CS242296B1 - Process for preparing a raw material for an alumina-based mixed ceramic with admixtures - Google Patents
Process for preparing a raw material for an alumina-based mixed ceramic with admixtures Download PDFInfo
- Publication number
- CS242296B1 CS242296B1 CS8410452A CS1045284A CS242296B1 CS 242296 B1 CS242296 B1 CS 242296B1 CS 8410452 A CS8410452 A CS 8410452A CS 1045284 A CS1045284 A CS 1045284A CS 242296 B1 CS242296 B1 CS 242296B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- mixture
- metal oxides
- preparing
- alumina
- admixtures
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Způsob přípravy oxidu hlinitého obsahujícího příměsi oxidů kovů, tvořících alkoxidy, jehož podstata spočívá v tom, že se homogenní kapalná směs nejvýše čtyřuhlíkatých alkoxidů rozloží za vzniku směsi hydratovaných oxidů kovů a/nebo oxidů kovů, která se podrobí jednostupňové až dvoustupňové kalcinaci při teplotě 400 až 1 400 °C.A method for preparing alumina containing admixtures of metal oxides forming alkoxides, the essence of which consists in decomposing a homogeneous liquid mixture of at most four-carbon alkoxides to form a mixture of hydrated metal oxides and/or metal oxides, which is subjected to one- to two-stage calcination at a temperature of 400 to 1,400 °C.
Description
hlinitého s příměsemialuminum with admixtures
22
Způsob přípravy oxidu hlinitého obsahujícího příměsi oxidů kovů, tvořících alkoxidy, jehož podstata spočívá v tom, že se homogenní kapalná směs nejvýše čtyřuhlíkatých alkoxidů rozloží za vzniku směsi hydratovaných oxidů kovů a/nebo oxidů kovů, která se podrobí jednostupňové až dvoustupňové kalcinaci při teplotě 400 až 1 400 °C.A process for the preparation of alumina comprising an additive of metal oxides forming alkoxides, the process comprising decomposing a homogeneous liquid mixture of at most four-carbon alkoxides to form a mixture of hydrated metal oxides and / or metal oxides which is subjected to one-stage to two-stage calcination 1400 ° C.
Vynález se týká způsobu přípravy suroviny pro směsnou keramiku na bázi oxidu hlinitého s příměsemi.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for preparing a feedstock for mixed alumina-based ceramics with admixtures.
Polykrystalické keramické materiály na bázi velmi čistého oxidu hlinitého mají při některých aplikacích omezené použití vzhledem k nízké tepelné vodivosti a některým nepříznivým mechanickým vlastnostem. Tyto nežádoucí vlastnosti se například u keramických obráběcích nástrojů odstraňují tím, že základní surovina, práškový oxid hlinitý je dopován příměsí oxidů kovů, například T1O2, ZrO2, MgO v množství desetin až desítek procent hmotnosti. Tuto směsnou surovinu nelze však připravit pouhým smísením oxidů kovů v práškovém stavu a homogenizací této směsi. Ke smísení oxidů musí dojít na mikrokrystalické až molekulární úrovni, k čemuž přispívá proces přípravy směsi tepelným rozkladem zhomogenizované směsi solí příslušných kovů, nejčastěji krystalohydrátů síranů. Během jejich tepelného rozkladu vznikají krystalické mikroagregáty o chemickém složení odpovídajícímu přibližně poměru výchozích solí.Polycrystalline ceramic materials based on very pure alumina have limited use in some applications due to low thermal conductivity and some unfavorable mechanical properties. These undesirable properties are eliminated, for example, in ceramic cutting tools by the fact that the base material, alumina powder, is doped with an admixture of metal oxides, for example T1O2, ZrO2, MgO in the amount of tenths to tens of percent by weight. However, this mixed feedstock cannot be prepared simply by mixing the metal oxides in powder form and homogenizing the mixture. The mixing of the oxides must take place at a microcrystalline to molecular level, which is aided by the process of preparation of the mixture by thermal decomposition of the homogenized mixture of the salts of the respective metals, most often the sulphate crystals. During their thermal decomposition, crystalline microaggregates with a chemical composition corresponding approximately to the ratio of the starting salts are formed.
Nevýhodou tohoto způsobu je v některých případech omezený stupeň homogenity směsi (například AI2O3 j- ZrCte), vysoká kalcinační teplota síranů (více než 1 000 °C), nutnost následného převedení nízkoteplotních modifikací oxidů na vysokoteplotní další kalcinací za teploty až 1 400 °C, uvolňování exhalací SO2 a SO3 a poměrně vysoké nároky na chemickou čistotu výchozích komponent, tedy příslušných solí kovů.The disadvantage of this process is in some cases a limited degree of homogeneity of the mixture (e.g. Al2O3 i-ZrCte), high calcination temperature of the sulphates (more than 1000 ° C), the necessity of subsequent conversion of low temperature oxides modifications to high temperature further calcination at temperatures up to 1,400 ° C. release of SO2 and SO3 emissions and relatively high demands on the chemical purity of the starting components, i.e. the corresponding metal salts.
Způsob přípravy homogenní směsi AI2O3 s příměsemi kovových oxidů podle vynálezu odstraňuje zcela tyto uvedené nevýhody tím, že tato surovina pro směsnou keramiku se připravuje z homogenní kapalné směsi nejvýše čtyřuhlíkaíých alkoxidů příslušných kovů, která se podrobí hydrolytickému rozkladu za vzniku směsi hydratovaných oxidů kovů a/nebo oxidů kovů zhomogenizovaných na molekulární úrovni.The process for preparing a homogeneous mixture of Al 2 O 3 with metal oxide admixtures according to the invention removes these disadvantages completely by preparing the mixed ceramic raw material from a homogeneous liquid mixture of at most quadruplicate alkoxides of the respective metals which undergo hydrolytic decomposition to form a hydrated metal oxide mixture and / metal oxides homogenized at the molecular level.
Jako alkoxidy kovů lze použít sloučeniny typu Mn (OR]„, kde M je příslušný kov (AI, Ti, Zr, Mg a podobně), n jeho mocenství a R příslušný organický radikál, jako například etyl, propyl a butyl apod. Potřebné alkoxidy lze připravit například působením příslušného alkoholu ROH na příslušný kov (AI, Mg) nebo alkoholýzou příslušných chloridů nebo dialkylaminů kovů (Ti, Zr) a to buď odděleně, nebo· společně. Alkoxidy těchto kovů jsou uchovány jako kapaliny neomezeně mísitelné za přítomnosti rozpouštědla, jakým je například benzen, xylen, nebo· příslušný alkohol R—OH. Tak se vytvoří směs alkoxidů kovů odpovídající žádanému poměru kovů v konečné práškové směsné surovině.As metal alkoxides, compounds of the type M n (OR] n where M is the corresponding metal (Al, Ti, Zr, Mg and the like), n its valency and R the corresponding organic radical such as ethyl, propyl and butyl and the like can be used. alkoxides can be prepared, for example, by treating the corresponding metal (Al, Mg) with the appropriate alcohol ROH or by alcoholysis of the corresponding metal chlorides or dialkylamines (Ti, Zr) either separately or together. such as benzene, xylene, or the corresponding alcohol R-OH to form a mixture of metal alkoxides corresponding to the desired ratio of metals in the final powdered feedstock.
Tuto homogenní kapalnou směs lze podrobit několika typům rozkladu, jako je hydrolýza, pyrolýza či spalování, z nichž nejvýhodnější je hydrolýza.This homogeneous liquid mixture can be subjected to several types of decomposition such as hydrolysis, pyrolysis or combustion, the most preferred of which is hydrolysis.
Hydrolýzou vznikají u AI a Mg převážně hydratované oxidy, u kovů MIV (Ti, Zr] převážně oxidy. Zhydrolyzovaná směs hydratovaných oxidů a oxidů kovů se převede tepelným rozkladem po jejich oddělení z reakční směsi na práškovou homogenní směs oxidů, která tvoří vlastní surovinu pro směsnou keramiku.Hydrolysis produces mostly hydrated oxides in Al and Mg, predominantly oxides in M IV (Ti, Zr) metals, and the hydrolysed mixture of hydrated oxides and metal oxides is converted by thermal decomposition from the reaction mixture to a homogeneous powder mixture of oxides mixed ceramics.
