JPS59174587A - 高熱酸化防止被覆組成物およびその製造法 - Google Patents
高熱酸化防止被覆組成物およびその製造法Info
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- JPS59174587A JPS59174587A JP5112383A JP5112383A JPS59174587A JP S59174587 A JPS59174587 A JP S59174587A JP 5112383 A JP5112383 A JP 5112383A JP 5112383 A JP5112383 A JP 5112383A JP S59174587 A JPS59174587 A JP S59174587A
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- Japan
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- silicon carbide
- temperature
- coating composition
- composition
- alkali silicate
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐火物、特にアルミナ黒鉛質耐火物に塗布被覆
することにより高熱に対する耐火物の酸化、脆化を防止
する被覆組成物に関するものである。
することにより高熱に対する耐火物の酸化、脆化を防止
する被覆組成物に関するものである。
従来より、アルミナ黒鉛質耐火物は耐食性に優れている
ので製鋼の連続鋳造法において多用されている反面、ア
ルミナ黒鉛質耐火物は主要な組成物である黒鉛が高熱で
酸化、脆化するため、耐火物の目的が達成できず、各種
のトラブルの原因と々っだ。
ので製鋼の連続鋳造法において多用されている反面、ア
ルミナ黒鉛質耐火物は主要な組成物である黒鉛が高熱で
酸化、脆化するため、耐火物の目的が達成できず、各種
のトラブルの原因と々っだ。
従って、アルミナ黒鉛質耐火物の酸化、脆化を防止する
目的で各種の高熱酸化防止被覆組成物が提案されている
が、最も汎用されているものには、(A)ケイ酸アルカ
リを主結合材とし、ガラヌクリソ1−1耐火性充填材、
酸化コバルトを配合したもの、(ト)ケイ酸アルカリと
各種ガラス化組成物−例えばホウ砂、長石、珪酸、硝石
、ソーダ灰、はたる石、氷晶石、石灰石、消石灰、骨灰
、炭酸カリウムなど−と耐火性充填材、酸化コバルトを
配合したものが最も一般的である。
目的で各種の高熱酸化防止被覆組成物が提案されている
が、最も汎用されているものには、(A)ケイ酸アルカ
リを主結合材とし、ガラヌクリソ1−1耐火性充填材、
酸化コバルトを配合したもの、(ト)ケイ酸アルカリと
各種ガラス化組成物−例えばホウ砂、長石、珪酸、硝石
、ソーダ灰、はたる石、氷晶石、石灰石、消石灰、骨灰
、炭酸カリウムなど−と耐火性充填材、酸化コバルトを
配合したものが最も一般的である。
なお、ケイ酸アルカリは一般式M2O−n5:1−02
で示され、Mは周期律表第1a族に属するアルカリ金属
で、リチウム(Lj−)、ナトリウム(Na)、カリウ
ム(K)、ルビヂウム(nb)、セシウム(O8)など
である。
で示され、Mは周期律表第1a族に属するアルカリ金属
で、リチウム(Lj−)、ナトリウム(Na)、カリウ
ム(K)、ルビヂウム(nb)、セシウム(O8)など
である。
しかしながら、」二記の従来の高熱酸化防止被覆組成物
は、常温よりや\高めの、例えば環境温度が50″Cの
場合における貯蔵安定性に劣っている。
は、常温よりや\高めの、例えば環境温度が50″Cの
場合における貯蔵安定性に劣っている。
アルミナ黒鉛質耐火物に使われる被覆組成物か40〜8
0℃の非常態温度域において、貯蔵安定性を良くしなけ
ればいけないと言うことは、市販されている汎用の水系
塗料が一般的に要求される性質と同様であるも、この種
のiX’6熱酸化防止被覆組成物は、汎用水系塗和に比
して一段と高次元の貯蔵安定性を要求される。
