KR0132765B1 - Method of processing mullite whisker - Google Patents

Method of processing mullite whisker

Info

Publication number
KR0132765B1
KR0132765B1 KR1019930025300A KR930025300A KR0132765B1 KR 0132765 B1 KR0132765 B1 KR 0132765B1 KR 1019930025300 A KR1019930025300 A KR 1019930025300A KR 930025300 A KR930025300 A KR 930025300A KR 0132765 B1 KR0132765 B1 KR 0132765B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mullite
source
alumina
silica
fluorine
Prior art date
Application number
KR1019930025300A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR950013984A (en
Inventor
최지영
김주영
권태현
준 김
Original Assignee
최근선
주식회사 Lg화학
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 최근선, 주식회사 Lg화학 filed Critical 최근선
Priority to KR1019930025300A priority Critical patent/KR0132765B1/en
Publication of KR950013984A publication Critical patent/KR950013984A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR0132765B1 publication Critical patent/KR0132765B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/26Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/10Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

Mixed powder which is produced through mixing a boehmite sol and a silica sol, gelating and drying them is reacted with ammonium hexafluorosilicate to prepare mullite whisker, which is useful as reinforcing materials for matrix materials such ad ceramics and metal materials, as it shows no aggregation. To the mixed powder produced by mixing, gelating and drying the boehmite sol and the silica sol as a alumina-silica source whose fill densities are no more than 0.5g/mm3, is added 30 to 50 wt% of ammonium hexafluorosilicate or 1 to 30 wt% of aluminum fluoride based on the mullite as a fluorine source, and which are heat-treated for 0.5 to 10 hours at a temperature of 900 to 1500 deg. C for producing the mullite whisker.

Description

뮬라이트 침상결정의 제조방법Manufacturing method of mullite needle crystal

제1도는 불화알루미늄을 첨가하여 제조한 뮬라이트 침상결정의 전자현미경 사진이다.1 is an electron micrograph of a mullite needle crystal prepared by adding aluminum fluoride.

제2도는 암모늄헥사플루오로실리케이트를 첨가하여 제조한 뮬라이트 침상결정의 전자현미경 사진이다.2 is an electron micrograph of a mullite needle crystal prepared by adding ammonium hexafluorosilicate.

제3도는 암모늄헥사플루오로실리케이트를 첨가하는 경우 발생하는 불소함유 유독가스를 포집하도록 고안한 뮬라이트 침상결정 제조장치의 모식도이다.3 is a schematic diagram of an apparatus for preparing mullite needle crystals designed to trap fluorine-containing toxic gases generated when ammonium hexafluorosilicate is added.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1, 2 : 튜브 전기로 3 : 암모늄헥사플루오로실리케이트 원료분말1, 2: tube furnace 3: ammonium hexafluorosilicate raw powder

4 : 알루미나-실리카 원료분말 5 : 불소함유가스 포집장치4: alumina-silica raw material powder 5: fluorine-containing gas collecting device

본 발명은 뮬라이트 침상결정을 제조하는 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로는 응집이 없는 뮬라이트 침상결정의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing mullite needle crystals. More specifically, the present invention relates to a method for producing agglomerated mullite crystals.

뮬라이트는 알루미늄실리게이트 화합물로 일반적인 화학양론적 뮬라이트는 3Al2O3SiO2로 표현되고, 파스크(Pask) 등의 연구(Ceram. Inter., 9 [4] 107-113 (1983))에 따르면 3Al2O3/SiO2비가1.5에서 2.87인 범위에서 고용체를 이루고 있다.Mullite is an aluminum silicate compound, a typical stoichiometric mullite is expressed as 3Al 2 O 3 SiO 2, according to Pask et al. (Ceram. Inter., 9 [4] 107-113 (1983)). The 3Al 2 O 3 / SiO 2 ratio forms a solid solution in the range 1.5 to 2.87.

