JP4572576B2 - Method for producing fine α-alumina - Google Patents

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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

本発明は微粒αアルミナの製造方法に関し、詳しくはネッキングしている粒子が少なく、高α化率で、BET比表面積の大きな微粒αアルミナの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing fine α-alumina, and more particularly to a method for producing fine α-alumina with a small amount of necking particles, a high α conversion ratio and a large BET specific surface area.

微粒αアルミナは、主結晶相がα相であるアルミナ〔Al23〕の微細な粒子であって、例えば透光管などのような焼結体を製造するための原材料として広く用いられている。かかる微粒αアルミナには、強度に優れた焼結体が得られる点で、α化率が高く、BET比表面積が大きいと共に、ネッキングしている粒子が少ないものが求められている。 Fine α-alumina is a fine particle of alumina [Al 2 O 3 ] whose main crystal phase is the α-phase, and is widely used as a raw material for producing sintered bodies such as light-transmitting tubes. Yes. Such fine α-alumina is required to have a high α conversion rate, a large BET specific surface area, and a small number of particles that are necked in that a sintered body having excellent strength can be obtained.

高α化率でBET比表面積の大きな微粒αアルミナを製造する方法として、非特許文献1〔Key Engineering Materials, Vol.53-55(1991), 462-468〕には、αアルミナ前駆体および種晶粒子を含み、硝酸イオン(NO3 -)含有量がアルミニウム分1モルあたり2.7モルの水性混合物から水分を除去し、得られた粉末混合物を焼成する方法が開示されている。 Non-Patent Document 1 [Key Engineering Materials, Vol. 53-55 (1991), 462-468] describes a method for producing a fine α-alumina having a high α conversion ratio and a large BET specific surface area. A method is disclosed in which water is removed from an aqueous mixture containing crystal grains and having a nitrate ion (NO 3 ) content of 2.7 moles per mole of aluminum, and the resulting powder mixture is fired.

Key Engineering Materials, Vol.53-55(1991), 462-468Key Engineering Materials, Vol.53-55 (1991), 462-468

しかし、かかる従来の製造方法で得られた微粒αアルミナには、粒子同士のネッキングが未だ多いという問題があった。 However, the fine α-alumina obtained by such a conventional production method still has a problem that there is still a lot of necking between particles.

そこで本発明者は、粒子同士のネッキングが少なく、高α化率で、大きなBET比表面積を示す微粒αアルミナを製造する方法を開発すべく鋭意検討した結果、アルミニウム分1モルあたり2.8〜3.3モルの硝酸イオンを含む水性混合物から水を除去し、得られた粉末混合物を焼成すると、ネッキングの少ない微粒αアルミナが得られることを見出し、本発明に至った。 Therefore, the present inventor has intensively studied to develop a method for producing a fine α-alumina having a small Beck specific surface area, a high α conversion rate, and a large BET specific surface area. When water was removed from an aqueous mixture containing 3.3 mol of nitrate ions and the resulting powder mixture was fired, it was found that fine α-alumina with little necking was obtained, and the present invention was achieved.

すなわち本発明は、αアルミナ前駆体および種晶粒子を含み金属換算のアルミニウム分1モルあたり2.8モル以上3.3モル以下の硝酸イオンを含む水性混合物から水を除去し、得られた粉末混合物を焼成することを特徴とする微粒αアルミナの製造方法を提供するものである。 That is, the present invention provides a powder obtained by removing water from an aqueous mixture containing an α-alumina precursor and seed crystal particles and containing 2.8 mol to 3.3 mol of nitrate ions per mol of metal in terms of metal. The present invention provides a method for producing fine α-alumina characterized by firing a mixture.

本発明の製造方法によれば、粒子同士のネッキングが少なく、高α化率で大きなBET比表面積の微粒αアルミナを得ることができる。 According to the production method of the present invention, it is possible to obtain fine α-alumina having a high BET specific surface area with a high α conversion rate, with less necking between particles.

本発明の製造方法では、αアルミナ前駆体および種晶粒子を含む水性混合物を用いる。 In the production method of the present invention, an aqueous mixture containing an α-alumina precursor and seed crystal particles is used.

水性混合物に含まれるαアルミナ前駆体は、焼成することによってαアルミナとなる化合物であって、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド、遷移アルミナ、水酸化アルミニウム、アルミニウム加水分解生成物などが挙げられる。 The α-alumina precursor contained in the aqueous mixture is a compound that becomes α-alumina upon firing, and examples thereof include aluminum salts, aluminum alkoxides, transition aluminas, aluminum hydroxides, and aluminum hydrolysis products.

アルミニウム塩として通常は、アルミニウムの無機塩が挙げられ、具体的には硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウムアルミニウムなどのアルミニウム硝酸塩、アルミニウム明礬、炭酸アルミニウム、炭酸アンモニウムアルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アンモニウムアルミニウムなどが挙げられる。また、アルミニウムの有機塩も挙げられ、具体的には、蓚酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウムなどが挙げられる。 The aluminum salt usually includes inorganic salts of aluminum, and specifically includes aluminum nitrates such as aluminum nitrate and ammonium nitrate, aluminum alum, aluminum carbonate, ammonium carbonate aluminum, aluminum sulfate, and ammonium sulfate aluminum. Moreover, the organic salt of aluminum is mentioned, Specifically, an aluminum oxalate, an aluminum acetate, an aluminum stearate, an aluminum lactate, an aluminum laurate etc. are mentioned.

アルミニウムアルコキシドとしては、例えばアルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムs−ブトキシド、アルミニウムt−ブトキシドなどが挙げられる。 Examples of the aluminum alkoxide include aluminum isopropoxide, aluminum ethoxide, aluminum s-butoxide, aluminum t-butoxide and the like.

遷移アルミナとしては、例えば結晶相がγ相、χ相、θ相、ρ相、κ相などであるγアルミナ、χアルミナ、θアルミナ、ρアルミナ、κアルミナなどが挙げられる。 Examples of the transition alumina include γ-alumina, χ-alumina, χ-alumina, θ-alumina, ρ-alumina, and κ-alumina whose crystal phases are γ-phase, χ-phase, θ-phase, ρ-phase, κ-phase, and the like.

水酸化アルミニウムとしては、例えばギブサイト、ベーマイト、擬ベーマイト、バイヤライト、ノルストランダイド、ダイアスポアなどのような結晶質の水酸化アルミニウムのほか、非晶質の水酸化アルミニウムなどが挙げられる。 Examples of aluminum hydroxide include amorphous aluminum hydroxide in addition to crystalline aluminum hydroxide such as gibbsite, boehmite, pseudoboehmite, bayerite, norstrandide, and diaspore.

アルミニウム加水分解生成物としては、例えば水溶性のアルミニウム化合物を水と反応させて得られるものが挙げられ、ここで水溶性アルミニウム化合物としては、上記したと同様のアルミニウム無機塩、アルミニウム有機塩、アルミニウムアルコキシドなどが挙げられる。 Examples of the aluminum hydrolysis product include those obtained by reacting a water-soluble aluminum compound with water, and examples of the water-soluble aluminum compound include aluminum inorganic salts, aluminum organic salts, and aluminum similar to those described above. An alkoxide etc. are mentioned.

かかるアルミニウム化合物としては、アルミニウム塩、さらにはアルミニウム無機塩、特にはアルミニウム硝酸塩が好ましい。 As such an aluminum compound, an aluminum salt, an aluminum inorganic salt, particularly an aluminum nitrate is preferable.

かかるアルミニウム化合物は、水性混合物中で溶解して存在していることが好ましいが、不溶物となって存在していてもよい。不溶物となっている場合には、微細な粒子となって分散している状態であってもよく、例えばゾル状またはゲル状で分散していることが好ましい。 Such an aluminum compound is preferably present dissolved in an aqueous mixture, but may be present as an insoluble matter. When it is an insoluble material, it may be dispersed as fine particles. For example, it is preferably dispersed in a sol form or a gel form.

種晶粒子としては通常、金属の化合物が用いられ、具体的には、例えばアルミナ、酸化鉄、酸化クロムなどのような金属酸化物の粒子が用いられる。金属酸化物は、結晶型がコランダム型であるコランダム型金属酸化物であることが好ましい。コランダム型金属酸化物としては、例えばαアルミナ、α酸化鉄、α酸化クロムなどのような結晶水の無いものが挙げられ、目的とする微粒αアルミナと同じ金属成分である点で、αアルミナが好ましい。かかる種晶粒子の粒子径は通常0.01μm以上0.5μm以下程度であり、好ましくは0.05μm以上である。種晶粒子のBET比表面積は、好ましくは12m2/g以上150m2/g以下程度、さらに好ましくはは15m2/g以上である。 As the seed crystal particles, a metal compound is usually used, and specifically, metal oxide particles such as alumina, iron oxide, chromium oxide and the like are used. The metal oxide is preferably a corundum-type metal oxide whose crystal type is a corundum type. Examples of the corundum-type metal oxide include those having no crystal water such as α-alumina, α-iron oxide, α-chromium oxide, and the like. preferable. The seed crystal particles usually have a particle size of about 0.01 μm or more and 0.5 μm or less, preferably 0.05 μm or more. The BET specific surface area of the seed crystal particles is preferably about 12 m 2 / g or more and 150 m 2 / g or less, more preferably 15 m 2 / g or more.

種晶粒子の使用量は、酸化物換算で、αアルミナ前駆体および種晶粒子の合計使用量100質量部あたり5質量部以上50質量部以下、好ましくは10質量部以上30質量部以下程度である。 The amount of the seed crystal particles used is about 5 to 50 parts by mass, preferably about 10 to 30 parts by mass, in terms of oxide, per 100 parts by mass of the total amount of α-alumina precursor and seed crystal particles. is there.

本発明で用いる水性混合物は、かかるαアルミナ前駆体および種晶粒子を含む混合物であって、これらと水との混合物である。水性混合物における水の含有量は、αアルミナ前駆体および種晶粒子の合計量1質量部あたり通常0.5質量部以上、好ましくは1質量部以上であり、通常10質量部以下、好ましくは5質量部以下である。 The aqueous mixture used in the present invention is a mixture containing such α-alumina precursor and seed crystal particles, and is a mixture of these and water. The water content in the aqueous mixture is usually 0.5 parts by mass or more, preferably 1 part by mass or more, and usually 10 parts by mass or less, preferably 5 parts per 1 part by mass of the total amount of α-alumina precursor and seed crystal particles. It is below mass parts.

水性混合物は、硝酸イオンを含んでいる。硝酸イオンは、αアルミナ前駆体として硝酸イオンを含む化合物、例えばアルミニウム硝酸塩などを用いた場合には、このαアルミナ前駆体が水に溶解することで生成したものであってもよい。また、硝酸非金属塩、例えば硝酸アンモニウム、硝酸尿素、硝酸ヒドロキシルアンモニウム、硝酸プロピル、硝酸エステル、硝酸エタノール、硝酸エチル、硝酸エチレンなどを添加し、これが水に溶解することで生成したものであってもよい。 The aqueous mixture contains nitrate ions. The nitrate ions may be generated by dissolving the α-alumina precursor in water when a compound containing nitrate ions as the α-alumina precursor, such as aluminum nitrate, is used. Also, non-metal nitrates such as ammonium nitrate, urea nitrate, hydroxylammonium nitrate, propyl nitrate, nitrate ester, ethanol nitrate, ethyl nitrate, ethylene nitrate, etc. may be added and dissolved in water. Good.

硝酸イオンの含有量は、ネッキングの少ない微粒αアルミナが得られる点で、水性混合物に含まれる金属換算のアルミニウム分1モルあたり2.8モル以上3.3モル以下である。ここでアルミニウム分には、αアルミナ前駆体に含まれるアルミニウム分のほか、種晶粒子としてαアルミニウム粒子を用いた場合になどには、種晶粒子に含まれるアルミニウム分があり、これらαアルミナ前駆体中のアルミニウム分と種晶粒子中のアルミニウム分との合計量である。 The content of nitrate ion is 2.8 mol or more and 3.3 mol or less per 1 mol of metal in terms of metal contained in the aqueous mixture in that fine α-alumina with little necking is obtained. Here, the aluminum content includes the aluminum content contained in the α-alumina precursor, as well as the aluminum content contained in the seed crystal particles when α-aluminum particles are used as the seed crystal particles. This is the total amount of aluminum in the body and aluminum in the seed crystal particles.

本発明の製造方法では、かかる水性混合物から水を除去する。水性混合物から水を除去するには、例えば水を揮発させて蒸発乾固すればよい。水は通常の方法、例えば凍結乾燥法、真空乾燥法などの通常の方法で揮発させることができる。水を揮発させる際の温度は通常100℃以下である。 In the production method of the present invention, water is removed from such an aqueous mixture. In order to remove water from the aqueous mixture, for example, water may be volatilized and evaporated to dryness. Water can be volatilized by an ordinary method such as a freeze drying method or a vacuum drying method. The temperature at which water is volatilized is usually 100 ° C. or lower.

また、通常の濾過操作によって水を濾別したのち濾過残渣を乾燥する方法により、水を除去してもよい。濾過温度は通常100℃以下である。濾過後の濾過残渣は風乾により乾燥してもよいし、加熱して乾燥してもよい。乾燥温度は通常100℃以下である。乾燥は大気中で行なわれてもよいし、窒素ガスなどの不活性ガス中で行なわれてもよいし、減圧下に行なわれてもよい。 Alternatively, the water may be removed by a method of filtering off water by a normal filtration operation and then drying the filtration residue. The filtration temperature is usually 100 ° C. or lower. The filtration residue after filtration may be dried by air drying, or may be dried by heating. The drying temperature is usually 100 ° C. or lower. Drying may be performed in the atmosphere, may be performed in an inert gas such as nitrogen gas, or may be performed under reduced pressure.

かくして水性混合物から水を除去することで、αアルミナ前駆体がそのままで、あるいは水と反応しながら析出して、種晶粒子を含む粉末混合物が得られる。αアルミナ前駆体や、硝酸非金属塩を用いた場合にはその種類によっては、αアルミナ前駆体が硝酸非金属塩と反応品がら析出することもある。 Thus, by removing water from the aqueous mixture, the α-alumina precursor is deposited as it is or while reacting with water to obtain a powder mixture containing seed crystal particles. When an α-alumina precursor or a nonmetallic nitrate is used, the α-alumina precursor may precipitate from the nonmetallic nitrate and the reaction product depending on the type.

本発明の製造方法では、かくして得られた粉末混合物を焼成する。焼成温度は、α化率が高くなり易い点で通常は600℃以上、好ましくは700℃以上であり、ネッキングが少なくなったり、BET比表面積が大きくなり易いの点で、通常は1000℃以下、好ましくは950℃以下である。焼成時間は、α化率の点で通常は10分以上、好ましくは30分以上であり、通常は24時間以下、好ましくは10時間以下である。 In the production method of the present invention, the powder mixture thus obtained is fired. The firing temperature is usually 600 ° C. or higher, preferably 700 ° C. or higher in that the α conversion rate tends to be high, and is usually 1000 ° C. or lower in that necking is reduced or the BET specific surface area is likely to increase. Preferably it is 950 degrees C or less. The firing time is usually 10 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer in terms of the pregelatinization rate, and is usually 24 hours or shorter, preferably 10 hours or shorter.

焼成は、大気中で行なわれてもよいし、窒素ガス、アルゴンガスなどのような不活性なガス雰囲気下に行なわれてもよい。また、雰囲気中の水蒸気分圧を低く維持しながら行なわれてもよい。 Firing may be performed in the air, or may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas. Moreover, it may be performed while keeping the partial pressure of water vapor in the atmosphere low.

焼成は、例えば管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉などの通常の焼成炉を用いて行なうことができる。焼成は回分式で行なってもよいし、連続式で行なってもよい。また静置式で行なってもよいし、流動式で行ってもよい。 Firing can be performed using a normal firing furnace such as a tubular electric furnace, box-type electric furnace, tunnel furnace, far-infrared furnace, microwave heating furnace, shaft furnace, reflection furnace, rotary furnace, roller hearth furnace, or the like. . Firing may be performed batchwise or continuously. Moreover, you may carry out by a stationary type and may carry out by a fluid type.

かくして得られる微粒αアルミナは、粒子径が0.01μm以上0.1μm以下程度であり、高いα化率であると共に大きなBET比表面積を示し、例えばα化率90%以上、好ましくは95%以上で、BET比表面積は15m2/g以上50m2/g以下、好ましくは17m2/g以上40m2/g以下である。 The fine α-alumina thus obtained has a particle diameter of about 0.01 μm or more and 0.1 μm or less, a high α conversion and a large BET specific surface area, for example, an α conversion of 90% or more, preferably 95% or more. The BET specific surface area is 15 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less, preferably 17 m 2 / g or more and 40 m 2 / g or less.

得られた微粒αアルミナは、粉砕されてもよい。微粒αアルミナを粉砕するには、例えば振動ミル、ボールミル、ジェットミルなどをの媒体粉砕機を用いることができる。また、得られた微粒αアルミナは分級してもよい。 The obtained fine α-alumina may be pulverized. In order to pulverize the fine α-alumina, a medium pulverizer such as a vibration mill, a ball mill, or a jet mill can be used. The obtained fine α-alumina may be classified.

かくして得られたαアルミナは、例えばαアルミナ焼結体を製造するための原材料として有用である。αアルミナ焼結体は、例えば切削工具、バイオセラミクス、防弾板などの高強度を要求されるものが挙げられる。ウェハーハンドラーなどの半導体製造用装置部品、酸素センサーなどの電子部品も挙げられる。ナトリウムランプ、メタルハライドランプなどの透光管も挙げられる。排ガスなどの気体に含まれる固形分除去、アルミニウム溶湯の濾過、ビールなどの食品の濾過等に用いられるセラミクスフィルターも挙げられる。セラミクスフィルターとしては、燃料電池において水素を選択的に透過させたり、石油精製時に生じるガス成分、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、酸素などを選択的に透過させるための選択透過フィルターも挙げられ、これらの選択透過フィルターはその表面に触媒成分を担持させる触媒担体として用いてもよい。得られた微粒αアルミナを原材料の一つとして用いて、化粧品の添加剤、ブレーキライニングの添加剤、触媒担体として使用され、また導電性焼結体、熱伝導性焼結体などの材料として使用される。 The α-alumina thus obtained is useful as a raw material for producing an α-alumina sintered body, for example. Examples of the α-alumina sintered body include those requiring high strength such as cutting tools, bioceramics, and bulletproof plates. Examples include semiconductor manufacturing equipment parts such as wafer handlers and electronic parts such as oxygen sensors. Light-transmitting tubes such as sodium lamps and metal halide lamps are also included. Also included are ceramic filters used for removing solids contained in gases such as exhaust gas, filtering molten aluminum, and filtering food such as beer. Examples of the ceramic filter include a selective permeation filter for selectively permeating hydrogen in a fuel cell or selectively permeating gas components generated during petroleum refining, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, and the like. These permselective filters may be used as a catalyst carrier for supporting a catalyst component on the surface thereof. Using the resulting fine α-alumina as a raw material, it is used as a cosmetic additive, brake lining additive, catalyst carrier, and as a material for conductive sintered bodies, thermally conductive sintered bodies, etc. Is done.

得られた微粒αアルミナは、粉末のままで、通常のαアルミナ粉末と同様に、塗布型磁気メディアの塗布層に添加されてヘッドクリーニング性、耐磨耗性を向上させるための添加剤として用いることができる。トナーとして用いることもできる。樹脂に添加するフィラーとして用いることもできる。また、研磨材として用いることもでき、例えば水などの溶媒に分散させたスラリーとし、半導体CMP研磨、ハードディスク基板などの研磨などに用いることができるし、テープ表面にコーティングして研磨テープとして、ハードディスク、磁気ヘッドなどの精密研磨などに用いることができる。 The obtained fine α-alumina is used as an additive for improving the head cleaning property and wear resistance by being added to the coating layer of the coating type magnetic media in the same manner as the normal α-alumina powder in the form of powder. be able to. It can also be used as a toner. It can also be used as a filler added to the resin. It can also be used as an abrasive, for example, it can be used as a slurry dispersed in a solvent such as water, and can be used for polishing semiconductor CMP, polishing a hard disk substrate, etc. It can be used for precision polishing of magnetic heads.

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by these Examples.

なお、各実施例で得た微粒αアルミナのα化率は、粉末X線回折装置を用いて得た微粒αアルミナの回折スペクトルから、2θ=25.6°の位置に現れるアルミナα相(012面)のピーク高さ(I25.6)と、2θ=46°の位置に現れるγ相、η相、χ相、κ相、θ相およびδ相のピーク高さ(I46)とから、式(1)
α化率= I25.6 /(I25.6 + I46 )×100(%)・・・(1)
により算出した。
BET比表面積は、比表面積測定装置を用いて窒素吸着法により求めた。
平均一次粒子径は、微細αアルミナの透過電子顕微鏡写真に写った任意の粒子20個以上について、個々の一次粒子の定方向最大径を測定し、測定値の数平均値として求めた。
Note that the alpha conversion rate of the fine α-alumina obtained in each example is the alumina α phase (012) appearing at 2θ = 25.6 ° from the diffraction spectrum of the fine α-alumina obtained using a powder X-ray diffractometer. since the peak of the surface) height and (I 25.6), 2θ = 46 ° of appearing at position γ phase, eta phase, chi-phase, kappa phase, the peak height of the θ-phase and δ-phase and (I 46), wherein ( 1)
α conversion rate = I 25.6 / (I 25.6 + I 46 ) × 100 (%) (1)
Calculated by
The BET specific surface area was determined by a nitrogen adsorption method using a specific surface area measuring device.
The average primary particle diameter was determined as the number average value of the measured values by measuring the maximum diameter in the fixed direction of each primary particle for 20 or more arbitrary particles in a transmission electron micrograph of fine α-alumina.

実施例1
〔種晶スラリーの製造〕
BET比表面積16.0m2/gで粒子径約0.1μmのαアルミナ粒子(種晶粒子)20質量部を硝酸水溶液(pH=4)80質量部に添加し分散させた後、アルミナビーズ(直径2mm)350gを充填したボールミルを用いて3時間かけて湿式分散させて、種晶スラリーを得た。
Example 1
[Production of seed crystal slurry]
After the α-alumina particles (seed particles) 20 parts by weight of the particle diameter of about 0.1μm was added to 80 parts by weight aqueous nitric acid solution (pH = 4) dispersed in a BET specific surface area of 16.0 m 2 / g, alumina beads ( Using a ball mill filled with 350 g (diameter 2 mm), it was wet dispersed over 3 hours to obtain a seed crystal slurry.

〔微粒αアルミナの製造〕
硝酸アルミニウム九水和物〔Al(NO3)3・9H2O〕(和光純薬工業製、特級、粉末状)375.13g(1モル)を純水に溶解させ、容積を1L(1000cm3)として硝酸アルミニウム水溶液(1155g)を得た。室温(約25℃)で、この硝酸アルミニウム水溶液100mL(100cm3)に上記で得た種晶スラリー2.83g(αアルミナ粒子含有量は0.57g)を添加し、さらに硝酸アンモニウム2.64gを加えて水性混合物を得た。この水性混合物には、金属成分の酸化物換算で10質量%の種晶粒子(αアルミナ粒子)が含まれており、硝酸アルミニウムおよび種晶粒子のアルミニウム換算の合計量1モルあたり3.0モルの硝酸イオン(NO3 -)が含まれている。
[Production of fine α-alumina]
Aluminum nitrate nonahydrate [Al (NO 3) 3 · 9H 2 O ] (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, special grade, powdered) 375.13G (1 mol) was dissolved in pure water, the volume 1L (1000 cm 3 ) To obtain an aqueous aluminum nitrate solution (1155 g). At room temperature (about 25 ° C.), 2.83 g of the seed crystal slurry obtained above (alpha alumina particle content is 0.57 g) is added to 100 mL (100 cm 3 ) of this aluminum nitrate aqueous solution, and 2.64 g of ammonium nitrate is further added. An aqueous mixture was obtained. This aqueous mixture contains 10% by mass of seed crystal particles (α-alumina particles) in terms of oxide of the metal component, and 3.0 moles per mole of aluminum nitrate and seed crystal particles in terms of aluminum. nitrate ion (NO 3 -) are included.

その後、この水性混合物をロータリーエバポレーターにより75℃に加熱し、撹拌しながら減圧乾燥して粉末混合物を得た。この加水分解析出物を乳鉢で解砕し、アルミナ製坩堝に入れ、箱型電気炉で大気中、890℃にて3時間焼成して、微粒αアルミナを得た。この微粒αアルミナのα化率は97%であり、BET比表面積は14.1m2/gであり、平均一次粒子径は70nmであった。この微粒αアルミナを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、粒子間のネッキングは少なかった。 Thereafter, this aqueous mixture was heated to 75 ° C. by a rotary evaporator and dried under reduced pressure with stirring to obtain a powder mixture. The hydrolyzed precipitate was crushed with a mortar, placed in an alumina crucible, and fired in the box-type electric furnace in the atmosphere at 890 ° C. for 3 hours to obtain fine α-alumina. The α ratio of fine α-alumina is 97%, BET specific surface area of 14.1 m 2 / g, average primary particle size was 70 nm. When the fine α-alumina was observed with a transmission electron microscope (TEM), there was little necking between the particles.

実施例2
〔微粒αアルミナの製造〕
硝酸アンモニウムの使用量を4.16gとした以外は実施例1と同様に操作して水性混合物を得た。この水性混合物には、金属成分の酸化物換算で10質量%の種晶粒子(αアルミナ)が含まれており、硝酸アルミニウムおよび種晶粒子のアルミニウム換算の合計量1モルあたり3.2モルの硝酸イオンが含まれている。
Example 2
[Production of fine α-alumina]
An aqueous mixture was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ammonium nitrate used was changed to 4.16 g. This aqueous mixture contains 10% by mass of seed crystal particles (α-alumina) in terms of oxide of the metal component, and 3.2 moles per mole of the total amount of aluminum nitrate and seed crystal particles in terms of aluminum. Contains nitrate ions.

その後、実施例1と同様に操作して粉末混合物を得、焼成温度を930℃とした以外は実施例1と同様に操作して微粒αアルミナを得た。この微粒αアルミナのα化率は96%であり、BET比表面積は13.8m2/gであり、平均一次粒子径は84nmであった。この微粒αアルミナをTEMで観察したところ、粒子間のネッキングは少なかった。 Thereafter, a powder mixture was obtained in the same manner as in Example 1, and fine α-alumina was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 930 ° C. The α ratio of fine α-alumina is 96%, BET specific surface area of 13.8 m 2 / g, average primary particle size was 84 nm. When this fine α-alumina was observed by TEM, there was little necking between the particles.

比較例1
〔微粒αアルミナの製造〕
硝酸アンモニウムを加えなかった以外は実施例1と同様に操作して水性混合物を得た。この水性混合物には、金属成分の酸化物換算で10質量%の種晶粒子(αアルミナ粒子)が含まれており、硝酸アルミニウムおよび種晶粒子のアルミニウム換算の合計量1モルあたり2.7モルで硝酸イオンが含まれており、この硝酸イオンは硝酸アルミニウムに由来するものである。
Comparative Example 1
[Production of fine α-alumina]
An aqueous mixture was obtained in the same manner as in Example 1 except that ammonium nitrate was not added. This aqueous mixture contains 10% by mass of seed crystal particles (α-alumina particles) in terms of metal component oxide, and 2.7 moles per mole of aluminum nitrate and seed crystal particles in terms of aluminum. Nitrate ions are included, and these nitrate ions are derived from aluminum nitrate.

その後、実施例1と同様に操作して粉末混合物を得、焼成温度を850℃とした以外は実施例1と同様に操作して微粒αアルミナを得た。この微粒αアルミナのα化率は95%であり、BET比表面積は15.9m2/gであり、平均一次粒子径は96nmであった。この微粒αアルミナをTEMで観察したところ、粒子間に多くのネッキングが見られた。 Thereafter, a powder mixture was obtained in the same manner as in Example 1, and fine α-alumina was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 850 ° C. The α-alumina conversion rate of this fine α-alumina was 95%, the BET specific surface area was 15.9 m 2 / g, and the average primary particle size was 96 nm. When this fine α-alumina was observed with TEM, many neckings were observed between the particles.

比較例2
〔微粒αアルミナの製造〕
硝酸アンモニウムの使用量を6.24gとした以外は実施例1と同様に操作して水性混合物を得た。この水性混合物には、金属成分の酸化物換算で10質量%の種晶粒子(αアルミナ)が含まれており、硝酸アルミニウムおよび種晶粒子のアルミニウム換算の合計量1モルあたり3.4モルの硝酸イオンが含まれている。
Comparative Example 2
[Production of fine α-alumina]
An aqueous mixture was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of ammonium nitrate used was 6.24 g. This aqueous mixture contains 10% by mass of seed crystal particles (α-alumina) in terms of oxide of the metal component, and 3.4 moles per mole of the total amount of aluminum nitrate and seed crystal particles in terms of aluminum. Contains nitrate ions.

その後、実施例1と同様に操作して粉末混合物を得、焼成温度を930℃とした以外は実施例1と同様に操作して微粒αアルミナを得た。この微粒αアルミナのα化率は97%であり、BET比表面積は14.0m2/gであり、平均一次粒子径は115nmであった。この微粒αアルミナをTEMで観察したところ、粒子間に多くのネッキングが見られた。 Thereafter, a powder mixture was obtained in the same manner as in Example 1, and fine α-alumina was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 930 ° C. The α-alumina conversion rate of this fine α-alumina was 97%, the BET specific surface area was 14.0 m 2 / g, and the average primary particle size was 115 nm. When this fine α-alumina was observed with TEM, many neckings were observed between the particles.

Claims (5)

硝酸アルミニウムおよび種晶粒子を含み金属換算のアルミニウム成分1モルあたり2.8モル以上3.3モル以下の硝酸イオンを含む水性混合物から水を除去し、得られた粉末混合物を焼成することを特徴とする微粒αアルミナの製造方法。 Water is removed from an aqueous mixture containing aluminum nitrate and seed crystal particles and containing 2.8 mol to 3.3 mol of nitrate ions per mol of metal component in terms of metal, and the obtained powder mixture is fired. A method for producing fine α-alumina. 種晶粒子がコランダム型金属酸化物の粒子である請求項1に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the seed crystal particles are corundum-type metal oxide particles. 種晶粒子の使用量が、酸化物換算で、硝酸アルミニウムおよび種晶粒子の合計使用量100質量部あたり5質量部以上50質量部以下である請求項1に記載の製造方法。 2. The production method according to claim 1, wherein the amount of seed crystal particles used is 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of aluminum nitrate and seed crystal particles in terms of oxide. 水性混合物における水の含有量が硝酸アルミニウムおよび種晶粒子の合計量1質量部あたり0.5質量部以上10質量部以下である請求項1に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the content of water in the aqueous mixture is 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less per 1 part by mass of the total amount of aluminum nitrate and seed crystal particles. 600℃以上1000℃以下で焼成する請求項1に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 1, wherein baking is performed at 600 ° C. or more and 1000 ° C. or less.
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