JPS6241179B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6241179B2 JPS6241179B2 JP58169351A JP16935183A JPS6241179B2 JP S6241179 B2 JPS6241179 B2 JP S6241179B2 JP 58169351 A JP58169351 A JP 58169351A JP 16935183 A JP16935183 A JP 16935183A JP S6241179 B2 JPS6241179 B2 JP S6241179B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chromium oxide
- particle size
- metal salts
- salts
- firing
- 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.)
- Expired
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
本発明は、粒径大なる酸化クロムの製造法に関
し、その目的とするところは、溶射用材料、耐火
材又は、研摩材などに適した酸化クロムを提供す
ることにある。 従来、工業的に製造されている粉末状の酸化ク
ロムは、無水クロム酸の加熱分解又は水酸化クロ
ムの加熱焼成によつて得られるが、いずれもその
一次粒子は非常に小さな微粉末状態のものであ
る。 近時、金属やセラミツクスの表面改質のため、
プラズマジエツトによる溶射被覆が行われている
が、その溶射剤として種々の材料があるが、酸化
クロムもその一つである。 このような目的に使用される溶射用酸化クロム
としては、次の要件を満たすことが重要であると
されている。 (1) 化学的純度が高く、基材の表面に所望の性能
の酸化クロム被覆が得られること。 (2) 粉体としての流動性が良く、使用に際してプ
ラズマガンの細孔中を閉塞することなく、一定
速度でスムーズに供給可能であること。 (3) 溶射に際して、プラズマガスに伴つて噴出し
た酸化クロム粉体のうち、飛散・損失すること
なく目的とする基材の表面に到達し有効に被覆
を形成する割合、すなわち溶射の歩留りが高い
こと。 一般に、これらの要件特に上記の(2)、(3)を満た
すには、酸化クロムの粒子形状がなるべく球形に
近く、粒子表面が滑らかで、しかも粒度分布が均
一であり、さらに個々の粒子が或程度以上の質量
（大きさ）をもつことが必要であると考えられ
る。粒径約５μｍ以下の微細粒子は慣性が小さく
噴射に際して飛散・損失し易いからである。 然しながら、従来の溶射用酸化クロムは、いず
れも通常の酸化クロムの粉末を約2400℃の融点以
上の高温に加熱して溶融し、これを冷却固化させ
たのち粉砕し、更に篩分して所望の粒度部分を回
〓〓〓〓
収するという方法によつて造れたものであるた
め、製造時に炉材や電極の侵食による汚染物の混
入や化学的純度の低下などを生じ易く、また粉砕
や分級に伴う汚染の増大や歩留りの低下も招き易
いという欠点があるばかりでなく、顕微鏡的観察
によればその粒子状態がいずれも角ばつた不定形
の砕片状で、表面も不規則で粗雑な破砕面から成
り、粉体としての流動性が必ずしも充分でない。 他方、酸化クロムの単結晶の大きなものを製造
する方法は従来より知られているが、例えば、酸
化クロム微粉末を空気雰囲気下で1200〜1500℃で
加熱すると、やゝ粗大な酸化クロムに成長する報
告がある。（窯業協会誌87〔５〕1979・253―258
頁）他の方法として、酸化クロムとクロム酸アル
カリとの混合物を加熱焼成する方法がある。（特
開昭53―26296号）しかして前者の方法は、粗大
粒子まで成長するには、極めて長時間を要し、か
つその大きさには事実上限度があり、又、後者の
方法は、原料酸化クロムに対してクロム酸アルカ
リを２倍量と極めて大量に使用して、これに基づ
く蒸発凝縮した薄片状の酸化クロムを回収するこ
とを目的とするものであるため、酸化クロムとし
ての歩留まりが著しく小さく、また、容器の浸蝕
は避け難いという問題が生じる。 本発明者らは、叙上の問題に鑑み、粒径大なる
酸化クロム単結晶の製造につき、検討したとこ
ろ、限られた量のフラツクスを用いることによつ
て、比較的低温・短時間で容易に粗大な酸化クロ
ム粒子が得られることを知見し、本発明を完成し
た。 すなわち、本発明の要旨とするところは、酸化
クロム粉末にCr2O3に対して多くとも20重量％の
アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩から選ば
れた少なくとも１種又は２種以上の金属塩を添加
した配合物を1200〜1600℃の温度で加熱焼成した
後、得られる焼成物を水洗して可溶性塩類を除去
することを特徴とする粒径大なる酸化クロムの製
造法である。 原料酸化クロムは、通常工業的に入手しうる粉
末状の酸化クロムが一般的であるが、その他に、
その前駆体である無水クロム酸、水酸化クロム、
クロム酸アンモニウム、又は、重クロム酸アンモ
ニウムあるいは、本発明の製法により回収される
酸化クロムの一部を再使用することもできる。 他方、酸化クロムの粒径を粗大にするために添
加する金属塩としては、アルカリ金属塩、アルカ
リ土類金属塩を使用するが、それらの炭酸塩、水
酸化物、クロム酸塩、重クロム酸塩、塩化物又は
硫酸塩である。特に好ましいのは、ナトリウム、
カリウム、リチウム又はバリウムの上記塩から選
ばれた１種又は２種以上のものがよい。 かかる金属塩の原料酸化クロムに対する使用量
は、Cr2O3に対して多くとも20重量％まででよ
い。この理由は、添加量と共に酸化クロムの結晶
成長が期待されるが、約20重量％近くからは飽和
してその添加量に対して結晶成長が期待できなく
なると共に、酸化クロムの歩留りが著しく低下
し、又焼成容器や炉材の浸蝕も増大することにな
つてくるからである。 従つて、酸化クロムの使用目的により、どの程
度の粒径のものを希望するかによつて、製造条件
も一様でないが、多くの場合、添加量としては１
〜15重量％の範囲が好適である。 かかる上記二種の原料の配合物を加熱焼成する
には、温度1200〜1600℃において、所望の時間焼
成すればよい。焼成時間は、特に限定する必要が
ないが、それが長ければ、結晶成長が大きくなる
のでエネルギーの効率を考慮して設定すればよ
い。 次いで、加熱焼成後は、焼成物を水又は温水で
洗浄して可溶性塩類を除去する。この水洗は、焼
成により、酸化クロムが一部酸化されてクロム酸
塩又は重クロム酸塩に転換したもの、および結晶
成長剤として添加した金属塩を除去するためであ
る。水洗後は、乾燥し所望により分級して製品と
する。なお、分級は、水洗と共に水簸による分級
も充分可能である。 かくして、本発明によれば、比較的簡単な操作
により、粗大な酸化クロム単結晶が工業的に有利
に製造でき、その純度も充分各種の用途に適合し
たものである。 即ち、本発明の方法によれば、生成物は熔融法
によるものとは異なり粉砕することなくそのまゝ
市販の溶射用酸化クロムの粒度巾に入り、しかも
形状が球状に近いため流動性が良好である。又こ
の方法によれば大まかな粒度調整は焼成温度又は
焼成時間の調節のみで行われ、更に有利な点に指
摘される。 〓〓〓〓
実用面において製品に更に厳しい粒度巾が要求
される場合においても焼成物の浸出の工程の後に
水簸工程を設ければ生成物は形状が球状で一定し
ているため、水簸による分級も容易で、しかも、
溶射材として必要な粒度巾のものを回収した後の
粗い部分、細かい部分は、今まで一般的に硬質、
耐熱、耐食性に優れていても必要粒度の材料を得
るにはやはり溶融・粉砕して得られる高価な酸化
クロムを使用するために躊躇されてきた窯業関係
骨材、研摩・研削材関係へ廉価に供給でき利用面
が拡大すると共に、これら工業に寄与するところ
極めて大きい。 以下に実施例をあげて説明する。 実施例 １〜６ 内容積30mlのアルミナルツボに市販の酸化クロ
ム粉末（平均粒径0.6μ）とソーダ灰を所定量配
合した原料を30ｇ入れふたをしてシリコニツト電
気炉に入れ、空気雰囲気1500℃で５時間焼成した
のち、そのまゝ翌日まで放冷して焼成物を得た。
焼成物は温水により水可溶性分を浸出し、固・液
分離により除去し、乾燥して、粗大酸化クロムを
得た。 得られた酸化クロムについて、各々、その収
率、粒径および流動性について測定したところ、
第１表の結果が得られた。 なお、粒径の測定は、コールターカウンター法
を用い、流動性の測定は、注入法によつて求めら
れる安息角で表わした。 （リングは30mmを使用）
し、その目的とするところは、溶射用材料、耐火
材又は、研摩材などに適した酸化クロムを提供す
ることにある。 従来、工業的に製造されている粉末状の酸化ク
ロムは、無水クロム酸の加熱分解又は水酸化クロ
ムの加熱焼成によつて得られるが、いずれもその
一次粒子は非常に小さな微粉末状態のものであ
る。 近時、金属やセラミツクスの表面改質のため、
プラズマジエツトによる溶射被覆が行われている
が、その溶射剤として種々の材料があるが、酸化
クロムもその一つである。 このような目的に使用される溶射用酸化クロム
としては、次の要件を満たすことが重要であると
されている。 (1) 化学的純度が高く、基材の表面に所望の性能
の酸化クロム被覆が得られること。 (2) 粉体としての流動性が良く、使用に際してプ
ラズマガンの細孔中を閉塞することなく、一定
速度でスムーズに供給可能であること。 (3) 溶射に際して、プラズマガスに伴つて噴出し
た酸化クロム粉体のうち、飛散・損失すること
なく目的とする基材の表面に到達し有効に被覆
を形成する割合、すなわち溶射の歩留りが高い
こと。 一般に、これらの要件特に上記の(2)、(3)を満た
すには、酸化クロムの粒子形状がなるべく球形に
近く、粒子表面が滑らかで、しかも粒度分布が均
一であり、さらに個々の粒子が或程度以上の質量
（大きさ）をもつことが必要であると考えられ
る。粒径約５μｍ以下の微細粒子は慣性が小さく
噴射に際して飛散・損失し易いからである。 然しながら、従来の溶射用酸化クロムは、いず
れも通常の酸化クロムの粉末を約2400℃の融点以
上の高温に加熱して溶融し、これを冷却固化させ
たのち粉砕し、更に篩分して所望の粒度部分を回
〓〓〓〓
収するという方法によつて造れたものであるた
め、製造時に炉材や電極の侵食による汚染物の混
入や化学的純度の低下などを生じ易く、また粉砕
や分級に伴う汚染の増大や歩留りの低下も招き易
いという欠点があるばかりでなく、顕微鏡的観察
によればその粒子状態がいずれも角ばつた不定形
の砕片状で、表面も不規則で粗雑な破砕面から成
り、粉体としての流動性が必ずしも充分でない。 他方、酸化クロムの単結晶の大きなものを製造
する方法は従来より知られているが、例えば、酸
化クロム微粉末を空気雰囲気下で1200〜1500℃で
加熱すると、やゝ粗大な酸化クロムに成長する報
告がある。（窯業協会誌87〔５〕1979・253―258
頁）他の方法として、酸化クロムとクロム酸アル
カリとの混合物を加熱焼成する方法がある。（特
開昭53―26296号）しかして前者の方法は、粗大
粒子まで成長するには、極めて長時間を要し、か
つその大きさには事実上限度があり、又、後者の
方法は、原料酸化クロムに対してクロム酸アルカ
リを２倍量と極めて大量に使用して、これに基づ
く蒸発凝縮した薄片状の酸化クロムを回収するこ
とを目的とするものであるため、酸化クロムとし
ての歩留まりが著しく小さく、また、容器の浸蝕
は避け難いという問題が生じる。 本発明者らは、叙上の問題に鑑み、粒径大なる
酸化クロム単結晶の製造につき、検討したとこ
ろ、限られた量のフラツクスを用いることによつ
て、比較的低温・短時間で容易に粗大な酸化クロ
ム粒子が得られることを知見し、本発明を完成し
た。 すなわち、本発明の要旨とするところは、酸化
クロム粉末にCr2O3に対して多くとも20重量％の
アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩から選ば
れた少なくとも１種又は２種以上の金属塩を添加
した配合物を1200〜1600℃の温度で加熱焼成した
後、得られる焼成物を水洗して可溶性塩類を除去
することを特徴とする粒径大なる酸化クロムの製
造法である。 原料酸化クロムは、通常工業的に入手しうる粉
末状の酸化クロムが一般的であるが、その他に、
その前駆体である無水クロム酸、水酸化クロム、
クロム酸アンモニウム、又は、重クロム酸アンモ
ニウムあるいは、本発明の製法により回収される
酸化クロムの一部を再使用することもできる。 他方、酸化クロムの粒径を粗大にするために添
加する金属塩としては、アルカリ金属塩、アルカ
リ土類金属塩を使用するが、それらの炭酸塩、水
酸化物、クロム酸塩、重クロム酸塩、塩化物又は
硫酸塩である。特に好ましいのは、ナトリウム、
カリウム、リチウム又はバリウムの上記塩から選
ばれた１種又は２種以上のものがよい。 かかる金属塩の原料酸化クロムに対する使用量
は、Cr2O3に対して多くとも20重量％まででよ
い。この理由は、添加量と共に酸化クロムの結晶
成長が期待されるが、約20重量％近くからは飽和
してその添加量に対して結晶成長が期待できなく
なると共に、酸化クロムの歩留りが著しく低下
し、又焼成容器や炉材の浸蝕も増大することにな
つてくるからである。 従つて、酸化クロムの使用目的により、どの程
度の粒径のものを希望するかによつて、製造条件
も一様でないが、多くの場合、添加量としては１
〜15重量％の範囲が好適である。 かかる上記二種の原料の配合物を加熱焼成する
には、温度1200〜1600℃において、所望の時間焼
成すればよい。焼成時間は、特に限定する必要が
ないが、それが長ければ、結晶成長が大きくなる
のでエネルギーの効率を考慮して設定すればよ
い。 次いで、加熱焼成後は、焼成物を水又は温水で
洗浄して可溶性塩類を除去する。この水洗は、焼
成により、酸化クロムが一部酸化されてクロム酸
塩又は重クロム酸塩に転換したもの、および結晶
成長剤として添加した金属塩を除去するためであ
る。水洗後は、乾燥し所望により分級して製品と
する。なお、分級は、水洗と共に水簸による分級
も充分可能である。 かくして、本発明によれば、比較的簡単な操作
により、粗大な酸化クロム単結晶が工業的に有利
に製造でき、その純度も充分各種の用途に適合し
たものである。 即ち、本発明の方法によれば、生成物は熔融法
によるものとは異なり粉砕することなくそのまゝ
市販の溶射用酸化クロムの粒度巾に入り、しかも
形状が球状に近いため流動性が良好である。又こ
の方法によれば大まかな粒度調整は焼成温度又は
焼成時間の調節のみで行われ、更に有利な点に指
摘される。 〓〓〓〓
実用面において製品に更に厳しい粒度巾が要求
される場合においても焼成物の浸出の工程の後に
水簸工程を設ければ生成物は形状が球状で一定し
ているため、水簸による分級も容易で、しかも、
溶射材として必要な粒度巾のものを回収した後の
粗い部分、細かい部分は、今まで一般的に硬質、
耐熱、耐食性に優れていても必要粒度の材料を得
るにはやはり溶融・粉砕して得られる高価な酸化
クロムを使用するために躊躇されてきた窯業関係
骨材、研摩・研削材関係へ廉価に供給でき利用面
が拡大すると共に、これら工業に寄与するところ
極めて大きい。 以下に実施例をあげて説明する。 実施例 １〜６ 内容積30mlのアルミナルツボに市販の酸化クロ
ム粉末（平均粒径0.6μ）とソーダ灰を所定量配
合した原料を30ｇ入れふたをしてシリコニツト電
気炉に入れ、空気雰囲気1500℃で５時間焼成した
のち、そのまゝ翌日まで放冷して焼成物を得た。
焼成物は温水により水可溶性分を浸出し、固・液
分離により除去し、乾燥して、粗大酸化クロムを
得た。 得られた酸化クロムについて、各々、その収
率、粒径および流動性について測定したところ、
第１表の結果が得られた。 なお、粒径の測定は、コールターカウンター法
を用い、流動性の測定は、注入法によつて求めら
れる安息角で表わした。 （リングは30mmを使用）
【表】
又、上記実施例６で得られた酸化クロムの電子
顕微鏡写真を第１図として示す。 実施例 ７〜12 実施例１で用いたと同じ原料酸化クロムについ
て、添加金属塩であるソーダ灰に代えて、各種の
金属塩を所定量添加して1500℃で５時間焼成し、
同様にして粗大な酸化クロムを得た。その酸化ク
ロムの粒径と安息角を求めたところ、第２表の如
くであつた。
顕微鏡写真を第１図として示す。 実施例 ７〜12 実施例１で用いたと同じ原料酸化クロムについ
て、添加金属塩であるソーダ灰に代えて、各種の
金属塩を所定量添加して1500℃で５時間焼成し、
同様にして粗大な酸化クロムを得た。その酸化ク
ロムの粒径と安息角を求めたところ、第２表の如
くであつた。
【表】
なお、実施例11で得られた酸化クロムの電子顕
微鏡写真を第２図で示す。 比較例 １〜３ 実施例１と同じ酸化クロムについて、金属塩を
添加しないで加熱焼成のみを５時間行つた後、酸
化クロムの特性を測定したところ、第３表の結果
が得られた。 〓〓〓〓
微鏡写真を第２図で示す。 比較例 １〜３ 実施例１と同じ酸化クロムについて、金属塩を
添加しないで加熱焼成のみを５時間行つた後、酸
化クロムの特性を測定したところ、第３表の結果
が得られた。 〓〓〓〓
【表】
このようにして、本発明にかかる酸化クロム
は、いずれも粗大な単結晶であり、しかも流動性
があるので、特に溶射剤としてすぐれた性質を有
するが、参考までに市販品の溶射用酸化クロムの
電子顕微鏡写真を第３図として示す。
は、いずれも粗大な単結晶であり、しかも流動性
があるので、特に溶射剤としてすぐれた性質を有
するが、参考までに市販品の溶射用酸化クロムの
電子顕微鏡写真を第３図として示す。
第１図および第２図は各々本発明の実施態様に
おける酸化クロムの結晶の粒子構造を示す400倍
の走査型電子顕微鏡写真であり、第３図は市販の
酸化クロムの粒子構造を示す400倍の走査型電子
顕微鏡写真である。 〓〓〓〓
おける酸化クロムの結晶の粒子構造を示す400倍
の走査型電子顕微鏡写真であり、第３図は市販の
酸化クロムの粒子構造を示す400倍の走査型電子
顕微鏡写真である。 〓〓〓〓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化クロム粉末にCr2O3に対して多くとも20
重量％のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩
から選ばれた少なくとも１種又は２種以上の金属
塩を添加した配合物を1200〜1600℃の温度で加熱
焼成した後、得られる焼成物を水洗して可溶性塩
類を除去することを特徴とする粒径大なる酸化ク
ロムの製造法。 ２ アルカリ金属塩がナトリウム、カリウムまた
はリチウムの炭酸塩、水酸化物、クロム酸塩、重
クロム酸塩、塩化物、硫酸塩から選ばれた１種又
は２種以上の塩であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の粒径大なる酸化クロムの製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16935183A JPS6065727A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 粒径大なる酸化クロムの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16935183A JPS6065727A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 粒径大なる酸化クロムの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065727A JPS6065727A (ja) | 1985-04-15 |
| JPS6241179B2 true JPS6241179B2 (ja) | 1987-09-01 |
Family
ID=15884952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16935183A Granted JPS6065727A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 粒径大なる酸化クロムの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065727A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0248980U (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 |
-
1983
- 1983-09-16 JP JP16935183A patent/JPS6065727A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0248980U (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6065727A (ja) | 1985-04-15 |
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