JPH06191835A - Production of alpha-alumina - Google Patents

Production of alpha-alumina

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JPH06191835A
JPH06191835A JP5156071A JP15607193A JPH06191835A JP H06191835 A JPH06191835 A JP H06191835A JP 5156071 A JP5156071 A JP 5156071A JP 15607193 A JP15607193 A JP 15607193A JP H06191835 A JPH06191835 A JP H06191835A
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JP
Japan
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alumina
transition
producing
raw material
gas
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Application number
JP5156071A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahide Mori
正英 毛利
Yoshio Uchida
義男 内田
Yoshinari Sawabe
佳成 沢辺
Takashi Watanabe
尚 渡辺
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06191835A publication Critical patent/JPH06191835A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a fine and uniform high purity powdery alpha-alumina narrow in particle size distribution and made of an alpha-alumina single crystal particle containing no aggregated particle and having polyhedron shape more than octahedron from an alumina raw material of various kinds, purity, shape, particle size and composition. CONSTITUTION:This powdery alpha-alumina made of alpha-alumina single crystal article is produced by firing a transition alumina and/or an alumina raw material to be the transition alumina by heat treating in an atmospheric gas containing >=1vol.% gaseous hydrogen chloride or in which >=1vol.% gaseous hydrogen chloride and >=0.1vol.% steam are introduced at >=600 deg.C to <=1400 deg.C, preferably >=800 deg.C to <=1200 deg.C. Aluminum hydroxide, alum, alum earth, etc., are used as the alumina raw material to be the transition alumina by heat treating.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、α−アルミナの製造方
法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing α-alumina.

【0002】[0002]

【従来の技術】α−アルミナ粉末は、研磨材、焼結体用
原料、プラズマ溶射材、充填材等に広く用いられてい
る。従来の一般的な製造方法により得られるα−アルミ
ナ粉末は、形状が不均一な多結晶体で、凝集粒子を多く
含み、粒度分布が広い、また用途によってはアルミナ純
度が低い等の問題があった。これらの問題点を克服する
ために、特定の用途においては後述する特殊な製造方法
によるα−アルミナ粉末が用いられてきた。しかしなが
ら、このような方法によってもα−アルミナの形状や粒
径を任意に制御することはできず、これまで粒度分布の
狭いα−アルミナ粉末を製造することは困難であった。
2. Description of the Related Art α-Alumina powder is widely used as an abrasive, a raw material for a sintered body, a plasma spray material, a filler and the like. The α-alumina powder obtained by a conventional general production method has a problem that it is a polycrystalline body having a non-uniform shape, contains many agglomerated particles, has a wide particle size distribution, and has a low alumina purity depending on the application. It was In order to overcome these problems, α-alumina powder has been used in a specific application by a special manufacturing method described later. However, even by such a method, the shape and particle size of α-alumina cannot be arbitrarily controlled, and it has been difficult to produce α-alumina powder having a narrow particle size distribution.

【0003】α−アルミナ粉末の特殊な製造方法として
は、水酸化アルミニウムの水熱処理による方法(以下、
水熱処理法という)、水酸化アルミニウムにフラックス
を添加して溶融して析出させる方法(以下、フラックス
法という)および水酸化アルミニウムを鉱化剤の存在下
で焼成する方法等が知られている。
As a special method for producing α-alumina powder, a method of hydrothermal treatment of aluminum hydroxide (hereinafter, referred to as
Known methods include a hydrothermal treatment method), a method of adding flux to aluminum hydroxide to melt and precipitate (hereinafter referred to as a flux method), a method of firing aluminum hydroxide in the presence of a mineralizer, and the like.

【0004】まず、水熱処理法としては、特公昭57─
22886号公報にはコランダムを種晶として添加し粒
径を制御する方法が開示されているが、高温、高圧下で
の合成であり、得られるα−アルミナ粉末が高価になる
という問題があった。また、松井らの研究(ハイドロサ
ーマル反応、2巻、71〜78頁:水熱法によるアルミ
ナ単結晶の育成)によれば、水熱育成法(水熱処理法)
によりサファイア(α−アルミナ)種晶上にクロムを含
有するアルミナ単結晶を成長させて得られるα−アルミ
ナ単結晶にはひびが存在している。その原因を明らかに
するために結晶内部の均一性をしらべたところ、種晶と
成長結晶の境界部分に大きな歪みが存在し、境界近くの
成長結晶内で転移密度に対応すると考えられるエッチピ
ット密度も大きいことが確認され、ひびはこのような歪
みや欠陥と関連があると予想されるとともに、水熱育成
法の場合、結晶内にOH基や水が含有され易く、歪みや
欠陥の原因になることが考えられるとしている。
First, as a hydrothermal treatment method, Japanese Patent Publication No.
No. 22886 discloses a method of controlling the particle size by adding corundum as a seed crystal, but it is a synthesis under high temperature and high pressure, and there is a problem that the obtained α-alumina powder becomes expensive. . According to the research by Matsui et al. (Hydrothermal reaction, Volume 2, pages 71 to 78: Growth of alumina single crystal by hydrothermal method), hydrothermal growth method (hydrothermal treatment method)
Therefore, cracks are present in the α-alumina single crystal obtained by growing the chromium-containing alumina single crystal on the sapphire (α-alumina) seed crystal. In order to clarify the cause, we investigated the internal uniformity of the crystal and found that there was a large strain at the boundary between the seed crystal and the grown crystal, and the etch pit density was considered to correspond to the dislocation density in the grown crystal near the boundary. It is also confirmed that the cracks are related to such strains and defects, and in the case of the hydrothermal growth method, OH groups and water are likely to be contained in the crystal, which may cause the strains and defects. It is supposed to be.

【0005】次に、フラックス法は、α−アルミナ粉末
を研磨材、充填材等に用いる目的でその形状や粒径を制
御する方法として提案されてきた。例えば、特開平3─
131517号公報には、融点が800℃以下のフッ素
系フラックスの存在下に水酸化アルミニウムを仮焼する
ことにより、平均粒径が2〜20μmであり、六方最密
格子であるα−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子
径をD、六方格子面に垂直な粒子径をHとしたとき、D
/H比が5〜40の六角板状のα−アルミナ粒子を製造
する方法が開示されている。しかし、この方法では、粒
径が2μm以下の微細なα−アルミナ粉末ができず、ま
た形状はすべて板状であり、形状や粒径を任意に制御す
ることは不可能であった。また、得られたα−アルミナ
粉末は、研磨材、充填材および単結晶用原料等の用途に
は必ずしも十分なものではなかった。
Next, the flux method has been proposed as a method of controlling the shape and particle size of α-alumina powder for the purpose of using it as an abrasive, a filler and the like. For example, JP-A-3-
No. 131517 discloses that hexagonal α-alumina hexagons having a hexagonal close-packed lattice having an average particle diameter of 2 to 20 μm by calcining aluminum hydroxide in the presence of a fluorine-based flux having a melting point of 800 ° C. or less. Let D be the maximum particle size parallel to the lattice plane and H be the particle size perpendicular to the hexagonal lattice plane.
A method for producing hexagonal plate-shaped α-alumina particles having a / H ratio of 5 to 40 is disclosed. However, with this method, a fine α-alumina powder having a particle size of 2 μm or less cannot be formed, and the shape is all plate-like, and it is impossible to arbitrarily control the shape and particle size. Further, the obtained α-alumina powder was not always sufficient for use as an abrasive, a filler, a raw material for a single crystal and the like.

【0006】α−アルミナ粉末の一般的でかつ最も安価
な製造方法はバイヤー法である。バイヤー法において
は、原料であるボーキサイトからα−アルミナ粉末を製
造する中間段階で水酸化アルミニウムまたは遷移アルミ
ナが得られる。水酸化アルミニウムまたは遷移アルミナ
を大気中で焼成することにより、α−アルミナ粉末が製
造されている。
The most common and cheapest method for producing α-alumina powder is the Bayer method. In the Bayer method, aluminum hydroxide or transition alumina is obtained in the intermediate step of producing α-alumina powder from the raw material bauxite. The α-alumina powder is produced by firing aluminum hydroxide or transition alumina in the atmosphere.

【0007】中間段階において工業的に安価に得られる
水酸化アルミニウムまたは遷移アルミナは、通常、粒子
径が10μmより大きな凝集粒子であり、これらの水酸
化アルミニウムまたは遷移アルミナを大気中で焼成して
得られる従来のα−アルミナ粉末は、凝集した粗粒を含
む、形状が不定形の粉末であった。この凝集した粗粒を
含むα−アルミナ粉末は、それぞれの用途に応じてボー
ルミルや振動ミルを使用して解砕工程を経て製品とされ
るが、解砕は必ずしも容易ではなく、そのために解砕コ
ストもかかり、また、解砕が困難なα−アルミナ粉末は
長時間にわたる解砕のために微粉末の発生や異物の混入
が生じ、特に研磨材としては不適当なα−アルミナ粉末
となる欠点を有していた。
Aluminum hydroxide or transition alumina which is industrially inexpensively obtained in the intermediate stage is usually agglomerated particles having a particle size of more than 10 μm, and these aluminum hydroxide or transition alumina can be obtained by firing in the air. The obtained conventional α-alumina powder was an irregularly-shaped powder containing agglomerated coarse particles. This α-alumina powder containing agglomerated coarse particles is made into a product through a crushing process using a ball mill or a vibration mill according to each application, but crushing is not always easy, and therefore crushing is not necessary. A costly and difficult to disintegrate an α-alumina powder, which causes disintegration of fine powder and inclusion of foreign substances due to long-term disintegration, and becomes an α-alumina powder particularly unsuitable as an abrasive. Had.

【0008】このような問題を解決するために幾つかの
提案がなされてきた。例えば、α−アルミナ粒子の形状
を改良する方法として、特開昭59─97528号公報
には、原料にバイヤー法による水酸化アルミニウムを用
い、アンモニウムを含むホウ素およびホウ素系鉱化剤の
存在下に仮焼することにより、平均粒径が1〜10μm
であり、前記したD/H比が1に近いα−アルミナ粉末
を製造する方法が開示されている。しかし、この方法は
鉱化剤として添加したホウ素あるいはフッ素含有物質が
α−アルミナ中に残存するとともに、焼成時に凝集体を
生成するという欠点を有する。
Several proposals have been made to solve such problems. For example, as a method for improving the shape of α-alumina particles, JP-A-59-97528 discloses that aluminum hydroxide by Bayer method is used as a raw material and boron containing ammonium and a boron-based mineralizer are used. By calcination, the average particle size is 1 to 10 μm
And a method for producing an α-alumina powder having a D / H ratio close to 1 is disclosed. However, this method has the drawback that the boron- or fluorine-containing substance added as a mineralizer remains in the α-alumina and forms aggregates during firing.

【0009】さらに、バイヤー法により得られるナトリ
ウム含有水酸化アルミニウムを仮焼する際、効率よく脱
ナトリウムを行うと同時に、粒子径をコントロールする
方法として、フッ化アルミニウム、氷晶石等のフッ化物
および塩素、塩化水素等の塩素含有化合物の存在下で仮
焼する方法が英国特許第990801号に、また、ホウ
酸および塩化アンモニウム、塩酸または塩化アルミニウ
ムの存在下に仮焼する方法が西ドイツ国特許第1767
511号にそれぞれ開示されている。しかし、前者の方
法はフッ化アルミニウム等の鉱化剤を固体で混合するか
あるいは塩素およびフッ素ガスに水を添加することなく
供給し焼成するため、生成したアルミナ粒子は形状が不
均一であり、粉末の粒度分布が広い等の品質上の問題が
あった。また、後者の方法は鉱化剤として添加したホウ
酸がホウ素含有物質としてα−アルミナ中に残存する。
さらに、これらの方法は脱ナトリウムが主目的であるた
め、ナトリウムが脱ナトリウム剤と反応して生成したN
aClやNa2SO4 等のナトリウム塩を昇華ないしは
分解させるために1200℃以上の高温で焼成しなけれ
ばならない等の不都合がある。
Further, when calcining the sodium-containing aluminum hydroxide obtained by the Bayer method, it is possible to efficiently remove sodium and at the same time, to control the particle size, fluorides such as aluminum fluoride and cryolite, and The method of calcination in the presence of a chlorine-containing compound such as chlorine and hydrogen chloride is British Patent No. 990801, and the method of calcination in the presence of boric acid and ammonium chloride, hydrochloric acid or aluminum chloride is West German Patent No. 1767
No. 511, respectively. However, in the former method, a mineralizer such as aluminum fluoride is mixed in a solid state, or chlorine and fluorine gas are supplied without adding water and fired, so that the generated alumina particles have a non-uniform shape. There was a quality problem such as a wide particle size distribution of the powder. In the latter method, boric acid added as a mineralizer remains in α-alumina as a boron-containing substance.
Further, since these methods are mainly aimed at sodium removal, sodium produced by reaction with sodium
There is a disadvantage that the sodium salt such as aCl or Na 2 SO 4 has to be fired at a high temperature of 1200 ° C. or higher in order to sublime or decompose it.

【0010】アルミナと塩化水素ガスの反応について
は、粒径2〜3mmに焼結されたα−アルミナと塩化水
素と、生成物の塩化アルミニウムとの反応平衡定数に関
する研究がツァイトシュリフト・フューレ・アンオルガ
ニッシェ・ウント・アルゲマイネ・ケミー(Zeit.
fur Anorg.und Allg.Chem.)
209頁、21巻(1932年)に報告されている。こ
の報告では原料の置かれた場所とは別の場所にα−アル
ミナが生成しているが、六角板状のものしか得られてい
ない。
Regarding the reaction between alumina and hydrogen chloride gas, a study on the reaction equilibrium constant between α-alumina sintered with a particle size of 2 to 3 mm and hydrogen chloride and aluminum chloride as a product is described by Zeitschrift Furet. An Organiche und Argemeine Chemie (Zeit.
fur Anorg. und Allg. Chem. )
209, 21 (1932). In this report, α-alumina is generated in a place different from the place where the raw material is placed, but only hexagonal plate-shaped ones are obtained.

