JPS5973431A - スピネル微粉末の製造法 - Google Patents

スピネル微粉末の製造法

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JPS5973431A
JPS5973431A JP57184817A JP18481782A JPS5973431A JP S5973431 A JPS5973431 A JP S5973431A JP 57184817 A JP57184817 A JP 57184817A JP 18481782 A JP18481782 A JP 18481782A JP S5973431 A JPS5973431 A JP S5973431A
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spinel
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Minoru Matsui
實 松井
Tomonori Takahashi
知典 高橋
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/16Preparation of alkaline-earth metal aluminates or magnesium aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/162Magnesium aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/62Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本殉明は高純度のスピネル微粉末の製造法に丙するもの
である。
一般式MgO・xAl、O,(x −1〜1.5〕で示
されるアルミニウムとマグネシウムのスビネA/酸化物
り溶体の単−相より成る微粉末は、透明スピネル焼結体
等の緻密で均質なスピネル焼結体の製造用原料として有
用である。
従来、このようなスピネル微粉末を製造する方法として
は、 (υ 酸化アルミニウムと酸化マグネシウムとの固相反
応によりスピネルを生成して、これを粉砕する方法。
(2)  ア・ルミニウム塩とマグネシウム塩との混合
塩を熱分解する方法。
(8)  アルミニウム塩とマグネシウム塩との水溶液
のl)H′ttiM整して、共沈させる方法。
等が知られている。しかしながら(1)の固相反応によ
る方法は、生成相の組成にバラツキが生じ易く均一な組
成の微粉末が得られに<<、また高温処理をするため粒
子の活性度が落ち、生成粉末が焼結しにくくなる欠点が
あり、(2)の塩を分解する方法は、生成した微粉末中
に陰イオンが不純物として残留するという欠点がある。
ま、ζた(8)の共沈させる方法ではI)Hの調整が難
かしく組成を正確に制御できないという欠点がある。
一方、スピネルの焼結において、低温での緻蜜化を促進
させるため、&蓋のLiFを添加することも知られてい
るが、従来はボールミル混合によりLiFの添加、分散
が行われていたので充分に分散できず、焼結体に不均簀
を生じるという1it1点があった。
本発明のスピネル似粉末の製造法は、従来のこれらの欠
点および間朧点を解決するためになされたものであり、
一般式Kg(OR)s (R:炭素原子1〜8個を含む
アルキル基)で示されるマグネシウムアルコキシド1モ
ルと一般式A!(OR’J、 (R’ :炭素原子1〜
8個を含むアルキル基)で示されるアルミニウムアルコ
キシド2〜8モルとを一般式R’OR(R’j炭素原子
1〜8個、・を含むアルキル基)で示されるアルコール
に溶解し、加水分解による沈澱物を加熱して、高純度の
スピネル酸化物固溶体の微粉末を生成するスピネル微粉
末の製造法である。
本発明の#1成をさらに詳しく説明すれは金属マグネシ
ウムとアルコールとを反丸1させて得られる一般式、M
L;、1(OR)2で示される、例えはマグネシウムメ
トキシド、マグネシウムエトキシド、マグネシウムイソ
プロポキシド等のマグネシウムアルコキシド1モルと金
属アルミニウムとアルコールを反応させて得られる一般
式1(OR’)、で示される例えは゛アルミニウムメト
キシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプ
ロポキシド等のアルミニウムアルコキシド2〜8モルと
を、一般式R’OHで示されるメタノール、エタノール
、イソプロパツール等に、加熱還流を行って完全に溶解
する。
この場合、アルミニウムアルコキシド、マグネシウムア
ルコキシドおよびアルコールは、それぞれに含まれるア
ルキル基の炭素原子が1〜8個のものを用いることが大
切である。これはアルキル基の炭素原子が4個以上のも
のを用いると、溶媒のアルコールやアルコキシドを加水
分解して生成するアルコールに対して水が難溶性となり
、加水分解の時に水が短時間にアルコ−四溶液中に分散
せず、局部的に水が過剰な部分と水が欠乏する部分がで
きて、加水分M?lの性負がそれぞれ異なり、均一なス
ピネル微粉末が得られないからである。
さらに、マグネシウムアルコキシド1モルに対して、ア
ルミニウムアルコキシドを2〜8モルとすることも大切
であり、マグネシウムアルコキシド1モルに対してアル
ミニウムアルコキシドが2モル未満であると、スピネル
相以外にペリクレース相が析出し、反対に8モルを越え
るとスピネル相以外にアルミナ相か析出して、単−相の
スピネル酸化物固溶体の微粉末が得られないからである
又、アルコール溶液を調製する場合は、好ましくはアル
ミニウムアルコキシドとマグネシウムアルコキシドの濃
度の和を0.2モル/、以下とするとよい。濃度の和が
、0.2モル/7より高いとアルコキシド分子が溶液中
で篤合し易くなりアルミニウムアルコキシドとマグネシ
ウムアルコキシドの溶液中の混合状態が均一でなくなり
、加水分解しても均一なスピネ・ル倣粉末が得られない
ことがある。
なおアルミニウムアルコキシド、マグネシウムアルコキ
シドは前もって合成されたものでも勿−よいか、例えは
金属アルミニウムとマグネシウムアルコキシド、または
金属マグネシウムとアルミニウムアルコキシドをアルコ
ール中に加え、アルコキシドの合成および浴解萄同時に
灯ってもよい。
この場合は、未反応部分や不溶解部分が残留し、アルコ
ール浴液中のアルミニウムアルコキシドとマグネシウム
アルコキシドの組成比が未知であることが多いが、その
時はアルミニウムとマグネシウムの濃度分析を行い、目
的とするモル比に―整すればよい。
次にこのようにして得られたマグネシウムアルコキシド
とアルミニウムアルコキシドとのアルコール溶液に水を
加えて、好ましくはアルコールの蜘点あるいは節点近く
の温度に加熱し還流装置を付して加水分解する。この時
の加水分解は下記(1)式によって行われる。
この(1)式よりも明らかなとおり加水分解に要する水
はアルミニウムアルコキシドのモル数の8倍とマグネシ
ウムアルコキシドのモル数の2倍を加えたモル数に相当
する水分量の添加が最も好ましい。
なぜならはこれらの水分量よりも多くの水を加えて加水
分解を行うと過剰の水分に生成した水酸化物が浴解し、
また少ない水分量の場合には加水分解されずに沈澱しな
いアルミニウム、マグネシウムの成分を生じ、スピネル
微粉末の組成が、目的、とする調合組成比からずれてし
まうからである。
また加水分解に用いる水はアルコール溶液の溶融と同じ
アルコールで10倍以上に希釈してアルコール溶液に加
えるこζが局部的な水分過剰部を作ることがなく、均一
な水酸化物の沈澱物を作る上で好ましい。
なお、LiFが均一に分布したスピネル微粉末を製造す
る時にG;t 、加水分所に用いる水の中にLiFを溶
解し、そのLiF水溶液を前述のように溶媒と同一のア
ルコールで希釈して用いるとよい。
そして、加水分解によって得られた水酸化物の沈澱物を
濾過等により、アルコールから分離し、乾燥、加熱して
結晶化させる。この場合、乾燥は120”C以1の温良
で行うとよい。それは120℃以上で乾燥すると水酸化
物に付着しているアルコールが炭化しスピネル微粉末中
にその炭素が不純物として残留するからである。又、加
熱は酸化雰囲気中で700°C以上1200℃以下で行
うとよい。それは酸化雰囲気でない場合は、水酸化物に
付着したアルコールが炭化し、スピネル微粉末中、に炭
素が不純物として残留することがあるためである。又、
乾燥して得られる水酸化物は非晶質であり、500℃で
完全に脱水し、700℃でスピネルが結晶化する。従っ
て700℃以上で加熱しないとスピネル酸化I$/J微
粉末は得られない。又、1200°C以上で加熱すると
粒子が成長して焼結体製造用の原料として適する微粉末
は得られなくなる。なお本発明の方法により得られる一
スピネル微粉末の純度は99.9%以上である。
次に本発明の実施例について述べる。
実施例 第1表に記載するマグネシウムアルコキシドおよびアル
ミニウムアルコキシドを表中に記載するモル比および濃
度の和のとおり混和し、第1表に記載するアルコ−外・
に速流装置付の容器を用いて加熱して溶解し、このアル
コール溶液に第1表に記載するLiFを溶解した水の1
0倍アルフール希釈液を加えて第1表に記載する条件で
加水分解を行った。
そして、得られた水酸化物を濾過した後、110°Cで
乾燥し第1表に記載する加熱条件で加熱し、本発明によ
るスピネル粉末A1〜A10を得た。
この得られたスピネル微粉末について結晶相。
比表面積、純度等について測定し、従来品(A 11 
& 12 )と比較すると第1表に記載するとおりであ
る。
第1表の結果より明らかなとおり、本発明の製造法によ
り得られたスピネル微粉末は結晶相がスピネル単一組よ
りなるとともに比表面積が従来品より15〜55%大き
く、さらに生成した微粉末中に不純物が全く含まれない
か、あるいはきわめて少ない不純物含有量であることが
確認された。
以上述べたとおり、本発明のスピネル微粉末の!#造法
は特定のマグネシウムアルコキシドとアルミニウムアル
コキシドとの特定混合比のアルコール溶液を加水分解す
ることによ5、す、結晶相がスピネル単一組よりなりか
つ比表面積の大きい高純度のスピネル微粉末が得られる
ものであり、d明スピネル焼結体寺のスピネル焼結体の
!!!l!#L原料として使用できるものであり、窯業
原料として極めて有用なスピネル微粉末の製造法である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 一般式Mg(OR)2(R+炭素原子1〜8個を含
    むアルキル基)で示されるマグネシウムアルコキシド1
    モルと、一般式1(OR’へ(R′:炭素原子1〜8個
    を含むアルキル基)で示されるアルミニウムアルコキシ
    ド2〜8モルとを一般式F、’OH(R’ i 脚素原
    子1〜8個を含むアルキル基)で示されるアをコールに
    溶解し、加水分解による沈澱物を加熱して、アルミニウ
    ムとマグネシウムのスピネル酸化物固溶体を生成するこ
    とを特徴とするスピネル微粉末の製造法O 1アルコールに溶解したアルミニウムアルコキシドとマ
    グネシウムアルコキシドの濃度の和が、0.2モル/、
    以下であることを特徴とする特iF+−請求の範囲第1
    項記載のスピネル微粉末の製造法。 L  Lipの存在下で加水分解を行うことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項又は第2項記載Iのスピネル微
    粉末の製造法。 表 アルコールの洲点において加水分解を行うことを特
    徴とする特許請求の範曲第1項、第2項又は第8項記載
    のスピネル微粉末の製造法。
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