JPH0429605B2 - - Google Patents
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Description
本発明の対象は、水酸化アルミニウム中の金属
酸化物の微細な分散体の製法である。 通常、このような微細な分散体は水酸化物を一
緒に沈殿させ、得られた生成物を加熱する事によ
り得られる。この種の方法は、次の文献に記載さ
れている： トーンエルデーインダストリーツアイトウング
（Tonerde−Industriezeitung）第94巻（1970年）、
Nr.2、第45ページ以降、 ジヤーナル オブ マテリアルス サイエンス
（Journal of Materials Science）第16巻（1981
年）、第3447〜3451ページ。 これらの方法は、実際に物質が互いに入りまじ
つた微細な分散体を供給するが、しかしながら、
使用された金属酸化物の塩溶液も、アルミニウム
含有溶液も別々に製造しなければならないので、
著しい出費を伴なう。塩混合物の使用の際には、
個々の成分の水酸化物沈殿の際のPH−値が等しく
ないので、既に工程中に成分の不十分な混合が生
じるという付加的な難点が生じる。 公知方法のもう１つの欠点は、水酸化物の沈殿
のために必要な中和工程の間に大量の廃塩が形成
する事である。この廃塩は沈殿中に取り込まれ、
慎重な洗浄によつて回収できるにすぎない（米国
特許第3586635号明細書参照）。 水酸化物分散体の他の製法は、たとえば元素ウ
ラン、ジルコニウム、トリウム、マグネシウム、
亜鉛、ニツケル、アルミニウムおよびチタンに対
して使用されるいわゆるゾル・ゲル技術である
（Journal Amer.Ceramic Soc.、Bull.51、第158
〜161ページ）。出発ゾルの粒径は非常に小さく、
固形物濃度は通常非常に低い。乾燥生成物を得る
ためには、高い含水量をまず費用のかかる過に
より下げねばならない。この場合、乾燥された生
成物は非常に低いかさ密度を有する。 極めて種々の金属酸化物が互いに入りまじつた
分散体を製造するもう１つの方法とみなす事がで
きるのは、ZrO2、TiO2およびAl2O3から成る酸
化物混合物において公知である、有機金属化合物
の加水分解である。この種の一方法は、ジヤーナ
ル オブ アメリカン セラミツク ソサイエテ
イー（Journal Amer.Ceramic Soc.）第50巻、
第532〜577ページに記載されている。 本発明の課題は、過湿り状態および均一な混
合状態で低い含水量、従つて高い固形物濃度を有
する水酸化アルミニウム中の金属酸化物および／
または金属水酸化物の微細な分散体の製造を簡単
かつ環境汚染の心配のない方法によつて可能にす
る事である。この課題は、本発明により特許請求
の範囲に記載された特徴により解決される。 本発明による方法はおもに、分散すべき金属酸
化物および／または金属水酸化物を過飽和のアル
ミン酸ナトリウム溶液の接種物質として使用する
事から成る。本方法の有効性は、金属酸化物に対
し付加的に水酸化アルミニウムで接種する場合特
に高く、その際水酸化アルミニウムでの接種を、
金属酸化物での接種の終了後にはじめて実施する
のがとくに有利である。 多数の試験により、金属酸化物の平均の粒径が
5μｍより小さい場合高い収率がわずかな結晶時
間で達成しうる事が判明した。これは粉砕によつ
て得られるが、その理由は“活性化された“結晶
表面が接種に利用され、それにより結晶化が促進
されるからである。この効果は、付加的接種物質
水酸化アルミニウムの平均粒径が3μｍより少な
い場合さらに増強される。 原則的には、アルミン酸ナトリウム溶液に室温
で不溶である限り、全ての金属酸化物および金属
水酸化物が接種物質として使用可能である。しか
し、バイト用セラミツクの製造のためには元素の
周期律第3Aおよび／または第4A族の金属の酸化
物の使用が特に有利に適当である。 本発明により製造された分散体を高い熱衝撃安
定性を有するバイト用セラミツクに引続き加工す
る際には、金属酸化物として二酸化ジルコニウ
ム、有利には部分的に安定化された二酸化ジルコ
ニウムを使用するのが有利である。しかし、金属
マグネシウム、コバルト、ニツケル、亜鉛、クロ
ム、鉄、トリウムの酸化物または希土類の酸化物
も使用する事ができる。 次に本発明を実施例につき詳述する： 例 １ Al2O3の大工業的製造のために公知のバイエル
法（Bayer−Prozess）からのアルミン酸ナトリ
ウム溶液（140ｇNa2Ofr.／．モル比Na2O／
Al2O3：1.6）を、耐熱性ビーカー中でかくはん
し、ZrO2（d50：6.3μｍ）で接種した。接種量は２
ｇ／、10ｇ／ないし20ｇ／であつた。結晶
化時間は１、６、24、48、72ないしは96時間であ
つた。温度は全ての場合に40℃であつた。24時間
後、走査電子顕微鏡観察で全てのZrO2粒子はAl
（OH）3の皮膜を有する。下記の表は、ZrO2の結
晶時間ならびに塩溶液中に存在するAl（OH）3の
パーセントの収率を示す。 本例は、接種量および結晶化時間の変化により
ZrO2含分を著しく変える事ができる事を示す。
塩溶液中に存在する水酸化アルミニウムの1.4％
にほぼ相当するZrO22ｇ／の接種量は、非常に
わずかな効果（収率13.3％）しか生じない。従つ
て、このわずかな量の使用は意味がない。結晶化
時間は24〜72時間であるべきである。24時間内で
も結晶化は生じるが、収率はひじようにわずかで
ある。72時間より上では、沈殿は10〜50ｇ／の
接種量ではひじように緩慢にしか進行しない。よ
り高い接種量は実験で意味がない事が立証され
た。その理由は全てのZrO2粒子が水酸化アルミ
ニウム粒子により包囲されていないで、沈殿の後
処理の際にZrO2粒子が水酸化アルミニウム粒子
から分離する危険があるからである。
酸化物の微細な分散体の製法である。 通常、このような微細な分散体は水酸化物を一
緒に沈殿させ、得られた生成物を加熱する事によ
り得られる。この種の方法は、次の文献に記載さ
れている： トーンエルデーインダストリーツアイトウング
（Tonerde−Industriezeitung）第94巻（1970年）、
Nr.2、第45ページ以降、 ジヤーナル オブ マテリアルス サイエンス
（Journal of Materials Science）第16巻（1981
年）、第3447〜3451ページ。 これらの方法は、実際に物質が互いに入りまじ
つた微細な分散体を供給するが、しかしながら、
使用された金属酸化物の塩溶液も、アルミニウム
含有溶液も別々に製造しなければならないので、
著しい出費を伴なう。塩混合物の使用の際には、
個々の成分の水酸化物沈殿の際のPH−値が等しく
ないので、既に工程中に成分の不十分な混合が生
じるという付加的な難点が生じる。 公知方法のもう１つの欠点は、水酸化物の沈殿
のために必要な中和工程の間に大量の廃塩が形成
する事である。この廃塩は沈殿中に取り込まれ、
慎重な洗浄によつて回収できるにすぎない（米国
特許第3586635号明細書参照）。 水酸化物分散体の他の製法は、たとえば元素ウ
ラン、ジルコニウム、トリウム、マグネシウム、
亜鉛、ニツケル、アルミニウムおよびチタンに対
して使用されるいわゆるゾル・ゲル技術である
（Journal Amer.Ceramic Soc.、Bull.51、第158
〜161ページ）。出発ゾルの粒径は非常に小さく、
固形物濃度は通常非常に低い。乾燥生成物を得る
ためには、高い含水量をまず費用のかかる過に
より下げねばならない。この場合、乾燥された生
成物は非常に低いかさ密度を有する。 極めて種々の金属酸化物が互いに入りまじつた
分散体を製造するもう１つの方法とみなす事がで
きるのは、ZrO2、TiO2およびAl2O3から成る酸
化物混合物において公知である、有機金属化合物
の加水分解である。この種の一方法は、ジヤーナ
ル オブ アメリカン セラミツク ソサイエテ
イー（Journal Amer.Ceramic Soc.）第50巻、
第532〜577ページに記載されている。 本発明の課題は、過湿り状態および均一な混
合状態で低い含水量、従つて高い固形物濃度を有
する水酸化アルミニウム中の金属酸化物および／
または金属水酸化物の微細な分散体の製造を簡単
かつ環境汚染の心配のない方法によつて可能にす
る事である。この課題は、本発明により特許請求
の範囲に記載された特徴により解決される。 本発明による方法はおもに、分散すべき金属酸
化物および／または金属水酸化物を過飽和のアル
ミン酸ナトリウム溶液の接種物質として使用する
事から成る。本方法の有効性は、金属酸化物に対
し付加的に水酸化アルミニウムで接種する場合特
に高く、その際水酸化アルミニウムでの接種を、
金属酸化物での接種の終了後にはじめて実施する
のがとくに有利である。 多数の試験により、金属酸化物の平均の粒径が
5μｍより小さい場合高い収率がわずかな結晶時
間で達成しうる事が判明した。これは粉砕によつ
て得られるが、その理由は“活性化された“結晶
表面が接種に利用され、それにより結晶化が促進
されるからである。この効果は、付加的接種物質
水酸化アルミニウムの平均粒径が3μｍより少な
い場合さらに増強される。 原則的には、アルミン酸ナトリウム溶液に室温
で不溶である限り、全ての金属酸化物および金属
水酸化物が接種物質として使用可能である。しか
し、バイト用セラミツクの製造のためには元素の
周期律第3Aおよび／または第4A族の金属の酸化
物の使用が特に有利に適当である。 本発明により製造された分散体を高い熱衝撃安
定性を有するバイト用セラミツクに引続き加工す
る際には、金属酸化物として二酸化ジルコニウ
ム、有利には部分的に安定化された二酸化ジルコ
ニウムを使用するのが有利である。しかし、金属
マグネシウム、コバルト、ニツケル、亜鉛、クロ
ム、鉄、トリウムの酸化物または希土類の酸化物
も使用する事ができる。 次に本発明を実施例につき詳述する： 例 １ Al2O3の大工業的製造のために公知のバイエル
法（Bayer−Prozess）からのアルミン酸ナトリ
ウム溶液（140ｇNa2Ofr.／．モル比Na2O／
Al2O3：1.6）を、耐熱性ビーカー中でかくはん
し、ZrO2（d50：6.3μｍ）で接種した。接種量は２
ｇ／、10ｇ／ないし20ｇ／であつた。結晶
化時間は１、６、24、48、72ないしは96時間であ
つた。温度は全ての場合に40℃であつた。24時間
後、走査電子顕微鏡観察で全てのZrO2粒子はAl
（OH）3の皮膜を有する。下記の表は、ZrO2の結
晶時間ならびに塩溶液中に存在するAl（OH）3の
パーセントの収率を示す。 本例は、接種量および結晶化時間の変化により
ZrO2含分を著しく変える事ができる事を示す。
塩溶液中に存在する水酸化アルミニウムの1.4％
にほぼ相当するZrO22ｇ／の接種量は、非常に
わずかな効果（収率13.3％）しか生じない。従つ
て、このわずかな量の使用は意味がない。結晶化
時間は24〜72時間であるべきである。24時間内で
も結晶化は生じるが、収率はひじようにわずかで
ある。72時間より上では、沈殿は10〜50ｇ／の
接種量ではひじように緩慢にしか進行しない。よ
り高い接種量は実験で意味がない事が立証され
た。その理由は全てのZrO2粒子が水酸化アルミ
ニウム粒子により包囲されていないで、沈殿の後
処理の際にZrO2粒子が水酸化アルミニウム粒子
から分離する危険があるからである。
【表】
例 ２
例２は例１と同様に実施したが、使用した
ZrO2を接種直前にd50：1.2μｍの粒径に粉砕した。
微細な接種物は小さい粒径による混合物中で
ZrO2の良好な分配のほかにAl（OH）3のより高い
収率も惹起する事が認められる。例１に対し付加
的に、ZrO2／Al（OH）3粒子の平均粒径が記載さ
れている。
ZrO2を接種直前にd50：1.2μｍの粒径に粉砕した。
微細な接種物は小さい粒径による混合物中で
ZrO2の良好な分配のほかにAl（OH）3のより高い
収率も惹起する事が認められる。例１に対し付加
的に、ZrO2／Al（OH）3粒子の平均粒径が記載さ
れている。
【表】
例 ３
例３は例２と同様に実施した。しかし総収量を
さらに改良し、生成物の個々の粒子の粒径を下げ
るために付加的にAl（OH）3で接種した。このた
め、ZrO2接種物に非常に微細なAl（OH）3接種物
（d50：1.2μｍ）１ｇ／を混和した。Al（OH）3接
種物は、あらかじめできるだけ高い接種活性を示
す粒径に粉砕した。接種物に対する結晶はZrO2
に対する結晶化に対し競争反応として生じ、
ZrO2粒子上でのAl（OH）3の薄層の形成を惹起す
る。
さらに改良し、生成物の個々の粒子の粒径を下げ
るために付加的にAl（OH）3で接種した。このた
め、ZrO2接種物に非常に微細なAl（OH）3接種物
（d50：1.2μｍ）１ｇ／を混和した。Al（OH）3接
種物は、あらかじめできるだけ高い接種活性を示
す粒径に粉砕した。接種物に対する結晶はZrO2
に対する結晶化に対し競争反応として生じ、
ZrO2粒子上でのAl（OH）3の薄層の形成を惹起す
る。
【表】
Al（OH）3での接種を約24時間ないしは48時間、
時間を変えて行ない、最初の結晶化相の間Al
（OH）3層は競争反応なしに成長しうる。粒径に
ついては結果は、例２と例３との間にある。
時間を変えて行ない、最初の結晶化相の間Al
（OH）3層は競争反応なしに成長しうる。粒径に
ついては結果は、例２と例３との間にある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 過飽和のアルミン酸ナトリウム溶液を、アル
ミン酸ナトリウム溶液に不溶の金属酸化物およ
び／または金属水酸化物少なくとも１種から成る
粒子で接種し、１時間より多い滞留時間後、晶出
した固形物を溶液から分離し、乾燥する事を特徴
とする、水酸化アルミニウム中の金属酸化物およ
び／または金属水酸化物の微細な分散体の製法。 ２ 接種物の重量が、アルミン酸ナトリウム溶溶
中に溶解した水酸化アルミニウムの２〜40％であ
り、結晶化を24〜72時間実施する、特許請求の範
囲第１項記載の方法。 ３ 付加的に水酸化アルミニウムで接種する、特
許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 水酸化アルミニウムでの接種を、金属酸化物
での接種の終結後に実施する、特許請求の範囲第
１項〜第３項のいずれか１項記載の方法。 ５ 金属酸化物および／または金属水酸化物を、
5μｍより小さい平均粒径に粉砕し、その直後に
接種物として装入する、特許請求の範囲第１項〜
第４項のいずれか１項記載の方法。 ６ 付加的に使用される水酸化アルミニウムの平
均粒径が3μｍより少ない、特許請求の範囲第１
項〜第５項のいずれか１項記載の方法。 ７ 金属酸化物として元素の周期律第3Aおよ
び／または第4A族の金属の酸化物を使用する、
特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項記
載の方法。 ８ 金属酸化物として二酸化ジルコニウムを使用
する、特許請求の範囲第１項〜第７項のいずれか
１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE3308008A DE3308008C1 (de) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Verfahren zur Herstellung feinverteilter Dispersionen von Metalloxiden in Aluminiumhydroxid |
| DE3308008.9 | 1983-03-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59174522A JPS59174522A (ja) | 1984-10-03 |
| JPH0429605B2 true JPH0429605B2 (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=6192726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59041487A Granted JPS59174522A (ja) | 1983-03-07 | 1984-03-06 | 水酸化アルミニウム中の金属酸化物および／または金属水酸化物の微細な分散体の製法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0121043B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59174522A (ja) |
| AT (1) | ATE62005T1 (ja) |
| BR (1) | BR8400907A (ja) |
| DE (2) | DE3308008C1 (ja) |
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-
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-
1984
- 1984-01-23 DE DE8484100659T patent/DE3484321D1/de not_active Expired - Lifetime
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- 1984-02-27 BR BR8400907A patent/BR8400907A/pt not_active IP Right Cessation
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- 1984-03-07 US US06/587,259 patent/US4574001A/en not_active Expired - Fee Related
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| DE3308008C1 (de) | 1984-10-11 |
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