JPH04367510A - 低熱膨脹ポリュ−サイト粉末およびその合成法 - Google Patents
低熱膨脹ポリュ−サイト粉末およびその合成法Info
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- JPH04367510A JPH04367510A JP3223561A JP22356191A JPH04367510A JP H04367510 A JPH04367510 A JP H04367510A JP 3223561 A JP3223561 A JP 3223561A JP 22356191 A JP22356191 A JP 22356191A JP H04367510 A JPH04367510 A JP H04367510A
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- cs2o
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/26—Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高耐熱衝撃材料,触媒
担体,基板材料などとして有用であると認められる低熱
膨脹ポリュ−サイト焼結体の製造に適したポリュ−サイ
ト粉末およびその合成法に関するものである。
担体,基板材料などとして有用であると認められる低熱
膨脹ポリュ−サイト焼結体の製造に適したポリュ−サイ
ト粉末およびその合成法に関するものである。
【0002】従来のポリュ−サイトは、式Cs2O・A
l2O3・4SiO2で表され、すなわちAl2O3/
SiO2モル比0.25およびCs2O/SiO2モル
比0.25の組成のものである。本明細書において、「
ポリューサイト」とは、この従来のものと同じ立方晶系
の結晶構造をもち、室温において波長1.5418オン
グストロームの銅の管球を用いて測定した下記のX線回
折パターンをもち、かつ、式mCs2O・nAl2O3
・SiO2またはmCs2O・pLi2O・nAl2O
3・SiO2(式中、m,nおよびpは、いずれも数を
意味する)で表されるものをいう。
l2O3・4SiO2で表され、すなわちAl2O3/
SiO2モル比0.25およびCs2O/SiO2モル
比0.25の組成のものである。本明細書において、「
ポリューサイト」とは、この従来のものと同じ立方晶系
の結晶構造をもち、室温において波長1.5418オン
グストロームの銅の管球を用いて測定した下記のX線回
折パターンをもち、かつ、式mCs2O・nAl2O3
・SiO2またはmCs2O・pLi2O・nAl2O
3・SiO2(式中、m,nおよびpは、いずれも数を
意味する)で表されるものをいう。
【0003】
面間隔dA
相対強度 hkl
3.629〜3.675 20以上
60未満 321 3.395〜
3.438 100
400 2.895〜2.931
20以上60未満 332
2.663〜2.697 20未満
431 2.401〜2.
431 20以上60未満 440
2.203〜2.231 20未満
611 1.9
60〜1.985 20未満
444 1.848〜1.871
20未満 721
相対強度 hkl
3.629〜3.675 20以上
60未満 321 3.395〜
3.438 100
400 2.895〜2.931
20以上60未満 332
2.663〜2.697 20未満
431 2.401〜2.
431 20以上60未満 440
2.203〜2.231 20未満
611 1.9
60〜1.985 20未満
444 1.848〜1.871
20未満 721
【0
004】
004】
【従来の技術】従来のポリュ−サイト粉末は、200℃
近辺までの間に大きな熱膨脹を示すものの、200℃以
降は1000℃近辺までは熱膨脹が極めて小さいことが
知られている。この様なポリュ−サイト粉末を得る方法
として以下のような方法が提案されている。即ち、高純
度アルミニウムを硝酸に溶解し、これにテトラエチルオ
ルソシリケ−トと炭酸セシウムを加え、1100〜12
00℃の温度で3〜6日焼成してポリュ−サイト単相粉
末を得る方法である(THE AMERICANMI
NERALOGIST,Vol.53,1968 P
1476〜)。
近辺までの間に大きな熱膨脹を示すものの、200℃以
降は1000℃近辺までは熱膨脹が極めて小さいことが
知られている。この様なポリュ−サイト粉末を得る方法
として以下のような方法が提案されている。即ち、高純
度アルミニウムを硝酸に溶解し、これにテトラエチルオ
ルソシリケ−トと炭酸セシウムを加え、1100〜12
00℃の温度で3〜6日焼成してポリュ−サイト単相粉
