JPS61281016A - β″−アルミナの製造方法 - Google Patents

β″−アルミナの製造方法

Info

Publication number
JPS61281016A
JPS61281016A JP61118999A JP11899986A JPS61281016A JP S61281016 A JPS61281016 A JP S61281016A JP 61118999 A JP61118999 A JP 61118999A JP 11899986 A JP11899986 A JP 11899986A JP S61281016 A JPS61281016 A JP S61281016A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alumina
mixture
temperature
precursor
heated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP61118999A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0455128B2 (ja
Inventor
ジエイムズ・ヒユー・ダンカン
ピーター・バロウ
アーノルド・ヴアン・ズイル
アンガス・イアン・キンゴン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lilliwyte SA
Original Assignee
Lilliwyte SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lilliwyte SA filed Critical Lilliwyte SA
Publication of JPS61281016A publication Critical patent/JPS61281016A/ja
Publication of JPH0455128B2 publication Critical patent/JPH0455128B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

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】 本発明は、β〃−アルミナの製造方法に関するものであ
る。さらに詳細には、本発明は、多結晶β′−アルミナ
加工品を製造するのに適したβl−アルミナの製造方法
、並びにこの方法により製造される製品に関するもので
ある。
β−アルミナは理想化した化学式Na2O・IIAl2
O3を有し、ナトリウム原子がアルミニウム原子と酸素
イオンとの層により分離された個々の層として存在する
層構造を有し、スピネル型の構造を形成するアルミン酸
ナトリウムである。はぼNa2O”5A7205の化学
式を有するβ″−アルミナは同様な構造を有するが、電
気化学電池Iこおけるイオン導体(ion  cond
uctor  )として特に興味のある比較的抵抗値の
イ代い物質である。
本発明によれば、酸化アルミニウムの前駆体中に酸化ナ
トリウムおよびその前駆体からなる群の一員を分散させ
、かつ酸化アルミニウムの前駆体中にスピネル形成性酸
化物およびその前駆体からなる群の一員であるスピネル
安定剤を分散させて混合物を形成し、次いでこの混合物
を少なくとも或る程度の酸化アルミニウムの前、躯体が
β〃・−アルミナに変換する温度まで加熱し、酸化アル
ミニウムの前駆体はそれ自身を空気中で煤焼した際この
明細書中で規定するX線回折において44−48゜の2
(θ)範囲の最高弾度を有するピークと63−69°の
2(θ)範囲の最高強度を有するピークとがそれぞれ次
式(I)および(II):A/Sは0.03より大であ
り  (1):かつB/Sは0.04より大である  
(5)、〔式中、2(θ)範囲44−48°における欠
湾。
生成物につき毎秒のカウント数/2(θfにおいて (積分強度) 2(θ)0範囲63−69° における火成生成物につ
き毎秒のカウント数/2(θ)において(積分強度) 2(θ)0 範囲52〜56°にて生ずるルチル(Ti
02)標碑における211ピークにつき毎秒のカウント
数/2(θ)′において (積分強度) 最大強度=問題とする2(θ)範囲における最高強度を
有するピークによって示される バックグランドより高い毎秒のカウン ト数の最大強度;かつ 積分強度=問題とする2(θ)0範囲におけるバックグ
ランドより高いピークの下の面 積(2(θ)’−!lt.秒のカウント数の単位)〕 ζこ一致する最大強度と積分強度とを有するX線回折ト
レースを示すようなtJL焼生酸生成物するものであり
、A,BおよびSは10%未満の標準偏差を有する少な
くとも5個の試料の平均値であり、かつルチル標準は米
国商務省標準局( National畷13ureau
    of  Standards  of  th
e  UnitedStates Departmen
t of Commerce )の標準物質&674に
よる強度標準ルチルであって、問題とする211ビーク
につき1.6 8 7 4 A単位のd−間隔( d 
− spacing )を有することを特徴とするβ″
−アルミナの製造方法が提供される。
換言すれば、最大強度は問題とする2(θ)範囲におけ
る最高強度を有する前記ピークのバックグランドより高
い最大高さく毎秒のカウント数)であり、かつ積分強度
(毎秒のカウント数)は問題とする2(θ)0 範囲に
おける最高強度を有する前記ピークのバックグランドよ
り上方の面積で示すことができ、その単位は毎秒のカウ
ント数×2(θ)0である。したがってA,BおよびS
は毎秒のカウント数/2(θ)0を示し、かつ式[11
および(IDにより示される数値は計器および試料製造
の変数により導入される全ての可能な変動を考慮してS
の数値により刺算して基準化されるAおよびBの無次限
の数値を示す。
本明#l蓄に記載するX線回折は、ナ尺焼生成物および
ルチル標準につき問題とするX線回折トレースを得るた
めの下記する試料調製および試験方法を意味する。
第1に、前記酸化ナトリウムおよびスピネル安定剤と共
に本発明の方法によりβ′−アルミナを作成するための
出発物質を形成する酸化アルミニウムの前駆体は、それ
自身で空気中にて爪焼せねばならない。これは、その適
当な重量、たとえば約1of!を空気中にてα−アルミ
ナもしくはその他の適する不活性坩堝内で室温から70
0℃(γ販焼温度)まで次の加熱方式にしたがって加熱
して行なわれる: 室温〜600℃=200℃/hr.にて加熱600℃〜
700°G * 1 0 0 ’Q / h r 、に
て加熱70000      :2時間維持。
次いで、蒸焼した物質を7 0 0 00から室温まで
200’Q / h r 、にて冷却する。室温は20
℃に設定すべきである。上記加熱方式は、勿論、試験結
果に実質的に影響を与えない範囲内で若干変化させつる
が、できるだけ厳守するのが好適である。
次いで、゛暇焼した試料物質を、その少なくとも主たる
重量割合が粒子寸法範囲200ASTMメツシエのスク
リーンを通過するよう微細粉末になるまでミルがけする
。本出願人は、試料を実験室遠心力璃瑞ボウルミルにて
約30分間ミルがけすることにより便利にこれを行ない
うることを突き止めた。適するミルは、西ドイツ、デュ
ツセルrルフ在、レツチ(Retsch )GmbHか
ら入手しつるS1型遠心力ボウルミル(220V、50
Hz)であって、その最大速度45Orpmにて操作す
る。
次いで、ミルかけしたがり焼試料を不活性有機結合剤と
混合し、結合剤の重量は瓜焼物質の265重量%であっ
て、この結合剤を最終的な短いミルかけ時間(たとえば
2分間)の前に前記遠心力ミル(planetary 
m1ll )に加えてこの一緒合剤を混合する。結合剤
は、上記2(θ)範囲にてX線回折ピークを示さないよ
うな不活性とすべきであり、バックグランドのX線カウ
ント数を顕著に(50%以上)増大してはならない。出
願人は、120℃にて2時間乾燥した高純度のインスタ
ントコーヒー粉末が結合剤としてのこれら要件を満たす
ことを突き止めた。上記した通り、ミルかけ工程および
使用する結合剤の量は、勿論、試験結果に実質的に影響
しない範囲内で変化させうるが、これらもできるだけ厳
守するのが好ましい。
次いで、使用すべきX線回折計で試験するのに充分な試
料、すなわち10%未満の充分低い標準偏差を得るのに
充分な個数(たとえば5〜10個)    ゛を調製す
べきである。同数のルチル標準試料を標準物質から直接
に、塊成、ミルかけもしくは結合剤なしに111nすべ
きである。これらの試料は、試料の縁部からX線回折を
示さずに回折計のX線ビールを受は入れるのに充分な領
域を有し、かつ試験中にその物理的完全性(integ
rity )を維持するのに充分な厚さとすべきである
。下記する試験手順においては、扁平な表面とそこを貫
通する開口部とを有する面状試料ホルダーを使用し、こ
の試料物質を開口部中へ圧入するき共IcpItI記扁
平表面に対し共扁平な試験表面を与える。試料ホルダー
は、その扁平表面を研磨されてないステンレス鋼の扁平
支持表面に当接させ、試料(または必要に応じルチル標
準)物質を開口部中へ導入し、試料物質に対し25MP
aの圧力に相当する力でプランジャもしくはピストンに
より圧縮する。この圧力は、圧縮に際し粒子の流れを生
ぜしめるには、できるだけ不充分となるようかつ物質粒
子ができるだけ鋼支持表面と接触する試料の試験表面に
て非ランダム配向を取らないよう選択すべきであり、こ
の試験表面はできるだけ空隙部もしくはキャピテイを持
たないものとすべきである。このランダムな粒子配向の
維持を促進するため、鋼支持表面は80〜200グリツ
ド、好ましくは180〜200グリツドのグリッド寸法
を有する炭化珪素研磨紙によって研磨すべきである。本
出願人は、試料ホルダーにおける直径20〜39mmの
開口部に円形試料を設ける場合、圧縮後に少なくとも1
s+mの試料厚さであれば、試料を自立性となし、かつ
試験中にその完全性を維持するのに充分であることを突
き止めた。ここでも、結果に実質的に影響を与えること
なく試料調製において或る程度の変化が可能であり、た
だし試料は試料粒子が充分にランダム配向されていてか
つ空隙部およびキャビティを実質的に持たない試験用の
扁平表面でなければならず、好ましくは上記手順をでき
るだけ厳守すべきである。
回折計においては、1.5406A単位の波長を有する
cuKaX?JIのビームを使用して、40 KVおよ
び25mAで発生させられる。これらX線は、適当な試
料前のコリメース−を介し、その表面が  ゛測角器の
軸線に配置すべき試料に向けねばならない。ソラー(3
o11er )スリットを有するフリメーターが適して
いることが判−明し、収容アセンブリは1°の発散(d
ivergence )スリットと0.15m1llの
試料収容(specimer−receiving)ス
リットと1′の試料散乱(specimen  5ca
tter)スリットと0.3flのモノクロメータ収容
スリットを備える。目標から試料までの185mの試料
焦点距離が適していることが判明しており、そして51
.2mのモノクロメータ焦点距離を導く。
試料後の湾曲モノクロメータを存在させねばならず、こ
のモノクロメータは0002平面を用いる曲率半径10
2.4irmの湾曲グラファイト結晶であり、走査は1
ステップ当り0.02°の2(θ)にてステップ走査モ
ーrで行ない、かつ1ステップ当り2秒の走査時間で行
なわねばならない。
θ−2(θ)の結合は0.0005°の2(θ)の範囲
内とすべきであり、X線検出器はシンチレータとすべき
である。平滑化条件(SmoothingCondit
ions )は、高周波強調型の平滑化を用いない操作
平均法にしたがい、8点高周波減衰型の平滑化を使用し
、かつ24点ピーク差検査を使用する。ピーク検査条件
は、0.1°の2(θ)の最小幅(変曲点の間)と5の
最大ピーク傾斜によらねばならない。
実際の試験においては、試験する暇奥物質の試料を好ま
しくは、20℃における同じ計器設定にて遅延なしにル
チル標準の試料と交替させて、装置およびその他の試験
変動の効果を最小化せねばならない。爪焼物質の試料は
、42−50  および62−70° の2(θ)範囲
で走行させ’(run )ねばならず、かつルチル標準
の試料は52〜56゜の2(θ)範囲で走行させねばな
らない。
回折計による試料試験に必須であるCuKα照射線を使
用し、上記モノクロメータと上記ステップ走査モードと
を使用する以外は、試験結果に実質的に影響しない範囲
内で試験子/[を変更しつるが、ここでも手順は好まし
くはできるだけ厳守すべきである。
X線回折につき、出願人は典型的には日本国、東京の理
学コーポレーションメにより作成された理学XRDパワ
ー・ディフラクトメータ・モデル・ガイガー7L/ツク
ース(Qeigerflex )D/MAXIIIA型
を使用する。
試料を走行させた後、X線回折トレースを作成し或いは
作成することができ、その際各試料lこより回折される
X線を塊成試料につき少なくとも42−50°および6
2−70°の2(θ)範囲にてかつルチル標準に対し5
2−56° の2(θ)範囲にて2(θ)に対しプロッ
トとする。これらトレースから上記式fI)および(I
