JPH013002A - 混合金属酸化物粉末の製造方法及び混合金属酸化物粉末 - Google Patents
混合金属酸化物粉末の製造方法及び混合金属酸化物粉末Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
化水素基は同じであるか又は異なることができる。
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。
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。
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。
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。
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。
に於て行われる。
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。
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。
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。
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。
共加水分解は包囲空気中で行うことができる。
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
。
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
。
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
。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
粒径分布は比較的狭い。
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。
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。
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。
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。
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。
びR3が H。
及び(又は)
z
のようである粉末である。
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。
5〜2μm、好ましくは0.2〜0.7μmである球形
粒子からなる。
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
。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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20,0OOXの写真である。
子構造を示す倍率20,0OOXの写真である。
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。
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。
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。
窒素雰囲気下に保たれた反応室中へ導入した。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
液100++Il。
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℃。
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℃。
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。
均粒子直径を有する。
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。
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。
測定ta+は、化学分析を用いて行った。
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。
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。
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。
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。
測定(al及びfb)の結果は下記の表中に示しである
。
。
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。
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。
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。
る。
5個の粒子試料の場合には
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。
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℃。
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℃。
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。
平均粒子直径を有する。
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。
粉末を調製した。該調製は、以下の操作条件により行っ
た。
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。
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。
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
。
調製し゛た。この目的のため、下記の操作条件を用いた
。
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℃。
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℃。
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。
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。
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。
径が1.2μmの球形粒子の形である。
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。
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。
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℃。
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℃。
得られた粉末の試料は第6図に再現される。
この粉末は平均直径0.68μmの球形粒子からなる。
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。
末の製造に関する。
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。
体を用いた。
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℃。
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℃。
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。
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。
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
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
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。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE08700311 | 1987-03-26 | ||
BE8700311A BE1001832A4 (fr) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | Procede pour la fabrication d'une poudre d'oxydes metalliques mixtes, et poudres d'oxydes metalliques mixtes. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS643002A JPS643002A (en) | 1989-01-06 |
JPH013002A true JPH013002A (ja) | 1989-01-06 |
Family
ID=
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