JPS5815028A - スピネル粉末の製造法 - Google Patents
スピネル粉末の製造法Info
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- JPS5815028A JPS5815028A JP56114943A JP11494381A JPS5815028A JP S5815028 A JPS5815028 A JP S5815028A JP 56114943 A JP56114943 A JP 56114943A JP 11494381 A JP11494381 A JP 11494381A JP S5815028 A JPS5815028 A JP S5815028A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/36—Regeneration of waste pickling liquors
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- 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
- C01F7/16—Preparation of alkaline-earth metal aluminates or magnesium aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/162—Magnesium aluminates
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- 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
【発明の詳細な説明】
この発明は焼結性のよいスピネル微粉の製造方法に関す
る。
る。
スピネルはアルミナより融点が高く、耐食性もすぐれて
いる。しかし、その特性を生かし、透光性セラミックな
どに利用するには緻密な焼結体を作ることが重要な課題
となっている。
いる。しかし、その特性を生かし、透光性セラミックな
どに利用するには緻密な焼結体を作ることが重要な課題
となっている。
ＭｙＯとＡ／２０．粉の混合物から常圧焼結でスピネル
の緻密な焼結体を得・ようとすると約１９０ＣＰＣの高
温を必要とする。その理由はスピネルの真密度（３，！
；ｆ）が原料の真密度（ＪｇＯ；ＪＪざ、Ａｌｚｏ３：
３．９９＞より低いために試料が焼結時に膨張するため
であると考えられている。この篩温焼結の欠点をなくし
て低温焼結させるスピネル粉が要望されている。従来法
のうち、ｍｇｏ （または水酸化マグネシウム）とＡ１
２０３（または水酸化アルミニウム）を混合、成形し、
２１’ｉ焼（／６００’Ｃ以上）させ、これを粗砕し、
さらに微粉砕処理を行って製造するスピネル粉の製造方
法は−を宵焼温度が高いため粒成長を”起こし粉末活性
が大部分消滅する欠点がある。また、粉砕過程で不純物
の混入する欠点があってこの方法のスピネル粉は高純度
、高緻密性のスピネルセラミックの原料に適しない。
の緻密な焼結体を得・ようとすると約１９０ＣＰＣの高
温を必要とする。その理由はスピネルの真密度（３，！
；ｆ）が原料の真密度（ＪｇＯ；ＪＪざ、Ａｌｚｏ３：
３．９９＞より低いために試料が焼結時に膨張するため
であると考えられている。この篩温焼結の欠点をなくし
て低温焼結させるスピネル粉が要望されている。従来法
のうち、ｍｇｏ （または水酸化マグネシウム）とＡ１
２０３（または水酸化アルミニウム）を混合、成形し、
２１’ｉ焼（／６００’Ｃ以上）させ、これを粗砕し、
さらに微粉砕処理を行って製造するスピネル粉の製造方
法は−を宵焼温度が高いため粒成長を”起こし粉末活性
が大部分消滅する欠点がある。また、粉砕過程で不純物
の混入する欠点があってこの方法のスピネル粉は高純度
、高緻密性のスピネルセラミックの原料に適しない。
前記したｂ／ＬｇｏとＡ／２０３粉の高温固相反応によ
るスピネル化の方法と比較して、比較的低温でスピネル
粉の合成法として共沈法が知られている。これはＡｇと
Ａ／との各種塩類溶液を出発原料とするものである。
るスピネル化の方法と比較して、比較的低温でスピネル
粉の合成法として共沈法が知られている。これはＡｇと
Ａ／との各種塩類溶液を出発原料とするものである。
共沈法を発明者らの実験例で説明する。
実験例１
モル比／：ｌのｉＡ ｇ Ｓ Ｏ４・７）Ｉ２０とＡ１
２（Ｓ０４ ）３・７４１（２０をｔｏ’ｃの純水中で
溶解し、温度をほぼ一定に保ちながら攪拌溶液中にアン
モニア水を徐々に添加する。ＰＨ−タとなつ −たとこ
ろで約３０発温度保持し、後、室温まで放冷する。得ら
れた沈澱を口過し、沈澱物は蒸留水にて水洗−口過を５
回くり返し行い、乾燥、を仮焼後Ｘ線回折にて測定した
。その結果、乾燥粉および低温燃焼粉は水和物および硫
酸塩類の混合物と複合物でのり 焼温度ｔｏｏ′ｃ附近
からスピネルピークが現われ、７２００℃で相当スピネ
