JPH06279095A - セラミック物質を製造するための方法及びその生成物 - Google Patents
セラミック物質を製造するための方法及びその生成物Info
- Publication number
- JPH06279095A JPH06279095A JP5198160A JP19816093A JPH06279095A JP H06279095 A JPH06279095 A JP H06279095A JP 5198160 A JP5198160 A JP 5198160A JP 19816093 A JP19816093 A JP 19816093A JP H06279095 A JPH06279095 A JP H06279095A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sol
- ceramic
- freezing
- flakes
- alumina
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 46
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 13
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 claims description 16
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 2
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 claims 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 31
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 10
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 7
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 5
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000011160 polymer matrix composite Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000008281 solid sol Substances 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229940095709 flake product Drugs 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
- C04B35/111—Fine ceramics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/44—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/624—Sol-gel processing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水和されたアルミナ物質の凝固によるセラミ
ックフレーク、ファイバー及び粒子の生成において、生
成時間を短縮化するため装置を改良し、及び装置の大型
化及び商業化を容易にする。さらに、緻密な多結晶セラ
ミック物質が製造でき、特に従来に無い新しいリブ付き
フレーク状物質を提供できる。 【構成】 水和されたアルミナ物質を含むゾルを急速な
凍結化（例えば、液体Ｎ 2 或いはそれ以下の温度）、或
いはそれよりゆっくりした凍結化（例えば、約−４０〜
０℃）により方向性凝固する。この凝固したゾルを凍結
乾燥して（例えば、約−２０〜４０℃の温度で約１〜１
００時間及び水の３重点以下の圧力）水を取り除く。そ
の後、前記乾燥されたゾルを焼結して（例えば、１２０
０〜１３５０℃の温度で０．５〜４時間）多結晶セラミ
ック物質を製造する。
ックフレーク、ファイバー及び粒子の生成において、生
成時間を短縮化するため装置を改良し、及び装置の大型
化及び商業化を容易にする。さらに、緻密な多結晶セラ
ミック物質が製造でき、特に従来に無い新しいリブ付き
フレーク状物質を提供できる。 【構成】 水和されたアルミナ物質を含むゾルを急速な
凍結化（例えば、液体Ｎ 2 或いはそれ以下の温度）、或
いはそれよりゆっくりした凍結化（例えば、約−４０〜
０℃）により方向性凝固する。この凝固したゾルを凍結
乾燥して（例えば、約−２０〜４０℃の温度で約１〜１
００時間及び水の３重点以下の圧力）水を取り除く。そ
の後、前記乾燥されたゾルを焼結して（例えば、１２０
０〜１３５０℃の温度で０．５〜４時間）多結晶セラミ
ック物質を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックゾルの凝固
によってセラミックフレーク、ファイバー及び粒子物質
を製造するための方法及びこれらの物質から製造された
製品に向けられている。本方法は通常アルミニウムゾル
を凍結することによるアルミニウムゾルの凝固、このゾ
ルを凍結乾燥すること、及びその後のこの凍結乾燥され
た材料を焼結することを含む。本発明の方法による生成
物は、ラッピング用の砥粒、硝子質接合研磨製品、研磨
布紙、ポリマー及びセラミックマトリックスの複合材、
整粒された砥粒、及び一工程は研削用ホイールとして役
に立つ。
によってセラミックフレーク、ファイバー及び粒子物質
を製造するための方法及びこれらの物質から製造された
製品に向けられている。本方法は通常アルミニウムゾル
を凍結することによるアルミニウムゾルの凝固、このゾ
ルを凍結乾燥すること、及びその後のこの凍結乾燥され
た材料を焼結することを含む。本発明の方法による生成
物は、ラッピング用の砥粒、硝子質接合研磨製品、研磨
布紙、ポリマー及びセラミックマトリックスの複合材、
整粒された砥粒、及び一工程は研削用ホイールとして役
に立つ。
【０００２】
【従来の技術】先行技術には、種々の凍結及び融解技法
を利用することによりセラミックゲルの凝固（固化）を
扱う多くの方法がある。Ｓｃｈｏｒｇｅｒの米国特許第
１，９４９，３６０号は、アルミン酸ナトリウム及び珪
酸ナトリウムから形成される混合ゲルを凍結することに
よりアルミノシリケート塩基交換ゲルを製造するための
方法を開示する。Ｓｃｈｏｒｇｅｒは、凍結−融解技法
を用いて、氷−圧縮されたゲル（ｉｃｅ−ｃｏｍｐａｃ
ｔｅｄ ｇｅｌ）中の水を凍結するほど低くはなく、氷
結晶体（ｉｃｅ ｃｒｉｓｔａｌｓ）を形成するには十
分に低い凍結化温度が好ましいとしている。水は凍結化
により約９体積％膨張し、したがって膨張が、Ｓｃｈｏ
ｒｇｅｒに従う融解及び乾燥された後のゲル顆粒の強度
に逆効果を及ぼすであろう。Ｍａｈｌｅｒと共同研究者
等は珪酸ゲルの方向性凝固を成功している。Ｍａｈｌｅ
ｒの米国特許第４，１２２，０４１号及び第４，２３
０，６７９号、Ｗ． ＭａｈｌｅｒとＭ． Ｆ． Ｂｅ
ｃｈｔｏｌｄの″凍結−形成したシリカファイバー″、
Ｎａｔｕｒｅ、第２８５巻５７５９号、５月１日（１９
８０年）２７〜２８頁、及びＷ． ＭａｈｌｅｒとＶ．
Ｃｈｏｗｄｈｒｙの″凍結化ゲルの形態学的結果″、
Ｕｌｔａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｇｌａｓｓｅｓ，ａｎｄ Ｃ
ｏｍｐｏｓｉｔｅｓに公表、Ｌ． Ｌ． Ｈｅｎｃｈ及
びＤ． Ｒ． Ｕｌｒｉｃｈ、 ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ及
びＳｏｎｓによる編集（１９８４年）２０７〜２１７頁
を参照されたい。凍結化後、ポリ珪酸は促進された濃度
依存の重合が起こり、不溶性になる。珪酸は室温で酸性
条件の下で重合するだろう。エージング時間、濃縮及び
ｐＨは、凍結化おいて得られる生成物形状の分布に大き
な効果を有する。代表的なゲルは、ファイバーがこのゲ
ルから得られる以前に、６日間のエージングをしなけれ
ばならない。
を利用することによりセラミックゲルの凝固（固化）を
扱う多くの方法がある。Ｓｃｈｏｒｇｅｒの米国特許第
１，９４９，３６０号は、アルミン酸ナトリウム及び珪
酸ナトリウムから形成される混合ゲルを凍結することに
よりアルミノシリケート塩基交換ゲルを製造するための
方法を開示する。Ｓｃｈｏｒｇｅｒは、凍結−融解技法
を用いて、氷−圧縮されたゲル（ｉｃｅ−ｃｏｍｐａｃ
ｔｅｄ ｇｅｌ）中の水を凍結するほど低くはなく、氷
結晶体（ｉｃｅ ｃｒｉｓｔａｌｓ）を形成するには十
分に低い凍結化温度が好ましいとしている。水は凍結化
により約９体積％膨張し、したがって膨張が、Ｓｃｈｏ
ｒｇｅｒに従う融解及び乾燥された後のゲル顆粒の強度
に逆効果を及ぼすであろう。Ｍａｈｌｅｒと共同研究者
等は珪酸ゲルの方向性凝固を成功している。Ｍａｈｌｅ
ｒの米国特許第４，１２２，０４１号及び第４，２３
０，６７９号、Ｗ． ＭａｈｌｅｒとＭ． Ｆ． Ｂｅ
ｃｈｔｏｌｄの″凍結−形成したシリカファイバー″、
Ｎａｔｕｒｅ、第２８５巻５７５９号、５月１日（１９
８０年）２７〜２８頁、及びＷ． ＭａｈｌｅｒとＶ．
Ｃｈｏｗｄｈｒｙの″凍結化ゲルの形態学的結果″、
Ｕｌｔａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｇｌａｓｓｅｓ，ａｎｄ Ｃ
ｏｍｐｏｓｉｔｅｓに公表、Ｌ． Ｌ． Ｈｅｎｃｈ及
びＤ． Ｒ． Ｕｌｒｉｃｈ、 ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ及
びＳｏｎｓによる編集（１９８４年）２０７〜２１７頁
を参照されたい。凍結化後、ポリ珪酸は促進された濃度
依存の重合が起こり、不溶性になる。珪酸は室温で酸性
条件の下で重合するだろう。エージング時間、濃縮及び
ｐＨは、凍結化おいて得られる生成物形状の分布に大き
な効果を有する。代表的なゲルは、ファイバーがこのゲ
ルから得られる以前に、６日間のエージングをしなけれ
ばならない。
【０００３】ゲルの方向性凍結化によるファイバー形成
の広範な考察が、Ｍａｋｉ等の″ゲルの一方向凍結によ
る酸化物ファイバーの形成″，Ｂｕｌｌ． Ｉｎｓｔ
ｕ．Ｃｈｅｍ． Ｒｅｓ．、京都大学、第６４巻４号
（１９８６年）２９２〜３０５頁で討論されている。フ
ァイバー形成のための３つの必要条件が討論されてい
る。第一は、この出発ゾルが、透析に於いてセルロース
チューブを抜け出さない一定サイズよりも大きい酸化物
粒子を含有しなければならない。凍結されたゲル内の酸
化物ファイバーを連続させたいので、酸化物成分の濃縮
は、ファイバー状の氷結晶体間の間隙を満たす程度十分
に濃くなければならない。（このゾルは、しばしば幾日
もの日数を要するゆっくりとした方法である透析により
ゲルに変換される。）このゾルの酸化物粒子は、それら
がゲルが一方向凍結したとき氷の繊維状結晶間の間隙に
再配列するために、動きやすくなければならない。第二
は、透析が、塩化物、アセテート及びアルカリイオンの
ような電解質を取り除くため、十分に長い時間行わなけ
ればならない。少量の電解質が透析後まだ残っている場
合、酸化物粒子は凍結化工程において互いに化学結合を
できないだろう。しかしながら、幾つかの酸化物に対し
ては、ファイバーの連続性がクラックにより中断される
ので、この透析時間はゲル円筒内に起こりうるクラック
により制限される。第三の必要条件は凝固条件を実行す
ることにある。氷ファイバー結晶体の結晶質成長を生じ
させたいので、冷却槽中へのゲル円柱の浸漬速度は適切
な範囲とするべきである。先の３つの必要条件は全ての
酸化物に一般的である。この文献は、これらの必要条件
をアルミナゾルから形成されされたゲルに関して検討し
ている。アルミナゾルは０．５〜２．０モル／リットル
の範囲にあり、ＮＯ- 、Ｃｌ - 或いはＣＨ3 ＣＯＯ- で
安定化され、３．５と５．０の間の出発ｐＨ範囲を有し
た。このゾルは、蒸留水によるセルロースチューブ内で
２５℃で３０日間までの透析によりゲルに変態した。一
方向凍結は、ゲル円柱を−７８℃の冷却槽に３〜１３ｃ
ｍ／ｈｒの速度で引き下げることにより実行された。全
てのゲルがファイバーを形成するのではない。凍結のた
め、ゲルをふさわしく堅くするためにゾルに変換するに
は１８〜３０日の透析時間が必要であった。３ｃｍ／ｈ
ｒより遅く又は１３ｃｍ／ｈｒより速い凍結化領域で
は、短いファイバーの顆粒が生成した。６〜９ｃｍ／ｈ
ｒの間の速度は、研究した特別のゾルに対して連続した
ファイバーを製造した。Ｍａｋｉ等は、またゲル凝固及
び融解技法を用いてチタニア及びジルコニアファイバー
を製造している。
の広範な考察が、Ｍａｋｉ等の″ゲルの一方向凍結によ
る酸化物ファイバーの形成″，Ｂｕｌｌ． Ｉｎｓｔ
ｕ．Ｃｈｅｍ． Ｒｅｓ．、京都大学、第６４巻４号
（１９８６年）２９２〜３０５頁で討論されている。フ
ァイバー形成のための３つの必要条件が討論されてい
る。第一は、この出発ゾルが、透析に於いてセルロース
チューブを抜け出さない一定サイズよりも大きい酸化物
粒子を含有しなければならない。凍結されたゲル内の酸
化物ファイバーを連続させたいので、酸化物成分の濃縮
は、ファイバー状の氷結晶体間の間隙を満たす程度十分
に濃くなければならない。（このゾルは、しばしば幾日
もの日数を要するゆっくりとした方法である透析により
ゲルに変換される。）このゾルの酸化物粒子は、それら
がゲルが一方向凍結したとき氷の繊維状結晶間の間隙に
再配列するために、動きやすくなければならない。第二
は、透析が、塩化物、アセテート及びアルカリイオンの
ような電解質を取り除くため、十分に長い時間行わなけ
ればならない。少量の電解質が透析後まだ残っている場
合、酸化物粒子は凍結化工程において互いに化学結合を
できないだろう。しかしながら、幾つかの酸化物に対し
ては、ファイバーの連続性がクラックにより中断される
ので、この透析時間はゲル円筒内に起こりうるクラック
により制限される。第三の必要条件は凝固条件を実行す
ることにある。氷ファイバー結晶体の結晶質成長を生じ
させたいので、冷却槽中へのゲル円柱の浸漬速度は適切
な範囲とするべきである。先の３つの必要条件は全ての
酸化物に一般的である。この文献は、これらの必要条件
をアルミナゾルから形成されされたゲルに関して検討し
ている。アルミナゾルは０．５〜２．０モル／リットル
の範囲にあり、ＮＯ- 、Ｃｌ - 或いはＣＨ3 ＣＯＯ- で
安定化され、３．５と５．０の間の出発ｐＨ範囲を有し
た。このゾルは、蒸留水によるセルロースチューブ内で
２５℃で３０日間までの透析によりゲルに変態した。一
方向凍結は、ゲル円柱を−７８℃の冷却槽に３〜１３ｃ
ｍ／ｈｒの速度で引き下げることにより実行された。全
てのゲルがファイバーを形成するのではない。凍結のた
め、ゲルをふさわしく堅くするためにゾルに変換するに
は１８〜３０日の透析時間が必要であった。３ｃｍ／ｈ
ｒより遅く又は１３ｃｍ／ｈｒより速い凍結化領域で
は、短いファイバーの顆粒が生成した。６〜９ｃｍ／ｈ
ｒの間の速度は、研究した特別のゾルに対して連続した
ファイバーを製造した。Ｍａｋｉ等は、またゲル凝固及
び融解技法を用いてチタニア及びジルコニアファイバー
を製造している。
【０００４】Ｋｏｋｕｌｏ等の″ゲルの一方向凍結によ
る非晶質ＺｎＯ2 ファイバーの製法″Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏｌｉｄ
ｓ、第５６巻（１９８３年）４１１〜４１６頁には、ジ
ルコニア ヒドロゲルの一方向凍結による長い非晶質フ
ァイバーを製造するための方法を開示している。その他
のゲル凍結方法が、Ｍｏｔ． Ｒｅｓ． Ｓｏｃ． Ｓ
ｙｎ， Ｐｒｏｃ．、第３２巻（１９８４年）９１〜９
９頁の″溶液から硝子及び非晶質酸化物ファイバーの形
成″及びヨーロッパ公開公報第３７１８９５号にＳａｋ
ｋａにより開示されている。
る非晶質ＺｎＯ2 ファイバーの製法″Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏｌｉｄ
ｓ、第５６巻（１９８３年）４１１〜４１６頁には、ジ
ルコニア ヒドロゲルの一方向凍結による長い非晶質フ
ァイバーを製造するための方法を開示している。その他
のゲル凍結方法が、Ｍｏｔ． Ｒｅｓ． Ｓｏｃ． Ｓ
ｙｎ， Ｐｒｏｃ．、第３２巻（１９８４年）９１〜９
９頁の″溶液から硝子及び非晶質酸化物ファイバーの形
成″及びヨーロッパ公開公報第３７１８９５号にＳａｋ
ｋａにより開示されている。
【０００５】ヨーロッパ特許第３５６４６１号は、凍結
できる液体、ゲル化素材、及びセラミック粒子の混合物
の凍結化による粒状の材料から焼結製品を形成すること
を開示しいる。これにはいかなるゾルについても開示し
ていない。上記先行技術の討論された部分の各論評から
明らかであるように、一方向凝固のために適切なゲルの
製法は、透析時間に日数を要し長時間となる。また、ゲ
ルの凝固速度は有益な製品を形成できるようにするため
に過度に遅くしなければならない。したがって、ゲルの
凍結−溶解技法は大型化することは困難であるだろう。
できる液体、ゲル化素材、及びセラミック粒子の混合物
の凍結化による粒状の材料から焼結製品を形成すること
を開示しいる。これにはいかなるゾルについても開示し
ていない。上記先行技術の討論された部分の各論評から
明らかであるように、一方向凝固のために適切なゲルの
製法は、透析時間に日数を要し長時間となる。また、ゲ
ルの凝固速度は有益な製品を形成できるようにするため
に過度に遅くしなければならない。したがって、ゲルの
凍結−溶解技法は大型化することは困難であるだろう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、ゲルよりもむしろ、セラミックゾルの凝固によるセ
ラミックフレーク生成物のための方法を発展させること
である。本発明のもう一つの目的は、大型化することが
容易で、比較的速く、及び商業化が簡単である凝固方法
を使用することである。
は、ゲルよりもむしろ、セラミックゾルの凝固によるセ
ラミックフレーク生成物のための方法を発展させること
である。本発明のもう一つの目的は、大型化することが
容易で、比較的速く、及び商業化が簡単である凝固方法
を使用することである。
【０００７】さらにもう一つの本発明の目的は、種々の
大きさ及び形状のセラミックフレークを製造することで
ある。
大きさ及び形状のセラミックフレークを製造することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び発明の効果】し
たがって、本発明は、セラミックゾルの凝固によりセラ
ミックフレーク、ファイバー及び粒子を製造するための
方法に向けられる。この方法は一般にベーマイトを含む
ゾルのようなセラミックゾルを方向性凝固することを含
む。この凝固は、望みの最終製品に依存して、ほぼ液体
窒素の温度又はそれ以下の温度への浸漬により急速、或
いはより低速のいずれかのゾルの凍結化により行われ
る。この凝固工程の間に、氷結晶体が成長して、成長す
る氷結晶体の間に濃縮されたセラミック粒子を排出す
る。氷結晶体及びセラミック物質の凍結した物体は、そ
の後、形成されてから融解すると破損されるであろうフ
レーク、ファイバー、及び粒子の破壊を防止しながら水
を取り除く凍結乾燥がなされる。この乾燥されたたフレ
ーク、ファイバー、または粒子は最後に焼結されて、そ
れにより緻密な多結晶質セラミック物質が製造される。
たがって、本発明は、セラミックゾルの凝固によりセラ
ミックフレーク、ファイバー及び粒子を製造するための
方法に向けられる。この方法は一般にベーマイトを含む
ゾルのようなセラミックゾルを方向性凝固することを含
む。この凝固は、望みの最終製品に依存して、ほぼ液体
窒素の温度又はそれ以下の温度への浸漬により急速、或
いはより低速のいずれかのゾルの凍結化により行われ
る。この凝固工程の間に、氷結晶体が成長して、成長す
る氷結晶体の間に濃縮されたセラミック粒子を排出す
る。氷結晶体及びセラミック物質の凍結した物体は、そ
の後、形成されてから融解すると破損されるであろうフ
レーク、ファイバー、及び粒子の破壊を防止しながら水
を取り除く凍結乾燥がなされる。この乾燥されたたフレ
ーク、ファイバー、または粒子は最後に焼結されて、そ
れにより緻密な多結晶質セラミック物質が製造される。
【０００９】本発明の方法は従来技術のゲル凝固方法よ
り優れていて、本発明のゾルの凝固速度はゲルの凝固を
達成するため必要とする前記の遅い速度に比較して非常
に速くすることができ、本方法を容易に大型化及び商業
化できる。本発明の方法で得られたセラミック生成物は
多くの用途を有する。これらの用途はラッピング用砥
粒、硝子質接合製品、研磨布紙、有機結合研磨用途、一
工程研磨用砥石及び耐磨耗性塗料の充填材を含む。
り優れていて、本発明のゾルの凝固速度はゲルの凝固を
達成するため必要とする前記の遅い速度に比較して非常
に速くすることができ、本方法を容易に大型化及び商業
化できる。本発明の方法で得られたセラミック生成物は
多くの用途を有する。これらの用途はラッピング用砥
粒、硝子質接合製品、研磨布紙、有機結合研磨用途、一
工程研磨用砥石及び耐磨耗性塗料の充填材を含む。
【００１０】より特定的には、本発明の方法の第一の工
程はセラミックゾルを形成することを含む。このゾル
は、微細結晶質のベーマイトのような乾燥水和アルミナ
を、硝酸、酢酸、燐酸、塩酸又はそれと同種のような解
凝固剤と共に水に添加することにより調整される。一方
好ましくないが、このゲルはさらに約１０〜１５重量％
以下のスピネル、ムライト、二酸化マンガン、チタニ
ア、マグネシア、セリア、ジルコニア、又は例えば、４
０％又はそれ以上大量に添加することができるジルコニ
ア先駆物質、或いは他の相溶性の添加剤又は先駆物質を
含んでもよい。この添加剤は、破壊靭性値、硬度、脆砕
性、破壊機構、又は乾燥挙動のような特性を改良するた
めに通常含まれる。水和アルミナは、約５〜３０重量％
の量、さらに好ましくは約８〜２５重量％の量及び最も
好ましくは約１０〜２０重量％の量を通常存在させる。
解凝固剤は、水和アルミナ１００グラム当たり約１〜１
０ｇの量を、好ましくは約２〜８ｇ、及びさらに好まし
くは約４〜６．６ｇ通常存在させる。
程はセラミックゾルを形成することを含む。このゾル
は、微細結晶質のベーマイトのような乾燥水和アルミナ
を、硝酸、酢酸、燐酸、塩酸又はそれと同種のような解
凝固剤と共に水に添加することにより調整される。一方
好ましくないが、このゲルはさらに約１０〜１５重量％
以下のスピネル、ムライト、二酸化マンガン、チタニ
ア、マグネシア、セリア、ジルコニア、又は例えば、４
０％又はそれ以上大量に添加することができるジルコニ
ア先駆物質、或いは他の相溶性の添加剤又は先駆物質を
含んでもよい。この添加剤は、破壊靭性値、硬度、脆砕
性、破壊機構、又は乾燥挙動のような特性を改良するた
めに通常含まれる。水和アルミナは、約５〜３０重量％
の量、さらに好ましくは約８〜２５重量％の量及び最も
好ましくは約１０〜２０重量％の量を通常存在させる。
解凝固剤は、水和アルミナ１００グラム当たり約１〜１
０ｇの量を、好ましくは約２〜８ｇ、及びさらに好まし
くは約４〜６．６ｇ通常存在させる。
【００１１】さらに、アルファーアルミナ種のスラリー
及びその先駆物質ような、適切な種物質をゾルに添加し
てもよい。適切な種は先行技術においてよく知られてお
り、α−Ｆｅ2 Ｏ3 、α−Ａｌ2 Ｏ3 、α−Ｃｒ
2 Ｏ3 、及びそれと同種のものを含む。この種物質は、
焼結において水和アルミナ粒子をアルファアルミナに転
化を促進するため、十分な量が通常添加される。種物質
の量は水和アルミナの約１０重量％を超過すべきでな
く、通常約５％を超過した量は有効でない。種が十分に
微細であるならば（好ましくはグラム当たり約６０ｍ2
以上の表面積を有する）、約０．５〜１０％の量を用い
ることができ、約１〜５％が望ましい。この種は、硝酸
第二鉄溶液のように先駆物質の形で添加されてもよい。
及びその先駆物質ような、適切な種物質をゾルに添加し
てもよい。適切な種は先行技術においてよく知られてお
り、α−Ｆｅ2 Ｏ3 、α−Ａｌ2 Ｏ3 、α−Ｃｒ
2 Ｏ3 、及びそれと同種のものを含む。この種物質は、
焼結において水和アルミナ粒子をアルファアルミナに転
化を促進するため、十分な量が通常添加される。種物質
の量は水和アルミナの約１０重量％を超過すべきでな
く、通常約５％を超過した量は有効でない。種が十分に
微細であるならば（好ましくはグラム当たり約６０ｍ2
以上の表面積を有する）、約０．５〜１０％の量を用い
ることができ、約１〜５％が望ましい。この種は、硝酸
第二鉄溶液のように先駆物質の形で添加されてもよい。
【００１２】また、ゾルはシリカをドープしてもよい。
ドーピングを望む場合、シリカの添加に基づくゲル化を
防止するため、硼酸がアルミナゾルに最初に添加され
る。硼酸は、９７ｇのＳｉＯ2 当量当たりに約３ｇのＢ
2 Ｏ3 当量を与えるように典型的に添加される。このシ
リカは、アルミナゾルを還流する間に加水分解すること
ができるテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）の
形で好ましく添加される。アルファ種の添加されていな
いシリカをドープしたゾルは、焼結する間のガンマから
アルファへの変態を制御するための種付けでなく結晶粒
成長抑止を利用して、粒子成長に抵抗性のサブミクロン
−アルファ−アルミナが得られることを実証した。
ドーピングを望む場合、シリカの添加に基づくゲル化を
防止するため、硼酸がアルミナゾルに最初に添加され
る。硼酸は、９７ｇのＳｉＯ2 当量当たりに約３ｇのＢ
2 Ｏ3 当量を与えるように典型的に添加される。このシ
リカは、アルミナゾルを還流する間に加水分解すること
ができるテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）の
形で好ましく添加される。アルファ種の添加されていな
いシリカをドープしたゾルは、焼結する間のガンマから
アルファへの変態を制御するための種付けでなく結晶粒
成長抑止を利用して、粒子成長に抵抗性のサブミクロン
−アルファ−アルミナが得られることを実証した。
【００１３】アルミナゾルの形成後、ゾルの凝固が行わ
れる。凝固は、以降に非常に詳細に説明されるであろ
う、最終製品に望まれる品質に依存して急速または低速
のどちらかのゾルの凍結化によりもたらされる。″急
速″に関しては、凍結化がゾルをほぼ液体窒素の温度、
例えば約７７Ｋ以下、にさらすことにより実行されるこ
とを意図している。好ましい急速凝固工程はトレー及び
円筒のような適切な容器に入れたゾルを液体窒素に沈め
ることを含むが、この急速凍結は公知技術における種々
の適切な手段により実行されてもよい。比較的低速な凝
固はゾルをフリーザーに配置することにより行ってもよ
く、ゾルを約−４０〜−１０℃の温度で約０．５〜２４
時間で凍結させる。
れる。凝固は、以降に非常に詳細に説明されるであろ
う、最終製品に望まれる品質に依存して急速または低速
のどちらかのゾルの凍結化によりもたらされる。″急
速″に関しては、凍結化がゾルをほぼ液体窒素の温度、
例えば約７７Ｋ以下、にさらすことにより実行されるこ
とを意図している。好ましい急速凝固工程はトレー及び
円筒のような適切な容器に入れたゾルを液体窒素に沈め
ることを含むが、この急速凍結は公知技術における種々
の適切な手段により実行されてもよい。比較的低速な凝
固はゾルをフリーザーに配置することにより行ってもよ
く、ゾルを約−４０〜−１０℃の温度で約０．５〜２４
時間で凍結させる。
【００１４】凝固後、得られた生成物は氷／水を取り除
くため凍結乾燥される。一方、水を取り除く他の方法を
用いてもよいが、融解時に生ずるであろう再解凝固する
こと即ち水和したアルミナの再分散を防止するので、凍
結乾燥が好ましい。この凍結乾燥は公知の技術手段によ
って行ってもよく、凍結乾燥するために凍結乾燥機内に
約１６〜４８時間約１０〜５０℃の温度及び水の３重点
以下の蒸気圧に素材を配置することを通常含む。初期凝
固段階が凍結乾燥機内で成されるとき、この後の水を取
り除く工程は、物質を物理的に移動することなしに実行
される。
くため凍結乾燥される。一方、水を取り除く他の方法を
用いてもよいが、融解時に生ずるであろう再解凝固する
こと即ち水和したアルミナの再分散を防止するので、凍
結乾燥が好ましい。この凍結乾燥は公知の技術手段によ
って行ってもよく、凍結乾燥するために凍結乾燥機内に
約１６〜４８時間約１０〜５０℃の温度及び水の３重点
以下の蒸気圧に素材を配置することを通常含む。初期凝
固段階が凍結乾燥機内で成されるとき、この後の水を取
り除く工程は、物質を物理的に移動することなしに実行
される。
【００１５】この方法の次の工程は、アルミナをアルフ
ァアルミナに変換するため十分な温度で乾燥した素材を
焼結することを含んでなる。この適切な温度は約１２０
０〜１３５０℃で約０．５〜２時間である。得られた生
成物は、製造条件に依存して緻密なフレークから緻密な
繊維ないし粒子までの種々の異なる形状を有するであろ
う。急速凝固工程中に製造されたフレークはそれらの表
面にリブを含む。そのようなフレークは通常約０．５〜
３μｍの厚さである。フレークのリブは独特であり、フ
レークがポリマー或いは金属マトリックスの複合材に用
いられる場合、特に有効である。このリブは通常フレー
クの表面に沿って伸び、通常約０．５〜４μｍの厚さで
あり、フレークの表面から測定して約０．５〜１μｍの
高さを有する。これらのフレークは実施例１において製
造された。このリブはプレートの剛性を増加して、且つ
マトリックス（金属又はポリマー）が補強材を取り囲む
ことを確実にするため″隔離″（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ
ｓ）ように働く。このリブは、マトリックス内にフレー
クを機械的に固着するため、それによりフレークで製造
された製品の構造的欠陥の可能性を減少するように働
く。
ァアルミナに変換するため十分な温度で乾燥した素材を
焼結することを含んでなる。この適切な温度は約１２０
０〜１３５０℃で約０．５〜２時間である。得られた生
成物は、製造条件に依存して緻密なフレークから緻密な
繊維ないし粒子までの種々の異なる形状を有するであろ
う。急速凝固工程中に製造されたフレークはそれらの表
面にリブを含む。そのようなフレークは通常約０．５〜
３μｍの厚さである。フレークのリブは独特であり、フ
レークがポリマー或いは金属マトリックスの複合材に用
いられる場合、特に有効である。このリブは通常フレー
クの表面に沿って伸び、通常約０．５〜４μｍの厚さで
あり、フレークの表面から測定して約０．５〜１μｍの
高さを有する。これらのフレークは実施例１において製
造された。このリブはプレートの剛性を増加して、且つ
マトリックス（金属又はポリマー）が補強材を取り囲む
ことを確実にするため″隔離″（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ
ｓ）ように働く。このリブは、マトリックス内にフレー
クを機械的に固着するため、それによりフレークで製造
された製品の構造的欠陥の可能性を減少するように働
く。
【００１６】急速凝固よりもむしろ低速の凝固速度が、
約−４０〜−１０℃の温度のフリーザーを用いた場合、
例えば約１０〜５０μｍの厚さを有する、比較的厚いフ
レークが製造される。そのうえ、そのようなフレーク
は、さらに急速の凝固方法を用いて製造したフレークに
見出されるリブを有していない。最終生成物の形状はゾ
ルの固形分を調整することによってさらに変化できるだ
ろう。固体、即ちゾルの成分である水和されたアルミナ
を増加させることにより、この生成物は見掛け上さらに
フレーク状になる。１０％以下の固形分を有するゾルか
ら製造された生成物は、約４０〜６０μｍの長さ及び約
１／２〜３μｍの直径を有するさらにファイバー又は棒
状になる。
約−４０〜−１０℃の温度のフリーザーを用いた場合、
例えば約１０〜５０μｍの厚さを有する、比較的厚いフ
レークが製造される。そのうえ、そのようなフレーク
は、さらに急速の凝固方法を用いて製造したフレークに
見出されるリブを有していない。最終生成物の形状はゾ
ルの固形分を調整することによってさらに変化できるだ
ろう。固体、即ちゾルの成分である水和されたアルミナ
を増加させることにより、この生成物は見掛け上さらに
フレーク状になる。１０％以下の固形分を有するゾルか
ら製造された生成物は、約４０〜６０μｍの長さ及び約
１／２〜３μｍの直径を有するさらにファイバー又は棒
状になる。
【００１７】ファイバー状生成物でなくフレーク状は、
硼酸で安定化されたシリカをドープしたゾルから通常製
造される。そのような生成物は著しい量の非晶質物質を
含有する。これに対して、水和されたアルミナにシリカ
を塗布することにより形成したゾルの急速凝固は、約１
〜３ｍｍ直径の粒状生成物を生じる。シリカの添加は結
晶成長を妨げ、極めて微細な粒子を生じる。シリカの添
加はアルファ−Ａｌ2Ｏ3 の種を必要としないほど結晶
成長を押さえるのに有効である。したがって、これは研
磨用粗粒子サイズを製造するに可能な方法として提供す
る。
硼酸で安定化されたシリカをドープしたゾルから通常製
造される。そのような生成物は著しい量の非晶質物質を
含有する。これに対して、水和されたアルミナにシリカ
を塗布することにより形成したゾルの急速凝固は、約１
〜３ｍｍ直径の粒状生成物を生じる。シリカの添加は結
晶成長を妨げ、極めて微細な粒子を生じる。シリカの添
加はアルファ−Ａｌ2Ｏ3 の種を必要としないほど結晶
成長を押さえるのに有効である。したがって、これは研
磨用粗粒子サイズを製造するに可能な方法として提供す
る。
【００１８】この凝固方法による生成物は、ラッピング
用砥粒、硝子質接合製品、研磨布紙及び有機接合研磨用
途を含む、多くの潜在的用途を有する。この方法は、フ
レーク、ファイバー、粒子などの独特な形状及び均一な
形状を製造できる可能性を有する。ゾル又は分散液の方
向性凝固は、複合材（金属、セラミック又はポリマーマ
トリックス）のための造形予備成形物を成形するために
用いてもよい。ワイヤーブラシと類似のセラミックであ
る一工程研磨用ホイールを製造することができる。フレ
ーク生成物は連続ポリマー又は金属マトリックス複合材
に用いてもよい。リブが強度（マイクロ Ｉビーム）を
増加させ且つこのプレートをマトリックスに機械的に固
定するように働くので、リブの付いたフレークはこれら
の複合材によく使われる。リブは、プレートの面と面と
の接触を防止するため″隔離″として働く。耐磨耗性塗
料用のフレーク充填材はその他にも可能な用途がある。
用砥粒、硝子質接合製品、研磨布紙及び有機接合研磨用
途を含む、多くの潜在的用途を有する。この方法は、フ
レーク、ファイバー、粒子などの独特な形状及び均一な
形状を製造できる可能性を有する。ゾル又は分散液の方
向性凝固は、複合材（金属、セラミック又はポリマーマ
トリックス）のための造形予備成形物を成形するために
用いてもよい。ワイヤーブラシと類似のセラミックであ
る一工程研磨用ホイールを製造することができる。フレ
ーク生成物は連続ポリマー又は金属マトリックス複合材
に用いてもよい。リブが強度（マイクロ Ｉビーム）を
増加させ且つこのプレートをマトリックスに機械的に固
定するように働くので、リブの付いたフレークはこれら
の複合材によく使われる。リブは、プレートの面と面と
の接触を防止するため″隔離″として働く。耐磨耗性塗
料用のフレーク充填材はその他にも可能な用途がある。
【００１９】本発明は、本発明の分野を限定して説明を
しょうとするものでない、以下の実施例を参照して次に
記載する。全ての割合及びパーセントは別に記載しない
かぎり重量により表す。
しょうとするものでない、以下の実施例を参照して次に
記載する。全ての割合及びパーセントは別に記載しない
かぎり重量により表す。
【００２０】
実施例１ ベーマイト（１ｇ）、硝酸（１５Ｍ、０．０６ｃｃ）、
約１００ｍ2 ／ｇの表面領域を有するアルファアルミナ
種（０．２５ｇ）及び水（９ｍｌ）を含有する１０重量
％固体ゾルがフラスコ中で混合されて用意され、酸／Ｈ
2 Ｏの沸点で２時間還流され、その後室温まで冷却され
た。このゾルは二分の一に分割された。一部位は５ｍｌ
及びもう一つの部位は１５ｍｌの水を添加して希釈し
た。各々のゾルはその後メスシリンダーに入れられ且つ
液体Ｎ2 の液中に沈められた。凍結化後、各々のシリン
ダーは、凍結した部分が滑らかに外せるように十分で丁
度良い時間室温のＨ2 Ｏの液中に入れられた。その後各
々の凍結したゾル物質は、凍結乾燥機内に６０時間水の
３重点以下の圧力で４０℃の温度に置かれた。凍結乾燥
中、いくらかの部片は破損し且つ一緒に混合された。し
かしながら、容器の壁から内側への方向性凝固によりい
くつかの部片にフレーク状の半径方向の構造が残存し
た。得られた生成物の各部分は、１２５０℃及び１３０
０℃で全ての事例について焼成された。得られたフレー
クは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定され３〜５
μｍの厚さであった。
約１００ｍ2 ／ｇの表面領域を有するアルファアルミナ
種（０．２５ｇ）及び水（９ｍｌ）を含有する１０重量
％固体ゾルがフラスコ中で混合されて用意され、酸／Ｈ
2 Ｏの沸点で２時間還流され、その後室温まで冷却され
た。このゾルは二分の一に分割された。一部位は５ｍｌ
及びもう一つの部位は１５ｍｌの水を添加して希釈し
た。各々のゾルはその後メスシリンダーに入れられ且つ
液体Ｎ2 の液中に沈められた。凍結化後、各々のシリン
ダーは、凍結した部分が滑らかに外せるように十分で丁
度良い時間室温のＨ2 Ｏの液中に入れられた。その後各
々の凍結したゾル物質は、凍結乾燥機内に６０時間水の
３重点以下の圧力で４０℃の温度に置かれた。凍結乾燥
中、いくらかの部片は破損し且つ一緒に混合された。し
かしながら、容器の壁から内側への方向性凝固によりい
くつかの部片にフレーク状の半径方向の構造が残存し
た。得られた生成物の各部分は、１２５０℃及び１３０
０℃で全ての事例について焼成された。得られたフレー
クは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定され３〜５
μｍの厚さであった。
【００２１】実施例２ ベーマイト（３７５ｇ）、硝酸（１５．４Ｍ、１２ｃ
ｃ）、実施例１と同じアルファアルミナ種（９８ｇ）及
び水（１．５リットル）を含有する２０重量％固体ゾル
が用意され、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流され、
その後室温まで冷却された。その後このゾルはステンレ
ス鋼鍋に注入され且つ−４０℃の凍結乾燥機の棚の上に
凍結するまで置かれた。実施例１のように凍結乾燥した
後の生成物は、約１〜１０ｍｍ幅及び１ｍｍ未満の厚さ
のフレークでフレーク状あった。最後にフレーク状の物
質は、１００℃／ｈｒ．の速度で１時間１３００℃で焼
成された。得られたアルファアルミナ物質は見掛け上は
フレーク状であり、このフレークはＳＥＭの測定により
１５〜２０μｍの厚さであった。また、このフレーク
は、実施例１のフレークよりも変形するのに多少強く、
ほとんど曲がらず、硬かった。
ｃ）、実施例１と同じアルファアルミナ種（９８ｇ）及
び水（１．５リットル）を含有する２０重量％固体ゾル
が用意され、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流され、
その後室温まで冷却された。その後このゾルはステンレ
ス鋼鍋に注入され且つ−４０℃の凍結乾燥機の棚の上に
凍結するまで置かれた。実施例１のように凍結乾燥した
後の生成物は、約１〜１０ｍｍ幅及び１ｍｍ未満の厚さ
のフレークでフレーク状あった。最後にフレーク状の物
質は、１００℃／ｈｒ．の速度で１時間１３００℃で焼
成された。得られたアルファアルミナ物質は見掛け上は
フレーク状であり、このフレークはＳＥＭの測定により
１５〜２０μｍの厚さであった。また、このフレーク
は、実施例１のフレークよりも変形するのに多少強く、
ほとんど曲がらず、硬かった。
【００２２】実施例３ ベーマイト（３７５ｇ）、硝酸（１５．４Ｍ、１２ｃ
ｃ）、実施例１と同じアルファアルミナ種物質（９８
ｇ）及び水（１．５リットル）を含有する２０重量％固
体ゾルが用意され、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流
され、その後冷却された。このゾルはステンレ鋼ストレ
ーに注入され、その後液体Ｎ2 中に部分的に沈められ
た。得られた物質は凍結乾燥機内に６０時間４０℃の温
度及び水の３重点以下の圧力で置かれた。この物質は凍
結乾燥後はフレーク状を呈した。その後、この物質は１
３００℃の温度まで１００℃／ｈｒ以下の速度で、その
温度に１時間保持して焼成された。得られた物質は見掛
け上はフレーク状であり、ＳＥＭの測定で１〜２μｍの
厚さであった。
ｃ）、実施例１と同じアルファアルミナ種物質（９８
ｇ）及び水（１．５リットル）を含有する２０重量％固
体ゾルが用意され、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流
され、その後冷却された。このゾルはステンレ鋼ストレ
ーに注入され、その後液体Ｎ2 中に部分的に沈められ
た。得られた物質は凍結乾燥機内に６０時間４０℃の温
度及び水の３重点以下の圧力で置かれた。この物質は凍
結乾燥後はフレーク状を呈した。その後、この物質は１
３００℃の温度まで１００℃／ｈｒ以下の速度で、その
温度に１時間保持して焼成された。得られた物質は見掛
け上はフレーク状であり、ＳＥＭの測定で１〜２μｍの
厚さであった。
【００２３】実施例４ ベーマイト（３７５ｇ）、硝酸（１５．４Ｍ、１２ｃ
ｃ）、実施例１と同じアルファアルミナ種物質（９８
ｇ）及び水（１．５リットル）を含有する２０重量％固
体ゾルが用意され、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流
され、その後冷却された。このゾルはステンレ鋼ストレ
ーに注入され、且つフリーザー内の棚に−４０℃で１０
時間凍結するまで置かれた。実施例１と同様の凍結乾燥
後、得られた物質は、９００℃で５分間、１１００℃で
１０分間、１２００℃で３０分間、及び１３００℃で１
０分間焼成された。焼成された物質はフレーク状の状況
及び約５μｍの厚さであった。
ｃ）、実施例１と同じアルファアルミナ種物質（９８
ｇ）及び水（１．５リットル）を含有する２０重量％固
体ゾルが用意され、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流
され、その後冷却された。このゾルはステンレ鋼ストレ
ーに注入され、且つフリーザー内の棚に−４０℃で１０
時間凍結するまで置かれた。実施例１と同様の凍結乾燥
後、得られた物質は、９００℃で５分間、１１００℃で
１０分間、１２００℃で３０分間、及び１３００℃で１
０分間焼成された。焼成された物質はフレーク状の状況
及び約５μｍの厚さであった。
【００２４】実施例５ ベーマイト（１０６ｇ）、硝酸（１５．４Ｍ、３．５ｃ
ｃ）及び水（０．８９７リットル）を含有する１０重量
％固体ゾルが用意された。ＴＥＯＳ（３３．６ｇ）、Ｈ
2 Ｏ（５．８ｍｌ）、イソプロピルアルコール（６０ｃ
ｃ）、硝酸（１５．４Ｍ、０．６３ｃｃ）、及び硼酸
（０．５３ｇ）を含む別々のゾルが用意された。最初の
ゾルは２時間還流され、次に２番目のゾルが添加されて
３％Ｂ2 Ｏ 3 を含む１０重量％ＳｉＯ2 ：Ｂ2 Ｏ3 ゾル
を生じた。得られたゾルは冷却され、ステンレス鋼の鍋
に注入され、凍結化を生じさせるために液体Ｎ2 中に部
分的に浸漬された。得られた物質はその後実施例１と同
様に凍結乾燥された。一部は１３００℃で３時間焼成さ
れ、アルファアルミナ及びムライトを含んでなるフレー
ク状の物質が製造された。このフレークは約１〜３μｍ
の厚さであった。
ｃ）及び水（０．８９７リットル）を含有する１０重量
％固体ゾルが用意された。ＴＥＯＳ（３３．６ｇ）、Ｈ
2 Ｏ（５．８ｍｌ）、イソプロピルアルコール（６０ｃ
ｃ）、硝酸（１５．４Ｍ、０．６３ｃｃ）、及び硼酸
（０．５３ｇ）を含む別々のゾルが用意された。最初の
ゾルは２時間還流され、次に２番目のゾルが添加されて
３％Ｂ2 Ｏ 3 を含む１０重量％ＳｉＯ2 ：Ｂ2 Ｏ3 ゾル
を生じた。得られたゾルは冷却され、ステンレス鋼の鍋
に注入され、凍結化を生じさせるために液体Ｎ2 中に部
分的に浸漬された。得られた物質はその後実施例１と同
様に凍結乾燥された。一部は１３００℃で３時間焼成さ
れ、アルファアルミナ及びムライトを含んでなるフレー
ク状の物質が製造された。このフレークは約１〜３μｍ
の厚さであった。
【００２５】実施例６ ベーマイト（５５９ｇ）、実施例１と同じアルファアル
ミナ種物質（１４６ｇ）、硝酸（１５．４Ｍ、１８ｃ
ｃ）及び水（１．８リットル）を含有する２０重量％固
体ゾルが用意された。このゾルは、２時間酸／Ｈ2 Ｏの
沸点での還流を維持し、次にテトラエチルオルトシリケ
ート（ＴＥＯＳ）（ＳｉＯ2 源）（８６．７ｇ）が、還
流ゾルに３重量％の溶液として１．５時間後に添加され
た。このゾルはＴＥＯＳ添加の２０分以内にゲル化し
た。冷却することなしに、このゾルはステンレス鋼の鍋
にいれ−４０℃の凍結乾燥機に入れられた。その後、こ
の砂のような物質は１３００℃で３時間焼成された。表
面で延ばされた粒子がＳＥＭにより確認された。Ｘ線回
折（ＸＲＤ）でこの物質がムライトを含まない全部アル
ファアルミナであることを確認した。
ミナ種物質（１４６ｇ）、硝酸（１５．４Ｍ、１８ｃ
ｃ）及び水（１．８リットル）を含有する２０重量％固
体ゾルが用意された。このゾルは、２時間酸／Ｈ2 Ｏの
沸点での還流を維持し、次にテトラエチルオルトシリケ
ート（ＴＥＯＳ）（ＳｉＯ2 源）（８６．７ｇ）が、還
流ゾルに３重量％の溶液として１．５時間後に添加され
た。このゾルはＴＥＯＳ添加の２０分以内にゲル化し
た。冷却することなしに、このゾルはステンレス鋼の鍋
にいれ−４０℃の凍結乾燥機に入れられた。その後、こ
の砂のような物質は１３００℃で３時間焼成された。表
面で延ばされた粒子がＳＥＭにより確認された。Ｘ線回
折（ＸＲＤ）でこの物質がムライトを含まない全部アル
ファアルミナであることを確認した。
【００２６】実施例７ ベーマイト（５８３ｇ）、硝酸（１５Ｍ、１８．８ｃ
ｃ）、実施例１と同じアルファアルミナ種物質（１５３
ｇ）及び水（４．７リットル）を含有する１０重量％固
体ゾルが用意され、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流
され、その後室温まで冷却された。得られたゾルはその
後ステンレス鋼鍋に入れられ、凍結するまで液体Ｎ2 中
に部分的に沈められた。この物質はその後実施例１のよ
うに凍結乾燥された。その後、凍結乾燥された物質は１
３００℃で３時間焼成された。得られた物質は見掛け上
はフレーク状であって、ＳＥＭによる測定で厚さ１〜２
μｍであった。
ｃ）、実施例１と同じアルファアルミナ種物質（１５３
ｇ）及び水（４．７リットル）を含有する１０重量％固
体ゾルが用意され、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流
され、その後室温まで冷却された。得られたゾルはその
後ステンレス鋼鍋に入れられ、凍結するまで液体Ｎ2 中
に部分的に沈められた。この物質はその後実施例１のよ
うに凍結乾燥された。その後、凍結乾燥された物質は１
３００℃で３時間焼成された。得られた物質は見掛け上
はフレーク状であって、ＳＥＭによる測定で厚さ１〜２
μｍであった。
【００２７】実施例８ ベーマイト（５８２ｇ）、シリカ源（ＴＥＯＳ）（１％
ＳｉＯ2 を生じるため１６．８ｇ）、Ｂ2 Ｏ3 （ＳｉＯ
2 の３％）を与えるための硼酸（０．１３３ｇ）、硝酸
（１５Ｍ、１８．９ｃｃ）、水（２リットル）、及び実
施例１のアルファアルミナ種物質（１４９ｇ）を各々含
む２０重量％の固体ゾルを２つに分けたバッチが用意さ
れ、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流された。３０分
間ゾルを還流した後、ＴＥＯＳが各ゾルに添加され室温
に冷却された。この物質は３日間の攪拌後非常に高い粘
性となったが、ゲル化しなかった。その後、この物質は
ステンレス鍋に入れられ、且つ各バッチは凍結乾燥機に
入れられて−４０℃で凍結された。その後、水は実施例
１のように取り除かれた。得られた物質は光沢のあるフ
レーク状を示し且つ通常のベーマイトゾルから製造され
たゾルより厚くみえた。この物質はその後２つに分けた
バッチとして１３００℃で３時間焼成し、且つＳＥＭ測
定で約５０μｍ厚さの全てアルファアルミナフレーク
（ムライトを含まず）を生じた。
ＳｉＯ2 を生じるため１６．８ｇ）、Ｂ2 Ｏ3 （ＳｉＯ
2 の３％）を与えるための硼酸（０．１３３ｇ）、硝酸
（１５Ｍ、１８．９ｃｃ）、水（２リットル）、及び実
施例１のアルファアルミナ種物質（１４９ｇ）を各々含
む２０重量％の固体ゾルを２つに分けたバッチが用意さ
れ、且つ酸／Ｈ2 Ｏの沸点で２時間還流された。３０分
間ゾルを還流した後、ＴＥＯＳが各ゾルに添加され室温
に冷却された。この物質は３日間の攪拌後非常に高い粘
性となったが、ゲル化しなかった。その後、この物質は
ステンレス鍋に入れられ、且つ各バッチは凍結乾燥機に
入れられて−４０℃で凍結された。その後、水は実施例
１のように取り除かれた。得られた物質は光沢のあるフ
レーク状を示し且つ通常のベーマイトゾルから製造され
たゾルより厚くみえた。この物質はその後２つに分けた
バッチとして１３００℃で３時間焼成し、且つＳＥＭ測
定で約５０μｍ厚さの全てアルファアルミナフレーク
（ムライトを含まず）を生じた。
フロントページの続き (72)発明者 マイケル ディー．カバノー アメリカ合衆国，マサチューセッツ 01536，ノース グラフトン，セカンド ストリート 12
Claims (25)
- 【請求項１】 （１）水和されたアルミナ物質を含んで
なるゾルを凍結化により凝固すること、 （２）前記凝固したゾルを乾燥すること、及びその後 （３）前記乾燥されたゾルを焼結してセラミック物質を
製造することを含んでなるセラミック物質を製造するた
めの方法。 - 【請求項２】 前記凝固工程が約７７Ｋ温度で前記ゾル
を凍結化することを含むことを特徴とする請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】 前記急速凍結化が液体Ｎ2 中に前記ゾル
を少なくとも一部分液面状に出ていることを含むことを
特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記凝固工程が約−４０〜０℃の温度で
ゆっくり凍結することを含むことを特徴とする請求項１
記載の方法。 - 【請求項５】 前記凍結乾燥工程が約−２０〜４０℃の
温度で約１〜１００時間及び水の３重点以下の圧力で実
行されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記焼結が約１２００〜１３５０℃の温
度で実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記焼結が約０．５〜４時間の間で実行
されることを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記ゾルが硝酸及び水を付加的に含有す
ることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 前記ゾルがアルファ−アルミナ種物質を
付加的に含有することを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項１０】 前記ゾルがＳｉＯ2 を付加的に含有す
ることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 前記ゾルがアルファ−アルミナ種物質
及びＳｉＯ2 を付加的に含有することを特徴とする請求
項１記載の方法。 - 【請求項１２】 前記ゾルは、第１の予備−ゾルが水和
されたアルミナを含み及び第２の予備−ゾルがＳｉＯ2
又はＳｉＯ2 源を含む２つに分けた予備−ゾルにより用
意されること、 前記第１の予備−ゾルを還流すること、及び 還流工程中の前記第１の予備−ゾルに前記第２の予備−
ゾルを添加することにより前記ゾルを形成して用意され
ることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記第１の予備−ゾルがアルファ−ア
ルミナ種物質を付加的に含有することを特徴とする請求
項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記ゾルが還流され且つ凝固前に冷却
されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１５】 前記水和されたアルミナがベーマイト
であることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１６】 前記ベーマイトが前記ゾル重量で約５
〜３０％の量存在することを特徴とする請求項１５記載
の方法。 - 【請求項１７】 前記ベーマイトが約１０％の量存在す
ることを特徴とする請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】 前記ベーマイトが約２０％の量存在す
ることを特徴とする請求項１６記載の方法。 - 【請求項１９】 約−１００℃以下の温度にさらすとに
よりゾルを凍結することにより水和されたアルミナ物質
を含有する前記ゾルを凝固すること、 凍結された前記ゾルを凍結乾燥して凍結乾燥された物質
を製造すること、及びその後得られた凍結乾燥された物
質を焼結することを含んでなる方法によって製造された
水和されたアルミナを含んでなり且つ表面に少なくとも
１つのリブを有するセラミックフレーク物質。 - 【請求項２０】 前記凍結することが液体Ｎ2 中に前記
ゾルを沈めることにより実行されることを特徴とする請
求項１９記載のセラミックフレーク物質。 - 【請求項２１】 前記水和されたアルミナがベーマイト
であることを特徴とする請求項２０記載のセラミックフ
レーク物質。 - 【請求項２２】 前記フレークが約１〜２μｍの厚さで
あることを特徴とする請求項２１記載のセラミックフレ
ーク物質。 - 【請求項２３】 請求項１９の前記セラミックフレーク
を含んでなる触媒キャリヤー。 - 【請求項２４】 請求項１９の前記セラミックフレーク
を含んでなるマトリックス複合材。 - 【請求項２５】 請求項１９の前記セラミックフレーク
を含んでなる研磨用ホイール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US933161 | 1978-08-14 | ||
| US07/933,161 US5312791A (en) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | Process for the preparation of ceramic flakes, fibers, and grains from ceramic sols |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279095A true JPH06279095A (ja) | 1994-10-04 |
| JP3667782B2 JP3667782B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=25463478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19816093A Expired - Lifetime JP3667782B2 (ja) | 1992-08-21 | 1993-08-10 | セラミック物質を製造するための方法及びその生成物 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5312791A (ja) |
| EP (1) | EP0585761B1 (ja) |
| JP (1) | JP3667782B2 (ja) |
| AT (1) | ATE162506T1 (ja) |
| CA (1) | CA2100191C (ja) |
| DE (1) | DE69316481T2 (ja) |
Families Citing this family (63)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5645619A (en) * | 1995-06-20 | 1997-07-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of making alpha alumina-based abrasive grain containing silica and iron oxide |
| US5611829A (en) * | 1995-06-20 | 1997-03-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Alpha alumina-based abrasive grain containing silica and iron oxide |
| US5653775A (en) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Microwave sintering of sol-gel derived abrasive grain |
| DE60312827T2 (de) | 2002-01-24 | 2007-12-06 | William Marsh Rice University, Houston | Teilchen aus organischer Säure und FEOOH (Ferroxanen) und von Ferroxanen abgeleitete Keramiken und Keramikmembrane |
| US7422730B2 (en) | 2003-04-02 | 2008-09-09 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Nanoporous ultrafine α-alumina powders and sol-gel process of preparing same |
| US20040198584A1 (en) * | 2003-04-02 | 2004-10-07 | Saint-Gobain Ceramics & Plastic, Inc. | Nanoporous ultrafine alpha-alumina powders and freeze drying process of preparing same |
| DE102005024332A1 (de) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh | Verfahren zur Herstellung von keramischen Flakes |
| KR100851761B1 (ko) * | 2007-02-27 | 2008-08-13 | 코씨엠 주식회사 | 실리카 또는 알루미나 플레이크의 제조방법 |
| KR101563381B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2015-10-26 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 소정 형상의 파쇄된 연마 입자, 이를 사용한 연마 용품, 및 그 제조 방법 |
| US8123828B2 (en) * | 2007-12-27 | 2012-02-28 | 3M Innovative Properties Company | Method of making abrasive shards, shaped abrasive particles with an opening, or dish-shaped abrasive particles |
| CA3012625C (en) * | 2008-12-17 | 2020-07-07 | 3M Innovative Properties Company | Shaped abrasive particles with grooves |
| US10137556B2 (en) * | 2009-06-22 | 2018-11-27 | 3M Innovative Properties Company | Shaped abrasive particles with low roundness factor |
| US8142531B2 (en) | 2008-12-17 | 2012-03-27 | 3M Innovative Properties Company | Shaped abrasive particles with a sloping sidewall |
| US8142891B2 (en) * | 2008-12-17 | 2012-03-27 | 3M Innovative Properties Company | Dish-shaped abrasive particles with a recessed surface |
| US8142532B2 (en) * | 2008-12-17 | 2012-03-27 | 3M Innovative Properties Company | Shaped abrasive particles with an opening |
| US8480772B2 (en) | 2009-12-22 | 2013-07-09 | 3M Innovative Properties Company | Transfer assisted screen printing method of making shaped abrasive particles and the resulting shaped abrasive particles |
| EP2658680B1 (en) | 2010-12-31 | 2020-12-09 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive articles comprising abrasive particles having particular shapes and methods of forming such articles |
| RU2458861C1 (ru) * | 2011-04-11 | 2012-08-20 | Николай Евгеньевич Староверов | Трубчатое или комбинированное корундовое нановолокно и способ его получения |
| WO2013003831A2 (en) | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Liquid phase sintered silicon carbide abrasive particles |
| WO2013003830A2 (en) | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles of silicon nitride |
| US9517546B2 (en) | 2011-09-26 | 2016-12-13 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive articles including abrasive particulate materials, coated abrasives using the abrasive particulate materials and methods of forming |
| KR102074138B1 (ko) | 2011-12-30 | 2020-02-07 | 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 | 형상화 연마입자 및 이의 형성방법 |
| PL2797716T3 (pl) | 2011-12-30 | 2021-07-05 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Kompozytowe ukształtowane cząstki ścierne i sposób ich formowania |
| KR20140106737A (ko) | 2011-12-30 | 2014-09-03 | 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 | 형상화 연마입자들 형성 |
| EP2802436B1 (en) | 2012-01-10 | 2019-09-25 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive particles having complex shapes |
| US8840696B2 (en) | 2012-01-10 | 2014-09-23 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles |
| WO2013149209A1 (en) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive products having fibrillated fibers |
| MX350057B (es) | 2012-04-04 | 2017-08-25 | 3M Innovative Properties Co | Partículas abrasivas, método para producir partículas abrasivas y artículos abrasivos. |
| KR101813466B1 (ko) | 2012-05-23 | 2017-12-29 | 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 | 형상화 연마입자들 및 이의 형성방법 |
| WO2014005120A1 (en) | 2012-06-29 | 2014-01-03 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles |
| EP2906392B1 (en) | 2012-10-15 | 2025-04-16 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles |
| CN104994995B (zh) | 2012-12-31 | 2018-12-14 | 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 | 颗粒材料及其形成方法 |
| WO2014161001A1 (en) | 2013-03-29 | 2014-10-02 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles |
| TW201502263A (zh) | 2013-06-28 | 2015-01-16 | Saint Gobain Ceramics | 包含成形研磨粒子之研磨物品 |
| US10590000B1 (en) * | 2013-08-16 | 2020-03-17 | United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration | High temperature, flexible aerogel composite and method of making same |
| CN111978921A (zh) | 2013-09-30 | 2020-11-24 | 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 | 成形磨粒及其形成方法 |
| KR102081045B1 (ko) | 2013-12-31 | 2020-02-26 | 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 | 형상화 연마 입자들을 포함하는 연마 물품 |
| US9771507B2 (en) | 2014-01-31 | 2017-09-26 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Shaped abrasive particle including dopant material and method of forming same |
| AU2015247739B2 (en) | 2014-04-14 | 2017-10-26 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive article including shaped abrasive particles |
| AU2015247826A1 (en) | 2014-04-14 | 2016-11-10 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive article including shaped abrasive particles |
| WO2015184355A1 (en) | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method of using an abrasive article including shaped abrasive particles |
| US9707529B2 (en) | 2014-12-23 | 2017-07-18 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Composite shaped abrasive particles and method of forming same |
| US9914864B2 (en) | 2014-12-23 | 2018-03-13 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Shaped abrasive particles and method of forming same |
| US9676981B2 (en) | 2014-12-24 | 2017-06-13 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Shaped abrasive particle fractions and method of forming same |
| TWI634200B (zh) | 2015-03-31 | 2018-09-01 | 聖高拜磨料有限公司 | 固定磨料物品及其形成方法 |
| US10196551B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-02-05 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Fixed abrasive articles and methods of forming same |
| EP3307483B1 (en) | 2015-06-11 | 2020-06-17 | Saint-Gobain Ceramics&Plastics, Inc. | Abrasive article including shaped abrasive particles |
| EP4071224A3 (en) | 2016-05-10 | 2023-01-04 | Saint-Gobain Ceramics and Plastics, Inc. | Methods of forming abrasive articles |
| KR102313436B1 (ko) | 2016-05-10 | 2021-10-19 | 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 | 연마 입자들 및 그 형성 방법 |
| EP4349896A3 (en) | 2016-09-29 | 2024-06-12 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Fixed abrasive articles and methods of forming same |
| US10759024B2 (en) | 2017-01-31 | 2020-09-01 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive article including shaped abrasive particles |
| US10563105B2 (en) | 2017-01-31 | 2020-02-18 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive article including shaped abrasive particles |
| CN110719946B (zh) | 2017-06-21 | 2022-07-15 | 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 | 颗粒材料及其形成方法 |
| KR102522430B1 (ko) * | 2018-07-26 | 2023-04-18 | 디아이씨 가부시끼가이샤 | 판상 알루미나 입자, 및 판상 알루미나 입자의 제조 방법 |
| CN110624421B (zh) * | 2019-09-20 | 2022-07-08 | 陕西国睿材料科技有限公司 | 一种Al2O3-TiO2-Fe2O3梯度多孔结构陶瓷超滤膜及其制备方法 |
| WO2021133876A1 (en) | 2019-12-27 | 2021-07-01 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive articles and methods of forming same |
| US11926019B2 (en) | 2019-12-27 | 2024-03-12 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Abrasive articles and methods of forming same |
| EP4081370A4 (en) | 2019-12-27 | 2024-04-24 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc. | ABRASIVE ARTICLES AND THEIR FORMATION PROCESSES |
| MX2024007593A (es) | 2021-12-30 | 2024-08-20 | Saint Gobain Abrasives Inc | Artículos abrasivos y métodos de formación de los mismos. |
| EP4457054A4 (en) | 2021-12-30 | 2026-01-14 | Saint Gobain Abrasives Inc | ABRASIVE ARTICLES AND THEIR FORMATION PROCESSES |
| CN118591436A (zh) | 2021-12-30 | 2024-09-03 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 磨料制品及其形成方法 |
| CN117185793B (zh) * | 2023-11-08 | 2024-01-02 | 天津南极星隔热材料有限公司 | 具有类松木结构的莫来石纳米纤维基多孔陶瓷的制备方法 |
| CN118047592A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-05-17 | 理工清科(重庆)先进材料研究院有限公司 | 一种冷冻成型高孔隙率陶瓷膜支撑体及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS623003A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-09 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 鱗片状の無機酸化物およびその製造方法 |
| JPS6321219A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-28 | Kao Corp | 水酸化アルミニウムあるいは酸化アルミニウムのスリツト状又はハニカム様構造の集合体とその製造法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1949360A (en) * | 1928-12-29 | 1934-02-27 | Burgess Lab Inc C F | Method for making artificial zeolites |
| US3616542A (en) * | 1969-02-24 | 1971-11-02 | Earl L Rader | Apparatus and processes for producing freeze dried products |
| US3681017A (en) * | 1970-07-06 | 1972-08-01 | Grace W R & Co | Platelet silica,its production and uses |
| US3731391A (en) * | 1971-04-22 | 1973-05-08 | Eastman Kodak Co | Method of drying pigments |
| US3916532A (en) * | 1971-09-14 | 1975-11-04 | Bell Telephone Labor Inc | Method for producing particulate material by freeze drying |
| US4122041A (en) * | 1976-09-07 | 1978-10-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Siliceous fibers and method of preparing them |
| US4230679A (en) * | 1978-12-22 | 1980-10-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Poly(silicic acid) |
| US4339540A (en) * | 1980-06-25 | 1982-07-13 | Corning Glass Works | Inorganic gels and ceramic papers, films, fibers, boards, and coating made therefrom |
| US4595545A (en) * | 1982-12-30 | 1986-06-17 | Eltech Systems Corporation | Refractory metal borides and composites containing them |
| US4847064A (en) * | 1987-12-23 | 1989-07-11 | Aluminum Company Of America | Economical process for alpha alumina production |
| CA1334475C (en) * | 1986-09-04 | 1995-02-21 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | High purity aluminum nitride of controlled morphology |
| AU1782588A (en) * | 1987-04-09 | 1988-11-04 | Ceramic Systems Corporation | Forming of complex high performance ceramic and metallic shapes |
| CA1317978C (en) * | 1987-06-05 | 1993-05-18 | Thomas E. Wood | Microcrystalline alumina-based ceramic articles |
| US4806198A (en) * | 1987-11-02 | 1989-02-21 | Cornell Research Foundation, Inc. | Producing alpha-alumina whiskers |
| US5014763A (en) * | 1988-11-30 | 1991-05-14 | Howmet Corporation | Method of making ceramic cores |
| US5007943A (en) * | 1989-11-03 | 1991-04-16 | Norton Company | Sol-gel process alumina abrasive grain blends in coated abrasive material |
| US5104424A (en) * | 1989-11-20 | 1992-04-14 | Norton Company | Abrasive article |
| US5230162A (en) * | 1992-06-26 | 1993-07-27 | Oyler Jr James R | Systems and methods for the deliquification of liquid-containing substances by flash sublimation |
-
1992
- 1992-08-21 US US07/933,161 patent/US5312791A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-09 CA CA002100191A patent/CA2100191C/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-10 JP JP19816093A patent/JP3667782B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-20 AT AT93113377T patent/ATE162506T1/de active
- 1993-08-20 EP EP93113377A patent/EP0585761B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-08-20 DE DE69316481T patent/DE69316481T2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS623003A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-09 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 鱗片状の無機酸化物およびその製造方法 |
| JPS6321219A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-28 | Kao Corp | 水酸化アルミニウムあるいは酸化アルミニウムのスリツト状又はハニカム様構造の集合体とその製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE162506T1 (de) | 1998-02-15 |
| JP3667782B2 (ja) | 2005-07-06 |
| DE69316481T2 (de) | 1998-08-13 |
| US5312791A (en) | 1994-05-17 |
| CA2100191C (en) | 1998-09-22 |
| EP0585761B1 (en) | 1998-01-21 |
| EP0585761A1 (en) | 1994-03-09 |
| DE69316481D1 (de) | 1998-02-26 |
| CA2100191A1 (en) | 1994-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3667782B2 (ja) | セラミック物質を製造するための方法及びその生成物 | |
| US5383945A (en) | Abrasive material and method | |
| US4623364A (en) | Abrasive material and method for preparing the same | |
| SU469263A3 (ru) | Способ св зывани твердых веществ | |
| JPH0686326B2 (ja) | セラミックス製品の製造方法 | |
| JPH0412908B2 (ja) | ||
| JPH0520232B2 (ja) | ||
| JPH03504848A (ja) | 硬質ムライト―ウィスカーフェルトの製造法 | |
| CN110981529A (zh) | 一种多孔陶瓷膜材料及其制备方法和应用 | |
| KR100294312B1 (ko) | 합성석영유리분말및그의제조방법 | |
| JPH0664918A (ja) | アルミナ水和物およびアルミナゾルの製造方法 | |
| AU654911B2 (en) | Composition for high pressure casting slip, high pressure casting slip and method for preparing the composition and slip | |
| JPH06321534A (ja) | 微結晶アルミナ研磨材粒子の製造方法 | |
| US3989783A (en) | Dense mullite ceramic bodies and process of manufacture | |
| KR100328943B1 (ko) | 슬립캐스팅공법을이용한실리카레이돔의제조방법 | |
| JPH06135776A (ja) | 発泡型多孔質セラミックス及びその製造方法 | |
| JPH04930B2 (ja) | ||
| CN116751073B (zh) | 具有多级孔结构的轻质隔热硼酸铝多孔陶瓷的制备方法 | |
| JPH01275438A (ja) | ガラス成形体の製造方法 | |
| JPH09263496A (ja) | チタン酸バリウム単結晶の製造方法 | |
| JPH0776100B2 (ja) | ガラス成形体の製造方法 | |
| KR100328945B1 (ko) | 응고법을 이용한 실리카 레이돔의 제조방법 | |
| RU2811141C1 (ru) | Способ получения кварцевых тиглей | |
| KR100419062B1 (ko) | 슬립 캐스팅법을 이용한 허스롤용 실리카질 슬리브의제조방법 | |
| JPH01270531A (ja) | ガラス成形体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050128 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050407 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100415 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110415 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120415 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120415 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130415 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415 Year of fee payment: 9 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |