メカノケミカル効果を利用した複合酸化物セラミックスの合成

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今年度は、フォルステライトセラミックスの合成を試み、粉砕工程でのメカノケミカル効果に着目しながら、粉砕雰囲気の影響や原料種の違いの影響について検討した。1.フォルステライト生成に及ぼす粉砕雰囲気の影響タルクー塩基性炭酸マグネシウムを出発原料として、転動ボールミルにより乾式と湿式(水中)混合粉砕を行い、粉砕雰囲気(乾式、湿式粉砕)の影響を検討した。(1)原料混合物は長時間(約192h)乾式粉砕すると無定形化するが、長時間湿式粉砕では結晶質のままである。(2)乾式粉砕では、組成の均一性に優れた凝集(凝着)粒子が形成しやすく、さらに、原料粉が無定形化しているため、熱処理工程での個相反応が促進され、フォルステライトの生成は湿式粉砕より有利であった。2.フォルステライトの生成に及ぼす原料粉と粉砕条件の影響タルク-塩基性炭素マグネシウム系、およびタルク-酸化マグネシウム系にて、遊星型ボールミルにより乾式混合粉砕を行い、原料粉の違いと粉砕条件の影響について検討した。(1)タルク-塩基性炭素マグネシウム系は、120min粉砕でほぼ無定形化し、結晶構造が破壊されたため、タルク-酸化マグネシウム系(無定形化しにくい)よりも、フォルステライトが低温度で生成された。(2)タルク-酸化マグネシウム系においては、原料粉(主に酸化マグネシウム)の粒子径やかさ比重の影響よりも、無定形化の度合いがフォルステライト生成に大きく関与し、出発原料の結晶性が低く、さらに粉砕処理により構造破壊を進行(無定形化を増大)させるとフォルステライトが低温度で生成された。