HUT68748A - Process for production of aluminium-oxide particles, aluminium-oxide powder made by this process and it`s application - Google Patents
Process for production of aluminium-oxide particles, aluminium-oxide powder made by this process and it`s application Download PDFInfo
- Publication number
- HUT68748A HUT68748A HU9303535A HU9303535A HUT68748A HU T68748 A HUT68748 A HU T68748A HU 9303535 A HU9303535 A HU 9303535A HU 9303535 A HU9303535 A HU 9303535A HU T68748 A HUT68748 A HU T68748A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- aluminum
- alumina
- furnace
- particles
- alumina particles
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 55
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 229960005363 aluminium oxide Drugs 0.000 title 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 44
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- -1 aluminum carbides Chemical class 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 2
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical group Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCQXXBOSCBRNNT-UHFFFAOYSA-K ammonium aluminium sulfate Chemical compound [NH4+].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O LCQXXBOSCBRNNT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1409—Abrasive particles per se
- C09K3/1418—Abrasive particles per se obtained by division of a mass agglomerated by sintering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- 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
- C01F7/30—Preparation of aluminium oxide or hydroxide by thermal decomposition or by hydrolysis or oxidation of aluminium compounds
- C01F7/302—Hydrolysis or oxidation of gaseous aluminium compounds in the gaseous phase
-
- 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
- C01F7/42—Preparation of aluminium oxide or hydroxide from metallic aluminium, e.g. by oxidation
- C01F7/422—Preparation of aluminium oxide or hydroxide from metallic aluminium, e.g. by oxidation by oxidation with a gaseous oxidator at a high temperature
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/613—10-100 m2/g
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- 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
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/10—Solid density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Szinteraktív alumínium-oxid-részecskék, azokat tartalmazó anyagok, valamint eljárás ilyen részecskék előállítására
Veitsch-Radex Aktiengesellschaft^Bécs
Treibacher Chemische Werke AG, Treibach-Anthofen, Ausztria
Feltalálók:
Dr. Kari RIEPL
Jákob MOSSER
Dr. Franz SKALE,
Hans ZEIRINGER,
Graz,
Loeben/Göss,
Treibach,
Kappl, Ausztria
A bejelentés napja: 1993. 12. 10.
Elsőbbsége:
1992. 12. 10. (P 42 41 625.6) NSZK
78531-7364 VO
A találmány tárgya szinteraktív alumínium-oxid-részecskék, azokat tartalmazó anyagok, valamint eljárás ilyen részecskék előállítására.
Alumínium-oxid-porokat pigmentként, csiszoló- és polírozóanyagként, tűzálló termékekben, kerámiákban, katalizátorok anyagaként vagy töltőanyagként, valamint bevonatként alkalmaznak.
Az alumínium-oxid műszaki alkalmazása szempontjából döntő kémiai stabilitása, nagy mechanikai szilárdsága, különösen kedvező kopási viselkedése, nagy elektromos ellenállása és jó hőállósága. Ezenkívül az alumínium-oxid nem toxikus.
Nagy használati értékű kerámiai, különösen tűzálló gyártmányok előállítása szempontjából mindenek előtt a következő tulajdonságokat követelik meg:
- nagy szinterelési aktivitás (amely különösen kis részecskeméret útján biztosítható),
- a szinterelési eljárást gátló vagy a nemkívánt szemcsenövekedést fokozó szennyeződések minimális értéken tartása,
- lehetőleg csekély mennyiségű olvadékfázist képező kísérőanyagok,
- jó megmunkálhatóság (sajtolhatóság) és
- nagy nyers sűrűség.
A nyers állapotú állékonyság (nyers sűrűség) nagy mértékének eléréséhez az is szükséges, hogy a (port alkotó) részecskék porozitása csekély legyen.
Szinteraktív, mikrokristályos A12O3~részecskék és porok előállítására számos termikus vagy nedves kémiai úton lefolytatott mechanikai és fizikai eljárás ismert.
Ezekhez tartozik a tisztított timsó (ammónium-alumínium-szulfát) termikus bontása és azt követő kalcinálása vagy alumínium-klorid termikus bontása az úgynevezett porlasztórácsos eljárás útján. Alumíniumsók ilyen termikus átalakításainak az a hátránya, hogy a megfelelő berendezések költségesek, továbbá az oxidban visszamaradó sómaradványok a szinterelési eljárás során fokozott mértékű szemcsenövekedést okozhatnak.
Finomszemcsés alumínium-oxid előállítására ismert az úgynevezett Bayer eljárásban előállított timföld őrlése is. A kis szemcseméretig történő őrlés azonban nagyon költséges, és annál hosszadalmasabb, minél kisebb szemcseméretre őrlendő az anyag, úgy hogy 1 μιπ-nél kisebb szemcseméretű részecskék - ha egyáltalán lehetséges - csak rendkívüli műszaki intézkedések árán állíthatók elő. Az így előállított porszemcskék morfológiájára ezenkívül a hasadásos szemcsék jellemzők. Ez a reológiai viselkedésben hátrányokat okozhat.
A 4 818 515 számú USA-beli szabadalmi leírásból gömbalakú A^Og-részecskék előállítására szolgáló eljárás ismerhető meg, amelyben a víztartalmú alumínium-oxidot sajátos, többlépcsős termikus kezelésnek vetik alá. Az eljárás olyan kiindulási anyagot igényel, amely a szükséges tisztaság miatt csak jelentős költségek árán állítható elő.
Végül előállítható alumínium-alkoxidok hidrolízise útján is finomszemcsés égetett anyag, amely azonban a kiégetés fokától függően jelentős mikroporozitást mutat, ami az ezt követő szinterlési eljárás során annak megfelelő (nem kívánt) zsugorodáshoz vezet.
A fentiekben ismertetett eljárások ezért műszaki és gazdasági okok folytán számos tömegcikkgyártás terén nem nyertek alkalmazást.
A találmány feladata ezért eljárás kidolgozása, amely viszonylag kedvező költségek mellett nagyon finom alumínium-oxid-részecskék előállításához vezet a szubmikrontartományban (< 1,0 μιη) lényegében gömbalakú szemcsealak, csekély porozitás és ezáltal jó zömítési és szinterelési tulajdonság mellett, ami lehetővé teszi a fentiekben említett célú alkalmazást a rendeltetéstől függő optimalizálás mellett.
A találmány feladata teljesíthető az alábbi lépésekből álló eljárás útján:
alumíniumhordozót, így fémalumíniumot, vagy alumínium-oxidot kemencébe helyezünk be, az alumíniumhordozót felmelegítjük, az alumíniumhordozót - amennyiben fémalumíniumtól eltérő állapotban helyeztük be a kemencébe fémalumíniummá és/vagy alumínium-karbidokká redukáljuk, a kemence hőmérsékletét növelve a fémalumíniumot vagy alumínium-karbidokat elpárologtatjuk, az elpárologtatott fémalumíniumot vagy alumínium-karbidokat gázáramban alumínium-oxiddá oxidáljuk, a gázáramot egy szűrőbe vezetve az alumínium-oxid részecskéket leválasztjuk, ennek során a hőmérsékletet, a gázatmoszférát és az alumíni um-oxid-részecskék tartózkodási idejét a gázáramban a kívánt részecskeméretnek megfelelően szabályozzuk.
