JPS605006A - 易焼結性無機化合物微結晶体の製造方法 - Google Patents

易焼結性無機化合物微結晶体の製造方法

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JPS605006A
JPS605006A JP58110107A JP11010783A JPS605006A JP S605006 A JPS605006 A JP S605006A JP 58110107 A JP58110107 A JP 58110107A JP 11010783 A JP11010783 A JP 11010783A JP S605006 A JPS605006 A JP S605006A
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JP
Japan
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powder
present
reaction
saturated steam
metal
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JP58110107A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kawamoto
河本 央
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は易焼結性でしかも高純度の無機化合物微結晶体
の製造方法に関Jる。
本発明者は全屈酸化物の水和物又は金属水酸化物粉体に
飽和水蒸気を接触させると200°C以下の温度で瞬間
的に結晶化が起こり、超微粒状の結晶体が生成りること
を発見し、本発明に至ったしのである。
レラミックス1京料の製造方法は従来から数多くの方法
が知られているが、そのうちの数例の概略を述べるとつ
ぎのとおりである。
ます固相反応法は非水溶塩を出発原料に用い、水を分散
媒として各種の組成を目的に応じて調整し、炉(トンネ
ル型電気炉、ロータリーキルン)を用いて合成重る。こ
の方法だと、900℃以上の温度と機械的粉砕を必要と
し、1μ以上の粒子しか得られない。
流通反応装置法は例えばTi (OH) 、!・χt−
120を沈澱させ、これをBa (OH>2水溶液とと
もに混合し、スラリーまたは乾燥粉末状態で流通反応装
置に供Gし、過熱水蒸気または過熱空気により250℃
以上で反応させて、複合酸化物粉体として取り出し、5
00°C以上で仮焼する。この方法だと得られる粒子は
0.1μ以下であるが、生成温度は250℃以上必要で
ある。
しゅろ酸塩分解法では、0.5μ以下の温度を有する粒
子が、得られるが、700℃以上の)晶度が必要である
その他0.1μ以下の粒度を有する粒子を得る方法とし
て複合過酸化物分解法、錐体分解法、アルコキシド分解
法などがあり、特にアル]キシド分解法では100℃以
下の温度で0.1μ以下の粒度を有する粒子が得られる
が、製造コストが高くなる欠点がある。
本発明はかかる従来法の欠点を解決すべくなされたもの
で、1種以上の金属水酸化物又は金属酸化物の水和物粉
体に5k(1/CII+2以上の飽和水蒸気を接触させ
゛C結晶化を起こさせることを特徴とする易焼結性無機
化合物微結晶体の製)貴方法である。
本発明方法が前記流通反応装置法と根本的に異る点は、
過熱水蒸気、過熱空気にJ、る反応では、250°C以
上の高温を必要とするため、過熱水蒸気や過熱空気にJ
:り反応ざUることなく、5k(+/Cl11’以上の
飽和水蒸気を用いた点である。
かかる本発明の方法においては、200℃以下で反応が
進行する。この理由はよく分らないが、恐らく、気−液
平衡状態の存在が、固相反応の反応促進に役立っている
ものと思われる。
本発明において飽和水蒸気の圧力は5kc+ /cm2
以上は必要であり、それ未満では250℃以上の反応温
度が必要となる。
本発明の目的とする化合物における金属の種類としては
アルカリ金属、アルカリ土類金属、I[1M、Iv族、
V 族、Vl族、v■族、■族の元素が挙げられる。
本発明を実施して得られる結晶の粒径は0.0(15〜
0.5μ、通常0 、 (11〜0.05μである。
本発明において使用する金属水酸化物、酸化物水和物は
固体状態で混合、必要に応じて混合¥1)砕して圧力容
器に供給される。供給する手段の1つに水スラリーとす
る方法があるが、この場合もできるだ(プ小市の水が好
ましい。
即ち、水スラリー状態での添加では、水の比熱が大きい
ため、反応が起きるまでに時間を要し、その間に結晶粒
の成長が起こり、粒子が大ぎくなるため好ましくない。
本発明において使用Jる飽和水蒸気は蒸気圧曲線に従っ
て、規定されるものであり、100℃以上350℃以下
、好ましくは150℃以上200℃以下である。
反応時間どしては金属水酸化物又(ま金属酸化物の水和
物固体が蒸気圧曲線に従って規定された温度に到達すれ
は“急速に結晶化が開始されるので、特に規定されない
が、通常1時間以120時間以下、好ましくは2114
間以上8時間以下である。
反応に先立って、高圧容器の中の空気を真空又はN7ガ
スで置換することは反応供給物の炭酸化を防ぐ意味で意
義が大さい。特に真空にづることは水蒸気の分圧を上げ
る意味で意義が大きい。この際あらかじめ乾燥した空気
又はN2ガスを所定の温度に加熱するのは、金属水酸化
物水和物又は金属水酸化物の1j)1水又は炭酸化を起
こす要因が大きいため、好ましい手段ではない。
次に本発明を実施例で説明するが、本発明はこれに限ら
れるものではない。
実施例1 Ti (OH)a (付着水25%)58部Ba (O
f−1> 2 ・8820 63部をボールミルで粉砕
混合して、圧力容器に仕込んだ。その後、圧力容器の中
を100nv kgに減圧して、10k(]/Cl11
2の飽和蒸気をチャージした。平衡到達温度は固体表面
で180℃であった。
その後、IB′?、蒸気を行なって、反応生成物を′と
りだした。脱気から脱蒸気までに約6時間を要した。有
られたチタン酸バリウムの反応率、粒径を表−1に示す
。なあ、水スラリーの状態で圧ノj容器に供給して同様
に処理した結果もまた、表−1に示す。
表−1 実施例2 Zr Op −11+−120(Zr =75wt%)
の粉体とYCI ] (Y= 1モル%)の水スラリー
に28%アンモニア水を添加して沈12シた固体を濾過
し!、:複合水酸化物100部を圧力容器に仕込み、例
1と同様に処理した。得られたZr Ozの結晶体1ユ
立方晶形であり、0.01〜0.05μの微結晶体であ
った。この−bのは1300℃で容!、71tご焼結C
きるしのであった。
実施例3 バイヤー法で生成したAI (Ot−1):+ 100
部(Na分1000F111111イJ着水24%)を
実施例1と同様に処理した。得られた生成物はへ−マイ
ト溝道を有する0、03〜0.05μの高純度の微結晶
アルミナ(Na分soppm )であった。
実施例4 Ti (0ト1〉41モル部とAI (OH)32モル
部を実施例1と同様に処理した。得られた生成物ハAl
 20+ ・Ti 02 ・n l−120の構造を有
するチタン酸アルミニウムで0.01〜0.05μの粒
径を有する微結晶であった。
本光明方法によれば、200℃以下の低い温度で、微結
晶で高純度の易焼結性無機化合物微結晶体を容易に′J
A造することができるうえ、しかも、金属アルコキシド
のような高価な原オ′(1を使う必要がない。
特許出願人 旭化成工業株式会社 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 代理人 弁理士 旭 宏 手続ネrlj正占(自発) 昭和58年10月3日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和58年特許願第110107号2
、発明の名称 易焼結性無機化合物微結晶体の製造方ン
去3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (003) 旭 化 成 工 業 株式会社5
、補正命令の日付 (自 発) 6、補正の対象 明細書全文。
明細書 1、発明の名称 易焼結性無機化合物微結晶体の製造方法2、特許請求の
範囲 1種以上の金属水酸化物又は金属水酸化物の水和物粉体
に5kg/cm2以上の飽和水蒸気を接触させて結晶蛮
−化を起こさせることを特徴とり−る易焼結性無機化合
物微結晶体の製造方法。
3、発明の詳細な説明 本発明は易焼結性でしかも高純度の無機化合物微結晶体
の製造方法に関する。
本発明者は金属酸化物の水和物又は金属水酸化物粉体に
飽和水蒸気を接触させると200℃以下の温度でも瞬間
的に結晶化もしくは結晶構造の変化(以下両者を単に結
晶変化という)が起こり、セラミック原料の超微粒状の
結晶体が生成りることを発見し、本発明に至ったもので
ある。
セラミックス原料の製造方法は従来から数多くの方法が
知られているが、そのうちの数例の概略を321iべる
とつぎのとa)りである。
まず同相反応法は非水溶塩を出発原料に用い、水を分散
媒として各種の組成を目的に応じて調整し、炉(1〜ン
ネル型電気炉、ロータリーキルン)を用いて合成する。
口の方法だと、900°C以上の温度と(浅域的粉砕を
必要とし、1μ以上の粒子しか得られない。
流通反応装置法は例えばT!(OH)、+ ・It−h
oを沈澱さセ、これをBa(Ol−1>2水溶液ととも
に混合し、スラリーまたは乾燥粉末状態で流通反応装置
に供給し、過熱水蒸気または過熟空気により250℃以
上で反応させて、複合酸化物わ)体として取り出し、5
00℃以上で仮焼Jる。この方法だと得られる’Sit
子1ユ0.1μ以下であるが、生成温度は250℃以上
500 ’C近くの湿度が必要である。
しゆう酸塩分解法では、0.5μ以下の粒度を有する粒
子が魯られるが、700°C以上の温度が必要である。
その他0.1μ以下の粒度を有する粒子を得る方法とし
て複合過酸化物分解法、錯体分解法、アルコキシド分解
法などがあり、例えばアルコキシド分解法では100℃
以下の温度で0.1μ以下の粒度を有する粒子が得られ
るが、製造コストが高くなる欠点がある。
本発明はかかる従来法の欠点を解決すべくなされたもの
で、1種以上の金属水酸化物又は金属酸化物の水和物粉
体に5k(1/CIQ2以上の飽和水蒸気を接触させて
結晶変化を起こさせることを特徴とする易焼結性態(浅
化合物微結晶体の製造方法である。
本発明方法が前記流通反応装置法と根本的に異る点は、
流通反応法は過熱水蒸気、過熱閉気による反応であるの
に対して、本発明法は5kg/cn+2以上の飽和水蒸
気を用いた点である。
かかる本発明の方法においては、200’C以下でも反
応が進行する。この理由はよく分らないが、恐らく、気
−液平衡状態の水の存在が、同相反応の反応促進に役立
っているものと思われる。
本発明を実施して1f)られる結晶の粒径は電子顕微鏡
で測定すると、0,005r−0,5μ通常0.1μ以
下と、微結晶体となるのが特徴である。
本発明に使用する金属の水酸化物とは、化学大辞典に示
されているように、一般式 M(01−1)n(Mは金属、11は正の整数)で表わ
される化合物のみならず、lylnQm ・AH20(
Mは金属、+1、Illと△は正の整数)で表わされる
酸化物の水化物および金属の水和水酸化物、金属の水和
酸化物、金属の水和オキシ水酸化物も含むものであり、
本発明で使用する金属酸化物の水和物とは、jyjn 
Qm・XIlzO(Mは金属、n 、−ra Itに正
(D整?Il、Xは一定しない数)で表わされ、水量の
一定しない化合物である。
本発明に使用する金属水酸化物または金属酸化物水和物
における金属の種類としては、アルカリ金属、アルカリ
土類金属、■族、Iv族、V族、■族、Vl族の元素が
挙げられる。
これらの中で好ましい金属の種類としては、AI 、Y
、Ti 、Ge 、 Zr 、Sn 、Sb 。
Bi 、MOlWlMn−Fe1Co、Ni 。
Ruなとであり、K、B−a 、Sr 、Mgなどを金
属の種類とするものは、上記の好ましい金属の種類のも
のと併用されることが好ましい。なお、K、Ba 、S
r 、Mgなどは、酸化物で供給しても本発明の反応条
件下では水酸化物どなり、反応に関与する。
これらの化合物を結晶変化させることにより易焼結性の
微結晶体どじ、その結晶変化率(反応率)を高めるため
に、本発明において金属水酸化物や金属酸化物水和物は
少なくとも反応時に6いて粉体であることが必須であり
、特に100μ以下の粒度の粉体であることが好ましく
、粒度は小なることが好ましい。
このように粉体であるが故に、反応時において個々の粉
体表面が気液平衡状態の水と接触でき、従来方法にみら
れる液体状態の水媒体中に固体が存在している状態とは
明らかに異なった状態で反応が進むのである。それ故、
本発明において使用する金属水酸化物1b金属酸化物水
和物は固イホ状態で混合し、必要に応じて混合粉砕して
圧力容器に供給するのが好ましいが、水スラリーとして
供給して圧力容器中などで圧力や温度調整して固体表面
が本発明の5k(1/Ctl12以上の飽和水蒸気と接
触できるにうにしてもよい。この場合でも水スラリーの
水はできるだけ少バ1であることが好ましい。
本発明において使用する飽和水蒸気は蒸気圧曲線に従っ
て規定されるものであり、飽和水蒸気の圧力は5kg/
am2は必要である。5k<1/cn+2の飽和水蒸気
は150℃であり、好ましくは168に!J/ Cll
l2(3500C)以下である。
また、40k(1/Cl112(250℃)以下とする
ことが装置の面より好ましい。最適には、5 k g/
Cm2(150℃)以上、16kg/c1(200℃)
以下の飽和水蒸気が用いられる。
反応時間としては、金属水酸化物または金属酸化物の水
和物固体が蒸気圧曲線に従って規定された温度に到達す
れば急速に結晶変化が開始されるので、特に規定されな
いが、通常1時間以上20時間以下、好ましくは2時間
以上8時間以下である。
反応に先立って、高圧容器の中の空気を真空にすること
や、又はN2ガスで置換することは、反応供給物が炭酸
化され易いものであるとぎにその炭酸化を防ぐ意味で意
義が大きい。特に真空にすることは、反応供給物やその
受皿が飽和水蒸気の所定の温度より低いときに結露を防
ぐ1〔めに水蒸気の分圧を上げる意味で意義が大きい。
また、この際、例えば水スラリーの状態で圧力容器に反
応供給物を入れた場合などでも、あらかじめ適度の温度
にした空気を金属酸化物水和物または金属水酸化物の脱
水または炭酸化を起こさゼないように注意しながら流通
させて乾燥することも可能である。
次に本発明を実施例で説明するが、本発明はこれに限ら
れるしのではない。
実施例1 Ti O(Of−1) 2 (イ」着水25%)58部
3a (OH)2 ・ 8H2063部をボールミルで
粉砕混合して、圧力容器に仕込んだ。その後、圧力容器
の中を100mIIl+−1uに減圧して、10k(1
/CIl+2の飽和蒸気をヂ9−ジし系内を10k(+
/C…2の飽和水蒸気の状態とした。平衡到達湿度は固
体表面で180℃であった。
その後、11;(蒸気を行なって、反応生成物をとりだ
した。脱気から脱蒸気までiこ約6時間を要した。得ら
れたチタン酸バリウムの反応率、結晶粒径を表1に示ず
。なJ5、水スラリーの状態で圧力容器に供給し−で同
様に処理しtC結果もまた、表1に示す。
表−1 の残m率で示した。
実施例2 Zr 02 ・X N20 (Zr =75wt%、X
 ハネ定数)で示される酸化シリコニウムの水和物の粉
体とYCI 3 (Y= 1モル%)の水スラリーに2
8%アンモニアホを添加して沈澱した固体を濾過乾燥し
た複合水酸化物の粉体100部を圧力容器に仕込み、例
1と同様に処理した。得られたZr 02の結晶体は立
方晶形であり、0.01〜0.05μの微結晶体であっ
た。このものは1300°Cで容易に焼結できるもので
あった。
実施例3 バイA7−法で生成したAI (OH)3 100部(
Na分11000pp付着水24%)を実施例1と同様
に処理した。得られた生成物はベーマイト構造を有する
0、03〜0.05μの高純度の微結晶アルミナ(Na
分50ppm )であった。
このように結晶水酸化アルミナが本発明にJ:り結晶構
造の変化を起こした。
実施例4 Ti(Of−1)Aのゲル(付着水200%)1モル部
と△1(01−1):12モル部の水スラリーを圧力容
器に仕込んで100 °Cの乾燥空気を送って水をとば
した。その間2時間を要した。
その後実施例1と同様にli!i埋した。。j胃られた
生成物はAl2O:] ・Ti 02 ・n l−12
0の構造を有するチタン0シアルミニウムで0.01〜
0.05μの粒径を有する微結晶であった。
本発明方法によれば、200°C以下の低い温度で、微
結晶で高純度の易焼結性無機化合物微結晶体を容易に製
造することができるうえ、しかも、金属アルコギシドの
ような高価な原料を使う必要がない。
特許出願人 旭化成工業株式会社 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 代理人 弁理士 旭 宏

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1種以上の金属水酸化物又は全屈酸化物の水和物粉体に
    5ka/c1以上の飽和水蒸気を接触させ゛C結晶化を
    起こさせることを特徴とする易焼結性無機化合物微結晶
    体の製造方法。
JP58110107A 1983-06-21 1983-06-21 易焼結性無機化合物微結晶体の製造方法 Pending JPS605006A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4829033A (en) * 1986-05-05 1989-05-09 Cabot Corporation Barium titanate powders
US4863883A (en) * 1986-05-05 1989-09-05 Cabot Corporation Doped BaTiO3 based compositions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4829033A (en) * 1986-05-05 1989-05-09 Cabot Corporation Barium titanate powders
US4863883A (en) * 1986-05-05 1989-09-05 Cabot Corporation Doped BaTiO3 based compositions

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