NO172845B - Fremgangsmaate for fremstilling av metalloksydpulver for keramiske materialer - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av metalloksydpulver for keramiske materialer Download PDFInfo
- Publication number
- NO172845B NO172845B NO870217A NO870217A NO172845B NO 172845 B NO172845 B NO 172845B NO 870217 A NO870217 A NO 870217A NO 870217 A NO870217 A NO 870217A NO 172845 B NO172845 B NO 172845B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- alcoholate
- water
- acidic
- metal
- hydrolysis
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 11
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 5
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007771 core particle Substances 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 29
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 7
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-] XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 3
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZONJATNKKGGVSU-UHFFFAOYSA-N 14-methylpentadecanoic acid Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCCCC(O)=O ZONJATNKKGGVSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] BSDOQSMQCZQLDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000033458 reproduction Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/32—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of elements or compounds in the liquid or solid state or in non-aqueous solution, e.g. sol-gel process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
- C01G25/02—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av et metalloksydpulver for keramiske materialer ved hydrolyse av et metallalkoholat i en organisk oppløsning.
Det er velkjent at metalloksydpulvere kan fremstilles ved en hydrolyse av metallalkoholater. For å oppnå dette fremstiller man først en fortynnet oppløsning av et metallalkoholat i en alkohol, hvoretter denne oppløsning blir tilsatt en alkoholisk oppløsning av vann. Reaksjonen blir vanligvis utført i en inert nitrogenatmosfære ved romtemperatur. Etter at reaksjonen er ferdig, blir det utfelte metalloksydpulveret oppsamlet ved filtrering (Better Ceramics Through Chemistry - Materials Research Society Symposia Proceedings - volum 32 - 1984 - Elsevier Science Publishing Co., Inc. - Bruce Fegley et al.: "Synthesis, characterization and processing of monosized ceramic powders", sidene 187 - 197; patent USD-A-4 543 341).
Vanligvis vil metalloksydpulvere fremstilt ved denne kjente fremgangsmåte inneholde agglomerater og klumper, og partikkelstørrelsesfordelingen er ujevn og partiklene har uregelmessig form, og dette er en ulempe ved fremstillingen av keramiske materialer.
Ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte unngår man denne ulempen ved at man tilveiebringer en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av metalloksydpulvere i form av ensartede, runde partikler hvor mengden av agglomerater er sterkt redusert eller ikke eksisterende, og hvor partikkelstørrelsesfordelingen er relativt trang.
Foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte for fremstilling av et metas11oksydpulver for fremstilling av keramiske materialer av den innledningsvis nevnte art, ved at hydrolysen utføres i nærvær av en sur, organisk forbindelse som inneholder mer enn 6 karbonatomer i molekylet.
I foreliggende beskrivelse er keramiske materialer definert som ikke-metalliske, uorganiske materialer som i pulverform krever høytemperaturbehandling, f.eks. smelting eller sintring (P.William Lee - "Ceramics" - 1961 - Reinhold Publishing Corp. - side 1; Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology - tredje utgave - volum 5 - 1979; John Wiley & sons; USA - sidene 234 til 236; "Ceramics, scope").
I den foreliggende fremgangsmåte er metallalkoholater definert som enhver forbindelse hvor et metall er forbundet med et oksygenatom til en hydrokarbongruppe såsom en aromatisk gruppe eller en mettet eller umettet, rettkjedet eller cyklisk alifatisk gruppe, som kan være usubstituert eller delvis eller fullstendig substituert. Metallalkoholater inneholdende alifatiske grupper er spesielt fordelaktige, og foretrukne er de som inneholder usubstituerte, mettede alifatiske grupper, f.eks. metyl, etyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl og isobutyl-grupper.
I ovennevnte hydrolyse vil alkoholatet dekomponeres ved hjelp av vann, noe som gir et hydratisert metalloksyd og en alkohol. Denne operasjonen eller reaksjonen kan utføres enten med et overskudd eller et underskudd av vann i reaksjonen i forhold til den mengde som er nødvendig for å dekomponere alt alkoholat.
Som forut nevnt, blir denne hydrolysen utført i nærvær av en sur, organisk forbindelse.
