JP2723312B2 - ベータ・アルミナフアイバーの製造方法 - Google Patents
ベータ・アルミナフアイバーの製造方法Info
- Publication number
- JP2723312B2 JP2723312B2 JP1275770A JP27577089A JP2723312B2 JP 2723312 B2 JP2723312 B2 JP 2723312B2 JP 1275770 A JP1275770 A JP 1275770A JP 27577089 A JP27577089 A JP 27577089A JP 2723312 B2 JP2723312 B2 JP 2723312B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- beta
- sol
- alumina
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン伝導性を有するベータ・アルミナフア
イバーの製造方法を提供する。またベータ・アルミナフ
アイバーはガスセンサー，複合材料，固体電解質等の用
途に使用される有用な物質である。
イバーの製造方法を提供する。またベータ・アルミナフ
アイバーはガスセンサー，複合材料，固体電解質等の用
途に使用される有用な物質である。
ベータ・アルミナは炭酸ナトリウムとアルミナの混合
粉末を焼結して製造されることが知られている。従っ
て、従来公知のベータ・アルミナはバルク体又は粉体の
形状で提供されて来た。また中空体を得る手段として、
ベータ・アルミナ粉末を有機高分子体溶液中に分散させ
中空糸状に紡糸した後、バインダーとなる有機高分子体
を加熱分解し焼結する方法も提案されているが、多孔質
で脆く、通常の繊維としての用途には、不向きであっ
た。しかし、ベータ・アルミナが有するイオン伝導性を
利用したガスセンサー，複合材料，固体電解質等の用途
を考えるとき、フアイバーの形状での提供が強く望まれ
て来た。
粉末を焼結して製造されることが知られている。従っ
て、従来公知のベータ・アルミナはバルク体又は粉体の
形状で提供されて来た。また中空体を得る手段として、
ベータ・アルミナ粉末を有機高分子体溶液中に分散させ
中空糸状に紡糸した後、バインダーとなる有機高分子体
を加熱分解し焼結する方法も提案されているが、多孔質
で脆く、通常の繊維としての用途には、不向きであっ
た。しかし、ベータ・アルミナが有するイオン伝導性を
利用したガスセンサー，複合材料，固体電解質等の用途
を考えるとき、フアイバーの形状での提供が強く望まれ
て来た。
本発明者等はベータ・アルミナフアイバーの製造に関
し、鋭意研究を重ねて来た。その結果、原料として硝酸
ナトリウム及び硝酸アルミニウムを主成分とする溶液を
用いることにより、容易にフアイバーに紡糸出来、しか
も該フアイバーを加熱することによりベータ・アルミナ
フアイバーを得ることが出来ることを見出し、更に研究
を続け、ここに本発明を提案するに至った。
し、鋭意研究を重ねて来た。その結果、原料として硝酸
ナトリウム及び硝酸アルミニウムを主成分とする溶液を
用いることにより、容易にフアイバーに紡糸出来、しか
も該フアイバーを加熱することによりベータ・アルミナ
フアイバーを得ることが出来ることを見出し、更に研究
を続け、ここに本発明を提案するに至った。
即ち、本発明は硝酸ナトリウム及び硝酸アルミニウム
を主成分とする溶液から粘稠ゾルを得て、該粘稠ゾルか
らフアイバーを紡糸し、該フアイバーを加熱結晶化させ
ることを特徴とするベータ・アルミナフアイバーの製造
方法である。
を主成分とする溶液から粘稠ゾルを得て、該粘稠ゾルか
らフアイバーを紡糸し、該フアイバーを加熱結晶化させ
ることを特徴とするベータ・アルミナフアイバーの製造
方法である。
ベータ・アルミナフアイバーを製造するためにはその
前駆体となる、結晶がベータ型に容易に転換しうるフア
イバーの製造が重要な要件である。そして上記性状のフ
アイバーを得るには該フアイバーを紡糸するためのゾル
形成の原料を如何に選定するかが問題となる。
前駆体となる、結晶がベータ型に容易に転換しうるフア
イバーの製造が重要な要件である。そして上記性状のフ
アイバーを得るには該フアイバーを紡糸するためのゾル
形成の原料を如何に選定するかが問題となる。
本発明におけるゾル形成のための原料は硝酸ナトリウ
ムと硝酸アルミニウムを必要成分とする。上記アルミニ
ウム成分とナトリウム成分は目的物であるベータ・アル
ミナを構成する成分として必要な要素である。そして、
上記の硝酸塩を使用する理由は該硝酸塩が水に可溶性で
あることと曵糸性にすぐれたゾルを形成し得、しかも得
られたフアイバーが加熱によってほぼ100％のベータ型
結晶に転換し得ることにある。
ムと硝酸アルミニウムを必要成分とする。上記アルミニ
ウム成分とナトリウム成分は目的物であるベータ・アル
ミナを構成する成分として必要な要素である。そして、
上記の硝酸塩を使用する理由は該硝酸塩が水に可溶性で
あることと曵糸性にすぐれたゾルを形成し得、しかも得
られたフアイバーが加熱によってほぼ100％のベータ型
結晶に転換し得ることにある。
ゾルを形成するための原料は硝酸ナトリウムと硝酸ア
ルミニウムとを含む溶液として調製される。かかる溶液
はナトリウム成分及びアルミニウム成分を溶解しうるも
のであればよいが、一般には水又は硝酸水溶液が最も工
業的に好適である。該硝酸水溶液を用いる場合は特にゾ
ルの曵糸性にすぐれ、しかもフアイバーを加熱結晶化す
るときの温度がより低温でベータアルミナ結晶の晶出を
可能にするので好ましい態様である。該上記硝酸水溶液
の硝酸濃度は特に限定的ではないが硝酸濃度が濃くなる
と亜硝酸ガスの発生が増加する傾向があるので一般には
水に60％の濃硝酸を約20容量％程度加えるのを上限の目
やすとすれば好ましい。
ルミニウムとを含む溶液として調製される。かかる溶液
はナトリウム成分及びアルミニウム成分を溶解しうるも
のであればよいが、一般には水又は硝酸水溶液が最も工
業的に好適である。該硝酸水溶液を用いる場合は特にゾ
ルの曵糸性にすぐれ、しかもフアイバーを加熱結晶化す
るときの温度がより低温でベータアルミナ結晶の晶出を
可能にするので好ましい態様である。該上記硝酸水溶液
の硝酸濃度は特に限定的ではないが硝酸濃度が濃くなる
と亜硝酸ガスの発生が増加する傾向があるので一般には
水に60％の濃硝酸を約20容量％程度加えるのを上限の目
やすとすれば好ましい。
本発明におけるゾルを形成する溶液の調製は一般に水
又は硝酸水溶液に硝酸ナトリウムと硝酸アルミニウムと
を、或いは更に必要に応じて0.5mm〜0.01mm程度のアル
ミニウム粉末を、溶解することにより行う。該アルミニ
ウム粉末は結果的には目的物のアルミニウム成分として
消費されるばかりでなく、透明なゾル形成上効果的に作
用する。そのために通常の硝酸ナトリウム及び硝酸アル
ミニウムを含む溶液を調製するときはアルミニウム成分
として硝酸アルミニウムとアルミニウム粉末とを使用す
る態様が最も好適である。該アルミニウム成分とナトリ
ウム成分は後述するフアイバーの構成成分がNa2O・XAl2
O3（但しＸは３〜11である）となる範囲となるように選
ぶ限り、特に限定的ではない。最も工業的に好適に利用
される組成比を例示すると、例えば、硝酸アルミニウム
100重量部に対してアルミニウム粉末２〜60重量部及び
硝酸ナトリウム２〜70重量部の範囲から選択すれば好ま
しい。
又は硝酸水溶液に硝酸ナトリウムと硝酸アルミニウムと
を、或いは更に必要に応じて0.5mm〜0.01mm程度のアル
ミニウム粉末を、溶解することにより行う。該アルミニ
ウム粉末は結果的には目的物のアルミニウム成分として
消費されるばかりでなく、透明なゾル形成上効果的に作
用する。そのために通常の硝酸ナトリウム及び硝酸アル
ミニウムを含む溶液を調製するときはアルミニウム成分
として硝酸アルミニウムとアルミニウム粉末とを使用す
る態様が最も好適である。該アルミニウム成分とナトリ
ウム成分は後述するフアイバーの構成成分がNa2O・XAl2
O3（但しＸは３〜11である）となる範囲となるように選
ぶ限り、特に限定的ではない。最も工業的に好適に利用
される組成比を例示すると、例えば、硝酸アルミニウム
100重量部に対してアルミニウム粉末２〜60重量部及び
硝酸ナトリウム２〜70重量部の範囲から選択すれば好ま
しい。
前記溶液の調製に使用する溶媒の量は上記原料の使用
割合特にアルミニウム濃度によっても異なり、一概に特
定することは出来ない。従って、上記原料の使用割合に
応じて予め決定して使用すれば好ましい。一般的な基準
としては、後述する、得られるゾルは一般に濾別して使
用されるので、ゾルを濾過するのに適当な粘度例えば２
〜３センチポイズとなるように溶媒の量を決めると好ま
しい。
割合特にアルミニウム濃度によっても異なり、一概に特
定することは出来ない。従って、上記原料の使用割合に
応じて予め決定して使用すれば好ましい。一般的な基準
としては、後述する、得られるゾルは一般に濾別して使
用されるので、ゾルを濾過するのに適当な粘度例えば２
〜３センチポイズとなるように溶媒の量を決めると好ま
しい。
本発明におけるゾルは前記アルミニウム成分及びナト
リウム成分を溶解した溶液を加熱すると得られる。該加
熱はアルミニウム成分及びナトリウム成分の溶解をより
進行させる役目とゾル形成の役目とを有するので一般に
は時間単位の加熱を基準とするのがよく、通常５〜30時
間の範囲から選ぶのが好ましい。また加熱温度は種々の
条件に応じて必要に応じて決定すればよいが一般には90
〜110℃の範囲で、還流下に行うと好ましい。
リウム成分を溶解した溶液を加熱すると得られる。該加
熱はアルミニウム成分及びナトリウム成分の溶解をより
進行させる役目とゾル形成の役目とを有するので一般に
は時間単位の加熱を基準とするのがよく、通常５〜30時
間の範囲から選ぶのが好ましい。また加熱温度は種々の
条件に応じて必要に応じて決定すればよいが一般には90
〜110℃の範囲で、還流下に行うと好ましい。
上記によって得られるゾルはそのまま又は更に濃縮し
て紡糸に供与すればよいが一般に均質なゾルとするため
一旦濾過する態様が好ましい。該濾過は前記の通り通常
２〜３センチポイズの粘度のものが最も容易であるの
で、前記ゾルが上記粘度となった時点で、濾過を行い濾
過して得られる均質なゾルを紡糸に供するため、更に加
熱例えば30〜90℃或いは減圧脱気等の手段で濃縮すると
好ましい。該ゾルの粘度は特に限定的ではなく紡糸手段
によって異なるので、紡糸手段に応じて選べばよい。通
常はゾルの粘度を数ポイズから固結前の粘度までの範囲
が選びうるが、一般には５ポイズ〜1000ポイズの範囲が
最も良好である。また上記紡糸前のゾル組成は前記の原
料組成によって異なるが、一般にはNa2O・XAl2O3で表示
される酸化物組成でＸが３〜11となるように調製するの
が好適である。
て紡糸に供与すればよいが一般に均質なゾルとするため
一旦濾過する態様が好ましい。該濾過は前記の通り通常
２〜３センチポイズの粘度のものが最も容易であるの
で、前記ゾルが上記粘度となった時点で、濾過を行い濾
過して得られる均質なゾルを紡糸に供するため、更に加
熱例えば30〜90℃或いは減圧脱気等の手段で濃縮すると
好ましい。該ゾルの粘度は特に限定的ではなく紡糸手段
によって異なるので、紡糸手段に応じて選べばよい。通
常はゾルの粘度を数ポイズから固結前の粘度までの範囲
が選びうるが、一般には５ポイズ〜1000ポイズの範囲が
最も良好である。また上記紡糸前のゾル組成は前記の原
料組成によって異なるが、一般にはNa2O・XAl2O3で表示
される酸化物組成でＸが３〜11となるように調製するの
が好適である。
本発明は上記粘稠ゾルからフアイバーを紡糸する。該
粘稠ゾルからフアイバーの紡糸法は特に限定されるもの
ではなく、公知の紡糸法を使用出来る。該紡糸法は目的
とするフアイバーの形状に応じて選べばよく、長繊維の
ものを目的とするときは粘稠ゾルの表面からフアイバー
引き上げ方式で紡糸する手段が有効であり、比較的短繊
維のものを目的とするときは適当な形状のノイズから吹
き出す方式が好適に採用される。前記粘稠ゾルは曵糸性
にすぐれているので上記引き上げ方式で紡糸すれば、メ
ートルオーダーの長繊維を得ることが出来る。従って、
フアイバー形状はミクロンメーターオーダーからメータ
ーオーダーの長さの、数μｍから数mmの直径のものまで
得ることが可能である。上記紡糸によって得られたフア
イバーは必要に応じて乾燥して、ベータ・アルミナフア
イバーの製造に供せられる。
粘稠ゾルからフアイバーの紡糸法は特に限定されるもの
ではなく、公知の紡糸法を使用出来る。該紡糸法は目的
とするフアイバーの形状に応じて選べばよく、長繊維の
ものを目的とするときは粘稠ゾルの表面からフアイバー
引き上げ方式で紡糸する手段が有効であり、比較的短繊
維のものを目的とするときは適当な形状のノイズから吹
き出す方式が好適に採用される。前記粘稠ゾルは曵糸性
にすぐれているので上記引き上げ方式で紡糸すれば、メ
ートルオーダーの長繊維を得ることが出来る。従って、
フアイバー形状はミクロンメーターオーダーからメータ
ーオーダーの長さの、数μｍから数mmの直径のものまで
得ることが可能である。上記紡糸によって得られたフア
イバーは必要に応じて乾燥して、ベータ・アルミナフア
イバーの製造に供せられる。
上記の方法で得られたフアイバーは加熱結晶化するこ
とによってベータ・アルミナのフアイバーとなる。該加
熱温度は低温下にベータ・アルミナへ転換しうる程、エ
ネルギーコストからも、装置上からも好ましい。本発明
にあっては従来ベータ型への結晶化のために1500℃以上
の高温を必要としていたのに比べれば著しく低温下にベ
ータ・アルミナへの転換が可能であるという特徴を有す
る。即ち本発明における加熱温度はフアイバーの酸化物
組成、加熱雰囲気等によっても異なるが一般には900℃
〜1300℃の温度の範囲から選択すると好ましい。特に上
記加熱を密閉容器中、Na2O雰囲気下に実施するときは上
記温度下特に好ましくは950℃〜1200℃の温度下に数分
〜数拾分例えば５分〜30分で前記ゲル状ファイバーがベ
ータ・アルミナへ、ほゞ100％結晶化する。また上記加
熱は大気雰囲気下で実施しても本発明の目的物であるベ
ータ・アルミナフアイバーを得ることが出来、この態様
は工業的に非常に有利な態様である。しかも上記大気下
での加熱はゲルフアイバーの酸化物組成を選ぶことによ
り900℃〜1100℃好ましくは950〜1050℃の低温下に実施
することが出来る利点を有している。即ちゲルフアイバ
ーの酸化物組成をNa2O・YAl2O3で表示するとき、Ｙを３
〜６に調製したゲルフアイバーとするとき、900℃〜110
0℃でベータ・アルミナフアイバーを得ることが出来
る。上記大気雰囲気下で加熱を行うときは目的とするベ
ータ・アルミナの結晶の他にｍ−アルミナ結晶が生じる
ことがあるが、該ｍ−アルミナ結晶は加熱時間を長くす
ることで消出するので、ｍ−アルミナ結晶が生ずるとき
は加熱時間を制御すればよい。また上記大気下で加熱す
るときは加熱時間が前記密閉系Na2O雰囲気下の加熱に比
較すると多少長時間を必要とし、例えば１時間〜100時
間程度の加熱時間を基準とするのが好ましい。
とによってベータ・アルミナのフアイバーとなる。該加
熱温度は低温下にベータ・アルミナへ転換しうる程、エ
ネルギーコストからも、装置上からも好ましい。本発明
にあっては従来ベータ型への結晶化のために1500℃以上
の高温を必要としていたのに比べれば著しく低温下にベ
ータ・アルミナへの転換が可能であるという特徴を有す
る。即ち本発明における加熱温度はフアイバーの酸化物
組成、加熱雰囲気等によっても異なるが一般には900℃
〜1300℃の温度の範囲から選択すると好ましい。特に上
記加熱を密閉容器中、Na2O雰囲気下に実施するときは上
記温度下特に好ましくは950℃〜1200℃の温度下に数分
〜数拾分例えば５分〜30分で前記ゲル状ファイバーがベ
ータ・アルミナへ、ほゞ100％結晶化する。また上記加
熱は大気雰囲気下で実施しても本発明の目的物であるベ
ータ・アルミナフアイバーを得ることが出来、この態様
は工業的に非常に有利な態様である。しかも上記大気下
での加熱はゲルフアイバーの酸化物組成を選ぶことによ
り900℃〜1100℃好ましくは950〜1050℃の低温下に実施
することが出来る利点を有している。即ちゲルフアイバ
ーの酸化物組成をNa2O・YAl2O3で表示するとき、Ｙを３
〜６に調製したゲルフアイバーとするとき、900℃〜110
0℃でベータ・アルミナフアイバーを得ることが出来
る。上記大気雰囲気下で加熱を行うときは目的とするベ
ータ・アルミナの結晶の他にｍ−アルミナ結晶が生じる
ことがあるが、該ｍ−アルミナ結晶は加熱時間を長くす
ることで消出するので、ｍ−アルミナ結晶が生ずるとき
は加熱時間を制御すればよい。また上記大気下で加熱す
るときは加熱時間が前記密閉系Na2O雰囲気下の加熱に比
較すると多少長時間を必要とし、例えば１時間〜100時
間程度の加熱時間を基準とするのが好ましい。
本発明において、上記加熱結晶化に供する前記ゲルフ
アイバーは予め乾燥して供するときは上記結晶化温度ま
での昇温を適宜選べばよいが、昇温の過程でゲルフアイ
バーの乾燥と揮発物例えば結晶水の除去を実施するのが
一般的であるため、予め必要な昇温速度を決めて実施す
るのが好ましい。一般には結晶水などの揮発物を温和な
条件で脱離するため低温領域例えば500℃以下ではゆる
やかに昇温するのが好ましく高温領域では高速で昇温す
ることも出来る。例えば通常低温領域では２〜10℃／分
好ましくは２〜５℃／分程度で、また高温領域では５〜
30℃／分好ましくは５〜20℃／分程度を基準とすればよ
い。
アイバーは予め乾燥して供するときは上記結晶化温度ま
での昇温を適宜選べばよいが、昇温の過程でゲルフアイ
バーの乾燥と揮発物例えば結晶水の除去を実施するのが
一般的であるため、予め必要な昇温速度を決めて実施す
るのが好ましい。一般には結晶水などの揮発物を温和な
条件で脱離するため低温領域例えば500℃以下ではゆる
やかに昇温するのが好ましく高温領域では高速で昇温す
ることも出来る。例えば通常低温領域では２〜10℃／分
好ましくは２〜５℃／分程度で、また高温領域では５〜
30℃／分好ましくは５〜20℃／分程度を基準とすればよ
い。
本発明において、ベータ・アルミナフアイバーを製造
するための各工程の製造装置は特別なものを必要とせ
ず、各工程における温度下及び雰囲気に耐える材質を適
宜選択して用いればよい。特に本発明において苛酷な条
件となる加熱結晶化の材質は公知の耐火性坩堝を用いる
とよく、大気雰囲気下の実施が出来ることからトンネル
窯方式の電気炉を用いて連続的にゲルフアイバーを加熱
する方法も採用出来ることが明白である。
するための各工程の製造装置は特別なものを必要とせ
ず、各工程における温度下及び雰囲気に耐える材質を適
宜選択して用いればよい。特に本発明において苛酷な条
件となる加熱結晶化の材質は公知の耐火性坩堝を用いる
とよく、大気雰囲気下の実施が出来ることからトンネル
窯方式の電気炉を用いて連続的にゲルフアイバーを加熱
する方法も採用出来ることが明白である。
本発明で得られるアルミナフアイバーはベータ結晶形
体の構造を有する、Na2O・ZAl2O3（Z:5〜11）の組成を
有するものである。これらの点はＸ線回折、赤外線吸収
スペクトル等によって確認することが出来る。
体の構造を有する、Na2O・ZAl2O3（Z:5〜11）の組成を
有するものである。これらの点はＸ線回折、赤外線吸収
スペクトル等によって確認することが出来る。
本発明で得られるベータ・アルミナフアイバーは前記
説明から明らかなようにほゞ100％ベータ・アルミナと
なった繊維であり、イオン伝導性及び機械的性質にすぐ
れたものである。またこれらの性質を更に向上させる目
的で、通常実施されているような技術的応用は本発明に
あってもしばしば有効な手段として応用出来る。例えば
アルミニウム成分及びナトリウム成分の原料を混合する
際にリチウム，マグネシウム，ジルコニウム等の酸化物
を適当量添加することはイオン伝導性の向上或いは機械
的性質の向上に好適に利用されうる。
説明から明らかなようにほゞ100％ベータ・アルミナと
