DE102004018875B4

DE102004018875B4 - Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen

Info

Publication number: DE102004018875B4
Application number: DE102004018875A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Susono Kato; Tomohiro Susono Taniguchi; Makoto Egashira; Yasuhiro Shimizu; Takeo Hyodo; Kazutaka Kamitani
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2024-04-20
Also published as: DE102004018875A1; US7132094B2; FR2853893B1; US20040265221A1; JP2005126309A; JP4271045B2; FR2853893A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen mit folgenden Schritten:
Erzeugen von Mikroflüssigkeitströpfchen im zerstäubten Zustand aus einer wässrigen Lösung, die entweder Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat sowie entweder ein oberflächenaktives Mittel oder eine organische Säure enthält, durch Einstrahlen von Überschallwellen;
Auswahl der erzeugten Mikroflüssigkeitströpfchen, die eine vorbestimmte Korngröße oder weniger aufweisen, durch einen Luftstrom;
Einbringen der erzeugten Mikroflüssigkeitströpfchen in einen Ofen; und
Verbrennen der erzeugten Mikroflüssigkeitströpfchen in Luft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung hohler Aluminiumoxidteilchen, und spezieller ein Herstellungsverfahren, mit welchem die Korngröße der hohlen Aluminiumoxidteilchen gesteuert werden kann, und ein hoher Herstellungsanteil an hohlen Teilchen ermöglicht werden kann, während die Herstellung massiver Teilchen unterdrückt wird.
Aus der JP 2003089519 A und aus dem Artikel „Preparation of Hollow Alumina Microspheres by Ultrasonic Spray Pyrolysis" von T. Kato et al., veröffentlicht im Journal of the Ceramic Society of Japan, 110[3], 2002, S. 146-148 ist ein Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen bekannt, dass einen Schritt zum Erzeugen von Flüssigkeitströpfchen aus einer beispielsweise Aluminiumnitrat enthaltenden wässrigen Lösung und Auswahl der erzeugten Flüssigkeitströpfchen, die eine vorbestimmte Korngröße oder weniger aufweisen, durch einen Luftstrom und anschließend Einbringen der Flüssigkeitströpfchen in einen Ofen und Verbrennen derselben in Luft umfasst.
Aus dem Artikel „Synthesis and sintering of barium titanate fine powders by ultrasonic spray pyrolysis" von T. Ogihara et al, veröffentlicht in Advanced Powder Technology (1999), 10(1), S. 37-50 ist die Verwendung eines oberflächenaktiven Mittels in einem Ultraschall-Spray-Pyrolyseverfahren von Metallsalzen beschrieben.
Aus dem Artikel „Ultrasonic spray pyrolysis of a chelated precursor into spherical Yba2Cu307-x high temperature superconductor powders" von C.H. Chao und P.D. Ownby, veröffentlicht im Journal of Materials Science (1995), 30(24), S. 6136-6144 ist es bekannt, Zitronensäure in einem Ultraschall-Spray-Pyrolyseverfahren zu verwenden.
Unter dem Gesichtspunkt einer Gewichtsverringerung und der Erhöhung der Festigkeit von Materialien werden beispielsweise Verbundwerkstoffmaterialien, bei denen Keramikteilchen in Basismaterialien, wie beispielsweise Metallen, dispergiert sind, üblicherweise eingesetzt. Da hohle Aluminiumoxidteilchen ein geringes Wärmeleitvermögen und eine hohe Stabilität aufweisen, und weiterhin Eigenschaften wie eine niedrige Druckfeuerfest-Erweichungstemperatur, einen kleinen Elastizitätsmodul im heißen Zustand, und geringe Schrumpfung beim erneuten Erwärmen aufweisen, fanden sie Aufmerksamkeit als Füllstoffe, welche Materialien erheblich bessere Eigenschaften verleihen können.
Als ein Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen wurde kürzlich ein Überschallzerstäubungs-Wärmezersetzungsverfahren vorgeschlagen, bei welchem Überschallwellen auf eine wässrige Lösung aus Aluminiumnitrat einwirken, um Mikroflüssigkeitströpfchen aus einer wässrigen Lösung von Aluminiumnitrat im zerstäubten Zustand zu erzeugen, die Mikroflüssigkeitströpfchen in einem Brennofen eingegeben werden, und diese gebrannt werden, wie dies in der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents 7-267613 beschrieben wird. Bei dem Überschallzerstäubungs-Wärmezersetzungsverfahren können infolge der Tatsache, dass Mikroflüssigkeitströpfchen sofort verbrannt werden, kleine, hohle Aluminiumoxidteilchen erhalten werden, deren Form sich an jene exakter Kugeln annähert.
Da bei dem vorgeschlagenen Überschallzerstäubungs-Wärmezersetzungsverfahren Mikroflüssigkeitströpfchen unter der Einwirkung von Überschallwellen unverändert dem Brennofen zugeführt werden, werden allerdings verschiedene hohle Aluminiumoxidteilchen mit unterschiedlicher Korngröße vermischt, so dass ein zusätzlicher Sichtungsvorgang erforderlich ist, um ein Ausgangsmaterial für Verbundwerkstoffmaterialien herzustellen. Weiterhin ist die Schwierigkeit vorhanden, dass der Anteil an hergestellten massiven Aluminiumoxidteilchen hoch ist, und der Anteil an hergestellten hohlen Teilchen niedrig.
Daher soll mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen zur Verfügung gestellt werden, mit welchem die Korngröße der hohlen Aluminiumoxidteilchen gesteuert werden kann, und hohle Teilchen mit hohem Anteil erzeugt werden können, wogegen die Herstellung massiver Teilchen unterdrückt wird.
Die vorliegender Erfinder haben umfangreiche Versuche zur Erzielung des voranstehenden Ziels unternommen, wobei sich herausstellte, dass der Anteil der Herstellung hohler Teilchen wesentlich dadurch verbessert werden kann, dass ein oberflächenaktives Mittel oder eine organische Säure einer wässrigen Lösung aus Aluminiumnitrat oder einer wässrigen Lösung aus Aluminiumacetat hinzugefügt wird, woraus sich die vorliegende Erfindung ergab.
Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen zur Verfügung, das nachstehend angegeben ist, um die voranstehend geschilderten Ziele zu erreichen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen zur Verfügung gestellt, welches folgende Schritte aufweist: Aufstrahlen von Überschallwellen auf eine wässrige Lösung, die Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat enthält, sowie ein oberflächenaktives Mittel oder eine organische Säure, zur Erzeugung von Mikroflüssigkeitströpfchen im zerstäubten Zustand; Eingeben der erzeugten Mikroflüssigkeitströpfchen nur für jenen Anteil der Mikroflüssigkeitströpfchen, die eine vorbestimmte Korngröße oder weniger aufweisen, in einen Luftstrom, und deren Verbrennung in Luft.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Verfahren zur Erzeugung hohler Aluminiumoxidteilchen gemäß dem ersten Aspekt die Konzentration an Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat zwischen 0,1 bis 1,0 M.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden bei dem Verfahren zur Erzeugung hohler Aluminiumoxidteilchen gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt 0,0005 bis 0,05 Mol des oberflächenaktiven Mittels oder 0,03 bis 0,5 Mol der organischen Säure einem Mol Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat hinzugefügt.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen gemäß einem der voranstehend geschilderten drei Aspekte die organische Säure Zitronensäure, eine Aminosäure, oder Maleinsäure.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei dem Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen gemäß einem der vier voranstehend geschilderten Aspekte das oberflächenaktive Mittel ein Olefinpolymer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 2 500 bis 6 000.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei dem Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen gemäß einem der voranstehend geschilderten fünf Aspekte eine erneute Verbrennung der sich ergebenden, hohlen Aluminiumoxidteilchen durchgeführt.
Gemäß der Erfindung können hohle Aluminiumoxidteilchen mit gleichmäßiger Korngröße mit erheblich besserer Ausbeute als bisher erhalten werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1(A) eine schematische Ansicht einer bevorzugten Einrichtung zur Durchführung eines Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
1(B) eine vergrößerte Ansicht eines Flüssigkeitströpfchen-Auswahlabschnitts;
2 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Mechanismus zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren;
3 ein Diagramm mit einer Darstellung der Korngrößenverteilung für ein Pulver nach erneutem Brennen gemäß Beispiel 1;
4 ein Diagramm mit einer Darstellung der Korngrößenverteilung für ein Pulver nach erneutem Brennen gemäß Beispiel 2;
5 ein Diagramm mit einer Darstellung der Korngrößenverteilung für ein Pulver nach erneutem Brennen gemäß Beispiel 3;
6 ein Diagramm mit einer Darstellung der Korngrößenverteilung für ein Pulver nach erneutem Brennen gemäß Vergleichsbeispiel 1;
7 ein Diagramm mit einer Darstellung der Korngrößenverteilung für ein Pulver nach erneutem Brennen gemäß Vergleichsbeispiel 2;
8 ein Diagramm mit einer Darstellung der Korngrößenverteilung für ein Pulver nach erneutem Brennen gemäß Beispiel 4; und
9 ein Diagramm mit einer Darstellung der Korngrößenverteilung für ein Pulver nach erneutem Brennen gemäß Beispiel 5.
Das Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen gemäß der Erfindung beruht auf einem Überschall-Sprühwärme zersetzungsverfahren. 1(A) zeigt schematisch eine bevorzugte Einrichtung zur Durchführung eines Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Zuerst werden Oberschallwellen von einem Überschallwellengenerator 11 auf eine wässrige Ausgangslösung 1 aufgestrahlt, die Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat sowie ein oberflächenaktives Mittel oder eine organische Säure aufweist, und in einen Vorratsbehälter 10 eingefüllt ist, damit zerstäubte Mikroflüssigkeitströpfchen 1a der wässrigen Ausgangslösung 1 erzeugt werden. Gleichzeitig wird eine vorbestimmte Luftmenge durch ein Lufteinlassrohr 12 in den Vorratsbehälter 10 eingelassen, wodurch die erzeugten Mikroflüssigkeitströpfchen 1a im Inneren eines Versorgungsrohrs 13 angehoben werden, und in einen Flüssigkeitströpfchen-Auswahlabschnitt 14 geschickt werden.
In der wässrigen Ausgangslösung liegt die Konzentration an Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 1,0 M. Weiterhin ist der Anteil an oberflächenaktivem Mittel vorzugsweise zwischen 0,0005 bis 0,05 Mol bis ein Mol der wässrigen Lösung aus Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat.
Es kann jedes oberflächenaktive Mittel eingesetzt werden, ohne spezielle Einschränkungen, soweit das oberflächenaktive Mittel eine wässrige Lösung mit Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat bilden kann. Mit wachsendem Molekulargewicht wird die Ausbeute an hohlen Aluminiumoxidteilchen verbessert, und kann die zugefügte Menge verringert werden. Ein bevorzugtes oberflächenaktives Mittel ist ein Olefinpolymer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht zwischen 2 500 und 6 000, und bevorzugt ein Olefinpolymer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht zwischen 2 800 und 5 000. Speziell sind Copolymere von Ethylenoxid und Propylenoxid, mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht in dem voranstehend geschilderten Bereich, sowie Olefinsäureamidethoxylat und aliphatisches Alkoholethoxylat geeignet.
Unter den organischen Säuren werden Carboxylsäuren bevorzugt, und sind besonders Zitronensäure, Aminosäure und Maleinsäure geeig net. Die organischen Säuren können jeweils einzeln oder in geeigneten Kombinationen eingesetzt werden. Weiterhin liegt der Anteil an organischer Säure vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,05 Mol pro einem Mol der wässrigen Lösung aus Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat. Hohle Aluminiumoxidteilchen mit hervorragender mechanischer Festigkeit können mit hoher Ausbeute dadurch erhalten werden, dass die Zusammensetzung der wässrigen Ausgangslösung wie voranstehend geschildert gesteuert wird.