뮬라이트는 상온에서의 강도가 고온까지 안정되게 유지되며 크립 저항성 및 열충격 저항성이 우수하여 고온구조재료로 각광을 받고 있으며, 특히, 입자의 폭에 대한 길이의 비, 즉 세장비(aspect ratio)가 10 이상이고 단결정인 뮬라이트 침상결정(mullite whisker)은 고온에서의 기계적 강도 및 인성이 크게 요구되는 각종 재료, 즉 세라믹 재료, 금속재료, 플라스틱 등의 매트릭스 물질에 대한 강화재료로 응용될 수 있다. 이 뮬라이트 침상결정은 산화물 형태이므로 SiC 휘스커의 경우에 나타나는 산화에 의한 물성 저하의 우려가 없어 산화물에서의 강화재료로써 효과적일 뿐 아니라, 또한 현재 양산되는 SiC 휘스커에 비하여 생산단가를 줄일 수 있음으로 해서 그 대체효과를 기대할 수 있다.Mullite keeps its stability at room temperature up to high temperature, and has been spotlighted as a high-temperature structural material because of its excellent creep resistance and thermal shock resistance, and especially, the ratio of the length to the width of the particles, that is, the aspect ratio is 10 or more. The mullite whisker, which is a single crystal, can be applied as a reinforcing material for matrix materials such as ceramic materials, metal materials, plastics, and the like, which require high mechanical strength and toughness at high temperatures. Since the mullite needle crystal is in the form of an oxide, there is no fear of deterioration of the physical properties due to oxidation in the case of SiC whiskers. The replacement effect can be expected.

지금까지, 뮬라이트 침상결정을 제조하는 방법은 알루미나원과 실리카원의 혼합물에 불소가 함유된 화합물인 불화알루미늄을 첨가하여 밀폐용기 내에서 열처리하는 방법(JP 03212299)이 공지되어 왔다.Up to now, a method for producing mullite acicular crystals has been known (JP 03212299) by adding aluminum fluoride, a compound containing fluorine, to a mixture of an alumina source and a silica source and heat-treating in a sealed container (JP 03212299).

그러나, 상기의 방법은 제조된 뮬라이트 침상결정이 미반응 입자와 함께 엉겨붙어 있거나 뮬라이트 침상결정 서로간에 응집이 일어나 기질상에 균일하게 혼합하기 어렵다는 문제점이 있을 뿐만 아니라 침상결정을 얻기 위해 첨가되는 불화알루미늄의 양이 소량인 경우 고온의 반응온도가 요구되며, 반대로 반응온도가 저온인 경우에는 불화알루미늄을 다량 첨가해야 한다는 문제점이 있다.However, the above method has a problem that the prepared mullite needle crystals are entangled with the unreacted particles or the agglomeration of the mullite needle crystals is difficult to uniformly mix on the substrate, and aluminum fluoride is added to obtain the needle crystals. When the amount is small, a high temperature reaction temperature is required. On the contrary, when the reaction temperature is low, a large amount of aluminum fluoride needs to be added.

뮬라이트 침상결정의 제조방법과 관련하여 전술한 문제점을 해결하기 위한 목적으로 알루미나원과 실리카원의 혼합물과 불화알루미늄, 그리고 별도의 카본(C)을 스페이서(spacer)로 첨가시키는 방법(JP 01261700)이 개발되었다.In order to solve the above-mentioned problems with the manufacturing method of mullite acicular crystal, a method of adding a mixture of an alumina source and a silica source, aluminum fluoride, and a separate carbon (C) as a spacer (JP 01261700) Developed.

그러나, 상기의 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above method has the following problems.

첫째, 뮬라이트 침상결정의 제조시 불소성분의 유독한 가스가 발생하므로 첨가하는 불화알루미늄의 양을 더욱 최소화시켜야 한다.First, since the fluorine-containing toxic gas is generated during the production of mullite needle crystals, the amount of aluminum fluoride added should be further minimized.

둘째, 불화알루미늄이 고가의 재료이다.Second, aluminum fluoride is an expensive material.

셋째, 뮬라이트 침상결정의 제조시 발생하는 불소성분의 유독한 가스를 포집처리하는 공정개발이 어렵다.Third, it is difficult to develop a process for collecting and treating a fluorine-containing toxic gas generated in manufacturing mullite needle crystals.

넷째, 뮬라이트 침상결정 제조후 순도를 높이기 위해 불산용액으로 세척하는 후처리 공정이 필요하다.Fourth, a post-treatment step of washing with hydrofluoric acid solution is required to increase the purity after mullite needle crystal production.

따라서, 본 발명의 목적은 응집이 없는 뮬라이트 침상결정의 제조와 관련하여, 별도의 스페이서 첨가없이 간단한 공정으로 불화알루미늄의 첨가량을 최소화하는 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method for minimizing the addition amount of aluminum fluoride in a simple process without the addition of a spacer, with respect to the production of mullite needles without aggregation.