0℃の非常態温度域において、貯蔵安定性を良くしなけ
ればいけないと言うことは、市販されている汎用の水系
塗料が一般的に要求される性質と同様であるも、この種
のiX’6熱酸化防止被覆組成物は、汎用水系塗和に比
して一段と高次元の貯蔵安定性を要求される。
その理由は、(1)金属性の容器、例えば−外缶、円筒
缶に包装された汎用の水系塗料が熱帯区域を通過する、
船の中で運搬される場合、常温よシ遥かに高い温度環境
に置かれること、(2ン包装された汎用の水系塗料が国
内において運搬される場合、夏期に屋外で保管される場
合、直射日光下に置かれ、太陽熱の輻射熱により容器内
の全部、また一部が常態より面かに高い温度に上昇する
こと、に対応して変質を生じない様に処置するのが一般
的に要求される性質である。
缶に包装された汎用の水系塗料が熱帯区域を通過する、
船の中で運搬される場合、常温よシ遥かに高い温度環境
に置かれること、(2ン包装された汎用の水系塗料が国
内において運搬される場合、夏期に屋外で保管される場
合、直射日光下に置かれ、太陽熱の輻射熱により容器内
の全部、また一部が常態より面かに高い温度に上昇する
こと、に対応して変質を生じない様に処置するのが一般
的に要求される性質である。
アルミナ黒鉛質耐火物用の被覆組成物の場合、上記の(
1)及び(2)の条件に対応できる性質を持つことは当
然であるが、これ以上に特殊用途として高い次元の性質
を要求される。
1)及び(2)の条件に対応できる性質を持つことは当
然であるが、これ以上に特殊用途として高い次元の性質
を要求される。
それは、アルミナ黒鉛質耐火物が製鋼の連続鋳造のシス
テム内で使用される場合、アルミナ黒鉛質耐大物中に含
有水分が存在すると爆裂等の事故を起すために、その水
分を除去する目的で、アルミナ黒鉛質耐火物の製造工程
中において100 ”C以」二の加熱処理を行って脱水
した後、直ちにアルミナ黒鉛質耐火物を常態より高い温
度域40〜80℃の雰班気下で直ちに高熱酸化防止のだ
めの被覆組成物中に浸漬するか、塗布して塗着する。
テム内で使用される場合、アルミナ黒鉛質耐大物中に含
有水分が存在すると爆裂等の事故を起すために、その水
分を除去する目的で、アルミナ黒鉛質耐火物の製造工程
中において100 ”C以」二の加熱処理を行って脱水
した後、直ちにアルミナ黒鉛質耐火物を常態より高い温
度域40〜80℃の雰班気下で直ちに高熱酸化防止のだ
めの被覆組成物中に浸漬するか、塗布して塗着する。
従って、被覆組成物の塗膜の一部または全部が常態よp
高い温度40〜80しに晒される結果となシ、その条件
に耐える必要がある。
高い温度40〜80しに晒される結果となシ、その条件
に耐える必要がある。
そこで、本発明者らは、過酷な条件に耐える新たな高熱
酸化防止被覆組成物(以下本発明組成物物と略称する)
を開発するため鋭意研究した結果、完成したものである
。
酸化防止被覆組成物(以下本発明組成物物と略称する)
を開発するため鋭意研究した結果、完成したものである
。
舷に本発明に到達した経緯と構成を実施例に法ずき以下
詳細(に説明する。
詳細(に説明する。
先ず、実験のための組成物(以下火験組成物と略称する
)を作成するが、その配合は次の通りである。
)を作成するが、その配合は次の通りである。
実験配合比(重量部)
ケイ酸力!J(K2O−nsio2.n=8.5)
50ガラスフリツト 20炭化珪
素(SiC) 20酸化コバルト(
CO含有率約75%)10上記の各種原料を単純に混合
して実験組成物を作成し、この実験組成物に50℃の加
熱安定性の試験を行ったところ、混合直後は粘度aoo
cpsのスラリー状であったものが、50 ”C雰囲気
下、3時間後より著しい発泡が起り、6時間後にはゲル
状の物質に変化し、浸漬塗装法はもとよシ塗布法も不可
能となった。
50ガラスフリツト 20炭化珪
素(SiC) 20酸化コバルト(
CO含有率約75%)10上記の各種原料を単純に混合
して実験組成物を作成し、この実験組成物に50℃の加
熱安定性の試験を行ったところ、混合直後は粘度aoo
cpsのスラリー状であったものが、50 ”C雰囲気
下、3時間後より著しい発泡が起り、6時間後にはゲル
状の物質に変化し、浸漬塗装法はもとよシ塗布法も不可
能となった。
これを観察した結果、発泡現象が重要な因子を抱えてい
ると判断し、個々の原着を横割したところ、耐火性充填
材である炭化珪素中に含まれている不純物の活性金属と
、ケイ酸アルカリのアルカリとが反応するためとの結論
が得られた。
ると判断し、個々の原着を横割したところ、耐火性充填
材である炭化珪素中に含まれている不純物の活性金属と
、ケイ酸アルカリのアルカリとが反応するためとの結論
が得られた。
事実、配合に使用した炭化珪素を微細に組成分析した結
果、金属鉄、アルミニウム、金属シリコンの存在が確認
された。
果、金属鉄、アルミニウム、金属シリコンの存在が確認
された。
そこで、この横割結果を踏まえて研究開発したのが、本
発明の構成であり、次に説明する。即ち、本発明の基本
的な構成はケイ酸アルヵりと炭化珪素とを主成分とする
被覆組成物において、炭化珪素中に存在するアルカリ土
類金属と有効な割合ノ で反応するアルカリ物質を添加したことを特徴とす乙も
のである。
発明の構成であり、次に説明する。即ち、本発明の基本
的な構成はケイ酸アルヵりと炭化珪素とを主成分とする
被覆組成物において、炭化珪素中に存在するアルカリ土
類金属と有効な割合ノ で反応するアルカリ物質を添加したことを特徴とす乙も
のである。
次に上記の基本的構成において添加するアルカリ物質の
量を炭化珪素中に存在するアルカリ土類金属に対応して
反応する当量に規定したことを特徴とするものである。
量を炭化珪素中に存在するアルカリ土類金属に対応して
反応する当量に規定したことを特徴とするものである。
さらに、」二記の基本的々構成において、ケイ酸アルカ
リと炭化珪素とを主成分にし、これにアルカリ物質を添
加して混合操作するに当り、50〜80℃温度で加熱す
ることを特徴とするものである。
リと炭化珪素とを主成分にし、これにアルカリ物質を添
加して混合操作するに当り、50〜80℃温度で加熱す
ることを特徴とするものである。
そして、上記の基本的な構成において、ケイ酸アルカリ
とアルカリ物質とを、あらかじめ先に混合し、混合反応
による発熱を保持するために加熱しつつ炭化珪素を混合
することを特徴とするものである。
とアルカリ物質とを、あらかじめ先に混合し、混合反応
による発熱を保持するために加熱しつつ炭化珪素を混合
することを特徴とするものである。
本発明の構成を具体的に工程順に説明する。
(1)配合す可き必要量全部の炭化珪素中に不純物とし
て存在するアルカリに反応する活性金属(例えばNi、
Co、 Mg、 Pb、 Zn、 E’e、 AI、
S工な、ど)に対応する当量のアルカリ物質と、配合
す可き必要量全部のケイ酸アルカリとを、回転型の混合
機により混合しておき、 (2) 5.0〜80℃、好ましくは60〜70℃の
区域温度となる様に加熱しながら、ケイ酸アルカリとア
ルカリ物質の混合物中に、炭化珪素の全量を投入して所
要時間混合するか、あるいは炭化珪素をケイ酸アルカリ
・アルカリ物質混合物に投入した後、50〜80″C1
好ましくは60〜70℃の区域温度となる様に加熱しつ
つ所要時間混合する。
て存在するアルカリに反応する活性金属(例えばNi、
Co、 Mg、 Pb、 Zn、 E’e、 AI、
S工な、ど)に対応する当量のアルカリ物質と、配合
す可き必要量全部のケイ酸アルカリとを、回転型の混合
機により混合しておき、 (2) 5.0〜80℃、好ましくは60〜70℃の
区域温度となる様に加熱しながら、ケイ酸アルカリとア
ルカリ物質の混合物中に、炭化珪素の全量を投入して所
要時間混合するか、あるいは炭化珪素をケイ酸アルカリ
・アルカリ物質混合物に投入した後、50〜80″C1
好ましくは60〜70℃の区域温度となる様に加熱しつ
つ所要時間混合する。
(3) ケイ酸アルカリ、炭化珪素、アルカリ物質と
が充分に混合されて反応が完了した後に混合物を常態温
度寸で冷却し、その中に配合す可き必要量のガラ7・フ
リットと酸化コバy& )を混合して攪拌することによ
り本発明組成物を調製する。
が充分に混合されて反応が完了した後に混合物を常態温
度寸で冷却し、その中に配合す可き必要量のガラ7・フ
リットと酸化コバy& )を混合して攪拌することによ
り本発明組成物を調製する。
なお、本発明の(1〜成で最も重要な役割を果すアルカ
リ物質とは、水酸化カリウム(KOH)、水酸化すトリ
ウム(NaOH)などのケイ酸アルカリより高いアルカ
リ性質を持っている物質であり、その添 □加量は
炭化珪素中に不純物として含まれるアルカリに反応する
活性金属の量によシ規定される。
リ物質とは、水酸化カリウム(KOH)、水酸化すトリ
ウム(NaOH)などのケイ酸アルカリより高いアルカ
リ性質を持っている物質であり、その添 □加量は
炭化珪素中に不純物として含まれるアルカリに反応する
活性金属の量によシ規定される。
また、混合時の温度は50℃以下であると炭化珪素中に
含まれる活性金属とアルカリ物質とが充分に反応せず、
温度安定性に対して有効な効果を発揮せず、80℃以上
の温度であるとケイ酸アルカリ中の水分が蒸発して、ケ
イ酸アルカリ自体の温度安定性が低下する。
含まれる活性金属とアルカリ物質とが充分に反応せず、
温度安定性に対して有効な効果を発揮せず、80℃以上
の温度であるとケイ酸アルカリ中の水分が蒸発して、ケ
イ酸アルカリ自体の温度安定性が低下する。
アルカリ物質とケイ酸アルカリとを、あらかじめ混合す
ると、反応によシ発熱するが、50〜80℃範囲内とな
る様に加熱する。
ると、反応によシ発熱するが、50〜80℃範囲内とな
る様に加熱する。
混合の所要時間は温度と、アルカリ物質の添加量と、炭
化珪素中に含まれる活性金属の量によシ決定されるが、
経験的に最適の条件を設定せねばならない。
化珪素中に含まれる活性金属の量によシ決定されるが、
経験的に最適の条件を設定せねばならない。
本発明に基ずく組成物の効果を実施例と比較例によp以
下説明する。
下説明する。
先ず、試験方法を設定するが次の通りである。
A 組成物の貯蔵安定性
(イ)常温安定性 20′C±2で〕の恒温室に1ケ
月間密封放置し、状態を目視 判定する。
月間密封放置し、状態を目視 判定する。
11
(ロ)加温安定室 50℃±2℃−の恒温室にlケバ
間密封放置し、状態を目視 判定する。
間密封放置し、状態を目視 判定する。
B 塗膜の酸化防止性
前項Aに示しだ貯蔵安定性試験終了後の各組成物を80
℃温度で充分に乾燥したアルミナ黒鉛質耐火物の而に5
00mμの厚さで塗布し、80℃にて再び4時間乾燥し
て塗膜を形成したものを試験体とする。
℃温度で充分に乾燥したアルミナ黒鉛質耐火物の而に5
00mμの厚さで塗布し、80℃にて再び4時間乾燥し
て塗膜を形成したものを試験体とする。
そして、試験体を添イで]の図面に示す曲線に基すいて
上昇する炉内温度に設定したガス炉(LPGガス)内に
4時間収容した後取り出し、常温まで急冷して耐火物本
体の酸化程度を目視判定する。
上昇する炉内温度に設定したガス炉(LPGガス)内に
4時間収容した後取り出し、常温まで急冷して耐火物本
体の酸化程度を目視判定する。
実施例1
配合比(重量部)
ケイ酸カリ(K2O−nSiO2;n=15)
50水酸化カリウム(KOH)
1ガラスフリツト 20炭化珪
素81 2゜酸イヒコバルト(
Co含有率約75%)10※1 炭化珪素の分析値(%
) 炭化珪素(SiC) 85.0遊離
炭素(C) 5.5遊離二酸化
珪素(SiO2) 5.5鉄分合計(Fe
) 1.0遊離アルミニウム・珪
i(A±・S工) 0.2その他
2.8製造法 上記配合比に基すき加温装置1tを付設した容器中にケ
イ酸カリ50gを収容し、ディシルバータイプの攪拌機
により攪拌し々からフレーク状の水酸化カリウム1gを
溶解したところ、反応熱によシ液温が40℃になった。
50水酸化カリウム(KOH)
1ガラスフリツト 20炭化珪
素81 2゜酸イヒコバルト(
Co含有率約75%)10※1 炭化珪素の分析値(%
) 炭化珪素(SiC) 85.0遊離
炭素(C) 5.5遊離二酸化
珪素(SiO2) 5.5鉄分合計(Fe
) 1.0遊離アルミニウム・珪
i(A±・S工) 0.2その他
2.8製造法 上記配合比に基すき加温装置1tを付設した容器中にケ
イ酸カリ50gを収容し、ディシルバータイプの攪拌機
により攪拌し々からフレーク状の水酸化カリウム1gを
溶解したところ、反応熱によシ液温が40℃になった。
その後加温装置を作動させて、液温を60℃に保ちなが
ら、炭化珪素20gを投入し、8時間混合攪拌した後に
常温にまで冷却する。
ら、炭化珪素20gを投入し、8時間混合攪拌した後に
常温にまで冷却する。
その後、ガラスフリット201、酸化コバルト10ダを
順次投入し、均−質になる寸で充分に混合攪拌し、本発
明組成物を調製した。
順次投入し、均−質になる寸で充分に混合攪拌し、本発
明組成物を調製した。
比較例、1
配合は実施例1のもののうち、水酸化カリウムのみを除
外し、他は同じに設定し、製造法においては加温を行わ
ず、常温下でディシルバータイプの攪拌機により混合操
作して比較例1組成物を調製した。
外し、他は同じに設定し、製造法においては加温を行わ
ず、常温下でディシルバータイプの攪拌機により混合操
作して比較例1組成物を調製した。
比較例2
配合は実施例1と全く同じに設定し、製造法においては
、全く加温を行わず、常温下でディシルバータイプの攪
拌機により混合操作して比較例2組成物を調製した。
、全く加温を行わず、常温下でディシルバータイプの攪
拌機により混合操作して比較例2組成物を調製した。
比較例3
配合は実施例1と全く同じに設定し、製造法においては
加温温度を40′Cに保ちながら16時間混合攪拌した
後、常温まで冷却し、その後は実施例1と同様に操作し
て比較例3組成物を調製した。
加温温度を40′Cに保ちながら16時間混合攪拌した
後、常温まで冷却し、その後は実施例1と同様に操作し
て比較例3組成物を調製した。
比較例4
配合は実施例1のもののうち、水酸化カリウムのみを除
外し、他は同じに設定し、製造法は実施例1と同様にし
て比較例4組成物を調製した。
外し、他は同じに設定し、製造法は実施例1と同様にし
て比較例4組成物を調製した。
実施例2
配合は実施例1のうち、水酸化カリウムを水酸化ナトリ
ウムに置き換え、製造法は実施例1と同様にして実施例
2組成物を調製した。
ウムに置き換え、製造法は実施例1と同様にして実施例
2組成物を調製した。
実施例3
配合は実施例1のうち、炭化珪素※1を別の炭化珪素※
2に置き換え、製造法においズは、加温温度を68℃、
混合時間を5時間に設定し、それ以外の条件は実施例1
と同様にして実施例3組成物を調製した。
2に置き換え、製造法においズは、加温温度を68℃、
混合時間を5時間に設定し、それ以外の条件は実施例1
と同様にして実施例3組成物を調製した。
※2炭化珪素の分析値(%)
炭化珪素(Sj−C) 98.0遊離
灰素(C) 0.5遊離二酸化珪素
(Sj−Oz) 0.6遊離ア/レミニウム
・珪素(Al−5i) 0.2鉄分合計
0.2その他 0
.5以」−1実施例1.2. B及び比較例1.2.3
.4の配合比及び製造法における加温温度、加温時間を
まとめて表にすると次の通シである。(表1)
灰素(C) 0.5遊離二酸化珪素
(Sj−Oz) 0.6遊離ア/レミニウム
・珪素(Al−5i) 0.2鉄分合計
0.2その他 0
.5以」−1実施例1.2. B及び比較例1.2.3
.4の配合比及び製造法における加温温度、加温時間を
まとめて表にすると次の通シである。(表1)
図は酸化防止性試験を行うガヌ炉内の温度変化を示す曲
線である。
線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 ケイ酸アルカリと炭化珪素とを主成分とする被覆
組成物において、炭化珪素中のアルカリ土類金属と反応
するアルカリ物質を添加したことを特徴とする高熱酸化
防止被覆組成物。 2 添加するアルカリ物質の足を炭化珪素中のアルカリ
土類金属に対応する当量に規定したことを特徴とする特
許請求の範囲l記載の高熱酸化防」」二被覆組成物。 3、 ケイ酸アルカリと炭化珪素f: コニ−。成分に
し、これにアルカリ物質を添加して混合操作するに当り
、50〜80℃温度で加熱することを特徴とする特許請
求の範囲l記載の高熱酸化防止被覆組成物。 4、 ケイ酸アルカリとアルカリ物質とをあらかじめ先
に混合し、混合反応による発熱を保持するために加熱し
つつ炭化珪素を混合することを特徴とする特許請求の範
囲l記載の高熱酸化防止被覆組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5112383A JPS59174587A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 高熱酸化防止被覆組成物およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5112383A JPS59174587A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 高熱酸化防止被覆組成物およびその製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59174587A true JPS59174587A (ja) | 1984-10-03 |
JPS6356193B2 JPS6356193B2 (ja) | 1988-11-07 |
Family
ID=12878023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5112383A Granted JPS59174587A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 高熱酸化防止被覆組成物およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59174587A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0432326A1 (en) * | 1989-12-11 | 1991-06-19 | Kiyohiko Shioya | Method of producing polycrystal system compound ceramics |
EP1834937A2 (en) | 2006-03-17 | 2007-09-19 | Honeywell International Inc. | Bi-or tri-layer anti-oxidation system for carbon composite brakes |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP5112383A patent/JPS59174587A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0432326A1 (en) * | 1989-12-11 | 1991-06-19 | Kiyohiko Shioya | Method of producing polycrystal system compound ceramics |
EP1834937A2 (en) | 2006-03-17 | 2007-09-19 | Honeywell International Inc. | Bi-or tri-layer anti-oxidation system for carbon composite brakes |
EP1834937A3 (en) * | 2006-03-17 | 2008-07-16 | Honeywell International Inc. | Bi-or tri-layer anti-oxidation system for carbon composite brakes |
US7501181B2 (en) | 2006-03-17 | 2009-03-10 | Honeywell International Inc. | Bi-or tri-layer anti-oxidation system for carbon composite brakes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6356193B2 (ja) | 1988-11-07 |
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