DE69211641T2

DE69211641T2 - Verfahren zur herstellung von submikronischen aluminateilchen

Info

Publication number: DE69211641T2
Application number: DE69211641T
Authority: DE
Inventors: Ronald Beggs; Lewis Decker; Duane Lewis; Galan Madderra
Original assignee: Condea Vista Co
Current assignee: Sasol North America Inc (ndgesd Staates Delaw
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2012-04-25
Also published as: WO1992019536A1; ATE139514T1; EP0536381B1; JPH06500068A; EP0536381A1; DE69211641D1; EP0536381A4; AU1894092A

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von wasserfreien Aluminiumoxid-Pulvern, beispielsweise α-Aluminiumoxid-Pulvern, mit einer hohen Reinheit und einer einheitlichen, geringen Teilchengröße, d.h. von weniger als 1 µm (1 Mikrometer). Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von α-Aluminiumoxid-Pulver mit einer Teilchengröße im Submikrometer-Bereich, ohne daß ein intensives mechanisches Mahlen erforderlich ist.

2. Beschreibung des technischen Hintergrunds

Für viele Anwendungszwecke sind hochreine wasserfreie Aluminiumoxid- Pulver, beispielsweise α-Aluminiumoxid-Pulver, mit einer geringen, einheitlichen Teilchengröße erforderlich. So ist es beispielsweise bei der Herstellung von Hochtechnologie-Keramiken bekannt, daß die Verwendung von α- Aluminiumoxid mit einer geringen einheitlichen Teilchengröße zu Endprodukten führt, die weniger bruchanfällig oder weniger anfällig für ein anderes mechanisches Versagen sind. Die derzeit bekannte Technologie zur Herstellung von α-Aluminiumoxid-Pulver mit einer geringen einheitlichen Teilchengröße besteht darin, hydratisierte Aluminiumoxide, beispielsweise Aluminiumoxid- Trihydrate oder -Monohydrate, bei hohen Temperaturen zu brennen, um das hydratisierte Aluminiumoxid in die gewünschte α-Phase umzuwandeln. Während dieser Umwandlung sintern die kleinen Kristalle der α-Aluminiumoxid- Vorläufer, wie allgemein bekannt, unter Bildung von größeren Teilchen, die aus Clustern (Agglomeraten) von α-Aluminiumoxid-Kristallen bestehen. Um die gewünschte Größe im Submikrometer-Bereich zu erzielen, ist es somit erforderlich, die stark agglomerierten α-Aluminiumoxid-Teilchen einem intensiven mechanischen Mahlen, beispielsweise einem Kugelmahlen, zu unterziehen. Dies ist nicht nur teuer und zeitraubend, sondern führt auch selten zu einer einheitlichen Teilchengröße des als Endprodukt erhaltenen α-Aluminiumoxid- Pulvers. Darüber hinaus werden durch das intensive Mahlen unvermeidlich Verunreinigungen (aus der Mahlvorrichtung) in das als Endprodukt erhaltene α-Aluminiumoxid-Pulver eingeführt, die letztlich in die aus dem Pulver hergestellten keramik-Produkte gelangen. Diese Verunreinigungen bilden zusammen mit der uneinheitlichen Größe der α-Aluminiumoxid-Teilchen mechanisch schwache Punkte in den daraus hergestellten Keramik-Produkten, wodurch darin Spannungen entstehen und diese leicht brechen.
In EP-A-0 279 672 ist ein Verfahren zur Herstellung von α-Aluminiumoxid mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 1 µm beschrieben, das umfaßt das Calcinieren eines festen Pulvers aus hydratisiertem Aluminiumoxid mit einer Oberflächengröße von 2 bis 12 m²/g und das Mahlen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Aluminiumoxid-Pulver mit einer einheitlichen geringen Teilchengröße bereitzustellen, bei dem ein intensives mechanisches Mahlen nicht mehr erforderlich ist und das deshalb ein α-Aluminiumoxid-Pulver mit geringer Teilchengröße ergibt, das im wesentlichen frei von Verunreinigungen ist, die normalerweise durch intensives mechanisches Mahlen eingeführt werden, wobei dieses Verfahren eine Methode zur Kontrolle (Steuerung) der Teilchengröße eines wasserfreien Aluminiumoxid-Pulvers durch Kontrolle (Einstellung) der Oberflächen/Kristall-Größe