JPH0526752B2 - - Google Patents
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- JPH0526752B2 JPH0526752B2 JP14048286A JP14048286A JPH0526752B2 JP H0526752 B2 JPH0526752 B2 JP H0526752B2 JP 14048286 A JP14048286 A JP 14048286A JP 14048286 A JP14048286 A JP 14048286A JP H0526752 B2 JPH0526752 B2 JP H0526752B2
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Description
＜産業上の利用分野＞
本発明は、冶金用、機械用、電気用、化学用、
あるいは原子炉用などの用途分野に有効であり、
特に、金属精製ルツボ、カーボン治具、珪素鋼板
熱処理用ロールなどの高強度、高硬度に加え、耐
酸化性が要求される黒鉛材料およびその製造方法
に関する。 ＜従来技術とその問題点＞ 現在、黒鉛材料はその独特な性質によつて、機
械用、電気用として広く利用されている。しか
し、従来の黒鉛材料は、酸化性雰囲気中において
500℃前後から酸化消耗するため、高音で使用す
る際には、中性又は還元性雰囲気であることが必
要となり、その使用範囲が大幅に制限されてい
た。 従つて、これまで高温における炭素材料の耐酸
化性を向上させる目的で、りん酸塩および／また
はりん酸水溶液、および微粒シリカゾルやアルミ
ナゾルを含浸させる方法がとられていた。この方
法は、かさ比重が1.85未満で、気孔径が比較的大
きな炭素材料に対しては有効である。この場合に
は、上記含浸剤が該炭素材料の気孔に十分に充填
されるので、耐酸化効果が得られるからである。
しかし、かさ比重が1.85以上の高密度炭素材料で
は、前記方法で高圧含浸を行なつても表面からせ
いぜい２〜３mmの深さまでしか含浸剤が浸透しな
い。このため、上記高密度炭素材料において、使
用中に生じる機械的な摩耗等により深さ方向に２
〜３mm破損すると、実質的に耐酸化剤が充填され
ていない領域が露出して、酸化消耗が激しく起こ
り、炭素製品の寿命が著しく短くなる。これは含
浸時に微粒シリカが、りん酸酸性領域下において
凝集し、炭素材料の気孔内でブリツジングを起こ
して集まるためである。この現象は特に、かさ比
重1.85以上の緻密な炭素材料では顕著である。 すでに、耐酸化含浸剤として、微粒シリカゾ
ル、りん酸塩および／またはりん酸が有効である
ことは、多くの文献や特許、たとえば特開昭60−
92427号において開示されている。しかし、従来、
素材として優れた特性（曲げ強度500Kg／cm2以上、
シヨアー硬度80以上）を持つかさ比重1.85以上の
高密度高強度黒鉛材料に、均一でしかも十分な深
さまで上記含浸剤を充填させることは困難であつ
た。 このため、たとえば耐摩耗性を必要とする熱処
理用ロールとして用いる場合、黒鉛材の持つ潤滑
性、緻密であるためにピツクアツプ発生の原因と
なる数μｍの気孔がないこと、およびシヨアー硬
度が高いなどの利点があるのにもかかわらず、耐
酸化性に問題があるため、高密度炭素材の使用は
困難であつた。 ＜発明の目的＞ 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解
決し、耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料お
よびその製造方法を提供することにある。 ＜発明の構成＞ 本発明者らは、高密度黒鉛材料に耐酸化含浸剤
として、シリカゾルとりん酸塩および／またはり
ん酸とを同時に含浸させる場合には、該耐酸化含
浸剤は該黒鉛材料に２〜３mmの深さまでしか浸透
しないが、粒径４〜10nｍの超微粒シリカゾルを
単独で含浸させれば、かさ比重1.85以上の高密度
黒鉛材料でも十分量を含浸できること、およびこ