A fentiek alapján a találmány eljárás szinteraktív, lényegében gömbalakú, legfeljebb 1,0 μτα, előnyösen legfeljebb 0,5 μιη átlagos részecskeméretű alumínium-oxid-részecskék előállítására. Az eljárás során úgy járunk el, hogy
1.1 alumíniumhordozót, így fémalumíniumot, vagy alumínium-oxidot kemencébe helyezünk be,
1.2 az alumíniumhordozót felmelegítjük,
1.3 az alumíniumhordozót - amennyiben fémalumíniumtól eltérő állapotban helyeztük be a kemencébe - . fémalumíniummá és/vagy alumínium-karbidokká redukáljuk,
1.4 a kemence hőmérsékletét növelve a fémalumíniumot vagy alumínium-karbidokat elpárologtatjuk,
1.5 az elpárologtatott fémalumíniumot vagy alumínium-karbidokat gázáramban alumínium-oxiddá oxidáljuk,
1.6 a gázáramot egy szűrőbe vezetve az alumínium-oxid részecskéket leválasztjuk, ennek során
1.7 a hőmérsékletet, a gázatmoszférát és az alumínium-oxid-részecskék tartózkodási idejét a gázáramban a kívánt részecskeméretnek megfelelően szabályozzuk.
Darabos alumínium-oxidból kiindulva azt előbb fémalumíniummá és/vagy alumínium-karbidokká redukáljuk, amelye(ke)t a redukálással egyidejűleg vagy azt követően elpá rologtatunk, majd alkalmas módon ismét oxidálunk, mielőtt az így másodlagosan képzett alumínium-oxid-részecskéket egy szűrőben leválasztjuk.
Az alumínium-oxid-részecskék feladatként kitűzött finomszemcsésségének elérése jelentős mértékben attól függ, hogy a gázáramban szállított A^C^-részecskéket a gázáramban elhelyezett szűrőhöz vezessük. Minél rövidebb az A12C>3-részecskék tartózkodási ideje a gázáramban, annál kisebb a szemcseméret, amelyet másodlagosan még a hőmérséklet és a gázáram (oxidáló) atmoszférája útján is szabályozhatunk.
Lehetőleg finomszemcsés A^C^-részecskék elérése céljából a szűrőt ennek következtében közvetlenül az ezt megelőzően ismertetett oxidációs szakasz után helyezzük el.
Kemenceként különösen előnyösnek bizonyult elektromos ívkemence. A találmány egyik kiviteli alakjának megfelelően az ívkemencét 10-50 A/cm2, előnyösen 15-30 A/cm2 áramsűrűséggel működtetjük.
A hatásos elpárologtatási teljesítmény növelése céljából előnyösnek bizonyult redukálószer (így szén) hozzáadása az alumínium-oxid alumíniummá, alumínium-karbiddá vagy alumínium-oxikarbiddá történő redukálási reakciója során. Ebben az értelemben szenet leadó vegyületeket is alkalmazhatunk.
A gőzállapotú alumínium és/vagy kondenzált alumíniumrészecskék ezt követő oxidációját külső oxigénbevezetés útján is gyorsíthatjuk. Ezáltal lehetővé válik, hogy a részecskéket az oxidációs szakaszban eltöltött rövid tartózkodási idő után azonnal leválasszuk egy megfelelő szűrőben, • ·· ···· ·· ···· • · · · *·· ϊ • · · · · így tömlős szűrőben.
Az oxidációs szakasz egy másik változatában az alumíniumrészecskéket oxidáló atmoszférájú kemenceszakaszba vezetjük be.
Az előzőekben ismertetett eljárással szinteraktív, gömbalakú, legfeljebb 3,97 g/cm3 sűrűségű és 0,5-60 m2/g fajlagos felületű alumínium-oxid-részecskéket állíthatunk elő.
Az eljárás lehetővé teszi 1 μιπ-nél lényegesen kisebb átlagos részecskeméretű A^Oj-részecskék előállítását; a műveleti paraméterek, így a hőmérséklet, a gázatmoszféra és az A12O3~részecskék gázárambeli tartózkodási ideje megfelelő beállításával az átlagos részecskeméret akár 0,10 μιη-ig csökkenthető.
Különleges előnyt jelent az, hogy a találmány szerinti eljárással előállított A12O3~részecskék alakja majdnem ideális gömbalak, így az anyag különösen előnyös például csiszoló- és polírozóanyagként vagy tűzálló kerámiai anyagokban (itt kötőanyagként, illetve kötőanyagkomponensként) is. Döntően a gömbalak felelős azért, hogy a részecskék hozzájárulnak a megfelelő rendszerek kitűnő reológiai tulajdonságaihoz .
Elektromos ívkemence alkalmazása esetén a kiindulási anyag lehet darabos formában. A fellépő ívfény elpárologtatási teljesítménye energiatartalmától és a helyi ívfényhőmérséklettől függ. 10-50 A/cm2 tartományban lévő áramsűrűségek esetén az 1 kWh elektromos teljesítményre jutó elpárologtatási teljesítmény 40-100 g AI2O3.
A találmány szerinti eljárással kapott Al2C>3-részecskék összetétele az alkalmazott alumíniumtartalmú nyersanyagtól (alumíniumhordozótól) és az alkalmazott redukálószertől függ. Ha a nyersanyag és/vagy a redukálószer alkálifém- és/vagy alkáliföldfém-oxidokat, szilícium-dioxidot, vas-oxidot vagy hasonlókat tartalmaz, akkor ezek a szennyeződések majdnem kvantitatív módon megtalálhatók a végtermékben. Redukálószerként szenet használva - részben azonban a kemence elektródáiból származó szén útján is - csekély mennyiségű szén felszabadul, vagy karbidok vagy oxikarbidok képződnek. Ilyen esetben a végtermékben - ha az ismételt oxidálás nem játszódik le teljesen - 0,5 tömeg%-ig terjedő csekély széntartalom lehetséges, amely szükség esetén termikus utókezeléssel (így izzítással) tovább csökkenthető.
A következőkben a találmányt kiviteli példával szemléltetjük.
Grafitelektródokkal ellátott elektromos ívkemencébe 85 tömeg% darabos alumínium-oxid és 15 tömeg% grafitdara keverékét helyezzük be. Az ív begyújtását követően kezdetben alumínium-oxidból, A^C^C-ból és A14C3-ból álló olvadékzsomp képződik, amely a kemence (itt szén idomdarabokból álló) fenékbélése számára előnyösen védőrétegül szolgál. Az ívfény teljesítménye 150-180 kVA. Az áramsűrűség 16-23 A/cm2.
Az eljárás következő szakaszában a darabos kiindulási anyag fémalumínium és alumínium-karbidok képződése közben elpárolog, az elpárolgott anyagok ezt követően az atmoszférán vagy oxigénbevezetés révén újra A12O3~részecskékké oxidálódnak szövetbetétes szűrőbe történő bevezetésük előtt, ahol a részecskék 99 tömeg%-ot meghaladó mennyisége leválik.
A kapott, túlnyomó részben gömbalakú Al203~porrészecskék átlagos nagysága 0,2 μπι. Az anyag sűrűsége 3,8 g/cm3, fajlagos felülete pedig 9,8 m2/g.
A beadagolt AI2O3 kiindulási anyag összetétele a kö-
| vetkező volt: |
| 0,03 tömeg% Na2O + K2O, |
| 0,014 tömeg% Fe2O2, |
| 0,03 tömeg% MgO, |
| 0,03 tömeg% SiO2, |
| maradék: AI2O3, |
amelyből a következő összetételű Al2O3-részecskékből álló
| port kaptuk: |
| 0,037 tömeg% Na20 + K20, |
| 0,03 tömeg% Fe2C>3, |
| 0,05 tömeg% MgO, |
| 0,08 tömeg% SiO2, |
| 0,37 tömeg% C, |
| maradék: Α12θ3· |
A szennyeződések mennyisége megnövekedett, a különbözet a redukáláshoz alkalmazott grafit hamutartalmából, valamint a kemence elektródjaiból származik.
