JPH07330499A - Granular aggregate of aluminum borate whisker - Google Patents

Granular aggregate of aluminum borate whisker

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JPH07330499A
JPH07330499A JP13968694A JP13968694A JPH07330499A JP H07330499 A JPH07330499 A JP H07330499A JP 13968694 A JP13968694 A JP 13968694A JP 13968694 A JP13968694 A JP 13968694A JP H07330499 A JPH07330499 A JP H07330499A
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JP
Japan
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aluminum
oxide
air
heating
boron
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JP13968694A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Ogawa
純一 小川
Takeoki Ri
建興 李
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Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain granular aggregates of aluminum borate whiskers not causing scattering at the time of handling and easy to disperse at the time of mixing with a matrix. CONSTITUTION:Flocculated particles of a mixture of aluminum oxide or an aluminum compd. convertible into aluminum oxide by heating in air with boron oxide or a boron compd. convertible into boron oxide by heating in air are heated in air at a temp. at which aluminum borate whiskers are formed to obtain the objective granular aggregates of aluminum borate whiskers.

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、機械的特性、耐熱性、
耐食性、断熱性、電気絶縁性などに優れ、各種のプラス
チック、金属、セラミックス、セメントなどの補強材と
して有用な硼酸アルミニウムウィスカーの粒状集合体に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to mechanical properties, heat resistance,
The present invention relates to a granular aggregate of aluminum borate whiskers which is excellent in corrosion resistance, heat insulation, electric insulation, etc. and is useful as a reinforcing material for various plastics, metals, ceramics, cement and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラスチック、金属、セラミックス、セ
メントなどの補強材としては、ウィスカー、繊維、粒子
状骨材などが挙げられる。これらの補強材のうち硼酸ア
ルミニウムウィスカーは機械的特性、耐熱性、耐食性、
断熱性、電気絶縁性などに優れている。この硼酸アルミ
ニウムウィスカーは、ハロゲン化アルミニウムの蒸気と
酸化硼素の蒸気とを水蒸気の存在下で気相反応を行う気
相法や、硼酸アルミニウムゲルを加熱する水熱法、ある
いは酸化アルミニウムと酸化硼素との融液、更に溶融剤
を添加した融液からウィスカーを成長させる融液法など
により生成される。
2. Description of the Related Art Reinforcing materials such as plastic, metal, ceramics and cement include whiskers, fibers and particulate aggregates. Among these reinforcing materials, aluminum borate whiskers are mechanical properties, heat resistance, corrosion resistance,
Excellent heat insulation and electrical insulation. This aluminum borate whisker is a vapor phase method in which vapor of aluminum halide and vapor of boron oxide are subjected to vapor phase reaction in the presence of water vapor, a hydrothermal method of heating aluminum borate gel, or aluminum oxide and boron oxide. And a melt method in which whiskers are grown from a melt added with a melting agent.

【0003】例えば、米国特許3350166号には気
相法による4Al2 3 ・B2 3ウィスカーの製造方
法が記載されており、米国特許4789422号には水
熱法によるxAl2 3 ・yB2 3 (x=4〜9、y
=2〜5)ウィスカーの製造方法が記載されている。ま
た、米国特許3080242号には、1〜25重量%の
酸化アルミニウムを添加した酸化硼素の融液を徐冷する
ことによる3Al2 3 ・B2 3 ウィスカーの製造方
法およびこれによって得られた3Al2 3 ・B2 3
ウィスカーを原料とする9Al2 3 ・B2 3 ウィス
カーの製造方法が記載されている。更に、特公平4−2
1640号、特公平4−76954号、特公平4−76
955号、特公平5−15679号および特開平5−2
01800号各公報には、溶融剤としてアルカリ金属の
硫酸塩、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属の塩化物
などを使用した方法による9Al2 3 ・2B2 3
ィスカーの製造方法が記載されている。
For example, U.S. Patent No. 3,350,166 describes a 4Al 2 O 3 · B 2 O 3 whiskers method of manufacturing by a vapor phase method, xAl 2 O 3 · by hydrothermal method in U.S. Patent No. 4,789,422 yB 2 O 3 (x = 4 to 9, y
= 2-5) A method for manufacturing whiskers is described. Further, in US Pat. No. 3,080,242, a method for producing 3Al 2 O 3 .B 2 O 3 whiskers by gradually cooling a melt of boron oxide to which 1 to 25% by weight of aluminum oxide is added, and a method for obtaining the same are obtained. 3 Al 2 O 3 · B 2 O 3
9Al 2 O 3 · B 2 O 3 whiskers method of manufacturing a whisker as a raw material are described. Furthermore, Japanese Patent Fair 4-2
No. 1640, Japanese Patent Publication No. 4-76954, Japanese Patent Publication No. 4-76
No. 955, Japanese Patent Publication No. 5-15679, and Japanese Patent Laid-Open No. 5-2.
No. 01800 discloses a method for producing 9Al 2 O 3 .2B 2 O 3 whiskers by a method using an alkali metal sulfate, an alkali metal carbonate, an alkali metal chloride or the like as a melting agent. There is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、気相法
では低融点の硼酸アルミニウムのウィスカーしか合成で
きず、しかも成長速度が遅いために大量生産が難しい。
また、水熱法の場合、数十〜数百気圧の圧力に耐える耐
圧容器を必要とするとともに、ウィスカーの形状の制御
が困難である。
However, the vapor phase method can synthesize only whiskers of aluminum borate having a low melting point, and the growth rate is slow, so that mass production is difficult.
Further, in the case of the hydrothermal method, a pressure vessel that can withstand a pressure of several tens to several hundreds of atmospheric pressure is required, and it is difficult to control the shape of the whiskers.

【0005】一方、酸化アルミニウムを添加した酸化硼
素の融液からウィスカーを成長させる方法では、融液の
冷却に長時間を要するとともに、ウィスカーの組成に比
べてはるかに多量の酸化硼素を使用するため材料歩留ま
りが悪い。しかも、冷却後の反応生成物もウィスカーが
酸化硼素のマトリックスに囲まれた状態となっているた
め、ウィスカーの分離操作に手間がかかる。また、溶融
剤としてアルカリ金属の硫酸塩、アルカリ金属の炭酸
塩、アルカリ金属の塩化物などを使用する方法の場合
も、アルミニウムに対するアルカリ金属のモル比が1〜
10倍(通常は2〜3倍)となるような量の溶融剤を必
要とするため、材料歩留まりが悪く、しかも冷却後の反
応生成物もウィスカーが溶融剤のマトリックスに囲まれ
た状態となっているため、ウィスカーの分離操作に手間
がかかる。
On the other hand, in the method of growing whiskers from a melt of boron oxide to which aluminum oxide is added, it takes a long time to cool the melt and a much larger amount of boron oxide is used as compared with the composition of the whiskers. Material yield is poor. Moreover, since the whiskers of the reaction product after cooling are also surrounded by the matrix of boron oxide, the operation of separating the whiskers is troublesome. Also, in the case of the method of using alkali metal sulfate, alkali metal carbonate, alkali metal chloride, etc. as the melting agent, the molar ratio of alkali metal to aluminum is 1 to 1.
Since the amount of the melting agent required is 10 times (usually 2 to 3 times), the material yield is low, and the reaction product after cooling is also in a state where the whiskers are surrounded by the matrix of the melting agent. Therefore, it is troublesome to separate the whiskers.

【0006】一方、実用面からはウィスカーは飛散し易
く、その取り扱い時に作業者が吸引してしまうなど生体
に与える影響の問題に加え、各種のプラスチックや金
属、セラミックス、セメントなどのマトリックスとの混
合時に、前記マトリックスに分散し易いように粒状集合
体であるものが望まれている。しかし、上述した従来の
硼酸アルミニウムウィスカーの製造方法を用いてそれら
の粒状集合体を得ようとすると、ウィスカーを生成した
後にウィスカー同士を凝集させる工程が必要となりコス
ト高を招くとともに、粒径が制御され、粒状の形態を維
持したウィスカーの粒状集合体を得るのは技術的に困難
である。
On the other hand, from a practical point of view, whiskers are apt to scatter, and in addition to the problem that the worker inhales when handling them, there is a problem of affecting the living body, and mixing with various plastics, metals, ceramics, matrixes such as cement, etc. At times, a granular aggregate is desired so that it can be easily dispersed in the matrix. However, when trying to obtain those granular aggregates using the above-mentioned conventional method for producing aluminum borate whiskers, a step of aggregating the whiskers with each other is required after the formation of the whiskers, which causes a high cost, and the particle size is controlled. Therefore, it is technically difficult to obtain a granular aggregate of whiskers which maintains a granular morphology.