の微粒シリカ充填黒鉛材料には、りん酸塩およ
び／またはりん酸水溶液を容易に含浸させうるこ
とを見い出し本発明に至つた。 本発明は、かさ比重1.85以上、曲げ強度500
Kg／cm2以上およびシヨアー硬さ80以上の黒鉛材料
に、１次粒径４〜10nｍの微粒シリカとりん酸塩
および／またはりん酸とを含浸させてなることを
特徴とする耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材
料を提供するものである。 また、本発明は、かさ比重1.85以上、曲げ強度
500Kg／cm2以上およびシヨアー硬さ80以上の黒鉛
材料に、１次粒径４〜10nｍの微粒シリカゾルを
含浸させ、乾燥した後、りん酸塩および／または
りん酸の水溶液を含浸乾燥することを特徴とする
耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料の製造方
法を提供するものである。 以下に本発明をさらに詳細に説明する。 本発明において用いられる黒鉛材料は、かさ比
重1.85以上、曲げ強度500Kg／cm2以上、シヨアー
硬さ80以上の高密度黒鉛材料であればよいが、よ
り好ましくはメソフエーズ小球体を原料として得
られる黒鉛材料が望ましい。この理由は、メソフ
エーズ小球体はその形状が球形であり、高い化学
反応性を有しているため、該粒子相互の結合を強
め、極めて優れた等方性高密度高強度黒鉛材料を
与えるからである。 かさ比重1.85未満、曲げ強度500Kg／cm2未満ま
たはシヨアー硬さ80未満の黒鉛材料でも、微粒シ
リカおよびりん酸塩および／またはりん酸（以下
「りん酸塩類」と呼ぶ）などの耐酸化含浸剤を同
時に含浸させる一段含浸法によつて容易に含浸さ
せることができる。しかし、黒鉛材料の上記特性
範囲以上のものでは、内部まで耐酸化含浸剤を含
浸せしめることはできない。 耐酸化含浸剤として本発明に用いられる微粒シ
リカは、１次粒径４〜10nｍのものが好ましい。
この理由は、粒径が4nｍ未満のシリカはその製
造が困難であり、また、10nｍ超では、若干凝集
している２次粒子径が大きくなり、高密度黒鉛材
料の小さな気孔には充填されにくく、含浸性が劣
るため好ましくないからである。なお、１次粒径
とは、単位粒子の径を意味し、２次粒径とは１次
粒子が会合している状態での粒径を意味する。 耐酸化含浸剤として本発明に用いられるりん酸
塩類は、りん酸、りん酸マグネシウム、りん酸ア
ルミニウム、りん酸カルシウム、りん酸亜鉛など
が代表的にあげられる。 以下に本発明の耐酸化性を有する高密度黒鉛材
料の製造方法について説明する。 本発明法は、高密度高強度黒鉛材料に超微粒シ
リカを含浸する第一段と、シリカ含浸黒鉛材料に
りん酸塩類を含浸する第二段から成る二段含浸法
である。 本発明法の第一段において、減圧脱気処理され
たかさ比重1.85以上、曲げ強度500Kg／cm2以上お
よびシヨアー硬さ80以上の高密度高強度黒鉛材料
に１次粒径４〜10nｍの超微粒シリカを３〜30重
量％に調整されたシリカゾルを注入するのが好ま
しい。この理由は、３重量％未満の濃度のシリカ
ゾルでは、黒鉛材料の気孔を充分に充填できない
ためであり、30重量％超の濃度のリシカゾルで
は、微粒シリカが凝集しやすく、凝集している２
次粒子の粒径が大きくなり、含浸性が劣るため好
ましくないからである。上記シリカゾルの上記黒
鉛材料への含浸は、常法に従つて行われる。たと
えば、上記黒鉛材料に上記シリカゾルを注入後、
脱気し、次に加圧して、上記微粒シリカゾルの十
分量、均一に含浸させ、その後乾燥する。 本発明法の第二段において、シリカ充填黒鉛材
料にりん酸塩類を常法に従つて含浸し、乾燥し
て、耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料を製
造する。たとえば、上記シリカ充填黒鉛材料を減
圧脱気後、該黒鉛材料にりん酸塩類の水溶液を注
入し、減圧脱気後、加圧含浸し、乾燥する。この
後、必要ならばH2を主成分とする雰囲気中、使
用温度で熱処理して、過剰のりんを揮発させるこ