eines für die Herstellung des Pul vers verwendeten wasserfreien Aluminiumoxid-Vorläufers darstellt. Das obengenannte Ziel wird erreicht durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 12 beschrieben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein hydratisiertes Aluminiumoxid mit einer Oberflächengröße von 10 bis 70 m²/g unter Bedingungen calciniert, die ein agglomeriertes wasserfreies Aluminiumoxid ergeben, wobei das agglomerierte wasserfreie Aluminiumoxid deagglomeriert wird unter Bildung eines wasserfreien Aluminiumoxid-Pulvers mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 1 µm (1 Mikrometer).
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Mischung aus einem wäßrigen Medium und einem wasserfreien Aluminiumoxid-Vorläufer bei einer Temperatur von über 122,1 ºC (250ºF) und bei einem Druck, der gleich oder größer ist als etwa der Wasserdampfdruck bei der Behandlungs- Temperatur, für eine Zeitspanne behandelt, die ausreicht, um eine Aufschlämmung zu ergeben, die ein hydrothermisch behandeltes Aluminiumoxid mit einer Oberflächengröße von 10 bis 70 m²/g ergibt. Das hydrothermisch behandelte Aluminiumoxid wird aus der Aufschlämmung abgetrennt; getrocknet und calciniert unter Bildung eines wasserfreien Aluminiumoxid-Produkts, das, wenn es deagglomeriert wird, ein wasserfreies Aluminiumoxid-Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 1 µm (1 Mikrometer) ergibt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Figur zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen α-Aluminiumoxid mit fertig gemahlener Teilchengröße und der Oberflächengröße (Kristallgröße) des Ausgangs-Boehmits zeigt.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß es durch Calcinieren eines hydratisierten Aluminiumoxids mit einer Oberflächengröße von 10 bis 70 m²/g unter Bildung eines wasserfreien Aluminiumoxid-Agglomerats und Deagglomerieren, beispielsweise Mahlen des Agglomerats, möglich ist, ein hochreines wasserfreies Aluminiumoxid-Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als etwa 1 µm (1 Mikrometer) zu erhalten. Obgleich das hydratisierte Aluminiumoxid, das die erforderliche Oberflächengröße aufweist, aus natürlichen Quellen erhalten werden kann, wird es in der Praxis zweckmäßig erhalten durch hydrothermische Behandlung eines wasserfreien Aluminiumoxid-Vorläufers. Der hier verwendete Ausdruck wasserfreier Aluminiumoxid-Vorläufer bezieht sich auf irgendein beliebiges hydratisiertes Aluminiumoxid, das beim Erhitzen auf eine gegebene Temperatur je nach dem speziellen hydratisierten Aluminiumoxid in Al&sub2;O&sub3;, beispielsweise α-Aluminiumoxid, γ- Aluminiumoxid und α-Aluminiumoxid, umgewandelt wird. Für die Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist der Ausdruck "α-Aluminiumoxid" insbesondere so zu verstehen, daß er auch für jedes beliebige wasserfreie Aluminiumoxid steht. Zu nicht-beschränkenden Beispielen für geeignete wasserfreie Aluminiumoxid-Vorläufer gehören Pseudo-Boehmit, Boehmit, Bayerit und Diaspor, unabhängig davon, ob sie aus natürlichen oder synthetischen Quellen stammen. Ein bevorzugter α-Aluminiumoxid-Vorläufer umfaßt ein Pseudo-Boehmit- oder Boehmit-Aluminiumoxid. Der bevorzugte Boehmit, ein α-Aluminiumoxid-Vorläufer, kann entweder ein solcher vom in Wasser dispergierbaren Typ, wie in US-A-4 676 928 beschrieben, oder ein solcher vom in Säure dispergierbaren Typ, wie in US-A-4 746 503 beschrieben, sein. Boehmit wird allgemein auf synthetischem Wege durch Hydrolyse von Aluminiumalkylaten auf bekannte Weise erhalten. Typische Verfahren zur Herstellung solcher Aluminiumalkylate sind beispielsweise in US-A-4 242 271 angegeben. Das Aluminiumalkylat kann auf allgemein bekannte Weise hydrolysiert werden, beispielsweise nach dem in US-A-4 202 870 beschriebenen Verfahren. Besonders bevorzugt sind Boehmit-Aluminiumoxide, die durch Hydrolyse von Aluminiumalkylaten, die aus der Ziegler-Chemie stammen, auf allgemein bekannte Weise erhalten werden. Es sei jedoch bemerkt, daß auch Boehmit- Aluminiumoxid aus anderen Quellen zu Aufschlämmungen verarbeitet und in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann.
Bei der Durchüihrung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung einer Quelle aus hydratisiertem Aluminiumoxid mit der erforderlichen Oberflächengröße wird ein Gemisch aus einem wäßrigen Medium, beispielsweise entionisiertem Wasser, und dem α-Aluminiumoxid-Vorläufer gebildet, wobei der α-Aluminiumoxid-Vorläufer im allgemeinen in einer Menge von 1 bis 35 Gew.- %, berechnet als Al&sub2;O&sub3;, vorliegt. Bei der Bildung der Mischung aus dem α- Aluminiumoxid-Vorläufer und dem wäßrigen Medium können auch andere Zusätze eingearbeitet werden, so lange sie das Kristallwachstum des α- Aluminiumoxid-Vorläufers nicht nachteilig beeinflussen. So kann beispielsweise die Zugabe von Kohlendioxid und von Säuren toleriert werden, vorausgesetzt, daß keine Störung bei der Erzielung der gewünschten Oberflächengröße durch das Kristallwachstum auftritt.
Die Mischung (Aufschlämmung) aus dem wäßrigen Medium und dem α- Aluminiumoxid-Vorläufer wird, wenn sie einmal hergestellt worden ist, einer erhöhten Temperatur von über 122,1ºC (250ºF), vorzugsweise von 150,1 bis 486,1ºC (300-900ºF), insbesondere von 178,1 bis 402,1ºC (350-750ºF) für eine Zeitspanne ausgesetzt, die ausreicht, um eine Aufschlämmung herzustellen, die ein hydrothermisch behandeltes Aluminiumoxid mit einer Oberflächengröße von 10 bis etwa 70 m²/g ergibt. Der pH-Wert wird im allgemeinen in dem Bereich von 3 bis 11 gehalten. Es sei darauf hingewiesen, daß die gewünschte Oberflächen/Kristall-Größe erhalten werden kann entweder durch Anwendung niedrigerer Temperaturen und längerer Behandlungszeiten oder durch Anwendung höherer Temperaturen und kürzerer Behandlungszeiten. Im allgemeinen kann die gewünschte Oberflächengröße in einem Zeitrahmen von 1 h bis 5 Tagen erhalten werden, was wiederum beispielsweise von der angewendeten Temperatur und dem verwendeten Ausgangsmaterial abhängt. Obgleich auch hohe Drucke angewendet werden können, beispielsweise von 0,51 bis 22,3 MPa (5-220 atm) oder höher, ist es im allgemeinen nur erforderlich, die hydrothermische Behandlung bei einem Druck durchzuführen, der etwa bei oder oberhalb des Wasserdampfdruckes bei der jeweiligen Behandlungs- Temperatur liegt, um einen Wasserverlust durch Verdampfung zu verhindern. Die hydrothermische Behandlung kann vorzugsweise unter Rühren durchgeführt werden, obgleich auch Ruhebedingungen angewendet werden können.
Wenn einmal der α-Aluminiumoxid-Vorläufer ausreichend hydrothermisch behandelt worden ist, um die gewünschte Oberflächengröße zu erzielen, die nach allgemein bekannten Verfahren bestimmt werden kann, wird das hydrothermisch behandelte Aluminiumoxid durch Sprühtrocknen, Abfiltrieren, Zentrifugieren oder unter Anwendung anderer bekannter Verfahren aus der Aufschlämmung gewonnen (abgetrennt). Erforderlichenfalls wird das abgetrennte hydrothermisch behandelte Aluminiumoxid, wenn es durch Filtrieren abgetrennt worden ist, vorzugsweise getrocknet, beispielsweise durch Ofentrocknen, und danach gebrannt oder calciniert unter Bildung des α-Aluminiumoxid-Endprodukts.
Beim Calcinieren des hydratisierten Aluminiumoxids mit der gewünschten Oberflächengröße hängt die angewendete Temperatur von der Art des α- Aluminiumoxid-Vorläufers ab, d.h. davon, ob er unter Anwendung des erfindungsgemäßen hydrothermischen Verfahrens hergestellt worden ist, ob er aus in der Natur vorkommenden Quellen stammt oder nach anderen Verfahren hergestellt worden ist. Die Calcinierungs-Temperatur kann somit in dem Bereich von 900 bis 1400ºC liegen, je nach dem verwendeten speziellen α- Aluminiumoxid-Vorläufer. Im allgemeinen werden jedoch Calcinierungs- oder Brenntemperaturen von 1000 bis 1300ºC angewendet, insbesondere wenn der α-Aluminiumoxid-Vorläufer Boehmit ist, wobei das Calcinieren für eine Zeitspanne durchgeführt wird, die in dem Bereich von 1 min bis 4 h liegt. Das Calcinieren kann in einer allgemein bekannten konventionellen Calcinierungs- Vorrichtung durchgeführt werden.
Das Calcinieren führt zu Glustern von schwach agglomerierten α-Aluminiumoxid-Teilchen. Um das Agglomerat in das gewünschte α-Aluminiumoxid- Pulver umzuwandeln, ist es lediglich erforderlich, das agglomerierte α- Aluminiumoxid einem verhältnismäßig schwachen mechanischen Mahlen zu unterwerfen, beispielsweise durch Mahlen unter Bedingungen, die zu keinem Abrieb an den Komponenten der Mahlvorrichtung führen, so daß keine signifikante Menge an Verunreinigungen aus diesen Komponenten in das α- Aluminiumoxid-Pulver eingeführt wird. Während beispielsweise bei den Verfahren des Standes der Technik ein intensives mechanisches Mahlen, beispielsweise ein Kugelmahlen, erforderlich ist, um die Cluster von α-Aluminiumoxid-Kristallen auf eine geeignete Teilchengröße im Submikrometerbereich zu zerkleinern, sind die erfindungsgemäß gebildeten Agglomerate verhältnismäßig locker gebunden und die Teilchengröße des die Agglomerate aufbauenden α-Aluminiumoxids ist so, daß ein verhältnismäßig schwaches Mahlen, beispielsweise in einer Strahlmühle (im Luftstrahl) angewendet werden kann. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß ein Deagglomerationsverfahren, das in erster Linie auf dem Aufprall der Agglomerate und/oder Teilchen derselben aufeinander beruht, um die gewünschte Teilchengröße im Submikrometerbereich zu erzielen, als schwaches Mahlen in dem Sinne wie dieser Ausdruck hier verwendet wird, angesehen werden kann, im Unterschied zu dem Mahlen, das in erster Linie darauf beruhrt, daß die Agglomerate und/oder ihre Teilchen in bezug auf ihre Größe zerkleinert werden durch tatsächliches Zermalmen zwischen den Komponenten der Mahlvorrichtung.
Zur Herabsetzung der Calcinierungstemperatur des hydrothermisch behandelten α-Aluminiumoxid-Vorläufers ist es erwünscht, Impfkristalle des α-Aluminiumoxids oder andere Materialien, die kristallographisch ähnlich sind, in die Mischung aus dem wäßrigen Medium und dem α-Aluminiumoxid-Vorläufer vor der hydrothermischen Behandlung, nach der hydrothermischen Behandlung vor dem Trocknen einzuführen oder gewünschtenfalls dem trockenen, hydrothermisch behandelten α-Aluminiumoxid-Vorläufer zuzusetzen. In dem zuletzt genannten Verfahren kann beispielsweise der getrocknete hydrothermisch behandelte Aluminiumoxid-Vorläufer oder ein hydratisiertes Aluminiumoxid aus einer anderen Quelle in einem wäßrigen Medium dispergiert werden und die α-Aluminiumoxid-Impffeilchen werden der Aufschlämmung zugesetzt, wobei die Aufschlämmung gerührt wird unter Bildung einer einheitlichen Mischung. Die zugesetzten Impfkristalle aus α-Aluminiumoxid haben eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 1 µm (1 Mikrometer) und sie werden in einer Menge von 0,05 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des vorhandenen α-Aluminiumoxid-Vorläufers, zugegeben. Durch die Zugabe von α-Aluminiumoxid-Impfteilchen wird die Umwandlungstemperatur des α-Aluminiumoxid-Vorläufers in α-Aluminiumoxid herabgesetzt und es wird die Aufrechterhaltung einer lockereren Agglomeration des α-Aluminiumoxids, das durch Calcinieren des hydrothermisch behandelten α-Aluminiumoxid- Vorläufers erhalten wird, unterstützt.
Das folgende nicht-beschränkende Beispiel dient der näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung.

Beispiel

In allen Fällen wurden CATAPAL - oder DISPA -Aluminiumoxid, Boehmit- Aluminiumoxide, die durch Hydrolyse von durch Ziegler-Chemie hergestelltem Aluminiumalkylat erhalten wurden und von der Firma Vista Chemical Company vertrieben werden, verwendet. In den Versuchen 2 bis 9 (vgl. die nachstehende Tabelle) wurden verschiedene Gemische von Aluminiumoxiden (5 bis 12 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;) in wäßrigen Medien hergestellt und bei verschiedenen Temperaturen in dem Bereich von 178,1 bis 346,1ºC (350-650ºF) für variierende Zeitspannen in dem Bereich von 8 bis 72 h hydrothermisch behandelt zur Herstellung von Boehmit-Aluminiumoxid mit einem Oberflächengrößenbereich (Kristallgrößenbereich). Die hydrothermische Behandlung wurde bei Drucken durchgeführt, die etwa dem Wasserdampfdruck bei der Behandlungstemperatur entsprachen oder etwas höhere waren, um einen Wasserverlust während der hydrothermischen Behandlung zu vermeiden. Als Vergleich wurde im Versuch 1 CATAPAL -Aluminiumoxid verwendet.
Hydrothermisch behandelte Aluminiumoxide wurden aus Aufschlämmungen abgetrennt entweder durch Sprühtrocknen (Versuche 2 bis 5) oder durch Ofentrocknen bei 100ºC bei Atmosphärendruck (Versuche 6 bis 9). Die getrockneten Vorläufer wurden dann 1 h lang in einem Ofen bei 1250ºC calciniert. Die calcinierten Agglomerationen des α-Aluminiumoxids wurden unter Verwendung einer Strahlmühle gemahlen. In den Fällen, in denen die durchschnittliche Kristallgröße des Ausgangs-Boehmits die richtige Größe war, war die Verwendung der Strahlmühle ausreichend, um das α-Aluminiumoxid vollständig zu deagglomerieren, d.h. wenn die Kristallgröße zu klein oder zu groß war, wurde keine Teilchengröße im Submikrometer-Bereich erhalten. Wie allgemein bekannt, werden durch schwache Mahlverfahren, beispielsweise durch Mahlen in einer Strahlmühle, keine Verunreinigungen in das α-Aluminiumoxid Pulver eingeführt als Folge eines signifikanten Abriebs an den Kontakt(Mahl)- Komponenten der Mahlvorrichtung. Die Oberflächengrößen der deagglomerierten, hydrothermisch behandelten Aluminiumoxid-Vorläufer wurden durch (BET)-Stickstoffadsorption bestimmt.
In der nachstehenden Tabelle ist die Beziehung zwischen der Oberflächengröße der hydrothermisch behandelten Aluminiumoxid-Vorläufer und der durchschnittlichen Teilchengröße des daraus hergestellten α-Aluminiumoxids angegeben. α-Aluminiumoxid-Vorläufer α-Aluminiumoxid Versuch Oberflächengröße m²/g Kristallgröße 020 nm(Å) durchschnittliche Teilchengröße (µm) * Vergleichsversuch
Daraus ist zu ersehen, daß man dann, wenn die Oberflächengröße des hydrothermisch behandelten α-Aluminiumoxid-Vorläufers in dem Bereich von 10 bis 70 m²/g gehalten wird, ein α-Aluminiumoxid-Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 1 µm (1 Mikrometer) erhalten kann. Die Daten in der Tabelle sind in der beiliegenden Zeichnung graphisch dargestellt.
Da das Pulver durch Strahlmühlen, einem verhältnismäßig milden Mahlverfahren, erhalten werden kann, ist darüber hinaus das Pulver nicht durch Verunreinigungen aus der Mahlvorrichtung kontaminiert, ein allgemeines Problem, wenn ein starkes Mahlen (beispielsweise ein Kugelmahlen) erforderlich ist, um eine Teilchengröße im Submikrometerbereich zu erzielen.
Es wurde gefunden, daß dann, wenn Impfteilchen (Impfkristalle) aus α-Aluminiumoxid-Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 1 µm (1 Mikrometer) zugegeben werden, der hydrothermisch behandelte α- Aluminiumoxid-Vorläufer, insbesondere wenn Boehmit verwendet wird, bei einer niedrigeren Temperatur in α-Aluminiumoxid umgewandelt wird. Darüber hinaus ist das beim Calcinieren erhaltene α-Aluminiumoxid weniger agglomeriert. Dadurch wird die Leichtigkeit der Deagglomeration des α-Aluminiumoxids zu der pulverförmigen Form verbessert. Bei Anwendung dieser Impftechnik können die α-Aluminiumoxid-Teilchen der Mischung aus dem α-Aluminiumoxid-Vorläufer und dem wäßrigen Medium vor der hydrothermischen Behandlung zugegeben werden. Alternativ kann der hydrothermisch behandelte α- Aluminiumoxid-Vorläufer in einem wäßrigen System dispergiert werden und die α-Aluminiumoxid-Impfteilchen können zugegeben werden und die Mischung kann dann gerührt werden unter Bildung einer einheitlichen Dispersion. Wenn diese Impftechnik angewendet wird, werden die α-Aluminiumoxid-Impfteilchen in einer Menge von 0,05 bis 90 Gew.-% des α-Aluminiumoxid-Vorläufers zugegeben, wobei eine Menge von 1 bis 25 Gew.-% besonders bevorzugt ist. Praktische Experimente bei Anwendung dieser Impftechnik in Kombination mit der hydrothermischen Kristallwachstumstechnik haben gezeigt, daß die Calcinierungstemperatur auf 1100ºC gesenkt werden kann, so daß eine konventionelle Rotations-Calcinier-Vorrichtung verwendet werden kann, die mit Metallegierungs-Ofenrohren ausgestattet ist, wodurch die Notwendigkeit der Verwendung von teuren brüchigen Keramik-Rohren vermieden wird. Boehmit- Aluminiumoxid, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hydrothermisch behandelt worden ist, muß normalerweise bei einer Temperatur von 1250ºC calciniert werden, um eine Umwandlung in die α-Form zu erzielen. Außerdem werden wegen der niedrigeren Temperatur Energieeinsparungen erzielt Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das bei 1100ºC hergestellte α-Aluminiumoxid- Pulver weniger stark agglomeriert ist als bei höheren Temperaturen hergestelltes α-Aluminiumoxid.
Obgleich das zu calcinierende Aluminiumoxid, das die gewünschte Oberflächengröße hat, aus irgendeiner beliebigen Quelle stammen kann, beispielsweise in der Natur vorkommen kann, wird es, wie angegeben, zweckmäßig nach dem erfindungsgemäßen hydrothermischen Verfahren hergestellt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Aluminiumoxid-Pulver mit einer Teilchengröße im Submikrometer-Bereich, das umfaßt:

die Behandlung einer Mischung aus einem wäßrigen Medium und einem wasserfreien Aluminiumoxid-Vorläufer bei einer Temperatur von über 122,1ºC (250ºF) und einem Druck, der ausreicht, um beträchtliche Wasserverluste bei der Behandlungstemperatur zu verhindern, für eine Zeitspanne, die ausreicht für die Herstellung einer Aufschlämmung, die ein hydrothermisch behandeltes Aluminiumoxid mit einer Oberflächengröße von 10 bis 70 m²/g enthält;

die Abtrennung (Gewinnung) des hydrothermisch behandelten Aluminiumoxids aus der Aufschlämmung;

das Calcinieren des hydrothermisch behandelten Aluminiumoxids bei einer Temperatur und für eine Zeitspanne, die für die Herstellung eines wasserfreien Aluminiumoxid-Produkts ausreicht; und

die Deagglomeration des wasserfreien Aluminiumoxid-Produkts zur Herstellung eines wasserfreien Aluminiumoxid-Pulvers mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 1 µm (1 Mikrometer).

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Aluminiumoxid-Produkt α- Aluminiumoxid ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die hydrothermische Behandlung bei einer Temperatur von 178,1 bis 402,1ºC (350-750ºF) für eine Zeitspanne in dem Bereich von 1 Stunde bis 5 Tagen durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, worin die Mischung 5 bis 35 Gew.-% α-Aluminiumoxid-Vorläufer als Al&sub2;O&sub3; enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin der α-Aluminiumoxid-Vorläufer Boehmit umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, worin die Temperatur in dem Bereich von 178,1 bis 402,1ºC (350-750ºF) liegt und die Zeitspanne 1 bis 24 h (Stunden) beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Impf-Teilchen vor der hydrothermischen Behandlung in die Mischung eingeführt werden, wobei die Impfteilchen eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 1 µm (1 Mikrometer) haben.

8. Verfahren nach Anspruch 7, worin die Impfteilchen in einer Menge von 0,05 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des α-Aluminiumoxid-Vorläufers, zugegeben werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Impfteilchen dem hydrothermisch behandelten Aluminiumoxid zugegeben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin die Impfteilchen in einer Menge von 0,05 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des α-Aluminiumoxid-Vorläufers, zugegeben werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin das Calcinieren bei einer Temperatur von 900 bis 1400ºC, je nach dem verwendeten α- Aluminiumoxid-Vorläufer, durchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin das Calcinieren für eine Zeitspanne von 1 min (Minute) bis 4 h (Stunden) durchgeführt wird.