JPH049732B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は酸化チタン粉末と酸化ほう素粉末にマ
グネシウム粉末を加えて加熱し、マグネシウムに
よる金属還元反応によつて超微細２ほう化チタン
粉末を得るための製造方法に関するものである。
グネシウム粉末を加えて加熱し、マグネシウムに
よる金属還元反応によつて超微細２ほう化チタン
粉末を得るための製造方法に関するものである。
現在製造されている２ほう化チタン粉末（以
下、TiB2粉末という）は直接反応法と呼ばれて
いる方法、すなわちTi＋2B→TiB2の化学反応式
で示される製造方法が用いられている。このため
製造に2000℃近くの高温が必要であり、しかもこ
れによつて得られたTiB2粉は粒子径が大きく
（６〜12）μmの範囲の中心粒径を有する粉末しか
得られない。
下、TiB2粉末という）は直接反応法と呼ばれて
いる方法、すなわちTi＋2B→TiB2の化学反応式
で示される製造方法が用いられている。このため
製造に2000℃近くの高温が必要であり、しかもこ
れによつて得られたTiB2粉は粒子径が大きく
（６〜12）μmの範囲の中心粒径を有する粉末しか
得られない。
TiB2粉は硬度が非常に高いので、粉砕によつ
ても微細化することは難しく中心粒径2μm前後の
粉末しか得られないのが欠点であつた。1μm以下
の超微粉を得ることは高性能なTiB2基超硬合金
を製造したり、TiC基超硬合金の製造の際の焼結
助剤として使用が考えられているために是非共必
要であり、かつ望まれている。
ても微細化することは難しく中心粒径2μm前後の
粉末しか得られないのが欠点であつた。1μm以下
の超微粉を得ることは高性能なTiB2基超硬合金
を製造したり、TiC基超硬合金の製造の際の焼結
助剤として使用が考えられているために是非共必
要であり、かつ望まれている。
従来から金属還元法によつてTiB2粉を得るこ
とは知られていたけれども、工業化という見地に
立つて製造法を検討した例は無い。
とは知られていたけれども、工業化という見地に
立つて製造法を検討した例は無い。
すなわち、金属還元法によるTiB2粉末の製造
は、理論的にはTiO2＋B2O3＋Mg→TiB2＋MgO
で示される化学反応式によつて得られるけれど
も、実際上の問題として、この反応は爆発的に行
なわれるためにTiB2粉の粗大化が生ずる。又、
反応生成物の中にマグネシウムボライド
（MgBo）の生成や未反応物があるため、これら
からTiB2粉末のみを精製して純度の高いTiB2粉
を得ることが出来なかつた。
は、理論的にはTiO2＋B2O3＋Mg→TiB2＋MgO
で示される化学反応式によつて得られるけれど
も、実際上の問題として、この反応は爆発的に行
なわれるためにTiB2粉の粗大化が生ずる。又、
反応生成物の中にマグネシウムボライド
（MgBo）の生成や未反応物があるため、これら
からTiB2粉末のみを精製して純度の高いTiB2粉
を得ることが出来なかつた。
本発明の目的は、上述した従来の金属還元法の
欠点を解決するために研究がなされたもので、中
心粒径1μm以下の超微細なTiB2粉末を製造する
ことのできる製造方法を提供せんとするものであ
る。
欠点を解決するために研究がなされたもので、中
心粒径1μm以下の超微細なTiB2粉末を製造する
ことのできる製造方法を提供せんとするものであ
る。
本発明の超微細２ほう化チタン粉末の製造方法
は、酸化チタン粉末および酸化ほう素粉末にマグ
ネシウム粉末および酸化マグネシウム粉末を加
え、ボールミル中で30分から５時間混合し、前述
の混合粉をアルゴン気流中で（650℃〜1000℃）
に加熱し、反応させ、その反応生成物を塩化アン
モニウム水溶液中で加熱煮沸し、その後蒸溜水を
加え遠心分離により上澄液を廃棄し、次いで塩酸
水溶液を加え加熱煮沸し、その後蒸溜水を加え遠
心分離を行ない２ほう化チタン粉のみとし、その
後乾燥させることを特徴とする。
は、酸化チタン粉末および酸化ほう素粉末にマグ
ネシウム粉末および酸化マグネシウム粉末を加
え、ボールミル中で30分から５時間混合し、前述
の混合粉をアルゴン気流中で（650℃〜1000℃）
に加熱し、反応させ、その反応生成物を塩化アン
モニウム水溶液中で加熱煮沸し、その後蒸溜水を
加え遠心分離により上澄液を廃棄し、次いで塩酸
水溶液を加え加熱煮沸し、その後蒸溜水を加え遠
心分離を行ない２ほう化チタン粉のみとし、その
後乾燥させることを特徴とする。
このように本発明はMg金属還元反応法を基本
とするが、爆発的に生ずるこの還元反応を抑制す
るために、TiO2粉末、B2O3粉末、Mg粉末の他
にMgO粉末を添加することを特徴とする。MgO
粉末を加えることにより反応は爆発的に起らない
ので徐々に進行する。その結果反応温度は1000℃
以下に押えられるために、TiB2粉末は粗大化し
ない。
とするが、爆発的に生ずるこの還元反応を抑制す
るために、TiO2粉末、B2O3粉末、Mg粉末の他
にMgO粉末を添加することを特徴とする。MgO
粉末を加えることにより反応は爆発的に起らない
ので徐々に進行する。その結果反応温度は1000℃
以下に押えられるために、TiB2粉末は粗大化し
ない。
又、TiB2粉末を得るための精製過程は化学的
に行ない、塩化アンモニウム水溶液と塩酸水溶液
が使用され、２段階の精製処理によつて純度の高
いTiB2粉末を得ることを特徴とする。
に行ない、塩化アンモニウム水溶液と塩酸水溶液
が使用され、２段階の精製処理によつて純度の高
いTiB2粉末を得ることを特徴とする。
以下、本発明の実施例を説明する。
(1) TiB2粉末の製造方法
本発明における超微細TiB2粉末の製造プロ
セスを第１図に示す。
セスを第１図に示す。
B2O3粉末に対しTiO2粉末をモル重量比で
（１〜３）モル加え、ささらTiO2粉末に対し
Mg粉末を（３〜６）モル加える。さらにB2O3
粉末、TiO2粉末、Mg粉末の全重量に対し（５
〜50）重量％MgO粉末を加え、これらの粉末
をアルミナ製の容器に入れて混合する。混合粉
はカーボン製のボートに入れ、反応管の中でア
ルゴン気流中で（650℃〜800℃）に加熱する。
反応時間は反応温度が800℃に達したなら加熱
を中止する。その後反応生成物をボートから取
り出す。この時点での反応生成物のＸ線回折結
果によると、第２図に示すようにTiB2以外に
MgB4、MgB6およびMgO、未反応物である
Mgが検出されている。その後この反応生成物
を塩化アンモニウム水溶液中で加熱煮沸する。
その後、加熱を中止し蒸溜水を加え、遠心分離
機にかけて粉体を何度か洗浄する。次いで塩酸
水溶液を反応物に加え、加熱煮沸する。その後
加熱を中止し、前と同様、遠心分離機にかけて
粉体を洗浄する。その後粉体を乾燥し超微細
TiB2粉を得る。
（１〜３）モル加え、ささらTiO2粉末に対し
Mg粉末を（３〜６）モル加える。さらにB2O3
粉末、TiO2粉末、Mg粉末の全重量に対し（５
〜50）重量％MgO粉末を加え、これらの粉末
をアルミナ製の容器に入れて混合する。混合粉
はカーボン製のボートに入れ、反応管の中でア
ルゴン気流中で（650℃〜800℃）に加熱する。
反応時間は反応温度が800℃に達したなら加熱
を中止する。その後反応生成物をボートから取
り出す。この時点での反応生成物のＸ線回折結
果によると、第２図に示すようにTiB2以外に
MgB4、MgB6およびMgO、未反応物である
Mgが検出されている。その後この反応生成物
を塩化アンモニウム水溶液中で加熱煮沸する。
その後、加熱を中止し蒸溜水を加え、遠心分離
機にかけて粉体を何度か洗浄する。次いで塩酸
水溶液を反応物に加え、加熱煮沸する。その後
加熱を中止し、前と同様、遠心分離機にかけて
粉体を洗浄する。その後粉体を乾燥し超微細
TiB2粉を得る。
(2) 上記製造方法によつて得られたTiB2粉末の
特性 (a) 組成 第３図に示すＸ線回折結果によると回折線
はTiB2のみとなり、TiB2粉が得られたこと
を示している。
特性 (a) 組成 第３図に示すＸ線回折結果によると回折線
はTiB2のみとなり、TiB2粉が得られたこと
を示している。
(b) 粉体の形状と粒度分布
第４図に得られたTiB2粉末の電子顕微鏡
写真を示す。又、第５図に光走査型粒度分布
測定装置により測定したTiB2粉の粒度分布
を示す。
写真を示す。又、第５図に光走査型粒度分布
測定装置により測定したTiB2粉の粒度分布
を示す。
得られたTiB2粉末の中心粒径は0.5〜
0.75μmであり、最大粒径は2.5μmであつた。
0.75μmであり、最大粒径は2.5μmであつた。
(3) 従来のTiB2粉末との比較
従来の直接反応法により製造したTiB2粉末
の粒度分布を第６図に、又電子顕微鏡写真を第
７図に示す。従来粉は中心粒径が10〜12μmで
あるのに対し、本発明のTiB2粉は0.5〜0.75μm
に中心粒径がある。しかも、従来粉の最大粒径
は23μｍであるのに対し、本発明のTiB2粉は
2.5μm以下にある。従来粉を粉砕しても中心粒
径は２〜3μmのものしか得られないため、本発
明の製造方法によつて得たTiB2粉末は充分微
細である。
の粒度分布を第６図に、又電子顕微鏡写真を第
７図に示す。従来粉は中心粒径が10〜12μmで
あるのに対し、本発明のTiB2粉は0.5〜0.75μm
に中心粒径がある。しかも、従来粉の最大粒径
は23μｍであるのに対し、本発明のTiB2粉は
2.5μm以下にある。従来粉を粉砕しても中心粒
径は２〜3μmのものしか得られないため、本発
明の製造方法によつて得たTiB2粉末は充分微
細である。
以上述べた如く、本発明の製造方法を用いれば
従来粉より１桁小さな超微細粉が得られ、この超
微細粉は高性能なTiB2基超硬合金の構成物質、
Al2O3系セラミツク工具の結合物質、TiC基超硬
合金の添加剤および耐摩耗性コーテング物質など
に用いることができ、産業上の効果が極めて大で
ある。
従来粉より１桁小さな超微細粉が得られ、この超
微細粉は高性能なTiB2基超硬合金の構成物質、
Al2O3系セラミツク工具の結合物質、TiC基超硬
合金の添加剤および耐摩耗性コーテング物質など
に用いることができ、産業上の効果が極めて大で
ある。
第１図は本発明のマグネシウム還元反応法によ
る超微細TiB2粉末の製造プロセスを表わす図、
第２図は還元反応直後（精製前）の反応生成物の
Ｘ線回折線を表わす図、第３図は前述の方法で得
られた（精製後）TiB2粉末のＸ線回折線を表わ
す図、第４図は前述の方法で得たTiB2粉末の電
子顕微鏡写真、第５図は前述の方法で得たTiB2
粉末の粒度分布を表わす図、第６図は従来粉の粒
度分布を示す図、第７図は従来粉の電子顕微鏡写
真を表わす図である。
る超微細TiB2粉末の製造プロセスを表わす図、
第２図は還元反応直後（精製前）の反応生成物の
Ｘ線回折線を表わす図、第３図は前述の方法で得
られた（精製後）TiB2粉末のＸ線回折線を表わ
す図、第４図は前述の方法で得たTiB2粉末の電
子顕微鏡写真、第５図は前述の方法で得たTiB2
粉末の粒度分布を表わす図、第６図は従来粉の粒
度分布を示す図、第７図は従来粉の電子顕微鏡写
真を表わす図である。
Claims (1)
- １ 酸化チタン粉末および酸化ほう素粉末にマグ
ネシウム粉末および酸化マグネシウム粉末を加
え、ボールミル中で30分から５時間混合し、前述
の混合粉をアルゴン気流中で（650〜1000）℃に
加熱し、反応させ、その反応生成物を塩化アンモ
ニウム水溶液中で加熱煮沸し、その後蒸溜水を加
え遠心分離により上澄液を廃棄し、次いで塩酸水
溶液を加え加熱煮沸し、その後蒸溜水を加え遠心
分離を行ない２ほう化チタン粉のみとし、その後
乾燥させて超微細２ほう化チタン粉末を得ること
を特徴とする超微細２ほう化チタン粉末の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8936984A JPS60235717A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 超微細２ほう化チタン粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8936984A JPS60235717A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 超微細２ほう化チタン粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60235717A JPS60235717A (ja) | 1985-11-22 |
| JPH049732B2 true JPH049732B2 (ja) | 1992-02-21 |
Family
ID=13968776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8936984A Granted JPS60235717A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 超微細２ほう化チタン粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60235717A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102061421B (zh) | 2011-01-31 | 2012-11-14 | 江苏大学 | 一种原位亚微米/纳米颗粒增强镁基复合材料及制备方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4888166A (en) * | 1986-09-03 | 1989-12-19 | Georgia Tech Research Corporation | Process for making highly reactive sub-micron amorphous titanium diboride powder |
| WO1991003423A1 (en) * | 1989-08-28 | 1991-03-21 | Logan Kathryn V | Process for making highly reactive sub-micron amorphous titanium diboride power and products made therefrom |
| JP3598580B2 (ja) * | 1994-05-18 | 2004-12-08 | 住友化学工業株式会社 | 遷移金属ホウ化物粉末の製造方法 |
| US5587140A (en) * | 1994-05-18 | 1996-12-24 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Process for producing powders of transition metal boride |
| AUPM933094A0 (en) * | 1994-11-08 | 1994-12-01 | Australian National University, The | Production of borides |
| CN118495959A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-08-16 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | TiB2纳米颗粒的制备方法 |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP8936984A patent/JPS60235717A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102061421B (zh) | 2011-01-31 | 2012-11-14 | 江苏大学 | 一种原位亚微米/纳米颗粒增强镁基复合材料及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60235717A (ja) | 1985-11-22 |
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