なった繊維であり、イオン伝導性及び機械的性質にすぐ
れたものである。またこれらの性質を更に向上させる目
的で、通常実施されているような技術的応用は本発明に
あってもしばしば有効な手段として応用出来る。例えば
アルミニウム成分及びナトリウム成分の原料を混合する
際にリチウム，マグネシウム，ジルコニウム等の酸化物
を適当量添加することはイオン伝導性の向上或いは機械
的性質の向上に好適に利用されうる。
本発明はベータ・アルミナフアイバーをゾル−ゲル法
によって製造することを提案するもので、工業的に安価
にしかも高性能のベータ・アルミナフアイバーを製造す
るものである。
によって製造することを提案するもので、工業的に安価
にしかも高性能のベータ・アルミナフアイバーを製造す
るものである。
また本発明の完成によって、従来法の製法で得られる
バルク体又は粉状体のベータ・アルミナでは利用が困難
であった、ガスセンサー，複合材等に利用出来るように
なった。またベータ・アルミナフアイバーを織布又は束
にすることによって表面積の拡大が出来、そのためにガ
スセンサー、固体電解質としての電池電解質，電池隔
壁，電極等としての用途にも使用出来るようになった。
バルク体又は粉状体のベータ・アルミナでは利用が困難
であった、ガスセンサー，複合材等に利用出来るように
なった。またベータ・アルミナフアイバーを織布又は束
にすることによって表面積の拡大が出来、そのためにガ
スセンサー、固体電解質としての電池電解質，電池隔
壁，電極等としての用途にも使用出来るようになった。
本発明を更に明確に説明するため以下実施例を挙げて
説明するが本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
説明するが本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
実施例１ ベータ・アルミナフアイバーの製造に供するゲルフア
イバーの酸化物組成がモル組成でNa2O・5.5Al2O3となる
ように調製した例を下記のように実施した。
イバーの酸化物組成がモル組成でNa2O・5.5Al2O3となる
ように調製した例を下記のように実施した。
Al（NO3）３・9H2O 75.0g,NaNO3 12.3gを100mlの水に
溶解し、ついでアルミニウム粉末16.2gを加えて、よく
混合した後、これを容量500mlのセパラブルフラスコに
入れ、別に用意された濃硝酸（60％）15mlを含む水100m
lをこれに加え、100〜110℃で、18時間還流、撹拌下で
加熱した。加熱によって得られるゾル液を定量濾紙を備
えた磁製ヌツチエを用いてアスビレータで吸引濾過し、
25℃における粘度が２〜３センチポイズの均質透明で流
動性の高いゾルを得た。
溶解し、ついでアルミニウム粉末16.2gを加えて、よく
混合した後、これを容量500mlのセパラブルフラスコに
入れ、別に用意された濃硝酸（60％）15mlを含む水100m
lをこれに加え、100〜110℃で、18時間還流、撹拌下で
加熱した。加熱によって得られるゾル液を定量濾紙を備
えた磁製ヌツチエを用いてアスビレータで吸引濾過し、
25℃における粘度が２〜３センチポイズの均質透明で流
動性の高いゾルを得た。
このゾルの一部を60℃に保った乾燥器中に入れ、最初
の容量の約1/3まで濃縮して高粘性のゾルとした。この
ゾルにガラス棒の先端を浸し引き上げることにより、長
さ約1mのゲルフアイバーを多数紡糸した。これらのゲル
フアイバーを60℃に加熱し、ついで110℃まで加熱して
乾燥した。このゲルフアイバーを耐火性坩堝に入れ電気
炉中で２℃／分の速度で550℃まで昇温し、その後５℃
／分の速度で1000℃まで上げ、その温度で10時間保持し
た後炉中で放冷した。得られたフアイバーは白色で５〜
250μｍの直径を有し、Ｘ線粉末回折の結果、イオン伝
導性ベータ・アルミナ結晶のみから構成されていた。な
お本方法により得られるベータ・アルミナフアイバー
は、その破断面の走査型電子顕微鏡観察によると、0.2
〜0.3μｍの大きさの微細な結晶粒子から均一な微細構
造を有していた。また、ベータ・アルミナフアイバーの
交流電気伝導度は室温で１〜２×10-6Scm-1、300℃で１
〜２×10-3Scm-1であった。
の容量の約1/3まで濃縮して高粘性のゾルとした。この
ゾルにガラス棒の先端を浸し引き上げることにより、長
さ約1mのゲルフアイバーを多数紡糸した。これらのゲル
フアイバーを60℃に加熱し、ついで110℃まで加熱して
乾燥した。このゲルフアイバーを耐火性坩堝に入れ電気
炉中で２℃／分の速度で550℃まで昇温し、その後５℃
／分の速度で1000℃まで上げ、その温度で10時間保持し
た後炉中で放冷した。得られたフアイバーは白色で５〜
250μｍの直径を有し、Ｘ線粉末回折の結果、イオン伝
導性ベータ・アルミナ結晶のみから構成されていた。な
お本方法により得られるベータ・アルミナフアイバー
は、その破断面の走査型電子顕微鏡観察によると、0.2
〜0.3μｍの大きさの微細な結晶粒子から均一な微細構
造を有していた。また、ベータ・アルミナフアイバーの
交流電気伝導度は室温で１〜２×10-6Scm-1、300℃で１
〜２×10-3Scm-1であった。
実施例２ ベータ・アルミナフアイバーの製造に供するゲルフア
イバーの酸化物組成が、モル組成で、Na2O・8.8Al2O3と
なるように調製した例を下記のように実施した。
イバーの酸化物組成が、モル組成で、Na2O・8.8Al2O3と
なるように調製した例を下記のように実施した。
Al2（NO3）３・9H2O 112.5g,NaNO3 7.6gを200mlの水
に溶解し、ついでアルミニウム粉末13.6gを徐々に加え
てよく混合した後、これを容量500mlのセパラフルフラ
スコに入れ、還流下で約100〜110℃18時間撹拌下で加熱
しゾルを得た。その後、ゾルを定量濾紙を備えた磁製ヌ
ツチエを用いてアスピレータで吸引濾過し均質透明なゾ
ルを得た。その一部を60℃に保った乾燥器中に入れて濃
縮し、実施例（１）に記したのと同様の操作で長さ約1m
のフアイバーを多数紡糸した。これらのゲルフアイバー
を60℃で60分、ついで110℃で60分乾燥した。このゲル
フアイバーを酸化物組成がNa2O・5.5Al2O3のゲル粉末と
共に耐火性坩堝に入れ、５℃／分の速度で1100℃まで加
熱し、その温度で10分間保持した後３℃／分の速度で冷
却した。得られたベータ・アルミナフアイバーは白色で
10〜250μｍの直径を有していた。またベータ・アルミ
ナフアイバーはＸ線回折と電子顕微鏡観察によると、直
径0.2〜0.3μｍのベータ・アルミナ結晶から構成されて
いた。ベータ・アルミナフアイバーの交流電気伝導度
は、室温で５×10-6Scm-1、300℃で１〜２×10-3Scm-1
であった。
に溶解し、ついでアルミニウム粉末13.6gを徐々に加え
てよく混合した後、これを容量500mlのセパラフルフラ
スコに入れ、還流下で約100〜110℃18時間撹拌下で加熱
しゾルを得た。その後、ゾルを定量濾紙を備えた磁製ヌ
ツチエを用いてアスピレータで吸引濾過し均質透明なゾ
ルを得た。その一部を60℃に保った乾燥器中に入れて濃
縮し、実施例（１）に記したのと同様の操作で長さ約1m
のフアイバーを多数紡糸した。これらのゲルフアイバー
を60℃で60分、ついで110℃で60分乾燥した。このゲル
フアイバーを酸化物組成がNa2O・5.5Al2O3のゲル粉末と
共に耐火性坩堝に入れ、５℃／分の速度で1100℃まで加
熱し、その温度で10分間保持した後３℃／分の速度で冷
却した。得られたベータ・アルミナフアイバーは白色で
10〜250μｍの直径を有していた。またベータ・アルミ
ナフアイバーはＸ線回折と電子顕微鏡観察によると、直
径0.2〜0.3μｍのベータ・アルミナ結晶から構成されて
いた。ベータ・アルミナフアイバーの交流電気伝導度
は、室温で５×10-6Scm-1、300℃で１〜２×10-3Scm-1
であった。
実施例３ 実施例１と同じ方法で得たゲルフアイバーを実施例１
と同様に乾燥した。耐火性坩堝中の隔壁内にゲルフアイ
バーを、同じ組成、Na2O・5.5Al2O3のゲル粉末と共に入
れ、550℃まで２℃／分の速度で加熱した。550℃から実
施例（１）と異なる条件、すなわち、1000℃より100℃
高い1100℃まで５℃／分の速度で加熱後、その温度で10
分間保持することによりベータ・アルミナ結晶のみから
なる直径５〜250μｍの白色のベータ・アルミナフアイ
バーを得た。得られたベータ・アルミナフアイバーの電
気伝導度は、室温で２×10-6Scm-1、300℃で２×10-3Sc
m-1であった。
と同様に乾燥した。耐火性坩堝中の隔壁内にゲルフアイ
バーを、同じ組成、Na2O・5.5Al2O3のゲル粉末と共に入
れ、550℃まで２℃／分の速度で加熱した。550℃から実
施例（１）と異なる条件、すなわち、1000℃より100℃
高い1100℃まで５℃／分の速度で加熱後、その温度で10
分間保持することによりベータ・アルミナ結晶のみから
なる直径５〜250μｍの白色のベータ・アルミナフアイ
バーを得た。得られたベータ・アルミナフアイバーの電
気伝導度は、室温で２×10-6Scm-1、300℃で２×10-3Sc
m-1であった。
実施例４ ベータ・アルミナフアイバーの製造に供するゲルフア
イバーの酸化物組成が、モル組成で、Na2O・5Al2O3とな
るように調製し、大気雰囲気下の加熱結晶化の例を下記
のように実施した。Al2（NO3）３・9H2O 75.0g,NaNO3 1
3.6gを100mlの水に溶解し、ついで、アルミニウム粉末1
6.2gを加えてよく混合した後、これを容量500mlのセパ
ラブルフラスコに入れ、別に用意した濃硝酸（60％）20
mlを含む水100mlをこれに加え、100〜110℃,18時間還
流、撹拌下で加熱した。加熱によって得られた液を定量
濾紙を備えた磁製ヌツチエまたはガラスフイルターを用
いて吸引濾過し、25℃における粘度が２〜３センチポイ
ズの均質透明なゾルを得た。
イバーの酸化物組成が、モル組成で、Na2O・5Al2O3とな
るように調製し、大気雰囲気下の加熱結晶化の例を下記
のように実施した。Al2（NO3）３・9H2O 75.0g,NaNO3 1
3.6gを100mlの水に溶解し、ついで、アルミニウム粉末1
6.2gを加えてよく混合した後、これを容量500mlのセパ
ラブルフラスコに入れ、別に用意した濃硝酸（60％）20
mlを含む水100mlをこれに加え、100〜110℃,18時間還
流、撹拌下で加熱した。加熱によって得られた液を定量
濾紙を備えた磁製ヌツチエまたはガラスフイルターを用
いて吸引濾過し、25℃における粘度が２〜３センチポイ
ズの均質透明なゾルを得た。
このゾルの一部を60℃に保った乾燥器中に入れ、最初
の容量の約1/3まで濃縮して高粘性のゾルとし、このゾ
ルにガラス棒の先端を浸し引き上げることにより、長さ
約1mのフアイバーを多数紡糸した。これらのゲルフアイ
バーを、はじめ60℃で１時間、ついで110℃まで加熱し
た後、長さ約25cmの耐火性炉床板上に縦長に並べ、同じ
寸法の炉床板を上からかぶせて電気炉中で加熱した。
の容量の約1/3まで濃縮して高粘性のゾルとし、このゾ
ルにガラス棒の先端を浸し引き上げることにより、長さ
約1mのフアイバーを多数紡糸した。これらのゲルフアイ
バーを、はじめ60℃で１時間、ついで110℃まで加熱し
た後、長さ約25cmの耐火性炉床板上に縦長に並べ、同じ
寸法の炉床板を上からかぶせて電気炉中で加熱した。
加熱は550℃まで２℃／分の速度で加熱し、ついで５
℃／分の速度で1000℃まで昇温し、その温度で10時間保
持した後、炉中で放冷した。得られたフアイバーは白色
で５〜200μｍの直径を有し、Ｘ線粉末回折の結果、イ
オン伝導性ベータ・アルミナ結晶のみから構成されてい
た。
℃／分の速度で1000℃まで昇温し、その温度で10時間保
持した後、炉中で放冷した。得られたフアイバーは白色
で５〜200μｍの直径を有し、Ｘ線粉末回折の結果、イ
オン伝導性ベータ・アルミナ結晶のみから構成されてい
た。
Claims (2)
- 【請求項１】硝酸ナトリウム及び硝酸アルミニウムを主
成分とする溶液から粘稠ゾルを得て、該粘稠ゾルからフ
アイバーを紡糸し、該フアイバーを加熱結晶化させるこ
とを特徴とするベータ・アルミナフアイバーの製造方
法。 - 【請求項２】粘稠ゾルが硝酸アルミニウム100重量部，
アルミニウム粉末２〜60重量部及び硝酸ナトリウム２〜
70重量部を含む溶液を加熱して製造したものである特許
請求の範囲（１）記載のベータ・アルミナフアイバーの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1275770A JP2723312B2 (ja) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | ベータ・アルミナフアイバーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1275770A JP2723312B2 (ja) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | ベータ・アルミナフアイバーの製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9188581A Division JP2845862B2 (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | ベータ・アルミナファイバー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03140509A JPH03140509A (ja) | 1991-06-14 |
| JP2723312B2 true JP2723312B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=17560153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1275770A Expired - Lifetime JP2723312B2 (ja) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | ベータ・アルミナフアイバーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2723312B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103160954A (zh) * | 2011-12-13 | 2013-06-19 | 洛阳新巨能高热技术有限公司 | 一种氧化铝质多晶纤维的制备方法 |
| JP7076734B2 (ja) * | 2018-06-13 | 2022-05-30 | 国立大学法人信州大学 | ナノファイバー製造装置及びナノファイバーの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4348458A (en) * | 1980-09-08 | 1982-09-07 | Monsanto Company | Coiled inorganic monolithic hollow fibers |
-
1989
- 1989-10-25 JP JP1275770A patent/JP2723312B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03140509A (ja) | 1991-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yoldas | Alumina gels that form porous transparent Al 2 O 3 | |
| US4052538A (en) | Method of making sodium beta-alumina powder and sintered articles | |
| CN104141181B (zh) | 一种含有SiO2掺杂的ZrO2纤维的制备方法 | |
| US3895963A (en) | Process for the formation of beta alumina-type ceramics | |
| CN102557628A (zh) | 一种柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维及其制备方法 | |
| CN102051710B (zh) | 一种微细平直pzt压电纤维阵列的制备方法 | |
| JP3997365B2 (ja) | 酸化物イオン導電性単結晶及びその製造方法 | |
| US4339511A (en) | Preparation of powders suitable for conversion to useful β-aluminas | |
| JP2723312B2 (ja) | ベータ・アルミナフアイバーの製造方法 | |
| US6080485A (en) | Yttrium oxide-aluminum oxide composite particles and method for the preparation thereof | |
| JP2845862B2 (ja) | ベータ・アルミナファイバー | |
| CN102716701B (zh) | 一种超声喷雾制备镍掺杂硅酸铋微米球的方法 | |
| Liu et al. | Synthesis and characterization of zirconia nanorods | |
| Jana et al. | Processing of low-density alumina foam | |
| US4820664A (en) | Piggy back method for producing ceramic fibers and non-circular ceramic fibers in particular | |
| Das et al. | Sintered properties and sintering behavior of MgO-ZrO2 composite hydrogel prepared by coprecipitation technique | |
| López et al. | Preparation of neodymium-doped yttrium aluminum garnet powders and fibers | |
| CN103757751B (zh) | 一种超高温氧化锆陶瓷纤维的制备方法 | |
| US5352642A (en) | Fabrication of Y3 Al5 O12 fibers from water soluble polymers | |
| US5437852A (en) | Water-soluble pre-ceramic polymers and methods of their production | |
| JPS62191426A (ja) | ジルコニア多結晶マイクロバル−ン及びその製造方法 | |
| Kvachkov et al. | Effect of the starting Al 2 O 3 and of the method of preparation on the characteristics of Li-stabilized β ″-Al 2 O 3 ceramics | |
| US4798815A (en) | Nested ceramic fibers and piggyback micro-mold method for producing same | |
| Antony et al. | Preparation of 15 mol% YO1. 5-doped ThO2 disk electrolytes by a polymeric gel-combustion method | |
| JP2723317B2 (ja) | β―アルミナ複合焼結体 |