メタン-空気過濃燃焼ガス中におけるC/Cコンポジットの劣化特性 Fundamental Characteristics of Degradation of Carbon/Carbon Composite Material in Reduction Atmosphere Made by Fuel-rich Combustion of Methoane-Air

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抄録

燃料過濃燃焼によって作られる高温還元雰囲気中における炭素繊維強化炭素複合材料 (C/Cコンポジット) の劣化特性と劣化抑制効果について実験的に検討することを目的として, 燃料過濃なメタン-空気予混合燃焼場中におけるC/Cコンポジットの重量変化の測定, 電子顕微鏡による表面観察を行い, その劣化特性についての基礎的検討を行った. その結果, 炭素繊維部分と比較してマトリックス部分が支配的に劣化し, その劣化速度は温度の上昇に伴い大きくなった.さらに約1,330K以上では, 化学反応による劣化とともに構造的な材料劣化が複合的に作用することが実験的に明らかとなった.また, 燃料過濃燃焼によってCOおよびH<SUB>2</SUB>が共存する還元性の雰囲気を作ることにより劣化の抑制が認められ, その効果は当量比の増大に伴い大きくなった.これは, 炭素の主な劣化反応のC+H<SUB>2</SUB>O〓CO+H<SUB>2</SUB>の反応平衡が負側へ移動する作用によるものと考えられた.

The fundamental characteristics of degradation of carbon fiber-reinforced/carbon composite materials (C/C composites) in reducing and high-temperature gas streams were experimentally studied. Test samples of C/C composite and reference samples of graphite were exposed to a reducing atmosphere generated by a fuel-rich premixed combustion of methane-air in which little oxygen was believed to exist for 30 minutes.The weight loss fractions of the samples were measured under the equivalence ratios of 0.93, 1.3 and 1.4. After cooling the samples, the features of the surface were observed by a scanning electron microscope.<BR>The results of the experimental observation revealed that the C/C composite lost weight more readily than the graphite under the same experimental conditions. The degradation of the matrix of the C/C composite took place prior to that of the carbon fibers, and the chemical degradation became more remarkable by raising of the temperature. The fabric of the carbon fibers additionally peeled off beyond about 1330 K thus increasing the weight loss fractions in a step-wise manners. Moreover, the degradation was restrained by the coexistence of carbon monoxide or hydrogen, and the effect was promoted with increasing equivalence ratio of methane-air. The reason may be that the equilibrium of the reaction ; C+ H<SUB>2</SUB>O = CO + H<SUB>2</SUB> was shifted to the left side.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 22(2), 234-240, 1996-03-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  7件

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被引用文献:  2件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002668258
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    3936981
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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