Dで使用した最大強度および積分強度を問題の各ピーク
lこつき得ねばならず、その際これらトレースをデジタ
ル化表に載置して、問題とする積分範囲間の最高ピーク
の最大筒さく最大強度)をデジタル化し、かつ前記積分
範囲間における各トレースの充分な(少なくとも40個
)点(多かれ少なかれ同等に離間する)をデジタル化す
る。最高強度はこの方式で直接に得られ、かつ積分強度
は前記ピークの面積、すなわちピークのトレースより下
の面積を適当な面積測定アルゴリズムにより測定しまた
は計算して得られる。各場合に最大強度および積分強度
は、バックグランド強度より高い強度であり、このバッ
クグランドは各ピークにつき2(θ)積分範囲を結ぶ基
準直線により与えられる。換言すれば、トレース上の積
分範囲は、@線上の前記範囲における2(θ)軸線に対
する垂線がトレースに交差する範囲であり、基準線はこ
れらの交差点を互いに結ぶ直線であり、最大強度は最高
点と基準線との間でこの基準線の上方におけるトレース
のピークの最高点に交差する2(θ)軸線に対し垂直な
距離であり、力)つ積分強度はトレースより下方かつ基
準線より上方の面積であって、@記積分範囲の間に存在
する。
以下、5′g1図を参照して最大−強度および積分強度
を得る手順につき説明する。これは問題となっている型
のX線回折トレースのプロット、即ち2(θ)に対する
毎秒のカウント数による強度のプロットを示している。
庸1図には、典型的な例として積分範囲間の単一ピーク
12を示すトレース10のプロットを示している。原則
として2個以上のピークが存在する場合にも可能であり
、その場合下記に説明するように最大強度の測定につき
最高強度を有するピークの毎秒のカウント数(すなわち
、最高ビーク)を使用せねばならず、その他のより低い
積分範囲間のピークは無視される。
2(θ〕軸軸線対する2(θ)積分範囲を第1図に参照
記号14および16で示す。参照記号14および16に
おける2(θ)軸線に対する垂線が、それぞれ線18お
よび20によって示されている。
これらの垂線18および20はそれぞれ参照記号22お
よび24においてトレースlOと交差して、このトレー
ス上に積分範囲を形成する。基準線26が点22右よぴ
24を結ぶ直線により示され、この基準線は、バックグ
ランド強度を示している。
ピーク12における最高点(最大強度)が参照記号28
で示されている。点28で交差しかつ2(θ)軸線に対
し垂直な線30が、参照記号32にて基準線26と交差
して示されている。
バックグランド強度の上方におけるピーク12の最大強
度は、点28と32との間の線30の長さによって示さ
れる(毎秒のカウント数)。積分強度はピーク12の面
積、すなわちトレース10上の積分範囲22および24
の間でトレース10の下かつ、基準線26の上の面積、
すなわち点22−28−24−32−22Jこよって包
囲された面積により示される。
本出願人は、上記酸化アルミニウムの前駆体が式(I)
および(n)を満たす上記のAおよびBに関する数値を
有する場合、これら前駆体と酸化ナトリウムおよび適当
なスピネル安定剤との混合物を加熱すれば、高比率のβ
″′−アルミナを含有する生成物が製造されうろことを
突き止めた。
好ましくは、酸化アルミニウムの前駆体は、それぞれ4
4−48° および63−69° の2(θ)範囲に最
高強度を有する−一りが式(III)および示すような
ものである: A / Sはo、orより大であり  叫;かつB/S
は0.05より大である。 ■ 〔式中、A、BおよびSは上記の通りである〕。
より好ましくは、酸化アルミニウムの前、躯体は、それ
ぞれ44−48°および63−69°の2(θ)範囲に
おける最高強度を有するピークがそれぞれ式(lおよび
(vx )に一致する最大強度と積分強度とを有するよ
うなX線回折トレースを焼成生成物が示すようなもので
ある: A / Sは0.09より大であり  関;かつB/S
は0.07より大である  (VI)〔式中、A、Bお
よびSは上記の通りである〕。
その結果、前記最大強度が高くなりかつ/または積分強
度が低くなる程、すなわち問題とするピークがより高く
かつ/またはより狭くなる程、酸化アルミニウムの前駆
体は本発明の方法に於ける出発物質としてより良好であ
ると考えられる。換言すれば、それぞれ(I)および(
n)によるAl6およびB/Sは、それぞれ順化アルミ
ニウムの前駆体の濃酸生成物につきできるだけ高くすべ
きである。
本出願人は、たとえば或る種のベーマイトのような酸化
ア・ルミニウムの或る種の一水塩、並びにたとえば或る
種のバイエライトのような酸化アルミニウムの或る欅の
三水塩が本発明による方法の出発物質として使用するの
に好適な酸化アルミニウムの前駆体を形成す名ことを突
き止めた。篤ろくことに、本出願人は濃酸に際しA /
 8およびB/Sの数値がそれぞれ式(I)および(n
)にしたがうような数値を有するもののみが、高比率の
β9″−アルミナを含有する生成物の満足しつる生成を
もたらすことを突き止めた。酸化アルミニウムのこの種
の有用な水和物は、バルクにおいて化学量論的に純粋で
ある必要はなく、その有用性に必然的に影響することな
く水和水の割合を若干変化させることができる。
したがって、酸化アルミニウムの前駆体は水和すること
ができ、式Al2O3 ・mH2℃′−二でmは1〜1
.3である)にしたがうアルミナの一水塩および式ht
203 enn2o (?、、二でnは3〜3.5であ
る)にしたがうアルミナの三水塩からなる群のアルミニ
ウムの一水塩とすることができ、このベーマイトはXa
ミライングローニング(目nebroadening 
)および走査電子顕微鏡で測定して少なくとも100A
単位の平均結晶寸法と、X純回折により測定して最高6
゜8A単位の平均基礎面間隔(basal  plan
e  spacing )と、空気中で室温から700
°Cまで10℃/minにて加熱した際最高20%m 
/ mの質量損失と、空気中で室温から700℃まで1
0℃/ m i nにて加熱した際少なくとも400℃
の温度lこて生ずるノホ鎗損失の最大割合とを有する。
好ましくは、前記平均結晶寸法は少なくとも1000Å
単位であり、前記基礎面間隔は最高6.5A単位であり
、加熱の際の前at質を損失は最高17%であり、かつ
質!損失の前記最大割合は少なくとも500℃の温度に
て生ずる。このベーマイトは熱水的に製造することがで
きる。「熱水製造」という用語は、ベーマイト(これは
Aj!001(または Al2O2・H2Oで示すこと
ができる)が水中または希薄アルカリ水溶液中にて15
0〜300℃の範囲の温度でアルミナ三水塩(これはバ
イエル法によって製造されている)から熱水変換により
製造されたことを意味する。このバイエル法は、たとえ
ばrスナー・G#ホーレー(Ge5sner G、Ha
wley)パンΦノルストランド・ラインホールド(V
an  NorstrandReinhold )社に
より編集されたデ・コンアンスト・ケミカル・ディクシ
ョナリー、第9版(1977)、第94頁に記載されて
いる。アルミナ三水塩からベーマイトへのこの熱水変換
は、ヒュテイツヒ(H+ittig)等により「Aノ2
03・H2O系に関する情報」と題する論文〔ツアイト
・シュリフト・アン オルがニツシエン・アルデマイネ
ントヘミー、第171巻、第232−243頁(192
8):1に記載されている。
特にベーマイトはセラ水和物として入手しつるものとす
ることができ、このセラ水和物ベーマイトは、英国、パ
ツキンがムシャー・デラーズ・クロス在のBAケミカル
スPIC社から入手することができ、セラ水和物は熱水
製造されて5 m / g(プルナウワー、エメットお
よびテラー(BET)窒素吸着により測定)の比表面積
を有し、かつ走査電子顕微鏡で測定して50,000X
単位の受入れ時の平均結晶寸法(および下記するような
ミルかけ後のs、o o o i単位)を有し、かつ温
度を上昇させる際470〜550°Cの温度にてその大
部分が脱水を受ける。この点に関し、理論上純粋な結晶
構造を有するベーマイトは約allA単位の基礎面間隔
と室温から700℃まで加熱した際約15%m / m
の質量損失とを有しかつその最大質量損失割合(その熱
重量分析(TGA)曲線における変曲点〕は10°Q 
/ m i nにて加熱した際約540°Cであること
に注目すべきである。
或いは、酸化アルミニウムの前駆体はアルミナの三水塩
とすることができこれはバイエライト(bayerit
e )であり、このバイエライトはX線ラインブロード
ニングおよび一走査電子顕微鏡により測定して少なくと
も100A単位の平均結晶寸法と、X線回折Iこより測
定して最高4.9λ単位の平均基礎面間隔と、空気φで
室温から700 ℃まで10℃Δninにて加熱した際
最高40%/mの質量損失と、空気中で室温から700
℃まで10’Q/midこて加熱した際少なくとも24
0℃の温度で生ずる最大質量損失割合とを有する。前記
平均結晶寸法は少なくとも500A単位とすることがで
き、前記基礎面間隔は最高4.75A単位であり、前記
加熱時の質量損失は最高37%であり、かつ前記最大質
量損失割合は少なくと6260℃の温度にて生ずる。こ
の点に関し、理論上純粋な結晶構造を有するバイエライ
トは約4.67A単位の基礎面間隔と、室温から700
℃まで10°C/hr、にて加熱した際約35%m/m
の質量損失とを有し、かつその最大質量損失割合(TG
A曲線に於ける変曲点)は10℃/m 1 nにて加熱
した際、約280℃であることに注目すべきである。
本出願人は、本発明で使用するのに適するバイエライト
はアメリカ合東国、テキサス州、ヒユーストン1260
0ノースバラ−・rライプ、サウスウエスト・リジョン
在のカイず一ψアルミニウム・アンド・ケミカル・コー
ポレーションから入手しつるカイデー・バイエライト(
KaiserBayerite )であることを突き止
めた。
この点に関しく少なくともベーマイトとバイエライトと
の両者につき)、出願人は、出発物質として使用する酸
化アルミニウムの前駆体における大きい結晶(低い比表
面積に相当する)が生成物における高比率のβ′−アル
ミナに好適であり、かつ少なくとも1000Å単位より
好ましくは少なくとも800OA単位もしくはそれ以上
の平均結晶寸法が望ましいことを突き止めた。これらの
結晶寸法は、最高10m/、!i’、より好ましくは最
高sm2/iもしくはそれ以下の比表面積に相当する。
同様に、本出願人は、酸化アルミニウムの水和物、たと
えばベーマイトもしくはバイエライトである出発物質と
して使用する酸化アルミニウムの前駆体が望ましく、か
つ加熱に除し比較的高温度で呪水すれば生成物中におけ
る高比率のβ′・−アルミナjこ好適であることを突き
止めた。たとえば、ベーマイトについては脱ヒげロキシ
ル化の最大割合、すなわち加熱の際の最大重f損失割合
は上記したように4008C以上、好ましくは500℃
以上で生ぜねばならない。漠言すれば、脱ヒげロキシル
化の大部分、すなわち潜在的全脱ヒドロキシル化の80
%もしくはそれ以上が、上記のように室温から700℃
まで10°(j/rrl’nにて加熱した際約470℃
以上(たとえば470−550℃の範囲)の高温度にて
生ぜねばならない。
これらの因子、すなわち大きい結晶寸法、低い比表面積
および脱ヒドロキシル化に対する高温度は、出発物質と
して使用する酸化アルミニウムの前駆体において充分に
成長しかつ充分に秩序だった結晶構造の指標となる。理
論により拘束されるものでないが、本出願人は、これが
上記式(1およびCH)lこ関しA/SおよびH/8I
こつき高い収値に相当し、かつ出発物質における充分秩
序だちかつ長距離の結晶構造が酸化アルミニウムの水和
物であっても或いは他の適する前駆体であっても望まし
いことを示していると確信する。好ましくは、A/Sお
よびB/Sに関する充分高い数値の要件を満たす以外に
、前、躯体はさらに大きい結晶性と低い比表rM積とを
持たねばならず、かつ比較的高温度にてその最大の質量
損失割合を受けねばならず、実際に最大割合の質f損失
を生ずる。
カイデーOパイエライト、特にセラ水和物は、これら基
準の・少なくとも幾つかに合致する。
ベーマイトとは、酸化デルミニラム−水塩(Aj20s
−H2O)の斜方晶系を意味し、その結晶格子構造は空
間g(5pace group)n2hJrにより規定
された対称性を持ち、またソーj、リシアおよびマグネ
シアとはそれぞれNa2o%L iz Oi3よびMg
Oを意味し、すなわち酸化ナトリウム、酸化リチウムお
よび酸化マグネシウムであって、その前駆体はたとえば
その塩のような化分物(たとえば水酸化物または炭酸塩
)であり、これらは空気の存在下で加熱すると前記ソー
ダ、リシアもしくはマグネシアを必要に応じて生成する
。バイエライトとは酸化アルミニウム三水塩の単斜晶系
を意味し、その結晶格子構造は空間!#C2′h  に
より規定される。対称性を持つ(アールφロートバウア
ー(R。
1othbauer )他、z 、 Kritallo
gr、125巻、317〜331頁、(1967年)に
よって測定される)。
加熱する混合物は、加熱後に7〜10%m / mのソ
ーダ、すなわち7〜10%m/mの酸化ナトリウムを含
有するように配合することができる。
好ましくは、ベーマイトが出発物質/l!12化アルミ
ニアルミニウムである場合、加熱後の混合物は9%m 
/ mのソーダを含有する。
リシアおよびマグネシアを例とする「スピネル−形成性
酸化物(spinel−forminqoxrde )
 Jという用語は、β−アルミナ型の物質中に分散させ
た際遷移温度以上にて形成された全てのβ9゛−アルミ
ナ層の安定性を促進するような酸化物を意味する。スピ
ネル−形成性酸化物が存在しないと、β9′−アルミナ
は典型的には遷移温度以上の温度にてβ−アルミナに変
化し、β″−アルミナよりなる加工品を本明細書に記載
したように加工するのが困難となる。したがって、この
棟のスピネル−形成性酸化物はスピネル安定剤として作
用し、本明細書中でそのように参照する。
したがって、この方法は、β −アルミナを形成させる
ためにのみに使用することができ、或いは、これを使用
して同時に多結晶β″−アルミナ加工品、すなわち下記
するような一体的自己支持物質(unitary  s
elf−supportingmass)を形成させる
こともできる。それぞれの場合、加熱するバイエライト
、ベーマイトなどの酸化アルミニウムの前駆体はそこに
スピネル安定剤/スピネル形成性−澹を分散させてβ″
−アルミナのスピネル型構造を安定化させ、特に加工品
を作成する際に、完全に密度の高い加工品を形成する為
に、要求される温度まで燃やす間にβ′−アルミナから
β−アルミナへの分解に耐える物品を作成する際に安定
化させる。
スピネル安定剤/スピネル−形成性酸化物はり・シア、
マグネシアおよびその前駆体からなる群の一員とするこ
とができる。加熱する混合物は、加熱後にリシアをその
スピネル安定剤として0.05〜1.0%m1mの割合
で含有するよう配合することができる。或いは、加熱す
る混合物は、加熱後にマグネシアをそのスピネル安定剤
として0.25〜5%m / mの割合で含有するよう
配合することもできる。
酸化アルミニウムの前駆体がベーマイトでありかつJ’
[アがスピネル安定剤である場合、加熱する混合物は好
ましくは加熱後に0.2〜0,8%m/mのリジアを含
有するよう配合される。同様に、マグネシアをスぎネル
安定剤としてベーマイトと共に使用する場合、加熱する
混合物は好ましくは加熱後に2.5〜4%m / mの
マグネシアを含有するよう配合される。
リシアもしくはその前駆体、或いはマグネシアもしくは
その前駆体を単独で使用する代りに、リシアとマグネシ
アまたはそれらの前駆体の混合物を使用することもでき
る。この点に関し、たとえばα−アルミナの場合0.7
5%m / mのリシアはり β″−アル、ミナ相を安定化させるその用途に関し約4
%m / mのマグネシアζこ相当し、リシアもしくは
その前駆体とマグネシアもしくはその前駆体との前記混
合物を使用する場合は、一方のリシアもしくはその前駆
体と他方にお゛けるマグネシアもしくはその前駆体との
相対割合は適宜に選択すべきである。
ソーダおよびスピネル安定剤は、ミルかけ(Q1目1i
ng)によって酸化アルミニウムの前駆体中に分散させ
ることができる。ミルかけはミルかけした物質の80%
m / mが55000A単位未満の寸法となるまで湿
式ミルかけとすることができ、このミルかけした材料を
加熱前に噴霧乾燥する。好ましくは、たとえばリシアお
よび/またはマグネシア或いはその前駆体などのスピネ
ル形成性酸化物および酸化ナトリウムもしくはその前駆
体を実用上できるだけ酸化アルミニウム前駆体全体に一
様かつ均質に分散させるべきであり、これは典型的には
酸化アルミニウムの前駆体を微細粒子寸法までミルがけ
して行なわれ、このミルかけ処理は分散を生せしめるよ
う作用する。ミルかけは、振動エネルギーミル(vib
ro−energymill)によって水の存在下に行
なうことができ、ベーマイト粒子の一部分は30μm未
満の寸法とし、好ましくは上記したようにその重量の少
なくとも80%が5.5 μm(55,000λ単位)
未満の寸法とし、これにはベーマイトに添加されたリシ
ア、マグネシア、ソーダもしくはその前駆体を含む。こ
れは、前記振動エネルギーミルにおいて2〜10時間も
しくはそれ以上ミルがけして行なうことができる。
ミルがけの後、上記したようにミルかけ材料を噴霧乾燥
することができる。或いは、ベーマイトを水と混合し、
この混合物を解膠させることにより、たとえばこれを酢
酸によって旭約4まで酸性化しかつこれをミルがけする
ことによりゲルを形成させることができ、他の厄介を水
溶液としてミルかけ混合物中へ混入し、次いでさらに解
膠させ、たとえば再び酢酸によりpH約4まで酸性化さ
せ、次いで高温度(たとえば80°C)にて20分間攪
拌してゲルを形成させ、次いでこれを乾燥しかつ磨砕す
ることができる。噴霧乾燥またはゲルのいずれかによっ
て得られた物質を、次いで上記したようにβ外−アルミ
ナに形成させることができる。
酸化アルミニウムの前駆体は、ソーダおよびスピネル安
定剤と混合する前に250〜1100℃、好ましくは5
00〜1050℃の温度まで加熱して煤焼することがで
きる。たとえば、受入れ時のベーマイト又は前駆体は、
できればしばしば好ましくはこれをスピネル安定剤およ
びソーダと混合する前に好ましくは500〜1050℃
まで加熱しかつβ“′−アルミナを形成させるよう加熱
して爪−することができる。この場合、存在する水およ
び全ての他の揮発物は、混合前に除去される。
燗焼は、実質上α−アルミナ形成を避けるのに充分低い
温度とすべきである。
加熱は、ベーマイトの温度を中間的温度ピークもしくは
水平(plateaus )に達することなく加熱する
最高@度まで順次上昇させるような方式にしたがうこと
ができる。すなわち、加熱は、混合物の温度を最高温度
まで順次上昇させる加熱方式にしたがい、次いで加熱生
成物の温度を室温まで順次冷却する冷却方式にしたがっ
て冷却する。
最高温度を所定時間保つことができ、その後冷却を行な
い、かつ混合物の加熱を少なくとも1100℃の最高温
度までとすることができる。
この方法をβ4−アルミナを形成させるだけで使用する
場合、加熱は典型的には加工品を形成するのに要する温
度よりも低い温度までであるのに対し、加工品を形成す
るlこは加熱を少なくとも実質的にβ”−アルミナから
なる一体的な自己支持加工品を形成するに充分な1V8
結および1密化を生ぜじ杉めるのに充分な温度までとす
る。すなわち、加工品製造の一場合、混合物の加熱は、
典型的には1200°(Jr)上の最大1M度までとす
ることができ、これは混合物から一体的自己支持物質を
形成するのに充分な温度である。加工品を作成すべき場
合、混合物はこれを加熱する前に生状態で物品に成形す
ることができる。10%m / m未満の水分を含有す
る乾燥粉末状の混合物を、5ρOO〜III)0,00
0psi(1psi=6.894757xlOPa)の
圧力までプレスして加工品に成形することができる。こ
のプレができる。しかしながら、典型的には約30,0
00 psi以上の圧力までの等静圧プレスが一般的に
使用されるが、たとえば噴霧乾燥から得られた乾燥粉末
については乾燥粉末の一軸方向プレスもしくはグイプレ
スを代りに使用することもできる。典型的には、これら
成分をミルがけして混合し、約50%m / mの固形
物含有量を有する噴霧乾燥に適したスリップを形成させ
、次いで約2〜10%m / mの水分まで噴霧乾燥す
る。
加工品を作成するには、混合物の加熱を1550〜17
00℃、典型的には1600〜1630℃、好ましくは
1610〜1620℃の最高温度までとすることができ
る。混合物の加熱速度は少なくとも550℃の温度から
最高温度に対し100℃以下の温度まで150〜300
℃/hr、とすることができ、次いで最高温度に達する
まで最高100℃/ hr、の速度とすることができる
。室温から少なくとも550℃の@度lこ到る混合物の
加熱速度は、好談しくは最高100℃/hr、である。
従って、室温から最高温度までの混合物の平均加熱速度
は最高300°C/hr、であり得る。
たとえば、ベーマイトもしくはバイエライトのような酸
化アルミニウムの出発前駆体を受入れ時のまま使用して
加工品を形成する場合、加熱する混合物は100℃/ 
h r 、未満、たとえば60℃/hr、の比較的低い
平均速度で一般的なセラミックの慣例にしたがって、そ
の温度を上昇させ、全遊離水、結合水およびその地金て
の揮発物を550〜650℃の温度で除去し、その後温
度上昇速度を最高温度に達する直前まで(ただし最高温
度に対し100’Qより近くな\す150〜300℃の
数値まで上昇させ、その後速度を100℃/hr。
未満、たとえば600Q/hr、の比較的低い速度まで
下降させる。最初の低い温度上昇速度は加工品に対する
亀裂または物理的破損を防止するためであり、最終的な
低い加熱速度は濃密化を促進すると共に加熱加工品全体
の均一な温度プロフィールを促進することを目的とする
たとえば、ベーマイトもしくはバイエライトのような前
駆体を予備煤焼した場合には、β″−アルミナを生成さ
せるための加熱は、ソーダおよびスピネル安定剤を前、
枢体中へ分散させた直後に室温から150〜300℃/
hr、の高速度で開始することができ、かつこの速度を
最高温度に達する直前まで(ただし100℃より小さく
ない)持続することができる。
事実、酸化アルミニウムの前駆体が予備爪焼されている
場合、比較的極く高い平均加熱速度を焼成のために使用
することができる。すなわち、酸化アルミニウムの前駆
体は、ソーダおよびスピネル安定剤と混合する前に25
0〜1100℃の温度まで加熱して液糖することができ
、平均加熱速度は50℃/min以上である。これらの
高い加熱速度は、たとえばソーダおよびスぜネル安定剤
と混合した後に生の加工品をこの加工品を焼成する目的
のほぼ最高温度に既に達している炬中へ直接に挿入して
得ることができる。加工品の寸法、形状、材料厚さなど
に応じて100〜b たとえば150〜170°C/ m i nまでのずっ
と高い平均加熱速度を得ることもできる。
加工品を製造することを目的とせず、単にβ′′−アル
ミナを含有する粉末もしくは粒状材料を製造することだ
けを意図する場合、初期の低速度の温度上昇を省略し、
同様に最終的な比較的低速度の温度上昇も省略すること
ができ、勿論、最高温度も低くすることができる。
最高温度の下限値は、たとえば電気化学電池における1
M体電解質もしくは分離材として使用するような最終的
加工品における許容しつる電気抵抗値、並びに最終物品
における充分な焼結および強度などの因子によって設定
される。約1600°Cの最高温度より低いと、最終製
品ζこおける電気抵抗値が増大し、特にたとえば電気化
学電池における固体電解質もしくは分離材として使用す
る際加工品の強度が許容しえない程低くなることがある
加熱が単に粉末もしくは粒状のβ“・−アルミナを生成
させることを目的とする場合、最高温度は、たとえば少
なくとも1200℃まで相当低くすることができ、或い
はそれより若干低くすることも可能である。この場合、
最高温度は、生成されるβ“′−アルミナの量とたとえ
ば電力消費、ファーネスに必要とされる製作材料などの
因子との妥協(trade−off )によッテ選択さ
れル。一般に、加工品製造にはスピネル安定剤を使用し
、これらは加工品製造に最終的に使用するため不定期間
にわたり貯蔵する目的で部分処理した流動性物質として
製品を製造する際、割合を減少させて使用することもで
きる。
加工品製造に使用した典型的な加熱方式は、たとえばセ
ラ水和物のような受入れ時の熱水製造されたベーマイト
をそこに分散されたソーダおよびスピネル安定剤と共に
室温から600℃まで60’Q / h r 、の速度
にて、次いで600℃から1400℃まで200℃/h
r、の速度で、次いで最高温度より約15℃低い温度ま
で100℃/ h r 、の速度で加熱することを含み
、最終速度は最後の約15分間につき約609Q/hr
、である。1400’0にて200℃/hr、から10
0℃/hr、への変化、および最高温度より約15℃低
い温度にて100℃/ h r、から60℃/hr、へ
の変化は使用する煙の特性ζこより支配され、最高温度
に達するまでこの炉が200°Q7hr、の・速度を維
持することができれば、1400℃にて200℃/hr
から100℃/hr、−xのまたは最高温度より15℃
低い温度にて60℃/ h r、までの変化が存在しな
いであろう。
また、本出願人が試験で使用して成功した加熱方式は、
ソーダおよびスピネル安定剤が分散されておりかつ上記
のように噴霧乾燥によって得られた仮焼ベーマイト出発
物質を単iこ200℃/ h r 。
の速度で加熱しかつ適当時間(たとえば30分間)にわ
たり到達最終温度を維持し、かつ同速度で冷却すること
を含む。
加熱は、たとえば試料と共に室温から最高温度まで加熱
した電気炉またはできればガス加熱炬のような炉内で行
なうことができ、或いは最高温度に維持されかつ加熱試
料をその中で適当な速度で移動させる炉内とすることも
でき、この場合には炉は電気式とすることができる。
典型的には、加熱はソーダ雰囲気下で行なわれ、加熱試
料をたとえば酸化マグネシウムまたは白金坩堝もしくは
チューブのような適当な耐腐食性の耐火容器に入れ、こ
の容器を閉鎖する。
加熱する混合物はα−アルミナを含むことができ、この
α−アルミナは加熱する混合物において酸化アルミニウ
ムの前駆体の最高95%m / mの割合、好ましくは
加熱する混合物における酸化アルミニウムの前駆体の少
なくとも5%m / mの割合で存在させることができ
る。換言すれば、α−アルミナと酸化アルミニラ即前躯
