Evaluation of the effect of composition and firing temperature on pore size distribution of ceramics by SANS measurement

SANS測定によるセラミックスの細孔径分布に及ぼす組成と焼成温度の影響の評価

杉田 剛   ; 吉田 博和*; 児玉 弘人*; 石垣 徹*; 大場 洋次郎*

Sugita, Tsuyoshi; Yoshida, Hirokazu*; Kodama, Hiroto*; Ishigaki, Toru*; Oba, Yojiro*

気孔率はセラミックスの性能に不可欠な役割を果たしている。本研究では、セラミックスの気孔径分布に及ぼす粘土組成と焼成温度の影響を中性子小角散乱(SANS)測定により評価した。石英に富む純粋な笠間粘土と比較して、ムライトに富む笠間粘土ブレンドは熱処理後に細孔が小さくなった。DOを吸収した試料のSANS測定から、数十ナノメートルから約1マイクロメートルの大きさの開孔が水の吸収に寄与していることがわかった。閉気孔と開気孔は焼成温度の上昇とともに粗大化し、全気孔率は低下した。

Porosity plays an essential role in the performance of ceramics. In this study, the effects of clay composition and firing temperature on the pore size distribution of ceramics were evaluated by small-angle neutron scattering (SANS) measurements. Compared with quartz-rich pure Kasama clay, a mullite-rich Kasama clay blend had smaller pores after heat treatment. SANS measurements of DO-absorbed samples revealed that open pores with sizes ranging from tens of nanometers to about a micrometer contributed to the absorption of water. The closed and open pores coarsened and the total porosity decreased with increasing firing temperature.