WO2010026982A1 - チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法 - Google Patents

チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010026982A1
WO2010026982A1 PCT/JP2009/065321 JP2009065321W WO2010026982A1 WO 2010026982 A1 WO2010026982 A1 WO 2010026982A1 JP 2009065321 W JP2009065321 W JP 2009065321W WO 2010026982 A1 WO2010026982 A1 WO 2010026982A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aluminum
source material
raw material
mass
titanium
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/065321
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一 真木
敬一郎 鈴木
健太郎 岩崎
Original Assignee
住友化学株式会社
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 住友化学株式会社 filed Critical 住友化学株式会社
Priority to US13/002,589 priority Critical patent/US20110156323A1/en
Priority to EP09811507A priority patent/EP2322492A4/en
Priority to CN200980134430XA priority patent/CN102143925A/zh
Publication of WO2010026982A1 publication Critical patent/WO2010026982A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • C04B35/62655—Drying, e.g. freeze-drying, spray-drying, microwave or supercritical drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C04B35/478—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on aluminium titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/6261—Milling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • C04B35/6263—Wet mixtures characterised by their solids loadings, i.e. the percentage of solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • C04B35/6264—Mixing media, e.g. organic solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62802—Powder coating materials
    • C04B35/62805—Oxide ceramics
    • C04B35/62807—Silica or silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62802—Powder coating materials
    • C04B35/62805—Oxide ceramics
    • C04B35/62813—Alumina or aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62802—Powder coating materials
    • C04B35/62805—Oxide ceramics
    • C04B35/62818—Refractory metal oxides
    • C04B35/62823—Zirconium or hafnium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3218—Aluminium (oxy)hydroxides, e.g. boehmite, gibbsite, alumina sol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/322—Transition aluminas, e.g. delta or gamma aluminas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C04B2235/3234—Titanates, not containing zirconia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C04B2235/3237—Substoichiometric titanium oxides, e.g. Ti2O3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/36—Glass starting materials for making ceramics, e.g. silica glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817—Carbides
    • C04B2235/3826—Silicon carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3873—Silicon nitrides, e.g. silicon carbonitride, silicon oxynitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3886—Refractory metal nitrides, e.g. vanadium nitride, tungsten nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/401—Alkaline earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/402—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/404—Refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/441—Alkoxides, e.g. methoxide, tert-butoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/442—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/443—Nitrates or nitrites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/446—Sulfides, tellurides or selenides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/447—Phosphates or phosphites, e.g. orthophosphate, hypophosphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/448—Sulphates or sulphites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/449—Organic acids, e.g. EDTA, citrate, acetate, oxalate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5409—Particle size related information expressed by specific surface values
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/652—Reduction treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6582—Hydrogen containing atmosphere
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • C04B2235/81—Materials characterised by the absence of phases other than the main phase, i.e. single phase materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/95—Products characterised by their size, e.g. microceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • C04B2235/9615—Linear firing shrinkage

