JP3744006B2 - α-Alumina powder and method for producing the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、α−アルミナ粉末の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
α−アルミナ粉末は、研磨材用原料、焼結材用原料、プラズマ溶射材用原料、充填材用原料等に広く用いられている。従来の一般的な製造方法により得られるα−アルミナ粉末は、形状が不均一な多結晶体で、凝集粒子を多く含み、粒度分布が広い、また用途によってはアルミナ純度が低い等の問題があった。これらの問題点を克服するために、また、特定の用途においては一次粒子の粒子径や形状を制御するために、後述する特殊な製造方法によるα−アルミナ粉末が用いられてきた。しかしながら、このような方法によっても一次粒子の粒子径や形状が制御された、均質なα−アルミナ粒子からなる一次粒子の粒度分布の狭いα−アルミナ粉末を製造することは困難であった。また、これまでの方法によって得られるα−アルミナ粉末は、厚みの薄い板状かあるいは一次粒子の粒度分布が広いもので、これまで配向（粒子が充填、あるいは一層以上の厚みで積層される場合、特定方向に各粒子が配置されること）が容易な形状である柱状や繭状、あるいは厚みのある板状の、α−アルミナ粒子からなる一次粒子の粒度分布が狭いα−アルミナ粉末を製造することは困難であった。
【０００３】
α−アルミナ粉末の一般的でかつ最も安価な製造方法はバイヤー法である。バイヤー法においては、原料であるボーキサイトからα−アルミナ粉末を製造する中間段階で水酸化アルミニウムまたは遷移アルミナが得られる。水酸化アルミニウムまたは遷移アルミナを大気中で焼成することにより、α−アルミナ粉末が製造されている。
【０００４】
中間段階において工業的に安価に得られる水酸化アルミニウムまたは遷移アルミナは、通常、粒子径が１０μｍより大きな凝集粒子であり、これらの水酸化アルミニウムまたは遷移アルミナを大気中で焼成して得られる従来のα−アルミナ粉末は、強固に凝集した粗粒子を多く含み、一次粒子の形状が不均一な粉末であった。この凝集した粗粒子を含むα−アルミナ粉末は、それぞれの用途に応じてボールミルや振動ミルを使用して粉砕工程を経て製品とされるが、粉砕は必ずしも容易ではなく、そのために粉砕コストもかかり、また、粉砕が困難なα−アルミナ粉末は長時間にわたる粉砕のために微粉末が発生するという問題を有していた。
【０００５】
このような問題を解決するために幾つかの提案がなされてきた。例えば、α−アルミナ粒子の形状を改良する方法として、特開昭５９−９７５２８号公報には、原料にバイヤー法による水酸化アルミニウムを用い、アンモニウムを含むホウ素およびホウ素系鉱化剤の存在下に仮焼することにより、平均一次粒子径が１〜１０μｍであり、前記したＤ／Ｈ比が１に近いα−アルミナ粉末を製造する方法が開示されている。しかし、この方法は粒子径が数十μｍ以上の水酸化アルミニウムを原料に用いロータリーキルンで焼成しているので、一次粒子の粒子形状が不均一であり、粒度分布が広い。また、一次粒子の粒子径や形状を任意に制御することは困難である。
【０００６】
α−アルミナ粉末の特殊な製造方法としては、水酸化アルミニウムの水熱処理による方法（以下、水熱処理法という）、水酸化アルミニウムにフラックスを添加して溶融して析出させる方法（以下、フラックス法という）および水酸化アルミニウムを鉱化剤の存在下で焼成する方法等が知られている。
【０００７】
まず、水熱処理法としては、特公昭５７−２２８８６号公報にはコランダムを種晶として添加し粒子径を制御する方法が開示されているが、高温、高圧下での合成であり、得られるα−アルミナ粉末が高価になるという問題があった。
【０００８】
次に、フラックス法は、α−アルミナ粉末を研磨材、充填材等に用いる目的でその一次粒子の形状や粒子径を制御する方法として提案されてきた。例えば、特開平３−１３１５１７号公報には、融点が８００℃以下のフッ素系フラックスの存在下に水酸化アルミニウムを仮焼することにより、平均一次粒子径が２〜２０μｍであり、六方最密格子であるα−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨとしたとき、Ｄ／Ｈ比が５〜４０の六角板状のα−アルミナ粉末を製造する方法が開示されている。しかし、この方法では、一次粒子の粒子径が２μｍ以下の微細なα−アルミナ粉末ができず、また形状はすべて板状であり、形状や粒子径を任意に制御することは不可能であった。
【０００９】
ジャーナル・オブ・アメリカン・セラミック・ソサイアティ（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ）６８（９）、５００〜５０５（１９８５）には、ベーマイトへのα−アルミナ粉末の添加によるα化温度の低下が報告されているが、目的は微粒子の焼結体を得ることであり、この方法からでは一次粒子の粒子径や形状が制御されたα−アルミナ粉末を得ることはできない。
【００１０】
米国特許第４６５７７５４号には、α−アルミナプレカーサーにα−アルミナを種晶として添加、焼成し、粉砕することにより、１μｍより小さいα−アルミナ粉末を得る方法が開示されている。しかしこの方法では１μｍ以下の一次粒子が凝集した粉末しか得られず、したがって粉砕が必要なことから、得られる粉末は粒度分布が広い。また、数十μｍの粒子は合成することができない。
【００１１】
したがって、これまでα−アルミナ粉末の製造方法において、粒子径をサブミクロンから数十ミクロンまで任意に制御できる製造方法、あるいは六角板状から柱状にいたる諸形状の製造方法、さらに、Ａ面｛１１−２０｝、Ｃ面｛０００１｝、Ｎ面｛２２−４３｝およびＲ面｛１０−１２｝の晶癖については任意に制御することができる粒度分布の狭い粉末を得る製造方法は未だ確立されておらず、その開発が強く望まれていた。
【００１２】
また、これまでα−アルミナ粉末で厚みがあり、配向が容易で粒度分布が狭い、特に研磨材、充填材、スペーサーあるいは焼結体用原料等に最適な粉末は未だに得られていなかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上記した問題を解決して、種々なアルミナ原料から出発して、α−アルミナ粒子の一次粒子径や形状を任意に制御でき、一次粒子の粒度分布が狭いα−アルミナ粉末の製造方法を提供することにある。
【００１４】
さらに、研磨材、充填材、スペーサーあるいは焼結体用原料等に最適で、形状が実質的に８面または２０面から構成されたα−アルミナ粒子からなる粒度分布が狭いα−アルミナ粉末を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明はつぎの発明からなる。
（１）遷移アルミナおよび／または熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料を、塩化水素ガスを２０体積％以上含有した雰囲気ガス中にて、種晶（種晶としては、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、ニッケルの各化合物から選ばれる一種または二種以上を用いる。）および／または形状制御剤（形状制御剤としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ素、珪素、ランタン、セリウム、ネオジムの単体およびそれらの各化合物から選ばれる一種または二種以上を用いる。）の存在下で、５００℃以上１４００℃以下の温度範囲で焼成することを特徴とするα−アルミナ粉末の製造方法。
（２）遷移アルミナおよび／または熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料を、塩素ガス３０体積％以上および水蒸気５体積％以上を導入した雰囲気ガス中にて、種晶（種晶としては、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、ニッケルの各化合物から選ばれる一種または二種以上を用いる。）および／または形状制御剤（形状制御剤としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ素、珪素、ランタン、セリウム、ネオジムの単体およびそれらの各化合物から選ばれる一種または二種以上を用いる。）の存在下で、５００℃以上１４００℃以下の温度範囲で焼成することを特徴とするα−アルミナ粉末の製造方法。
【００１６】
（３）遷移アルミナおよび／または熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料を、塩素ガスを５体積％以上含有した雰囲気ガス中にて種晶（種晶としては、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、ニッケルの各化合物から選ばれる一種または二種以上を用いる。）および／または形状制御剤（形状制御剤としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ素、珪素、ランタン、セリウム、ネオジムの単体およびそれらの各化合物から選ばれる一種または二種以上を用いる。）の存在下で、９５０℃以上１５００℃以下の温度範囲で焼成することを特徴とするα−アルミナ粉末の製造方法。
【００１７】
（４）種晶として用いられる、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、ニッケルの各化合物が、酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、炭窒化物、ホウ化物から選ばれる一種または二種以上であることを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれかに記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
（５）形状制御剤として用いられるマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ素、珪素、ランタン、セリウム、ネオジムの各化合物が、酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、炭窒化物、ハロゲン化物、ホウ化物から選ばれる一種または二種以上であることを特徴とする前項（１）〜（４）のいずれかに記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
【００１８】
（６）α−アルミナ粒子が、均質で、８面以上の多面体形状を有し、六方最密格子であるα−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨとしたとき、Ｄ／Ｈ比が０．３以上３０以下であるα−アルミナ粒子からなるα−アルミナ粉末である前項（１）〜（５）のいずれかに記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
（７）熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料が、水酸化アルミニウム、明バンまたは硫バンであることを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれかに記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
（８）実質的に８面または２０面から構成された、六方最密格子であるα−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨとしたとき、Ｄ／Ｈ比が０．３以上３．０以下であり、かつ六方格子面に垂直な軸に対して回転次数が６で、回転対称形状の粒子からなり、α−アルミナ粒子の累積粒度分布の微粒側から累積１０％、累積９０％の粒径をそれぞれＤ10、Ｄ90としたとき、Ｄ90／Ｄ10が１０以下である粒度分布を有することを特徴とするα−アルミナ粉末。
【００１９】
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明のα−アルミナ粉末の製造においては、原料として遷移アルミナおよび／または熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料が用いられる。遷移アルミナとは、Ａｌ2 Ｏ3 として表される多形を有するアルミナのうち、α形以外の全てのアルミナを意味する。具体的には、γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ等を例示することができる。
【００２０】
熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料とは、本発明の製造方法の焼成工程において、遷移アルミナを経由して目的とするα−アルミナ粉末を与える遷移アルミナの前駆体を意味する。具体的には、水酸化アルミニウム、硫バン（硫酸アルミニウム）、硫酸アルミニウムカリウムおよび硫酸アルミニウムアンモニウム等のいわゆる明バン類、アンモニウムアルミニウム炭酸塩の他、アルミナゲル、例えば、アルミニウムの水中放電法によるアルミナゲル等を挙げることができる。
【００２１】
遷移アルミナおよび熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料の合成方法は特に限定されない。例えば、水酸化アルミニウムは、バイヤー法、有機アルミニウム化合物の加水分解法あるいはコンデンサー等のエッチング廃液から得られるアルミニウム化合物を出発原料として合成する方法等により得ることができる。
【００２２】
本発明の方法によれば、バイヤー法のような工業的に安価な方法で得られる粒子径が１０μｍ以上の水酸化アルミニウムや遷移アルミナを原料として用いて、目的とするα−アルミナ粉末を得ることができる。遷移アルミナは、水酸化アルミニウムを熱処理する方法、硫酸アルミニウムの分解法、明バン分解法、塩化アルミニウムの気相分解法あるいはアンモニウムアルミニウム炭酸塩の分解法等により得られる。
【００２３】
本発明に用いられる種晶とは、α−アルミナ粒子の結晶成長の核となるものを意味し、該種晶を核としてそのまわりにα−アルミナ粒子が成長する。この機能を有するものであれば種晶は限定されずどのようなものでも用いることができるが、本発明において好ましい種晶は、例えば、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、鉄、ニッケル等の各化合物から選ばれる一種または二種以上のものである。ここで化合物としてはそれらの金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、炭窒化物、ホウ化物等が挙げられる。好ましくは酸化物、窒化物である。ここでバナジウムは形状制御剤としても用いることができる。
【００２４】
本発明においては、種晶の添加量は原料をアルミナに換算して１００重量部として、これに対し１０-3〜５０重量部、好ましくは１０-3〜３０重量部、さらに好ましくは１０-3〜１０重量部である。得られるα−アルミナ粉末の一次粒子の粒子径は、種晶の数で制御でき、種晶の数が多いと粒子径は小さくなる。
【００２５】
本発明に用いられる形状制御剤とは、その作用機構は明らかではないが、結晶の成長の過程で作用し、後述するＤ／Ｈ比および晶癖を変化させる働きをするものを言う。このような機能を有するものであれば必ずしも限定されないが、本発明において好ましい形状制御剤は、例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ素、珪素、ランタン、セリウム、ネオジムの金属単体およびそれらの各化合物から選ばれる一種または二種以上のものである。ここで化合物としてはそれらの金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、炭窒化物、ハロゲン化物、ホウ化物等が挙げられる。好ましくは酸化物である。
【００２６】
本発明においては、形状制御剤の添加量は原料をアルミナに換算して１００重量部として、これに対し１０-3〜５０重量部、好ましくは１０-3〜３０重量部、さらに好ましくは１０-3〜１０重量部である。その効果は、たとえばＤ／Ｈ比を大きくする形状制御剤の場合、添加量を多くすることにより、より大きいＤ／Ｈ比を有するα−アルミナ粉末を得ることができる。また、晶癖を制御する形状制御剤では、たとえばＮ面｛２２−４３｝を出さしめる形状制御剤では、添加量を多くすることにより、Ｎ面の面積を大きくすることができる。
【００２７】
種晶と形状制御剤を併用することもできる。また、形状制御剤を選ぶことにより用途に適した一次粒子の粒子径および形状を有するα−アルミナ粉末を製造することが可能である。
【００２８】
種晶と形状制御剤を同時に用いる場合は、それらの添加量は原料をアルミナに換算して１００重量部として、これに対し１０-3〜５０重量部、好ましくは１０-3〜３０重量部、さらに好ましくは１０-3〜１０重量部である。
【００２９】
遷移アルミナおよび／または熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料と種晶または形状制御剤の混合方法は特に限定されず、例えば、湿式の場合には溶媒として水系、有機溶媒系のいずれも使用することができる。また、ボールミル、超音波分散、攪拌混合、バーチカルグラニュレーター等の方法を用いることができる。また、混合用メディア等の混合装置材料の混合時の磨耗物を種晶または形状制御剤として用いることもできる。例えば、α−アルミナ製のボールでボールミル混合することによりα−アルミナの磨耗粉を種晶として原料に混合して用いることができる。
【００３０】
本発明においては、上記の遷移アルミナおよび／または熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料を、ハロゲン化水素ガスを含有した雰囲気ガス中であって、雰囲気ガスの全体積に対して塩化水素ガス２０体積％以上の雰囲気ガス中にて焼成する。雰囲気ガスであるハロゲン化水素ガスの希釈ガスとしては、窒素、水素あるいはアルゴン等の不活性ガスおよび空気を用いることができる。ハロゲン化水素ガスを含む雰囲気ガスの圧力は特に限定されず、工業的に用いられる範囲において任意に選ぶことができる。このような雰囲気ガス中で焼成することにより、後述するように比較的に低い焼成温度で、目的とするα−アルミナ粉末を得ることができる。
【００３１】
ハロゲン化水素ガスの代わりにハロゲンガスおよび水蒸気の混合ガスを用いることもできる。遷移アルミナおよび／または熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料をハロゲンガスおよび水蒸気を導入した雰囲気ガス中であって、雰囲気ガスの全体積に対して、塩素ガス３０体積％以上および水蒸気５体積％以上を導入して焼成する。導入するハロゲンガスおよび水蒸気の希釈ガスとしては、窒素、水素あるいはアルゴン等の不活性ガスおよび空気を用いることができる。ハロゲンガスおよび水蒸気を含む雰囲気ガスの圧力は特に限定されず、工業的に用いられる範囲において任意に選ぶことができる。このような雰囲気ガス中で焼成することにより、後述するように比較的に低い焼成温度で、目的とするα−アルミナ粉末を得ることができる。
【００３２】
ハロゲン化水素ガスまたはハロゲンガスおよび水蒸気の混合ガスを用いる場合の焼成温度範囲は、５００℃以上１４００℃以下、より好ましくは６００℃以上１３００℃以下、さらに好ましくは７００℃以上１２００℃以下である。この温度範囲に制御して焼成することにより、工業的に有利な生成速度で、生成するα−アルミナ粉末の一次粒子同士の凝集が起こりにくく、焼成直後でも粒度分布の狭いα−アルミナ粉末を得ることができる。原料として用いる遷移アルミナまたは熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料の粒子径が大きい場合、例えば、凝集粒子であってその平均粒子径が１０μｍを越えるような場合には、焼成温度は相対的に高い方が好ましく、７００℃以上が特に好ましい。
【００３３】
本発明においては、上記の遷移アルミナおよび／または熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料を、ハロゲンガスを含有する雰囲気ガス中であって、雰囲気ガスの全体積に対して塩素ガス５体積％以上の雰囲気ガス中にて焼成する。導入するハロゲンガスの希釈ガスとしては、窒素、水素あるいはアルゴン等の不活性ガスおよび空気を用いることができる。ハロゲンガスを含む雰囲気ガスの圧力は特に限定されず、工業的に用いられる範囲において任意に選ぶことができる。このような雰囲気ガス中で焼成することにより、目的とするα−アルミナ粉末を得ることができる。
【００３４】
ハロゲンガスを用いる場合の焼成温度範囲は、９５０℃以上１５００℃以下、より好ましくは１０５０℃以上１４００℃以下、さらに好ましくは１１００℃以上１３００℃以下である。この温度範囲に制御して焼成することにより、工業的に有利な生成速度で、生成するα−アルミナ粉末の一次粒子同士の凝集が起こりにくく、焼成直後でも粒度分布の狭いα−アルミナ粉末を得ることができる。原料として用いる遷移アルミナまたは熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料の粒子径が大きい場合、例えば、凝集粒子であってその平均粒子径が１０μｍを越えるような場合には、焼成温度は相対的に高い方が好ましく、１１００℃以上が特に好ましい。
【００３５】
適切な焼成の時間は雰囲気ガスの濃度や焼成の温度にも依存するので必ずしも限定されないが、好ましくは１分以上、より好ましくは１０分以上である。アルミナ原料がα−アルミナ粒子に結晶成長するまで焼成すれば十分である。
【００３６】
本発明において、ハロゲンとしては塩素を用いることができる。
【００３７】
雰囲気ガスの供給源や供給方法は特に限定されない。遷移アルミナ等の原料が存在する反応系に上記の雰囲気ガスを導入することができればよい。供給源としては通常はボンベガスを用いることができるが、ハロゲン化水素の水溶液やハロゲン化アンモニウム等のハロゲン化合物あるいはハロゲン含有高分子化合物等をハロゲンガス等の原料として用いる場合には、それらの蒸気圧または分解により上記した所定のガス組成になるようにして用いることもできる。ガスの供給方法としては連続方式または回分方式のいずれでも用いることができる。
【００３８】
焼成装置は必ずしも限定されず、いわゆる焼成炉を用いることができる。焼成炉はハロゲン化水素ガス、ハロゲンガス等に腐食されない材質で構成されていることが望ましく、さらには雰囲気を調整できる機構を備えていることが望ましい。また、ハロゲン化水素ガスやハロゲンガス等の酸性ガスを用いるので、焼成炉には気密性があることが好ましい。工業的には連続方式で焼成することが好ましく、例えば、トンネル炉、ロータリーキルンあるいはプッシャー炉等を用いることができる。
【００３９】
製造工程の中で用いられる装置の材質としては、酸性の雰囲気中で反応が進行するので、アルミナ製、石英製、耐酸レンガあるいはグラファイト製のルツボやボート等を用いることが望ましい。
【００４０】
本発明の製造方法によれば、一次粒子の粒子径や形状を任意に制御できるが、形状制御剤を選ぶことにより、実質的に８面以上から構成されたα−アルミナ粒子で、六方最密格子であるα−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨとしたとき、Ｄ／Ｈ比が０．３以上３０以下の範囲のものを得ることができる。また、本発明で得られるα−アルミナ粒子は、内部に欠陥が少なく、粒子の圧壊強度が高いものである。
【００４１】
本発明で得られる実質的に８面または２０面から構成されたα−アルミナ粒子は、六方格子面に垂直な軸に対して回転次数が６で、回転対称形状のものである。ここで、２π／ｎ（ｎは正の整数）の回転で全く同じ図形がくりかえされる性質を回転対称といい、ｎを回転対称の次数、その回転軸をｎ回の回転軸という。本発明によれば、ｎが６の回転軸を有するα−アルミナ粒子が得られる。
【００４２】
粒度分布は、α−アルミナ粉末の累積粒度分布の微粒側から累積１０％、累積９０％の粒子径をそれぞれＤ10、Ｄ90としたとき、Ｄ90／Ｄ10で表すことができる。本発明のα−アルミナ粉末においては、Ｄ90／Ｄ10は１０以下、好ましくは５以下である。
【００４３】
上記の製造方法により、実質的に８面または２０面から構成された図１２、１３に例示した本発明のα−アルミナ粉末は、粒度分布が狭く、特に研磨材、充填材、スペーサーあるいは焼結体用原料等に最適なものである。
【００４４】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４５】
なお、本発明における各種の測定はつぎのようにして行った。
１．α−アルミナ粉末の一次粒子の粒子径と粒度分布（Ｄ90／Ｄ10）の測定。
（１）一次粒子の粒子径は、α−アルミナ粉末のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製：Ｔ−３００）写真を写し、その写真から８０ないし１００個の粒子を選び出して画像解析を行い、円相当径の平均値とその分布を求めた。円相当径とは、面積が等しい真円の直径に換算した値をいう。
（２）粒度分布（Ｄ90／Ｄ10）は、レーザー散乱法を測定原理とするマスターサイザー（マルバーン社製）を用いて測定した。
【００４６】
２．結晶形状（Ｄ／Ｈ比）の測定。
本発明におけるα−アルミナ粒子の形状とは、六方最密格子であるα−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子径をＤ、六方格子面に垂直な粒子径をＨとしたとき、Ｄ／Ｈ比をいう。Ｄ／Ｈ比は、α−アルミナ粉末のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製：Ｔ−３００）写真を写し、その写真から５ないし１０個の粒子を選び出して画像解析を行い、その平均値として求めた。
【００４７】
３．晶癖の評価。
本発明におけるα−アルミナ粒子の形状の評価として、結晶の晶癖を観察した。本発明により得られた多面体形状を有するα−アルミナ粒子の晶癖（ＡからＩで表す）を図１６に示す。α−アルミナの結晶は六方晶であり、晶癖とはＡ面｛１１−２０｝、Ｃ面｛０００１｝、Ｎ面｛２２−４３｝およびＲ面｛１０−１２｝からなる結晶面の現れ方で特徴づけられる結晶の形態をいう。図１６に結晶面Ａ（ａ）、Ｃ（ｃ）、Ｎ（ｎ）およびＲ（ｒ）を記した。
【００４８】
４．結晶面の数。
α−アルミナ粉末のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製：Ｔ−３００）写真の画像解析により求めた。
５．回転対象形状。
粒子が回転対象であることの判断はα−アルミナ粉末のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製：Ｔ−３００）写真観察により行った。
６．粒子の圧壊強度。
ダイナミック超微小硬度計（株式会社島津製作所製）により測定した。
７．重装密度。
ＪＩＳ−Ｈ−１９０２により、α−アルミナ粉末の重装密度を測定した。
８．透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によるα−アルミナ粒子の内部微細構造の観察。
超高圧透過型電子顕微鏡（株式会社日立製作所製、加速電圧：１２００ＫＶＡ）により、α−アルミナ粒子の内部微細構造を観察した。
【００４９】
実施例において使用した遷移アルミナ等の原料はつぎに示すとおりである。
１．遷移アルミナＡ（各表中で遷アルＡと略す）。
アルミニウムイソプロポキシドの加水分解法により得た水酸化アルミニウムを焼成した遷移アルミナ（商品名：ＡＫＰ−Ｇ１５、住友化学工業（株）製、粒子径：約４μｍ）
２．遷移アルミナＢ（各表中で遷アルＢと略す）。
明バン法による遷移アルミナ（商品名：ＣＲ１２５、バイコウスキー社製、粒子径：約４μｍ）
【００５０】
３．水酸化アルミニウムＡ（各表中で水アルＡと略す）。
アルミニウムイソプロポキシドの加水分解により合成して得た粉末であり、２次粒子径は約８μｍである。
４．水酸化アルミニウムＢ（各表中で水アルＢと略す）。
バイヤー法による粉末（商品名：Ｃ３０１、住友化学工業（株）製、２次粒子径は約４μｍである。
５．水酸化アルミニウムＣ（各表中で水アルＣと略す）。
バイヤー法による粉末（商品名：Ｃ１２、住友化学工業（株）製、２次粒子径は約３０μｍである。
【００５１】
６．明バン〔ＡｌＮＨ4 （ＳＯ4 ）・１２Ｈ2 Ｏ〕
熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料。和光純薬（株）製の試薬を用いた。
７．硫バン〔Ａｌ2 （ＳＯ4 ）3 ・１６Ｈ2 Ｏ〕
熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料。住友化学工業（株）製の硫バンを用いた。
【００５２】
実施例において用いた種晶はつぎに示すとおりである。
１．α−アルミナＡ（各表中でαアルＡと略す）。
住友化学工業（株）製のα−アルミナ粉末。商品名：ＡＫＰ−５０、平均粒子径は約０．３μｍである。
２．α−アルミナＢ（各表中でαアルＢと略す）。
住友化学工業（株）製のα−アルミナ粉末。商品名：ＡＫＰ−１５、平均粒子径は約０．８μｍである。
３．α−アルミナＣ（各表中でαアルＣと略す）。
アルミナボールを用いてボールミル混合を行い、アルミナボールからの磨耗物を結晶種として混入させた。
４．α−アルミナＤ（各表中でαアルＤと略す）。
本発明で合成された３μｍのα−アルミナ粉末。
【００５３】
５．酸化チタン（富士チタン工業（株）製の試薬：ＴｉＯ2 ）。
６．酸化クロム（和光純薬（株）製の試薬：Ｃｒ2 Ｏ3 ）。
７．酸化鉄（バイエルジャパン（株）製の試薬：Ｆｅ2 Ｏ3 ）。
８．酸化ニッケル（半井化学薬品（株）製の試薬：Ｎｉ2 Ｏ3 ）。
９．酸化バナジウム（半井化学薬品（株）製の試薬：Ｖ2 Ｏ5 ）。
１０．窒化アルミニウム（徳山曹達（株）製の試薬：ＡｌＮ）。
【００５４】
実施例において用いた形状制御剤はつぎに示すとおりである。
１．酸化マグネシウム（和光純薬（株）製の試薬：ＭｇＯ）。
２．酸化ホウ素（和光純薬（株）製の試薬：Ｂ2 Ｏ3 ）。
２．水酸化マグネシウム（和光純薬（株）製の試薬：Ｍｇ（ＯＨ）2 ）。
３．酸化珪素（日本アエロジル（株）製：ＳｉＯ2 ）。
４．酸化ジルコニウム（半井化学薬品（株）製のオキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ2 ）を加水分解して得られたジルコニアゲル：ＺｒＯ2 ）。
５．酸化銅（半井化学薬品（株）製の試薬：ＣｕＯ）。
６．酸化ストロンチウム（半井化学薬品（株）製の試薬：ＳｒＯ）。
【００５５】
７．酸化亜鉛（半井化学薬品（株）製の試薬：ＺｎＯ）。
８．酸化モリブデン（半井化学薬品（株）製の試薬：ＭｏＯ3 ）。
９．酸化ニオブ（半井化学薬品（株）製の試薬：Ｎｂ2 Ｏ5 ）。
１０．酸化カルシウム（和光純薬（株）製の試薬：ＣａＯ）。
１１．酸化ホウ素（和光純薬（株）製の試薬：Ｂ2 Ｏ3 ）。
１２．酸化イットリウム（日本イットリウム（株）製：Ｙ2 Ｏ3 ）。
【００５６】
１３．酸化ランタン（半井化学薬品（株）製の試薬：Ｌａ2 Ｏ3 ）。
１４．酸化セリウム（三徳金属工業（株）製：ＣｅＯ2 ）。
１５．酸化ネオジム（日本イットリウム（株）製：Ｎｄ2 Ｏ3 ）。
【００５７】
アルミナボールを用いる場合以外の原料の混合は、溶媒としてイソプロピルアルコールを用い超音波分散により行った。混合後の乾燥はロータリーエバポレーターと乾燥器により行った。
【００５８】
塩化水素ガスは鶴見ソーダ（株）製のボンベ塩化水素ガス（純度９９．９％）を用いた。また、塩素ガスは藤本産業（株）製のボンベ塩素ガス（純度９９．４％）を用いた。
【００５９】
フッ化水素ガスはフッ化アンモニウムの分解ガスを用いた。フッ化アンモニウムをその昇華温度２２０℃に加熱して得られた分解ガスを炉芯管内に導入することにより雰囲気を調整した。フッ化アンモニウムは保持温度１１００℃では完全に分解し、体積％でそれぞれフッ化水素ガス３３体積％、水素ガス１７体積％、窒素ガス５０体積％の雰囲気となった。
【００６０】
臭化水素ガスは臭化アンモニウムの分解ガスを用いた。臭化アンモニウムをその昇華温度４２０℃に加熱して得られた分解ガスを炉芯管内に導入することにより雰囲気を調整した。臭化アンモニウムは保持温度１１００℃では完全に分解し、体積％でそれぞれ臭化水素ガス３３体積％、水素ガス１７体積％、窒素ガス５０体積％の雰囲気となった。
【００６１】
ヨウ化水素ガスはヨウ化アンモニウムの分解ガスを用いた。ヨウ化アンモニウムをその昇華温度３８０℃に加熱して得られた分解ガスを炉芯管内に導入することにより雰囲気を調整した。ヨウ化アンモニウムは保持温度１１００℃では完全に分解し、体積％でそれぞれヨウ化水素ガス３３体積％、水素ガス１７体積％、窒素ガス５０体積％の雰囲気となった。
【００６２】
遷移アルミナまたは水酸化アルミニウム等のアルミナ原料に種晶および／または形状制御剤を添加してこれをアルミナボートに充填した。充填量は０．４ｇ、充填深さは５ｍｍとした。焼成は石英製炉芯管（直径２７ｍｍ、長さ１０００ｍｍ）を用いた管状炉（株式会社モトヤマ製、ＤＳＰＳＨ−２８）で行った。窒素ガスを流通させつつ、昇温速度５００℃／時間にて昇温し、雰囲気導入温度（雰囲気ガスを管状炉に導入する温度）になったときあらかじめ濃度を調整した雰囲気ガスを管状炉内に導入した。
なお、水蒸気分圧は水の温度による飽和水蒸気圧変化により制御し、水蒸気は窒素ガスにより焼成炉内へ導入した。
雰囲気ガス濃度の調整は、流量計によりガス流量の調整により行った。雰囲気ガスの流量は、線流速を２０ｍｍ／分に調整した。この方式をガスフロー方式と称することにする。但し、参考例９については塩化水素ガス濃度が低いため上記のガスフロー方式の焼成ではなく雰囲気ガスの導入の後、雰囲気ガスを停止して行った。雰囲気ガスの全圧はすべて大気圧であった。
【００６３】
所定の温度に到った後はその温度にて所定の時間保持した。これをそれぞれ保持温度（焼成温度）および保持時間（焼成時間）と称する。所定の保持時間の経過後、自然放冷して目的とするα−アルミナ粉末を得た。
【００６４】
参考例１
アルミナ原料として遷移アルミナＡを用い、種晶としてα−アルミナＡを３重量部（添加量は、アルミナ原料から得られるアルミナ量１００重量部に対するもの、以下同様）添加し、雰囲気ガスとしてフッ化アンモニウムの分解ガスから得たフッ化水素ガスを管状炉内に導入して実験した。雰囲気ガスの導入温度は８００℃、保持温度（焼成温度）は１１００℃であり、保持時間（焼成時間）は３０分間であった。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図１に示す。実験条件および実験結果を表１、２に示す。
【００６５】
参考例２
参考例１において、種晶の代わりに形状制御剤として酸化ジルコニウム（半井化学薬品（株）製のオキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ2 ）を加水分解して得られたジルコニアゲル：ＺｒＯ2 ）を添加する以外は全て参考例１と同様にして実験を行った。形状制御剤の添加量は、アルミナ原料から得られるアルミナ量１００重量部に対する重量部で表すものとする。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図２に示す。実験条件および実験結果を表１、２に示す。
【００６６】
参考例３
参考例１において、アルミナ原料として遷移アルミナＡ（γ−アルミナ）の代わりに水酸化アルミニウムを用いる以外は全て参考例１と同様にして実験を行う。その結果、参考例１で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を表１、２に示す。
【００６７】
参考例４
フッ化水素ガスの代わりに雰囲気ガスにフッ素ガスと水蒸気を導入する以外は全て参考例１と同様にして実験を行う。その結果、参考例１で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を表１、２に示す。
【００６８】
実施例５〜７、参考例８〜９
アルミナ原料として水酸化アルミニウムＡを用い、種晶としてα−アルミナＡを０．１重量部添加した場合の雰囲気ガス中の塩化水素ガス濃度の体積％を変化させた実施例、参考例である。雰囲気導入温度は８００℃、焼成温度（保持温度）は１１００℃であり、塩化水素ガス濃度の体積％に対応させて焼成時間（保持時間）も変化させている。また、実施例６においては、得られたα−アルミナ粒子の内部微細構造をＴＥＭにより観察した結果、欠陥は見られなかった。また、重装密度を測定した結果１．５２ｇ／ｃｍ3 で、同じ粒子径の電融アルミナの値（比較例４）１．３０ｇ／ｃｍ3 より高い値であった。実験条件および実験結果を表１、２に示す。
【００６９】
実施例１０〜１１
実施例６において、雰囲気導入温度、焼成温度および焼成時間を変化させた実施例である。実験条件および実験結果を表１、２に示す。
【００７０】
実施例１２
実施例６において、雰囲気導入温度のみを変化させた実施例である。実験条件および実験結果を表１、２に示す。
【００７１】
実施例１３〜１８
実施例６において、遷移アルミナまたは熱処理により遷移アルミナとなる種々のアルミナ原料を用いた場合の実施例である。実験条件および実験結果を表１、２に示す。
【００７２】
実施例１９〜３０
実施例６において、種晶として種々の化合物を用いた場合およびその添加量を変化させた場合の実施例である。また、実施例２５においては、得られたα−アルミナ粒子の内部微細構造をＴＥＭにより観察した結果、欠陥は見られなかった。実験条件および実験結果を表１、２、３、４に示す。
実施例１９で得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図３に、粒度分布の測定結果を図４に示した。また、重装密度を測定した結果１．１３ｇ／ｃｍ3 で、同じ粒子径の電融アルミナの値（比較例５）０．８０ｇ／ｃｍ3 より高い値であった。
実施例２９の結晶種として酸化バナジウムを用いた系では、他の結晶種を用いた場合に比してＤ／Ｈ比が２．０と大きく特異な結晶形状を示した。
実施例２２および２６で得られたα−アルミナ粉末の粒子について、その圧壊強度を測定した。
また、実施例２２で重装密度を測定した結果２．２４ｇ／ｃｍ3 で、同じ粒子径の電融アルミナの値（比較例６）１．５０ｇ／ｃｍ3 より高い値であった。
【００７３】
実施例３１
雰囲気ガスとして塩素ガスと水蒸気を管状炉内に導入して用いた以外は実施例６と同様にして実験を行った。実験条件および実験結果を表３、４に示す。
【００７４】
実施例３２、３３
実施例６において、種晶の他に形状制御剤も添加した実施例である。形状制御剤として実施例３２では酸化マグネシウムを、実施例３３では酸化ホウ素をそれぞれ用いた。実験条件および実験結果を表３、４に示す。
【００７５】
実施例３４〜４９
アルミナ原料として水酸化アルミニウムＡを用い、形状制御剤として種々の金属酸化物を添加した場合の実施例である。実験条件および実験結果を表３、４に示す。
実施例３５で得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図５に、粒度分布の測定結果を図６に示す。
【００７６】
実施例５０、５１
実施例３８および３５において、雰囲気ガスの導入温度を変化させた実施例である。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００７７】
実施例５２
アルミナ原料として遷移アルミナＡを用いる以外は実施例４５と同様にして実験を行った。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００７８】
実施例５３
雰囲気ガスとして塩素ガスおよび水蒸気を管状炉内に導入して用いた以外は実施例３５と同様にして実験を行う。その結果、実施例３５と同様のα−アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を表５、６に示す。
【００７９】
実施例５４
アルミナ原料として明バンを用いる以外は実施例３５と同様にして実験を行う。その結果、実施例３５とほぼ同様のα−アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を表５、６に示す。
【００８０】
参考例５５
アルミナ原料として遷移アルミナＡを用い、種晶としてα−アルミナＡを用いて、雰囲気ガスとして臭化アンモニウムの分解ガスから得た臭化水素を管状炉内に導入して実験した。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図７に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００８１】
参考例５６
参考例５５において、種晶の代わりに形状制御剤として、酸化ジルコニウム（半井化学薬品（株）製のオキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ2 ）を加水分解して得られたジルコニアゲル：ＺｒＯ2 ）を添加する以外は全て参考例５５と同様にして実験を行った。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図８に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００８２】
参考例５７
アルミナ原料として水酸化アルミニウムを用いる以外は参考例５５と同様にして実験を行う。その結果、参考例５５で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を表５、６に示す。
【００８３】
参考例５８
雰囲気ガスに臭素ガスと水蒸気を導入する以外は参考例５５と同様にして実験を行う。その結果、参考例５５で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を表５、６に示す。
【００８４】
参考例５９
アルミナ原料として遷移アルミナＡを用い、種晶としてα−アルミナＡを用いて、雰囲気ガスとしてヨウ化アンモニウムの分解ガスから得たヨウ化水素を管状炉内に導入して実験した。得られたα−アルミナのＳＥＭ写真を図９に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００８５】
参考例６０
参考例１において、種晶としてα−アルミナＢを用い、形状制御剤として酸化ジルコニウム（半井化学薬品（株）製のオキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ2 ）を加水分解して得られたジルコニアゲル：ＺｒＯ2 ）を添加する以外は全て参考例１と同様にして実験を行った。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図１０に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００８６】
参考例６１
アルミナ原料として水酸化アルミニウムを用いる以外は参考例５９と同様にして実験を行う。その結果、参考例５９で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を表５、６に示す。
【００８７】
参考例６２
雰囲気ガスにヨウ素ガスと水蒸気を導入する以外は参考例５９と同様にして実験を行う。その結果、参考例５９で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を表５、６に示す。
【００８８】
実施例６３
アルミナ原料として遷移アルミナＡを用い、種晶としてα−アルミナＡを用い、雰囲気ガスとして塩素ガスを管状炉内に導入して実験を行った。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図１１に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００８９】
実施例６４
実施例６３において、雰囲気ガスと保持温度を変化させて実験を行った。その結果、実施例６３で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得ることができた。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００９０】
実施例６５
実施例６３で種晶の代わりに形状制御剤として、酸化カルシウム（和光純薬（株）製、試薬ＣａＯ）を添加した以外はすべて実施例６３と同様にして実験を行なった。その結果、Ｄ／Ｈ比が３であるα−アルミナ粉末を得ることができた。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００９１】
実施例６６
アルミナ原料としてアルミニウムイソプロポキシドの加水分解法により合成して得た水酸化アルミニウム１３ｇを用い、形状制御剤として酸化ホウ素（和光純薬株式会社製の試薬、Ｂ2 Ｏ3 ）を０．１重量部添加混合した。混合は、溶媒としてイソプロピルアルコールを用い超音波分散により行った。混合後の乾燥はロータリーエバポレーターと乾燥器により行った。この混合原料０．４ｇをアルミナボートに充填し、石英炉芯管を用いた管状炉で焼成を行った。鶴見ソーダ（株）製のボンベ塩化水素ガス（純度９９．９％）３０体積％と窒素ガス７０体積％の混合ガスを８００℃になったとき、雰囲気ガスとして線流速２０ｍｍ／分にて反応系内に導入した。昇温速度５００℃／時間にて昇温し、１１００℃にて３０分保持した後、自然放令してα−アルミナ粉末を得た。得られたα−アルミナ粉末は８面体で、Ｄ90／Ｄ10の値は２．０であった。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図１２に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００９２】
実施例６７
アルミナ原料としてアルミニウムイソプロポキシドの加水分解法により合成して得た水酸化アルミニウム１３ｇを用い、形状制御剤として酸化ジルコニウム（半井化学薬品株式会社製）のオキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ2 ）を加水分解して得られたジルコニアゲル（ＺｒＯ2 ）を酸化ジルコニウム換算で１重量部添加した混合原料を用い実施例６６と同じ条件にて焼成を行った。雰囲気ガスは実施例６６と同じ混合ガスを用いた。得られたα−アルミナ粉末は２０面体で、Ｄ90／Ｄ10の値は２．０であった。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図１３に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００９３】
比較例１
アルミナ原料として水酸化アルミニウムＡを用い、従来のように空気中で１３００〜１４００℃にて１〜４時間焼成したところ、得られたα−アルミナ粉末は、Ｄ90／Ｄ10の値が４．０で、その平均粒子径が約０．７μｍで形状は不均一なものであった。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図１４に、粒度分布の測定結果を図１５に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。
【００９４】
比較例２
水熱法により得られたα−アルミナ粒子の圧壊強度（ｋｇ／ｍｍ2 ）を測定した。
【００９５】
比較例３
水熱法により得られたα−アルミナ粒子の内部微細構造をＴＥＭにより観察した結果、粒子の内部に多数の欠陥が見られた。
【００９６】
比較例４〜６
電融法によりα−アルミナ粒子を得た。比較例４においては、得られたα−アルミナ粒子の内部微細構造をＴＥＭにより観察した結果、粒子の内部に多数の欠陥が見られた。また、比較例４〜６においては、得られたα−アルミナ粒子の重装密度（ｇ／ｃｍ3 ）を測定した。
【００９７】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【発明の効果】
本発明のα−アルミナ粉末の製造方法によれば、種々な種類、形状、粒子サイズおよび組成のアルミナ原料から、一次粒子の粒子径、形状が制御されたα−アルミナ粒子からなるα−アルミナ粉末を得ることができる。
種晶の種類や添加量を選ぶことにより、任意の一次粒子径の特定の多面体形状のα−アルミナ粒子からなるα−アルミナ粉末を得ることができる。また、形状制御剤を用いることにより、Ｄ／Ｈ比および晶癖を変化させることができるので、形状制御剤を選ぶことにより用途に適した形状のα−アルミナ粉末を製造することが可能である。
さらに、結晶種に形状制御剤を併用することにより、任意の一次粒子径、Ｄ／Ｈ比および晶癖を有する目的に応じた形状のα−アルミナ粉末を製造することができる。
本発明の方法で得られるα−アルミナ粉末は、その平均粒子径が０．１〜３０μｍで、Ｄ／Ｈ比が０．３以上３０以下、かつ、Ｄ90／Ｄ10の値が小さく粒度分布が狭いという優れた特徴を有している。また、粒子の圧壊強度が高く、重装密度も高いという優れた特徴も有している。
本発明の方法で得られるα−アルミナ粉末は粒度分布が狭く、粒径が数μｍに制御されているので封止材用原料に適している。また上記の特性に加えて、嵩密度が大きいため単結晶用原料として充填量を増加させることができる。また、粒径を任意に制御できるので、いろいろな空孔径を有するセラミックフィルター用の原料として利用することができる。また、晶癖を制御することにより粒子のエッジ形状を変え研磨能力を制御することができる。
本発明の方法で得られるα−アルミナ粉末は、研磨材、焼結材、プラズマ溶射材、充填材、単結晶用原料、触媒担体、蛍光体用原料、封止材用原料、セラミックフィルター用原料等に適しており、特に、実質的に８面または２０面から構成されるα−アルミナ粉末は研磨材、充填材、スペーサーあるいは焼結体用原料として最適なものであるから、工業的に極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９０００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図２】参考例２で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図３】実施例１９で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１００００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図４】実施例１９のα−アルミナ粉末の粒度分布を示す。
【図５】実施例３５で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１０００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図６】実施例３５のα−アルミナ粉末の粒度分布を示す。
【図７】参考例５５で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９０００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図８】参考例５６で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図９】参考例５９で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９０００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図１０】参考例６０で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率４３００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図１１】実施例６３で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９０００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図１２】実施例６６で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１７１０倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図１３】実施例６７で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１２８０倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図１４】比較例１で観察されたα−アルミナ粉末の粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１００００倍の走査型電子顕微鏡写真。
【図１５】比較例１のα−アルミナ粉末の粒度分布を示す。
【図１６】α−アルミナ粒子の晶癖を示す。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for producing α-alumina powder.
[0002]
[Prior art]
α-Alumina powder is widely used as a raw material for abrasives, a raw material for sintered materials, a raw material for plasma spray materials, a raw material for fillers, and the like. The α-alumina powder obtained by a conventional general production method is a polycrystal having a non-uniform shape, containing many agglomerated particles, having a wide particle size distribution, and having a low alumina purity depending on the application. It was. In order to overcome these problems and to control the particle size and shape of the primary particles in specific applications, α-alumina powder produced by a special production method described later has been used. However, it has been difficult to produce an α-alumina powder having a narrow primary particle size distribution composed of homogeneous α-alumina particles in which the particle size and shape of the primary particles are controlled by such a method. In addition, the α-alumina powder obtained by the conventional method is thin plate-shaped or has a wide primary particle size distribution, and has been oriented so far (when particles are filled or laminated with a thickness of one layer or more). Α-alumina powder with a narrow particle size distribution of primary particles composed of α-alumina particles in the form of columns, bowls, or thick plates that are easy to shape) It was difficult to do.
[0003]
The general and cheapest method for producing α-alumina powder is the buyer method. In the Bayer method, aluminum hydroxide or transition alumina is obtained in an intermediate stage in which α-alumina powder is produced from bauxite as a raw material. An α-alumina powder is produced by firing aluminum hydroxide or transition alumina in the air.
[0004]
Aluminum hydroxide or transition alumina obtained industrially inexpensively in the intermediate stage is usually agglomerated particles having a particle size larger than 10 μm, and conventional aluminum hydroxide or transition alumina obtained by firing these aluminum hydroxide or transition alumina in the atmosphere. The α-alumina powder was a powder containing a lot of coarsely aggregated coarse particles and the primary particles having a non-uniform shape. The α-alumina powder containing the agglomerated coarse particles is made into a product through a pulverization process using a ball mill or a vibration mill according to each application. However, pulverization is not always easy, and thus pulverization costs are also required. In addition, α-alumina powder, which is difficult to grind, has a problem that fine powder is generated due to grinding for a long time.
[0005]
Several proposals have been made to solve such problems. For example, as a method for improving the shape of α-alumina particles, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-97528 uses aluminum hydroxide by the Bayer method as a raw material in the presence of boron containing ammonium and a boron-based mineralizer. A method for producing an α-alumina powder having an average primary particle diameter of 1 to 10 μm and a D / H ratio close to 1 by calcining is disclosed. However, this method uses aluminum hydroxide having a particle diameter of several tens of μm or more as a raw material and is fired in a rotary kiln. Therefore, the particle shape of primary particles is non-uniform and the particle size distribution is wide. Moreover, it is difficult to arbitrarily control the particle size and shape of the primary particles.
[0006]
As a special production method of α-alumina powder, a method of hydrothermal treatment of aluminum hydroxide (hereinafter referred to as hydrothermal treatment method), a method of adding flux to aluminum hydroxide and melting and precipitating (hereinafter referred to as flux method). And a method of firing aluminum hydroxide in the presence of a mineralizer.
[0007]
First, as a hydrothermal treatment method, Japanese Patent Publication No. 57-22886 discloses a method of controlling the particle size by adding corundum as a seed crystal. -There was a problem that the alumina powder was expensive.
[0008]
Next, the flux method has been proposed as a method of controlling the shape and particle diameter of the primary particles for the purpose of using α-alumina powder as an abrasive, a filler and the like. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-131517, the average primary particle diameter is 2 to 20 μm by calcining aluminum hydroxide in the presence of a fluorine-based flux having a melting point of 800 ° C. or less, and a hexagonal close-packed lattice A hexagonal plate-like α-alumina powder having a D / H ratio of 5 to 40, where D is the maximum particle diameter parallel to the hexagonal lattice plane of α-alumina and H is the particle diameter perpendicular to the hexagonal lattice plane. A method of manufacturing is disclosed. However, with this method, a fine α-alumina powder with a primary particle size of 2 μm or less cannot be formed, and the shape is entirely plate-like, and it was impossible to arbitrarily control the shape and particle size. .
[0009]
Journal of American Ceramic Society 68 (9), 500-505 (1985) reports a decrease in the alpha conversion temperature due to the addition of α-alumina powder to boehmite. However, the purpose is to obtain a sintered body of fine particles, and α-alumina powder in which the particle diameter and shape of primary particles are controlled cannot be obtained from this method.
[0010]
US Pat. No. 4,657,754 discloses a method of obtaining α-alumina powder smaller than 1 μm by adding α-alumina as a seed crystal to an α-alumina precursor, calcining and pulverizing. However, in this method, only a powder in which primary particles of 1 μm or less are aggregated can be obtained and, therefore, pulverization is necessary, so that the obtained powder has a wide particle size distribution. Moreover, particles of several tens of μm cannot be synthesized.
[0011]
Therefore, in the production method of α-alumina powder so far, a production method in which the particle diameter can be arbitrarily controlled from submicron to several tens of microns, a production method of various shapes from hexagonal plate shape to column shape, and further, A surface {11 -20}, C-plane {0001}, N-plane {22-43}, and R-plane {10-12} crystal habits that can be arbitrarily controlled and a production method for obtaining a powder having a narrow particle size distribution is still established. The development was strongly desired.
[0012]
Further, until now, an α-alumina powder having a thickness, an easy orientation, and a narrow particle size distribution, particularly an optimum powder for abrasives, fillers, spacers, raw materials for sintered bodies, etc. has not yet been obtained.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, start from various alumina raw materials, arbitrarily control the primary particle size and shape of α-alumina particles, and α- It is providing the manufacturing method of an alumina powder.
[0014]
In addition, α-alumina powders with narrow particle size distribution are provided, consisting of α-alumina particles that are optimal for abrasives, fillers, spacers or raw materials for sintered bodies, and whose shape is substantially composed of 8 or 20 surfaces. There is to do.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention comprises the following inventions.
(1) Alumina raw material which becomes transition alumina by transition alumina and / or heat treatment,20% by volume or more of hydrogen chloride gasIn the atmosphere gas contained,Seed crystal(As seed crystals, one or two or more selected from the compounds of aluminum, titanium, vanadium, chromium, iron, and nickel are used.)And / or shape control agent(As the shape control agent, magnesium, calcium, strontium, yttrium, zirconium, vanadium, niobium, molybdenum, copper, zinc, boron, silicon, lanthanum, cerium, neodymium, and one or two kinds selected from those compounds. Use the above.)In the presence ofIn the temperature range from 500 ° C to 1400 ° CA method for producing an α-alumina powder, characterized by firing.
(2)Alumina raw material that becomes transition alumina by transition alumina and / or heat treatment,
[0016]
(3) Alumina raw material that becomes transition alumina by transition alumina and / or heat treatment,Chlorine gas 5 vol% or moreSeed crystal in atmosphere gas(As seed crystals, one or two or more selected from the compounds of aluminum, titanium, vanadium, chromium, iron, and nickel are used.)And / or shape control agent(As the shape control agent, magnesium, calcium, strontium, yttrium, zirconium, vanadium, niobium, molybdenum, copper, zinc, boron, silicon, lanthanum, cerium, neodymium, and one or two kinds selected from those compounds. Use the above.)In the presence ofIn the temperature range from 950 ° C to 1500 ° CA method for producing an α-alumina powder characterized by firing.
[0017]
(4) Each compound of aluminum, titanium, vanadium, chromium, iron and nickel used as a seed crystal is one or more selected from oxides, nitrides, oxynitrides, carbides, carbonitrides and borides The preceding paragraph characterized by(1) to any of (3)The manufacturing method of the alpha-alumina powder of description.
(5) Magnesium, calcium, strontium, yttrium, zirconium, vanadium, niobium, molybdenum, copper, zinc, boron, silicon, lanthanum, cerium, neodymium compounds used as shape control agents are oxides, nitrides, oxynitrides The preceding item, characterized by being one or more selected from carbides, carbonitrides, halides and borides(1) to (4)The manufacturing method of the alpha-alumina powder of description.
[0018]
(6) Α-alumina particles are homogeneous, have a polyhedral shape of 8 or more faces, the maximum particle diameter parallel to the hexagonal lattice plane of α-alumina, which is a hexagonal close-packed lattice, D, and the particle diameter perpendicular to the hexagonal lattice plane Is an α-alumina powder comprising α-alumina particles having a D / H ratio of 0.3 to 30 when(1) to any of (5)The manufacturing method of the alpha-alumina powder of description.
(7The preceding item characterized in that the alumina raw material which becomes transition alumina by heat treatment is aluminum hydroxide, light vane or sulfur vane(1) to any of (3)The manufacturing method of the alpha-alumina powder of description.
(8) When the maximum particle diameter parallel to the hexagonal lattice plane of α-alumina, which is a hexagonal close-packed lattice substantially composed of 8 or 20 planes, is D and the particle diameter perpendicular to the hexagonal lattice plane is H, The D / H ratio is 0.3 or more and 3.0 or less, the rotational order is 6 with respect to an axis perpendicular to the hexagonal lattice plane, the rotationally symmetric shape particles, and the cumulative particle size distribution of α-
[0019]
The present invention will be described in detail below.
In the production of the α-alumina powder of the present invention, transition alumina and / or an alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment is used as a raw material. Transition alumina is Al2 OThree Among the aluminas having polymorphs represented as: all aluminas other than the α form are meant. Specifically, γ-alumina, δ-alumina, θ-alumina and the like can be exemplified.
[0020]
The alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment means a precursor of transition alumina that gives the desired α-alumina powder via the transition alumina in the firing step of the production method of the present invention. Specifically, aluminum hydroxide, vanadium sulfate (aluminum sulfate), so-called light bangs such as aluminum potassium sulfate and ammonium ammonium sulfate, ammonium aluminum carbonate, alumina gel, for example, alumina gel obtained by underwater discharge of aluminum Etc.
[0021]
There are no particular limitations on the method of synthesizing the transitional alumina and the alumina raw material that becomes transitional alumina by heat treatment. For example, aluminum hydroxide can be obtained by a buyer method, a hydrolysis method of an organoaluminum compound, or a method of synthesizing an aluminum compound obtained from an etching waste solution such as a capacitor as a starting material.
[0022]
According to the method of the present invention, the target α-alumina powder is obtained by using, as a raw material, aluminum hydroxide or transition alumina having a particle diameter of 10 μm or more obtained by an industrially inexpensive method such as the Bayer method. Can do. Transition alumina is obtained by a method of heat-treating aluminum hydroxide, a decomposition method of aluminum sulfate, a light vane decomposition method, a vapor phase decomposition method of aluminum chloride, or a decomposition method of ammonium aluminum carbonate.
[0023]
The seed crystal used in the present invention means a crystal nucleus of α-alumina particles, and α-alumina particles grow around the seed crystal as a nucleus. The seed crystal is not limited as long as it has this function, but any seed crystal can be used. In the present invention, preferable seed crystals include, for example, each compound such as aluminum, titanium, vanadium, chromium, iron, nickel, etc. It is a kind selected from or two or more kinds. Here, examples of the compound include oxides, nitrides, oxynitrides, carbides, carbonitrides, borides, and the like of these metals. Oxides and nitrides are preferable. Here, vanadium can also be used as a shape control agent.
[0024]
In the present invention, the amount of seed crystals added is 100 parts by weight when the raw material is converted to alumina, and is 10-3~ 50 parts by weight, preferably 10-3˜30 parts by weight, more preferably 10-3-10 parts by weight. The particle diameter of the primary particles of the obtained α-alumina powder can be controlled by the number of seed crystals, and the particle diameter decreases as the number of seed crystals increases.
[0025]
The shape control agent used in the present invention means an agent that works in the process of crystal growth and functions to change the D / H ratio and crystal habit described later, although the mechanism of action is not clear. Although not necessarily limited as long as it has such a function, preferred shape control agents in the present invention are, for example, magnesium, calcium, strontium, yttrium, zirconium, vanadium, niobium, molybdenum, copper, zinc, boron, silicon, One or two or more kinds selected from lanthanum, cerium, neodymium metal simple substance and their respective compounds. Examples of the compounds include oxides, nitrides, oxynitrides, carbides, carbonitrides, halides, borides, and the like of these metals. An oxide is preferable.
[0026]
In the present invention, the amount of the shape control agent added is 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material converted to alumina.-3~ 50 parts by weight, preferably 10-3˜30 parts by weight, more preferably 10-3-10 parts by weight. For example, in the case of a shape control agent that increases the D / H ratio, an α-alumina powder having a larger D / H ratio can be obtained by increasing the amount of addition. Moreover, in the shape control agent that controls the crystal habit, for example, in the shape control agent that gives out the N face {22-43}, the area of the N face can be increased by increasing the amount of addition.
[0027]
A seed crystal and a shape control agent can be used in combination. In addition, by selecting a shape control agent, it is possible to produce an α-alumina powder having a primary particle size and shape suitable for the application.
[0028]
When the seed crystal and the shape control agent are used at the same time, the addition amount thereof is 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material converted to alumina.-3~ 50 parts by weight, preferably 10-3˜30 parts by weight, more preferably 10-3-10 parts by weight.
[0029]
There is no particular limitation on the method of mixing the transition alumina and / or the alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment and the seed crystal or shape control agent. For example, in the case of wet processing, both aqueous and organic solvent systems can be used as the solvent. it can. Also, methods such as ball milling, ultrasonic dispersion, stirring and mixing, and vertical granulator can be used. Further, a wear product during mixing of mixing device materials such as a mixing medium can be used as a seed crystal or a shape control agent. For example, α-alumina wear powder can be mixed as a seed crystal with a raw material by ball mill mixing with α-alumina balls.
[0030]
In the present invention, the above-mentioned transition alumina and / or the alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment is contained in an atmosphere gas containing hydrogen halide gas.There, atmosphereFor the total volume of ambient gaschlorideHydrogen gas20Volume% or moreupperBaking in atmospheric gas. An inert gas such as nitrogen, hydrogen, or argon and air can be used as a dilution gas for the hydrogen halide gas that is an atmospheric gas. The pressure of the atmospheric gas containing the hydrogen halide gas is not particularly limited, and can be arbitrarily selected within the industrially used range. By firing in such an atmospheric gas, the desired α-alumina powder can be obtained at a relatively low firing temperature as will be described later.
[0031]
Instead of hydrogen halide gas, a mixed gas of halogen gas and water vapor can also be used. Transition alumina and / or alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment in an atmospheric gas into which halogen gas and water vapor are introducedThere,For the total volume of atmospheric gas,chlorinegas30% By volume and water vapor5Volume% or moreUpIntroduce and fire. An inert gas such as nitrogen, hydrogen, or argon and air can be used as a dilution gas for the halogen gas and water vapor to be introduced. The pressure of the atmospheric gas containing halogen gas and water vapor is not particularly limited, and can be arbitrarily selected within the industrially used range. By firing in such an atmospheric gas, the desired α-alumina powder can be obtained at a relatively low firing temperature as will be described later.
[0032]
The firing temperature range when using hydrogen halide gas or mixed gas of halogen gas and water vapor is5It is 00 ° C or higher and 1400 ° C or lower, more preferably 600 ° C or higher and 1300 ° C or lower, and further preferably 700 ° C or higher and 1200 ° C or lower. By controlling to this temperature range and firing, the α-alumina powder having a narrow particle size distribution is obtained even after firing, with less agglomeration between primary particles of the generated α-alumina powder at an industrially advantageous production rate. be able to. When the particle size of the transition alumina used as the raw material or the alumina raw material that becomes the transition alumina by heat treatment is large, for example, when the average particle size is more than 10 μm in the case of aggregated particles, the firing temperature is relatively high Is preferable, and 700 ° C. or higher is particularly preferable.
[0033]
In the present invention, the above-mentioned transition alumina and / or an alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment is contained in an atmospheric gas containing a halogen gas.There,For the total volume of atmospheric gaschlorinegas5Volume% or moreupperBaking in atmospheric gas. As a dilution gas of the halogen gas to be introduced, an inert gas such as nitrogen, hydrogen, or argon and air can be used. The pressure of the atmospheric gas containing the halogen gas is not particularly limited, and can be arbitrarily selected within the industrially used range. By firing in such an atmospheric gas, the desired α-alumina powder can be obtained.
[0034]
The firing temperature range when using halogen gas is, 9It is 50 to 1500 ° C, more preferably 1050 to 1400 ° C, and further preferably 1100 to 1300 ° C. By controlling to this temperature range and firing, the α-alumina powder having a narrow particle size distribution is obtained even after firing, with less agglomeration between primary particles of the generated α-alumina powder at an industrially advantageous production rate. be able to. When the particle size of the transition alumina used as the raw material or the alumina raw material that becomes the transition alumina by heat treatment is large, for example, when the average particle size is more than 10 μm in the case of aggregated particles, the firing temperature is relatively high Is preferable, and 1100 ° C. or higher is particularly preferable.
[0035]
The appropriate firing time is not necessarily limited because it depends on the concentration of the atmospheric gas and the firing temperature, but it is preferably 1 minute or longer, more preferably 10 minutes or longer. It is sufficient if the alumina raw material is fired until crystal growth occurs in the α-alumina particles.
[0036]
In the present invention, as halogenIs saltElementary can be used.
[0037]
The supply source and supply method of the atmospheric gas are not particularly limited. It is only necessary that the above atmospheric gas can be introduced into a reaction system in which a raw material such as transition alumina is present. As the supply source, bomb gas can be usually used. However, when an aqueous solution of hydrogen halide, a halogen compound such as ammonium halide or a halogen-containing polymer compound is used as a raw material for halogen gas, the vapor pressure thereof is used. Or it can also be used so that it may become the above-mentioned predetermined gas composition by decomposition | disassembly. As a gas supply method, either a continuous method or a batch method can be used.
[0038]
The firing apparatus is not necessarily limited, and a so-called firing furnace can be used. The firing furnace is preferably made of a material that is not corroded by hydrogen halide gas, halogen gas, or the like, and further preferably has a mechanism capable of adjusting the atmosphere. In addition, since an acid gas such as a hydrogen halide gas or a halogen gas is used, it is preferable that the firing furnace be airtight. Industrially, it is preferable to perform firing in a continuous manner, and for example, a tunnel furnace, a rotary kiln, or a pusher furnace can be used.
[0039]
As the material of the apparatus used in the manufacturing process, since the reaction proceeds in an acidic atmosphere, it is desirable to use a crucible or boat made of alumina, quartz, acid-resistant brick or graphite.
[0040]
According to the production method of the present invention, the particle diameter and shape of the primary particles can be arbitrarily controlled. However, by selecting a shape control agent, α-alumina particles substantially composed of 8 or more surfaces can be formed in a hexagonal close-packed state. When the maximum particle diameter parallel to the hexagonal lattice plane of α-alumina as a lattice is D and the particle diameter perpendicular to the hexagonal lattice plane is H, a D / H ratio in the range of 0.3 to 30 is obtained. be able to. Moreover, the α-alumina particles obtained in the present invention have few internal defects and high crushing strength of the particles.
[0041]
The α-alumina particles substantially composed of 8 or 20 faces obtained by the present invention have a rotational order of 6 with respect to an axis perpendicular to the hexagonal lattice plane and have a rotationally symmetric shape. Here, the property that exactly the same figure is repeated by rotation of 2π / n (n is a positive integer) is referred to as rotational symmetry, n is the rotational symmetry order, and the rotation axis is n rotation axes. According to the present invention, α-alumina particles having a rotation axis where n is 6 are obtained.
[0042]
For the particle size distribution, the cumulative particle size distribution of the α-alumina powder is 10% cumulative and 90% cumulative particle diameter from the fine particle side.Ten, D90D90/ DTenCan be expressed as In the α-alumina powder of the present invention, D90/ DTenIs 10 or less, preferably 5 or less.
[0043]
The α-alumina powder of the present invention illustrated in FIGS. 12 and 13 substantially composed of 8 or 20 surfaces by the above production method has a narrow particle size distribution, and in particular, abrasives, fillers, spacers or sintered. It is most suitable for body materials.
[0044]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
[0045]
Various measurements in the present invention were performed as follows.
1. Particle size and particle size distribution of primary particles of α-alumina powder (D90/ DTen) Measurement.
(1) The particle size of the primary particles is a SEM (scanning electron microscope, manufactured by JEOL Ltd .: T-300) photograph of α-alumina powder, and image analysis is performed by selecting 80 to 100 particles from the photograph. The average value of the equivalent circle diameter and its distribution were obtained. The equivalent circle diameter is a value converted to a true circle diameter having the same area.
(2) Particle size distribution (D90/ DTen) Was measured using a master sizer (manufactured by Malvern) with a laser scattering method as a measurement principle.
[0046]
2. Measurement of crystal shape (D / H ratio).
The shape of α-alumina particles in the present invention is defined as D / when the maximum particle diameter parallel to the hexagonal lattice plane of α-alumina, which is a hexagonal close-packed lattice, is D, and the particle diameter perpendicular to the hexagonal lattice plane is H. Refers to the H ratio. The D / H ratio is a SEM (scanning electron microscope, manufactured by JEOL Ltd .: T-300) photograph of α-alumina powder, and 5 to 10 particles are selected from the photograph and image analysis is performed. Obtained as an average value.
[0047]
3. Evaluation of crystal habit.
As an evaluation of the shape of the α-alumina particles in the present invention, crystal habit was observed. FIG. 16 shows crystal habits (expressed from A to I) of α-alumina particles having a polyhedral shape obtained by the present invention. The α-alumina crystal is hexagonal, and the crystal habit is the appearance of a crystal plane composed of an A plane {11-20}, a C plane {0001}, an N plane {22-43}, and an R plane {10-12}. Refers to the crystalline form characterized by FIG. 16 shows crystal planes A (a), C (c), N (n), and R (r).
[0048]
4). Number of crystal faces.
It calculated | required by the image analysis of the SEM (scanning electron microscope, JEOL Co., Ltd. product: T-300) photograph of alpha alumina powder.
5). Shape to rotate.
Judgment that the particles are to be rotated was made by observing S-α (a scanning electron microscope, manufactured by JEOL Ltd .: T-300) photograph of α-alumina powder.
6). Particle crushing strength.
It was measured with a dynamic ultra-small hardness meter (manufactured by Shimadzu Corporation).
7). Heavy density.
The weight density of the α-alumina powder was measured according to JIS-H-1902.
8). Observation of internal microstructure of α-alumina particles by transmission electron microscope (TEM).
The internal fine structure of the α-alumina particles was observed with an ultrahigh-voltage transmission electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., acceleration voltage: 1200 KVA).
[0049]
The raw materials such as transition alumina used in the examples are as follows.
1. Transition alumina A (abbreviated as transitional A in each table).
Transition alumina obtained by calcining aluminum hydroxide obtained by hydrolysis of aluminum isopropoxide (trade name: AKP-G15, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., particle size: about 4 μm)
2. Transition alumina B (abbreviated as transitional B in each table).
Transition alumina by Ming-bang method (trade name: CR125, manufactured by Baikowski, particle size: about 4 μm)
[0050]
3. Aluminum hydroxide A (abbreviated as water al A in each table).
The powder is obtained by hydrolysis of aluminum isopropoxide and has a secondary particle size of about 8 μm.
4). Aluminum hydroxide B (abbreviated as water Al B in each table).
Powder by the Bayer method (trade name: C301, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) The secondary particle size is about 4 μm.
5). Aluminum hydroxide C (abbreviated as water al C in each table).
Powder by the Bayer method (trade name: C12, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., secondary particle size is about 30 μm.
[0051]
6). Myung Bang [AlNHFour (SOFour ) ・ 12H2 O]
Alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment. A reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used.
7). Sulfur ban [Al2 (SOFour )Three ・ 16H2 O]
Alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment. A sulfur van made by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used.
[0052]
Seed crystals used in the examples are as follows.
1. α-Alumina A (abbreviated as α Al A in each table).
Α-Alumina powder manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Product name: AKP-50, average particle size is about 0.3 μm.
2. α-alumina B (abbreviated as α-al B in each table).
Α-Alumina powder manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Product name: AKP-15, average particle size is about 0.8 μm.
3. α-Alumina C (abbreviated as α Al C in each table).
Ball mill mixing was performed using alumina balls, and wear from the alumina balls was mixed as crystal seeds.
4). α-alumina D (abbreviated as α-Al D in each table).
3 μm α-alumina powder synthesized according to the present invention.
[0053]
5). Titanium oxide (Reagent manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd .: TiO2 ).
6). Chromium oxide (Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: Cr2 OThree ).
7). Iron oxide (Reagent manufactured by Bayer Japan Ltd .: Fe2 OThree ).
8). Nickel oxide (reagent manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd .: Ni2 OThree ).
9. Vanadium oxide (reagent manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd .: V2 OFive ).
10. Aluminum nitride (a reagent made by Tokuyama Soda Co., Ltd .: AlN).
[0054]
The shape control agents used in the examples are as follows.
1. Magnesium oxide (reagent: MgO manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
2. Boron oxide (Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: B2 OThree ).
2. Magnesium hydroxide (Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: Mg (OH)2 ).
3. Silicon oxide (Nippon Aerosil Co., Ltd .: SiO2 ).
4). Zirconium oxide (zirconium oxychloride (ZrOCl manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd.)2 Zirconia gel obtained by hydrolysis of ZrO2 ).
5). Copper oxide (reagent: CuO manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd.).
6). Strontium oxide (Reagent: SrO manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd.).
[0055]
7). Zinc oxide (reagent: ZnO manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd.).
8). Molybdenum oxide (Reagent manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd .: MoOThree ).
9. Niobium oxide (Reagent manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd .: Nb2 OFive ).
10. Calcium oxide (reagent: CaO manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
11. Boron oxide (Reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: B2 OThree ).
12 Yttrium oxide (manufactured by Japan Yttrium Co., Ltd .: Y2 OThree ).
[0056]
13. Lanthanum oxide (Reagent manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd .: La2 OThree ).
14 Cerium oxide (Santoku Metal Industry Co., Ltd .: CeO2 ).
15. Neodymium oxide (made by Nippon Yttrium Co., Ltd .: Nd2 OThree ).
[0057]
The mixing of raw materials other than the case of using alumina balls was performed by ultrasonic dispersion using isopropyl alcohol as a solvent. Drying after mixing was performed with a rotary evaporator and a dryer.
[0058]
As the hydrogen chloride gas, a cylinder hydrogen chloride gas (purity 99.9%) manufactured by Tsurumi Soda Co., Ltd. was used. As the chlorine gas, cylinder chlorine gas (purity 99.4%) manufactured by Fujimoto Sangyo Co., Ltd. was used.
[0059]
As the hydrogen fluoride gas, a decomposition gas of ammonium fluoride was used. The atmosphere was adjusted by introducing a decomposition gas obtained by heating ammonium fluoride to a sublimation temperature of 220 ° C. into the furnace core tube. Ammonium fluoride was completely decomposed at a holding temperature of 1100 ° C., and became an atmosphere of 33% by volume of hydrogen fluoride gas, 17% by volume of hydrogen gas, and 50% by volume of nitrogen gas, respectively.
[0060]
As the hydrogen bromide gas, a decomposition gas of ammonium bromide was used. The atmosphere was adjusted by introducing a decomposition gas obtained by heating ammonium bromide to a sublimation temperature of 420 ° C. into the furnace core tube. Ammonium bromide was completely decomposed at a holding temperature of 1100 ° C., and the atmosphere was 33% by volume of hydrogen bromide gas, 17% by volume of hydrogen gas, and 50% by volume of nitrogen gas, respectively.
[0061]
As the hydrogen iodide gas, a decomposition gas of ammonium iodide was used. The atmosphere was adjusted by introducing a decomposition gas obtained by heating ammonium iodide to a sublimation temperature of 380 ° C. into the furnace core tube. Ammonium iodide was completely decomposed at a holding temperature of 1100 ° C. and became an atmosphere containing 33% by volume of hydrogen iodide gas, 17% by volume of hydrogen gas, and 50% by volume of nitrogen gas, respectively.
[0062]
A seed crystal and / or shape control agent was added to an alumina raw material such as transition alumina or aluminum hydroxide, and this was filled in an alumina boat. The filling amount was 0.4 g and the filling depth was 5 mm. Firing was performed in a tubular furnace (manufactured by Motoyama Corporation, DSPSH-28) using a quartz furnace core tube (diameter 27 mm, length 1000 mm). While circulating nitrogen gas, the temperature was raised at a heating rate of 500 ° C./hour, and when the atmosphere introduction temperature (temperature for introducing the atmosphere gas into the tubular furnace) was reached, the atmosphere gas whose concentration was adjusted in advance was put into the tubular furnace. Introduced.
The water vapor partial pressure was controlled by changing the saturated water vapor pressure depending on the water temperature, and the water vapor was introduced into the firing furnace with nitrogen gas.
The atmospheric gas concentration was adjusted by adjusting the gas flow rate with a flow meter. The flow rate of the atmospheric gas was adjusted to a linear flow rate of 20 mm / min. This method is referred to as a gas flow method. However,referenceIn Example 9, since the hydrogen chloride gas concentration was low, the atmospheric gas was stopped after the introduction of the atmospheric gas rather than the above-described gas flow firing. The total pressure of the atmospheric gas was all atmospheric pressure.
[0063]
After reaching a predetermined temperature, the temperature was maintained for a predetermined time. These are referred to as holding temperature (firing temperature) and holding time (firing time), respectively. After the elapse of a predetermined holding time, it was allowed to cool naturally to obtain the desired α-alumina powder.
[0064]
referenceExample 1
Transition alumina A is used as an alumina raw material, 3 parts by weight of α-alumina A is added as a seed crystal (addition amount is based on 100 parts by weight of alumina obtained from the alumina raw material, the same applies hereinafter), and ammonium fluoride is used as an atmospheric gas. An experiment was conducted by introducing hydrogen fluoride gas obtained from the cracked gas into a tubular furnace. The introduction temperature of the atmospheric gas was 800 ° C., the holding temperature (firing temperature) was 1100 ° C., and the holding time (firing time) was 30 minutes. An SEM photograph of the obtained α-alumina powder is shown in FIG. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 1 and 2.
[0065]
referenceExample 2
referenceIn Example 1, zirconium oxide (zirconium oxychloride (ZrOCl manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd.) was used as a shape control agent instead of a seed crystal.2 Zirconia gel obtained by hydrolysis of ZrO2 ) Everything exceptreferenceThe experiment was conducted in the same manner as in Example 1. The amount of the shape control agent added is expressed in parts by weight with respect to 100 parts by weight of alumina obtained from the alumina raw material. An SEM photograph of the obtained α-alumina powder is shown in FIG. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 1 and 2.
[0066]
referenceIn Example 1, all except that aluminum hydroxide is used in place of transition alumina A (γ-alumina) as the alumina raw materialreferenceThe experiment is performed as in Example 1. as a result,referenceAn α-alumina powder similar to that obtained in Example 1 can be obtained. Experimental conditions are shown in Tables 1 and 2.
[0067]
referenceExample 4
All except for introducing fluorine gas and water vapor into the atmosphere gas instead of hydrogen fluoride gasreferenceThe experiment is performed as in Example 1. as a result,referenceAn α-alumina powder similar to that obtained in Example 1 can be obtained. Experimental conditions are shown in Tables 1 and 2.
[0068]
Example 57, Reference Example 8 ~9
Example in which volume% of hydrogen chloride gas concentration in the atmospheric gas was changed when aluminum hydroxide A was used as an alumina raw material and 0.1 part by weight of α-alumina A was added as a seed crystalReference examplesIt is. The atmosphere introduction temperature is 800 ° C., the firing temperature (holding temperature) is 1100 ° C., and the firing time (holding time) is changed corresponding to the volume% of the hydrogen chloride gas concentration. Moreover, in Example 6, as a result of observing the internal fine structure of the obtained α-alumina particles by TEM, no defects were found. Moreover, as a result of measuring the heavy density, 1.52 g / cmThree The value of fused alumina having the same particle diameter (Comparative Example 4) 1.30 g / cmThree It was a higher value. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 1 and 2.
[0069]
Examples 10-11
In Example 6, the atmosphere introduction temperature, the firing temperature, and the firing time were changed. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 1 and 2.
[0070]
Example 12
In Example 6, only the atmosphere introduction temperature was changed. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 1 and 2.
[0071]
Examples 13-18
In Example 6, it is an Example at the time of using the various alumina raw material used as transition alumina by transition alumina or heat processing. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 1 and 2.
[0072]
Examples 19-30
In Example 6, when various compounds are used as seed crystals and when the amount of addition is changed, this is an example. Moreover, in Example 25, as a result of observing the internal fine structure of the obtained α-alumina particles by TEM, no defects were found. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 1, 2, 3, and 4.
The SEM photograph of the α-alumina powder obtained in Example 19 is shown in FIG. 3, and the measurement result of the particle size distribution is shown in FIG. Moreover, as a result of measuring heavy density, 1.13 g / cmThree The value of fused alumina having the same particle diameter (Comparative Example 5) 0.80 g / cmThree It was a higher value.
In the system using vanadium oxide as the crystal seed of Example 29, the D / H ratio was as large as 2.0 compared with the case where other crystal seeds were used, and a unique crystal shape was shown.
The crushing strength of the α-alumina powder particles obtained in Examples 22 and 26 was measured.
Moreover, as a result of measuring heavy density in Example 22, it was 2.24 g / cm.Three The value of fused alumina having the same particle diameter (Comparative Example 6) 1.50 g / cmThree It was a higher value.
[0073]
Example 31
The experiment was conducted in the same manner as in Example 6 except that chlorine gas and water vapor were introduced into the tubular furnace as the atmospheric gas. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 3 and 4.
[0074]
Examples 32 and 33
In Example 6, the shape control agent was added in addition to the seed crystal. In Example 32, magnesium oxide was used as the shape control agent, and in Example 33, boron oxide was used. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 3 and 4.
[0075]
Examples 34-49
In this example, aluminum hydroxide A is used as the alumina raw material, and various metal oxides are added as the shape control agent. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 3 and 4.
The SEM photograph of the α-alumina powder obtained in Example 35 is shown in FIG. 5, and the measurement result of the particle size distribution is shown in FIG.
[0076]
Examples 50 and 51
In Examples 38 and 35, the ambient gas introduction temperature was changed. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0077]
Example 52
The experiment was performed in the same manner as in Example 45 except that transition alumina A was used as the alumina raw material. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0078]
Example 53
The experiment is performed in the same manner as in Example 35 except that chlorine gas and water vapor are introduced into the tubular furnace as the atmospheric gas. As a result, the same α-alumina powder as in Example 35 can be obtained. Experimental conditions are shown in Tables 5 and 6.
[0079]
Example 54
The experiment is performed in the same manner as in Example 35 except that a light van is used as the alumina raw material. As a result, an α-alumina powder substantially the same as in Example 35 can be obtained. Experimental conditions are shown in Tables 5 and 6.
[0080]
referenceExample 55
Experiments were conducted by using transition alumina A as the alumina raw material, α-alumina A as the seed crystal, and introducing hydrogen bromide obtained from the decomposition gas of ammonium bromide into the tubular furnace as the atmospheric gas. An SEM photograph of the obtained α-alumina powder is shown in FIG. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0081]
referenceExample 56
referenceIn Example 55, zirconium oxide (zirconium oxychloride (ZrOCl manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd.) was used as a shape control agent instead of a seed crystal.2 Zirconia gel obtained by hydrolysis of ZrO2 ) Everything exceptreferenceThe experiment was conducted in the same manner as in Example 55. An SEM photograph of the obtained α-alumina powder is shown in FIG. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0082]
referenceExample 57
Except for using aluminum hydroxide as the alumina raw materialreferenceThe experiment is performed as in Example 55. as a result,referenceAn α-alumina powder similar to that obtained in Example 55 can be obtained. Experimental conditions are shown in Tables 5 and 6.
[0083]
referenceExample 58
Other than introducing bromine gas and water vapor into the atmospheric gasreferenceThe experiment is performed as in Example 55. as a result,referenceAn α-alumina powder similar to that obtained in Example 55 can be obtained. Experimental conditions are shown in Tables 5 and 6.
[0084]
Experiments were conducted by using transition alumina A as an alumina raw material, α-alumina A as a seed crystal, and introducing hydrogen iodide obtained from a decomposition gas of ammonium iodide into a tubular furnace as an atmospheric gas. The SEM photograph of the obtained α-alumina is shown in FIG. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0085]
referenceExample 60
referenceIn Example 1, α-alumina B was used as a seed crystal, and zirconium oxide (ZrOCl manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd.) was used as a shape control agent.2 Zirconia gel obtained by hydrolysis of ZrO2 ) Everything exceptreferenceThe experiment was conducted in the same manner as in Example 1. An SEM photograph of the obtained α-alumina powder is shown in FIG. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0086]
referenceExample 61
Except for using aluminum hydroxide as the alumina raw materialreferenceThe experiment is performed as in Example 59. as a result,referenceAn α-alumina powder similar to that obtained in Example 59 can be obtained. Experimental conditions are shown in Tables 5 and 6.
[0087]
referenceExample 62
Other than introducing iodine gas and water vapor into the atmosphere gasreferenceThe experiment is performed as in Example 59. as a result,referenceAn α-alumina powder similar to that obtained in Example 59 can be obtained. Experimental conditions are shown in Tables 5 and 6.
[0088]
Example 63
Experiments were conducted by using transition alumina A as an alumina raw material, α-alumina A as a seed crystal, and introducing chlorine gas as an atmospheric gas into a tubular furnace. An SEM photograph of the obtained α-alumina powder is shown in FIG. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0089]
Example 64
In Example 63, the experiment was performed by changing the atmospheric gas and the holding temperature. As a result, the same α-alumina powder as that obtained in Example 63 could be obtained. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0090]
Example 65
Experiments were conducted in the same manner as in Example 63 except that calcium oxide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent CaO) was added as a shape control agent instead of seed crystals in Example 63. As a result, an α-alumina powder having a D / H ratio of 3 could be obtained. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0091]
Example 66
13 g of aluminum hydroxide obtained by synthesizing aluminum isopropoxide as an alumina raw material was used, and boron oxide (a reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., B) was used as a shape control agent.2 OThree ) Was added and mixed by 0.1 part by weight. Mixing was performed by ultrasonic dispersion using isopropyl alcohol as a solvent. Drying after mixing was performed with a rotary evaporator and a dryer. The mixed raw material 0.4 g was filled in an alumina boat and fired in a tubular furnace using a quartz furnace core tube. When a mixed gas of 30% by volume of bomb hydrogen chloride gas (purity 99.9%) and 70% by volume of nitrogen gas made by Tsurumi Soda Co., Ltd. reaches 800 ° C., the reaction system is used as an atmospheric gas at a linear flow rate of 20 mm / min. Introduced in. The temperature was raised at a heating rate of 500 ° C./hour and held at 1100 ° C. for 30 minutes, and then spontaneously released to obtain α-alumina powder. The obtained α-alumina powder is octahedral, D90/ DTenThe value of was 2.0. An SEM photograph of the obtained α-alumina powder is shown in FIG. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0092]
Example 67
Zirconium oxychloride (ZrOCl) made of zirconium oxide (manufactured by Hanai Chemicals Co., Ltd.) was used as the shape control agent, using 13 g of aluminum hydroxide synthesized by hydrolysis of aluminum isopropoxide as the alumina raw material.2 ) Obtained by hydrolysis of zirconia gel (ZrO)2 ) Using a mixed raw material to which 1 part by weight of zirconium oxide is added66Firing was performed under the same conditions. Example of atmospheric gas66The same mixed gas was used. The obtained α-alumina powder is icosahedron, D90/ DTenThe value of was 2.0. An SEM photograph of the obtained α-alumina powder is shown in FIG. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0093]
Comparative Example 1
When aluminum hydroxide A was used as the alumina raw material and calcined at 1300 to 1400 ° C. for 1 to 4 hours in the air as in the past, the obtained α-alumina powder was D90/ DTenWas 4.0, the average particle diameter was about 0.7 μm, and the shape was non-uniform. FIG. 14 shows an SEM photograph of the obtained α-alumina powder, and FIG. 15 shows the measurement result of the particle size distribution. Experimental conditions and experimental results are shown in Tables 5 and 6.
[0094]
Comparative Example 2
Crushing strength (kg / mm) of α-alumina particles obtained by hydrothermal method2 ) Was measured.
[0095]
Comparative Example 3
As a result of observing the internal fine structure of the α-alumina particles obtained by the hydrothermal method with TEM, many defects were observed inside the particles.
[0096]
Comparative Examples 4-6
Α-alumina particles were obtained by electrofusion. In Comparative Example 4, as a result of TEM observation of the internal fine structure of the obtained α-alumina particles, many defects were observed inside the particles. In Comparative Examples 4 to 6, the density of the obtained α-alumina particles (g / cmThree ) Was measured.
[0097]
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
[Table 4]
[Table 5]
[Table 6]
【The invention's effect】
According to the production method of α-alumina powder of the present invention, α-alumina powder comprising α-alumina particles whose primary particle diameter and shape are controlled from alumina raw materials of various types, shapes, particle sizes and compositions. Can be obtained.
By selecting the type and amount of seed crystals, an α-alumina powder composed of α-alumina particles having a specific polyhedral shape and having an arbitrary primary particle size can be obtained. Moreover, since the D / H ratio and the crystal habit can be changed by using the shape control agent, it is possible to produce an α-alumina powder having a shape suitable for the application by selecting the shape control agent. .
Furthermore, by using a shape control agent in combination with the crystal seed, it is possible to produce an α-alumina powder having a shape according to the purpose having an arbitrary primary particle size, D / H ratio and crystal habit.
The α-alumina powder obtained by the method of the present invention has an average particle size of 0.1 to 30 μm, a D / H ratio of 0.3 to 30 and D90/ DTenIt has an excellent characteristic that the value of is small and the particle size distribution is narrow. Moreover, it has the outstanding characteristic that the crushing strength of particle | grains is high and the heavy density is also high.
Since the α-alumina powder obtained by the method of the present invention has a narrow particle size distribution and the particle size is controlled to several μm, it is suitable as a raw material for a sealing material. In addition to the above characteristics, since the bulk density is large, the filling amount can be increased as a raw material for single crystals. Further, since the particle size can be arbitrarily controlled, it can be used as a raw material for ceramic filters having various pore sizes. Further, by controlling the crystal habit, the edge shape of the particles can be changed to control the polishing ability.
The α-alumina powder obtained by the method of the present invention comprises an abrasive, a sintered material, a plasma spray material, a filler, a single crystal material, a catalyst carrier, a phosphor material, a sealing material, and a ceramic filter material. In particular, α-alumina powder substantially composed of 8 or 20 surfaces is optimal as an abrasive, filler, spacer, or raw material for a sintered body, so that it is extremely industrially It is useful.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]referenceThe particle structure of the α-alumina powder observed in Example 1 is shown. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 9000 times.
[Figure 2]referenceThe particle structure of the α-alumina powder observed in Example 2 is shown. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 900 times.
3 shows the particle structure of α-alumina powder observed in Example 19. FIG. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 10,000 times.
4 shows the particle size distribution of α-alumina powder of Example 19. FIG.
5 shows the particle structure of α-alumina powder observed in Example 35. FIG. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 1000 times.
6 shows the particle size distribution of the α-alumina powder of Example 35. FIG.
[Fig. 7]referenceThe particle structure of the α-alumina powder observed in Example 55 is shown. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 9000 times.
[Fig. 8]referenceThe particle structure of the α-alumina powder observed in Example 56 is shown. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 900 times.
FIG. 9referenceThe particle structure of the α-alumina powder observed in Example 59 is shown. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 9000 times.
FIG. 10referenceThe particle structure of the α-alumina powder observed in Example 60 is shown. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 4300.
11 shows the particle structure of α-alumina powder observed in Example 63. FIG. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 9000 times.
12 shows the particle structure of α-alumina powder observed in Example 66. FIG. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 1710 times.
13 shows the particle structure of α-alumina powder observed in Example 67. FIG. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 1280 times.
14 shows the particle structure of α-alumina powder observed in Comparative Example 1. FIG. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at a magnification of 10,000 times.
15 shows the particle size distribution of α-alumina powder of Comparative Example 1. FIG.
FIG. 16 shows the crystal habit of α-alumina particles.
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