JP4595383B2 - Production method of 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アルミナの製造法に関し、詳しくは、より微細な微粒αアルミナの製造法に関する。 The present invention relates to a method for producing fine α-alumina, and more particularly to a method for producing finer α-alumina.

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、高α化率であると共に、より微細な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 ratio and finer in that a sintered body having excellent strength can be obtained.

かかる微粒αアルミナの製造法として、特許文献1〔特開昭62−128918号公報〕には、αアルミナ前駆体および種晶粒子を含み、種晶粒子の含有量が酸化物換算でαアルミナ前駆体と種晶粒子との合計量100質量部に対して5質量部未満の混合物を焼成する方法が開示されている。 As a method for producing such fine α-alumina, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-128918) includes an α-alumina precursor and seed crystal particles, and the content of the seed crystal particles is an α-alumina precursor in terms of oxide. A method of firing a mixture of less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the body and seed crystal particles is disclosed.

特開昭62−128918号公報JP-A-62-128918

しかし、かかる従来の製造法で得られる微粒αアルミナは、粒子径が決して十分に小さいものであるとはいえなかった。 However, the fine α-alumina obtained by such a conventional production method could not be said to have a sufficiently small particle size.

そこで本発明者は、より粒子径の小さい微粒αアルミナを製造し得る方法を開発するべく鋭意検討した結果、より多くの種晶粒子を使用すると、得られる微粒αアルミナの粒子径が小さくなることを見出し、本発明に至った。 Therefore, as a result of intensive studies to develop a method capable of producing a fine α-alumina having a smaller particle diameter, the present inventor results in a decrease in the particle diameter of the obtained fine α-alumina when more seed crystal particles are used. And found the present invention.

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、種晶粒子の含有量が酸化物換算でαアルミナ前駆体および種晶粒子の合計量100質量部あたり25質量部以上である粉末混合物を焼成することを特徴とする微粒αアルミナの製造法を提供するものである。 That is, the present invention includes a powder mixture containing an α-alumina precursor and seed crystal particles, and the content of the seed crystal particles is 25 parts by mass or more per 100 parts by mass of the total amount of the α-alumina precursor and seed crystal particles in terms of oxide. A method for producing fine α-alumina, which is characterized in that is fired.

本発明の製造法によれば、粒子径がより小さい微粒αアルミナを容易に製造することができる。 According to the production method of the present invention, it is possible to easily produce fine α-alumina having a smaller particle diameter.

本発明の製造法では、αアルミナ前駆体および種晶粒子を含む粉末混合物を焼成する。 In the production method of the present invention, a powder mixture containing an α-alumina precursor and seed crystal particles is fired.

粉末混合物に含まれる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 powder 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加水分解することによって得られるものが挙げられる。 Examples of the aluminum hydrolysis product include those obtained by hydrolyzing a water-soluble aluminum compound by reacting with water.

水溶性アルミニウム化合物としては、例えば上記したと同様のアルミニウム塩などが挙げられる。かかる水溶性アルミニウム化合物を水中で加水分解するには、例えば水に水溶性アルミニウム化合物を溶解させてアルミニウム化合物水溶液を得ればよい。水溶性アルミニウム化合物水溶液におけるアルミニウム化合物の濃度は、アルミニウム換算で通常は0.01mol/L以上飽和濃度以下である。用いるアルミニウム化合物水溶液においてアルミニウム化合物は完全に溶解していることが好ましく、このため、アルミニウム化合物水溶液の水素イオン濃度pHは通常2以下であり、通常は0以上である。 Examples of the water-soluble aluminum compound include the same aluminum salts as described above. In order to hydrolyze such a water-soluble aluminum compound in water, for example, an aqueous aluminum compound solution may be obtained by dissolving the water-soluble aluminum compound in water. The concentration of the aluminum compound in the water-soluble aluminum compound aqueous solution is usually 0.01 mol / L or more and a saturation concentration or less in terms of aluminum. It is preferable that the aluminum compound is completely dissolved in the aluminum compound aqueous solution to be used. For this reason, the hydrogen ion concentration pH of the aluminum compound aqueous solution is usually 2 or less, and usually 0 or more.

アルミニウム化合物水溶液は、少なくとも焼成温度で揮発するか、消失する溶媒を含有していてもよい。かかる溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコールをはじめとする極性有機溶媒、四塩化炭素、ベンゼン、ヘキサンなどの非極性有機溶媒などの有機溶媒が挙げられる。 The aluminum compound aqueous solution may contain a solvent that volatilizes or disappears at least at the firing temperature. Examples of such solvents include polar organic solvents such as alcohols such as methanol, ethanol, propanol and isopropanol, and organic solvents such as nonpolar organic solvents such as carbon tetrachloride, benzene and hexane.

かかるアルミニウム化合物水溶液中で水溶性アルミニウム化合物を加水分解することで、この水溶液に含まれるアルミニウム化合物が加水分解されてアルミニウム加水分解生成物が生成する。水溶性アルミニウム化合物を加水分解するには、通常は塩基を加えればよい。塩基としては、例えばアンモニアなどのような金属成分を含まないものが用いられる。アンモニアを用いる場合には、ガス状で吹き込んで加えてもよいが、アンモニア水溶液として加えることが好ましい。アンモニア水溶液を用いる場合、その濃度は通常アルミニウム換算で0.01mol/L以上飽和濃度以下である。 By hydrolyzing the water-soluble aluminum compound in the aqueous aluminum compound solution, the aluminum compound contained in the aqueous solution is hydrolyzed to produce an aluminum hydrolysis product. In order to hydrolyze the water-soluble aluminum compound, a base is usually added. As the base, for example, those containing no metal component such as ammonia are used. When ammonia is used, it may be added in a gaseous state, but it is preferably added as an aqueous ammonia solution. When using an aqueous ammonia solution, the concentration is usually 0.01 mol / L or more and saturated concentration or less in terms of aluminum.

加える塩基の量は、アルミニウム化合物水溶液のpHが3以上となる程度であればよく、例えば水素イオン計(pHメーター)を用いて水素イオン濃度を測定しながらpHが3以上となるまで塩基を加えればよい。また、pHを測定できない程度まで塩基を大過剰に加えてもよいが、ネッキングの少ない微粒αアルミナが容易に得られる点では、pHが5を超えないように塩基を加えることが好ましい。 The amount of the base to be added may be such that the pH of the aqueous aluminum compound solution is 3 or more. For example, the base is added until the pH becomes 3 or more while measuring the hydrogen ion concentration using a hydrogen ion meter (pH meter). That's fine. Further, the base may be added in a large excess to such an extent that the pH cannot be measured. However, it is preferable to add the base so that the pH does not exceed 5 in that fine α-alumina with little necking can be easily obtained.

加水分解温度は通常は水溶液の凍結温度以上の温度、好ましくは0℃以上で行なわれ、通常は100℃以下で行なわれるが、ネッキングの少ない微粒αアルミナが容易に得られる点で、60℃以下、さらには50℃以下、特には45℃以下で行なわれることが好ましい。 The hydrolysis temperature is usually higher than the freezing temperature of the aqueous solution, preferably 0 ° C. or higher, and usually 100 ° C. or lower, but 60 ° C. or lower in that fine α-alumina with little necking can be easily obtained. Further, it is preferably carried out at 50 ° C. or lower, particularly 45 ° C. or lower.

塩基を加えた後、十分に加水分解させるために、加水分解温度を、例えば1時間以上通常は72時間以下程度保持してもよい。 After adding the base, the hydrolysis temperature may be maintained, for example, for 1 hour or more and usually 72 hours or less for sufficient hydrolysis.

水溶液中でアルミニウム化合物を加水分解することで、水およびアルミニウム加水分解物を含む加水分解混合物を得る。アルミニウム加水分解物は通常、水に不溶であるので、かかる加水分解混合物において、アルミニウム加水分解物はゾル状もしくはゲル状となっているか、あるいは沈殿物として沈殿している。 By hydrolyzing the aluminum compound in an aqueous solution, a hydrolysis mixture containing water and an aluminum hydrolyzate is obtained. Since the aluminum hydrolyzate is usually insoluble in water, in such a hydrolysis mixture, the aluminum hydrolyzate is in the form of a sol or gel, or is precipitated as a precipitate.

かくして得られた加水分解生成物は通常、加水分解後の反応混合物から取り出すことなく、そのまま用いられる。 The hydrolysis product thus obtained is usually used as it is without being taken out from the reaction mixture after hydrolysis.

αアルミナ前駆体としては、非晶質アルミナを経由してαアルミナとなるもの、例えばアルミニウム加水分解生成物、アルミニウム塩などが好ましく用いられる。 As the α-alumina precursor, those that become α-alumina via amorphous alumina, such as an aluminum hydrolysis product and an aluminum salt, are preferably used.

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25質量部以上であり、通常は50質量部以下程度である。 The amount of seed crystal particles used is 25 parts by mass or more and usually about 50 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of α-alumina precursor and seed crystal particles in terms of oxide.

かかる粉末混合物は、αアルミナ前駆体の粉末と種晶粒子とを混合して得ればよい。水を用いることなくαアルミナ前駆体と種晶粒子とをそのままで混合する乾式混合により混合してもよいが、水にαアルミナ前駆体および種晶粒子が溶解または分散された水性混合物から水を除去して、αアルミナ前駆体および種晶粒子を含む粉末混合物を得る、いわゆる湿式混合により混合することが、αアルミナ前駆体と種晶粒子とを均一に混合することが容易である点で、好ましい。 Such a powder mixture may be obtained by mixing α-alumina precursor powder and seed crystal particles. The α-alumina precursor and the seed crystal particles may be mixed by dry mixing without using water. However, water may be added from an aqueous mixture in which the α-alumina precursor and seed crystal particles are dissolved or dispersed in water. It is easy to uniformly mix the α-alumina precursor and the seed crystal particles by removing the mixture to obtain a powder mixture containing the α-alumina precursor and the seed crystal particles, so-called wet mixing. preferable.

湿式混合により混合する場合、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。 When mixing by wet mixing, the content of water in the aqueous mixture is usually 0.5 parts by mass or more, preferably 1 part by mass or more per 1 part by mass of the total amount of α-alumina precursor and seed crystal particles. It is 5 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less.

αアルミナ前駆体としてアルミニウム加水分解生成物を用いる場合、加水分解後の反応混合物には、水とアルミニウム加水分解生成物が含まれているので、これをそのまま用いればよい。 When an aluminum hydrolysis product is used as the α-alumina precursor, water and an aluminum hydrolysis product are contained in the reaction mixture after the hydrolysis, so that this can be used as it is.

種晶粒子は、水とαアルミナ前駆体とを混合してから加えてもよいし、水に予め加えておいてもよい。また、アルミニウム加水分解性性物を得る際に、アルミニウム化合物水溶液に予め加えておいてもよい。種晶粒子は、予め水に分散させておいてから添加してもよい。 The seed crystal particles may be added after mixing water and the α-alumina precursor, or may be added in advance to water. Moreover, when obtaining an aluminum hydrolyzable substance, you may add beforehand to aluminum compound aqueous solution. The seed crystal particles may be added after being dispersed in water in advance.

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 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。 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.

本発明の製造法では、かかる粉末混合物を焼成する。粉末混合物は、得られる微粒αアルミナの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、BET比表面積が大きくなり易い点で、通常は1000℃以下、好ましくは950℃以下で焼成する。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, such a powder mixture is fired. The powder mixture is usually 600 ° C. or higher, preferably 700 ° C. or higher in that the α-alumination rate of the fine α-alumina obtained is likely to be high, and is usually 1000 ° C. or lower in that the BET specific surface area tends to increase. Baking is preferably performed at 950 ° C. or lower. 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く、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が、本発明の製造法では、ハロゲンガス、ハロゲン化水素ガスなどの活性ガスが実質的に存在しない雰囲気下、例えば大気中、不活性ガス雰囲気中で焼成することが好ましい。 Firing may be performed in the air, or may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas, or may be performed while maintaining the partial pressure of water vapor in the atmosphere. However, in the production method of the present invention, the firing is preferably performed in an atmosphere substantially free of an active gas such as a halogen gas or a hydrogen halide gas, for example, in the air or in an inert gas atmosphere.

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、目的の微粒αアルミナが得られるが、かかる微粒αアルミナは、粒子径が小さく、高いα化率であると共に大きなBET比表面積を示し、例えば粒子径は10nm以上60nm以下程度、α化率は90%以上、好ましくは95%以上で、BET比表面積は15m2/g以上150m2/g以下である。 Thus, the desired fine α-alumina can be obtained. The fine α-alumina has a small particle size, a high α conversion rate and a large BET specific surface area. For example, the particle size is about 10 nm to 60 nm, Is 90% or more, preferably 95% or more, and the BET specific surface area is 15 m 2 / g or more and 150 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、本発明はかかる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 this Example.

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。
ネック率は、微粒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、ネッキングして隣の粒子と繋がっている粒子の割合として求めた。
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.
The neck ratio was determined as the ratio of the particles that were necked and connected to the adjacent particles for 20 or more arbitrary particles in the transmission electron micrograph of the 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100nm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 20 parts by mass of α-alumina particles (seed crystal particles) having a BET specific surface area of 16.0 m 2 / g and a particle diameter of about 100 nm were added to and dispersed in 80 parts by mass of an aqueous nitric acid solution (pH = 4), alumina beads (diameter 2 mm) ) Wet-dispersed for 3 hours using a ball mill filled with 350 g 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250mL(250cm3)に上記で得た種晶スラリー27.32g(αアルミナ粒子含有量は5.46g)を添加した。種晶粒子の使用量は、酸化物換算で、硝酸アルミニウムおよび種晶粒子の合計量に対して30質量%である。その後、同温度でアンモニア水溶液(濃度25質量%、和光純薬工業社製、特級)40gをマイクロロータリーポンプにて約2g/分の敵加速度で滴下して水性混合物を得た。この水性混合物のpHは4.1であり、析出物(アルミニウム加水分解生成物)を含むスラリー状であった。この水性混合物を室温で一日放置したのち、真空乾燥機にて20℃で真空乾燥し、残渣を乳鉢で解砕して粉末混合物を得た。
[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.), 27.32 g of the seed crystal slurry obtained above (with an α-alumina particle content of 5.46 g) was added to 250 mL (250 cm 3 ) of this aqueous aluminum nitrate solution. The amount of seed crystal particles used is 30% by mass with respect to the total amount of aluminum nitrate and seed crystal particles in terms of oxide. Thereafter, 40 g of an aqueous ammonia solution (concentration: 25 mass%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade) was dropped at the same temperature with a micro rotary pump at an enemy acceleration of about 2 g / min to obtain an aqueous mixture. The pH of this aqueous mixture was 4.1, and it was in the form of a slurry containing precipitates (aluminum hydrolysis products). The aqueous mixture was allowed to stand at room temperature for one day, and then dried in a vacuum dryer at 20 ° C., and the residue was crushed in a mortar to obtain a powder mixture.

得られた粉末混合物を大気中、アルミナ製坩堝に入れ、箱型電気炉で大気中、940℃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98%であり、BET比表面積は15.8m2/gであり、平均一次粒子径は50nmであり、ネック率は0%であった。 The obtained powder mixture was put in an alumina crucible in the air and fired in a box-type electric furnace in the air at 940 ° C. for 3 hours to obtain fine α-alumina. The α-alumina conversion rate of this fine α-alumina was 98%, the BET specific surface area was 15.8 m 2 / g, the average primary particle diameter was 50 nm, and the neck ratio was 0%.

比較例1
〔微粒αアルミナの製造〕
種晶スラリーの使用量を15.94gとした以外は実施例1と同様に操作して、粉末混合物を得た。種晶粒子の使用量は、酸化物換算で、硝酸アルミニウムおよび種晶粒子の合計量に対して10質量%である。
Comparative Example 1
[Production of fine α-alumina]
A powder mixture was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of seed crystal slurry used was 15.94 g. The amount of seed crystal particles used is 10% by mass with respect to the total amount of aluminum nitrate and seed crystal particles in terms of oxide.

得られた粉末混合物を大気中、アルミナ製坩堝に入れ、箱型電気炉で大気中、950℃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98%であり、BET比表面積は15.0m2/gであり、平均一次粒子径は68nmであり、ネック率は0%であった。 The obtained powder mixture was put in an alumina crucible in the air and fired in a box-type electric furnace in the air at 950 ° C. for 3 hours to obtain fine α-alumina. The α-alumina conversion rate of this fine α-alumina was 98%, the BET specific surface area was 15.0 m 2 / g, the average primary particle diameter was 68 nm, and the neck ratio was 0%.

比較例2
種晶スラリーの使用量を3.4gとした以外は実施例1と同様に操作して、粉末混合物をた。種晶粒子の使用量は、酸化物換算で、硝酸アルミニウムおよび種晶粒子の合計量に対して5質量%である。
Comparative Example 2
A powder mixture was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the seed crystal slurry was changed to 3.4 g. The amount of seed crystal particles used is 5% by mass with respect to the total amount of aluminum nitrate and seed crystal particles in terms of oxide.

得られた粉末混合物を大気中、アルミナ製坩堝に入れ、箱型電気炉で大気中、960℃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98%であり、BBET比表面積は14.7m2/gであり、平均一次粒子径は112nmであり、ネック率は57%であった。 The obtained powder mixture was put in an alumina crucible in the air, and fired at 960 ° C. for 3 hours in the air in a box-type electric furnace to obtain fine α-alumina. The α-alumina conversion rate of this fine α-alumina was 98%, the BBET specific surface area was 14.7 m 2 / g, the average primary particle diameter was 112 nm, and the neck ratio was 57%.

以上、比較例2として示すように種晶粒子の使用量が硝酸アルミニウムおよび種晶粒子の合計量に対して5質量%では、平均一次粒子径は112nmと大きく、また57%と大きなネック率を示す。比較例1として示すように、種晶粒子の使用量が10質量%では、ネック率は0%となるものの、平均一次粒子径は未だ68nmと比較的大きな値を示す。実施例1として示すように、種晶粒子の使用量を25質量%以上とすることで、平均一次粒子径50nmという小さな粒子径の微粒αアルミナを得ることができる。 As described above, when the amount of seed crystal particles used is 5% by mass with respect to the total amount of aluminum nitrate and seed crystal particles as shown in Comparative Example 2, the average primary particle size is as large as 112 nm, and the neck ratio as large as 57% is obtained. Show. As shown as Comparative Example 1, when the amount of seed crystal particles used is 10% by mass, the neck ratio is 0%, but the average primary particle diameter is still a relatively large value of 68 nm. As shown in Example 1, fine α-alumina with a small particle diameter of an average primary particle diameter of 50 nm can be obtained by using the seed crystal particles in an amount of 25% by mass or more.

Claims (5)

αアルミナ前駆体および種晶粒子を含み、種晶粒子の含有量が酸化物換算でαアルミナ前駆体および種晶粒子の合計量100質量部あたり25質量部以上である粉末混合物を窒素ガスおよびアルゴンガスからなる群より選ばれる不活性ガスの雰囲気下または大気中で焼成することを特徴とする微粒αアルミナの製造法。 A powder mixture containing an α-alumina precursor and seed crystal particles, wherein the content of the seed crystal particles is 25 parts by mass or more per 100 parts by mass of the total amount of the α-alumina precursor and seed crystal particles in terms of oxide is nitrogen gas and argon A method for producing fine α-alumina , comprising firing in an atmosphere of an inert gas selected from the group consisting of gases or in the air . αアルミナ前駆体がアルミニウム加水分解生成物である請求項1に記載の製造法。 The production method according to claim 1, wherein the α-alumina precursor is an aluminum hydrolysis product. 種晶粒子がコランダム型金属酸化物粒子である請求項1に記載の製造法。 The production method according to claim 1, wherein the seed crystal particles are corundum type metal oxide particles. 水にαアルミナ前駆体および種晶粒子が溶解または分散された水性混合物から水を除去して前記粉末混合物を得る、請求項1に記載の製造法。 The production method according to claim 1, wherein water is removed from an aqueous mixture in which α-alumina precursor and seed crystal particles are dissolved or dispersed in water to obtain the powder mixture. 600℃以上1000℃以下の温度で焼成する請求項1に記載の製造法。 The manufacturing method according to claim 1, wherein baking is performed at a temperature of 600 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower.
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