본 발명의 또 다른 목적은 응집이 없는 뮬라이트 침상결정의 제조와 관련하여 저가이면서 불소성분의 유독한 가스의 포집공정이 가능한 물질로 불화알루미늄을 대체하는 제조방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a manufacturing method for replacing aluminum fluoride with a material which is capable of capturing a fluorine-containing toxic gas with low cost in connection with the production of agglomerated mullite needles.

본 발명은 알루미나-실리카 원으로 충진밀도(fill density)가 0.5g/㎤이하인 미립의 혼합분말을 사용하여 900 내지 1500℃의 반응온도에서 1 내지 30 중량%의 불화알루미늄을 첨가하여 응집이 없는 뮬라이트 침상결정을 제조하는 공정에 관한 것이다.In the present invention, alumina-silica source is agglomeration-free mullite by adding 1 to 30% by weight of aluminum fluoride at a reaction temperature of 900 to 1500 ° C. using a fine mixed powder having a fill density of 0.5 g / cm 3 or less. It relates to a process for producing acicular crystals.

또한 본 발명은 저가의 불소원인 암모늄헥사플루오로실리케이트((NH4)2SiF6)를 사용하여 뮬라이트 침상결정을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method for producing mullite needle crystals using ammonium hexafluorosilicate ((NH 4) 2 SiF 6), which is a low cost fluorine source.

본 발명에 대하여 이하에 상세히 기술하기로 한다.The present invention will be described in detail below.

본 발명에서는 뮬라이트 침상결정을 제조함에 있어서 알루미나-실리카 원과 함께 열처리하는 불소원으로 불화알루미늄 또는 암모늄헥사플루오로실리케이트를 사용한다. 뮬라이트 침상결정을 제조하는 방법에서 불화알루미늄의 상세한 역할에 대해서는 알려진 바 없으나 불화알루미늄의 불소성분이 중요한 역할을 하는 것에 대해서는 일반적인 사실로 알려져 있다. 그러나, 불화알루미늄은 앞에서도 언급하였듯이 매우 고가의 물질이므로 불화알루미늄 이외에 저가의 불소원으로써 암모늄헥사플루오로실리케이트를 사용하는 것이 유리하다.In the present invention, aluminum fluoride or ammonium hexafluorosilicate is used as a fluorine source for heat treatment with an alumina-silica source in the preparation of mullite needle crystals. Although no detailed role of aluminum fluoride is known in the method for preparing mullite needle crystals, it is generally known that the fluorine component of aluminum fluoride plays an important role. However, since aluminum fluoride is a very expensive material as mentioned above, it is advantageous to use ammonium hexafluorosilicate as a low-cost fluorine source in addition to aluminum fluoride.

이하 본 발명에 대하여 불소원으로써 불화알루미늄을 사용하는 경우와 암모늄헥사플루오로실리케이트를 사용하는 경우로 나누어 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by dividing the case of using aluminum fluoride as the fluorine source and the case of using ammonium hexafluorosilicate.

불소원으로써 불화알루미늄을 사용하고 별도의 스페이서 없이 응집이 없는 뮬라이트 침상결정의 제조방법에 대하여 설명한다.The manufacturing method of the mullite needle crystal which uses aluminum fluoride as a fluorine source, and is not agglomeration without a separate spacer is demonstrated.

본 발명과 관련하여 알루미나 원에는 열처리시 알루미나가 얻어지는 Al(NO3)39H2O, AlCl3등의 알루미늄염과 Al(OC3H7)3등의 알루미늄알콕사이드, 보헤마이트, 보헤마이트졸, 알루미나졸, γ-알루미나 등이 사용될 수 있으며, 마찬가지로 실리카 원에는 열처리시 실리카로 얻어지는 Si(OC2H5)4등의 실리콘 알콕사이드, 실리키 겔, 실리카 졸, 퓨움드 실리카 등이 사용될 수 있다. 또한 알루미나원과 실리카원을 동시에 포함하는 물질로는 알루미늄실리케이트류, 예를 들어 카올리나이트 등의 알루미나실리카질 점토광물 등이 사용될 수도 있다. 특히 본 발명에서는 알루미나원과 실리카원을 균일하게 혼합하여 불화알루미늄과의 반응성을 높이기 위하여 출발물질로 보헤마이트졸과 실리카졸을 사용하며 이를 혼합-겔화-건조한 혼합분말을 사용한다.In connection with the present invention, the alumina source includes aluminum salts such as Al (NO 3 ) 39 H 2 O and AlCl 3 obtained from heat treatment, aluminum alkoxides such as Al (OC 3 H 7 ) 3 , boehmite, boehmite sol, Alumina sol, γ-alumina, and the like may be used, and likewise, silicon alkoxides such as Si (OC 2 H 5 ) 4 obtained as silica during heat treatment, silica gel, silica sol, and fumed silica may be used as the silica source. In addition, as a material containing both an alumina source and a silica source, aluminum silicates, for example, an alumina silica clay clay such as kaolinite may be used. In particular, in the present invention, a boehmite sol and a silica sol are used as starting materials to uniformly mix the alumina source and the silica source to increase the reactivity with aluminum fluoride, and use a mixed-gelled-dry mixed powder.

본 발명에서는 응집이 없는 뮬라이트 침상결정을 제조하기 위하여 충진밀도가 0.5g/㎤이하인 미립의 알루미나-실리카 원의 혼합분말을 사용한다. 충진밀도가 0.5g/㎤ 이상인 혼합분말을 사용하는 경우에는 응집이 일어나 분리가 힘든 뮬라이트 침상결정이 제조된다. 미립의 혼합분말은 비표면적이 커 불화알루미늄과의 반응성을 높이므로 불화알루미늄의 첨가량을 줄이고 반응온도를 낮출 수 있으며, 특히 충진밀도가 낮아 시료의 입자와 입자사이에 뮬라이트 침상결정이 성장할 수 있는 충분한 공간을 제공하므로 스페이서(spacer)를 따로 넣지 않고도 양질의 뮬라이트 침상결정을 응집없이 제조하는데 효율적이다.In the present invention, a mixed powder of fine alumina-silica source having a packing density of 0.5 g / cm 3 or less is used to prepare a mullite needle-free crystal. In the case of using a mixed powder having a packing density of 0.5 g / cm 3 or more, agglomeration occurs and mullite needle crystals are hardly separated. Since the fine powder has a specific surface area and high reactivity with aluminum fluoride, it is possible to reduce the amount of aluminum fluoride added and lower the reaction temperature, and in particular, due to its low packing density, sufficient mullite needle crystals can be grown between the sample particles and the particles. It provides space and is efficient in producing high quality mullite needles without agglomerating spacers.

또한, 본 발명에서는 균일한 뮬라이트 침상결정을 얻고 제조공정을 단순화하기 위하여 알루미나-실리카 원의 혼합분말의 불화알루미늄을 혼합하지 않고 반응용기에 넣어 열처리한다. 알루미나-실리카 원의 혼합분말과 불화알루미늄은 혼합하거나 또는 혼합하지 않고 열처리하는 것이 가능하나 후자의 방법은 뮬라이트 침상결정이 성장함에 있어서 불화알루미늄으로부터 발생한 불소성분이 가스상태로 알루미나-실리카 원의 혼합분말과 접촉하므로 균일한 형상을 갖는 침상결정을 제조하는데 유리하다.In addition, in the present invention, in order to obtain a uniform mullite needle crystal and simplify the manufacturing process, the aluminum fluoride of the mixed powder of alumina-silica source is not mixed and heat-treated in a reaction vessel. The mixed powder of alumina-silica source and aluminum fluoride can be heat treated with or without mixing, but the latter method is a mixed powder of alumina-silica source with the fluorine component generated from aluminum fluoride as the mullite needle crystal grows. It is advantageous in producing needle-shaped crystals having a uniform shape since it is in contact with.

불화알루미늄 첨가량은 뮬라이트에 대해 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 한다. 불화알루미늄의 첨가량이 1 중량%이하인 경우는(뮬라이트 침상결정의 길이 및 세장비가 너무 작고 30 중량% 이상인 경우는) 유독한 발생가스의 양이 많아져 작업환경에 문제가 된다. 열처리 온도 및 열처리 시간은 불화알루미늄 첨가량에 따라 각각 900 내지 1500℃, 0.5 내지 10 시간 바람직하게는 1100 내지 1300℃, 1 내지 4 시간으로 한다.The amount of aluminum fluoride added is 1 to 30% by weight, preferably 1 to 10% by weight based on mullite. If the amount of aluminum fluoride is less than 1% by weight (when the length of the mullite needle crystal and the equipment is too small and more than 30% by weight), the amount of toxic generated gas is increased, which is a problem in the working environment. The heat treatment temperature and the heat treatment time are 900 to 1500 ° C, 0.5 to 10 hours, preferably 1100 to 1300 ° C and 1 to 4 hours, respectively, depending on the amount of aluminum fluoride added.

불소원으로써 암모늄헥사플루오로실리케이트를 사용하여 응집이 없는 뮬라이트 침상결정을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.A method of producing agglomerated mullite needles using ammonium hexafluorosilicate as a fluorine source will be described.

암모늄헥사플루오로실리케이트를 사용하여 뮬라이트 침상결정을 제조하는 경우, 알루미나-실리카 원의 혼합분말은 상기의 방법과 마찬가지로 제조한다.When preparing mullite needle crystals using ammonium hexafluorosilicate, a mixed powder of alumina-silica source is prepared in the same manner as in the above method.

알루미나-실리카 원의 혼합분말과 암모늄헥사플루오로실리케이트로부터 뮬라이트 침상결정을 합성하기 위한 열처리 방법은 불화알루미늄을 첨가하는 경우와 동일한 방법으로 하거나 제3도의 장치를 이용할 수 있다.The heat treatment method for synthesizing mullite acicular crystals from the mixed powder of alumina-silica source and ammonium hexafluorosilicate can be carried out in the same manner as in the case of adding aluminum fluoride or using the apparatus of FIG.

제3도에서 1과 2는 튜브 전기로이며 3은 암모늄헥사플루오로실리케이트 원료분말이고 4는 알루미나-실리카원의 혼합 분말이며, 5는 불소 함유 유독가스를 염기성 수용액에 용해시킴으로써 포집하는 장치이다.In Fig. 3, 1 and 2 are tube furnaces, 3 is ammonium hexafluorosilicate raw powder, 4 is a mixed powder of alumina-silica source, and 5 is a device for collecting by dissolving fluorine-containing toxic gas in basic aqueous solution.

불소원으로써 사용하는 암모늄헥사플루오로실리케이트는 크립토할라이트(cryptohalite)라는 천연에 존재하는 광물로 저가의 재료일 뿐만 아니라 뮬라이트의 구성원소인 실리콘을 함유하고 있는 물질로 물에 용해된다. 특히 불화알루미늄은 분해 온도가 약 1040℃인데 비해 암모늄헥사플루오로실리케이트는 이보다 훨씬 낮은 약 300℃에서 분해하므로 불소성분을 가스화하기 용이하다. 따라서, 제 3 도와 같은 장치, 즉 300℃부근에서 암모늄헥사플루오로실리케이트를 열분해하고 이를 반응용기내로 운반기체와 함께 주입하여 알루미나-실리카 원의 혼합분말과 반응시키고 발생되는 불소함유 유독가스를 포집하도록 공정화하는 장치를 사용하는 것이 가능하다.Ammonium hexafluorosilicate, used as a fluorine source, is a naturally occurring mineral called cryptohalite, a low-cost material, and a material containing silicon, which is a member of mullite, dissolved in water. In particular, aluminum fluoride decomposes at about 1040 ° C., whereas ammonium hexafluorosilicate decomposes at about 300 ° C., which is much lower than this, so that fluorine is easily gasified. Therefore, the pyrolysis of ammonium hexafluorosilicate in the apparatus of the third degree, i.e., around 300 ° C, is injected into the reaction vessel together with the carrier gas to react with the mixed powder of alumina-silica source and to capture fluorine-containing toxic gas generated It is possible to use an apparatus for fairing.

암모늄헥사플루오로실리케이트를 사용하여 뮬라이트 침상결정을 사용하는 경우, 암모늄헥사플루오로실리케이트의 첨가량을 뮬라이트에 대해 3 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 20 중량%로 한다. 암모늄헥사플루오로실리케이트의 첨가량을 3 중량% 이하로 하였을 때는(뮬라이트 침상결정의 형상의 발달이 불충분하였고 50 중량% 이상으로 하였을 때) 유독한 발생가스의 양이 많아져 작업환경에 문제가 된다. 열처리 온도 및 열처리 시간은 암모늄헥사플루오로실리케이트의 첨가량에 따라 각각 900 내지 1500℃, 0.5 내지 10시간, 바람직하게는 1100 내지 1300℃, 1내지 4 시간으로 한다.When mullite needle crystals are used with ammonium hexafluorosilicate, the amount of ammonium hexafluorosilicate added is 3 to 50% by weight, preferably 5 to 20% by weight relative to mullite. When the addition amount of ammonium hexafluorosilicate is 3% by weight or less (when the shape of the mullite needle crystal is insufficient and 50% by weight or more), the amount of toxic generated gas is increased, which is a problem in the working environment. The heat treatment temperature and the heat treatment time are 900 to 1500 ° C, 0.5 to 10 hours, preferably 1100 to 1300 ° C and 1 to 4 hours, respectively, depending on the amount of the ammonium hexafluorosilicate added.

본 발명에 의해 제조된 뮬라이트 침상결정은 응집이 없어, 고온에서의 기계적 강도 및 인성이 크게 요구되는 각종 재료, 즉 세라믹 재료, 금속재료, 플라스틱 등의 매트릭스 물질에 대한 보강재료로 유용하게 사용될 수 있다.The mullite needle crystal prepared by the present invention is not agglomerated and can be usefully used as a reinforcing material for matrix materials such as ceramic materials, metal materials, plastics, etc., where mechanical strength and toughness at high temperatures are greatly required. .

[실시예 1]Example 1

보헤마이트(Catapal B, Vista Chemical Co., Ltd)를 펩타이제이션 한 졸에 실리카졸(Ludox AS40, Dupont)을 첨가하여 화학양론적인 뮬라이트 조성의 혼합졸을 제조하였다. 이 혼합졸을 겔화-건조하여 제조한 알루미나-실리카 원의 혼합 분말을 불화알루미늄과 함께 뚜껑이 있는 알루미나 도가니에 넣은 후에 전기로에서 2시간동안 열처리하여 뮬라이트 침상결정을 합성하였다. 표 1에 제시된 실험조건에 합성한 뮬라이트 침상결정은 주사전자현미경으로 관찰하여 평균 휘스커의 길이와 세장비를 측정하였으며 대표적인 뮬라이트 침상결정의 주사전자현미경 사진을 제1도에 제시하였다. 또한 X선 회절분석으로 상을 확인하여 표1에 제시하였다.A mixed sol having a stoichiometric mullite composition was prepared by adding silica sol (Ludox AS40, Dupont) to a sol peptized with Bohemite (Catapal B, Vista Chemical Co., Ltd). The mixed sol of the alumina-silica source prepared by gel-drying the mixed sol was placed in alumina crucible with aluminum fluoride and heat-treated in an electric furnace for 2 hours to synthesize mullite needles. The mullite needle crystals synthesized under the experimental conditions shown in Table 1 were observed by scanning electron microscopy to measure the average whisker length and thin equipment, and the scanning electron micrographs of representative mullite needle crystals are shown in FIG. In addition, the phase was confirmed by X-ray diffraction analysis and presented in Table 1.

본 발명에 의해서 발명된 뮬라이트 침상결정은 제조 조건에 따라 길이 및 세장비가 각각 5∼100㎛, 7∼30였다. 불화알루미늄의 첨가량은 언급했듯이 고가의 물질일 뿐 아니라 열처리 반응 후 불소가 함유된 가스가 발생하므로 최소화하는 것이 바람직하다. 따라서 불화알루미늄을 사용하는 뮬라이트 침상결정의 합성에서 그 길이 및 세장비는 불화알루미늄의 양, 열처리 온도, 열처리 시간에 크게 좌우되므로 가능한 저온, 가능한 짧은 반응시간의 조건에서 불화알루미늄의 첨가량을 최소화하는 것이 중요하다.The mullite needle crystals invented according to the present invention had lengths of 5 to 100 µm and 7 to 30, respectively, depending on the production conditions. As mentioned above, the amount of aluminum fluoride added is not only an expensive material, but is preferably minimized since a gas containing fluorine is generated after the heat treatment reaction. Therefore, in the synthesis of mullite acicular crystals using aluminum fluoride, the length and fineness of the aluminum fluoride are greatly dependent on the amount of aluminum fluoride, the heat treatment temperature, and the heat treatment time. Do.

본 발명에 의하면 열처리 시간을 2 시간으로 하였을 때 열처리 온도 1200℃이상에서 세장비 7이상의 뮬라이트 침상결정을 제조하는데 첨가되는 불화알루미늄의 양을 2 중량% 까지 최소화할 수 있었다.According to the present invention, when the heat treatment time was 2 hours, the amount of aluminum fluoride added to prepare the mullite needle crystals of fine equipment 7 or more at a heat treatment temperature of 1200 ° C. or more was minimized to 2 wt%.

또한, 본 발명에 의해서 제조된 뮬라이트 침상결정은 서로간의 응집이 없어 복합체 제조를 위한 보강재료로 적합하였다.In addition, the mullite needle crystal prepared by the present invention was suitable as a reinforcing material for producing a composite because there was no aggregation between each other.

