DE2618957C3

DE2618957C3 - Verfahren zur Herstellung von heiß-verpreßten B-Aluminiumoxidpräparaten

Info

Publication number: DE2618957C3
Application number: DE19762618957
Authority: DE
Inventors: Donald Rochester N.Y. Pearlman (V.St.A.)
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1975-05-02
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1979-04-19
Also published as: FR2309490A1; DE2618957A1; CA1065580A; DE2618957B2; GB1494303A; FR2309490B1; JPS51131499A

Description

niumoxidpräparate verbesserte physikalische Eigenschaften aufweisen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind übliche bekannte lösliche Aluminiumalkoholate verwendbar, z. B. Aluminiumpropylat der Formel AI(OC₃Hy)₃.

Werden zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung Alkalimetallsalze verwendet, so werden vorzugsweise solche verwendet, die beim Erhitzen flüchtige Nebenprodukte liefern, d. h. solche von denen sich beim Erhitzen der anionische Rest abspalten läßt.

Nach dem Verfahren der Erfindung lassen sich ionisch leitfähige kristalline Beta-AJuminiumoxidpräparate herstellen, die im wesentlichen bestehen aus M₂O ■ η AhOj, worin M ein Alkalimetallion darstellt und η eine Zahl von etwa 3 bis etwa 12, je nach dem Verhältnis der angewandten Reaktionskomponenten.

Das Verfahren der Erfindung ermöglicht somit beispielsweise die Herstellung von Präparaten der Formel

Na₂O ■ 5 Al₂O₃.

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Beta-Aluminiumoxidpräparate weisen eine praktisch theoretische Dichte auf und sind nahezu transparent.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung sind somit keine speziellen Vorrichtungen erforderlich, die besonders hohen Temperaturen und hohen Drucken zu widerstehen vermögen.

In der Zeichnung sind dargestellt in

F i g. 1 eine graphische Darstellung des Infrarot-Durchlässigkeitsspektrums von Na₂O · 5AbOj;

F i g. 2A ein Röntgenstrahl-Beugungsbild eines heißverpreßten Na₂O · 5 Al^-Präparates, aufgenommen parallel zur Richtung der Heißverpressung und in

Fig.2B ein Röntgenstrahl-Beugungsbild eines heißverpreßten Na₂O · 5 AI₂Oj-Präparates, aufgenommen, senkrecht zur Richtung der Heißverpressung.

Die Heiß-Verpressungsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens ' esteht in vorteilhafter Weise aus einer bei Unterdruck oder im Vakuum durchgeführten Heiß-Verpressungsstufe.

Erfindungsgemäß kann somit ein feinteiliges homogenes Beta-Aluminiumoxidpulver dadurch hergestellt werden, daß eine Mischung aus hydratisiertem Aluminiumoxid jder Aluminiumhydroxid — erhalten durch Hydrolyse des Alkoholates — und der Alkalimetallkomponente aus Lösungen der Komponenten ausgefüllt wird, die wenn sie erhitzt wird. ggf. ein flüchtiges Nebenprodukt liefert

In vorteilhafter Weise wird eine Lösung eine«. Aluminiumalkoholates zu einer wäßrigen Lösung des Alkalimetallsalzes zugegeben.

In der ersten Stufe des Verfahrens wird somit ein gelatinöser Niederschlag von hydratisiertem Alumi niumoxid und dem Alkalimetallsalz oder Alkalimetallhydroxid e-zeug.

Nach Abtrennung des gelatinösen Niederschlages von der überstehenden Flüssigkeit und nach Trocknung desselben wird der getrocknete Niederschlag erhitzt, vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens etwa 400° C, d. h. auf eine Temperatur unter etwa 1200° C. Die Erhitzungsdauer liegt zweckmäßig bei etwa 1 bis 16 Stunden. Dabei werden die unerwünschten flüchtigen Bestandteile entfernt. Die im Einzelfalle günstigste Temperatur und Dauer der Erhitzung hängen von dem im Einzelfalle speziell verwendeten Alkalimetallsalz ab.

Das erhaltene amorphe Produkt wird dann zu einem feinen Pulver vermählen. Zweckmäßig verfährt man dabei in der Weise, daß die Teilchengröße des Pulvers bei unter etwa 50 Mikrometern, vorzugsweise unter etwa 1 Mikrometer liegt

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung eignen sich die verschiedensten Alkalimetallsalze, beispielsweise Bicarbonate, Acetate, Nitrate und Carbonate der Alkalimetalle. In besonders vorteilhafter Weise werden zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung

lu Natrium- und Kaliumsalze verwendet Die auf diese Weise hergestellten Beta-Aluminiumoxidpulver entsprechen der Formel M2O · η Al₂Oj, worin M und π die bereits angegebene Bedeutung haben. Bevor das Pulver heiß verpreßt wird, kann es in einen Preßzylinder j gebracht und hierin kaltverpreßt werden, in vorteilhafter Weise bei einem Druck von mindestens etwa 281 kg/cm², vorzugsweise unter Anwendung eines Druckes von etwa 281 bis 1125 kg/cm². Durch dieses Kaltverpressen wird ein inniger Kontakt zwischen den

2t) Pulverteilchen herbeigeführt, so drⁿ. ein Verlust an losem Pulver bei einer Behandlung ;m Vakuum vermieden wird. Gleichgültig ob das Material kalt verpreßt wurde oder nicht, wird das Pulver dann in die Preßvorrichtung überführt wobei die Vorrichtung in

2i vorteilhafter Weise an ein Vakuumsystem angeschlossen wird.

in vorteilhafter Weise wird das Pulver dann zunächst auf eine Temperatur von etwa 1150 bis etwa 1400^cC, insbesondere auf eine Temperatur -on mindestens

jo 1200^cC erhitzt während ein Unterdruck (Vakuum), vorzugsweise von unter 150 Micron, erzeugt und aufrechterhalten wird. Nach Erreichen der ausgewählten Temperatur kann das Pulver dann in vorteilhafter Weise einem Druck von mindestens etwa 281 kg/cm-

ίο ausgesetzt werden, wobei der Unterdruck aufrechterhalten wird. Ein solcher Druck kann während einer Haltepenode oder Anfangsphase beibehalten werden, während welcher das Pulver weitererhitzt wird, bis es eine zweite Temperatur erreicht die etwas über der ersten Temperatur liegt, wobei die Temperaturdiflerenz zwi-chen der zunächst eingestellten Temperatur und der zweiten Temperatur beispielsweise etwa 100 C betragen kann. Der Anfangsdruck von beispielsweise mindestens etwa 281 kg/cm² wird dann noch mindestens

4·, etwa 5 Minuten lang, vorzugsweise mindestens etwa 10 Minuten lang aufrechterhalten. Daraufhin kann der Druck erhöht werden, beispielsweise auf mindestens etwa 1406 kg/cm', vorzugsweise auf mindesten., etu.,< 1760kg/cm-\ Das Pulver wird dann mindestens IO

ϊο vorzugsweise mindestens 20 Minuten lang be; derr. angewandten Druck und der angewandten Temperatur heiß verpreßt.

Daraufhin kann das heißverpreßte Pulver au( eine Temperatur unterhalb etwa 1150^cC. vorzugsweise

■->■-> urierhalb etwa 1000⁰C abgekühlt werden, worauf der Unterdruck aufgehoben und der Druckzylinder mit Stickstoff gefüllt wird. Daraufhin wird das verpreßte Pulver weiter abgekühlen gelassen und der Druck wird weiter verminder Auf diese Weise wird ein ionisch leitfähiges kristallines Beta-Aluminiumoxidpräparat erhalten. Vorzugsweise wird die Temperatur auf etwa 800° C vermindert, bevor der Druck vernindert oder aufgehoben wird. Die im Einzelfalle vorteilhaftesten Temperaturen, Drucke und Zeiten des Heiß-Preßprozesses hängen im allgemeinen von der Zusammensetzung des Pulvers und der Menge des heiß zu verpressenden Pulvers ab.
Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren

IO

20

Beta-Aluminiumoxidpräparate weisen eine Spinell-Kristallstrtiktur auf, wie sich durch Röntgenstrahl-Beu· gungsbilder feststellen läßt. Obgleich die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Präparate durch Heiß-Verpressen eines amorphen Pulvers erhalten werden, sind die herstellbaren Präparate ionisch leitfähige kristalline Präparate mit Leitfähigkeiten von etwa 10"³ bis etwa lO-^Ohfh-cm)-¹.