ル転化が運んでいる。しかしこの温度でもベリクレース
フ （ｍｇｏ）およびコ豫ンダム（ＣＡ−Ａ／２０３）の両
相が少ｉ認められ、このときのスピネルの測定密度は、
焼成温度／ｊＯθ°Ｃの常圧酸素雰囲気下では、３．／
／ｇ／ｄである。
２（Ｓ０４ ）３・７４１（２０をｔｏ’ｃの純水中で
溶解し、温度をほぼ一定に保ちながら攪拌溶液中にアン
モニア水を徐々に添加する。ＰＨ−タとなつ −たとこ
ろで約３０発温度保持し、後、室温まで放冷する。得ら
れた沈澱を口過し、沈澱物は蒸留水にて水洗−口過を５
回くり返し行い、乾燥、を仮焼後Ｘ線回折にて測定した
。その結果、乾燥粉および低温燃焼粉は水和物および硫
酸塩類の混合物と複合物でのり 焼温度ｔｏｏ′ｃ附近
からスピネルピークが現われ、７２００℃で相当スピネ
ル転化が運んでいる。しかしこの温度でもベリクレース
フ （ｍｇｏ）およびコ豫ンダム（ＣＡ−Ａ／２０３）の両
相が少ｉ認められ、このときのスピネルの測定密度は、
焼成温度／ｊＯθ°Ｃの常圧酸素雰囲気下では、３．／
／ｇ／ｄである。
実績例２
モル比／：２でｍｇｃｇ２ 、／；１（２０とｈｌｃ１
３・６ｄ２０を蒸留水で溶解し、実験例／と同様の慄作
でＰｉ（を９．５とした。水洗−ろ過は７回行った。塩
化物共沈乾燥物は、ｖｆ ｇ ６Ａ ｌ ２ Ｃ０３（
Ｏｉ（）＃；・≠ｒｆ２０の化学繊成をもつハイドロタ
ルサイトとアルばす水和物との混合物である。
３・６ｄ２０を蒸留水で溶解し、実験例／と同様の慄作
でＰｉ（を９．５とした。水洗−ろ過は７回行った。塩
化物共沈乾燥物は、ｖｆ ｇ ６Ａ ｌ ２ Ｃ０３（
Ｏｉ（）＃；・≠ｒｆ２０の化学繊成をもつハイドロタ
ルサイトとアルばす水和物との混合物である。
このとき、当該混合物中に炭酸根が組成要素とし・て人
ってくるのは、空気中の炭酸ガスが操作中に蒸留水に溶
解して炭酸イオンとなり、共沈物に取り込まれるからで
ある。ｒＲ焼湿温度５−００ °Ｃ’７００Ｃでスピネ
ルとペリクレースが出現し、１２００°Ｃでも多くの遊
離ペリクレース相が残存する。
ってくるのは、空気中の炭酸ガスが操作中に蒸留水に溶
解して炭酸イオンとなり、共沈物に取り込まれるからで
ある。ｒＲ焼湿温度５−００ °Ｃ’７００Ｃでスピネ
ルとペリクレースが出現し、１２００°Ｃでも多くの遊
離ペリクレース相が残存する。
実験例／、２によっても確認したことであるが一般的に
共沈法の問題点は （１）原料塩の梢製と高純度化が困
難であること。（２）十分な量を溶解させるために溶媒
（ホ）の温度を高める必要がある。なお、お互いに浴屏
度の萬いアルミニウム及びマグネシウムの塩類が望まれ
る。（３） Ｐ ｄ調整が困難である。
共沈法の問題点は （１）原料塩の梢製と高純度化が困
難であること。（２）十分な量を溶解させるために溶媒
（ホ）の温度を高める必要がある。なお、お互いに浴屏
度の萬いアルミニウム及びマグネシウムの塩類が望まれ
る。（３） Ｐ ｄ調整が困難である。
なあ・、成分分離を起こし易く均一共沈物を得るのは容
易でなく、組成比コントロールを任意に行うことは憧め
て困難である。（４）主成物は微細なため水洗−ろ過の
繰り返し作業が困難である。（５）主成どの残留イオン
の除去が困難である。これらの各イオンは微量であって
も焼結性に悪書を及ぼす。
易でなく、組成比コントロールを任意に行うことは憧め
て困難である。（４）主成物は微細なため水洗−ろ過の
繰り返し作業が困難である。（５）主成どの残留イオン
の除去が困難である。これらの各イオンは微量であって
も焼結性に悪書を及ぼす。
このように共沈法は微粒子の生成は可能であっても数多
くのけん雑な工程を必要とし、工業的手法として、の可
能性は高いとはいえない。その他共分解法や噴霧乾燥法
もｈＡ ｇやＡｌの各種塩類の混合浴液を用いるため共
沈法とほぼ同様の問題を含んでいる。しかるにこの発明
は放電媒体の純水中にｈａ ｇ −Ａ １合金ペレット
群を浸漬し、媒体を介して接するペレットの接触点で起
こる火花放電反応によって剥離生成する微粉末から高純
度で焼結性のよいスピネル微粉を製造する全く新しい方
法を提供するものである。
くのけん雑な工程を必要とし、工業的手法として、の可
能性は高いとはいえない。その他共分解法や噴霧乾燥法
もｈＡ ｇやＡｌの各種塩類の混合浴液を用いるため共
沈法とほぼ同様の問題を含んでいる。しかるにこの発明
は放電媒体の純水中にｈａ ｇ −Ａ １合金ペレット
群を浸漬し、媒体を介して接するペレットの接触点で起
こる火花放電反応によって剥離生成する微粉末から高純
度で焼結性のよいスピネル微粉を製造する全く新しい方
法を提供するものである。
以下実施例に従って説明する。
図−において、１の反応槽（ポリプロピレン製６０１）
の純水（放電媒体、比抵抗ＪＸ １０６Ωｃ１１１）！
’Ｐ４ａ＋ｇ−Ａｎ合金（ｉｄｇ：Ａ４ＪＯＪ”６９７
ｗｔ％）ペレット群６を浸漬する。ペレットの形状は１
０〜／ｊＭの偏平状である。ペレットの浸漬量は常時１
０Ｋｇとした。高周波火花発振器の出力端子４．５を経
て、反応槽の両端に電極６・７を設置した。生成粉は水