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an aluminum titanate ceramic.
  • Aluminum titanate-based ceramics are ceramics containing titanium and aluminum as constituent elements and having a crystal pattern of aluminum titanate in an X-ray diffraction spectrum, and are known as ceramics having excellent heat resistance. Such aluminum titanate ceramics have heretofore been used as a material constituting a jig for sintering such as a crucible. In recent years, industrial utility value has increased as a material constituting a ceramic filter for collecting fine carbon particles contained in exhaust gas discharged from a diesel engine.
  • the shrinkage ratio of the ceramic molded body with respect to the molded body of the raw material mixture may increase, and The expansion coefficient sometimes increased.
  • the present invention is a method for producing an aluminum titanate-based ceramic by firing a raw material mixture containing a titanium source material and an aluminum source material, wherein the aluminum source material has a BET specific surface area of 0.1 m 2 / g or more and 5 m 2 / Provide a method that is less than or equal to g.
  • the BET specific surface area of the aluminum source material is preferably 0.3 m 2 / g or more and 3 m 2 / g or less.
  • the raw material mixture it is preferable to mold the raw material mixture to obtain a raw material molded body, and to fire the obtained raw material molded body.
  • the titania-converted titanium source material is used in an amount of 30 to 70 parts by mass per 100 parts by mass in total of the titania-converted titanium source material and the alumina-converted aluminum source material.
  • the BET specific surface area of the titanium source material is preferably 0.1 m 2 / g or more and 100 m 2 / g or less.
  • the raw material mixture preferably further contains a magnesium source material, and the amount of magnesium source material converted to magnesia is 100 parts by mass in total of the amount of titanium source material converted to titania and the amount of aluminum source material converted to alumina. It is preferable that it is 0.1 to 10 parts by mass.
  • the raw material mixture preferably includes a silicon source material, and the silicon source material is preferably feldspar or glass frit.
  • the yield point of the glass frit is preferably 700 ° C. or higher.
  • a vibration mill it is preferable to further mix the raw material mixture using a vibration mill, and when mixing using the vibration mill, an alumina ball or a zirconia ball having a particle diameter of 1 mm to 100 mm is used as a grinding medium. preferable. It is also preferable to vibrate the vibration mill with an amplitude width of 2 mm or more and 20 mm or less.
  • the shrinkage ratio of the molded body of the aluminum titanate ceramic to the molded body of the raw material mixture is reduced.
  • the thermal expansion coefficient of the obtained aluminum titanate-based ceramics compact can be reduced.
  • a raw material mixture containing one or more titanium source materials and one or more aluminum source materials is used.
  • the raw material mixture further includes one or more magnesium source materials and / or one or more silicon source materials.
  • the titanium source material means a material containing a titanium element, for example, titanium oxide.
  • titanium oxide examples include titanium (IV) oxide, titanium (III) oxide, and titanium (II) oxide.
  • Titanium (IV) oxide is preferably used. Titanium (IV) oxide may be crystalline or amorphous.
  • examples of the crystal type include anatase type, rutile type, brookite type, etc., preferably anatase type and rutile type.
  • titanium source material examples include a material that is led to titania (titanium oxide) by firing in air.
  • titania titanium oxide
  • examples of such substances include titanium salts, titanium alkoxides, titanium hydroxide, titanium nitride, titanium sulfide, and titanium.
  • titanium salts include titanium trichloride, titanium tetrachloride, titanium sulfide (IV), titanium sulfide (VI), and titanium sulfate (IV).
  • titanium alkoxide include titanium (IV) ethoxide, titanium (IV) methoxide, titanium (IV) tert-butoxide, titanium (IV) isobutoxide, titanium (IV) n-propoxide, titanium (IV) tetraiso Examples thereof include propoxides and chelating products thereof.
  • titanium source material examples include composite oxides containing titanium and other metal elements.
  • the composite oxide containing titanium and another metal element examples include aluminum titanate and aluminum magnesium titanate.
  • the BET specific surface area of the titanium source material used in the present invention is usually 0.1 m 2 / g or more and 100 m 2 / g or less, preferably 0.2 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less.
  • the surface of the titanium source material may be coated with a thin surface layer made of an inorganic acid such as alumina, silica, zirconia, or aluminum hydroxide.
  • the titanium source material may be derived from raw materials or contain inevitable impurities mixed in during the manufacturing process.
  • the aluminum source material refers to a material in which substantially all of the metal element contained in the material is aluminum. However, inevitable impurities that are derived from the raw material or mixed in the manufacturing process may be included.
  • the aluminum source material include alumina (aluminum oxide). Alumina may be crystalline or amorphous. When alumina is a crystal, examples of the crystal type include ⁇ type, ⁇ type, ⁇ type, and ⁇ type.
  • the aluminum source material is preferably ⁇ -type alumina.
  • examples of the aluminum source material include materials that are led to alumina by firing in air, such as aluminum salts, aluminum alkoxides, aluminum hydroxide, and metal aluminum.
  • the aluminum salt may be a salt with an inorganic acid (inorganic salt) or a salt with an organic acid (organic salt).
  • inorganic aluminum salt include nitrates such as aluminum nitrate and ammonium aluminum nitrate, and carbonates such as ammonium aluminum carbonate.
  • aluminum organic salt include aluminum oxalate, aluminum acetate, aluminum stearate, aluminum lactate, and aluminum laurate.
  • aluminum alkoxide examples include aluminum isopropoxide, aluminum ethoxide, aluminum sec-butoxide, aluminum tert-butoxide and the like.
  • Aluminum hydroxide may be crystalline or amorphous.
  • the crystal type include a gibbsite type, a bayerite type, a norosotrandite type, a boehmite type, and a pseudo-boehmite type.
  • amorphous aluminum hydroxide include an aluminum hydrolyzate obtained by hydrolyzing an aqueous solution of a water-soluble aluminum compound such as an aluminum salt or aluminum alkoxide.
  • preferred aluminum source materials are alumina and aluminum hydroxide.
  • the BET specific surface area of the aluminum source material used in the present invention is 0.1 m 2 / g or more and 5 m 2 / g or less, preferably 0.3 m 2 / g or more and 3 m 2 / g or less, more preferably 0.4 m. is less than or equal to 2 / g or more 2m 2 / g.
  • the shrinkage rate means the rate of dimensional change between the raw material molded body before firing and the aluminum titanate-based ceramic molded body after firing, and is calculated by the method described in detail in Examples described later.
  • the specific surface area of the aluminum source material is the crystallization condition (solvent for preparing an aqueous solution in which aluminum is supersaturated (hereinafter referred to as a supersaturated aqueous solution) and It can be adjusted by controlling the kind of solute, the aluminum concentration in the supersaturated aqueous solution, the seed concentration in the supersaturated aqueous solution to which the seed is added, the reaction temperature and the reaction time when the aluminum source material is crystallized, and the like.
  • solvent for preparing an aqueous solution in which aluminum is supersaturated hereinafter referred to as a supersaturated aqueous solution
  • It can be adjusted by controlling the kind of solute, the aluminum concentration in the supersaturated aqueous solution, the seed concentration in the supersaturated aqueous solution to which the seed is added, the reaction temperature and the reaction time when the aluminum source material is crystallized, and the like.
  • aluminum hydroxide as an aluminum source material can usually be synthesized by the Bayer method, but aluminum hydroxide with a small specific surface area is particularly an aluminum hydroxide having an average secondary particle diameter of 1 to 70 ⁇ m as a seed.
  • the aluminum concentration is preferably 50 g / L or less in terms of alumina.
  • the seed concentration is preferably low, but is preferably 10 g / L or more and 300 g / L or less.
  • the specific surface area of the aluminum source material can be adjusted by controlling the BET specific surface area and firing temperature of the raw material before firing. The specific surface area of the aluminum source material is reduced. Furthermore, the specific surface area of the aluminum source material can be adjusted by controlling the pulverization conditions at the final particle size adjustment, and the specific surface area of the aluminum source material can be reduced by using the weak pulverization conditions.
  • the secondary particle diameter of the aluminum source material is preferably 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less from the viewpoint of reactivity.
  • the usage amounts of the titanium source material and the aluminum source material are determined based on the results converted to titania [TiO 2 ] and alumina [Al 2 O 3 ].
  • the amount of titanium source material converted to titania with respect to 100 parts by mass of the total amount of titanium source material converted to titania and the amount of aluminum source material converted to alumina (hereinafter referred to as total titania / alumina amount). However, it is usually 30 to 70 parts by mass, preferably 40 to 60 parts by mass.
  • the amount of the aluminum source material in terms of alumina is usually 30 parts by mass or more and 70 parts by mass or less, and preferably 40 parts by mass or more and 60 parts by mass or less.
  • the magnesium source material means a material containing magnesium element.
  • the magnesium source material include magnesia (magnesium oxide).
  • magnesia magnesium oxide
  • the magnesium source material include a material that is guided to magnesia by firing in air.
  • the substance guided to magnesia by firing in air include magnesium salt, magnesium alkoxide, magnesium hydroxide, magnesium nitride, and magnesium metal.
  • magnesium salts include magnesium chloride, magnesium perchlorate, magnesium phosphate, magnesium pyrophosphate, magnesium oxalate, magnesium nitrate, magnesium carbonate, magnesium acetate, magnesium sulfate, magnesium citrate, magnesium lactate, magnesium stearate, Examples include magnesium salicylate, magnesium myristate, magnesium gluconate, magnesium dimethacrylate, and magnesium benzoate.
  • magnesium alkoxide examples include magnesium methoxide and magnesium ethoxide.
  • a substance containing magnesium and other metal elements can also be used as the magnesium source substance.
  • examples of such a substance include magnesia spinel [MgAl 2 O 4 ] and aluminum magnesium titanate.
  • the magnesium source material may be derived from raw materials or contain inevitable impurities mixed in during the manufacturing process.
  • the amount of magnesium source material converted to magnesia [MgO] is usually 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total titania / alumina. Preferably it is 8 mass parts or less.
  • the silicon source material refers to a substance containing silicon element.
  • the silicon source material include silicon oxide (silica) such as silicon dioxide and silicon monoxide.
  • the substance led to silica by firing in air can be used as the silicon source substance.
  • examples of such substances include silicic acid, silicon carbide, silicon nitride, silicon sulfide, silicon tetrachloride, silicon acetate, sodium silicate, sodium orthosilicate, feldspar, composite oxide containing silicon and aluminum, and glass frit. . From the viewpoint of industrial availability, feldspar, glass frit and the like are preferable.
  • glass frit When glass frit is used as the silicon source material, it is preferable to use a glass frit having a yield point of 700 ° C. or higher from the viewpoint of improving the heat decomposability of the produced aluminum titanate ceramic.
  • the amount of silica-based silicon source material used is preferably 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total titania / alumina amount. .
  • a raw material mixture can be obtained by mixing the titanium source material and the aluminum source material.
  • a commonly used mixer can be used, for example, a mixing mixer such as a Nauta mixer or a Laedige mixer, an air mixer such as a flash blender, a ball mill, a vibration mill, or the like. Can be used.
  • the mixing method may be either dry mixing or wet mixing.
  • raw materials such as a titanium source material and an aluminum source material may be mixed and stirred in a pulverization container without being dispersed in a liquid solvent. Stir in the container.
  • a container made of a metal material such as stainless steel is usually used, and the inner surface may be coated with a fluorine resin, a silicon resin, a urethane resin, or the like.
  • the internal volume of the pulverization container is usually 1 to 4 times, preferably 1.2 to 3 times the total volume of the raw material mixture and pulverization media.
  • the grinding media include alumina balls and zirconia balls having a particle diameter of 1 mm to 100 mm, preferably 5 mm to 50 mm.
  • the amount of the grinding media used is usually 1 to 1000 times, preferably 5 to 100 times the amount of the raw material mixture.