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Beta-Aluminiumoxidpräparate weisen ferner eine Biegefestigkeit von mindestens etwa 3160 kg/cm², gemessen nach der Testmethode ACMA Nr. 2 auf sowie eine hohe Durchlässigkeit für Licht. Die Durchlässigkeit für auffallende Strahlung beträgt mindestens etwa 70%, wenn die Wellenzahl der einfallenden Strahlung zwischen etwa 2200 und etwa 3800 cm -' liegt. Die Dichte der Präparate ist ebenfalls hoch und erreicht die berechnete oder theoretische Dichte eines Einzelkristalles aus Beta-Aluminiumoxid der gleichen chemischen Zusammensetzung. Ganz allgemein lassen sich nach dem Verfahren der Erfindung Präparate mit einer Dichte von mindestens 93% der theoretischen Dichte herstellen.

Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren der Erfindung weiter veranschaulichen.

Beispiel 1

In einem 4 Liter fassenden Becherglas wurden 408,4 g (2,0 Mole) Aluminiumisopropoxyd in einer Mischung aus 1750 ml Benzol und 850 ml Isopropanol gelöst. Zu der erhaltenen Lösung wurde dann unter Rühren eine Lösung von 17,6 g (0,44 Mole) Natriumhydroxyd, gelöst in 500 ml Wasser zugegeben. Das dabei anfallende Gel wurde 5 Minuten lang gerührt, eine Stunde lang stehen gelassen, durch Absaugen abfiltriert und etwa 16 Stunden lang (über Nacht) bei 180° C getrocknet. Auf diese Weise wurden 191 g eines leicht zerbrechbaren amorphen Produktes erhalten.

30 g des getrockneten Gels wurden dann in einen Aluminiumoxid-Schmelztiegel gebracht, worauf der Tiegel in einen auf 400" C aufgeheizten Muffelofen gebracht wurde. Die Ofentemperatur wurde dann auf 900° C erhöht und die Mischung etwa 4 Stunden lang auf 900° C erhitzt Auf diese Weise wurde ein amorphes Beta-Aluminiumoxid der Zusammensetzung

Na₂O · 4 AI2O3 erzeugt Nach dem Abkühlen wurde das amorphe Produkt 2 Stunden lang in einem Pulvermörser vermählen. Verwendet wurde hierzu ein Fisher-Automatic-Mortar-Grinder. Das Produkt war dann zum Heißverpressen bereit

Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig sein kann einen Überschuß an Alkalimetallhydroxid zu verwenden, z. B. einem Überschuß von bis zu etwa 10%, wenn zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung das Hydroxid eines Alkalimetalles verwendet wird, da ungefähr 10% des Hydroxides nicht ausgefällt werden, sondern im Filtrat verbleiben.

Das erhaltene Beta-AIuminiumoxidpulver wurde gesiebt, wozu ein 270 Maschensieb gemäß US-Standardreihe verwendet wurde. Das gesiebte Produkt wurde dann in einen Preßzylinder gebracht, und zwar zwischen zwei Scheiben aus pyrolytischem Graphit und unter einem Druck von 352 kg/cni2 kalt verpreßt Der Zylinder mit dem Pulver wurde dann in die Heiß-Preßvorrichtang gebracht, worauf diese an sin Vakuumsystern angeschlossen wurde.

Das Pulver wurde dann etwa 30 Minuten lang auf eine Temperatur von 1200° C erhitzt, wobei der Unterdruck unter 150 Mikron lag. Dabei wurde kein Druck ausgeübt, bis das Pulver eine Temperatur von 1200°C erreicht hatte. Daraufhin wurde ein Druck von 281 kg/cm² angewandt Es wurde weiter erhitzt, bis die Temperatur auf 1300° C gestiegen war. Das Pulver wurde dann 10 Minuten lang bei einer Temperatur von 1300⁰C mit einem Druck von 281 kg/cm² verpreßt. Daraufhin wurde der Druck auf etwa 1760 kg/cm² erhöht. Bei diesem Druck wurde 20 Minuten lang gepreßt, wobei die Temperatur auf 1300° C blieb. Daraufhin wurde keine weitere Wärme zugeführt. Nachdem die Temperatur auf etwa 1000°C abgefallen war, wurde der Unterdruck aufgehoben und die Vorrichtung mit Stickstoff gefüllt Nach Erreichen einer Temperatur von etwa 800°C wurde der Druck aufgehoben. Die Vorrichtung wurde nach Erreichen von Raumtemperatur auseinandergenommen, worauf dir gepreßte NajO · 4 AbOi-Scheibr aus dem Preßzylinder entnommen wurde.

