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鉛銀粉末をアルミナセラミックるつぼで焼成する:

アルミナセラミックるつぼで鉛銀粉末を焼成する場合の注意事項:

Alumina Ceramic

1. 鉛とアルミナセラミックの化学反応

鉛の酸化物(PbO)は、アルミナセラミック(アル₂O₃)は700℃から反応し、アルミン酸鉛などの低融点化合物を生成します。この反応は、構造の完全性を損なう可能性があります。アルミナセラミックるつぼ鉛含有量が多い場合や焼成温度が耐熱限界に近づく場合、材料が脆くなり、ガスが発生し、最終的には割れや爆発につながる可能性があります。アルミナセラミックるつぼ(例えば、推奨される長期動作温度は 1600 °C 以下)の場合、反応のリスクが大幅に高まります。


2. 熱応力と温度制御

熱膨張係数アルミナセラミックス熱伝導率は比較的高く(約8.2×10⁻⁶/℃)、熱伝導率は比較的低い(約25 W/m·K)。急激な冷却や加熱は熱応力を発生させやすい。焼成工程において、加熱・冷却速度が速すぎる場合や、保持時間が長すぎる場合など、局所的に過熱すると、内部のひび割れが拡大し、最終的には割れにつながる可能性がある。


3. 不純物や揮発性物質の影響

鉛銀粉末に硫黄や塩素などの不純物が含まれている場合、高温でアルミナと反応して揮発性物質(HClやSO₂など)を生成し、るつぼの腐食を悪化させ、内部圧力の上昇を招く可能性があります。さらに、鉛(融点327℃)の揮発によって高温でガスが発生し、割れのリスクがさらに高まります。


提案された改善策:

  • 鉛塩による腐食に耐えるるつぼ材料(プラチナまたはニッケルるつぼなど)を選択します。

  • 焼成温度を厳密に制御し(1600℃以下を推奨)、ゆっくりとした加熱と冷却のプログラムを採用します。
  • 鉛銀粉末を前処理して不純物含有量を減らすか、安定剤を添加してアルミナと鉛の反応を抑制します。