JPS6252192A - 高耐食性セラミツクス - Google Patents
高耐食性セラミツクスInfo
- Publication number
- JPS6252192A JPS6252192A JP18978485A JP18978485A JPS6252192A JP S6252192 A JPS6252192 A JP S6252192A JP 18978485 A JP18978485 A JP 18978485A JP 18978485 A JP18978485 A JP 18978485A JP S6252192 A JPS6252192 A JP S6252192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramics
- oxide
- present
- corrosion resistance
- oxide film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はボイラ燃焼室回わ９の耐食性部品（ディフュー
ザーコーン）やガスタービンの辞典等の耐食性を要求さ
れる部品一般に適用されるセラミックスに関する。
ザーコーン）やガスタービンの辞典等の耐食性を要求さ
れる部品一般に適用されるセラミックスに関する。
従来の非酸化物糸セラミックスは高温条件下で表面にシ
リカ（５ｉＯｚ）から成る酸化膜が生成する。この酸化
膜とナトリウム等の腐食成分が反応し、水ガラス（Ｎａ
２Ｏ・ｓｈｏ、 ） が生成し、スラグ反応のような
形態に工っで腐食が進み、十分な耐食性を示さない。
リカ（５ｉＯｚ）から成る酸化膜が生成する。この酸化
膜とナトリウム等の腐食成分が反応し、水ガラス（Ｎａ
２Ｏ・ｓｈｏ、 ） が生成し、スラグ反応のような
形態に工っで腐食が進み、十分な耐食性を示さない。
上記の工すに、従来の非酸化物系セラミックスは、シリ
カ（ＳｉＣ２）から取る酸化膜がカリウム等のアルカリ
金属と反応し易く、耐食性が劣る欠点があった。
カ（ＳｉＣ２）から取る酸化膜がカリウム等のアルカリ
金属と反応し易く、耐食性が劣る欠点があった。
本発明は、斯る欠点を排除した高耐食性セラミックスを
提案するものである。
提案するものである。
本発明は、珪素含有非酸物系セラミックスの表面に、ア
ルミノシリケート又はジルコ７”ｋ主成分とする酸化物
膜を形成してなる高耐食性セラミックスに関する。
ルミノシリケート又はジルコ７”ｋ主成分とする酸化物
膜を形成してなる高耐食性セラミックスに関する。
すなわち本発明は、前記した従来の非酸化物系セラミッ
クスの表面に高温条件下で生成するシリカ（８１０２）
ＮｔＳ 工り耐食性に優れ次アルミノシリケート（Ａ
ｔ２０．−８ｉ０２系）又はジルコン（ｚｒｏ！−８ｉ
ｎ２系）を主成分とする酸化物膜の層に変更するもので
ある。この酸化物膜の形成法としては、非酸化物系セラ
ミックスの焼成の段階からアルミナ（ＡｔｚＯｓ ）
やジルコニア（Ｚｒ○、）粉末を多量に添加することが
考えられる。しかし該法によれば、高温強度面で不都合
な結果となる。そこで本発明では非酸化物糸セラミック
スの表面の酸化物膜の与の組成を変更する手段が必要と
なる。
クスの表面に高温条件下で生成するシリカ（８１０２）
ＮｔＳ 工り耐食性に優れ次アルミノシリケート（Ａ
ｔ２０．−８ｉ０２系）又はジルコン（ｚｒｏ！−８ｉ
ｎ２系）を主成分とする酸化物膜の層に変更するもので
ある。この酸化物膜の形成法としては、非酸化物系セラ
ミックスの焼成の段階からアルミナ（ＡｔｚＯｓ ）
やジルコニア（Ｚｒ○、）粉末を多量に添加することが
考えられる。しかし該法によれば、高温強度面で不都合
な結果となる。そこで本発明では非酸化物糸セラミック
スの表面の酸化物膜の与の組成を変更する手段が必要と
なる。
この手段として、本発明では珪素含有非酸化物系セラミ
ックス、好ましくは、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４ ）、炭化
珪素（ｆ９１０ ）を焼成後、第１因に示す工うに、る
つぼ３内に該焼結体１金入れ、１わり全アルミナ（Ａｔ
！ｏｓ ） 粉末又はジルコニア（Ｚｒ０２）やジＡ
／ ｓ ン（ｚｒｏ２−５１ｏ２ン粉末２で被い、大気
中、１０００℃以上の＠度で熱処理する方法が適してい
る。
ックス、好ましくは、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４ ）、炭化
珪素（ｆ９１０ ）を焼成後、第１因に示す工うに、る
つぼ３内に該焼結体１金入れ、１わり全アルミナ（Ａｔ
！ｏｓ ） 粉末又はジルコニア（Ｚｒ０２）やジＡ
／ ｓ ン（ｚｒｏ２−５１ｏ２ン粉末２で被い、大気
中、１０００℃以上の＠度で熱処理する方法が適してい
る。
このときの熱処理温度は、高温でろれば耐食性の向上は
認められるが、耐食性に優れｆｃ、表面膜の生成が増す
ため、全体としての強度低下が起こる。従って、上限は
８４３ Ｎ、の場合１２００℃位、ＢｉＯの場合１ｓｏ
ｏｃ位が好ましい。
認められるが、耐食性に優れｆｃ、表面膜の生成が増す
ため、全体としての強度低下が起こる。従って、上限は
８４３ Ｎ、の場合１２００℃位、ＢｉＯの場合１ｓｏ
ｏｃ位が好ましい。
筐た熱処理時間については、２時間から１０時間程度が
好適である。時間が短かいと表面膜の生成が不十分で耐
食性の向上が認められず、時間が長がいと表面膜の生＃
：量が増して、強度低下が生じるためである。
好適である。時間が短かいと表面膜の生成が不十分で耐
食性の向上が認められず、時間が長がいと表面膜の生＃
：量が増して、強度低下が生じるためである。
更に本発明において、ジルコンを主成分とする酸化物膜
を形成する場合、土述のようにジルコニア（ＺｒＯ２）
やジルコン（ｚｒｏ、−５ｉｏ、 ）の粉末を用いる。
を形成する場合、土述のようにジルコニア（ＺｒＯ２）
やジルコン（ｚｒｏ、−５ｉｏ、 ）の粉末を用いる。
ジルコン全周いると酸化物膜形成反応が進み易い点と、
コストの安い点で、ジルコニアを用いるより有利である
。！！た、ジルコニアを用いる場合は、ジルコニアｄ１
１００℃程度で相変態を起こし、この際に体積変化が起
こり、破壊に至ることがある次め、この相変態を防ぐ目
的でイツトリア（Ｙ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）
、カルシア（ＯａＯ） ｆ添加する。イツトリアの場合
、添加量ｆ ３ｍｏ１％ 位にすると部系セラミックス
の表面をシリカ（Ｂｉ、Ｏｚ）’を主成分とする酸化物
膜が被うような形態で高温下で使用されることとなる。
コストの安い点で、ジルコニアを用いるより有利である
。！！た、ジルコニアを用いる場合は、ジルコニアｄ１
１００℃程度で相変態を起こし、この際に体積変化が起
こり、破壊に至ることがある次め、この相変態を防ぐ目
的でイツトリア（Ｙ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）
、カルシア（ＯａＯ） ｆ添加する。イツトリアの場合
、添加量ｆ ３ｍｏ１％ 位にすると部系セラミックス
の表面をシリカ（Ｂｉ、Ｏｚ）’を主成分とする酸化物
膜が被うような形態で高温下で使用されることとなる。
一方、本発明セラミックスは、第２図に示すように、非
酸化物系セラミックス焼結体１の表面を、アルミノシリ
ケー） （Ａｚ２０３−８ｉｎ、系）、ムライト（５Ａ
ｔ２０３ ・２ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌｔｏｓ）、
その他組成の明確でないＡｔ、０３− Ｓ１０． 系
化合物、Ｘｔｒ！’）ｋコン（ＺｒＣ２−ＪＯ，）等ノ
ＺｒＯ２−５ｉ０２系化合物の酸化物膜４が被うような
形態となる。
酸化物系セラミックス焼結体１の表面を、アルミノシリ
ケー） （Ａｚ２０３−８ｉｎ、系）、ムライト（５Ａ
ｔ２０３ ・２ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌｔｏｓ）、
その他組成の明確でないＡｔ、０３− Ｓ１０． 系
化合物、Ｘｔｒ！’）ｋコン（ＺｒＣ２−ＪＯ，）等ノ
ＺｒＯ２−５ｉ０２系化合物の酸化物膜４が被うような
形態となる。
このアルミノシリケート（Ａｚ、ｏ３−８ｉｎ、系Ｊ又
ハシルコン（ＺｒＯ２−ＳｉＯ２系浅は、アルカリに対
する耐食性に優れているため、通常の非酸化物系セラミ
ックスより耐食性が向上する。
ハシルコン（ＺｒＯ２−ＳｉＯ２系浅は、アルカリに対
する耐食性に優れているため、通常の非酸化物系セラミ
ックスより耐食性が向上する。
実施例１
通常の常圧焼成法で得られた非酸化物焼結体、窒化珪素
（Ｓｉ３Ｎ４ ）、炭化硅素（ｓｉｃ ）を用いた。
（Ｓｉ３Ｎ４ ）、炭化硅素（ｓｉｃ ）を用いた。
これらの密度は窒化珪素で３． Ｉ Ｓ ｆ ７ｃｍ３
、炭化珪素で五〇 ５ ｆ７．３であった。
、炭化珪素で五〇 ５ ｆ７．３であった。
これらをそれぞれ第１図に示すアルミナ裂のるつは６に
入れ、まわりを純度９９，５％、平均粒径ＣＬ６μｍの
アルミナ粉末で被い、１２００℃、大気中、５時間の熱
処理全行つ友。
入れ、まわりを純度９９，５％、平均粒径ＣＬ６μｍの
アルミナ粉末で被い、１２００℃、大気中、５時間の熱
処理全行つ友。
また、８００℃、１０００℃と熱処理温度を変えて上記
と同様にして熱処理全行った。上記のようにして得られ
たセラミックス全ボイラの腐食雰囲気を想定しｆｃ Ｎ
ａ２ｓｏ４とＶ、Ｏ５の重量比２０：８０の合成灰を用
い、８００℃で腐食試験全行つ九。この結果ｔ−第１表
に示す。
と同様にして熱処理全行った。上記のようにして得られ
たセラミックス全ボイラの腐食雰囲気を想定しｆｃ Ｎ
ａ２ｓｏ４とＶ、Ｏ５の重量比２０：８０の合成灰を用
い、８００℃で腐食試験全行つ九。この結果ｔ−第１表
に示す。
第 １ 表
第１表で明らかなように、本発明セラミックスによれば
耐食性が飛躍的に向上することが判る。
耐食性が飛躍的に向上することが判る。
また第１表から明らかなように、熱処理温度については
、８００℃ではアルミナとシリカの反応が十分に進まな
いｋめ、効果が認められないが、１０００℃を越えた＠
度で熱処理することで効果が現われてくる。従って、本
発明セラミックスに係るＡｚ２ｏ３−８１０２ 系の
酸化物膜を形成するに際しては、１０００℃以上とする
ことが好ましいことが明らかである。
、８００℃ではアルミナとシリカの反応が十分に進まな
いｋめ、効果が認められないが、１０００℃を越えた＠
度で熱処理することで効果が現われてくる。従って、本
発明セラミックスに係るＡｚ２ｏ３−８１０２ 系の
酸化物膜を形成するに際しては、１０００℃以上とする
ことが好ましいことが明らかである。
更に、第１表の１０００℃、１２００℃の熱処理温度で
得られた本発明セラミックスの表面をＸ線回折法で同定
した結果、いずれの場合もムライト（５Ａｔ２０３・２
８１０２）及びアルミナ（祐０３）が認められ、これら
の化合物により耐食性が向上し次ものと考えられる。な
お、第１表の８００℃の熱処理温度で得られたものの表
面のＸ線回折法による同定結果は、アルミナ（Ａｊ、Ｏ
，） の生成しか認められず、このために耐食性が不
十分であったものと考えられる。
得られた本発明セラミックスの表面をＸ線回折法で同定
した結果、いずれの場合もムライト（５Ａｔ２０３・２
８１０２）及びアルミナ（祐０３）が認められ、これら
の化合物により耐食性が向上し次ものと考えられる。な
お、第１表の８００℃の熱処理温度で得られたものの表
面のＸ線回折法による同定結果は、アルミナ（Ａｊ、Ｏ
，） の生成しか認められず、このために耐食性が不
十分であったものと考えられる。
実施例２
通常の常圧焼成法で得られた非酸化物焼成体、窒化珪素
（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いた。
（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いた。
これらの密度は窒化珪素で五１５１７ｃｍ３、炭化珪素
で３０５９７ｃｍ”であった。
で３０５９７ｃｍ”であった。
これらをそれぞれ第１図に示するつぼに入れ、まわりを
イツトリア（Ｙ２Ｏ３） ５ ｍｏｂ俤 全添加した部
分安定化ジルコニア粉本、又は純度９９．５チのジルコ
ン粉末で被い、１２００℃、大気中、５時間の熱処理を
行った。
イツトリア（Ｙ２Ｏ３） ５ ｍｏｂ俤 全添加した部
分安定化ジルコニア粉本、又は純度９９．５チのジルコ
ン粉末で被い、１２００℃、大気中、５時間の熱処理を
行った。
また、８００℃、１０００℃と熱処理＠度全変えて上記
ど同様にして熱処理を行った。
ど同様にして熱処理を行った。
上記のようにして得られたセラミックス全ボイラの腐食
雰囲気を想定したＮａ２ Ｓ Ｏ４とＹ２Ｏ５の重量比
２０：８０の合成入金用い、８００℃で腐食試験を行つ
九。この結果全第２表に示す。
雰囲気を想定したＮａ２ Ｓ Ｏ４とＹ２Ｏ５の重量比
２０：８０の合成入金用い、８００℃で腐食試験を行つ
九。この結果全第２表に示す。
第 ２ 表
簀印は比較例
第２表で明らかなように、本発明セラミックスによれば
耐食性は飛錆的に向上することが判る。
耐食性は飛錆的に向上することが判る。
また、粉末の攬類の影響は認められない。
熱処理温度については、８００℃では、８１０ 。
Ｓｉ３Ｎ４の酸化が不十分でシリカの発生が少なく、表
面層にジルコンが生成せず効果が認められないが、１０
００℃金越えた温度では、Ｂｊ−ＣやＥｌ １３Ｎ４が
酸化してシリカを生成し、これとジルコンあるいはジル
コニアとの反応によｒ）表面層がジルコン（ＺｒＯ２・
Ｓｉｎ、 ）となるため効果が現われたと考えられる。
面層にジルコンが生成せず効果が認められないが、１０
００℃金越えた温度では、Ｂｊ−ＣやＥｌ １３Ｎ４が
酸化してシリカを生成し、これとジルコンあるいはジル
コニアとの反応によｒ）表面層がジルコン（ＺｒＯ２・
Ｓｉｎ、 ）となるため効果が現われたと考えられる。
因みに、第２表の１０００℃、１２００℃の熱処理＠度
で得られた本発明セラミックスの表面ｌＸ線回折法で同
定した結果、いずれの場合もジルコン（ＺｒＯ，・５１
ｏ２） カ認められた。
で得られた本発明セラミックスの表面ｌＸ線回折法で同
定した結果、いずれの場合もジルコン（ＺｒＯ，・５１
ｏ２） カ認められた。
本発明の表面にアルミノシリケート（ＡｔａＯｓ・５ｈ
ｏｌ系ン又はジルコン（ｚｒｏ、・５１０２系）を主取
分とする酸化物膜を生成した珪素＠有非酸化物系セラミ
ックスは、耐食性が従来のものの４倍以上に向上するば
かりでなく、該非酸化物系セラミックス焼結体自体の組
成は変わらないため高温強度等の物性面の低下はない。
ｏｌ系ン又はジルコン（ｚｒｏ、・５１０２系）を主取
分とする酸化物膜を生成した珪素＠有非酸化物系セラミ
ックスは、耐食性が従来のものの４倍以上に向上するば
かりでなく、該非酸化物系セラミックス焼結体自体の組
成は変わらないため高温強度等の物性面の低下はない。
第１図は本発明セラミックスを得るための熱処理方法の
一実施例を示す説明図、第２図は本発明セラミックスの
構成を示す説明図である。
一実施例を示す説明図、第２図は本発明セラミックスの
構成を示す説明図である。
Claims (1)
- 珪素含有非酸物系セラミックスの表面に、アルミノシリ
ケート又はジルコンを主成分とする酸化物膜を形成して
なる高耐食性セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18978485A JPS6252192A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 高耐食性セラミツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18978485A JPS6252192A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 高耐食性セラミツクス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252192A true JPS6252192A (ja) | 1987-03-06 |
Family
ID=16247144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18978485A Pending JPS6252192A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 高耐食性セラミツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6252192A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63288983A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-25 | Hitachi Metals Ltd | 耐食性セラミックス及びその製造方法 |
| JPH0265769U (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-17 | ||
| JPH0265770U (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-17 | ||
| JPH04182373A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-06-29 | Toshiba Corp | 炭化ケイ素セラミックスの製造方法 |
| EP0814068A3 (en) * | 1996-06-19 | 1998-06-03 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Ceramics having a low heat conductivity |
| WO2001017928A1 (en) * | 1999-09-09 | 2001-03-15 | Kennametal Inc. | Process for heat treating ceramics and articles of manufacture made thereby |
| JP2002543030A (ja) * | 1999-04-26 | 2002-12-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ジルコンコーティングを有するセラミック |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP18978485A patent/JPS6252192A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63288983A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-25 | Hitachi Metals Ltd | 耐食性セラミックス及びその製造方法 |
| JPH0265769U (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-17 | ||
| JPH0265770U (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-17 | ||
| JPH0429165Y2 (ja) * | 1988-11-07 | 1992-07-15 | ||
| JPH04182373A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-06-29 | Toshiba Corp | 炭化ケイ素セラミックスの製造方法 |
| EP0814068A3 (en) * | 1996-06-19 | 1998-06-03 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Ceramics having a low heat conductivity |
| JP2002543030A (ja) * | 1999-04-26 | 2002-12-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ジルコンコーティングを有するセラミック |
| WO2001017928A1 (en) * | 1999-09-09 | 2001-03-15 | Kennametal Inc. | Process for heat treating ceramics and articles of manufacture made thereby |
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