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熱力学的アプローチによるカーボンヒーター用耐酸化膜の開発


概要:熱力学平衡計算に基づく界面制御により、密着性に優れる緻密質の耐酸化膜をカーボン材料に付与する技術を開発した。

背景
過熱水蒸気ヒーター用材料に耐水蒸気酸化性(750℃以上)と耐熱衝撃性を付与することができれば、食品加工、廃材加工、廃棄物処理、水素製造等の広範囲な用途展開が可能となる。

目的
ヒーター候補材のカーボン材料に緻密質のガラス層を付与することにより耐水蒸気酸化性および耐熱衝撃性を向上させる。

成果

本技術 従来技術

1773K(ガラス被覆温度)におけるSi-C-N-O系のケミカルポテンシャル図

(1) SiN前駆体塗布により、カーボン材料と溶融シリケートガラス間の濡れ性を向上。
(2) 窒素分圧制御により、SiOガスの発生を低減すると共に、密着性低下の原因となるCristobaliteの界面形成を抑制。
カーボン材料に密着性に優れる緻密質の耐水蒸気酸化膜を付与することに成功
熱衝撃緩和層の付与することにより、in-situでガラス表層に耐熱衝撃性に優れた多孔質層を形成させることに成功

今後の展開
熱衝撃緩和層の形成の制御方法を検討し、発熱体の最適構造化を図る。


【謝 辞】 本研究は、中部電力(株)との共同研究「電磁セラミックスの適用調査に関する研究」の一環として実施したものである。
連絡先 : 北岡諭 (kitaoka@)、川島直樹、青山和史

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