DE2405492A1

DE2405492A1 - Glimmerartiges aluminiumoxyd und verwandte verbindungen

Info

Publication number: DE2405492A1
Application number: DE19742405492
Authority: DE
Inventors: George Gergely Merkl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-02-12
Filing date: 1974-02-05
Publication date: 1974-08-15
Also published as: IT1002872B; FR2217272A1; GB1463005A; SE391514B; BE810928A; FR2217272B1; NL7401690A

Description

In der Antwort bitte angeben Unser Zeichen

M/p 7777

George Gergely Merkl, 46 Sunset Gourt, Haworth, Uew Jersey 07641,

USA

Süimmerartiges Aluminiumoxyd und verxrandte Verbindungen

Zusammenfassung

Es werden Verfahren zur Herstellung von glimmerartigem Aluminiumoxyd und verwandten Verbindungen beschrieben. GLlimmerartiges Aluminiumoxyd kann als lichtdurchlässige oder als lichtundurchlässige dünne Platte hergestellt werden. Verwandte Verbindungen können mit einer Partikelgröße in der Größenordnung von 50 Angström hergestellt werden. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte sind für einen weiten Bereich von Anwendungsfällen geeignet, der Substrate für die Elektonik, synthetische Edelsteine, Korund, Keramik und Lack- oder Farbpigmente mit einschließt.

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Die Erfindung bezieht sich, auf Verfahren zur Herstellung eines glimmerartigen Aluminiumoxyds und verwandte Verbindungen, die Korund, edelsteinähnlichen Korund, Peroxa- Alpha- Aluminiumoxyd, Aluminiumoxyd mit feinen Partikeln für Lackpigmente, und ein Aluminiumperoxyd umfassen.

Es werden Silikatmineralien betrachtet, um die Grundbegriffe zu schaffen, die sich auf .glimmerähnliches Aluminiumoxyd beziehen. Ein Quarzkristall kann als Riesenmolekül beschrieben werden, bei welchem jedes Atom mit dem Rest des G-efüges durch Silizium- Sauerstoff- Bindungen verkettet ist. Dieses Kristall ist hart und fest, weil jeder Bruch erforderlich macht, daß viele dieser chemischen Bindungen aufgebrochen werden. Das gesamte Kristall kann als aus Si(X - Tetiaeä.eD2i aufgebaut angesehen werden, die dadurch miteinander kondensiert sind, daß sie Ecken, d.h. Sauerstoffatome, miteinander teilen; das Kristall hat ein Tretraeder- Rahmengefüge.

Tiele der Silikatminerale haben ähnliche Rahmengefüge. Wenn ein Siliziumion in der Mitte eines der Silikat- Tetraeder durch ein Aluminiumion ersetzt wird, Al ⁺⁺⁺ anstelle von Si ⁺⁺⁺⁺, bleibt der Tetraederrahmen im wesentlichen der gleiche, es muß jedoch ein anderes positives Ion in dem Kristall vorhanden sein, damit es die elektrische Neutralität bewahrt.

Ein interessantes Silikatmaterial wird Lasurit oder Lapislazuli genannt, ein Kineral, das eine wunderschöne blaube Farbe hat. Zermahlt man dieses Mineral zu Pulver, stellt es ein Pigment dar, das Ultramarin genannt wird.

Hier sind jedoch die Silikatmineraüien von 3edeutung, die Schichtengefüge besitzen. Durch eine Kondensationsreaktion, die drei der

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vier Hydroxylgruppen eines jeden Kieselsäure- Moleküls mit einschließt, kann kondensierte Kieselsäure mit der Zusammensetzung (Hp S12 O,-)oo hergestellt werden, die die Form einer unendlichen Schicht hat. Schichten dieser Form, die mit Schichten kombiniert werden, welche aus ähnlichen Gefügen einschließlich Aluminiumoctaedern, gebildet werden, sind in den Schichtmineralien, z.B. 3IaIk, Pyrophyllit Kaolinit und Slimmer vorhanden. In Talk, Pyrophyllit und Kaolinit sind die Schichten elektrisch neutral, und sie sind lose übereinander angeordnet und bilden das kistalline Material. Diese Schichten gleiten sehr einfach übereinander, was diesen Mineralien ihre charakteristischen Eigenschaften verleiht. '.Glimmer, KAL^Si^O,- (OH)2 ist völlig anders, da die Aluminosilikatschichten negativ geladen sind, und es müssen positive Ionen, üblicherweise Kaliumionen, zwischen den Schichten vorhanden sein, damit die elektrische Neutralität des Minerals gewahrt bleibt. Die elektrostatischen Kräfte zwischen diesen positiven Ionen und den negativ geladenen Schichten machen lulimmer wesentlich härter als Kaolinit und Talk, aber das Schichtgefüge ist bei einer Spaltung, die ermöglicht, daß das'Mineral in sehr dünne Plättchen geteilt wird, feststellbar. Es wird nachstehend gezeigt, daß eine der neuartigen Verbindungen nach vorliegender Erfindung ähnlich (Glimmer ist.

Korund ist die härteste aller in der Natur auftretenden Substanzen, mit Ausnahme von Diamant. Allgemein findet sich. Korund in vielen Formen, die farbloses Korund, das als rein charakterisiert ist, unreines Korund, das als Schmi-rgel verwendet wird, und transparentes, kristallines Korund, das geringe Mengen an anderen metallischen Oxyden, z.B. Chromoxyd und Titanoxyd enthält, mit einschließt. Letztere werden Edelsteine genannt. Die wertvollen Steine Bubin und Saphir sind typische Beispiele für wertvolle Steine aus Korund.

Künstliche Rubine und Saphire können in der Weise hergestellt werden, daß Aluminiumoxyd bei etwa 2050⁰C mit geringen Beimengungen

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von anderen Oxyden geschmolzen und die Schmelze so abgekühlt wird, daß ein brauchbarer Kristallkern entsteht, aus dem ein großer Kristall gewonnen wird. Die künstlichen Steine können von natürlichen Steinen nicht unterschieden werden, ausgenommen, daß charakteristische, abgerundete, mikroskopisch kleine Luftblasen vorhanden sind. Künstliche Edelsteine werden vielseitig verwendet, beispielsweise für Uhrenlager, als Ziehsteine zum Ziehen von Draht, und dgl. mehr.

Ein weiteres Hauptinteressengebiet bezieht sich auf die Anwendungsfälle von ultrafeinen Partikeln. Die Verwendung ultrafeiner Partikel hängt von der Art der Substanz der Verbindung, der Partikelgröße, der Partikelgrößenverte. -ung und den Eigenschaften der Oberflächen der Partikel ab. Beispielsweise unterscheiden sich ultrafeine Siliziumoxyde und Kohlenstoff, die nach unterschiedlichen Verfahren hergestellt sind, in weitem Maße in ihren Eigenschaften und in ihrem Einfluß auf die Eigenschaften anderer Materialien. Ultrafeine Partikel besitzen im allgemeinen eine geringe Fülldichte, sie können aber auch verhältnismäßig hohe Werte für die Gitteranordnung und Oberflächenkräfte besitzen. Geringe Fülldichte ergibt Isoliereigenschaften für die meisten Materialien; somit stellt man fest, daß ultrafeine Siliziumoxyde und andere Materialien in weitem Maße für die spezielle, hochwirksame Isolierung bei kryogenischen Einrichtungen verwendet werden.

Ultrafeine Partikel finden ein weites Anwendungsgebiet in pigmentierten Produkten, da ultrafeine Partikel Oberflächen wirksam und glatt überziehen, während große Partikel das Gefüge vieler Materialien beeinträchtigen. Im allgemeinen enthalten Pigmente keine Partikel, die größer als 2 bis 3 Mikron sind, und Titandioxydpigmente, die die Pigmentanforderungen an Lackbildungen beherrschen, haben üblicherweise im Mittel eine Partikelgröße · von 0,5 Mikron. Die Mattheit eines Lackes ist quantitativ umgekehrt proportional der Partikelgröße des Pigmentes, wenn die

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Partikel größer sind als die Wellenlänge von Licht.

Die meisten ultrafeinen Partikel ergeben - wenn überhauptnur eine geringe Verbesserung der Abnutzungseigenschaften eines Lackfilmes, der Glimmer ergibt jedoch eine gewisse Verbesserung, und ultrafeine Siliziumkohlenstoff- Kristallite erhöhen die Abriebfestigkeit bestimmter Farbträger auf das Doppelte und Vierfache. Man nimmt an, daß die Verbesserung in der Haltbarkeit durch die Härte der Siliziumkohlenstoffpartikel bedingt ist. Somit sind harte Partikel für Lack- bzw. Anstrichpigmente erwünscht.

Ultrafeine Partikel werden in hohem Umfange zum Polieren der Oberflächen von Materialien verwendet, um kratzerfreie Oberflächen zu erhalten.

!Ferner werden ultrafeine Partikel auch zur Verbesserung der !Festigkeit von keramischen Materialien zusätzlich zu ihrer Verwendung als Füllstoffe für Gummi und Kunststoff angewendet.

Ein Verfahren zur Herstellung von ultrafeinen Partikeln verwendet eine Kugelmühle, wobei die Mahldauer von einigen Tagen bis zu 15 Tagen beträgt. Die Partikelgrößen betragen zwischen 2,5 und 7,4 Mikron und in bestimmten Fällen sogar in der Größenordnung von 0,1 Mikron.

