CN109715560B - 含氧化镁的尖晶石粉末及其制造方法 - Google Patents

含氧化镁的尖晶石粉末及其制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种能制造强度较高且强度稳定性优良的陶瓷烧结体的含氧化镁的尖晶石粉末。一种含氧化镁的尖晶石粉末，50％粒径（D50）为0.30～10.00μm，90％粒径（D90）与D50之差和D50与10％粒径（D10）之差的比：（D90－D50）/（D50－D10）为1.0～5.0，且Mg与Al的组成比换算成氧化物后MgO为50～90重量％，Al2O3为50～10重量％。

Description

含氧化镁的尖晶石粉末及其制造方法
技术领域
本发明涉及能作为陶瓷烧结体的原料使用的含氧化镁的尖晶石粉末及其制造方法。
背景技术
氧化镁是熔点高达约2800℃、耐腐蚀性优异的材料，作为耐火物用途的氧化镁陶瓷烧结体的原料，广泛使用烧结氧化镁、电熔氧化镁。
然而，氧化镁的热膨胀系数高达13.5×10-6/℃左右，粒子本身具有容易因裂口而发生破裂等性质，因此存在耐剥落性差的缺点。而且，氧化镁自身是反应性较高的物质，因此也容易与空气中的水分等反应，存在耐水性低、处理难的问题。
鉴于这些问题点，为了在维持氧化镁的耐腐蚀性的状态下改善耐剥落性及耐水性，作为氧化镁的代替材料而用含氧化镁的尖晶石（MgAl2O4）制造陶瓷烧结体是已知的。
专利文献1公开了包括将氢氧化铝、氢氧化镁、及矿化剂混合后，将得到的混合物进行烧制直到满足特定的比表面积，然后进行粉碎的工序的镁氧尖晶石粉末的制造方法（权利要求1），记载了将该粉末进行烧制，制造烧结体（第0001段）。该文献中，记载了氢氧化铝和氢氧化镁的混合量为镁氧尖晶石的化学计量比（第0019段）。
专利文献2记载了使含尖晶石的耐火物含有5～100％的富MgO电熔尖晶石（权利要求1），该富MgO电熔尖晶石是固溶有Al2O3的氧化镁（MgO）粒子的表面的全部或一部分被尖晶石组分覆盖的物质（第0010段）。
专利文献3记载了以尖晶石为主成分的造粒物的制造方法，包括使将氢氧化镁和/或氧化镁与氢氧化铝和/或氧化铝掺合而成的原料成为含水的块状的状态，并将其在最高温度为1300℃以上的回转窑进行烧制，从而得到球状或有棱角的形状的粒状物（权利要求1）。
专利文献4记载了以尖晶石为主成分的高密度球状体的制造方法，包括：将氢氧化镁和/或氧化镁与氢氧化铝和/或氧化铝掺合并制成含水的半干状，将所得的原料在1000℃～1400℃烧制后，进行加压成型，将所得的成型体于1500℃以上的温度用回转窑烧制的工序（权利要求1）。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1 : 日本特开2001-2413号公报；
专利文献2 : 日本特开平9-142916号公报；
专利文献3 : 日本特公昭63-53130号公报；
专利文献4 : 日本特公昭63-56174号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
根据专利文献1记载的技术，虽然无需特别的装置即能容易地制造尖晶石粉末，但对所得的尖晶石粉末进行成型及烧结而得到的烧结体的强度较低，而且存在强度的稳定性欠缺的问题。
专利文献2记载的通过电熔法得到的尖晶石虽然所得烧结体的强度可以变得比较高，但由于制造方法为电熔法因此尖晶石的组成变得不均一，存在无法将烧结体的强度控制为一定的问题。
专利文献3中，记载了以尖晶为主成分的球状或有棱角的形状的粒状物的制造，但未记载制成微细的粉末，而且关于以上述形状的粒状物为原料制造期望的形状的烧结体也没有记载。即使以上述形状的粒状物为原料制造烧结体，也存在无法制造足够强度的烧结体的问题。
专利文献4中，虽然记载了以尖晶石为主成分的高密度球状体的制造，但未记载制成微细的粉末，而且关于以上述球状体为原料制造期望的形状的烧结体也没有进行记载。即使以上述球状体为原料制造烧结体，也存在无法制造足够强度的烧结体的问题。
虽然像这样用各种方法制造尖晶石是已知的，但是能够带来满足强度及强度稳定性的尖晶石陶瓷烧结体的尖晶石粉末尚属未知。
