JPH01155264A - 構造用セラミックスの耐酸性試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は酸腐食雰囲気中で、機械的衝撃を受けるセラ
ミックス部材の耐食性を評価する試験方法に関するもの
である。更に詳しく述べれば、例えば鉄鋼業で横型連続
式の酸洗槽用スキッドキャップ（実開昭６１−１０３４
６８号公報）や酸洗ダムロール（実開昭５３−１３３８
１５号公報）として使用するセラミックスを選定する際
に、構造用セラミックスの耐酸性を評価する試験方法で
ある。

（従来の技術） 従来の耐酸性試験方法を第１表に示す。

第１表耐酸性試験方法 上記、従来の試験方法によれば、試料形状が粉末であり
、その組成の化学的耐食性の判断ができるものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、特にラアインセラミックスを応力腐食雰囲気
下で構造部材として使用する際必要となる荷重や衝撃力
等外力による微細クラックの発生と、それを起点とした
応力腐食の進行が起こるが、上記従来の試験方法では、
この種の試験に何ら供しえないものである。

そこで本発明は、構造用セラミックスの応力腐食を評価
し得る耐酸性試験方法を提供するもので°ある。

（問題点を解決するための手段） この発明の試験方法は、構造部材として使用するセラミ
ック焼結体にヴイッカース等の圧痕を入れてクランク先
端に残留引張応力を残してから耐酸性試験を行なうもの
であり、この方法によれば腐食成分のクランク先端への
拡散により、サブクリティカルクラックグロースが起こ
りセラミックスの耐酸性評価が短時間で可能比なるもの
である。

以下、本発明について詳述する。

先づ最初にセラミックス試験片（例えば２５×２５Ｘ’
５ｍｍ）の表面粗度を測定（Ｒｚ・・・１０点平均粗さ
）することが望ましい。これは試験後表面粗度を測定す
ることにより、試験前後の表面粗度の差から試料表面の
侵食状況の評価が可能となるためである。

更に、試料の表面（−面）をヴイッカース硬度が測定で
きる様に研磨（例えば＃１２００）することが望ましい
。

これは、試験前後のヴイッカース硬度の測定により試験
前後の硬度差から試料の変質層生成の有無の判定が可能
となるためである。

次に試料表面にヴイッカース（例えば１０ｋｇ荷重）で
圧痕とクラックを導入するものである。この際併せて硬
度を測定する。

この際の荷重については、１ｋｇではクラックの観察が
困難であり、又２０ｋｇでは試料の破壊が著しいので１
０ｋｇ前後が好適である。

引き続き、試料の圧痕とクラックを顕微鏡で写真撮映す
る。

次いで試料を乾燥（例えば１２０”ＣＸ１２時間）後、
表面積及び重量測定を行なうことが望ましい。

その後試料は、例えば第１図に示した装置で耐酸性試験
のための酸腐食を行なうものである。

第１図に示した装置について説明すれば、１はオイルバ
スで、その中にはオイル２が入っている。

このオイルバス１は温度調節器３及びヒーター３′が付
いていて、オイル２の温度がコントロールできる様にな
っている。４はオイルバス内に設置したテフロン製容器
で、この中には例えばＨＣＩ溶液５が入っており、この
中でモーター６により回転させられるテフロン製試料置
台７上に上記調整した試料８を所要数載せる。

この試料８の腐食液５中での回転（１５ｒｐｍ程度）に
より、試料表面と腐食液の境界層が薄くなり、一定温度
のもとて腐食の促進が効果的に行なえるものである。尚
、図中９は温度計を示している。

試験片は一定時間毎（例えば２４時間）に取り出し、超
音波洗浄器等により洗浄後、乾燥（例えば１２０°ＣＸ
１２時間）し、外観の観察、重量測定、並びにヴイッヵ
ース圧痕周辺の顕微鏡観察に引き続き表面粗度測定（Ｒ
２）及びヴイッヵース硬度の測定を行って試験を完了す
る。

次に評価の内容を説明する。

■　ヴイッカース圧痕部の顕微鏡観察にょる圧痕周辺の
腐食形態により組織破壊のパターンを分類し、第２表の
如く耐食性を評価する。

第　　２　　表 組織破壊パターン その他必要により総合的な耐酸性評価として次の試験を
実施する。

■　重量変化・・・試験前後の単位表面積当りの重量減
少測定。

Ｍｌ：試験前の試料重量（ｇ） Ｍ２：試験後の試料重量（ｇ） Ａ　：試料の表面積（ｃｌｌｌ） ■　試験前後の表面粗度（Ｒｚ：１０点平均粗さμｍ）
を測定し、その差から下記評価基準で、試料表面の侵食
状況を評価する。

□試料表面の侵食状況評価基準□ Ｒ，、−Ｒ２，５２，０８ｍ・・・・・・・・・・・・
・・・粗度変化特になし２、０μ鋼＜Ｒ２□−Ｒ２１≦
５．０・・・・・・肌荒れ５．０μＩｎ＜Ｒ２！　　Ｒ
ｘ１・・・・・・・・・・・・・・肌荒れ大但し　Ｒｊ
ｌｇ・・・・・・・・・試験後試料のＲ２（μｍ）Ｒ２
１・・・・・・・・・試験前試料のＲ２（μｍ）■　試
験前後のヴイッカース硬度を測定し、その差を求める。

差がでた場合、その試料は酸により侵食を受けて組織が
劣化し、変質層ができたことと見做すことができ、変質
層生成の有無がわかる。

（実施例） 代表的試験例として酸洗ライン操業条件を考慮して、ｌ
ｌＣｌ！１５％ｌＣｌ中、９０°Ｃで３００時間浸漬し
て、本試験と共にその他の試験゛を行ない総合的な耐酸
性評価を行った。結果を第３表に示す。

（発明の効果） このように本発明の評価試験方法で、各種腐食雰囲気下
での構造用セラミックスの耐酸性評価が精度良くできる
ようになり材質開発のスピードアップが図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本試験に用いる装置の説明図、第２図〜第４
図は、試験後のヴイッカース圧痕部の顕微鏡観察による
圧痕周辺の腐食形態を示す説明図である。 １ニオイルバス、２ニオイル、３：温度調節器、３′：
ヒーター、４：テフロン製容器、５：Ｈ（Ｊ溶液、６；
モーター、７：テフロン製試料置台、８：試料、９：温
度計。 ２、オイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 製造用セラミックスの耐酸性を試験するに際して、セラ
   ミックスに圧痕を導入しておき、その試料を調査対象と
   なる腐食溶液中に浸漬し、圧痕の広がり及びサブクリテ
   ィカルクラックグロースによる破壊の状況からセラミッ
   クスの耐酸性を評価することを特徴とする構造用セラミ
   ックスの耐酸性試験方法。