ともできる。 本発明の二段含浸法を採用する理由は、シリカ
ゾルとりん酸塩類を同時に含浸する一段含浸法で
は、表面から２〜３mmの深さまでしか浸透しない
高密度高強度黒鉛材料であつても、１次粒径が４
〜10nｍの超微粒シリカゾルを単独で含浸させれ
ば、該黒鉛材料の小さな気孔にも該微粒シリカが
十分に充填されるので、該黒鉛材料に均一でしか
も十分な深さまで該シリカを含浸させることがで
きるからである。また、超微粒シリカ含浸後、乾
燥させると該シリカ充填黒鉛材料には、液体が浸
透できる程度の気孔がなお存在しているので、り
ん酸塩類水溶液を容易に含浸できるからである。 また一方、本発明に用いられるかさ比重1.85以
上の高密度高強度黒鉛材料に、シリカゾルとりん
酸塩類を同時に含浸させる場合、シリカゾルは酸
性において準安定領域であつて、短期間であれば
安定して分散しているけれども、若干会合してい
るため、たとえ粒径４〜10nｍの超微粒シリカゾ
ルであつても、見かけ上の粒子径すなわち、２次
粒径が大きくなり、含浸が困難となるからであ
る。 以上の方法により得られた耐酸化性を有する高
密度高強度黒鉛材料は、深部まで一様に優れだ耐
酸化性を有するとともに、曲げ強度500Kg／cm2以
上、シヨアー硬度80以上と機械的に優れた特性を
持つので、産業上の多様な分野、特に高温、酸化
性雰囲気下で使用される珪素鋼板熱処理用ロール
に最適である。 また、本発明の二段含浸法は、従来の一段含浸
法に比べて耐酸化剤を均一かつ十分な深さに含浸
させた耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料を
製造できる。 ＜実施例＞ 次に本発明を実施例および比較例について具体
的に説明する。 高密度高強度黒鉛材料としてはメソフエーズ小
球体を原料として製造された、かさ比重1.88、曲
げ強度930Kg／cm2、シヨアー硬さ84、平均気孔径
0.14μｍのものを用い、試験片として該黒鉛材料
から20×20×20mmの立方体試験片を切り出して使
用した。 また、シリガゾルは、１次粒子径が4nｍ以上
の6nｍ以下のもの、および10nｍ超20nｍ以下の
シリカの７重量％濃度溶液を用いた。 また、りん酸塩類水溶液は、りん酸およびりん
酸マグネシウム水溶液を用いた。 りん酸塩類の含浸、乾燥後、各試料をH2雰囲
気中で1100℃で５時間保持し、過剰のりんを揮発
させた。これは、後の酸化試験において酸化によ
る重量減少との混同を防ぐために必要な処理であ
る。 以上により、シリカ粒子、りん酸およびりん酸
マグネシウムを気孔に充填した耐酸化性を有する
高密度高強度黒鉛材料片を得た。 以下に、実施例および比較例の条件を示す。 実施例 １ 上記未含浸立方体試験片を減圧容器内で２〜３
mmHg2時間保持した後、１次粒径４〜6nｍ、濃度
７％のシリカゾルを注入し、さらに１時間脱気し
た。次に、この試験片を圧力容器中で５Kg／cm2、
２時間保持した後、空気中で150℃、５時間乾燥
した。こうして得たシリカ含浸試験片を再び２〜
３mmHg、２時間脱気後、該試験片にりん酸およ
びりん酸マグネシウムをそのモル比が２：１にな
るように調整した濃度20重量％の水溶液を注入
し、さらに１時間脱気した後、圧力容器内で５
Kg／cm2、２時間保持し、その後、該試験片を取り
出し、空気中で300℃、５時間乾燥した。その後、
上記方法により過剰なりんを揮発させて、二段含
浸処理による黒鉛材料片を得た。 比較例 １ 上記未含浸立方体試験片に、実施例と同じ粒子
径（４〜6nｍ）のシリカゲル、りん酸およびり
ん酸マグネシウムをそのモル比が３：２：４に調
整した濃度20％の水溶液を実施例と同様の条件
で、同時に含浸した後、前記方法により過剰のり
んを揮発させて、従来の一段含浸法による黒鉛材
料片を得た。 比較例 ２ 上記未含浸立方体試験片に１次粒径が10nｍ超
20nｍ以下のシリカゾルを濃度７％に調節し、実
施例と同条件で含浸乾燥後、実施例と同様の処理
を行ない、粒子径の大きなシリカを用いた二段含
浸処理による黒鉛材料片を得た。 比較例 ３ 上記未含浸立方体試験片に何の加工もせず、そ
のまま使用した。 以上の各黒鉛材料片の耐酸化性を次の方法で調
べた。即ち、実施例、比較例共に、内部の酸化性
と表面の酸化性を調べるため、各々20×20×20mm
そのままの試料(A)と、それを半分に切断した試料
（10×20×20mm）(B)を作成し、鉄触媒下での水蒸
気に対する耐酸化性を調べた。即ち、試薬電解鉄
粉0.05ｇを試料Ａについては１つの面に、試料Ｂ
については切断面に載せ、これを1100℃、露点50
℃のH2雰囲気下で１時間酸化させ、重量減少量
を測定した。これは、珪素鋼板熱処理用ロールと
しての適性試験である。 第１表に実施例および比較例の酸化試験結果を
示す。 第１表の示すごとく、超微粒シリカゾルを用い
ても、従来法による一段含浸を行なつた場合（比
較例１）、及び二段含浸法を用いてもシリカ粒子
径が大きい場合（比較例２）は、共に表面部分(A)
に比較して内部(B)の耐酸化性が極端に劣つている
が、本発明による超微粒シリカゾルを用いた二段
含浸処理を行なつた黒鉛材料は、内部においても
表面と同等の耐酸化性を有していることが認めら
れる。また、含浸処理後の機械強度は、処理前の
それと同程度であつた。即ち、上記のごとく、優
れた耐酸化性を有する高強度高密度黒鉛材が本発
明により得られたことになり、この材料は、特に
珪素鋼板熱処理用ロールとして最適である。
あるいは原子炉用などの用途分野に有効であり、
特に、金属精製ルツボ、カーボン治具、珪素鋼板
熱処理用ロールなどの高強度、高硬度に加え、耐
酸化性が要求される黒鉛材料およびその製造方法
に関する。 ＜従来技術とその問題点＞ 現在、黒鉛材料はその独特な性質によつて、機
械用、電気用として広く利用されている。しか
し、従来の黒鉛材料は、酸化性雰囲気中において
500℃前後から酸化消耗するため、高音で使用す
る際には、中性又は還元性雰囲気であることが必
要となり、その使用範囲が大幅に制限されてい
た。 従つて、これまで高温における炭素材料の耐酸
化性を向上させる目的で、りん酸塩および／また
はりん酸水溶液、および微粒シリカゾルやアルミ
ナゾルを含浸させる方法がとられていた。この方
法は、かさ比重が1.85未満で、気孔径が比較的大
きな炭素材料に対しては有効である。この場合に
は、上記含浸剤が該炭素材料の気孔に十分に充填
されるので、耐酸化効果が得られるからである。
しかし、かさ比重が1.85以上の高密度炭素材料で
は、前記方法で高圧含浸を行なつても表面からせ
いぜい２〜３mmの深さまでしか含浸剤が浸透しな
い。このため、上記高密度炭素材料において、使
用中に生じる機械的な摩耗等により深さ方向に２
〜３mm破損すると、実質的に耐酸化剤が充填され
ていない領域が露出して、酸化消耗が激しく起こ
り、炭素製品の寿命が著しく短くなる。これは含
浸時に微粒シリカが、りん酸酸性領域下において
凝集し、炭素材料の気孔内でブリツジングを起こ
して集まるためである。この現象は特に、かさ比
重1.85以上の緻密な炭素材料では顕著である。 すでに、耐酸化含浸剤として、微粒シリカゾ
ル、りん酸塩および／またはりん酸が有効である
ことは、多くの文献や特許、たとえば特開昭60−
92427号において開示されている。しかし、従来、
素材として優れた特性（曲げ強度500Kg／cm2以上、
シヨアー硬度80以上）を持つかさ比重1.85以上の
高密度高強度黒鉛材料に、均一でしかも十分な深
さまで上記含浸剤を充填させることは困難であつ
た。 このため、たとえば耐摩耗性を必要とする熱処
理用ロールとして用いる場合、黒鉛材の持つ潤滑
性、緻密であるためにピツクアツプ発生の原因と
なる数μｍの気孔がないこと、およびシヨアー硬
度が高いなどの利点があるのにもかかわらず、耐
酸化性に問題があるため、高密度炭素材の使用は
困難であつた。 ＜発明の目的＞ 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解
決し、耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料お
よびその製造方法を提供することにある。 ＜発明の構成＞ 本発明者らは、高密度黒鉛材料に耐酸化含浸剤
として、シリカゾルとりん酸塩および／またはり
ん酸とを同時に含浸させる場合には、該耐酸化含
浸剤は該黒鉛材料に２〜３mmの深さまでしか浸透
しないが、粒径４〜10nｍの超微粒シリカゾルを
単独で含浸させれば、かさ比重1.85以上の高密度
黒鉛材料でも十分量を含浸できること、およびこ
の微粒シリカ充填黒鉛材料には、りん酸塩およ
び／またはりん酸水溶液を容易に含浸させうるこ
とを見い出し本発明に至つた。 本発明は、かさ比重1.85以上、曲げ強度500
Kg／cm2以上およびシヨアー硬さ80以上の黒鉛材料
に、１次粒径４〜10nｍの微粒シリカとりん酸塩
および／またはりん酸とを含浸させてなることを
特徴とする耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材
料を提供するものである。 また、本発明は、かさ比重1.85以上、曲げ強度
500Kg／cm2以上およびシヨアー硬さ80以上の黒鉛
材料に、１次粒径４〜10nｍの微粒シリカゾルを
含浸させ、乾燥した後、りん酸塩および／または
りん酸の水溶液を含浸乾燥することを特徴とする
耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料の製造方
法を提供するものである。 以下に本発明をさらに詳細に説明する。 本発明において用いられる黒鉛材料は、かさ比
重1.85以上、曲げ強度500Kg／cm2以上、シヨアー
硬さ80以上の高密度黒鉛材料であればよいが、よ
り好ましくはメソフエーズ小球体を原料として得
られる黒鉛材料が望ましい。この理由は、メソフ
エーズ小球体はその形状が球形であり、高い化学
反応性を有しているため、該粒子相互の結合を強
め、極めて優れた等方性高密度高強度黒鉛材料を
与えるからである。 かさ比重1.85未満、曲げ強度500Kg／cm2未満ま
たはシヨアー硬さ80未満の黒鉛材料でも、微粒シ
リカおよびりん酸塩および／またはりん酸（以下
「りん酸塩類」と呼ぶ）などの耐酸化含浸剤を同
時に含浸させる一段含浸法によつて容易に含浸さ
せることができる。しかし、黒鉛材料の上記特性
範囲以上のものでは、内部まで耐酸化含浸剤を含
浸せしめることはできない。 耐酸化含浸剤として本発明に用いられる微粒シ
リカは、１次粒径４〜10nｍのものが好ましい。
この理由は、粒径が4nｍ未満のシリカはその製
造が困難であり、また、10nｍ超では、若干凝集
している２次粒子径が大きくなり、高密度黒鉛材
料の小さな気孔には充填されにくく、含浸性が劣
るため好ましくないからである。なお、１次粒径
とは、単位粒子の径を意味し、２次粒径とは１次
粒子が会合している状態での粒径を意味する。 耐酸化含浸剤として本発明に用いられるりん酸
塩類は、りん酸、りん酸マグネシウム、りん酸ア
ルミニウム、りん酸カルシウム、りん酸亜鉛など
が代表的にあげられる。 以下に本発明の耐酸化性を有する高密度黒鉛材
料の製造方法について説明する。 本発明法は、高密度高強度黒鉛材料に超微粒シ
リカを含浸する第一段と、シリカ含浸黒鉛材料に
りん酸塩類を含浸する第二段から成る二段含浸法
である。 本発明法の第一段において、減圧脱気処理され
たかさ比重1.85以上、曲げ強度500Kg／cm2以上お
よびシヨアー硬さ80以上の高密度高強度黒鉛材料
に１次粒径４〜10nｍの超微粒シリカを３〜30重
量％に調整されたシリカゾルを注入するのが好ま
しい。この理由は、３重量％未満の濃度のシリカ
ゾルでは、黒鉛材料の気孔を充分に充填できない
ためであり、30重量％超の濃度のリシカゾルで
は、微粒シリカが凝集しやすく、凝集している２
次粒子の粒径が大きくなり、含浸性が劣るため好
ましくないからである。上記シリカゾルの上記黒
鉛材料への含浸は、常法に従つて行われる。たと
えば、上記黒鉛材料に上記シリカゾルを注入後、
脱気し、次に加圧して、上記微粒シリカゾルの十
分量、均一に含浸させ、その後乾燥する。 本発明法の第二段において、シリカ充填黒鉛材
料にりん酸塩類を常法に従つて含浸し、乾燥し
て、耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料を製
造する。たとえば、上記シリカ充填黒鉛材料を減
圧脱気後、該黒鉛材料にりん酸塩類の水溶液を注
入し、減圧脱気後、加圧含浸し、乾燥する。この
後、必要ならばH2を主成分とする雰囲気中、使
用温度で熱処理して、過剰のりんを揮発させるこ
ともできる。 本発明の二段含浸法を採用する理由は、シリカ
ゾルとりん酸塩類を同時に含浸する一段含浸法で
は、表面から２〜３mmの深さまでしか浸透しない
高密度高強度黒鉛材料であつても、１次粒径が４
〜10nｍの超微粒シリカゾルを単独で含浸させれ
ば、該黒鉛材料の小さな気孔にも該微粒シリカが
十分に充填されるので、該黒鉛材料に均一でしか
も十分な深さまで該シリカを含浸させることがで
きるからである。また、超微粒シリカ含浸後、乾
燥させると該シリカ充填黒鉛材料には、液体が浸
透できる程度の気孔がなお存在しているので、り
ん酸塩類水溶液を容易に含浸できるからである。 また一方、本発明に用いられるかさ比重1.85以
上の高密度高強度黒鉛材料に、シリカゾルとりん
酸塩類を同時に含浸させる場合、シリカゾルは酸
性において準安定領域であつて、短期間であれば
安定して分散しているけれども、若干会合してい
るため、たとえ粒径４〜10nｍの超微粒シリカゾ
ルであつても、見かけ上の粒子径すなわち、２次
粒径が大きくなり、含浸が困難となるからであ
る。 以上の方法により得られた耐酸化性を有する高
密度高強度黒鉛材料は、深部まで一様に優れだ耐
酸化性を有するとともに、曲げ強度500Kg／cm2以
上、シヨアー硬度80以上と機械的に優れた特性を
持つので、産業上の多様な分野、特に高温、酸化
性雰囲気下で使用される珪素鋼板熱処理用ロール
に最適である。 また、本発明の二段含浸法は、従来の一段含浸
法に比べて耐酸化剤を均一かつ十分な深さに含浸
させた耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料を
製造できる。 ＜実施例＞ 次に本発明を実施例および比較例について具体
的に説明する。 高密度高強度黒鉛材料としてはメソフエーズ小
球体を原料として製造された、かさ比重1.88、曲
げ強度930Kg／cm2、シヨアー硬さ84、平均気孔径
0.14μｍのものを用い、試験片として該黒鉛材料
から20×20×20mmの立方体試験片を切り出して使
用した。 また、シリガゾルは、１次粒子径が4nｍ以上
の6nｍ以下のもの、および10nｍ超20nｍ以下の
シリカの７重量％濃度溶液を用いた。 また、りん酸塩類水溶液は、りん酸およびりん
酸マグネシウム水溶液を用いた。 りん酸塩類の含浸、乾燥後、各試料をH2雰囲
気中で1100℃で５時間保持し、過剰のりんを揮発
させた。これは、後の酸化試験において酸化によ
る重量減少との混同を防ぐために必要な処理であ
る。 以上により、シリカ粒子、りん酸およびりん酸
マグネシウムを気孔に充填した耐酸化性を有する
高密度高強度黒鉛材料片を得た。 以下に、実施例および比較例の条件を示す。 実施例 １ 上記未含浸立方体試験片を減圧容器内で２〜３
mmHg2時間保持した後、１次粒径４〜6nｍ、濃度
７％のシリカゾルを注入し、さらに１時間脱気し
た。次に、この試験片を圧力容器中で５Kg／cm2、
２時間保持した後、空気中で150℃、５時間乾燥
した。こうして得たシリカ含浸試験片を再び２〜
３mmHg、２時間脱気後、該試験片にりん酸およ
びりん酸マグネシウムをそのモル比が２：１にな
るように調整した濃度20重量％の水溶液を注入
し、さらに１時間脱気した後、圧力容器内で５
Kg／cm2、２時間保持し、その後、該試験片を取り
出し、空気中で300℃、５時間乾燥した。その後、
上記方法により過剰なりんを揮発させて、二段含
浸処理による黒鉛材料片を得た。 比較例 １ 上記未含浸立方体試験片に、実施例と同じ粒子
径（４〜6nｍ）のシリカゲル、りん酸およびり
ん酸マグネシウムをそのモル比が３：２：４に調
整した濃度20％の水溶液を実施例と同様の条件
で、同時に含浸した後、前記方法により過剰のり
んを揮発させて、従来の一段含浸法による黒鉛材
料片を得た。 比較例 ２ 上記未含浸立方体試験片に１次粒径が10nｍ超
20nｍ以下のシリカゾルを濃度７％に調節し、実
施例と同条件で含浸乾燥後、実施例と同様の処理
を行ない、粒子径の大きなシリカを用いた二段含
浸処理による黒鉛材料片を得た。 比較例 ３ 上記未含浸立方体試験片に何の加工もせず、そ
のまま使用した。 以上の各黒鉛材料片の耐酸化性を次の方法で調
べた。即ち、実施例、比較例共に、内部の酸化性
と表面の酸化性を調べるため、各々20×20×20mm
そのままの試料(A)と、それを半分に切断した試料
（10×20×20mm）(B)を作成し、鉄触媒下での水蒸
気に対する耐酸化性を調べた。即ち、試薬電解鉄
粉0.05ｇを試料Ａについては１つの面に、試料Ｂ
については切断面に載せ、これを1100℃、露点50
℃のH2雰囲気下で１時間酸化させ、重量減少量
を測定した。これは、珪素鋼板熱処理用ロールと
しての適性試験である。 第１表に実施例および比較例の酸化試験結果を
示す。 第１表の示すごとく、超微粒シリカゾルを用い
ても、従来法による一段含浸を行なつた場合（比
較例１）、及び二段含浸法を用いてもシリカ粒子
径が大きい場合（比較例２）は、共に表面部分(A)
に比較して内部(B)の耐酸化性が極端に劣つている
が、本発明による超微粒シリカゾルを用いた二段
含浸処理を行なつた黒鉛材料は、内部においても
表面と同等の耐酸化性を有していることが認めら
れる。また、含浸処理後の機械強度は、処理前の
それと同程度であつた。即ち、上記のごとく、優
れた耐酸化性を有する高強度高密度黒鉛材が本発
明により得られたことになり、この材料は、特に
珪素鋼板熱処理用ロールとして最適である。
【表】
＜発明の効果＞
以上詳述したように、本発明によれば超微粒シ
リカ、りん酸塩類を含浸させてなる高密度高強度
黒鉛材料は、耐酸化含浸剤（上記超微粒シリカと
りん酸塩および／またはりん酸）を該黒鉛材料に
均一かつ十分な深さに含浸させたものであるた
め、高温かつ酸化性雰囲気下で使用しても、ほと
んど酸化による重量減少が見られず、黒鉛材料の
最大の弱点である酸化による黒鉛材料の劣化を防
止することができる。 このため、耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛
材料は、使用条件の劣悪な冶金用、電気用、機械
用および原子炉用の材料として、特に高温かつ酸
化性雰囲気下で使用される珪素鋼板熱処理用ロー
ルとして最適である。 また、本発明法によれば、従来一段含浸法で
は、耐酸化剤を十分に含浸させることの困難であ
つた高密度高強度黒鉛材料に、はじめ超微粒シリ
カを、次にりん酸塩および／またはりん酸を常法
に従つて均一かつ十分な深さまで含浸させ、該黒
鉛材料の表面のみならず十分な深さの気孔に十分
充填させることができる。 耐酸化剤の含浸に際しては、常法によるため、
特別な装置を必要としないため、耐酸化性を有す
る高密度高強度黒鉛材料の製造コストを大幅に減
少させることができる。
リカ、りん酸塩類を含浸させてなる高密度高強度
黒鉛材料は、耐酸化含浸剤（上記超微粒シリカと
りん酸塩および／またはりん酸）を該黒鉛材料に
均一かつ十分な深さに含浸させたものであるた
め、高温かつ酸化性雰囲気下で使用しても、ほと
んど酸化による重量減少が見られず、黒鉛材料の
最大の弱点である酸化による黒鉛材料の劣化を防
止することができる。 このため、耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛
材料は、使用条件の劣悪な冶金用、電気用、機械
用および原子炉用の材料として、特に高温かつ酸
化性雰囲気下で使用される珪素鋼板熱処理用ロー
ルとして最適である。 また、本発明法によれば、従来一段含浸法で
は、耐酸化剤を十分に含浸させることの困難であ
つた高密度高強度黒鉛材料に、はじめ超微粒シリ
カを、次にりん酸塩および／またはりん酸を常法
に従つて均一かつ十分な深さまで含浸させ、該黒
鉛材料の表面のみならず十分な深さの気孔に十分
充填させることができる。 耐酸化剤の含浸に際しては、常法によるため、
特別な装置を必要としないため、耐酸化性を有す
る高密度高強度黒鉛材料の製造コストを大幅に減
少させることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ かさ比重1.85以上、曲げ強度500Kg／cm2以上
およびシヨアー硬さ80以上の黒鉛材料に、１次粒
径４〜10nｍの微粒シリカとりん酸塩および／ま
たはりん酸とを含浸させてなることを特徴とする
耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料。 ２ かさ比重1.85以上、曲げ強度500Kg／cm2以上
およびシヨアー硬さ80以上の黒鉛材料に、１次粒
径４〜10nｍの微粒シリカゾルを含浸させ、乾燥
した後、りん酸塩および／またはりん酸の水溶液
を含浸乾燥することを特徴とする耐酸化性を有す
る高密度高強度黒鉛材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14048286A JPS62297281A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14048286A JPS62297281A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62297281A JPS62297281A (ja) | 1987-12-24 |
| JPH0526752B2 true JPH0526752B2 (ja) | 1993-04-19 |
Family
ID=15269632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14048286A Granted JPS62297281A (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 耐酸化性を有する高密度高強度黒鉛材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62297281A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2683813B1 (fr) * | 1991-11-19 | 1994-04-29 | Commissariat Energie Atomique | Procede pour reduire la porosite d'un revetement en materiau ceramique tel qu'un revetement d'alumine. |
| JP2002321991A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Eagle Ind Co Ltd | 摺動部品 |
| JP2020121892A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 明智セラミックス株式会社 | 含浸坩堝 |
| JP2020121890A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 明智セラミックス株式会社 | 含浸坩堝 |
| JP2020121891A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 明智セラミックス株式会社 | 含浸坩堝 |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP14048286A patent/JPS62297281A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62297281A (ja) | 1987-12-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |