JP2001348220A - Spherical leucite crystal and manufacturing method thereof - Google Patents

Spherical leucite crystal and manufacturing method thereof

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JP2001348220A JP2000164253A JP2000164253A JP2001348220A JP 2001348220 A JP2001348220 A JP 2001348220A JP 2000164253 A JP2000164253 A JP 2000164253A JP 2000164253 A JP2000164253 A JP 2000164253A JP 2001348220 A JP2001348220 A JP 2001348220A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form spherical leucite crystal and to disperse precisely and homogeneously a prescribed quantity thereof in a matrix. SOLUTION: The spherical leucite crystals 2, 4 and 6 are manufactured through a process of mixing K2SO4, Al2(SO4)3 and SiO2 in the ratio of 90-50 mol% K2SO4, 5-15 mol% Al2(SO4)3 and 5-35 mol% SiO2, a process of heating the mixture at 900-1200 deg.C and a process of cleaning after the heating process.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、ガラスやセラミ
ックや樹脂や金属等のマトリクス中に混合ないし分散さ
せる添加物として好適に利用可能な球状リューサイト結
晶とその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a spherical leucite crystal which can be suitably used as an additive to be mixed or dispersed in a matrix of glass, ceramic, resin, metal or the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】 リューサイト結晶(KAlSi
)は、融点が1693℃と高く、さらに、熱膨張
係数が3.1×10−5/度と高いことから、ガラスや
セラミック等のマトリクスに混合ないし分散して熱膨張
係数を調整する為に好適に利用できる。リューサイト結
晶を含有するガラス類が開発され、その一例が特公平6
―662号公報等に記載されている。リューサイト結晶
を含有するガラス類を生産するためには、SiOやA
やKO等の酸化物を含有するガラス材料を熱
処理してガラスマトリクス中にリューサイト結晶を析出
させる。あるいは、天然の白榴石を粉砕して作製した不
定形のリューサイトの小粒をマトリクス中に混合ないし
分散させていた。
2. Description of the Related Art Leucite crystals (KAlSi)
2 O 6) has a melting point as high as 1693 ° C., further, since the thermal expansion coefficient and high 3.1 × 10 -5 / degree, mixed in a matrix of glass or ceramic or dispersion to adjust the thermal expansion coefficient It can be suitably used for Glasses containing leucite crystals have been developed.
-662. In order to produce glasses containing leucite crystals, SiO 2 or A
A glass material containing an oxide such as l 2 O 3 or K 2 O is heat-treated to precipitate leucite crystals in a glass matrix. Alternatively, irregular leucite grains produced by pulverizing natural leucite are mixed or dispersed in a matrix.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】 SiOやAl
やKO等の酸化物を含有するガラス材料を熱処理し
てガラスマトリクス中にリューサイト結晶を析出させる
技術では、析出するリューサイト結晶の量を正確に調整
することが困難であり、ガラス類の物性を意図した状態
ないし値に調整することが難しい。また、この方法では
マトリクスの材質が限られ、例えば樹脂中にリューサイ
ト結晶を析出させることはできない。一方、天然の白榴
石を粉砕して作製した不定形のリューサイト結晶の小粒
をマトリクス中に混合ないし分散させる方法では、リュ
ーサイト結晶の小粒が不定形をしている為にマトリクス
中に均質に分散させることが難しい。このために、ガラ
スやセラミックや樹脂等の物性は均質とならない。
[Problems to be Solved by the Invention] SiO 2 and Al 2 O
In the technique of heat-treating a glass material containing an oxide such as 3 or K 2 O to precipitate leucite crystals in a glass matrix, it is difficult to accurately adjust the amount of leucite crystals to be precipitated. It is difficult to adjust the physical properties of a kind to the intended state or value. Further, in this method, the material of the matrix is limited, and for example, leucite crystals cannot be precipitated in the resin. On the other hand, in the method of mixing or dispersing amorphous leucite crystal grains produced by crushing natural leucite into a matrix, the leucite crystal grains are homogeneous in the matrix because they are amorphous. Difficult to disperse. For this reason, physical properties of glass, ceramic, resin, and the like are not uniform.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】 そこで本発明では、
球状のリューサイト結晶を作り出し、マトリクス中に所
定の混合量を正確に均質に分散させられるようにするこ
とを目的とする。
Therefore, in the present invention,
An object of the present invention is to produce a spherical leucite crystal so that a predetermined mixing amount can be accurately and homogeneously dispersed in a matrix.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段と作用と効果】 本発明で
は、リューサイト(KAlSi)結晶であり、結
晶形状が球状又は略球状である球状リューサイト結晶の
合成に成功した。この球状リューサイト結晶は、結晶形
状が球状又は略球状である。従って、マトリクス中に容
易に均質に分散させることができる。また、マトリクス
中の分散量ないし混合量を正確に調整することができ
る。さらには、ガラス類以外のマトリクスにも分散させ
ることができる。
Means for Solving the Problems, Action and Effect In the present invention, a spherical leucite crystal having a spherical or substantially spherical crystal shape, which is a leucite (KAlSi 2 O 6 ) crystal, was successfully synthesized. This spherical leucite crystal has a spherical or substantially spherical crystal shape. Therefore, it can be easily and homogeneously dispersed in the matrix. Further, the amount of dispersion or the amount of mixture in the matrix can be adjusted accurately. Further, it can be dispersed in a matrix other than glass.

【0006】本発明では、この球状リューサイト結晶の
合成方法の創作にも成功した。この合成ないし製造方法
は、KSOとAl(SOとSiOを、K
SO:90〜50mol%、Al(SO:5
〜15mol%、SiO:5〜35mol%の比率で混合す
る工程と、その混合物を900℃〜1200℃の温度範
囲に加熱する工程と、その加熱工程後に洗浄する工程を
経て球状リューサイト結晶を製造する。この製造方法に
よると、結晶形状が球状又は略球状である球状リューサ
イト結晶を合成することができる。
In the present invention, a method for synthesizing this spherical leucite crystal was successfully created. In this synthesis or production method, K 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 and SiO 2 are
2 SO 4 : 90 to 50 mol%, Al 2 (SO 4 ) 3 : 5
1515 mol%, SiO 2 : 5-35 mol%, a step of heating the mixture to a temperature range of 900 ° C. to 1200 ° C., and a step of washing after the heating step to form spherical leucite crystals. To manufacture. According to this production method, a spherical leucite crystal having a spherical or substantially spherical crystal shape can be synthesized.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】 以下、本発明の球状リューサイ
ト結晶の製造方法の好適な実施の形態の1つについて例
示する。出発原料として、試薬粉末のKSOとAl
(SO・14−18H OとSiOを用い
た。ここで、SiOは、平均径約10μmの非晶質フ
レーク状粒子を用いた。Al(SO・14−1
8HOは、大気中で300℃で12時間以上加熱し
て、Al(SOとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a spherical lucy of the present invention will be described.
Example of one of the preferred embodiments of the method for producing a crystal
Show. As a starting material, K2SO4And Al
2(SO4)3・ 14-18H 2O and SiO2Using
Was. Where SiO2Represents an amorphous film having an average diameter of about 10 μm.
Lake-like particles were used. Al2(SO4)3・ 14-1
8H2O is heated in air at 300 ℃ for more than 12 hours
And Al2(SO4)3And

【0008】図1にKSOとAl(SO
SiOの混合物を1000℃で3時間保持したときの
略三元状態図を示す。図1中大丸で示される組成では、
リューサイト結晶のみが生成された。図1中小丸で示さ
れる組成では、リューサイト結晶のみならず、ムライト
(AlSi13)結晶やアモルファスシリカ(非
晶質SiO)も存在することが確認された。本実施の
形態では、リューサイト結晶のみを生成させるために、
混合比の一例ではあるが、KSO:Al(S
:SiO=5.9:1.0:1.1のモル比
を用いる。この混合比は、図1に示されるように、実線
で囲んだ範囲、すなわち、KSO:90〜50mol
%、Al(SO:5〜15mol%、SiO
5〜35mol%の比率の領域内である。
FIG. 1 shows a schematic ternary phase diagram when a mixture of K 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 and SiO 2 is kept at 1000 ° C. for 3 hours. In the composition shown by the large circle in FIG.
Only leucite crystals were produced. In the composition indicated by the small circle in FIG. 1, it was confirmed that not only leucite crystals but also mullite (Al 6 Si 2 O 13 ) crystals and amorphous silica (amorphous SiO 2 ) were present. In the present embodiment, in order to generate only the leucite crystal,
As an example of the mixing ratio, K 2 SO 4 : Al 2 (S
A molar ratio of O 4 ) 3 : SiO 2 = 5.9: 1.0: 1.1 is used. As shown in FIG. 1, the mixing ratio is in a range surrounded by a solid line, that is, K 2 SO 4 : 90 to 50 mol.
%, Al 2 (SO 4 ) 3 : 5 to 15 mol%, SiO 2 :
It is in the range of 5-35 mol%.

【0009】上記混合比の混合物(20グラム)を、ア
ルミナ坩堝(高さ:70mm、直径:50mm)中に入
れ、アルミナの蓋をして、所定温度(900〜1200
℃)に至るまで、加熱速度10℃/分で加熱する。以
下、混合物とは、KSOとAl(SOとS
iOを混合したものをいう。アルミナ坩堝とそのアル
ミナ坩堝に入れた混合物を、所定時間の間、前述した所
定温度に保持する。例えば、1000℃まで加熱したと
きは3時間の間、1000℃に保持する。加熱保持後の
生成物を室温まで炉冷して、溶解処理を行う。溶解処理
では、その生成物を70〜80℃の塩酸溶液(1mol
/l)に0.5〜1時間浸して球状リューサイト結晶に
付着しているフラックスを除去する。その後、水で洗浄
し、乾燥させると白粒状となった球状リューサイト結晶
が得られる。
The mixture (20 grams) having the above mixing ratio is placed in an alumina crucible (height: 70 mm, diameter: 50 mm), covered with alumina, and heated at a predetermined temperature (900 to 1200).
(° C) at a heating rate of 10 ° C / min. Hereinafter, the mixture refers to K 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 and S
It refers to a mixture of iO 2 . The alumina crucible and the mixture placed in the alumina crucible are maintained at the above-mentioned predetermined temperature for a predetermined time. For example, when heated to 1000 ° C., the temperature is maintained at 1000 ° C. for 3 hours. The product after heating and holding is cooled in a furnace to room temperature to perform a melting treatment. In the dissolution treatment, the product is treated with a hydrochloric acid solution (1 mol
/ L) for 0.5 to 1 hour to remove the flux adhering to the spherical leucite crystals. Thereafter, the resultant is washed with water and dried to obtain spherical leucite crystals in white particles.

【0010】上記方法で得られた球状リューサイト結晶
の走査電子顕微鏡(SEM)写真を図2に示す。図2中
写真aと写真bは倍率が異なる写真である。写真aでは
球状又は略球状の球状リューサイト結晶が多数見られ
る。写真aと写真bとからわかるように、大部分の球状
リューサイト結晶の直径は70〜110μmであり、平
均粒径は84μmである。写真aでは、単一の球状リュ
ーサイト結晶が互いに密着したものも観察される。写真
aよりも高倍率の写真bでは、球状リューサイト結晶の
表面は滑らかに見える。また、表面に「段」があること
がわかる。図2中写真c(写真bと等倍)は、破断した
球状リューサイト結晶を観察したものである。球状リュ
ーサイト結晶は、密な構造であることがわかる。
FIG. 2 shows a scanning electron microscope (SEM) photograph of the spherical leucite crystal obtained by the above method. In FIG. 2, the photographs a and b are photographs having different magnifications. Photograph a shows a large number of spherical or substantially spherical spherical leucite crystals. As can be seen from the photographs a and b, most of the spherical leucite crystals have a diameter of 70 to 110 μm and an average particle diameter of 84 μm. In Photo a, a single spherical leucite crystal is also observed to adhere to each other. In photograph b, which has a higher magnification than photograph a, the surface of the spherical leucite crystal looks smooth. Also, it can be seen that there are "steps" on the surface. In FIG. 2, photograph c (photograph b is the same magnification as photograph b) is obtained by observing broken spherical leucite crystals. It can be seen that the spherical leucite crystal has a dense structure.

【0011】なお、図1において実線で囲んだ範囲、す
なわち、KSO:90〜50mol%、Al(SO
:5〜15mol%、SiO:5〜35mol%の範
囲において、生成されたリューサイト結晶は球状を示
す。上記説明では、加熱温度を1000℃としたが、9
00℃〜1200℃の温度範囲で、球状リューサイト結
晶が得られる。
In FIG. 1, a range surrounded by a solid line, that is, K 2 SO 4 : 90 to 50 mol%, Al 2 (SO 2
4) 3: 5~15mol%, SiO 2: In 5~35Mol% range, leucite crystals produced exhibits a spherical shape. In the above description, the heating temperature was 1000 ° C.
Spherical leucite crystals are obtained in the temperature range from 00 ° C to 1200 ° C.

【0012】混合比の一例である、KSO:Al
(SO:SiO=5.9:1.0:1.1のモ
ル比の混合物を用いて、上記1000℃以外の加熱温度
でも、球状リューサイト結晶が生成されることを示す。
K 2 SO 4 : Al 2 which is an example of the mixing ratio
It shows that spherical leucite crystals are produced even at a heating temperature other than 1000 ° C. using a mixture having a molar ratio of (SO 4 ) 3 : SiO 2 = 5.9: 1.0: 1.1.

【0013】上記モル比の混合物を3試料用意し、室温
から加熱速度10℃/分でそれぞれ900℃、1000
℃、1100℃まで昇温して、その温度に3時間保持し
た場合のX線回折(XRD)パターンを、図3に示す。
縦軸は回折強度、横軸は回折角である。図3中、X線回
折パターンは下から順に、900、1000、1100
℃にそれぞれ3時間保持したものの、X線回折パターン
である。図中星印はリューサイト結晶、三角はムライト
結晶の回折ピークであることをそれぞれ示す。なお、3
時間保持後の生成物にX線回折を行うにあたって、熱塩
酸で溶解処理済み(70〜80℃、0.5〜1時間)の
ものを用いている。
[0013] Three samples of the mixture having the above molar ratio were prepared, and 900 ° C. and 1000
FIG. 3 shows an X-ray diffraction (XRD) pattern when the temperature was raised to 1100 ° C. and held at that temperature for 3 hours.
The vertical axis is the diffraction intensity, and the horizontal axis is the diffraction angle. 3, the X-ray diffraction patterns are 900, 1000, and 1100 in order from the bottom.
It is an X-ray-diffraction pattern, while each was hold | maintained for 3 hours. In the figure, an asterisk indicates a diffraction peak of a leucite crystal, and a triangle indicates a diffraction peak of a mullite crystal. In addition, 3
When X-ray diffraction is performed on the product after holding for a time, a product that has been dissolved with hot hydrochloric acid (70 to 80 ° C., 0.5 to 1 hour) is used.

【0014】900℃に3時間保持したものの結晶相
は、リューサイト結晶相のみであるが、ピーク強度が比
較的弱い。1000℃に3時間保持したものは、リュー
サイト結晶相のみであることを示している。1100℃
に3時間保持したものは、リューサイト結晶相のみなら
ず、ムライト結晶相も存在していることを示している。
従って、混合比の一例である、KSO:Al(S
:SiO=5.9:1.0:1.1のモル比
の組成では、加熱温度が高くなるほど、リューサイトの
みならず、ムライトも生成し易くなることがわかる。
Although the crystal phase of the sample kept at 900 ° C. for 3 hours is only the leucite crystal phase, the peak intensity is relatively weak. What was kept at 1000 ° C. for 3 hours indicates that only the leucite crystal phase was present. 1100 ° C
3 hours indicates that not only the leucite crystal phase but also the mullite crystal phase was present.
Therefore, K 2 SO 4 : Al 2 (S
It can be seen that with a composition having a molar ratio of O 4 ) 3 : SiO 2 = 5.9: 1.0: 1.1, as the heating temperature increases, not only leucite but also mullite is easily generated.

【0015】次に、混合比の一例である、KSO
Al(SO:SiO=5.9:1.0:1.
1のモル比の混合物を、加熱温度の1例である1000
℃に保持したときの、その保持時間が与える球状リュー
サイト結晶の生成への影響を説明する。
Next, K 2 SO 4 : one example of the mixing ratio:
Al 2 (SO 4 ) 3 : SiO 2 = 5.9: 1.0: 1.
The mixture at a molar ratio of 1 was heated to 1000, an example of a heating temperature.
The effect of the holding time on the formation of spherical leucite crystals when held at ° C. will be described.

【0016】図4に走査電子顕微鏡写真を示す。図4中
写真aの被写体は小さいため、写真aのみ、写真b〜d
よりも1.5倍程度高倍率で撮影されている。図5にX
線回折パターンを示す。縦軸は回折強度、横軸は回折角
である。図5中において、X線回折パターンは下から順
に、上記モル比の混合物を0、1、2、12時間だけ1
000℃に保持したものの、X線回折パターンである。
図中星印はリューサイト結晶の回折ピークであることを
示す。なお、1000℃に保持後の生成物にX線回折を
行うにあたって、熱塩酸で溶解処理済み(70〜80
℃、0.5〜1時間)のものを用いている。
FIG. 4 shows a scanning electron micrograph. In FIG. 4, since the subject of the photograph a is small, only the photograph a, the photographs b to d
The image is photographed at a magnification of about 1.5 times higher than that of the photograph. X in FIG.
3 shows a line diffraction pattern. The vertical axis is the diffraction intensity, and the horizontal axis is the diffraction angle. In FIG. 5, the X-ray diffraction pattern shows that the mixture having the above molar ratio is 0, 1, 2, and 12 hours in order from the bottom.
It is an X-ray diffraction pattern while keeping at 000 ° C.
An asterisk in the figure indicates a diffraction peak of a leucite crystal. In addition, when performing X-ray diffraction on the product held at 1000 ° C., the product was dissolved with hot hydrochloric acid (70 to 80).
C., 0.5 to 1 hour).

【0017】図4中写真aは、混合物を室温から加熱速
度10℃/分で1000℃まで昇温後、1000℃に保
持することなく(以下0時間保持という)室温まで急冷
したものを撮影した写真である。微粒が凝集したものが
見られる。球状物は見られない。図5中最も下に示され
ている0時間保持したもののX線回折パターンでは、非
晶質を示すハロー回折ピークのみが見られ、リューサイ
ト結晶の回折ピークは見られない。従って、図4中写真
aの微粒は、出発原料に起因する未反応の非晶質SiO
である。
Photograph a in FIG. 4 shows that the mixture was heated from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, and then rapidly cooled to room temperature without holding at 1000 ° C. (hereinafter referred to as “0 hour holding”). It is a photograph. Fine particles are found to be agglomerated. No spheres are seen. In the X-ray diffraction pattern of the sample held for 0 hours shown at the bottom in FIG. 5, only a halo diffraction peak indicating amorphous and a diffraction peak of leucite crystal are not observed. Accordingly, the fine particles in the photograph a in FIG.
2 .

【0018】図4中写真bは、混合物を室温から加熱速
度10℃/分で1000℃まで昇温して1000℃に1
時間保持後、室温まで急冷したものを撮影した写真であ
る。球状物が見られる。しかしその球状物の数は少な
い。図5中下から2番目に示されている1時間保持した
もののX線回折パターンでは、リューサイト結晶の回折
ピークは見られるが、その回折ピーク強度は弱い。非晶
質を示すハロー回折ピークも見られる。従って、図4中
写真bの微粒は、出発原料に起因する未反応の非晶質S
iOであり、球状物が球状リューサイト結晶である。
Photograph b in FIG. 4 shows that the mixture was heated from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min to 1000 ° C.
It is the photograph which image | photographed what cooled rapidly to room temperature after holding | maintenance for time. Spheroids are seen. However, the number of the spheres is small. In the X-ray diffraction pattern of the sample held for 1 hour, shown second from the bottom in FIG. 5, the diffraction peak of the leucite crystal is seen, but the diffraction peak intensity is weak. A halo diffraction peak indicating amorphous is also seen. Therefore, the fine particles in the photograph b in FIG.
iO 2 and the spheres are spherical leucite crystals.

【0019】図4中写真cは、混合物を室温から加熱速
度10℃/分で1000℃まで昇温して1000℃に2
時間保持後、室温まで急冷したものを撮影した写真であ
る。数多くの球状物が見られる。図5中下から3番目に
示されている2時間保持したもののX線回折パターンで
は、リューサイト結晶の回折ピークが見られ、ハロー回
折ピークは見られない。従って、図4中写真cでは、出
発原料に起因する未反応の非晶質SiOの微粒も見ら
れるが、数多くの球状物である球状リューサイトが生成
しているのがわかる。
Photograph c in FIG. 4 shows that the temperature of the mixture was raised from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min.
It is the photograph which image | photographed what cooled rapidly to room temperature after holding | maintenance for time. Many spherical objects are seen. In the X-ray diffraction pattern of the sample kept for 2 hours, which is shown third from the bottom in FIG. 5, the diffraction peak of leucite crystal is seen, and the halo diffraction peak is not seen. Therefore, in photograph c in FIG. 4, although unreacted amorphous SiO 2 fine particles due to the starting material are also observed, it can be seen that many spherical leucites, which are spherical, are formed.

【0020】図4中写真dは、混合物を室温から加熱速
度10℃/分で1000℃まで昇温して1000℃に1
2時間保持後、室温まで急冷したものを撮影した写真で
ある。球状物の形状は、1000℃に2時間保持したも
のと同様であるが、大きさが異なる。図5中下最も上に
示されている12時間保持したもののX線回折パターン
では、リューサイト結晶の回折ピークのみが見られる。
従って、図4中写真dでは、1000℃に2時間保持し
たものと大きさが異なる球状リューサイトのみが生成し
ているのがわかる。写真dでは、1000℃に2時間保
持したものよりも粒径が大きい球状リューサイト結晶が
生成している。
Photograph d in FIG. 4 shows that the mixture was heated from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min to 1000 ° C.
It is the photograph which took what cooled rapidly to room temperature after 2 hours holding. The shape of the sphere is the same as that kept at 1000 ° C. for 2 hours, but the size is different. In the X-ray diffraction pattern of the sample held for 12 hours shown in the lowermost upper part in FIG. 5, only the diffraction peak of the leucite crystal is seen.
Therefore, it can be seen from photograph d in FIG. 4 that only spherical leucite having a size different from that maintained at 1000 ° C. for 2 hours is generated. In Photo d, spherical leucite crystals having a larger particle size than those maintained at 1000 ° C. for 2 hours are formed.

【0021】以上より、図1の実線で囲んだ範囲、すな
わち、KSO:90〜50mol%、Al(S
:5〜15mol%、SiO:5〜35mol%の
比率の領域内の一例であるKSO:Al(S
:SiO=5.9:1.0:1.1のモル比
の混合物から球状リューサイト結晶を得るには、2時間
以上、加熱温度1000℃に保持すればよいことがわか
る。
As described above, the range surrounded by the solid line in FIG. 1, that is, K 2 SO 4 : 90 to 50 mol%, Al 2 (S
K 2 SO 4 : Al 2 (S) which is an example in a range of a ratio of O 4 ) 3 : 5 to 15 mol% and SiO 2 : 5 to 35 mol%
It can be seen that a spherical leucite crystal can be obtained from a mixture having a molar ratio of O 4 ) 3 : SiO 2 = 5.9: 1.0: 1.1 by keeping the heating temperature at 1000 ° C. for 2 hours or more. .

【0022】図6に、加熱温度1000℃における保持
時間(2〜12時間)と球状リューサイト結晶の平均粒
径との関係を示す。縦軸は平均粒径、横軸は保持時間で
ある。保持時間の増加に伴い、平均粒径も増加すること
がわかる。12時間保持したものは、平均粒径は115
μmに達する。
FIG. 6 shows the relationship between the holding time (2 to 12 hours) at a heating temperature of 1000 ° C. and the average particle size of the spherical leucite crystals. The vertical axis represents the average particle size, and the horizontal axis represents the retention time. It can be seen that the average particle size increases as the holding time increases. After 12 hours, the average particle size was 115
μm.

【0023】本方法を用いると、混合物の加熱保持時間
を制御することによって、球状リューサイト結晶の粒径
を制御することができる。保持時間を短くすれば(加熱
温度1000℃では2時間以上の保持時間要)、粒径の
小さい球状リューサイト結晶を得ることができる。ま
た、加熱温度が異なれば、反応速度も異なるので、加熱
温度を制御(900〜1200℃)することによって、
球状リューサイト結晶の粒径を制御することもできる。
加熱温度が900℃でも、保持時間をかければ球状リュ
ーサイト結晶が得られる。加熱温度が高ければ、速く所
望の粒径の球状リューサイト結晶を得ることができる。
なお、1200℃より高い加熱温度では、ムライトの生
成量が多くなるので、本方法では1200℃より高い加
熱温度を用いていない。
By using this method, the particle size of the spherical leucite crystals can be controlled by controlling the heating and holding time of the mixture. If the holding time is shortened (at a heating temperature of 1000 ° C., a holding time of at least 2 hours is required), a spherical leucite crystal having a small particle size can be obtained. In addition, if the heating temperature is different, the reaction rate is also different. Therefore, by controlling the heating temperature (900 to 1200 ° C.),
The particle size of the spherical leucite crystals can also be controlled.
Even if the heating temperature is 900 ° C., if the holding time is long, spherical leucite crystals can be obtained. If the heating temperature is high, a spherical leucite crystal having a desired particle size can be obtained quickly.
At a heating temperature higher than 1200 ° C., the amount of mullite generated increases. Therefore, a heating temperature higher than 1200 ° C. is not used in the present method.

【0024】以上より、本発明により、結晶形状が球状
又は略球状である球状のリューサイト結晶を合成するこ
とができることがわかる。従って、本発明により製造さ
れた球状リューサイト結晶により、マトリクス中の分散
量ないし混合量を正確に調整することができる。また、
本発明により製造された球状リューサイト結晶は、ガラ
ス類以外のマトリクスにも分散させることができる。
From the above, it can be seen that the present invention makes it possible to synthesize a spherical or substantially spherical spherical leucite crystal. Therefore, the amount of dispersion or mixing in the matrix can be accurately adjusted by the spherical leucite crystals produced according to the present invention. Also,
The spherical leucite crystals produced according to the present invention can be dispersed in matrices other than glasses.

【0025】なお、本形態のAl(SOは、A
(SO・14−18HOを300度で12
時間以上、大気中で加熱したものを用いるが、18水塩
に限られない。また、Al(SOは、室温では
含水塩状態が安定なので、混合前に加熱脱水して無水塩
とするが、加熱脱水の温度や時間は上記条件に限られな
い。混合前にAl(SOとして無水塩状態にな
っていればよい。本実施の形態では、試薬粉末としてA
(SO・14−18HOが一般的に出回っ
ているので、Al(SOの前駆体としてAl
(SO・14−18HOを用いているにすぎな
い。
In this embodiment, Al 2 (SO 4 ) 3 is
l 2 (SO 4 ) 3 · 14-18H 2 O at 300 degrees for 12
Heated in air for more than an hour, but not limited to 18-hydrate. In addition, Al 2 (SO 4 ) 3 is stable in a hydrated state at room temperature, so that it is dehydrated by heating before mixing to form an anhydrous salt. However, the temperature and time of dehydration by heating are not limited to the above conditions. It is sufficient that Al 2 (SO 4 ) 3 is in an anhydrous salt state before mixing. In the present embodiment, A is used as the reagent powder.
l 2 (SO 4) Since 3 · 14-18H 2 O is available on the general, Al 2 (SO 4) 3 for Al 2 as precursors
(SO 4) merely by using 3 · 14-18H 2 O.

【0026】本実施の形態では、SiOとして、非晶
質粒子を用いる。この形態のSiO は反応活性に富む
ので、好適に球状リューサイト結晶を生成させ易いが、
その形状及び大きさに限られない。
In this embodiment, SiO 22As amorphous
Use porous particles. This form of SiO 2Is rich in reactive activity
Therefore, it is easy to suitably generate spherical leucite crystals,
The shape and size are not limited.

【0027】本実施の形態における所定温度に至るまで
の加熱速度は、10℃/分であるが、この加熱速度に限
られない。
The heating rate up to the predetermined temperature in this embodiment is 10 ° C./min, but is not limited to this heating rate.

【0028】また、本実施の形態で用いたアルミナの蓋
は、ゴミ混入防止のためであり、その材質はアルミナに
限らない。ゴミ混入を防止でき、アルミナ坩堝中の混合
物と反応を起こさなければ良い。
The lid made of alumina used in the present embodiment is for preventing dust from entering, and the material is not limited to alumina. It is sufficient that dusts can be prevented from mixing and do not react with the mixture in the alumina crucible.

【0029】本実施の形態では、溶解処理において、7
0〜80℃の塩酸溶液(1mol/l)に0.5〜1時
間浸しているが、これらの温度、時間に限られない。加
熱後に生成した球状リューサイト結晶に付着しているフ
ラックスが適切に除去できればよく、塩酸以外の他の酸
でも構わない。充分に時間をかけて洗浄すれば、酸洗す
る代わりに、水洗するだけでもよい。
In the present embodiment, in the dissolution treatment, 7
It is immersed in a hydrochloric acid solution (1 mol / l) at 0 to 80 ° C. for 0.5 to 1 hour, but is not limited to these temperatures and times. It is sufficient that the flux attached to the spherical leucite crystals generated after heating can be appropriately removed, and other acids than hydrochloric acid may be used. If it takes a sufficient time for washing, instead of pickling, it may be merely washed with water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】KSOとAl(SOとSiO
略三元状態図を示す。
FIG. 1 shows a schematic ternary phase diagram of K 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 and SiO 2 .

【図2】本実施の形態に係る本発明の球状リューサイト
結晶の外観及び破断面を示す走査電子顕微鏡(SEM)
写真である。
FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) showing the appearance and fracture surface of the spherical leucite crystal of the present invention according to the present embodiment.
It is a photograph.

【図3】本実施の形態で測定したX線回折(XRD)パ
ターンを示すグラフである。加熱温度を異にする3試料
分をあわせて表示している。
FIG. 3 is a graph showing an X-ray diffraction (XRD) pattern measured in the present embodiment. The three samples with different heating temperatures are also shown.

【図4】本実施の形態に係る本発明の球状リューサイト
結晶等の外観を示す走査電子顕微鏡(SEM)写真であ
る。
FIG. 4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the appearance of the spherical leucite crystal and the like of the present invention according to the present embodiment.

【図5】本実施の形態で測定したX線回折(XRD)パ
ターンを示すグラフである。保持時間を異にする4試料
分をあわせて表示している。
FIG. 5 is a graph showing an X-ray diffraction (XRD) pattern measured in the present embodiment. The four samples with different retention times are also shown.

【図6】保持時間と球状リューサイト結晶の平均粒径と
の関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between retention time and the average particle size of spherical leucite crystals.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 明良 愛知県春日井市岩成台5−5−3 (72)発明者 橋本 忍 愛知県名古屋市名東区平和が丘1−70猪子 石住宅1−401 Fターム(参考) 4G073 AA02 BD01 CM01 FB04 FB11 FB21 FD23 UA08 UB01 UB08 UB41  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akiyoshi Yamaguchi 5-5-3 Iwanaridai, Kasugai-shi, Aichi Prefecture (72) Inventor Shinobu Hashimoto 1-401 Inoko Ishige House 1-70 Heiwagaoka, Meito-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture F term (reference) 4G073 AA02 BD01 CM01 FB04 FB11 FB21 FD23 UA08 UB01 UB08 UB41

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リューサイト(KAlSi)結晶
であり、その結晶形状が球状又は略球状である球状リュ
ーサイト結晶。
1. A spherical leucite crystal which is a leucite (KAlSi 2 O 6 ) crystal and has a spherical or substantially spherical crystal shape.
【請求項2】 KSOとAl(SOとSi
を、KSO:90〜50mol%、Al(SO
:5〜15mol%、SiO:5〜35mol%の比
率で混合する工程と、その混合物を900℃〜1200
℃の温度範囲に加熱する工程と、その加熱工程後に洗浄
する工程を経て球状リューサイト結晶を製造する方法。
2. K 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 and Si
O 2 is converted into K 2 SO 4 : 90 to 50 mol%, Al 2 (SO 2
4 ) A step of mixing at a ratio of 3 : 5 to 15 mol% and SiO 2 at a ratio of 5 to 35 mol%, and mixing the mixture at 900 ° C. to 1200
A method for producing spherical leucite crystals through a step of heating to a temperature range of ° C. and a step of washing after the heating step.
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