日本で唯一の耐火物に関する公的研究機関、耐火物・高温セラミックスの研究を中心、 産学官連携共同研究、依頼分析、施設・機器開放、技術交流、人材育成、情報提供

運営:一般財団法人岡山セラミックス技術振興財団
〒705-0021 岡山県備前市西片上1406-18

研究テーマ

耐火物やセラミックスに関する研究開発及び委託開発を行います。

耐火物などの高温材料に関する研究開発を行っています。主テーマとして新規原料、組織制御技術、複合材料特性、高温反応解析、新規評価技術などの研究開発を推進するとともに、企業や公的機関等からの委託研究にも取り組んでいます。

研究テーマ【2020年度】

自主研究

1 カーボンヒーター炉を用いた超高速加熱技術の耐火物への応用

前年度、超高速加熱炉について、カーボンヒーターの設計、ヒーター・試料温度計測方法、観察方法などを調査検討し、装置の基本コンセプトを確定した。 
 今年度は、装置を試作し、各種耐火物の加熱実験を行い、耐火物中へのクラック発生の有無、熱伝導率などを測定するとともに、接触角測定に継がる基盤技術を確立していく。

2 一軸拘束下における熱応力挙動の調査およびれんが構造体としての応力解析技術の確立

一軸拘束下における熱応力挙動より得られる知見の意味、重要性を明ら かにし、測定の有用性および認知度を高める。併せて、企業から提供いただいた各試料の熱膨張特性、鉱物構成などの測定も実施し、了解を得たうえでデータベースを公開していく。
 さらには、測定データと数値解析ソフトを用いた検証を行い、れんが構造体の応力解析に対応可能な数値解析技術の確立をめざす。

3 各種還元性雰囲気ガス下での耐食性評価技術
 COガス炉を用いて、粘土質れんがを使用した実験において、顕著なカーボン沈積現象が再現され、正確にCOガスと耐火物の耐食性を評価できる可能性を見いだせた。また、沈積するのは、X線回折ではグラファイト構造を有するカーボンナノファイバーが絡まった粒子形状であることを確認した。
 今年度は、引き続きCOガスと耐食性を評価できる技術の確立をめざし、耐カーボンデポジット機能を有する新たな国産の粘土質耐火物の創出に結びつけていく。
4 断熱れんがの強度に関する検討
 断熱れんがはその特徴として、気孔を多数内包しており、一般的には低強度材料である。JIS規格による曲げ強度測定では、供試サイズのままで行うこととされており、強度特性について、統計学的に充分な検討がなされているとは言い難い。
 そこで、市販されている断熱れんがについて、耐火物に係るJIS規格に規定されていない4点曲げも含めたデータを各種形状にて収集し、強度特性の定量的な評価手法を確立することにより断熱れんがの髙強度化をめざす。
5 非酸化物セラミックス粉体の各種雰囲気での反応挙動(岡山理科大学と共同研究)
 耐火物への添加物として、B4CやAlの反応生成物であるAl4C3などが、炭素含有耐火物の酸化防止剤として幅広く応用されている。そこで、当所で開発したAl4SiC4やAl3BC3なども含めて市販されている各種非酸化物系セラミックス粉体の粒度分布、X線回折や透過型電子顕微鏡による構造解析を実施すると同時に、各種雰囲気による示差熱・熱重量解析を行い、非酸化物粉体の酸化特性などを測定し、データベースとして公開する。

受託研究

1 Al2O3・SiO2系耐火物に存在する鉄化合物の高温下の挙動
助成金研究/耐火物技術協会
 COガス雰囲気下での耐火物の課題はカーボンデポジットである。耐火物原料中の不純物として存在するFe2O3や、これら耐火物原料を粉砕する際に使用されているメディアから磨耗により生成したFeを含有することで、これらのFe源が触媒作用を起こし600℃以上でCOガスを還元し、カーボンとなり耐火物にデポジットし、耐火物を崩壊させていくことが課題とされる。本研究では、より正確にCOガスと耐火物の耐食性を評価できる技術を確立していき、試験方法のJIS成案化、輸入耐火物にはない耐カーボンデポジット性を有する新たな国産のAl2O3-SiO2系耐火物の創出に結びつけていく。
2
高機能耐火材料の研究開発
                         特別電源所在県科学技術振興事業/文部科学省

事前に鉄の形態・組成を明らかにしているAl2O3-SiO2系の4種のれんがについて、パーマれんが使用温度域(400℃~1200℃)で温度・時間を変えた条件において熱処理(大気、CO)を行い、鉄化合物の形態と組成をSEM-EDSで、鉱物相を微小部X線回折装置で評価する。これにより、パーマれんが中の鉄化合物のより詳細な存在形態や、使用温度域における鉄化合物の存在形態の変化などを解明し、耐火物製品の高機能化を進める。

3 高温特性に係る新評価技術の確立
                         特別電源所在県科学技術振興事業/文部科学省
 超高速加熱技術やCOガス雰囲気炉での実験結果を基に、新たな耐火物の耐食性評価技術の検討を行っていく。
  ・銑・鋼・滓と耐火物の接触角測定技術
  ・還元性ガスによる耐食性評価技術
4 企業からの受託研究
 激しさを増す国際競争に即応できる技術開発が企業から求められる中、このニーズに直接応える受託研究は、重要な研究活動と位置付けている。近年、受託研究業務を積極的に実施しており、より一層の内容充実と高度化を図って顧客満足度を高め、産業振興に深く貢献していく。

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