の分解反応によって生ずる水素ガス及び火花放電によっ
て加熱沸騰して分解にあずからない水蒸気と共に導出管
８を径て系外に導出され冷却後水と分離する。９はペレ
ットおよび純水のフィーダである。ペレットの粉砕量に
対応して原料ペレットが供給される。水も反応槽内で同
一量が保たれるよう補給される。
の純水（放電媒体、比抵抗ＪＸ １０６Ωｃ１１１）！
’Ｐ４ａ＋ｇ−Ａｎ合金（ｉｄｇ：Ａ４ＪＯＪ”６９７
ｗｔ％）ペレット群６を浸漬する。ペレットの形状は１
０〜／ｊＭの偏平状である。ペレットの浸漬量は常時１
０Ｋｇとした。高周波火花発振器の出力端子４．５を経
て、反応槽の両端に電極６・７を設置した。生成粉は水
の分解反応によって生ずる水素ガス及び火花放電によっ
て加熱沸騰して分解にあずからない水蒸気と共に導出管
８を径て系外に導出され冷却後水と分離する。９はペレ
ットおよび純水のフィーダである。ペレットの粉砕量に
対応して原料ペレットが供給される。水も反応槽内で同
一量が保たれるよう補給される。
′成極に放電電圧が印加されて、゛ペレット相互の接触
点に介在する水の皮膜の絶縁性が破壊される電圧に達し
だときペレット間で放電が起きる。放電点では放電作用
に伴ってペレット表面から微粉末全剥離する。同時に放
′成点では媒体の絶縁破壊に伴い水の分解反応が起こる
。したがって放電点では、放電の場のエネルギーンよっ
て剥離粉末と水の分解主成＠（Ｏｄ基）との反応が起こ
りｄｉｇ −ｋ１合金粉の水酸化物を生成する。ｉｖＩ
ｇ −Ａ １合金の水酸化物の確認は放電反応を７０時
間継続させて水中から分離した生成粉を供試料としてＸ
１１ｉｉ！回折および示差熱分析によって確認した。な
お、走査型電子顕微鏡観察、真密度（ＣＣ１４を用いた
アル謔メデス法）、平均粒子径（空気透過法）、比表面
積（ｎｇＴ法）で粉体の物性を測定した。
点に介在する水の皮膜の絶縁性が破壊される電圧に達し
だときペレット間で放電が起きる。放電点では放電作用
に伴ってペレット表面から微粉末全剥離する。同時に放
′成点では媒体の絶縁破壊に伴い水の分解反応が起こる
。したがって放電点では、放電の場のエネルギーンよっ
て剥離粉末と水の分解主成＠（Ｏｄ基）との反応が起こ
りｄｉｇ −ｋ１合金粉の水酸化物を生成する。ｉｖＩ
ｇ −Ａ １合金の水酸化物の確認は放電反応を７０時
間継続させて水中から分離した生成粉を供試料としてＸ
１１ｉｉ！回折および示差熱分析によって確認した。な
お、走査型電子顕微鏡観察、真密度（ＣＣ１４を用いた
アル謔メデス法）、平均粒子径（空気透過法）、比表面
積（ｎｇＴ法）で粉体の物性を測定した。
向
−２の反応装置で／時間当たり１Ｋｇの生成粉を得、放
電電圧は／、２ＫＶ１消費電力量は３ＱＫＷＨであった
。
電電圧は／、２ＫＶ１消費電力量は３ＱＫＷＨであった
。
反応槽で生成したＭｇ−ｋ１合金の水酸化物粉本を供試
料として加熱処理温度の変化に伴うスピネル転化の過程
を検討した。その結果約／１００°Ｃの低温領域におい
て０７〜０２μｍの微細で均匍 −なスピネル粒子を形成した。ちなみに図１の装置にて
Ａｌ金属ペレットを用いて水中火花放電によってＡｇ（
０１（）３をつくり、また別にｍｇ金金属ら’ｇ（（Ｌ
ｄ）２粉を製造し、両者をスピネル比率で湿式ボールミ
シフ０時間混合した混合物を加熱処理した場合スピネル
転化温度は約／弘ＯＯ℃であった。
料として加熱処理温度の変化に伴うスピネル転化の過程
を検討した。その結果約／１００°Ｃの低温領域におい
て０７〜０２μｍの微細で均匍 −なスピネル粒子を形成した。ちなみに図１の装置にて
Ａｌ金属ペレットを用いて水中火花放電によってＡｇ（
０１（）３をつくり、また別にｍｇ金金属ら’ｇ（（Ｌ
ｄ）２粉を製造し、両者をスピネル比率で湿式ボールミ
シフ０時間混合した混合物を加熱処理した場合スピネル
転化温度は約／弘ＯＯ℃であった。
なお、従来法のＡ／２０３とＡＶ！ｇＯとの固相反応に
よるスピネル化温度が約１６θＯ′Ｃであることと比較
して、この発明方法のスピネル粉の製造方法は極めて顕
著な効果のあることが認められたなお、この発明方法に
よるスピネル粉の圧粉体は焼成温度１ｓｏｏ°Ｃの常圧
酸素雰囲気下においいて理論値、３．３ｇｇ／ｄに近い
３．！；３ｇ／ｃ−の比較的高い焼結体密度を示し、緻
密なスピネル焼結体ケ製造することができた。
よるスピネル化温度が約１６θＯ′Ｃであることと比較
して、この発明方法のスピネル粉の製造方法は極めて顕
著な効果のあることが認められたなお、この発明方法に
よるスピネル粉の圧粉体は焼成温度１ｓｏｏ°Ｃの常圧
酸素雰囲気下においいて理論値、３．３ｇｇ／ｄに近い
３．！；３ｇ／ｃ−の比較的高い焼結体密度を示し、緻
密なスピネル焼結体ケ製造することができた。
前記したように従来法のＭｇＯとＡｌ、２０３との混合
による固相法のスピネル粉を用いた場合は同密度のスピ
ネル焼結体を得るのに約／９００’Ｃの高温をすするの
と比較して、この発明のスピネル粉は焼成直置１ｓｏｏ
°Ｃで高密度（３，！；３ｇ冶）の焼結体が得られるの
で熱経済上すぐれた特徴をもっている。
