制备α－氧化铝粒子的方法技术

本发明专利技术提供一种制备α－氧化铝粒子的方法。所述制备α－氧化铝粒子的方法包含以下步骤：（１）将包含铝盐和晶种的粉末混合物放置在不低于铝盐的热解温度的环境中，和（２）煅烧生成物。

【技术实现步骤摘要】
制备α-氧化铝粒子的方法
本专利技术涉及一种制备具有高α-比率和小初级粒子平均直径的α-氧化铝粒子的方法。
技术介绍
α-氧化铝粒子是铝氧化物之一，且已被广泛用作制备烧结体例如切割工具或生物陶瓷的原料。考虑到降低由α-氧化铝粒子得到烧结体的烧结温度，需要α-氧化铝粒子具有高α-比率和小初级粒子平均直径。至于制备α-氧化铝粒子的方法，已知的方法是一种包含煅烧含晶种的α-氧化铝前体的步骤的方法。(例如，JP-A No.62-128918)但是，根据传统的方法，不容易制备具有高α-比率和小初级粒子平均直径的α-氧化铝粒子。
技术实现思路
专利技术概述本专利技术人对制备具有高α-比率和小初级粒子平均直径的α-氧化铝粒子的方法进行了研究，结果完成了本专利技术。即，本专利技术提供了一种制备α-氧化铝的方法，该方法包含以下步骤：(1)将包含铝盐和晶种的粉末混合物放置在不低于铝盐的热解温度的环境中，和(2)煅烧生成物。优选实施方案详述本专利技术提供了一种制备α-氧化铝的方法，该方法包含将包含铝盐和晶-->种的粉末混合物放置在不低于铝盐的热解温度的环境中的步骤(1)。在步骤(1)中使用的铝盐是无机盐或有机盐。无机盐的实例包括硝酸铝、硝酸铵铝、硫酸铝、硫酸铵铝、碳酸铝、碳酸铵铝、氯化铝和铵矾。有机盐的实例包括草酸铝、醋酸铝、硬脂酸铝、乳酸铝和月桂酸铝。在步骤(1)中使用的晶种是例如由α-氧化铝、水铝石、氧化铁、氧化铬或氧化钛制成的粒子。晶种可以单独使用晶种或可以组合使用它们中的两种或多种。晶种通常是粉末形式，和具有的粒子直径为约0.01μm或以上且约0.5μm或以下。晶种具有的BET比表面积通常为约12m2/g或以上，优选为约15m2/g或以上，且通常为约150m2/g或以下，优选为约50m2/g或以下。按金属氧化物计，晶种的量基于包含铝盐和晶种的混合物通常为约1重量％或以上，优选为约2重量％或以上，更优选为约5重量％或以上，通常为约50重量％或以下，优选为约40重量％或以下，更优选为约30重量％或以下。在晶种中包含的金属是铝、铁、铬或钛的情况下，金属氧化物分别表示Al2O3、Fe2O3、Cr2O3、TiO2。上面描述的包含铝盐和晶种的粉末混合物通常的水含量为50重量％或以下，其是在其上吸附的水和结合水的总和。可以通过例如下面的方法制备粉末混合物：将铝盐与溶剂混和得到液体，将晶种或包含晶种的浆料与液体混和，然后从生成物中去除溶剂。可以通过使用装置例如立式造粒机，亨舍尔混合机(Henschel mixer)等进行混和。在步骤(1)中，将上述混合物放置在不低于铝盐的热解温度的环境中。例如，因为硝酸铝的热解温度为约150℃，环境的下限温度通常为约300℃，优选为约500℃。另一方面，上限温度可以低于氧化铝盐完全转化为α-氧化铝的温度，例如，低于约900℃，优选为约800℃或更低，更优选为约700℃或更低。在放置混合物的环境可以含有空气或惰性气体例如N2和Ar。一种将混合物放置在不低于铝盐的热解温度的环境中的方法包括，例如，一种通过进料器将混合物引入到炉子中的方法，所述的炉子在不低于上述热解温度下预热，和一种鼓入不低于混合物的热解温度的热气的方法。在前一种方法中使用的炉子的实例包括例如管式电炉、箱式电炉、隧道炉、远红外炉、微波炉、竖炉、反射炉、旋转炉、辊底式炉、推板炉、-->流动床炉。炉可以是不连续的或连续的。此外，炉子可以是电炉或煤气炉中的任何一种。在该操作中，在混合物中包含的铝盐被热解。热解可不必完成。铝盐的热解是在下面的条件下进行：优选由下面等式(i)表示的ΔM为0.8或以上，更优选为0.9或以上：ΔM=(M0-M1)(M0-M2)---(i)]]>其中M0是在热解前铝盐的量，M1是在放置铝盐时间的1小时后，优选30分钟后铝盐和铝盐热解产物的总量，M2是铝盐在1100℃燃烧后的剩余物的量，ΔM是在热解中的铝盐的重量下降速度。由于在热解中铝盐产生气体，优选热解在排放该气体的条件下进行，或在通过惰性气体例如氮和氩的条件下进行。本专利技术提供一种制备α-氧化铝的方法，该方法还包含煅烧在步骤(1)中得到的生成物的步骤(2)。可以通过使用预热解中使用的炉子相同的炉子进行煅烧。考虑到环境充分地满足水蒸汽受控的分压的条件，煅烧可以有利地在空气或惰性气体(例如，氮和氩)中进行。此外，煅烧可以是在常压(1atm)、加压气氛和减压气氛中的任何一种中进行。煅烧温度不低于铝盐转化为α-氧化铝的热解温度，且通常为600℃或更高，优选为700℃或更高，和通常为1000℃或更低，优选为950℃或更低。煅烧温度通常不同于在步骤(1)中放置混合物的环境的温度，优选高于其温度。煅烧时间通常为约10分钟或更长，优选为约30分钟或更长，和通常为约24小时或更短，优选为约10小时或更短。在煅烧中，可以将在步骤(1)中得到的生成物放置在炉子中，在上述的条件下连续煅烧，或可以将在步骤(1)中得到的生成物在室温下冷却，然后煅烧。在后一种方法中，从室温到氧化铝盐转化为α-氧化铝的热解温度范-->围内的加热速率通常为约50℃/小时或以上，优选为约100℃/小时或以上，且约1000℃/小时或以下，优选为约500℃/小时或以下。可以对在煅烧中得到的α-氧化铝进行研磨和分级。通过本专利技术方法制备的α-氧化铝粒子通常具有的α-比率约为95％或以上，优选为97％或以上，初级粒子平均直径通常为约10nm或以上和通常为75nm或以下，优选为70nm或以下，更优选为65nm或以下。α-氧化铝粒子具有的BET比表面积通常为约8m2/g或以上，优选为约13m2/g或以上，更优选为约15m2/g或以上且通常为约100m2/g或以下。如上所述，通过本专利技术方法得到的α-氧化铝粒子具有高α-比率和小初级粒子平均直径，因此α-氧化铝粒子可以用作制备具有高强度的α-氧化铝烧结体的原料。得到的α-氧化铝烧结体可以适宜作为需要高强度的构件例如切削工具、生物陶瓷、低电阻互连图(routing pattern)陶瓷(例如，在其上具有铜图案的氧化铝陶瓷)和防弹板。α-氧化铝烧结体由于化学稳定性例如优异的耐腐蚀性可以用作制备半导体仪器的部件，例如晶片装卸器；电子零件例如氧传感器；半透明管例如钠灯和金属卤化物灯；或陶瓷过滤器。陶瓷过滤器用于去除包含在废气中的固体组分，用于过滤铝熔体，过滤饮料例如啤酒，或选择性渗透石油加工产生的气体或CO、CO2、N2、O2、H2气体。α-氧化铝粉末可以用作陶瓷如导热性陶瓷(例如，AlN)、YAG和荧光体用的烧结剂。此外，α-氧化铝粒子可以用作调色剂用的添加剂或树脂填料，通过将其加入至应用类型的磁介质的涂布层中，以改善磁头清洁性能和耐摩擦性。此外，α-氧化铝粉末还可以用作化妆品或刹车垫片的添加剂。此外，α-氧化铝粒子可以用作抛光材料。例如，通过在介质例如水中分散α-氧化铝粒子得到的浆料适用于半导体CMP的抛光和硬盘基材的抛光。通过在带的表面上涂布α-氧化铝粒子得到的抛光带适用于硬盘和磁头精确抛光。具体实施方式实施例-->本专利技术通过下面的实施例来更详细地描述，所述的实施例不应当解释为对本专利技术范围的限制。通过下面的方法评估α-氧化铝和晶种的性能。(1)α-比率它通过使用在2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备α－氧化铝粒子的方法，该方法包含以下步骤：（１）将包含铝盐和晶种的粉末混合物放置在不低于铝盐的热解温度的环境中，和（２）煅烧生成物。

【技术特征摘要】
JP 2004-3-17 2004-075813;JP 2004-4-1 2004-1087591、一种制备α-氧化铝粒子的方法，该方法包含以下步骤：(1)将包含铝盐和晶种的粉末混合物放置在不低于铝盐的热解温度的环境中，和(2)煅烧生成物。2、根据权利要求1所述的制备α-氧化铝粒子的方法，其中所述铝盐是无机盐。3、根据权利要求1所述的制备α-氧化铝粒子的方法，其中所述晶种是选自α-氧化铝、水铝石、氧化铁、氧化铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：梶原和久，竹内美明，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]