Der Flüssigkeitströpfchen-Auswahlabschnitt 14 weist, wie im vergrößertem Maßstab in 1(B) gezeigt, ein Lufteinlassrohr 16 auf, das in horizontaler Richtung ins Zentrum eines Hauptkörpers 15 eingeführt ist. Wenn eine vorbestimmte Luftmenge durch das Lufteinlassrohr 16 in den Hauptkörper 15 eingegeben wird, fließt Luft durch das Zufuhrrohr 13 zum Hauptkörper 15, damit suspendierte, kleine Flüssigkeitströpfchen 1a über einen Luftstrom zu einem Ofenrohr 21 eines Brennofens 20 geschickt werden. Unter den Mikroflüssigkeitströpfchen 1b, die innerhalb des Hauptkörpers suspendiert sind, werden daher nur jene Mikroflüssigkeitströpfchen 1b, die oberhalb des Ortes des Lufteinlassrohrs 16 schweben, also jene mit einer bestimmten Korngröße oder weniger, mit Hilfe des Luftstroms dem Ofenrohr 21 zugeführt.
Das Ofenrohr 21 wird auf einer Brenntemperatur von beispielsweise 1 200 bis 1 300°C gehalten, und die Mikroflüssigkeitströpfchen 1b werden zerlegt und verbrannt beim Durchgang durch das Ofenrohr 21, so dass hohle Aluminiumoxidteilchen 30 entstehen, die am Ende des Ofenrohrs 21 abgelagert werden. Die Wärmezersetzungs- und Brennzeit in dem Brennofen 20 wird durch die Luftmenge gesteuert, die von dem Lufteinlassrohr 16 dem Flüssigkeitströpfchen-Auswahlabschnitt 14 zugeführt wird. Weiterhin wird Gas (NOx), das bei der Wärmezersetzung und Verbrennung erzeugt wird, durch ein geeignetes Alkali 40 gereinigt und dann zurückgewonnen.
Bei dem voranstehend geschilderten Zersetzungs- und Brennmechanismus wird, wie schematisch in 2 gezeigt ist, zuerst ein Mikroflüssigkeitströpfchen 1b einer wässrigen Ausgangslösung, die Moleküle 30m aus Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat sowie ein oberflächenaktives Mittel oder eine organische Säure enthält, mit einer äußeren Schale aus Aluminiumoxid 30c ausgebildet, die durch sofortige Oxidation der Moleküle 30m aus Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat gebildet wird, die am Außenumfangsabschnitt vorhanden sind. Gleichzeitig wird ein Gel 30b, das die Moleküle 30m aus Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat enthält, sowie das oberflächenaktive Mittel oder die organische Säure, innerhalb der äußeren Schale ausgebildet. In dem Gel 30b agglomerieren Moleküle 30m aus Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat nicht miteinander, infolge der Einwirkung des oberflächenaktiven Mittels oder der organischen Säure, sondern sind jeweils in geeigneten Entfernungen dispergiert. Da bei den bislang bekannten Verfahren kein oberflächenaktives Mittel oder eine organische Säure vorgesehen ist, agglomerieren die Moleküle 30m aus Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat, so dass die Neigung besteht, massive Aluminiumoxidteilchen auszubilden.
Dann gibt das Gel 30b den aufgenommenen Wasseranteil ab, und bewegen sich die Moleküle 30m aus Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat nach außen bei der Abgabe von Wasser, wobei in diesem Zeitraum Aluminiumionen oxidiert werden, so dass Aluminiumoxid 30c entsteht, und das so ausgebildete Aluminiumoxid 30c aufeinanderfolgend auf der Innenwand der äußeren Schale abgelagert wird. Die äußere Schale wächst zu einer erheblichen Wanddicke an, so dass schließlich ein hohles Aluminiumoxidteilchen 30 ausgebildet wird, welches die äußere Schale 30a aufweist. Auch in diesem Fall weist, da die Moleküle 30m aus Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat nicht agglomerieren, infolge der Einwirkung des oberflächenaktiven Mittels oder der organischen Säure, und Aluminiumoxid 30c gleichmäßig an jedem der Abschnitte auf der Innenwand der äußeren Schale abgelagert wird, die äußere Schale eine gleichmäßige Dicke auf, und weist eine hervorragende Festigkeit auf.
Wie voranstehend geschildert können durch das Verfahren gemäß der Erfindung hohle Aluminiumoxidteilchen mit einem bestimmten Korngrößenbereich einfach mit hoher Ausbeute erhalten werden.
Bei den hohlen Aluminiumoxidteilchen, die durch die voranstehend geschilderten Vorgänge der Wärmezersetzung und der Verbrennung erhalten werden, überwiegen δ-Aluminiumoxid oder γ-Aluminiumoxid. Hierbei wird vorgezogen, diese in stabiles α-Aluminiumoxid umzuwandeln durch erneutes Brennen während 1 bis 2 Stunden bei 1 300°C.
Die vorliegende Erfindung wird mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf Beispiele erläutert, jedoch ist die Erfindung keinesfalls auf diese beschränkt.
Beispiel 1

Eine wässrige Ausgangslösung wurde dadurch hergestellt, dass ein Copolymer von Ethylenoxid und Propylenoxid (gewichtsmittleres Molekulargewicht 2 900) als oberflächenaktives Mittel in einem Anteil von 0,05 Mol auf Grundlage von Aluminiumnitrat einer wässrigen Lösung mit 0,5 M aus Aluminiumnitrat hinzugefügt wurde. Dann wurden hohle Aluminiumoxidteilchen unter den folgenden Verarbeitungsbedingungen hergestellt, unter Einsatz der in 1 dargestellten Herstellungseinrichtung.

Menge der dem Lufteinlassrohr zugefügten Luft:	500 ml/min
Menge der dem Lufteinlassrohr zugefügten Luft:	100 ml/min
Temperatur des Brennofens:	1 300°C
Zeit für die Wärmezersetzung und das Brennen:	0,032 min.

Nachdem das erhaltene Pulver herausgenommen und mittels Röntgenstrahlbeugung untersucht wurde, wurde bestätigt, dass das Pulver aus δ-Aluminiumoxid bestand. Dann wurde das Pulver erneut bei 1 300°C eine Stunde lang gebrannt. Mit dem erneut gebrannten Pul ver wurde eine Röntgenstrahlbeugung durchgeführt, wodurch bestätigt wurde, dass es sich um α-Aluminiumoxid handelte.
Weiterhin wurde die Korngrößenverteilung des Pulvers nach dem erneuten Brennen bestimmt, wobei das Ergebnis in 3 dargestellt ist. Wie aus 3 hervorgeht wurden, wobei massive Teilchen in einem Teilbereich mit kleiner Korngröße ausgebildet wurden, hohle Aluminiumoxidteilchen insgesamt mit hoher Ausbeute (86,2 %) erhalten.
Beispiel 2
Abgesehen von einer Änderung der Menge an zugefügtem Polymer aus Ethylenoxid und Propylenoxid auf 0,0005 Mol wurde die Verarbeitung unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1 durchgeführt, und wurde das erhaltene Pulver erneut gebrannt. Bei der Bestimmung der Korngrößenverteilung des Pulvers nach dem erneuten Brennen stellte sich heraus, dass zwar massive Teilchen in einem Teilbereich mit kleiner Korngröße erzeugt wurden, jedoch hohle Aluminiumoxidteilchen insgesamt mit hoher Ausbeute (58,2 %) erhalten wurden, wie dies in 4 gezeigt ist.
Beispiel 3
Die Verarbeitung erfolgte unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1, mit Ausnahme des Einsatzes von 0,045 Mol Zitronensäure anstelle des oberflächenaktiven Mittels, und das sich ergebende Pulver wurde erneut gebrannt. Bei der Bestimmung der Korngrößenverteilung des Pulvers nach dem erneuten Brennen stellte sich heraus, dass zwar massive Teilchen in einem Teilbereich für kleine Korngröße, wie in 5 dargestellt, erzeugt wurden, jedoch hohle Aluminiumoxidteilchen insgesamt mit hoher Ausbeute (77,9 %) erhalten wurden, wie dies in 5 gezeigt ist.
Vergleichsbeispiel 1
Die Verarbeitung wurde unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1 durchgeführt, allerdings ohne Hinzufügen des oberflächenaktiven Mittels, und nur unter Verwendung der wässrigen Lösung von 0,5 M aus Aluminiumnitrat, wobei das erhaltene Pulver erneut gebrannt wurde. Es wurde die Korngrößenverteilung für das Pulver nach dem erneuten Brennen bestimmt. Das Ergebnis ist in 6 dargestellt. Man sieht, dass der Anteil der Erzeugung massiver Teilchen (61,8 %) größer ist als jener der hohlen Teilchen (38,2 %).
Vergleichsbeispiel 2
Die Verarbeitung wurde unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1 durchgeführt, mit Ausnahme der Tatsache, dass der Anteil an Zitronensäure auf 0,025 Mol geändert wurde, und das sich ergebende Pulver wurde erneut gebrannt. Bei der Bestimmung der Korngrößenverteilung des Pulvers nach dem erneuten Brennen stellte sich heraus, dass der Anteil an hergestellten massiven Teilchen (68,2 %) größer ist als jener der hohlen Teilchen (31,8 %), wie dies in 7 dargestellt ist.
Beispiel 4
Die Verarbeitung wurde unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1 durchgeführt, mit Ausnahme der Tatsache, dass das Copolymer von Ethylenoxid mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 2 900 und Propylenoxid hinzugefügt wurden, mit einem Anteil von 0,0008 Mol auf Grundlage von Aluminiumnitrat, und das erhaltene Pulver wurde erneut gebrannt. Bei Bestimmung der Korngrößenverteilung des Pulvers nach dem erneuten Brennen stellte sich heraus, dass massive Teilchen in einem Teilbereich für kleine Korngröße erzeugt wurden, jedoch hohle Aluminiumoxidteilchen mit hoher Ausbeute (65,7 %) erhalten wurden, wie in 8 gezeigt ist.
Beispiel 5
Die Verarbeitung wurde unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1 durchgeführt, mit Ausnahme der Tatsache, dass das Copolymer von Ethylenoxid mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 4 600 und Propylenoxid hinzugefügt wurden, mit einem Anteil von 0,0008 Mol auf Grundlage von Aluminiumnitrat, und das erhaltene Pulver wurde erneut gebrannt. Bei Bestimmung der Korngrößenverteilung des Pulvers nach dem erneuten Brennen stellte sich heraus, dass massive Teilchen in einem Teilbereich für kleine Korngröße erzeugt wurden, jedoch hohle Aluminiumoxidteilchen mit hoher Ausbeute (94,0 %) erhalten wurden, wie dies in 9 gezeigt ist.
Man sieht aus dem Vergleich zwischen dem Beispiel 4 und dem Beispiel 5, dass die Ausbeute an hohlen Teilchen selbst bei identischer, hinzugefügter Menge verbessert wird, wenn das Molekulargewicht des oberflächenaktiven Mittels größer ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen mit folgenden Schritten: Erzeugen von Mikroflüssigkeitströpfchen im zerstäubten Zustand aus einer wässrigen Lösung, die entweder Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat sowie entweder ein oberflächenaktives Mittel oder eine organische Säure enthält, durch Einstrahlen von Überschallwellen; Auswahl der erzeugten Mikroflüssigkeitströpfchen, die eine vorbestimmte Korngröße oder weniger aufweisen, durch einen Luftstrom; Einbringen der erzeugten Mikroflüssigkeitströpfchen in einen Ofen; und Verbrennen der erzeugten Mikroflüssigkeitströpfchen in Luft.
Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration an Aluminiumnitrat oder Aluminiumacetat zwischen 0,1 bis 1,0 M liegt.
Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass entweder 0,0005 bis 0,05 Mol des oberflächenaktiven Mittels oder 0,03 bis 0,5 Mol der organischen Säure einem Mol entweder des Aluminiumnitrats oder des Aluminiumacetats hinzugefügt wird.
Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure entweder Zitronensäure, eine Aminosäure oder Maleinsäure ist.
Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das oberflächenaktive Mittel ein Olefinpolymer ist, das ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 2 500 bis 6 000 aufweist.
Verfahren zur Herstellung hohler Aluminiumoxidteilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich ergebenden, hohlen Aluminiumoxidteilchen erneut gebrannt werden.