鉴于上述现状，本发明的目的在于提供一种能够制造强度高且强度的稳定性良好的陶瓷烧结体的含氧化镁的尖晶石粉末。
解决问题的手段：
为解决上述问题，本发明人反复进行各种研究，结果发现通过将微细的尖晶石粉末进行烧结能够制造均一的组成的陶瓷烧结体，此外，将尖晶石粉末中Mg与Al的组成比设为特定范围，并将该尖晶石粉末的粒径及粒度分布控制在特定范围，由此可得同时满足强度及强度稳定性的陶瓷烧结体，达成本发明。
即，本发明是一种含氧化镁的尖晶石粉末，该含氧化镁的尖晶石粉末的根据激光衍射散射式粒度分布测定的体积基准的累积50％粒径（D50）为0.30～10.00μm，体积基准的累积90％粒径（D90）与D50之差和D50与体积基准的累积10％粒径（D10）之差的比：（D90－D50）/（D50－D10）为1.0～5.0，且Mg与Al的组成比换算成氧化物后MgO为50～90重量％，Al2O3为50～10重量％。
所述含氧化镁的尖晶石粉末优选的是松散堆积密度为0.20～1.50g/cm 3，振实堆积密度为0.30～2.50g/cm 3。
又，优选的是，将所述含氧化镁的尖晶石粉末的成型体进行烧制而成的陶瓷烧结体的三点抗弯强度为150MPa以上，威布尔（Weibull）系数为13.0以上。
又，本发明是一种制造上述含氧化镁的尖晶石粉末的方法，该制造方法包括：将体积基准的累积50％粒径（D50）为0.50～100.00μm且选自氢氧化镁粒子、氧化镁粒子、碳酸镁粒子、碱式碳酸镁粒子、硝酸镁粒子、乙酸镁粒子及硫酸镁粒子的一种以上的镁源粒子与D50为0.30～15.00μm且选自氢氧化铝粒子、氧化铝粒子、碳酸铝粒子、硝酸铝粒子、乙酸镁粒子及硫酸铝粒子的一种以上的铝源粒子混合后，于900～1400℃煅烧0.1～10.0小时，然后进行粉碎的工序。
发明效果：
根据本发明，能够提供能制造强度较高且强度的稳定性优良的陶瓷烧结体的含氧化镁的尖晶石粉末。
具体实施方式
以下，详细说明本发明。
本发明的含氧化镁的尖晶石粉不是像氧化镁和氧化铝的简单混合物那样氧化镁的基质（matrix）与氧化铝的基质分离的物质，而是形成镁和铝全部或者部分复合化的氧化物，具有均一性更高的组成。
本发明的含氧化镁的尖晶石粉末中，氧化镁的含有比例比尖晶石的化学计量比高。具体而言，本发明的含氧化镁的尖晶石粉末所含的Mg和Al的组成比在换算成氧化物的情况下，相对于将两者合计为100重量％，MgO为50～90重量％，Al2O3为50～10重量％。在该范围内，所得的陶瓷烧结体的抗弯强度变高。更优选的是，MgO为55～85重量％、Al2O3为45～15重量％；进一步优选的是，MgO为60～80重量％，Al2O3为40～20重量％。另外，若MgO大于90重量％，则热膨胀系数变大，耐剥落性降低，若MgO低于50重量％，则耐腐蚀性降低。
本发明的含氧化镁的尖晶石粉末的纯度优选为99.0％以上，更优选为99.5％以上，进一步优选为99.9％以上。这里，纯度是指将含氧化镁的尖晶石粉末所含的杂质（Mg和Al和O以外的成分，例如Ca、Si、P、S、B、Fe、Ti、Zn、Cu、Ba）的含量进行氧化物换算，并从100％减去而得的数值。热膨胀系数会受到杂质的影响而偏离理论值，因此若纯度变高，则陶瓷烧结体的热膨胀系数稳定。另一方面，若纯度变低，则陶瓷烧结体的热膨胀系数产生不均。
本发明的含氧化镁的尖晶石粉末的体积基准的累积50％粒径（D50）为0.30μm～10.00μm，更优选为0.35μm～5.00μm，进一步优选为0.40μm～3.00μm。含氧化镁的尖晶石粉末的D50在该范围内时，成型体的密度及陶瓷烧结体的强度变高。D50低于0.30μm的情况下，干燥时、烧结时的收缩率变大，产生裂缝等。又，如果粒径过细，则处理性变差。D50大于10.00μm时，烧结性变差，烧结体的强度降低。为了获得高强度的致密烧结体需使烧结温度较高，从而并不理想。
本发明的含氧化镁的尖晶石粉末是控制粒度分布的宽度的粉末，具体而言，粒度分布测定中体积基准的累积90％粒径（D90）与体积基准的累积50％粒径（D50）之差和D50与体积基准的累积10％粒径（D10）之差的比：（D90－D50）/（D50－D10）为1.0～5.0。若偏离该范围，则陶瓷烧结体的强度及强度的稳定性降低。更优选为1.1～4.5，进一步优选为1.2～4.0。
另外，本发明中，D10、D50及D90分别是根据激光衍射散射式粒度分布测定的体积基准的累积10％粒径、累积50％粒径及累积90％粒径。
本发明的含氧化镁的尖晶石粉末的堆积密度优选为松散堆积密度为0.20～1.50g/cm3、振实堆积密度为0.30～2.50g/cm3。这些堆积密度处于上述范围内时，能使陶瓷烧结体的强度及强度的稳定性均进一步提高，从而是理想的。更优选松散堆积密度为0.25～1.20g/cm3、振实堆积密度为0.35～2.20g/cm3，进一步优选松散堆积密度为0.28～1.00g/cm3、振实堆积密度为0.40～2.00g/cm3。
（制造方法）
接着，说明制造本发明的含氧化镁的尖晶石粉末的方法的一例。本发明的含氧化镁的尖晶石粉末能通过如下方式制造：将混合由镁源构成的粉末和由铝源构成的粉末而得到的混合粉末在高温下进行煅烧合成，制作合成尖晶石原料，并将其以成为规定的粒径及粒度分布的形式进行粉碎。
通常，氧化镁和氧化铝的简单混合物中氧化镁的基质与氧化铝的基质不相融合而散乱地存在，而本发明中通过将镁源和铝源进行煅烧合成、粉碎，从而形成镁与铝全部或者部分复合化而成的氧化物，合成均一性更高的组成的含氧化镁的尖晶石粉末。
另外，根据本发明，不将在专利文献1中记载为必须成分的氟化铝、氟化镁等矿化剂与镁源及铝源混合即可制造含氧化镁的尖晶石粉末。
又，本发明的含氧化镁的尖晶石粉末中，形成有与专利文献2记载的电熔尖晶石相比镁与铝更均一地分散的组成分布，因此能够得到强度的不均减少且稳定性较高的陶瓷烧结体。
作为上述镁源，没有特别限定，例如可举出氢氧化镁、氧化镁、碳酸镁、碱式碳酸镁、硝酸镁、乙酸镁、硫酸镁等。制造镁源的方法没有特别限定，作为氢氧化镁的制造方法的一例，例如可举出向卤水、海水、咸水等含氯化镁的水溶液添加氨、氢氧化钙、氢氧化钠等碱性水溶液并进行反应，得到氢氧化镁的方法。又，也可将如此得到的氢氧化镁进行烧制后粉碎至期望的粒度而成的氧化镁作为镁源使用。而且，作为上述镁源，也可使用市售品。
作为上述镁源，优选使用微细的粒子状镁源，其粒度优选为体积基准的累积50％粒径（D50）为0.50～100.00μm。在该粒度范围内时，容易达成上述本发明的含氧化镁的尖晶石粉末具有的粒度分布。更优选为5.00～80.00μm，进一步优选为10.00～50.00μm。
作为上述铝源，没有特别限定，例如可举出氢氧化铝、氧化铝、碳酸铝、硝酸铝、乙酸铝、硫酸铝等。制造铝源的方法没有特别限定，作为氢氧化铝的制造方法的一例，例如可举出使铝土矿在加压、加热下与氢氧化钠水溶液反应，将所得的溶液进行过滤并抽出铝酸钠溶液，进行冷却从而得到氢氧化铝的方法。又，也可使用将如此得到的氢氧化铝进行烧制后粉碎至期望的粒度而成的氧化铝作为铝源。而且，作为上述铝源，也可使用市售品。
作为上述铝源，优选使用微细的粒子状铝源，其粒度优选为体积基准的累积50％粒径（D50）为0.30～15.00μm。在该粒度范围内时，容易达成上述本发明的含氧化镁的尖晶石粉末具有的粒度分布。又，若铝源的粒度大于前述范围，则即使进行煅烧，也不会充分形成氧化镁与氧化铝复合化而成的尖晶石相，氧化铝的基质容易残留，因此不理想。更优选为0.50～10.00μm，进一步优选为1.00～5.00μm。
在考虑制造的含氧化镁的尖晶石粉末中的镁与铝的组成比的基础上，将粉末状的镁源与粉末状的铝源以任意比率充分混合。将所得的混合粉末进行煅烧，得到氧化镁与氧化铝复合化的合成尖晶石原料。煅烧的条件没有特别限定，优选为温度为900～1400℃，时间为0.1～10.0小时。更优选为温度为950～1300℃，时间为0.5～8.0小时，进一步优选为温度为1000～1200℃，时间为1.0～5.0小时。煅烧的条件在该范围内时，可充分形成尖晶石相，易于通过接下来的粉碎工序获得满足期望的粒径及粒度分布的本发明的含氧化镁的尖晶石粉末。若煅烧时的温度高于1400℃或煅烧时间长于10.0小时，则煅烧工序中烧结过度进行，即便进行粉碎操作也难获得期望的粒径。
将经煅烧得到的合成尖晶石原料以获得期望的粒径及粒度分布的形式粉碎，从而能够得到本发明的含氧化镁的尖晶石粉末。粉碎的适当条件受镁源及铝源的粒度或组成比、煅烧的条件影响，因此不限于特定的范围。然而，通过对所得的合成尖晶石原料适当调节粉碎装置、粉碎时的转速或处理时间等各种条件，能达成期望的粒径及粒度分布。作为粉碎装置，例如可使用颚式破碎机、回转破碎机、锥形破碎机、冲击破碎机、辊式破碎机、切碎机、轧碎机、环磨机、辊磨机、喷磨机、锤磨机、滚磨机、振磨机、行星研磨机、球磨机、旋风磨机等粉碎机进行粉碎。
（烧结体）
形成本发明的含氧化镁的尖晶石粉末的造粒体后，将其成型为期望的形状，进行烧制，从而能制造期望的形状的陶瓷烧结体。本发明制造的陶瓷烧结体能通过预先调节含氧化镁的尖晶石粉末中的Mg与Al的组成比而容易地控制耐腐蚀性、耐剥落性、热膨胀系数。
进行造粒时的条件没有特别限定，可以是从无机粉末形成造粒体时的一般条件。作为造粒装置，例如可使用滚动造粒装置、流动层造粒装置、搅拌造粒装置、压缩造粒装置、挤压造粒装置等，在室温下造粒。亦可根据需要将一般的粘结剂与含氧化镁的尖晶石粉末混合或进行喷雾，从而形成造粒体。作为能使用的粘结剂，没有特别限定，可以适当使用非离子系、阳离子系、阴离子系等有机粘结剂。其使用量为相对于尖晶石粉末100重量份，为1～30重量份左右。造粒体的大小没有特别限定，例如可以为0.10～1.00mm左右。
将所得的造粒体成型为期望的形状而得到成型体，将其进行烧制从而制造陶瓷烧结体。成型方法没有特别限定，例如可使用压制成型、挤压成型、射出成型等。压制成型可以利用例如单轴压制机在面压力30～300MPa下执行。烧制没有特别限定，可以在1400～1800℃的温度且1.0～10.0小时的条件下执行。
对于烧制本发明的含氧化镁的尖晶石粉末的成型体而成的陶瓷烧结体而言，在该烧结体是在以面压力134MPa的成型压力压制成型后于1600℃烧制4小时这样的条件下被制造的情况下，优选地，三点抗弯强度在150MPa以上，威布尔系数在13.0以上。若抗弯强度及威布尔系数在该范围内，则能充分地使陶瓷烧结体的强度较高，强度的稳定性优良。
实施例
以下例举实施例进一步详细说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。
（试验方法）
（1）抗弯强度试验方法
抗弯强度试验依照JIS-R-1601：2008（精细陶瓷的室温抗弯强度试验方法）中的三点弯曲试验方法进行。试验片（陶瓷烧结体）的形状是截面为长方形的棱柱。以使尺寸成为全长50mm、宽度4.0±0.1mm、厚度3.0±0.1mm的形式将陶瓷烧结体切割抛光而进行加工。测定装置使用テンシロン（Tensilon）万能材料试验机（RTA-500；株式会社オリエンテック（ORIENTEC）制造），将试验片置于跨距宽度＝40mm的支持具上，从上部将十字头以速度0.5mm/min的位移进行压抵，从而对试验夹具内的试验片施加荷重，测定直至试验片破坏为止的最大荷重。利用以下的计算式从最大荷重算出抗弯强度；
σb3＝3PL/2wt 2
这里，σb3：三点抗弯强度（MPa）；P：试验片破环时的最大荷重（N）；L：外部支点间距离（mm）；w：试验片的宽度（mm）；t：试验片的厚度（mm）。
（2）威布尔系数的评价方法
威布尔系数依照JIS-R-1625-2010（精细陶瓷的强度数据的威布尔统计解析法）算出。认为威布尔系数的数值越大，强度分布的宽度越窄，稳定性越高。将抗弯强度试验方法所算出的三点抗弯强度σ（n＝15～30）从值较低者依次排列，通过平均等级法求出数据的累积破坏概率Fi；
Fi＝i/（n＋1）
这里，n为样品数；i为按升序排列的次序（次序数）。
计算lnσ、lnln｛1/（1－Fi）｝，以lnσ为横轴，lnln｛1/（1－Fi）为纵轴绘图，绘出与数据相符的直线，根据其斜率算出威布尔系数。
（3）堆积密度的评价方法
堆积密度使用粉体特性测定装置Power Tester（PT-N；细川密克朗株式会社制造）测定。
松散堆积密度是未轻叩（松散）状态下的粉体试料的质量与包含粒子间空隙容积的因子的粉体的体积之比。松散堆积密度是将内容积100cm3的杯配置于装置，在其上配置网孔710μm的筛并向其上投入含氧化镁的尖晶石粉末300g，一边给予振动一边使粉体落下直至杯内过剩地溢出的程度为止。将填充于杯中的粉体的山状高出部分用刮刀刮平，测定粉体的重量，算出松散堆积密度。松散堆积密度测定三次，记录其平均值。
振实堆积密度是对放有粉体试料的容器进行机械性轻叩后得到的、增大过的堆积密度。振实堆积密度是在上述杯之上安装盖，充分放入含氧化镁的尖晶石粉末直至盖的上部，进行180次轻叩。轻叩结束后，拆下盖，用刮刀刮平杯中粉体，测定粉体的重量，算出振实堆积密度。进一步将轻叩操作重复360次，并同样地测定粉体的重量，两者的重量差超过2％时，进一步重复180次轻叩操作，直至重量差低于2％。振实堆积密度测定三次，记录其平均值。
（4）粒径的评价方法
各粉末的体积基准的累积10％粒径、体积基准的累积50％粒径及体积基准的累积90％粒径（D10、D50及D90）使用激光衍射散射式粒度分布测定装置（MT3300；日机装株式会社制造）测定。溶剂使用甲醇，利用超声波均质器（US-300T；株式会社日本精机制作所制造）在120W下实施3分钟分散处理后，测定各粒径。根据所得的各粒径的值算出（D90－D50）/（D50－D10）。
（5）含氧化镁的尖晶石粉末的组成比及纯度的算出方法
含氧化镁的尖晶石粉末的组成分析利用多元素同时荧光X射线分析装置（Simultix12；株式会社理学制造）通过玻璃珠法进行。将各元素含有量通过氧化物换算算出，算出氧化镁与氧化铝的组成比。又，将成为主要杂质的Ca、Si、P、S、B、Fe、Ti、Zn、Cu、Ba进行氧化物换算并从100％减去，算出含氧化镁的尖晶石粉末的纯度。
（6）氢氧化镁及氢氧化铝的纯度的算出方法
氢氧化镁及氢氧化铝的纯度与（5）同样地利用多元素同时荧光X射线分析装置（Simultix12株式会社理学制造），将成为主要杂质的Ca、Si、P、S、Fe、B、Na进行氧化物换算并从100％减去而算出。
＜实施例1＞
将调节成Mg离子浓度为2.0mol/L的氯化镁水溶液与向氢氧化钠溶液添加纯水而调节为浓度2.7mol/L的溶液分别用定量泵移送至反应槽，以使氢氧化钠相对于氯化镁的反应率成为90mol％的形式，实施连续化合反应。使反应浆料从反应槽以滞留时间30分钟溢流，回收氢氧化镁浆料。将其进行过滤、水洗、干燥，得到氢氧化镁干燥粉末。所得的氢氧化镁干燥粉末的纯度为99.9％，D50为33.06μm。
以使 Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3 为70：30的形式，将纯度为99.7％、D50为1.46μm的氢氧化铝粉末与上述方法所得氢氧化镁干燥粉末掺合后，利用干法充分混合均匀从而得到氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末。
将所得的混合粉末用电炉于1000℃煅烧1小时，得到合成尖晶石原料。将该合成尖晶石原料用球磨机粉碎4小时，从而得到D50＝1.97μm的含氧化镁的尖晶石粉末。
将所得的含氧化镁的尖晶石粉末，以及将阴离子系有机粘结剂溶液以相对于含氧化镁的尖晶石粉末100重量份成为4.4重量份的形式投入万能混合搅拌机，在室温下以使造粒径=0.10～1.00mm的形式进行造粒。将该造粒品用单轴压制机以面压力134MPa的成型压力压制成型，从而得到成型体。
所得的成型体用电炉于1600℃烧制4小时，得到全长50mm、宽度4.0mm、厚度3.0mm的陶瓷烧结体。
＜实施例2＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为50：50的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1000℃煅烧1小时，用球磨机粉碎4小时，从而得到D50＝1.94μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜实施例3＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为60：40的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1000℃煅烧1小时，用球磨机粉碎4小时，从而得到D50＝1.86μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜实施例4＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为80：20的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1000℃煅烧1小时，用球磨机粉碎4小时，从而得到D50＝1.69μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜实施例5＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为90：10的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1000℃煅烧1小时，用球磨机粉碎4小时，从而得到D50＝1.74μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜实施例6＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为70：30的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1200℃煅烧1小时，用球磨机粉碎4小时，从而得到D50＝2.20μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜实施例7＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为70：30的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1100℃煅烧1小时，用球磨机粉碎8小时，从而得到D50＝0.44μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜实施例8＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为70：30的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1000℃煅烧1小时，用球磨机粉碎6小时，从而得到D50＝1.63μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜实施例9＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为70：30的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1100℃煅烧1小时，用球磨机粉碎4小时，从而得到D50＝0.71μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜比较例1＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为70：30的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1500℃煅烧1小时，用球磨机粉碎4小时，从得到而D50＝16.03μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜比较例2＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为70：30的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用梭式窑于1600℃煅烧1小时，用球磨机粉碎3小时，从而得到D50＝15.39μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜比较例3＞
将通过实施例9的方法制作的含氧化镁的尖晶石粉末和通过比较例2的方法制作的含氧化镁的尖晶石粉末以成为75：25的形式，利用干法充分混合而得到D50＝0.82μm的含氧化镁的粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜比较例4＞
将D50＝1.20μm的氧化镁粉末及D50＝0.50μm的氧化铝粉末以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为70：30的形式进行掺合，利用干法充分混合均匀而得到D50＝0.69μm的混合粉末。不进行所得混合粉末的煅烧及粉碎，即不获得含氧化镁的尖晶石粉末，而是使用前述混合粉末，以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
＜比较例5＞
以使Mg与Al的组成比以氧化物换算计成为MgO：Al2O3为30：70的形式进行掺合而获得氢氧化镁与氢氧化铝的混合粉末后，用电炉于1000℃煅烧1小时，用球磨机粉碎4小时，从而得到D50＝1.84μm的含氧化镁的尖晶石粉末。利用所得的含氧化镁的尖晶石粉末，之后以与实施例1相同的方法进行造粒、成型及烧制，得到规定形状的陶瓷烧结体。
得到的结果汇整于表1。
[表1]
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从表1可知，如果使用实施例1～9的含氧化镁的尖晶石粉末，则能够制造强度高、威布尔系数的数值大、强度的稳定性优良的陶瓷烧结体。
另一方面，比较例1的含氧化镁的尖晶石粉末D50较大，此外（D90－D50）/（D50－D10）的值也较大，制造的陶瓷烧结体强度较低，威布尔系数的值也较小。比较例2的含氧化镁的尖晶石粉末D50较大，制造的陶瓷烧结体强度较低，威布尔系数的值也较小。比较例3的（D90－D50）/（D50－D10）的值较大，制造的陶瓷烧结体强度较低，威布尔系数的值也较小。比较例4在不形成尖晶石粉末的状态下从氧化镁与氧化铝的混合粉末直接制造陶瓷烧结体，其结果是，所得的陶瓷烧结体强度较低，威布尔系数的数值也较小。比较例5的含氧化镁的尖晶石粉末中氧化镁的比率较低，制造的陶瓷烧结体强度较低，威布尔系数的数值也较小。

Claims (4)

1.一种含氧化镁的尖晶石粉末，其特征在于，所述含氧化镁的尖晶石粉末的根据激光衍射散射式粒度分布测定的体积基准的累积50％粒径（D50）为0.30～10.00μm，体积基准的累积90％粒径（D90）与D50之差和D50与体积基准的累积10％粒径（D10）之差的比：（D90－D50）/（D50－D10）为1.0～5.0，且Mg与Al的组成比换算成氧化物后相对于将两者合计为100重量％，MgO为50～90重量％，Al2O3为50～10重量％。
2.根据权利要求1所述的含氧化镁的尖晶石粉末，其特征在于，松散堆积密度为0.20～1.50g/cm 3，振实堆积密度为0.30～2.50g/cm 3。
3.根据权利要求1或2所述的含氧化镁的尖晶石粉末，其特征在于，将所述含氧化镁的尖晶石粉末以面压力134MPa的成型压力压制成型后于1600℃烧制4小时而成的陶瓷烧结体的三点抗弯强度为150MPa以上，威布尔系数为13.0以上。
4.一种制造方法，其特征在于，是制造权利要求1～3中任一项所述的含氧化镁的尖晶石粉末的方法；
包括：将体积基准的累积50％粒径（D50）为0.50～100.00μm且选自氢氧化镁粒子、氧化镁粒子、碳酸镁粒子、碱式碳酸镁粒子、硝酸镁粒子、乙酸镁粒子及硫酸镁粒子的一种以上的镁源粒子与D50为0.30～15.00μm且选自氢氧化铝粒子、氧化铝粒子、碳酸铝粒子、硝酸铝粒子、乙酸铝粒子及硫酸铝粒子的一种以上的铝源粒子混合后，于900～1400℃煅烧0.1～10.0小时，然后进行粉碎的工序。
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