CS239216B1 - Production method of fibre crystals of alfa-oxide aluminium - Google Patents

Production method of fibre crystals of alfa-oxide aluminium Download PDF

Info

Publication number
CS239216B1
CS239216B1 CS841803A CS180384A CS239216B1 CS 239216 B1 CS239216 B1 CS 239216B1 CS 841803 A CS841803 A CS 841803A CS 180384 A CS180384 A CS 180384A CS 239216 B1 CS239216 B1 CS 239216B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
recipient
crystals
aluminum
alumina
furnace
Prior art date
Application number
CS841803A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS180384A1 (en
Inventor
Vojtech Pulc
Original Assignee
Vojtech Pulc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vojtech Pulc filed Critical Vojtech Pulc
Priority to CS841803A priority Critical patent/CS239216B1/en
Publication of CS180384A1 publication Critical patent/CS180384A1/en
Publication of CS239216B1 publication Critical patent/CS239216B1/en

Links

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

Vynález rieši problém hromadnéj výroby vláknitých kryštálov «Α - oxidu hlinitého metódou oxidácie hliníka v atmosféře vlhkého vodika. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kryštaly sa peatujú v recipiente tvaru trubky pozdížne rozděleně j na dve časti, pričom recipient spolu so vsádzkou sa plynule posúva cez reakč- nú zónu pece. Dlžka recipienta ie mnohonásobné vačšia ako dlžka tejto zóny. Vynález je možno využit v odbore Chemická teohnológia kovovýoh a špeoiálnýoh materiálov a v odbore metalurgie a medzné stavy materiálov.The invention solves the problem of mass production of Α-alumina fibrous crystals by the aluminum oxidation method in a moist hydrogen atmosphere. The essence of the invention is that the crystals are heated in a tube-shaped reciprocating compartment divided into two parts, the recipient, together with the batch, continuously passing through the reaction zone of the furnace. The length of the recipient is multiple than the length of the zone. The invention can be used in the field of Chemical Theology of Metal and Special Materials, and in the field of Metallurgy and Material Limit States.

Description

Vynález sa týká sposobu výroby vláknitých kryštálov /whiskerov/ eó - oxidu hlinitého z plynnej fázy v pohyblivom recipiente, dlžka ktorého mnohonásobné převyšuje dížku reakčnej zóny pece.The present invention relates to a process for the production of fibrous crystals / whiskers / eo-alumina from a gas phase in a moving recipient, the length of which exceeds many times the length of the reaction zone of the furnace.

Monokryštály kovov a mnohých chemických zlúčenín v tvare tenkých vláken sa vyznačujú celým radom velmi zaujímavých vlastností, z ktorých najvačšiu pozornost vzbudzuje ich vysoká mechanická pevnost. Táto pri velmi malých prierezoch kryštálov dosahuje hodnoty blízké k hodnotám teoretickým. Kryštály v tvare tenkých vláken sú zaujímavé nielen ako objekty vhodné pre štúdium mimoriadne dokonalej vnútornej štruktúry, ale možno ich využit i v technickéj praxi, napr. v jemnej přístroj ověj technike, v mikrotechnike, pri výrobě vláknových kompozitných materiálov a pod.The monocrystals of metals and many chemical compounds in the form of thin fibers are characterized by a number of very interesting properties, of which their high mechanical strength attracts the most attention. With very small crystal cross-sections, this achieves values close to theoretical. Crystals in the form of thin fibers are interesting not only as objects suitable for studying extremely perfect internal structure, but can also be used in technical practice, eg. in fine instrumentation, in microtechnology, in the production of fiber composite materials and the like.

Zo známých kryštálov v tvare tenkých vláken našli najváčšie uplatnenie kryštály fázy oC - oxidu hlinitého. Vyrábajú sa najčastejšie z hliníka pomocou vysokoteplotných plynofázových transportných reakcií, pri ktorých dochádza k postupnej transformácii východiskovej suroviny, umiestnenej v recipiente,na plynné medzifázy, ktoré na vhodnej podložke kondenzujú na produkt vláknitého tvaru.Of the known thin-fiber crystals, the oC-alumina phase crystals have found the greatest application. They are mostly made of aluminum by means of high-temperature gas-phase transport reactions, in which the starting material placed in the recipient is gradually transformed into gaseous interphases, which condense into a filament-shaped product on a suitable support.

Pri doterajších spósoboch výroby vláknitých kryštálov oó- oxidu hlinitého z plynnéj fázy sa používajú známe metody oxidácie hliníka vo vlhkom vodíku, redukcie halogéngv hliníka pri jeho súčasnej oxidáoii a transformácia monokryštalického alebo polykryštalického makroskopického substrátu na kryštály v tvare vláken. Najznámejšia z týchto metod je metoda oxidácie hliníka v atmosféře vlhkého vodíka. Princip tejto metody spočívá v tom, že hliník umiestnený vo vhodnom recipiente sa zohrieva niekoTko hodin na teploty 1 300 až 1 450 °C v prúde vlhkého vodíka s rosným bodom cca - 30 °C. Pri styku vodnej páry s roztaveným hliníkom dochádza k jeho oxidácii za vzniku plynných ne- 2 239 216 stabilnýoh oxid·v klinika, které na vhednej podložke prechádzajú na stabilný -exid hlinitý v tvare tenkých vláčen. Jeden pracovný cyklus pozostáva z ohřevu vsádzky na reakčnú teplotu, z výdrže na tejto teplote, kedy dochádza k vzniku vláknového produktu a z pomalého echladzevania na normglnu teplotu. Pri deterajších sposoboch výroky vláknitých kryštálov -oxidu hlinitého metodou oxidácie hliníka v atmosféře vlhkého vedíka sa použíbali recipienty róznehe zleženia, tvaru a velkosti. Najčastejšie to běli lodičky a téjliky vyrobené z čistého korundu, z kremeňa, zo zmesi exidev modifikovaných přísadami róznych kovov alebo bez týchto přísad a pod. Ich společným znakem je te, že recipient spolu so vsádzkou je vždy umiestnený do středu reakčnej zeny pece, rozměry recipienta neprevyšujú rozměry tejto zóny a počas vytvárania vláknového produktu recipient nemení vzhladom na reakčnú zenu sveju polohu. Kryštály sa pri týchto sposoboch vytvárajú na relativ ne malej podložke tveřenej iba malou častou vnútorného povrchu recipienta, takže rozměry vznikajúceho produktu sú vždy menšie ako sú rozměry reakčnej zóny pece. Nevýhodou týchto spósebev je to, že sa vyznačujú velmi malou produktivitou; v rámci jedného pracovného cyklu sa získá produkt malých rozmerov a malej hmotnosti. Ďalšeu nevýhodou je to, že vznikajúce produkty majú nízku kvalitu; sú značné heterojénne z hladiska čistoty a rozmerov krystálov. Výťažnost kvalitných kryštálov z takýchto produktov je velmi nízká a preto tieto spósoby sú značné neekonomické a možno ich použit iba v laboratórijych podmienkach, na přípravu malého množstva kryštálov.The prior art processes for producing o-alumina fibrous crystals from the gas phase employ known methods of oxidizing aluminum in moist hydrogen, reducing aluminum halogens in its simultaneous oxidation, and transforming monocrystalline or polycrystalline macroscopic substrates into fiber-shaped crystals. The best known of these methods is the method of oxidizing aluminum in a humid hydrogen atmosphere. The principle of this method is that the aluminum placed in a suitable recipient is heated for several hours to temperatures of 1,300 to 1,450 ° C in a stream of humid hydrogen with a dew point of about - 30 ° C. When water vapor comes into contact with the molten aluminum, it oxidizes to form gaseous or unstable oxides in the clinic, which are converted to a stable, thin-stranded aluminum oxide on a base. One cycle consists of heating the batch to the reaction temperature, holding at this temperature, where the fiber product is formed, and slowly cooling to normal temperature. In the prior art, alumina fiber crystal crystals have been used by recipients of varying composition, shape and size by the method of oxidizing aluminum in a humid bucket atmosphere. Most often it was bleached and made of pure corundum, quartz, a mixture of exidevs modified with or without the addition of non-ferrous metals, and the like. Their common feature is that the recipient together with the charge is always placed in the center of the reaction wall of the furnace, the dimensions of the recipient do not exceed the dimensions of this zone and the recipient does not change its position during the formation of the fiber product. In these processes, crystals are formed on a relatively small substrate formed by only a small portion of the recipient's internal surface, so that the dimensions of the product formed are always smaller than the dimensions of the reaction zone of the furnace. The disadvantage of these methods is that they are characterized by very low productivity; within one working cycle, a product of small size and light weight is obtained. A further disadvantage is that the resulting products are of poor quality; they are considerably heterogeneous in terms of crystal purity and dimensions. The yield of quality crystals from such products is very low and therefore these methods are considerable uneconomical and can only be used in laboratory conditions to prepare small quantities of crystals.

Nedostatky uvedených spósobov odstraňuje spósob výroby vláknitých kryštálov -oxidu hlinitého metodou oxidácie hliníka v atmosféře vlhkého vodíka s rosným bodom od -10 do -60 0 C pri teplote 1350 až 1450 °C, ktorého podstatou je, že do reakčného recipienta z oxidu hlinitého alebo mullitu sa umiestni vsádzka tvořená hliníkom s veIkostou častíc de 3 mm s přísadou oxidu hlinitého s velkosťou častíc do 100/um v množstve 1 až 20 % hmotnostných vztiahnuté na hmotnost hliníka a reakčný recipient sa posúva cez reakčnú zónu pece rýchlosťou 0,1 až 10 mm.rain*^, pričom dížka reakčnej zóny pece je 0,01 až 1 násobkem dížky recipienta.The disadvantages of the above methods are eliminated by the method of production of aluminum-oxide fibrous crystals by the method of oxidation of aluminum in a humid hydrogen atmosphere with a dew point of -10 to -60 ° C at a temperature of 1350 to 1450 ° C. An aluminum oxide particle size of 3 mm with an alumina additive having a particle size of up to 100 µm in an amount of 1 to 20% by weight based on the weight of aluminum is placed and the reaction recipient is moved through the reaction zone of the furnace at a rate of 0.1 to 10 mm. rain, wherein the length of the reaction zone of the furnace is 0.01 to 1 times the length of the recipient.

Vsádzka je uložená na kovověj alebo keramickej podložke,alebo je velne uložená na dne recipienta. Recipient má tvar trubice s kruhovým alebo iným prierezom a je pozdížne rozdělený na dve časti.The charge is deposited on a metal or ceramic substrate, or is largely deposited on the bottom of the recipient. The recipient has the shape of a tube with a circular or other cross-section and is divided into two parts.

Výhodou uvedeného spósobu výroby vláknitých kryštálovAn advantage of said method for producing fibrous crystals

- 3 - 239 216 ot- oxidu hlinitého je vysoká produktivita procesu na jeden pracovny cyklus» úspora oasu a energie v dosledku zníženia počtu neproduktívnych fáz procesu pri ohřeve a ochladzovaní vsádzky, menšie opotrebovanie zariadenia v dosledku zníženia počtu tepelných rázov, vysoká kvalita získaného produktu a možnost automatizácie celého výrobného procesu. Výhodou uvedeného sposobu je tiež to, že reakčnú zónu procesu je možné vytvořit pomocou jednoduchej priechodovej trubicovej pece, ktorej dížka vysokoteplotnej zóny. nemusí byť vačšia ako 100 mm.- 3 - 239 216 ot-alumina is high process productivity per cycle »saving of time and energy due to reduced number of unproductive phases of the process in heating and cooling the batch, less equipment wear due to reduced thermal shock, high product quality and the possibility of automating the entire production process. An advantage of said method is also that the reaction zone of the process can be formed by means of a single through tube furnace whose length of the high temperature zone. need not be greater than 100 mm.