Eines der Verfahren zur Herstellung ultrafeiner Partikel, das in Verbindung mit dem Studium von Aerosolen angewendet wird, verwendet einen Gleichstromlichtbogen. Ein elektrischer Lichtbogen wird bei etwa 50 V Gleichspannung mit einer Stromstärke von . 1 bis 10A betrieben, damit eine Temperatur von etwa 3000⁰K erzielt wird. Die Elektroden stehen senkrecht und sind um 0,6 cm voneinander getrennt. Der Strom im Lichtbogen wird so gesteuert, daß ein weißer oder gefärbter Rauch erzeugt wird, der entweder

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direkt auf einem Kupfersieb mit 200 Maschen oder auf einer Kollodiummembran gesammelt wird, die von dem Eupfersieb aufgenommen wird. Gamma- Aluminiumoxyd mit kugelförmigen Partikeln von 250 bis 25OO Angströmeinheiten Durchmesser sind nach diesem Verfahren hergestellt worden.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung ultrafeiner Metalloxyde besteht darin, daß Metallsalze in einer Flamme zerlegt werden. Das Verfahren umschließt die thermische Zerlegung einer Lösung eines Metallsalzes oder von Salzen, z.B. Chlorid, Nitrat, Sulfat, oder Azetat in einem Lösungsmittel, z.B. Wasser oder Alkohol. Nach diesem Verfahren kann ein Aluminiumoxyd dadurch hergestellt werden, daß 100 g Aluminiumnitrat (Al (NO₅),·9H₂O) in etwa 4000 g Wasser in einem Behälter aus korrosionsbeständigem Stahl gelöst werden. Das Strömungsmittel wurde dann zerstäubt und in brennendes Erdgas eingeführt, um die Salzlösung zu zerlegen und feinverteilte Feststoffe zu erhalten. Die kugelförmigen Partikel, die dabei erhalten werden, sind in der Größenordnung von 1000 Angström.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von feinverteiltem Aluminiumoxyd umfasst die Dampfphasehydrolyse von Metallchloriden. Das Produkt, das dabei erhalten wird, ist (dubbed) pyrogenisches Aluminiumoxyd. Die chemischen Grundreaktionen laufen wir folgt ab:

2H₂+0₂

O -^ A1~O_X+6HC1

Wasserstoff wird in einem Ofen verbrannt und ergibt eine Flamme in einem Temperaturbereich von 1000⁰C bis 1100⁰C. Der Wasserdampf, der durch diese Reaktion entsteht, reagiert sofort mit dem gasförmigen Meta11halid, das von einer Verdampfungsquelle zur Flammenzone mittels trockener Luft transportiert wird. Es stellt sich eine sofortige Hydrolyse des Aluminiumchloriddampfes ein,

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und es wird Aluminiumoxyd wie auch Wasserstoffchlorid als Nebenprodukt gebildet. Der übrige Teil des Herstellvorganges umfaßt die Entfernung von Wasserstoffchlorid aus der Oberfläche des Oxyds durch Anwendung von Wärme und Dampf in einem Brennofen. Nach diesem Arbeitsvorgang wird das Aluminiumoxyd in Speicherbehälter eingeblasen, aus welchen es abgepackt und versandt wird. Die chemische Reinheit des dabei erhaltenen Oxyds wird als außerordentlich wichtiges charakteristisches Merkmal betrachtet, da die Reinheit in der Größenordnung von 98% liegt. Der restliche Chloridgehalt liegt jedoch in der Größenordnung von 0,102 Gewichtsprozent. Die Partikelgröße reicht von 100 bis 400 Angströmeinheiten.

Die Verwendung von feinen Partikeln in der Industrie ist weit verbreitet und die Anwendungen umfassen die Verwendung von feinen Partikeln zur Verfestigung von Keramik. Man nimmt an, daß amorphes Glas in eine feingekörnte, polykristalline Keramik durch einen Kernspaltprozeß umgewandelt wird, wobei eine Dispersion von ultrafeinen Partikeln als Mittelpunkte für das Kristallwachstum verwendet werden. Das übliche Verfahren besteht darin, die Kristallisierung dadurch zu beginnen, daß ultrafeine Partikel in Glas eingeführt und dann wärmebehandelt werden, um die Ausbildung und das Wachstum von Kristallen zu beschleunigen. Das üblicherweise verwendete Verfahren umfaßt die Auflösung einer Substanz mit begrenzter Löslichkeit in Glas bei einer niedrigen Temperatur und dann Abkühlung des Glases auf eine Temperatur, bei der feine Partikel der Substanz homogene Kerne bilden und über das ganze Glas verteilt ausfallen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Aluminiumoxyd mit einer Partikelgröße von 100 Angström bis etwa 1 Mikron zu verwenden.

Ultrafeine Partikel aus Aluminiumoxyd oder dgl. mit einem Dimensionsbereich von 10 bis 1000 Angström werden üblicherweise in der Industrie als etwas Besonderes angesehen und nachstehend

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wird eine getrennte Teilliste bekannter Anwendungsfälle gegeben. Diese Anwendungsfälle umfassen:

1. Veränderung der Fließeigenschaften (einschließlich Viskosität, Thixotropie und Pseudoplastizität). Die Einstellung der rheologischen Eigenschaften von Schutzüberzügen ist vielleicht einer der umfassensten industriellen Anwendungsfälle für diese ultrafeinen Partikel.

2. Verminderung von Glanz (Schleif—Mittel). Ein matter Finish für einen Anstrich kann dadurch erzielt werden, daß 8 Gewichtsprozent ultrafeiner Partikel hinzugefügt werden, während ein matter Finish für einen Lack dadurch erzielt werden kann, daß 3 Gewichtsprozent ultrafeiner Partikel beigefügt werden.

3. Verflüssigung von Überzugspulvern (einschließlich Mitteln, die einem Zusammenbacken und einem freien Fluß entgegenwirken). Zu diesem Zweck ist es erwünscht, die kleinste, zur Verfügung stehende Partikelgröße zu verwenden, und es ist bekannt, daß Partikel, die eine hohe elektrostatische Ladung führen, erwünscht sind. In typischer Weise ergeben 0,5-2 Gewichtsprozent ultrafeiner Partikel, die einer Epoxyharzzusammensetzung hinzugefügt werden, eine Fluidisierung.

4. Dispergieren und Entflocken von Pigmenten, Ultrafeine Partikel funktionieren in wirksamer Weise als Scheider für größere Partikel und sind somit nützlich als Dispergiermittel in vielen Fällen, wie zum Beispiel Farben. Es ist bekannt, daß sogar Primärpigmente, wie z.B. Titandioxyd, durch Hinzufügen von ultrafeinen Partikeln vergrößert werden.

5. Verminderung des Flutens und Schwimmens. Das Vorhandensein von ultrafeinen Partikeln im Anstrich vermindert die Tendenz

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für eine Trennung von Farbpigmenten im Anstrich oder das sogenannte Flutungsphänomen, um das Auftreten eines Marmoreffektes zu verhindern.

6. Verstärkung von Überzügen (Verstärkungsmittel). Es ist üblich, Überzüge durch Verwendung von ultrafreinen Partikeln zu verstärken, die auf Polymeren von natürlichem und synthetischem Gummi beruhen.

7. Verminderung des Rutschens. Ultrafeine Partikel finden Anwendung in Überzügen für Papiere, Taschen und Bodenwachse zur Verhinderung des Rutschens, ohne daß eine Transparenz auftritt. Manchmal werden Papiertaschen mit ultrafeinen Partikeln überzogen, um ein Rutschen zwischen den Behältern während des Transportes von einer Stelle zur anderen zu verhindern. Die Partikelgröße reicht von 80 bis 100 Angströmeinheiten.

8. Streckung anderer Pigmente und Oberflächen. Überzüge, die in der Papierindustrie verwendet werden, z.B. Durchschlagpapier und Diazopapier, verwenden erhebliche Mengen an ultrafeinen Partikeln zur Erzielung einer besseren Reproduktion vom Standpunkt der Farbe, der Linienintensität und der Schärfe aus. Es ist die Fähigkeit des Materials mit sehr feiner Partikelgröße, eine große Oberfläche zu erzielen, die wesentliche Mengen an Farbstoff oder Überzugsfarbe absorbieren kann, die diese Materialien besonders geeignet für kleine Mengen machen. Ultrafeine Partikel, wie z.B. Pigment-Verschnittmittel finden bei Anstrichen am meisten Anwendung.

9. Verschiedene Farbschattierungen. Dies ist bei weitem der bekannteste Anwendungsfall für ultrafeine Partikel.

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Ein weiteres interessantes Gebiet ist die Bildung von transparentem Aluminiumoxyd.Auf diesem Gebiet gibt es zwei wichtige Patente, nämlich US-Patent 3.026.177 und 3-026.210; beide führen die Verwendbarkeit von transparentem Aluminiumoxyd für Hochtemperaturlampen an; es gibt aber viele andere Anwendungsfälle, beispielsweise als transparenter Feuerschutzschirm oder als Radarkuppel. Das erstgenannte Patent umfaßt den Schritt, daß feinverteiltes Aluminiumoxyd einer erhöhten Temperatur in einer Atmosphäre von Wasserstoffgas ausgesetzt wird. Das zweite Patent führt aus, daß die einzige praktische Methode zur Herstellung eines transparenten Aluminiumoxyds im ersten Patent angegeben ist. Das zweite Patent verwendet Aluminiumoxyd mit einer Reinheit in der Größenordn-ung von 99,99 Gewichtsprozent und einer Partikelgröße von etwa 500 bis 2000 Angströmeinheiten. Das feinverteilte Aluminiumoxyd wird bei einer erhöhten Temperatur einerseits in einem Vakuum oder andererseits in einer Wasserstoffumgebung mit Zusatz geringer Mengen von Magnesiumoxyd in beiden Fällen zur Erzielung der Transparenz gebrannt.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines neuartigen Aluminium-oxyds, das Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd genannt wird, vorgeschlagen,'nach welchem zuerst reaktives Aluminium gegebildet wird, indem hochreines Aluminium bei Vorhandensein von Wasserstoffionen mit einem Metall mit einem Atomvolumen nahe dem von Sauerstoff durchdrungen wird, und daß im Anschluß daran das reaktive Aluminium mit Wasser reagiert.

Ferner wird nach vorliegender Erfindung ein Verfahren zur Her-, stellung eines glimmelartigen Aluminiumoxyds vorgeschlagen, nach welchem ein reaktives Aluminium dadurch hergestellt wird, daß hochreines Aluminium bei Vorhandensein von Wasserstoffionen mit einem Metall mit einem Atomvolumen nahe dem von Wasserstoff durchdrungen wird, und daß im Anschluß daran das reaktive Aluminium mit

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einem Gemisch von Wasserstoffperoxyd und einer flüssigen organischen Komponente mit einzelnen Kohlenstoff- Kohlenstoff-Bindungen reagiert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Herstellung eines Aluminiumoxyds vorgeschlagen, das als Pigment verwendet werden kann, nach welchem Verfahren das reaktive Aluminium mit einem Gemisch von Wasserstoffperoxyd, einem gestättigten Alkohol und einem verträglichen Metallsalz hei einer erhöhten Temperatur reagiert.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist auch die Bildung eines transparenten Aluminiumoxyds, wobei das da« reaktive Aluminium mit einem Gemisch von Wasserstoffperoxyd und einem gesättigten Alkohol reagiert, damit ein Aluminiumoxyd erhalten wird, und im Anschluß daran das Aluminiumoxyd "bei einer erhöhten Temperatur gebrannt wird, damit der Wasserstoff aus dem Aluminiumoxyd freigegeben wird.

Des weiteren werden neuartige Alüminiumoxydkomponenten mit ausgezeichneten physikalischen und chemischen Eigenschaften gebildet, die in bekannten Anwendungsfällen verwendet werden können, um weitere neue Produkte zu erhalten.

Vorliegende Erfindung befasst sich mit der Ausnutzung der Eigenschaften eines reaktiven Aluminiums, das nach dem Verfahren entsprechend US-Patent ... (US Serial Nr. 211.979) hergestellt worden ist.

Das reaktive Aluminium im Falle vorliegender Erfindung entspricht der katalytischen Aluminiumelektrode, die in der soeben genannten Patentschrift beschrieben worden ist.

Reaktives Aluminium wird generell in der Weise hergestellt, daß hochreines Aluminium bei Vorhandensein einer Wasserstoffionenquelle

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^mit einem Metall in Berührung kommt, das ein Hydrid bilden kann. Die Wasserstoffionenquelle kann eine anorganische Säure, z.B. eine Chlorwasserstoffsäure oder Bromwasserstoffsäure oder dgl., oder aber eine organische Säure, wie Zitronensäure oder Essigsäure oder dgl. sein. Das.reaktive Aluminium in einer alkalischen Lösung , z.B. Wasser und Natriumhydroxid dient als Wasserstoffionenquelle zur Bildung eines anderen reaktiven Aluminiums.

Das Metall zur Bildung des reaktiven Aluminiums kann ein Element oder eine Legierung sein. Vorzugsweise ist das Metall Gallium oder Indium oder eine Legierung dieser beiden oder aber Quecksilber. Eine erwünschte Eigenschaft des Metalles ist die, daß es weich und geschmeidig ist und vorzugsweise während des Verfahrens flüssig ist, damit eine rasche Durchdringung des Aluminiums möglich ist. Die allgemeine Regel ist die, daß ein Element mit einem Atomvolumen in der Nähe des von Wasserstoff für dieses Metall bevorzugt wird.

Der Ausdruck "hochrein" bedeutet hier einen höheren Prozentsatz als 99,9 Gewichtsprozent, und es werden Reinheitsgrade in der Größenordnung von 99,99 Gewichtsprozent bevorzugt.

Eine einfache Methode zur Herstellung eines reaktiven Aluminiums besteht darin, ein Aluminiumstück, zum Beispiel einen Stab mit einem Reinheitsgrad von 99,9 Gewichtsprozent zu verwenden, der eine Länge von 7,5 cm und einen Durchmesser von 1,25 cm besitzt. Der Aluminiumstab wird auf einer Seite in ein Glasgefäß eingesetzt und es wird ausreichend 2N-Säure zum Beispiel Chlorwasserstoff säure hinzugefügt, daß der Aluminiumstab bedeckt ist. Der Aluminiumstab wird mit dem Metall, z.B. Quecksilber oder Gallium in Berührung gebracht, und das Metall erhält genügend Zeit, um den Aluminiumstab zu durchdringen. Natürlich kann der Aluminiumstab in einer vertikalen Stellung behandelt werden, falls dies erwünscht ist; es ist auch nicht notwendig, daß eine Stabform'verwendet wird.

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Die Konzentration der Säure kann den weitesten Bereich umfassen und sogar neutrales Wasser mit einschließen. Die Wahl der Wasserstoffionenquelle als einer Säure hängt von dem zu "bildenden Produkt und davon ab, wie wichtig "Verunreinigungen sind.

Vorzugsweise wird der Aluminiumstab zur Reaktion durch wenigstens teilweises Abstreifen des Aluminiumoxydüberzuges, der sich auf der Oberfläche dadurch angesetzt hat, daß das Material der Luft und Feuchtigkeit ausgesetzt war, vorbehandelt. Wenn der Aluminiumstab abgestreift worden ist, ist heißes Wasser in der Lage, als Wasserstoffionenquelle zu dienen, obgleich die Reaktionsdauer dann groß ist. Andererseits kann es erwünscht sein, mit einer Säure den Oxydüberzug auf dem Aluminiumstab zu entfernen, um die Reaktion so rasch wie möglich einzuleiten, natürlich kann der Aluminiumstab auch mechanisch mit Sandpapier oder dgl. behandelt werden.

Die Zwischenreaktion, die zwischen dem Aluminiumstab, dem Metall und der Säure auftritt, ergibt zu Beginn große Blasen, die durch die Säure zur Oberfläche aufsteigen. Nach einer Weile beobachtet man,daß anstelle von großen Blasen, die sich am oberen Teil des Aluminiumstabes ausbilden und sich dann ablösen und an die Oberfläche der Säure aufsteigen, winzige Blasen aus vielen Teilen der oberen Fläche des Aluminiumstabes austreten. Das Auftreten der Menge von winzigen Blasen zeigt an, daß der Aluminiumstab in reaktives Aluminium umgewandelt wird.

Im allgemeinen nimmt der Aluminiumstab von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent des Quecksilbers.auf bzw. absorbiert diese Menge, ab-

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hängig von der Zeitdauer,/der die Reaktion durchgeführt werden kann. Ein Bereich von 2 bis 3 Gewichtsprozent Quecksilber ist für viele Anwendungsfälle erwünscht.

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Die Reaktion kann auf der Basis der Gewichtszunahme des Aluminiumstabes infolge der Absorption des Metalles oder der Erzeugung einer Vielzahl von winzigen Blasen über eine Periode von 10 bis 15 Minuten oder bedingt durch die Beobachtung der Hydrolyse von Wasser, wenn der zu behandelnde Aluminiumstab im Wasser eingesetzt ist, angehalten werden.

Ein in vorstehend beschriebener Weise behandelter Aluminiumstab zeigt überraschenderweise aktive katalytisch^ Eigenschaften, die sich aus dem Stande der Technik nicht herleiten lassen. Es ist bei bekannten Verfahren erkannt worden, daß Aluminium und ein Amalgam von Aluminium katalytisch^ Eigenschaften zeigen. Es ist von erheblicher Bedeutung, daß die Behandlung hochreinen Aluminiums in der vorbeschriebenen Weise katalytische -Eigenschaften zeigt, die bei weitem die der bekannten Verfahren übertrifft.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines reaktiven Aluminiums verwendet Gallium anstelle von Quecksilber.Der gleiche Aluminiumstab wird in ein Glasgefäß gesetzt und mit Ghlorwasserstoffsäure bedeckt, und ein Ende des Aluminiumstabes wird in Eontakt mit dem Gallium mit einer Masse von 1 bis 3 % des Aluminiumstabes gebracht. Die Behandlung wird 10 bis 15 Minuten fortgesetzt, abhängig davon, wie gut der Oxydüberzug auf dem Aluminiumstab an der Kontaktstelle zwischen Gallium und Aluminiumstab entfernt worden ist. Ein ziemlich sauberer Teil der Aluminiumstange wird durch die Beobachtung großer Blasen angezeigt, die dort entstehen.

Es ist erwünscht, radioaktives Aluminium, das mit Gallium gebildet wird, in anhydritischen Alkohol unmittelbar nach Beendigung des Verfahrens einzutauchen, damit die Ausbildung einer bräunlichen Komponente auf dem Aluminiumstab im Anschluß daran verhindert wird.

Die Metallmenge im Aluminiumstab kann entsprechend den Anwendungsfällen verändert werden. Im allgemeinen gilt, daß dann, wenn ein

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hoher Prozentsatz (Gewichtspro ζ eilt) des Metalls erwünscht ist, eine rasche Abkühlung des reaktiven Aluminiumstabes nach der Bildung das Auspressen des Metalls aufgrund einer exothermen Reaktion verhindert. Wasser ist für diesen Zweck für ein mit Quecksilber gebildetes reaktives Aluminium geeignet. In solchen Fällen, in denen es erwünscht ist, die Menge von z.B. Quecksilber von mehreren Gewichtsprozent auf z.B. 0,1 Gewichtsprozent zu verringern, kann das reaktive Aluminium erhitzt werden, um das Quecksilber auszupressen.

Hieraus ergibt sich, was mit "reaktives Aluminium" gemeint ist.

Das reaktive Aluminium kann den bekannten Ziegler-Katalysatoren bei vielenEeaktionen ersetzen, damit die gleichen oder vergleichbare Resultate erzielt werden, ohne TiaiSr-die Gefahren, die den Ziegler-Katalysatoren zugeordnet sind, in Kauf nehmen zu-müssen, und mit großem wirtschaftlichem Vorteil.

Dasieaktive Aluminium zeigt eine abgeglichene Matrix und man nimmt an, daß es in der Lage ist, sich wenigstens teilweise in ein Hydrit mit einer oder mehreren Valenzen umzuwandeln, und ergibt Al⁺"¹"*", e~, H⁺, OH", HOp— und 0 Radikale, abhängig von dem strömenden Medium, das mit dem reaktiven Aluminium in Kontakt kommt.

Bestimmte Verunreinigungen, wie z.B. Kupfer und Eisen, zeigen die Bildung eines reaktiven Aluminiums und sollten deshalb im Aluminiumstab vermieden werden. Verunreinigungen, die die Reaktion verhindern oder beschleunigen, sind in dem oben erwähnten Patent (US-Anmeldung 211.979) angegeben. Geringe Mengen des Inhibitors können jedoch zur Herstellung von Pigmenten in Kauf genommen werden.

Es ist eine interessante Theorie entwickelt worden, um die Bildung

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des glimmerartigen Aluminiumoxyds, das durch die erfindungsgemäßen Verfahren gebildet wird, zu erklären. Diese Theorie soll vorliegende Erfindung in keiner Weise beschränken. Der Alkohol dient lediglich als Suspensionsmedium, während das Wasserstoffperoxyd eine führende Rolle bei der Reaktion spielt. Eine Schicht Wasserstoffperoxyd bildet sich über der Oberfläche des reaktiven Aluminiumstabes aus. Eine weitere Schicht des Wasserstoffperoxyds bildet sich über der ersten Schicht aus, und nachfolgende Schichten bauen sich nach einem Schema auf, das schematisch durch die folgende Tabelle 1 gezeigt werden kann:

H H	^r OH	HO	HH	OH	HO	HO	HO
OH	HO	HH	GH	HO	HH	HH	HH
	HH-	OH	HO	HH	OH	OH
	OH	HO	HH	OH	HO	HO
		HH	OH	HO	HH
		OH	HO	HH	OH

ITach der hier gegebenen Hypothese zeigt Tabelle 1 die Anordnung der Schichten von Wasserst off peroxyd, die sich nach einer Ladungsschemaverteilung ändern, welche an den Atomen vorhanden ist. Die Zellen in Tabelle 1 ergeben Radikale der Form H-,0 und natürlich OH, so daß die Ladungsverteilung nach der folgenden Tabelle 2 erzielt wird:

+	-	+	-	+	-	-	-
	+	-	+	-	+	+
	+	-	+	-

Konzentriertes Wasserstoffperoxyd hat eine Tendenz zur Erzeugung von ,Hydroperoxydgruppen, die verhältnismäßig stabile RadialsLe in

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Vergleich, zu anderen Peroxydradikalen sind. Man nimmt an, daß unter günstigen Bedingungen die !Reaktion wie folgt vor sich geht

Man nimmt an, daß während der Entstehung des HydroperoxydradikaIs das zugeordnete Wasserstoffradikal in das reaktive Aluminium hinein und dann aus ihm herausdiffundiert. Wenn die Reaktion fortgesetzt wird, wird die glimmerartige Platte nach der folgenden Atomstruktur erzeugt: Al O -^H^ OAi

M JQ- *H^

5j

Aus vorstehendem Modell ergibt sich, daß Hydroperoxydradikale durch Aluminiumatome ersetzt werden, so daß eine bessere Darstellung für das glimmerartige Aluminiumoxyd wie folgt aussieht:

Das glimmerartige Aluminiumoxyd sieht ähnlich wie gewöhnlicher Glimmer aus, da es aus vielen Schichten besteht, die Schichten werden jedoch nicht durch Eationen wie z.B. positive Metallionen, sondern durch Wasserstoffionen oder vielleicht besser Protonen

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erzeugt. Die Wasserstoffionen wirken als ein Plasma zur Begrenzung der Hydroperoxydradikale für die Kontaktgabe und -Reaktion mit Aluminiumatomen zur Bildung der Hydroperoxydbindungen und zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts.

TJm das transparente Produkt zu erhalten, ist es erwünscht, einen gesättigten Alkohol und Wasserstoffperoxyd zu verwenden, die frei von unerwünschten Verunreinigungen sind, und sicherzustellen, daß der reaktive Stab gründlich gereinigt ist, bevor er in die Lösung eingesetzt wird. Vorzugsweise soll der reaktive Stab mehrere Haie in destilliertem Wasser gewaschen werden, damit Spuren von Verunreinigungen, z.B. von Chlor entfernt werden, wenn der reaktive Stab in Chlorwasserstoffsäure präpariert worden ist. Der reaktive Stab soll vollständig von dem Gemisch aus Alkohol und Wasserstoffperoxid bedeckt sein, damit die Bildung eines Aluminiumkomplexes auf dem reaktiven Aluminiumstab, der der Luft ausgesetzt ist, ausgeschlossen wird.

Obgleich angegeben worden ist, daß in bevorzugter Weise die Reaktion in der Nähe von Raumtemperatur oder darunter abläuft, ist das glimmerartige Aluminium auch unter Verwendung einer heißen Lösung hergestellt worden. Die Verwendung einer heißen Lösung kann dazu führen, daß das Wasserstoffperoxyd in V/asser und freien Sauerstoff oder letztlich freie Hydroxylradikale zerlegt wird, die in die Reaktion eingehen, um ein lichtundurchlässiges, glimmerartiges Aluminiumoxyd zu bilden. Wenn die Reaktion bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird, kann sie ferner zu rasch vor sich gehen und ein Zerbrechen der gebildeten brüchigen Platten bewirken.

Während der Bildung des glimmerartigen Aluminiums ist ein Überschuß von Wasserstoffradikalen vorhanden, die in den Alkohol freigegeben werden, und der Alkohol tendiert allmählich zu einer Polymerisation, wie dies durch eine Erhöhung der Viskosität angezeigt wird. Wenn die Viskosität des Gemisches zu hoch wird, nimmt

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die Qualität des hergestellten Produktes ab. Dies ist ein weiterer Grund, warum es erwünscht ist, die Reaktion bei niedriger Temperatur durchzuführen, um die Erzeugung von Wasserstoffradikalen zu begrenzen.

Wenn eine Probe des glimmerartigen Aluminiumoxyd einer erhöhten Temperatur in der Größenordnung von 2000 G ausgesetzt wird, werden die Wasserstoffatome aus der Struktur des glimmerartigen Aluminiumoxyds freigegeben, und es verbleibt die folgende Struktur:

Ο·· ■' ο·«CX^

V/Tv V

Vw/~—O O «Ο

Diese Struktur entspricht einem Saphir. Das heißt, daß das glimmerartige Aluminiumoxyd Saphire beim Brennen bei erhöhten Temperaturen ergibt. Die resultierende Formel hat die Form:

Es ist interessant, die Reaktion des glimmerartigen Aluminiumoxyds mit Schwefelsäure vor und nach dem Brennen zu vergleichen Tor dem Brennen wird ein Sulfit gebildet, was anzeigt, daß das Aluminium in einer ionischen Form vorliegt. Nach dem Brennen scheint keine Reaktion mit Schwefelsäure aufzutreten.

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Die Farbe des glimmerartigen Aluminiumoxyds und des anschließend gebildeten Edelsteines kann durch Verwendung einerseits von Verunreinigungen gewählt werden, die in das Gemisch eingeführt werden, und andererseits durch Verwendung von Verunreinigungen, die auf dem Legierungswege in das Aluminium vor der Bilduigdes reaktiven Aluminiums eingebracht werden. Geringe Mengen an Nitraten oder Oxyden verschiedener bekannter Metalle können als Zusätze zu dem Gemisch verwendet werden, um eine Färbung zu erreichen. Es ist bekannt, daß Kobalt ein blaues, rauchfarbenes Produkt bildet, Mangar ein rosafarbenes Produkt, Ferrit ein rötliches oder rubinfarbenes Produkt, Titan ein weißes Produkt und Zirkon ein gelbes Produkt ergibt. Eine ionische Form der gewünschten Verunreinigung wird bevorzugt, jedoch ist in manchen Fällen auch eine feinverteilte Metallsuspension ausreichend.

