JPH03131517A - αアルミナの小板状マクロ結晶の製造方法 - 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】 本発明は、αアルミナまたは酸化アルミニウムまたはコ
ランダムの、六角小板の形態を有するマクロ結晶と、こ
の結晶を酸化アルミニウムまたは水酸化アルミニウムか
ら製造する方法とに係わる。

アルミナのマクロ結晶を水酸化アルミニウムから製造す
ることについて述べた文献は既に存在する。即ち、フラ
ンス特許第２，４４１．５８４号には、１６〜２５０μ
ｍの粒径を有し、直径：厚みの比が３＝１から７二１で
ある六角小板の形態のαアルミナマクロ結晶が開示され
ており、このマクロ結晶は、フッ素含有化合物を０．０
０１〜０．５重量％含有する鉱１ヒ剤の存在下に水酸化
アルミニウムを温度１２００〜１４５０℃で烟焼するこ
とによって得られる。

西独特許公開公報第２，６２３，４８２号には、少なく
とも１種のフッ素含有塩とバナジウム塩との存在下に水
酸化アルミニウムを■焼することによって平均寸法１６
〜２５μｍの一次結晶を製造することが開示されている
。上記フランス特許（第２ページ、１９〜２２行目）に
よれば、温度を上げたり池の鉱化剤を用いたりしても結
晶の寸法及び形状に影響が及ぶことは、少なくとも実質
的にない。

更に、三フッ化アルミニウムの存在下に水和硫酸アルミ
ニウムから直径１．５〜４０μ履の六角小板状αアルミ
ナ結晶を製造することが、Ｋｅｉｊｉ　ＤＡＩＭＯＮ及
びＥＬｓｕｏ　ＫＡＴＯによって提案されている［Ｙｏ
ｇｙ。

Ｋｙｏｋａｉ　Ｓｈｉ　９４　（３）　１９８６　ｐｐ
、３８０−３８２　（７８−８０）］、。

８日本特許出願第６０１５４９１６には、水和硫酸アル
ミニウムとアルカリ金属炭酸塩との混合物から１．７μ
ｍの平均直径と０．１８μｍの厚みとを有する結晶小板
を製造することが開示されている。

日本特許出願第６０７３８４８６号には、厚みが５μ１
未満であり、（直径対厚みの比によって規定される）直
径が２５〜１５０μｍである結晶小板の製造が開示され
ている。

ソ連特許第４１６３１３号には、アルミニウム化合物を
六方アルミナ種結晶の存在下に１１７０℃で熱解離させ
ることによって直径４〜１２μｍの六角小板状アルミナ
結晶を製造することが開示されている。

！ｊｔ後に、ＩＮＴＥＲＣＥＲ八Ｍ　Ｎｏ、　へ、　１
９８１において［１，Ｐ。

ＬＯＣＳＥＬは、三フッ化アルミニウムの存在下に酸化
第二鉄含量の低いボーキサイトから、直径対厚みの比が
６〜１０であるαアルミナ結晶を製造することを提案し
ている。

本発明は、実質的に六角小板状単結晶である新規なαア
ルミナマクロ結晶を提供し、その際結晶小板は、２〜２
０μｍの直径と０．１〜２μｍの厚みとを有し、直径対
厚みの比が５〜４０であるという特徴を有する。

本発明によるαアルミナマクロ結晶は好ましくは、直径
が２〜１８ノｔｘ、）７みが０．１〜１ノｔｘで、直径
対厚みの比が５〜４０である六角小板の形態を有する。

本発明は、実質的に先に規定したような六角小板の形態
を有するαアルミナマクロ結晶を製造する方法も提供し
、この方法は、融点が８００℃以下で、化学結合したフ
ッ素を含有し、かつ溶融状態て遷移アルミナまたは水和
アルミナを融解させるフラックスの存在下に遷移アルミ
ナまたは水和アルミナを暇焼することから成るという特
徴を有する。

゛遷移アルミナまたは水和アルミナ°°という表現は、
αアルミナ以外のあらゆる酸１ヒアルミニウＪ＼及び水
酸化アルミニウムを指すべく用いである。

先に規定した諸特徴を有する、鉱化剤（ｍｉｎｅｒａｉ
ｚｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）とも呼称されるフラックスは実
質的に１種以上の加水分解不可能なフッ素含有化合物か
ら成るか、または１種以上の加水分解不可能なフッ素含
有化合物から成る相と加水分解可能なフッ素含有化合物
から成る相とを一方の相が他方の相に溶解した状態で含
む系から成る。

このようなフラックスの例として特に、三フッ化アルミ
ニウムと１種以上のアルカリ金属フッ化物またはアルカ
リ土類金属フッ化物、特にフッ化リチウム、フッ化ナト
リウム、フッ化カリウムまたはフッ化カルシウムとを含
む系が挙げられ、更に特定的には、Ｌｉ３＾ＩＦ６［リ
チウムクリオライト（ｌｉｔｈｉｕｍ　ｃｒｙｏｌｉｔ
ｅ）コ、ＬｉＪａ、、（＾１Ｆ６）２［クリオリチオナ
イｔ−（ｃｒｙｏｌ　１ｔｈｉｏｎｉｔｅ）］または３
＾ＩＦ５−５ＬｉＦ［リチウムチオライト（ｌｉｔｈｉ
ｕｍ　ｃｈｉｏｌｉｔｅ）］の形態の＾１Ｆ３−ＬｉＦ
系を挙げることができる。

本発明に用いるフラックスは粉末状であり、フラックス
粉末の（少なくとも５０重量％の粒子の）粒径は好まし
くはｌｚｚ未満である。

本発明方法実施の際、フラックスは用いる遷移アルミナ
または水和アルミナの少なくとも２重量％、好ましくは
４〜２０重量％の量で用いる。

３＝移アルミナまたは水和アルミナは、様／Ｚな粒径及
び比表面積を有する粉末状製品の中から泗択し得る。少
なくとも５０重量％の粒子の直径が５０μｍ未；１４、
好ましくは２５７ｘｚ未満、更に好ましくは１．５μ１
未満であるアルミナを用いることが非常に有（りである
。なかでも、（ＢＥＴ法で測定した）比表面積が１００
ｚ’／ｙ以上で、特に１００〜４００ｘ２７ｇであるア
ルミナが好ましい。

乾燥アルミナを用いることも可能であるが、乾燥してい
ない、もしくは水和したアルミナ（＾！２０゜＋１２０
　）の方が好ましく、その際含水量はアルミナの重量の
１５％に達し得る。

暇焼温度は１２００　’Ｃに達し得、これより更に高温
の場合さえ有る。しかし、本発明による方法は、烟焼を
はるかに低い、例えば９００〜１１００°Ｃの温度で実
施しｊ：′ｒるというきわめて重要な特徴を存する。

佇通、通常の粉末混合技術で製造した遷移アルミナまた
は水和アルミナとフラックスとの混合物は周囲温度で加
熱室内に配置し得、その後温度を上記値まで漸次高める
。温度」二昇は急速であること、即ち本発明の範囲を限
定しない一例を示せば、１時間に１０００°Ｃはとであ
ることが有利である。

烟焼は、例えば穏やかな窒素流のような不活性雰囲気中
で有利に実施する。先に述べたように９００〜１１００
’Ｃ１より厳密には１０００℃前後であり得る烟焼温度
に達したら、この温度を半時間から数時間（例えば５時
間）であり得る一定期間だけ維持することが有利である
。

暇焼終了後、得られた結晶小板は所望により息冷しても
、自然にかまたは冷却したチャンバ内で冷めさせてもよ
い。

回収物は実質的に（即ちその９５重１％と上回る部分が
）αアルミナの結晶小板から成るが、このαアルミナは
フラックスや、フラックスが１．ｉ３八ＩＦ６である場
合の＾１＝Ｌｉ０６Ｆのようなフラックス由来の生成物
を伴い得る。フラックスまたはフラックス誘導体は、例
えば（１００℃前後といった）高温条件下に濃酸（Ｈ２
ＳＯ４またはＩＩＣＩ）を作用させて除去し得る。

本発明による六角小板状αアルミナ結晶は多くの用途に
適する６本発明のαアルミナ結晶は特に研磨剤の製造に
、また様々な母材、特にセラミック母材並びに金属及び
ポリマー母材のための強化材として、単独で、あるいは
また繊維、粒子またはウィスカと組み合わせて用いるこ
とができる。

本発明を、以下の実施例によって説明する。

火ｌ１１辷二巧− 用いる設備は石英管によって加熱する炉から成り、この
炉の、窒素流が循環し得る内部に、■焼するべき粉末を
入れた焼結アルミニウムるつぼを設置する。

次のアルミナを用いる［“ＤＸ＝Ｙμｍ″は、Ｘ（重量
）％の粒子がＹμｍ未満の直径を有することを示す１゜ Ｐ、：γ−＾１□０゜ Ｄ９．＝４．１μｍ 比表面積＝１７２ｚ２／ｇ Ｐ２：γ−＾１２０３ Ｄ９．＝４．６μｍ 比表面積 １００ｚ２／ｙ Ｐ、：＾Ｉ２０．・＋１２０（ベーマイト）Ｄ６゜＝２
５μＩ　　　Ｄｓｓ＝４５μｍ比表面積−１９６ｚ２／
ｙ Ｐ４：　γ−八へ□０゜ Ｄ、５＝２５μｚ　　　Ｄ＠フ＝４５μｍ　　比表面積
＝２４４ｘ２／ｇ次のフラックスを、アルミナ（Ｐ、〜
Ｐｓ）の５重量％の量で用いる（”ｏｓｏ”　μｍ”は
先に規定したのと同じ意味を有し、またＤ”は全粒子に
対応する）。

Ｆ、　：　Ｌｉ、ＡＩＦ、　（ｍ、ｐ、：　７７６°（
：　）　　　　　Ｄ５　ａ　＝　０．９μｓＦ２　：　
Ｌｉ−ＡＩＦ、　　　　　　　　　　　　　　４００＜
Ｄ＜６００．ｃｚｉ＋Ｆ、：　Ｌｉ、＾”’　　　　　
　　　　　Ｄ＞６３０ＪｉｚＦ、　：　Ｌｉ、ＡＩＦ、
　　　　　　　　　　　　　　１６０＜Ｄ＜４０（ｌμ
ｚＦ５　：　ＬニーＮａ５（＾ＩＦｓｈ　＜ａ＋、ｐ、
：　７１０℃）Ｆ６：３＾ＩＦ３・５ＬｉＦ アルミナとフラックスとの混合物を周囲温度で製造して
るつぼに入れ、このるつぼを窒１（１０ｆ／ｂ）が還流
する炉内に設置する。

炉の温度を１時間で温度Ｘまで高め、その後この温度Ｘ
に期間Ｚだけ維持する。

大気中で冷ます。

容易にるつぼから離れ、かつ崩れる白色塊が生成物とし
て得られる。生成した結晶小板の平均直径ｄ及び平均厚
みｅを測定する。

諸条件及び結果を、次の表１に示す。

表Ｔ 実施例 アルミナ フラックス 烟焼　　　小板の寸法 温度Ｘ　　ＩｔＡ間Ｚ　　　ｄ　　ｅ （℃）（時間）（μｍ）（μｍ） ９８０　　１　　　７　０．５ ９８０　　１　　１６　０．５ ９８０　　１　　１６　１ ８０１８１ ９８０　　１　　　４　０．３ ９８０　　１　　　５　０．７ ９８０　　１　　　５　０．７ ９８０　　１　　１０　０．５ ８０１９１ ９８０　　１／２　　７　０．５ ９８０　　２　　　７　０．５ ８５０　　１　　　７　０．５ １１００　　１　　　７　０．５ ９８０　　１　　　８　０．５ ９８０　　１　　　７　０．５ ｆ、番希人 アトケム

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に六角小板状単結晶である、αアルミナの
   マクロ結晶であつて、小板の直径が２〜２０μｍ、厚み
   が０．１〜２μｍであり、直径対厚みの比は５〜４０で
   あることを特徴とするαアルミナのマクロ結晶。
2. （２）六角小板が２〜１８μｍの直径と０．１〜１μｍ
   の厚みとを有することを特徴とする請求項１に記載のマ
   クロ結晶。
3. （３）請求項１または２に記載のマクロ結晶を遷移アル
   ミナまたは水和アルミナ及びフラックスから製造する方
   法であって、用いるフラックスが８００℃以下の融点を
   有し、化学結合したフッ素を含有し、かつ溶融状態で遷
   移アルミナまたは水和アルミナを融解させることを特徴
   とするαアルミナのマクロ結晶の製造方法。
4. （４）フラックスが実質的に１種以上の加水分解不可能
   なフッ素含有化合物から成るか、または１種以上の加水
   分解不可能なフッ素含有化合物から成る相と加水分解可
   能なフッ素含有化合物から成る第二の相とを一方の相が
   他方の相に溶解した状態で含む系から成ることを特徴と
   する請求項３に記載の方法。
5. （５）フラックスが三フッ化アルミニウムと、１種以上
   のアルカリ金属フッ化物またはアルカリ土類金属フッ化
   物とによって構成された系から成ることを特徴とする請
   求項４に記載の方法。
6. （６）アルカリ金属フッ化物またはアルカリ土類金属フ
   ッ化物をフッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カ
   リウム及びフッ化カルシウムの中から選択することを特
   徴とする請求項５に記載の方法。
7. （７）フラックスがＬｉ＿３ＡｌＦ＿６（リチウムクリ
   オライト）、Ｌｉ＿３Ｎａ＿３（ＡｌＦ＿６）＿２（ク
   リオリチオナイト）または３ＡｌＦ＿３・５ＬｉＦ（リ
   チウムチオライト）の形態のＡｌＦ＿３−ＬｉＦから成
   ることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記
   載の方法。
8. （８）フラックスを、■焼する遷移アルミナまたは水和
   アルミナの重量に基づき少なくとも２％、好ましくは４
   〜２０％の量で用いることを特徴とする請求項４から７
   のいずれか１項に記載の方法。
9. （９）遷移アルミナまたは水和アルミナが、少なくとも
   ５０（重量）％の粒子の直径が５０μｍ未満である粉末
   の形態を有し、このアルミナの比表面積は１００ｍ＾２
   ／ｇを上回ることを特徴とする請求項４から８のいずれ
   か１項に記載の方法。
10. （１０）アルミナが１５重量％に達し得る水を含有する
    ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. （１１）■焼温度が９００〜１１００℃であることを特
    徴とする請求項４から１０のいずれか１項に記載の方法
    。
12. （１２）請求項１または２に記載のαアルミナのマクロ
    結晶の研磨剤製造への使用、または母材、特にセラミッ
    ク母材または金属もしくはポリマー母材のための強化材
    としての使用。