25

30

35

40

Beispiel 2

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden weitere Na₂O · 5 \1₂O₃-Scheiben hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß als Aixalimetallsalz Natriumcarbonat verwendet wurde und daß ferner bei einem maximalen Druck von 1410 kg/cm² heiß verpreßt wurde. Pie erhaltenen Scheiben wurden dann physikalisch untersucht.

Die Infrarot-Spektren wurden unter Verwendung eines üblichen Spektrophotometers (Beckman 21A) ermittelt. Die Dichten der Prüflinge wurden nach einer hydrostatischen Wiegemethode ermittelt. Die Härte nach K η ο ο ρ wurde unter Verwendung einer Tukon-Testvorrichtung mit einer 400 g Belastung ermittelt. Der thermische Expansionskoeffizient wurde unter Verwendung eines Dilatometer nach Leitz mittels 10 mm langen und 3 mm dicken Prüflingen ermittelt Der Bruchmodul wurde aus mittels eines Instron-Testgerätes ermittelten Daten berechnet, und zwar nach der ACMA-Testmethode Nr. 2. Getestet wurden Prüflinge einer Länge von 2,54 cm und einem quadratischen Durchmesser von 0,18 cm. Getestet wurden die Prüflinge unter Verwendung einer Dreipunkt-Biegevorrichtung bei einer Einspannlänge von 1,8 cm. Dabei wurde eine Spitzengeschwindigkeit von 0,13 cm/Min, angewandt Die Tests wurden durchgeführt sowohl parallel als auch senkrecht zur Preßrichtung. Die Bruchflächen wurden unter Verwendung eines Abtast-Elektronenmikroskops untersucht wobei die Prüflinge in einen Winkel von 45° gebracht wurder

Ein typisches Infrarot-Durchlässigkeitsspektrum ist in F i g. 1 für einen Prüfling einer Dicke von 14 mm dargestellt Aus F i g. 1 ergibt sich, daß der Prüfling frei von durch Verunreinigungen hervorgerufenen Absorptionsbanden ist, die häufig in Einzelkristallen zu finden sind, die der Einwirkung feuchter Luft ausgesetzt wurden. Zu beachten ist insbesondere die Abwesenheit von D(OH) Absorptionsbanden bei 3100 cm-'. Eine Röntgenstrahl-Beugungsanalyse wurde sowohl parallel als auch senkrecht zur Richtung der Heißverpressung durchgeführt

Fig.2 zeigt ein typisches Röntgenstrahl-Beugungsbild parallel zur Richtung der Heißverpressung und F i g. 2B zeigt ein typisches Röntgenstrahl-Beugungsbild senkrecht zur Richtung der HeiBverpressung.

Die Erhöhung der Refraktionsspitzen, die sich aus F i g. 2B ergibt, ist ein Anzeichen für eine vorteilhafte kristalline Orientierung.

Andere physikalische Eigenschaften der Prüflinge sind in den folgenden Tabellen 1 und 2 zusammenge^ stellt.

Tabelle 1

Eigenschaften von Na₂O < 5 Al₂Oj

Knoop^Härte 1120-1200 Ausdehnungskoeffizient yi7°C

400 g Belastung 25-800⁰C

Dichte 3,257 g/cm³ Ionische Leitfähigkeit 7,5x10"" (Ohm/cm)-'

Tabelle 2

Bruchmodul (Biegefestigkeit)

Prüfling Belastung der Nr. Oberfläche parallel

in Richtung der Heißverpressung

Prüfling Nr.

3775 kg/cm² 3240 kg/cm² 3240 kg/cm² 3660 kg/cm² Nach dem die durch Heißverpressen erhaltenen Scheiben aus Na₂O · 5 Al₂Oj geschliffen und poliert worden Waren, waren sie für sichtbares Licht stark transluzent. Tatsächlich waren sie nahezu transparent, da helle Lichter klar durch die Scheiben sichtbar waren.

Beispiel 3

Es wurden weitere Na₂O · π Al₂O3-Pulver hergestellt, wobei π die Bedeutung Von 4,6 und 11 hatte. Die Pulver wurden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß nach dem Trocknen die Prüflinge verschieden lange auf Temperaturen von 400, 900 Und 1200° C erhitzt wurden, bevor sie vermählen und heißverpreßt wurden. Sämtliche Pulver, die durch Erhitzen auf 400 oder 900°C erhalten wurden, waren amorph.

Die Pulver wurden dann nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren heißverpreßt, wobei die Temperaturen bei der Heißverpressung nicht über 1200°C während der Anwendung des Druckes lagen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen 3,4 und 5 zusammengestellt.

— Die Abkürzung »BET« bezieht sich dabei auf das

kg/cm² Teilchenwachstum während des Heißverpressens. Es

kg/cm² 25 wurde ermittelt nach der Methode von S. Brunaer kg/cm² und Mitarbeitern, veröffentlicht in der Zeitschrift

J. Amer. Chem. Soc. 60, Seite 309 (1938).

bei 25° C (parallele Flächen) Belastung der Oberfläche senkrecht zur Richtung der Heißverpressung

Tabelle 3
Na₂0:4Al₂O₃

Zeit in Stunden

Temperatur

o(Ohm-cm)-¹ trocken Theoretische Dichte

Al/Na

BET

naß Teilchengröße

μπι

400 400 400 400

900 900 900 900

1200 1200 1200 1200

1,7 χ' 10-" 1,9 χ 10-"

3.5 χ 10-" 1,4 χ 10-"

1.6 χ 10-" 3,1 χ 10-" 2,1 χ 10-" 13 χ 10-"

1.7 χ 10-" 1,1 χ 10-" 1,4 χ 10-" 8 X ΙΟ-⁵

3,4	χ	10-"
3,2	χ	10-"
2,8	χ	ίο-+
3,1	X	10-+
3,1	X	ίο-+
2,4	X	ίο-+
23	X	10-"
2,2	X	10-"
1,7	X	ίο-+
2,7	X	10-"
2,9	X	10-"
2 χ	10-"

983	3,90	62	0,03
98,4	4,06	86	0,02
97,6	4,13	83	0,02
98,1	4,26	73	0,03
98,2	4,12	41	0,05
98,7	4,06	39	0,05
98,2	4,16	30	0,06
973	4,11	23	0,08
95,7	4,23	3	0,62
963	430	4	0,46
963	3,80	7	0,26
—	431	10	0,19

*) Quadratmeter-Oberfläche pro Gramm.

Tabelle 4
Na₂O 16Al₂O₃

Zeit in Stunden

Temperatur

σ (Ohm-cm)-¹ trocken

naß Theoretische Dichte

AUNa

BET

nWg

Teilchengröße

μπι

400 400 400 400

9CO 900 900 900

1.6 χ 10-"

1.7 χ 10-" 2,7 χ 10-" 23 x 10-"

2 χ IQ-" 1,7 χ 10-» 1,5 χ 10-" 13 x 10-"

3.0 χ 10-+ 3,7 χ 10-*
3,17x 10-"
3,2 χ 10-"

3.1 χ 10-⁺

χ io-⁺

8,6 χ ΙΟ-⁵
χ 10-«

973	5,67	95	0,02
98,2	5,58	93	0,02
97JS	5,46	96	0,02
97,2	5,77	110	0,02
973	C TO •j₃i υ	62	0,03
983	5,77	49	0,04
96,2	530	51	0,04
95,6	5,81	45	0,04

Fortsetzung

Zeit in
Stunden

Temperatur

o(Ohm-cm)-' trocken

16

12GÜ 1200 1200

5,9 X 10-⁵

1,1 x 10-5

1,5 χ 10-⁴

8,8 χ 10-⁵

	Theoretische	Al/Na	BET	Teilchen
	Dichte			größe
naß	%		ni²/g	μπι
1,7 X 10-«	95,4	5,76	6	0,31
2,7 χ ICI-⁴	97,0	5,95	7	0,26
2,2 χ IGI-⁴	96,4	5,60	6	031
1,4 x ICI-⁴	95,2	6,41	6	031

Leitfähigkeiiten der erhaltenen Beta-AIuminiumoxidprä-

Beispiel- 4 parate gemessen und ihre Röntgensträhl-Beugungsbil-

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren 15 der untersucht Die erhaltenen Ergebnisse sind in der wurden weitere Na₂O · η AI₂O₃-Pulver Hergestellt, in folgenden Tabelle 6 zusammengestellt Der Buchstabe

denen η eine Zahl zwischen 3 und 12 war. Nach Heißverpressen bei 1200°C wurden die

Tabelle 5
Na₂O: U Al₂O₃ »X« kennzeichnet das Vorhandensein von «- und /9-Aluminiumoxiden.

Zeit in
Stunden

Temperatur

a(Ohm-cm)-¹ trocken Dichte

Al/Na

naß

16

400 400 400 400

900 900 900 900

1200 1200 1200 1200

2.7 x 10-" 1,5 x 10-⁵

3.8 χ 10-⁵ 6,7 χ 10-5

1.0 χ ΙΟ-=

8.3 χ 10-6

8.9 χ 10-⁶ 8,5 χ 10-6

7.4 χ 10-⁶

6.1 χ ΙΟ-« 9 χ 10-⁶ 13 χ 10-5 1,51 χ 10-5 1,6 χ ΙΟ-⁵ 12 χ 10-5 53 χ ΙΟ-⁵

3,1 χ 10-5

1 χ ΙΟ-⁵

1.1 χ 10-5

1.2 χ ΙΟ-⁵

3,5 χ 10-5 2,9 χ 10-⁶

2 χ 10-¹⁵

U χ ίο-⁵

Tabelle

Na₂O · Al₂O₃

Heiß verpreßt bei 1200° C

Na₂OiAl₂O₃	(Trocken)	Röntgenstrahlbeugung	β	Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
	(Ohm-cm)-'	OL	X
1:3	1,6 χ 10-⁴		X
1:4	1,7 x 10-⁴		X
1:5	5 χ 10-⁴		X
1:6	5 χ 10-⁴		X
1:7	3,2 x 10-⁵	X	X
1:8	1,6 χ 10-⁵	X	X
1:9	1,6 χ ΙΟ-⁵	X	X
1:10	6 χ 10-⁵	X	X
1:11	1 χ 10-⁵	X	X
1:12	2,8 χ ΙΟ-⁵	X

BET

Teilchengröße

μπι

96,9	10,25	Ϊ67	0,01
96,2	10,20	175	0,01
97,4	11,17	167	0,01
93,0	10,89	173	0,01
98,4	11,48	116	0,02
97,4	10,79	106	0,02
96,2	10,72	87	0,02
96,6	10,84	91	0,02
97,6	10,93	24	0,08
93,0	11,80	8	0,23
92,8	10,68	9	0,20
94,7	11,46	8	0,23

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von heißverpreßten Beta-AIuminiumoxidpräparaten, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Vermischen einer Lösung eines Aluminiumalkoholates mit einer wäßrigen Lösung eines Alkalimetallhydroxides oder Alkalimetallsalzes eine Aluminiumhydroxid enthaltende gelatinöse Masse ausfällt, die gelatinöse Masse ι ο trocknet, die getrocknete Masse auf eine Temperatur bis zu 1200⁰C erhitzt, die erhitzte Masse abkühlt und zu einem feinen amorphen Pulver vermählt und das feine amorphe Pulver bei Temperaturen von 1150 bis 1400⁰C heiß verpreßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalimetallsalz ein Bicarbonat, Acetat, Nitrat oder Carbonat verwendet.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 kind 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bicarbonat, Acetat. Hydroxid, Nitrat oder Carbonat des Natriums oder Kaliums verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Heiß-Verpressen wie folgt durchführt: Einfüllen des Pulvers in einen Druckzylinder und während der Aufrechterhaltung eines Vakuums im Druckzylinder

(1) allmähliches Erhitzen des Pulvers auf eine erste Temperatur;

(2) Anwendung eines Anfangsdruckes zum Komprimieren des Pulvers nach Erreichen der ersten Temperatur;

(3) Einwirkenlassen des Anfangsdruckes auf das komprimierte Pulver bei mindestens der erreichten Temperatur eine bestimmte erste Zeitspanne lang;

(4) Erhöhung des Druckes auf einen Haltedruck, der höher ist als der Anfangsdruck;

(5) Halten des komprimierten Pulvers bei den erreichten Druck- und Temperaturwerten eine vorbestimmte zweite Zeitspanne lang;

(6) Abkühlen des komprimierten Pulvers auf eine Temperatur unterhalb der ersten Temperatur und danach Aufhebung des Vakuums;

(7) Wiederfüllung des Druckzylinders mit einem inerten Gas und

(8) Abkühlen des komprimierten Pulvers auf eine Temperatur unter der in der Verfahrensstufe (6) erreichten Temperatur und Aufhebung des >o Druckes.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pulver nach dem Einfüllen in den Preßzylinder bei einem Druck von mindestens 281 kg/cm² kalt verpreßt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pulver in der Verfahrensstufe (1) auf mindestens 1200°C erhitzt und nach Ausübung des Anfangsdruckes auf das komprimierte Pulver dieses auf eine Temperatur erhitzt, die bo mindestens iÖÖ°C höher liegt als die erste Temperatur.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorbestimmte Zeitspanne mindestens 5 Minuten und die zweite Vorbestimmte Zeitspanne mindestens 10 Minuten beträgt.

Beta-Aluminiumoxid findet bekanntlich in der Technik eine weit verbreitete Anwendung, z. B. als Kationen-Leiter in elektrisch oder elektrochemisch betätigten Vorrichtungen, und insbesondere zur Herstellung von Halbzellen-Separatoren in Batterien, in denen Alkalimetalle als Reaktionskomponenten dienen. Das kristalline Beta-Aluminiumoxid weist eine hexagonale Struktur auf und besteht aus Spinellblöcken von Sauerstoff, in denen dac Aluminium sich in den gleichen Positionen befindet wie Magnesium und Aluminium in Magnesiumaluminatspinellen. Die Spinellblöcke werden dabei durch NaO-Spiegelebenen voneinander getrennt Die Entfernung zwischen zwei Sauerstoff-Spiegelebenen unterscheidet ^-Aluminiumoxid von ^"-Aluminiumoxid und im Falle von ^-Aluminiumoxid beträgt diese Entfernung 11,23 A, während sie in /?"-Aluminiumoxid etwa doppelt so groß ist.

Es ist bekannt, Beta-Aluminiumoxid durch Erhitzen einer Mischung aus Natriumcarbonat und Aluminiumoxid auf Temperaturen von etwa 1550 bis 1800⁰C herzustellen (vergl. z.B. US-PS 34 75 225). Durch Heiß-Vernressen des fein vermahlenen kristallinen Beta-Aluminiumoxid bei Temperaturen oberhalb 1500⁰C und Drucken von etwa 352 bis 7733 kg/cm² lassen sich Beta-Aluminiumoxidpräparate mit ionischer Leitfähigkeit und guten mechanischen Festigkeiten erzeugen. Gemäß US-PS 36 25 773 wird z. B. ein Pulvergemisch mit einem Gehalt an kristallinem Beta-Aluminiumoxid bei Temperaturen von etwa 1650 bisl900°Cheißverpreßt.

Diese bekannten Verfahren zur Herstellung von heißverpreßten Beta-Aluminiumoxidpräparaten mit Ionenleitfiihigkeit und guter mechanischer Festigkeit sind jedoch vergleichsweise aufwendig, da sie die Anwendung hoher Temperaturen erfordern, was wiederum die Verwendung vergleichsweise teurer Vorrichtungen mit hoher Wärmewiderstandsfähigkeit notwendig macht. Nachteilig ist ferner der hohe Energieaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeber, das zu kristallinen Beta-Aluminiumoxidpräparaten führt, die sich durch eine gute ionische LeitfähigKsit und hohe mechanische Festigkeiten auszeichnen, ohne daß so hohe Temperaturen wie bei den bekannten Verfahren angewandt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die angegebere Aufgabe dadurch lösbar ist, daß ausgehend von Alurrmiiimalkoholat eine nichtkristalline Vorläuferverbindung erzeugt und diese bei vergleichsweise niedrigen "emperaturen heißverpreßt wird.

Das erfndungsgemäße Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, daß man durch Vermischen einer Lösung eines Aluminiumalkoholates mit einer wäßrigen Lösung eines Alkalimetallhydroxides oder Alkalimetallsalzes eine Aluminiumhydroxid enthaltende gelatinöse Masse ausfällt. di<; gelatinöse Masse trocknet, die getrocknete Masse auf eine Temperatur bis zu 1200°C erhitzt, die erhitzte Masse abkühlt und zu einem feinen amorphen Pulver vermählt und das feine amorphe Pulver bei Temperaturen von 1150 bis 1400⁰C heiß verpreßt

Das Verfahren der Erfindung ermöglicht die Herstellung von verbesserten kristallinen Beta-Aluminiumoxidpräparaten (ß und ß"), bei Temperaturen und Drucken, die wesentlich niedriger Hegen als bei den bekannten Verfahren, so daß weniger aufwendige Vorrichtungen verwendbar sind. Als vorteilhaft erweist sich ferner, daß leicht zugängliche Ausgangsmaterialien verwendet werden und die gewonnenen kristallinen Beta-Alumi-