【0011】特公昭43−8929号公報には、アルミ
ナ水和物を塩化アンモニウムとともに仮焼することによ
り、不純物の少ない平均粒径10μm以下のアルミナを
製造する方法が開示されている。しかし、この方法で得
られたアルミナ粉末は粒度分布が広いものであった。し
たがって、これまでα−アルミナの単結晶粒子でその純
度や粒子内での構造の均質性において十分に満足できる
ものは未だ得られていなかった。
Japanese Examined Patent Publication (Kokoku) No. 43-8929 discloses a method for producing alumina containing a small amount of impurities and having an average particle size of 10 μm or less by calcining alumina hydrate together with ammonium chloride. However, the alumina powder obtained by this method had a wide particle size distribution. Therefore, until now, no single crystal particles of α-alumina have been obtained which are sufficiently satisfactory in terms of the purity and the homogeneity of the structure within the particles.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上記した問題を解決して、様々なアルミナ原料から
出発して、均質な、凝集粒子でないα−アルミナ単結晶
粒子からなる粉末状のα−アルミナを提供することにあ
る。特に、8面体以上の多面体の形状を有し、D/Hが
0.5以上3.0以下で、粒度分布が狭く、アルミナ純
度が高く、粒子内の組成が均一で、構造的にも均質なα
−アルミナ単結晶粒子からなる粉末状のα−アルミナを
提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to start from various alumina raw materials, and to obtain a powdery form of homogeneous α-alumina single crystal particles which are not agglomerated particles. Of α-alumina. In particular, it has a polyhedron shape of octahedron or more, D / H of 0.5 or more and 3.0 or less, narrow particle size distribution, high alumina purity, uniform composition in particles, and structurally homogeneous. Na α
-To provide powdery α-alumina composed of alumina single crystal particles.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明はつぎの発明から
なる。 (1)遷移アルミナおよび/または熱処理により遷移ア
ルミナとなるアルミナ原料を、塩化水素ガスを1体積%
以上含有する雰囲気ガス中にて、600℃以上で焼成す
ることを特徴とするα−アルミナの製造方法。 (2)遷移アルミナおよび/または熱処理により遷移ア
ルミナとなるアルミナ原料を、雰囲気ガス中に塩素ガス
を1体積%以上および水蒸気を0.1体積%以上を導入
して、600℃以上で焼成することを特徴とするα−ア
ルミナの製造方法。
The present invention comprises the following inventions. (1) Transition alumina and / or alumina raw material which becomes transition alumina by heat treatment, hydrogen chloride gas at 1% by volume
A method for producing α-alumina, which comprises firing at 600 ° C. or higher in an atmosphere gas containing the above. (2) A transition alumina and / or an alumina raw material which becomes a transition alumina by heat treatment is introduced at a temperature of 600 ° C. or higher by introducing 1 volume% or more of chlorine gas and 0.1 volume% or more of steam into an atmosphere gas. A method for producing α-alumina, comprising:

【0014】(3)焼成の温度が600℃以上1400
℃以下である項(1)または(2)記載のα−アルミナ
の製造方法。 (4)焼成の温度が800℃以上1200℃以下である
項(1)または(2)記載のα−アルミナの製造方法。 (5)熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料と
して水酸化アルミニウムを用いることを特徴とする項
(1)、(2)または(3)記載のα−アルミナの製造
方法。 (6)熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料と
して明バンまたは硫バンを用いることを特徴とする項
(1)、(2)または(3)記載のα−アルミナの製造
方法。
(3) The firing temperature is 600 ° C. or higher and 1400
The method for producing α-alumina according to item (1) or (2), which has a temperature of at most 0 ° C. (4) The method for producing α-alumina according to item (1) or (2), wherein the firing temperature is 800 ° C or higher and 1200 ° C or lower. (5) The method for producing α-alumina according to the item (1), (2) or (3), characterized in that aluminum hydroxide is used as an alumina raw material which becomes transition alumina by heat treatment. (6) The method for producing α-alumina according to item (1), (2), or (3), characterized in that light vane or vanadium sulphate is used as an alumina raw material to be transition alumina by heat treatment.

【0015】(7)遷移アルミナおよび/または熱処理
により遷移アルミナとなるアルミナ原料を、塩化水素ガ
スを1体積%以上含有する雰囲気ガス中にて、600℃
以上1400℃以下で焼成して、均質で、8面以上の多
面体形状を有し、六方最密格子であるα−アルミナの六
方格子面に平行な最大粒子径をD、六方格子面に垂直な
粒子径をHとしたとき、D/Hが0.5以上3.0以下
であるα−アルミナ単結晶粒子からなる粉末状のα−ア
ルミナを得ることを特徴とするα−アルミナの製造方
法。 (8)遷移アルミナおよび/または熱処理により遷移ア
ルミナとなるアルミナ原料を、雰囲気ガス中に塩素ガス
を1体積%以上および水蒸気を0.1体積%以上を導入
して、600℃以上1400℃以下で焼成して、均質
で、8面以上の多面体形状を有し、六方最密格子である
α−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子径をD、六
方格子面に垂直な粒子径をHとしたとき、D/Hが0.
5以上3.0以下であるα−アルミナ単結晶粒子からな
る粉末状のα−アルミナを得ることを特徴とするα−ア
ルミナの製造方法。
(7) The transition alumina and / or the alumina raw material which becomes the transition alumina by heat treatment is heated to 600 ° C. in an atmosphere gas containing hydrogen chloride gas in an amount of 1% by volume or more.
It is fired at 1400 ° C. or less, has a uniform, polyhedral shape with 8 or more faces, and has a maximum particle diameter D parallel to the hexagonal lattice plane of α-alumina, which is a hexagonal close-packed lattice, and is perpendicular to the hexagonal lattice plane. A method for producing α-alumina, characterized in that powdery α-alumina composed of α-alumina single crystal particles having a D / H of 0.5 or more and 3.0 or less, where H is the particle diameter. (8) At 600 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower, by introducing 1 vol% or more of chlorine gas and 0.1 vol% or more of steam into the atmosphere gas, the transition alumina and / or the alumina raw material to be transition alumina by heat treatment are introduced. It is calcined and has a polyhedral shape of 8 or more faces that is homogeneous and has a maximum particle diameter D parallel to the hexagonal lattice surface of α-alumina, which is a hexagonal close-packed lattice, and a particle diameter H perpendicular to the hexagonal lattice surface. When D / H is 0.
A method for producing α-alumina, which comprises obtaining powdery α-alumina consisting of α-alumina single crystal particles having a particle size of 5 or more and 3.0 or less.

【0016】(9)10面以上の多面体形状を有するこ
とを特徴とする項(7)または(8)記載のα−アルミ
ナ単結晶粒子からなるα−アルミナの製造方法。 (10)α−アルミナ単結晶粒子の数平均粒径が0.1
μm以上30μm以下で、累積粒度分布の微粒側から累
積10%、累積90%の粒径をそれぞれD10、D90
としたとき、D90/D10が10以下である粒度分布
を有する項(7)または(8)記載のα−アルミナの製
造方法。 (11)アルミナ純度が99.90重量%以上であるこ
とを特徴とする項(7)または(8)記載のα−アルミ
ナの製造方法。
(9) The method for producing α-alumina comprising α-alumina single crystal particles according to item (7) or (8), which has a polyhedral shape with 10 or more faces. (10) The number average particle diameter of α-alumina single crystal particles is 0.1.
If the particle size is 30 μm or more and 30 μm or less, the particle size of 10% cumulative and 90% cumulative from the fine particle side of the cumulative particle size distribution are D10 and D90, respectively.
The method for producing α-alumina according to item (7) or (8), which has a particle size distribution in which D90 / D10 is 10 or less. (11) The method for producing α-alumina according to item (7) or (8), wherein the alumina purity is 99.90% by weight or more.

【0017】以下に本発明について詳しく説明する。本
発明のα−アルミナの製造においては、原料として遷移
アルミナまたは熱処理により遷移アルミナとなるアルミ
ナ原料が用いられる。遷移アルミナとは、Al2 3
して表される多形を有するアルミナのうち、α形以外の
全てのアルミナを意味する。具体的には、γ−アルミ
ナ、δ−アルミナ、θ−アルミナを例示することができ
る。
The present invention will be described in detail below. In the production of α-alumina of the present invention, transition alumina or an alumina raw material which becomes a transition alumina by heat treatment is used as a raw material. By transitional alumina is meant all of the alumina having the polymorphic form represented by Al 2 O 3 except the α form. Specific examples include γ-alumina, δ-alumina, and θ-alumina.

【0018】熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ
原料とは、本発明の製造方法の焼成工程において、遷移
アルミナを経由して目的とする粉末状のα−アルミナを
与える遷移アルミナの前駆体を意味する。具体的には、
水酸化アルミニウム;硫バン(硫酸アルミニウム);硫
酸アルミニウムカリウムおよび硫酸アルミニウムアンモ
ニウム等のいわゆる明バン類;アンモニウムアルミニウ
ム炭酸塩の他、アルミナゲル、例えば、アルミニウムの
水中放電法によるアルミナゲル等を挙げることができ
る。
The alumina raw material which becomes the transition alumina by the heat treatment means a transition alumina precursor which gives the desired powdery α-alumina via the transition alumina in the firing step of the production method of the present invention. In particular,
Aluminum hydroxide; van sulphate (aluminum sulphate); so-called light vanes such as potassium aluminum sulphate and aluminum ammonium sulphate; ammonium aluminum carbonate, as well as alumina gels such as alumina gels produced by the underwater discharge method of aluminum. it can.

【0019】遷移アルミナおよび熱処理により遷移アル
ミナとなるアルミナ原料の合成方法は特に限定されな
い。例えば、水酸化アルミニウムはバイヤー法、有機ア
ルミニウム化合物(アルミニウムイソプロポキシド等)
の加水分解法あるいはコンデンサー等のエッチング廃液
から得られるアルミニウム化合物を出発原料として合成
する方法等により得ることができる。
The method of synthesizing the transition alumina and the alumina raw material which becomes the transition alumina by heat treatment is not particularly limited. For example, aluminum hydroxide is Bayer method, organoaluminum compound (aluminum isopropoxide, etc.)
Can be obtained by the hydrolysis method described above or a method of synthesizing an aluminum compound obtained from an etching waste liquid such as a capacitor as a starting material.

【0020】本発明の方法によれば、バイヤー法のよう
な工業的に安価な方法で得られる粒子径が10μm以上
の水酸化アルミニウムや遷移アルミナを原料として用い
て、目的とする粉末状のα−アルミナを得ることができ
る。遷移アルミナは、水酸化アルミニウムを熱処理する
方法、硫酸アルミニウムの分解法、明バン分解法、塩化
アルミニウムの気相分解法あるいはアンモニウムアルミ
ニウム炭酸塩の分解法等により得られる。
According to the method of the present invention, aluminum hydroxide or transition alumina having a particle size of 10 μm or more obtained by an industrially inexpensive method such as the Bayer method is used as a raw material, and the target powdery α -Alumina can be obtained. The transition alumina can be obtained by a method of heat-treating aluminum hydroxide, a method of decomposing aluminum sulfate, a method of decomposing vanadium, a method of decomposing aluminum chloride or a method of decomposing ammonium ammonium carbonate.

【0021】本発明においては、上記の遷移アルミナま
たは熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料を、
雰囲気ガスの全体積に対して塩化水素ガス1体積%以
上、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積
%以上の雰囲気ガス中にて焼成する。雰囲気ガスである
塩化水素ガスの希釈ガスとしては、窒素、水素あるいは
アルゴン等の不活性ガスおよび空気を用いることができ
る。塩化水素ガスを含む雰囲気ガスの圧力は特に限定さ
れず、工業的に用いられる範囲において任意に選ぶこと
ができる。このような雰囲気ガス中で焼成することによ
り、後述するように比較的に低い焼成温度で、目的とす
る粉末状のα−アルミナを得ることができる。
In the present invention, the transition alumina or the alumina raw material which becomes the transition alumina by the heat treatment is
Firing is performed in an atmosphere gas of hydrogen chloride gas of 1 vol% or more, preferably 5 vol% or more, more preferably 10 vol% or more with respect to the total volume of the atmosphere gas. An inert gas such as nitrogen, hydrogen, or argon, and air can be used as a diluent gas for hydrogen chloride gas, which is an atmospheric gas. The pressure of the atmosphere gas containing hydrogen chloride gas is not particularly limited, and can be arbitrarily selected within the industrially used range. By firing in such an atmosphere gas, the target powdery α-alumina can be obtained at a relatively low firing temperature as described later.

【0022】塩化水素ガスの代わりに塩素ガスおよび水
蒸気の混合ガスを用いることもできる。遷移アルミナま
たは熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料を塩
素ガスおよび水蒸気を導入した雰囲気ガス中、雰囲気ガ
スの全体積に対して、塩素ガス1体積%以上、好ましく
は5体積%以上、より好ましくは10体積%以上と水蒸
気0.1体積%以上、好ましくは1体積%以上、より好
ましくは5体積%以上とを導入して焼成する。導入する
塩素ガスおよび水蒸気の希釈ガスとしては、窒素、水素
あるいはアルゴン等の不活性ガスおよび空気を用いるこ
とができる。塩素ガスおよび水蒸気を含む雰囲気ガスの
圧力は特に限定されず、工業的に用いられる範囲におい
て任意に選ぶことができる。このような雰囲気ガス中で
焼成することにより、後述するように比較的に低い焼成
温度で、目的とする粉末状のα−アルミナを得ることが
できる。
Instead of hydrogen chloride gas, a mixed gas of chlorine gas and water vapor may be used. In an atmosphere gas in which chlorine gas and water vapor are introduced into transition alumina or an alumina raw material to be transition alumina by heat treatment, chlorine gas is 1 volume% or more, preferably 5 volume% or more, and more preferably 10 volume% with respect to the total volume of the atmosphere gas. Volume% or more and steam 0.1 volume% or more, preferably 1 volume% or more, more preferably 5 volume% or more are introduced and fired. An inert gas such as nitrogen, hydrogen, or argon, and air can be used as the chlorine gas and the dilution gas of the steam to be introduced. The pressure of the atmosphere gas containing chlorine gas and water vapor is not particularly limited, and can be arbitrarily selected within a range industrially used. By firing in such an atmosphere gas, the target powdery α-alumina can be obtained at a relatively low firing temperature as described later.

【0023】焼成温度は600℃以上、好ましくは60
0℃以上1400℃以下、より好ましくは700℃以上
1300℃以下、さらに好ましくは800℃以上120
0℃以下である。この温度範囲に制御して焼成すること
により、工業的に有利な生成速度で、生成するα−アル
ミナ粒子同士の凝集が起こりにくく、焼成直後でも粒度
分布の狭いα−アルミナ単結晶粒子からなる粉末状のα
−アルミナを得ることができる。原料として用いる遷移
アルミナまたは熱処理により遷移アルミナとなるアルミ
ナ原料の粒子径が大きい場合、例えば、凝集粒子であっ
てその平均粒子径が10μmを越えるような場合には、
焼成温度は相対的に高い方が好ましく、800℃以上が
特に好ましい。
The firing temperature is 600 ° C. or higher, preferably 60.
0 ° C or more and 1400 ° C or less, more preferably 700 ° C or more and 1300 ° C or less, further preferably 800 ° C or more and 120
It is 0 ° C or lower. By controlling and firing in this temperature range, at a production rate that is industrially advantageous, aggregation of α-alumina particles to be produced is unlikely to occur, and powder consisting of α-alumina single crystal particles having a narrow particle size distribution immediately after firing. A
-Alumina can be obtained. When the particle diameter of the transition alumina used as a raw material or the alumina raw material which becomes the transition alumina by heat treatment is large, for example, when the average particle diameter of the agglomerated particles exceeds 10 μm,
The firing temperature is preferably relatively high, particularly preferably 800 ° C. or higher.

【0024】適切な焼成の時間は雰囲気ガスの濃度や焼
成の温度にも依存するので必ずしも限定されないが、好
ましくは1分以上、より好ましくは10分以上である。
アルミナ原料がα−アルミナに結晶成長するまで焼成す
れば十分である。本発明の製造方法によれば、従来の方
法の焼成時間に比べて短い時間で目的とする粉末状のα
−アルミナを得ることができる。
The appropriate firing time depends on the concentration of the atmospheric gas and the firing temperature and is not limited, but is preferably 1 minute or longer, more preferably 10 minutes or longer.
It is sufficient to calcine until the alumina raw material crystallizes into α-alumina. According to the production method of the present invention, the target powdery α
-Alumina can be obtained.

【0025】雰囲気ガスの供給源や供給方法は特に限定
されない。遷移アルミナ等の原料が存在する反応系に上
記の雰囲気ガスを導入することができればよい。例え
ば、供給源としては通常はボンベガスを用いることがで
きるが、塩酸溶液や塩化アンモニウム等の塩素化合物あ
るいは塩素含有高分子化合物等を塩化水素ガス等の原料
として用いる場合には、それらの蒸気圧または分解によ
り上記した所定のガス組成になるようにして用いること
もできる。塩化アンモニウム等の分解ガスを用いる場合
は、焼成炉内に固体物質が析出することによる操業の障
害が生じることがあり、また、塩化水素ガス濃度が高い
ほど低温度、短時間の焼成、さらには高純度のアルミナ
を得ることが可能になるため、塩化水素あるいは塩素
は、それらをボンベ等から直接に焼成炉内に供給する方
が好ましい。ガスの供給方法としては連続方式または回
分方式のいずれでも用いることができる。
The supply source and supply method of the atmospheric gas are not particularly limited. It is sufficient that the above-mentioned atmosphere gas can be introduced into the reaction system in which the raw material such as transition alumina exists. For example, although cylinder gas can usually be used as a supply source, when a chlorine compound such as a hydrochloric acid solution or ammonium chloride or a chlorine-containing polymer compound is used as a raw material such as hydrogen chloride gas, the vapor pressure or It can also be used by being decomposed into the above-mentioned predetermined gas composition. When a decomposition gas such as ammonium chloride is used, solid substances may be deposited in the firing furnace to impair operation, and the higher the hydrogen chloride gas concentration, the lower the temperature, the shorter the firing time, and Since it becomes possible to obtain high-purity alumina, it is preferable to supply hydrogen chloride or chlorine directly into the firing furnace from a cylinder or the like. As a gas supply method, either a continuous method or a batch method can be used.

【0026】焼成装置は必ずしも限定されず、いわゆる
焼成炉を用いることができる。焼成炉は塩化水素ガス、
塩素ガス等に腐食されない材質で構成されていることが
望ましく、さらには雰囲気を調整できる機構を備えてい
ることが望ましい。また、塩化水素ガスや塩素ガス等の
酸性ガスを用いるので、焼成炉には気密性があることが
好ましい。工業的には連続方式で焼成することが好まし
く、例えば、トンネル炉、ロータリーキルンあるいはプ
ッシャー炉等を用いることができる。製造工程の中で用
いられる装置の材質としては、酸性の雰囲気中で反応が
進行するので、アルミナ製、石英製、耐酸レンガあるい
はグラファイト製のルツボやボート等を用いることが望
ましい。
The firing apparatus is not necessarily limited, and a so-called firing furnace can be used. The firing furnace is hydrogen chloride gas,
It is desirable that it is made of a material that is not corroded by chlorine gas or the like, and further that it is desirable to have a mechanism that can adjust the atmosphere. Further, since an acid gas such as hydrogen chloride gas or chlorine gas is used, it is preferable that the firing furnace be airtight. Industrially, it is preferable to carry out firing in a continuous manner, and for example, a tunnel furnace, a rotary kiln or a pusher furnace can be used. As the material of the apparatus used in the manufacturing process, it is desirable to use a crucible or boat made of alumina, quartz, acid-resistant brick or graphite, since the reaction proceeds in an acidic atmosphere.

【0027】上記の製造方法により凝集粒子でないα−
アルミナを得ることができる。用いる原料あるいは製造
条件によっては凝集粒子であったり、凝集粒子を含むこ
とがあるが、その場合においても凝集は軽度なものであ
り、簡単な解砕を行うことにより、容易に凝集粒子でな
いα−アルミナを製造することができる。
According to the above manufacturing method, α- which is not agglomerated particles
Alumina can be obtained. Depending on the raw material used or production conditions, it may be agglomerated particles or may contain agglomerated particles, but even in that case, agglomeration is mild, and by simple crushing, it is not easily agglomerated particles α- Alumina can be produced.

【0028】[0028]

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0029】なお、本発明における各種の測定はつぎの
ようにして行った。 1.α−アルミナの数平均粒径と粒度分布の測定 (1)(D90/D10)値は、レーザー散乱法を測定
原理とするマスターサイザー(マルバーン社製)を用い
て測定した。 (2)α−アルミナのSEM(走査型電子顕微鏡、日本
電子株式会社製:T−300)写真を写し、その写真か
ら80ないし100個の粒子を選び出して画像解析を行
い、円相当径の平均値とその分布を求めた。円相当径と
は、面積が等しい真円の直径に換算した値をいう。
Various measurements in the present invention were carried out as follows. 1. Measurement of number average particle size and particle size distribution of α-alumina (1) The (D90 / D10) value was measured using Mastersizer (manufactured by Malvern Instruments Ltd.) whose measurement principle is a laser scattering method. (2) An SEM (scanning electron microscope, manufactured by JEOL Ltd .: T-300) photograph of α-alumina is taken, 80 to 100 particles are selected from the photograph and image analysis is performed, and the average circle equivalent diameter is averaged. The value and its distribution were obtained. The equivalent circle diameter is a value converted into the diameter of a perfect circle having the same area.

【0030】2.α−アルミナの結晶形状(D/H)の
測定 本発明においてα−アルミナの形状とは、六方最密格子
であるα−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子径を
D、六方格子面に垂直な粒子径をHとしたときのD/H
比をいう。(D/H)は、α−アルミナのSEM(走査
型電子顕微鏡、日本電子株式会社製:T−300)写真
を写し、その写真から5ないし10個の粒子を選び出し
て画像解析を行い、その平均値として求めた。
2. Measurement of Crystal Shape (D / H) of α-Alumina In the present invention, the shape of α-alumina means the maximum particle diameter parallel to the hexagonal lattice plane of α-alumina, which is a hexagonal close-packed lattice, and D is the hexagonal lattice plane. D / H when the vertical particle size is H
Says the ratio. (D / H) is a SEM (scanning electron microscope, manufactured by JEOL Ltd .: T-300) photograph of α-alumina, 5 to 10 particles are selected from the photograph, and image analysis is performed. It was calculated as an average value.

【0031】3.結晶面の数および晶癖の評価 (1)結晶面の数 α−アルミナのSEM(走査型電子顕微鏡、日本電子株
式会社製:T−300)写真を写し、その写真の画像解
析により求めた。 (2)晶癖の評価 また、本発明におけるα−アルミナの粒子の形状の評価
として、結晶の晶癖を観察した。本発明により得られた
α−アルミナ粒子の晶癖(AからIで表す)を図8に表
した。α−アルミナは六方晶であり、晶癖とはa面{1
120}、c面{0001}、n面{2243}および
r面{1012}からなる結晶面の現れ方で特徴づけら
れる結晶の形態をいう。図8に結晶面a、c、nおよび
rを記した。
3. Evaluation of number of crystal planes and crystal habit (1) Number of crystal planes SEM (scanning electron microscope, manufactured by JEOL Ltd .: T-300) photographs of α-alumina were taken and determined by image analysis of the photographs. (2) Evaluation of Crystal Habit In addition, the crystal habit of the crystal was observed as an evaluation of the shape of the α-alumina particles in the present invention. The crystal habit (represented by A to I) of the α-alumina particles obtained by the present invention is shown in FIG. α-alumina is a hexagonal crystal, and the crystal habit is a-plane {1
It refers to the crystal morphology characterized by the appearance of crystal planes consisting of 120}, c-plane {0001}, n-plane {2243} and r-plane {1012}. Crystal planes a, c, n and r are shown in FIG.

【0032】4.アルミナ純度の測定 発光分析により不純物イオンの混入量を測定し、不純物
含有量を酸化物換算して求めた。塩素含有量は電位差滴
定法により求めた。このようにして求められた不純物含
有量の合計量(重量%)を100重量%から差し引いて
アルミナ純度とした。 5.Na2 Oの測定 発光分析によりナトリウムイオンの混入量を測定し、酸
化物換算して求めた。
4. Measurement of Alumina Purity The amount of impurity ions mixed was measured by optical emission analysis, and the content of impurities was calculated in terms of oxide. The chlorine content was determined by potentiometric titration. The total amount (% by weight) of the content of impurities thus obtained was subtracted from 100% by weight to obtain the alumina purity. 5. Measurement of Na 2 O The amount of sodium ions mixed in was measured by optical emission analysis and calculated in terms of oxide.

【0033】実施例において使用した遷移アルミナ等の
原料はつぎに示すとおりである。 1.遷移アルミナA アルミニウムイソプロポキシドの加水分解法により得た
水酸化アルミニウムを焼成した遷移アルミナ(商品名:
AKP−G15、住友化学工業(株)製、粒径:約4μ
m)
The raw materials such as transition alumina used in the examples are as follows. 1. Transition Alumina A Transition alumina obtained by firing aluminum hydroxide obtained by the hydrolysis method of aluminum isopropoxide (trade name:
AKP-G15, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., particle size: about 4μ
m)

【0034】2.遷移アルミナB 明バン法による遷移アルミナ(商品名:CR125、バ
イコウスキー社製、粒径:約4μm) 3.遷移アルミナC 水酸化アルミニウムCを空気中800℃で焼成して遷移
アルミナとしたもの、2次粒径:約30μm
2. Transition Alumina B Transition Alumina by Meitan method (trade name: CR125, manufactured by Baikowski, particle size: about 4 μm) 3. Transition Alumina C Aluminum hydroxide C is calcined in air at 800 ° C. to obtain transition alumina, secondary particle size: about 30 μm

【0035】4.水酸化アルミニウムA アルミニウムイソプロポキシドの加水分解により合成し
て得た粉末、2次粒径:約8μm 5.水酸化アルミニウムB バイヤー法による粉末(商品名:C301、住友化学工
業(株)製、2次粒径:約2μm) 6.水酸化アルミニウムC バイヤー法による粉末(商品名:C12、住友化学工業
(株)製、2次粒径:約47μm)
4. Aluminum hydroxide A powder obtained by hydrolysis of aluminum isopropoxide, secondary particle size: about 8 μm 5. Aluminum hydroxide B Powder by Bayer method (trade name: C301, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., secondary particle size: about 2 μm) 6. Aluminum hydroxide C Powder by the Bayer method (trade name: C12, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., secondary particle size: about 47 μm)

【0036】 7.明バン〔AlNH4 (SO4 )・12H2 O〕 熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料。和光純
薬(株)製の試薬を用いた。 8.硫バン〔Al2 (SO4 3 ・16H2 O〕 熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料。住友化
学工業(株)製の硫バンを用いた。
7. Mingbang [AlNH 4 (SO 4 ) / 12H 2 O] Alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment. A reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. 8. Bun Sulfur [Al 2 (SO 4 ) 3 / 16H 2 O] Alumina raw material that becomes transition alumina by heat treatment. A van sulphate manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used.

【0037】塩化水素ガスは鶴見ソーダ(株)製のボン
ベ塩化水素ガス(純度99.9%)および塩化アンモニ
ウムの分解ガスを用いた。塩化アンモニウムの分解ガス
を用いる場合は塩化アンモニウムをその昇華温度300
℃に加熱して得られた塩化水素ガスを炉芯管内に導入す
ることにより雰囲気を調整した。塩化アンモニウムは保
持温度1100℃では完全に分解し、体積%でそれぞれ
塩化水素ガス33体積%、窒素ガス17体積%、水素ガ
ス50体積%の雰囲気となった。塩素ガスは藤本産業
(株)製のボンベ塩素ガス(純度99.4%)を用い
た。水蒸気の体積%は、水の温度による飽和水蒸気圧変
化により制御し、窒素ガスにより炉内に導入した。
As the hydrogen chloride gas, a cylinder hydrogen chloride gas (purity 99.9%) manufactured by Tsurumi Soda Co., Ltd. and a decomposition gas of ammonium chloride were used. When using decomposition gas of ammonium chloride, ammonium chloride is sublimed at a sublimation temperature of 300.
The atmosphere was adjusted by introducing hydrogen chloride gas obtained by heating to 0 ° C. into the furnace core tube. Ammonium chloride was completely decomposed at a holding temperature of 1100 ° C., and the atmosphere was 33% by volume of hydrogen chloride gas, 17% by volume of nitrogen gas, and 50% by volume of hydrogen gas, respectively. As the chlorine gas, cylinder chlorine gas (purity 99.4%) manufactured by Fujimoto Sangyo Co., Ltd. was used. The volume% of water vapor was controlled by changing the saturated water vapor pressure with the temperature of water, and was introduced into the furnace by nitrogen gas.

【0038】遷移アルミナまたは水酸化アルミニウム等
のアルミナ原料をアルミナボートに充填した。充填量は
0.4g、充填深さは5mmとした。焼成は石英製炉芯
管(直径27mm、長さ1000mm)を用いた管状炉
(株式会社モトヤマ製、DSPSH−28)で行った。
窒素ガスを流通させつつ、昇温速度500℃/時間にて
昇温し、雰囲気導入温度になったとき雰囲気ガスを導入
した。
An alumina raw material such as transition alumina or aluminum hydroxide was filled in an alumina boat. The filling amount was 0.4 g and the filling depth was 5 mm. The firing was carried out in a tubular furnace (DSPSH-28 manufactured by Motoyama Co., Ltd.) using a quartz furnace core tube (diameter 27 mm, length 1000 mm).
While circulating the nitrogen gas, the temperature was raised at a temperature rising rate of 500 ° C./hour, and the atmosphere gas was introduced when the atmosphere introduction temperature was reached.

【0039】雰囲気ガス濃度の調整は、流量計によりガ
ス流量の調整により行った。雰囲気ガスの流量は、線流
速を20mm/分に調整した。この方式をガスフロー方
式と称することにする。但し、実施例5および比較例1
については、塩化水素ガス濃度が低いため上記のガスフ
ロー方式の焼成ではなく雰囲気ガスの導入の後、雰囲気
ガスを停止して行った。雰囲気ガスの全圧はすべて大気
圧であった。
The atmospheric gas concentration was adjusted by adjusting the gas flow rate with a flow meter. The flow rate of the atmospheric gas was adjusted so that the linear flow rate was 20 mm / min. This method will be referred to as a gas flow method. However, Example 5 and Comparative Example 1
Regarding the above, since the concentration of hydrogen chloride gas was low, the atmosphere gas was stopped after the introduction of the atmosphere gas instead of the above-described gas flow type firing. The total pressure of the atmospheric gas was all atmospheric pressure.

【0040】所定の温度に到った後はその温度にて所定
の時間保持した。これをそれぞれ保持温度(焼成温度)
および保持時間(焼成時間)と称する。所定の保持時間
の経過後、自然放冷して目的とする粉末状のα−アルミ
ナを得た。水蒸気分圧は水の温度による飽和水蒸気圧変
化により制御し、水蒸気は窒素ガスにより焼成炉へ導入
した。
After reaching the predetermined temperature, the temperature was maintained for the predetermined time. This is the holding temperature (firing temperature)
And retention time (firing time). After the lapse of a predetermined holding time, the product was naturally cooled to obtain the desired powdery α-alumina. The partial pressure of water vapor was controlled by changing the saturated water vapor pressure with the temperature of water, and the water vapor was introduced into the firing furnace by nitrogen gas.

【0041】実施例1〜5 アルミナ原料として遷移アルミナ(γ−アルミナ)を用
いて、雰囲気ガス中の塩化水素ガス濃度を変化させた実
施例である。雰囲気ガスの導入温度は20℃、保持温度
は1100℃であり、塩化水素ガス濃度に対応させて保
持時間を変化させた。実験条件および実験結果を表1お
よび表2に記した。実施例1で得られた粉末状のα−ア
ルミナのSEM写真を図1に示した。実施例2で得られ
た粉末状のα−アルミナのSEM写真を図2に、粒度分
布を図3にそれぞれ示した。
Examples 1 to 5 are examples in which transition alumina (γ-alumina) is used as the alumina raw material and the hydrogen chloride gas concentration in the atmosphere gas is changed. The introduction temperature of the atmospheric gas was 20 ° C. and the holding temperature was 1100 ° C. The holding time was changed according to the hydrogen chloride gas concentration. The experimental conditions and the experimental results are shown in Tables 1 and 2. A SEM photograph of the powdery α-alumina obtained in Example 1 is shown in FIG. The SEM photograph of the powdery α-alumina obtained in Example 2 is shown in FIG. 2, and the particle size distribution is shown in FIG.

【0042】実施例6 実施例1で保持温度(焼成温度)および保持時間(焼成
時間)を変更した。実験条件および実験結果を表1およ
び表2に記した。
Example 6 In Example 1, the holding temperature (firing temperature) and the holding time (firing time) were changed. The experimental conditions and the experimental results are shown in Tables 1 and 2.

【0043】実施例7、8 実施例1で雰囲気ガス導入温度および保持時間(焼成時
間)を変更した。実験条件および実験結果を表1および
表2に記した。
Examples 7 and 8 In Example 1, the atmosphere gas introduction temperature and the holding time (firing time) were changed. The experimental conditions and the experimental results are shown in Tables 1 and 2.

【0044】実施例9〜15 アルミナ原料として種々なものを用いて行った。実施例
9〜12、塩化水素ガスとして塩化アンモニウムの分解
ガスを雰囲気ガスとして反応系内に導入して用いた。実
験条件および実験結果を表1および表2に記した。
Examples 9 to 15 Various alumina raw materials were used. In Examples 9 to 12, a decomposition gas of ammonium chloride as a hydrogen chloride gas was introduced into the reaction system as an atmospheric gas and used. The experimental conditions and the experimental results are shown in Tables 1 and 2.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】実施例16〜18 水酸化アルミニウムとして粒径の大きなバイヤー法によ
る粉末(水酸化アルミニウムC)を用いた。実験条件お
よび実験結果を表3および表4に記した。実施例16で
得られた粉末状のα−アルミナのSEM写真を図4に示
した。 実施例19 遷移アルミナとして粒径の大きなバイヤー法による水酸
化アルミニウム粉末(水酸化アルミニウムC)を焼成し
て得られる遷移アルミナCを用いた。実験条件および実
験結果を表3および表4に記した。
Examples 16 to 18 As the aluminum hydroxide, a powder (aluminum hydroxide C) obtained by the Bayer method having a large particle size was used. The experimental conditions and the experimental results are shown in Tables 3 and 4. The SEM photograph of the powdery α-alumina obtained in Example 16 is shown in FIG. Example 19 As the transition alumina, transition alumina C obtained by firing aluminum hydroxide powder (aluminum hydroxide C) having a large particle size by the Bayer method was used. The experimental conditions and the experimental results are shown in Tables 3 and 4.

【0048】実施例20、21 雰囲気ガスに塩素ガスと水蒸気を導入した実施例であ
る。実験条件および実験結果を表3および表4に記し
た。実施例20で得られた粉末状のα−アルミナのSE
M写真を図5に示した。
Examples 20 and 21 Examples in which chlorine gas and water vapor were introduced into the atmosphere gas. The experimental conditions and the experimental results are shown in Tables 3 and 4. SE of powdery α-alumina obtained in Example 20
The M photograph is shown in FIG.

【0049】比較例1〜5 雰囲気ガスおよび保持温度(焼成温度)を本発明の範囲
外にて行った。実験条件および実験結果を表3および表
4に記した。比較例1および5で得られた粉末状のα−
アルミナのSEM写真をそれぞれ図6および図7に示し
た。
Comparative Examples 1 to 5 Atmospheric gas and holding temperature (firing temperature) were outside the range of the present invention. The experimental conditions and the experimental results are shown in Tables 3 and 4. The powdery α-obtained in Comparative Examples 1 and 5
SEM photographs of alumina are shown in FIGS. 6 and 7, respectively.

【0050】[0050]

【表3】 [Table 3]

【0051】[0051]

【表4】 [Table 4]

【0052】上記のようにして得られた凝集粒子でな
く、粒度分布の狭いα−アルミナ単結晶粒子からなるα
−アルミナは、研磨材、焼結体用原料、プラズマ溶射
材、充填材、単結晶用原料、触媒担体用原料、蛍光体用
原料、封止材用原料、セラミックフィルター用原料等に
適しており、工業的に極めて有用なものである。特に本
発明の方法によれば高純度のα−アルミナを得ることが
できるので、低純度品では適用できないイットリウムア
ルミニウムガーネット(YAG)、サファイア、ルビー
等の単結晶用原料および高純度焼結体用原料等に用いる
ことができる。また、本発明の方法で得られる微粒子の
α−アルミナは、精密研磨材、焼結体用原料およびセラ
ミックフィルター用原料に適している。
The α-alumina single crystal particles having a narrow particle size distribution, not the agglomerated particles obtained as described above, are used.
-Alumina is suitable as an abrasive, a raw material for a sintered body, a plasma spray material, a filler, a raw material for a single crystal, a raw material for a catalyst carrier, a raw material for a phosphor, a raw material for a sealing material, a raw material for a ceramic filter, etc. It is extremely useful industrially. In particular, according to the method of the present invention, high-purity α-alumina can be obtained. Therefore, yttrium aluminum garnet (YAG), sapphire, ruby and other single crystal raw materials and high-purity sintered bodies, which cannot be applied to low-purity products, can be obtained. It can be used as a raw material. Further, the fine particles of α-alumina obtained by the method of the present invention are suitable for precision abrasives, raw materials for sintered bodies and raw materials for ceramic filters.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明のα−アルミナの製造方法によれ
ば、様々な種類、純度、形状、粒子サイズおよび組成の
アルミナ原料から、一定の水準以上のアルミナ純度を有
する高純度で、微細で均質な、粒度分布が狭く、かつ凝
集粒子でない8面体以上の多面体形状を有するα−アル
ミナ単結晶粒子からなるα−アルミナを得ることができ
る。具体的に言えば、本発明の方法で得られるα−アル
ミナ粒子は、その平均粒径が0.1μm以上30μm以
下で、D/H比が0.5以上3.0以下で、粒度分布が
累積粒度分布の微粒側から累積10%、累積90%の粒
径をそれぞれD10、D90としたときのD90/D1
0比が10以下、好ましくは9以下、特に好ましくは7
以下と狭く、アルミナ純度が99.90重量%以上、か
つ、ナトリウム含有量がNa2 0に換算して0.05重
量%未満と高純度であるという優れた特徴を有してい
る。
Industrial Applicability According to the method for producing α-alumina of the present invention, alumina raw materials of various types, purities, shapes, particle sizes and compositions are highly purified and fine with a certain level or more of alumina purity. It is possible to obtain α-alumina composed of α-alumina single crystal particles having a uniform, narrow particle size distribution and a polyhedral shape of octahedron or more that is not agglomerated particles. Specifically, the α-alumina particles obtained by the method of the present invention have an average particle size of 0.1 μm or more and 30 μm or less, a D / H ratio of 0.5 or more and 3.0 or less, and a particle size distribution of D90 / D1 when the particle size of cumulative 10% and cumulative 90% from the fine particle side of the cumulative particle size distribution is D10 and D90, respectively.
0 ratio is 10 or less, preferably 9 or less, particularly preferably 7
It has the excellent characteristics that the alumina purity is 99.90% by weight or more, and the sodium content is less than 0.05% by weight in terms of Na 2 0, which is high purity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1で観察されたα−アルミナの粒子構造
を示す。図面に代わる写真。倍率930倍の走査型電子
顕微鏡写真。
1 shows the particle structure of α-alumina observed in Example 1. FIG. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at 930 times magnification.

【図2】実施例2で観察されたα−アルミナの粒子構造
を示す。図面に代わる写真。倍率930倍の走査型電子
顕微鏡写真。
FIG. 2 shows the particle structure of α-alumina observed in Example 2. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at 930 times magnification.

【図3】実施例2のα−アルミナの粒度分布を示す。FIG. 3 shows a particle size distribution of α-alumina of Example 2.

【図4】実施例16で観察されたα−アルミナの粒子構
造を示す。図面に代わる写真。倍率1900倍の走査型
電子顕微鏡写真。
FIG. 4 shows the particle structure of α-alumina observed in Example 16. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at 1900x magnification.

【図5】実施例20で観察されたα−アルミナの粒子構
造を示す。図面に代わる写真。倍率930倍の走査型電
子顕微鏡写真。
FIG. 5 shows the particle structure of α-alumina observed in Example 20. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at 930 times magnification.

【図6】比較例1で観察されたα−アルミナの粒子構造
を示す。図面に代わる写真。倍率930倍の走査型電子
顕微鏡写真。
FIG. 6 shows the particle structure of α-alumina observed in Comparative Example 1. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at 930 times magnification.

【図7】比較例5で観察されたα−アルミナの粒子構造
を示す。図面に代わる写真。倍率1900倍の走査型電
子顕微鏡写真。
FIG. 7 shows the particle structure of α-alumina observed in Comparative Example 5. A photo that replaces the drawing. Scanning electron micrograph at 1900x magnification.

【図8】α−アルミナ単結晶粒子の晶癖を示す。FIG. 8 shows the crystal habit of α-alumina single crystal particles.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 尚 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株式 会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Watanabe 6 Kitahara, Tsukuba-shi, Ibaraki Sumitomo Chemical Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】遷移アルミナおよび/または熱処理により
遷移アルミナとなるアルミナ原料を、塩化水素ガスを1
体積%以上含有する雰囲気ガス中にて、600℃以上で
焼成することを特徴とするα−アルミナの製造方法。
1. A transition alumina and / or an alumina raw material which becomes a transition alumina by heat treatment, and hydrogen chloride gas
A method for producing α-alumina, which comprises firing at 600 ° C. or higher in an atmosphere gas containing at least vol%.
【請求項2】遷移アルミナおよび/または熱処理により
遷移アルミナとなるアルミナ原料を、雰囲気ガス中に塩
素ガスを1体積%以上および水蒸気を0.1体積%以上
を導入して、600℃以上で焼成することを特徴とする
α−アルミナの製造方法。
2. A transition alumina and / or an alumina raw material which becomes a transition alumina by heat treatment is introduced at a temperature of 600 ° C. or higher by introducing chlorine gas of 1 volume% or more and steam of 0.1 volume% or more into an atmosphere gas. A method for producing α-alumina, comprising:
【請求項3】焼成の温度が600℃以上1400℃以下
である請求項1または2記載のα−アルミナの製造方
法。
3. The method for producing α-alumina according to claim 1, wherein the firing temperature is 600 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower.
【請求項4】焼成の温度が800℃以上1200℃以下
である請求項1または2記載のα−アルミナの製造方
法。
4. The method for producing α-alumina according to claim 1, wherein the firing temperature is 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.
【請求項5】熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ
原料として水酸化アルミニウムを用いることを特徴とす
る請求項1、2または3記載のα−アルミナの製造方
法。
5. The method for producing α-alumina according to claim 1, 2 or 3, wherein aluminum hydroxide is used as an alumina raw material which becomes a transition alumina by heat treatment.
【請求項6】熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ
原料として明バンまたは硫バンを用いることを特徴とす
る請求項1、2または3記載のα−アルミナの製造方
法。
6. A method for producing α-alumina according to claim 1, 2 or 3, characterized in that bright ban or sulfur sulphate is used as an alumina raw material which becomes transition alumina by heat treatment.
【請求項7】遷移アルミナおよび/または熱処理により
遷移アルミナとなるアルミナ原料を、塩化水素ガスを1
体積%以上含有する雰囲気ガス中にて、600℃以上1
400℃以下で焼成して、均質で、8面以上の多面体形
状を有し、六方最密格子であるα−アルミナの六方格子
面に平行な最大粒子径をD、六方格子面に垂直な粒子径
をHとしたとき、D/Hが0.5以上3.0以下である
α−アルミナ単結晶粒子からなる粉末状のα−アルミナ
を得ることを特徴とするα−アルミナの製造方法。
7. A transition alumina and / or an alumina raw material which becomes a transition alumina by heat treatment, and hydrogen chloride gas is added to 1
600 ℃ or more in the atmosphere gas containing more than 1% by volume
Particles that are fired at 400 ° C. or less, have a uniform, polyhedral shape with eight or more faces, and have a maximum particle diameter D parallel to the hexagonal lattice surface of α-alumina, which is a hexagonal close-packed lattice, and a particle perpendicular to the hexagonal lattice surface. A method for producing α-alumina, characterized in that powdery α-alumina composed of α-alumina single crystal particles having D / H of 0.5 or more and 3.0 or less, where H is the diameter.
【請求項8】遷移アルミナおよび/または熱処理により
遷移アルミナとなるアルミナ原料を、雰囲気ガス中に塩
素ガスを1体積%以上および水蒸気を0.1体積%以上
を導入して、600℃以上1400℃以下で焼成して、
均質で、8面以上の多面体形状を有し、六方最密格子で
あるα−アルミナの六方格子面に平行な最大粒子径を
D、六方格子面に垂直な粒子径をHとしたとき、D/H
が0.5以上3.0以下であるα−アルミナ単結晶粒子
からなる粉末状のα−アルミナを得ることを特徴とする
α−アルミナの製造方法。
8. A transition alumina and / or an alumina raw material which becomes a transition alumina by heat treatment by introducing chlorine gas in an amount of 1 volume% or more and steam in an amount of 0.1 volume% or more to 600 ° C. or more and 1400 ° C. Bake below,
D is the maximum particle diameter that is homogeneous and has a polyhedral shape of eight or more faces and that is parallel to the hexagonal lattice surface of α-alumina, which is a hexagonal close-packed lattice, and H is the particle diameter perpendicular to the hexagonal lattice surface. / H
The method for producing α-alumina is characterized in that powdery α-alumina consisting of α-alumina single crystal particles having a ratio of 0.5 to 3.0 is obtained.
【請求項9】10面以上の多面体形状を有することを特
徴とする請求項7または8記載のα−アルミナ単結晶粒
子からなるα−アルミナの製造方法。
9. The method for producing α-alumina comprising α-alumina single crystal particles according to claim 7, which has a polyhedral shape having 10 or more faces.
【請求項10】α−アルミナ単結晶粒子の数平均粒径が
0.1μm以上30μm以下で、累積粒度分布の微粒側
から累積10%、累積90%の粒径をそれぞれD10、
D90としたとき、D90/D10が10以下である粒
度分布を有する請求項7または8記載のα−アルミナの
製造方法。
10. An α-alumina single crystal particle having a number average particle size of 0.1 μm or more and 30 μm or less and a cumulative particle size distribution of 10% cumulative and 90% cumulative from the fine particle side, respectively.
The method for producing α-alumina according to claim 7 or 8, wherein D90 / D10 has a particle size distribution of 10 or less.
【請求項11】アルミナ純度が99.90重量%以上で
あることを特徴とする請求項7または8記載のα−アル
ミナの製造方法。
11. The method for producing α-alumina according to claim 7, wherein the purity of alumina is 99.90% by weight or more.
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