[실시예 2]Example 2

불소원으로 암모늄헥사플루오로실리케이트를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법과 제3도의 장치를 사용하는 방법을 이용하여 표 2 에 제시된 실험조건에서 2시간동안 열처리하여 뮬라이트 침상결정을 합성하였다.By using ammonium hexafluorosilicate as the fluorine source, the mullite needle crystals were synthesized by heat treatment for 2 hours under the experimental conditions shown in Table 2 using the same method as in Example 1 and using the apparatus of FIG.

뮬라이트 침상결정은 X선 회절분석으로 그 결정상을 확인하였으며 주사전자현미경으로 관찰하여 대표적인 형상을 제2도에 제시하였고, 합성된 뮬라이트 침상결정의 길이 및 세장비는 제조조건에 따라 5∼50㎛ 와 7∼20이었다.The mullite acicular crystals were identified by X-ray diffraction analysis. The representative shapes of the mullite acicular crystals were observed by scanning electron microscopy, and the representative shapes of the mullite acicular crystals were 5-50 μm and 7 depending on the manufacturing conditions. It was -20.

또한, 본 발명에 의해서 제조된 뮬라이트 침상결정은 서로간의 응집이 없어 복합체 제조를 위한 보강재료로 적합하였다.In addition, the mullite needle crystal prepared by the present invention was suitable as a reinforcing material for producing a composite because there was no aggregation between each other.

Claims (12)

알루미나-실리카원으로 충진밀도가 0.5g/㎤ 이하인 혼합분말에 불소원으로 불화알루미늄을 뮬라이트에 대해 1내지 30 중량% 첨가하여 900 내지 1500℃에서 0.5 내지 10시간 열처리시킴을 특징으로 하는 뮬라이트 침상결정을 제조하는 방법.Mullite acicular crystal, characterized in that 1 to 30% by weight of aluminum fluoride is added to a mullite as a fluorine source in a mixed powder having a packing density of 0.5 g / cm 3 or less with heat treatment at 900 to 1500 ° C. for 0.5 to 10 hours. How to prepare. 제 1 항에 있어서, 알루미나원으로, 알루미늄염, 알루미늄 알콕사이드, 보헤마이트, 보헤마이트졸, 알루미나졸, γ-알루미나를 사용하는 방법.The method according to claim 1, wherein aluminum source, aluminum alkoxide, boehmite, boehmite sol, alumina sol, γ-alumina are used as the alumina source. 제 2 항에 있어서, 알루미늄염이 Al(NO3)39H2O 및 AlCl3인 방법.The process of claim 2 wherein the aluminum salt is Al (NO 3 ) 39 H 2 O and AlCl 3 . 제 2 항에 있어서, 알루미늄 알콕사이드가 Al(OC3H7)3인 방법.The method of claim 2, wherein the aluminum alkoxide is Al (OC 3 H 7 ) 3 . 제 1 항에 있어서, 실리카원으로 실리콘 알콕사이드, 실리카겔, 실리카졸, 퓨움드 실리카를 사용하는 방법.The method according to claim 1, wherein silicon alkoxide, silica gel, silica sol, and fumed silica are used as the silica source. 제 5 항에 있어서, 실리콘 알콕사이드가 Si(OC2H5)4인 방법.The method of claim 5, wherein the silicon alkoxide is Si (OC 2 H 5 ) 4 . 제 1 항에 있어서, 알루미나원과 실리카원을 동시에 포함하는 물질로 카올리나이트를 사용하는 방법.The method of claim 1, wherein kaolinite is used as a material containing both an alumina source and a silica source. 제 1항에 있어서, 알루미나-실리카원으로 보헤마이트졸과 실리카졸을 혼합-겔화-건조한 혼합분말을 사용하는 방법.The method according to claim 1, wherein a mixed powder of boehmite sol and silica sol is mixed-gelled-dry as the alumina-silica source. 알루미나-실리카원으로 충진밀도가 0.5g/㎤ 이하인 혼합분말에 불소원으로 암모늄헥사플루오로실리케이트를 사용함을 특징으로 하는 뮬라이트 침상결정을 제조하는 방법.A method for producing a mullite needle crystal characterized in that ammonium hexafluorosilicate is used as a fluorine source in a mixed powder having a packing density of 0.5 g / cm 3 or less with an alumina-silica source. 제 9 항에 있어서, 암모늄헥사플루오로실리케이트를 뮬라이트에 대해 3 내지 50 중량% 첨가함을 특징으로 하는 방법.10. The process according to claim 9, wherein ammonium hexafluorosilicate is added in an amount of 3 to 50% by weight relative to mullite. 제 9 항에 있어서, 열처리 온도가 900 내지 1500℃이고 열처리 시간이 0.5 내지 10시간인 방법.The method of claim 9, wherein the heat treatment temperature is 900 to 1500 ° C. and the heat treatment time is 0.5 to 10 hours. 불소원으로 암모늄헥사플루오로실리케이트를 열분해하고 이를 튜브 전기로(1,2)가 관을 통해 연결되어 있고 각각에는 암모늄헥사플루오로실리케이트 분말(3)과 알루미나-실리카원의 혼합분말(4)이 내재하고 불소함유 유독가스를 염기성 수용액에 용해시켜 포집하는 장치(5)로 구성된 반응용기내로 공기와 함께 주입하여 알루미나-실리카 원의 혼합분말과 반응시키고 발생되는 불소함유 유독가스를 포집하는 공정을 통해 제조함을 특징으로 하는 뮬라이트 침상결정의 제조방법.Pyrolysis of ammonium hexafluorosilicate as the fluorine source and the tube electric furnaces (1, 2) are connected through a tube, each of which is a mixture of ammonium hexafluorosilicate powder (3) and alumina-silica source (4). Through the process of injecting together with air into the reaction vessel composed of a device (5) inherent and dissolving the fluorine-containing toxic gas in a basic aqueous solution and collecting the fluorine-containing toxic gas generated by reacting with the mixed powder of alumina-silica source Method for producing a mullite needle crystal characterized in that the manufacturing.
KR1019930025300A 1993-11-25 1993-11-25 Method of processing mullite whisker KR0132765B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019930025300A KR0132765B1 (en) 1993-11-25 1993-11-25 Method of processing mullite whisker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019930025300A KR0132765B1 (en) 1993-11-25 1993-11-25 Method of processing mullite whisker

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950013984A KR950013984A (en) 1995-06-15
KR0132765B1 true KR0132765B1 (en) 1998-04-13

Family

ID=19368950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019930025300A KR0132765B1 (en) 1993-11-25 1993-11-25 Method of processing mullite whisker

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR0132765B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970059132A (en) * 1996-01-26 1997-08-12 성재갑 Manufacturing method of mullite whisker
KR100382991B1 (en) * 1996-01-26 2003-07-10 주식회사 엘지화학 Method for preparing porous mullite powder

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970059132A (en) * 1996-01-26 1997-08-12 성재갑 Manufacturing method of mullite whisker
KR100382991B1 (en) * 1996-01-26 2003-07-10 주식회사 엘지화학 Method for preparing porous mullite powder

Also Published As

Publication number Publication date
KR950013984A (en) 1995-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1991001952A1 (en) Mullite whisker preparation
US4619905A (en) Process for the synthesis of silicon nitride
US4346068A (en) Process for preparing high-purity α-type silicon nitride
US4845059A (en) Process for producing α-Sialon powder
US4521393A (en) Method of manufacturing β type silicon nitride whiskers
US4141740A (en) Solid solution and process for producing a solid solution
KR0132765B1 (en) Method of processing mullite whisker
Soltys et al. Synthesis and Properties of Silicon Carbide
EP0289440A1 (en) A method for the production of beta'-sialon based ceramic powders
US4925641A (en) Process for preparing aluminum borate whiskers
CN109811415B (en) Method for preparing mullite whiskers from kaolin at low temperature
JPH0421640B2 (en)
JPH0422880B2 (en)
JPH0339968B2 (en)
JPS6365000A (en) Production of beta-type silicon nitride whisker
EP0251522A2 (en) Process for production of beta-type silicon nitride
Yamaguchi et al. Formation and Transformation of δ‐Ta2O5 Solid Solution in the System Ta2O5‐Al2O3
KR100348009B1 (en) Method of making mullite whiskers
JP3105622B2 (en) Aluminum borate-based whisker aggregate and method for producing the same
EP0227324B1 (en) Method of making ultrapure silicon nitride/oxynitride powder
EP0228189B1 (en) A method of making silicon nitride powder
Senguttuvan et al. Sol-Gel Synthesis and Thermal Evaluation of Cordierite–Zirconia Composites (Ce–ZrO 2, Y–Ce–ZrO 2)
JPH0264100A (en) Production of aln whisker
Milonjić et al. Sol-gel synthesis of silicon carbide and silicon nitride powders and their surface properties
JPH03265600A (en) Production of mullite whisker

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20041018

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee