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Properties of porous ceramics
セラミックの特徴
Table 1. ポラスセラミック特長
空気侵入値 バブリングプレッシャー(PSI) 概算孔隙率(% vol.) 飽和透水係数(cm/sec) 最大孔隙サイズ(μm) フロースルー１／４インチ板(ml/hr/cm2/14.7 psi) 0.5 Bar
(-B0.5M2)*
High Flow7 to 9 50% 3.11 x 10-5 6.0 180 1 Bar
(-B01M3)*
High Flow19 to 28 45% 8.6 x 10-6 2.5 50 1 Bar
(-B01M1)*
Standard Flow20 to 30 34% 7.56 x 10-7 1.7 5.0 2 Bar
(-B02M1)*
Standard Flow38 to 45 32% 6.30 x 10-7 1.1 4.2 2 Bar
(-B02M2)*
High Flow32 to 42 38% 6.93 x 10-7 1.3 4.6 3 Bar
(-B03M1)*
Standard Flow46 to 70 34% 2.5 x 10-7 0.7 1.6 5 Bar
(-B05M1)*
Standard Flow80 31% 1.21 x 10-7 0.5 0.7 15 Bar
(-B15M1)*
Standard Flow220 32% 2.59 X 10-9 0.16 0.015 ＊適切な空気侵入値と混合数字に一致する末尾数字です。 詳細を述べた付録頁を 御覧ください。
製法と複合素材(M) と適応(B)バール値
B0.5 - 1/2 Bar (7.4 psi or 50 KPa) Air Entry Ceramics
Ceramic - B0.5M2
このセラミックは、高温で製作された、アルミナのボディからできています。したがってセラミックの表面は純白色で外面 と内面を硬く覆われ、透過性に優れ、ほぼすべての溶液に不活性です。この素材は低圧域に適しており、7.4psi以上で は使用できません。高い孔隙率と伝導性があり、ガスや流動体の急速抽出や生産、測定、水文振動抽出作業に最適で す。この素材はイオン交換が起こることがほとんどなく、鉱物学分野においても“ろ過用”とされ、ガスや液状のもののサ ンプリングに理想的です。低圧域での、大量にサンプルの移動やテストを行う産業用途や科学的用途に非常に適したセ ラミックです。B01 - 1 Bar (14.7 psi or 100 KPa) Air Entry Ceramics
Ceramic - B01M1
このセラミックは、中高温で製作された、タルクのボディからできています。この素材は時間分析製法で製作され、アイボ リー色の外面と内面は硬く、また透過性に優れ、実用的なセラミックです。この素材は一般的に15psi以下の圧力で使用 されます。このセラミックは低コストで、流動体や抽出物を正確に扱う上で非常に素晴らしい製品です。この素材は張力 測定装置、加圧板アセンブリ、吸着台の優れた素材としてすでにほぼ50年のあいだ用いられています。イオン交換が起 きることがあるため精密な流動体のサンプリングと、鉱物学分野では長い時間をかけて強い酸に浸出されることが有り 得るため、おすすめできません。低コストの産業用セラミックまたは科学的用途での少量の流動体内容物の測定に最適 です。Ceramic - B01M3
このセラミックは、B0.5M2同様、高温で製作されたアルミナのボディからできており、セラミックの表面は純白色で外面 と内面を硬く覆われ、透過性に優れ、ほぼすべての溶液に不活性です。この素材は15psi以下の標準圧力域で使用でき ます。高い孔隙率と高い伝導性があり、多量のガスや流動体の急速抽出や生産、測定、水文振動抽出作業に最適です。 この素材はイオン交換が起こることがほとんどなく、鉱物学の分野においても“ろ過用”とされ、ガスや液状のもののサン プリングに理想的です。特殊な液体を扱う精密な注入作業やサンプリング、テスト、測定などを含むどんな作業にも使用 できる優れたセラミックです。B02 - 2 Bar (29.4 psi or 200 KPa) Air Entry Ceramics
Ceramic - B02M1
このセラミックは、様々な種類の粘土を使用し、中高温で製作したセラミックのボディからできています。熱加工した製 品は透過性があり、水の流動性に優れています。このセラミックのバブリングプレッシャーは29.4psi以下です。このセラ ミックは、土壌保水に利用される特別なプレート用、あるいは農地造成研究における石油、ガス産業用途に最もよく用 いられます。この素材は適度な硬度でクリーム色です。プレートを使用する専門的な作業に最適なセラミックです。B02 - 2 Bar (29.4 psi or 200 KPa) Air Entry Ceramics
Ceramic - B02M2
このポーセリンセラミックは、高温で製作された、シリカボディからできています。このセラミックはより圧力範囲を広げ た29.4psi以下の圧力域で使用できる素晴らしい素材です。この素材はいくぶん粒子の粗い質感で、表面は純白色で す。ポーセリンはイオン交換が起こることがほとんどないため、ガスや流動体のサンプリングや、鉱物学の分野におけ る“ろ過用”に適しています。このセラミックは大きな孔隙性と親水性があり、石油会社や農業分野の研究者に使用され ています。圧力に対する更なる耐久性を必要とする作業や、精密な流動体の測定に最適です。B03 - 3 Bar (44.1 psi or 300 Kpa) Air Entry Ceramics
Ceramic - BO3M1
このセラミックは中高温で製作された、さまざまな粘土の複合によるセラミックのボディでできています。したがって、こ のセラミックは高い孔隙率と親水性があります。このセラミックのバブリングプレッシャーは44psi以上です。このセラミ ックは一般的に土壌保水測定に用いられる加圧導管器具や、農地造成研究における石油、ガス産業に使用されていま す。このセラミックは適度な硬さで、黄褐色がかった白色です。このセラミックは44psi以下の専門的な作業に適してい ます。B05 - 5 Bar (73.5 psi or 500 Kpa) Air Entry Ceramics
Ceramic - B05M1
このセラミックは、B03M1と同様、さまざまな粘土の複合によるセラミックのボディでできています。したがって、このセ ラミックは高い孔隙率と親水性があります。このセラミックのバブリングプレッシャーあるいは空気侵入値は74psi以上 です。このセラミックは一般的に土壌保水測定に用いられる加圧導管器具や、農地造成研究における石油、ガス産業に 使用されています。このセラミックは非常に硬く、茶色味がかった白色です。このセラミックは74psi以下の専門的な作 業に適しています。B15 - 15 Bar (220.5 psi or 1500 KPa) Air Entry Ceramics
Ceramic - B15M1
このセラミックは、粘土を独自の調合で製作したセラミックボディでできています。このセラミックは桃色がかった黄褐 色で適度に硬く、220psiの圧力にも耐えることができます。0675加圧板セルにも組み入れられているこの特殊なセラミ ックは、作物学で論理上15バールで植物が枯れるとされるポイントの保水研究において、長年にわたって使用されてい ます。またこのセラミックは、石油、ガス産業の生産技術や農地造成研究にも用いられています。専門家たちが、土壌や 石のような三次元透過性素材に対する液体の作用を調べる必要性がある際、世界中でこのセラミックが使用されつづ けています。B15M1は未だ、たとえぬれても漏出もバブルもなく、220psiの圧力にも耐え得る世界でただ一つのセラミ ックです。B15M1セラミックはその特性から、より圧力域を広げた条件での液体の変動や移動を扱う専門家や研究者 たちに選ばれつづけています。注：製法と複合素材
上記の当社のセラミックの製法に関する説明は、セラミックの”バブリング”(B) 空気侵入値にあわせたものです。特殊 な空気侵入値では、一つかそれ以上の”複合素材” （M）が記載されていることがあります。M1は第１製法、M2は第２製 法とそれ以降を示しています。 例：B1（１バール空気侵入値 ）に対するM1複合素材は、B５（５バール空気侵入値 ） に対するM1複合素材または製法と異なります。
ポラスセラミックとは
ポラス物質: 液体を吸収するためと放出するための通路または孔道と小さな穴がある物質です。
閉鎖性孔隙構造
名前からも分かるように、この物質は通路と孔道が塞がれています。そして１つの物質の表面がも う１つの表面に接続するために河道網が相互に連結していますが、連続して液体を供給しません。
開放性孔隙構造
開放性孔隙構造は、１つの表面からもう１つの表面に液体を流動させることができる物質です。こ の物質は、孔道を接続させるための相互の連結通路があります。モイスチャー社のセラミックは開 放性孔隙構造を持った物質の実例です。
疎水性物質−防水
ポラスプラスティックのような物質は水によってぬれ る親和力がありません。これらの物質は孔隙と孔道が あるはずですが、毛管作用によって孔隙の中に水を運 ぶ能力が表面にはありません。このような物質は一般 的に有機体分子の長いチェーンから作られていて、物質の表面の電荷がありません。表面の電荷が ないため、水分子の極において吸引力あるいは接着力がありません。このような物質は特別な処置 が必要となります。
親水性物質−親水
ポラスセラミックとポラス金属のような物質は、毛管作 用によって孔隙を満たす能力が自然に備わっていま す。これはセラミックの孔隙と孔道の表面に高い電荷 があり、水分子の極と他の液体の極に対して吸引力と 結合力があります。この効果を”吸水力”といいます。物質の中に液体を引き込む働きと、毛管の働き によって液体の運搬をすることができます。ソイルモイスチャー社セラミックは全て親水性です。Pore Size
ポラスセラミックの気孔の大きさはとても重要となります。セラミックの空気侵入値やバブリングプ レッシャー、透水性に直接影響するからです。この空気侵入値は、空気が浸水した孔道を突破する 圧力です。ポラスセラミックの透水性は、一定条件のセラミックの厚さで、一方の表面からもう１つ の表面までの浸透性の割合の尺度となります。透水性は、孔隙を通る液体のタイプによって変わり ます。通常は水が使用されますが、油あるいは他の液体と人工的液体も使用可能です。実際に使用 される孔隙サイズは、孔隙と孔道のうちの最小孔となっています。孔隙のサイズによって決まるこれ らの特性は、セラミックとその他全てのポラス製品固有のものです。使用時、ポラス物質の働きは直 接これらの孔隙の性質と、作られた物質に関連しています。ソイルモイスチャーはそれぞれのバッ チと多くの個性的なポラス製品をテストすることによって、孔隙の大きさを一定に維持しています。 これらの特性を示した表１を御覧ください。
表面加工
標準形または特殊な製品の製造には表面加工に最高品質の製品が使用され、溶液サンプルにしみ出す可能性のあ る鉛や重金属を含みません。このグレーズはほぼすべての必要条件を満たすようにそれぞれ異なった温度で熱加工 され、数回のステップを踏んで塗られていきます。また表面加工には、必要に応じた幅や方向の排出路や毛管経路 を作るためにいくつかの表層を重ねることもあります。
取扱い上のご注意
セラミックの酸性洗浄は？ - 通例は必要ありません。すべてのセラミックは液状のサンプルの使用に先だって、イオン交換が起こりうるセラミックの孔隙を強い酸で“洗浄“す ることが必要だといわれることがあります。このような誤認は、旧式のセラミック混合製法（1960年代）で製作されたイ オン交換の可能性のあるタルクを構成要素とする、B01M1のような中高温で製作されたセラミックの使用法に基づい ています。そのようなケースにおいて初期のサンプリング時期に、弱い無機ラチスがより多量のイオンをさらに高度の 荷電した少量のイオンに変換したため、イオン交換が生じました。しかし数週間後にイオン変換は完了し、セラミック内 の飽和したラチスは土壌水分と平衡状態に達しました。酸性洗浄はセラミックラチス内部に新たな孔をとどめている中 高温で製作されたセラミックの、孔隙部分にあるほぼすべての外的影響を受けやすいラチスを洗浄しました。前述のと おり、初期のサンプリング時期は孔隙内の水分との均一性に欠け、セラミック内の無機部分 の“洗浄”を優先したために 高度の荷電したイオンが生じました。その処理および使用の数週間後、洗浄されたサンプルのイオンは飽和され、周囲 の土壌水分とともに平衡状態に達しました。
溶解サンプル用としては、旧製法をはるかに上回る空気侵入値と水理特性だけでなく液状のサンプル用にデザインさ れた優れた安定性と清潔さを備えた、B0.5M2やB01M3, B02M2のような高温で製作され非常に安定性がありかつ清 潔なポラスセラミック製品の使用をお薦めいたします。これらのような非常に衛生的なセラミック製品でも、初期の使用 に際して、セラミック内部の陰性の表層に親和性がある陽イオンを招くことがあります。すべての本来親水性のある素 材は、どんなに不純物を含まず、親水性がある素材に対して不活性であっても、初期のイオンに対してはいくぶん作用 する傾向があります。“孔隙構造と間隙液は、5から8の孔隙体積が孔隙スペースを移動した後、平衡状態に達する”とい うことが経験に基づいた法測です。したがって実際の孔隙流動体のサンプリングにおいて、正確な結果が得られるとは 限らないため、初めのいくつかのサンプルはサンプルとしては無視するべきだとされています。
洗浄しなければならない場合
もし、どうしても溶解サンプルをB01M1, B03M1, B05M1, B15M1のような中高温で製作された素材（溶解サンプルの 使用にはおすすめできません）で使用し、洗浄しなければならない場合は、下記のような酸性洗浄をしてください：
通常の塩酸溶液（HC1）を用意し、セラミックを30孔隙体積の酸性洗剤で重力にそってもしくは低圧力で流してくださ い。そして、20 孔隙体積の蒸留水か脱イオン水ですすいでください。
上記のとおり、洗浄過程において、移動する不安定なイオンをとらえようとする相当数の空ラチスをもつセラミックは結 果としてなんらかの影響をうけることがあります。これらの状態はやがて飽和し、土壌溶液と孔隙溶液は平衡状態に達 します。© 2003-2008, ICT International