【0007】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、取り扱い時に飛散することがなく、マ
トリックスとの混合時に分散し易い硼酸アルミニウムウ
ィスカー粒状集合体を提供することを主たる目的として
いる。
The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide an aluminum borate whisker granular aggregate which does not scatter during handling and is easily dispersed when mixed with a matrix. I am trying.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の硼酸アルミニウムウィスカー粒状集合体
は、酸化アルミニウムまたは空気中での加熱により酸化
アルミニウムになるアルミニウムの化合物と、酸化硼素
または空気中での加熱により酸化硼素になる硼素の化合
物との混合物からなる凝集粒子を、空気中で高温加熱す
ることにより生成されることを特徴とする。また、酸化
アルミニウムまたは空気中での加熱により酸化アルミニ
ウムになるアルミニウムの化合物と、酸化硼素または空
気中での加熱により酸化硼素になる硼素の化合物並びに
酸化鉄または空気中での加熱により酸化鉄になる鉄の化
合物との混合物からなる凝集粒子を、空気中で高温加熱
することにより生成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the aluminum borate whisker granular aggregate of the present invention comprises aluminum oxide or a compound of aluminum which becomes aluminum oxide by heating in air and boron oxide or It is characterized in that agglomerated particles composed of a mixture with a compound of boron which becomes boron oxide by heating in air are produced by heating at high temperature in air. In addition, aluminum oxide or an aluminum compound that becomes aluminum oxide when heated in air, boron oxide or a boron compound that becomes boron oxide when heated in air, and iron oxide or iron oxide when heated in air. It is characterized by being produced by heating agglomerated particles composed of a mixture with an iron compound in air at a high temperature.

【0009】前記酸化アルミニウムとしてはAl2 3
が、また前記空気中での加熱により酸化アルミニウムに
なるアルミニウムの化合物としては、例えば水酸化アル
ミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化
アルミニウムなどが挙げられ、空気中で加熱することに
より反応性に富む酸化アルミニウムとなり、高温で酸化
硼素と反応して硼酸アルミニウムウィスカーを生成す
る。これらの化合物は、単独で使用してもよいし、2種
以上を混合して用いてもよい。
The aluminum oxide is Al 2 O 3
However, examples of the aluminum compound which becomes aluminum oxide by heating in the air include aluminum hydroxide, aluminum sulfate, aluminum nitrate, aluminum chloride, etc., and oxidation which is highly reactive by heating in the air. It becomes aluminum and reacts with boron oxide at high temperatures to form aluminum borate whiskers. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0010】前記酸化硼素としてはB2 3 が、また前
記空気中での加熱により酸化硼素になる硼素の化合物と
しては、例えばH3 BO3 、H2 4 7 、HBO2
硼酸ナトリウム、硼酸カリウム、硼酸のアルコキシドな
どが挙げられ、これらを単独で使用してもよいし、2種
以上を混合して用いてもよい。
The boron oxide is B 2 O 3 , and the boron compound which becomes boron oxide by heating in the air is, for example, H 3 BO 3 , H 2 B 4 O 7 , HBO 2 ,
Examples thereof include sodium borate, potassium borate, and boric acid alkoxide. These may be used alone or in combination of two or more.

【0011】前記酸化鉄としてはFe2 3 、Fe3
4 が、また前記空気中での加熱により酸化鉄になる鉄の
化合物としては、例えば塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、シュ
ウ酸鉄などが挙げられ、これらを単独で使用してもよい
し、2種以上を混合して用いてもよい。
Examples of the iron oxide include Fe 2 O 3 and Fe 3 O
4 , examples of the iron compound that becomes iron oxide by heating in the air include iron chloride, iron sulfate, iron nitrate, iron oxalate, and the like, and these may be used alone, You may mix and use 2 or more types.

【0012】本発明に係る硼酸アルミニウムウィスカー
粒状集合体は、酸化アルミニウムまたは空気中での加熱
により酸化アルミニウムになるアルミニウムの化合物
と、酸化硼素または空気中での加熱により酸化硼素にな
る硼素の化合物とを混合して凝集粒子とし、あるいは更
に前記凝集粒子に酸化鉄または空気中での加熱により酸
化鉄になる鉄の化合物とを混合して、空気中で硼酸アル
ミニウムウィスカーの生成温度で加熱することにより得
られる。この熱処理は通常の温度および時間で行われ、
例えば1200〜1600℃で、1〜10時間程度行わ
れる。
The aluminum borate whisker granular aggregate according to the present invention comprises aluminum oxide or an aluminum compound which becomes aluminum oxide by heating in air, and boron oxide or a boron compound which becomes boron oxide by heating in air. By mixing to form agglomerated particles, or by further mixing the agglomerated particles with iron oxide or a compound of iron that becomes iron oxide by heating in air, and heating in air at the formation temperature of aluminum borate whiskers. can get. This heat treatment is performed at normal temperature and time,
For example, it is performed at 1200 to 1600 ° C. for about 1 to 10 hours.

【0013】前記凝集粒子の粒径は、30〜1000μ
mであることが好ましく、30μm以下ではアスペクト
比の高い硼酸アルミニウムウィスカーを得るのは困難で
ある。一方、1000μm以上になると、得られた硼酸
アルミニウムウィスカー集合体がプラスチックや金属、
セラミックス、セメントなどのマトリックスに混合した
場合の均一な分散が難しくなる。
The particle size of the agglomerated particles is 30 to 1000 μm.
m is preferable, and when it is 30 μm or less, it is difficult to obtain aluminum borate whiskers having a high aspect ratio. On the other hand, when the thickness is 1000 μm or more, the obtained aluminum borate whisker aggregates are plastic or metal,
Uniform mixing becomes difficult when mixed with a matrix such as ceramics or cement.

【0014】また、前記凝集粒子のアルミニウムと硼素
のモル比が、9:2.5〜1:1となるように酸化アル
ミニウムまたは空気中での加熱により酸化アルミニウム
になるアルミニウムの化合物と、酸化硼素または空気中
での加熱により酸化硼素になる硼素の化合物とを混合す
ることにより、高温特性に優れる9Al2 3 ・2B2
3 の組成を有する硼酸アルミニウムウィスカー粒状集
合体を得ることができる。
Further, the agglomerated particles have a molar ratio of aluminum to boron of 9: 2.5 to 1: 1 and aluminum oxide or a compound of aluminum which becomes aluminum oxide by heating in air and boron oxide. or by mixing a compound of boron to be boron oxide by heating in air, 9Al 2 O 3 · 2B 2 having excellent high-temperature characteristics
Aluminum borate whisker granular aggregates having a composition of O 3 can be obtained.

【0015】更に、本発明に係る硼酸アルミニウムウィ
スカー粒状集合体は、プラスチックや金属、セラミック
ス、セメントなどのマトリックスに混合した場合、粒状
の形態が壊れて個々のウィスカーに分離されて前記マト
リックス中に分散される。従って、ウィスカー自体のア
スペクト比が大きく、形状が均一である方が、前記マト
リックスの機械的強度の点で好ましい。本発明では、酸
化アルミニウムまたは空気中での加熱により酸化アルミ
ニウムになるアルミニウムの化合物と、酸化硼素または
空気中での加熱により酸化硼素になる硼素の化合物との
混合物に、更に0.1〜10重量%の酸化鉄または酸化
鉄に換算して0.1〜10重量%の空気中での加熱によ
り酸化鉄になる鉄の化合物を添加して凝集粒子とするこ
とにより、高アスペクト比の硼酸アルミニウムウィスカ
ーからなる粒状集合体を得ることができる。また、前記
酸化鉄または空気中での加熱により酸化鉄になる鉄の化
合物の添加量は、2〜4重量%とするのが最も好まし
い。
Further, when the aluminum borate whisker granular aggregate according to the present invention is mixed with a matrix of plastic, metal, ceramics, cement or the like, the granular morphology is broken and separated into individual whiskers and dispersed in the matrix. To be done. Therefore, it is preferable that the whiskers have a large aspect ratio and a uniform shape in terms of the mechanical strength of the matrix. In the present invention, a mixture of aluminum oxide or an aluminum compound that becomes aluminum oxide by heating in air and a mixture of boron oxide or a boron compound that becomes boron oxide by heating in air is further added in an amount of 0.1 to 10 wt. % Iron oxide or an iron borate whisker having a high aspect ratio by adding an iron compound that becomes iron oxide by heating in air in an amount of 0.1 to 10% by weight converted to iron oxide to form agglomerated particles. A granular aggregate consisting of can be obtained. The addition amount of the iron oxide or the iron compound which becomes iron oxide by heating in air is most preferably 2 to 4% by weight.

【0016】尚、本発明の硼酸アルミニウムウィスカー
粒状集合体の製造に際しては、生成する粒状集合体が互
いに融着することのない範囲内で、アルカリ金属の硫酸
塩、アルカリ金属の硝酸塩、アルカリ金属の塩化物など
の溶融剤を添加することもできる。この場合、溶融剤の
添加量は10重量%以下とするのが適当である。また、
得られたウィスカーの集合体は、熱水または熱塩酸、熱
硫酸などで洗浄処理して余剰の酸化硼素などが除去され
るが、この洗浄の程度によりマトリックスに分散させた
時の開繊の程度を制御することができる。
In producing the aluminum borate whisker granular aggregate of the present invention, alkali metal sulfates, alkali metal nitrates, and alkali metal alkali metal sulfates are produced within a range in which the produced granular aggregates do not fuse with each other. It is also possible to add a melting agent such as chloride. In this case, it is appropriate that the amount of the melting agent added is 10% by weight or less. Also,
The obtained aggregates of whiskers are washed with hot water, hot hydrochloric acid, hot sulfuric acid, etc. to remove excess boron oxide, etc. The degree of opening when dispersed in the matrix depends on the degree of this washing. Can be controlled.

【0017】[0017]

【作 用】本発明の硼酸アルミニウムウィスカー粒状集
合体は、製造工程における加熱時に生ずる液相が少量で
あるため、加熱中に前記凝集粒子が互いに融着すること
なく、凝集粒子の形状を維持した状態でウィスカーが成
長し、粒状のウィスカー集合体を形成する。従って、取
り扱い時に飛散することがなくなることに加え、プラス
チックや金属、セラミックス、セメントなどのマトリッ
クスに混合する際、優れた分散性が得られる。しかも、
酸化鉄または空気中での酸化により酸化鉄となる鉄の化
合物が添加された硼酸アルミニウムウィスカー粒状集合
体は、個々のウィスカーが高いアスペクト比を有するた
めに、前記マトリックスの機械的強度をより向上させる
ことができる。
[Operation] Since the aluminum borate whisker granular aggregate of the present invention produces a small amount of liquid phase during heating in the manufacturing process, the aggregated particles do not fuse with each other during heating and maintain the shape of the aggregated particles. Whiskers grow in the state to form granular whisker aggregates. Therefore, in addition to preventing scattering during handling, excellent dispersibility is obtained when mixed in a matrix of plastic, metal, ceramics, cement or the like. Moreover,
Aluminum borate whisker granular aggregates to which iron oxides or iron compounds that become iron oxides by oxidation in air are added further improve the mechanical strength of the matrix because the individual whiskers have a high aspect ratio. be able to.

【0018】[0018]

【実施例】本発明に係る硼酸アルミニウムウィスカー粒
状集合体に関して、以下の実施例により明確にすること
ができる。
EXAMPLES The following examples can clarify the aluminum borate whisker granular aggregate according to the present invention.

【0019】○実施例1 水酸化アルミニウム(Al(OH)3 )10g、オルト
硼酸(H3 BO3 )3.5g(アルミニウムと硼素のモ
ル比9:4)を自動乳鉢で充分混合した後、篩にかけ、
粒径100〜200μmの凝集粒子とし、これをアルミ
ナ坩堝に入れ、1400℃で3時間加熱した。加熱終了
後、反応生成物を冷却し、更に余剰の酸化硼素を熱水で
除去し、乾燥して7.2gの9Al2 3 ・2B2 3
ウィスカーの粒状集合体を得た。収率は、96%であっ
た。また、得られたウィスカー粒状集合体の粒径は50
〜150μmであり、集合体を構成するウィスカーの直
径は1μm、長さは5〜10μmであった。
Example 1 10 g of aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and 3.5 g of orthoboric acid (H 3 BO 3 ) (molar ratio of aluminum and boron of 9: 4) were thoroughly mixed in an automatic mortar, Sieving,
Agglomerated particles having a particle size of 100 to 200 μm were prepared, which were placed in an alumina crucible and heated at 1400 ° C. for 3 hours. After completion of heating, the reaction product is cooled, excess boron oxide is removed with hot water, and dried to obtain 7.2 g of 9Al 2 O 3 .2B 2 O 3
A granular aggregate of whiskers was obtained. The yield was 96%. The particle size of the obtained whisker granular aggregate was 50.
The diameter of the whiskers constituting the aggregate was 1 μm, and the length was 5 to 10 μm.

【0020】○実施例2 水酸化アルミニウム(Al(OH)3 )10g、オルト
硼酸(H3 BO3 )4g(アルミニウムと硼素のモル比
9:4.5)と酸化鉄(Fe2 3 )0.3gを自動乳
鉢で充分混合した後、篩にかけ、粒径100〜500μ
mの凝集粒子とし、これをアルミナ坩堝に入れ、140
0℃で6時間加熱した。加熱終了後、実施例1と同様な
処理を行なうことにより、7.4gの9Al2 3 ・2
2 3ウィスカーの粒状集合体を得た。収率は、97
%であった。また、得られたウィスカー粒状集合体の粒
径は50〜400μmであり、集合体を構成するウィス
カーの直径は0.8μm、長さは20〜30μmであっ
た。得られたウィスカー集合体の電子顕微鏡写真を、図
1に示す。
Example 2 Aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) 10 g, orthoboric acid (H 3 BO 3 ) 4 g (aluminum-boron molar ratio 9: 4.5) and iron oxide (Fe 2 O 3 ). After thoroughly mixing 0.3 g with an automatic mortar, sift it to obtain a particle size of 100-500 μ.
m as agglomerated particles, put this in an alumina crucible, and
Heated at 0 ° C. for 6 hours. After heating, the same treatment as in Example 1 was performed to obtain 7.4 g of 9Al 2 O 3 .2.
A granular aggregate of B 2 O 3 whiskers was obtained. The yield is 97
%Met. The particle diameter of the obtained whisker granular aggregate was 50 to 400 μm, the diameter of the whiskers constituting the aggregate was 0.8 μm, and the length was 20 to 30 μm. An electron micrograph of the obtained whisker aggregate is shown in FIG.

【0021】○実施例3 硫酸アルミニウム(Al2 (SO4 3 )22g、酸化
硼素(B2 3 )2.3gと四硼酸ナトリウム(Na2
2 7 )0.5g(アルミニウムと硼素のモル比9:
4.8)を自動乳鉢で充分混合した後、、篩にかけ、粒
径50〜500μmの凝集粒子とし、これをアルミアル
ミナ坩堝に入れ、1250℃で6時間加熱した。加熱終
了後、実施例1と同様な処理を行なうことにより、6.
8gの9Al2 3 ・2B2 3 ウィスカーの粒状集合
体を得た。収率は、90%であった。また、得られたウ
ィスカー粒状集合体の粒径は30〜400μmであり、
集合体を構成するウィスカーの直径は0.4μm、長さ
は10〜20μmであった。
Example 3 22 g of aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ), 2.3 g of boron oxide (B 2 O 3 ) and sodium tetraborate (Na 2
B 2 O 7 ) 0.5 g (molar ratio of aluminum to boron 9:
4.8) was thoroughly mixed in an automatic mortar and then sieved to form agglomerated particles having a particle size of 50 to 500 μm, which were placed in an aluminum alumina crucible and heated at 1250 ° C. for 6 hours. After the heating is completed, the same treatment as in Example 1 is performed to obtain 6.
It was obtained 9Al 2 O 3 · 2B 2 O 3 whisker particulate aggregate of 8 g. The yield was 90%. The particle diameter of the obtained whisker granular aggregate is 30 to 400 μm,
The diameter of the whiskers forming the aggregate was 0.4 μm, and the length was 10 to 20 μm.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
硼酸アルミニウムウィスカー粒状集合体は、製造工程に
おける加熱時に生ずる液相が少量であるため、加熱中に
前記凝集粒子が互いに融着することなく、凝集粒子の形
状を維持した状態でウィスカーが成長することによって
得られるものである。また、本発明に係る硼酸アルミニ
ウムウィスカー粒状集合体は、取り扱い時に飛散するこ
とがなく、プラスチックや金属、セラミックス、セメン
トなどのマトリックスに混合する際の分散性がよい。し
かも、酸化鉄または空気中での酸化により酸化鉄となる
鉄の化合物が添加された硼酸アルミニウムウィスカー粒
状集合体は、個々のウィスカーが高いアスペクト比を有
するために、前記マトリックスの機械的強度をより向上
させることができる。
As described above, in the aluminum borate whisker granular aggregate according to the present invention, since the liquid phase generated during heating in the manufacturing process is small, the agglomerated particles are fused to each other during heating. However, it is obtained by growing whiskers while maintaining the shape of aggregated particles. Further, the aluminum borate whisker granular aggregate according to the present invention does not scatter during handling, and has good dispersibility when mixed with a matrix such as plastic, metal, ceramics, or cement. Moreover, the aluminum borate whisker granular aggregate to which iron oxide or an iron compound that becomes iron oxide by oxidation in air is added, the individual whiskers have a high aspect ratio, so that the mechanical strength of the matrix is improved. Can be improved.

