JPH0784324B2 - ムライト前駆体 - Google Patents
ムライト前駆体Info
- Publication number
- JPH0784324B2 JPH0784324B2 JP2276448A JP27644890A JPH0784324B2 JP H0784324 B2 JPH0784324 B2 JP H0784324B2 JP 2276448 A JP2276448 A JP 2276448A JP 27644890 A JP27644890 A JP 27644890A JP H0784324 B2 JPH0784324 B2 JP H0784324B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mullite
- precursor
- phase
- powder
- mullite precursor
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はムライト前駆体及びその製造方法に関するもの
である。
である。
本発明の明細書において、「ムライト前駆体」とは、焼
成することによってムライト粉末となるものをいう。
「ムライト粉末」とは、成形し、焼成することによって
ムライト焼結体となるもの、すなわち、3Al2O3・2SiO2
で表されるAl2O3/SiO2重量比71.8/28.2のものだけでな
く、該重量比が65/35〜80/20のものをいう。
成することによってムライト粉末となるものをいう。
「ムライト粉末」とは、成形し、焼成することによって
ムライト焼結体となるもの、すなわち、3Al2O3・2SiO2
で表されるAl2O3/SiO2重量比71.8/28.2のものだけでな
く、該重量比が65/35〜80/20のものをいう。
［従来の技術］ 不純物や不純物相（クリストバライト、コランダム相
等）の少ないムライト粉末を焼結体とした場合には、強
度が高く、熱的な安定性、耐クリープ性など優れている
ことはよく知られている。
等）の少ないムライト粉末を焼結体とした場合には、強
度が高く、熱的な安定性、耐クリープ性など優れている
ことはよく知られている。
このような不純物や不純物相（クリストバライト、コラ
ンダム相等）の少ないムライト粉末を得るための前駆体
としては、カオリンにアルミナ粉末を混合したもの、ア
ルコキシド法によるもの、共沈によるもの等がある。
ンダム相等）の少ないムライト粉末を得るための前駆体
としては、カオリンにアルミナ粉末を混合したもの、ア
ルコキシド法によるもの、共沈によるもの等がある。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、これらムライト前駆体はAlとSiとの沈澱pH及び
沈澱生成時間が異なるため混合溶液から同時に沈澱を生
成させることが難しく、ムライト前駆体中にAl/Si比の
局所的なばらつきを生じやすい。これは、特に高濃度の
原料を使用した場合顕著である。前記ムライト前駆体を
焼成した場合、Al/Si比の局所的なばらつきによりムラ
イト相単相を得るのが難しく、不純物相としてクリスト
バライト（SiO2）相やコランダム（Al2O3）相が同時に
析出しやすい。
沈澱生成時間が異なるため混合溶液から同時に沈澱を生
成させることが難しく、ムライト前駆体中にAl/Si比の
局所的なばらつきを生じやすい。これは、特に高濃度の
原料を使用した場合顕著である。前記ムライト前駆体を
焼成した場合、Al/Si比の局所的なばらつきによりムラ
イト相単相を得るのが難しく、不純物相としてクリスト
バライト（SiO2）相やコランダム（Al2O3）相が同時に
析出しやすい。
このようなムライト前駆体を焼成してムライト粉末を
得、該粉末を成形し焼成してえられるムライト焼結体
は、不純物相やガラス相の存在のため、ムライト単相の
場合よりも強度、熱的な安定性、耐クリープ性などが低
いという問題がある。
得、該粉末を成形し焼成してえられるムライト焼結体
は、不純物相やガラス相の存在のため、ムライト単相の
場合よりも強度、熱的な安定性、耐クリープ性などが低
いという問題がある。
本発明の目的は、焼成してえられるムライト粉末が不純
物相であるクリストバライト相やコランダム相の含有量
の少ない。ムライト前駆体を提供することにある。
物相であるクリストバライト相やコランダム相の含有量
の少ない。ムライト前駆体を提供することにある。
［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結
果 アルミニウムおよびケイ素を主体とする酸化物及び／ま
たは水酸化物において、アルミニウムの珪素とのの組成
比が、Al2O3/SiO2換算重量比で65/35〜80/20であり、更
に、酸根としての硫黄を6.7〜20wt％含む物質が、焼成
後に不純物相であるクリストバライト相およびコランダ
ム相の少ないムライト粉末を得ることのできるムライト
前駆体であることを見い出し、本発明を完成した。
果 アルミニウムおよびケイ素を主体とする酸化物及び／ま
たは水酸化物において、アルミニウムの珪素とのの組成
比が、Al2O3/SiO2換算重量比で65/35〜80/20であり、更
に、酸根としての硫黄を6.7〜20wt％含む物質が、焼成
後に不純物相であるクリストバライト相およびコランダ
ム相の少ないムライト粉末を得ることのできるムライト
前駆体であることを見い出し、本発明を完成した。
以下、その詳細について説明する。
本発明におけるムライト前駆体は、アルミニウムおよび
ケイ素を主体とする酸化物及び／または水酸化物であ
る。
ケイ素を主体とする酸化物及び／または水酸化物であ
る。
前記酸化物及び／または水酸化物中のアルミニウムとケ
イ素との組成比は、Al2O3/SiO2換算重量比で65/35〜80/
20であるものとする。該換算重量比は、70/30〜75/25が
好ましい。
イ素との組成比は、Al2O3/SiO2換算重量比で65/35〜80/
20であるものとする。該換算重量比は、70/30〜75/25が
好ましい。
さらに前記酸化物及び／または水酸化物において、酸根
としての硫黄を6.7〜20wt％含むものである。好ましく
は前記硫黄量が10〜16.7wt％含むものがよい。これは、
この範囲より低いと、焼成後ムライト相以外のクリスト
バライト相が生成しやすく、この範囲より高いとコラン
ダム相が生成しやすく、いずれの場合もムライト単相を
得ること難しいためである。
としての硫黄を6.7〜20wt％含むものである。好ましく
は前記硫黄量が10〜16.7wt％含むものがよい。これは、
この範囲より低いと、焼成後ムライト相以外のクリスト
バライト相が生成しやすく、この範囲より高いとコラン
ダム相が生成しやすく、いずれの場合もムライト単相を
得ること難しいためである。
本発明におけるムライト前駆体は、例えば、 Ala（OH）ｂ（SO4）ｃ（SiO2）ｄ・nH2O ａ＝6.0 ｂ＝18.0−2c ｃ＝｛0.067（306＋60d） 〜0.2（306＋60d）｝/32 ｄ＝2.74〜1.27 ｎ≧０ で表される組成を持つものである。
本発明におけるムライト前駆体を製造するにあたって
は、アルミニウム源としては、例えば、水酸化アルミニ
ウム、アルミナ等の硫酸酸性のスラリーまたは硫酸アル
ミニウム等の水溶液が好適に使用でき、シリカ源として
は、例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸、コロイダルシ
リカスラリー、シリカ微粉末等が好適に使用できる。
は、アルミニウム源としては、例えば、水酸化アルミニ
ウム、アルミナ等の硫酸酸性のスラリーまたは硫酸アル
ミニウム等の水溶液が好適に使用でき、シリカ源として
は、例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸、コロイダルシ
リカスラリー、シリカ微粉末等が好適に使用できる。
上記両原料をAl2O3/SiO2換算重量比で65/35〜80/20、好
ましくは70/30〜75/25となるように混合する。
ましくは70/30〜75/25となるように混合する。
該混合水溶液のpHは、混合開始から終了まで３以下であ
るようにし、混合終了後は３以下、好ましくは１〜３に
なるようにする。高すぎると水酸化アルミニウムの粗大
な沈澱が生成して組成の均一なムライト前駆体を得るこ
とができず、低すぎると後の中和工程で中和剤を多く使
用する必要があり、その結果ムライト前駆体に同伴され
るアルカリ量がふえ、洗浄工程の負担が大きくなるため
である。
るようにし、混合終了後は３以下、好ましくは１〜３に
なるようにする。高すぎると水酸化アルミニウムの粗大
な沈澱が生成して組成の均一なムライト前駆体を得るこ
とができず、低すぎると後の中和工程で中和剤を多く使
用する必要があり、その結果ムライト前駆体に同伴され
るアルカリ量がふえ、洗浄工程の負担が大きくなるため
である。
混合後のpHが３以下にならない場合は、アルミニウム源
およびケイ素源のいずれか又は両方に酸を加えて、混合
前に原料のpH調整を行えばよい。
およびケイ素源のいずれか又は両方に酸を加えて、混合
前に原料のpH調整を行えばよい。
該混合スラリーにアルカリを添加する。
該アルカリの添加量は含有Al1グラム原子量あたり2.10
〜2.55グラム当量、好ましくは2.25〜2.40グラム当量の
範囲とする。この範囲とすることにより、該ムライト前
駆体中に酸根としての硫黄を6.7〜20wt％存在させるこ
とができる。
〜2.55グラム当量、好ましくは2.25〜2.40グラム当量の
範囲とする。この範囲とすることにより、該ムライト前
駆体中に酸根としての硫黄を6.7〜20wt％存在させるこ
とができる。
中和終了後、ケイ素化合物は析出に時間を要するので一
定時間、好ましくは１時間以上、より好ましくは６時間
以上攪拌しながら放置することによりアルミニウム化合
物とケイ素化合物との均一沈澱含有水溶液が得られる。
定時間、好ましくは１時間以上、より好ましくは６時間
以上攪拌しながら放置することによりアルミニウム化合
物とケイ素化合物との均一沈澱含有水溶液が得られる。
攪拌終了後、前記均一沈澱含有水溶液を濾過、洗浄し、
乾燥してムライト前駆体を得る。濾過方式は、減圧濾過
等の通常の方法が採用できる。洗浄は、水で行うのが好
ましく、温水洗浄するのがより好ましい。また、洗浄
は、ムライト前駆体中の不純物がAl2O3とSiO2との合計
の0.1wt％以下になるまで行うのが好ましく、0.01wt％
以下になるまで洗浄するのがより好ましい。乾燥は、含
水率が30wt％程度以下になるように行えば、ムライト粉
末の製造に差し支えないものとなる。オーブン乾燥、ス
プレードライヤー等により、50〜200℃とくに150〜200
℃の大気中で乾燥するのがよい。
乾燥してムライト前駆体を得る。濾過方式は、減圧濾過
等の通常の方法が採用できる。洗浄は、水で行うのが好
ましく、温水洗浄するのがより好ましい。また、洗浄
は、ムライト前駆体中の不純物がAl2O3とSiO2との合計
の0.1wt％以下になるまで行うのが好ましく、0.01wt％
以下になるまで洗浄するのがより好ましい。乾燥は、含
水率が30wt％程度以下になるように行えば、ムライト粉
末の製造に差し支えないものとなる。オーブン乾燥、ス
プレードライヤー等により、50〜200℃とくに150〜200
℃の大気中で乾燥するのがよい。
上記の乾燥したムライト前駆体またはそれを粉砕したも
のを大気中1000℃〜1600℃で焼成することにより、不純
物相であるクリストバライト相、コランダム相の少ない
ムライト粉末が得られる。
のを大気中1000℃〜1600℃で焼成することにより、不純
物相であるクリストバライト相、コランダム相の少ない
ムライト粉末が得られる。
該ムライト粉末を成形し、好ましくは粉砕を行った後成
形し、1500℃〜1800℃で焼成することによ不純物相の少
ない、したがって強度などに優れたムライト焼結体を得
られる。
形し、1500℃〜1800℃で焼成することによ不純物相の少
ない、したがって強度などに優れたムライト焼結体を得
られる。
［作用］ 本発明のムライト前駆体が、なぜ不純物相であるクリス
トバライト相、コランダム相の少ないムライト粉末の前
駆体であるのかは、かならずしも明らかでないが、以下
のことによるものと推定される。すなわち、酸根として
該ムライト前駆体中に存在する硫黄成分は、例えば、
［Al13O4（OH）24（H2O）12（SO4）４］＋イオンの錯化
合物と同様な状態で該ムライト前駆体中に存在している
と考えられる。
トバライト相、コランダム相の少ないムライト粉末の前
駆体であるのかは、かならずしも明らかでないが、以下
のことによるものと推定される。すなわち、酸根として
該ムライト前駆体中に存在する硫黄成分は、例えば、
［Al13O4（OH）24（H2O）12（SO4）４］＋イオンの錯化
合物と同様な状態で該ムライト前駆体中に存在している
と考えられる。
該ムライト前駆体は焼成により熱分解し、しかも残存す
る硫黄成分は熱分解温度が高いため、該ムライト前駆体
がムライト粉末に転移する約1000℃付近で熱分解し、Al
とSiとの複合酸化物を生成しやすい状態が出現し、不純
物相であるクリストバライト相やコランダム相が生成し
にくく、ムライト単相となりやすいものと考えられる。
る硫黄成分は熱分解温度が高いため、該ムライト前駆体
がムライト粉末に転移する約1000℃付近で熱分解し、Al
とSiとの複合酸化物を生成しやすい状態が出現し、不純
物相であるクリストバライト相やコランダム相が生成し
にくく、ムライト単相となりやすいものと考えられる。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明のムライト前駆体
は、不純物相であるクリストバライト相やコランダム相
の少ないムライト粉末の前駆体である。
は、不純物相であるクリストバライト相やコランダム相
の少ないムライト粉末の前駆体である。
該ムライト前駆体は焼成してムライト粉末を成形して、
さらに焼成することにより強度などの優れたムライト焼
結体を製造することができる。このムライト焼結体は高
温用のエンジニアリングセラミックス、セラミック基板
などとして好適に使用される。
さらに焼成することにより強度などの優れたムライト焼
結体を製造することができる。このムライト焼結体は高
温用のエンジニアリングセラミックス、セラミック基板
などとして好適に使用される。
実施例１ 温度を30℃に保ち、濃度1mol/の硫酸水溶液1.5に平
均粒径１μｍの水酸化アルミニウム234g（3.0mol）を添
加し６時間攪拌した。前記水溶液を攪拌しながら、濃度
1mol/のケイ酸ナトリウムをAl2O3/SiO2換算重量比で7
3/27の組成になるように添加し、１時間攪拌した。混合
水溶液のpHは2.5であった。該混合水溶液に濃度4mol/
の水酸化ナトリウム水溶液をAl1グラム原子量あたり2.5
5グラム当量になるまで添加した。アルカリ添加後攪拌
しながら６時間放置した。その後濾過し、ムライト前駆
体中の不純物がAl2O3とSiO2との合計の0.1wt％以下にな
るまで蒸留水で洗浄した。得られた沈澱物を180℃で大
気中24時間静置乾燥し、ムライト前駆体を得た。得られ
たムライト前駆体のAl2O3/SiO2換算重量比は平均で73.8
/26.2、硫黄成分の含有量は7.5wt％であった。
均粒径１μｍの水酸化アルミニウム234g（3.0mol）を添
加し６時間攪拌した。前記水溶液を攪拌しながら、濃度
1mol/のケイ酸ナトリウムをAl2O3/SiO2換算重量比で7
3/27の組成になるように添加し、１時間攪拌した。混合
水溶液のpHは2.5であった。該混合水溶液に濃度4mol/
の水酸化ナトリウム水溶液をAl1グラム原子量あたり2.5
5グラム当量になるまで添加した。アルカリ添加後攪拌
しながら６時間放置した。その後濾過し、ムライト前駆
体中の不純物がAl2O3とSiO2との合計の0.1wt％以下にな
るまで蒸留水で洗浄した。得られた沈澱物を180℃で大
気中24時間静置乾燥し、ムライト前駆体を得た。得られ
たムライト前駆体のAl2O3/SiO2換算重量比は平均で73.8
/26.2、硫黄成分の含有量は7.5wt％であった。
えられたムライト前駆体を1450℃で焼成してムライト粉
末を得た。このムライト粉末を、 Ｘ線:Cu,Kα Ｘ線発生条件:35Kv,25mA の条件によるＸ線回折図形より最大強度のピークに対す
る各ピークの強度比を表したものを第１図に示す。
末を得た。このムライト粉末を、 Ｘ線:Cu,Kα Ｘ線発生条件:35Kv,25mA の条件によるＸ線回折図形より最大強度のピークに対す
る各ピークの強度比を表したものを第１図に示す。
実施例２ 温度を30℃に保ち、濃度1mol/の硫酸アルミニウム水
溶液1.5を撹拌しながら、濃度1mol/のケイ酸ナトリ
ウムをAl2O3/SiO2換算重量比で73/27の組成になるよう
に添加した。混合水溶液のpHは３であった。該混合水溶
液に濃度4mol/の水酸化ナトリウム水溶液をAl1グラム
原子量あたり2.40グラム当量になるまで添加した。前記
添加後攪拌しながら６時間放置した。その後濾過し、ム
ライト前駆体中の不純物がAl2O3とSiO2との合計の0.1wt
％以下になるまで蒸留水で洗浄した。得られた沈澱物を
180℃で大気中24時間静置乾燥し、ムライト前駆体を得
た。得られたムライト前駆体のAl2O3/SiO2換算重量比は
平均で、72.2/27.8、硫黄成分含有量は14.5wt％であっ
た。
溶液1.5を撹拌しながら、濃度1mol/のケイ酸ナトリ
ウムをAl2O3/SiO2換算重量比で73/27の組成になるよう
に添加した。混合水溶液のpHは３であった。該混合水溶
液に濃度4mol/の水酸化ナトリウム水溶液をAl1グラム
原子量あたり2.40グラム当量になるまで添加した。前記
添加後攪拌しながら６時間放置した。その後濾過し、ム
ライト前駆体中の不純物がAl2O3とSiO2との合計の0.1wt
％以下になるまで蒸留水で洗浄した。得られた沈澱物を
180℃で大気中24時間静置乾燥し、ムライト前駆体を得
た。得られたムライト前駆体のAl2O3/SiO2換算重量比は
平均で、72.2/27.8、硫黄成分含有量は14.5wt％であっ
た。
えられたムライト前駆体を実施例１と同一条件で焼成し
てムライト粉末をえ、該粉末を実施例１と同一条件で測
定してえた粉末Ｘ線回折図形を第１図に示す。
てムライト粉末をえ、該粉末を実施例１と同一条件で測
定してえた粉末Ｘ線回折図形を第１図に示す。
比較例 添加する水酸化ナトリウム水溶液量をAl1グラム原子量
あたり2.85グラム当量とする以外は、実施例２と同一の
条件で実施した。
あたり2.85グラム当量とする以外は、実施例２と同一の
条件で実施した。
得られたムライト前駆体のAl2O3/SiO2換算重量比は平均
で71.1/28.9、硫黄成分含有量は0.83wt％であった。
で71.1/28.9、硫黄成分含有量は0.83wt％であった。
えられたムライト前駆体を実施例１と同一条件で焼成し
てムライト粉末をえ、該粉末を実施例１と同一条件で測
定してえた粉末Ｘ線回折図形を第１図に示す。
てムライト粉末をえ、該粉末を実施例１と同一条件で測
定してえた粉末Ｘ線回折図形を第１図に示す。
第１図は実施例1,実施例２及び比較例で得られたムライ
ト粉末の粉末Ｘ線回折図形より、最大強度のピークに対
する各ピークの強度比を表したものである。 符号の意味は、次のとおりである M:ムライト A:コランダム
ト粉末の粉末Ｘ線回折図形より、最大強度のピークに対
する各ピークの強度比を表したものである。 符号の意味は、次のとおりである M:ムライト A:コランダム
Claims (2)
- 【請求項１】アルミニウムおよびケイ素を主体とする酸
化物及び／または水酸化物において、アルミニウムとケ
イ素との組成比が、Al2O3/SiO2換算重量比で65/35〜80/
20であり、かつ、酸根として硫黄を6.7〜20wt％含むこ
とを特徴とする、ムライト前駆体。 - 【請求項２】アルミニウム化合物及びケイ素化合物を、
pHが３以下である混合溶液に溶解させて混合し、その溶
液にアルカリを添加して中和し、得られた共沈沈殿物を
洗浄・乾燥することを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載のムライト前駆体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276448A JPH0784324B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | ムライト前駆体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276448A JPH0784324B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | ムライト前駆体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04154614A JPH04154614A (ja) | 1992-05-27 |
| JPH0784324B2 true JPH0784324B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=17569574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2276448A Expired - Lifetime JPH0784324B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | ムライト前駆体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0784324B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63166713A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Kyoritsu Yogyo Genryo Kk | ケイ酸アルミニウムの製造法 |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP2276448A patent/JPH0784324B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04154614A (ja) | 1992-05-27 |
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