SiC(炭化ケイ素)のインゴットです。ケイ石やコークス等を原料に人工的に生成されます。
SiCの結晶が生成された方向などが見て判ります。
耐火物の原料や研磨材等はこの様なSiCインゴットを粉砕・整粒して作られます。
SiC(炭化ケイ素)のインゴットです。ケイ石やコークス等を原料に人工的に生成されます。
SiCの結晶が生成された方向などが見て判ります。
耐火物の原料や研磨材等はこの様なSiCインゴットを粉砕・整粒して作られます。
前回の記事で、SiC(炭化ケイ素)棚板が酸化焼成されると表面にSiO2(シリカ)が生成されテカテカする場合があると書きましたが、さらに酸化劣化すると下の写真の様にSiO2(シリカ)が白っぽく粉状になったりします。
こうなるとSiC棚板の下にある製品の上にSiO2(シリカ)の粉が落ち、製品不良を起こしたりします。
表面がテカテカした状態まででしたらシリカの粉が下に落ちる事はないのですが、表面が白っぽく・粉っぽくなったSiC耐火物はシリカの粉が下に落ちますし、そのような状態ですとSiCはかなり酸化劣化しており、SiC耐火物の強度自体も落ちている可能性が高いので、使用されない方が良いかもしれません。
SiC(炭化ケイ素)棚板の使用条件で一番影響を受けるのは、焼成温度と言うよりもどちらかと言えば焼成雰囲気の影響を強く受けます。
下の写真は約1,200℃の強い酸化焼成雰囲気で使用されたSiC棚板ですが、裏面にSiO2(シリカ)が生成されテカテカ光っているのが判るかとかと思います。
こういった焼成条件で使われると、SiC棚板自体にも曲がりが発生しやすかったりします。
逆に1,300℃の還元雰囲気焼成の場合はここまで裏面にシリカが生成される事はなく、比較して曲がりも起きにくかったりします。
SiCは1,100℃後半~1,200℃弱の温度で酸化の影響を一番受けやすいといわれ、1,300℃以上の高温焼成よりも、低温の酸化焼成の方がSiC棚板にとっては過酷な条件となります。
下の写真はアルミナ・ムライト質セラミックスの3点曲げ強度試験の様子です。
写真の様に試験サンプルの下2点を支持し、その支点間の中心1点に荷重を徐々に加えてゆき、試験サンプルが破壊した時の負荷が曲げ強さの数値となります。ちなみに各支点にはせん断作用による破壊を防ぐ為に緩衝材をはさみます。
ある程度の強度を予想し、それに基づいてかけてゆく負荷スピードを調整します。
ちなみにアルミナ・ムライト質のセラミックスはアルミナ%が多いほど(常温での)機械的強度が強いというわけではなく、ある程度の結合剤(SiO2等)があった方が常温での強度はあるようですし、素材の粒径や焼結度合(緻密さ)等にもよって強度は大きく変わってきます。
コーディライト製品を新品の再結晶SiC棚板で焼成したところ、SiC棚板表面にピンクや緑の色が出ました。
これはコーディライト中の酸化マグネシウム(MgO)・アルミナ(Al2O3)からスピネル(MgAl2O4)が生成され、新品の再結晶SiC棚板中のフリーカーボン(C)がスピネル中に固溶する(スピネル中の酸素OがカーボンCに入れ替わる)事でピンクっぽい色になった様です。
またフリーカーボンのスピネルへの固溶の度合いにより緑色等いろいろな色にもなりうる様です。
新品再結晶SiC棚板は初回空焼き(製品を載せずに焼成)するか、何回か焼成で使用し棚板上にフリーカーボンがなくなってからコーディライト製品を焼成すればこの様な色は出ないでしょう。
ベンチュリーバーナー用バーナーヘッドの紹介です。
写真のサイズは左から
2インチ 外径約81.2mm, 高さ約89.2mm, ねじ穴径約57.3mm
1-1/2インチ 外径約68.1mm, 高さ約68.6mm, ねじ穴径約46.9mm
1-1/4インチ 外径約60.2mm, 高さ約62.1mm, ねじ穴径約40.2mm
1インチ 外径約52.0mm, 高さ約50.9mm, ねじ穴径約31.3mm
6分 外径約40.0mm, 高さ約40.1mm, ねじ穴径約24.5mm
*サイズ呼称はバーナーヘッド先端穴の(大きい方の)径サイズで、内側中心のガス穴の(小さい方の)径サイズではありません
ベンチュリーバーナーは比較的単純な構造でメンテナンスもしやすい為、よくガス窯に使用されております。バーナーヘッドはヒートショックに対して強くする為、ポーラス質(気孔率のある)ムライトで作られております。*緻密質の気孔率の無い材質ですと、ヒートショックに対して割れやすくなります。
バーナーヘッドが破損した場合でもご自身で簡単に交換可能ですので、サイズご確認の上お問い合わせください。
SiC保護管の紹介です。
写真の物は反応焼結SiC(Si-SiC)製の保護管です。
サイズは外径30mm( 内径18mm)x 長さ約900mm で片側封じの形状です。
反応焼結SiCはほぼ緻密体ですので、SiC耐火物の中でも強度が強く、熱伝導率も良く、ガスの侵入も防げますので、中にアルミナ保護管を入れて使用する二重管タイプの熱電対の外筒管等に使用されます。
但し、1350℃以上の使用環境ですと含浸させたSi(金属シリコン)が溶け出てしまいますので1350℃未満での使用に限定されます。
下の写真は他社製のSiCキャップです。
SiCキャップはストラクチャーパイプの上にはめ込み、上からの荷重を支える窯道具ですが、その荷重の影響か(強いはずである)SiCキャップにひびが入ってしまっています。
上の濃いグレー色の物が弊社SiC横渡しビームで、その下が他社のSiCキャップです。
キャップは全体的に白っぽく薄いグレー色になっている事から、SiCが酸化され劣化していることが見て取れます。新品時の元々の強度の違いもあるかもしれませんが、SiCが酸化され劣化する事により機械的強度も確実に落ちますので、やはり耐酸化性能はSiC耐火物にとって最も重要な性能の一つです。
ハイスピードガスバーナー用のSiCコンバスターの紹介です。
写真の物は再結晶SiC (Re-SiC)製です:全長208mm。
再結晶SiC (Re-SiC)は最高使用温度が1,600℃と高温条件下でも使用可能です。
反応焼結SiC (Si-SiC)製コンバスターは緻密質で酸化消耗も非常に少なく良いのですが、使用温度が1,350℃を超えると含浸させた金属シリコンが溶け出してきてしまいますので、その場合はこの再結晶SiC製コンバスターが必要になります。
バーナー部は熱電対で測定している炉内の雰囲気温度よりも高温になりますので材質選定には注意が必要です。
ニッケル基超合金精密鋳造専用のジルコニアるつぼの紹介です。
航空機エンジン・ガスタービン用ニッケル基超合金の精密鋳造にはこの金属との反応性の点から、マグネシア安定化(MgOスタビライザーの)ジルコニアるつぼの使用が不可欠です。
これら精密鋳造でネックになるのが、るつぼに付着した前ショットの残留金属や、るつぼ母材自体のコンタミ(異物混入)であり、溶融金属のるつぼへの浸透や溶融金属によるるつぼのエロージョン(腐食)が原因です。
当社販売のジルコニアるつぼは(プレス成形品と違い)鋳込み成形品であるが故に、るつぼ表面が非常に滑らかできめ細かく、溶融金属との濡れ性が悪いおかげで溶融金属のるつぼへの付着や、るつぼのエロージョン(腐食)が起こり難く、即ち最も嫌われるコンタミの発生を抑えられます。
あるケースでは海外製某Z社のプレス成形品ジルコニアるつぼよりも約2倍ショット数が伸びたという例もございます。