Med en sur organisk forbindelse forstås enhver organisk forbindelse som er sur av karakter. Mettede og umettede karboksylsyrer og deres derivater er spesielt å anbefale. Det vil også være fordelaktig å velge syrer eller syrederivater som inneholder mer enn 6 karbonatomer i molekylet. Spesielt fordelaktige karboksylsyrer er de som inneholder minst 8 karbonatomer, f.eks. oktanoinsyre, laurinsyre, palmitinsyre, isopalmitinsyre, oljesyre og stearinsyre.
Den optimale mengde av den sure organiske forbindelse
som brukes, er både avhengig av hvilken sur forbindelse som velges og det metallalkoholat som anvendes, og mengden må bestem-mes i hvert enkelt tilfelle avhengig av den forønskede kvalitet med hensyn til det keramiske pulverets morfologi. Vanligvis er det passende å ha et molart forhold mellom den sure organiske forbindelsen og metallalkoholatet på minst 10" , dette vil si i forbindelse med karboksylsyren at de foretrukne molare forhold er de som ligger mellom 0,005 og 3, og spesielt godt egnet er molare forhold mellom 0,015 og 0,35.
Med gjennomføringen av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er det anbefalt at man får fremstilt en homogen blanding av alkoholatet med vann og den sure organiske forbin-deise så raskt som mulig etter at man har tilsatt vannet til alkoholatet, dvs. før det dannes kjernepartikler av metalloksydet. For å oppnå dette kan man med fordel bruke alkoholatet og vannet i form av organiske oppløsninger. I de tilfeller hvor det er hensiktsmessig, kan det organiske oppløsnings-middelet for alkoholatet være vannfritt. Man kan bruke identiske eller forskjellige organiske oppløsningsmidler, dvs. ett på
den ene side for alkoholatet og ett på den annen side for vannet. I de tilfelle hvor alkoholatet og vannet oppløses i forskjellige organiske oppløsningsmidler, så er det vanligvis fordelaktig å velge blandbare organiske oppløsningsmidler. Alkoholer og derivater er spesielt godt egnet, da spesielt metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol og isobutanol. Det er videre fordelaktig å unngå nærvær av faste partikler i den organiske oppløsningen av alkoholatet og vannet. Blanding av oppløsnin-gene kan utføres, f.eks. på den måte, som er beskrevet i patent-søknad GB-A-2 168 334.
De optimale fortynningsforhold for alkoholatet og vannet
1 deres respektive organiske oppløsningsmidler vil være avhengig av forskjellige faktorer, spesielt på det alkoholat som brukes, på mengden og type av den organiske sure forbindelse som brukes, arbeidstemperaturen, og graden av turbulens i reak-sjonsmediet, og den forønskede kvalitet med hensyn til metalloksydpulveret. Nevnte krav må besremmes i hvert enkelt tilfelle ved hjelp av rutinemessig laboratoriearbeid. Rent gene-relt er det anbefalt at den organiske oppløsningen av alkoholatet og den organiske oppløsningen av vann inneholder henholdsvis 2 mol metallalkoholat pr. liter og mindre enn 5 mol vann pr. liter. Spesielt fordelaktige molarkonsentrasjoner er de som ligger mellom 0,05 og 1 for metallalkoholatoppløsningen, og mellom 0,1 og 3 i forbindelse med den organiske vannoppløsnin-gen.
Hydrolysen kan utføres ved romtemperatur. For å unngå
en risiko for ukontrollert dekomponering av metallalkoholatet er det mulig ved hjelp av en spesiell utførelse av foreliggende fremgangsmåte, å utføre hydrolysen under en fuktighetsfri gass-atmosfære. I denne utførelse av oppfinnelsen kan man bruke dehydrert tørr luft, nitrogen eller argon.
Vanligvis vil temperatur og trykk ikke være kritiske.
benerel.kan man si at i de fleste tilfeller kan man utføre reaksjonen ved romtemperatur og ved normalt atmosfærisk trykk.
I den foreliggende fremgangsmåte kan den sure forbindelsen blandes med vannet eller fortrinnsvis med metallalkoholatet før hydrolysen. Alternativt kan de tre komponentene blandes samtidig.
Det metalloksyd som fremstilles ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte er vanligvis i en amorf hydratisert tilstand og pulveret består av fine, i alt vesentlig runde partikler med en diameter som ikke overstiger 5 mikron, og vanligvis ligger mellom 0,05 og 2 mikron.
Pulveret kan, hvis det er ønskelig, tørkes eller varme-behandles ved en passende temperatur for å fjerne den sure organiske forbindelsen, vannet og de organiske oppløsningsmid-ler som eventuelt kan være impregnert i pulveret. Varmebehand-lingen må reguleres for å regulere porøsiteten eller for å fjerne alle tegn til porøsitet. Den kan f.eks. reguleres slik at man får en utkrystallisering av metalloksydpulveret.
Foreliggende fremgangsmåte kan spesielt anvendes for fremstilling av metalloksyder som hører til elementene i gruppe II, III og IV i det periodiske system, ved en hydrolyse av alkoholater av disse metaller. Fremgangsmåten kan med fordel anvendes for fremstilling av <z>irkonoksydpulvere ved hydrolyse av zirkonalkoholat.
Foreliggende oppfinnelse angår således også metalloksydpulvere, da spesielt zirkonoksyd, fremstilt ved foreliggende fremgangsmåte og bestående av runde partikler hvis diameter ikke overstiger 5 mikron, og fortrinnsvis ligger mellom 0,05
og 2 mikron.
De etterfølgende beskrivelser illustrerer oppfinnelsen. Disse eksempler er gitt med henvisning til de vedlagte tegnin-ger, som er åtte fotografiske reproduksjoner av zirkonoksydpulvere med en forstørrelse på 20 000 ganger.
Eksemplene angår prøver på fremstillingen av zirkonoksydpulver ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte.
En organisk oppløsning av et zirkonalkoholat og en bestemt mengde av en karboksylsyre ble tilsatt et reaksjonskammer som ble holdt under tørr nitrogen ved 25°C, og blandingen ble mode-rat rørt i 10 min. Etter dette, mens blandingen fortsatt ble kraftig rørt, tilsatte man en bestemt mengde av en organisk vannoppløsning på en gang, og reaksjonsblandingen ble hensatt for modning i 2 timer. Etter modningen ble blandingen sentri-fugert, og zirkonoksydpulveret ble oppsamlet, vasket med vannfri etanol og tørket ved hjelp av luft ved romtemperatur.
I disse eksempler ble den midlere diameter av pulverpar-tiklene beregnet ut fra målinger gjort på fotografiske reproduksjoner, og den midlere diameter er definert ved følgende forhold (G. Herdan - "Small particle statistics " - 2. utgave - 1960 - Butterworths - sidene 10 og 11):
'hvor n^ angir antall partikler med diameter d^.
Eksempel 1
Dette eksempel er karakterisert ved følgende spesielle driftsbetingelser: organisk oppløsning av zirkonalkoholat: 100 ml av 0,2 M
oppløsning av zirkon-n-butoksyd i etanol;
karboksylsyre: 1,6 10 mol oljesyre; og organisk oppløsning av vann: 100 ml av en 0,7 M oppløs-ning av vann i etanol.
Det fremstilte zirkonoksydpulver er vist på fig. 1. Det har en midlere partikkeldiameter som tilsvarer 0,59 mikron.
Eksempler 2 til 4
Disse eksemplene skiller seg fra eksempel 1 bare i valg
av karboksylsyren som var:
oktansyre (eksempel 2)
laurinsyre (eksempel 3)
isopalmitinsyre (eksempel 4).
De midlere partikkeldiametere på de sirkonoksydpulvere som ble oppnådd i hver enkelt prøve er angitt i den følgende tabell. Figurene 2 og 4 viser fotografier av disse pulvere.
Eksempler 5 og 6
Disse eksempler skiller seg fra eksempel 1 bare i den mengde oljesyre som ble brukt, og som var følgende: eksempel 5: 0,96 10~^ mol;
_3
eksempel 6: 3,16 10 mol.
Figurene 5 og 6 viser prøver av de pulvere som ble oppnådd i eksempel 5 og eksempel 6, henholdsvis. Pulverne var karakterisert ved en midlere partikkeldiameter som følger:
eksempel 5: 0,4 6 mikron
eksempel 6: 1,20 mikron
„ Eksempel 7
Dette eksempel skiller seg fra eksempel 1 i valg av alkoholatet, som i dette tilfelle var zirkon-n-propoksyd. Alle andre betingelser var uforandrede.
Fig. 7 viser et fotografi av det fremstilte zirkonoksydpulveret. Pulveret hadde en midlere partikkeldiameter på 0,70 mikron.
Eksempel 8
Dette eksempel er karakterisert ved følgende driftspara-metre:
organisk oppløsning av zirkonalkoholat: 100 ml av en
0,2 M oppløsning av zirkon-n-propoksyd i n-propanol;
karboksylsyre: 3,2 10~^mol oljesyre; og
organisk oppløsning av vann: 100 ml av 0,7 M oppløsning av vann i n-propanol.
Det fremstilte zirkonoksydpulveret er vist på fig. 8. Det hadde en midlere partikkeldiameter på 1,5 mikron.
Eksempel 9
Dette eksempel er karakterisert ved følgende driftsbetingelser: organisk oppløsning av zirkonalkoholat:100 nil av en 0,2 M oppløsning av zirkon-n-butoksyd i n-butanol;
karboksylsyre: 6,4 10~^ mol oljesyre; og organisk oppløsning av vann: 100 ml av en 0,7 M oppløsning av vann i n-butanol.
Det fremstilte z irkonoksydpulveret hadde en midlere partikkeldiameter på 2,6 mikron.
Eksempel 10
Dette eksempel skiller seg fra de foregående eksempler
ved at karboksylsyren ble blandet med den organiske vannoppløs-ningen før hydrolysen.
Driftsbetingelsene var som følger:
organisk oppløsning av zirkonalkoholat: 100 ml av en 0,2M oppløsning av zirkon-n-propoksyd i n-propanol;
karboksylsyre; 3,8 10~<3> mol oljesyre; og
organisk oppløsning av vann: 100 ml av en 0,7 M opppløsning av vann i n-propanol.
Oljesyren ble først blandet med den organiske vannoppløs-ningen, hvoretter man tilsatte den resulterende homogene blandingen på én gang under kraftig røring til den organiske oppløsningen av zirkonalkoholatet.
Etter modningsperioden på 2 timer, ble blandingen sentri-fugert, zirkonoksydpulveret ble oppsamlet, vasket med vannfri n-propanol og så tørket under nitrogen ved romtemperatur.
Det fremstilte zirkonpulveret er vist på fig. 9, og det hadde en midlere partikkeldiameter på 0,73 mikron.
Claims (8)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av et metalloksydpulver for keramisk materiale ved hydrolyse av et metallalkoholat i en organisk oppløsning,
karakterisert ved at hydrolysen utføres i nærvær av en sur, organisk forbindelse inneholdende mer enn 6 karbonatomer i molekylet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at den sure, organiske forbindelsen velges fra karboksylsyrer med mer enn 6 karbonatomer i molekylet.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den sure, organiske
forbindelsen brukes i en molar mengde på mellom 0,05 og 3 ganger den molare mengden av metallalkoholatet.
4. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1 - 3, karakterisert ved at den sure, organiske forbindelsen tilsettes metallalkoholatet eller til vann før hydrolysen.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at man bruker en alkoholisk oppløsning av alkoholatet inneholdende mellom 0,05 og 1 mol alkoholat pr. liter og en alkoholisk oppløsning av vann inneholdende mellom 0,1 og 3 mol vann pr. liter.
6. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-5, karakterisert ved at hydrolysen utføres ved at metallalkoholatet, vannet og den sure, organiske forbindelsen blandes slik at man får fremstilt en homogen blanding før det skjer en kjernepartikkeldannelse av metalloksydet.
7. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-6, karakterisert ved at metallalkoholatet velges fra alkoholater av metaller fra gruppene II, III og IV i det periodiske system.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,
karakterisert ved at metallalkoholatet inneholder zirkonalkoholat.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8600833A FR2593166A1 (fr) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | Procede de fabrication d'une poudre d'oxyde metallique pour materiaux ceramiques et poudre de zircone obtenue par ce procede. |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO870217D0 NO870217D0 (no) | 1987-01-19 |
| NO870217L NO870217L (no) | 1987-07-21 |
| NO172845B true NO172845B (no) | 1993-06-07 |
| NO172845C NO172845C (no) | 1993-09-15 |
Family
ID=9331352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO870217A NO172845C (no) | 1986-01-20 | 1987-01-19 | Fremgangsmaate for fremstilling av metalloksydpulver for keramiske materialer |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4830993A (no) |
| EP (1) | EP0238103B1 (no) |
| JP (1) | JPS62171901A (no) |
| KR (1) | KR870007057A (no) |
| CN (1) | CN1009728B (no) |
| AT (1) | ATE74878T1 (no) |
| AU (1) | AU586323B2 (no) |
| CA (1) | CA1288573C (no) |
| DE (1) | DE3778187D1 (no) |
| DK (1) | DK26487A (no) |
| ES (1) | ES2031116T3 (no) |
| FR (1) | FR2593166A1 (no) |
| GR (1) | GR3004672T3 (no) |
| NO (1) | NO172845C (no) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1197794B (it) * | 1986-07-31 | 1988-12-06 | Montedison Spa | Procedimento per la preparazione di panticelle fini di ossidi metallici |
| BE1001832A4 (fr) * | 1987-03-26 | 1990-03-20 | Solvay | Procede pour la fabrication d'une poudre d'oxydes metalliques mixtes, et poudres d'oxydes metalliques mixtes. |
| FR2617151B1 (fr) * | 1987-06-29 | 1990-10-12 | Solvay | Procede pour la fabrication d'une poudre d'oxydes metalliques mixtes, et poudres d'oxydes metalliques mixtes |
| DE3736686A1 (de) * | 1987-10-29 | 1989-05-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur herstellung von monodispersen keramischen pulvern |
| BE1001780A4 (fr) * | 1988-06-13 | 1990-03-06 | Solvay | Procede pour la fabrication de cristaux de titanate de baryum et/ou de strontium et cristaux de titanate de baryum et/ou de strontium. |
| FR2633605B1 (fr) * | 1988-07-01 | 1991-07-12 | Rhone Poulenc Chimie | Procede de preparation d'oxyde de titane et d'articles a base d'oxyde de titane |
| CA1326122C (en) * | 1988-10-05 | 1994-01-18 | Fawzy Gamaleldin Sherif | Process for forming metal oxide powders from the metal alkoxide |
| FR2639341B1 (fr) * | 1988-11-18 | 1991-02-01 | Solvay | Procede pour la fabrication d'une poudre comprenant au moins un oxyde metallique, et poudre d'oxyde de zirconium |
| BE1004293A3 (fr) * | 1989-07-20 | 1992-10-27 | Solvay | Procede de fabrication d'un composite d'oxydes metalliques, poudres composites d'oxydes metalliques et materiaux ceramiques. |
| BE1004604A4 (fr) * | 1990-11-08 | 1992-12-22 | Solvay | Procede de fabrication d'une poudre d'oxydes metalliques mixtes. |
| US5254638A (en) * | 1991-03-25 | 1993-10-19 | The Reagents Of The University Of California | Composite materials of interpenetrating inorganic and organic polymer networks |
| ES2041596B1 (es) * | 1992-03-31 | 1994-06-16 | Consejo Superior Investigacion | Procedimiento continuo de preparacion de polvos fluorescentes constituodos por una matriz oxidica dopada con colorantes organicos. |
| US5312571A (en) * | 1993-01-07 | 1994-05-17 | Norton Company | Shaped bodies and the production thereof |
| DE4337643C1 (de) * | 1993-11-04 | 1995-08-03 | Rwe Dea Ag | Verfahren zur Herstellung von in Wasser dispergierbaren Tonerdehydraten böhmitischer Struktur und Verwendung derselben |
| US7396594B2 (en) * | 2002-06-24 | 2008-07-08 | The Trustees Of Princeton University | Carrier applied coating layers |
| US7815963B2 (en) | 1996-10-17 | 2010-10-19 | The Trustees Of Princeton University | Enhanced bonding layers on titanium materials |
| US6645644B1 (en) | 1996-10-17 | 2003-11-11 | The Trustees Of Princeton University | Enhanced bonding of phosphoric and phosphoric acids to oxidized substrates |
| US7507483B2 (en) * | 1997-02-04 | 2009-03-24 | Jeffrey Schwartz | Enhanced bonding layers on native oxide surfaces |
| US6146767A (en) * | 1996-10-17 | 2000-11-14 | The Trustees Of Princeton University | Self-assembled organic monolayers |
| US7569285B2 (en) * | 1996-10-17 | 2009-08-04 | The Trustees Of Princeton University | Enhanced bonding layers on titanium materials |
| US6265025B1 (en) | 1999-09-16 | 2001-07-24 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Method for the production of ultrafine particles by electrohydrodynamic micromixing |
| US20060194008A1 (en) * | 1999-09-22 | 2006-08-31 | Princeton University | Devices with multiple surface functionality |
| JP2002362909A (ja) * | 2001-06-05 | 2002-12-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | 低原子価金属酸化物系粒子の製法 |
| AU2003287466A1 (en) * | 2003-02-11 | 2004-09-06 | Princeton University | Surface-bonded, organic acid-based mono-layers |
| JP2004256377A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Nippon Shokubai Co Ltd | 金属酸化物膜の製造方法 |
| US7067169B2 (en) * | 2003-06-04 | 2006-06-27 | Chemat Technology Inc. | Coated implants and methods of coating |
| EP3517137A1 (en) * | 2005-11-14 | 2019-07-31 | Biomet 3I, LLC | Deposition of discrete nanoparticles on an implant surface |
| ES2545781T3 (es) | 2008-01-28 | 2015-09-15 | Biomet 3I, Llc | Implante superficial con mayor hidrofilia |
| US8641418B2 (en) * | 2010-03-29 | 2014-02-04 | Biomet 3I, Llc | Titanium nano-scale etching on an implant surface |
| WO2013142118A1 (en) | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Biomet 3I, Llc | Surface treatment for an implant surface |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB308725A (en) * | 1928-03-27 | 1930-06-25 | Titanium Pigment Co Inc | Improvements in or relating to the manufacture of titanium compounds |
| CA980330A (en) * | 1972-02-28 | 1975-12-23 | Continental Oil Company | Process for preparing clear bright oleaginous aluminum dispersions |
| US4501818A (en) * | 1983-07-05 | 1985-02-26 | Norton Company | Process for the preparation of ceramic powders |
| CH666965A5 (de) * | 1983-08-30 | 1988-08-31 | Cerberus Ag | Verfahren zur herstellung von materialien fuer gassensoren. |
| US4543341A (en) * | 1983-12-23 | 1985-09-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Synthesis and processing of monosized oxide powders |
| US4605631A (en) * | 1984-03-19 | 1986-08-12 | Norton Company | Advanced preparation of ceramic powders |
| JPS60246254A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-05 | 大日本インキ化学工業株式会社 | 複合セラミツクス粉末の製造法 |
| US4741894A (en) * | 1986-06-03 | 1988-05-03 | Morton Thiokol, Inc. | Method of producing halide-free metal and hydroxides |
| JPH01502267A (ja) * | 1986-12-30 | 1989-08-10 | ホールズワース アンド アソシエイツ プロプライエタリー リミテッド | マイクロ波輻射の使用による金属アルコキシドおよび金属粉末の形成におけるまたはそれに係る改良 |
| FR2617151B1 (fr) * | 1987-06-29 | 1990-10-12 | Solvay | Procede pour la fabrication d'une poudre d'oxydes metalliques mixtes, et poudres d'oxydes metalliques mixtes |
-
1986
- 1986-01-20 FR FR8600833A patent/FR2593166A1/fr active Pending
-
1987
- 1987-01-05 CA CA000526633A patent/CA1288573C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1987-01-06 US US07/000,767 patent/US4830993A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-01-07 AT AT87200017T patent/ATE74878T1/de active
- 1987-01-07 ES ES198787200017T patent/ES2031116T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-07 DE DE8787200017T patent/DE3778187D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-01-07 EP EP87200017A patent/EP0238103B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-10 KR KR870000144A patent/KR870007057A/ko not_active Application Discontinuation
- 1987-01-19 JP JP62009785A patent/JPS62171901A/ja active Pending
- 1987-01-19 DK DK026487A patent/DK26487A/da not_active Application Discontinuation
- 1987-01-19 NO NO870217A patent/NO172845C/no unknown
- 1987-01-20 CN CN87100401A patent/CN1009728B/zh not_active Expired
- 1987-02-26 AU AU69274/87A patent/AU586323B2/en not_active Ceased
-
1992
- 1992-05-22 GR GR920400993T patent/GR3004672T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0238103B1 (fr) | 1992-04-15 |
| US4830993A (en) | 1989-05-16 |
| CN1009728B (zh) | 1990-09-26 |
| KR870007057A (ko) | 1987-08-14 |
| NO870217L (no) | 1987-07-21 |
| DK26487D0 (da) | 1987-01-19 |
| ATE74878T1 (de) | 1992-05-15 |
| DE3778187D1 (de) | 1992-05-21 |
| JPS62171901A (ja) | 1987-07-28 |
| DK26487A (da) | 1987-07-21 |
| CN87100401A (zh) | 1987-08-05 |
| CA1288573C (fr) | 1991-09-10 |
| AU586323B2 (en) | 1989-07-06 |
| NO870217D0 (no) | 1987-01-19 |
| NO172845C (no) | 1993-09-15 |
| ES2031116T3 (es) | 1992-12-01 |
| AU6927487A (en) | 1988-09-15 |
| FR2593166A1 (fr) | 1987-07-24 |
| GR3004672T3 (no) | 1993-04-28 |
| EP0238103A1 (fr) | 1987-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO172845B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av metalloksydpulver for keramiske materialer | |
| Nyman et al. | Comparison of solid‐state and spray‐pyrolysis synthesis of yttrium aluminate powders | |
| KR910010129B1 (ko) | 새로운 형태학적 특징을 갖는 산화 제2세륨 및 그의 제조방법 | |
| Sordelet et al. | Preparation of spherical, monosized Y2O3 precursor particles | |
| KR101356870B1 (ko) | 세륨 산화물 나노 입자 제조 방법 | |
| EP0502129B1 (en) | Process for forming highly uniform silica spheres | |
| US5037579A (en) | Hydrothermal process for producing zirconia sol | |
| US5492870A (en) | Hollow ceramic microspheres by sol-gel dehydration with improved control over size and morphology | |
| US4520114A (en) | Production of metastable tetragonal zirconia | |
| US4588575A (en) | Production of microcrystalline metal oxides | |
| US5049371A (en) | Process for the preparation of monodisperse ceramic powders | |
| JPH11504311A (ja) | 弱く凝集したナノスカラー粒子の製造方法 | |
| EP0434165B1 (en) | Process for preparing fine powders of aluminiumnitride | |
| US4929436A (en) | Process for the manufacture of a powder of mixed metal oxides, and mixed metal oxide powders | |
| EP0110490B1 (en) | A method for producing fine spinel powders | |
| JPH013002A (ja) | 混合金属酸化物粉末の製造方法及び混合金属酸化物粉末 | |
| CN109516487B (zh) | 一种溶剂法制备碳酸氢钙粉末的方法 | |
| US4798710A (en) | Process for the manufacture of a powder for ceramic materials, containing at least one metal oxide | |
| EP0889005B1 (en) | Yttrium oxide-aluminum oxide composite particles and method for the preparation thereof | |
| US5145605A (en) | Sol-forming cerium material | |
| JPH04214031A (ja) | 複合酸化ジルコニウム及びイットリウムの製法 | |
| US5152974A (en) | Process for the manufacture of a powder of mixed metal oxides, and mixed metal oxide powders | |
| KR102706623B1 (ko) | Na2Ti6O13 나노와이어의 제조방법 | |
| CN113582210B (zh) | 氧化铝形貌可控的制备方法、不同形貌的氧化铝及其应用 | |
| US5308548A (en) | Preparing a dispersible, sol-forming cerium (IV) composition |