Szabadalmi igénypontok
Claims (16)
- Szabadalmi igénypontok1. Eljárás szinteraktív, lényegében gömbalakú, legfeljebb 1,0 Mm, előnyösen legfeljebb 0,5 μπι átlagos részecskeméretű alumínium-oxid-részecskék előállítására, azzal jellemezve, hogy1.1 alumíniumhordozót, így fémalumíniumot vagy alumínium-oxidot kemencébe helyezünk be,1.2 az alumíniumhordozót felmelegítjük,1.3 az alumíniumhordozót - amennyiben fémalumíniumtól eltérő állapotban helyeztük be a kemencébe fémalumíniummá és/vagy alumínium-karbidokká redukáljuk,1.4 a kemence hőmérsékletét növelve a fémalumíniumot vagy alumínium-karbidokat elpárologtatjuk,1.5 az elpárologtatott fémalumíniumot vagy alumínium-karbidokat gázáramban alumínium-oxiddá oxidáljuk,1.6 a gázáramot egy szűrőbe vezetve az alumínium--oxid részecskéket leválasztjuk, ennek során1.7 a hőmérsékletet, a gázatmoszférát és az alumínium-oxid-részecskék tartózkodási idejét a gázáramban a kívánt részecskeméretnek megfelelően szabályozzuk.
- 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy darabos formájú alumíniumhordozót helyezünk be a kemencébe.
- 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elpárologtatást elektromos ívkemencében folytatjuk le.
- 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elpárologtatást 10-50 A/cm2 áramsűrűséggel folytatjuk le.
- 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elpárologtatást 10-30 A/cm2 áramsűrűséggel folytatjuk le.
- 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alumíniumhordozót szénnel vagy szenet leadó vegyületekkel redukáljuk.
- 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxidálás során oxigént fuvatunk a gázáramba.
- 8. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gőzállapotú alumíniumot vagy alumínium-karbidokat az(oka)t tartalmazó aeroszol oxidáló atmoszférájú kemenceszakaszba vezetése útján oxidáljuk alumínium-oxiddá.
- 9. Az 1-8. igénypont bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alumínium-oxid-részecskéket tömlős szűrőben választjuk le.
- 10. Szinteraktív, lényegében gömbalakú, az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállított alumínium-oxid-részecskékből álló alumínium-oxid-por, azzal jellemezve, hogy 2,5-3,97 g/cm3 sűrűségű és 0,5-60 m2/g fajlagos felületű anyagot tartalmaz.• · · 4 ·*··««·« • · « · · • « · V · · ·
- 11. A 10. igénypont szerinti alumínium-oxid-por, azzal jellemezve, hogy 3,2-3,97 g/cm3 sűrűségű és 4-20 m2/g fajlagos felületű anyagot tartalmaz.
- 12. A 10. vagy 11. igénypont szerinti alumínium-oxid-por, azzal jellemezve, hogy 0,05-0,3 μτα. átlagos méretű részecskéket tartalmaz.
- 13. Csiszoló- és polírozóanyag, azzal jellemezve, hogy az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállított alumínium-oxid-részecskékből álló alumínium-oxid-port tartalmaz.
- 14. Tűzálló kerámiai anyagok, azzal jellemezve, hogy kötőanyagként az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállított alumínium-oxid-részecskékből álló alumínium-oxid-port tartalmaznak.
- 15. Műanyagok, azzal jellemezve, hogy töltőanyagként az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállított alumínium-oxid-részecskékből álló alumínium-oxid-port tartalmaznak.
- 16. Katalizátoranyag, azzal jellemezve, hogy az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállított alumínium-oxid-részecskékből álló alumínium-oxid-port tartalmaz .
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4241625A DE4241625C1 (de) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | Verfahren zur Herstellung von sinteraktivem, weitestgehend sphärischem Aluminiumoxid sowie dessen Verwendung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9303535D0 HU9303535D0 (en) | 1994-04-28 |
| HUT68748A true HUT68748A (en) | 1995-04-27 |
Family
ID=6474898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9303535A HUT68748A (en) | 1992-12-10 | 1993-12-10 | Process for production of aluminium-oxide particles, aluminium-oxide powder made by this process and it`s application |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0601453A3 (hu) |
| JP (1) | JPH07309618A (hu) |
| CA (1) | CA2110961A1 (hu) |
| CZ (1) | CZ260493A3 (hu) |
| DE (1) | DE4241625C1 (hu) |
| HU (1) | HUT68748A (hu) |
| PL (1) | PL301393A1 (hu) |
| SI (1) | SI9300649A (hu) |
| SK (1) | SK138493A3 (hu) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19520614C1 (de) * | 1995-06-06 | 1996-11-07 | Starck H C Gmbh Co Kg | Mikrokristalline Sinterschleifkörner auf Basis von a-AI¶2¶O¶3¶ mit hohem Verschleißwiderstand, Verfahren zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung |
| DE19605556C1 (de) * | 1996-02-15 | 1997-09-11 | Vaw Silizium Gmbh | Kugelförmige metalloxidische Pulverpartikel, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
| US5856254A (en) * | 1996-02-15 | 1999-01-05 | Vaw Silizium Gmbh | Spherical metal-oxide powder particles and process for their manufacture |
| KR19990023544A (ko) * | 1997-08-19 | 1999-03-25 | 마쯔모또 에이찌 | 무기 입자의 수성 분산체와 그의 제조 방법 |
| US6391072B1 (en) * | 2000-05-04 | 2002-05-21 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Abrasive grain |
| CN100522856C (zh) | 2001-08-02 | 2009-08-05 | 3M创新有限公司 | Al2O3-稀土元素氧化物-ZrO2/HfO2材料以及其制造方法 |
| BR0211576A (pt) | 2001-08-02 | 2004-06-29 | 3M Innovative Properties Co | Método para fabricar um artigo a partir de vidro |
| BR0211633A (pt) * | 2001-08-02 | 2004-11-09 | 3M Innovative Properties Co | Pluralidade de partìculas abrasivas, método para fabricar partìculas abrasivas, artigo abrasivo, e, método para abradar uma superfìcie |
| US8056370B2 (en) | 2002-08-02 | 2011-11-15 | 3M Innovative Properties Company | Method of making amorphous and ceramics via melt spinning |
| US7811496B2 (en) | 2003-02-05 | 2010-10-12 | 3M Innovative Properties Company | Methods of making ceramic particles |
| US7292766B2 (en) | 2003-04-28 | 2007-11-06 | 3M Innovative Properties Company | Use of glasses containing rare earth oxide, alumina, and zirconia and dopant in optical waveguides |
| CN101829607B (zh) * | 2010-05-17 | 2012-04-18 | 昆明珀玺金属材料有限公司 | 超声-电场耦合活化水解金属铝制备催化剂载体Al2O3粉末制备方法 |
| NO337267B1 (no) * | 2014-02-10 | 2016-02-29 | Elkem As | Fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumoksidpartikler |
| US10155892B2 (en) | 2014-02-27 | 2018-12-18 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL82125C (hu) * | 1951-12-19 | |||
| NL108800C (hu) * | 1954-05-28 | 1900-01-01 | ||
| SU967029A1 (ru) * | 1965-11-20 | 1983-08-30 | Институт Химической Физики Ан Ссср | Способ получени окисей металлов |
| NL7411942A (nl) * | 1973-09-10 | 1975-03-12 | Electricity Council | Werkwijze voor het produceren van ultrafijne deeltjes van een vuurvast oxyde. |
| BR7502067A (pt) * | 1974-04-26 | 1976-03-03 | J Chevalley | Processo e instalacao que permitem transportar e revalorizar formas de energia localmente disponiveis |
| IT1184114B (it) * | 1985-01-18 | 1987-10-22 | Montedison Spa | Alfa allumina sotto forma di particelle sferiche,non aggregate,a distribuzione granulometrica ristretta e di dimensioni inferiori a 2 micron,e processo per la sua preparazione |
-
1992
- 1992-12-10 DE DE4241625A patent/DE4241625C1/de not_active Revoked
-
1993
- 1993-12-01 CZ CZ932604A patent/CZ260493A3/cs unknown
- 1993-12-01 EP EP19930119343 patent/EP0601453A3/de not_active Withdrawn
- 1993-12-08 SK SK1384-93A patent/SK138493A3/sk unknown
- 1993-12-08 CA CA002110961A patent/CA2110961A1/en not_active Abandoned
- 1993-12-09 JP JP5344621A patent/JPH07309618A/ja active Pending
- 1993-12-09 PL PL93301393A patent/PL301393A1/xx unknown
- 1993-12-10 HU HU9303535A patent/HUT68748A/hu unknown
- 1993-12-10 SI SI9300649A patent/SI9300649A/sl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SI9300649A (en) | 1994-06-30 |
| PL301393A1 (en) | 1994-06-13 |
| HU9303535D0 (en) | 1994-04-28 |
| DE4241625C1 (de) | 1994-06-30 |
| SK138493A3 (en) | 1994-07-06 |
| CA2110961A1 (en) | 1994-06-11 |
| JPH07309618A (ja) | 1995-11-28 |
| EP0601453A3 (de) | 1994-12-07 |
| CZ260493A3 (en) | 1994-08-17 |
| EP0601453A2 (de) | 1994-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Prochazaka et al. | Microstructure of sintered mullite‐zirconia composites | |
| HUT68748A (en) | Process for production of aluminium-oxide particles, aluminium-oxide powder made by this process and it`s application | |
| Inoue et al. | Synthesis of Al4SiC4 | |
| CA2058075C (en) | Composite ceramic powder and production process thereof | |
| JP2003073794A (ja) | 耐熱性被覆部材 | |
| US4643983A (en) | Method of producing a grinding medium | |
| EP0232094A2 (en) | Chemical preparation of zirconium-aluminum-magnesium oxide composites | |
| US4632910A (en) | Sintered material of silicon nitride for cutting tools and process therefor | |
| WO1991019027A1 (en) | Process for producing unagglomerated single crystals of aluminum nitride | |
| US5407873A (en) | Zirconium silicate brick and method for its production | |
| US5190738A (en) | Process for producing unagglomerated single crystals of aluminum nitride | |
| JP2002029742A (ja) | 希土類金属酸化物粉末及びその製造方法 | |
| JPH0553751B2 (hu) | ||
| JPH0280318A (ja) | あらかじめ決められた粒子寸法を有する耐火性金属ホウ化物の合成法 | |
| JP4171916B2 (ja) | 耐熱性被覆部材 | |
| US6814903B1 (en) | Low-firing temperature method for producing AL2O3 bodies having enhanced chemical resistance | |
| JP2890866B2 (ja) | 微細なα−アルミナ粉末の製造方法 | |
| Souto et al. | Purification of mullite by reduction and volatilization of impurities | |
| US3076716A (en) | Production of granular zirconia products | |
| JPH0790165B2 (ja) | 粉粒体の精製方法 | |
| JP2001517733A (ja) | 硬質材料の、炭化チタンを基礎にした合金、その製法及び使用法 | |
| JP3280059B2 (ja) | 活性炭化珪素の製造方法 | |
| JP2000108036A (ja) | ノズル | |
| JP2691294B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 | |
| 北條純一 et al. | Sintering behavior of ultrafine alumina powders prepared by CVD-method. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFD9 | Temporary protection cancelled due to non-payment of fee |