Bestimmte Komponenten sind zur Erzielung einer Färbung unerwünscht. Beispielsweise sind Chloride wie alle Halogenkomponenten unbefriedigend. Kupferoxyd ist einwandfrei, während Kupferkarbonat nicht einwandfrei ist. Im allgemeinen ist es einfach, zu bestimmen, welche Komponenten zur Einführung von Verunreinigungen brauchbar sind. Andere brauchbare Komponenten umfassen Kaliumchromat, Kaliummangan und Kombinationen von annehmbaren Verbindungen. Der Grad der Färbung hängt von der Menge der Verunreinigung-ab, die üblicherweise für die meisten Anwendungsfälle sehr gering ist.

Die Färbung, die sich in dem glimmerartigen Aluminiumoxyd zeigt, ist nicht immer repräsentativ für die Färbung, die nach dem Brennen erscheint. Beispielsweise erhält ein mit Chromat gefärbtes Produkt eine graue Färbung bis etwa 300⁰C, und geht dann in eine rosa Farbe bei etwa 2000⁰C über. Man nimmt an, daß dieser Übergang auf rosa anzeigt, daß Peroxydgruppen, die in der Struktur verkettet waren, freigegeben worden sind, damit die Hydroperoxydgruppen in oxydierte oder Trioxydform übergehen.

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Vorzugsweise wird hochreines Aluminium verwendet, das mit fünf bis einhundert Teilen pro Million einer ausgewählten Verunreinigung legiert worden ist, um eine gewünschte Färbung zu erzielen. Die Metallmenge, die verwendet wird, kann bis mehrere hundert Teile pro Million gehen, das glimmerartige Aluminiumoxyd tendiert jedoch zum Aufbrechen, wenn die Menge an Verunreinigungen zu groß wird.

Während der Herstellung von transparentem glimmerartigem Aluminiumoxyd tendiert das Auftreten von Hydroxylradikalen dazu, daß die Hydroxylradikale sich an den Aluminiumatomen festsetzen und dabei eine Abweichung von dem gewünschten Produkt ergeben und eine entsprechende Abweichung von der Transparenz erhalten wird. Eine überschüssige Anzahl von Hydroxylatomen in dem Produkt kann ein lichtundurchlässiges Produkt ergeben. Das Vorhandensein von Wasser scheint die Hauptursache von Hydroxylradikalen zu sein. Das Aufbrechen von Wasserstoffperoxyd in Wasser und freien Sauerstoff vergrößert die Menge an Wasser, die letztlich Hydroxylradikale ergeben kann, die sich selbst an den Aluminiumatomen festlegen. Die hohe Temperatur oder größere Aktivität in der Eeaktion kann bewirken, daß die Reaktion nach folgenden Gleichungen vor sich geht:

AL⁺⁺⁺+3e -

d.h., daß die freien Wasserstoffionen sich mit dem Wasserstoffperoxyd verbinden und freie Hydroxylradikale bilden. Diese Hydroxylradikale binden sich selbst mit dem Aluminiumatom und für eine gesteuerte Eeaktion gilt folgendes:

(HO₂) ₃

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Da.¹?; zusätzliche, aurch ei f. Reaktion erzielte VJasscr erzeugt eine erößere Menge an Hydroxylracikalen und verringert die Qualität des transparenten c-1 immer artigen AliuminiunOxyds weiter.

Aluminiumoxyapartikel werden erhalten, wenn die Reaktion bei erhöhter Temperatur durchgeführt wire und mit hoher Geschwindigkeit vor sich gehen kann. Während dies für die Entstehung des transparenten glimmer artigen Alurainiurnoxyos störend ist, führt es zu einem arideren Produkt, das sehr erwünschte Eigenschaften hat, nämlich ;:eines und ultrafeines Aluniniunoxyc- Glirnrr.erpigment.

um dieses Aluminiumoxyd herzustellen ist es zweckmäßig, Alkohol cöer dgl. wegzulassen und entweder konzentriertes Wasserstoffr:eroxyd, verdünntes Wasserstoffperoxyd oder Wasser allein zu verv/enaen. Das entsprechende, dabei erzielbare Produkt hängt von dem Reaktionsbestandteil ab.

Pie Verwendung eines gesättigten Alkohols oder dgl. bei der Herstellung des glimmerartigen Aluminiurr.oxyds dient zur Verteilung des Wasserstofffperoxyds und zur Abkühlung der Reaktion mit einer minimalen Einführung von Hydroxylradjkalen. Ein gesättigter Alkohol oaer ganz allgemein eine flüssige, organische Verbindung mit nur einzelnen Kohlenstoff- Kohlenstoff- Bindungen wird verwendet, da das Vorhandensein von mehrfachen Kohlenstoff- Kohlenstoff- Bindungen Reaktionen an solchen Mehrfachbindungsstellen ergeben würden und damit das Produkt in ein Harz verändert würde, wie dies vom Anmelder bereits vorgeschlagen wurde« Die Frage, ob eine organische Verbindung geeignet ist oder nicht, läßt sich durch einen einfachen Versuch bestimmen. Da das größte Interesse bei der Verwendung einer organsichen Verbindung in der Bildung des transparenten glimmerartigen Aluminiumoxyds besteht, wird grundlegend nach der beschriebenen Methode vorgegangen und die

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!Transparenz auf sichtbarem Wege bestimmt.

Das fehlen des Alkohols oder dgl. in der Reaktion hat einen wichtigen Einfluß auf das Produkt, das sich daraus ergibt. Bas weitere Fehlen von Wasserstoffperoxyd, das heißt die Verwendung lediglich von Wasser, ändert auch das sich ergebende Produkt. Diese beiden Fälle ergeben Aluminiumperoxyd und Peroxy- Alpha-Aluminiumoxyd .

Der einfachere Fall gilt für die Herstellung von Peroxy- Aluminiumoxyd, wobei reaktives Aluminium nur mit Wasser eine Reaktion eingeht. Vorzugsweise soll destilliertes Wasser verwendet werden, um das Vorhandensein unerwünschter Verunreinigungen auszuschließen. Im allgemeinen ist es erwünscht, das Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd in Form sehr feiner Partikel oder ultrafeiner Partikel zu erhalten. Um dies zu erreichen, soll die Reaktion bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden, und es wird bevorzugt, ein reaktives Aluminium zu verwenden, das eine hohe Aktivität zeigt, wie sie durch die Herstellung von Wasserstoff durch reaktives Aluminium in Wasser angezeigt wird. Reaktives Aluminium, das mit Gallium oder Gallium- Indium hergestellt wird, ist üblicherweise unter den meisten Bedingungen aktiver als das mit Quecksilber behandelte Aluminium, und wird deshalb bevorzugt zur Herstellung von Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd verwendet. Das reaktive Aluminium soll während der Reaktion vollständig von destilliertem Wasser bedeckt sein. Der Name des Produktes enthält den Ausdruck "Peroxy", weil das Produkt das Vorhandensein von Peroxygruppen zeigt, wie dies nachstehend in Verbindung mit der Erläuterung des Infrarotspektrums zu ersehen ist.

Das Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd kann mit einer Färbung durch Hinzufügen von ausgewählten Verunreinigungen, wie sie oben erläutert sind, hergestellt werden. Es werden Nitrate und Oxyde bevorzugt, während Halogenverbindungen nicht einwandfrei erscheinen. Unterschiedlich von dem glimmerartigen Aluminiumoxydverfahren

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kann das Legieren des Aluminiums vor der Herstellung des reaktiven Aluminiums ausgewählte Verunreinigungen ttis zu 5OOO Teilen pro Million enthalten, da man festgestellt hat, daß die höheren Werte für die gewählte Verunreinigung zur Erzielung kleinerer Parikelgrößen Anlaß geben.

Die ultrafeinen Partikel, die nach diesem Verfahren hergestellt werden, sind sehr hart, die Härte liegt etwa in der Größenordnung von Korund; sie sind für zahlreiche, oben angegebene Anwendungsfälle geeignet. Sas Peroxy- Alpha- Aluminium behält seine farbe, Form und chemische Zusammensetzung unter sehr ungünstigen Bedingungen, so daß das Produkt für extreme Bedingungen geeignet ist. Ferner bleibt das Produkt bis zu 150O⁰C stabil; bei dieser Temperatur wandelt sich das Peroxy-Alpha-Alumiumoxyd in gewöhnliches Alpha- Aluminiumoxyd um. Der Brennprozeß tendiert dahin, die Wasserstoff atome, die in dem Komplex gebunden sind, /entfernen.

Die Hinzufügung von Wasserstoffperoxyd zu Wasser ergibt die Bildung von Peroxy·* Alpha- Aluminiumoxyd bei einer höheren Geschwindigkeit und tendiert dazu, Partikelgrößen in der Größenordnung von 50 Angströmeinheiten zu erzeugen. Partikel mit dieser geringen Größe können mit Wasser nur durch Hinzufügung von Wärme erhalten werden. Wenn jedoch mehr Wasserstoffperoxyd dem Wasser beigegeben wird, und die Konzentration des Wasserstoff peroxyds zunimmt, wird eine Hybridkomponente erhalten. Diese Hybridkomponente wird hier Aluminiumperoxyd genannt und scheint grundsätzlich eine Zwischenverbindung zwischen dem glimmerartigen Aluminiumoxyd und dem Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd zu sein.

Das Aluminiumperoxyd ist physikalisch ein flocken-artiges Produkt, das etwa zwischen den feinen Partikeln des Peroxy- Alpha- Aluminium oxyds und den Platten des glimmerartigen Aluminiumoxyds liegt. Aluminiumperoxyd, das in konzentriertem Wasserstoffperoxyd, 10% oder höher, hergestellt wird, hat die Form von iperlenartigen

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Stücken. Unterschiedlich von dem sogenannten Grundoxyd, ₂ ist das Aluminiumperoxyd gemäß vorliegender Erfindung in Wasser nicht löslich, damit Aluminiumoxyd und Wasserstoffperoxyd entsteht, sondern reagiert mit Schwefelsäure, so daß ein Aluminiumsulfit und Wasserstoffperoxyd entsteht.

Ein reaktives Aluminium kann mit konzentriertem Wasserstoffperoxyd in der Größenordnung von 50% oder darüber in Reaktion gebracht werden, damit ein in hohem Maße viskoses Strömungsmedium erzielt wird, das im Anschluß daran zu einem pulvrigen Aluminiumperoxyd getrocknet werden kann. Das Pulver erscheint stabil und Versuche zeigen, daß es einen sehr hohen Peroxydgehalt besitzt.

Das glimmerartige Aluminiumoxyd wird durch Reaktion eines reaktiven Aluminiums mit einem Gemisch aus Wasserstoffperoxyd und einer flüssigen, organischen Komponente mit nur Einfach- Kohlenstoff-Kohlenstoff- Bindungen, z.B. Alkoholen, Ketonen, Aldehyden, Aromastoffen und dgl. gebildet. Die entsprechenden Verbindungen sind für den Fachmann herleitbar. Im allgemeinen ist es erwünscht, die Reaktion bei einer niedrigen Temperatur in der Nähe von Raumtemperatur oder darunter durchzuführen und die Konzentration des Wasserstoffperoxyd in bezug auf den Alkohol verhältnismäßig niedrig zu halten, während die Konzentration in bezug auf Wasser verhältnismäßig hoch ist.

Ein typisches, die Erfindung jedoch in keiner Weise beschränkendes Beispiel besteht darin, einen reaktiven Aluminiumstab oder dgl. zu verwenden, der mit Quecksilber behandelt worden ist und der zwischen 2 und 3 Gewichtsprozent Quecksilber enthält; dieser Stab wird vertikal in ein Gemisch von 800 Milliliter Äthylalkohol und 200 Milliliter 50%igem, konzentriertem Wasserstoffperoxyd eingesetzt. Die Reaktion kann wahlweise kühl verlaufen. Zu Beginn steigen Wasserstoffblasen zur Oberfläche des Gemisches auf, nach einer kurzen Zeitdauer gelangen jedoch nur wenige Blasen an die Oberfläche. Mit foirfcschreitender Zeit kann festgestellt werden,

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daß sich dünne, transparente Plättchen um den reaktiven Aluminiumstab herum bilden und allmählich ablösen, wenn neue konzentrische Plättchen geformt werden. Die transparenten Plättchen sind, so wird angenommen, analog Glimmer und stellen ein transparentes Aluminiumoxyd dar, das gebildet wird, ohne daß ein Brennen bei einer erhöhten Temperatur erforderlich ist.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand der Figuren 1-3 und anhand einer Reihe von Beispielen erläutert. Die Figuren 1-3 zeigen Infrarotspektren für verschiedene Proben vor und nach dem Brennen. Die Proben für jede der Kurven wurden in einer trockenen Form vorbereitet und dann mit Kaliumbromid gemischt, so daß eine Scheibe erhalten wurde, wie dies der Standardtechnik entspricht. Die Abtastgeschwindigkeit für alle Proben war mittelhoch mit Ausnahme für Aluminiumperoxyd in Figur 1, und das/Methyläthylketon bereitete glimmerartige Aluminiumoxyd nach Figur 3₅ die mit hoher Abtastgeschwindigkeit durchgeführt wurden. Die hohe Geschwindigkeit für das mit Methyläthylketon bereitete glimmerartige Aluminiumoxyd kann zu den geringeren 1
625cm~ liegen.

den geringeren Werten beitragen, die im Bereich von 1200cm bis

Die Analyse derInfrarotspektren ist schwierig, nachstehend wird aber versucht, in Hinblick auf die Figuren 1 bis 3 entsprechende Erläuterungen zu geben, obgleich damit eine Beschränkung der Erfindung keinesfalls verbunden ist.

Es ist allgemein bekannt, daß die Absorption im Bereich von 3400 cm dem Vorhandensein von Hydroxylgruppen und/oder Peroxygruppen zugeschrieben werden kann. Das breite Absorptionsband tendiert dahin, zu zeigen, daß die entsprechenden Produkte einen Überfluß an Peroxygruppen enthalten, deren Vorhandensein auf andere Weise bestätigt worden ist. Es ist von besonderem Interesse, daß das Breitband um 3400 cm herum verbleibt, selbst nach dem

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Brennen "bei einer erhöhten Temperatur, wodurch angezeigt wird, daß eine sehr stabile Bindung in jedem Falle erhalten worden ist.

Figur 1 zeigt Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd vor und nach dem Brennen bei 2000⁰C, und es scheint, daß die einzige bemerkenswerte Änderung im Bereich von 900 cm" auftritt. Diese Änderung kann dem Aufbrechen von Wasserstoffbindungen und der anschließenden Freigabe von Wa s s erst of fat omen aus dem Gefüge zur Bildung des bekannteren Alpha- Aluminiumoxyds zugeschrieben werden.

Die Kurve für Aluminiumperoxyd ist in Figur 1 ebenfalls gezeigt, um die Ähnlichkeit und den Unterschied zwischen Aluminiumperoxyd und Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd aufzuzeigen. Obgleich die Kurven sehr ähnlich aussehen, ist es wichtig, festzuhalten, daß das Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd physikalisch ein Material mit sehr feinen oder ultrafeinen Partikeln ist, während das Aluminiumperoxya ein Material von perlenartigen Flopken ist. Man nimmt an, daß dieser Unterschied in der physikalischen Struktur auf dem Vorhandensein von Hydroperoxydgruppen an den Aluminiumatomen und der Bildung von Wasserst off bindungen zwischen Grundeinheiten, die das Peroxy-Alpha-Aluminiumoxyd bilden, beruht. Das heißt, daß angenommen wird, daß das Aluminiumoxyd - Peroxyd Hydroperoxydgruppen und ferner Wasserstoffbindungen enthält, was dem Aluminiumperoxyd chemische Eigenschaften verleiht, die das Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd nicht besitzt.

Figur 2 zeigt das glimmerartige Aluminiumoxyd vor und nach dem Brennen bei 2000⁰C. Ähnlich wie bei Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd zeigt Figur 2 auch, daß grundsätzlich eine Änderung nur im Bereich von 900 cm vorhanden ist. Wie bei Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd nimmt man an, daß die Änderung, die auftritt, das Aufbrechen von Wasserstoff bindungen und die Freigabe von Wasserstoff aus dem Gefüge ist.

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Figur 3 ist eine Darstellung der Konsistenz bei der Herstellung von glimmerartigem Aluminiumoxyd unter drei Bedingungen: Einmal mit heißem Methanol, ein anderes Mal mit Methylethylketon und ein drittes Mal mit heißem Isopropyl. Man kann feststellen, daß die Infrarotchara-kteristiken für jeden Fall im wesentlichen die gleichen sind.

Beispiele

Nachstehend werden praktische Ausführungsbeispiele der Erfindung angegeben, die den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise beschränken sollen. Mit der durch die Erfindung gegebenen Lehre lassen sich zahlreiche weitere Beispiele durchführen. Die hier angegebenen Beispiele sollen lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen. Die Teile und Prozente, die in diesen Beispielen und in der gesamten Beschreibung angegeben sind, beziehen sich auf Gewichtsteile und Gewichtsprozente, wenn dies nicht ausdrücklich anders angegeben worden ist.

Beispiel 1

Ein glimmerartiges Aluminiumoxyd wird auf folgende Weise bereitet. Ein reaktiver Aluminiumstab mit einem Gewicht von etwa 10Og und einem Durchmesser von etwa 1.25 cm wird bei Vorhandensein von Chlorwasserstoffsäure mit Quecksilber durchdrungen. Der Aluminiumstab wird bis zu einem Punkt gesättigt, bei dem er etwa 3 Gewichtsprozent Quecksilber besitzt. Der reaktive Stab wird dann gründlich mit destilliertem Wasser gewaschen, damit evtl. noch vorhandene Eeste von Chlorwasserstoffsäure oder irgendeiner Chlorkomponente entfernt werden, die sich während der Behandlung gebildet hat. Ein großes schmales Gefäß wird mit einem Gemisch von etwa 1000 Millilitern anhydritischem Methanolalkohol und etwa 50 Millilitern Wasserstoffperoxyd mit einer Konzentration von 30%

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gefüllt. Der reaktive Aluminiumstab wird in das Gefäß so eingesetzt, daß er eine vertikale Stellung einnimmt. Dies ist erwünscht, um den Flächeninhalt der zur Verfügung stehenden Oberfläche für die Reaktion zu vergrößern und die freie Konduktion und Eonvektion von Wärme von dem reaktiven Aluminiumstab weg zu ermöglichen. Der reaktive Aluminiumstab soll während der ganzen Reaktion eingetaucht sein. Die Reaktion, die vor sich geht, ergibt dünne Plättchen, die sich von dem reaktiven Aluminiumstab abblättern und im Gefäß ansammeln. Es ist erwünscht, das Gefäß nicht aufzurühren oder zu erschüttern, um zu vermeiden, daß die Plättchen zerbrechen. Die ausgebildeten Plättchen können dadurch entfernt werden, daß der reaktive Aluminiumstab entfernt und dann die Flüssigkeit abgegossen wird. Anschließend daran kann das glimmerartige Aluminiumoxyd in destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet werden.

Beispiel 2

Beispiel 1 wird unter Verwendung von Äthylalkohol anstelle von anhydritischem Methanolalkohol wiederholt. Es ist jedoch hierbei erwünscht, die anhydritische Form von Alkoholen zu verwenden, da die anhydrit!sehen Alkohole das vorhandene Wasser zurückzuhalten versuchen und damit die Erzeugung von freien Hydroxylradik&len verlangsamen, die die Qualität des glimmerartigen Aluminiumoxyds von einer transparenten Form in eine lichtundurchlässige Form verändern.

Beispiel 5

Beispiel 1 wird für Äthylenglykol wiederholt.

Beispiel 4-Beispiel 1 wird für Isopropylalkohol wiederholt.

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Beispiel 5

Die Beispiele Λ bis 4- werden wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine Konzentration von 50% von Wasserstoffperoxyd verwendet wird und das Gefäß mit Eis gekühlt wird.

Beispiel 6

Die Beispiele 1 bis 4 werden wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine Konzentration von 70% Peroxyd verwendet wird und das Gefäß mit Eis gekühlt wird.

Beispiel 7

Das glimmerartige Aluminiumoxyd, das nach einem der Beispiele 1 bis 6 hergestellt wird, wird bei einer Temperatur von wenigstens 2000⁰C gebrannt, damit Wasserstoffatome frei«erden und eine feste Platte bilden. Die auf diese Weise gebildete feste Platte kann als Fenster für einen Ofen oder eine Unterlage für elektronische Bauelemente oder andere Anwendungsfälle verwendet werden.

Beispiel 8

Die Beispiele 1 bis 4· werden wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein reaktiver Aluminiumstab, der mit Gallium bereitet wird, verwendet wird, und daß das Gefäß mit Eis gekühlt wird.

Beispiel 9

Im Anschluß an das Verfahren nach Beispiel Λ wird ein mit Quecksilber bereiteter Stab aus reaktivem Aluminium in Eeaktion mit Millilitern anhydritischem Äthylalkohol gemischt mit 200 Millilitern Wasserstoffperoxyd mit einer Konzentration von 50% gebracht.

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Beispiel 10

Beispiel 9 wicd wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1 g Chromoxyd oder Chromnitrat in die Lösung gemischt wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 11

Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß entweder Manganoxyd oder Mangannitrat in die Lösung eingemischt wird, bevor der reaktive Stab eingesetzt wird.

Beispiel 12

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein Gramm Titannitrat oder Titanoxyd der Lösung hinzugefügt wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 13

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein Gramm Kobaltoxyd oder Kobaltnitrat der Lösung hinzugefügt wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 14

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1 g Magnesiumoxyd oder Magnesiumnitrat der Flüssigkeit beigefügt wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 15

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1 g Magnesiumoxyd oder Magnesiumnitrat der Flüssigkeit beigegeben wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

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Vl

Beispiel 16

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1 g Eisenoxyd oder saIpetersäures Eisen der Flüssigkeit beigegeben wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 17

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1 g Kadmiumoxyd oder Kadmiumnitrat der Flüssigkeit beigegeben wird, bevor der aktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 18

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1 g Mickeloxyd oder Hickelnitrat der Flüssigkeit beigegeben wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 19

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1 g Zirkonoxyd oder Zirkonnitrat der Flüssigkeit beigegeben wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 20

Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein Gramm Kadniumnitrat der Flüssigkeit beigegeben wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 21

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein Gramm Kaliumchromat der Flüssigkeit beigegeben wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

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Beispiel 22

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1 g Kupfernitrat der Flüssigkeit beigegeben wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

B e i s ρ ie I 2^

Das Verfahren nach Beispiel 9 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 1 g Zinkoxyd oder Zinknitrat der Flüssigkeit beigegeben wird, bevor der reaktive Aluminiumstab eingesetzt wird.

Beispiel 24

Ein ultrafeines Aluminiumoxyd, das zur Verwendung als Pigment geeignet ist, wird dadurch erhalten, daß eines der Beispiele 10-23 unter ausreichender Wärmezufuhr, um die Flüssigkeit auf ihren Siedepunkt zu bringen, wiederholt wird.

Beispiel 25

Die Beispiele 9-23 werden wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Äthylalkohol durch Azeton ersetzt wird.

Beispiel 26

Die Beispiele 9-23 werden wiederholt, mit der Ausnahme, daß Methyläthylketon anstelle von Äthylalkohol verwendet wird.

Beispiel 27

Ein Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd mit ultrafeiner Partikelgröße wird dadurch erhalten, daß ein reaktiver Aluminiumstab mit Gallium so bereitet wird, daß etwa 1 Gewichtsprozent des Stabes Gallium ist,

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lind daß dann der Stab in 1000 Milliliter destilliertes Wasser eingesetzt wird, so daß der Stab während der Reaktion von dem Wasser bedeckt ist. Es wird ein weißes, unlösliches Produkt gebildet, das durch Filtern der Flüssigkeit gesammelt werden kann, obgleich dabei Schwierigkeiten aufgetreten sind, weil viele der feinen Partikel durch das Filterpapier gelangen. Eine einfache Methode zum Aufsammeln des Produktes besteht darin, daß zuerst der reaktive Aluminiumstab entfernt wird und daß dann das Wasser verdampft wird, so daß das Produkt verbleibt. Natürlich kann ein Teil des Wassers abgegossen werden, um dieses Verfahren des Trocknens zur Erzielung des Produktes zu beschleunigen.

Beispiel 28

Ein Aluminiumperoxyd wird dadurch erhalten, daß ein mit Gallium präparierter Stab aus reaktivem Aluminium in 100 Milliliter 70%igem Wasserstoffperoxyd eingesetzt wird,wobei der reaktive Aluminiumstab während der gesamten Reaktion bedeckt wird. Das perlenartige Produkt kann dadurch gewonnen werden, daß zuerst der reaktive Aluminiumstab entfernt wird, daß dann die Flüssigkeit abgegossen wird, und daß schließlich das Produkt getrocknet wird.

Beispiel 29

Ein Aluminiumperoxyd wird dadurch erhalten, daß Beispiel 28 für Wasserstoffperoxyd mit einer Konzentration von 50% wiederholt

Beispiel 50

Ein Aluminiumperoxyd wird nach dem Verfahren des Beispieles 28 erhalten, mit der Ausnahme, daß Wasserstoffperoxyd mit einer Konzentration von 30% verwendet wird.

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Beispiel 31

Ein gefärbtes, glimmerartiges Aluminiumoxyd wird entsprechend dem Verfahren nach Beispiel 9 "bereitet, mit der Ausnahme, daß der reaktive Aluminiums tab aus einem hochreinen Aluminium hergestellt wird, das mit einem oder mehreren der folgenden Materialien legiert wird: Chrom, Mangan, Titan, Kobalt, Magnesium, Eisen, Kadmium, Nickel, Zirkon oder Zink, und zwar innerhalb des Bereiches von 5 bis 100 Teilen pro Million insgesamt.

Beispiel 32

Ein gefärbtes Aluminiumperoxyd wird nach dem Verfahren nach Beispiel 28 erhalten und 1 g der ausgewählten Verunreinigungen nach den Beispielen 10 bis 22 hinzugefügt oder mit einem Aluminiumstab begonnen, der die Metallegierung nach Beispiel 30 besitzt.

Beispiel 33

Ein gefärbtes Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd wird dadurch bereitet, daß reaktiver Aluminiumstab mit ausgewählten Verunreinigungen im Bereich von 5 bis 5000 Teilen pro Million nach Beispiel 30 und entsprechend dem Verfahren nach Beispiel 26 vorgesehen wird.

Beispiel 34

Ein gefärbtes Peroxy- Alpha- Aluminiumoxyd wird nach dem Verfahren nach Beispiel 27 bereitet, wobei dem destillierten Wasser eine ausgewählte Metallverunreinigung hinzugefügt wird.

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Beispiel 35

Das gelbliche, glimmerartige Aluminiumoxyd, das durch die Verunreinigungen nach Beispiel 10 hergestellt wird, wird bei einer Temperatur von 15O⁰C gebrannt, damit eine purpurne Färbung erzielt wird. Han nimmt an, daß dies auch eine Anzeige für eine Änderung im Oxydationszustand ist. Ein nachfolgendes Brennen bei etwa 100O⁰C ändert die Farbe in eine grünlich goldene Farbe. Ein zusätzliches Brennen bei über 2000⁰C ergibt eine rosarote oder rubinrote Färbung. Diese gefärbten Produkte können alle zu Pigmentierungszwecken oder dgl. verwendet werden.

Beispiel 56

Das graue, glimmerartige Aluminiumoxyd nach Beispiel 30 wird bei einer Temperatur von etwa 1200⁰C gebrannt und ergibt ein blaues Produkt.

Beispiel 37

Das braune, glimmerartige Aluminiumoxyd nach Beispiel 14 w^ird bei einer Temperatur von etwa 1200⁰C gebrannt und ergibt ein leicht blaues Produkt.

Beispiel 38

Das glimmerart^Aluminiumoxyd nach den Beispielen 10 bis 22 wird bei einer Temperatur von mindestens 2050°C mehrere Stunden lang gebrannt, damit ein Edelsteinprodukt erzielt wird.

Beispiel 59

Ein pigmierter Anstrich wird dadurch bereitet, daß 5 bis 10% ultrafeines Peroxy-Alpha-Aluminiumoxyd hinzugefügt werden, das nach Vorstehendem zu Sahellack ,nach den bekannten Verfahren und

oder Lack

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Techniken hergestellt wird.

Beispiel 40

Ein Pigment wird dadurch hergestellt, daß ein (Quecksilber)

reaktives Aluminium mit SOp bei Vorhandensein von anhydrit!schem Alkohol, z.B. Äthyl- oder Methylalkohol oder dgl. in Kontakt gebracht wird, daß das dabei gebildete Produkt gesammelt wird, und daß dann eine Reaktion von 100 g des Produktes mit 30 g J0%igem Wasserstoffρeroxyd bei Vorhandensein des reaktiven Aluminiums vorgenommen wird. Diese letzte Reaktion soll bis unter 55°C abgekühlt werden, vorzugsweise bis etwa Raumtemperatur von 10 bis 22⁰G. Das reaktive Aluminium soll entfernt werden, wenn die Reaktionsmittel viskos werden oder dick sind. Einige Tropfen Glyzerin können dem Brei beigemischt werden. Der Brei soll bei etwa 315°C gebrannt werden, bis sich ein perlenbildendes Pigment bildet. Vor dem Brennen kann dem Brei ein Farbmittel zugesetzt werden.

Beispiel 41

Ein verbessertes, glimmerartiges Aluminiumoxyd wird dadurch erhalten, daß in Beispiel 1 ein pH-Wert von etwa 6 beibehalten wirdc Zu diesem Zweck kann NIL oder ITaOH oder dgl. als Puffer verwendet werden. Das NH. wird bevorzugt, da es keine Hydroxyl (OH)-Gruppen enthält und damit das Vorhandensein von zur Verfugung stehenden Hydroxylgruppen für das glimmerartige Aluminiumoxyd -vermeidet. In dieser Hinsicht ist auch zu bemerken, daß vorzugsweise die ReaktioD gekühlt wird, damit die Transformation von Hg O^ in Wasser vermieden wird, wenn das e~ aus dem reaktiven Aluminium H aus dem Wasser freimacht, damit OH" entsteht. Das Vorhandensein von Hydroxylgruppen in dem. glimmerartigen Aluminiumoxyd und den verwandten Verbindungen ergibt ein Schrumpfen und andere Änderungen bei erhöhten Temperaturen.

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Beispiel 42

Vorzugsweise wird das gesamte Wasser aus den Reaktionsmitteln für das glimmerartige Aluminiumoxyd eliminiert. Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird H₂O₂ in H+ HO₂ umgewandelt, und wenn nicht das HO₂ in das gewünschte Produkt umgeformt wird, tritt folgendes auf:

HO₂ +H-^ H₂O + OH + 21.5 CaI.

und es ergeben sich wieder unerwünschte Hydroxylgruppen. Das Einblasen von 0-, oder von Luft (für O₂) durch die Reaktionsmittellösung ergibt:

2H + O₂-^H₂ O₂ - 46 CaI.
H + Ο-, _»- HO₀ + 0-62 CaI.

Damit wird nicht nur das H und H₂ entfernt, sondern auch Wärme absorbiert.

Beispiel 43

Vorzugsweise wird glimmerartiges Aluminiumoxyd mit fast 100% HpOp zur Vermeidung von Wasser bereitet. Die Verwendung von anhydritischem Alkohol oder anderen Substanzen, die Wasser binden, ermöglicht die Verwendung von niedrigeren Konzentrationen von HpO₂ von 50% oder 70% und läßt ein stabiles glimmerartiges Aluminiumoxyd zur Verwendung bei erhöhten Temperaturen erzielen.

Die Einführung von O^ in die Reaktion kann H₂O, erzeugen, indem eine Reaktion mit E₂ vorgenommen wird, es können aber auch andere Reaktionen erzielt werden, wenn andere Reaktionsmittel eingeführt werden. Für H₂S erzeugt das O₅ H₃O₅ + S und für NH₂ erzeugt

_{2 5 5 2}

das 0., H₀O-, + H. Damit werden verbesserte Produkte erhalten. 5 ^ 5

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Beispiel 44

Im allgemeinen werden Reaktionen mit glimmerartigem Aluminiumoxyd vorzugsweise im Temperaturbereich von 10 bis 22⁰G und einem pH-Wert von 6 bis 7 ausgeführt«

Beispiel 45

Das Beispiel 1 kann dadurch erweitert werden, daß CO, GO₂, SO₂, UO₂, H₂S, HH₂ oder dgl. in die Reaktion nahe dem reaktiven Aluminiuit eingeführt werden, so daß Suboxyde, wie z.B. SO , GO , NO usw. gebildet werden. Das perlenartige Pigment, das dabei erhalten wird, ist ein verbessertes Produkt.

Beginnt man bei dem reaktiven Aluminium in anhydritischem Alkohol mit SOp, ergibt sich eine grüne Farbe. Die Hinzufügung von H_p0_p

^_ Cm. C

oder O^ ermöglicht die Bildung von Kohlenstoff suboxyden und Kohlenstoffsulfid:

O=C=C=C=O
S=C=C=C=S

Dies erscheint als eine Änderung in der larbe nach Rot und dann nach Schwarz. Die Bildung von Suboxyden wird als neuartiges Ergebnis angesehen und kann der Gegenstand einer Patentanmeldung sein.

p und KH beschleunigen die Bildung einer rosafarbenen Perlenbildung.

Weitere Beispiele umfassen die Verwendung der vorerwähnten Gase mit anhydritischem Alkohol mit 70% H₂Q₂ bei Konzentrationen von 0,5%, 1%, 2%, 3% und 5%.

Beispiel 46

Verbessertes, glimmerartiges Aluminiumoxyd wird durch Verwendung von Aluminium höchster Reinheit erhalten. Es wird ein Reinheits-

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grad von mindestens 99»99 Gewichtsprozent "bevorzugt und weiches Metall ist "besser als halbhartes Metall. Glimmerartiges Aluminiumoxyd in der Größenordnung von 1400 Angeströmeinheiten Dicke wird mit diesem hochreinen Aluminium erhalten. Hartmetall mit einer Reinheit von 99»99 Gewichtsprozent und einer Reinheit von 99,9Gewichtsprozent ergibt eine Filmdicke in der Größenordnung von 5000 Angströmeinheiten.

Das glimmerartige Aluminiumoxyd, das aus einem Aluminium mit einer Reinheit von 99,99% erhalten wird, ist gut geeignet zur Verwendung als Substrat für einen Katalysator, z.B. Platin, zur Verwendung in Verbindung mit Autoabgasen und dgl. Es werden bekannte Verfahren zur Imprägnierung des Platin verwendet. Frühere Substrate haben bis zum 10-fachen von Platin benötigt und werden bei erhöhten Temperaturen nach dauerndem Gebrauch im Gegensatz zu einem Substrat nach vorliegender Erfindung unbrauchbar.

Beispiel 47

Ein imprägniertes glimmerartiges Aluminiumoxyd, das zur Verwendung als Katalysator geeignet ist, kann dadurch bereitet werden, daß die viskose Flüssigkeit nach Beispiel 40 gebildet und dann 30 g der Flüssigkeit, 100 g anhydritischer Alkohol, 30 g von 50%igem Wasserstoffperoxyd und 0,5 g Platinchlorid bei gleichzeitigem Vorhandensein eines reaktiven Aluminiums kombiniert werden. Die Reaktion soll nicht mit zu hoher (Temperatur durchgeführt werden, damit das Platin über das gesamte erhaltene Substrat verteilt werden kann. Eine Kühlung ist erwünscht. Diese Grundformation kann für andere glimmerartige Aluminiumoxyde verwendet werden.

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Claims

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Patentansprüche

^fA . Verfahren zur Bildung von Aluminiumoxid, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst reaktives Aluminium gebildet wird, indem hochreines Aluminium bei Vorhandensein von Wasserstoffionen mit einem Metall mit einem Atomvolumen nahe dem von Sauerstoff durchdrungen wird, und daß dann das reaktive Aluminium mit einer Lösung in Berührung kommt, die Wasserstoffperoxyd aufweist, so daß das Aluminiumoxyd gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung in der Weise hergestellt wird, daß Wasserstoffperoxyd mit einer flüssigen organischen Komponente mit einzelnen Kohlenstoff- Kohlenstoff- Bindungen kombiniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung abgekühlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxyd gesammelt und bei erhöhter Temperatur gebrannt wird, damit Wasserstoff aus dem Aluminium freigegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminiumoxyd auf eine Temperatur von mindestens 20O⁰G erhitzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Brennen ein Pigment aus dem Aluminiumoxyd erzeugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserstoffperoxyd durch Reaktion von SO₂ mit dem reaktiven Aluminium in anhydritischem Alkohol erhalten wird.

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8. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium wenigstens eine Reinheit von 99>99 Gewichtsprozent hat.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung aus Wasserstoffperoxyd mit einer Konzentration von wenigstens J>0% besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß O^ oder Op in die Reaktanten eingegeben wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß CO oder C0₀oder H0„

eingegeben wird.

oder COpOder NOp oder EHp oder MpS oder SOp in die Reaktanten
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxyd einem Lack bzw. einem !Farbanstrich beigegeben wird.
13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxyd einem Schellack beigegeben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxyd einer Keramik beigegeben wird.
15· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß glimmerartiges Aluminiumoxyd als Substrat für einen Katalysator z.B. Platin verwendet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß glimmerartiges Aluminiumoxyd imprägniert und dann als Katalysator verwendet wird.

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