末を得る方法である(THE AMERICANMI
NERALOGIST,Vol.53,1968 P
1476〜)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この合成法では、ポリ
ュ−サイト単相粉末の合成は可能であるが、えられた粉
末は、上記のとおり、また本発明者らの測定による格子
定数の温度変化のデータをプロットした図3から明らか
なように、比較的低温度範囲で大きな熱膨脹を示す。こ
のような粉末は、低熱膨脹材料の原料粉末としては必ず
しも十分なものとは言えない。本発明は、この低温度範
囲で現れる大きな熱膨脹がなく、室温から1000℃や
それ以上の高温度範囲まで極めて熱膨脹の少ないポリュ
−サイト単相粉末およびその合成法を提供するものであ
る。
ュ−サイト単相粉末の合成は可能であるが、えられた粉
末は、上記のとおり、また本発明者らの測定による格子
定数の温度変化のデータをプロットした図3から明らか
なように、比較的低温度範囲で大きな熱膨脹を示す。こ
のような粉末は、低熱膨脹材料の原料粉末としては必ず
しも十分なものとは言えない。本発明は、この低温度範
囲で現れる大きな熱膨脹がなく、室温から1000℃や
それ以上の高温度範囲まで極めて熱膨脹の少ないポリュ
−サイト単相粉末およびその合成法を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Al2O
3/SiO2モル比およびCs2O/SiO2モル比を
変動させてもポリューサイトの結晶相が保たれ、それら
のモル比を0.25より下げると、低温領域でも熱膨脹
を起こしにくいものとなること、ならびに酸化セシウム
の一部を酸化リチウムで置換するとより高温まで低膨脹
性が維持されることを見出だした。また、一般に、焼成
によりポリュ−サイト粉末を製造する際、セシウム分が
揮発しやく、アルミニウム分もセシウム分に同伴されて
揮発する。このセシウム分などの揮発を抑制する焼成条
件についても検討した。本発明は、これらの知見に基づ
いて達成されたものである。
3/SiO2モル比およびCs2O/SiO2モル比を
変動させてもポリューサイトの結晶相が保たれ、それら
のモル比を0.25より下げると、低温領域でも熱膨脹
を起こしにくいものとなること、ならびに酸化セシウム
の一部を酸化リチウムで置換するとより高温まで低膨脹
性が維持されることを見出だした。また、一般に、焼成
によりポリュ−サイト粉末を製造する際、セシウム分が
揮発しやく、アルミニウム分もセシウム分に同伴されて
揮発する。このセシウム分などの揮発を抑制する焼成条
件についても検討した。本発明は、これらの知見に基づ
いて達成されたものである。
【0007】すなわち、本発明は、■ Al2O3/
SiO2モル比0.21〜0.25およびCs2O/S
iO2モル比0.19〜0.22であり、すなわち式a
Cs2O・bAl2O3・SiO2(式中、aは0.1
9〜0.22、bは0.21〜0.25である。
SiO2モル比0.21〜0.25およびCs2O/S
iO2モル比0.19〜0.22であり、すなわち式a
Cs2O・bAl2O3・SiO2(式中、aは0.1
9〜0.22、bは0.21〜0.25である。
【0008】以下、同じ)で表される組成の、かつ実質
的にポリュ−サイト相からなる、ポリュ−サイト粉末;
■ Al2O3/SiO2モル比0.21〜0.25
,(Cs2O+Li2O)/SiO2モル比0.19〜
0.22およびLi2O/Cs2Oモル比2/98〜1
0/90であり、すなわち式acLi2O・a(1−c
)Cs2O・bAl2O3・SiO2(式中、cは、0
.02〜0.10である)で表される組成の、かつ実質
的にポリュ−サイト相からなる、ポリュ−サイト粉末;
■ アルミナゾル,シリカゾルおよびセシウム塩の、
酸化物換算でAl2O3/SiO2モル比0.214〜
0.25およびCs2O/SiO2モル比0.197〜
0.22の脱水混合物を900〜1100℃の温度で5
〜20時間焼成することによる、ポリュ−サイト粉末の
合成法;■ アルミナゾル,シリカゾル,セシウム塩
およびリチウム塩の、酸化物換算でAl2O3/SiO
2モル比0.214〜0.25,(Cs2O+Li2O
)/SiO2モル比0.197〜0.22およびLi2
O/Cs2Oモル比2/98〜10/90の脱水混合物
を900〜1100℃の温度で5〜20時間焼成するこ
とによる、ポリュ−サイト粉末の合成法;ならびに■
■または■の脱水混合物を600〜800℃の温度で
24〜200時間焼成し、ついで900〜1100℃の
温度で20〜100時間焼成することによる、ポリュ−
サイト粉末の合成法を要旨とするものである。
的にポリュ−サイト相からなる、ポリュ−サイト粉末;
■ Al2O3/SiO2モル比0.21〜0.25
,(Cs2O+Li2O)/SiO2モル比0.19〜
0.22およびLi2O/Cs2Oモル比2/98〜1
0/90であり、すなわち式acLi2O・a(1−c
)Cs2O・bAl2O3・SiO2(式中、cは、0
.02〜0.10である)で表される組成の、かつ実質
的にポリュ−サイト相からなる、ポリュ−サイト粉末;
■ アルミナゾル,シリカゾルおよびセシウム塩の、
酸化物換算でAl2O3/SiO2モル比0.214〜
0.25およびCs2O/SiO2モル比0.197〜
0.22の脱水混合物を900〜1100℃の温度で5
〜20時間焼成することによる、ポリュ−サイト粉末の
合成法;■ アルミナゾル,シリカゾル,セシウム塩
およびリチウム塩の、酸化物換算でAl2O3/SiO
2モル比0.214〜0.25,(Cs2O+Li2O
)/SiO2モル比0.197〜0.22およびLi2
O/Cs2Oモル比2/98〜10/90の脱水混合物
を900〜1100℃の温度で5〜20時間焼成するこ
とによる、ポリュ−サイト粉末の合成法;ならびに■
■または■の脱水混合物を600〜800℃の温度で
24〜200時間焼成し、ついで900〜1100℃の
温度で20〜100時間焼成することによる、ポリュ−
サイト粉末の合成法を要旨とするものである。
【0009】以下、本発明を更に詳細に説明する。
【0010】上記■のポリューサイト粉末は、室温から
1000℃の範囲で、その製造法によってはさらに高い
温度まで低熱膨脹性が維持される。それにおけるAl2
O3/SiO2のモル比は、0.21〜0.25でなけ
ればならない。この範囲を下回ると、粉末は製造後ガラ
ス化が始まり、凝集する。その粉末は、低温領域だけで
なく高温領域でも低熱膨脹性に劣る。いっぽう、上記範
囲を上回ると、粉末は比較的低温度範囲、例えば室温か
ら200℃までの熱膨脹が大きなものとなる。また、C
s2O/SiO2のモル比は、0.19〜0.22でな
ければならない。この範囲を下回ると、上記のAl2O
3/SiO2モル比が低すぎるものと同じく、粉末は凝
集粒となり、低温領域だけでなく高温領域でも低熱膨脹
性が悪い。また、上記範囲を上回ると室温から200℃
までの熱膨脹が大きくなる。
1000℃の範囲で、その製造法によってはさらに高い
温度まで低熱膨脹性が維持される。それにおけるAl2
O3/SiO2のモル比は、0.21〜0.25でなけ
ればならない。この範囲を下回ると、粉末は製造後ガラ
ス化が始まり、凝集する。その粉末は、低温領域だけで
なく高温領域でも低熱膨脹性に劣る。いっぽう、上記範
囲を上回ると、粉末は比較的低温度範囲、例えば室温か
ら200℃までの熱膨脹が大きなものとなる。また、C
s2O/SiO2のモル比は、0.19〜0.22でな
ければならない。この範囲を下回ると、上記のAl2O
3/SiO2モル比が低すぎるものと同じく、粉末は凝
集粒となり、低温領域だけでなく高温領域でも低熱膨脹
性が悪い。また、上記範囲を上回ると室温から200℃
までの熱膨脹が大きくなる。
【0011】上記のポリュ−サイト組成において酸化セ
シウムを酸化リチウムで2〜10モル%置換させた■の
ポリューサイト粉末は、その製法にかかわらず室温から
1000℃をこえる範囲まで低熱膨脹性が維持される。 その置換割合が上記の2モル%に達しないと、製造条件
によっては、上記の1000℃をこえる温度範囲におけ
る熱膨脹を低下させる効果が不十分となる。いっぽう、
10モル%をこえると、均一な固溶体とならず、一部リ
チウムとアルミニウムと珪素との化合物(β−スポジュ
メン)が混在し、粉末の低熱膨脹性を低下させるので好
ましくない。
シウムを酸化リチウムで2〜10モル%置換させた■の
ポリューサイト粉末は、その製法にかかわらず室温から
1000℃をこえる範囲まで低熱膨脹性が維持される。 その置換割合が上記の2モル%に達しないと、製造条件
によっては、上記の1000℃をこえる温度範囲におけ
る熱膨脹を低下させる効果が不十分となる。いっぽう、
10モル%をこえると、均一な固溶体とならず、一部リ
チウムとアルミニウムと珪素との化合物(β−スポジュ
メン)が混在し、粉末の低熱膨脹性を低下させるので好
ましくない。
【0012】次に、■および■の合成方法を説明する。
本発明では、原料のアルミナ源としてアルミナゾル;シ
リカ源としてシリカゾル;酸化セシウム源として硝酸セ
シウム,炭酸セシウム,塩化セシウム,硫酸セシウム等
のセシウム塩;および酸化リチウム源として硝酸リチウ
ム,炭酸リチウム,塩化リチウム,硫酸リチウム等のリ
チウム塩を用いる。これら原料の脱水混合物を焼成する
ことによって、■または■のポリューサイト粉末がえら
れるが、脱水混合物とする方法に制限はない。たとえば
、アルミナゾルとシリカゾルとを混合し、これをエバポ
レーターやスプレードライヤーなどによって脱水処理し
、それに酸化セシウム源またはセシウム塩およびリチウ
ム塩を添加してボールミルなどによって混合する;アル
ミナゾルとシリカゾルとセシウム塩水溶液と、またはこ
れらとリチウム塩水溶液とを混合し、これを脱水処理し
てボールミルなどによって混合するなどいずれの方法に
よってもよい。
リカ源としてシリカゾル;酸化セシウム源として硝酸セ
シウム,炭酸セシウム,塩化セシウム,硫酸セシウム等
のセシウム塩;および酸化リチウム源として硝酸リチウ
ム,炭酸リチウム,塩化リチウム,硫酸リチウム等のリ
チウム塩を用いる。これら原料の脱水混合物を焼成する
ことによって、■または■のポリューサイト粉末がえら
れるが、脱水混合物とする方法に制限はない。たとえば
、アルミナゾルとシリカゾルとを混合し、これをエバポ
レーターやスプレードライヤーなどによって脱水処理し
、それに酸化セシウム源またはセシウム塩およびリチウ
ム塩を添加してボールミルなどによって混合する;アル
ミナゾルとシリカゾルとセシウム塩水溶液と、またはこ
れらとリチウム塩水溶液とを混合し、これを脱水処理し
てボールミルなどによって混合するなどいずれの方法に
よってもよい。
【0013】■および■の条件は、セシウム分およびア
ルミニウム分またはこれらおよびリチウム分の揮発量を
小さくして、製品粉末の組成を■または■の範囲とする
ための;かつ■の条件は、室温から少なくとも1000
℃まで熱膨脹の小さい製品粉末をうるための;また■の
条件は,原料としてリチウム塩を使用するしないにかか
わらず室温から1000℃をこえる温度まで熱膨脹の小
さい製品粉末をうるためのものである。すなわち、リチ
ウム分,セシウム分およびアルミニウム分は、いずれも
珪素分よりも揮発しやすいが、原料組成,焼成温度およ
び焼成時間を■または■に示した範囲とするかぎり、■
または■の範囲内の組成のポリューサイト粉末がえられ
る。もっとも、珪素源に対するそれ以外の各原料の比率
が■または■における範囲からわずかに外れても、製品
粉末の組成が■または■のそれの範囲内のものとなる場
合もあるが、その範囲外となるおそれもある。
ルミニウム分またはこれらおよびリチウム分の揮発量を
小さくして、製品粉末の組成を■または■の範囲とする
ための;かつ■の条件は、室温から少なくとも1000
℃まで熱膨脹の小さい製品粉末をうるための;また■の
条件は,原料としてリチウム塩を使用するしないにかか
わらず室温から1000℃をこえる温度まで熱膨脹の小
さい製品粉末をうるためのものである。すなわち、リチ
ウム分,セシウム分およびアルミニウム分は、いずれも
珪素分よりも揮発しやすいが、原料組成,焼成温度およ
び焼成時間を■または■に示した範囲とするかぎり、■
または■の範囲内の組成のポリューサイト粉末がえられ
る。もっとも、珪素源に対するそれ以外の各原料の比率
が■または■における範囲からわずかに外れても、製品
粉末の組成が■または■のそれの範囲内のものとなる場
合もあるが、その範囲外となるおそれもある。
【0014】■のように1段で焼成する場合の焼成温度
および焼成時間は、それぞれ900〜1100℃および
5〜20時間でなければならない。それぞれの条件が下
限の値に達しない場合は、未反応物が残ってポリューサ
イト単相のものがえられないこととなるおそれがあり;
上限をこえると、セシウム分などの揮発量が大きくなっ
てえられる粉末の組成が■または■の範囲から外れるお
それがあるからである。ただし、■の条件によって(た
とえば、焼成温度が1000℃未満であっても)えられ
た粉末をいったん冷却してから1000℃まで加熱して
も、熱膨脹は低いままであって組成の変化は認められな
い。
および焼成時間は、それぞれ900〜1100℃および
5〜20時間でなければならない。それぞれの条件が下
限の値に達しない場合は、未反応物が残ってポリューサ
イト単相のものがえられないこととなるおそれがあり;
上限をこえると、セシウム分などの揮発量が大きくなっ
てえられる粉末の組成が■または■の範囲から外れるお
それがあるからである。ただし、■の条件によって(た
とえば、焼成温度が1000℃未満であっても)えられ
た粉末をいったん冷却してから1000℃まで加熱して
も、熱膨脹は低いままであって組成の変化は認められな
い。
【0015】■のように2段で焼成すると、セシウム分
などの揮発の抑制および低熱膨脹特性のよりよい製品粉
末の取得が容易になる。その1段目の焼成の目的は、そ
こで揮発をほとんど起こさせずに、各成分間の化学結合
を充分に起こさせて、より高温の2段目の焼成温度でも
揮発しにくい物質に転化させることにある。この1段目
の焼成温度および焼成時間は、それぞれ600〜800
℃および24〜200時間でなければならない。それぞ
れの条件が下限の値に達しない場合は、各成分の化学結
合が充分に進行せず、したがって、2段目の焼成におけ
る揮発量が大きくなり;上限をこえる場合は、この1段
目での揮発量が大きくなって2段目の焼成でえられる粉
末の組成が■または■の範囲から外れるおそれがあるか
らである。この1段目の処理により1段目および2段目
における全揮発量が小さくなり、かつより高温まで低熱
膨脹特性を発揮する製品粉末をうることができる。2段
目の焼成温度および焼成時間は、それぞれ900〜11
00℃および20〜100時間でなければならない。9
00℃未満では、ポリュート単相のものがえられず;1
100℃をこえると、あるいは100時間をこえると、
揮発量が無視しえない値となるおそれがあり;20時間
未満では、えられる製品粉末が1000℃をこえる温度
における低熱膨脹特性が不十分となるおそれがあるから
である。ただし、■の条件によってえられた粉末をいっ
たん冷却してから1300℃まで加熱しても熱膨脹は低
いままであって組成の変化は認められない。
などの揮発の抑制および低熱膨脹特性のよりよい製品粉
末の取得が容易になる。その1段目の焼成の目的は、そ
こで揮発をほとんど起こさせずに、各成分間の化学結合
を充分に起こさせて、より高温の2段目の焼成温度でも
揮発しにくい物質に転化させることにある。この1段目
の焼成温度および焼成時間は、それぞれ600〜800
℃および24〜200時間でなければならない。それぞ
れの条件が下限の値に達しない場合は、各成分の化学結
合が充分に進行せず、したがって、2段目の焼成におけ
る揮発量が大きくなり;上限をこえる場合は、この1段
目での揮発量が大きくなって2段目の焼成でえられる粉
末の組成が■または■の範囲から外れるおそれがあるか
らである。この1段目の処理により1段目および2段目
における全揮発量が小さくなり、かつより高温まで低熱
膨脹特性を発揮する製品粉末をうることができる。2段
目の焼成温度および焼成時間は、それぞれ900〜11
00℃および20〜100時間でなければならない。9
00℃未満では、ポリュート単相のものがえられず;1
100℃をこえると、あるいは100時間をこえると、
揮発量が無視しえない値となるおそれがあり;20時間
未満では、えられる製品粉末が1000℃をこえる温度
における低熱膨脹特性が不十分となるおそれがあるから
である。ただし、■の条件によってえられた粉末をいっ
たん冷却してから1300℃まで加熱しても熱膨脹は低
いままであって組成の変化は認められない。
【0016】
【作用】本発明の効果発現の機構については、未だ十分
には解明していないが、すくなくとも上記■のポリュー
サイトは、従来公知のものの組成よりも、わずかにセシ
ウムが少ない範囲において結晶化したものであり、それ
によってアルミナとシリカからなる環構造内に大きな自
由度が存在し、加熱によっても結晶内の原子間距離を変
化させることなく、熱エネルギ−を消費することが可能
となるため、見掛け上、熱による膨脹が無くなるものと
考えられる。
には解明していないが、すくなくとも上記■のポリュー
サイトは、従来公知のものの組成よりも、わずかにセシ
ウムが少ない範囲において結晶化したものであり、それ
によってアルミナとシリカからなる環構造内に大きな自
由度が存在し、加熱によっても結晶内の原子間距離を変
化させることなく、熱エネルギ−を消費することが可能
となるため、見掛け上、熱による膨脹が無くなるものと
考えられる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリュー
サイト粉末は、室温から1000℃以上の高温度領域ま
で見掛上熱膨脹が極めて少ないので、高度の熱特性が要
求される材料の原料として期待される。しかも、本発明
のポリューサイト粉末を原料とする焼結体は、その組成
範囲外のポリューサイト粉末を原料とするものに比べて
、緻密であり、かつ強度も高い。また、本発明の合成法
は、比較的簡便な方法で上記ポリュ−サイト粉末を得る
ことができる。
サイト粉末は、室温から1000℃以上の高温度領域ま
で見掛上熱膨脹が極めて少ないので、高度の熱特性が要
求される材料の原料として期待される。しかも、本発明
のポリューサイト粉末を原料とする焼結体は、その組成
範囲外のポリューサイト粉末を原料とするものに比べて
、緻密であり、かつ強度も高い。また、本発明の合成法
は、比較的簡便な方法で上記ポリュ−サイト粉末を得る
ことができる。
【0018】
【実施例】アルミナゾル(日産化学社製、濃度20wt
%)とシリカゾル(日産化学社製、濃度20wt%)と
を混合し、アンモニアによってpH=5.5に調整し、
24時間攪拌した後、脱水し、えられた混合粉末をつい
で硝酸セシウム(和光純薬工業社製、試薬特級)または
該硝酸セシウムおよび硝酸リチウム(和光純薬工業社製
、試薬特級)とエタノ−ル中ボ−ルミルにおいて24時
間混合したのち乾燥した。得られた粉末を1段でまたは
2段で焼成して、ポリュ−サイト粉末を得た。
%)とシリカゾル(日産化学社製、濃度20wt%)と
を混合し、アンモニアによってpH=5.5に調整し、
24時間攪拌した後、脱水し、えられた混合粉末をつい
で硝酸セシウム(和光純薬工業社製、試薬特級)または
該硝酸セシウムおよび硝酸リチウム(和光純薬工業社製
、試薬特級)とエタノ−ル中ボ−ルミルにおいて24時
間混合したのち乾燥した。得られた粉末を1段でまたは
2段で焼成して、ポリュ−サイト粉末を得た。
【0019】該粉末の組成を、Cs2OおよびLi2O
は原子吸光法によって、Al2O3はEDTA滴定法に
よって、SiO2は二酸化けい素重量法によって、それ
ぞれ分析した。その室温におけるX線回折パターンを波
長1.5418オングストロームの銅の管球を用いて粉
末X線回折試験装置(理学電機社製)によって測定した
。その結果、えられた粉末は、いずれの例におけるもの
も立方晶のポリューサイト単相からなるものであった。 また、室温から1000℃ないし1300℃までの範囲
における格子定数は、高温X線回折試験装置(理学電機
社製)により(332),(431),(440),(
611),(444)および(721)面のピークのそ
れぞれの角度を測定し、それらの値を用いてケイ素外部
標準法により算出した。測定条件は、走査速度1°/m
in,ステップサンプリング0.02とした。
は原子吸光法によって、Al2O3はEDTA滴定法に
よって、SiO2は二酸化けい素重量法によって、それ
ぞれ分析した。その室温におけるX線回折パターンを波
長1.5418オングストロームの銅の管球を用いて粉
末X線回折試験装置(理学電機社製)によって測定した
。その結果、えられた粉末は、いずれの例におけるもの
も立方晶のポリューサイト単相からなるものであった。 また、室温から1000℃ないし1300℃までの範囲
における格子定数は、高温X線回折試験装置(理学電機
社製)により(332),(431),(440),(
611),(444)および(721)面のピークのそ
れぞれの角度を測定し、それらの値を用いてケイ素外部
標準法により算出した。測定条件は、走査速度1°/m
in,ステップサンプリング0.02とした。
【0020】該粉末を成形し、大気圧下、1500℃で
6時間焼結し、得られた焼結体の密度をアルキメデス法
により、また三点曲げ強度をJIS R 1601
によって測定した。
6時間焼結し、得られた焼結体の密度をアルキメデス法
により、また三点曲げ強度をJIS R 1601
によって測定した。
【0021】以上に記載しなかったポリューサイト粉末
の製造条件を表1に、ポリューサイト粉末の組成ならび
に焼結体のかさ密度および三点曲げ強度(10本の試験
片についての平均値)を表2に示す。実施例1および実
施例3でえられたポリューサイト粉末のX線回折パター
ンを表3および表4に示す。他の実施例および比較例の
いずれの例でえられた粉末も、これらとほとんど同じX
線回折パターンを示した。実施例1〜3および5ならび
に比較例1〜6および8の各例でえられたポリューサイ
ト粉末の格子定数の温度変化を図1〜5に示す。実施例
4でえられたものの格子定数の温度変化は実施例3でえ
られたもののそれと、また比較例7でえられたもののそ
れは比較例5でえられたもののそれとそれぞれほぼ同じ
であった。
の製造条件を表1に、ポリューサイト粉末の組成ならび
に焼結体のかさ密度および三点曲げ強度(10本の試験
片についての平均値)を表2に示す。実施例1および実
施例3でえられたポリューサイト粉末のX線回折パター
ンを表3および表4に示す。他の実施例および比較例の
いずれの例でえられた粉末も、これらとほとんど同じX
線回折パターンを示した。実施例1〜3および5ならび
に比較例1〜6および8の各例でえられたポリューサイ
ト粉末の格子定数の温度変化を図1〜5に示す。実施例
4でえられたものの格子定数の温度変化は実施例3でえ
られたもののそれと、また比較例7でえられたもののそ
れは比較例5でえられたもののそれとそれぞれほぼ同じ
であった。
【0022】
表1 ポリューサイト粉末の製造条件
原料組成
焼成条件
Al2O3 Cs2O
Li2O 1段目
2段目 /SiO2 /S
iO2 /SiO2 時間 温度 時
間 温度 モル比 モ
ル比 モル比 hr ℃
hr ℃ 実施例 1 0.240 0.21
10 1000 2 0.213
0.196 10
1000 3 0.222 0.204 0.
018 10 1000 4 0.233
0.201 20
950 5 0.244 0.21
50 750 10
1000比較例 1 0.250 0.250
96 1200 2 0.24
0.228 10
1000 3 0.3 0.218
10 1000 4
0.317 0.254
10 1000 5 0.213 0.19
6 50 650
25 1000 6 0.213 0.19
6 50 850
25 1000 7 0.213 0.19
6 10 750
25 1000 8 0.222 0.22
0.01 10 1000
原料組成
焼成条件
Al2O3 Cs2O
Li2O 1段目
2段目 /SiO2 /S
iO2 /SiO2 時間 温度 時
間 温度 モル比 モ
ル比 モル比 hr ℃
hr ℃ 実施例 1 0.240 0.21
10 1000 2 0.213
0.196 10
1000 3 0.222 0.204 0.
018 10 1000 4 0.233
0.201 20
950 5 0.244 0.21
50 750 10
1000比較例 1 0.250 0.250
96 1200 2 0.24
0.228 10
1000 3 0.3 0.218
10 1000 4
0.317 0.254
10 1000 5 0.213 0.19
6 50 650
25 1000 6 0.213 0.19
6 50 850
25 1000 7 0.213 0.19
6 10 750
25 1000 8 0.222 0.22
0.01 10 1000
【0023
】 表2 ポリューサイト粉末の組成ならびに焼結体のか
さ密度および三点曲げ強度
製品ポリューサイト粉末
焼結体 A
l2O3 Cs2O Li2O かさ密
度 三点曲げ強度 /SiO2
/SiO2 /SiO2 モル
比 モル比 モル比
g/cm3 Kg/mm2実施例 1 0.240 0.204
2.94 15 2
0.211 0.194
3.01 14 3
0.220 0.201 0.017 2.9
3 16 4 0.230
0.199 2.94
14 5 0.243 0.2
09 2.92
15比較例 1 0.240 0.227
2.45 5
2 0.239 0.266
2.77 8 3
0.298 0.216
2.76 10 4
0.315 0.250
2.61 5 5 0.
203 0.176 2
.76 7 6 0.20
1 0.171 2.8
1 7 7 0.200
0.168 2.65
6 8 0.221 0
.219 0.01 2.78
7
】 表2 ポリューサイト粉末の組成ならびに焼結体のか
さ密度および三点曲げ強度
製品ポリューサイト粉末
焼結体 A
l2O3 Cs2O Li2O かさ密
度 三点曲げ強度 /SiO2
/SiO2 /SiO2 モル
比 モル比 モル比
g/cm3 Kg/mm2実施例 1 0.240 0.204
2.94 15 2
0.211 0.194
3.01 14 3
0.220 0.201 0.017 2.9
3 16 4 0.230
0.199 2.94
14 5 0.243 0.2
09 2.92
15比較例 1 0.240 0.227
2.45 5
2 0.239 0.266
2.77 8 3
0.298 0.216
2.76 10 4
0.315 0.250
2.61 5 5 0.
203 0.176 2
.76 7 6 0.20
1 0.171 2.8
1 7 7 0.200
0.168 2.65
6 8 0.221 0
.219 0.01 2.78
7
【0024】
表3 実施例1でえられたポリューサイト粉末のX線
回折パターン 表4 実施例3でえられたポリューサイト粉末のX線
回折パターン
回折パターン 表4 実施例3でえられたポリューサイト粉末のX線
回折パターン
【図1】実施例1(図中、○印)および実施例2(図中
、●印)でえられたポリュ−サイトの格子定数と温度と
の関係を示す図である。
、●印)でえられたポリュ−サイトの格子定数と温度と
の関係を示す図である。
【図2】実施例3(図中、○印)および実施例5(図中
、△印)でえられたポリュ−サイトの格子定数と温度と
の関係を示す図である。
、△印)でえられたポリュ−サイトの格子定数と温度と
の関係を示す図である。
【図3】比較例1で得られたポリュ−サイトの格子定数
と温度との関係を示す図である。
と温度との関係を示す図である。
【図4】比較例2(図中、○印)、比較例3(図中、●
印)および比較例4(図中、△印)で得られたポリュ−
サイトの格子定数と温度との関係を示す図である。
印)および比較例4(図中、△印)で得られたポリュ−
サイトの格子定数と温度との関係を示す図である。
【図5】比較例5(図中、○印)、比較例6(図中、△
印)および比較例8(図中、□印)得られたポリュ−サ
イトの格子定数と温度との関係を示す図である。
印)および比較例8(図中、□印)得られたポリュ−サ
イトの格子定数と温度との関係を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】Al2O3/SiO2モル比0.21〜0
.25およびCs2O/SiO2モル比0.19〜0.
22であり、かつ実質的にポリュ−サイト相からなるこ
とを特徴とする、ポリュ−サイト粉末。 - 【請求項2】Al2O3/SiO2モル比0.21〜0
.25,(Cs2O+Li2O)/SiO2モル比0.
19〜0.22およびLi2O/Cs2Oモル比2/9
8〜10/90であり、かつ実質的にポリュ−サイト相
からなることを特徴とする、ポリュ−サイト粉末。 - 【請求項3】アルミナゾル,シリカゾルおよびセシウム
塩の、酸化物換算でAl2O3/SiO2モル比0.2
14〜0.25およびCs2O/SiO2モル比0.1
97〜0.22の脱水混合物を900〜1100℃の温
度で5〜20時間焼成することを特徴とする、ポリュ−
サイト粉末の合成法。 - 【請求項4】アルミナゾル,シリカゾル,セシウム塩お
よびリチウム塩の、酸化物換算でAl2O3/SiO2
モル比0.214〜0.25,(Cs2O+Li2O)
/SiO2モル比0.197〜0.22およびLi2O
/Cs2Oモル比2/98〜10/90の脱水混合物を
900〜1100℃の温度で5〜20時間焼成すること
を特徴とする、ポリュ−サイト粉末の合成法。 - 【請求項5】請求項3または請求項4記載の脱水混合物
を600〜800℃の温度で24〜200時間焼成し、
ついで900〜1100℃の温度で20〜100時間焼
成することを特徴とする、ポリュ−サイト粉末の合成法
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3223561A JPH04367510A (ja) | 1990-12-19 | 1991-08-09 | 低熱膨脹ポリュ−サイト粉末およびその合成法 |
| US07/760,136 US5204077A (en) | 1990-12-19 | 1991-09-16 | Pollucite crystalline powders with low thermal expansion coefficients and methods for their preparation |
| DE69103872T DE69103872T2 (de) | 1990-12-19 | 1991-10-08 | Pollucitpulver mit niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten sowie Verfahren zu ihrer Herstellung. |
| EP91309231A EP0491459B1 (en) | 1990-12-19 | 1991-10-08 | Pollucite powders with low thermal expansion coefficients and methods for their preparation |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-411713 | 1990-12-19 | ||
| JP41171390 | 1990-12-19 | ||
| JP3223561A JPH04367510A (ja) | 1990-12-19 | 1991-08-09 | 低熱膨脹ポリュ−サイト粉末およびその合成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367510A true JPH04367510A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=26525550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3223561A Pending JPH04367510A (ja) | 1990-12-19 | 1991-08-09 | 低熱膨脹ポリュ−サイト粉末およびその合成法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5204077A (ja) |
| EP (1) | EP0491459B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04367510A (ja) |
| DE (1) | DE69103872T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110981205A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 | 一种处理放射性铯污染土壤用微晶玻璃的制备方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5994246A (en) * | 1996-11-05 | 1999-11-30 | Ohio State University | Low expansion feldspathic porcelain |
| US6090194A (en) * | 1997-10-15 | 2000-07-18 | Jeneric/Pentron Incorporated | Cubic leucite-containing dental porcelains |
| US6133174A (en) * | 1997-10-15 | 2000-10-17 | Jeneric/Pentron Incorporated | Machinable leucite-containing porcelain compositions and methods of manufacture |
| EP1337485A1 (en) * | 2000-11-07 | 2003-08-27 | Corning Incorporated | Pollucite-based ceramic with low cte |
| EP2075066B1 (en) | 2007-12-10 | 2016-08-17 | Honeywell International Inc. | Method for making catalyst compositions of alkali metal halide-doped bivalent metal fluorides and a process for making fluorinated olefins |
| US9056794B2 (en) * | 2012-04-20 | 2015-06-16 | Ivar Reimanis | Near zero coefficient of thermal expansion of beta-eucryptite without microcracking |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE682573A (ja) * | 1965-06-23 | 1966-11-14 | ||
| FR90761E (fr) * | 1966-06-15 | 1968-02-16 | Commissariat Energie Atomique | Procédé de préparation de pollucite frittée |
| US3723140A (en) * | 1971-12-28 | 1973-03-27 | Corning Glass Works | Glass-ceramics containing pollucite |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3223561A patent/JPH04367510A/ja active Pending
- 1991-09-16 US US07/760,136 patent/US5204077A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-08 DE DE69103872T patent/DE69103872T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-08 EP EP91309231A patent/EP0491459B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110981205A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 | 一种处理放射性铯污染土壤用微晶玻璃的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0491459A2 (en) | 1992-06-24 |
| EP0491459A3 (en) | 1993-06-30 |
| DE69103872D1 (de) | 1994-10-13 |
| DE69103872T2 (de) | 1995-04-20 |
| EP0491459B1 (en) | 1994-09-07 |
| US5204077A (en) | 1993-04-20 |
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