Na připojených obrázkoch 1 a 2 je znázorněný pohyblivý recipient použitý pri sposobe výroby vláknitých kryštálov ©č-oxidu hlinitého podlá vynálezu. Na obrázku 1 je recipient spolu so vsádzkou připravený na vloženie do pece a na obrázku 2 je ten istý recipient po přechode cez reakčnú zónu pece. Recipient má tvar trubky skladajúcej ša zo spodnej časti 2 v ktorej sa nachádza vsádzka 1 umiestnená na kovověj alebo keramickej lodičke 2 a z odklopného viečka £» ktoré plní funkciu podložky, ná ktorej prebieha nukleácia a rast kryštálov. Viečko £ je odnímatelné a umožňuje lahký přístup ku vsádzke a k vláknovému produktu 5.·Referring to Figures 1 and 2, a moving recipient used in a process for producing fibrous ©-alumina crystals according to the invention is shown. In Figure 1, the recipient together with the batch is ready to be loaded into the furnace, and in Figure 2 the same recipient is passed through the reaction zone of the furnace. The recipient has the shape of a tube consisting of a bottom part 2 in which the charge 1 is located on a metal or ceramic boat 2 and a hinged lid 6 which serves as a support for nucleation and crystal growth. The lid £ is removable and allows easy access to the charge and fiber product 5. ·

Na plynulé posúvanie recipienta cez reakčnú zónu pece slúži tiahlo 6.The rod 6 is used to continuously move the recipient through the furnace reaction zone.

Sposob výroby vláknitých kryštálov oč- oxidu hlinitého podlá vynálezu bol použitý pri hromadnej výrobě týchto kryštálov, pričom ako vsádzka sa použila prášková zmes hliníka o velkosti častíc v rozsahu 8 až 50 yum a oxidu hlinitého o velkosti častíc 50 až 80 /um. Poměr hmotnostných podielov hliníka a oxidu hlinitého bol 10*1. Recipient bol vyrobený z mullitu s obsahom 71,7 % hmot. oxidu hlinitého, 25,8 % hmot. oxidu křemičitého a zvyšok tvořili oxid železitý, oxid vápenatý, oxid horečnatý, oxid sodný a oxid draselný. Mal tvar trubky s vonkajším priemerom 38 mm a hrubkou steny 2 mm. Jeho dížka bola 400 mm. Kryštály boli pěstované pri teplote 1 380 až 1 400 °C v atmosféře vlhkého vodíka s rosným bodom - 40 °C. Na pestovanie sa použila priechodná trubicová pec s reakčnou zónou o priemere 47 mm a dížke 100 mm. Rýchlosť posuvu recipienta bola 4 mm min Produktivita procesu na jeden pracovný cyklus sa zvýšila v porovnaní so statickým” recipientom viac ako 20 krát.The process for the production of fibrous crystals of alumina according to the invention has been used in the mass production of these crystals using a powder mixture of a particle size of 8 to 50 µm and a particle size of 50 to 80 µm. The ratio by weight of aluminum to alumina was 10 * 1. The recipient was made of mullite containing 71.7 wt. % alumina, 25.8 wt. silica and the remainder were iron oxide, calcium oxide, magnesium oxide, sodium oxide and potassium oxide. It had a tube shape with an outer diameter of 38 mm and a wall thickness of 2 mm. Its length was 400 mm. The crystals were grown at a temperature of 1,380 to 1,400 ° C in a humid hydrogen atmosphere with a dew point of -40 ° C. A through-furnace tube with a reaction zone of 47 mm diameter and 100 mm length was used for cultivation. The recipient feed rate was 4 mm min. Process productivity per cycle increased more than 20 times the static recipient.

Claims (4)

1 Spósob výroby vláknitých kryštálov X -oxidu hlinitého metodou oxidáoie hliníka v atmosféře vlhkého vodíka s rosným bodom od -10 de -60 °C pri teplote 1350 až 1450 °C vyznačujúci sa tým, že do reakčného reoipienta z oxidu hlinitého alebo mullitu sa umiestni vsádzka tvořená hliníkom s velkosťou častíc do 3 mm s přísadou oxidu hlinitého s velkosťou častíc do 100/um v množstve 1 až 20 % hmotnostnýoh vztiahnuté na hmotnost hliníka a reakčný recipient sa posúva oez reakčná zónu pece rýchlosťou 0,1 až 10 mm.min\ pričom dížka reakčnej zóny pece je 0,01 ažProcess for producing aluminum oxide X-oxide fibrous crystals by the method of aluminum oxidation in a humid hydrogen atmosphere with a dew point of -10 to -60 ° C at a temperature of 1350 to 1450 ° C, characterized in that a charge of alumina or mullite reactant is placed consisting of aluminum having a particle size of up to 3 mm with an alumina additive having a particle size of up to 100 µm in an amount of 1 to 20% by weight based on the weight of aluminum and moving the reaction recipient from the reaction zone of the furnace at 0.1 to 10 mm.min the length of the reaction zone of the furnace is 0.01 to 1 násobkom dížky recipienta.1 times the length of the recipient. 2 Spósob výroby vláknitých kryštálov <7 -oxidu hlinitého podlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, že vsádzka je uložená na kovověj alebo keramickéj podložke·2. A method according to claim 1 wherein the charge is deposited on a metal or ceramic substrate. 3 Spósob výroby vláknitých kryštálov X-oxidu hlinitého podlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, že vsádzka je volné uložená na dne recipienta.3. A method according to claim 1 wherein the charge is loose deposited on the bottom of the recipient. 4 Spósob výroby vláknitých kryštálov X -oxidu hlinitého podlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, že recipient je tvořený trubicou, pozdí žne rozdělenou na dve časti·4. A process for the production of fibrous crystals of X-alumina according to claim 1, characterized in that the recipient comprises a tube which is divided into two parts.
CS841803A 1984-03-13 1984-03-13 Production method of fibre crystals of alfa-oxide aluminium CS239216B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS841803A CS239216B1 (en) 1984-03-13 1984-03-13 Production method of fibre crystals of alfa-oxide aluminium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS841803A CS239216B1 (en) 1984-03-13 1984-03-13 Production method of fibre crystals of alfa-oxide aluminium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS180384A1 CS180384A1 (en) 1985-05-15
CS239216B1 true CS239216B1 (en) 1986-01-16

Family

ID=5353334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS841803A CS239216B1 (en) 1984-03-13 1984-03-13 Production method of fibre crystals of alfa-oxide aluminium

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS239216B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS180384A1 (en) 1985-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4755220A (en) Materials resistant to metal and salt melts, their production and their use
US3386840A (en) Article containing silicon carbon fibers
JPH03504848A (en) Hard mullite - manufacturing method of whisker felt
US3676293A (en) Laminated article
EP0150048A2 (en) Method for making a fine powder of a metal compound having ceramic coatings thereon
US4346068A (en) Process for preparing high-purity α-type silicon nitride
KR900007723A (en) Aluminium Nitride And Method Of Manufacturing The Same
US2526805A (en) Method of forming uranium carbon alloys
US3622272A (en) Method of growing silicon carbide whiskers
EP0158698A2 (en) Method of manufacturing B type silicon nitride whiskers
US4525335A (en) Method of manufacturing crystalline silicon nitride and method of separation thereof
HU204235B (en) Process for producing self-carrying ceramic products consisting of zones of different character
US5693305A (en) Method for synthesizing aluminum nitride whiskers
CS239216B1 (en) Production method of fibre crystals of alfa-oxide aluminium
Misirli et al. Effect of B2O3 addition on the sintering of α-Al2O3
RU1834839C (en) Method for saturation of porous carbon material with silicon carbide
CN1028776C (en) Preparation method of high-purity mullite whisker
US5160574A (en) Process for production of small diameter titanium carbide whiskers
US3421851A (en) Method of growing alpha-alumina single crystal ribbons
US5662875A (en) Continuous process for the preparation of silicon nitride by carbonitriding and silicon nitride thereby obtained
US20090297433A1 (en) METHOD FOR OBTAINING A-ALUMINA CRYSTALS OR FIBERS USING THE VAPOR-LIQUID-SOLID (VLS) MECHANISM, BY CONTROLLING THE SLIGHTLY OXIDIZING ATMOSPHERES IN SYSTEMS THAT CONTAIN METAL Al AND SIO2
US4994419A (en) Low temperature synthesis of high purity monoclinic celsian using topaz
US4906324A (en) Method for the preparation of silicon carbide platelets
JPH0130766B2 (en)
Lauterbach et al. Single-crystalline hexagonal Sr-Er-and Sr-Dy-sialon microtubes