炭素の黒鉛化プロセスの合理化による省エネルギー技術

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(1) コークスとピッチ成形体の炭化一黒鉛化プロセスにおける熱変形を測定するための3000℃に至る高温熱変形率測定装置の試作とその実験:初期熱処理温度400℃の試作炭素材の2800℃に至る高温における熱変形率εの温度依存性の実験を行ない、通常炭化焼成温度とされる800℃付近においては熱膨張係数が負から正に大きく変化するものであることを明らかにした。(2) 超音波法による高温弾性係数測定装置の試作とその実験:超音波伝播時間の測定から1400℃に至る炭素材の熱処理プロセスにおける弾性係数Eの測定を行ない、Eが大なる領域で熱応力破壊を生じ易いことからより高い焼成温度を採用することの有利性を指摘した。(3) 高温熱衝撃試験装置の試作とその実験:熱応力破壊は機械的性質に加えて熱的性質と破壊力学的性質か関与し、熱衝撃抵抗Δ(=Tt K/Eα,σtは引張強度、Kは熱伝導率、Eは縦弾性係数、αは熱膨張係数)と熱衝撃破壊靭性∇(=Kic K/Eα,KicはモードIの破壊靭性)の温度依存性の究明が重要である。本試作装置はこれらΔ,∇を2300℃に至る高温で定量的に測定しうる本研究代表者の発明による装置である。本研究においては2種類の炭素材について750℃の焼成品から出発して2200℃に至る黒鉛化プロセスにおけるΔと∇の温度依存性を究明し、温度制御シーケンスに合理化が達成できる見込みであることを明らかにした。