JPH07206430A

JPH07206430A - α−アルミナ粉末およびその製造方法

Info

Publication number: JPH07206430A
Application number: JP6098243A
Authority: JP
Inventors: Masahide Mori; 正英毛利; Yoshio Uchida; 義男内田; Yoshinari Sawabe; 佳成沢辺; Takashi Watanabe; 尚渡辺
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 1995-08-08
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: JP3744006B2

Abstract

(57)【要約】【目的】種々なアルミナ原料から出発して、α−アルミ
ナ粒子の一次粒子の粒子径や形状を任意に制御でき、一
次粒子の粒度分布が狭いα−アルミナ粉末の製造方法、
および研磨材、充填材、スペーサーあるいは焼結体用原
料等に最適で、形状が実質的に８面または２０面から構
成されたα−アルミナ粒子からなる粒度分布が狭いα−
アルミナ粉末を提供する。【構成】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、ハロゲン化水素ガスを
含有した雰囲気ガス中、またはハロゲンガスおよび水蒸
気を導入した雰囲気ガス中、またはハロゲンガスを含有
した雰囲気ガス中、にて種晶および／または形状制御剤
の存在下で焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、α−アルミナ粉末の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】α−アルミナ粉末は、研磨材用原料、焼
結材用原料、プラズマ溶射材用原料、充填材用原料等に
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、また、特定の用途において
は一次粒子の粒子径や形状を制御するために、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一次粒子
の粒子径や形状が制御された、均質なα−アルミナ粒子
からなる一次粒子の粒度分布の狭いα−アルミナ粉末を
製造することは困難であった。また、これまでの方法に
よって得られるα−アルミナ粉末は、厚みの薄い板状か
あるいは一次粒子の粒度分布が広いもので、これまで配
向（粒子が充填、あるいは一層以上の厚みで積層される
場合、特定方向に各粒子が配置されること）が容易な形
状である柱状や繭状、あるいは厚みのある板状の、α−
アルミナ粒子からなる一次粒子の粒度分布が狭いα−ア
ルミナ粉末を製造することは困難であった。

【０００３】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。

【０００４】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、強固に凝集した粗
粒子を多く含み、一次粒子の形状が不均一な粉末であっ
た。この凝集した粗粒子を含む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
粉砕工程を経て製品とされるが、粉砕は必ずしも容易で
はなく、そのために粉砕コストもかかり、また、粉砕が
困難なα−アルミナ粉末は長時間にわたる粉砕のために
微粉末が発生するという問題を有していた。

【０００５】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、平均一次粒子径が１〜１
０μｍ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
方法は粒子径が数十μｍ以上の水酸化アルミニウムを原
料に用いロータリーキルンで焼成しているので、一次粒
子の粒子形状が不均一であり、粒度分布が広い。また、
一次粒子の粒子径や形状を任意に制御することは困難で
ある。

【０００６】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。

【０００７】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
子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。

【０００８】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一次粒子の形状
や粒子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、平均一次粒子径が２〜２０
μｍ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
−アルミナ粉末を製造する方法が開示されている。しか
し、この方法では、一次粒子の粒子径が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、形状や粒子径を任意に制御することは不可能で
あった。

【０００９】ジャーナル・オブ・アメリカン・セラミッ
ク・ソサイアティ（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｍｅｒｉｃ
ａｎＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙ）６８（９）、
５００〜５０５（１９８５）には、ベーマイトへのα−
アルミナ粉末の添加によるα化温度の低下が報告されて
いるが、目的は微粒子の焼結体を得ることであり、この
方法からでは一次粒子の粒子径や形状が制御されたα−
アルミナ粉末を得ることはできない。

【００１０】米国特許第４６５７７５４号には、α−ア
ルミナプレカーサーにα−アルミナを種晶として添加、
焼成し、粉砕することにより、１μｍより小さいα−ア
ルミナ粉末を得る方法が開示されている。しかしこの方
法では１μｍ以下の一次粒子が凝集した粉末しか得られ
ず、したがって粉砕が必要なことから、得られる粉末は
粒度分布が広い。また、数十μｍの粒子は合成すること
ができない。

【００１１】したがって、これまでα−アルミナ粉末の
製造方法において、粒子径をサブミクロンから数十ミク
ロンまで任意に制御できる製造方法、あるいは六角板状
から柱状にいたる諸形状の製造方法、さらに、Ａ面｛１
１−２０｝、Ｃ面｛０００１｝、Ｎ面｛２２−４３｝お
よびＲ面｛１０−１２｝の晶癖については任意に制御す
ることができる粒度分布の狭い粉末を得る製造方法は未
だ確立されておらず、その開発が強く望まれていた。

【００１２】また、これまでα−アルミナ粉末で厚みが
あり、配向が容易で粒度分布が狭い、特に研磨材、充填
材、スペーサーあるいは焼結体用原料等に最適な粉末は
未だに得られていなかった。

【００１３】

【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、種々なアルミナ原料から
出発して、α−アルミナ粒子の一次粒子径や形状を任意
に制御でき、一次粒子の粒度分布が狭いα−アルミナ粉
末の製造方法を提供することにある。

【００１４】さらに、研磨材、充填材、スペーサーある
いは焼結体用原料等に最適で、形状が実質的に８面また
は２０面から構成されたα−アルミナ粒子からなる粒度
分布が狭いα−アルミナ粉末を提供することにある。

【００１５】

【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、ハロゲン化水素ガスを含
有した雰囲気ガス中にて種晶および／または形状制御剤
の存在下で、焼成することを特徴とするα−アルミナ粉
末の製造方法。（２）雰囲気ガス中のハロゲン化水素ガス濃度が０．１
体積％以上であることを特徴とする前項（１）記載のα
−アルミナ粉末の製造方法。（３）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、ハロゲンガスおよび水蒸
気を導入した雰囲気ガス中にて種晶および／または形状
制御剤の存在下で、焼成することを特徴とするα−アル
ミナ粉末の製造方法。（４）ハロゲンガスおよび水蒸気を導入した雰囲気ガス
中のハロゲンガス濃度が０．１体積％以上、水蒸気濃度
が０．０１体積％以上であることを特徴とする前項
（３）記載のα−アルミナ粉末の製造方法。

【００１６】（５）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、ハロゲンガ
スを含有した雰囲気ガス中にて種晶および／または形状
制御剤の存在下で、焼成することを特徴とするα−アル
ミナ粉末の製造方法。（６）雰囲気ガス中のハロゲンガス濃度が０．１体積％
以上であることを特徴とする前項（５）記載のα−アル
ミナ粉末の製造方法。（７）焼成の温度が５００℃以上１４００℃以下である
ことを特徴とする前項（１）、（２）、（３）または
（４）記載のα−アルミナ粉末の製造方法。（８）焼成の温度が９５０℃以上１５００℃以下である
ことを特徴とする前項（５）または（６）記載のα−ア
ルミナ粉末の製造方法。

【００１７】（９）種晶として、アルミニウム、チタ
ン、バナジウム、クロム、鉄、ニッケルの各化合物から
選ばれる一種または二種以上を用いることを特徴とする
前項（１）、（２）、（３）、（４）、（５）または
（６）記載のα−アルミナ粉末の製造方法。（１０）種晶として用いられる、アルミニウム、チタ
ン、バナジウム、クロム、鉄、ニッケルの各化合物が、
酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、炭窒化物、ホウ化
物から選ばれる一種または二種以上であることを特徴と
する前項（９）記載のα−アルミナ粉末の製造方法。（１１）形状制御剤として、マグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウム、バ
ナジウム、ニオブ、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ素、珪
素、ランタン、セリウム、ネオジムの単体およびそれら
の各化合物から選ばれる一種または二種以上を用いるこ
とを特徴とする前項（１）、（２）、（３）、（４）、
（５）または（６）記載のα−アルミナ粉末の製造方
法。（１２）形状制御剤として用いられるマグネシウム、カ
ルシウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウ
ム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ
素、珪素、ランタン、セリウム、ネオジムの各化合物
が、酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、炭窒化物、ハ
ロゲン化物、ホウ化物から選ばれる一種または二種以上
であることを特徴とする前項（１１）記載のα−アルミ
ナ粉末の製造方法。

【００１８】（１３）α−アルミナ粒子が、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比が０．３以
上３０以下であるα−アルミナ粒子からなるα−アルミ
ナ粉末である前項（１）、（２）、（３）、（４）、
（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、
（１１）または（１２）記載のα−アルミナ粉末の製造
方法。（１４）熱処理により遷移アルミナとなるアルミナ原料
が、水酸化アルミニウム、明バンまたは硫バンであるこ
とを特徴とする前項（１）、（３）または（５）記載の
α−アルミナ粉末の製造方法。（１５）実質的に８面または２０面から構成された、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０．３以上３．０以下であり、かつ六方
格子面に垂直な軸に対して回転次数が６で、回転対称形
状の粒子からなり、α−アルミナ粒子の累積粒度分布の
微粒側から累積１０％、累積９０％の粒径をそれぞれＤ
₁₀、Ｄ₉₀としたとき、Ｄ₉₀／Ｄ₁₀が１０以下である粒度
分布を有することを特徴とするα−アルミナ粉末。

【００１９】以下、本発明について詳しく説明する。本
発明のα−アルミナ粉末の製造においては、原料として
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が用いられる。遷移アルミナとは、
Ａｌ₂Ｏ₃と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−アルミナ等を例
示することができる。

【００２０】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α−アルミナ粉末を与え
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。

【００２１】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。

【００２２】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α−アルミナ粉末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。

【００２３】本発明に用いられる種晶とは、α−アルミ
ナ粒子の結晶成長の核となるものを意味し、該種晶を核
としてそのまわりにα−アルミナ粒子が成長する。この
機能を有するものであれば種晶は限定されずどのような
ものでも用いることができるが、本発明において好まし
い種晶は、例えば、アルミニウム、チタン、バナジウ
ム、クロム、鉄、ニッケル等の各化合物から選ばれる一
種または二種以上のものである。ここで化合物としては
それらの金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、炭
窒化物、ホウ化物等が挙げられる。好ましくは酸化物、
窒化物である。ここでバナジウムは形状制御剤としても
用いることができる。

【００２４】本発明においては、種晶の添加量は原料を
アルミナに換算して１００重量部として、これに対し１
０^-3〜５０重量部、好ましくは１０^-3〜３０重量部、さ
らに好ましくは１０^-3〜１０重量部である。得られるα
−アルミナ粉末の一次粒子の粒子径は、種晶の数で制御
でき、種晶の数が多いと粒子径は小さくなる。

【００２５】本発明に用いられる形状制御剤とは、その
作用機構は明らかではないが、結晶の成長の過程で作用
し、後述するＤ／Ｈ比および晶癖を変化させる働きをす
るものを言う。このような機能を有するものであれば必
ずしも限定されないが、本発明において好ましい形状制
御剤は、例えば、マグネシウム、カルシウム、ストロン
チウム、イットリウム、ジルコニウム、バナジウム、ニ
オブ、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ素、珪素、ランタ
ン、セリウム、ネオジムの金属単体およびそれらの各化
合物から選ばれる一種または二種以上のものである。こ
こで化合物としてはそれらの金属の酸化物、窒化物、酸
窒化物、炭化物、炭窒化物、ハロゲン化物、ホウ化物等
が挙げられる。好ましくは酸化物である。

【００２６】本発明においては、形状制御剤の添加量は
原料をアルミナに換算して１００重量部として、これに
対し１０^-3〜５０重量部、好ましくは１０^-3〜３０重量
部、さらに好ましくは１０^-3〜１０重量部である。その
効果は、たとえばＤ／Ｈ比を大きくする形状制御剤の場
合、添加量を多くすることにより、より大きいＤ／Ｈ比
を有するα−アルミナ粉末を得ることができる。また、
晶癖を制御する形状制御剤では、たとえばＮ面｛２２−
４３｝を出さしめる形状制御剤では、添加量を多くする
ことにより、Ｎ面の面積を大きくすることができる。

【００２７】種晶と形状制御剤を併用することもでき
る。また、形状制御剤を選ぶことにより用途に適した一
次粒子の粒子径および形状を有するα−アルミナ粉末を
製造することが可能である。

【００２８】種晶と形状制御剤を同時に用いる場合は、
それらの添加量は原料をアルミナに換算して１００重量
部として、これに対し１０^-3〜５０重量部、好ましくは
１０^-3〜３０重量部、さらに好ましくは１０^-3〜１０重
量部である。

【００２９】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と種晶または形状制御
剤の混合方法は特に限定されず、例えば、湿式の場合に
は溶媒として水系、有機溶媒系のいずれも使用すること
ができる。また、ボールミル、超音波分散、攪拌混合、
バーチカルグラニュレーター等の方法を用いることがで
きる。また、混合用メディア等の混合装置材料の混合時
の磨耗物を種晶または形状制御剤として用いることもで
きる。例えば、α−アルミナ製のボールでボールミル混
合することによりα−アルミナの磨耗粉を種晶として原
料に混合して用いることができる。

【００３０】本発明においては、上記の遷移アルミナお
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、ハロゲン化水素ガスを含有した雰囲気ガス中
で、好ましくは雰囲気ガスの全体積に対してハロゲン化
水素ガス０．１体積％以上、より好ましくは０．５体積
％以上、さらに好ましくは１．０体積％以上の雰囲気ガ
ス中にて焼成する。雰囲気ガスであるハロゲン化水素ガ
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。ハロゲ
ン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α−アルミナ粉末を得ることができる。

【００３１】ハロゲン化水素ガスの代わりにハロゲンガ
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
るアルミナ原料をハロゲンガスおよび水蒸気を導入した
雰囲気ガス中で、好ましくは雰囲気ガスの全体積に対し
て、ハロゲンガス０．１体積％以上および水蒸気０．０
１体積％以上、より好ましくはハロゲンガス０．５体積
％以上および水蒸気０．１体積％以上、さらに好ましく
はハロゲンガス１．０体積％以上および水蒸気０．５体
積％以上を導入して焼成する。導入するハロゲンガスお
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。ハロゲン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α−アルミナ粉末を得ることができる。

【００３２】ハロゲン化水素ガスまたはハロゲンガスお
よび水蒸気の混合ガスを用いる場合の焼成温度範囲は、
好ましくは５００℃以上１４００℃以下、より好ましく
は６００℃以上１３００℃以下、さらに好ましくは７０
０℃以上１２００℃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−アルミナ粉末の一次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−アルミナ粉末
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、７００℃以上が特に好まし
い。

【００３３】本発明においては、上記の遷移アルミナお
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、ハロゲンガスを含有する雰囲気ガス中で、好ま
しくは雰囲気ガスの全体積に対してハロゲンガス０．１
体積％以上、より好ましくは０．５体積％以上、さらに
好ましくは１．０体積％以上の雰囲気ガス中にて焼成す
る。導入するハロゲン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。ハロゲン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、目的とするα−アルミナ粉末を得るこ
とができる。

【００３４】ハロゲンガスを用いる場合の焼成温度範囲
は、好ましくは９５０℃以上１５００℃以下、より好ま
しくは１０５０℃以上１４００℃以下、さらに好ましく
は１１００℃以上１３００℃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−アルミナ粉末の一次粒子同士の凝集
が起こりにくく、焼成直後でも粒度分布の狭いα−アル
ミナ粉末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、１１００℃以上が
特に好ましい。

【００３５】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−アルミナ粒子に結晶成長するまで焼
成すれば十分である。

【００３６】本発明において、ハロゲンとしてはフッ
素、塩素、臭素、ヨウ素のいずれも用いることができる
が、好ましくはフッ素、塩素を、より好ましくは塩素を
用いることができる。

【００３７】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。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、ハ
ロゲン化水素の水溶液やハロゲン化アンモニウム等のハ
ロゲン化合物あるいはハロゲン含有高分子化合物等をハ
ロゲン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。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。

【００３８】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。焼成炉はハロゲン化水素
ガス、ハロゲン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、ハロゲン化水素ガ
スやハロゲン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。

【００３９】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。

【００４０】本発明の製造方法によれば、一次粒子の粒
子径や形状を任意に制御できるが、形状制御剤を選ぶこ
とにより、実質的に８面以上から構成されたα−アルミ
ナ粒子で、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０．３以上３０以下の範囲
のものを得ることができる。また、本発明で得られるα
−アルミナ粒子は、内部に欠陥が少なく、粒子の圧壊強
度が高いものである。

【００４１】本発明で得られる実質的に８面または２０
面から構成されたα−アルミナ粒子は、六方格子面に垂
直な軸に対して回転次数が６で、回転対称形状のもので
ある。ここで、２π／ｎ（ｎは正の整数）の回転で全く
同じ図形がくりかえされる性質を回転対称といい、ｎを
回転対称の次数、その回転軸をｎ回の回転軸という。本
発明によれば、ｎが６の回転軸を有するα−アルミナ粒
子が得られる。

【００４２】粒度分布は、α−アルミナ粉末の累積粒度
分布の微粒側から累積１０％、累積９０％の粒子径をそ
れぞれＤ₁₀、Ｄ₉₀としたとき、Ｄ₉₀／Ｄ₁₀で表すことが
できる。本発明のα−アルミナ粉末においては、Ｄ₉₀／
Ｄ₁₀は１０以下、好ましくは５以下である。

【００４３】上記の製造方法により、実質的に８面また
は２０面から構成された図１２、１３に例示した本発明
のα−アルミナ粉末は、粒度分布が狭く、特に研磨材、
充填材、スペーサーあるいは焼結体用原料等に最適なも
のである。

【００４４】

【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。

【００４５】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−アルミナ粉末の一次粒子の粒子径と粒度分布
（Ｄ₉₀／Ｄ₁₀）の測定。（１）一次粒子の粒子径は、α−アルミナ粉末のＳＥＭ
（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製：Ｔ−３０
０）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。（２）粒度分布（Ｄ₉₀／Ｄ₁₀）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。

【００４６】２．結晶形状（Ｄ／Ｈ比）の測定。本発明におけるα−アルミナ粒子の形状とは、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、Ｄ
／Ｈ比をいう。Ｄ／Ｈ比は、α−アルミナ粉末のＳＥＭ
（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製：Ｔ−３０
０）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。

【００４７】３．晶癖の評価。本発明におけるα−アルミナ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多面体形
状を有するα−アルミナ粒子の晶癖（ＡからＩで表す）
を図１６に示す。α−アルミナの結晶は六方晶であり、
晶癖とはＡ面｛１１−２０｝、Ｃ面｛０００１｝、Ｎ面
｛２２−４３｝およびＲ面｛１０−１２｝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１６
に結晶面Ａ（ａ）、Ｃ（ｃ）、Ｎ（ｎ）およびＲ（ｒ）
を記した。

【００４８】４．結晶面の数。 α−アルミナ粉末のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電
子株式会社製：Ｔ−３００）写真の画像解析により求め
た。５．回転対象形状。粒子が回転対象であることの判断はα−アルミナ粉末の
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製：Ｔ−
３００）写真観察により行った。６．粒子の圧壊強度。ダイナミック超微小硬度計（株式会社島津製作所製）に
より測定した。７．重装密度。ＪＩＳ−Ｈ−１９０２により、α−アルミナ粉末の重装
密度を測定した。８．透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によるα−アルミナ粒
子の内部微細構造の観察。超高圧透過型電子顕微鏡（株
式会社日立製作所製、加速電圧：１２００ＫＶＡ）によ
り、α−アルミナ粒子の内部微細構造を観察した。

【００４９】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（各表中で遷アルＡと略す）。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、粒子径：約４
μｍ）２．遷移アルミナＢ（各表中で遷アルＢと略す）。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、粒子径：約４μｍ）

【００５０】３．水酸化アルミニウムＡ（各表中で水ア
ルＡと略す）。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
て得た粉末であり、２次粒子径は約８μｍである。４．水酸化アルミニウムＢ（各表中で水アルＢと略
す）。バイヤー法による粉末（商品名：Ｃ３０１、住友化学工
業（株）製、２次粒子径は約４μｍである。５．水酸化アルミニウムＣ（各表中で水アルＣと略
す）。バイヤー法による粉末（商品名：Ｃ１２、住友化学工業
（株）製、２次粒子径は約３０μｍである。

【００５１】６．明バン〔ＡｌＮＨ₄（ＳＯ₄）・１２
Ｈ₂Ｏ〕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。７．硫バン〔Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃・１６Ｈ₂Ｏ〕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。

【００５２】実施例において用いた種晶はつぎに示すと
おりである。１．α−アルミナＡ（各表中でαアルＡと略す）。住友化学工業（株）製のα−アルミナ粉末。商品名：Ａ
ＫＰ−５０、平均粒子径は約０．３μｍである。２．α−アルミナＢ（各表中でαアルＢと略す）。住友化学工業（株）製のα−アルミナ粉末。商品名：Ａ
ＫＰ−１５、平均粒子径は約０．８μｍである。３．α−アルミナＣ（各表中でαアルＣと略す）。アルミナボールを用いてボールミル混合を行い、アルミ
ナボールからの磨耗物を結晶種として混入させた。４．α−アルミナＤ（各表中でαアルＤと略す）。本発明で合成された３μｍのα−アルミナ粉末。

【００５３】５．酸化チタン（富士チタン工業（株）製
の試薬：ＴｉＯ₂）。６．酸化クロム（和光純薬（株）製の試薬：Ｃｒ
₂Ｏ₃）。７．酸化鉄（バイエルジャパン（株）製の試薬：Ｆｅ₂
Ｏ₃）。８．酸化ニッケル（半井化学薬品（株）製の試薬：Ｎｉ
₂Ｏ₃）。９．酸化バナジウム（半井化学薬品（株）製の試薬：Ｖ
₂Ｏ₅）。１０．窒化アルミニウム（徳山曹達（株）製の試薬：Ａ
ｌＮ）。

【００５４】実施例において用いた形状制御剤はつぎに
示すとおりである。１．酸化マグネシウム（和光純薬（株）製の試薬：Ｍｇ
Ｏ）。２．酸化ホウ素（和光純薬（株）製の試薬：Ｂ
₂Ｏ₃）。２．水酸化マグネシウム（和光純薬（株）製の試薬：Ｍ
ｇ（ＯＨ）₂）。３．酸化珪素（日本アエロジル（株）製：ＳｉＯ₂）。４．酸化ジルコニウム（半井化学薬品（株）製のオキシ
塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ₂）を加水分解して得ら
れたジルコニアゲル：ＺｒＯ₂）。５．酸化銅（半井化学薬品（株）製の試薬：ＣｕＯ）。６．酸化ストロンチウム（半井化学薬品（株）製の試
薬：ＳｒＯ）。

【００５５】７．酸化亜鉛（半井化学薬品（株）製の試
薬：ＺｎＯ）。８．酸化モリブデン（半井化学薬品（株）製の試薬：Ｍ
ｏＯ₃）。９．酸化ニオブ（半井化学薬品（株）製の試薬：Ｎｂ₂
Ｏ₅）。１０．酸化カルシウム（和光純薬（株）製の試薬：Ｃａ
Ｏ）。１１．酸化ホウ素（和光純薬（株）製の試薬：Ｂ
₂Ｏ₃）。１２．酸化イットリウム（日本イットリウム（株）製：
Ｙ₂Ｏ₃）。

【００５６】１３．酸化ランタン（半井化学薬品（株）
製の試薬：Ｌａ₂Ｏ₃）。１４．酸化セリウム（三徳金属工業（株）製：Ｃｅ
Ｏ₂）。１５．酸化ネオジム（日本イットリウム（株）製：Ｎｄ
₂Ｏ₃）。

【００５７】アルミナボールを用いる場合以外の原料の
混合は、溶媒としてイソプロピルアルコールを用い超音
波分散により行った。混合後の乾燥はロータリーエバポ
レーターと乾燥器により行った。

【００５８】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％）を用いた。また、塩
素ガスは藤本産業（株）製のボンベ塩素ガス（純度９
９．４％）を用いた。

【００５９】フッ化水素ガスはフッ化アンモニウムの分
解ガスを用いた。フッ化アンモニウムをその昇華温度２
２０℃に加熱して得られた分解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。フッ化アンモニウムは
保持温度１１００℃では完全に分解し、体積％でそれぞ
れフッ化水素ガス３３体積％、水素ガス１７体積％、窒
素ガス５０体積％の雰囲気となった。

【００６０】臭化水素ガスは臭化アンモニウムの分解ガ
スを用いた。臭化アンモニウムをその昇華温度４２０℃
に加熱して得られた分解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。臭化アンモニウムは保持温度
１１００℃では完全に分解し、体積％でそれぞれ臭化水
素ガス３３体積％、水素ガス１７体積％、窒素ガス５０
体積％の雰囲気となった。

【００６１】ヨウ化水素ガスはヨウ化アンモニウムの分
解ガスを用いた。ヨウ化アンモニウムをその昇華温度３
８０℃に加熱して得られた分解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。ヨウ化アンモニウムは
保持温度１１００℃では完全に分解し、体積％でそれぞ
れヨウ化水素ガス３３体積％、水素ガス１７体積％、窒
素ガス５０体積％の雰囲気となった。

【００６２】遷移アルミナまたは水酸化アルミニウム等
のアルミナ原料に種晶および／または形状制御剤を添加
してこれをアルミナボートに充填した。充填量は０．４
ｇ、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（雰囲気ガスを管状炉に導入する温
度）になったときあらかじめ濃度を調整した雰囲気ガス
を管状炉内に導入した。なお、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
により焼成炉内へ導入した。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９
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。

【００６３】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α−アルミナ粉末を
得た。

【００６４】実施例１アルミナ原料として遷移アルミナＡを用い、種晶として
α−アルミナＡを３重量部（添加量は、アルミナ原料か
ら得られるアルミナ量１００重量部に対するもの、以下
同様）添加し、雰囲気ガスとしてフッ化アンモニウムの
分解ガスから得たフッ化水素ガスを管状炉内に導入して
実験した。雰囲気ガスの導入温度は８００℃、保持温度
（焼成温度）は１１００℃であり、保持時間（焼成時
間）は３０分間であった。得られたα−アルミナ粉末の
ＳＥＭ写真を図１に示す。実験条件および実験結果を表
１、２に示す。

【００６５】実施例２実施例１において、種晶の代わりに形状制御剤として酸
化ジルコニウム（半井化学薬品（株）製のオキシ塩化ジ
ルコニウム（ＺｒＯＣｌ₂）を加水分解して得られたジ
ルコニアゲル：ＺｒＯ₂）を添加する以外は全て実施例
１と同様にして実験を行った。形状制御剤の添加量は、
アルミナ原料から得られるアルミナ量１００重量部に対
する重量部で表すものとする。得られたα−アルミナ粉
末のＳＥＭ写真を図２に示す。実験条件および実験結果
を表１、２に示す。

【００６６】実施例３実施例１において、アルミナ原料として遷移アルミナＡ
（γ−アルミナ）の代わりに水酸化アルミニウムを用い
る以外は全て実施例１と同様にして実験を行う。その結
果、実施例１で得られたものと同様のα−アルミナ粉末
を得ることができる。実験条件を表１、２に示す。

【００６７】実施例４フッ化水素ガスの代わりに雰囲気ガスにフッ素ガスと水
蒸気を導入する以外は全て実施例１と同様にして実験を
行う。その結果、実施例１で得られたものと同様のα−
アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を表１、２
に示す。

【００６８】実施例５〜９アルミナ原料として水酸化アルミニウムＡを用い、種晶
としてα−アルミナＡを０．１重量部添加した場合の雰
囲気ガス中の塩化水素ガス濃度の体積％を変化させた実
施例である。雰囲気導入温度は８００℃、焼成温度（保
持温度）は１１００℃であり、塩化水素ガス濃度の体積
％に対応させて焼成時間（保持時間）も変化させてい
る。また、実施例６においては、得られたα−アルミナ
粒子の内部微細構造をＴＥＭにより観察した結果、欠陥
は見られなかった。また、重装密度を測定した結果１．
５２ｇ／ｃｍ³で、同じ粒子径の電融アルミナの値（比
較例４）１．３０ｇ／ｃｍ³より高い値であった。実験
条件および実験結果を表１、２に示す。

【００６９】実施例１０〜１１実施例６において、雰囲気導入温度、焼成温度および焼
成時間を変化させた実施例である。実験条件および実験
結果を表１、２に示す。

【００７０】実施例１２実施例６において、雰囲気導入温度のみを変化させた実
施例である。実験条件および実験結果を表１、２に示
す。

【００７１】実施例１３〜１８実施例６において、遷移アルミナまたは熱処理により遷
移アルミナとなる種々のアルミナ原料を用いた場合の実
施例である。実験条件および実験結果を表１、２に示
す。

【００７２】実施例１９〜３０実施例６において、種晶として種々の化合物を用いた場
合およびその添加量を変化させた場合の実施例である。
また、実施例２５においては、得られたα−アルミナ粒
子の内部微細構造をＴＥＭにより観察した結果、欠陥は
見られなかった。実験条件および実験結果を表１、２、
３、４に示す。実施例１９で得られたα−アルミナ粉末
のＳＥＭ写真を図３に、粒度分布の測定結果を図４に示
した。また、重装密度を測定した結果１．１３ｇ／ｃｍ
³で、同じ粒子径の電融アルミナの値（比較例５）０．
８０ｇ／ｃｍ³より高い値であった。実施例２９の結晶
種として酸化バナジウムを用いた系では、他の結晶種を
用いた場合に比してＤ／Ｈ比が２．０と大きく特異な結
晶形状を示した。実施例２２および２６で得られたα−
アルミナ粉末の粒子について、その圧壊強度を測定し
た。また、実施例２２で重装密度を測定した結果２．２
４ｇ／ｃｍ³で、同じ粒子径の電融アルミナの値（比較
例６）１．５０ｇ／ｃｍ³より高い値であった。

【００７３】実施例３１雰囲気ガスとして塩素ガスと水蒸気を管状炉内に導入し
て用いた以外は実施例６と同様にして実験を行った。実
験条件および実験結果を表３、４に示す。

【００７４】実施例３２、３３実施例６において、種晶の他に形状制御剤も添加した実
施例である。形状制御剤として実施例３２では酸化マグ
ネシウムを、実施例３３では酸化ホウ素をそれぞれ用い
た。実験条件および実験結果を表３、４に示す。

【００７５】実施例３４〜４９アルミナ原料として水酸化アルミニウムＡを用い、形状
制御剤として種々の金属酸化物を添加した場合の実施例
である。実験条件および実験結果を表３、４に示す。実
施例３５で得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図
５に、粒度分布の測定結果を図６に示す。

【００７６】実施例５０、５１実施例３８および３５において、雰囲気ガスの導入温度
を変化させた実施例である。実験条件および実験結果を
表５、６に示す。

【００７７】実施例５２アルミナ原料として遷移アルミナＡを用いる以外は実施
例４５と同様にして実験を行った。実験条件および実験
結果を表５、６に示す。

【００７８】実施例５３雰囲気ガスとして塩素ガスおよび水蒸気を管状炉内に導
入して用いた以外は実施例３５と同様にして実験を行
う。その結果、実施例３５と同様のα−アルミナ粉末を
得ることができる。実験条件を表５、６に示す。

【００７９】実施例５４アルミナ原料として明バンを用いる以外は実施例３５と
同様にして実験を行う。その結果、実施例３５とほぼ同
様のα−アルミナ粉末を得ることができる。実験条件を
表５、６に示す。

【００８０】実施例５５アルミナ原料として遷移アルミナＡを用い、種晶として
α−アルミナＡを用いて、雰囲気ガスとして臭化アンモ
ニウムの分解ガスから得た臭化水素を管状炉内に導入し
て実験した。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を
図７に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示
す。

【００８１】実施例５６実施例５５において、種晶の代わりに形状制御剤とし
て、酸化ジルコニウム（半井化学薬品（株）製のオキシ
塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ₂）を加水分解して得ら
れたジルコニアゲル：ＺｒＯ₂）を添加する以外は全て
実施例５５と同様にして実験を行った。得られたα−ア
ルミナ粉末のＳＥＭ写真を図８に示す。実験条件および
実験結果を表５、６に示す。

【００８２】実施例５７アルミナ原料として水酸化アルミニウムを用いる以外は
実施例５５と同様にして実験を行う。その結果、実施例
５５で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得るこ
とができる。実験条件を表５、６に示す。

【００８３】実施例５８雰囲気ガスに臭素ガスと水蒸気を導入する以外は実施例
５５と同様にして実験を行う。その結果、実施例５５で
得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得ることがで
きる。実験条件を表５、６に示す。

【００８４】実施例５９アルミナ原料として遷移アルミナＡを用い、種晶として
α−アルミナＡを用いて、雰囲気ガスとしてヨウ化アン
モニウムの分解ガスから得たヨウ化水素を管状炉内に導
入して実験した。得られたα−アルミナのＳＥＭ写真を
図９に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示
す。

【００８５】実施例６０実施例１において、種晶として
α−アルミナＢを用い、形状制御剤として酸化ジルコニウム（半井化学薬品（株）製のオキシ塩化ジル
コニウム（ＺｒＯＣｌ₂）を加水分解して得られたジル
コニアゲル：ＺｒＯ₂）を添加する以外は全て実施例１
と同様にして実験を行った。得られたα−アルミナ粉末
のＳＥＭ写真を図１０に示す。実験条件および実験結果
を表５、６に示す。

【００８６】実施例６１アルミナ原料として水酸化アルミニウムを用いる以外は
実施例５９と同様にして実験を行う。その結果、実施例
５９で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得るこ
とができる。実験条件を表５、６に示す。

【００８７】実施例６２雰囲気ガスにヨウ素ガスと水蒸気を導入する以外は実施
例５９と同様にして実験を行う。その結果、実施例５９
で得られたものと同様のα−アルミナ粉末を得ることが
できる。実験条件を表５、６に示す。

【００８８】実施例６３アルミナ原料として遷移アルミナＡを用い、種晶として
α−アルミナＡを用い、雰囲気ガスとして塩素ガスを管
状炉内に導入して実験を行った。得られたα−アルミナ
粉末のＳＥＭ写真を図１１に示す。実験条件および実験
結果を表５、６に示す。

【００８９】実施例６４実施例６３において、雰囲気ガスと保持温度を変化させ
て実験を行った。その結果、実施例６３で得られたもの
と同様のα−アルミナ粉末を得ることができた。実験条
件および実験結果を表５、６に示す。

【００９０】実施例６５実施例６３で種晶の代わりに形状制御剤として、酸化カ
ルシウム（和光純薬（株）製、試薬ＣａＯ）を添加した
以外はすべて実施例６３と同様にして実験を行なった。
その結果、Ｄ／Ｈ比が３であるα−アルミナ粉末を得る
ことができた。実験条件および実験結果を表５、６に示
す。

【００９１】実施例６６アルミナ原料としてアルミニウムイソプロポキシドの加
水分解法により合成して得た水酸化アルミニウム１３ｇ
を用い、形状制御剤として酸化ホウ素（和光純薬株式会
社製の試薬、Ｂ₂Ｏ₃）を０．１重量部添加混合した。
混合は、溶媒としてイソプロピルアルコールを用い超音
波分散により行った。混合後の乾燥はロータリーエバポ
レーターと乾燥器により行った。この混合原料０．４ｇ
をアルミナボートに充填し、石英炉芯管を用いた管状炉
で焼成を行った。鶴見ソーダ（株）製のボンベ塩化水素
ガス（純度９９．９％）３０体積％と窒素ガス７０体積
％の混合ガスを８００℃になったとき、雰囲気ガスとし
て線流速２０ｍｍ／分にて反応系内に導入した。昇温速
度５００℃／時間にて昇温し、１１００℃にて３０分保
持した後、自然放令してα−アルミナ粉末を得た。得ら
れたα−アルミナ粉末は８面体で、Ｄ₉₀／Ｄ₁₀の値は
２．０であった。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写
真を図１２に示す。実験条件および実験結果を表５、６
に示す。

【００９２】実施例６７アルミナ原料としてアルミニウムイソプロポキシドの加
水分解法により合成して得た水酸化アルミニウム１３ｇ
を用い、形状制御剤として酸化ジルコニウム（半井化学
薬品株式会社製）のオキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣ
ｌ₂）を加水分解して得られたジルコニアゲル（ＺｒＯ
₂）を酸化ジルコニウム換算で１重量部添加した混合原
料を用い実施例１と同じ条件にて焼成を行った。雰囲気
ガスは実施例１と同じ混合ガスを用いた。得られたα−
アルミナ粉末は２０面体で、Ｄ₉₀／Ｄ₁₀の値は２．０で
あった。得られたα−アルミナ粉末のＳＥＭ写真を図１
３に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。

【００９３】比較例１アルミナ原料として水酸化アルミニウムＡを用い、従来
のように空気中で１３００〜１４００℃にて１〜４時間
焼成したところ、得られたα−アルミナ粉末は、Ｄ₉₀／
Ｄ₁₀の値が４．０で、その平均粒子径が約０．７μｍで
形状は不均一なものであった。得られたα−アルミナ粉
末のＳＥＭ写真を図１４に、粒度分布の測定結果を図１
５に示す。実験条件および実験結果を表５、６に示す。

【００９４】比較例２水熱法により得られたα−アルミナ粒子の圧壊強度（ｋ
ｇ／ｍｍ²）を測定した。

【００９５】比較例３水熱法により得られたα−アルミナ粒子の内部微細構造
をＴＥＭにより観察した結果、粒子の内部に多数の欠陥
が見られた。

【００９６】比較例４〜６電融法によりα−アルミナ粒子を得た。比較例４におい
ては、得られたα−アルミナ粒子の内部微細構造をＴＥ
Ｍにより観察した結果、粒子の内部に多数の欠陥が見ら
れた。また、比較例４〜６においては、得られたα−ア
ルミナ粒子の重装密度（ｇ／ｃｍ³）を測定した。

【００９７】

【表１】

【００９８】

【表２】

【００９９】

【表３】

【０１００】

【表４】

【０１０１】

【表５】

【０１０２】

【表６】

【０１０３】

【発明の効果】本発明のα−アルミナ粉末の製造方法に
よれば、種々な種類、形状、粒子サイズおよび組成のア
ルミナ原料から、一次粒子の粒子径、形状が制御された
α−アルミナ粒子からなるα−アルミナ粉末を得ること
ができる。種晶の種類や添加量を選ぶことにより、任意
の一次粒子径の特定の多面体形状のα−アルミナ粒子か
らなるα−アルミナ粉末を得ることができる。また、形
状制御剤を用いることにより、Ｄ／Ｈ比および晶癖を変
化させることができるので、形状制御剤を選ぶことによ
り用途に適した形状のα−アルミナ粉末を製造すること
が可能である。さらに、結晶種に形状制御剤を併用する
ことにより、任意の一次粒子径、Ｄ／Ｈ比および晶癖を
有する目的に応じた形状のα−アルミナ粉末を製造する
ことができる。本発明の方法で得られるα−アルミナ粉
末は、その平均粒子径が０．１〜３０μｍで、Ｄ／Ｈ比
が０．３以上３０以下、かつ、Ｄ₉₀／Ｄ₁₀の値が小さく
粒度分布が狭いという優れた特徴を有している。また、
粒子の圧壊強度が高く、重装密度も高いという優れた特
徴も有している。本発明の方法で得られるα−アルミナ
粉末は粒度分布が狭く、粒径が数μｍに制御されている
ので封止材用原料に適している。また上記の特性に加え
て、嵩密度が大きいため単結晶用原料として充填量を増
加させることができる。また、粒径を任意に制御できる
ので、いろいろな空孔径を有するセラミックフィルター
用の原料として利用することができる。また、晶癖を制
御することにより粒子のエッジ形状を変え研磨能力を制
御することができる。本発明の方法で得られるα−アル
ミナ粉末は、研磨材、焼結材、プラズマ溶射材、充填
材、単結晶用原料、触媒担体、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、特
に、実質的に８面または２０面から構成されるα−アル
ミナ粉末は研磨材、充填材、スペーサーあるいは焼結体
用原料として最適なものであるから、工業的に極めて有
用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で観察されたα−アルミナ粉末の粒子
構造を示す。図面に代わる写真。倍率９０００倍の走査
型電子顕微鏡写真。

【図２】実施例２で観察されたα−アルミナ粉末の粒子
構造を示す。図面に代わる写真。倍率９００倍の走査型
電子顕微鏡写真。

【図３】実施例１９で観察されたα−アルミナ粉末の粒
子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１００００倍の
走査型電子顕微鏡写真。

【図４】実施例１９のα−アルミナ粉末の粒度分布を示
す。

【図５】実施例３５で観察されたα−アルミナ粉末の粒
子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１０００倍の走
査型電子顕微鏡写真。

【図６】実施例３５のα−アルミナ粉末の粒度分布を示
す。

【図７】実施例５５で観察されたα−アルミナ粉末の粒
子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９０００倍の走
査型電子顕微鏡写真。

【図８】実施例５６で観察されたα−アルミナ粉末の粒
子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９００倍の走査
型電子顕微鏡写真。

【図９】実施例５９で観察されたα−アルミナ粉末の粒
子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９０００倍の走
査型電子顕微鏡写真。

【図１０】実施例６０で観察されたα−アルミナ粉末の
粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率４３００倍の
走査型電子顕微鏡写真。

【図１１】実施例６３で観察されたα−アルミナ粉末の
粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率９０００倍の
走査型電子顕微鏡写真。

【図１２】実施例６６で観察されたα−アルミナ粉末の
粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１７１０倍の
走査型電子顕微鏡写真。

【図１３】実施例６７で観察されたα−アルミナ粉末の
粒子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１２８０倍の
走査型電子顕微鏡写真。

【図１４】比較例１で観察されたα−アルミナ粉末の粒
子構造を示す。図面に代わる写真。倍率１００００倍の
走査型電子顕微鏡写真。

【図１５】比較例１のα−アルミナ粉末の粒度分布を示
す。

【図１６】α−アルミナ粒子の晶癖を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号特願平5−188914 (32)優先日平５(1993)６月30日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号特願平5−194277 (32)優先日平５(1993)７月８日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号特願平5−314131 (32)優先日平５(1993)11月19日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号特願平5−338758 (32)優先日平５(1993)12月１日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (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

Claims

【特許請求の範囲】

【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、ハロゲン化水素ガ
スを含有した雰囲気ガス中にて種晶および／または形状
制御剤の存在下で、焼成することを特徴とするα−アル
ミナ粉末の製造方法。
【請求項２】雰囲気ガス中のハロゲン化水素ガス濃度が
０．１体積％以上であることを特徴とする請求項１記載
のα−アルミナ粉末の製造方法。
【請求項３】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、ハロゲンガスおよ
び水蒸気を導入した雰囲気ガス中にて種晶および／また
は形状制御剤の存在下で、焼成することを特徴とするα
−アルミナ粉末の製造方法。
【請求項４】ハロゲンガスおよび水蒸気を導入した雰囲
気ガス中のハロゲンガス濃度が０．１体積％以上、水蒸
気濃度が０．０１体積％以上であることを特徴とする請
求項３記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
【請求項５】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、ハロゲンガスを含
有した雰囲気ガス中にて種晶および／または形状制御剤
の存在下で、焼成することを特徴とするα−アルミナ粉
末の製造方法。
【請求項６】雰囲気ガス中のハロゲンガス濃度が０．１
体積％以上であることを特徴とする請求項５記載のα−
アルミナ粉末の製造方法。
【請求項７】焼成の温度が５００℃以上１４００℃以下
であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載
のα−アルミナ粉末の製造方法。
【請求項８】焼成の温度が９５０℃以上１５００℃以下
であることを特徴とする請求項５または６記載のα−ア
ルミナ粉末の製造方法。
【請求項９】種晶として、アルミニウム、チタン、バナ
ジウム、クロム、鉄、ニッケルの各化合物から選ばれる
一種または二種以上を用いることを特徴とする請求項
１、２、３、４、５または６記載のα−アルミナ粉末の
製造方法。
【請求項１０】種晶として用いられる、アルミニウム、
チタン、バナジウム、クロム、鉄、ニッケルの各化合物
が、酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、炭窒化物、ホ
ウ化物から選ばれる一種または二種以上であることを特
徴とする請求項９記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
【請求項１１】形状制御剤として、マグネシウム、カル
シウム、ストロンチウム、イットリウム、ジルコニウ
ム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、銅、亜鉛、ホウ
素、珪素、ランタン、セリウム、ネオジムの単体および
それらの各化合物から選ばれる一種または二種以上を用
いることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または
６記載のα−アルミナ粉末の製造方法。
【請求項１２】形状制御剤として用いられるマグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、イットリウム、ジル
コニウム、バナジウム、ニオブ、モリブデン、銅、亜
鉛、ホウ素、珪素、ランタン、セリウム、ネオジムの各
化合物が、酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、炭窒化
物、ハロゲン化物、ホウ化物から選ばれる一種または二
種以上であることを特徴とする請求項１１記載のα−ア
ルミナ粉末の製造方法。
【請求項１３】α−アルミナ粒子が、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比が０．３以上３０
以下であるα−アルミナ粒子からなるα−アルミナ粉末
である請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１
０、１１または１２記載のα−アルミナ粉末の製造方
法。
【請求項１４】熱処理により遷移アルミナとなるアルミ
ナ原料が、水酸化アルミニウム、明バンまたは硫バンで
あることを特徴とする請求項１、３または５記載のα−
アルミナ粉末の製造方法。
【請求項１５】実質的に８面または２０面から構成され
た、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０．３以上３．０以下であり、か
つ六方格子面に垂直な軸に対して回転次数が６で、回転
対称形状の粒子からなり、α−アルミナ粒子の累積粒度
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ことを特徴とするα−アルミナ粉
末。