スラリーの特性と評価法および調製・制御の勘どころ

スラリーの挙動の複雑怪奇さは、多くの技術者を悩ませている。しかしスラリーに関する専門書はレオロジーと沪過・脱水に限られ、粒子状材料プロセスに役立つ専門書は皆無と言ってもよい状態であった。講師は名古屋大学での研究成果を「基礎スラリー工学」にまとめ2016年に出版したところ、2024年までに6刷を重ねる好評を得ている。 　スラリー工学は粉体工学に含まれるはずであるが、その関係は曖昧である。その原因は、粒子・粉・粉体という用語が同義語として扱われているため、粉体工学の体系が明確にならず、そのとらえ方が各人各様であったことにある。本セミナーでは、先ず粉体工学を簡潔明快に体系づけ、その体系の中にスラリー工学を位置づけ講義するので、より深い理解が得られる。 　セミナーは「基礎スラリー工学」に沿って進められるが、出版後にも重要な情報を得ているので、それらを補足しながら講義する。本セミナーでスラリーの挙動原理が獲得できれば、自由自在とまではいかないまでも、トラブルが起きても何らかの解決策を見出せるようになるはずである。

1. 粉体工学とスラリー工学
2. スラリー工学の現状と課題
   1. 微粒子はなぜスラリーとして扱われるか
   2. スラリーの挙動はなぜ複雑か
   3. 問題解決の道筋
   4. 材料プロセスで重要な評価項目
3. 粒子特性
   1. 粒子径、比表面積、密度
      1. 粒子径
      2. 比表面積、密度
   2. 粒子径分布、粒子構造
4. 粒子と媒液の界面
   1. 粒子と分散媒の親和性
      1. 溶媒和 (水和)
      2. 濡性
   2. 粒子の帯電
      1. 帯電機構
      2. 電気二重層
      3. ゼータ電位測定
   3. 界面活性剤の吸着
      1. 界面活性剤
      2. 吸着機構
      3. 吸着量の測定
      4. アルミナ粒子とポリカルボン酸アンモニウムの吸脱着挙動
   4. 非水分散媒液 (有機溶媒) の場合
5. 粒子間に働く力
   1. DLVO理論
      1. 静電ポテンシャル
      2. ファンデルワールスポテンシャル
      3. 全相互作用 (DLVO理論)
   2. 疎水性相互作用
   3. 吸着高分子により生じる力
   4. 高分子枯渇作用
   5. 粒子間力測定法
      1. 表面間力測定装置 (SFA)
      2. 原子間力顕微鏡 (AFM)
   6. 非水分散媒液 (有機溶媒) の場合
6. 粒子の分散・凝集
   1. 親液・疎液性 (濡性)
   2. 粒子の接近・衝突
      1. 粒子濃度
      2. ブラウン (Brown) 凝集
      3. 沈降凝集
      4. 剪断凝集
   3. 凝集機構と凝集形態
      1. 反発力がない場合 (急速凝集)
      2. 反発力がある場合 (緩慢凝集)
   4. 分散・凝集状態の評価
      1. 濁度、透過光強度測定
      2. 粒子径分布測定
      3. 直接観察
7. スラリー流動特性
   1. 流動特性
   2. 流動特性に影響を及ぼす諸因子
      1. 粒子濃度
      2. 粒子径と粒子帯電の影響
      3. pH、分散剤添加の影響
      4. 経時変化
   3. 流動特性評価法
      1. 共軸二重円筒形回転粘度計
      2. 円すいー平板形回転粘度計
      3. 単一円筒形回転粘度計 (B型粘度計) と振動粘度計
   4. 流動特性と成形
8. 粒子の沈降・堆積挙動
   1. 粒子の沈降挙動
      1. 自由沈降
      2. 水平方向の運動
      3. 遠心場における運動
      4. 干渉沈降
      5. 成相沈降・集合沈降
      6. 回分沈降試験
      7. 沈降パターンの観察例
   2. 堆積層の固化
9. 粒子の充填特性
   1. 回分沈降試験による評価・解析
      1. 目視
      2. 沈降静水圧法
      3. 充填特性に及ぼす粒子間力の影響
   2. 定圧濾過法による評価・解析
   3. 流動特性と充塡特性
10. スラリー調製
    1. スラリー化
    2. 均質化
    3. スラリー特性の最適化
• 質疑応答