JPH0288425A - アルミニウム系酸化物粉体、成形体、及び粉体の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は機械部品、電子部品、触媒、触媒担体、センサ
ー、吸着剤、クロマト用充填剤等に用いられるアルミニ
ウム系酸化物粉体及びアルミニウム系酸化物成型体用粉
体、さらにはアルミニウム系酸化物粉体を成型してなる
成型体並びにアルミニウム系酸化物粉体の製法に関する
。

〔従来の技術〕

従来゛からアルミニウム系酸化物粉体の成型体は酸化物
粉体に有機化合物をバインダーとして添加して成型され
、機械部品や電子部品の場合はさらに１５００度以上の
高温で焼結処理を行なって製造されている。（例えばア
ルミニウム酸化物成型体の一例であるアルミナ基板の製
法に関する日刊工業新聞社列、工業材料、１９８７年１
１月別冊、５１頁〜参照。） また、従来のアルミニウム酸化物粉体の製法としては、
バイヤー法により製造されたアルミナを粉砕する方法、
揮発性の特殊なアルミニウム化合物から気相で合成する
ＣＶＤ法（反応気相析出法）、アルミニウム化合物溶液
からの共沈法等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のアルミニウム酸化物粉体から成型体を製造する方
法は、前述のように有機化合物をバインダーとして添加
して成型した後、さらに、添加したバインダーを除去す
るために１２００度以上の高温において、水蒸気などで
処理する操作が必要である。一方、バインダーを用いな
いで成型するには、１１００度以上の高温での成型、ホ
ットプレス等の手段によらなければならない。さらに、
機械部品や電子部品の場合には、１５００度以上の高温
での焼結処理が必要である。

更に、従来のアルミニウム酸化物粉体の製法は、有害な
不純物の除去が厄介であるか（バイヤー法アルミニウム
など粉砕による方法並びに共沈法）、原料の取扱や製法
が複雑で面倒である（ＣＶＤ法）。

〔課題を解決するための手段］ 本発明者らは、従来のアルミニウム酸化物粉体から成型
体を製法する方法におけるバインダーの使用を避け、か
つ、比較的低温でアルミニウム酸化物粉体から成型体を
製造することのできる方法について鋭意検討した結果、
ＡＩに微量の旧を含有した組成を有する新規なアルミニ
ウム系酸化物粉体が有効であることを見出した。また、
そのような粉体を製造するには、微量のビスマスを添加
したアルミニウムの融液を急冷凝固し、ついで、酸化す
ればよいことを見出した。

すなわち、本発明の第１の発明は、Ａ１１−Ｘ　Ｂｉ。

０、　　（ただし、０．００１≦Ｘ≦０．０５．１．２
０≦ｙ≦１．５２）の組成を有するアルミニウム系酸化
物粉体、第２の発明はかかる組成を有するアルミニウム
系酸化物成型体用粉体、第３の発明はかかる組成を有す
るアルミニウム系酸化物粉体を成型してなる成型体、並
びに第４の発明は、微量のビスマスを添加したアルミニ
ウムの融液を象、冷凝固し、ついで、酸化することを特
徴とするアルミニウム系酸化物粉体の製法である。

前記組成において、Ｘがｏ、ｏｏｉ未満では低温での成
型が困難であり、Ｘが０．０５を超えると電気絶縁性が
低下してくる。Ｘの好ましい範囲は０．００２以上０．
０２以下であり、更に好ましい範囲は０．００２以上０
．０１以下である。

本発明のアルミニウム系酸化物粉体の製法として好まし
いのは、微量のビスマスを添加したアルミニウムの融液
を不活性ガス中で危、冷凝固し、ついで酸化する方法で
ある。ビスマスの添加量はビスマス／（ビスマス＋アル
ミニウム）　　（原子比）がｏ、ｏｏｔ以上０．０５以
下が好ましく　、０．００２以上０．０２以下がさらに
好ましく、０．００２以上　０．０１以下が最も好まし
い。象、冷速度はｌＯ３°Ｃ／Ｏ３上が好ましく、ＩＯ
４℃／秒以上がさらに好ましい。

急冷凝固する方法としてはガスアトマイズ法、回転体に
衝突させて急冷させる方法及び両者を組合わせた方法等
がある。

不活性ガスとしてはアルゴン、ヘリウム、窒素等本発明
の融液と反応しないか、もしくは反応性の低いガスが用
いられる。

ガスアトマイズ法は、微量のビスマスを添加したアルミ
ニウムの融液（以下本発明の融液と呼ぶ）をノズルから
噴出し、高速の不活性ガス流によりアトマイズ化して（
霧状にして）急冷凝固する方法である。低温且つ高速の
不活性ガス流は、高圧ガスを断熱的に膨張させる方法、
または液化ガスを噴射させる方法等により得ることがで
きる。

回転体に衝突させて急冷させる方法は、本発明の融液を
スリット状のノズルから流出せしめ、低温表面を有する
回転体上に供給衝突させて急冷凝固させる方法である。

回転体上で固化されたアルミニウム系シートは、次いで
酸化することにより粉体化する。この方法において使用
する回転体としては、好ましくは熱伝導性のよい金属等
で作られ、ドラム、ロール、円盤等の形状を有する回転
体が使用できる。回転体の回転周速度は本発明の融液の
衝突位置で１００ないし１０００００ｍ／ｌｌ１ｉｎが
好ましく、２００ないし１００００ｎ＋／ｌｌ１ｉｎが
さらに好ましい。

また、回転体の表面温度は２００°Ｃ以下が好ましく、
１００°Ｃ以下がさらに好ましい。　ガスアトマイズ法
と回転体に衝突させて急冷させる方法の両者を組合せた
方法は、本発明の融液をノズルより噴出し、高速の不活
性ガス流によりアトマイズ化して、該アトマイズ化され
た液滴を直ちに低温表面を有する回転体に衝突させ急冷
する方法である。

急冷凝固したアルミニウム系固体を酸化するには、酸素
含有ガスと接触させるのが好ましい。酸素含有ガスとし
ては空気、酸素、あるいは酸素とアルゴンや窒素等の不
活性ガスとの混合ガスがある。酸素含有ガスの酸素濃度
には特に制限はないが、　０．１ないし１００％の範囲
で行うことができる。簡便性からは空気が好ましい。酸
素含有ガスと接触させる温度は常温でよいが、必要に応
じて、加熱して酸化を促進させることも、冷却して酸化
を緩やかに進行させることも可能である。

本発明の融液を急冷凝固する方法により、−次的にリボ
ン状、破砕片状、粉末等の凝固物が得られるが、ついで
酸化すると、リボン状、破砕片状等の凝固物は平均粒径
０．１μ〜１００μ程度の粉体になる。必要に応じてボ
ールミルなどにより更に微粉化してもよい。

本発明のアルミニウム系酸化物粉体は無定形であるが、
加熱処理等の方法により結晶質にすることが出来る。本
発明のアルミニウム系酸化物粉体には、金属としてのビ
スマスおよび／またはアルミニウムが少量台まれていて
もよい。

本発明のアルミニウム系酸化物粉体の平均粒径は、走査
型電子顕微鏡により観測し、例えば１００個の粒子の平
均値により求めることができる。

本発明のアルミニウム系酸化物成型体用粉体の平均粒径
は１００ミクロン以下が好ましい。平均粒径が１００ミ
クロンを超えると成型体の強度が低下する。好ましくは
０．１ないし３０ミクロンである。

本発明のアルミニウム系酸化物から成型体を成型する方
法としては、加圧成型法、鋳込み成型法、グリーンシー
ト法、押出し成型法、射出成型法等がある。成型の際、
セルロース類等の公知のバインダーは加えな（でよいが
、必要に応じて加えてもよい。

本発明の粉体を使用する場合、バインダーを用いなくて
も低温加熱しての加圧成型が行える。加熱温度は２５０
ないし７００°Ｃが好ましく、３００ないし５００°Ｃ
が特に好ましい。加圧の圧力は１００　ＭＰａ（メガパ
スカル）以上が好ましく　、５００　ＭＰａ以上がさら
に好ましい。

〔発明の効果］ 本発明のアルミニウム系酸化物粉体は、バインダーを使
用しなくても低温成型が可能である。また、本発明のア
ルミニウム系酸化物粉体の製造法は、特別な粉砕工程を
経なくても容易に微粉化された粉体が得られる。

（実施例） 以下実施例に依って本発明を具体的に説明する。

実施例１ アルミニウム粉（高純度化学製、純度９９．９％以上）
２２ｇとビスマス扮（高純度化学製、純度９９．９％）
０．６ｇをアーク炉中で融解混合したのちノズル付き石
英管（ノズル径０．５閣）に充填し、高周波誘導加熱に
より融解し、アルゴン雰囲気中を３０００ｒｐｎ＋で回
転する常温の金属ロール（銅製、直径２００ｍ、輻１０
履）へ差圧０．２廟／　ｃ４で噴出させた。得られたリ
ボンを大気中に常温で放置したところ、１時間後には粉
化していた。得られた粉体を走査型電子顕微鏡で観察し
て求めた平均粒径１５ミクロンであった。この粉末を２
００度で２時間真空乾燥後、濃塩酸に溶解して、ＩＣＰ
（高周波誘導結合型プラズマ発光分析計）を用いて分析
した結果、＾１０．９９６５　Ｂｉｏ、ｏｏｚｓ　０１
．４１＋であった。Ｘ線回折測定の結果、若干のビスマ
スならびにアルミニウムが存在する他は無定形であった
。

実施例２ アルミニウム粉２２ｇとビスマス粉０．５１　ｇを実施
例１と同様にして混合、象、冷凝固した。得られたリボ
ン状の凝固物を常温の大気中に放置して粉化させた。粉
体の平均粒径は１７ミクロンであった。ＢＥＴ法（ビー
イーチー法）により、窒素を用いて求めた比表面積は１
６％／ｇであった。Ｘ線回折によれば、若干のビスマス
とアルミニウムの結晶以外は無定形であった。粉体の組
成はＡｌｏ、ｑｑｔ　Ｂｉｏ、。。：＋Ｏｔ、Ｓであっ
た。

実施例３ アルミニウム粉２２ｇとビスマス粉０．３４ｇを実施例
１と同様にして混合、急冷凝固した。得られたリボン状
の凝固物を大気中に一夜放置し、粉体にした。粉体の平
均粒径は２０ミクロン、組成はＡＩｏ、９９８８ｉｏ、
ｏｏｚ　Ｏｌ、ａｑであった。Ｘ線回折の結果は若干の
ビスマスとアルミニウムの結晶以外は無定形であった。

実施例４ アルミニウム粉２２ｇとビスマス粉０．１７ｇ実施例１
と同様にして混合、急冷凝固した。得られたリボン状の
凝固物を大気中に一夜放置し、粉体を得た。粉体の平均
粒径は３０ミクロン、組成は＾１＠、９９９　Ｂｉｏ、
。。１０１．４９であった。

実施例５ アルミニウム粉２２ｇとビスマス粉０．８５ｇを実施例
１と同様にして混合、急冷凝固した。得られたリボン状
の凝固物を大気中に放置し、粉体にした。粉体の平均粒
径は１０ミクロン、組成はＡＩｏ、　９９ＳＢｊＯ，。

。５０１．４９であった。Ｘ線回折の結果は若干のビス
マスの結晶以外は無定形であった。

実施例６ アルミニウム粉２２ｇとビスマス粉１．７ｇを実施例１
と同様にして混合、象、冷凝固した。得られたリボン状
の凝固物を大気中に放置し、粉体にした。粉体の平均粒
径は１０ミク四ン、組成はＡＩｏ、９９８ｉｏ、ｏ＋　
０１．４１１　テあった。Ｘ線回折の結果は若干のビス
マスの結晶以外は無定形であった。

実施例７ アルミニウム粉２２ｇとビスマス扮０．４ｇを実施例１
と同様にして混合、急冷凝固した。得られたリボン状の
凝固物を大気中に放置し、粉体にした。粉体の平均粒径
は１０ミクロン、組成は八１＋１．９９フフＢｉｏ、ａ
ｏｚ：＋　０＋、ｓであった・実施例８ 実施例１の方法で調製したアルミニウム系酸化物粉体１
００■を、真空乾燥後、直径５ミリ、長さ５０ミリの穴
のあるダイス（マルエージング鋼製）に充填し、室温で
３０分間、真空引き（２Ｘ１０−’トール）した。つい
で、３０分間で３８０℃まで昇温し、９００メガパスカ
ルの圧を、１０分間かけた。

真空引きしながら室温まで下げてから成型体を取り出し
た。成型体は直径５ミリ、厚さ１．５ミリの円盤であっ
た。荷重１００ｇで測定したビッカース硬度ハ３１８ｋ
ｇｆ／ｌｌＩｎ”　Ｔ：あった。ＪＩＳ　Ｋ　６９１１
−１９７９５．１３節の規定に則って測定した電気抵抗
は１．１×１０”Ω・ｃｍであった。

特許出願人　旭化成工業株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｌ＿１＿−＿ｘＢｉ＿ｘＯ＿ｙ（ただし、０．
   ００１≦ｘ≦０．０５、１．２０≦ｙ≦１．５２）の組
   成を有するアルミニウム系酸化物粉体
2. （２）Ａｌ＿１＿−＿ｘＢｉ＿ｘＯ＿ｙ（ただし、０．
   ００１≦ｘ≦０．０５、１．２０≦ｙ≦１．５２）の組
   成を有するアルミニウム系酸化物成型体用粉体
3. （３）Ａｌ＿１＿−＿ｘＢｉ＿ｘＯ＿ｙ（ただし、０．
   ００１≦ｘ≦０．０５、１．２０≦ｙ≦１．５２）の組
   成を有するアルミニウム系酸化物粉体を成型してなる成
   型体
4. （４）微量のビスマスを添加したアルミニウムの融液を
   急冷凝固し、ついで酸化することを特徴とするアルミニ
   ウム系酸化物粉体の製法