  • the pulverization is performed, for example, by putting the raw material mixture and the pulverization medium into the pulverization container, and then vibrating the pulverization container, rotating it, or both. By vibrating or rotating the grinding container, the raw material mixture is stirred and mixed with the grinding media and then ground.
  • a normal pulverizer such as a high-speed rotary pulverizer such as a vibration mill, a ball mill, a planetary mill, or a pin mill can be used, which is easy to implement on an industrial scale.
  • a vibration mill is preferably used.
  • the amplitude is usually 2 mm or more and 20 mm or less, preferably 12 mm or less.
  • the pulverization may be performed continuously or batchwise, but is preferably performed continuously because it is easy to implement on an industrial scale.
  • the time required for pulverization is usually from 1 minute to 6 hours, preferably from 1.5 minutes to 2 hours.
  • one or more additives such as a grinding aid and a peptizer may be added.
  • the grinding aid include alcohols such as methanol, ethanol and propanol, glycols such as propylene glycol, polypropylene glycol and ethylene glycol, amines such as triethanolamine, and higher fatty acids such as palmitic acid, stearic acid and oleic acid.
  • Carbon materials such as carbon black and graphite.
  • the total amount used is usually 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 5 parts by mass, more preferably 0 per 100 parts by mass of the raw material mixture. .75 parts by mass or more and 2 parts by mass or less.
  • these raw material mixtures can be mixed and dispersed in a liquid solvent.
  • Mixing may be performed only by stirring in a normal liquid solvent, or may be stirred in a pulverization container in the presence of pulverization media.
  • the same container as the dry mixing container can be used as the grinding container.
  • the internal volume of the pulverization container is usually 1 to 4 volume times, preferably 1.2 to 3 volume times with respect to the total volume of the raw material mixture, the pulverization medium, and the liquid solvent.
  • organic solvents such as water, ion-exchanged water, primary alcohols such as methanol, ethanol, butanol, and propanol, and secondary alcohols such as propylene glycol, polypropylene glycol, and ethylene glycol are used. It can. Especially, since there are few impurities, ion-exchange water is preferable.
  • the amount of the solvent used is usually 20 to 1000 parts by mass, preferably 30 to 300 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the raw material mixture.
  • the same grinding media as in the case of dry mixing can be used, and the amount used is usually 1 to 1000 times, preferably 5 times or more the amount of the raw material mixture used. It is 100 mass times or less.
  • a pulverization aid may be added.
  • the raw material mixture, pulverization media, liquid solvent, and pulverization aid are charged into the pulverization container, and then the pulverization container is vibrated. And / or rotation. By vibrating or rotating the grinding container, the raw material mixture is stirred and mixed with the grinding media and then ground.
  • a container similar to dry pulverization can be used, and pulverization conditions (amplitude width of the pulverization container, time required for pulverization, etc.) can be the same as those for dry pulverization.
  • a dispersing agent may be added to the solvent during wet mixing.
  • the dispersant include inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid, organic acids such as oxalic acid, citric acid, acetic acid, malic acid and lactic acid, alcohols such as methanol, ethanol and propanol, and interfaces such as ammonium polycarboxylate.
  • An active agent etc. are mentioned.
  • the usage-amount is 0.1 to 20 mass parts normally per 100 mass parts of solvent, Preferably it is 0.2 to 10 mass parts.
  • the solvent mixture is removed (eg, distilled off) to obtain a uniformly mixed raw material mixture.
  • the temperature and pressure conditions are not limited, and the raw material mixture may be air-dried at room temperature, vacuum-dried, or heat-dried. Moreover, drying conditions are not limited, either stationary drying or fluidized drying may be used. Although the temperature at the time of heat-drying is not specified in particular, it is usually from 50 ° C to 250 ° C. Examples of equipment used for heat drying include a shelf dryer, a slurry dryer, and a spray dryer.
  • the raw material mixture such as the aluminum source material used in the wet mixing
  • the raw material mixture such as the aluminum source material dissolved in the solvent may be dissolved again by distilling off the solvent. To be deposited.
  • the obtained powdery raw material mixture may be molded into a raw material molded body.
  • shrinkage of the molded body during firing can be suppressed, and cracking of the molded body can be prevented.
  • the molding machine used for molding include a uniaxial press, an extruder (such as a uniaxial extruder), a tableting machine, and a granulator.
  • a pore former, a binder, a lubricant, a plasticizer, a dispersant, a solvent, and the like can be added to the raw material mixture.
  • pore-forming agent examples include carbon materials such as graphite, resins such as polyethylene, polypropylene, and polymethyl methacrylate, plant materials such as starch, nut shells, walnut shells, and corn, ice, and dry ice.
  • binder examples include celluloses such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, and sodium carboxymethylcellulose; alcohols such as polyvinyl alcohol; salts such as lignin sulfonate; waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax; EVA, polyethylene, polystyrene, liquid crystal Examples thereof include thermoplastic resins such as polymers and engineering plastics.
  • Some substances play the role of both a pore-forming agent and a binder.
  • a substance that plays the role of both a pore-forming agent and a binder particles can be adhered to each other at the time of molding to retain the shape of the molded body, and the substance itself burns to form voids during subsequent firing. Examples of such a material include polyethylene.
  • lubricant examples include alcohol-based lubricants such as glycerin, higher fatty acids such as caprylic acid, lauric acid, palmitic acid, alginic acid, oleic acid and stearic acid, and metal stearates such as aluminum stearate. .
  • alcohol-based lubricants such as glycerin
  • higher fatty acids such as caprylic acid, lauric acid, palmitic acid, alginic acid, oleic acid and stearic acid
  • metal stearates such as aluminum stearate.
  • Such a lubricant usually also functions as a plasticizer.
  • alcohols such as ion-exchanged water, methanol and ethanol are usually used.
  • the firing temperature is usually 1300 ° C. or higher, preferably 1400 ° C. or higher.
  • the sintering temperature is usually 1650 ° C. or lower, preferably 1600 ° C. or lower, more preferably 1550 ° C. or lower, in order to make the sintered body of the aluminum titanate ceramic produced easy to process.
  • the rate of temperature rise to the firing temperature is not particularly limited, but is usually 1 ° C./hour or more and 500 ° C./hour or less, more preferably 2 ° C./hour or more and 500 ° C./hour or less.
  • Firing is usually performed in the air, but depending on the components of the raw material mixture and the component amount ratio, firing may be performed in an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, or carbon monoxide gas, hydrogen gas, etc. You may bake in such reducing gas. Further, the firing may be performed by lowering the water vapor partial pressure in the firing atmosphere.
  • an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, or carbon monoxide gas, hydrogen gas, etc. You may bake in such reducing gas. Further, the firing may be performed by lowering the water vapor partial pressure in the firing atmosphere.
  • Calcination is usually performed using a normal firing furnace such as a tubular electric furnace, a box-type electric furnace, a tunnel furnace, a far-infrared furnace, a microwave heating furnace, a shaft furnace, a reflection furnace, a rotary furnace, or a roller hearth furnace. Firing may be performed batchwise or continuously. Moreover, baking may be performed by a stationary type or may be performed by a fluid type.
  • a normal firing furnace such as a tubular electric furnace, a box-type electric furnace, a tunnel furnace, a far-infrared furnace, a microwave heating furnace, a shaft furnace, a reflection furnace, a rotary furnace, or a roller hearth furnace.
  • Firing may be performed batchwise or continuously.
  • baking may be performed by a stationary type or may be performed by a fluid type.
  • the firing time may be equal to or longer than the time required for the mixture to transition to the aluminum titanate-based ceramic, and varies depending on the amount of the mixture, the type of firing furnace, firing temperature, firing atmosphere, etc., but is usually 10 minutes. It is 72 hours or less.
  • the aluminum titanate-based ceramic obtained by the production method of the present invention includes a crystal pattern of aluminum titanate in the X-ray diffraction spectrum, but may further include a crystal pattern of silica, alumina, titania, or the like.
  • the aluminum titanate-based ceramic is aluminum magnesium titanate (Al 2 (1-x) Mg x Ti (1 + x) O 5 )
  • the value of x is the amount of titanium source material used in terms of titania, It can be controlled by the amount of aluminum source material converted to alumina and the amount of magnesium source material converted to magnesia.
  • the value of x is 0.01 or more, preferably 0.01 or more and 0.7 or less, more preferably 0.02 or more and 0.5 or less.
  • AT conversion rate (%) 100 ⁇ I AT / (I AT + I T ) (1)
  • the thermal expansion coefficient value [K ⁇ 1 ] of the aluminum titanate ceramic fired body was cut out from the fired bodies obtained in the examples and comparative examples, and the temperature was raised to 600 ° C. at a rate of 200 ° C./h. did. Thereafter, the temperature was increased from room temperature to 1000 ° C. at a rate of 600 ° C./h using a thermomechanical analyzer [TMA] (“TMA6300” manufactured by SII Technology Co., Ltd.), and the coefficient of thermal expansion [K ⁇ 1 ] was measured.
  • TMA thermomechanical analyzer
  • BET specific surface area of an aluminum source material used as a raw material material in Examples and Comparative Examples refers to a specific surface area determined by a BET one-point measurement method.
  • the secondary particle size was calculated as a particle size (D50) equivalent to a cumulative percentage of 50% on a volume basis using a laser diffraction particle size distribution analyzer (Microtrac® HRA (X-100) manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
  • Example 1 4810 g of titanium oxide powder having a BET specific surface area of 15.2 m 2 / g [manufactured by DuPont, “R-900”], ⁇ alumina having a BET specific surface area of 0.6 m 2 / g and a secondary particle diameter of 43 ⁇ m 4093 g of powder, 405 g of magnesia powder (“UC-95S” manufactured by Ube Industries, Ltd.) and 693 g of glass frit (“CF-0043M2” manufactured by Takara Standard Co., Ltd.) having a yield point of 852 ° C.
  • 3 g of this raw material mixture was molded by a uniaxial molding machine at a molding pressure of 0.3 t / cm 2 to obtain a raw material molded body having a diameter of about 20 mm (A 0 ) and a thickness of about 5 mm (H 0 ).
  • This raw material molded body was fired in the atmosphere by raising the temperature to 1450 ° C. at a temperature rising rate of 300 ° C./hour with a box-type electric furnace and maintaining the same temperature for 4 hours. Then, it stood to cool to room temperature, and the ceramic sintered body of Example 1 was obtained. Further, the raw material mixture was fired under the same conditions, and the diffraction spectrum of the obtained fired product was determined by a powder X-ray diffraction method.
  • the AT conversion rate was 100%. Further, the shrinkage rate and the thermal expansion coefficient of the ceramic fired body of Example 1 were 8.6% and ⁇ 0.72 ⁇ 10 ⁇ 6 [K ⁇ 1 ], respectively, and a low thermal expansion coefficient and a low shrinkage ratio were achieved. . Further, when the obtained aluminum magnesium titanate was expressed as (Al 2 (1-x) Mg x Ti (1 + x) O 5 ), the value of x was 0.20.
  • Example 1 Example 1 except that ⁇ -alumina powder having a BET specific surface area of 6.2 m 2 / g [manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., “AES-12”] was used instead of the ⁇ -alumina powder used in Example 1.
  • the ceramic fired body of Comparative Example 1 was obtained under the same conditions. When the diffraction spectrum was determined by a powder X-ray diffraction method, the AT conversion rate was 100%. In addition, the shrinkage rate and thermal expansion coefficient of the ceramic fired body of Comparative Example 1 were 11.4% and ⁇ 0.14 ⁇ 10 ⁇ 6 [K ⁇ 1 ], respectively, and the shrinkage rate increased. The value of x was 0.20.
  • the aluminum titanate-based ceramics such as aluminum titanate or aluminum magnesium titanate obtained by the production method of the present invention can be used for various industrial applications.
  • Applications include, for example, firing furnace jigs such as crucibles, setters, mortars, and furnace materials, filters and catalyst carriers used for exhaust gas purification of internal combustion engines such as diesel engines and gasoline engines, and filters for filtering food such as beer.
  • Examples thereof include electronic components such as ceramic filters, substrates, capacitors and the like used for selective permeation filters for selectively permeating gas components generated during petroleum refining, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, and the like.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

　チタン酸アルミニウム、チタン酸アルミニウムマグネシウムなどのチタン酸アルミニウム系セラミックスの成形体を製造するとき、原材料混合物の成形体に対するチタン酸アルミニウム系セラミックスの成形体の収縮率を小さくすることができ、得られたチタン酸アルミニウム系セラミックスの成形体の熱膨張係数を小さくする方法を提供することを目的とする。本発明は、チタン源物質およびアルミニウム源物質を含む原材料混合物を焼成してチタン酸アルミニウム系セラミックスを製造する方法であって、前記アルミニウム源物質のＢＥＴ比表面積が０．１ｍ2／ｇ以上５ｍ2／ｇ以下である方法である。

Description

チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法
　本発明は、チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法に関する。
　チタン酸アルミニウム系セラミックスは、構成元素としてチタンおよびアルミニウムを含み、Ｘ線回折スペクトルにおいてチタン酸アルミニウムの結晶パターンを有するセラミックスであって、耐熱性に優れたセラミックスとして知られている。かかるチタン酸アルミニウム系セラミックスは従来からルツボのような焼結用の冶具などを構成する材料として用いられてきた。また近年では、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスに含まれる微細なカーボン粒子を捕集するためのセラミックスフィルターを構成する材料として、産業上の利用価値が高まっている。
　かかるチタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法としては、チタニアなどのチタン源となる化合物の粉末およびアルミナなどのアルミニウム源となる化合物の粉末を混合して得られる粉末状の原材料混合物を、焼成する方法が知られている（特許文献１）。
ＷＯ２００５／１０５７０４号公報
　しかし、従来の方法では、原材料混合物の成形体を焼成してセラミックスの成形体を得るとき、原材料混合物の成形体に対するセラミックスの成形体の収縮率が大きくなることがあり、得られたセラミックスの熱膨張係数が大きくなることがあった。
　本発明は、チタン源物質およびアルミニウム源物質を含む原材料混合物を焼成してチタン酸アルミニウム系セラミックスを製造する方法であり、前記アルミニウム源物質のＢＥＴ比表面積が０．１ｍ2／ｇ以上５ｍ2／ｇ以下である方法を提供する。
　前記アルミニウム源物質のＢＥＴ比表面積は０．３ｍ2／ｇ以上３ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。
　本発明の方法において、前記原材料混合物を成形して原材料成形体を得、得られた原材料成形体を焼成することが好ましい。
　また、本発明では、チタニア換算のチタン源物質の使用量は、チタニア換算のチタン源物質の使用量およびアルミナ換算のアルミニウム源物質の使用量の合計１００質量部あたり、３０質量部以上７０質量部以下であることが好ましく、また、チタン源物質のＢＥＴ比表面積が０．１ｍ2／ｇ以上１００ｍ2／ｇ以下であることも好ましい。
　前記原材料混合物は、さらにマグネシウム源物質を含むことが好ましく、マグネシア換算のマグネシウム源物質の使用量は、チタニア換算のチタン源物質の使用量およびアルミナ換算のアルミニウム源物質の使用量の合計１００質量部あたり、０．１質量部以上１０質量部以下であることが好ましい。
　前記原材料混合物は、シリコン源物質を含むことも好ましく、前記シリコン源物質は長石またはガラスフリットであることが好ましい。また前記ガラスフリットの屈服点は７００℃以上であることが好ましい。
　本発明において、前記原材料混合物に対し、さらに振動ミルを用いた混合を行うことが好ましく、振動ミルを用いた混合に際して、粉砕メディアとして粒子径１ｍｍ以上１００ｍｍ以下のアルミナボールまたはジルコニアボールを用いることが好ましい。また前記振動ミルを、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の振幅幅で振動させることも好ましい。
　本発明の方法によれば、原材料混合物の成形体を焼成してチタン酸アルミニウム系セラミックスの成形体を製造するとき、原材料混合物の成形体に対するチタン酸アルミニウム系セラミックスの成形体の収縮率を小さくすることができ、得られたチタン酸アルミニウム系セラミックスの成形体の熱膨張係数を小さくすることができる。
　本発明の方法では、１種以上のチタン源物質および１種以上のアルミニウム源物質を含む原材料混合物が用いられる。前記原材料混合物は更に、１種以上のマグネシウム源物質および／または１種以上のシリコン源物質を含むものであることが好ましい。
　本発明においてチタン源物質とは、チタン元素を含む物質をいい、例えば酸化チタンが挙げられる。酸化チタンとしては、例えば酸化チタン(IV)、酸化チタン(III)、酸化チタン(II)などが挙げられ、酸化チタン(IV)が好ましく用いられる。酸化チタン(IV)は結晶であってもよく、アモルファスであってもよい。酸化チタン(IV)が結晶である場合、結晶型としてはアナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型などが挙げられ、好ましくはアナターゼ型、ルチル型である。
　チタン源物質として、空気中で焼成することによりチタニア（酸化チタン）に導かれる物質も挙げられる。かかる物質としては、例えばチタニウム塩、チタニウムアルコキシド、水酸化チタニウム、窒化チタン、硫化チタン、チタンなどが挙げられる。
　チタニウム塩として具体的には、三塩化チタン、四塩化チタン、硫化チタン(IV)、硫化チタン(VI)、硫酸チタン(IV)などが挙げられる。チタニウムアルコキシドとして具体的には、チタン(IV)エトキシド、チタン(IV)メトキシド、チタン(IV)tert-ブトキシド、チタン(IV)イソブトキシド、チタン(IV)n-プロポキシド、チタン(IV)テトライソプロポキシドおよびこれらのキレート化物などが挙げられる。
　チタン源物質としては、チタンと他の金属元素とを含む複合酸化物が挙げられる。チタンと他の金属元素とを含む複合酸化物としては、チタン酸アルミニウム、チタン酸アルミニウムマグネシウム等が挙げられる。
　本発明で用いるチタン源物質のＢＥＴ比表面積は、通常０．１ｍ2／ｇ以上１００ｍ2／ｇ以下であり、好ましくは、０．２ｍ2／ｇ以上５０ｍ2／ｇ以下である。チタン源物質の表面には、アルミナ、シリカ、ジルコニア、水酸化アルミニウムなどの無機酸からなる薄い表面層がコートされていてもよい。
　なおチタン源物質は、原料由来或いは製造工程で混入する不可避不純物を含むものであってもよい。
　本発明おいてアルミニウム源物質とは、物質に含まれる金属元素の実質的に全てがアルミニウムである物質をいう。ただし原料由来或いは製造工程で混入する不可避不純物が含まれていてもよい。アルミニウム源物質としては、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）が挙げられる。アルミナは結晶であってもよく、アモルファスであってもよい。アルミナが結晶である場合、その結晶型は、γ型、δ型、θ型、α型などが挙げられる。アルミニウム源物質は好ましくはα型のアルミナである。
　またアルミニウム源物質として、空気中で焼成することによりアルミナに導かれる物質、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド、水酸化アルミニウム、金属アルミニウムなども挙げられる。
　アルミニウム塩は、無機酸との塩（無機塩）であってもよいし、有機酸との塩（有機塩）であってもよい。アルミニウム無機塩として具体的には、例えば硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウムアルミニウムなどの硝酸塩、炭酸アンモニウムアルミニウムなどの炭酸塩などが挙げられる。アルミニウム有機塩としては、例えば蓚酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウムなどが挙げられる。
　アルミニウムアルコキシドとして具体的には、例えばアルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムsec-ブトキシド、アルミニウムtert-ブトキシドなどが挙げられる。
　水酸化アルミニウムは結晶であってもよく、アモルファスであってもよい。水酸化アルミニウムが結晶である場合、その結晶型は、例えばギブサイト型、バイヤライト型、ノロソトランダイト型、ベーマイト型、擬ベーマイト型などが挙げられる。アモルファスの水酸化アルミニウムとしては、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシドなどの水溶性アルミニウム化合物の水溶液を加水分解して得られるアルミニウム加水分解物が挙げられる。
　なかでも、好ましいアルミニウム源物質は、アルミナ、水酸化アルミニウムである。
　本発明で用いるアルミニウム源物質のＢＥＴ比表面積は、０．１ｍ2／ｇ以上５ｍ2／ｇ以下であり、好ましくは、０．３ｍ2／ｇ以上３ｍ2／ｇ以下、さらに好ましくは０．４ｍ2／ｇ以上２ｍ2／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積が小さいと、チタン酸アルミニウム化の反応時にチタン源物質との反応が不十分であるため、反応性が低下する傾向を示す。一方、ＢＥＴ比表面積が大きすぎると、粒子間の空隙率が大きくなり、その結果、原材料混合物のかさが高くなり、チタン酸アルミニウム化の際に空隙が消滅するように焼結が進行するため収縮率が増加する。収縮率が大きいと焼結後のチタン酸アルミニウム系セラミックス成形体にワレやヒビが生じやすくなる他、寸法精度が悪くなる。本発明において収縮率とは、焼成前の原材料成形体と焼成後のチタン酸アルミニウム系セラミックス成形体との寸法変化率を意味し、後記する実施例に詳述する方法によって算出される。
　アルミニウム源物質を晶析によって作製する場合（例えば水酸化アルミニウム）、アルミニウム源物質の比表面積は晶析条件（アルミニウムが過飽和状態である水溶液（以下、過飽和水溶液と呼ぶ）を作製するための溶媒および溶質の種類、過飽和水溶液におけるアルミニウム濃度、種子が添加された過飽和水溶液における種子の濃度、アルミニウム源物質を晶出させる際の反応温度および反応時間など）を制御することによって調整することができる。例えば、通常、アルミニウム源物質としての水酸化アルミニウムは、バイヤー法によって合成することができるが、特に比表面積の小さな水酸化アルミニウムは、種子として平均二次粒子径が１μｍ以上７０μｍ以下の水酸化アルミニウムを、アルミニウムの過飽和水溶液に添加することによって得ることができる。過飽和水溶液において、アルミニウム濃度は、アルミナ換算で５０ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。なお、過飽和水溶液において、アルミニウム濃度を５０ｇ／Ｌ以下とするためには、過飽和水溶液の液温を高くすることが好ましく、５０℃以上沸点以下とすることが好ましい。種子が添加された過飽和水溶液において、種子の濃度は低い方が好ましいが、１０ｇ／Ｌ以上３００ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。またアルミニウム源物質を焼成によって得る場合（例えばアルミナ）、アルミニウム源物質の比表面積は焼成前の原料のＢＥＴ比表面積や焼成温度を制御することによって調整することができ、通常、焼成温度が高いほどアルミニウム源物質の比表面積が小さくなる。さらに、最終の粒度調整時の粉砕条件を制御することにより、アルミニウム源物質の比表面積を調整することができ、弱粉砕条件とすることによってアルミニウム源物質の比表面積を小さくできる。
　またアルミニウム源物質の二次粒子径は、反応性の観点から１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、さらには２０μｍ以上７０μｍ以下がより好ましい。
　チタン源物質およびアルミニウム源物質の使用量は、チタニア〔ＴｉＯ2〕およびアルミナ〔Ａｌ2Ｏ3〕に換算した結果に基づいて決定される。チタニア換算のチタン源物質の使用量とアルミナ換算のアルミニウム源物質の使用量との合計量（以下、全チタニア・アルミナ量と呼ぶ）１００質量部に対して、チタニア換算のチタン源物質の使用量が、通常３０質量部以上７０質量部以下、好ましくは４０質量部以上６０質量部以下である。アルミナ換算のアルミニウム源物質の使用量は通常３０質量部以上７０質量部以下であり、好ましくは４０質量部以上６０質量部以下である。
　本発明においてマグネシウム源物質とは、マグネシウム元素を含む物質をいう。マグネシウム源物質としては、例えばマグネシア（酸化マグネシウム）が挙げられる。マグネシウム源物質としては、空気中で焼成することによりマグネシアに導かれる物質も挙げられる。空気中で焼成することによりマグネシアに導かれる物質としては、例えばマグネシウム塩、マグネシウムアルコキシド、水酸化マグネシウム、窒化マグネシウム、金属マグネシウムなどが挙げられる。
　マグネシウム塩として具体的には、塩化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ピロリン酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、ミリスチン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、ジメタクリル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウムなどが挙げられる。
　マグネシウムアルコキシドとして具体的にはマグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシドなどが挙げられる。
　マグネシウム源物質として、マグネシウムと他の金属元素を含む物質も用いることもできる。このような物質としては、例えばマグネシアスピネル〔ＭｇＡｌ2Ｏ4〕やチタン酸アルミニウムマグネシウムを挙げることができる。
　なおマグネシウム源物質は、原料由来或いは製造工程で混入する不可避不純物を含むものであってもよい。
　前記原材料混合物がさらにマグネシウム源物質を含む場合、マグネシア〔ＭｇＯ〕換算のマグネシウム源物質の使用量は、全チタニア・アルミナ量１００質量部あたり、通常０．１質量部以上１０質量部以下であり、好ましくは８質量部以下である。
　シリコン源物質とは、シリコン元素を含む物質を言う。シリコン源物質としては、例えば二酸化ケイ素、一酸化ケイ素などの酸化ケイ素（シリカ）が挙げられる。また空気中で焼成することによりシリカに導かれる物質をシリコン源物質として用いることもできる。かかる物質としては、例えばケイ酸、炭化ケイ素、窒化ケイ素、硫化ケイ素、四塩化ケイ素、酢酸ケイ素、ケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、長石、ケイ素及びアルミニウムを含む複合酸化物、ガラスフリットなどが挙げられる。工業的に入手が容易である点で、長石、ガラスフリットなどが好ましい。シリコン源物質としてガラスフリットを用いる場合、製造されるチタン酸アルミニウム系セラミックスの耐熱分解性を向上させるという観点から、屈服点が７００℃以上のガラスフリットを用いることが好ましい。
　シリカ換算のシリコン源物質の使用量は、全チタニア・アルミナ量１００質量部あたり、０．１質量部以上２０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは１質量部以上１０質量部以下である。
　本発明の方法では、前記チタン源物質と、前記アルミニウム源物質とを混合することによって原材料混合物を得ることができる。本発明の方法では、前記チタン源物質と、前記アルミニウム源物質と、前記マグネシウム源物質および／またはシリコン源物質とを混合することによって、原材料混合物を得ることが好ましい。
　混合の際には、通常用いられる混合機を用いることができ、例えば、ナウター混合機、レーディゲミキサー混合機のような攪拌混合機、フラッシュブレンダーなどのエアー混合機、ボールミル、振動ミルなどを用いることができる。混合方法は、乾式混合、湿式混合のいずれでもよい。
　乾式雰囲気で混合するには、例えばチタン源物質、アルミニウム源物質等の原材料を混合し、液体溶媒中に分散させること無く、粉砕容器内で撹拌すればよく、通常は粉砕メディアの共存下に粉砕容器内で撹拌する。
　粉砕容器としては通常、ステンレス鋼などの金属材料で構成された容器が用いられ、内表面がフッ素樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂などでコーティングされていてもよい。粉砕容器の内容積は、原材料混合物および粉砕メディアの合計容積に対して通常１容量倍以上４容量倍以下、好ましくは１．２容量倍以上３容量倍以下である。
　粉砕メディアとしては、例えば粒子径１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上５０ｍｍ以下のアルミナボール、ジルコニアボールなどが挙げられる。粉砕メディアの使用量は、原材料混合物の使用量に対して通常１質量倍以上１０００質量倍以下、好ましくは５質量倍以上１００質量倍以下である。
　粉砕は、例えば粉砕容器内に原材料混合物および粉砕メディアを投入したのち、粉砕容器を振動させたり、回転させたり、或いはその両方により行われる。粉砕容器を振動または回転させることにより、原材料混合物が粉砕メディアと共に撹拌されて混合されると共に、粉砕される。粉砕容器を振動または回転させるためには、例えば振動ミル、ボールミル、遊星ミル、ピンミルなどの高速回転粉砕機、などの通常の粉砕機を用いることができ、工業的規模での実施が容易である点で、振動ミルが好ましく用いられる。粉砕容器を振動させる場合、その振幅は通常２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、好ましくは１２ｍｍ以下である。粉砕は、連続式で行ってもよいし、回分式で行ってもよいが、工業的規模での実施が容易である点で、連続式で行うことが好ましい。粉砕に要する時間は通常１分以上６時間以下、好ましくは１．５分以上２時間以下である。
　原材料混合物を乾式にて粉砕するにあたっては、粉砕助剤、解膠剤などの１種以上の添加剤を加えてもよい。粉砕助剤としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類、トリエタノールアミンなどのアミン類、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸類、カーボンブラック、グラファイトなどの炭素材料などが挙げられる。
　添加剤を用いる場合、その合計使用量は、原材料混合物の使用量１００質量部あたり通常０．１質量部以上１０質量部以下、好ましくは０．５質量部以上５質量部以下、さらに好ましくは０．７５質量部以上２質量部以下である。
　一方、湿式混合では、例えば、これらの原材料混合物を混合し、液体溶媒中に分散させることで行うことができる。混合は通常の液体溶媒中で攪拌処理のみでもよいし、粉砕メディアの共存下に粉砕容器内で攪拌してもよい。
　粉砕容器には、乾式混合用の容器と同様の容器を用いることができる。粉砕容器の内容積は、原材料混合物、粉砕メディア、および液体溶媒の合計容積に対して通常１容量倍以上４容量倍以下、好ましくは１．２容量倍以上３容量倍以下である。
　湿式混合の溶媒としては、水、イオン交換水、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどの１級アルコール類や、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどの２級アルコール類などの有機溶剤を用いることができる。なかでも、不純物が少ないため、イオン交換水が好ましい。溶媒の使用量は、前記原材料混合物量１００質量部に対して通常２０質量部以上１０００質量部以下、好ましくは３０質量部以上３００質量部以下である。
　粉砕メディアとしては、乾式混合の場合と同様の粉砕メディアを使用することができ、その使用量は、原材料混合物の使用量に対して通常１質量倍以上１０００質量倍以下、好ましくは５質量倍以上１００質量倍以下である。
　原材料混合物を湿式にて粉砕するにあたっては粉砕助剤を添加してもよく、粉砕は、例えば粉砕容器内に原材料混合物、粉砕メディア、液体溶媒、および粉砕助剤を投入したのち、粉砕容器を振動させたり、回転させたり、或いはその両方により行われる。粉砕容器を振動または回転させることにより、原材料混合物が粉砕メディアと共に撹拌されて混合されると共に、粉砕される。粉砕容器は乾式粉砕と同様の容器を用いることができ、粉砕条件（粉砕容器の振幅幅、粉砕に要する時間等）は乾式粉砕と同様とすることができる。
　湿式で混合するに際して溶媒には分散剤を添加してもよい。分散剤としては、例えば硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸、シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。分散剤を使用する場合、その使用量は溶媒１００質量部あたり通常０．１質量部以上２０質量部以下、好ましくは０．２質量部以上１０質量部以下である。
　混合後、溶媒を除去（例えば、留去）することにより、均一に混合された原材料混合物を得ることができる。
　溶媒を除去するにあたり、温度、圧力条件は限定されず、室温にて原材料混合物を風乾してもよいし、真空乾燥してもよいし、加熱乾燥をしてもよい。また、乾燥条件も限定されず、静置乾燥でもよいし、流動乾燥でもよい。加熱乾燥をする際の温度は特に規定しないが、通常５０℃以上２５０℃以下である。加熱乾燥に用いられる機器として、例えば棚段乾燥機、スラリードライヤー、スプレードライヤーなどが挙げられる。
　なお、湿式で混合するにあたり、用いたアルミニウム源物質等の原材料混合物の種類によっては溶媒に溶解することもあるが、溶媒に溶解したアルミニウム源物質等の原材料混合物は溶媒留去により、再び固形分となって析出する。
　得られた粉末状の原材料混合物は成形して原材料成形体としてもよい。成形してから焼成を行うことで、焼成中の成形体の収縮を抑えられ、成形体の割れを防止できる。成形に用いる成形機としては、一軸プレス、押出成形機（一軸押出成形機など）、打錠機、造粒機などが挙げられる。
　原材料混合物を成形して、原材料成形体を得る場合、原材料混合物に造孔剤、バインダー、潤滑剤や可塑剤、分散剤、溶媒などを添加することができる。
　造孔剤としては、例えばグラファイトなどの炭素材、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチルなどの樹脂類、でんぷん、ナッツ殻、くるみ殻、コーンなどの植物系材料、氷、ドライアイスなどが挙げられる。
　バインダーとしては、例えばメチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類、ポリビニルアルコールなどのアルコール類、リグニンスルホン酸塩などの塩、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどのワックス、ＥＶＡ、ポリエチレン、ポリスチレン、液晶ポリマー、エンジニアリングプラスチックなどの熱可塑性樹脂などが挙げられる。なお、物質によっては造孔剤とバインダーの両方の役割を担うものがある。造孔剤とバインダーの両方の役割を担う物質としては、成形時には粒子同士を接着して成形体を保形させることができ、その後の焼成時にその物質自身が燃焼して空孔を形成させることができる物質が挙げられ、具体的にはポリエチレンなどが挙げられる。
　潤滑剤としては、例えば、グリセリンなどのアルコール系潤滑剤、カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸、ステアリン酸アルミニウムなどのステアリン酸金属塩などが挙げられる。かかる潤滑剤は、通常可塑剤としても機能する。
　溶媒は、通常イオン交換水、メタノール、エタノールなどのアルコール類が用いられる。
　前記原材料混合物或いはその成形体を焼成して、チタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムなどのチタン酸アルミニウム系セラミックスの焼成体を得る場合、焼成温度は通常１３００℃以上、好ましくは１４００℃以上である。一方、生成されるチタン酸アルミニウム系セラミックスの焼成体を加工し易いものにするため、焼結温度は、通常１６５０℃以下、好ましくは１６００℃以下、より好ましくは１５５０℃以下とする。焼成温度までの昇温速度は特に限定されるものではないが、通常は１℃／時間以上５００℃／時間以下であり、より好ましくは２℃／時間以上５００℃／時間以下である。また焼成途中で、一定温度にて保持する過程を設けてもよい。
　焼成は通常、大気中で行われるが、原材料混合物の成分や成分量比によっては、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中で焼成してもよいし、一酸化炭素ガス、水素ガスなどのような還元性ガス中で焼成してもよい。また焼成雰囲気中の水蒸気分圧を低くして焼成してもよい。
　焼成は通常、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉などの通常の焼成炉を用いて行われる。焼成は回分式で行ってもよいし、連続式で行ってもよい。また焼成は静置式で行ってもよいし、流動式で行ってもよい。
　焼成時間は、前記混合物が、チタン酸アルミニウム系セラミックスに遷移するのに要する時間以上であれば良く、前記混合物の量、焼成炉の形式、焼成温度、焼成雰囲気などにより異なるが、通常は１０分以上７２時間以下である。
　かくしてチタン酸アルミニウム系セラミックスの焼成体を得ることができる。
　本発明の製造方法で得られるチタン酸アルミニウム系セラミックスは、Ｘ線回折スペクトルにおいて、チタン酸アルミニウムの結晶パターンを含むが、その他に例えばシリカ、アルミナ、チタニアなどの結晶パターンを含んでいてもよい。チタン酸アルミニウム系セラミックスが、チタン酸アルミニウムマグネシウム（Ａｌ2(1-x)ＭｇxＴｉ(1+x)Ｏ5）である場合、前記ｘの値は、チタニア換算のチタン源物質の使用量、アルミナ換算のアルミニウム源物質の使用量、およびマグネシア換算のマグネシウム源物質の使用量によって制御することができる。前記ｘの値は０．０１以上であり、好ましくは０．０１以上０．７以下、より好ましくは０．０２以上０．５以下である。
　以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の実施例の様態のみに限定されるものではない。
　なお、各実施例、比較例で得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス中のチタン酸アルミニウム化率（以下「ＡＴ化率」という。）は、粉末Ｘ線回折スペクトルにおける２θ＝２７．４°の位置に現れるピーク〔チタニア・ルチル相（１１０）面に対応する〕の積分強度(ＩT)と、２θ＝３３．７°の位置に現れるピーク〔チタン酸アルミニウム相（２３０）面およびチタン酸アルミニウムマグネシウム相（２３０）面に相当する〕の積分強度〔ＩAT〕を求め、式（１）から算出した。
　　　　ＡＴ化率（％）＝１００×ＩAT／（ＩAT ＋ＩT）・・・（１）
　また、各実施例、比較例で得られたチタン酸アルミニウム系セラミックスの粒子形状は、走査型電子顕微鏡〔ＳＥＭ〕により観察した。
　チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体の熱膨張係数の値〔Ｋ-1〕は、実施例及び比較例で得られた焼成体から検体を切り出し、これを２００℃／ｈの速度で６００℃まで昇温した。その後、熱機械的分析装置〔ＴＭＡ〕（ＳＩＩテクノロジー（株）社製「ＴＭＡ６３００」）を用いて、室温から１０００℃まで６００℃／ｈの速度で昇温させ、その間の熱膨張係数〔Ｋ-1〕を測定した。
　チタン酸アルミニウム系セラミックスの収縮率は、焼成前の原材料成形体の径をＡ０、厚さをＨ０とし、焼成後得られた焼成体の径をＡ、厚さをＨとして、式（２）から求めた。
　　　　　収縮率（％）＝１００×（（Ｈ－Ｈ０）＋（Ａ－Ａ０））／２・・・（２）
　実施例、比較例で原材料物質として用いるアルミニウム源物質のＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ１点測定法により求めた比表面積のことを指す。また二次粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置〔日機装社製Microtrac HRA(X-100)〕により、体積基準で累計百分率５０％相当粒子径（Ｄ５０）として算出した。
　〔実施例１〕
　ＢＥＴ比表面積が１５．２ｍ2／ｇである酸化チタン粉末〔デュポン(株) 製、「Ｒ－９００」〕４８１０ｇ、ＢＥＴ比表面積が０．６ｍ2／ｇ、二次粒子径４３μｍであるαアルミナ粉末４０９３ｇ、マグネシア粉末〔宇部興産(株) 製、「ＵＣ－９５Ｓ」〕４０５ｇおよび屈服点が８５２℃（カタログ値）であるガラスフリット〔タカラスタンダード（株）製、「ＣＦ－００４３Ｍ２」〕６９３ｇを、直径１５ｍｍのアルミナボール８０ｋｇとともに、内容量５０Ｌのアルミナ製粉砕容器に投入した。原料混合物の合計容量は１０Ｌであった。その後、粉砕容器を振動ミルにより振幅１０ｍｍ、振動数１２００回／分、動力５．５ｋＷにて３０分間振動させることにより粉砕容器内の原料混合物を粉砕しながら混合した。この原材料混合物３ｇを一軸成形機にて、０．３ｔ／ｃｍ2の成形圧力にて成形し、直径約２０ｍｍ（Ａ０）および厚さ約５ｍｍ（Ｈ０）の原材料成形体を得た。この原材料成形体を大気中、箱型電気炉により昇温速度３００℃／時間で１４５０℃まで昇温し、同温度を４時間保持することにより焼成した。その後、室温まで放冷して、実施例１のセラミックス焼成体を得た。また原材料混合物を同条件で焼成し、得られた焼成物について粉末Ｘ線回折法で回折スペクトルを求めたところ、ＡＴ化率は１００％であった。また実施例１のセラミックス焼成体の収縮率と熱膨張率は、それぞれ８．６％、－０．７２×１０-6〔Ｋ-1〕であり、低熱膨張率と低収縮率を達成できた。また得られたチタン酸アルミニウムマグネシウムを（Ａｌ2(1-x)ＭｇxＴｉ(1+x)Ｏ5）と表した場合のｘの値は０．２０であった。
　〔比較例１〕
　実施例１で使用したαアルミナ粉末に代えて、ＢＥＴ比表面積が６．２ｍ2／ｇのαアルミナ粉末〔住友化学(株)製、「ＡＥＳ－１２」〕を用いた以外は、実施例１と同じ条件にて比較例１のセラミックス焼成体を得た。粉末Ｘ線回折法で回折スペクトルを求めたところ、ＡＴ化率は１００％であった。また比較例１のセラミックス焼成体の収縮率と熱膨張率は、それぞれ１１．４％、－０．１４×１０-6〔Ｋ-1〕であり、収縮率が大きくなった。また上記ｘの値は０．２０であった。
　本発明の製造方法で得られるチタン酸アルミニウムまたはチタン酸アルミニウムマグネシウムなどのチタン酸アルミニウム系セラミックスは、産業上様々な用途に用いることができる。用途としては、例えばルツボ、セッター、コウ鉢、炉材などの焼成炉用冶具、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどの内燃機関の排気ガス浄化に用いられるフィルターや触媒担体、ビールなどの食品の濾過用フィルター、石油精製時に生じるガス成分、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、酸素などを選択的に透過させるための選択透過フィルター等に用いられるセラミックスフィルター、基板、コンデンサーなどの電子部品などが挙げられる。

Claims (13)

  1. 　チタン源物質およびアルミニウム源物質含む原材料混合物を焼成してチタン酸アルミニウム系セラミックスを製造する方法であり、前記アルミニウム源物質のＢＥＴ比表面積が０．１ｍ2／ｇ以上５ｍ2／ｇ以下である方法。
  2. 　前記アルミニウム源物質のＢＥＴ比表面積が０．３ｍ2／ｇ以上３ｍ2／ｇ以下である請求項１に記載の方法。
  3. 　前記原材料混合物を成形して原材料成形体を得、得られた原材料成形体を焼成する請求項１または２に記載の方法。
  4. 　チタニア換算のチタン源物質の使用量は、チタニア換算のチタン源物質の使用量およびアルミナ換算のアルミニウム源物質の使用量の合計１００質量部あたり、３０質量部以上７０質量部以下である請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 　チタン源物質のＢＥＴ比表面積が０．１ｍ2／ｇ以上１００ｍ2／ｇ以下である請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 　前記原材料混合物が、さらにマグネシウム源物質を含む請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 　マグネシア換算のマグネシウム源物質の使用量は、チタニア換算のチタン源物質の使用量およびアルミナ換算のアルミニウム源物質の使用量の合計１００質量部あたり、０．１質量部以上１０質量部以下である請求項６に記載の方法。
  8. 　原材料混合物が、さらにシリコン源物質を含む請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 　前記シリコン源物質が長石またはガラスフリットである請求項８に記載の方法。
  10. 　前記ガラスフリットの屈服点が７００℃以上である請求項９に記載の方法。
  11. 　前記原材料混合物に対し、さらに振動ミルを用いた混合を行う請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 　前記振動ミルを用いた混合に際して、粉砕メディアとして粒子径１ｍｍ以上１００ｍｍ以下のアルミナボールまたはジルコニアボールを用いる請求項１１に記載の方法。
  13. 　前記振動ミルを、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の振幅幅で振動させる請求項１１または１２に記載の方法。
PCT/JP2009/065321 2008-09-04 2009-09-02 チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法 WO2010026982A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/002,589 US20110156323A1 (en) 2008-09-04 2009-09-02 Process for producing aluminum titanate-based ceramics
EP09811507A EP2322492A4 (en) 2008-09-04 2009-09-02 PROCESS FOR PRODUCING CERAMIC BASED ON ALUMINUM TITANATE
CN200980134430XA CN102143925A (zh) 2008-09-04 2009-09-02 钛酸铝系陶瓷的制造方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-226618 2008-09-04
JP2008226618 2008-09-04
JP2008-291354 2008-11-13
JP2008291354 2008-11-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010026982A1 true WO2010026982A1 (ja) 2010-03-11

Family

ID=41797148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/065321 WO2010026982A1 (ja) 2008-09-04 2009-09-02 チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110156323A1 (ja)
EP (1) EP2322492A4 (ja)
JP (1) JP4929327B2 (ja)
KR (1) KR20110053313A (ja)
CN (1) CN102143925A (ja)
TW (1) TW201026631A (ja)
WO (1) WO2010026982A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5771085B2 (ja) * 2010-07-14 2015-08-26 住友化学株式会社 グリーン成形体、および、チタン酸アルミニウム焼成体の製造方法
US9908260B2 (en) 2013-05-20 2018-03-06 Corning Incorporated Porous ceramic article and method of manufacturing the same
US9623360B2 (en) 2013-05-20 2017-04-18 Corning Incorporated Porous ceramic article and method of manufacturing the same
US9376347B2 (en) 2013-05-20 2016-06-28 Corning Incorporated Porous ceramic article and method of manufacturing the same
MX2018014812A (es) 2016-05-31 2019-03-14 Corning Inc Articulo poroso y metodo para la fabricacion del mismo.
US11591265B2 (en) 2017-10-31 2023-02-28 Corning Incorporated Batch compositions comprising pre-reacted inorganic particles and methods of manufacture of green bodies therefrom
US10676401B2 (en) * 2018-04-23 2020-06-09 Scientific Design Company, Inc. Porous bodies with enhanced pore architecture prepared with oxalic acid
JP2021160962A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 住友化学株式会社 粒子、粉体組成物、固体組成物、液体組成物及び成形体
CN112979307B (zh) * 2021-04-06 2022-08-05 济南大学 钛酸铝陶瓷前体料和钛酸铝致密陶瓷及其制造方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002344033A (ja) * 2001-05-18 2002-11-29 Kyocera Corp 熱電素子の製造方法及び熱電素子
JP2005046667A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Ohcera Co Ltd 排ガス浄化触媒用ハニカム担体及びその製造方法
JP2005087797A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Ohcera Co Ltd 排ガス浄化触媒用ハニカム担体及びその製造方法
JP2005089293A (ja) * 2003-08-13 2005-04-07 Sakai Chem Ind Co Ltd ペロブスカイト化合物粉体の製造方法
JP2005314170A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Ohcera Co Ltd ロータリーキルン
WO2005105704A1 (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Ohcera Co., Ltd. チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶構造物及びその製造方法
JP2005314185A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Ohcera Co Ltd 溶融ガラス供給装置
JP2006124237A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Sumitomo Chemical Co Ltd 酸化アルミニウム−酸化チタン混合成形体の製造方法
JP2008044824A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 Sumitomo Chemical Co Ltd 酸化アルミニウム−酸化チタン混合成形体の製造方法
JP2008514542A (ja) * 2004-09-29 2008-05-08 コーニング インコーポレイテッド チタン酸アルミニウムに基づく、ガラス相を含むセラミック体

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0753281A (ja) * 1993-08-09 1995-02-28 Harima Ceramic Co Ltd 高温で安定なチタン酸アルミニウム焼結体
JP3388310B2 (ja) * 1997-08-18 2003-03-17 勉 福田 チタン酸アルミニウム粉体及びチタン酸アルミニウム焼結体の製造方法
JP2002211974A (ja) * 2001-01-12 2002-07-31 Sumitomo Chem Co Ltd イットリウム−アルミニウム−ガーネット焼結体用原料の製造方法とその原料を用いる焼結体の製造方法
JP2002355568A (ja) * 2001-05-30 2002-12-10 Toray Ind Inc 粉砕用メディア
JP3489030B1 (ja) * 2002-04-26 2004-01-19 勉 福田 チタン酸アルミニウム系焼結体の製造方法
US6677261B1 (en) * 2002-07-31 2004-01-13 Corning Incorporated Alumina-bound high strength ceramic honeycombs
EP1559696B1 (en) * 2002-11-01 2016-11-16 Ohcera Co., Ltd. Aluminum magnesium titanate sintered product, method for producing it and its use
CA2533387A1 (en) * 2003-07-29 2005-02-03 Ohcera Co., Ltd. Honeycomb carrier for exhaust gas-cleaning catalyst and process for its production
JP4612331B2 (ja) * 2004-04-30 2011-01-12 オーセラ株式会社 フロートバス用耐火材及びフロートバス
CN101014538B (zh) * 2004-08-13 2012-07-04 堺化学工业株式会社 钙钛矿化合物粉末的制备方法
DE102004062104A1 (de) * 2004-12-23 2006-07-13 Degussa Ag Titan-Aluminium-Mischoxidpulver
JP4657822B2 (ja) * 2005-06-14 2011-03-23 日本碍子株式会社 セラミック構造体の製造方法
CN100491601C (zh) * 2007-01-12 2009-05-27 天津城市建设学院 一种用于高温快速测温传感器的多晶材料
EP1997781B1 (de) * 2007-05-22 2014-07-16 Evonik Degussa GmbH Verfahren zur Herstellung von Titandioxid mit variabler Sinteraktivität
JP2010100510A (ja) * 2008-01-07 2010-05-06 Sumitomo Chemical Co Ltd チタン酸アルミニウムセラミックスの製造方法
JP2009184903A (ja) * 2008-01-09 2009-08-20 Sumitomo Chemical Co Ltd チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法
CN102066287A (zh) * 2008-06-18 2011-05-18 住友化学株式会社 钛酸铝系陶瓷的制造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002344033A (ja) * 2001-05-18 2002-11-29 Kyocera Corp 熱電素子の製造方法及び熱電素子
JP2005046667A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Ohcera Co Ltd 排ガス浄化触媒用ハニカム担体及びその製造方法
JP2005089293A (ja) * 2003-08-13 2005-04-07 Sakai Chem Ind Co Ltd ペロブスカイト化合物粉体の製造方法
JP2005087797A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Ohcera Co Ltd 排ガス浄化触媒用ハニカム担体及びその製造方法
JP2005314170A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Ohcera Co Ltd ロータリーキルン
WO2005105704A1 (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Ohcera Co., Ltd. チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶構造物及びその製造方法
JP2005314185A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Ohcera Co Ltd 溶融ガラス供給装置
JP2008514542A (ja) * 2004-09-29 2008-05-08 コーニング インコーポレイテッド チタン酸アルミニウムに基づく、ガラス相を含むセラミック体
JP2006124237A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Sumitomo Chemical Co Ltd 酸化アルミニウム−酸化チタン混合成形体の製造方法
JP2008044824A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 Sumitomo Chemical Co Ltd 酸化アルミニウム−酸化チタン混合成形体の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2322492A4

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010138060A (ja) 2010-06-24
JP4929327B2 (ja) 2012-05-09
TW201026631A (en) 2010-07-16
KR20110053313A (ko) 2011-05-20
EP2322492A1 (en) 2011-05-18
CN102143925A (zh) 2011-08-03
EP2322492A4 (en) 2011-10-05
US20110156323A1 (en) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4929327B2 (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法
JP5122527B2 (ja) チタン酸アルミニウムマグネシウムの製造方法
US20110248106A1 (en) Process for producing aluminum titanate-based ceramics
JP5502135B2 (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法
WO2011019087A1 (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス
WO2009087912A1 (ja) チタン酸アルミニウムセラミックスの製造方法
JP5144490B2 (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス
JP5133207B2 (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法
JP5133208B2 (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法
JP2010159172A (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法
JP5607319B2 (ja) チタン酸アルミニウム系焼成体の製造方法
JP5537827B2 (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックスの製造方法およびチタン酸アルミニウム系セラミックス
US20120311985A1 (en) Process for producing an aluminum titanate-based ceramics
JP2010215488A (ja) チタン酸アルミニウム系セラミックス
WO2010095615A1 (ja) チタン酸アルミニウム系焼成体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980134430.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09811507

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20107029693

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009811507

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 370/CHENP/2011

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE