JPS6028784B2 - 耐熱性材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐熱性材料に関し、より詳しくは、流し込み成
形可能な耐熱性材料に関する。

一般に流し込み成形が可能な耐熱性材料には、耐火コン
クリートと呼ばれるアルミナセメントを結合剤とするも
のがあり、施工が容易で養生時間も短いことから、近年
各種の窯炉用炉材や、耐火ラィニング材として賞用され
ている。

しかしながら、アルミナセメントを使用する流し込み耐
火物は、耐熱性、硬化性等の観点から骨村に対し１５〜
３の重量％も使用されるのが一般的であり、その結果、
耐火物中にカルシウム成分を多含して、例えばアノルサ
イト（Ｃａｏ・Ａ夕２０３・奪ｉ０２）などの低融点物
質を生成し、耐火物の高温強度、荷重軟化性等の特性に
問題が生じ、その適用分野は制限されている。

本発明者らはアルミナセメントのかかる問題点に鑑み、
流し込み成形が可能であり、しかも、高温強度、荷重軟
化性などの耐火特性を改良することを目的として研究を
重ねた結果、本発明を完成したもので、特に高温強度特
性の優れた耐熱材料を提供せんとするものである。

即ち、本発明は、骨材とアルミナセメントと窒化アルミ
ニウムとを含有してなる耐熱性材料に関する。

本発明に使用するアルミナセメントはアルミン酸カルシ
ウムを主成分とするものであればよく、各種市販品をそ
のまま使用することができる。また窒化アルミニウムは
金属アルミニウムを窒素やアンモニア中で直接反応させ
たり、アルミナとカーボンの混合粉末を窒素やアンモニ
ア中で加熱したり、ＡそＣＺ３ 一ＮＨ３を熱分解して
製造することができるが、本発明で使用する窒化アルミ
ニウムは、これら製法に限定されるものではない。また
、本発明に使用する骨村に関しては酸化物、非酸化物、
中性、酸性、塩基性を問わず、すべて使用可能であり、
例えばアルミナ、ボーキサイト、ムライト、シリカ、ロ
ウ右、ジルコニア、ジルコン、炭化珪素、窒化珪素、マ
グネシア、クロムマグネシア、コージライト、シヤモツ
ト、チタン酸アルミニウム等を例示することができるが
、勿論、これらに限定されるものではない。

しかして、本発明のアルミナセメントの骨材に対する使
用割合は、骨材の種類、セメントの種類、施工方法、要
求される硬化特性、強度等により異なる通常０．３〜１
５重量％、窒化アルミニウムの骨材に対する使用割合は
０．５〜２０重量％である。アルミナセメント量が下限
を下廻ると硬化時間が長びいたり、成形物に亀裂が発生
したり、強度が小さくなる等の現象が見られ、他方上限
を上廻るとカルシウム化合物の多含により、高温特性が
低下する。

また窒化アルミニウムに関していえば、下限を下廻ると
高温強度、荷重軟化性等の耐火特性が悪くなり、上限を
上廻ると耐用性の低下が生じ望ましくない。

これまでの説明から明らかなように本発明は、窒化アル
ミニウムを従釆のように耐熱性の骨村として使用するこ
とを目的とするものではなく結合剤として使用せんとす
るものである。

而して、本発明の効果をより実効あらしめるためには水
の使用が甚だ重要であり、殊に流し込み成形を目的とす
る場合には必須の要件となる。この水の使用割合は、使
用する骨材の種類、粒度、成形方法、成形物の使用目的
により異なるが、骨材とアルミナセメントと窒化アルミ
ニウムの合量に対し３〜５０重量％がよい。即ち、この
範囲を逸脱すると一般的に強度は低下する。本発明耐熱
性材料の強度が如何なる作用機構により発現するのか明
らかではないがアルミナセメント単味の場合、カルシウ
ム成分による強度低下に加えて水分の漣散により結合が
切断され、また成形物に気孔が発生し、その結果強度不
足となって組織は脆弱化するが、本発明耐熱性材料では
水分の存在下で徐々に窒化アルミニウムの加水分解が進
行し、これまで骨材に対し不活性であった窒化アルミニ
ウムが次第に活性化し、同時に進行しているアルミナセ
メントの水和反応と相まって骨材粒子間に溶解析出しな
がら結合組織を強化し、また加熱時にはアルミナセメン
ト水和物と窒化アルミニウム加水分解物あるいは末分解
物との相剰作用によって強固で高耐熱性の結合組成物を
構築し高強度の耐熱性材料を作りあげるものと推定され
る。

尚、本発明耐熱性材料の使用に際して周知の結合剤、分
散剤、減水剤を使用しうろことは勿論である。

以下に本発明の実施例を挙げて更に説明する。

実施例 １第ｉ表 上記配合物を混練して２０×２０×８Ｗ帆の金型に流し
込み成形した。

２独時間経過後脱型して成型物を得た。

この成形物をｉ０５ｏｏで２独特間乾燥し、曲げ強度及
び１４００ｑｏの熱間曲げ強度を測定した。その結果そ
れぞれ６８ｋｇ／地、７．５ｋ９／めであった。実施例
２第２表 上記配合物を濠練し２０×２０×８仇吻の金型に流し込
み成形したところ、４時間後に硬化した。

流し込みから２４時間後これを脱型し、乾燥し、５００
、８００ １２００１４００℃の熱間曲げ強度を測定し
た。また比較例として窒化アルミニウムを使用せず、２
号アルミナセメント８部、水１碇部を混練流し込み成形
した場合も同様に強度を測定した。その結果を第３表に
示す。第３表 実施例 ３ 第４表 上記配合物を混綾し、２０×２０×８仇舷の金型に流し
込み成形し、流し込みから２４時間後に脱型して、乾燥
、５００、１０００、１４００つ０の熱間曲げ強度を測
定した。

また比較例として、窒化アルミニウムを用いずに、１号
アルミナセメントを２の部、水１１部を用いた場合も同
様に強度測定した。その結果を第５表に示す。第５表実
施例 第６表 上記調合物を混練し２０×２０×８仇吻の金型に流し込
み成形し、流し込みから２岬時間後に脱型し、乾燥後１
４００ｑｏの熱間曲げ強度を測定したところ１８ｋ９／
めであった。

実施例 ５ 第７表 上記調合物を混練し、２０×２０×８仇舷の金型に振動
をかけながら流し込み成形し、流し込みから２４時間後
に脱型し、乾燥曲げ強度と１４００午Ｃ熱間曲げ強度を
測定した結果、それぞれ９３ｋ９／洲、１４ｋ９／めで
あった。

実施例 ６ 第８表 上記調合物を混練し４０×４０×１６０肌の金型に流し
込み成形し、乾燥物、８００ｏｏ、１４００ｑＣの冷間
曲げ強度を測定したところ、それぞれ５３ｋｇ／の、３
５ｋ９／／地、４５ｋ９／めであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 骨材とアルミナセメントと窒化アルミニウムとを含
   有してなる耐熱性材料。 ２ 骨材に対し、アルミナセメントが０．３〜１５重量
   ％、窒化アルミニウムが０．５〜２０重量％である特許
   請求の範囲第１項記載の耐熱性材料。 ３ 骨材とアルミナセメントと窒化アルミニウムの合量
   に対し水３〜５０％を含有してなる特許請求の範囲第１
   項記載の耐熱性材料。