ピーク強度Ｂの比をＢ／Ａとしたときの表面におけるＢ／Ａを算出した。なお、Ｂ／Ａを計算する際、Ｘ線回折ピーク強度Ａ、Ｂは、それぞれのピークのバックグラウンドを含む強度を用いた。
さらに、各試料についてＩＣＰ−ＡＥＳにより測定を行なったところ、全ての試料は、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算した値で９９．０質量％、ＣａをＣａＯに換算した値で０．５質量％、ＳｉをＳｉＯ2換算で０．５質量％であった。
結果を表１に示す。
Figure 0006712652
表１の結果から、試料Ｎｏ．３〜７は、質量の減少が−０．００６％から−０．００９％と少なかった。
次に、α−アルミナ粉末、炭酸カルシウム粉末および酸化珪素粉末を準備し、各粉末を秤量することにより、表２に示す組成となるように調合粉末を得た。
次に、調合粉末と、調合粉末１００質量部に対して、１００質量部の溶媒と、０．２質量部の分散剤とを、ボールミルに投入して混合するとともに、平均粒子径が１．３μｍとなるまで粉砕して、スラリーを得た。その後、固形分で２質量部のＰＥＧ溶液、固形分で１質量部のＰＶＡ溶液、固形分で１質量部のアクリル樹脂溶液を添加した後、混合することで噴霧乾燥用のスラリーを得た。次に、このスラリーを、スプレードライヤーを用いて噴霧乾燥して顆粒を得た。
次に、顆粒を粉末プレス成形法により、縦・横・厚さがそれぞれ約３５ｍｍ×３５ｍｍ×２．５ｍｍとなるように成形した成形体Ａと、外径・内径・長さがそれぞれ約１４．４ｍｍ×１０．５ｍｍ×１．８ｍｍとなるように成形した円環状の成形体Ｂとを得た。次に、成形体Ａ、Ｂを、大気中１５５０℃の温度で５時間保持して焼成することで、焼結体Ａ、Ｂを得た。なお、焼結体Ａの寸法は、縦・横・厚さがそれぞれ約２８ｍｍ×２８ｍｍ×２ｍｍであった。また、焼結体Ｂの寸法は、外径・内径・長さがそれぞれ約１２ｍｍ×８．８ｍｍ×１．５ｍｍであった。
次に、焼結体Ａ、Ｂを、大気中１２００℃の温度で５時間保持する熱処理を行ない、各試料を得た。なお、試料Ｎｏ.１８は、実施例１の試料Ｎｏ.６と同じ試料である。ここで、各試料において、焼結体Ａは、耐食性試験およびＸＲＤ分析を行なうための試料として用いた。一方、焼結体Ｂは、圧環強度を測定するための試料として用いた。
次に、各試料に対して、実施例１と同じ方法で耐食性試験を行なった。
また、各試料の表面における結晶相を実施例１と同じ方法で調べ、表面におけるＢ／Ａを算出した。その結果、試料Ｎｏ．１１〜１４、１７〜３３には、アノーサイトの（００４）面のピーク（最大強度）が、約２７．９°の回折角（２θ）に現れていた。一方、試料Ｎｏ．９、１０、１５、１６では、アノーサイトの（００４）面のピーク（最大強度）は確認できなかった。
また、試料Ｎｏ．１１、１７〜１９、２４に関しては、圧環強度を測定した。圧環強度は、得られた各試料に外周面から荷重を掛け、破壊したときの荷重の値を測定して求めた。
結果を表２に示す。
Figure 0006712652
表２の結果から、試料Ｎｏ.１１、１２、１７、１８、１９、２１〜２４、２６、２８〜３３は、質量の減少が−０．００５％から−０．０１１％と少なかった。このことから、ＣａおよびＳｉを、それぞれＣａＯ換算およびＳｉＯ2換算で、合わせて０．４質量％以上、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．５〜２の範囲で含有するとともに、表面におけるＢ／Ａが０．０１以上であれば、優れた耐食性を有することが分かった。
また、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が１．０である試料Ｎｏ．１１、１７〜１９、２４の中で、試料Ｎｏ．１７〜１９は、圧環強度が２００Ｎ以上と高かった。このことから、表面におけるＢ／Ａが０．０３以上０．１以下であれば、機械的強度が向上することが分かった。
次に、表面および内部におけるＡ／Ｂを異ならせた試料を作製し、圧環強度を測定して評価を行なった。各試料の作製において、熱処理を２回に分け、大気中１４５０℃の温度で表３に示す時間保持した後、大気中１２００℃の温度で５時間保持する熱処理を行なったこと以外は、実施例２のＮｏ．１８と同じ方法で各試料を作製した。なお、試料Ｎｏ．３４は、実施例２のＮｏ．１８と同じ試料である。
また、各試料の表面における結晶相を実施例１と同じ方法で調べ、表面におけるＢ／Ａを算出した。同様に、各試料の内部における結晶相を調べ、内部におけるＢ／Ａを算出した。
そして、実施例２と同様の方法により、各試料の圧環強度の測定を行なった。
結果を表３に示す。
Figure 0006712652
表３の結果から、試料Ｎｏ.３５〜３９は、圧環強度が２１０Ｎ以上と高かった。このことから、内部におけるＢ／Ａが、表面におけるＢ／Ａよりも小さければ、機械的強度が向上することが分かった。
また、試料Ｎｏ.３５〜３９の中でも試料Ｎｏ．３６〜３９は、圧環強度が２１７Ｎ以上と高かった。このことから、内部におけるＢ／Ａが、表面におけるＢ／Ａよりも０．０２以上小さければ、機械的強度がさらに向上することが分かった。
次に、表面におけるアノーサイトの円相当径の平均値を異ならせた試料を作製し、圧環強度を測定して評価を行なった。各試料の作製において、平均粒子径が表４の値となるまで粉砕してスラリーを得たこと以外は、実施例３のＮｏ．３７と同じ方法で各試料を作製した。なお、試料Ｎｏ．４０は、実施例３のＮｏ．３７と同じ試料である。
次に、各試料の表面におけるアノーサイトの円相当径の平均値を、以下の方法で算出した。まず、各試料の表面において、ＥＰＭＡによる面分析を行なった。そして、面分析のカラーマッピングにおいて、周りと比べてＣａおよびＳｉが相対的に多く、かつＡｌおよびＯが観察される結晶粒子をアノーサイトとみなした。
次に、ＥＰＭＡで撮影した画像において、アノーサイトを黒く塗りつぶした。そして、この画像を画像解析ソフト「Ａ像くん」の粒子解析という手法を適用して画像解析を行なった。なお、「Ａ像くん」の解析条件としては、結晶粒子の明度を「暗」、２値化の方法を「自動」、シェーディングを「有」とした。そして、この粒子解析によって測定された各アノーサイトの円相当径から平均値を算出した。
また、実施例２と同様の方法により、各試料の圧環強度の測定を行なった。
結果を表４に示す。
Figure 0006712652
表４の結果から、試料Ｎｏ.４１〜４４は、圧環強度が２２５Ｎ以上と高かった。このことから、表面におけるアノーサイトの円相当径の平均値が、０．２μｍ以上２μｍ以下であれば、機械的強度が向上することが分かった。
次に、各試料の作製において、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）粉末を準備し、各粉末（α−アルミナ粉末、炭酸カルシウム粉末、酸化珪素粉末、炭酸マグネシウム粉末）を秤量することにより、表５に示す組成となるように調合粉末を得たこと以外は、実施例２のＮｏ．１８と同じ方法で各試料を作製した。なお、試料Ｎｏ．４５は、実施例２のＮｏ．１８と同じ試料である。
次に、各試料に対して、実施例１と同じ方法で耐食性試験を行なった。
また、上記と同様に作製した各試料の表面における結晶相をＸＲＤで調べた。その結果、試料Ｎｏ．４５〜５６には、α−アルミナの（１０４）面のピーク（最大強度）が、約３５．２°の回折角（２θ）に現れていた。
また、試料Ｎｏ．４６〜５０、５２〜５６には、アルミン酸マグネシウムの（３１１）面のピーク（最大強度）が、約３６．９°の回折角（２θ）に現れていた。
次に、α−アルミナの（１０４）面のＸ線回折ピーク強度Ａに対する、アルミン酸マグネシウムの（３１１）面のＸ線回折ピーク強度Ｃの比Ｃ／Ａを算出した。なお、Ｃ／Ａを計算する際、Ｘ線回折ピーク強度Ａ、Ｃは、それぞれのピークのバックグラウンドを含む強度を用いた。
結果を表５に示す。
Figure 0006712652
表５の結果から、試料Ｎｏ.４７〜５０、５３〜５６は、質量の減少が−０．００２％から−０．００４％と少なかった。このことから、表面におけるＣ／Ａが０．０１以上０．１０以下であれば、耐食性が向上することが分かった。
１：アノーサイト
２：アルミン酸マグネシウム

Claims (6)

  1. α−アルミナと、アノーサイトとを含有するアルミナ質セラミックスからなり、
    該アルミナ質セラミックスは、
    ＣａおよびＳｉを、それぞれＣａＯ換算およびＳｉＯ2換算で、合わせて０．４質量％以上、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2の質量比が０．５〜２の範囲で含有し、
    前記α−アルミナの（１０４）面のＸ線回折ピーク強度Ａに対する、前記アノーサイトの（００４）面のＸ線回折ピーク強度Ｂの比をＢ／Ａとしたとき、
    前記アルミナ質セラミックスの表面におけるＢ／Ａが０．０１以上である耐食性部材。
  2. 前記表面におけるＢ／Ａは、０．０３以上０．１以下である請求項１に記載の耐食性部材。
  3. 前記アルミナ質セラミックスの内部におけるＢ／Ａは、前記表面におけるＢ／Ａよりも小さい請求項１または請求項２に記載の耐食性部材。
  4. 前記内部におけるＢ／Ａは、前記表面におけるＢ／Ａよりも０．０２以上小さい請求項３に記載の耐食性部材。
  5. 前記表面における前記アノーサイトの円相当径の平均値は、０．２μｍ以上２μｍ以下である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の耐食性部材。
  6. 前記アルミナ質セラミックスは、アルミン酸マグネシウムを含有し、
    前記アルミナ質セラミックスの表面において、前記α−アルミナの（１０４）面のＸ線回折ピーク強度Ａに対する、前記アルミン酸マグネシウムの（３１１）面のＸ線回折ピーク強度Ｃの比が０．０１以上０．１０以下である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の耐食性部材。
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