セラミック収率とは? わかりやすく解説

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セラミック収率

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2020/03/10 21:23 UTC 版)

熱重量分析」の記事における「セラミック収率」の解説

TGAセラミック複合材料研究にも使用されている。セラミック収率は、最終生成物残っている出発物質質量割合である。このことから、化学量論試料中の物質量%を計算するために使用される金属アルミナ(MAl2O4)は、多く用途がある重要な混合陽イオン型の酸化セラミックである 。金属アルミナ塩CaAl2O4 は、水中硬化する材料としてセメント産業利用される 。その前駆体は、CaAl2C18H37O9N3である 。CaAl2O4 の形成TGA観察できる。これを例に取ると、理論的なセラミック収率は以下のように算出される: CaAl2O4 の分子量計算: 40.078 + ( 2 × 26.982 ) + ( 4 × 15.999 ) = 158.038   g/mol {\displaystyle 40.078+(2\times 26.982)+(4\times 15.999)=158.038~{\text{g/mol}}} CaAl2C18H37O9N3 の分子量計算: 40.078 + ( 2 × 26.982 ) + ( 18 × 12.011 ) + ( 37 × 1.008 ) + ( 9 × 15.999 ) + ( 3 × 14.007 ) = 533.548   g/mol {\displaystyle 40.078+(2\times 26.982)+(18\times 12.011)+(37\times 1.008)+(9\times 15.999)+(3\times 14.007)=533.548~{\text{g/mol}}} CaAl2C18H37O9N3 に対するCaAl2O4 の割合計算する: molecular weight of CaAl 2 O 4 molecular weight of CaAl 2 C 18 H 37 O 9 N 3 × 100 = 158.038   g/mol 533.548   g/mol × 100 = 29.6 % {\displaystyle {\frac {{\text{molecular weight of CaAl}}_{2}{\text{O}}_{4}}{{\text{molecular weight of CaAl}}_{2}{\text{C}}_{18}H_{37}{\text{O}}_{9}{\text{N}}_{3}}}\times 100={\frac {158.038~{\text{g/mol}}}{533.548~{\text{g/mol}}}}\times 100=29.6\%} 以上から、熱重量分析におけるCaAl2C18H37O9N3 の理論的なセラミック収率は29.6%となる。この計算値は実験的に求められたセラミック収率の28.9%とよく合う。 理論的なセラミック収率を計算したもう1つの例として、TGAシュウ酸カルシウム一水和物挙げる。先と同様に理論セラミック収率を計算すると、シュウ酸カルシウム一水和物は146g/mol、最終セラミックCaO は 56g/molであり、収率は38.4%となる。TGA実際に測定され収率は、39.75%であった理論実測収率差異は、炭化金属の形成CO2取り込まれことによるシュウ酸カルシウム一水和物TGA測定において、最初質量減少水和水損失対応する。第2の重量減少は、脱水されたシュウ酸カルシウム炭酸カルシウムおよび一酸化炭素および二酸化炭素への分解対応する最後重量減少は、炭酸カルシウム酸化カルシウムおよび二酸化炭素への分解よるものである。 次の4種ポリマーTGA測定異なった結果を示す、(a)ポリ塩化ビニル(b)塩素化ポリ塩化ビニル(c)塩素化ゴム(d)ポリ塩化ビニリデン。これらの4種類ポリマーには2段階の分解みられる第1段階塩化水素脱離であり、約250完了する。この第1段階反応は、より多く塩素塩素化ポリ塩化ビニル塩素化ゴムポリ塩化ビニリデン)を含有するポリマーにおいて、より低い温度起こり、これら3種ポリマーは、ポリ塩化ビニルよりも不安定であると考えられる第2段階は、ポリマー炭化であり、250-500 の間で起こる。これは、250 500 の間の大きな重量減少対応するタール水素メタンなどの単純な気体放出され残り炭素は500-900 の間で重量はほとんど減少しない。この第2段階では、ポリマー塩素含有量が高いほど、タール収率は低い。これは塩素が、タール形成化合物必要な水素を、除去するからである

※この「セラミック収率」の解説は、「熱重量分析」の解説の一部です。
「セラミック収率」を含む「熱重量分析」の記事については、「熱重量分析」の概要を参照ください。

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