HU210595B - Process for producing aluminiume-oxides using to the ceramic which contains smaller than 1 micrometer one-crystalsize grains, too - Google Patents

Process for producing aluminiume-oxides using to the ceramic which contains smaller than 1 micrometer one-crystalsize grains, too Download PDF

Info

Publication number
HU210595B
HU210595B HU88504A HU50488A HU210595B HU 210595 B HU210595 B HU 210595B HU 88504 A HU88504 A HU 88504A HU 50488 A HU50488 A HU 50488A HU 210595 B HU210595 B HU 210595B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
ceramic
alumina
single crystal
aluminium oxide
micrometer
Prior art date
Application number
HU88504A
Other languages
English (en)
Other versions
HUT66758A (en
Inventor
Gyoergy Kaptay
Laszlo Lengyel
Imre Toth
Sandor Pirik
Miklos Schlegel
Sandor Nemeth
Laszlo Revesz
Jozsef Matyasi
Lajos Csiga
Benjaminne Dr Toth
Toth Jozsef T
Istvan Oeri
Original Assignee
Almasfuezitoei Timfoeldgyar
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Almasfuezitoei Timfoeldgyar filed Critical Almasfuezitoei Timfoeldgyar
Priority to HU88504A priority Critical patent/HU210595B/hu
Priority to DE3902323A priority patent/DE3902323C2/de
Priority to FR898901341A priority patent/FR2626587B1/fr
Publication of HUT66758A publication Critical patent/HUT66758A/hu
Publication of HU210595B publication Critical patent/HU210595B/hu

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/44—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
    • C01F7/441—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination
    • C01F7/442—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination in presence of a calcination additive
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/20—Aluminium oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

