JPH04144996A - Ｎａ↓１↓−↓ｘＴｉ↓２↓＋↓ｘＡｌ↓５↓−↓ｘＯ↓１↓２化合物ウイスカーの製造法 - 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、−散大Ｎａ、−ｘＴ　１２．ＸＡ　Ｑ　５−
ｘＯｘ２　（但し、Ｘ＝Ｏ〜０．５、以下、同じ）で示
される斜方晶系のトンネル構造を有する化合物のウィス
カーの製造方法に関する。該ウィスカーは耐熱材、断熱
材及び補強材として有用なものである。

（従来の技術及び解決しようとする課題）−散大Ｎａｔ
−ｘＴｉｚ＊ｘＡＱ　、−ｘｏ、、で示される斜方晶系
トンネル構造を有する化合物は、耐熱材、断熱材、補強
材などとして有用であり、その繊維状化合物の製造法を
本発明者らは既に提案したところである（特開昭６３−
２１００２６）。

しかし、その製造法はフラックス法によるものであって
、モリブデン酸アルカリ金属塩のような高価なフラック
スを使用する必要があるため、得られる繊維状化合物の
製造コストが高いという欠点があった。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消して、該材料の産
業上の重要性から製造コストの低減化を可能にする製造
法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ね
た結果、フラックス法で使用するモリブデン酸アルカリ
金属塩のような高価なフラツクスを使用せずとも、長繊
維は無理であるが、ウィスカーならば簡単に低コストで
製造できる技術を開発し、ここに本発明をなしたもので
ある。

すなわち、本発明は、ＮａヨＯ又は加熱によりＮａ、Ｏ
に分解される化合物と、Ｔｉｅ、又は加熱によりＴｉｅ
、に分解される化合物と、八Ω２０３又は加熱によりＡ
Ｍ２０．に分解される化合物とを次の一般式 ％式％ で示される組成割合に混合したもの或いはこれらを一度
固相反応させたものを、１０００〜１４００℃の温度で
加熱することを特徴とするＮａニーＸＴｉｔ４ＰｘＡ　
Ｑ　５−ｘｏ、、　（但し、ｘ　＝　Ｏ〜０　、５　）
組成で示される化合物ウィスカーの製造法を要旨とする
ものである。

以下に本発明を更に詳述する。

（作用） 本発明法における原料の１つとしては、Ｎａ、０又は加
熱によりＮａ２Ｏに分解される化合物を用いる。加熱に
よりＮａ２Ｏを生成する化合物としては、例えば、Ｎａ
、Ｇｏｗ、ＮａＨＣＯ，、ＮａＣＱ、ＮａＮｏ、、Ｎａ
ＯＨなどが挙げられる。

また、他の原料としては、Ｔｉｅ２又は加熱によりＴｉ
Ｏ２に分解する化合物を用いる。Ｔｉｅ２成分はルチル
形でもアナターゼ形でも良く、Ｎａ、Ｏと反応し易いこ
とからすると非晶質Ｔｉｅ、が良いが、加熱によってＴ
ｉｅ、を生成する化合物なら何でも良い。Ｔｉｅ、には
多少の不純物が含まれていても良く、天然ルチルサンド
、アナターゼサンドなども使用することができる。

更に他の原料としては、ＡＭ、Ｏ，又は加熱によりＡＱ
、○、に分解する化合物を用いる。ＡＱ２０３成分はＡ
Ｑの酸化物であるならばどんなものでも良く、反応の活
性な点からすると非晶質アルミニウム酸化物が好ましい
。加熱によってＡＱ２０．を生成する化合物なら何んで
も差し支えない。例えば、ＡＱ（ＯＨ）、などでもよい
。

これらの原料の混合は、−散大ＮａニーＸ＋ＹＴ　ｉ２
　＋ＸＡＱ、ｘＯ□、において、ＸがＯ〜０．５．ｙが
Ｏ〜０．６となる組成割合で混合する。好ましくはＸは
０．１〜０．２．ｙは０．２〜０．４である。Ｘが０以
下或いは０．５以上では他相との混合相となり好ましく
ない、またｙがＯ以下ではフロイデンバージャイト、β
−アルミナ相の生成が多くなり。

ウィスカーの成長も良くなく、また０、６以上では部分
溶融すること、β−アルミナ相の生成が多くなり、ウィ
スカーの成長も良くないため好ましくない。

本発明は、上記の一般式中のｙ値により規定された過剰
のＮａ５Ｏ成分を添加することに特徴があり、この過剰
のＮａ、Ｏ成分が液相となり、ウィスカーの成長を促進
することができるのである。

Ｎａ１−ｘＴ　”ｌ＋ＸＡＱ　５−ｘｏ　Ｌ！化合物は
、前述のように斜方晶系トンネル構造であるが、Ｎａは
そのトンネル内を占有している。この化合物は不定比組
成を示し、トンネルの枠組中のＡＭ席をＴｉが規定（１
分子中２原子）以上置換することにより。

トンネル中のＮａは規定（１分子中１原子）以下に欠損
し空席を生ずる。したがって、Ｎａ量はＡＱを置換する
Ｔｉ量で決定されており、それ以上トンネル内を占有す
ることができない、したがってｙ値で占めるＮａ量は全
部過剰となるのである。

次いで、上記原料混合物、或いはこれらを一部同相反応
させたものを１０００〜１４００℃の温度、好ましくは
１３００〜１３５０℃に加熱して反応させ、ウィスカー
を成長させる。１０００℃以下では反応と成長に長時間
を要し、また１４００’Ｃ以上では溶融温度が１４１８
℃であるため、ｙ値が高いと部分溶融する。

原料混合物は一度１０００〜１３００℃の温度で３０分
〜１時間仮焼し、よく磨砕混合することが好ましい、そ
の仮焼物を１０００〜１４００℃、好ましくは１３００
〜１３５０℃で所定時間焼成してウィスカーを成長させ
る。焼成時間は焼成温度に関係するが、１０〜３０時間
が好ましい。１３００℃では１５〜２０時間程度で成長
する。

焼成物は、炉から直接取り出し、常温まで放冷する。製
造されたウィスカーは塊状集合体であるが、水又は温水
で洗滌し、乾燥後粉砕して分級する。

（実施例） 次に本発明の実施例を示す。

失ｌ旌よ 本例は、−散大Ｎ　ａｌＴｉ、＋ｘＡｆ１５−ｘ０，２
で−ｘ＋ｙ ｘ＝０．２としたＮ　ａ、　、、　Ｔ　ｉｚ　＊ｇ　Ａ
　（１４＋１１０　ｔｚ組成のウィスカーの合成の例で
ある。

原料はＮａ、Ｃｏ、、Ｔｉｅ、、ＡＭ２０．の各粉末を
上記−散大に従って秤量混合し、全体が２３〜２５ｇ程
度になるようにした。ｙ値は０〜０．６まで検討した。

この混合物を５０ｍｍ白金ルツボに入れ、１３００℃で
約３０分仮焼し、それを良く磨砕混合してから再び１３
００℃で２０〜２４時間加熱してウィスカーを合成した
。所定時間焼成した後、炉からルツボを取り出し、室温
まで放冷した。

焼成物は塊状集合体となっており、水冷・乾燥し、物理
的に粉砕して、合成和、ウィスカーサイズを調べた。合
成和は粉末ｘｇ回折法により、またウィスカーサイズは
水に分散させて透過顕微鏡で観察し測定した。

合成和の同定結果とＮａ、、ｗＴｉｚ、２Ａ　Ｑ　４ｍ
ｍ０□Ｒ組成のウィスカーサイズは第１表にまとめて示
す。

第１表より、ｙ値として示す過剰のＮａ２Ｏ成分の添加
の影響が、混合相の量及びウィスカーサイズに明瞭に現
れている。特にｙ値で０．２〜０．４に好結果が得られ
た５Ｎａ−β−ＡＱ、Ｏ，相が微量混在するが、補強材
などの用途では問題になる程の量ではない。

失直旌１ 本例は、−散大Ｎａ１−．．ｙＴｉ、＋ＸＡ　Ｑ　５−
ｘＯ，、でｘ＝０．１５とした時のＮａ、、、、Ｔｉ、
、、、Ａ　Ｑ、０．。

０□２組成のウィスカーの合成の例である。

原料はＮａ、Ｇｏ、、Ｔｉｅ２、Ａｍ、Ｏ，の各粉末を
上記−散大に従って秤量混合し、全体が２３〜２５ｇ程
度になるようにした。ｙ値は０〜０．６まで検討した。

この混合物を５０−〇白金ルツボに入れ、１３００℃で
約３０分仮焼し、それを良く磨砕混合してから再び１３
００℃で２０〜２４時間加熱してウィスカーを合成した
。所定時間焼成した後、炉からルツボを取り出し、室温
まで放冷した。

焼成物は塊状集合体となっており、水洗・乾燥後粉砕し
て合成和とウィスカーサイズを調べた。

その方法は実施例１と同じである。その結果をまとめて
第２表に示す。

第２表より、ｙ値として示す過剰のＮａ２Ｏ成分の添加
の影響が混合相の量及びウィスカーサイズに明瞭に現れ
ている。特にｙ値が０．２〜０．４に好結果を得た。微
量のＮａ−β−ＡＱ、○、相の混在を伴うが、補強材な
どの用途では問題となるような量ではない。

【以下余白］ （発明の効果） 以上説明したように１本発明によれば、Ｎａ、０成分を
若干過剰に用いるだけで、用いないときよりも数倍の長
さにウィスカーを成長させることができる。しかも、そ
の製造法は極めて簡単であるので、アルミナ系の新規な
ウィスカーの大量産法として有効である。

特許出願人　科学技術庁無機材質研究Ｍ炙瀬高信雄−一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｎａ＿２Ｏ又は加熱によりＮａ＿２Ｏに分解される化合
   物と、ＴｉＯ＿２又は加熱によりＴｉＯ＿２に分解され
   る化合物と、Ａｌ＿２Ｏ＿３又は加熱によりＡｌ＿２Ｏ
   ＿３に分解される化合物とを次の一般式 Ｎａ＿１＿−＿ｘ＿＋＿ｙＴｉ＿２＿＋＿ｘＡｌ＿５＿
   −＿ｘＯ＿１＿２（但し、ｘ＝０〜０．５、ｙ＝０〜０
   ．６）で示される組成割合に混合したもの或いはこれら
   を一度固相反応させたものを、１０００〜１４００℃の
   温度で加熱することを特徴とするＮａ＿１＿−＿ｘＴｉ
   ＿２＿＋＿ｘＡｌ＿５＿−＿ｘＯ＿１＿２（但し、ｘ＝
   ０〜０．５）組成で示される化合物ウィスカーの製造法
   。