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

【図1】 実施例2の硼酸アルミニウムウィスカー粒状
集合体を示す電子顕微鏡写真である。
1 is an electron micrograph showing an aluminum borate whisker granular aggregate of Example 2. FIG.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化アルミニウムまたは空気中での加熱
により酸化アルミニウムになるアルミニウムの化合物
と、酸化硼素または空気中での加熱により酸化硼素にな
る硼素の化合物との混合物からなる凝集粒子を、空気中
で高温加熱することにより生成されることを特徴とする
硼酸アルミニウムウィスカー粒状集合体。
1. Agglomerated particles comprising a mixture of aluminum oxide or a compound of aluminum which becomes aluminum oxide when heated in air and boron oxide or a compound of boron which becomes boron oxide when heated in air are prepared in air. An aluminum borate whisker granular aggregate, which is produced by heating at a high temperature in the aluminum borate.
【請求項2】 酸化アルミニウムまたは空気中での加熱
により酸化アルミニウムになるアルミニウムの化合物
と、酸化硼素または空気中での加熱により酸化硼素にな
る硼素の化合物と、酸化鉄または空気中での加熱により
酸化鉄になる鉄の化合物との混合物からなる凝集粒子
を、空気中で高温加熱することにより生成されることを
特徴とする硼酸アルミニウムウィスカー粒状集合体。
2. A compound of aluminum which becomes aluminum oxide by heating in aluminum oxide or air, a compound of boron which becomes boron oxide by heating in boron oxide or air, and a compound of iron oxide or by heating in air An aluminum borate whisker granular aggregate, which is produced by heating agglomerated particles composed of a mixture with an iron compound that becomes iron oxide in air at a high temperature.
【請求項3】 酸化アルミニウムまたは空気中での加熱
により酸化アルミニウムになるアルミニウムの化合物
と、酸化硼素または空気中での加熱により酸化硼素にな
る硼素の化合物とが、アルミニウムと硼素のモル比が
9:2.5〜1:1となるように配合され、更に0.1
〜10重量%の酸化鉄または酸化鉄に換算して0.1〜
10重量%の空気中での加熱により酸化鉄になる鉄の化
合物が添加された混合物からなる凝集粒子を、空気中で
高温加熱することにより生成されることを特徴とする硼
酸アルミニウムウィスカー粒状集合体。
3. A molar ratio of aluminum and boron of aluminum oxide or a compound of aluminum which becomes aluminum oxide by heating in air and boron oxide or a compound of boron which becomes boron oxide by heating in air is 9: 1. : 2.5 to 1: 1 and further 0.1
10% by weight of iron oxide or 0.1 to iron oxide
Aluminum borate whisker granular aggregate produced by heating agglomerated particles comprising a mixture of an iron compound which becomes iron oxide by heating in air at 10% by weight at high temperature in air .
【請求項4】 前記混合物からなる凝集粒子の粒径が、
30〜1000μmであることを特徴とする請求項1乃
至4記載の硼酸アルミニウムウィスカー粒状集合体。
4. The particle size of agglomerated particles of the mixture is
The aluminum borate whisker granular aggregate according to any one of claims 1 to 4, which has a diameter of 30 to 1000 µm.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0935015A1 (en) * 1998-02-04 1999-08-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing whisker-forming alumina and alumina fibers and composite piston of alumina fibers
US6036930A (en) * 1997-10-31 2000-03-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Process for producing aluminum oxide fibers

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