による固相法のスピネル粉を用いた場合は同密度のスピ
ネル焼結体を得るのに約／９００’Ｃの高温をすするの
と比較して、この発明のスピネル粉は焼成直置１ｓｏｏ
°Ｃで高密度（３，！；３ｇ冶）の焼結体が得られるの
で熱経済上すぐれた特徴をもっている。
卯えてこの発明方法より得られたスピネル粉はｔａｇ−
ｈ１合金ヲ水中で火花放電して得られΣのでスピネル構
成成分以外の不純物が入り込む余地がない。放電はペレ
ット相互の接触点（放電点）で起こり、放１Ｍ、開始と
共にペレットは放電衝撃の反作用で引＠謹、久々と接触
点を移動して火花放電を練り返す。火花放電は′ｉｔ憔
間の絶縁性が破破されて定常的な放電（グロー放電また
はアーク放電）に移っていく１０ＳｅＣ以下の過渡的な
現象である。この発明方法は、ペレットが放電開始と共
て引き離されるため定常的な放電への移行が憔力押さえ
られた状態で火花放電が継続する。アーク放電に移行す
ると放電部の高温加熱部の面積が拡大して剥離粉末は粗
大化して活性も低下する。
ｈ１合金ヲ水中で火花放電して得られΣのでスピネル構
成成分以外の不純物が入り込む余地がない。放電はペレ
ット相互の接触点（放電点）で起こり、放１Ｍ、開始と
共にペレットは放電衝撃の反作用で引＠謹、久々と接触
点を移動して火花放電を練り返す。火花放電は′ｉｔ憔
間の絶縁性が破破されて定常的な放電（グロー放電また
はアーク放電）に移っていく１０ＳｅＣ以下の過渡的な
現象である。この発明方法は、ペレットが放電開始と共
て引き離されるため定常的な放電への移行が憔力押さえ
られた状態で火花放電が継続する。アーク放電に移行す
ると放電部の高温加熱部の面積が拡大して剥離粉末は粗
大化して活性も低下する。
この発明は火花放電の場を利用してｍｇ−ｋ１合金ペレ
ットから高純度で高活性のスピネル粉を生成するのに極
めて効果的である。
ットから高純度で高活性のスピネル粉を生成するのに極
めて効果的である。
更に、必要に応じてスピネル組成のＭｇＯ：Ａｌ２Ｏ３
の組成制御もｉＶＩｇ −ｋ１合金製造時の組成ｖＩ４
！Ｉによって比較的容易に行うことが可能である。また
工業的規模での生産も容易である。
の組成制御もｉＶＩｇ −ｋ１合金製造時の組成ｖＩ４
！Ｉによって比較的容易に行うことが可能である。また
工業的規模での生産も容易である。
以上詳記したようにこの発明方法によるスビネ材として
産業界に貢献が期待される。
産業界に貢献が期待される。
図面は本発明に使用するスピネル粉製造用反応装置の概
略図である。 ２・・水、 ！１・・Ｑ−Ａｊ７合金ペレット群。 特許出願人 岩谷産業株式会社 手続補正書（自発） 昭和５６年１０月２ 日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 昭和５６年特許願第１１４９４３号 ２、発明の名称 スピネル粉末の製造法 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 住 所 エ 、 岩谷産業株式会社 ５、補正命令の日付 昭和 年 ・月 日発送
６、補正の対象 明細書の全文 明 細 書 ／ 発明の名称 スピネル粉末の製造法 λ 特許請求の範囲 １、放電媒体の水中にＭｇ−Ａｌ合金ペレット群を浸漬
し、媒体を介して接するペレットの接触点で起こる水中
火花放電反応によって生成するＭｇ −Ａ１合金の水酸
化物微粉を鍜焼して得るスピネル（Ｍｇ Ａｌｓ Ｏａ
）微粉の製造方法３、発明の詳細な説明 この発明は焼結性のよいスピネル微粉の製造方法に関す
る。 スピネルはアルミナより融点が高く、耐食性もすぐｎて
いる。しかし、その特性を生かし、透光性セラミックな
どに利用するには緻密な焼結体を作ることが重要な課題
となっている。 ＭｇＯとＡｈｇｓ粉の混合物から常圧焼結でスピネルの
緻密な焼結体を得ようとすると約１９００′ｃの高・濫
を必要とする。その理由はスピネルの真密度（３５ｇ）
が原料の真密度（ＭｇＯ：３５ｇ。 ＡＩ雪Ｏｓ ： ３．９９）より低いために試料が焼結
時に膨張するためであると考えられている。この高温酸
化マグネシウム）とＡｌｇ Ｏｓ （または水酸化アル
ミニウム）を混合、成形し、埋焼（１６０’Ｏ° Ｃ以
上）させ、これを粗砕し、さらに微粉砕処理を行って製
造するスピネル粉の製造方法は鍜焼温度が高いため粒成
長を起こし粉末活性が大部分消滅する欠点がある。また
、粉砕過程で不純物の混入する欠点があってこの方法の
スピネル粉は高純度、高緻密性のスピネルセラミックの
原料に適しない。 前記したＭｇＯとＡｌｔｏｓ粉′の、高温固相反応によ
るスピネル化の方法と比較して、比較的低温でスピネル
粉の合成法として共沈法が知られている。これはＭｇ
とＡ１との各種塩類溶液を出発原料とするものである。 共沈法を発明者らの実験例で説明する。 実験例１ モル比／：／のＭｇ’ＳＯａ・７Ｈ２０とＡｌ ＊ （
Ｓ０４ ） ｓ・／乙Ｈ意ＯをｌｒＯｏＣの純水中で溶
解し、温度をほぼ一定に保ちながら撹拌溶液中にアンモ
ニア水を徐々に添加する。ｐＨ−タとなったところで約
３０発温度保持し、後、室温まで放冷する。得られた沈
澱を口過し、沈澱物は蒸留水にて水洗−口過を５回くり
返し行い、乾燥、鍜焼後Ｘ線回折にて測定り、た′。そ
の結果、乾燥粉および低温簾焼粉は水和物および硫酸塩
類の混合物と複合物であり畑焼温度ｇｏｏ”ｃ 附近
からスピネルビークが現われ、７２００°Ｃで相当スピ
ネル転化が進んでいる。しかしこの温度でもペリクレー
ス（ＭｇＯ）およびコランダム（α−ＡＩ＊Ｏｓ）の両
相が少量認められ、このときのスピネルの測定密度は、
焼成温度／３０ぴＣの常圧酸素雰囲気下では、３／／ｇ
／ｃＮｓである。 実験例 ２ モル比／：２でＭｇＣ１＊・乙Ｈ宜０とＡｌＣ１ｍ・４
Ｈ・０ 蒸留水で溶−し、実験例／と同様の２操作゛
でｐＨを灯とした。水洗−ろ過は７回行った。 塩化物共沈乾燥物はＭｇｓ ＡＩ黛ＣＯｓ （ＯＨ）＋
ｓ・＃Ｈｓ０ の化学組成をもつノ・
イドロタルサイトとアルミナ水和物との混合物である。 このとき、当該混合物中に炭酸根が組成要素として入っ
てくるのは、空気中の炭酸ガス操作中に蒸留水に溶解し
て炭酸イオンとなり、共沈物に取り込まれるからである
。■焼温度！；００°Ｃ〜７００＠Ｃでスピネルとペリ
クレースが出現し、７２００″Ｃでも多くの遊離ペリク
レース相が残存する。 実験例へ２によっても確認したことであるが一般的に共
沈法の問題点は−（１）原料塩の精製と高純度化が困難
であること。 （２）十分な量を溶解させるために溶媒
ＣｊＫｙ７）温度を高める必要がある。なお、お互いに
溶解度の高いアルミニウム及びマグネシウムの塩類が望
まｎる。 （３）ｐＨ調整が困難である。なお、成分分
離を起こし易く均一共沈物を得るのは容易でなく、組成
比コントロールを任意に行うこと′は極めて困難である
。 （４）主成分は微細なため水洗−ろ過の繰り返し作
業が困難である。 （５）主成微粒子間にとり込まれた
Ｓ Ｏａ、ＣＩ−。 ＮＨａ＋などの残留イオンの除去が困難である。 これらの各イオンは微量であっても焼結性に悪影響を及
ぼす。 このように共沈法は微゛粒子の生成は可能であっても数
多くのけん雑な工程を必要とし、工業的手法としての可
能性は高いとはいえない。その他共分解法や噴霧乾燥法
もＭｇやＡＩの各構塩類の混合浴−液を′用いるため共
沈法とほぼ同様の問題を含んでいる。しかるにこの発明
は放電爽体の純水中にＭｇ−Ａｌ合金ペレット群を浸漬
し、媒体を介して接するペレットの接触点で起こる火花
放電反応によって剥離生成する微粉末から高純度で焼結
性のよいスピネル微粉を製造する全く新しい方法を提供
するものである。 □ ′ 以下実施例に従って説明する。 図４において、１の反応槽（ポリプロビレ／製、乙ｏｅ
＞の純水（放電媒体、比抵抗２×ＩＯ’ａＱｍ）、２中
にＭｇ−Ａｌ合金（Ｍｇ：Ａｌ ３０ざ：乙９／／
ｗ ｔ％）ペレット群３を浸漬する。ペレットの形状は
１０〜１ｓｎｘφの偏平状である。ペレツ１トの浸漬量
は常時１０ｋｇとした。高周波火花発振−の出力端子４
．５を経て、反応槽の両端に電極６・７を設電した。生
成粉は水の分解反応によって生ずる水素ガス及び火花放
電によって加熱沸騰して分解にあずからない水蒸気と共
に導出管８を径で系外に導出され冷却後水と分離する。 ９はベレツ１トおよび純＊のフィーダ□である。斗レッ
トの粉砕量に対応しＨ’Ｃ原料ペレットが供給される。 水も反応槽内で一一量が保たれるよう補□給される。電
極に放！電圧が印加されて、ペレット相互の接触点に介
在する水の皮膜の絶縁性が破壊される電圧に達したとき
ペレット間で放電が起きる。放電点では放電作用に伴っ
てペレット表面から微粉末を剥離する。同時に放電点で
は媒体の絶縁破壊に伴い水゛の４解反応が起こる。した
がって放電点では、放電の場のエネルギーによって剥離
粉末と水の分解生成物（ＯＩ（基）との反応が起こりＭ
ｇ−Ａｌ合金粉の水酸化物を生成する。Ｍｇ −Ａ１合
金の水酸化物の確認は放電反応を７０時間継続させて水
中から分離した生成粉を供試料としてＸ線回折および示
差熱分析によって確認した。なお、走査型・電子顕微鏡
観察、真密度（ＣＣｌ４を用いたアルキメデス法）、平
均粒子径（空気透過法）、比表面積（ＢＥＴ法）で粉体
の物性を測定した。 図面の反応装置で７時間当りＩｋｑの生成粉を得、放ｉ
ｉ圧は／２ＫＶ、消費電力量ｎ３０ＫＶＩＨであった。 反応槽で生成したＭｇ −Ａ１合金の水酸化物粉末を供
試料として加熱処理温度の変化に伴うスピネル転化の過
程を検討した。その結果的／１００”Ｃの低温領域にお
いて０７〜０２μｍの微細で均一なスピネル粒子を形成
した。ちなみに図面の装置にてＡＩ 金属ペレツ）ｆ用
いて水中火花放電によッテＡＩ （ＯＨ） ｓ をつく
り、また別にＭｇ金属からＭｇ （ＯＨ） ＊ 粉を
製造し、両者をスピネル比率で湿式ボールミル７０時間
混合した混合物を加熱処理した場合スピネル転化温度は
約／’Ｉ００’Ｃであった。 とと比較して、この発明方法のスピネル粉の製造方法は
極めて顕著な効果のあることが認められた。 なお、この発明方法例よるスピネル粉の圧粉体は焼成温
度／３００″Ｃの常圧酸素雰囲気下において理論値３．
５ ｇ ｇ ／ｃＩＩＩ＄に近いｊ５３ｇ／ｌｓｓの比
較的高い焼結体密度を示し、緻密なスピネル溶結体を製
造することができた。 前記したように従来法のＭｇＯとＡｌｔｏｓとの混合に
よる固相法のスピネル粉を用いた場合は同密度のスピネ
ル焼結体を得るのに約／り００°Ｃの高温を要するのと
比較して、この発明のスピネル粉は焼成温度／！；ＯＯ
′Ｃで高密度（３５３ｇ／Ｃｌｌｌ５）の焼結体が得ら
れるので熱経済上すぐれた特徴をもっている。 加えてこの発明方法より得らｎたスピネル粉はＭｇ−Ａ
ｌ合金を水中で火花放電して得られるのでスピネル構成
成分以外の不純物が入り込む余地がなり０放電はペレッ
ト相互の接触点（放電点）で起こり、放電開始と共にペ
レットは放電衝撃の反作用で引き離さｎ１次々と接触点
を移動して火花放電を繰り返す。火花放電は電極間の絶
縁性が破壊さｎて定常的な放電（グロー放電またはアー
ク放電）に移ってい（／ Ｑ”１ 五以下の過渡的な現
象である。この発明方法は、ペレットが放電開始と共に
引き離されるため定常的な放電への移行が極力押さえら
れた状態で火花放電が継続する。アーク放電に移行する
と放電部の高温加熱部の面積が拡大じて剥離粉末は粗大
化して活性も低下する。 この発明は火花放電の場を利用してＭｇ −ＡＩ 合金
ペレットから高純度で高活性のスピネル粉を生成するの
に極めて効果的である。 更に、必要に応じてスピネル組成のＭｇＯ：ＡｌｔＯｎ
の組成制御もＭｇ −ＡＩ 合金製造時の組成調整
によって比較的容易に行うことが可能である。また工業
的規模での生産も容易である。 以上詳記したようにこの発明方法によるスピネル粉は高
融点で耐食性に富むセラミックの原料および透光性セラ
ミック原料など広く新時代の新素材として産業界に貢献
が期待さ扛る。 グ 図面の簡単な説明 図面は本発明に使用するスピネル粉製造用反応装置の概
略図である。 ２・・水、 ３・・Ｍｇ−Ａｌ合金ペレット群。
略図である。 ２・・水、 ！１・・Ｑ−Ａｊ７合金ペレット群。 特許出願人 岩谷産業株式会社 手続補正書（自発） 昭和５６年１０月２ 日 特許庁長官 殿 １、事件の表示 昭和５６年特許願第１１４９４３号 ２、発明の名称 スピネル粉末の製造法 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 住 所 エ 、 岩谷産業株式会社 ５、補正命令の日付 昭和 年 ・月 日発送
６、補正の対象 明細書の全文 明 細 書 ／ 発明の名称 スピネル粉末の製造法 λ 特許請求の範囲 １、放電媒体の水中にＭｇ−Ａｌ合金ペレット群を浸漬
し、媒体を介して接するペレットの接触点で起こる水中
火花放電反応によって生成するＭｇ −Ａ１合金の水酸
化物微粉を鍜焼して得るスピネル（Ｍｇ Ａｌｓ Ｏａ
）微粉の製造方法３、発明の詳細な説明 この発明は焼結性のよいスピネル微粉の製造方法に関す
る。 スピネルはアルミナより融点が高く、耐食性もすぐｎて
いる。しかし、その特性を生かし、透光性セラミックな
どに利用するには緻密な焼結体を作ることが重要な課題
となっている。 ＭｇＯとＡｈｇｓ粉の混合物から常圧焼結でスピネルの
緻密な焼結体を得ようとすると約１９００′ｃの高・濫
を必要とする。その理由はスピネルの真密度（３５ｇ）
が原料の真密度（ＭｇＯ：３５ｇ。 ＡＩ雪Ｏｓ ： ３．９９）より低いために試料が焼結
時に膨張するためであると考えられている。この高温酸
化マグネシウム）とＡｌｇ Ｏｓ （または水酸化アル
ミニウム）を混合、成形し、埋焼（１６０’Ｏ° Ｃ以
上）させ、これを粗砕し、さらに微粉砕処理を行って製
造するスピネル粉の製造方法は鍜焼温度が高いため粒成
長を起こし粉末活性が大部分消滅する欠点がある。また
、粉砕過程で不純物の混入する欠点があってこの方法の
スピネル粉は高純度、高緻密性のスピネルセラミックの
原料に適しない。 前記したＭｇＯとＡｌｔｏｓ粉′の、高温固相反応によ
るスピネル化の方法と比較して、比較的低温でスピネル
粉の合成法として共沈法が知られている。これはＭｇ
とＡ１との各種塩類溶液を出発原料とするものである。 共沈法を発明者らの実験例で説明する。 実験例１ モル比／：／のＭｇ’ＳＯａ・７Ｈ２０とＡｌ ＊ （
Ｓ０４ ） ｓ・／乙Ｈ意ＯをｌｒＯｏＣの純水中で溶
解し、温度をほぼ一定に保ちながら撹拌溶液中にアンモ
ニア水を徐々に添加する。ｐＨ−タとなったところで約
３０発温度保持し、後、室温まで放冷する。得られた沈
澱を口過し、沈澱物は蒸留水にて水洗−口過を５回くり
返し行い、乾燥、鍜焼後Ｘ線回折にて測定り、た′。そ
の結果、乾燥粉および低温簾焼粉は水和物および硫酸塩
類の混合物と複合物であり畑焼温度ｇｏｏ”ｃ 附近
からスピネルビークが現われ、７２００°Ｃで相当スピ
ネル転化が進んでいる。しかしこの温度でもペリクレー
ス（ＭｇＯ）およびコランダム（α−ＡＩ＊Ｏｓ）の両
相が少量認められ、このときのスピネルの測定密度は、
焼成温度／３０ぴＣの常圧酸素雰囲気下では、３／／ｇ
／ｃＮｓである。 実験例 ２ モル比／：２でＭｇＣ１＊・乙Ｈ宜０とＡｌＣ１ｍ・４
Ｈ・０ 蒸留水で溶−し、実験例／と同様の２操作゛
でｐＨを灯とした。水洗−ろ過は７回行った。 塩化物共沈乾燥物はＭｇｓ ＡＩ黛ＣＯｓ （ＯＨ）＋
ｓ・＃Ｈｓ０ の化学組成をもつノ・
イドロタルサイトとアルミナ水和物との混合物である。 このとき、当該混合物中に炭酸根が組成要素として入っ
てくるのは、空気中の炭酸ガス操作中に蒸留水に溶解し
て炭酸イオンとなり、共沈物に取り込まれるからである
。■焼温度！；００°Ｃ〜７００＠Ｃでスピネルとペリ
クレースが出現し、７２００″Ｃでも多くの遊離ペリク
レース相が残存する。 実験例へ２によっても確認したことであるが一般的に共
沈法の問題点は−（１）原料塩の精製と高純度化が困難
であること。 （２）十分な量を溶解させるために溶媒
ＣｊＫｙ７）温度を高める必要がある。なお、お互いに
溶解度の高いアルミニウム及びマグネシウムの塩類が望
まｎる。 （３）ｐＨ調整が困難である。なお、成分分
離を起こし易く均一共沈物を得るのは容易でなく、組成
比コントロールを任意に行うこと′は極めて困難である
。 （４）主成分は微細なため水洗−ろ過の繰り返し作
業が困難である。 （５）主成微粒子間にとり込まれた
Ｓ Ｏａ、ＣＩ−。 ＮＨａ＋などの残留イオンの除去が困難である。 これらの各イオンは微量であっても焼結性に悪影響を及
ぼす。 このように共沈法は微゛粒子の生成は可能であっても数
多くのけん雑な工程を必要とし、工業的手法としての可
能性は高いとはいえない。その他共分解法や噴霧乾燥法
もＭｇやＡＩの各構塩類の混合浴−液を′用いるため共
沈法とほぼ同様の問題を含んでいる。しかるにこの発明
は放電爽体の純水中にＭｇ−Ａｌ合金ペレット群を浸漬
し、媒体を介して接するペレットの接触点で起こる火花
放電反応によって剥離生成する微粉末から高純度で焼結
性のよいスピネル微粉を製造する全く新しい方法を提供
するものである。 □ ′ 以下実施例に従って説明する。 図４において、１の反応槽（ポリプロビレ／製、乙ｏｅ
＞の純水（放電媒体、比抵抗２×ＩＯ’ａＱｍ）、２中
にＭｇ−Ａｌ合金（Ｍｇ：Ａｌ ３０ざ：乙９／／
ｗ ｔ％）ペレット群３を浸漬する。ペレットの形状は
１０〜１ｓｎｘφの偏平状である。ペレツ１トの浸漬量
は常時１０ｋｇとした。高周波火花発振−の出力端子４
．５を経て、反応槽の両端に電極６・７を設電した。生
成粉は水の分解反応によって生ずる水素ガス及び火花放
電によって加熱沸騰して分解にあずからない水蒸気と共
に導出管８を径で系外に導出され冷却後水と分離する。 ９はベレツ１トおよび純＊のフィーダ□である。斗レッ
トの粉砕量に対応しＨ’Ｃ原料ペレットが供給される。 水も反応槽内で一一量が保たれるよう補□給される。電
極に放！電圧が印加されて、ペレット相互の接触点に介
在する水の皮膜の絶縁性が破壊される電圧に達したとき
ペレット間で放電が起きる。放電点では放電作用に伴っ
てペレット表面から微粉末を剥離する。同時に放電点で
は媒体の絶縁破壊に伴い水゛の４解反応が起こる。した
がって放電点では、放電の場のエネルギーによって剥離
粉末と水の分解生成物（ＯＩ（基）との反応が起こりＭ
ｇ−Ａｌ合金粉の水酸化物を生成する。Ｍｇ −Ａ１合
金の水酸化物の確認は放電反応を７０時間継続させて水
中から分離した生成粉を供試料としてＸ線回折および示
差熱分析によって確認した。なお、走査型・電子顕微鏡
観察、真密度（ＣＣｌ４を用いたアルキメデス法）、平
均粒子径（空気透過法）、比表面積（ＢＥＴ法）で粉体
の物性を測定した。 図面の反応装置で７時間当りＩｋｑの生成粉を得、放ｉ
ｉ圧は／２ＫＶ、消費電力量ｎ３０ＫＶＩＨであった。 反応槽で生成したＭｇ −Ａ１合金の水酸化物粉末を供
試料として加熱処理温度の変化に伴うスピネル転化の過
程を検討した。その結果的／１００”Ｃの低温領域にお
いて０７〜０２μｍの微細で均一なスピネル粒子を形成
した。ちなみに図面の装置にてＡＩ 金属ペレツ）ｆ用
いて水中火花放電によッテＡＩ （ＯＨ） ｓ をつく
り、また別にＭｇ金属からＭｇ （ＯＨ） ＊ 粉を
製造し、両者をスピネル比率で湿式ボールミル７０時間
混合した混合物を加熱処理した場合スピネル転化温度は
約／’Ｉ００’Ｃであった。 とと比較して、この発明方法のスピネル粉の製造方法は
極めて顕著な効果のあることが認められた。 なお、この発明方法例よるスピネル粉の圧粉体は焼成温
度／３００″Ｃの常圧酸素雰囲気下において理論値３．
５ ｇ ｇ ／ｃＩＩＩ＄に近いｊ５３ｇ／ｌｓｓの比
較的高い焼結体密度を示し、緻密なスピネル溶結体を製
造することができた。 前記したように従来法のＭｇＯとＡｌｔｏｓとの混合に
よる固相法のスピネル粉を用いた場合は同密度のスピネ
ル焼結体を得るのに約／り００°Ｃの高温を要するのと
比較して、この発明のスピネル粉は焼成温度／！；ＯＯ
′Ｃで高密度（３５３ｇ／Ｃｌｌｌ５）の焼結体が得ら
れるので熱経済上すぐれた特徴をもっている。 加えてこの発明方法より得らｎたスピネル粉はＭｇ−Ａ
ｌ合金を水中で火花放電して得られるのでスピネル構成
成分以外の不純物が入り込む余地がなり０放電はペレッ
ト相互の接触点（放電点）で起こり、放電開始と共にペ
レットは放電衝撃の反作用で引き離さｎ１次々と接触点
を移動して火花放電を繰り返す。火花放電は電極間の絶
縁性が破壊さｎて定常的な放電（グロー放電またはアー
ク放電）に移ってい（／ Ｑ”１ 五以下の過渡的な現
象である。この発明方法は、ペレットが放電開始と共に
引き離されるため定常的な放電への移行が極力押さえら
れた状態で火花放電が継続する。アーク放電に移行する
と放電部の高温加熱部の面積が拡大じて剥離粉末は粗大
化して活性も低下する。 この発明は火花放電の場を利用してＭｇ −ＡＩ 合金
ペレットから高純度で高活性のスピネル粉を生成するの
に極めて効果的である。 更に、必要に応じてスピネル組成のＭｇＯ：ＡｌｔＯｎ
の組成制御もＭｇ −ＡＩ 合金製造時の組成調整
によって比較的容易に行うことが可能である。また工業
的規模での生産も容易である。 以上詳記したようにこの発明方法によるスピネル粉は高
融点で耐食性に富むセラミックの原料および透光性セラ
ミック原料など広く新時代の新素材として産業界に貢献
が期待さ扛る。 グ 図面の簡単な説明 図面は本発明に使用するスピネル粉製造用反応装置の概
略図である。 ２・・水、 ３・・Ｍｇ−Ａｌ合金ペレット群。
Claims (1)
- １・放電媒体の水中にＭｙ−Ａ／金合金ベレット群浸漬
し、媒体を介して接するパレットの接触点で起こる水中
火花放電反応によって生成するＭｙ−Ａ／金合金水酸化
物微分をｔ葭焼して得るスピネル（ｙｙｈｌ’、 ０’
４ ）微粉の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56114943A JPS5815028A (ja) | 1981-07-21 | 1981-07-21 | スピネル粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56114943A JPS5815028A (ja) | 1981-07-21 | 1981-07-21 | スピネル粉末の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5815028A true JPS5815028A (ja) | 1983-01-28 |
| JPS6317770B2 JPS6317770B2 (ja) | 1988-04-15 |
Family
ID=14650486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56114943A Granted JPS5815028A (ja) | 1981-07-21 | 1981-07-21 | スピネル粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5815028A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2711643A1 (fr) * | 1993-10-29 | 1995-05-05 | Programme 3 Patent Holdings | Procédé de préparation de composés spinelles magnésium/aluminium, composés obtenus par ce procédé et mélange précurseur vert pour la mise en Óoeuvre du procédé. |
| WO2010095615A1 (ja) * | 2009-02-17 | 2010-08-26 | 住友化学株式会社 | チタン酸アルミニウム系焼成体の製造方法 |
-
1981
- 1981-07-21 JP JP56114943A patent/JPS5815028A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2711643A1 (fr) * | 1993-10-29 | 1995-05-05 | Programme 3 Patent Holdings | Procédé de préparation de composés spinelles magnésium/aluminium, composés obtenus par ce procédé et mélange précurseur vert pour la mise en Óoeuvre du procédé. |
| WO2010095615A1 (ja) * | 2009-02-17 | 2010-08-26 | 住友化学株式会社 | チタン酸アルミニウム系焼成体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6317770B2 (ja) | 1988-04-15 |
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