V procesu hydrolýzy alkoxidů kovů lze s výhodou regulovat velikost zrna práškové suroviny například mícháním, hydrolýzou na rozhraní fází voda-rozpouštědlo, přítomností povrchově aktivních látek, působením ultrazvuku či jiných dezintegračních metod. Další výhodou hydrolytického rozkladu alkoxidů je možnost regenerace všech rozpouštědel.In the process of hydrolysis of the metal alkoxides, it is advantageous to control the grain size of the powdered feedstock, for example by stirring, by hydrolysis at the water-solvent interface, by the presence of surfactants, by ultrasound or other disintegration methods. Another advantage of hydrolytic decomposition of alkoxides is the possibility of regeneration of all solvents.
Výhodou způsobu přípravy směsné suroviny podle vynálezu je naprostá homogenita směsi oxidu kovů, minimální nároky na čistotu výchozích látek, nízká kalcinační teplota u směsi hydratovaných oxidů a oxidů kovů, pohybující se do 600 °C, možnost regenerace všech rozpouštědel a celkový bezexhaíační postup přípravy. První nízkoteplotní kalcinací vzniklé nízkoteplotní modifikace oxidů kovů lze převést na vysokoteplotní kalcinací při teplotě až 1 400 °C.The advantages of the process of preparing the mixed feedstock according to the invention are the complete homogeneity of the metal oxide mixture, the minimum requirements for the purity of the starting materials, the low calcination temperature of the mixture of hydrated oxides and metal oxides up to 600 ° C. The first low-temperature calcination resulting from the low-temperature modification of the metal oxides can be converted to high-temperature calcination at a temperature of up to 1400 ° C.
Příklad 1Example 1
Kapalná směs izobutanolátů hlinitého a titaničitého obsahující přebytek izobutanolu a stejný objem xylenu s poměrem kovů AI :Liquid mixture of aluminum and titanium (isobutanolate) containing an excess of isobutanol and an equal volume of xylene with an Al:
: Ti (molárnej 1:0,02 byla hydrolyzována vodou za současného působení ultrazvuku. Ze vzniklé vodní suspenze byla destilací oddělena organická rozpouštědla a vlastní vodná suspenze směsi hydrolovaných oxidů a oxidů AI a Ti byla usušena v rozprašovací sušárně. Získaná prášková směs byla kalcinovóna při teplotě 550 °C po dobu 1 hodiny. Vzniklá prášková směsná surovina měla střední velikost zrna 13,5 um a obsahovala 3 % TÍO2.The Ti water (1: 0.02 molar) was hydrolyzed with water under ultrasound, the resulting organic suspension was distilled to remove organic solvents and the aqueous slurry of the mixture of hydrolysed oxides and oxides Al and Ti was dried in a spray drier. at 550 DEG C. for 1 hour The resulting powdered feedstock had a mean grain size of 13.5 µm and contained 3% TiO 2.
Příklad 2Example 2
Kapalná směs izopropanolátů hlinitého, hořečnatého, titaničitého a zirkoničitého obsahující uvedené kovy v molárních poměrech 1 : 0,01 : 0,02 : 0,1 byla za přítomnosti xylenu, o témž objemu jako směs alkoholátů, byla podrobena hydrolýze. Prostředí pro hydrolýzu tvořil 1% vodný roztok peroxidu vodíku umístěný v ultrazvukové vaně vyhřáté na 50 °C. Do tohoto prostředí byla za intenzivního míchání dávkována 25 °C teplá kapalná směs alkoholátů rychlostí 10 ml za minutu. Po ukončené hydrolýze byl xylen a izopropanol oddělen destilací a vodná suspenze hydratovaných oxidů a oxidů kovů byla zfiltrována, pevná fáze promyta a vakuově sušena. Poté byla prášková směs kalcinována při teplotě 800 °C po dobu 1 hodiny. Střední velikost zrna práškové směsné suroviny byla 15,2 gm a směs obsahovala 0,6 % MgO, 2,45 0/0 TÍO2 a 18,8 % ZrO2.A liquid mixture of isopropanolates of aluminum, magnesium, titanium and zirconium containing said metals in molar ratios of 1: 0.01: 0.02: 0.1 was subjected to hydrolysis in the presence of xylene of the same volume as the mixture of alcoholates. The hydrolysis medium consisted of a 1% aqueous hydrogen peroxide solution placed in an ultrasonic bath heated to 50 ° C. A 25 ° C warm liquid mixture of alcoholates was metered into this medium with vigorous stirring at a rate of 10 ml per minute. After complete hydrolysis, xylene and isopropanol were separated by distillation and the aqueous suspension of hydrated oxides and metal oxides was filtered, the solids washed and vacuum dried. Then the powder mixture was calcined at 800 ° C for 1 hour. The mean grain size of the powdered feedstock was 15.2 gm and the mixture contained 0.6% MgO, 2.45% TiO2 and 18.8% ZrO2.
Příklad 3Example 3
Kapalná směs alkoholátů kovů podle příkladu 2 bez přítomnosti dalších dodatečných rozpouštědel byla termicky rozkládána v destilační aparatuře za atmosférického tlaku při teplotě 150 až 300 °C. Produkty rozkladu byla směs kovových oxidů AI2O3, MgO, T1O2 a ZrO2, dále izopropanol a olefiny. Rentgenová difrakce prokázala amorfní strukturu práškové suroviny, jejíž střední velikost zrna byla 20,8 um.The liquid metal alkoxide mixture of Example 2 in the absence of additional additional solvents was thermally decomposed in a distillation apparatus at atmospheric pressure at 150-300 ° C. The decomposition products were a mixture of metal oxides Al2O3, MgO, T1O2 and ZrO2, isopropanol and olefins. X-ray diffraction showed an amorphous structure of the powder raw material, whose mean grain size was 20.8 µm.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS8410452A CS242296B1 (en) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | Process for preparing a raw material for an alumina-based mixed ceramic with admixtures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS8410452A CS242296B1 (en) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | Process for preparing a raw material for an alumina-based mixed ceramic with admixtures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS1045284A1 CS1045284A1 (en) | 1985-08-15 |
| CS242296B1 true CS242296B1 (en) | 1986-04-17 |
Family
ID=5448718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS8410452A CS242296B1 (en) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | Process for preparing a raw material for an alumina-based mixed ceramic with admixtures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS242296B1 (en) |
-
1984
- 1984-12-28 CS CS8410452A patent/CS242296B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS1045284A1 (en) | 1985-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Narendar et al. | Mechanisms of phase separation in gel-based synthesis of multicomponent metal oxides | |
| Yoldas | Effect of variations in polymerized oxides on sintering and crystalline transformations | |
| AU2002360566B2 (en) | Method for manufacturing stabilized zirconia | |
| KR0180233B1 (en) | Heat-resistant transition alumina and production method thereof | |
| JPH0679965B2 (en) | Method for producing zirconia sol and method for producing zirconia molded body | |
| US4367292A (en) | Method for manufacture of powder composition for cordierite | |
| CS242296B1 (en) | Process for preparing a raw material for an alumina-based mixed ceramic with admixtures | |
| Ghosh et al. | Aqueous sol–gel synthesis of nanosized ceramic composite powders with metal-formate precursors | |
| Kaneko et al. | Reactions between PbO and TiO2 under hydrothermal conditions. | |
| Yamaguchi et al. | Formation of zirconia titanate solid solution from alkoxides | |
| Nagarajan et al. | Thermally induced chemical and structural changes in alumina-zirconia-silica gels during the formation of ceramic composites | |
| JPS61132510A (en) | Method for producing heat-resistant composite oxide powder | |
| EP0451958A1 (en) | Method for preparing zircon powder | |
| KR960012722B1 (en) | Method for preparing alumina-zirconia composite powder | |
| JPS63151672A (en) | Manufacturing method of lead zirconate titanate piezoelectric ceramic | |
| JPH0339968B2 (en) | ||
| US4990474A (en) | Process for preparing a zirconium dioxide precursor | |
| JPS623768B2 (en) | ||
| Yoshimura et al. | Preparation of Zirconia Fine Powders by the Reactions Between Zirconium Metal and High Temperature—High Pressure Solutions | |
| JPH0712922B2 (en) | Method of forming inorganic hydroxide precipitate | |
| Asaoka | Sol-gel synthesis of crystalline ZrO2 with partial replacement of zirconium by Al, Nb, Si and Ta. II | |
| JPH01111724A (en) | Production of barium titanate | |
| Lopez et al. | New alternatives for high specific area γ-Al2O3 synthesis | |
| JPH05147924A (en) | Production of alumina-silica powder | |
| JPH0742174B2 (en) | Method for producing alumina-based porous body |