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J-GLOBAL ID：202104008247052190
Research Project code：11102017
CNF複合材料を用いた製鋼用高強度耐火用最適CNFの低コスト調製研究
CNF複合材料を用いた製鋼用高強度耐火用最適CNFの低コスト調製研究
Study period：2011 - 2011
Organization (1)：
Research responsibility：
(
, 先導物質化学研究所, 教授 )
Research overview：
申請者らは、構造最適化したカーボンナノファイバー(CNF)をマグネシア表面に複合した CNF/MgO複合材を、既存のマグネシア耐火物へ0.1~6wt.%程度適切に分散配置し成形及び焼成することにより、耐火物の組織が強化され飛躍的な高強度化および低弾性率化が図られることを世界で初めて見出した。特に、複合対象の CNF は、ナノロッド単位が繊維軸に最適に配列している繊径が20 nm以下のチューブラーCNF(TCNF)であることが必須であり、その原因を解明すると共に目標に適したTCNFの低温大量合成法の開発研究が必須である。しかし、これまでのところ、メタンを原料として900°C以上で成長したTCNF(KNF003)を用いたTCNF/MgO複合材のみが6 wt.%未満の添加によって目標性能を発揮したものの、それ以外の、例えば700°C以下の低温でCOまたは炭化水素ガスを用いて製造したCNF/MgOでは逆に強度や靭性が低下してしまい、実用には供せない。そこで、本研究開発においては、最適な複合用CNFの低コストかつ大量製造可能な触媒と合成条件を明らかにし、熱衝撃に対して高靭性化されたCNF複合高強度耐火物の実用化のための基盤を構築することを目標とした。この研究成果により、耐火物の大幅な耐用性向上が期待され、鉄鋼業において大幅な生産性向上による省エネルギー化への貢献と膨大な利益が見込まれる。
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Research program：
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Organization with control over the research：
Japan Science and Technology Agency
