JPS6186475A - 多孔質焼結体の製造方法 - Google Patents
多孔質焼結体の製造方法Info
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- JPS6186475A JPS6186475A JP59209332A JP20933284A JPS6186475A JP S6186475 A JPS6186475 A JP S6186475A JP 59209332 A JP59209332 A JP 59209332A JP 20933284 A JP20933284 A JP 20933284A JP S6186475 A JPS6186475 A JP S6186475A
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- alkali
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- porous sintered
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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
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/043—Lithium aluminates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (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】
(発明の技術分野)
$弛明はりチウムアルミネートの多孔質焼結体の持潰方
1去:τ関するものである。
1去:τ関するものである。
(発明の技術的背景とその問題点)
従来のセラミックス多孔質体としては、各々気孔の性状
は異なるが、素焼きの陶器や発泡性ガラスのセラミック
スやセラミックスフオームがある。
は異なるが、素焼きの陶器や発泡性ガラスのセラミック
スやセラミックスフオームがある。
しかし、これらを例えば燃料電池用電解質タイルに使用
する多孔質板として用いるには、セラミックスに要求さ
れる硬さや緻密さに欠けている。また、気孔部へ各種の
無機物質や電解質を充填して使用する場合に、充填量が
少なく、イオン通過性、電子伝導性が不足するものがか
なりある。また、イオン通過性や電子伝導性が満足して
も、気孔に充填した各種の無機物質や電解質が気孔部か
ら流失してしまう欠点、あるいはセラミックスの骨格だ
けでは、十分な強度がでないという欠点を持つものが多
かった。
する多孔質板として用いるには、セラミックスに要求さ
れる硬さや緻密さに欠けている。また、気孔部へ各種の
無機物質や電解質を充填して使用する場合に、充填量が
少なく、イオン通過性、電子伝導性が不足するものがか
なりある。また、イオン通過性や電子伝導性が満足して
も、気孔に充填した各種の無機物質や電解質が気孔部か
ら流失してしまう欠点、あるいはセラミックスの骨格だ
けでは、十分な強度がでないという欠点を持つものが多
かった。
セラミックスのシートを作る場合に、抄紙方法を用いな
いで作る方法は、射出成形法、押出成形法、静水圧プV
ス去等がある。しかし、これらの方法では、50crf
L平方以上の大UfJ遺のセラミックスシートを作ると
、表面が割れたり、歪曲して均一なものとならない。
いで作る方法は、射出成形法、押出成形法、静水圧プV
ス去等がある。しかし、これらの方法では、50crf
L平方以上の大UfJ遺のセラミックスシートを作ると
、表面が割れたり、歪曲して均一なものとならない。
また、ftt来、多孔質焼結体の作り方で、+9結性吻
質の6体として、α−アルミナな、繊維質として木1オ
パルブを51〜70 工@量%添加し、湿式混法し、凝
集させた後、抄造して得たシート状物を焼成することに
より、薄くて緻密な多孔質体を得ろ方法がある。しかし
、この方法では、高い気孔率?得るtこめに、木材パル
プの含有量が多(なり、しかも、α−アルミナを匣用し
ているため、焼結物aを得るのに、1500〜4600
cの高温で焼成する必皮があった。
質の6体として、α−アルミナな、繊維質として木1オ
パルブを51〜70 工@量%添加し、湿式混法し、凝
集させた後、抄造して得たシート状物を焼成することに
より、薄くて緻密な多孔質体を得ろ方法がある。しかし
、この方法では、高い気孔率?得るtこめに、木材パル
プの含有量が多(なり、しかも、α−アルミナを匣用し
ているため、焼結物aを得るのに、1500〜4600
cの高温で焼成する必皮があった。
史(て、α−アルミナと水酸化リチウム、炭酸リチウム
、硫酸リチウム等のリチウム塩rAQ600〜TOCI
OCに加熱して反応させ、γ−リチウムアルミ矛−1・
を製造し、これに木材パルプや位l脂を添加し抄造して
、1000〜1300C,lfi度に昇温し、焼成する
ことによって多孔質1」″ム結体を作る方法があった。
、硫酸リチウム等のリチウム塩rAQ600〜TOCI
OCに加熱して反応させ、γ−リチウムアルミ矛−1・
を製造し、これに木材パルプや位l脂を添加し抄造して
、1000〜1300C,lfi度に昇温し、焼成する
ことによって多孔質1」″ム結体を作る方法があった。
この場合には、γ−リチウムアルミネートを製造する時
と多化霞児結体?作る時の2回焼成り行なわなければな
らず、かなりの熱エネルギーが必要となるという欠点が
あった。
と多化霞児結体?作る時の2回焼成り行なわなければな
らず、かなりの熱エネルギーが必要となるという欠点が
あった。
(発明の目的)
本発明では、前記のような欠点を除去し、あるいは、こ
れらの欠点を補なうのに十分な、緻密で強度があり、気
孔率が高く、細孔が迷路のようになっているセラミック
スの多孔質焼結体を製造する方法を提供するものである
。
れらの欠点を補なうのに十分な、緻密で強度があり、気
孔率が高く、細孔が迷路のようになっているセラミック
スの多孔質焼結体を製造する方法を提供するものである
。
(発明の概要)
すなわち、本発明はアルミナ1モルに対して、水酸化リ
チウムまたはリチウム塩からなるリチウム化合物0.7
5〜2.0モル、および前記リチウム化合物を除く水酸
化アルカリまたはアルカリ塩からなるアルカリ無機化合
物0.5〜2.0モルとアルミナな除く無機酸化物を0
.25〜1.0モルを、この配合比の粉体で、繊維質と
ともに水中で攪拌混合して水性スラリーとなし、該スラ
リーのpH値を6〜10に調・整し、凝集剤を添加して
粉体を繊維質に吸着凝集させて抄造することにより、焼
成前の乾楳全爪量に対して繊維質分が3〜15重量%に
なるように1〜たシート状もしくは板状の抄造成形物を
得、乾燥後、核酸形物中の有機線維質を焼失気化させ、
しかるのち通潜の焼成により粉体を焼結させて焼結“吻
を得、核・焼結物を水中に入れて、アルミン酸アルカリ
と無機酸化物のアルカリ塩を溶出させろこと;てより、
気孔率が40〜80%とすることを特徴とするりチウム
アルミネートの多孔質焼結体の製造方法である。
チウムまたはリチウム塩からなるリチウム化合物0.7
5〜2.0モル、および前記リチウム化合物を除く水酸
化アルカリまたはアルカリ塩からなるアルカリ無機化合
物0.5〜2.0モルとアルミナな除く無機酸化物を0
.25〜1.0モルを、この配合比の粉体で、繊維質と
ともに水中で攪拌混合して水性スラリーとなし、該スラ
リーのpH値を6〜10に調・整し、凝集剤を添加して
粉体を繊維質に吸着凝集させて抄造することにより、焼
成前の乾楳全爪量に対して繊維質分が3〜15重量%に
なるように1〜たシート状もしくは板状の抄造成形物を
得、乾燥後、核酸形物中の有機線維質を焼失気化させ、
しかるのち通潜の焼成により粉体を焼結させて焼結“吻
を得、核・焼結物を水中に入れて、アルミン酸アルカリ
と無機酸化物のアルカリ塩を溶出させろこと;てより、
気孔率が40〜80%とすることを特徴とするりチウム
アルミネートの多孔質焼結体の製造方法である。
(発明の詳述)
多孔質焼結体としては、アルミナが緻密質で、耐熱1生
が高くa気絶碌性等にjれている。しかしながら、・燃
料電池用1解質タイルとして使用する場合は、尭桔した
アルミナの気孔部分に炭酸リチウムと炭酸カリウムの電
解質を充填して使用するが、その際に、電解質の炭酸塩
の中では特に、炭J 11壬ウムがアルミナと反応し、
リチウムアルミネートに変ってしまう。本発明において
は、そのリチウムアルミネートの中で、一番安定な構造
であるr−リチウムアルミネートを、水酸化リチウム、
水酸化アルカリ、リチウム塩、アルカリ塩の混合物とア
ルミナを反応焼結させ、また、無機酸化物とアルカリを
反応させ、スピノーダル分相を作ル。その&、r−リチ
ウムアルミネートの部分を残して、アルミン酸アルカリ
および無機酸化物とアルカリの反応物な溶出して、微細
な孔を持つ多孔性焼結体を製造する方法である。
が高くa気絶碌性等にjれている。しかしながら、・燃
料電池用1解質タイルとして使用する場合は、尭桔した
アルミナの気孔部分に炭酸リチウムと炭酸カリウムの電
解質を充填して使用するが、その際に、電解質の炭酸塩
の中では特に、炭J 11壬ウムがアルミナと反応し、
リチウムアルミネートに変ってしまう。本発明において
は、そのリチウムアルミネートの中で、一番安定な構造
であるr−リチウムアルミネートを、水酸化リチウム、
水酸化アルカリ、リチウム塩、アルカリ塩の混合物とア
ルミナを反応焼結させ、また、無機酸化物とアルカリを
反応させ、スピノーダル分相を作ル。その&、r−リチ
ウムアルミネートの部分を残して、アルミン酸アルカリ
および無機酸化物とアルカリの反応物な溶出して、微細
な孔を持つ多孔性焼結体を製造する方法である。
以下さらに詳細に説明すれば、アルミン酸リチウムの多
孔質焼結体の製造方法では、水酸化リチウム、水酸化ア
ルカリ、リチウム塩、アルカリ塩とアルミナな反応させ
て、アルミン酸アルカリの焼結体を作る。
孔質焼結体の製造方法では、水酸化リチウム、水酸化ア
ルカリ、リチウム塩、アルカリ塩とアルミナな反応させ
て、アルミン酸アルカリの焼結体を作る。
また、無機酸化物の酸化ホウ素、酸化珪素とアルカリ塩
を反応させ、ホウ酸アルカリ、珪酸アルカリをスピノー
ダル分相で、微細な結晶を作る。
を反応させ、ホウ酸アルカリ、珪酸アルカリをスピノー
ダル分相で、微細な結晶を作る。
ここで用いるリチウム塩は、塩化リチウム(LiC4)
、炭酸リチウム(Li2COs) 、硝酸リチウム(L
t No s)、硫酸リチウム(L+ 28O4)から
選択される一種または二種以上であり、水酸化リチウム
(LiOH) とともに用いられたり、あるいは、そ
れぞれの単独で用いられる。要は、リチウムの供給源と
してリチウム塩または水酸化リチウムが、アルミナ1モ
ルに対して、075〜2.0モル用いられるのである。
、炭酸リチウム(Li2COs) 、硝酸リチウム(L
t No s)、硫酸リチウム(L+ 28O4)から
選択される一種または二種以上であり、水酸化リチウム
(LiOH) とともに用いられたり、あるいは、そ
れぞれの単独で用いられる。要は、リチウムの供給源と
してリチウム塩または水酸化リチウムが、アルミナ1モ
ルに対して、075〜2.0モル用いられるのである。
一方、上記のリチウム?除くアルカリ分として、水酸化
アルカリまたはアルカリ塩が用いられる。ここで言う、
水酸化アルカリは水酸化カリウム(KOI−I)、水酸
化ナトリウ(NaOI−I)、水酸化マグネシウム(M
g(OH)2)、水酸化カルシウム(Ca (0)I
)2)から選択される少なくとも一種であり、アルカリ
塩としては、カリウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム
塩、カル/ラム塩から選択される少な(とも一種を用い
る。これらの水酸化アルカリまたはアルカリ塩は、アル
ミナ1モルに対して025〜1.0モル配合され、残り
の水酸化アルカリまたはアルカリ塩は、アルミン酸アル
カリおよび無機酸化吻との反応物を作るのに使用される
。
アルカリまたはアルカリ塩が用いられる。ここで言う、
水酸化アルカリは水酸化カリウム(KOI−I)、水酸
化ナトリウ(NaOI−I)、水酸化マグネシウム(M
g(OH)2)、水酸化カルシウム(Ca (0)I
)2)から選択される少なくとも一種であり、アルカリ
塩としては、カリウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム
塩、カル/ラム塩から選択される少な(とも一種を用い
る。これらの水酸化アルカリまたはアルカリ塩は、アル
ミナ1モルに対して025〜1.0モル配合され、残り
の水酸化アルカリまたはアルカリ塩は、アルミン酸アル
カリおよび無機酸化吻との反応物を作るのに使用される
。
これらの反応焼結物は、・焼結後の水洗によって溶出さ
れ、多孔質体の空孔な形成する役目を担うものである。
れ、多孔質体の空孔な形成する役目を担うものである。
これらのsa&化合゛吻と好ましくは平均粒径1ミクロ
ン以下の微細なアルミナを粉本の状態で繊維質とともに
水中で攪拌混合して水性スラリーとなす。繊維質は、木
材パルプ、合成樹脂繊維質などの有機質繊維のほか、ア
スベスト、セラミックファイバーのような無機質繊維も
用いることができる。但し、有機質繊維は、焼成中に焼
失気化するものであるから、多孔質体の空孔率を高める
のに寄与し、を用である。また無機質繊維を採用すれば
、抄造の段階で有機質繊維とともに粉体のキャリヤーと
なるばかりでなく、焼成後の焼結物中に残存して補強の
役目を果すという利点がある。
ン以下の微細なアルミナを粉本の状態で繊維質とともに
水中で攪拌混合して水性スラリーとなす。繊維質は、木
材パルプ、合成樹脂繊維質などの有機質繊維のほか、ア
スベスト、セラミックファイバーのような無機質繊維も
用いることができる。但し、有機質繊維は、焼成中に焼
失気化するものであるから、多孔質体の空孔率を高める
のに寄与し、を用である。また無機質繊維を採用すれば
、抄造の段階で有機質繊維とともに粉体のキャリヤーと
なるばかりでなく、焼成後の焼結物中に残存して補強の
役目を果すという利点がある。
水性スラリーは抄造法により粉体な多量に含むシートも
しくは板状の抄造成形物を得るためのものである。この
水性スラリーは前出の繊維質と粉本からなる固形分に対
して重量で4〜20倍程度の水な用いて作成される。
しくは板状の抄造成形物を得るためのものである。この
水性スラリーは前出の繊維質と粉本からなる固形分に対
して重量で4〜20倍程度の水な用いて作成される。
このスラリー液のpHについては、−投には、;凝集、
抄紙を行うのに、液のpHが6〜11程度が適している
。しかし、本発明においては、無機焼結体の原料として
、強アルカリから中性のものを使用する。そのために:
凝集な行うのにpH調腹が酸性1則ヘイ扁ること、特に
pH3〜4にすることは得策でない。凝集剤と界面活性
剤を倹討し、 r+H範囲を6〜10で凝集させるよ
うにした。pi−1が10より犬ぎくなると、スラリー
液の粘性が上り、凝集しにくくなるとともに、1慮過速
度が遅くなる欠点がある。
抄紙を行うのに、液のpHが6〜11程度が適している
。しかし、本発明においては、無機焼結体の原料として
、強アルカリから中性のものを使用する。そのために:
凝集な行うのにpH調腹が酸性1則ヘイ扁ること、特に
pH3〜4にすることは得策でない。凝集剤と界面活性
剤を倹討し、 r+H範囲を6〜10で凝集させるよ
うにした。pi−1が10より犬ぎくなると、スラリー
液の粘性が上り、凝集しにくくなるとともに、1慮過速
度が遅くなる欠点がある。
凝集剤としては、ポリアクリルアミド系の高分子凝集剤
な用いるのが良く、これに併用して両性界面活性剤を採
用すれば、繊維質への粉体の捕獲率ケ高めることができ
る。抄造することにより。
な用いるのが良く、これに併用して両性界面活性剤を採
用すれば、繊維質への粉体の捕獲率ケ高めることができ
る。抄造することにより。
乾燥全重量に対して繊維′實分が3〜15重量%になる
焼成用のシート状もしくは板状の成形物な得るよう圧す
る。
焼成用のシート状もしくは板状の成形物な得るよう圧す
る。
焼成の際、抄造成形物中の有機繊維質は、500〜60
0C付近で焼失気化するものであり、しかる後、焼成温
度1000〜1200Cで焼成する。
0C付近で焼失気化するものであり、しかる後、焼成温
度1000〜1200Cで焼成する。
この際、アルミナとアルカリ塩類は次のように反応する
。
。
2LiOI−I+八へ20!l −一−−−−−−→
2 L 1Aa2+H2O2Li Ct 十へt20.
+1/202 →2 LiILIO2+C622Lr
N05 + xt2o、−一→2Li〜0□+2NO2
+1/202LICO5ト八t20.
2LIA、べ)2+CO2LiSO4トNt、、O,
−一一−−−→2LiA4D2+SO2+1/20□2
NaOH+At203 2NaAtO
,、+H2O2NaCL+M2O3+1/202→2N
aMO2+C122NaiNO,+At20.−→2N
al〜tO2+2NO2+1/202Na2CO3+A
A2052NaA402 + CO2Na 2 SO4
+At205 2NaNz02+ S 02+
1 /2022KOH+ M2O32臥LO□+H2O
2KCA+l〜t203+1/202→2KNtO2+
C422KNO3+Nt20S−−−→2KNt02+
2No2+1/202に2CO3+Nt2032KNt
O2+CO2に2S04+NL20,2KAto2+S
O2+1/202Mg(OH)2+At20.
!V1g八t2へ4+H2OMgC42−1
4/、O,刊/2.02、→狗Nt204+C22Mg
(NO,)2+A、z205−一→兎Nt204+2N
02+1/202MgCO5+AL203NfgAt、
、04+CO2MgSO4+Nt203−一一一一峠N
社At204+SO2刊/202Ca(OH)2+Nt
205CaNL204+H2OCaC1−2十八L20
5+1/202 →CaAt204+C62Ca(NO
5)2+Nt205CaAt204+2NO2+1/2
02CaCO3+Nt205CaNt204+Co2C
aSO4←M−20,−−一→CaAz204+SO,
,+ 17202また。酸化ホウ素(B、、O,)、酸
化珪素(Sin2)とアルカリ塩との反応は、前記の式
と類似になる。
2 L 1Aa2+H2O2Li Ct 十へt20.
+1/202 →2 LiILIO2+C622Lr
N05 + xt2o、−一→2Li〜0□+2NO2
+1/202LICO5ト八t20.
2LIA、べ)2+CO2LiSO4トNt、、O,
−一一−−−→2LiA4D2+SO2+1/20□2
NaOH+At203 2NaAtO
,、+H2O2NaCL+M2O3+1/202→2N
aMO2+C122NaiNO,+At20.−→2N
al〜tO2+2NO2+1/202Na2CO3+A
A2052NaA402 + CO2Na 2 SO4
+At205 2NaNz02+ S 02+
1 /2022KOH+ M2O32臥LO□+H2O
2KCA+l〜t203+1/202→2KNtO2+
C422KNO3+Nt20S−−−→2KNt02+
2No2+1/202に2CO3+Nt2032KNt
O2+CO2に2S04+NL20,2KAto2+S
O2+1/202Mg(OH)2+At20.
!V1g八t2へ4+H2OMgC42−1
4/、O,刊/2.02、→狗Nt204+C22Mg
(NO,)2+A、z205−一→兎Nt204+2N
02+1/202MgCO5+AL203NfgAt、
、04+CO2MgSO4+Nt203−一一一一峠N
社At204+SO2刊/202Ca(OH)2+Nt
205CaNL204+H2OCaC1−2十八L20
5+1/202 →CaAt204+C62Ca(NO
5)2+Nt205CaAt204+2NO2+1/2
02CaCO3+Nt205CaNt204+Co2C
aSO4←M−20,−−一→CaAz204+SO,
,+ 17202また。酸化ホウ素(B、、O,)、酸
化珪素(Sin2)とアルカリ塩との反応は、前記の式
と類似になる。
この結果、焼結体はアルミン酸リチウム(LIAL)2
)とアルミン酸アルカリ(NaA102、KAjO,、
、MgAt204、Cat’t’204)とホウ酸アル
カリ(LiB02、NaBO2、MgB204゜CaB
204 ) tたは珪酸アルカリ(Lr 2 S io
s、Na 2S rOs、[(2S + 03、NI
gS i Os、CaS rOs )の混合物となる。
)とアルミン酸アルカリ(NaA102、KAjO,、
、MgAt204、Cat’t’204)とホウ酸アル
カリ(LiB02、NaBO2、MgB204゜CaB
204 ) tたは珪酸アルカリ(Lr 2 S io
s、Na 2S rOs、[(2S + 03、NI
gS i Os、CaS rOs )の混合物となる。
この混合゛物の中から、アルミン酸リチウムだけを残す
ために、pl−I値を6〜10に設定した望ましくは5
0C以上の温水に焼結物針入れる。アルミン酸リチウム
は、アルカリ水溶液に不后であるので残存し、一方、ア
ルミン酸アルカリ(アルミン酸リチウムを除く)は、溶
解するので溶出し終るまで浸出させる。
ために、pl−I値を6〜10に設定した望ましくは5
0C以上の温水に焼結物針入れる。アルミン酸リチウム
は、アルカリ水溶液に不后であるので残存し、一方、ア
ルミン酸アルカリ(アルミン酸リチウムを除く)は、溶
解するので溶出し終るまで浸出させる。
アルミン酸アルカリが浸出したら水洗、乾燥してアルミ
ン酸リチウムの多孔質焼結体ができる。
ン酸リチウムの多孔質焼結体ができる。
水酸化リチウム、水酸化アルカリ、リチウム塩類、アル
カリ塩類とアルミナのモル比は、アルミン酸アルカリ溶
出時に、気孔率が40〜80%になるように調ギしてい
る。すなわち、「1M述した粉体のモル比の比率で、設
定範囲よりアルカリ塩、水酸化アルカリの量?増やすと
、アルミン酸アルカリの量が増えて、容量後に気孔率が
増えることになる。そのため、アルミン酸リチウムの骨
格強度が低下して1割れ易くなる。まtこ、設定範囲よ
りアルカリ塩、水酸化アルカリの量を減らすと、多孔質
板として必要な気孔率が不足することになる。
カリ塩類とアルミナのモル比は、アルミン酸アルカリ溶
出時に、気孔率が40〜80%になるように調ギしてい
る。すなわち、「1M述した粉体のモル比の比率で、設
定範囲よりアルカリ塩、水酸化アルカリの量?増やすと
、アルミン酸アルカリの量が増えて、容量後に気孔率が
増えることになる。そのため、アルミン酸リチウムの骨
格強度が低下して1割れ易くなる。まtこ、設定範囲よ
りアルカリ塩、水酸化アルカリの量を減らすと、多孔質
板として必要な気孔率が不足することになる。
説明がi′lI後したが、抄造用の水性スラリー液の調
整では1強アルカリ−弱アルカリ性のpH’¥ 6〜1
0に調演するのに、塩酸5硫酸、硝酸等が使用される。
整では1強アルカリ−弱アルカリ性のpH’¥ 6〜1
0に調演するのに、塩酸5硫酸、硝酸等が使用される。
しかし、これらの酸を使用すると、溶解度の高いLi
塩、アルカリ塩がより多く生成されて液の粘性をあげて
しまい、凝集、抄紙の効率が悪くなる。故に本発明では
、スラリー液のr+I−I調整に、蓚酸、クエン酸、プ
ロピオン酸、酪酸、リンゴ酸、マロン酸を使用するのが
好ましい。この効果は、Li 塩、アルカリ塩が、これ
らの有機酸と反応し、不溶性の結晶となり、液中から結
晶析出するtこめ、液の粘度が上らず、繊維、無機吻焼
結原料ととも′L疑渠するので、アルカリ塩の液へのロ
スも少なく、また、抄紙性も良いという効果がある。
塩、アルカリ塩がより多く生成されて液の粘性をあげて
しまい、凝集、抄紙の効率が悪くなる。故に本発明では
、スラリー液のr+I−I調整に、蓚酸、クエン酸、プ
ロピオン酸、酪酸、リンゴ酸、マロン酸を使用するのが
好ましい。この効果は、Li 塩、アルカリ塩が、これ
らの有機酸と反応し、不溶性の結晶となり、液中から結
晶析出するtこめ、液の粘度が上らず、繊維、無機吻焼
結原料ととも′L疑渠するので、アルカリ塩の液へのロ
スも少なく、また、抄紙性も良いという効果がある。
まtこ抄造?行った後に残る白水、すなわち抄紙時に脱
水してンートな作った際の白水は循環させるのが実際的
である。通1信、この白水は排水処理して放流されるが
、本発明では、白水の中に、Ll塩、アルカリ塩、凝集
剤等の水溶解物′aががなり含有され℃おり、このまま
排水処理へ回すには、排水処理費も大変であるし、原材
料も無、駄になり不経済である。
水してンートな作った際の白水は循環させるのが実際的
である。通1信、この白水は排水処理して放流されるが
、本発明では、白水の中に、Ll塩、アルカリ塩、凝集
剤等の水溶解物′aががなり含有され℃おり、このまま
排水処理へ回すには、排水処理費も大変であるし、原材
料も無、駄になり不経済である。
焼成温度は、通常、L1塩、アルカリ塩がアルミナと反
応して、アルミン・酸アルカリ、アルミンffl IJ
チウム、ホウ酸アルカリ、珪酸アルカリに必要な[温度
ということである。そして、必要なアルミン=G ’J
チウムの焼成条件は1100〜1300cで1時間程度
である。ところが、本発明では、アルミナ、リチウム塩
、アルカリ塩、アルミン酸リチウム、アルミン酸アルカ
リが混合するので、共晶幼穂で(金融温度が下るので、
必然的に焼結偏度も下るという効果があるので、焼結α
度は1000〜1200Cで1時間でよくなっている。
応して、アルミン・酸アルカリ、アルミンffl IJ
チウム、ホウ酸アルカリ、珪酸アルカリに必要な[温度
ということである。そして、必要なアルミン=G ’J
チウムの焼成条件は1100〜1300cで1時間程度
である。ところが、本発明では、アルミナ、リチウム塩
、アルカリ塩、アルミン酸リチウム、アルミン酸アルカ
リが混合するので、共晶幼穂で(金融温度が下るので、
必然的に焼結偏度も下るという効果があるので、焼結α
度は1000〜1200Cで1時間でよくなっている。
焼結物からアルミン酸リチウムを残し、アルミン酸アル
カリ、ホウ酸アルカリ、珪酸アルカリを溶出する際に、
アルミン酸リチウムは水に不溶であり、酸性水啓液では
徐々に酸と反応して分解される。アルミン酸アルカリ、
ホウ酸アルカリ、珪酸アルカリは、中性、酸性、弱アル
カリ性の水溶液に溶解して行く。
カリ、ホウ酸アルカリ、珪酸アルカリを溶出する際に、
アルミン酸リチウムは水に不溶であり、酸性水啓液では
徐々に酸と反応して分解される。アルミン酸アルカリ、
ホウ酸アルカリ、珪酸アルカリは、中性、酸性、弱アル
カリ性の水溶液に溶解して行く。
アルミン酸リチウムの多孔質体を製造するのに、焼結物
からアルミン酸アルカリとホウ酸アルカリまたは珪酸ア
ルカリを溶出しなければならない。
からアルミン酸アルカリとホウ酸アルカリまたは珪酸ア
ルカリを溶出しなければならない。
本発明では、アルミン酸リチウムの多孔質体の骨格な残
し、40〜80%の気孔率を得るのに、■6〜10まで
の水溶液でアルミン酸アルカリ?浸出して行く。その結
果、微細な空孔径な持ち、気孔率が40〜80%の任意
に調整された多孔質アルミン酸リチウムの焼結体となる
。
し、40〜80%の気孔率を得るのに、■6〜10まで
の水溶液でアルミン酸アルカリ?浸出して行く。その結
果、微細な空孔径な持ち、気孔率が40〜80%の任意
に調整された多孔質アルミン酸リチウムの焼結体となる
。
以上のように、リチウム塩およびアルカリ塩とアルミナ
と繊維質で凝集、抄造、焼成、水洗、乾燥すること:・
こよって、気孔率が40〜80%と犬とく、細孔が迷路
のよつ((なった緻譜質で強度の大ざな・然科准池用市
解質タイルが製造可能となる。
と繊維質で凝集、抄造、焼成、水洗、乾燥すること:・
こよって、気孔率が40〜80%と犬とく、細孔が迷路
のよつ((なった緻譜質で強度の大ざな・然科准池用市
解質タイルが製造可能となる。
以下に本発明の具体的な実施例な述べる。なお、組成は
全て11比である。
全て11比である。
〈実施例1〉
(A+ 試料のA整
r水酸化リチウム 1水塩 5o部1(関東化
学・閑製・拭清特級) l水酸化ナトリウム 64部:(関東
化学(剛製、試薬特級) (水
、。。部tB) 凝集剤と界面后性削 先ず、500m1,1%度のボールミルに水酸化リチウ
ム50部、水酸化ナトリウム64部、α−アルミナ10
2部および酸化ホウ素21部を入れ、48時間粉砕を行
う。その結果、水酸化リチウム、水酸化す) IJウム
、酸化ホウ素およびα−アルミナの粒径はO,Sμ以下
になる。
学・閑製・拭清特級) l水酸化ナトリウム 64部:(関東
化学(剛製、試薬特級) (水
、。。部tB) 凝集剤と界面后性削 先ず、500m1,1%度のボールミルに水酸化リチウ
ム50部、水酸化ナトリウム64部、α−アルミナ10
2部および酸化ホウ素21部を入れ、48時間粉砕を行
う。その結果、水酸化リチウム、水酸化す) IJウム
、酸化ホウ素およびα−アルミナの粒径はO,Sμ以下
になる。
次に、2.e程度の容器に水100部と白水1000部
と木材パルプ10部を入れ、20分はど攪拌して、パル
プな水溶液に十分分散叩解させ、そこへ。
と木材パルプ10部を入れ、20分はど攪拌して、パル
プな水溶液に十分分散叩解させ、そこへ。
あらかじめ粉砕しておいtこ水酸化リチウム、水酸化ナ
トリウム、酸化ホウ素とα−アルミナの混合物なかUえ
て、1分はど攪拌し、水性スラリーを作る。
トリウム、酸化ホウ素とα−アルミナの混合物なかUえ
て、1分はど攪拌し、水性スラリーを作る。
この水性スラリーは水酸化リチウム、水酸化ナトリウム
の一部が水に容解して強アルカリ性となる。そこで、あ
らかじめ作っておいtこ、IN(1規定)のクエン酸水
M r’ffl &滴下して、スラリーを攪拌しながら
、pH試験紙でpI−Iが8〜9になるまで滴下する。
の一部が水に容解して強アルカリ性となる。そこで、あ
らかじめ作っておいtこ、IN(1規定)のクエン酸水
M r’ffl &滴下して、スラリーを攪拌しながら
、pH試験紙でpI−Iが8〜9になるまで滴下する。
次に、これもあらかじめ作っておいた両性界面活性剤(
リポミンLA20%水溶液)を5部、ポリアクリルアミ
ド系高分子凝集剤(アニオン系:サンフo ツクAH−
200Pの0.1%水溶l夜)を60部とポリアクリル
アミド系高分子凝集剤(力手オン系二サンフロックC−
009Pの0.1%水溶液)を60部添加し、30秒は
ど攪拌して凝集させる。
リポミンLA20%水溶液)を5部、ポリアクリルアミ
ド系高分子凝集剤(アニオン系:サンフo ツクAH−
200Pの0.1%水溶l夜)を60部とポリアクリル
アミド系高分子凝集剤(力手オン系二サンフロックC−
009Pの0.1%水溶液)を60部添加し、30秒は
ど攪拌して凝集させる。
゛以上のようにしてf疑果しだ試料は、抄造機で抄紙し
、600W角で1.5〜2.2 ttrm厚のシート状
にする。これな乾燥機で120Cセ1〜2時間乾燥した
後に電気炉へ入れる。電気炉は酸化雰囲気が必要ならば
空気を流しながら、室温からSOC/時の昇1品速度で
加熱し、木材パルプが焼失気化される温度の600Cで
2時間保持する。その後、水酸化リチウム、水酸化ナト
リウムとα−アルミナ、酸化ホウ素が反応し、アルミン
酸リチウム、アルミン酸ソーダ、ホウ酸ノーダが焼結す
る1、100Cまで200C/時で昇温し、電気炉内温
度が1.100C’になったら、この温度で1時間保持
して。
、600W角で1.5〜2.2 ttrm厚のシート状
にする。これな乾燥機で120Cセ1〜2時間乾燥した
後に電気炉へ入れる。電気炉は酸化雰囲気が必要ならば
空気を流しながら、室温からSOC/時の昇1品速度で
加熱し、木材パルプが焼失気化される温度の600Cで
2時間保持する。その後、水酸化リチウム、水酸化ナト
リウムとα−アルミナ、酸化ホウ素が反応し、アルミン
酸リチウム、アルミン酸ソーダ、ホウ酸ノーダが焼結す
る1、100Cまで200C/時で昇温し、電気炉内温
度が1.100C’になったら、この温度で1時間保持
して。
アルミン酸ソーダ、アルミン酸リチウムとホウ酸ソーダ
の混合焼結をさせる。この際、ホウ酸ンーダがスピノー
ダル分相を作り、非常に微細な結晶を作る。焼結後、炉
内放冷し、室温まで冷却させて、冷却した焼結物を、水
な入れた600關長×5001巾X4 o+toa高程
度のバットの中へ入れる。
の混合焼結をさせる。この際、ホウ酸ンーダがスピノー
ダル分相を作り、非常に微細な結晶を作る。焼結後、炉
内放冷し、室温まで冷却させて、冷却した焼結物を、水
な入れた600關長×5001巾X4 o+toa高程
度のバットの中へ入れる。
水中へ入れて、少量の水な流しながら水洗を行う。
この際、アルミン酸リチウム以外のアルミン酸ソーダ、
ホウ酸ノーダや焼結物生成に関与しない過剰の炭酸す)
IJウムが水の中へ溶解してアルカリ性を呈する。水
洗の水がアルカリ性な呈するようになるとアルミン酸ソ
ーダ、ホウ酸ソーダ、アルカリ塩類の溶解、浸出が悪く
なるので、必要ならば、希釈した酸性水溶tl (pH
2〜5)?添加し、水洗水のpI+を6〜8に保つ。p
H試験紙でpi+が7になるまで水洗を行い、pHが7
になったら、バットから取出し、120Cにした乾燥機
で2時間はど乾燥させて水分な除去するとアルミン酸リ
チウム(r−リチウムアルミネート)の多孔質板が製造
される。
ホウ酸ノーダや焼結物生成に関与しない過剰の炭酸す)
IJウムが水の中へ溶解してアルカリ性を呈する。水
洗の水がアルカリ性な呈するようになるとアルミン酸ソ
ーダ、ホウ酸ソーダ、アルカリ塩類の溶解、浸出が悪く
なるので、必要ならば、希釈した酸性水溶tl (pH
2〜5)?添加し、水洗水のpI+を6〜8に保つ。p
H試験紙でpi+が7になるまで水洗を行い、pHが7
になったら、バットから取出し、120Cにした乾燥機
で2時間はど乾燥させて水分な除去するとアルミン酸リ
チウム(r−リチウムアルミネート)の多孔質板が製造
される。
〈実施例2〉
(Al 試料の調整
(Bl 凝集剤と界面活性剤
以上のような組成18)k用いて、以下は実施例1と同
様にしてγ−リチウムアルミネートの多孔質焼結物が得
られた。
様にしてγ−リチウムアルミネートの多孔質焼結物が得
られた。
〈実施例ろ〉
(〜 試料の調整
し関東化学()1補、試薬特級)
1アスベスト]lZ’# 20部
(I3) 梃果剤と界面活性剤 両訃痒面活住剤 20%水容液 5部(ライオン(
掬裂、商品名「リボミンLへ」 )I ポリアクリルア
ミド系高分子凝集剤(アニオン系)C]、 1%水溶液
60部 1 0.1%水溶液 60部以上のよう
な組成(A) (Biを用いて、以下は実施例1と同様
にしてr−リチウムアルミ浄−トの多孔質体が得られた
。
(I3) 梃果剤と界面活性剤 両訃痒面活住剤 20%水容液 5部(ライオン(
掬裂、商品名「リボミンLへ」 )I ポリアクリルア
ミド系高分子凝集剤(アニオン系)C]、 1%水溶液
60部 1 0.1%水溶液 60部以上のよう
な組成(A) (Biを用いて、以下は実施例1と同様
にしてr−リチウムアルミ浄−トの多孔質体が得られた
。
(発明の効果)
このようにして得られたセラミックス多孔質体は燃に−
Jr電池で用いられる電解質タイルとしての性能に優れ
、耐久性にもすぐft cいるものである。
Jr電池で用いられる電解質タイルとしての性能に優れ
、耐久性にもすぐft cいるものである。
また、細孔の径が、スピノーダル分相の反応を利用して
、微細な結晶を作り、これを水で溶出するため、非常に
微細な気孔ができ、細孔径が1μ以下特に0.5μ以下
と細かく、均一に分布されているので、燃料排ガスの浄
化用触媒担体や分子篩への応用が十分に可能である。
、微細な結晶を作り、これを水で溶出するため、非常に
微細な気孔ができ、細孔径が1μ以下特に0.5μ以下
と細かく、均一に分布されているので、燃料排ガスの浄
化用触媒担体や分子篩への応用が十分に可能である。
本発明によれば、薄型で、敬、ソ質で強度があり、気孔
率が高(、細孔が迷路のように連続的になったセラミッ
クス多孔質体が製造される。
率が高(、細孔が迷路のように連続的になったセラミッ
クス多孔質体が製造される。
本発明では、従来の薄型で5気孔のない徴府質の金属酸
化物を作る方法と発泡性多孔質体な作る方1去の両方法
の長所な取入れており、気孔率の調雀も繊維の添加lと
アルミン酸ノーグの生成量の:b!I 例によって自由
知変えられる。しかも、セラミックスフオーム製造にお
ける問題のポリウレタンによる発1泡を施した後の複雑
な処理工程が1本発明では除去されるので、製造工程が
簡略化される。
化物を作る方法と発泡性多孔質体な作る方1去の両方法
の長所な取入れており、気孔率の調雀も繊維の添加lと
アルミン酸ノーグの生成量の:b!I 例によって自由
知変えられる。しかも、セラミックスフオーム製造にお
ける問題のポリウレタンによる発1泡を施した後の複雑
な処理工程が1本発明では除去されるので、製造工程が
簡略化される。
その上、従来使用できなかった熱による膨張。
収ダδ?繰返す場所や応力のかかる場所および特に、燃
料電池用電、弄質タイルのように、熱応力、電気的応力
1機械的応力が繰返しかがる場所への使用が十分可能に
なる。
料電池用電、弄質タイルのように、熱応力、電気的応力
1機械的応力が繰返しかがる場所への使用が十分可能に
なる。
さらに言えば、焼成用のシート状物を成形するのに、抄
造技術な用いるので、均一な厚さのシート状物ケ連続−
製造することが可能であり、その厚さも様々な範l用で
実施可能である。
造技術な用いるので、均一な厚さのシート状物ケ連続−
製造することが可能であり、その厚さも様々な範l用で
実施可能である。
Claims (10)
- (1)アルミナ1モルに対して水酸化リチウムもしくは
リチウム塩からなるリチウム化合物0.75〜2.0モ
ルと、前記リチウム化合物を除く水酸化アルカリもしく
はアルカリ塩からなるアルカリ無機化合物0.5〜2.
0モル、および酸化ホウ素、酸化珪素から選択される少
なくとも一種の無機酸化物を0.25〜1.0モルを、
この配合比の粉体で、繊維質とともに水中で撹拌混合し
て水性スラリーとなし、該スラリーのpH値を6〜10
に調整し、凝集剤を添加して粉体を繊維質に吸着凝集さ
せて抄造することにより、焼成前の乾燥全重量に対して
繊維質分が3〜15重量%になるようにしたシート状も
しくは板状の抄造成形物を得、乾燥後、該成形物中の有
機繊維質を焼失気化させ、しかるのち通常の焼成により
粉体を焼結させて焼結物を得、該焼結物を水中に入れて
、アルミン酸アルカリと無機酸化物のアルカリ塩を溶出
させることにより、気孔率が40〜80%とすることを
特徴とするリチウムアルミネートの多孔質焼結体の製造
方法。 - (2)繊維質が、木材パルプ、合成樹脂繊維質、アスベ
スト、セラミックファイバーから選択される少なくとも
一種である特許請求の範囲第1項記載の多孔質焼結体の
製造方法。 - (3)リチウム塩が、塩化リチウム、炭酸リチウム、硝
酸リチウム、硫酸リチウムから選択される少なくとも一
種である特許請求の範囲第1項記載の多孔質焼結体の製
造方法。 - (4)水酸化アルカリが、KOH、NaOH、Mg(O
H)_2、Ca(OH)_2から選択される少なくとも
一種である特許請求の範囲第1項記載の多孔質焼結体の
製造方法。 - (5)アルカリ塩が、カリウム塩、ナトリウム塩、マグ
ネシウム塩、カルシウム塩から選択される少なくとも一
種である特許請求の第1項記載の多孔質焼結体の製造方
法。 - (6)アルミナが、平均粒径1ミクロン以下のものであ
る特許請求の範囲第1項記載の多孔質焼結体の製造方法
。 - (7)水性スラリーのpH値を6〜10に調整する手段
として蓚酸、クエン酸、プロピオン酸、酪酸、リンゴ酸
、マロン酸から選択される少くとも一種である特許請求
の第1項記載の多孔質焼結体の製造方法。 - (8)焼成温度が1000〜1200℃である特許請求
の範囲第1項記載の多孔質焼結体の製造方法。 - (9)焼結物からアルミン酸アルカリを溶出する水が、
pH値6〜10である特許請求の範囲第1項記載の多孔
質焼結体の製造方法。 - (10)焼結物からアルミン酸アルカリを溶出する水が
、50℃以上の温水である特許請求の範囲第1項または
第9項記載の多孔質焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209332A JPS6186475A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 多孔質焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209332A JPS6186475A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 多孔質焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6186475A true JPS6186475A (ja) | 1986-05-01 |
Family
ID=16571189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59209332A Pending JPS6186475A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 多孔質焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6186475A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06293576A (ja) * | 1992-09-30 | 1994-10-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 多孔性シリカ−炭素複合体及びその製造方法 |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP59209332A patent/JPS6186475A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06293576A (ja) * | 1992-09-30 | 1994-10-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 多孔性シリカ−炭素複合体及びその製造方法 |
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