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JPH013002A - Method for producing mixed metal oxide powder and mixed metal oxide powder - Google Patents

Method for producing mixed metal oxide powder and mixed metal oxide powder

Info

Publication number
JPH013002A
JPH013002A JP63-71691A JP7169188A JPH013002A JP H013002 A JPH013002 A JP H013002A JP 7169188 A JP7169188 A JP 7169188A JP H013002 A JPH013002 A JP H013002A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
metal
metal oxide
alcoholate
water
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP63-71691A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS643002A (en
Inventor
フランツ レグラン
リューク レロ
パトリシア ド ブリュケル
Original Assignee
ソルヴェイ エ コムパニー
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
Priority claimed from BE8700311A external-priority patent/BE1001832A4/en
Application filed by ソルヴェイ エ コムパニー filed Critical ソルヴェイ エ コムパニー
Publication of JPS643002A publication Critical patent/JPS643002A/en
Publication of JPH013002A publication Critical patent/JPH013002A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は混合金属酸化物粉末の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method for producing mixed metal oxide powder.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

混合金属酸化物粉末が金属アルコラートの共加水分解(
cot+ydrolysis)によって製造されること
は公知である。このためには一般に希薄な金属アルコラ
ートアルコール溶液を調製し、これらのアルコール溶液
を水のアルコール溶液と混合する。反応は、一般に包囲
温度に於て、不活性な窒素雰囲気下で行われる。この方
法の終わりに於て、沈殿した混合金属酸化物粉末が集め
られる〔ペター・セラミックス・スルー・ケミストリー
ーマテリアルズ・リサーチ・ソサエティ・シンポジア・
プロシーデイングズ(Better Ceramics
 Through Chemistry−Materi
als Re5earch 5ociety Symp
osiaProcedinBs)  −Vol、 32
 1984−エルセピア・サイエンス・パブリッシング
社(Elsevier SciencePublish
ing Co、、 Inc、) −ブルースフエグレ−
(Bruce Fegley)ら、′単一粒径セラミッ
ク粉末の合成、キャラクタリゼーシシン、及び処理(S
ynthesis、 characterizatio
n、 and processingof monos
ized ceramic powders) ’、1
87−197頁;米国特許−A−4,543,341号
〕。この公知の方法は、セラミック材料に使用するため
に意図された極めて高い化学的純度の金属酸化物粉末の
製造のために設計されている。
Mixed metal oxide powders can be used for co-hydrolysis of metal alcoholates (
cot+hydrolysis). For this purpose, dilute metal alcoholate alcohol solutions are generally prepared and these alcohol solutions are mixed with an alcohol solution of water. The reaction is generally carried out at ambient temperature under an inert nitrogen atmosphere. At the end of this process, the precipitated mixed metal oxide powder is collected [Petter Ceramics Through Chemistry Materials Research Society Symposia]
Proceedings (Better Ceramics)
Through Chemistry-Materi
als Research 5ociety Symp
osiaProcedinBs) -Vol, 32
1984-Elsevier Science Publishing
ing Co, Inc.) -Bruce Fuegre-
(Bruce Fegley et al., 'Synthesis, Characterization, and Processing of Single Particle Size Ceramic Powders (S
synthesis, characterization
n, and processing of monos
ized ceramic powders)', 1
Pages 87-197; U.S. Pat. No. A-4,543,341]. This known method is designed for the production of metal oxide powders of extremely high chemical purity intended for use in ceramic materials.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

概して、セラミック材料の性能は、用いる混合金属酸化
物粉末の均質性に関係がある。この目的のため、今回、
金属アルコラートの共加水分解によって得られる粉末の
形態、特にその均質性が共加水分解が行われる条件によ
って影響され得ることが発見された。従って、本発明は
均一な粒子の形でありかつ高い化学的均質性を示す混合
金属酸化物粉末の製造方法を提供することを目的とする
Generally, the performance of ceramic materials is related to the homogeneity of the mixed metal oxide powder used. For this purpose, this time,
It has been discovered that the morphology of the powder obtained by cohydrolysis of metal alcoholates, in particular its homogeneity, can be influenced by the conditions under which the cohydrolysis is carried out. It is therefore an object of the present invention to provide a method for producing mixed metal oxide powders which are in the form of uniform particles and exhibit high chemical homogeneity.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

従って、本発明は、分子中に6個を越える炭素原子を含
む酸性有機化合物の存在下に於て金属アルコラートの共
加水分解が行われる混合金属酸化物粉末の製造方法に関
する。
The invention therefore relates to a process for the production of mixed metal oxide powders in which the cohydrolysis of metal alcoholates is carried out in the presence of acidic organic compounds containing more than 6 carbon atoms in the molecule.

本発明の範囲内に於て、混合金属酸化物粉末とは、少な
くとも2種の異なる金属の酸化物を含む粉末を示すもの
とする。本発明によれば、粉末は2種を越える異なる金
属酸化物を含むことができる。
Within the scope of the present invention, mixed metal oxide powder is understood to mean a powder containing oxides of at least two different metals. According to the invention, the powder can contain more than two different metal oxides.

本発明の方法に於て、金属アルコラートとは、未互換あ
るいは部分的に又は完全に置換されている、芳香族基あ
るいは飽和又は不飽和の、鎖状又は環式脂肪族基のよう
な炭化水素基に酸素原子によって結合する少なくとも1
個の金属を含むすべての化合物である。脂肪族基を含む
金属アルコラートが特に好ましく、例えばメチル、エチ
ル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブ
チル基のような未置換飽和脂肪族基を含む金属アルコラ
ートが好ましい。
In the process of the present invention, metal alcoholates are hydrocarbons such as aromatic groups or saturated or unsaturated, linear or cycloaliphatic groups, which are uncompatible or partially or completely substituted. at least one bonded to the group by an oxygen atom
All compounds containing metals. Metal alcoholates containing aliphatic groups are particularly preferred, for example metal alcoholates containing unsubstituted saturated aliphatic groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl groups.

本発明の方法に於て、用いられる金属アルコラートの炭
化水素基は同じであるか又は異なることができる。
In the process of the invention, the hydrocarbon groups of the metal alcoholates used can be the same or different.

共加水分解とは、金属アルコラートを水によって同時に
分解して対応する水和金属酸化物とアルコール又はアル
コール混合物とを生成することからなる。すべてのアル
コラートを分解するために厳密に所要な量に対して過剰
な水又は不足な水で操作が行われるかどうかということ
は重要でない。
Cohydrolysis consists in simultaneously decomposing a metal alcoholate with water to produce the corresponding hydrated metal oxide and an alcohol or alcohol mixture. It is immaterial whether the operation is carried out with an excess or shortage of water relative to the amount exactly required to decompose all the alcoholate.

共加水分解は、加水分解から得られる反応混合物のバル
クゲル化を起こすことなく、金属酸化物が粉末の形で沈
殿するように、それ自体公知の方法で制御される。
The cohydrolysis is controlled in a manner known per se in such a way that the metal oxide precipitates in powder form without bulk gelation of the reaction mixture resulting from the hydrolysis.

本発明によれば、共加水分解は酸性有機化合物の存在下
に於て行われる。
According to the invention, the cohydrolysis is carried out in the presence of acidic organic compounds.

酸性有機化合物とは、有機酸又は有8!1酸の誘導体を
示すものとする。飽和又は不飽和カルボン酸及びその誘
導体が特に好ましい。分子中に6個を越える炭素原子を
含む酸又は酸誘導体を選ぶのが得策である。特に有利で
あることがわかったカルボン酸はオクタン酸、ラウリン
酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、オレイン酸、ス
テアリン酸のような、分子中に少なくとも8個の炭素原
子を含むカルボン酸である。分子中に10個を越える炭
素原子を含むカルボン酸が好ましい。
The acidic organic compound refers to an organic acid or a derivative of an 8!1 acid. Particular preference is given to saturated or unsaturated carboxylic acids and their derivatives. It is advisable to choose acids or acid derivatives containing more than 6 carbon atoms in the molecule. Carboxylic acids which have proven particularly advantageous are those containing at least 8 carbon atoms in the molecule, such as octanoic acid, lauric acid, palmitic acid, isopalmitic acid, oleic acid, stearic acid. Carboxylic acids containing more than 10 carbon atoms in the molecule are preferred.

酸性有機化合物は、特に粒子の凝集を抑制することによ
りかつ粒子に球形輪郭を与えることによって、混合金属
酸化物粉末の形態に影響を与えることが観察された。概
して、酸性有機化合物は粉末形態に対する作用が明らか
であるための十分な量で用いられるべきであるが、同時
に粉末の品質に及ぼす影響がそれを越えると負になり得
る闇値を越えないようにすべきである。実際に於て、使
用するのが得策である酸性有機化合物の最適量は、特に
、選ばれる酸性有機化合物(主としてその炭素鎖長)、
用いられる金属アルコラート、ならびに操作条件を含む
多くのパラメーターに依存し、最適量はおのおのの特別
な場合に対して、粉末形態の所要な品質の関数として決
定されねばならない。一般に、酸性有機化合物と金属ア
ルコラート混合物との間のモル比(molar rel
ationship)が少なくとも10−3であること
を保証することが得策であり、カルボン酸の場合には、
好ましいモル比は0.005〜3であり、0.015〜
0.35のモル比が適当である。
Acidic organic compounds have been observed to influence the morphology of mixed metal oxide powders, particularly by inhibiting particle agglomeration and by imparting a spherical profile to the particles. As a general rule, acidic organic compounds should be used in sufficient quantities so that their effect on the powder form is obvious, but at the same time so that the effect on the quality of the powder does not exceed a dark value, beyond which it can become negative. Should. In practice, the optimum amount of acidic organic compound that it is advisable to use depends, in particular, on the acidic organic compound chosen (principally its carbon chain length),
Depending on a number of parameters, including the metal alcoholate used as well as the operating conditions, the optimum amount must be determined for each particular case as a function of the required quality of the powder form. In general, the molar ratio between the acidic organic compound and the metal alcoholate mixture (molar rel
ationship) is at least 10-3; in the case of carboxylic acids,
The preferred molar ratio is 0.005-3, and 0.015-3.
A molar ratio of 0.35 is suitable.

共加水分解は包囲空気中で行うことができる。Cohydrolysis can be carried out in ambient air.

しかし、金属アルコラートの制御されない分解の危険を
避けるため、本発明の方法の特別な実施態様によれば、
湿気の無い気体雰囲気下で共加水分解を行うことが好ま
しい。乾燥した、無水の空気、窒素、アルゴンは、本発
明のこの実施態様で用いることができる雰囲気の例であ
る。原理的に、温度及び圧力は重要ではない。一般に、
はとんどの場合、包囲温度及び常圧で行うことができる
However, in order to avoid the risk of uncontrolled decomposition of the metal alcoholate, according to a special embodiment of the process of the invention:
Preferably, the cohydrolysis is carried out in a moisture-free gas atmosphere. Dry, anhydrous air, nitrogen, argon are examples of atmospheres that can be used in this embodiment of the invention. In principle, temperature and pressure are not important. in general,
In most cases, it can be carried out at ambient temperature and atmospheric pressure.

本発明の方法の実施に於て、核生成が始まる前に、でき
るだけ速やかに金属アルコラート、水、酸性有機化合物
の均質な混合物を生成させることが好ましい。このため
、アルコラート及び水は有機溶液の形で用いることが有
利である。適当な場合、アルコラートの有機溶媒は無水
であることが有利である。さらに、アルコラート及び水
の有機溶液中に固体粒子の存在が無いことが得策である
In carrying out the process of the invention, it is preferred to form a homogeneous mixture of metal alcoholate, water and acidic organic compound as soon as possible before nucleation begins. For this reason, it is advantageous to use the alcoholate and water in the form of an organic solution. If appropriate, the organic solvent of the alcoholate is advantageously anhydrous. Furthermore, the absence of solid particles in the organic solution of alcoholate and water is advantageous.

各アルコラート及び水に対して同し有m?8媒を用いて
もよく、または異なる有機溶媒を用いてもよい。異なる
有機溶媒の場合には、一般に、それらが混和性であるこ
とが得策である。さらに、生成する金属酸化物がその中
に不溶な有機溶媒を選ぶことも得策である。アルコール
及びその誘導体、特にメタノール、エタノール、n−プ
ロパツール、イソプロパツール、n−ブタノール、イソ
ブタノールが一般に適当である。
Is it the same for each alcoholate and water? 8 solvents may be used or different organic solvents may be used. In the case of different organic solvents, it is generally advisable that they are miscible. Furthermore, it is also advisable to choose an organic solvent in which the metal oxide formed is insoluble. Alcohols and their derivatives are generally suitable, especially methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol.

アルコラート及び水のそれぞれの有機溶媒中の最適な希
釈度は種々の因子、特に使用されるアルコラート、選ば
れる酸性有機化合物の量及び質、実施温度、反応混合物
の攪拌の度合及び金属酸化物粉末の所望の品質の程度に
依存し、それらの因子は、実験室のきまった仕事で、お
のおのの特別な場合のために決定されねばならない。概
して、各アルコラート又はアルコラート混合物の有機溶
液及び水の有機溶液が、それぞれ、11当たり2モル未
満の金属アルコラート及び11当たり5モル未満の水を
含むことが好ましい。特に有利な濃度は、金属アルコラ
ート溶液の場合には0.05〜lであり、水有機溶液の
場合には0.1〜3である。
The optimum dilution of the alcoholate and water in the respective organic solvents depends on various factors, in particular the alcoholate used, the amount and quality of the acidic organic compound chosen, the operating temperature, the degree of agitation of the reaction mixture and the concentration of the metal oxide powder. Depending on the desired degree of quality, these factors must be determined for each particular case in routine laboratory work. Generally, it is preferred that the organic solution of each alcoholate or mixture of alcoholates and the organic solution of water contain less than 2 moles of metal alcoholate per 11 and less than 5 moles of water per 11, respectively. Particularly advantageous concentrations are from 0.05 to 1 in the case of metal alcoholate solutions and from 0.1 to 3 in the case of aqueous organic solutions.

本発明の方法に於て、酸性有機化合物の存在下で金属ア
ルコラートの共加水分解によって金属酸化物が共沈され
る。このために種々の操作方法を用いることができる。
In the process of the invention, metal oxides are co-precipitated by co-hydrolysis of metal alcoholates in the presence of acidic organic compounds. Various operating methods can be used for this purpose.

第1の操作方法によれば、各金属アルコラート(例えば
有機溶液の形で)、水(好ましくは有機溶媒に溶解され
た形で)及び酸性有機化合物を別々に、但し同時に、反
応室内へ導入する。本発明のこの操作方法の別法では、
金属アルコラートの均質な混合物を、例えばそれらアル
コラートを共通溶媒に溶解することによって最初につく
った後、それへ水及び有機化合物を添加する。
According to a first method of operation, each metal alcoholate (for example in the form of an organic solution), water (preferably in the form dissolved in an organic solvent) and the acidic organic compound are introduced separately, but simultaneously, into the reaction chamber. . In an alternative to this method of operation of the invention,
A homogeneous mixture of metal alcoholates is first prepared, for example by dissolving the alcoholates in a common solvent, and then water and the organic compound are added thereto.

第2の操作方法によれば、金属アルコラートの均質な混
合物を最初につくり、この混合物又は水へ酸性有機化合
物を添加した後、水とアルコラート混合物とを混合する
According to a second method of operation, a homogeneous mixture of the metal alcoholates is first created and, after addition of the acidic organic compound to this mixture or to the water, the water and the alcoholate mixture are mixed.

これらの操作方法のおのおのに於て、英国特許出願G 
B −A−2,168,334号に記載されているよう
に操作することができる。
Each of these methods of operation is covered by a British patent application G.
It can be operated as described in B-A-2,168,334.

共加水分解反応の終了時に、無定形の金属酸化物の混合
物からなり、多かれ、少なかれ水和している微細粒子の
粉末を集める。粉末は、本質的に、直径が5 p m 
(microns)以下、通常0.05〜2μmの一般
に球形の粒子からなる。粉末は、一般に、水分及び有機
溶媒や酸性有機化合物のような加水分解反応からの有機
残留物と結合している。
At the end of the cohydrolysis reaction, a finely divided powder consisting of an amorphous metal oxide mixture and more or less hydrated is collected. The powder essentially has a diameter of 5 pm
(microns) or less, it consists of generally spherical particles, usually 0.05 to 2 μm. The powder is generally combined with moisture and organic residues from the hydrolysis reaction, such as organic solvents and acidic organic compounds.

粉末は、随意に、含んでいる酸性有機化合物、水、有機
溶媒を除去するために乾燥操作及び適当な温度に於ける
熱処理にかけることができる。熱処理は、多孔度を制御
するためあるいは多孔度を完全に免れるために調節する
ことができる。熱処理は、金属酸化物の結晶化を開始さ
せるためにも調節することができる。
The powder can optionally be subjected to a drying operation and a heat treatment at a suitable temperature to remove the acidic organic compounds, water and organic solvents it contains. The heat treatment can be adjusted to control porosity or to avoid porosity altogether. The heat treatment can also be adjusted to initiate crystallization of the metal oxide.

本発明の方法は、例えばタンタル、ニオブ、バリウム、
銅、ストロンチウムの酸化物のような金属酸化物又は金
属酸化物混合物でドープされた酸化チタン粉末、酸化硼
素でドープされた酸化珪素粉末及び酸化アルミニウムで
ドープされたジルコニウム酸化物粉末のようなすべての
既知の金属の粉末状酸化物の製造に適用することができ
る。その使用が溶融又は焼結処理のような高温処理を必
要とする粉末で始まる非金属無機材料であると定義され
るセラミック材料に用いることが意図される混合金属酸
化物粉末の製造に特に適している(P、ウィリアム・リ
ー(P、 William Lee)−“セラミックス
(Ceraa+1cs)”−1961−ラインホールド
・パブリッシング・コーポレーション(Reinhol
d Pub目shing Corp、)   1頁;キ
ルク・オスマー(Kirk 0tha+er) 、エン
サイクロペディア・オブ・ケミカルテクノロジー(En
cyclopedia ofChemical Tec
hnology)−第3版−Vol、 5 197り 
;ジョン・ウィリー・アンド・サンズ(John Wi
ley& 5ons) 、U、 S、 A、 −234
−236頁:6セラミツクス、スコープ(Cerami
cs、 5cope) ” ) a特に、本発明の方法
は希土類並びに元素周期表のII、III及びIV族に
属する金属の酸化物の混合粉末の製造に有利に適用され
、少なくとも50モル%(例えば75〜95%)の酸化
ジルコニウムを含む安定化されたジルコニウム粉末の製
造に好結果で適用される。
The method of the present invention can be applied to, for example, tantalum, niobium, barium,
All titanium oxide powders doped with metal oxides or metal oxide mixtures like oxides of copper, strontium, silicon oxide powders doped with boron oxide and zirconium oxide powders doped with aluminum oxides. It can be applied to the production of powdered oxides of known metals. Particularly suitable for the production of mixed metal oxide powders intended for use in ceramic materials, defined as non-metallic inorganic materials whose use starts with powders that require high-temperature treatments such as melting or sintering treatments. (P, William Lee) - “Ceraa+1cs” - 1961 - Reinhold Publishing Corporation (Reinhol
Kirk Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology (Encyclopedia of Chemical Technology)
cyclopedia of Chemical Tec
hnology) - 3rd edition - Vol, 5 197ri
; John Wiley & Sons
ley&5ons), U, S, A, -234
-236 pages: 6 Ceramics, scope (Cerami
cs. ~95%) of zirconium oxide with good results.

本発明の方法を用いて得られる粉末、最も特別には少な
くとも1種の他の金属酸化物で安定化されたジルコニア
粉末は、全粉末規模でばかりでなく粒子規模でも顕著な
化学的均一性を特徴とする。
The powders obtained using the method of the invention, most particularly the zirconia powders stabilized with at least one other metal oxide, exhibit remarkable chemical homogeneity not only on the whole powder scale but also on the particle scale. Features.

さらに、得られた粉末は凝集体がほとんど無くかつその
粒径分布は比較的狭い。
Furthermore, the resulting powder is almost free of agglomerates and has a relatively narrow particle size distribution.

従って、本発明は、粉末中の金属酸化物の和に対する各
金属酸化物の平均モル比(R1)と粉末の粒子中の金属
酸化物の和に対する該金属酸化物のモル比(R2)とが R3 であるような混合金属酸化物粉末にも関する。
Therefore, in the present invention, the average molar ratio (R1) of each metal oxide to the sum of metal oxides in the powder and the molar ratio (R2) of the metal oxide to the sum of metal oxides in the powder particles are It also relates to mixed metal oxide powders such as R3.

本発明は、特に、粉末の各粒子の場合及び粒子を構成す
る各金属酸化物の場合に、上記モル比(R2)と該粒子
中の任念の点に於て金属酸化物の和に対する該金属酸化
物のモル比(R3)とがのようである混合金属酸化物粉
末に関する。
In particular, in the case of each particle of the powder and the case of each metal oxide constituting the particle, the above molar ratio (R2) and the ratio to the sum of the metal oxides at a given point in the particle are provided. The present invention relates to a mixed metal oxide powder in which the molar ratio (R3) of the metal oxides is as follows.

本発明の混合金属酸化物粉末は上記モル比R1、R2及
びR3が H。
In the mixed metal oxide powder of the present invention, the molar ratios R1, R2, and R3 are H.

及び(又は) z のようである粉末である。and (or) z It is a powder that looks like this.

本発明の混合金属酸化物粉末は、一般に、直径が0.0
5〜2μm、好ましくは0.2〜0.7μmである球形
粒子からなる。
The mixed metal oxide powder of the present invention generally has a diameter of 0.0
It consists of spherical particles having a size of 5 to 2 μm, preferably 0.2 to 0.7 μm.

本発明の好ましい粉末は、構成金属酸化物が希土類並び
に元素周期表のII、III及びIV族の金属酸化物か
ら選ばれる金属酸化物である。これらの粉末はセラミッ
ク材料の使用に於て有利に適用される。かかる粉末の例
は、上記群の1つに属する少なくとも1種の他の金属、
例えばチタン、イツトリウム、カルシウム、マグネシウ
ム、バリウム、ネオジム及びランタンの少なくとも1種
の酸化物でドープされた酸化ジルコニウムの粉末である
Preferred powders of the invention are metal oxides in which the constituent metal oxides are selected from rare earths and metal oxides of groups II, III and IV of the Periodic Table of the Elements. These powders are advantageously applied in the use of ceramic materials. Examples of such powders include at least one other metal belonging to one of the above groups;
For example, zirconium oxide powder doped with an oxide of at least one of titanium, yttrium, calcium, magnesium, barium, neodymium and lanthanum.

本発明のこれらの粉末の中で、少なくとも50モル%、
好ましくは75〜98モル%の酸化ジルコニウムを含む
粉末が最も有利である。
Among these powders of the invention at least 50 mol%,
Powders containing preferably 75 to 98 mole % zirconium oxide are most advantageous.

本発明の粉末は上で定義された本発明の方法を用いて得
られる粉末である。本発明は、特に、上記の比IRI 
 R21:R1が0.25未満である混合金属酸化物粉
末及び上記の比IR2R31:Rzが0.20未満であ
る粉末、特に ビ1 及び(又は) である粉末に関する。
The powder of the invention is the powder obtained using the method of the invention as defined above. The present invention particularly provides the above ratio IRI
It relates to mixed metal oxide powders in which R21:R1 is less than 0.25 and powders in which the above-mentioned ratio IR2R31:Rz is less than 0.20, in particular B1 and/or.

以下に示すいくつかの実施例は本発明を説明するための
ものである。これらの実施例を添付図面に関して説明す
る。
The following examples are provided to illustrate the invention. These embodiments will now be described with respect to the accompanying drawings.

第1図は、本発明の粉末のミクロトーム薄片に於ける粒
子に沿った微量分析に関するダイヤグラムである。
FIG. 1 is a diagram for along-grain microanalysis in a microtome section of the powder of the invention.

第2〜7図は本発明のドープされたジルコニア粉末の粒
子構造を示す倍率20,0OOXの写真である。
Figures 2 to 7 are photographs at a magnification of 20,000x showing the grain structure of the doped zirconia powder of the present invention.

以下の実施例は、本発明による以下の操作方法による、
もう1つの金属酸化物でドープされたジルコニア粉末の
試験製造に関する。
The following examples illustrate the following method of operation according to the invention:
This invention relates to the experimental production of another metal oxide doped zirconia powder.

ジルコニウムアルコラ− 1つの金属のアルコラートの有機溶液を、別々に、無水
窒素雰囲気下に保たれた反応室中へ導入した。
Zirconium Alcoholate An organic solution of the alcoholate of one metal was introduced separately into a reaction chamber maintained under an atmosphere of anhydrous nitrogen.

均質な溶液を生ずるために充分な数分間の熟成時間後、
この均質溶液−・所定量のカルボン酸を添加し、得られ
た混合物を数分間適度の撹拌にかけた。
After a few minutes of maturation time sufficient to produce a homogeneous solution,
A predetermined amount of carboxylic acid was added to this homogeneous solution and the resulting mixture was subjected to moderate stirring for several minutes.

次に、混合物を激しく攪拌し続けながら、これに、水の
有機溶液の規定量を1度に添加した。核生成開始前に均
質な反応混合物が生ずるように攪拌を調節した。次に、
反応混合物を適度に攪拌しながら2時間熟成させた。熟
成終了後、反応混合物を遠心分離し、混合金属酸化物を
集め、無水アルコールで洗った後、包囲温度の空気流で
乾燥した。
Then, while continuing to stir the mixture vigorously, a specified amount of the organic solution of water was added in one portion to it. Agitation was adjusted to create a homogeneous reaction mixture before nucleation began. next,
The reaction mixture was aged for 2 hours with moderate stirring. After the aging was completed, the reaction mixture was centrifuged and the mixed metal oxides were collected, washed with absolute alcohol, and then dried with a stream of air at ambient temperature.

実施例中、写真複写による測定から下記の関係〔G、ヘ
ルダン(G、 1lerdan) −”小粒子統計学(
small particle 5tatistics
) ”−第2版−1960−へターワース(BuLte
rworths) ; 10−11頁〕Σn、 (上記関係中、n、は直径d1の粒子の数を示す)によ
って定義される粉末の平均粒子直径を計算した。
In the examples, the following relationship [G, 1lerdan - "Small particle statistics (
small particle 5 statistics
)”-2nd edition-1960-Heterworth (BuLte
The average particle diameter of the powder was calculated as defined by Σn, where n indicates the number of particles with diameter d1 in the above relationship.

実施例1 本実施例は酸化イツトリウムでドープされたジルコニア
の粉末の製造に関する。本実施例は下記の操作条件を特
徴とする。
Example 1 This example relates to the production of zirconia powder doped with yttrium oxide. This example is characterized by the following operating conditions.

金属アルコラートの有機溶液: ジルコニウムn−ブトキシドの0.2 Mエタノール溶
液100++Il。
Organic solution of metal alcoholate: 100++ Il of 0.2 M ethanol solution of zirconium n-butoxide.

イツトリウムイソプロポキシドの0.4Mイソプロパツ
ール溶液3ml、 カルボン酸ニオレイン酸1.6X10−”モル、水の有
機溶液:水の0.7 Mエタノール溶液100Il11
、 実施温度=25℃。
Organic solution of 3 ml of 0.4 M isopropanol solution of yttrium isopropoxide, 1.6 x 10-" moles of carboxylic nioleic acid, water: 100 Il of 0.7 M ethanolic solution of water
, Implementation temperature = 25°C.

得られた粉末は第2図に示してあり、0.87μmの平
均粒子直径を有する。
The resulting powder is shown in Figure 2 and has an average particle diameter of 0.87 μm.

さらにモル比 Y2O3のモル+ZrO,のモル の測定を、 (a)  全粉末試料について、 (b)  粉末からランダムに取った5個の粒子につい
て、及び (C)  粉末の1個の粒子の直径に沿って、厚さ約0
.1μmのミクロトーム薄片肉の異なる領域について 行った。
Furthermore, the molar ratio Y2O3 moles + moles of ZrO is measured (a) for the entire powder sample, (b) for five randomly taken particles from the powder, and (C) for the diameter of one particle of the powder. along, thickness approx.
.. The tests were carried out on different areas of a 1 μm microtome thin section.

測定ta+は、化学分析を用いて行った。The measurement ta+ was performed using chemical analysis.

測定(blは、トラコー(Tracor)から供給され
る工未ルギー回折X線微量分析装置を取付けた、ケンブ
リッジ(Cambridge)が供給している走査型電
子顕微鏡シリーズ2000を用いるX線微量分析によっ
て行った。
Measurements (bl) were carried out by X-ray microanalysis using a Scanning Electron Microscope Series 2000 supplied by Cambridge, fitted with an Emerging Energy Diffraction X-ray Microanalyzer supplied by Tracor. .

測定fc)は、ケヘノクス(Kevex)から供給され
るエネルギー回折X線微量分析装置を取り付けたシーメ
ンス(Siemens)モデル102i3過型顕微鏡に
よるX線微量分析によって行った。
Measurements fc) were carried out by X-ray microanalysis with a Siemens model 102i3 microscope equipped with an energy diffraction X-ray microanalyzer supplied by Kevex.

測定(al及びfb)の結果は下記の表中に示しである
The results of the measurements (al and fb) are shown in the table below.

測定(C)の結果は、イツトリウムの検出に関する放射
線強度の分布を示す第1図のダイヤグラムで再現される
。ダイヤグラムの水平軸は分析装置の走査線を図示し、
縦軸は酸化イツトリウムのモル濃度(上で定義されたモ
ル比Ra)を示す。
The results of measurement (C) are reproduced in the diagram of FIG. 1 showing the distribution of radiation intensity for the detection of yttrium. The horizontal axis of the diagram illustrates the scan line of the analyzer;
The vertical axis indicates the molar concentration of yttrium oxide (molar ratio Ra defined above).

上記の表及びダイヤグラムを検討して下記の結論に達す
る。
Examining the above table and diagram, we reach the following conclusions:

5個の粒子試料の場合には tl。In the case of a sample of 5 particles, tl.

粒子の直径に沿って 本実施例は、下記の操作条件で実施例と異なる。along the diameter of the particle This example differs from the example in the following operating conditions.

金属アルコラートの有機溶液: ジルコニウムn−プロポキシドの0.2 Mプロパツー
ル溶液100m11 イツトリウムイソプロポキシドの0.4 Mイソプロパ
ツール溶液3僧l、 カルボン酸ニオレイン酸4.8X10−3モル水の有機
溶液:水の1.25 Liプロパツール溶液100mf
、及び 実施温度:25℃。
Organic solution of metal alcoholate: 100 ml of 0.2 M propazine solution of zirconium n-propoxide, 3 liters of 0.4 M isopropanol solution of yttrium isopropoxide, 4.8 x 10-3 mol of carboxylic acid nioleic acid in water. Organic solution: 100mf of 1.25 Li propatool solution in water
, and implementation temperature: 25°C.

得られた粉末を第3図に示す。該粉末は0.32μmの
平均粒子直径を有する。
The obtained powder is shown in FIG. The powder has an average particle diameter of 0.32 μm.

実施例3 本実施例では、二酸化チタンでドープしたジルコニアの
粉末を調製した。該調製は、以下の操作条件により行っ
た。
Example 3 In this example, a titanium dioxide doped zirconia powder was prepared. The preparation was carried out under the following operating conditions.

金属アルコラートの有機溶液: ジルコニウムn−プロポキシドの0.2Mプロパツール
溶液100mN、 チタニウムn−プロポキシドの0.5Mインプロパツー
ル溶液4m!、 カルボン酸ニオレイン酸3.2 X L O−’モル水
の有機溶液:水の0.7 M n−プロパツール溶液1
00m1.、及び 実施温度:25℃ 第4図は得られた粉末の試料を示す。粉末はジルコニア
及び二酸化チタンの球形粒子からなり、その平均直径は
0.88μmである。
Organic solution of metal alcoholate: 100 mN of 0.2M propatool solution of zirconium n-propoxide, 4 mN of 0.5M propatool solution of titanium n-propoxide! , carboxylic acid nioleic acid 3.2 X L O-' molar organic solution in water: 0.7 M n-propertool solution in water 1
00m1. , and operating temperature: 25° C. FIG. 4 shows a sample of the powder obtained. The powder consists of spherical particles of zirconia and titanium dioxide, the average diameter of which is 0.88 μm.

実施例4 本実施例では、ジルコニア及び酸化カルシウムの粉末を
調製し゛た。この目的のため、下記の操作条件を用いた
Example 4 In this example, zirconia and calcium oxide powders were prepared. For this purpose, the following operating conditions were used.

金属アルコラートの有機溶液: ジルコニウムn−プロポキシドの0.2 M n −プ
ロパツール溶液30mf、 ジルコニウムn−ブトキシド及びn−プロポキシド(0
,46M)とカルシウムエトキシド(0,08M)との
混合物のn−プロパツールとインプロパツールとの混合
物中の溶液3〇−、 カルボン酸ニオレイン酸4.8X10−3モル水つ有機
溶液:水の0.7 M n−プロパツール溶液1.0O
mjl!、及び 実施温度=70℃。
Organic solutions of metal alcoholates: 30 mf of a 0.2 M n-propertool solution of zirconium n-propoxide, zirconium n-butoxide and n-propoxide (0
, 46M) and calcium ethoxide (0,08M) in a mixture of n-propatool and impropatool 30-, carboxylic acid nioleic acid 4.8X10-3 mol water and organic solution: water 0.7 M n-propertool solution 1.0O
mjl! , and operating temperature = 70°C.

本実施例の実施に於て、まず2種の金属アルコラート溶
液を混合し、次に、得られた混合物を20艷のインプロ
パツールで希釈した後、その中ヘオレイン酸を導入した
。この場合、その後の操作は実施例1〜3で上に説明し
た通りであった。
In carrying out this example, two metal alcoholate solutions were first mixed, then the resulting mixture was diluted with 20 bottles of impropat tool, and then heoleic acid was introduced therein. In this case, the subsequent operations were as described above in Examples 1-3.

得られた粉末の試料を第5図に示す。この粉末は平均直
径が1.2μmの球形粒子の形である。
A sample of the obtained powder is shown in FIG. This powder is in the form of spherical particles with an average diameter of 1.2 μm.

実施例5 本実施例に於て、酸化ジルコニウム及び酸化マグネシウ
ムの粉末を製造した。操作は実施例1と同じであり、下
記の反応体を用いた。
Example 5 In this example, zirconium oxide and magnesium oxide powders were produced. The procedure was the same as in Example 1, and the following reactants were used.

金属アルコラートの有機溶液: ジルコニウムn−プロポキシドの0.2μm−プロパツ
ール溶液50m1、 ジルコニウムn−プロポキシド(0,67M)及びマグ
ネシウムエトキシド(0,12M)のn−プロパツール
溶液15m1 カルボン酸;オレイン酸3.2X10−3モル水の有機
溶液:水の0.7 M n−プロパツール溶液100−
1及び 実施温度;50℃。
Organic solution of metal alcoholate: 50 ml of 0.2 μm-propanol solution of zirconium n-propoxide, 15 ml of n-propanol solution of zirconium n-propoxide (0.67M) and magnesium ethoxide (0.12M) carboxylic acid; Organic solution of oleic acid 3.2 x 10-3 molar water: 0.7 M n-propanol solution in water 100-
1 and implementation temperature: 50°C.

得られた粉末の試料は第6図に再現される。A sample of the powder obtained is reproduced in FIG.

この粉末は平均直径0.68μmの球形粒子からなる。This powder consists of spherical particles with an average diameter of 0.68 μm.

実施例6 本実施例は酸化ネオジムでドープされたジルコニアの粉
末の製造に関する。
Example 6 This example relates to the production of zirconia powder doped with neodymium oxide.

操作は実施例1で上に説明した通りてあり、下記の反応
体を用いた。
The procedure was as described above in Example 1, using the following reactants.

金属アルコラートの有機溶液: ジルコニウムn−プロポキシドの0.2 M n −プ
ロパツール溶液50m1、 ネオジムイソプロポキシドの0.06〜1イソプロパツ
ール溶液40−、 カルボン酸ニオレイン酸2.4X10−3モル、水の有
機溶液:水の1.25μm−プロパツール溶液50m1
1l、及び 実施温度:50℃。
Organic solutions of metal alcoholates: 50 ml of a 0.2 M n-propanol solution of zirconium n-propoxide, 40 ml of a 0.06-1 isopropanol solution of neodymium isopropoxide, 2.4 X 10-3 mol of carboxylic acid nioleic acid , organic solution of water: 1.25 μm-propertool solution of water 50 ml
1 liter, and operating temperature: 50°C.

第7図は得られた粉末の試料を示す。この粉末は平均直
径が0.3μmである酸化ジルコニウム及び酸化ネオジ
ムの球形粒子からなる。
Figure 7 shows a sample of the powder obtained. This powder consists of spherical particles of zirconium oxide and neodymium oxide with an average diameter of 0.3 μm.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の粉末のミクロトーム薄片に於ける粒
子に沿った微量分析に関するダイヤグラムである。 第2〜7図は、本発明のドープされたジルコニア粉末の
粒子構造を示す倍率20.000Xの写真である。 第2図 第3図 第4 [11:1 第(゛で谷ζ 第7図 手続補正害(方式) %式% 3補正をする者 ”IT件との関係  出願人 名称   ソルヴエイ エ コムバニー4、代理人 氏 名(5995)弁理士 中  村     稔U)
1量(同容1こ又史7ましン
FIG. 1 is a diagram for along-grain microanalysis in a microtome section of the powder of the invention. Figures 2-7 are photographs at 20.000X magnification showing the grain structure of the doped zirconia powder of the present invention. Fig.2 Fig.3 Fig.4 Person Name (5995) Patent Attorney Minoru Nakamura U)
1 amount (same volume: 1 Komata history 7 pieces

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)分子中に6個を越える炭素原子を含む酸性有機化
合物の存在下で共加水分解を行うことを特徴とする、金
属アルコラートの共加水分解を行うことを含む混合金属
酸化物粉末の製造方法。 (2)酸性有機化合物がカルボン酸から選ばれることを
特徴とする請求項1記載の方法。 (3)酸性有機化合物を金属アルコラートのモル量の0
.005〜3倍の量で用いることを特徴とする請求項1
又は2記載の方法。 (4)共加水分解を行うために、核生成が始まる前に均
一な混合物を生ずるように金属アルコラートと水と酸性
有機化合物とを混合することを特徴とする請求項1〜3
のいずれか1項に記載の方法。 (5)金属アルコラートを1l当たりアルコラート0.
05〜1モルを含むアルコール溶液の形で用いること、
及び水を1l当たり水0.1〜3モルを含む水のアルコ
ール溶液の形で用いることを特徴とする請求項1〜4の
いずれか1項に記載の方法。 (6)金属アルコラートを希土類金属のアルコラート並
びに元素周期表のII、III及びIV属の金属のアルコラー
トから選ぶことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1
項に記載の方法。 (7)粉末中の金属酸化物の和に対する各金属酸化物の
平均モル比(R_1)と粉末の1つの粒子中の金属酸化
物の和に対する該金属酸化物の平均モル比(R_2)と
が|R_1−R_2|/R_1≦0.30のようである
混合金属酸化物粉末。 (8)粉末の各粒子について及び各粒子を構成する各金
属酸化物について、上に挙げたモル比R_2と該粒子中
の任意の点に於ける金属酸化物の和に対する該金属酸化
物のモル比(R_3)とが|R_2−R_3|/R_2
≦0.30 のようであることを特徴とする請求項7記載の粉末。 (9)モル比R_1、R_2及びR_3が 0.03≦|R_1−R_2|/R_1≦0.20及び
(又は) 0.08≦|R_2−R_3|/R_2≦0.18のよ
うであることを特徴とする請求項7又は8記載の粉末。 (10)粉末が直径0.05〜2μmである球形粒子か
らなることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に
記載の粉末。 (11)金属酸化物が希土類金属並びに元素周期表のI
I、III及びIV族の金属から選ばれる金属の酸化物である
ことを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載
の粉末。 (12)粉末が75〜98モル%の酸化ジルコニウムを
含むことを特徴とする請求項11記載の粉末。 (13)請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法によ
って得られることができる請求項7〜12のいずれか1
項に記載の粉末。
[Claims] (1) A mixture comprising co-hydrolyzing a metal alcoholate, characterized in that the co-hydrolyzing is carried out in the presence of an acidic organic compound containing more than 6 carbon atoms in the molecule. Method for producing metal oxide powder. 2. A method according to claim 1, characterized in that (2) the acidic organic compound is selected from carboxylic acids. (3) Add the acidic organic compound to 0 molar amount of the metal alcoholate.
.. Claim 1, characterized in that it is used in an amount of 005 to 3 times.
Or the method described in 2. (4) In order to carry out the cohydrolysis, the metal alcoholate, water and acidic organic compound are mixed to form a homogeneous mixture before nucleation begins.
The method according to any one of the above. (5) 0.0% alcoholate per liter of metal alcoholate.
used in the form of an alcoholic solution containing 0.5 to 1 mol;
5. Process according to claim 1, characterized in that the water and water are used in the form of an alcoholic solution of water containing 0.1 to 3 mol of water per liter. (6) Any one of claims 1 to 5, wherein the metal alcoholate is selected from alcoholates of rare earth metals and alcoholates of metals from groups II, III and IV of the periodic table of elements.
The method described in section. (7) The average molar ratio of each metal oxide to the sum of metal oxides in the powder (R_1) and the average molar ratio of the metal oxide to the sum of metal oxides in one particle of the powder (R_2) A mixed metal oxide powder in which |R_1-R_2|/R_1≦0.30. (8) For each particle of the powder and for each metal oxide constituting each particle, the molar ratio R_2 listed above and the molar ratio of the metal oxide to the sum of the metal oxide at any point in the particle. The ratio (R_3) is |R_2-R_3|/R_2
Powder according to claim 7, characterized in that ≦0.30. (9) The molar ratios R_1, R_2 and R_3 are as follows: 0.03≦|R_1-R_2|/R_1≦0.20 and/or 0.08≦|R_2-R_3|/R_2≦0.18 The powder according to claim 7 or 8, characterized by: (10) The powder according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the powder consists of spherical particles having a diameter of 0.05 to 2 μm. (11) Metal oxides include rare earth metals and I of the periodic table of elements.
Powder according to any one of claims 7 to 10, characterized in that it is an oxide of a metal selected from metals of groups I, III and IV. (12) The powder according to claim 11, characterized in that the powder contains 75 to 98 mol % of zirconium oxide. (13) Any one of claims 7 to 12, which can be obtained by the method described in any one of claims 1 to 6.
Powder as described in Section.
JP63-71691A 1987-03-26 1988-03-25 Method for producing mixed metal oxide powder and mixed metal oxide powder Pending JPH013002A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE08700311 1987-03-26
BE8700311A BE1001832A4 (en) 1987-03-26 1987-03-26 Method for producing a powder mixed metal oxide and mixed metal oxide powder.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS643002A JPS643002A (en) 1989-01-06
JPH013002A true JPH013002A (en) 1989-01-06

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