JPH01108186A - 耐水蒸気雰囲気用SiC構造材 - Google Patents
耐水蒸気雰囲気用SiC構造材Info
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- JPH01108186A JPH01108186A JP62262696A JP26269687A JPH01108186A JP H01108186 A JPH01108186 A JP H01108186A JP 62262696 A JP62262696 A JP 62262696A JP 26269687 A JP26269687 A JP 26269687A JP H01108186 A JPH01108186 A JP H01108186A
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Classifications
-
- 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
- C04B41/5025—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 with ceramic materials
- C04B41/5035—Silica
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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、再結晶SiC又は反応焼結SiC構造材の長
寿命化、とくに水分の多い雰囲気中での長寿命化を図っ
た耐水蒸気雰囲気用SiC構造材に関する。
寿命化、とくに水分の多い雰囲気中での長寿命化を図っ
た耐水蒸気雰囲気用SiC構造材に関する。
900℃〜1400℃の温度域の工業炉で使用される構
造材は高温強度、耐食性、耐熱衝撃性などが要求される
。このような条件に対して、SiCが注目されているが
、特に、再結晶SiCや反応焼結SiCは上記の特性を
満足し、コスト的にも充分対応できることで最近になっ
て用いられるようになった。ところで再結晶SiCや反
応焼結SiCの耐酸化性については、一般の酸化雰囲気
では表面にSiO□の保護膜を形成するため良好といえ
る。
造材は高温強度、耐食性、耐熱衝撃性などが要求される
。このような条件に対して、SiCが注目されているが
、特に、再結晶SiCや反応焼結SiCは上記の特性を
満足し、コスト的にも充分対応できることで最近になっ
て用いられるようになった。ところで再結晶SiCや反
応焼結SiCの耐酸化性については、一般の酸化雰囲気
では表面にSiO□の保護膜を形成するため良好といえ
る。
しかし水分の多い雰囲気中では、
SiC+ 4HzO→ SiO□+COz+4H2の反
応を起こし構造材空隙部にSiO□が充満し、その圧力
によって組織にキレツが入り、酸化は加速度的に進行す
る。また上記の反応で発生したlbは雰囲気中の02に
よってHzOとなり、■20は再度5iC−に作用する
という悪循環を繰り返し、酸化を早める。上記の反応は
900℃〜1400℃の温度域で特に顕著といえる。ま
た、水藩気の存在により、SiCの表面に生成する保護
被膜が多孔質となり、酸化が進行していく作用もみられ
る。
応を起こし構造材空隙部にSiO□が充満し、その圧力
によって組織にキレツが入り、酸化は加速度的に進行す
る。また上記の反応で発生したlbは雰囲気中の02に
よってHzOとなり、■20は再度5iC−に作用する
という悪循環を繰り返し、酸化を早める。上記の反応は
900℃〜1400℃の温度域で特に顕著といえる。ま
た、水藩気の存在により、SiCの表面に生成する保護
被膜が多孔質となり、酸化が進行していく作用もみられ
る。
従来から上記の欠点を補うために種々の対策がなされて
来ている。例えば、一般的には低融点ガラスを主成分と
するゆう薬で被覆する方法がある。
来ている。例えば、一般的には低融点ガラスを主成分と
するゆう薬で被覆する方法がある。
しかし、上記方法では、ゆう集中のアルカリ分が耐酸化
性に悪影響をおよぼすことがあり、表面に被覆しない構
造材と比べてかえって短寿命になるものがみられた。
性に悪影響をおよぼすことがあり、表面に被覆しない構
造材と比べてかえって短寿命になるものがみられた。
また化学的に安定なアルミナをプラズマ溶射などの方法
にて被覆する方法がある。しかしこの方法の大きな欠点
はSiCとA f 203の物性、例えば熱膨張率の差
が大きいことにある。
にて被覆する方法がある。しかしこの方法の大きな欠点
はSiCとA f 203の物性、例えば熱膨張率の差
が大きいことにある。
すなわち被覆されたAl2O3が使用中にはく離するこ
とが多く大きな期待が出来ない。
とが多く大きな期待が出来ない。
本発明の目的は、上述の事情を十分に考慮して検討した
結果再結晶SiC又は反応焼結SiC構造材表面に、二
酸化ケイ素、酸化鉄に更にSi及びPe。
結果再結晶SiC又は反応焼結SiC構造材表面に、二
酸化ケイ素、酸化鉄に更にSi及びPe。
Mo+ Niのケイ化物のうち1種または2種以上から
なる混合物を被覆焼付することにより水蒸気の多い雰囲
気で安定した長寿命のSiC構造材を提供することにあ
る。
なる混合物を被覆焼付することにより水蒸気の多い雰囲
気で安定した長寿命のSiC構造材を提供することにあ
る。
すなわち、本発明は、工業炉に使用される再結晶SiC
又は反応焼結SiC構造材においてその構造材表面に少
な(とも■二酸化ケイ素75〜95重量%、■酸化鉄1
〜3重量%、■StあるいはFe。
又は反応焼結SiC構造材においてその構造材表面に少
な(とも■二酸化ケイ素75〜95重量%、■酸化鉄1
〜3重量%、■StあるいはFe。
Mo、 Niのケイ化物のうち1種または2種以上3〜
20重量%の3成分を含む組成物が被覆され1300℃
以上の温度で焼付けされたことを特徴とする。
20重量%の3成分を含む組成物が被覆され1300℃
以上の温度で焼付けされたことを特徴とする。
前述の低融点ガラスによる方法アルミナのプラズマ溶射
等による方法の場合は完全なSiC構造材の保護被覆が
出来なかったのに対し本発明は、二酸化ケイ素と金属ケ
イ素またはケイ化物が気孔に充填されるような形で存在
するために非常に緻密な被覆膜が得られる。
等による方法の場合は完全なSiC構造材の保護被覆が
出来なかったのに対し本発明は、二酸化ケイ素と金属ケ
イ素またはケイ化物が気孔に充填されるような形で存在
するために非常に緻密な被覆膜が得られる。
また金属ケイ素、またはケイ化物の存在によりSiC構
造材本体とその被覆膜との接着強度が向上しはく離も全
(なくなり非常に安定で長寿命な表面被覆SiC構造材
を得た。
造材本体とその被覆膜との接着強度が向上しはく離も全
(なくなり非常に安定で長寿命な表面被覆SiC構造材
を得た。
本発明によるSiC構造材はとぐに従来問題の多かった
水蒸気の多い雰囲気での使用に最適である。
水蒸気の多い雰囲気での使用に最適である。
構造材本体との接着度合は二酸化ケイ素だけでは経験的
に単に接着するだけの被覆膜であり、水蒸気の多い雰囲
気では、例えば炉内温度1200℃、実験時間700H
程度ではく離が発生する。
に単に接着するだけの被覆膜であり、水蒸気の多い雰囲
気では、例えば炉内温度1200℃、実験時間700H
程度ではく離が発生する。
よってこの問題を解決することが耐水蒸気雰囲気用Si
C構造材を得るためのもっとも重要な課題である。
C構造材を得るためのもっとも重要な課題である。
上述のように少なくとも二酸化ケイ素75〜95重量%
、酸化鉄1〜3重量%、更にSi及びFe。
、酸化鉄1〜3重量%、更にSi及びFe。
Mo、 Niのケイ化物のうち1種または2種以上3〜
20重量%を含んだ組成物を被覆し、1300℃以上の
温度で焼付けたもので、もっとも耐酸化性の良い被覆膜
が得られた上記酸化鉄を添加することで被覆膜が低融化
するため、被覆膜と構造材本体とのぬれ性が向上した。
20重量%を含んだ組成物を被覆し、1300℃以上の
温度で焼付けたもので、もっとも耐酸化性の良い被覆膜
が得られた上記酸化鉄を添加することで被覆膜が低融化
するため、被覆膜と構造材本体とのぬれ性が向上した。
更に、酸化鉄はSiやケイ化物を被覆膜全体に均一に拡
散させる効果もみられる。
散させる効果もみられる。
上記二酸化ケイ素の量が95重量%を超えた場合被覆物
の気孔に二酸化ケイ素が過剰に充填され、二酸化ケイ素
の酸化膨張により、キレツが発生する。また、75重量
%より少ない場合、被覆膜の気孔が増大し、効果が得ら
れない。
の気孔に二酸化ケイ素が過剰に充填され、二酸化ケイ素
の酸化膨張により、キレツが発生する。また、75重量
%より少ない場合、被覆膜の気孔が増大し、効果が得ら
れない。
上記酸化鉄の量が1%未満の場合、被覆膜のぬれ性が悪
く、3%を超えた場合は、被覆膜自体の構造が変化し、
二層化となり、更にその外層がはく離していく。
く、3%を超えた場合は、被覆膜自体の構造が変化し、
二層化となり、更にその外層がはく離していく。
また、焼付けの温度は、1300℃以上が必要である。
これは、1300℃より低い温度で焼付けた場合、被覆
膜に光沢がな(、使用中、はく離するため、効果が得ら
れないことによる。
膜に光沢がな(、使用中、はく離するため、効果が得ら
れないことによる。
またStやケイ化物が20重量%を超えた場合、緻密な
被覆膜とならず、3重量%より少ない場合は、被覆膜と
構造材本体との接着強度が向上□しないため好ましくな
い。
被覆膜とならず、3重量%より少ない場合は、被覆膜と
構造材本体との接着強度が向上□しないため好ましくな
い。
本発明を実施例により説明する。
200メツシユ以下の二酸化ケイ素82%、350メツ
シユ以下の金属ケイ素11%、200メツシユ以下のモ
リブデンシリサイド5%、酸化鉄2%の混合物に有機バ
インダーの水溶液を加え、磁製ライカイ機で約−時間粉
砕混合した。
シユ以下の金属ケイ素11%、200メツシユ以下のモ
リブデンシリサイド5%、酸化鉄2%の混合物に有機バ
インダーの水溶液を加え、磁製ライカイ機で約−時間粉
砕混合した。
こうして得たスラリー状の混合物をスプレー法にて再結
晶SiC構造材: (外径φ50mm、内径φ35龍、
長さ50m>の表面に塗布し乾燥後1350℃で焼付け
した。
晶SiC構造材: (外径φ50mm、内径φ35龍、
長さ50m>の表面に塗布し乾燥後1350℃で焼付け
した。
上述で得られた被覆膜の効果を確認するために山形電気
炉(巾300 ***、高さLoomm、奥行200+
n)を2台使用し、それぞれを900℃、1400℃の
炉内温度に設定した。
炉(巾300 ***、高さLoomm、奥行200+
n)を2台使用し、それぞれを900℃、1400℃の
炉内温度に設定した。
さらに、水蒸気雰囲気にするために炉外より300CC
/hの水蒸気を流入し、連続運転を開始した。
/hの水蒸気を流入し、連続運転を開始した。
被覆膜の効果確認は重量増加率を1000時間毎に測定
した。
した。
本発明の耐水蒸気雰囲気用SiC構造材は、8000時
間で、炉内温度900℃のもので重量増加率が0.8%
、炉内温度1400℃のものが重量増加率が1.0%で
酸化に対してかなりの効果が得られた。
間で、炉内温度900℃のもので重量増加率が0.8%
、炉内温度1400℃のものが重量増加率が1.0%で
酸化に対してかなりの効果が得られた。
比較のため実施例と同一条件で被覆なしの場合、ゆう薬
被覆の場合の重量増加率の測定値を第1表に示した。
被覆の場合の重量増加率の測定値を第1表に示した。
8000時間で炉内温度900℃のものが16.3%、
上記第1表のように被覆しない炉内温度1400℃のも
のが18.3%の重量増加率を示し、またゆう薬被覆の
ものは、炉内温度900℃のもの1400℃のもの共に
白色の粉末状に変化し崩壊した。
上記第1表のように被覆しない炉内温度1400℃のも
のが18.3%の重量増加率を示し、またゆう薬被覆の
ものは、炉内温度900℃のもの1400℃のもの共に
白色の粉末状に変化し崩壊した。
本発明のものは、他の例に対して非常に安定した被覆膜
を形成し長時間にわたっての重量増加率も極めて小さい
。
を形成し長時間にわたっての重量増加率も極めて小さい
。
これまで長期使用出来なかった水蒸気の多い雰囲気にお
いて、本発明により安定して使用できる画期的なSiC
構造材を提供することが出来た。すなわち、本発明は産
業上非常に有効なものでその応用は広い。
いて、本発明により安定して使用できる画期的なSiC
構造材を提供することが出来た。すなわち、本発明は産
業上非常に有効なものでその応用は広い。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 900℃〜1400℃の温度域の工業炉で使用される
再結晶SiC又は反応焼結SiC構造材において、該構
造材表面に少なくとも (1)二酸化ケイ素75〜95重量% (2)酸化鉄1〜3重量% (3)SiあるいはFe,Mo,Niのケイ化物の内1
種または2種以上3〜20重量% の3成分を含む組成物が被覆され、1300℃以上の温
度で焼付けされたことを特徴とする耐水蒸気雰囲気用S
iC構造材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62262696A JP2589511B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | 耐水蒸気雰囲気用SiC構造材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62262696A JP2589511B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | 耐水蒸気雰囲気用SiC構造材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01108186A true JPH01108186A (ja) | 1989-04-25 |
JP2589511B2 JP2589511B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=17379324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62262696A Expired - Lifetime JP2589511B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | 耐水蒸気雰囲気用SiC構造材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2589511B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0397674A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-23 | Honda Motor Co Ltd | 反応焼結セラミックス部材の製造方法 |
FR2684986A1 (fr) * | 1991-12-12 | 1993-06-18 | Man Technologie Gmbh | Couche de protection contre l'oxydation a haute temperature d'elements de construction contenant du carbone. |
EP2216308A1 (en) * | 2009-01-26 | 2010-08-11 | General Electric Company | Treated Refractory Material and Methods of Making |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62262696A patent/JP2589511B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0397674A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-23 | Honda Motor Co Ltd | 反応焼結セラミックス部材の製造方法 |
FR2684986A1 (fr) * | 1991-12-12 | 1993-06-18 | Man Technologie Gmbh | Couche de protection contre l'oxydation a haute temperature d'elements de construction contenant du carbone. |
EP2216308A1 (en) * | 2009-01-26 | 2010-08-11 | General Electric Company | Treated Refractory Material and Methods of Making |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2589511B2 (ja) | 1997-03-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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