A találmány tárgya eljárás 1 mikrométernél kisebb vagy kívánt arányban ilyen egykristályméretö alumínium-oxid előállítására, bármely hagyományos timföldgyártási technológiával nyert, 3 kristályvizet tartalmazó timföldhidrátokból kiindulva.
A hagyományos timföldgyártási eljárással előállított timföldhidrátból speciális adalékok segítségével történő kalcinálással, az alkalmazott izzítási technológia, a kemence típusa, az alkalmazott mineralizátorok függvényében, viszonylag tág mérethatárok (2-10 gm) közötti átlagos egykristályméretű kerámiai, illetve oxidkerámiai timföldek (alumínium-oxidok) állíthatók elő (lásd például a DE 3 241 582 C2 számú és HU 185 478 számú szabadalmi leírásokat). E típusok azonban nem elégítik ki teljes mértékben a felhasználók igényeit.
Egyre nagyobb az igény ugyanis 1 mikrométer alatti átlagos egykristályméretö, illetve jelentős mennyiségben ilyen frakciót is tartalmazó kerámiai, oxidkerámiai timföldek iránt. Az ilyen összetételű timföldek egyben általában alacsony szennyezettségöek is. Ilyen timföldek előállítását ismertetik például a JP 611 325 13 számú szabadalmi leírásban, amely eljárás szerint amorf Alhidroxidot 1100 °C feletti hőmérsékleten hevítenek, majd őrlik. A DE 3 643 984 A1 számú szabadalmi leírás szerinti eljárásnál alumínium-izopropílát hidrolízisével kolloid szált állítanak elő, majd ezt savas közegben átkristályosítják, öregítik és szárítják. Ezen eljárásoknál azonban maga a kiindulási alapanyag is igen drága, ezért ezen timföldek főleg magas minőségi igényeket kielégítő, drága végtermékek előállításánál kerülhetnek felhasználásra, melyek elviselik az alapanyag magas árát.
Vannak azonban olyan felhasználási területek, illetve termékek, amelyek előállításánál csupán a kis egykristályméret lényeges, az alapanyag nagy tisztasága nem köetelmény. Ezen területeken így megfelelő szemcseméretű, de olcsó alapanyagra van szükség.
Ezért találmányunk célja, hagyományos technológiával előállított olcsó timföldhidrát felhasználásával, egyszerű fizikai módszerek alkalmazásával, 1 mikrométer alatti egykristályméretö kerámiai, illetve oxidkerámiai timföldek gyártástechnológiájának kidolgozása.
Az irodalomból régóta ismert [lásd például W. H. Gitzen: Alumina as a ceramic matériái (The American Ceramic Society)], hogy
- különböző mineralizátorok hatására a timföldhidrát kalcinálásánál az egyes szemcsék változó formájú és méretű egykristályokból álló agglomerátumokká alakulnak át;
- timföldhidrátokat viszonylag alacsonyabb (500800 °C) hőmérsékleten hőkezelve, azokból magas fajlagos felületű, porózus átmeneti alumínium-oxidok képződnek, amelyekből a timföldhidrátban kötött formában lévő alkáli-tartalom jelentős része ki is mosható;
- a timföldhidrát hidrotermális kezelése során - például 220 °C hőmérsékleten - 2 kristályvizet elvesztve monohidráttá, bőhmitté alakul, miközben jelentős mértékben aprózódik.
Vizsgálva a kerámiai, oxidkerámiai timföldek gyártása során kialakuló, eltérő formájú és szemcseméretű egykristályok képződésének mechanizmusát, azt találtuk, hogy alapvetően a kiinduló timföldhidrát szemcseméretétől függetlenül, azok formáját és méretét a következő paraméterek határozzák meg:
- a timföldhidrát szennyezettsége,
- a hőkezelő berendezés geometriája, ezen belül a
600-800 °C-ig történő felfutás sebessége, az ez alatti hőmérsékleti zónákban történő tartózkodás időtartalma,
- az alkalmazott mineralizátor, illetve mineralizátorok minősége, aránya, illetve mennyisége,
- az izzítás hőmérséklete, időtartama.
A fentiekből következik, hogy az egykristályok mérete befolyásolható, de a fent ismertetett módokon timföldhidrátból 1,5-2 gm-os átlagos méretnél kisebb egykristályméretö szemcse nem állítható elő.
Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a hagyományos eljárással nyert timföldhidrátból 1 gm alatti egykristályméretű kerámiai, ill. oxidkerámiai timföld állítható elő, ha az alacsony hőmérsékletű izzítás hatására kialakuló lemezes kristályszerkezetet egy egyszerű fizikai kezeléssel módosítjuk. A magasabb hőmérsékletű kezelésnél, ezután a határfelületeket és ezzel a kialakuló egykristályméreteket, már ez a kezelés határozza meg.
A fentiek alapján találmányunk tárgya eljárás egy mikrométernél kisebb, vagy kívánt arányban ilyen egykristályméretö szemcséket tartalmazó, főleg kerámiai célú felhasználásra alkalmas alumínium-oxidok előállítására, oly módon, hogy átmeneti alumínium-oxidokat hidrotermálisán 100 ’C feletti, előnyösen 200220 °C közötti hőmérsékleten 0,1-3 órán, előnyösen 2 órán át kezelünk, majd mineralizátor adalékkal vagy mineralizátor nélkül kalcináljuk.
A találmány szerinti eljárásnál úgy járunk el, hogy a kalcináló kemencében 600 °C-ig történő hőkezeléssel nyert nagy fajlagos felületű (BET kb. 240 m2/g) átmeneti alumínium-oxidot vizes szuszpenziója formájában, 100-220 ’C közötti hőmérsékleten hidrotermális (víz jelenlétében általában nyomás alatt végzett) kezelésnek vetjük alá, majd szűrés és szárítás után, adott esetben mineralizátorok jelenlétében kiizzítjuk.
A hidrotermális kezelés hatására a szemcsék nem aprózódnak, alkálitartalmuk mosással, hatásosabban csökkenthető, mint az egyszerű, többlépcsős mosással elérhető alkálimentesítésnél szerkezetükben olyan mértékű módosulás következik be, melynek hatására mineralizátor nélkül vagy mineralizátor jelenlétében történő, ismételt izzítás során az átlagos egykristályméret 1 mikrométer alá csökkenthető és ez a magas hőmérsékletű kalcinálás a szokványos kalcináló berendezésekben egyszerűen elvégezhető.
Vizsgálva az észlelt jelenség okát, feltételezhetően az átmeneti oxidok hidrotermális kezelése során azok pórusszerkezete módosul, a mikropórusok irányába tolódik el. Ez a pórusszerkezet-módosulás teszi lehetővé azt, hogy az e szerkezetváltozáson átesett átmeneti alumínium-oxidokat kalcinálva, azokból 1 mikrométer átlagos egykristályméretnél kisebb szemcséjű alumínium-oxidhoz juthatunk.
HU 210 595 B
Amennyiben a magas 1200-1300 ’C-os kalcinálásra egyidőben keverve viszünk az előbbiekben leírt módon hidrotermálisán kezelt, átmeneti alumínium-oxidot és kezeletlen, a végtermékben az egykristályméret polidiszperz lesz, amikoris az átlagos egykristályméretek 0,2 pm és 5 pm közötti értékűek.
1. Példa
Kiindulási anyagként 600 °C-on ipari timföldhidrátból kalcinált átmeneti alumínium-oxidot használnuk, amelynek egyik feléből 400 kg/m3 töménységű vizes szuszpenziót készítünk, melyet autoklávban 220 °C hőmérsékleten 2 órán át kezelünk (hidrotermális kezelés), majd szűrjük, mossuk és szárítjuk. Az anyag másik felét nem kezeljük, csak mossuk és szárítjuk. Ezt követően mindkét anyagot külön-külön, A12O3 tartalmukra vonatkoztatva 0,4 tömeg% 1:1 tömegarányú H3BO3:A1F3 mineralizátor keverékkel 1300 °C-on kiégetjük, majd az égetést követően meghatározzuk a keletkezett alumínium-oxidok egykristályméreteit.
Megállapítottuk, hogy az összehasonlító, kezeletlen mintából az üzemi gyártásban szokásos szerkezetű, átlag 3-5 pm egykristályméretű részecskékből álló agglomerátumok találhatók, míg a találmány szerinti eljárással kezelt minta 0,2-0,5 pm-os egykristályokból felépített agglomerátumokból áll.
2. Példa
Kiindulási anyagként 600 °C-on ipari timföldhidrátból kalcinált átmeneti alumínium-oxidot használunk, amelynek egyik feléből 400 kg/m3 töménységű vizes szuszpenziót készítünk, melyet autoklávban 220 ’C-on 2 órán át kezelünk, majd szűrjük, mossuk, szárítjuk. Az anyag másik felét nem kezeljük, csak mossuk és szárítjuk. Ezt követően a két anyagot összekeverjük és A12O3 tartalmukra vonatkoztatva 0,4 tömeg% 1:1 tömegarányú H3BO3:A1F3 mineralizátor keverékkel 1300 ’C-on kiégetjük. Az így képződött alumínium-oxid egykristályméreteit meghatározva megállapítottuk, hogy a 48% 1 mikrométernél kisebb egykristályokat tartalmaz, a többi 1 és 5 pm közötti méretű.

Claims (2)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás 1 mikrométernél kisebb vagy kívánt arányban ilyen egykristályméretu szemcséket tartalmazó, főleg kerámiai célokra használható alumínium-oxidok előállítására, azzal jellemezve, hogy átmeneti alumínium-oxidokat hidrotermálisán 100 ’C felett, célszerűen 200-220 ’C-on 0,1-3 órán célszerűen 2 órán át kezelünk, majd ismert módon mineralizátor nélkül vagy mineralizátor adalékkal együtt kalcináljuk.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy hidrotermálisán kezelt átmeneti alumínium-oxidokat kezeletlen timföldhidráttal együtt mineralizátor adalékkal vagy mineralizátor nélkül kalcináljuk.
HU88504A 1988-02-03 1988-02-03 Process for producing aluminiume-oxides using to the ceramic which contains smaller than 1 micrometer one-crystalsize grains, too HU210595B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU88504A HU210595B (en) 1988-02-03 1988-02-03 Process for producing aluminiume-oxides using to the ceramic which contains smaller than 1 micrometer one-crystalsize grains, too
DE3902323A DE3902323C2 (de) 1988-02-03 1989-01-26 Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid mit einer Einkristallgröße unter 1 ¶/¶um
FR898901341A FR2626587B1 (fr) 1988-02-03 1989-02-02 Procede de preparation d'alumine a monocristaux d'une taille inferieure a 1 (my)m

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU88504A HU210595B (en) 1988-02-03 1988-02-03 Process for producing aluminiume-oxides using to the ceramic which contains smaller than 1 micrometer one-crystalsize grains, too

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUT66758A HUT66758A (en) 1994-12-28
HU210595B true HU210595B (en) 1995-05-29

Family

ID=10949888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU88504A HU210595B (en) 1988-02-03 1988-02-03 Process for producing aluminiume-oxides using to the ceramic which contains smaller than 1 micrometer one-crystalsize grains, too

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE3902323C2 (hu)
FR (1) FR2626587B1 (hu)
HU (1) HU210595B (hu)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0522519B1 (en) * 1991-07-09 1996-03-06 AGENCY OF INDUSTRIAL SCIENCE & TECHNOLOGY MINISTRY OF INTERNATIONAL TRADE & INDUSTRY Process for producing fine flaky alumina particles and alumina-based plastic material

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2450232A1 (fr) * 1979-02-28 1980-09-26 Pechiney Aluminium Procede de transformation de l'hydrargilitte en boehmite
HU185474B (en) * 1981-11-10 1985-02-28 Almasfuezitoei Timfoeldgyar Process for preparing alpha-aluminium oxyde poor in alkali for ceramic purposes

Also Published As

Publication number Publication date
DE3902323A1 (de) 1989-08-17
FR2626587A1 (fr) 1989-08-04
HUT66758A (en) 1994-12-28
FR2626587B1 (fr) 1994-06-17
DE3902323C2 (de) 1995-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4117105A (en) Process for preparing dispersible boehmite alumina
JP2886725B2 (ja) コロイドベーマイトの製造方法
RU2021225C1 (ru) СПЕЧЕННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ α - ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
US5383945A (en) Abrasive material and method
RU2076083C1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ α МОДИФИКАЦИИ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ
US4847064A (en) Economical process for alpha alumina production
US5445807A (en) Production of aluminum compound
CA2070607C (en) Partially crystalline, transitional aluminum oxides, methods for their synthesis and use for obtaining molded articles, which consist essentially of gamma al2o3
KR890003623A (ko) 미세결정질 베마이트 및 요업체류의 제조
HU185474B (en) Process for preparing alpha-aluminium oxyde poor in alkali for ceramic purposes
EP0152768A2 (en) Abrasive grits or ceramic bodies and preparation thereof
KR100588323B1 (ko) 신규의 분산성 알루미늄 수화물, 그 제조 방법 및 이것을촉매 제조에 사용하는 방법
WO2014181346A2 (en) A process for manufacturing of boehmite particulate material
US5284809A (en) Method for the preparation of α-aluminum oxide powder
US5149520A (en) Small sized alpha alumina particles and platelets
JP4368118B2 (ja) ベーマイトスラリーの製造方法、ベーマイトゾルの製造方法、ベーマイトゾル、ベーマイト、記録媒体の製造方法、および記録媒体
RU2729612C1 (ru) Гранулированный активный оксид алюминия
US3222148A (en) Tetragonal zirconium oxide containing calcium oxide
JP2869287B2 (ja) 板状ベーマイト粒子の製造方法
HU210595B (en) Process for producing aluminiume-oxides using to the ceramic which contains smaller than 1 micrometer one-crystalsize grains, too
JP2012500178A (ja) 新規混合含水カオリン粘土製品
JP3087403B2 (ja) 球状アルミナの製造方法
JP2654276B2 (ja) 微細板状アルミナ粒子の製造方法
JPH02293371A (ja) α―Ａｌ↓２Ｏ↓３焼結物体の製造
US3655339A (en) Production of low-soda alumina

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee