JP2003206185A - 酸化アルミニウムセラミックス多孔体およびその製造方法 - Google Patents
酸化アルミニウムセラミックス多孔体およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の酸化アルミニウムセラミックス多孔
体は、気孔率が低く、かつ、平均細孔径が小さいという
問題があった。これは多孔体を構成する酸化アルミニウ
ム粒子が粒状であるため、粒子間の間隙が小さく、この
間隙を大きくする為には粒子径を大きくする必要があ
り、多孔体の強度を著しく低下させるためである。 【解決手段】 アスペクト比が３以上の針状の酸化アル
ミニウム粒子を用い、もしくは熱処理によって該形状の
酸化アルミニウム粒子を生成し、その針状粒子を互いに
絡み合う構造を持たせることにより、気孔率が高く、平
均細孔径が大きな酸化アルミニウムセラミックス多孔体
を製作することができる。
体は、気孔率が低く、かつ、平均細孔径が小さいという
問題があった。これは多孔体を構成する酸化アルミニウ
ム粒子が粒状であるため、粒子間の間隙が小さく、この
間隙を大きくする為には粒子径を大きくする必要があ
り、多孔体の強度を著しく低下させるためである。 【解決手段】 アスペクト比が３以上の針状の酸化アル
ミニウム粒子を用い、もしくは熱処理によって該形状の
酸化アルミニウム粒子を生成し、その針状粒子を互いに
絡み合う構造を持たせることにより、気孔率が高く、平
均細孔径が大きな酸化アルミニウムセラミックス多孔体
を製作することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には気体、
液体、または固体を通過せしめそれらに対してフィルタ
作用、触媒作用等の効果を発揮することができるセラミ
ックス多孔体に関し、より特定的には酸化アルミニウム
質セラミックス多孔体に関するものである。
液体、または固体を通過せしめそれらに対してフィルタ
作用、触媒作用等の効果を発揮することができるセラミ
ックス多孔体に関し、より特定的には酸化アルミニウム
質セラミックス多孔体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フィルタ材料あるいは触媒担体に用いら
れる多孔体としては、樹脂、金属またはセラミックスな
どの多くの材料からなるものが知られている。これらの
中で、セラミックス材料からなる多孔体は、他の材料で
は対応不可能な高温あるいは腐食性の強い環境下で用い
られることが多い。酸化アルミニウム等の酸化物セラミ
ックスや窒化珪素セラミックスなどからなる多孔体を用
いたフィルタや触媒担体は、既に実用化されている。
れる多孔体としては、樹脂、金属またはセラミックスな
どの多くの材料からなるものが知られている。これらの
中で、セラミックス材料からなる多孔体は、他の材料で
は対応不可能な高温あるいは腐食性の強い環境下で用い
られることが多い。酸化アルミニウム等の酸化物セラミ
ックスや窒化珪素セラミックスなどからなる多孔体を用
いたフィルタや触媒担体は、既に実用化されている。
【０００３】酸化アルミニウムセラミックスは酸化物で
あるため耐酸化性が非常に高く、また、原料費が他のセ
ラミックスと比較して安価である為、多孔体として最も
広く使われている。平均細孔径や気孔率は多種多様のも
のが存在するが、一般的には平均細孔径が０．１〜１３
０μｍ、気孔率が３５〜４０％となっている。一般に、
セラミックス多孔体をフィルタに使用する場合、通過す
る流体の流量を大きくするためには、気孔率を高くする
方法がとられる。そのためには、セラミックス多孔体を
構成する粒子の充填度を低くする（焼結を進ませない）
が、セラミックス多孔体の機械的強度が低下し、用途に
よっては使用できない場合があった。
あるため耐酸化性が非常に高く、また、原料費が他のセ
ラミックスと比較して安価である為、多孔体として最も
広く使われている。平均細孔径や気孔率は多種多様のも
のが存在するが、一般的には平均細孔径が０．１〜１３
０μｍ、気孔率が３５〜４０％となっている。一般に、
セラミックス多孔体をフィルタに使用する場合、通過す
る流体の流量を大きくするためには、気孔率を高くする
方法がとられる。そのためには、セラミックス多孔体を
構成する粒子の充填度を低くする（焼結を進ませない）
が、セラミックス多孔体の機械的強度が低下し、用途に
よっては使用できない場合があった。
【０００４】一方、高い気孔率を有し、高い強度を併せ
持つセラミックス多孔体を製造する方法として、６角柱
状の窒化珪素粒子を主たる構成要素として、そのアスペ
クト比が３以上の柱状粒子が絡み合った構造をもつセラ
ミックス多孔体がＷＯ９４／２７９２９に開示されてい
る。
持つセラミックス多孔体を製造する方法として、６角柱
状の窒化珪素粒子を主たる構成要素として、そのアスペ
クト比が３以上の柱状粒子が絡み合った構造をもつセラ
ミックス多孔体がＷＯ９４／２７９２９に開示されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、アスペ
クト比の大きな柱状もしくは針状の粒子を結合した状態
の焼結体を作ることにより、気孔率が高く強度が高いセ
ラミックス多孔体が製造可能となる。窒化珪素セラミッ
クス多孔体の場合は、１５００〜２１００℃の熱処理条
件のもとで液相の存在下で柱状のβ−Ｓｉ３Ｎ４を成長
させ、この柱状の粒子形状を維持したまま焼結されるよ
うに条件を調整して製造される。得られる窒化珪素セラ
ミックス多孔体は、気孔率が高く、強度も高いが、原料
費が高く、また高温での熱処理が不可欠である為製造コ
ストも高くなるという問題点を有していた。
クト比の大きな柱状もしくは針状の粒子を結合した状態
の焼結体を作ることにより、気孔率が高く強度が高いセ
ラミックス多孔体が製造可能となる。窒化珪素セラミッ
クス多孔体の場合は、１５００〜２１００℃の熱処理条
件のもとで液相の存在下で柱状のβ−Ｓｉ３Ｎ４を成長
させ、この柱状の粒子形状を維持したまま焼結されるよ
うに条件を調整して製造される。得られる窒化珪素セラ
ミックス多孔体は、気孔率が高く、強度も高いが、原料
費が高く、また高温での熱処理が不可欠である為製造コ
ストも高くなるという問題点を有していた。
【０００６】酸化アルミニウムセラミックス多孔体の場
合は、従来の製造条件では、セラミックス多孔体を構成
する粒子がいずれも粒状になっていたため、上記の窒化
珪素セラミックス多孔体のような組織が得られず、気孔
率が高くかつ高い強度を併せ持った多孔体は得られてい
なかった。
合は、従来の製造条件では、セラミックス多孔体を構成
する粒子がいずれも粒状になっていたため、上記の窒化
珪素セラミックス多孔体のような組織が得られず、気孔
率が高くかつ高い強度を併せ持った多孔体は得られてい
なかった。
【０００７】この発明は、上記従来技術の問題点を解決
し、耐酸化性が高く、原料コストの安い酸化アルミニウ
ムを主たる構成材料に用い、針状の粒子が互いに絡み合
う構造をもった高い気孔率のセラミックス多孔体を提供
することを課題とする。
し、耐酸化性が高く、原料コストの安い酸化アルミニウ
ムを主たる構成材料に用い、針状の粒子が互いに絡み合
う構造をもった高い気孔率のセラミックス多孔体を提供
することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の問
題点について鋭意検討した結果、酸化アルミニウムのア
スペクト比が３以上の針状結晶体と所定の添加物粉末の
混合物の成形体を熱処理することにより、もしくはアル
ミニウム化合物粉末と所定の添加物粉末の成形体を水熱
処理及び熱処理、あるいは熱処理を施すことにより、針
状の酸化アルミニウム結晶体を主成分とし、高い気孔率
を有する酸化アルミニウムセラミックス多孔体を作製す
ることができることを見出した。
題点について鋭意検討した結果、酸化アルミニウムのア
スペクト比が３以上の針状結晶体と所定の添加物粉末の
混合物の成形体を熱処理することにより、もしくはアル
ミニウム化合物粉末と所定の添加物粉末の成形体を水熱
処理及び熱処理、あるいは熱処理を施すことにより、針
状の酸化アルミニウム結晶体を主成分とし、高い気孔率
を有する酸化アルミニウムセラミックス多孔体を作製す
ることができることを見出した。
【０００９】本発明に従った酸化アルミニウムセラミッ
クス多孔体は、アスペクト比３以上を有する針状の酸化
アルミニウム結晶体が該多孔体に含まれる全ての酸化ア
ルミニウムの６０％以上の割合を有する。また、該針状
の酸化アルミニウム結晶体は、多孔体全体に対して０．
０１重量％〜４５重量％の割合を有する、周期律表Iａ
族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および
遷移金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上によ
って、互いに絡み合った構造に固着された構造を持つ。
この構造を持つことにより本発明の酸化アルミニウムセ
ラミックス多孔体は、気孔率が３０％以上で、かつ平均
細孔径が０．０５μｍ以上１２μｍ以下であることを特
徴とする。
クス多孔体は、アスペクト比３以上を有する針状の酸化
アルミニウム結晶体が該多孔体に含まれる全ての酸化ア
ルミニウムの６０％以上の割合を有する。また、該針状
の酸化アルミニウム結晶体は、多孔体全体に対して０．
０１重量％〜４５重量％の割合を有する、周期律表Iａ
族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および
遷移金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上によ
って、互いに絡み合った構造に固着された構造を持つ。
この構造を持つことにより本発明の酸化アルミニウムセ
ラミックス多孔体は、気孔率が３０％以上で、かつ平均
細孔径が０．０５μｍ以上１２μｍ以下であることを特
徴とする。
【００１０】この発明において、アスペクト比３以上を
有する針状の酸化アルミニウム結晶体が該多孔体に含ま
れる全ての酸化アルミニウムに対して６０％の割合を下
回ると、気孔率が３０％を下回るため、セラミックス多
孔体としての機能が不十分となる。また、結合材として
機能する周期律表Iａ族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元
素、IVｂ族元素および遷移金属元素の化合物のうち少な
くとも１種類以上の割合が、多孔体全体に対して０．０
１重量％を下回る割合になると、酸化アルミニウムの針
状結晶体同士の結合強度が弱くなり、多孔体全体の機械
的強度が低下し、セラミックス多孔体としての機能が不
十分となる。
有する針状の酸化アルミニウム結晶体が該多孔体に含ま
れる全ての酸化アルミニウムに対して６０％の割合を下
回ると、気孔率が３０％を下回るため、セラミックス多
孔体としての機能が不十分となる。また、結合材として
機能する周期律表Iａ族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元
素、IVｂ族元素および遷移金属元素の化合物のうち少な
くとも１種類以上の割合が、多孔体全体に対して０．０
１重量％を下回る割合になると、酸化アルミニウムの針
状結晶体同士の結合強度が弱くなり、多孔体全体の機械
的強度が低下し、セラミックス多孔体としての機能が不
十分となる。
【００１１】この発明に従った酸化アルミニウムセラミ
ックス多孔体の製造方法は以下の工程を備える。 （ａ）針状の酸化アルミニウム結晶体と、全原料の０．
０１重量％〜４５重量％に相当する周期律表Iａ族元
素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および遷移
金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上と、を混
合して混合粉末を作製する工程。 （ｂ）上記混合粉末から成形体を作製する工程。 （ｃ）該成形体を大気中で８００℃〜１４００℃の温度
で熱処理を行う工程。
ックス多孔体の製造方法は以下の工程を備える。 （ａ）針状の酸化アルミニウム結晶体と、全原料の０．
０１重量％〜４５重量％に相当する周期律表Iａ族元
素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および遷移
金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上と、を混
合して混合粉末を作製する工程。 （ｂ）上記混合粉末から成形体を作製する工程。 （ｃ）該成形体を大気中で８００℃〜１４００℃の温度
で熱処理を行う工程。
【００１２】この製造方法において周期律表Iａ族元
素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および遷移
金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上の化合物
は、針状の酸化アルミニウム結晶体の表面に存在し、上
記（ｃ）の熱処理によって結晶体同士を結合し、多孔体
の強度を維持する働きをする。熱処理温度が８００℃よ
り低くなると上記結合が不十分となり、多孔体の強度が
充分に大きくならない。また、熱処理温度が１４００℃
を超えると針状の酸化アルミニウム粒子が再結晶を起こ
し、針状の形態を維持できなくなり、気孔率の減少をも
たらす。
素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および遷移
金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上の化合物
は、針状の酸化アルミニウム結晶体の表面に存在し、上
記（ｃ）の熱処理によって結晶体同士を結合し、多孔体
の強度を維持する働きをする。熱処理温度が８００℃よ
り低くなると上記結合が不十分となり、多孔体の強度が
充分に大きくならない。また、熱処理温度が１４００℃
を超えると針状の酸化アルミニウム粒子が再結晶を起こ
し、針状の形態を維持できなくなり、気孔率の減少をも
たらす。
【００１３】この発明に従った酸化アルミニウムセラミ
ックス多孔体のさらに別の製造方法は以下の工程を備え
る。 （ａ）水酸化アルミニウム粉末もしくは遷移アルミナ粉
末と、全原料の０．０１重量％〜４５重量％に相当する
周期律表Iａ族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族
元素および遷移金属元素の化合物のうち少なくとも１種
類以上と、を混合して混合粉末を作製する工程。 （ｂ）上記混合粉末から成形体を作製する工程。 （ｃ）上記成形体を水熱処理する工程。 （ｄ）該成形体を大気中で８００℃〜１４００℃の温度
で熱処理を行う工程。
ックス多孔体のさらに別の製造方法は以下の工程を備え
る。 （ａ）水酸化アルミニウム粉末もしくは遷移アルミナ粉
末と、全原料の０．０１重量％〜４５重量％に相当する
周期律表Iａ族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族
元素および遷移金属元素の化合物のうち少なくとも１種
類以上と、を混合して混合粉末を作製する工程。 （ｂ）上記混合粉末から成形体を作製する工程。 （ｃ）上記成形体を水熱処理する工程。 （ｄ）該成形体を大気中で８００℃〜１４００℃の温度
で熱処理を行う工程。
【００１４】この製造方法において周期律表Iａ族元
素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および遷移
金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上の化合物
は、上記（ｃ）の水熱処理によって析出した針状の酸化
アルミニウム結晶体の表面に存在し、上記（ｄ）の熱処
理によって結晶体同士を結合し、多孔体の強度を維持す
る働きをする。水熱処理は水の存在下で加圧状態にし、
１５０〜３００℃の範囲で行ない、これによって、粒子
状の水酸化アルミニウムが針状のアルミナ水和物とな
る。熱処理温度が８００℃より低くなると上記結合が不
十分となり、多孔体の強度が充分に大きくならない。ま
た、熱処理温度が１４００℃を超えると針状の酸化アル
ミニウム粒子が再結晶を起こし、針状の形態を維持でき
なくなり、気孔率の減少をもたらす。
素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および遷移
金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上の化合物
は、上記（ｃ）の水熱処理によって析出した針状の酸化
アルミニウム結晶体の表面に存在し、上記（ｄ）の熱処
理によって結晶体同士を結合し、多孔体の強度を維持す
る働きをする。水熱処理は水の存在下で加圧状態にし、
１５０〜３００℃の範囲で行ない、これによって、粒子
状の水酸化アルミニウムが針状のアルミナ水和物とな
る。熱処理温度が８００℃より低くなると上記結合が不
十分となり、多孔体の強度が充分に大きくならない。ま
た、熱処理温度が１４００℃を超えると針状の酸化アル
ミニウム粒子が再結晶を起こし、針状の形態を維持でき
なくなり、気孔率の減少をもたらす。
【００１５】この発明に従った酸化アルミニウムセラミ
ックス多孔体のさらに別の製造方法は以下の工程を備え
る。 （ａ）水酸化アルミニウム粉末もしくはアルミナ粉末
と、全原料の０．０１重量％〜４５重量％に相当する周
期律表Iａ族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元
素および遷移金属元素の化合物のうち少なくとも１種類
以上と、を混合して混合粉末を作製する工程。 （ｂ）上記混合粉末から成形体を作製する工程。 （ｄ）該水熱処理された成形体を大気中で８００℃〜１
４００℃の温度で熱処理を行う工程。
ックス多孔体のさらに別の製造方法は以下の工程を備え
る。 （ａ）水酸化アルミニウム粉末もしくはアルミナ粉末
と、全原料の０．０１重量％〜４５重量％に相当する周
期律表Iａ族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元
素および遷移金属元素の化合物のうち少なくとも１種類
以上と、を混合して混合粉末を作製する工程。 （ｂ）上記混合粉末から成形体を作製する工程。 （ｄ）該水熱処理された成形体を大気中で８００℃〜１
４００℃の温度で熱処理を行う工程。
【００１６】この製造方法において周期律表Iａ族元
素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および遷移
金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上の化合物
は、上記（ｄ）の熱処理によって針状結晶生成及びその
結晶同士を結合して多孔体の強度を維持する働きをす
る。熱処理温度が８００℃より低くなると針状結晶の生
成及び上記結合が不十分となり多孔体の強度が充分に大
きくならない。また、熱処理温度が１４００℃を超える
と針状の酸化アルミニウム化合物が再結晶を起こし、針
状の形態を維持できなくなり、気孔率の減少をもたら
す。
素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および遷移
金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上の化合物
は、上記（ｄ）の熱処理によって針状結晶生成及びその
結晶同士を結合して多孔体の強度を維持する働きをす
る。熱処理温度が８００℃より低くなると針状結晶の生
成及び上記結合が不十分となり多孔体の強度が充分に大
きくならない。また、熱処理温度が１４００℃を超える
と針状の酸化アルミニウム化合物が再結晶を起こし、針
状の形態を維持できなくなり、気孔率の減少をもたら
す。
【００１７】この発明に従って製造された酸化アルミニ
ウムセラミックス多孔体は、液体および／または気体用
フィルタ、真空チャック用通気体、エアーバブリングノ
ズル、溶解用るつぼ、金属含浸構造体用骨格材および電
解隔膜などの用途に有効に使用することができる。
ウムセラミックス多孔体は、液体および／または気体用
フィルタ、真空チャック用通気体、エアーバブリングノ
ズル、溶解用るつぼ、金属含浸構造体用骨格材および電
解隔膜などの用途に有効に使用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態を述べる。
態を述べる。
【００１９】
【実施例１】市販の針状アルミナ粉末（アスペクト比５
〜１５、長軸径５〜１０μｍ）に、酸化ケイ素を針状ア
ルミナ粉末に対して０．３重量％、及び、酸化マグネシ
ウムを針状アルミナ粉末に対して３重量％、それぞれ添
加し、エタノール中で超音波混合を３時間行う。得られ
たスラリーを乾燥して、混合粉末を得る。混合粉末を所
望の形状にプレス成形後、大気中にて１３００℃で６時
間熱処理を行う。その結果、アスペクト比が約５〜１
５、長軸径が約５〜１０μｍの針状アルミナで構成す
る、気孔率５４％、平均気孔径０．８５μｍの多孔体が
得られた。
〜１５、長軸径５〜１０μｍ）に、酸化ケイ素を針状ア
ルミナ粉末に対して０．３重量％、及び、酸化マグネシ
ウムを針状アルミナ粉末に対して３重量％、それぞれ添
加し、エタノール中で超音波混合を３時間行う。得られ
たスラリーを乾燥して、混合粉末を得る。混合粉末を所
望の形状にプレス成形後、大気中にて１３００℃で６時
間熱処理を行う。その結果、アスペクト比が約５〜１
５、長軸径が約５〜１０μｍの針状アルミナで構成す
る、気孔率５４％、平均気孔径０．８５μｍの多孔体が
得られた。
【００２０】
【実施例２】市販の水酸化アルミニウム粉末（平均粒径
０．５μｍ）に、酸化ケイ素粉末を水酸化アルミニウム
粉末に対して０．０３重量％、及び、酸化マグネシウム
を水酸化アルミニウム粉末に対して０．３重量％、それ
ぞれ添加し、蒸留水中で超音波混合を２時間行う。得ら
れたスラリーを乾燥させて、混合粉末を得る。混合粉末
を所望の形状にプレス成形する。その成形体を２１０℃
で水熱処理して、原料の水酸化アルミニウム粉末を針状
のアルミナ水和物にする。その後、大気中、１２００
℃、４時間熱処理を行う。その結果、アスペクト比が約
５〜２０、長軸径が約１０〜１５μｍの針状アルミナで
構成する、気孔率４７％、平均気孔径０．４５μｍの多
孔体が得られた。
０．５μｍ）に、酸化ケイ素粉末を水酸化アルミニウム
粉末に対して０．０３重量％、及び、酸化マグネシウム
を水酸化アルミニウム粉末に対して０．３重量％、それ
ぞれ添加し、蒸留水中で超音波混合を２時間行う。得ら
れたスラリーを乾燥させて、混合粉末を得る。混合粉末
を所望の形状にプレス成形する。その成形体を２１０℃
で水熱処理して、原料の水酸化アルミニウム粉末を針状
のアルミナ水和物にする。その後、大気中、１２００
℃、４時間熱処理を行う。その結果、アスペクト比が約
５〜２０、長軸径が約１０〜１５μｍの針状アルミナで
構成する、気孔率４７％、平均気孔径０．４５μｍの多
孔体が得られた。
【００２１】
【実施例３】市販の水酸化アルミニウム粉末（平均粒径
０．５μｍ）に、酸化ケイ素粉末を水酸化アルミニウム
粉末に対して３．３重量％、及び、酸化ホウ素粉末を水
酸化アルミニウム粉末に対して１９．７重量％、それぞ
れ添加し、乳鉢にて混合する。混合粉末を所望の形状に
プレス成形する。その成形体を、大気中、１２００℃、
６時間熱処理を行う。その後、熱水処理して余剰酸化ホ
ウ素を除去する。その結果、アスペクト比が約１０〜１
５、長軸径が約１〜５μｍの針状ホウ酸アルミナ及びケ
イ素ガラスで構成する、気孔率５０％、平均気孔径０．
１μｍの多孔体が得られた。
０．５μｍ）に、酸化ケイ素粉末を水酸化アルミニウム
粉末に対して３．３重量％、及び、酸化ホウ素粉末を水
酸化アルミニウム粉末に対して１９．７重量％、それぞ
れ添加し、乳鉢にて混合する。混合粉末を所望の形状に
プレス成形する。その成形体を、大気中、１２００℃、
６時間熱処理を行う。その後、熱水処理して余剰酸化ホ
ウ素を除去する。その結果、アスペクト比が約１０〜１
５、長軸径が約１〜５μｍの針状ホウ酸アルミナ及びケ
イ素ガラスで構成する、気孔率５０％、平均気孔径０．
１μｍの多孔体が得られた。
【００２２】
【実施例４】市販の針状アルミナ粉末（アスペクト比５
〜１５、長軸径５〜１０μｍ）に、酸化ケイ素を針状ア
ルミナ粉末に対して１．２重量％、酸化マグネシウムを
針状アルミナ粉末に対して１２重量％、及び、粒状アル
ミナ粉末（粒径０．１５）を針状アルミナ粉末に対して
５重量％、それぞれ添加し、エタノール中で超音波混合
を３時間行う。得られたスラリーを乾燥して、混合粉末
を得る。混合粉末を所望の形状にプレス成形後、大気中
にて１３００℃で５時間熱処理を行う。その結果、アス
ペクト比が約１０〜２０、長軸径が約５〜１０μｍの針
状アルミナで構成する、気孔率４５％、平均気孔径０．
５μｍの多孔体が得られた。
〜１５、長軸径５〜１０μｍ）に、酸化ケイ素を針状ア
ルミナ粉末に対して１．２重量％、酸化マグネシウムを
針状アルミナ粉末に対して１２重量％、及び、粒状アル
ミナ粉末（粒径０．１５）を針状アルミナ粉末に対して
５重量％、それぞれ添加し、エタノール中で超音波混合
を３時間行う。得られたスラリーを乾燥して、混合粉末
を得る。混合粉末を所望の形状にプレス成形後、大気中
にて１３００℃で５時間熱処理を行う。その結果、アス
ペクト比が約１０〜２０、長軸径が約５〜１０μｍの針
状アルミナで構成する、気孔率４５％、平均気孔径０．
５μｍの多孔体が得られた。
【００２３】
【実施例５】市販の水酸化アルミニウム粉末（平均粒径
０．５μｍ）に、酸化マグネシウムを水酸化アルミニウ
ム粉末に対して０．３重量％、及び、酸化チタンを水酸
化アルミニウム粉末に対して０．１重量％、それぞれ添
加し、蒸留水中で超音波混合を２時間行う。得られたス
ラリーを乾燥させて、混合粉末を得る。混合粉末を所望
の形状にプレス成形する。その成形体を２５０℃で水熱
処理して、原料の水酸化アルミニウム粉末を針状のアル
ミナ水和物にする。その後、大気中、１１５０℃、４時
間熱処理を行う。その結果、アスペクト比が約５〜１
５、長軸径が約５〜１０μｍの針状アルミナで構成す
る、気孔率４９％、平均気孔径０．６μｍの多孔体が得
られた。
０．５μｍ）に、酸化マグネシウムを水酸化アルミニウ
ム粉末に対して０．３重量％、及び、酸化チタンを水酸
化アルミニウム粉末に対して０．１重量％、それぞれ添
加し、蒸留水中で超音波混合を２時間行う。得られたス
ラリーを乾燥させて、混合粉末を得る。混合粉末を所望
の形状にプレス成形する。その成形体を２５０℃で水熱
処理して、原料の水酸化アルミニウム粉末を針状のアル
ミナ水和物にする。その後、大気中、１１５０℃、４時
間熱処理を行う。その結果、アスペクト比が約５〜１
５、長軸径が約５〜１０μｍの針状アルミナで構成す
る、気孔率４９％、平均気孔径０．６μｍの多孔体が得
られた。
【００２４】
【実施例６】市販の水酸化アルミニウム粉末（平均粒径
０．５μｍ）に、酸化チタン粉末を水酸化アルミニウム
粉末に対して０．９重量％、及び、酸化ホウ素粉末を水
酸化アルミニウム粉末に対して１９．７重量％、それぞ
れ添加し、乳鉢にて混合する。混合粉末を所望の形状に
プレス成形する。その成形体を、大気中、１２５０℃、
１０時間熱処理を行う。その後、熱水処理して余剰酸化
ホウ素を除去する。その結果、アスペクト比が約１０〜
１５、長軸径が約１〜１０μｍの針状ホウ酸アルミナ及
びケイ素ガラスで構成する、気孔率５２％、平均気孔径
０．１５μｍの多孔体が得られた。
０．５μｍ）に、酸化チタン粉末を水酸化アルミニウム
粉末に対して０．９重量％、及び、酸化ホウ素粉末を水
酸化アルミニウム粉末に対して１９．７重量％、それぞ
れ添加し、乳鉢にて混合する。混合粉末を所望の形状に
プレス成形する。その成形体を、大気中、１２５０℃、
１０時間熱処理を行う。その後、熱水処理して余剰酸化
ホウ素を除去する。その結果、アスペクト比が約１０〜
１５、長軸径が約１〜１０μｍの針状ホウ酸アルミナ及
びケイ素ガラスで構成する、気孔率５２％、平均気孔径
０．１５μｍの多孔体が得られた。
【００２５】
【実施例７】
【実施例１】で製作した酸化アルミニウムセラミックス
多孔体を用いて研削液用濾過フィルタを作成し濾過特性
を測定したところ、従来用いられていた有機膜製濾過フ
ィルタに比べ通過水量の増大と寿命の延長が得られた。
多孔体を用いて研削液用濾過フィルタを作成し濾過特性
を測定したところ、従来用いられていた有機膜製濾過フ
ィルタに比べ通過水量の増大と寿命の延長が得られた。
【００２６】
【実施例８】
【実施例２】で製作した酸化アルミニウムセラミックス
多孔体を用いて半導体組み立て装置のチップおよび基板
搬送用チャック用通気体を作成し、吸着特性を測定した
ところ、従来用いられていた通気孔を有する金属板を用
いた搬送用チャックに比べ吸着力の２倍以上の増大が得
られた。
多孔体を用いて半導体組み立て装置のチップおよび基板
搬送用チャック用通気体を作成し、吸着特性を測定した
ところ、従来用いられていた通気孔を有する金属板を用
いた搬送用チャックに比べ吸着力の２倍以上の増大が得
られた。
【００２７】
【実施例９】
【実施例３】で製作した酸化アルミニウムセラミックス
多孔体を用いてＡｌ溶湯へのエアー導入用バブリングノ
ズルを作成し、バブリング特性を測定したところ、従来
用いられていたセラミックスバブリングノズルに比べエ
アー流量の２倍以上の増大が得られた。
多孔体を用いてＡｌ溶湯へのエアー導入用バブリングノ
ズルを作成し、バブリング特性を測定したところ、従来
用いられていたセラミックスバブリングノズルに比べエ
アー流量の２倍以上の増大が得られた。
【００２８】
【実施例１０】
【実施例４】で製作した酸化アルミニウムセラミックス
多孔体を用いてＳｉ溶解用のるつぼを作成したところ、
従来用いられていた炭素製のるつぼの場合は、不純物と
して炭素がＳｉに相当量混入していたが、本発明の多孔
体の場合は、溶融金属への不純物の混入が検出限界以下
に低下した。
多孔体を用いてＳｉ溶解用のるつぼを作成したところ、
従来用いられていた炭素製のるつぼの場合は、不純物と
して炭素がＳｉに相当量混入していたが、本発明の多孔
体の場合は、溶融金属への不純物の混入が検出限界以下
に低下した。
【００２９】
【実施例１１】
【実施例５】で製作した酸化アルミニウムセラミックス
多孔体を骨格材としてＡｌを含浸させて構造材料用複合
材料を作成し、機械的特性を測定したところ、同程度の
針状酸化アルミニウム粉末を含有する複合材料に比べ、
硬度、曲げ強度ともに大幅な増大が見られた。
多孔体を骨格材としてＡｌを含浸させて構造材料用複合
材料を作成し、機械的特性を測定したところ、同程度の
針状酸化アルミニウム粉末を含有する複合材料に比べ、
硬度、曲げ強度ともに大幅な増大が見られた。
【００３０】
【実施例１２】
【実施例６】で製作した酸化アルミニウムセラミックス
多孔体を用いて燃料電池用電極隔膜作成したところ、従
来用いられていた高分子隔膜に比べイオン透過特性が大
幅に向上した。
多孔体を用いて燃料電池用電極隔膜作成したところ、従
来用いられていた高分子隔膜に比べイオン透過特性が大
幅に向上した。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、気孔
率が高いセラミックス多孔体が得られる。この酸化アル
ミニウムセラミックス多孔体は、耐酸化性が高く、さら
に原料コストおよび製造コストが安いので、高温で使用
されるフィルタや酸化性の高い雰囲気で使用される触媒
担体などの用途において有用である。
率が高いセラミックス多孔体が得られる。この酸化アル
ミニウムセラミックス多孔体は、耐酸化性が高く、さら
に原料コストおよび製造コストが安いので、高温で使用
されるフィルタや酸化性の高い雰囲気で使用される触媒
担体などの用途において有用である。
【図１】 本発明の一実施例による酸化アルミニウム多
孔体の表面組織。
孔体の表面組織。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０４Ｂ 38/02 Ｃ０４Ｂ 41/88 Ｕ
41/88 35/10 Ｂ
Ｚ
(72)発明者 原田 敬三
兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友
電気工業株式会社伊丹製作所内
Ｆターム(参考） 4D019 AA01 AA03 BA05 BB06 BD01
CB06
4G019 FA13 GA02 GA04 JA01
4G030 AA07 AA17 AA35 AA36 AA37
CA04 CA08 CA09 GA27
Claims (11)
- 【請求項１】酸化アルミニウムを主成分とするセラミッ
クス多孔体において、気孔率が３０％以上で、かつ平均
細孔径が０．０５μｍ以上１２μｍ以下であり、アスペ
クト比が３以上の針状の形態を有する酸化アルミニウム
結晶体を主成分とすることを特徴とする、酸化アルミニ
ウムセラミックス多孔体。 - 【請求項２】アスペクト比が３以上の針状の形状を有す
る酸化アルミニウム結晶体が、全ての酸化アルミニウム
粒子に対して６０％以上の割合を有し、周期律表Iａ族
元素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ族元素および遷
移金属元素の化合物のうち少なくとも１種類以上を、
０．０１重量％〜４５重量％含むことを特徴とする請求
項１に記載の酸化アルミニウムセラミックス多孔体。 - 【請求項３】アスペクト比が３以上の針状の酸化アルミ
ニウム結晶体と、全原料の０．０１重量％〜４５重量％
に相当する周期律表Iａ族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元
素、IVｂ族元素及び遷移金属元素の化合物のうち少なく
とも１種類以上と、を混合して混合粉末を作製する工程
と、該混合粉末から成形体を作製する工程と、該成形体
を大気中で８００℃〜１４００℃の温度で熱処理を行う
工程と、を備えた酸化アルミニウムセラミックス多孔体
の製造方法。 - 【請求項４】水酸化アルミニウム粉末もしくは遷移アル
ミナ粉末と、全原料の０．０１重量％〜４５重量％に相
当する周期律表Iａ族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、
IVｂ族元素および遷移金属元素の化合物のうち少なくと
も１種類以上と、を混合して混合粉末を作製する工程
と、該混合粉末から成形体を作製する工程と、該成形体
を水熱処理する工程と、該水熱処理された成形体を大気
中で８００℃〜１４００℃の温度で熱処理を行う工程
と、を備えた酸化アルミニウムセラミックス多孔体の製
造方法。 - 【請求項５】水酸化アルミニウム粉末もしくはアルミナ
粉末と、全原料の０．０１重量％〜４５重量％に相当す
る周期律表Iａ族元素、IIａ族元素、IIIｂ族元素、IVｂ
族元素および遷移金属元素の化合物のうち少なくとも１
種類以上と、を混合して混合粉末を作製する工程と、該
混合粉末から成形体を作製する工程と、該成形体を大気
中で８００℃〜１４００℃の温度で熱処理を行う工程
と、を備えた酸化アルミニウムセラミックス多孔体の製
造方法。 - 【請求項６】請求項１または請求項２に記載の酸化アル
ミニウムセラミックス多孔体を用いた液体および／また
は気体用フィルタ。 - 【請求項７】請求項１または請求項２に記載の酸化アル
ミニウムセラミックス多孔体を用いた真空チャック用通
気体。 - 【請求項８】請求項１または請求項２に記載の酸化アル
ミニウムセラミックス多孔体を用いたエアーバブリング
ノズル。 - 【請求項９】請求項１または請求項２に記載の酸化アル
ミニウムセラミックス多孔体を用いた溶解用るつぼ。 - 【請求項１０】請求項１または請求項２に記載の酸化ア
ルミニウムセラミックス多孔体を用いた金属含浸構造体
用骨格材。 - 【請求項１１】請求項１または請求項２に記載の酸化ア
ルミニウムセラミックス多孔体を用いた電解隔膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005424A JP2003206185A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 酸化アルミニウムセラミックス多孔体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005424A JP2003206185A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 酸化アルミニウムセラミックス多孔体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003206185A true JP2003206185A (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=27644470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002005424A Pending JP2003206185A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 酸化アルミニウムセラミックス多孔体およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003206185A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008100892A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Nitsukatoo:Kk | 多孔質アルミナ質焼結体からなる真空チャック用部材およびその製造方法 |
| CN102432333A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-05-02 | 景德镇陶瓷学院 | 一种多孔锶铁氧体磁性材料的制备方法及其制得的产品 |
| CN102432328A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-05-02 | 景德镇陶瓷学院 | 一种多孔高铝陶瓷材料的制备方法及其制得的产品 |
| WO2012117626A1 (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-07 | 黒崎播磨株式会社 | 耐火物 |
| JP2012197186A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体の製造方法 |
| KR101493942B1 (ko) * | 2013-05-23 | 2015-02-17 | 한국세라믹기술원 | 나노 크기의 기공을 갖는 세라믹필터매체의 제조방법 및 이에 의한 세라믹필터매체 |
| JP2015044698A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 栃木県 | ユークリプタイト多孔体およびその製造方法 |
| CN112321305A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-05 | 陈晓林 | 一种精炼钢包用多气泡透气元件 |
| CN113511884A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种柱状晶氧化铝/氧化锆复合陶瓷粉末的制备方法 |
| CN114988918A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-02 | 湖南省新化县鑫星电子陶瓷有限责任公司 | 一种氧化铝陶瓷的表面金属化方法 |
-
2002
- 2002-01-15 JP JP2002005424A patent/JP2003206185A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2012117626A1 (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-07 | 黒崎播磨株式会社 | 耐火物 |
| CN103402946A (zh) * | 2011-03-02 | 2013-11-20 | 黑崎播磨株式会社 | 耐火物 |
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| KR101493942B1 (ko) * | 2013-05-23 | 2015-02-17 | 한국세라믹기술원 | 나노 크기의 기공을 갖는 세라믹필터매체의 제조방법 및 이에 의한 세라믹필터매체 |
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| CN112321305B (zh) * | 2020-11-06 | 2022-06-03 | 营口四通高温新材料科技有限公司 | 一种精炼钢包用多气泡透气元件 |
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| CN113511884B (zh) * | 2021-07-30 | 2023-04-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种柱状晶氧化铝/氧化锆复合陶瓷粉末的制备方法 |
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