JPH03174352A

JPH03174352A - ベータアルミナ焼結体の製造方法

Info

Publication number: JPH03174352A
Application number: JP1312860A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kawagoe; 川越　猛
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1991-07-29
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH0735293B2

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］本発明はベータアルミナ焼結体の製造方法に係り、更に
詳しくは、仮焼前の原′Ａ調合・粉砕、乾燥粉末及び／
または仮焼後の粉末の粒度を解砕整粒して均一化するこ
とによって、ベータアルミナ焼結体の特性を安定化させ
、且つ作業効率を向上化させたベータアルミナ焼結体の
製造方法に関する。

［従来の技術］ベータアルミナは、Ｎａイオンのイオン伝導率か極めて
高いため、ナトリウム−硫黄電池の隔膜など、固体電解
質としての用途が注目されている。

ベータアルミナ焼結体の製造は、従来は、例えば、第３
図に示すような工程で行なわれており、アルミナ、ナト
リウム塩等の主原料およびリチウム、マグネシウム、ジ
ルコニウム等の添加物を出発原料とし、湿式混合・粉砕
、乾燥後、仮焼し、得られたベータアルミナ仮焼粉末を
粉砕処理して、その後スラリー調整し、造粒、成形、焼
成することにより得ていた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記した従来の方法によれば、混合物の
凝集状態が不均一なため仮焼後に著しい集塊を形成する
と共に、粒径、組成等の仮焼状態が不均一であり、異常
粒の成長等により焼結体の欠陥の原因となっていた。ま
た、ベータアルミナ仮焼粉末を粉砕処理する際に、集塊
の性状の差によって被粉砕物に差が生じていた。

このため、粉砕後、粗大気孔などの焼結体の欠陥の原因
となる凝集体が残留し、これを取り除くため長時間の粉
砕を行なう必要があり作業時間も長くなる等の作業性に
も問題があった。

［課題を解決するための手段］そこで、本発明者等は上記従来のベータアルミナ焼結体
の製造方法における問題を解決し、ベータアルミナ焼結
体の特性の安定化と向上を図ることのできる製造方法を
開発するため、種々検討を重ねた結果、本発明を完成し
た。

即ち、本発明によれば、ベータアルシナ原料粉末を調合
・粉砕、乾燥、仮焼し、粉砕した後、スラリー調整、造
粒、底形、焼成するベータアルミナ焼結体の製造方法に
おいて、原料粉末を調合・粉砕、乾燥した後、仮焼する
前または仮焼後に。

解砕し、１１０００ｐ以下の粒子に整粒することを特徴
とするベータアルミナ焼結体の製造方法が提供される。

また、ベータアルミナ原料粉末を調合・粉砕、乾燥、仮
焼し、粉砕した後、スラリー３１整、造粒、底形、焼成
するベータアルミナ焼結体の製造方法において、原料粉
末を調合・粉砕、乾燥した後仮焼する前および仮焼後に
それぞれ解砕し、５００μｍ以下の粒子に整粒すること
を特徴とするベータアルミナ焼結体の製造方法が提供さ
れる。

［作用］本発明においては、ベータアルミナ焼結体を製造するに
当り、ベータアルミナ用の出発原料の湿式混合・粉砕、
乾燥後、仮焼する際に、予めその乾ｉ物を解砕して、１
１０００ＩＬ以下の整粒工程を組入れて構成する。また
、仮焼したベータアルミナ仮焼粉末を粉砕・スラリー調
整・造粒処理する前に、予め解砕し、１０００１１．ｍ
以下の整粒操作工程を前記仮焼前の乾燥・解砕・整粒工
程を行なうことなく組入れて構成する。

また、仮焼前及び後の双方で解砕整粒する工程を実施し
てもよく、この場合は整粒粒度を５００μｍ以下で行な
えばよい。

このように、ベータアルミナ用の原料調合・乾燥粉末ま
たは、およびベータアルミナ仮焼粉末の解砕整粒操作を
行なうことにより、仮焼後の集塊の生成を抑制すること
ができるので、仮焼後の粉砕操作が容易になると共に、
仮焼物の組成か均質化するため、異常粒成長等による焼
結体の欠陥が少なくなる。更に、仮焼粉末の粒度が均一
化し、粉砕時間の短縮化を図りつるとともに、粗大気孔
等の焼結体の欠陥を少なくすることかできる。

本発明において、ベータアルミナとはβ−アルミナ（Ｎ
ａ２Ｑ４１Ａ１２０ｉ）、β”−アルミナ（Ｎａ２ｏ・
５Ａ１□０３）、β”′　−アルミナ、β”′６−アル
ミナを含むものである。

［実施例］以下、本発明を実施例に基きざらに詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例に限られるものではない。

［ベータアルミナ焼結体の製造］第１図は、本発明のベータアルミナ焼結体の製造方法の
工程図である。

ベータアルミナの主原料として、Ａｔ２０：ｌＮａ、０
添加物としてＭｇｏ、ＬｉｚＯ，ＺｒＯ□等の所定量を
計量し、これをボール・ミル中で湿式混合で、１時間、
混合・粉砕する。次に上記のスラリーをステンレスバッ
トに入れ、熱風乾燥機によりｌｌｏ’ｃで１６時間乾燥
した０次にこの乾燥物をロールクラッシャーで解砕し、
振動ふるい機によって粒度１０００〜５００μｍまたは
１００μｍ以下に整粒した。

次に、上記整粒した粒子をアルミナ磁器ルツボに入れ、
電気炉により１２５０’Ｃで６時間、加熱して仮焼を行
なった。仮焼物はＸ線回折法による結晶組成分析により
結晶相の定量を行ない、α−Ａｌ２Ｏ：ｌ残留率を次式
により算出した。

但し、Ｉβはβ−Ａ１□０ユ（１００）のピーク強度、
■β”はβ”−ＡＩ、Ｏ，（１０：ｌ）のピーク強度、
Ｉαはα−Ａ１□０．（１０１）のピーク強度を表わす
。

次て、仮焼物を必要に応じ、ロールクラッシャーで解砕
し、振動ふるい機によって粒度１０００〜５００μｍま
たは１００μｍ以下に整粒しマイクロトラック粒度測定
装置によって粒子径の介在測定を行なった。次いて、ボ
ール・くルで３０時時間式粉砕したものにポリビニルア
ルコール水溶液を加えてスラリーを調製した。

次に、このスラリーをスプレードライヤーによって造粒
・乾燥して顆粒を調製し、該顆粒を静水圧プレス機を使
用して、成形圧力２　、　Ｏｔｏｎ／ｃ１で加圧し、３
０Ｘ６０Ｘ６０ｍｍの形状の成形体を作製した。次で、
この成形体を白金ルツボに入れ、電気焼成炉により１６
２０℃で３０分間焼成し焼結体を得た。この焼結体につ
いて下記の各試駆を行なった。

・曲げ強度測定：ＪＩＳ　　Ｚ−Ｒ１６０１に準拠した４点曲げ強度測定
し、後記比較例３のβ−アルミナ焼結体強度を１００と
して相対比で表わした。

・欠陥径測定：第２図に示すように焼結体Ａの斜線部分を切断して試験
片を得て、その切断面を鏡面研磨し、研磨した部分ｌを
光学顕微鏡で微構造組織の観察をし、気孔クラック等の
最大径を測定した。

・最大結晶粒径測定：第２図の鏡面研磨部ｌを更に熱漬リン酸でエツチングし
、その部分を光学顕微鏡で観察して結晶粒子径を測定し
、その中の最大のものを最大結晶粒径とした。

上記の方法によって、ベータアルミナ焼結体を作製し、
上記測定方法によって各測定を行なった。下記の実施例
１〜１６および比較例１〜７の測定結果を表−１及び表
−２に示した。

（実施例１〜６）前記ベータアルミナ焼結体の製造において、ベータアル
ミナ用原料の仮焼前でのみ、解砕し、粒度な１１０００
ＪＬ以下に整粒して焼結体を得た。

そのときの製造条件等と焼結体特性の測定結果を表−１
に示した。

（比較例１〜３）前記ベータアルミナ焼結体の製造において、ベータアル
ミナ用原料の仮焼前で、解砕、粒度の整粒をしないで従
来法と同様にして焼結体を得た。

実施例１と同様に、その結果等を表−１に示した。

（比較例４，５）実施例１と同様にして、ベータアルミナ用原料の仮焼前
で、解砕して粒度の整粒をした。但し。

整粒な１０００〜５０００ｐｍの範囲で行なった。その
結果を表−１に示した。

（実施例７〜８）前記ベータアルミナ焼結体の製造において、仮焼前の解
砕、整粒は行なわず、ベータアルミナの仮焼粉末を解砕
し１粒度１０００μｍ以下に整粒して、焼結体を得た。

その結果を表−１に示した。

（比較例６）実施例７において、ベータアルミナの仮焼粉末を、解砕
し、粒度１ｏｏｏ〜５０００←ｍで整粒して焼結体を得
た。その結果を表−１に示した。

（以下、余白）（実施例９〜１６）前記ベータアルミナ焼結体の製造において、仮焼前およ
び仮焼後の双方で共に解砕し、粒度を５ｏｏｏμｍ以下
に整粒しして、焼結体を得た。

その結果を表−２に示した。

（比較例７）仮焼前および仮焼後に、共に解砕し、粒度を５００μｍ
以上に整粒した以外は実施例９と同様にして焼結体を得
た。その結果を表−２に示した。

なお、表中の判定の欄の◎は最適を、Ｏは適を、△は適
用可能を、×は不適を表わしている。

（以下、余白）上記の結果より、仮焼前または仮焼後のいずれか一方で
、解砕し、粒度１００μｍ以下に整粒したものでは、判
定欄から分かるように、良い結果が得られた。特に、仮
焼前および仮焼後の双方共に解砕整粒したものでは、粒
度が１００μｍ以下のものは勿論、ベータアルミナ原料
粉末の仮焼前後のいずれかまたは双方での整粒粒度が１
０００〜５０００ｐｍの範囲であれば、例えば、実施例
９〜１０に見られるように良い結果が得られることが分
る。

［発明の効果］以上説明したように１本発明のベータアルミナ粉末の製
造方法によれば、仮焼後の集塊の生成を抑制することが
できるので、仮焼後の粉砕操作が容易になるとともに、
仮焼物の組成が均質化するため、異常粒成長等の焼結体
の欠陥が少なくなる。更に、仮焼粉末の粒度が均一化し
、粉砕時間の短縮化を図りうると共に粗大気孔等の焼結
体の欠陥を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のベータアルミナ粉末および焼結体の製
造方法の一実施例の工程図、第２図は焼成体試験片の斜
視図、第３図は従来のベータアルミナ粉末および焼結体
の製造方法の工程図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベータアルミナ原料粉末を調合・粉砕、乾燥、仮
焼し、粉砕した後、スラリー調整、造粒、成形、焼成す
るベータアルミナ焼結体の製造方法において、原料粉末
を調合・粉砕、乾燥した後、仮焼する前または仮焼後に
、解砕し、１０００μｍ以下の粒子に整粒することを特
徴とするベータアルミナ焼結体の製造方法。
（２）ベータアルミナ原料粉末を調合・粉砕、乾燥、仮
焼し、粉砕した後、スラリー調整、造粒、成形、焼成す
るベータアルミナ焼結体の製造方法において、原料粉末
を調合・粉砕、乾燥した後、仮焼する前および仮焼後に
それぞれ解砕し、５００μｍ以下の粒子に整粒すること
を特徴とするベータアルミナ焼結体の製造方法。