無機バインダーを利用した先進セラミックス製造プロセス技術の開発

利用无机粘结剂开发先进陶瓷制造工艺技术

• 批准号: 19656178
• 负责人: 高橋 実
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19656178/
• 关键词: セラミックス; 成形; 環境; メカノケミカル; 表面; 粉体; 固化; 廃棄物; 無焼成セラミックス; メカニカルミリング; プロセス制御

19年度で明らかになった、安易にAlを溶出する珪酸アルミ化合物をメカノケミカル粉砕により粒子表面状態を活性状態し固化するメカニズムを未利用資源へ展開した。無焼成セラミックスを作製するにあたり、本年度は主に原料としてペーパースラッジ灰を中心に検討をおこなった。まず、固化メカニズムに影響を与える溶出挙動についえて検討した。その結果、Si^<4+>,Al^<3+>,Ca^<2+>の金属イオンが主に溶出し、これら金属イオンが固化に寄与することが分かった。これら、金属イオンの溶出は、メカニカル処理を行うことで顕著になったが、20min以上のメカニカル粉砕は、金属イオン濃度にほとんど影響しなかった。粒度分布測定において、平均粒径の増加が認められたことから、長時間のメカニカル処理は、逆に粒子の再凝集をともない反応面積の低下をまねいていることが推察された。20min程度メカニカル処理を行ったペーパースラッジ灰は、KOH溶液の添加、均一混合により、数分で急速に粘度の上昇が見られた。このことから、これまで用いられてきたSi源としての珪酸塩を用いることなく、安価なアルカリ溶液を添加することのみで、固化成形できることが明らかとなった。また、これら無焼成セラミックスの強度は20〜90MPa程度の強度が発現可能であることがわかった。このことは、廃棄物原料からも実用に耐えうる無焼成セラミックスを作製できることを意味している。以上の様に、19年度で新たに見出したメカノケミカルを用いた表面活性化による粉体の易反応化による無機物質の固化法(無焼成セラミック作製法)を基礎として、ペーパースラッジ灰をはじめとする廃棄物や鉱山残渣などの未利用資源に対し同メカニズムで固化可能かどうかを検討し、19年度で行った基礎研究の確かさを確認した。また、これらの原料にたいし強度上昇に関する検討を材料プロセス学的に加え、強度的に実用的なレベルにまで強度向上させることに成功した。

19th annual で Ming ら か に な っ た, ezsafe に Al を dissolution す る stating acid ア ル ミ compound を メ カ ノ ケ ミ カ ル powder 砕 に よ り particle surface state を active し curing す る メ カ ニ ズ ム を unused resources へ launched し た. No 焼 セ ラ ミ ッ ク ス を cropping す る に あ た り, this year's は に raw material と し て ペ ー パ ー ス ラ ッ ジ ash を center に beg を 検 お こ な っ た. Youdaoplaceholder0 and curing メカニズムに affect を and える dissolution 挙 and に えて検 えて検 えて検 えて検 えて検 えて検 えて検 た た. そ の results, Si ^ 4 + > <, Al ^ < 3 + >, Ca ^ 2 + > < の metal イ オ ン が に stripping し, Lord こ れ ら metal イ オ ン が curing に send す る こ と が points か っ た. こ れ ら, metal イ オ ン の stripping は, メ カ ニ カ ル 処 bedding line を う こ と で 顕 the に な っ た が, more than 20 min の メ カ ニ カ ル powder 砕 は, metal イ オ ン concentration に ほ と ん ど influence し な か っ た. Particle size distribution measurement に お い て, average particle size の raised が recognize め ら れ た こ と か ら, long の メ カ ニ カ ル 処 は, inverse の に particles to agglutinate を と も な い anti 応 area of low の を ま ね い て い る こ と が push examine さ れ た. Degree of 20 min メ カ ニ カ ル 処 Richard を line っ た ペ ー パ ー ス ラ ッ ジ の add grey は, KOH solution and uniform mixing に よ り で に の viscosity rise sharply, several points が see ら れ た. こ の こ と か ら, こ れ ま で with い ら れ て き た Si source と し て の stating acid salt を with い る こ と な く, Ann 価 な ア ル カ リ solution を add す る こ と の み で, curing forming で き る こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, こ れ ら no 焼 セ ラ ミ ッ ク ス の は 20 ~ 90 mpa degree の strength が 発 may now で あ る こ と が わ か っ た. こ の こ と は, 廃 discard materials か ら も be resistance with に え う る no 焼 セ ラ ミ ッ ク ス を cropping で き る こ と を mean し て い る. の above others in に, 19 year で new た に shows し た メ カ ノ ケ ミ カ ル を with い た surface activation に よ る powder の easy against 応 change に よ る inorganic substance の curing method (no 焼 into セ ラ ミ ッ ク method) based と を し て, ペ ー パ ー ス ラ ッ ジ ash を は じ め と す る 廃 outcast や 鉱 mountain residue な ど の unused resources に し polices with メ カ ニ ズ ム で curing Be able to <s:1> う を検 を検 discuss <s:1>, conduct った basic research in で in 2019 <s:1> confirm た さを confirm た た. ま た, こ れ ら の materials に た い し strength rise に masato す る beg を 検 material プ ロ セ ス learn に plus に え, strength be used な レ ベ ル に ま で strength up さ せ る こ と に successful し た.

项目成果

セラミックスの固化方法

如何凝固陶瓷

• 发表时间: 2008

Fabrication of non-firing ceramic utilizing paper sludge ash treated by planetary ball-milling

利用行星球磨处理造纸污泥灰制备免烧陶瓷

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of International Symposium on EcoTopia Science 2007
• 作者: Tomohiro Yamakawa;Masayoshi Fuji and Minoru Takahashi
• 通讯作者: Masayoshi Fuji and Minoru Takahashi

Fabricat ion of Non-firing ceramic from paper sludge ash pre-treated by planetary ball-milling

行星球磨预处理造纸污泥灰制备不烧陶瓷

• 发表时间: 2008
• 作者: Apiluck Eiad-ua;Tomohiro Yamakawa;Hideo Watanabe;Masayoshi Fuji;Koji Orito;Minoru Takahshi
• 通讯作者: Minoru Takahshi

ペーパースラッジ灰を利用した無焼成セラミックスの作製

利用造纸污泥灰生产未烧陶瓷

• 发表时间: 2007
• 作者: 山川 智弘;藤 正督;高橋 実
• 通讯作者: 高橋 実

Mechanochemically-assisted chemical solidification of SiO_2/Al_2O_3

SiO_2/Al_2O_3的机械化学辅助化学凝固

• 发表时间: 2008
• 作者: Apiluck Eiad-ua;Takashi Shirai;Hideo Watanabe;Masayoshi Fuji;Koji Orito;Minoru Takahashi
• 通讯作者: Minoru Takahashi