体との重量比は9S立S〜5:95の範囲とすることが
できる。
このようζこして、問題とする温度まで加熱した際酸化
アルミニウムの前駆体の当量割合で交換するα−アルミ
ナは、その希釈剤としても作用するであろう。さらに、
α−アル゛ミナは、同様にして問題とする温度まで加熱
されるとβ”′−アルミナIこ変化するが、たとえば本
発明のベーマイトおよびパイエライトのような前駆体出
発材料よりも実質的に低い割合のβ”″−アルミナを生
成する。したがって、α−アルミナと、たとえばベーマ
イトもしくはパイエライトのような前駆体との混合物は
、α−アルミナだけ(ソーダおよびスピネル安定剤と共
に)加熱して得られるよりも大きく、かつベーマイトも
しくはパイエライトだけ(ソーダおよびスピネル安定剤
と共に)加熱して得られるよりも少ないβ′・−アルミ
ナ含有量の生成物を形成すると思われ、得られるβ″−
アルミナの割合は一方ではα−アルミナかつ他方ではベ
ーマイトもしくはバイエライトの相対的割合に比例する
。驚ろぐシ くことに、相乗効果が生ずると思われ、得られるβ″−
アルミナの実際の割合は混合物中のα−アルミナおよび
前駆体(ベーマイトもしくはバイエライト)を別々に加
熱しただけで得られるよりも高く、すなわちそれらをソ
ーダおよびスピネル安定剤と共に別々に加熱した時より
も高い。
或いは、同様にして加熱する混合物はイブサイトを含む
こともでき、この場合もたとえば加熱する混合物中の酸
化アルミニウムの前駆体に対したとえば5〜95劇心、
特に80重1%の゛割合である。
即ち、イブサイト対前記前駆体の比は5:95と95=
5の間、例えば80:20であり得る。
イブサイトとは単科晶系の酸化アルミニウムの三水塩で
あり、その結晶格子構造は空間群02hによって規定さ
れる対称を持っている(エイチ・ゾールフェルト(H,
5aal feld )、Neues。
Jahrb、Mineral 、 、Abh、 、95
巻、1〜87頁、1960年に規定される)。
さらに本発明は、特に上記方法により作成された一体的
自己支持物質もしくは加工品の形態のβ′−アルミナに
も拡張される。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
らのみに限定されない。
実施例1−11 以下の実施例1−11のそれぞれにおいて、電気化学電
池に於いて固体電解質/分離材として使用するのに適し
たチューブもしくは中空円筒の形態でβl″〜アルミナ
加工品を作成した。これらチューブは噴霧乾燥した粉末
出発材料(約10%未満の水分)から等静圧プレスによ
り約35,000phiの圧力でプレスした。これらを
内径33mm外径37 mmかつ長さ約200 mmを
有するようにプレスした。
それぞれの場合、酸化アルミニウムの前駆体としてはセ
ラ水和物ベーマイトを使用し、約8〜10ゆのベーマイ
ト出発物質(受入れ時のまま或いは予#瀉焼したもの)
を振動エネルヤーミルにて約50Ji量%の水分のスリ
ップまで2〜10時間の期間にわたり湿式ミルがけし、
所定重量割合の粒子が39.am(30*000A単位
)未満の粒子寸法を有し、その80%m / mが55
 pm (55,000A単位)未満の粒子寸法を有す
るようにした。ソーダはNaOHとして添加し、かつリ
シア(LiOH・H2O)をスピネル安定剤として使用
した。このスリップをプレス前に約2〜10%水分の粉
末まで噴霧乾燥した。
使用したベーマイトは、ボーキサイトからアルミニウム
を精錬する際の中間体として製造時に出荷されたもので
ある。これを予備y焼する際、燗焼は受入れ時のベーマ
イトを電気炉内で空気中にて水が蒸発する温度まで急速
に加熱しく200℃/h)、この加熱速度を減速して水
を放出させ、次いで急速加熱を災焼温度まで、続け、か
つ温度を1時間維持し、その後これを直ちiこ室温まで
冷却した後にミルかけした。
受入れ時のベーマイトからβん−アルミナを製造するの
に使用した加熱方式は、600℃まで60℃/hr、の
平均速度とし、600℃から1400℃まで200℃/
hr、とし、1400℃から最高温度より15℃低い温
度まで10 o℃7/ hr 、とし、かつ最後の15
℃につき6−0 ’Q/ h r 、とした。
にに焼ベーマイトからβ“′−アルミナを製造するのに
使用した加熱方式は、室温から1400℃まで200℃
/hr、とし、1400°Cから最高温度より15℃低
い温度まで100℃/br、とし、かつ最後の15℃に
つき60℃/hr、とじた。加熱は酸化マグネシウムで
作成した容器内の電気炉で行ない、加熱後の試料は特記
しない限り炉のv源を切って炉内で冷却した。この点に
関し、マグネシア容器もしくは坩堝内にはソーダ分の豊
富な雰囲気が典型的には自己発生することに注目すべき
であり、この雰囲気は厖焼(こ望ましいものである@一
般的には必要でないが、たとえば粉末としての若干のソ
ーダを所望に応じて坩堝または容器に添加して、ソーダ
分の豊富な雰囲気の形成を促進することもできる。
(以F余白) 焼成した混合物中のソーダとりシアとの割合は、焼成後
の混合物(すなわちベーマイトを脱水した後の混合物)
を基に示す。
極々異なる組成および処理条件にて種々のバッチを試験
し、かつ極々異なる出発物質につき比較試験を行なった
実施例1 受入れ時のベーマイトを700℃まで■焼し、その後こ
れをソーダ前駆体およびリシア前駆体(スピネル安定剤
を与えるため)と共に振動エネルギーミルでミルがけし
だ(焼成後に、それぞれ9.10重filのソーダと0
.65重量%のリシアとを乾燥基準で与えた)。このス
リップを噴霧乾燥しく1.6重量%の水分を含有し、そ
の30チiが寸法30μm未満である粉末まで)lit
チューブに圧縮して、これらをそれぞれ1615℃およ
び1607℃の最高温度まで焼成した。室温まで冷却し
た後、これら生成物は平均して9811ft%のβ“−
アルミナと2重量%のβ−アルミナとからなる一体的な
惧結βl−アルミナチューブ加工品となることが判明し
た。これらけ29.60■の平均外径と26.25■の
平均内径とを有した。それらの密度は3.16MLtで
あシ、350℃にて4.710・個の軸方向抵抗率(軸
方向)を有した。1200℃にて6分間の滞留時間で1
200℃まで焼成した試料は、92重量−のβl−アル
ミナと8重量%のβ−アルミナとからなシ、1400℃
にて6分間の滞留時間で1400℃まで焼成した試料は
951蓋係のβI−アルミナと51童係のβ−アルミナ
とからなっていた。
実施例2 受入れ時のベーマイトを55Q℃まで■焼し。
出発混合物が焼成後に8.49重量%のソーダ含有蓋と
焼成後に0.60係のスピネル安定剤含有量(リシアと
して)とを有し、これを1615℃まで焼成した以外は
、実施例1を反復した。製造された焼成チューブ状加工
品は30.83mmの外径を有し、はば10000重量
%l−アルミナからなることが判明した。噴霧乾燥した
出発物質の水分含有量#′i4チiであった。加工品の
内径、焼成密度および軸方向抵抗率は測定しなかった。
実施例3 8.22重量%のソーダと0.6係のスピネル安定剤(
リシ゛アとして)とを使用した以外は、実施例1を反復
した。焼成は1615℃まで行ない、かつほぼ1000
0重量%“−アルミナからなシかつ30.84鶴の外径
を有する加工品を得た。gxg乾燥した出発・物質の水
分含有量は4.2係φであった。加工品の内径、焼成密
度および抵抗キは測定しなかった。
実施例4 受入れ時のベーマイトを予め1060℃まで■焼し、ソ
ーダの添加を8.02重f[%までとしかつスピネル安
定剤の添加を0.57重にチ(リシアとして)とした以
外は、実施例1を反復した。それぞれの場合、製造した
加工品は93重を係のβ〃−アルミナと7係のβ−アル
ミナとからな5 、33.1鱈の外径を有した。ここで
も、噴霧乾燥出発混合物の水分含有量および出発混合物
の粒子寸法は測定せず、また加工品の内径、焼成密度お
よび抵抗キも測定しなかつ友。この実施例は、■焼温度
が高過ぎるとβI−アルミナ含有量に関し劣った生成物
が得られることを示してbる。
実施例5 振動ミルにて6時間ミルがけして、その30重量%が3
0μm以下の粒子寸法を有するようにした■焼のベーマ
イトを用いて実施例1を反復した。
添加したソーダの割合は8.16重量%であpかつスピ
ネル安定剤の割合は0.68重量%とした(リシアとし
て)。98重量%のβl−アルミナと21量チのβ−ア
ルミナとからなシ、35.15■の外径を有する加工品
が得られた。l!j*乾燥出発物質の水分含有量は1.
3チiであシ、かっこの物質の30 % m1mは30
μm未満の粒子寸法を有した。
加工品の内径、焼成密度および砥抗千は測定しなかった
実施例6 ミルがけを10時間行ないかつソーダの添加を8.02
3(童チとし、スピネル安定剤の添加を0.58zin
cリシアとして)とした以外は、実施例5を反復した。
34.25重mの外径を有しかつ96重量%のβl−ア
ルミナ含有量を有する加工品が得られ、残部4チはβ−
アルミナであった。l!#lr霧乾燥出発物質の水分含
有量は1.4%−v’−であシ、かつこの物質のa O
% nv’mは30μm未満の粒子寸法を有した。加工
品の内径、焼成密度および抵抗キは測定しなかった。
実施例7 ベーマイト20%1mを700℃まで■焼した同重量の
ベーマイトでgk換し、ソーダ添加蓋を7.82重in
としかつスピネル安定剤の添加を0.57重貴重(リシ
アとして)とした以外は、実施例5を反復した。ミルか
け時間は2時間とした。
噴霧乾燥出発物質の30!:に%は寸法30μm未満の
寸法であった。gx鯨乾燥出発物質の水分含有量は1.
8 ’J vy’mであった。最終加工品の内径、焼成
密度および抵抗牛は測定しなかった。製造した加工品F
136.48 雪の外径を有し、95重量%のβ′−ア
ルミナ含有量であシ、残部は5重量%のβ−アルミナか
らなっていた。この試験は、ベーマイトへθ−アルミナ
を添加すると、純粋なベーマイト出発物質に比較して若
干生産性が劣ることを示している。θ−アルミナはパイ
エライトから得たものである。
実施例8 実施例5を反復したが、ただし4.9X童チの水分まで
の噴霧乾燥を行ない、噴霧乾燥粉末の30優は30μm
未満の寸法であった。ソーダを10重量係知見、スピネ
ル安定剤は加えなかった。これら加工品&11.68.
9潟の生密度と3.17.9廓(’!!’)の焼成密度
とを有した。得られたチューブは29.56−の外径と
26.46−の内径と96重量%のβI−アルミナ含含
有色を有し、残部4%けβ−アルミナであυ、これらチ
ューブは短いリングセクションの直径に負荷をかけて測
定した場合260 $sのがルツリング(Bortz 
 ring)直径方向強度を有した。
実施例9 750℃まで■焼したベーマイトを用いて実施例1を反
復した。添加したソーダは10重量%とした(実験的に
測定して9.22重it’s>。
噴霧乾燥した粉末は2.7重量%の水分含有量を有し、
その273[t%は30μm未満の粒子寸法であった。
生加堪は1.4711/11t−の密度を有した。
焼成加工品は、3.198〜3.2001/ldの密度
と29.19−の外径と26.07鱈の内径とを有した
。これらは96重量%のβ〃−アルミナと4重量%のβ
−アルミナとからなシ、350′cKて4.53Ω・備
の軸方向抵抗率とこの温度にて5.570・備の半径方
向抵抗率とを有し、230 $”の直径方向強度を有し
た。この実施例により作成した5本のチューブをナトリ
ウム/硫黄電気化学二次蓄電池に組み込んで寿命試験を
行なった。最初の386サイクルにつきその充電/放電
速度は、それぞれ469 rrAcm−2/ 572 
mAcrs−2であり、その際毎日16回の充電/放電
サイクルを与えた。次いでこれらの速度をそれぞれ62
5 mAc5  /729rnA譚−2 まで増大させ
、1日尚シ28回の充電/放電サイクルを与えた。3個
の電池はそれぞれ90サイクル、494サイクルおよび
2300サイクルの後に機能停止した。2個の電池は、
27・98サイクルの後に試験を中止したが、機能は停
止しなかった。
実施例10 700℃まで*坑したベーマイトを使用して実施例1を
反復し、噴霧乾燥出発物質は3.8重量%の水分含有量
を有し、その27重貴重R30μm未満の粒子寸法を有
した。使用したソーダは9.51童係であシ、これは炭
酸ナトリウムとして導入しく実験的に測定して9,09
重量%のソーダ)、髄成は1.47j’/II7の密度
を有した。焼成加工品は3.195#/I10密度を有
することが判明し、外径Fi29.18mかつ内径は2
5.94■であった。
この焼成加工品は94重量%のβ′−アルiす含有量と
6重量%のβ−アルミナ含有蓋とを有した。
350℃にて、これらは3.920・個の軸方向抵抗率
と5゜26Ω・国の半径方向抵抗率とを有し、その直径
方向強度は2 s o yi%”であると判明した。
この実施例で作成した5本のチューブを実施例9と同様
にナトリウム/硫黄寿命試験電池に組み込んだ。最初の
450サイクルにつき、これらを469 mkgm−”
 7572 mAcm−”の充電/放電速度、すなわち
毎日16サイクルの割合で操作した。4個の電池はそれ
ぞれ256,501,502および516サイクルで機
能停止したが、1個F13043サイクルの後に機能停
止することなく試験を中止し九。
実施例11 受入れ時のベーマイトに8.29重量%のソーダと0.
62重量%のスピネル安定剤(リシアとして)とを添加
した。噴霧乾燥出発物質の水分含有itは3.4係ルー
 で8シ、この粉末の33重量%は30μm未満の粒子
寸法を有した。製造した加工品は31.75mmの外径
と98重量%のβl−アルミナ含有量とを有し、残部2
重量%はβ−アルミナからなっていた。
上記実施例8−11において、焼成は1615℃の最高
温度までとし、焼成密度は試料の寸法および重量に基づ
いて計算し、アルキメデス法(Arch1m*d@an
 methods)によって測定値を確認した。
実施例12−15 本発明の方法にしたがうセラ水和物ベーマイトからのβ
I−アルミナの製造を、他の同様な出発物質からβl−
アルミナを生成させる試験と比較するため、比較試験を
行なった。本発明にしたがう原料出発物質は上記のセラ
水和物ベーマイトとし、他の原料物質は次のものとした
: アメリカ合聚国、アルカンサス州、レイノルズ(R@y
nolds)カンパニーから入手しうるr RC−HP
 −DBMJα−アルぐす:アメリカ合衆国、テ中すス
州、ヒユーストン、コノコ(Conoeo)ケミカルス
・デビジョンから入手することができかつ輩素吸イ入に
よシ測定して280 m”/11の比表面積と約40X
単位の平均結晶寸法とを有し、熱水製造され′ずにアル
ミニウムイソプロポキシドの加水分解によシ製造した「
キャタパ#(Catapal)J擬似ベーマイト(pm
@udo−bo*hmlte) :および ヨルダスの方法CB−E・ヨルダス(Yoldas)、
アメリカン・セラミック・ソサエティー・プレチン、第
54巻、第286−288頁< 197 s >:にし
たが180℃にてアルミニウムイソプロポキシドの加水
分解によって合成さn1ヨルダスの報告によれば200
 m” /Iの比表面積と約7o1単位の平均結晶寸法
とを有し、したがってこの点に関しキャタノ母ルペーマ
イトと若干類似してhるベーマイト(アルミニウムー水
塩)。
β′−アルミナを製造するための出発混合物は2つの方
法で作成した。1つの方法は、原料を含有しそこに水酸
化ナトリウムと水酸化リチウムとを溶解させた水性スラ
リーを噴霧乾燥させるものである。水酸化ナトリウムは
、混合物中で酸化ナトリウムの前躯体として作用し、か
つ水酸化リチウムはりシアスピネル形成性酸化物の前駆
体として作用した。他方の方法は、解膠剤として酢酸を
用いるゾル・グル法を使用するものである。全混合物は
、8P%ル%のAt、O,と14 モ/I/優ノNa 
20と2モル−のL120との消量を含有するよう作成
i   した。この組成は式6^120. ・N a 
20に相当し、これは理想的β’−フルミナ(スピネル
安定剤を除く)に対する式5.3311205 ” N
m20にほぼ匹敵する。
噴霧乾燥混合物に関しRC−HP−DBM、キャタパル
およびセラ水和物から作成したものは、その100Iを
所要量の水酸化ナトリウムと水酸化りf♂7を溶解し、
含有すう同型*os**tm+して5031量鳴の原料
固形分を含有するスラリーを得ることによシ作成した。
混合は、α−アルミナ磨砕用媒体を用いてポリエチレン
容器中でボウルミルによシュ0分間行ない、その後、こ
れらを直ちに噴霧乾燥した。得られた粉末は極めて吸湿
性であシ、乾燥後に真空デシケータ内に貯鷺した。
原料としてのアルにクムインデロポキシドの加水分解生
成物を含有する混合物は、25011/のクロロホルム
中に約1001のアルミニウムイソプロポキシドを浴フ
梓させて作成した。この溶液を75℃以上の温度の蒸留
水9001Lt中へ激しく攪拌しながら論加した。反応
が生じてベーマイト材料のコロイド懸濁物が生じ、これ
を8℃にて還流下に12時間撹拌し、反応を完結させた
。所要量の水酸化ナトリウムと水酸化リチウムとを少量
の蒸留水(約Zoom)K溶解させた。過剰のアルコ−
A/(約500!!L/)をこの餅液に加え、次いでこ
れをコロイド状懸濁物に加えた。得られた懸濁物を直ち
に噴霧乾燥した。
RC−)1P−DBMm料から作成しfcrルけ、その
50Fを2001の蒸留水中へポリエチレン容器内でボ
ウルミルによfi200#のアルミナ磨砕用媒体を用い
て30分間分散させることによシ作成した。得られたス
ラリーを約pl(3まで氷酢酸によって酸性化した。次
いで、水酸化ナトリウムと水酸化リチウムとをさらに4
01の蒸留水て攪拌しながら加え友。この溶液を、次い
でさらに酢酸によって約−3,5に!ilIi1M、シ
、この混合物を連続攪拌しながらホットプレート上で蒸
発乾固させた。この場合、真正グルは生成しなかつ九こ
とに注目すべきであり、スラリーはこれがもはや攪拌し
えなくなるまで乾燥した際単に粘度が大きくなっただけ
である。
キャタパルお上びセラ水和物の原料から作成したグルは
、5011の原料をそれぞれの場合、 200Vの水と
磁気&神器で混合し、次いで氷酢酸によシー4まで、#
性化して作成した1次いで、この懸濁物をRC−HP 
−DBM原料につき上記したと同様にミルがけし、得ら
れたスラリーを磁気攪拌器に載せ、水酸化ナトリウムと
水酸化リチウムとを49xtの蒸留水における溶液とし
て加えた。次いで、声を氷酢酸によシ約4に調整し、次
いで混合物がグル化するまで80℃にて20分間攪拌し
た。
次いで、これらグルを乳鉢と乳棒とで磨砕しかつ乾燥さ
せた。
アルミニウムイソグロポキシドから得た合成擬似ベーマ
イト原料は、100Iiのアルきニウムイソグロポキシ
ドt−250mのクロロホルム中に溶解させて得た。こ
の溶液を75℃以上の温度の蒸留水900紅中へ激しく
攪拌しながら滴加した。
生成した懸濁物に15jlの氷酢酸を30分後に解膠剤
として添加し、得られたゾルを80℃で36時間攪拌し
てpl#膠を行なった。還流凝縮器を使用して溶媒の蒸
発を防止した。水酸化リチウムと水酸化ナトリウムとを
蒸留水100d中の浴液として添加した。約10〜20
秒でグル化が生じ、次いでとのグルを乳鉢と乳棒とで乾
燥させかつ磨砕した。
8 a[(2)8合物、すなわち42311のl!j[
11乾燥混合物および4種のそれぞれRC−HP−DI
M、キャタパル、セラ水和物および合成擬似ベーマイト
を原料として含有するグルから得た混合物を、次いで種
々の温度で■焼にかけた。それぞれの場合、加熱および
冷却速度は200℃/hことした。それぞれの場合、得
られた最高温度を30分間維持した。
加熱を行なった温度はそれぞれ500℃、700℃、9
00℃、1200℃および1400℃とした0次いで、
加−焼抜に得られたi放物をXA1回折試験にかけて、
βI−アルミナの存在または不存在につき確動した。こ
れらの結果を以下の実施例に説明する。
実施例12:(比較:α−アルミナ) 鵠−HP −DBM原料につき900′cまでの温度に
おける加熱は、出発物質を噴霧乾燥またはゾルグル法の
いずれで得たにしても、β′−アルミナを生成しなかっ
た。ゾルグルから得られた出発混合物を1200℃まで
加熱した場合、α−アルミナを含有せず、若干Orフル
ミン酸ナトリウムと若干のβ−アルミナと若干のβI−
アルミナとを含有する混合物が得られ、β〃−アルミナ
はその約30重量係を構成した。ゾルグルから得た出発
混合物を1400℃まで加熱して得られた生成物も同様
に、α−アルミナを含有しなかったのに対し、これは約
4111量係のβ′−アルミナからなるβ−アルミナ/
βI−アルミナのみを含有した。
噴霧乾燥した混合物を1200℃まで加熱して得られた
生成物も実質的に同様であシ、これもα−アルミナを含
有せずに若干のrアルミン酸ナトリウムと若干のβ−ア
ルミナと若干のβl−アルミナとを含有し、β′−アル
ミナは約40重量係を構成した。1!J霧乾燥混合物を
1400℃まで加熱した場合、ここでもα−アルミナは
存在せず、この場合rアルミン酸ナトリウムも存在せず
、生成物はβ−アルミナとβl−アルミナとの混合物か
らなシ、β′−アルミナが約42重量−を構成し良。
実施例13:(比較:キャタパル) キャタ/4ル擬似ベーマイト原料の場合、ゾルグル法ま
たは噴霧乾燥のいずれかで得られた出発混合物を900
℃までの温度に加熱したが、βI−アルミナは生成しな
かった。
加熱を1200℃および1400℃まで行なった場合、
ゾルグルから得られた混合物、或いは噴霧乾燥から得ら
れた混合物いずれの生成物も実質的に類似していた。得
られた生成物は若干のr−アルミン酸ナトリウムと若干
のβ−アルミナと若干のβ′−アルミナとを含有するこ
とが判明した。
X線回折で得られたピークの拡散性の丸め、β−アルミ
ナとβl−アルミナとの相対比率を定量化することは不
可能であった。
実施例14:(比較二合成擬似・ベーマイト)この場合
にも、出発混合物がゾルグル法によシ或いは噴霧乾燥に
よシ得られたいずれの場合も、900℃の温度まで加熱
する生成物にはβI−アルミナが得られなかった。
ゾルグルによ)得られた出発混合物の場合、1200℃
才での加熱および1400℃までの加熱はそれぞれ若干
のβ−アルミナと若干のβl−アルミナとを含有する生
成物をもたらし、その割合はX線回折によって定電化す
ることができなかった。
1200℃および1400℃までの噴霧乾燥出発混合物
の場合、同様な生成物が得られたが、これらはβ−アル
ミナおよびβl−アルミナの他に若干のγアルミ/酸ナ
トリウムを含有した。
実施例15:(本発明:セフ水和物) この場合も、90℃までの温度に加熱する際βl−アル
ミナが得らnなかった。
ゾルダルによ)および噴霧乾燥によ)得られた再出発混
合物につき1200℃までの加熱および1400℃まで
の加熱の場合、はぼ100%のβもアルミナからなる生
成物が得られた。ゾルyb4≠により得られた反応生成
物は、平均して噴霧乾燥生成物よシも幅広いX!1回折
ピークを有し、これはよシ小さい平均結晶寸法を示して
いる。
(以下余白ン 実施例16−26 本発明の方法に有用でありかつ式(1)および(If)
に一致するVSおよびルへ値を有する。たとえばセラ水
和物ベーマイトのような酸化アルミニウムの前駆体とα
−アルミナとの混合物から、β“−アルミナ加工品を製
造する九めの本発明の用途を示すため、各種の笑験を行
なった。これらの試験を幾つかの対照と比較した。
4種の異なる焼成方式を用いた:すなわち第1焼成方式
:室温(20℃)−1100℃(100Vh蛛1100
℃を3時間保つ、 1100〜1200℃(100Vbr、)、1200t
:を6分間保つ。
第2焼成方式=20〜1100℃(100℃/hr、)
、1100〜1200℃(25℃/hr−)、1200
℃を6分間保つ。
第3焼成方式:20−1100℃(100℃/hr、)
1100℃を3時間保つ、 1100−1605℃(100℃/hr 、 )、16
05−1615℃(60″C/br、)。
1615℃を15分間保つ。
第4焼成方式: 20−1100℃(100℃/hr、
)、1100−1200℃(25℃、/hr、)、12
00−1605℃(1000/hr、)、1605−1
615℃(60℃/hr、)−1615℃を15分間保
つ。
それぞれの場合(特記しない限り)、全ての使用したα
−アルミナはA168Gの商品名で英国。
トロイドウィッチ(Droitvich)在、アルコア
(グレート・プリテン)リミテッド社から入手したもの
とし友。匣用した全てのパイエライトは英国、パツキン
ガムシャー(Iluekl’nghammhlr*) 
グレート・クロス(G*rrardm Cross)在
、BAケミカルスPle社から得たもOである。また、
使用したθ−アルミナは全て、このパイエライトを粉末
状で約1000℃まで加熱することによシ得た、ソーダ
(NaOHとして)およびリシア(L I OH・H2
Oとして)前駆体は、各種の割合でこれらも粉末状で使
用した。出発混合物を脱イオン水で約50重量係の固形
物含有量まで濡らし、かつ振動ミルがけしてスリツ7’
を作成しt、このスリップを英国、ワット7オード(W
atford )在、エコ・アトマイデー・リミテッド
社(Nlro Atomls@rL1mitad )か
ら入手しうるニロアトマイデー噴霧乾燥器で噴霧乾燥し
て、約2%%の水分含有量を有する噴霧乾燥粉末を作成
した。それぞれの場合。
粉末を45μm開孔を有する篩に通して、全ての大きい
凝集粒子を除去し、そして電気化学電池に固体電解質も
しくは分離材として使用するのに適した閉鎖末端チュー
ブの形態の加工品を35.000psi (約240 
MPa)  ←特記しない限シ)で等静圧プレスして、
特記しない限p次の寸法を得九二内径  33■ 外径  37鱈 長さ 200m これら加工品を、上記焼成方式のいずれかにし念がって
iグネシア坩堝内でソーダ算囲気下に焼成し、特記しな
い限り炉の通電を止めて炉を冷却した。
実施例16(比較) 3椎の試料パッチを作成し、1種はα−アルミナからな
り、2種は檀々異なる割合のα−アルミナとθ−アルン
ナとの混合物がらなシ、それぞれ下記第1表に示すよう
にソーダとりシアスピネル安定剤を含んだ。
第1表 パッチA      123 成  分     %IX    %X   情α−ア
ルミナ      90.4    85.4   8
0.40−アルミナ      0.0    5.0
   10.0ソーダ      8.9    g、
9   8.9(NaOHとして) リシア      0.7   0.7   0.7(
LIOH,I(20として) これらのi4ツチから上記方法にしたがってチューブを
作成し、上記焼成方式にしたがって焼成した0次いで、
焼成チューブにおけるβ“−アルミナの割合CI%)を
測定し、その結果を下記第2表に示す。
第 2 表 焼成方式 %式% これらの試験は、α−アルミナの幾分かをθ−アルきす
で置換すると、最高120(lまで加熱した際、焼成チ
ューブにおけるβ“−アルミナの物質増加を与えるが、
Jl高1615℃まで加熱し九場合には増加が生ぜず、
それより高い温度に加熱したパッチの間では顕著な差が
なかったこと金示している。それぞれの場合、1615
℃までの加熱は、1200℃まで加熱よシも多量のβ〃
−アル1ft−製品チューブ中に与え九。
実施例17 この実施例においては、種々異なる割合のセラ水和物ベ
ーマイトとα−アルミナとの混合物からチNのソーダ(
NaOHとして)と0.7%のリシア(LloH−H2
Oとして)とを含有した。これらパッチは実施例16と
同様に作成し、同じ方法でチューブにプレスした。これ
らパッチにおける成分の割合を下記第、3表に示す。
第3表 ノぜツチA     45678 成  分   憾X  情  情  %%  チXα−
アルミナ  90.4 86.83 83.26 76
.11 61.83蝦燻ベーマイト   0.0  3
.57  7.14 14.29  28.57次いで
、これらチューブを上記し九種々の焼成方式にしたがっ
て焼成し、これらチューブで生成されたβ“−アルミナ
の割合をそれぞれの場合に測定し、下記第4表に示す。
第4表 焼成方式 %式% (N/D:測定を行なわず) 第4焼成方式にしたがって焼成したチューブを?ルツリ
ングの直径方向強度につき試験し、それらの結果を下記
第5表に示す。
第5表 パンチ4    45678 平均直径方向強度(MPm)     間Pc−標準偏
差 15 16 18  2に の実施例から判るように、α−アルミナの幾分かを■焼
ベーマイトで置換すると、生成チューブにおけるβ“−
アルミナにおける暫増をもたらす、第1および第2焼成
方式につき得らt′Lt増加は第3および第4焼成方式
についても維持されるが、第3および第4焼成方式につ
いては第1および第2焼成方式程顕著でない。さらに、
チューブの強度は種々の割合のα−アルミナを■焼ベー
マイトで置換して増大すると思われる。置換により得ら
れるチューブでのβ“−アルミナの増加に関し、この増
加はパッチ6および8につき第1および第2焼成方式で
予想されるよシも大きく、これは相乗作用を示している
。チューブにおけるβ“−アルiすの全割合は、α−ア
ルミナから得られると予想されるβ“−アルミナおよび
ベーマイトから得られると予想されるβ”−アルミナを
合計しただけで得られるよシも高いと思われる。したが
って、例工ばパッチ6および8につき第1および第2焼
成方式の場合、■焼ベーマイトが明らかに貢献するβ“
−アルミナの実際の割合、並びにこれら割合とこれらが
貢献すると思われる割合との間の北軍は。
パッチ6および第1焼成方弐についてはそれぞれ12.
95チおよび2.59:1であシ、パッチ8卦よび第1
焼成方式については33.84および1.69:1であ
り、パッチ6および第2焼成方式については8.2チお
よび1.64:1.パッチ8および第2焼成方式にりい
ては、29.8%および1.49:1であった。
実施例18 この実施例においては、セラ水和物ベーマイト、上記の
BAケミカルス社から得られたパイエライト、およびア
メリカ合本図、テキサス州、マラコ7 (Malako
ff)在、レイノルズ・ケミカルス社からのRC−HP
S −DBMとして入手しうる反応性の1威α−アルミ
ナを用いて比較試験を行なった。
七゛う水和物とパイエライトとの試料を受入れ時のもの
、並びにそれぞれ700℃および1000℃まで1時間
■焼した後の試料につき試験した。噴霧乾燥粉末はα−
アルミナだけ並びにこれとセラ水和物およびパイエライ
ト(受入れ時および■焼したもの)との混合物から実施
例16にシけると同様に作成し、ソーダおよびリシアは
NaOHおよびLi0H−H2Oとして添加した。リシ
アおよびソーダを添加した混合物を下記第6表に示す。
クロロ T−1oo                    
  ヘロ O。
上記の受入れ時のセラ水和物及びバイエライトは水和に
よる結合水又は遊離水を除外したものとして供給される
第7表に示した混合物から、実施例16に記載したよう
にチューブをブレスし、これらを下記の各種焼成方式に
したがって焼成した: 第5焼成方式: 20−500℃(50℃/hr−)、
500℃を1時間保つ。
500−600℃(50℃/hr、)、600−110
0℃(100℃/hr、)、1100−1200℃(2
5℃/by、)。
1200−1605℃(100℃/hr、)、1605
−1615℃(60℃/hr、)、1615℃を15分
間保つ。
第6焼成方式: 20−500℃(50℃/ h r 
、 )、SOO℃を1時間保つ、 500−600℃(50℃/hr、)。
600−1100℃(100℃/hr、)。
11000t3時間保つ、 1100−1605℃(100℃/hr、)。
1605−1615℃(60℃/hr−)。
1615℃t−15分間保つ。
第7焼成方式: 20−500℃(50℃/hr−)。
500℃を1時間保つ。
500−600℃(50℃/hr、)、600−110
0℃(100℃/hr、)。
1100−1200℃(25℃/hr−)。
1200−1597℃(100℃/hr、)1597−
1607℃(60℃/hr、)、1607℃を15分間
保つ。
第8焼成方式: 20−500℃(50℃/hr、)、
500℃を1時間保つ、 500−600℃(50℃/hr、)、600−140
0℃(200℃/hr、)、1400−1597℃(1
00℃/hr、)。
1597−1607℃(60℃/hr、)、1607℃
を15分間保つ。
それぞれの場合、初期の緩除な加熱速度(50℃/hr
−最大)によって揮発物の除去を確保した。
焼成チューブの性質、並びにソーダおよびリシアの割合
を第7表に示し、チューブの破裂強度(fraatur
e str@ngth)をゴルツリ/グ試験によって測
定した。
(以下余白ン それぞれの場合、全体的もしくは一体的チューグを得る
ことができ念。これらチューブの研磨部分を検査して判
明したことは、バッチ9のチューブが比較的大きい結晶
を有し、かつ比較的増大した強度全盲するチューブはバ
ッチ9よりも小さい結晶の割合が少ないことである。一
般に、この種の焼成物品におけるβ“−アルミナの最高
割合を有するのは結晶、特に大型結晶であるが、これら
大型結晶の高割合は一般に強度の低下をもたらす。
驚くべきこと罠、この実施例にシいて、セラ水和物を含
有するバッチは強度の増大(一般に、より少ない小結晶
に関連する)ft示すだけでなく。
極めて高割合のβ“−アルミナ(一般により多量のかつ
よシ大きい結晶に伴なう)をたとえばバッチ10.14
および15のように有する。この驚異的かつ望ましい結
果は、セラ水和物が1200℃にて殆んど完全に100
%近くまでβ“−アルミナに変換する能力を有するとい
う事実から生ずると思われる。バッチ10.14および
15においては、したがってα−アルミナ中に分散した
セラ水和物が1200℃においてチューブ中のβ”−ア
ルミナ含有量の増大をもたらし、かつ多数の結晶核形成
部位を供給したと思われる。競合的な結晶成長は最終的
な結晶寸法を制約し、したがって高割合のβ“−アルミ
ナが存在するKもかかわらずチューブ強度は高いもので
あった。さらに、β″−アルミナ生成の高レベルが12
00cにて開始した(実施例16参照)ので、使用する
焼成方式を変化させるのが極めて自由であり1便利であ
る。
(以下余白) 実施例19 この実施例においては、実施例16に記載した方法にし
たがって、種々の割合のアルコアA−168Gα−アル
ミナとセラ水和物ベーマイトとを含有する各種の混合物
を作成し、後者については700℃1で1時間■焼した
。ソーダ(NaOHとして)およびリシア(LloH−
H2Oとして)をこれに添加し、かつチューブを実施例
16に記載したように35,000 palにて等静圧
プレスし、これらチューブは1端部が閉鎖されて長さ2
00■と内径33.3mとを有した。α−アルミナとベ
ーマイトとの初期混合物の詳細な割合を下記第8表に示
し、かつ焼成チューブの性質を第9表に示し、この場合
焼成は実施例18に示した@8焼焼成式にしたがってマ
グネシア坩堝で焼成したが、ただし焼成ベーマイトを含
有するチューブを20℃から1400℃まで200℃/
hr、の速度で直接に加熱し、ノ肴ツチ20の焼成方式
は1500℃にて1時間維持した。
第8表 パッチ4161718.19202122 23成分 □         チX ■焼ベーマイト 100 9083 76 66 40
 20  0ベーマイトを実際に使用したが、その量は
初−マイトの量を与えるよう計算した。
下記第9表に記載したデータに加えて、パッチ16から
上記に記載したように作成したチューブの半径方向抵抗
率は最高焼成温度及びその温度での保持時間によって以
下のように変化する。
最高焼成温度    1610℃    1617℃第
9表から、少なくともパッチの幾つか(たとえばパッチ
20.21および22)につき焼成チューブにおけるβ
”−アルミナは、出発混合物におけるベーマイトおよび
出発混合物におけるα−アル電すから予想されるよシも
ずっと多いことが判る。し九がって、r−アルミナの生
成における著しい予想外の相乗効果が存在すると思われ
る。
実施例20 実施例19のパッチ16−20および230)出発混合
物から35,000 pslの等静圧プレスによって長
さ380霞および内径63mを有する閉鎖端部のチュー
ブを加工した。
パッチ16−18のチュ−−プは常にドーム形状(すな
わち半球状)の閉鎖端部で亀裂したことが判明したのに
対し、パッチ19.20および230)チューブでは亀
裂しなかった。驚くべきことに、この亀裂は等静圧の圧
縮力が解除された後、尋静圧プレスされたチューブの材
料が多かれ少なかれ弾性的に膨張したことに起因するこ
とが判明した。
さらに、等静圧圧縮力を解除した際、チューブの直径お
よび長さの増加として現われるにの膨張はベーマイト含
有量の増加およびα−アルミナ含有量の減少と共に増大
することが予想外に判明し、パンチ16の場合はパッチ
230)場合よシも相轟に大であった。膨張程度は、チ
ューブを形成させるマンドレルにおいてその場で小さい
直径の化チューブを長手方向に切断して測定し、マンド
レルドームの凸面とチューブドームの凹面との間の間隔
を測定した。この間隔は、パッチ16の場合パッチ23
0)2倍であシ、パッチ19はパッチ16よシも小さか
った。
したがって、大寸法チューブの製造には、化チューブ亀
裂の観点から出発混合物における各3重量部のベーマイ
トにつき少なくとも約1重量部のα−アルミナを含有さ
せるのが望ましいと思われ、パッチ19−22は全て少
なくとも90%%の許、  容しうる高含有量のβI−
アルミナを供給しうると思われ、マンドレル上で等静圧
プレスにょシ1端1  部の開放した亀裂のないチュー
ブを作成するための良好な生の形成特性は1端部が半球
状のドームを有すると思われる。
実施例21 各種の出発物質のパッチを作成し、これらを実施例16
の記載と同様に噴霧乾燥し、実施例16に記載したと#
1は同様に等静圧ブレスにより1端部の開放したチュー
ブを作成した。出発物質はそれぞれアルコアA−168
Gα−アルミナ、セラ水和物ベーマイト、■焼セラ水和
物べ−iイト(70℃Kて1時間■焼)、およびB 、
A、ケミカルス社から入手したイブサイトとした。ソー
ダ(NaOHとして)およびリシア(Li0H−N20
として)を常法によシ添加し、チューブを実施例16の
記載と同様に焼成したが、その焼成方式は室温(20℃
)から1200tl:まで100℃/hr、にて加熱し
かり1200℃に保った後、炉内で室温まで冷却させた
。これら試料をr−アルミナ含有量につき分析し、その
結果を第11表に示す。この表は焼成チューブのソーダ
およびリシア含有量をも示している。
第11表 パッチJK      24   25   26  
 27α−pばす ペルマイト 蝦  焼 ギブツイト
ペーマイト ソーダ(チ%)   8.9   9.0   9.1
    9.2リシ7(%%)   0.6    N
11   0.65   0.64この実施例は、セラ
水和物ベーマイトからのチューブで得られる極めて高割
合のβ〃−アルミナと、α−アルミナおよびイブサイト
から得られるチューブのそれとを対比している。重要か
つ予想外に、リシアを含有しないパッチ25社、通常量
のリシアを含有するパッチ26と砥は同程度に高い生成
チューブにおけるβI−アルミナの割合を示した。
実施例22 実施例21から出発し、実施例21のパッチ25および
26に基づきかつ700′Cまで1時間■焼したセラ水
和物を使用して一連の出発物質のパッチを実施例21の
パンチ26と同じ方法で作成し、その際ソーダ含有量を
一定にしたがリシア含有量を変化させた。これらからチ
ューブをブレスし、室温から140()℃まで200℃
/br、、次いで1602℃まで100℃/hr、にて
焼成し5次いで最終的に1617℃の最高温度まで60
℃/ h r 。
にて加熱し、この温度に15分間保持した。生成チュー
ブにおけるβ”−アルミナを第12表に示し、残留β−
アルミナ、使用リシア、使用ソーダおよび焼成密度を本
示す。
これらの結果は、驚くべきことに、リシア(高価である
)を0.2’%X程度の低レベルで使用して90チ%よ
シ多いβ〃−アルミナを有する生成物を得ることができ
、得られるβ〃−アルミナと使用したリシアとの間の関
係が0.2%X以下のリシアにおいてほぼ直線的である
ことを示している。この実施例に関し、所望ならは酸化
アルミニウムの前駆体の■焼を、典型的にはたとえばベ
ルト炉における保@雰囲気として使用するような窒素雰
囲気下で行ないうろことに注目すべきである。事実、こ
の実施例のベーマイトは、これを窒素保護雰囲気下で7
00℃のベルト炉に通して■焼した。
実施例23 実施例16の手順にしたがい、それぞれ8.9−Xのソ
ーダ(NaOHとして)および0.65%%のリシア(
LIOH−H2Oとして)を含有するRC−I(P8−
DBMレイノルズアルミニウムα−アルミナ(パッチ3
7)と、9.3%%のソーダ(NaOHとして)および
0.72チXのリシア(Li0H−H2Oとして)を含
有する受入れ時(未焼成)のセラ水和物ベーマイト(パ
ッチ38)とからなる噴霧乾燥粉末を作成した。直径1
2箇かっ、厚さ5〜6■の円盤をJ’A これら出発物質から荷重15y¥ンにてグイプレスし、
次ン・で700℃まで200℃/hr、にて加熱し、こ
の温度に1時間保って揮発物を除去した後、炉内で室温
(20℃)まで冷却させた。次いで、これら円盤を白金
箔に包み、これに熱電対を取シ付け、1615℃の公称
温度の炉中へ徐々に挿入した。10分間後、円盤の温度
は1613℃の最高温度まで上昇したことが判明した。
円盤を1613℃にさらに15分間保ち、その後これら
を炉から取シ出して急速に冷却させた。焼成円盤をリシ
ア含有量およびソーダ含有量につき分析し、かつX線回
折によシβ〃−アルミナ含有量とβ−アAミナ含有量と
α−アルミナ含有量とを分析した。それらの結果を下記
第13表に示す。
第13表 ノ櫂ツチ4       37      38ベーマ
イト    α−アルミナ 成分 ソーダ(1%)      9.3       8.
9リシア(−%)      0.72     0.
65β′−アルミナ(−%)       88   
           55β″ −アルミナ(チ〜)
         0             30
α −フフレミナ(チラり       12    
         15この実施例の驚異的な特徴は、
焼成に際しベーマイトがβ”−アルミナを生成し、β−
アルミナの生成を伴なわないという予想外の能力である
。存在するα−アルミナは急速な焼成速度から直接に生
ずる。
この実施例において、焼成は約160℃/m1nの平均
加熱速度であシ、すなわち室温から1615℃(約16
00℃)まで10分間で行なったことに注目される。
実施例24 この実施例においては、酸化アルミニウムの前駆体とし
てB−A・ケミカルスPie社から入手した酸化アルミ
ニウムの三水塩(すなわちギブサイト)を使用し、さら
にこのギブサイトにおいて1部(28,5%X)を同重
量の■焼セラ水和物ベーマイト(これはベーマイトを1
060℃まで加熱しかつその温度に1時間保って■焼し
た)によう置換してなる前駆体を使用して比較試験を行
なった1出発混合物はNaOHおよびLi0H−H2O
を前駆体に添加して作成し、次いで実施例16に記載し
たようにこれを振動ミルがけし、噴霧乾燥しかつ等静圧
プレスしてチューブにした。次いで、これらチューブを
実施例18に示した第8焼成方式にしたがって焼成し、
ただし100℃/br、の加熱は1400〜1607℃
としかつ1617℃の最高温度まで焼成し、3607〜
1617℃の最終的加熱は60℃/hr、とじ、161
7℃の最高温度を15分間維持した。
噴霧乾燥後の粉末の水分含有量を測定し・かつ焼成後に
チューブのソーダおよびリシア含有量を測定し、さらに
その焼成密度および外径並びにそのβ〃−アルミナ含有
量をX線回折によって測定した。これらの結果を下記第
14表に示し、問題とするパッチ(すなわちパッチ39
および40)はB−A・ケミカルス社のギブサイト自身
であシ、バー  ツチ41は上記B−A・ケミカルス社
のギブサイトの28.5チXを1060℃まで加熱され
かつ1060℃にて1時間保って焼成された同重量のセ
ラ水和物ベーマイトで置換したものである。
この実施例は、下記第16表に示すパコ(Baco)ギ
ブサイトでありかつ式(1)および(…)に一致するV
S卦よびB/S値を持たないギブサイトはこれにセラ水
和物ベーマイト(そのVSおよびB/S値は式(1)b
よび(II)に一致する)を添加して出発物質として向
上させ、焼成し九生成チューブにシける高割合のβ′−
アルミナが得られることを示している。
したがって、パッチ41は本発明によるものであ。
シ、パッチ39および40は比較である。
実施例25 この実施例においては1本明細書における式(Dおよび
(II) K一致するん4およびB/s値を持たないB
−A・ケミカルスPAe社から得られた:raイドベー
マイト(すなわちバコソル(Bacosol) 2 )
を比較として試験した。このパコソル2を70℃まで収
焼成し、振動ミルがけする#に冷却して34チXの水を
含有するスリップを生成させた。炭酸ナトリウムをソー
ダ前駆体として添加し、かっLloH−H2Oをリシア
前駆体として添加し、次いで噴霧乾燥しかつ実施例16
に記載したように等静圧チューブプレスし、さらに実施
例24に示した焼成方式にし九がって焼成した。2つの
チューブ(すなわちそれぞれパッチ42および43)を
作成し、その焼成収縮、焼成密度、破裂強度、半径方向
および軸方向抵抗率並びにソーダ含有量を測定した。そ
れらの結果を焼成前に測定したリシア含有量と共に第1
5表に示す。
ζ以下余白ジ 「弱」:チューブにおける大型結晶の成長はチューブ材
料を、強度測定に使用する切断試料が試験しうる前に破
壊する程度まで弱化させたことを示す。
β”−アルミナ含有量は、X線回折によってβ−アルミ
ナとβ“−アルミナの混合物に特徴的な幅の広いピーク
を持つことが示され約88%%であった。
(以下余白) 実施例26 カイデーパイエライト出発原料のパッチ44はベルト炉
に於いて700℃、棒時間の暇焼で生成した。スリップ
を33チXの固形分を含む■焼原料から調製し、ソーダ
及びリシア前駆体をそれぞれ添加し製品チューブに計算
上最終的にそれぞれ9.4チ%及び0.74%’Xaの
ソーダ及びリシアを含ませるようにした。このスリップ
を上記実施例16に記載のように噴霧乾燥し4.4−%
の水分を含有する噴霧乾燥された粉末を得た。チューブ
をそれから実施例16に記載のように等静圧プレスし、
次いで声施例22のように、但し、最高温度1620℃
ま−で、即ち、室−温−1400℃(20℃/hr)、
 1.400℃−1605℃(100℃/ h r )
、1605℃−1620℃(60℃/hr)の最終加熱
及び1620℃に於いて15分間の保持の焼成方式に従
って焼成した。
更に、パッチ45を受入れ時のカイザーパイエライトか
ら同じ方法で作成し、同じ方法で焼成した。この場合、
スリラグは38.4%%の固形分を含み3.1係の水分
まで噴霧乾燥させた。製造されたチューブは第16表に
示した性質を持ち、破裂強度を?ルッリyグ試験で測定
した。各パッチの或るチューブは1200cまでしか焼
成されずその温度にて6分間保持された後冷却された。
この屯ののβ“−アルミナ含有量も比較の為に表に示す
第16表 パッチA           44     45焼
成収縮(*)         35.5     N
/D焼成密度C1/cn? >       3.19
6  3.086軸方向抵抗率(3肛℃、Ω・cxa 
)    6.0    4.74半径方向抵抗率(3
50℃、Ω・m)   8.9     N/D半径方
向抵抗率(250℃、Ω−m)   2.1     
N/Dβ“−アルミナ含有量(1%)    94  
   941200℃に焼成したβ“−アルミナ 含有量(チ%)         83    83笑
施例1−11及び16−26に於いては、試料は焼成後
、最高温度−15000(900℃/hr )、150
0℃−1200℃(ioo℃/ h r )及び120
0℃−室温(炉内での自然冷却速度)という冷却方式に
従って冷却させられたというととに注意しなければなら
ない。
これら実施例およびその他の実施例で試験した酸化アル
ミニウムの各種前駆体に関し、A/8およ、  びB/
Sの数値は本明細書中に説明したようなX線回折によっ
て得た。AおよびBの数値はそれぞれの場合7個の試料
を使用して得、かつSの数値は10個の試料を用いて得
た。Sについて得た数値は3.0%の標準偏差にて12
32カウントであった。試験した各材料に対するA/S
およびB/Sの数値を下記第17表に示す。
ζ以下余白ジ 第17表 前駆体    A/!; (f[準備差(1)) ga
s(標準偏差(2)))セラ水和物ベーマイト  0.
0951(4,2)   0.0804(6,1)キャ
タ/化ルA醍イボベーマイト0.0189(7,4) 
  0.0264(5,5)カイザーパイエライト  
 0.0535(4,4)   0.0589(4,4
)パブパイエライト    0.0172(10,8)
  0.0335(7,6)OL 107ギブサイト 
0.0148(10,7)  0.0309(6,4)
パブギブサイト    0.0211(8,9)   
0.0342(3,2)セラ水和物、カイデーパイエラ
イトおよびキャタパル擬似ベーマイトは上記し喪もので
あシ、ノ々コバイエライトおよびパブギブサイトはそれ
ぞれB−A・ケミカルスPta社から得られた上記のも
のである。0L107$プサイトは西ドイツ、ベルグハ
イム(B@rgha1m)在sマルチンスウエルク(M
artlngwerk ) GmbHから得たものであ
る。
上記物質は全て酸化アルミニウムの一水塩または酸化ア
ルミニウムの三水塩のいずれかでおるが、その幾つかの
みのA/’8およびB/8値が式(1)*よび(II)
に一致し、すなわちセラ水利物シよびカイデーパイエラ
イトが実施例で示されるように本発明に有用と思われる
。ギブサイト、 a4コノ苛イエツイトおよびキャタノ
タタル擬似ベーマイト、特に後者は驚ろくことに本発明
の目的には全く不適であり。
許容しえない低レベルのβ“−アルミナを含有する生成
物を与え喪。理論に拘束されないが上記したように、本
出願人は、望ましくない焼成生成物の結晶構造における
障害が最終的なr−アルミナ反応生成物に持込まれて、
イオン伝導につき望ましくない生成物を与えると信する
。結晶構造のどの特徴が本発明による望ましい出発物質
を有用でないものから区別するのか本出願人には正確に
は不明であるが、上記A/SおよびB/8の比がこれら
を区別しうる明確な尺度を与えると思われる。A/Sお
よびB/8の比から判るように一1七う水和物ベーマイ
トは事実カイデー・肴イエヅイトよシも望ましい材料で
あるが、カイザーパイエライトはセツ水和物以外の他の
可能な出発物質よシも本発明の目的にかなシ良好である
ことが判明している。しかしながら、本出願人は、充分
高いA/SおよびB/Sの比を有する酸化アルミニウム
の前駆体が本発明の方法に対し有用な出発物質となると
信する。
例として、第1図に参照に上記に記載され説明されてい
る問題の型のX線回折トレースを第3〜6図に示す。こ
れらは夫々42−49@及び62−70’の2(θ)範
囲に於けるセラ水和物ベーマイト(第3図)、カイザー
パイエライト(第4図)、中ヤタ/4ル擬似ベーマイト
(第5図)、及びパコイブサイト(第6図)のX1m@
折トレースを示している。これらの図に於いて、点は2
(θ)に対して毎秒当シのカウント数で表わした強度を
示す。第1図に於けるトレースと同じ部分については同
じ参照番号を用いている。これらの図から問題のピーク
の最大強度(点28及び32間の線30の長さ)及び積
分強度、即ち点22−28−24−32−22で囲まれ
た領域が得られる。これらの値を第18表に示す。
ζ以下余白ン 第17及び18表の結果は700℃に■焼された出発物
質(酸化アルミニウムの前駆体)から得られたものであ
る。この物質のうち或るものを7000の代りに500
℃で収焼した後同様な方法で、X線回折の他の点につい
ては変えずに試験した。得られたVS及びB/Sの値を
下記の第19表に示す。
第19表 前駆体   ん4(標準偏差チ)  B/li(標準偏
差チ)セラ水和物    0.0769(2,7)  
0.0844(4,7)カイザーパイエライト 0,0
519(6,3)   0.0492(3,7)ノ青コ
バイエライト    0.0257(4,7)   0
.0113(6,5)ノ句キプサイト    0ρ34
3(4,1)  0.0244(7,3)これらの結果
から、第17表に示したん4及びBμsの値に関してセ
ラ水和物が最−も良い値を示しバコパイエライトが最も
悪い値を示すという傾向−1700℃の代りIC500
℃で収焼されて試料の調製が行なわれた場合でも維持さ
れることが判明した。
さらK、本発明により、たとえばセラ水和物のような望
ましい出発物質を九とえばα−アルミナを含め望ましく
ない出発物質と混合すれば、許容しり石高含有量のβ′
−アルミナを含有する生成物をβ′−アルはすの生成に
関し明らかな相乗効果をもって生成しうろことが判明し
た。さらに、たとえばセラ水和物のような所望の物質を
α−アルミナなどで希釈すれば、或る場合にはたとえば
電気化学電池の分離チューブのような物品を生加工する
際に利点を与えつる。
本発明の重要な利点は、予想外に或る場合にはほぼxo
osの綿βl−アルミナを得るための簡潔な方法を提供
することでちゃ、これは電気化学電池に対する分離材の
作成に著しく有利である。これに対し、同様な方法で処
理した際若干の〆−アルミナを生成する望ましくない出
発物質は、−一アルミナとの混合物として生成する。こ
の種の混合生成物は、1を気化学分離材を製造するため
に使用しかつ加工するべく本発明によシ得られるほぼ1
00%のβl−アルミナと比較して、ア番“’f好適で
ない。何故なら、この種の混合生成物は電導性に伴なう
問題が生ずるからである。
加熱した際の九とえは実施例4の出発物質につき行なっ
た熱重量分析および示差熱分析は、少なくともセラ水和
物が500〜120000間の一連の不可逆的遷移アル
之す相を通過して、α−アルミナをもたらすことを示し
た。リシアおよび/またはソーダが■焼セラ水和物に添
加される。後の加熱に際しリシアおよび/またはソーダ
を構造体く混入すれば、後の加熱は〆−アルミナの生成
をもたらす。
本発明の他の利点は、原理的に単一ピークもしくは最高
温度を有する比較的単純かつ簡潔な加熱方式にし九かい
かつ簡潔な製造手順にしたがって許容しうる高割合の〆
−アルミナを含有する生成物が製造されうろことである
。さらに、これらの手順を使用して、九とえば電気化学
電池の分離材用チューブのような一体的加工品を作成す
ることができる。好適出発物質であるセラ水和物および
カイデーパイエライトは容易に入手しつる出発物質であ
り、かつ比較的安価である。さらに、添加する必要のあ
るリシアの比較的低レペ〃は、リシアが高価な出発物質
であることを考慮すれば、セラ水和物から得られる利点
を強調している。しかしながら、必要ならば、生成物中
に100%に近い極めて高レベルの〆−アルミナが望ま
しい場合、リシアの割合をたとえば0.80重ttsも
しくはそれ以上まで増加することもできる。
1200℃程度の低い温度にて901を一以上の〆−ア
ルミナを生成させることにより、セラ水和物の使用は加
工品を最終的に焼結する場合、これが実質的に焼結して
いる〆−アルミナとなることを容易に確保する。これは
、たとえば、いわゆるゼータ法にかけるような予備■焼
および生成組成物のミルがけのような操作に頼ることが
ない。
1200℃のような低い温度における〆−アルミナの完
全生成は収焼結合物をミルがけして生成された粉末の電
気泳動沈着によ)加工品を成形する場合、%に興味があ
る。
出発物質(酸化アルミニウムの前駆体)の許容性(ac
eaptabl 1 l”ty)はその化学的純度、例
えばその電導性に影響を与え得るような8102含有量
などの因子によって不利な影響を受けることがある。
つまり例え、ばカイザーパイエライトは製造業者にヨッ
テは0.2−4%8i0  を含有シ、5to2含有量
t”よシ小さくすればその伝導性が改善される可能性が
ちり得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は問題とする型のX線回折トレースのデロフト図
、すなわち2(θ)に対する毎秒のカウント数における
強度のプロット図であり、 第2図は受入れ時のセラ水和物とミルかけ前のキャタパ
ルイーマイトとの粒子寸法分布図であシ、標記寸法よシ
微細な粒子の積算重tS対篩寸法(2クロン)の袷・対
数プロット図である。 第3図はセラ水和物ベーマイトのX@回折トレースを示
す。 第4図はカイザーパイエライトのX線回折トレースを示
す。 第5図#′i中ヤタtJ?ル擬似ベーマイトのX線回折
代2M人!+’理し 中  村   至IG  1 にAl5ER 2(THETA)・−一− IG BAYERITE

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸化アルミニウムの前駆体中に酸化ナトリウムお
    よびその前駆体からなる群の一員を分散させ、かつ酸化
    アルミニウムの該前駆体中にスピネル形成性酸化物およ
    びその前駆体からなる群の一員であるスピネル安定剤を
    分散させて混合物を形成し、次いでこの混合物を少なく
    とも或る程度の酸化アルミニウムの該前駆体がβ″−ア
    ルミナに変換する温度まで加熱し、酸化アルミニウムの
    該前駆体はそれ自身を空気中で■焼した際X線回折にお
    いて44−48°の2(θ)範囲の最高強度を有するピ
    ークと63−69°の2(θ)範囲の最高強度を有する
    ピークとがそれぞれ次式( I )および(II): A/Sは0.03より大であり( I );かつB/Sは
    0.04より大である(II)、 〔式中、2(θ)範囲44−48°における■焼生成物
    につき毎秒のカウント数/2(θ)°において A=(最大強度)^2/(積分強度); 2(θ)範囲63−69°における■焼生成物につき毎
    秒のカウント数/2(θ)°において B=(最大強度)^2/(積分強度); 2(θ)範囲52−56°にて生ずるルチル(TiO_
    2)標準における211ピークにつき毎秒のカウント数
    /2(θ)°において S=(最大強度)^2/(積分強度); 最大強度=問題とする2(θ)範囲における最高強度を
    有するピークによって 示されるバックグランドより高い 毎秒のカウント数における最大強 度;かつ 積分強度=問題とする2(θ)範囲におけるバックグラ
    ウンドより高いピーク の下の面積〔2(θ)×毎秒のカ ウント数の単位)〕〕 を満足する最大強度と積分強度を有するX線回折トレー
    スを示すような■焼生成物を有するものであり、A、B
    およびSは10%未満の標準偏差を有する少なくとも5
    個の試料の平均値であり、かつルチル標準は米国商務省
    標準局の標準物質No.674による強度標準/ルチル
    であって、問題とする211ピークにつき1.6874
    Å単位のd−間隔を有することを特徴とするβ″・−ア
    ルミナの製造方法。
  2. (2)酸化アルミニウムの前駆体は、前記■焼生成物が
    44−48°および63−69°の2(θ)範囲におけ
    る最高強度を有するピークがそれぞれ次式(III)およ
    び(IV): A/Sは0.05より大であり(III);かつB/Sは
    0.05より大である(IV)、 〔式中、A、BおよびSは特許請求の範囲第1項に記載
    の通りである〕 を満足する最大強度および積分強度を有するようなX線
    回折トレースを示すものである特許請求の範囲第1項記
    載の方法。
  3. (3)酸化アルミニウムの前駆体は、前記■焼生成物が
    44−48°および63−69°の2(θ)範囲におけ
    る最高強度を有するピークがそれぞれ式(V)および(
    VI): A/Sは0.09より大であり(V);かつB/Sは0
    .07より大である(VI)、 〔式中、A、BおよびSは特許請求の範囲第1項に記載
    した通りである〕 を満足する最大強度および積分強度を有するようなX線
    回折トレースを示すものである特許請求の範囲第2項記
    載の方法。
  4. (4)酸化アルミニウムの前駆体を水和し、かつこの前
    駆体が式Al_2O_3・mH_2O〔式中、mは1〜
    1.3である〕 にしたがうアルミナの一水塩および式Al_2O_3・
    nH_2O 〔式中、nは3〜3.5である〕 にしたがうアルミナの三水塩からなる群の一員である 特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  5. (5)酸化アルミニウムの前駆体がベーマイトであるア
    ルミナの一水塩であり、ベーマイトはX線ラインブロー
    ドニングおよび走査電子顕微鏡で測定して少なくとも1
    00Å単位の平均結晶寸法と、X線回折で測定して多く
    とも6.8Å単位の平均基礎面間隔と、空気中で室温か
    ら700℃まで10℃/minにて加熱した際最高20
    %m/mの質量損失と、空気中で室温から700℃まで
    10℃/minにて加熱した際少なくとも400℃の温
    度にて生ずる最大質量損失割合とを有する特許請求の範
    囲第4項記載の方法。
  6. (6)平均結晶寸法が少なくとも1000Å単位であり
    、基礎面間隔が最大6.5Å単位であり、加熱の際の質
    量損失が最高17%であり、かつ最大質量損失割合が少
    なくとも500℃の温度にて生ずる特許請求の範囲第5
    項記載の方法。
  7. (7)ベーマイトを熱水的に製造する特許請求の範囲第
    5項または第6項記載の方法。
  8. (8)酸化アルミニウムの前駆体がアルミナの三水塩で
    ありかつバイエライトであって、このバイエライトはX
    線ラインブロードニングおよび走査電子顕微鏡で測定し
    て少なくとも 100Å単位の平均結晶寸法と、X線回折で測定して最
    高4.9Å単位の平均基礎面間隔と、空気中で室温から
    700℃まで10℃/minにて加熱した際最高40%
    m/mの質量損失と、空気中で室温から700℃まで1
    0℃/minにて加熱した際少なくとも240℃の温度
    にて生ずる最大質量損失割合とを有する特許請求の範囲
    第4項記載の方法。
  9. (9)平均結晶寸法が少なくとも500Å単位であり、
    基礎面間隔が最高4.75Å単位であり、加熱の際の質
    量損失が最高37%m/mであり、かつ最大質量損失割
    合が少なくとも260℃の温度で生ずる特許請求の範囲
    第8項記載の方法。
  10. (10)加熱する混合物を、加熱後に7〜10%m/m
    のソーダを含有するよう、配合する特許請求の範囲第1
    項乃至第9項のいずれかに記載の方法。
  11. (11)スピネル安定剤がリシア、マグネシアおよびそ
    れらの前駆体からなる群の一員である特許請求の範囲第
    1項乃至第10項のいずれかに記載の方法。
  12. (12)加熱する混合物を、加熱後にそのスピネル安定
    剤としてリシアを0.5〜1.0%m/mの割合で含有
    するよう、配合する特許請求の範囲第11項記載の方法
  13. (13)加熱する混合物を、加熱後にそのスピネル安定
    剤としてマグネシアを0.25〜5%m/mの割合で含
    有するよう、配合する特許請求の範囲第11項記載の方
    法。
  14. (14)ソーダおよびスピネル安定剤を、ミルがけによ
    って酸化アルミニウムの前駆体中に分散させる特許請求
    の範囲第1項乃至第13項のいずれかに記載の方法。
  15. (15)ミルがけがミルがけ物質の80%m/mが寸法
    55,000Å未満となるまでの湿式ミルがけであり、
    このミルがけ物質を加熱前に噴霧乾燥する特許請求の範
    囲第14項記載の方法。
  16. (16)酸化アルミニウム前駆体を、ソーダおよびスピ
    ネル安定剤と混合する前に250〜1100℃の温度ま
    で加熱して■焼する特許請求の範囲第1項乃至第15項
    のいずれかに記載の方法。
  17. (17)混合物の加熱を、混合物の温度が最高温度まで
    順次に上昇するような加熱方式で行ない、次いで加熱生
    成物の温度が周囲温度まで順次に冷却されるような冷却
    方式にしたがつて冷却する特許請求の範囲第1項乃至第
    16項のいずれかに記載の方法。
  18. (18)最高温度を所定時間保ち、その後冷却を行なう
    特許請求の範囲第17項記載の方法。
  19. (19)混合物の加熱が少なくとも1100℃の最高温
    度までである特許請求の範囲第1項乃至第18項のいず
    れかに記載の方法。
  20. (20)混合物の加熱が一体的自己支持物質を混合物か
    ら形成するのに充分な最高温度までである特許請求の範
    囲第19項記載の方法。
  21. (21)混合物をその加熱前に生状態で加工品まで成形
    する特許請求の範囲第20項記載の方法。
  22. (22)乾燥粉末状でありかつ10%m/m未満の水分
    を含有する混合物を、5,000〜100,000ps
    iの圧力までプレスして加工品に成形する特許請求の範
    囲第21項記載の方法。
  23. (23)プレスが等静圧プレスでありかつ30,000
    〜60,000psiの圧力までである特許請求の範囲
    第22項記載の方法。
  24. (24)混合物の加熱が1550〜1700℃の最高温
    度までである特許請求の範囲第20項乃至第23項のい
    ずれかに記載の方法。
  25. (25)混合物の加熱速度が、少なくとも550℃の温
    度から前記最高温度に100℃より近くない温度まで1
    50〜300℃/hrであり、次いで最高温度に達する
    まで最大100℃/hrの速度である特許請求の範囲第
    20項乃至第24項のいずれかに記載の方法。
  26. (26)室温から少なくとも550℃の温度までの混合
    物の加熱速度が最高100℃/hrである特許請求の範
    囲第25項記載の方法。
  27. (27)室温から最高温度までの混合物の平均加熱速度
    が最高300℃/hrである特許請求の範囲第20項乃
    至第24項のいずれかに記載の方法。
  28. (28)酸化アルミニウムの前駆体を、ソーダおよびス
    ピネル安定剤との混合前に250〜1100℃の温度ま
    で加熱して■焼し、かつ混合物の平均加熱速度が50℃
    /minより上である特許請求の範囲第20項乃至第2
    4項のいずれかに記載の方法。
  29. (29)平均加熱速度が100℃/min〜400℃/
    minの範囲である特許請求の範囲第28項記載の方法
  30. (30)加熱する混合物がα−アルミナを含む特許請求
    の範囲第20項乃至第29項のいずれかに記載の方法。
  31. (31)α−アルミナが、加熱される混合物中に酸化ア
    ルミニウム前駆体の質量に対し最高95%m/mの割合
    で存在する特許請求の範囲第30項記載の方法。
  32. (32)α−アルミナが、加熱される混合物中に酸化ア
    ルミニウム前駆体の質量に対し少なくとも5%m/mの
    割合で存在する特許請求の範囲第30項または第31項
    記載の方法。
  33. (33)加熱する混合物がギブサイトを含む特許請求の
    範囲第20項乃至第29項のいずれかに記載の方法。
  34. (34)ギブサイトが、加熱される混合物中に酸化アル
    ミニウム前駆体の質量に対して少なくとも5%m/m及
    び最高95%m/mの割合で存在する特許請求の範囲第
    33項に記載の方法。
  35. (35)実質的に実施例を参照して記載したβ″′−ア
    ルミナの製造方法。
  36. (36)特許請求の範囲第1項乃至第35項のいずれか
    に記載の方法により製造されるβ″′−アルミナ。
JP61118999A 1985-05-24 1986-05-23 β″−アルミナの製造方法 Granted JPS61281016A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB858513196A GB8513196D0 (en) 1985-05-24 1985-05-24 Making beta"-alumina
GB8513196 1985-05-24
GB8525477 1985-10-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61281016A true JPS61281016A (ja) 1986-12-11
JPH0455128B2 JPH0455128B2 (ja) 1992-09-02

Family

ID=10579644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61118999A Granted JPS61281016A (ja) 1985-05-24 1986-05-23 β″−アルミナの製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS61281016A (ja)
GB (1) GB8513196D0 (ja)
ZA (1) ZA863768B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011521873A (ja) * 2008-05-19 2011-07-28 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 複合品及び製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4930484A (ja) * 1972-07-19 1974-03-18
JPS507280A (ja) * 1973-05-25 1975-01-24
JPS5299996A (en) * 1976-02-17 1977-08-22 Ibm Process for preparing betaaal2o3
JPS52121612A (en) * 1976-02-17 1977-10-13 Ford Motor Co Manufacture of ceramic products containing highly fine and strong polycrystal betaaalumina

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4930484A (ja) * 1972-07-19 1974-03-18
JPS507280A (ja) * 1973-05-25 1975-01-24
JPS5299996A (en) * 1976-02-17 1977-08-22 Ibm Process for preparing betaaal2o3
JPS52121612A (en) * 1976-02-17 1977-10-13 Ford Motor Co Manufacture of ceramic products containing highly fine and strong polycrystal betaaalumina

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011521873A (ja) * 2008-05-19 2011-07-28 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 複合品及び製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB8513196D0 (en) 1985-06-26
ZA863768B (en) 1987-01-28
JPH0455128B2 (ja) 1992-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4732741A (en) Method of making beta"-alumina
US4657754A (en) Aluminum oxide powders and process
KR101867099B1 (ko) 사파이어 단결정의 제조를 위한 α 알루미나 소결체
KR102360147B1 (ko) 산화마그네슘 함유 스피넬 분말 및 그 제조방법
JPH0397661A (ja) 酸化アルミニウムを主材とする焼結材料、その製造方法およびその使用方法
JP2000219570A (ja) 透光性アルミナ焼結体の製造方法およびその用途
TW414785B (en) High strength porcelain and method therefor
US3304153A (en) Method of preparing magnesia spinel
US4946664A (en) Method of making β"-alumina
EP0059212B1 (en) Magnesium aluminium spinels
WO2016013567A1 (ja) α-アルミン酸リチウムの製造方法
JPS61281016A (ja) β″−アルミナの製造方法
JP3389642B2 (ja) 低ソーダアルミナの製造方法
JP7516872B2 (ja) 高純度微粒アルミナ粉末
Moyer et al. Synthesis of oxide ceramic powders by aqueous coprecipitation
JPH0789759A (ja) テープキャスト用アルミナ、アルミナ組成物、アルミナグリーンシート、アルミナ焼結板およびその製造方法
JP3037397B2 (ja) β″アルミナ類似化合物の製造方法及び該方法で製造したβ″アルミナ類似化合物
Shukur et al. Preparation of cordierite ceramic from Iraqi raw materials
JP2001130950A (ja) アルミナ混合組成物、その成形体、およびその焼結体の用途
SU1634132A3 (ru) Способ получени бета-окиси алюмини
US5316752A (en) Process for preparing mixed oxides
KR0146983B1 (ko) 마이크로웨이브를 이용한 지르코니아 미분말의 제조방법
Mukhopadhyay et al. Effect of synthetic mullite aggregate on clay-based sol-bonded castable
JP5346172B2 (ja) セラミックス用結合剤およびセラミックス成型体
JPH0574525B2 (ja)