[go: up one dir, main page]

JPH03140509A - Production method of beta alumina fiber - Google Patents

Production method of beta alumina fiber

Info

Publication number
JPH03140509A
JPH03140509A JP1275770A JP27577089A JPH03140509A JP H03140509 A JPH03140509 A JP H03140509A JP 1275770 A JP1275770 A JP 1275770A JP 27577089 A JP27577089 A JP 27577089A JP H03140509 A JPH03140509 A JP H03140509A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fibers
sol
beta
aluminum
heating
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.)
Granted
Application number
JP1275770A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2723312B2 (en
Inventor
Sumio Sakka
作花 済夫
Toshio Maki
牧 俊夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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 Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP1275770A priority Critical patent/JP2723312B2/en
Publication of JPH03140509A publication Critical patent/JPH03140509A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2723312B2 publication Critical patent/JP2723312B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Road Signs Or Road Markings (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce an inexpensive and high efficient beta aluminum fiber, by spinning fibers from a viscous sol obtained from a solution chiefly composed of aluminum nitrate and sodium nitrate and crystallizing it with heat. CONSTITUTION:A solution including specified volume of 100 parts of aluminum nitrate, 2-60 parts of aluminum powder and 2-70 parts of sodium nitrate in weight respectively is heated to produce a viscous sol. Next, fibers are spinned from this viscous sol and the fibers are crystallized with heat to obtain beta aluminum fiber.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン伝導性を有するベータ・アルミナファイ
バーの製造方法を提供する。またベータ・アル之す7ア
イパーは力゛スセンサ、腹合材料、固体電解質等の用達
に使用される有用な物質である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention provides a method for producing beta alumina fibers having ionic conductivity. Beta-alcoholic acid 7-iper is also a useful substance used in applications such as force sensors, composite materials, and solid electrolytes.

〔弗明か解決しようとする問題点〕[Problems that Furukawa tries to solve]

ベータ・アルミナは炭酸ナトリウムとアルミナの混合粉
末を焼結して製造されることが知られている。従って、
従来公知のベータ・アルミナはバルク体又は粉体の形状
で提供されて来た。しかし、ベータ・アルミナが有する
イオン伝導性を利用したガスセンサー、111合材料、
固体電解質等の用途P角えるとき、ファイバーの形状で
の提供が強く望まれて来た。
Beta alumina is known to be produced by sintering a mixed powder of sodium carbonate and alumina. Therefore,
Previously known beta aluminas have been provided in bulk or powder form. However, a gas sensor that utilizes the ionic conductivity of beta alumina, 111 composite material,
When it comes to applications such as solid electrolytes, there has been a strong desire to provide them in the form of fibers.

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

本発明者等はベータ・アルミナファイバーの製造に関し
、鋭意研究を重ねて来た。その結果、原料として硝酸す
) IJウム及び硝酸アルミニウムを主成分とする溶液
を用いることにより、容易にファイバーに紡糸出来、し
かも該7アイパーを加熱することによりベータ・アルミ
ナファイバーを得ろことが出来ることを見出し、更に研
究を続け、ここに本発明を提案するに至った。
The present inventors have conducted extensive research into the production of beta alumina fibers. As a result, by using a solution containing nitric acid (nitric acid) and aluminum nitrate as the main components, fibers can be easily spun, and beta alumina fibers can be obtained by heating the 7-iper. They discovered this, continued their research, and came to propose the present invention.

即ち1本発明は硝酸ナトリウム及び硝龍アルミニウムを
主成分とする溶液から粘稠ゾルを得て、該粘稠ゾルから
ファイバーを紡糸し、該ファイバーを加熱結晶化させる
ことを%徴とするベータ・アルミナファイバーの製造方
法である。
That is, 1. The present invention is a method of obtaining a viscous sol from a solution containing sodium nitrate and aluminum nitrate as main components, spinning fibers from the viscous sol, and heating and crystallizing the fibers. This is a method for producing alumina fiber.

ベータ・アルミナファイバーを製造するためにはその前
駆体となる、結晶がベータ型に容易に転換しつるファイ
バーの製造が1要な要件である。そして上記性状のファ
イバーを得るには該ファイバーを紡糸するためのゾル形
成の原料を如何に選定するかが問題となる。
In order to produce beta-alumina fibers, one essential requirement is to produce fibers whose crystals can easily be converted to the beta type, which serve as a precursor thereof. In order to obtain fibers with the above properties, the problem is how to select raw materials for forming a sol for spinning the fibers.

本発明におけるゾル形成のための原料は硝酸ナトリウム
と硝酸アルミニウムを必要成分とする。上記アルミニウ
ム成分とナトリウム成分は目的物であるベータ・アルミ
ナを構成する成分として必要な要素である。そして、上
記の硝酸塩を使用する理由は該硝隈塩が水に可溶性であ
ることと曳糸性にすぐれたゾルを形成し得、しかも得ら
れたファイバーが加熱によって龜は100%のベータ型
結晶に転換し得ることにある。
The raw materials for sol formation in the present invention include sodium nitrate and aluminum nitrate as necessary components. The above-mentioned aluminum component and sodium component are necessary elements constituting beta alumina, which is the target product. The reason for using the above nitrate is that Nitokuma salt is soluble in water and can form a sol with excellent spinnability, and the resulting fiber becomes 100% beta-type crystals when heated. The point is that it can be converted to

ゾルを形成するための原料は硝酸す) IJウムと硝酸
アルミニウムとを含む溶液として調製される。かかる溶
液はナトリウム成分及びアルミニウム成分を溶解しつる
ものであればよいが、一般には水又は硝酸水溶液が最も
工業的に好適である。該硝酸水溶液を用いる場合は特に
ゾルの曳糸性にすぐれ、しかもファイバーを加熱結晶化
するときの温度がより低温でベータアルミナ結晶の晶出
をi■能にするので好ましい態様である。該上記硝酸水
溶液の硝酸濃度は特に限定的ではないが硝#に濃度が濃
くなると亜硝酸ガスの発生が増加する傾向があるので一
般には水に60%の*6#&を釣20容量%徨度加える
のを上限の目やすとすれば好ましい。
The raw material for forming the sol is nitric acid, which is prepared as a solution containing IJium and aluminum nitrate. Such a solution may be any solution as long as it can dissolve the sodium component and the aluminum component, but generally water or an aqueous nitric acid solution is industrially most suitable. When the nitric acid aqueous solution is used, it is a preferred embodiment because the sol has particularly excellent stringability, and the temperature at which the fiber is heated and crystallized is lower, making crystallization of beta-alumina crystals more efficient. The nitric acid concentration of the above nitric acid aqueous solution is not particularly limited, but as the concentration becomes higher than nitric acid, the generation of nitrous acid gas tends to increase. It is preferable to set an upper limit on the amount of water added.

本発明におけるゾルを形成する溶液の―製は一般に水又
は硝酸水溶液に硝酸ナトリウムと硝酸アル4 =ラムと
を、或いは更に必要に応じて0.50〜0.01m程度
のアルミニウム粉末を、溶解することにより行う。該ア
ルミニウム粉末は結果的には目的物のアルミニウム成分
として消費されるばかりでなく、透明なゾル形成上効果
的に作用する。そのために通常の硝酸ナトリウム及び硝
酸アルミニウムを含む溶液を調製するときはアルミニウ
ム成分として硝酸アルミニウムとアルミニウム粉末とを
使用する態様が最も好適である。骸アルミニウム成分と
ナトリウム成分は後述するファイバーの構成成分がNa
2O・XAI、03(但しXは3〜11である)となる
範囲となるように選ぶ限り、特に限定的ではない。最も
工業的に好適に利用される組成比を例示すると、例えは
、硝酸アルミニウム10011i部に対してアルミニウ
ム粉末2〜60重j1部及び硝酸す) IJウム2〜7
0i鼠部の範囲から道択すれば好ましい。
The solution forming the sol in the present invention is generally prepared by dissolving sodium nitrate and aluminum nitrate in water or an aqueous nitric acid solution, or further, if necessary, aluminum powder of about 0.50 to 0.01 m. To do this. The aluminum powder is not only consumed as the aluminum component of the target product, but also effectively acts to form a transparent sol. For this purpose, when preparing a solution containing ordinary sodium nitrate and aluminum nitrate, it is most preferable to use aluminum nitrate and aluminum powder as the aluminum components. The skeleton aluminum component and sodium component are Na components of the fiber described later.
There is no particular limitation as long as it is selected within the range of 2O.XAI,03 (where X is 3 to 11). The most industrially suitable composition ratio is, for example, 10011 parts of aluminum nitrate to 1 part of aluminum powder and 2 to 7 parts of aluminum powder and 2 to 7 parts of nitric acid.
It is preferable to choose from the range of 0i groin.

前記溶液の調製に使用する溶媒の蓋は上記原料の使用割
合特にアルミニウム濃度によっても共なり、−概に特定
することは出来ない。
The cap of the solvent used to prepare the solution depends on the ratio of the raw materials used, especially the aluminum concentration, and cannot be generally specified.

従って、上記原料の使用割合に応じて予め決定して使用
すれば好ましい。−船釣な基準としては、後述する、得
られるゾルは一般に濾別して使用されるので、ゾルをt
t過するのに適当な粘度例えば2〜3センチポイズとな
るように溶媒の鉦を決めると好lしく・。
Therefore, it is preferable to use the above-mentioned raw materials after determining them in advance according to their usage ratios. - As a standard for boat fishing, as will be described later, the obtained sol is generally used after being filtered, so the sol should be
It is preferable to determine the concentration of the solvent so that it has an appropriate viscosity, for example, 2 to 3 centipoise.

本発明におけるゾルは前記アルミニウム成分及びナトリ
ウム成分を溶解した溶液を加熱すると得られる。該加熱
はアルミニウム成分及びナトリウム成分の溶解をより進
行させる役目とゾル形成の役目とを有するので一般には
時間単位の加熱を基準とするのがよく、通常5〜30時
間の範囲から透ぶりが好ましい。
The sol in the present invention is obtained by heating a solution in which the aluminum component and sodium component are dissolved. Since the heating has the role of promoting the dissolution of the aluminum component and the sodium component and the role of forming a sol, it is generally recommended to base the heating on an hourly basis, and it is usually preferable that the heating be transparent within a range of 5 to 30 hours. .

また加熱温度は種々の条件に応じて必要に応じて決定す
ればよいが一般には90〜110℃の範囲で、還流下に
行うと好ましい。
The heating temperature may be determined as necessary depending on various conditions, but it is generally in the range of 90 to 110°C, and preferably carried out under reflux.

上記によって得られるゾルはその11又は更に濃縮して
紡糸に供与すればよいが一般に均質なゾルとするため一
旦濾過する態様が好ましい。該濾過は前記の通り通常2
〜3センチボイスの粘度のものが最も容易であるので、
前記ゾルが上記粘度となった時点で、?I11過を行い
緒過して得られる均質なゾルを紡糸に供するため、更に
加熱例えば30〜90℃或いは減圧脱気等の手段で濃縮
すると好ましい。
The sol obtained as described above may be used for spinning after being concentrated or further concentrated, but generally it is preferable to filter the sol to obtain a homogeneous sol. As mentioned above, the filtration is usually carried out by 2
~3 cm viscosity is easiest, so
When the sol reaches the above viscosity, ? In order to use the homogeneous sol obtained by performing I11 filtration and prefiltration for spinning, it is preferable to further concentrate it by means of heating, for example, 30 to 90°C or vacuum degassing.

該ゾルの粘度は特に限定的ではなく紡糸手段によって異
なるので、紡糸手段に応じて選べばよい。通常はゾルの
粘度を数ポイズから固結前の粘度までの範囲が選びつる
が、一般には5ポイズ〜1000ポイズの範囲が最も良
好である。また上記紡糸前のゾル組成は前記の原料組成
によって異なるが、一般にはN a 20・XAl2O
3で表示される酸化物組成でXが3〜11となるように
調製するのが好適である。
The viscosity of the sol is not particularly limited and varies depending on the spinning means, so it may be selected depending on the spinning means. Usually, the viscosity of the sol is selected from a range of several poise to the viscosity before solidification, but in general, a range of 5 poise to 1000 poise is best. The sol composition before spinning differs depending on the raw material composition, but is generally Na20.XAl2O.
It is preferable to prepare the oxide composition represented by 3 so that X is 3 to 11.

本発明は上記粘稠ゾルからファイバーを紡糸する。該粘
稠ゾルからのファイバーの紡糸法は特に限定されるもの
ではなく、公知の紡糸法を使用出来る。該紡糸法は目的
とするファイバーの形状に応じて選べばよく、長繊維の
ものを目的とするときは粘稠ゾルの表面から7アイパー
引き上げ方式で紡糸する千紋が有効であり、比較的短繊
維のものを目的とするときは適当な形状のノズル力・ら
吹き出す方式が好適に採用される。OiI紀粘稠ゾルは
曳糸性にすぐれているので上記引き上げ方式で紡糸すれ
ば、メートルオーダーの長繊維を得ることが出来る。従
って、ファイバー形状はミクロンメーターオーダーから
メーターオーダーの長さの、数μmから数nの直径のも
のまで得ることが可能である。上記紡糸によって得られ
たファイバーは必要にルじて乾燥して、ベータ・アルミ
ナファイバーの製造に供せられる。
The present invention spins fibers from the above-mentioned viscous sol. The method for spinning fibers from the viscous sol is not particularly limited, and any known spinning method can be used. The spinning method can be selected depending on the shape of the desired fiber. If long fibers are desired, Senmon, which involves spinning by a 7-eye pull method from the surface of a viscous sol, is effective; When the target is fibers, a method of blowing out from a nozzle with an appropriate shape is preferably used. OiI viscous sol has excellent spinnability, so if it is spun using the above-mentioned pulling method, long fibers on the order of meters can be obtained. Therefore, it is possible to obtain fiber shapes ranging in length from micrometer order to meter order and diameters from several μm to several nanometers. The fibers obtained by the above spinning are dried as necessary and used for producing beta alumina fibers.

上記の方法で得られたファイバーは加熱結晶化すること
によってベータ・アルミナのファイバーとなる。該加熱
温度は低温下にベータ・アルミナへ転換しつる程、エネ
ルギーコストからも、hu上からも好ましい。本発明に
あっては従来ベータ盤への結晶化のために1500℃以
上の高温を必要としていたのに比べれば著しく低温下に
ベータ・アルミナへの転換が可能な特徴を有する。即ち
本発明におけるDU熱温度はファイバーの酸化物組成、
加熱雰囲気等によっても異なるが一般には900℃〜1
300℃の温度の範囲から選択すると好ましい。特に上
記加熱を密閉容器中、N a 20雰囲気下に実施する
ときは上記温度下特に好ましくは950℃〜1200℃
の温度下に数分〜数拾分例えば5分〜30分で前記ゲル
状ファイバーがベータ・アルミナへ、は!100%結晶
化する。また上記加熱は大気雰囲気下で実施しても本発
明の目的物であるベータ・アルミナファイバーを得るこ
とが出来、この態様は工業的に非常に有利な態様である
。しかも上記大気下での加熱はゲルファイバーの酸化物
組成を選ぶことにより900’C〜1100℃好ましく
は950〜1050℃の低温下に実施することが出来る
利点を有している。即ちゲルファイバーの酸化物組成を
Na2O−YAl、0.で表示するとき、Yを3〜6に
調製したゲルファイバーとするとき、900℃〜110
0℃でベータ・アルミナファイバーを得ることが出来る
。上記大気雰囲気下で加熱を行うときは目的とするベー
タ・アルミナの結晶の他にm−アルミナ結晶が生じるこ
とがあるが、該m−アルミナ結晶は加熱時間を長くする
ことで酒田するので、W −アルミナ結晶が生ずるとき
は加熱時間を制御すればよい。また上記大気下で加熱す
るときは加熱時間が前記密閉系N&、0雰囲気雰囲気熱
に比較すると多少長時曲を必要とし、例えば1時間〜i
oo時ujb度の加熱時間を基準とするのが好ましい。
The fiber obtained by the above method becomes a beta alumina fiber by heating and crystallizing it. The lower the heating temperature is, the lower the conversion to beta alumina is, the more preferable it is from the viewpoint of energy cost and hu. The present invention has the feature that it can be converted to beta alumina at a significantly lower temperature than the conventional method, which required a high temperature of 1500° C. or more for crystallization into beta alumina. That is, the DU thermal temperature in the present invention depends on the oxide composition of the fiber,
Although it varies depending on the heating atmosphere etc., generally 900℃~1
Preferably, the temperature range is 300°C. In particular, when the above heating is carried out in a closed container under an Na 20 atmosphere, the above temperature is particularly preferably 950°C to 1200°C.
The gel-like fibers turn into beta alumina in a few minutes to a few minutes, for example 5 to 30 minutes, at a temperature of . 100% crystallized. Further, even if the above-mentioned heating is carried out in the air, beta alumina fibers, which are the object of the present invention, can be obtained, and this embodiment is industrially very advantageous. Moreover, the above-mentioned heating in the atmosphere can be carried out at a low temperature of 900'C to 1100C, preferably 950 to 1050C, by selecting the oxide composition of the gel fiber. That is, the oxide composition of the gel fiber is Na2O-YAl, 0. When expressed as 900°C to 110°C, when Y is prepared as a gel fiber of 3 to 6.
Beta alumina fibers can be obtained at 0°C. When heating is carried out in the above-mentioned atmospheric environment, m-alumina crystals may be formed in addition to the target beta-alumina crystals, but the m-alumina crystals will become saccharine as the heating time is increased. - When alumina crystals are formed, the heating time may be controlled. In addition, when heating in the above-mentioned atmosphere, the heating time requires a somewhat longer heating time compared to the above-mentioned closed system N&, 0 atmosphere atmosphere heating, for example, 1 hour to i
It is preferable to use a heating time of oo hours and ujb degrees as a reference.

本発明において、上記加熱結晶化に供する前記ゲルファ
イバーは予め乾燥して供するときは上記結晶化温度まで
の昇温を適宜選べばよいが、昇温の過6でゲルファイバ
ーの乾燥と揮発物例えば結晶水の除去を実施するのが一
般的であるため、チめ必要な昇温速度を決めて実施する
のか好ましい。一般には結晶水などの揮発物を混和な条
件で脱離するため低温領域例えば500℃以下ではゆる
やかに昇温するのが好ましく高温領域では高速で昇温す
ることも出来る。例えば通常低温領域では2〜10℃/
分好ましくは2〜b で、また高温領域では5〜30°C/分好ましくは5〜
b 本発明において、ベータ・アルミナファイバーを製造す
るための各工程の製造装置は特別なものを必要とせず、
各工程における温度下及び雰囲気に耐える材質を適宜選
択して用いればよ〜・。特に本発明において苛酷な条件
となる加熱結晶化の材質は公知の耐火性坩堝を用いると
よく、大気雰囲気下の実施が出来ることからトンネル窯
方式のt気炉を用いて連続的にゲルファイバーを加熱す
る方式も採用出来ることが明白である。
In the present invention, when the gel fibers to be subjected to the heating crystallization are dried beforehand, the heating to the crystallization temperature may be appropriately selected. Since it is common to remove crystal water, it is preferable to determine the necessary heating rate in advance. Generally, in order to remove volatile substances such as water of crystallization under compatible conditions, it is preferable to raise the temperature slowly in a low temperature region, for example, 500° C. or less, and it is also possible to raise the temperature rapidly in a high temperature region. For example, in the normal low temperature range 2~10℃/
min, preferably 2-b, and in the high temperature range, 5-30°C/min, preferably 5-30°C/min.
b In the present invention, no special manufacturing equipment is required for each process for manufacturing beta alumina fibers,
All you have to do is select and use a material that can withstand the temperature and atmosphere in each process. In particular, it is best to use a known refractory crucible for the material to be heated and crystallized, which is a severe condition in the present invention, and gel fibers can be continuously formed using a tunnel kiln-type t-air furnace because the process can be carried out in an atmospheric atmosphere. It is clear that a method of heating can also be adopted.

本発明で得られるアルミナファイバーはベータ結晶形体
の構造を有する、Na2O・zAl!20、(Z:5〜
11)の組成を有するものである。これらの点はXfJ
1回折、赤外M吸収スペクトル等によって確認すること
が出来る。
The alumina fiber obtained in the present invention has a beta crystalline structure, Na2O.zAl! 20, (Z: 5~
11). These points are XfJ
This can be confirmed by first diffraction, infrared M absorption spectrum, etc.

本発明で得られるベータ・アルミナファイバーはnIJ
記説明から明らかなようにはソ100%ベータ・アルミ
ナとなった繊維であるためイオン伝導性及び機械的性質
にすぐれたものである。またこれらの性質を更に向上さ
せる目的で、通常実施されているような技術的応用は本
発明にあってもしばしば有効な手段として応用出来る。
The beta alumina fiber obtained by the present invention is nIJ
As is clear from the description, since the fiber is made of 100% beta alumina, it has excellent ionic conductivity and mechanical properties. Further, for the purpose of further improving these properties, commonly used technical applications can often be applied as effective means to the present invention.

例えばアルミニウム成分及びナトリウム成分の原料を混
合する際にリチウム、マグネシウム、ジルコニウム等の
酸化物を適当社ゐ加することはイオン伝導性の向上或い
は機械的性質の向上に好適に利用されつる。
For example, when mixing raw materials for the aluminum component and the sodium component, adding an appropriate amount of oxides such as lithium, magnesium, zirconium, etc. can be suitably used to improve ionic conductivity or mechanical properties.

〔効 果〕〔effect〕

本発明はベータ・アルミナファイバーをゾル−ゲル法に
よって製造することを提案するもので、工業的に安価に
しかも高性能のベータ・アルミナファイバーを製造する
ものである。
The present invention proposes the production of beta alumina fibers by a sol-gel method, and is intended to produce beta alumina fibers industrially at low cost and with high performance.

また本発明の完成によって、従来法の製法で得られるバ
ルク体又は粉状体のベータ・アルミナでは利用が困難で
あった、カスセンサ、複合材等に利用出来るようになっ
た。またベータ・アルミナファイバーを織布又は束にす
ることによって表面種の拡大が出来、そのためにガスセ
ンサー、[l!11体電解質としての電池電解質、亀池
隔壁、電極等としての重速にも使用出来るようになった
Further, with the completion of the present invention, it has become possible to use beta alumina in bulk or powder form obtained by conventional manufacturing methods for scum sensors, composite materials, etc., which were difficult to use. Also, by woven or bundled beta-alumina fibers, the surface species can be expanded, which can be used as a gas sensor [l! It can now be used as a battery electrolyte as an 11-body electrolyte, as a Kameike partition wall, as an electrode, etc.

〔実施例〕〔Example〕

本発明を更に明確に説明するため以下実施例を挙げて説
明するが本発明はこれらの実施例に限定されろものでは
ない。
EXAMPLES In order to explain the present invention more clearly, the present invention will be described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 ベータ・アルミナファイバーの製造に供するゲルファイ
バーの酸化物組成がモル組成でNa2O・5.5120
3 となるように調製した例を下記のように実施した。
Example 1 The oxide composition of the gel fiber used for producing beta alumina fiber is Na2O.5.5120 in molar composition.
3 was prepared as follows.

Al(No3)3”9H2075,O,!?、NaNO
312,3gを10011/の水に溶陶し、ついでアル
ミニウム粉末16.2gを加えて、よく混合した後、こ
れを容M50 Qdのセパラブルフラスコに入れ、別に
用意された濃61’jll[(60%)15mを含む水
1001tをこれに加え、100〜110℃、18時間
還流、攪拌下で加熱した。加熱によって得られるゾル液
を定1m紙を備えた磁製ヌツチェを用いてアスピレータ
で吸引濾過し、25℃における粘度が2〜3七ンチポイ
ズの均質透明で流動性の高いゾルを得た。
Al(No3)3”9H2075,O,!?,NaNO
312.3 g of porcelain was melted in 10011/ml of water, then 16.2 g of aluminum powder was added and mixed well. This was then placed in a separable flask with a volume of M50 Qd, and a separately prepared concentrated 61'jll [( To this was added 1001 t of water containing 15 m (60%), and the mixture was heated under reflux and stirring at 100 to 110°C for 18 hours. The sol obtained by heating was suction-filtered with an aspirator using a porcelain Nutsche equipped with 1 m paper to obtain a homogeneous, transparent, and highly fluid sol with a viscosity of 2 to 37 inch poise at 25°C.

このゾルの一部を60℃に保った乾燥器中に入れ、最初
の8輩の約1731で濃縮して高粘性のゾルとした。こ
のゾルにガラス俸の先端を浸し引き上げることにより、
長さ約1mのゲルファイバーを多数紡糸した。これらの
ゲルファイバーを60℃に加熱し、ついでtto’ct
で加熱して乾燥した。このゲル7アイパーを耐火性坩堝
に入れ電気炉中で2℃/分の速度で550℃まで昇温し
、その後5”C/分の速度で1ooo℃まで上げ、その
温度で10時間保持した後炉中で放冷した。得られたフ
ァイバーは白色で5〜250μmの直径を有し、XIM
粉末回V[の結果、イオン伝導性ベータ・アルミナ結晶
のみから構成されていた。なお本方法により得られるベ
ータ・アルミナファイバーは、その破断面の走査屋電子
顕微鏡観察によると、02〜0,3μmの大きさの微細
な結晶粒子からなる均一な微細構造を有していた。また
、ベータ・アルミナファイバーの交流電気伝導度は室温
で1〜2X 10−’ 5cx−r、300℃で1〜2
 X 10−383− ’であった。
A portion of this sol was placed in a dryer kept at 60° C., and concentrated to about 1,731 ml of the first 8 sol to form a highly viscous sol. By dipping the tip of a glass pellet into this sol and pulling it up,
A large number of gel fibers each having a length of about 1 m were spun. These gel fibers were heated to 60°C and then tto'ct
It was heated and dried. This Gel 7 Eyeper was placed in a refractory crucible and heated to 550°C at a rate of 2°C/min in an electric furnace, then raised to 100°C at a rate of 5"C/min, and held at that temperature for 10 hours. The fibers obtained were white in color and had a diameter of 5 to 250 μm.
As a result, the powder was composed only of ionically conductive beta-alumina crystals. Note that the beta-alumina fiber obtained by this method had a uniform microstructure consisting of fine crystal grains with a size of 0.2 to 0.3 μm, according to a scanning electron microscope observation of its fractured surface. In addition, the AC electrical conductivity of beta alumina fiber is 1~2X 10-'5cx-r at room temperature and 1~2 at 300℃.
X 10-383-'.

実施例2 ベーク・アルミナファイバーの製造に供するゲルファイ
バーの酸化物組成が、モル組成で、Na 20 ・8.
8 Al 203  となるように調製した例を下肥の
ように実施した。
Example 2 The oxide composition of the gel fiber used for producing baked alumina fiber was Na 20 .8.
8 Al 203 was prepared as a fertilizer.

AA’2(NO3)3’9H201115,!i’、N
aNO37,6Fを200311の水に溶解し、ついで
アルミニ9ム粉末13.6.9を徐々に加えてよく混合
した後、これを容置500dのセパラブルフラスコに入
れ、還流下で#J 100〜llO℃18時間攪拌下で
加熱しゾルを得た。
AA'2(NO3)3'9H201115,! i', N
Dissolve aNO37,6F in 200311 water, then gradually add aluminum powder 13.6.9 and mix well. Put this into a separable flask with a capacity of 500 d, and add #J 100 ~ under reflux. The mixture was heated at 110° C. for 18 hours with stirring to obtain a sol.

その後、ゾルを定MIIJII紙を備えた磁製ヌツチェ
を用いてアスピレータで吸引濾過し均質自明なゾルを得
た。その一部を60℃に保った乾燥器中に入れて濃縮し
、実施例(1)に記したのと同様の操作で長さ約1+a
のファイバーを多数紡糸した。これらのゲルファイバー
を60℃で60分、ついで110℃で60分乾燥した。
Thereafter, the sol was suction-filtered with an aspirator using a porcelain nutsche equipped with standard MIIJII paper to obtain a homogeneous and obvious sol. A part of it was placed in a dryer kept at 60°C and concentrated, and the length was about 1+a by the same operation as described in Example (1).
A large number of fibers were spun. These gel fibers were dried at 60°C for 60 minutes and then at 110°C for 60 minutes.

このゲル7アイパーを酸化物組成がN&20・5.5A
4,03 のゲル粉末と共に耐火性坩堝に入れ、5℃/
分の速度で1100℃まで加熱し、その温度で10分間
保持した後3℃/分の速度で冷却した。得られたベータ
・アルミナファイバーは白色で10〜250μmの直径
を有していた。筐たベータ・アルミナファイバーはX線
回折と電子顕微鏡観察によると、直径0.2〜0.3μ
mのベータ・アルミナ結晶から組成されていた。ベータ
・アルミナファイバーの交流電気伝導度は、室温で5 
X I O−’ 5cR−’ 、300℃で1〜2×1
01  であった。
This Gel 7 Eyeper has an oxide composition of N&20・5.5A.
Put it in a fireproof crucible with 4,03 ml of gel powder and heat at 5℃/
The mixture was heated to 1100° C. at a rate of 10 minutes, held at that temperature for 10 minutes, and then cooled at a rate of 3° C./minute. The beta alumina fibers obtained were white in color and had a diameter of 10-250 μm. According to X-ray diffraction and electron microscopy, the diameter of the beta-alumina fiber in the enclosure is 0.2 to 0.3μ.
It was composed of beta alumina crystals of m. The AC conductivity of beta alumina fiber is 5 at room temperature.
XIO-'5cR-', 1-2×1 at 300°C
It was 01.

実施例3 実施例1と同じ方法で得たゲルファイバーを実施例1と
同様に乾燥した。耐火性坩堝中の隔壁内にゲルファイバ
ーを、同じ組成、N a 20 ・5.5 A / 2
03  のゲル粉末と共に入れ、550℃まで2℃/分
の速度で加熱した。550℃から実施例(1)と異なる
条件、すなわち、1000℃より100℃高い1100
℃まで5℃/分の速度で加熱後、その温度で10分間保
持することによりベータ・アルミナ結晶のみからなる直
径5〜250μmの白色のベータ・アルミナファイバー
を得た。得らネタベーターアルミナファイバーの電気伝
導度は、室温で2 X 10−’ S cm−’、30
0℃で2 X 10”” S C1m−’  であった
Example 3 Gel fibers obtained in the same manner as in Example 1 were dried in the same manner as in Example 1. Gel fibers within the septum in a refractory crucible, the same composition, Na 20 5.5 A / 2
03 gel powder and heated to 550°C at a rate of 2°C/min. From 550°C to 1100°C under conditions different from Example (1), that is, 100°C higher than 1000°C.
℃ at a rate of 5° C./min and held at that temperature for 10 minutes to obtain white beta alumina fibers having a diameter of 5 to 250 μm and consisting only of beta alumina crystals. The electrical conductivity of the netabator alumina fiber obtained is 2 x 10-' S cm-' at room temperature, 30
It was 2 x 10"" S C1m-' at 0°C.

実施例4 ベータ・アルミナファイバーの製造に供するゲルファイ
バーの酸化物組成が、モル組成で、N a 20 ・5
 A l 203となるように調製し、大気雰囲気下の
加熱結晶化の例を下記のように実施した。l (No3
) 3・9H2075,0,9゜NaN0313.61
1を100atの水に溶解し、ついで、アルミニウム粉
末16.2.9を加えてよく混合した後、これを@m5
oo*のセパラブルフラスコに入れ、別に用怠した濃硝
酸(60%)20dttSむ水100111をこれに加
え、100〜110℃、18時間還流、攪拌下で加熱し
た。加熱によって得られた液を定f1濾紙を備えた磁製
ヌツチェまたはガラスフィルターを用いて吸引蘭過し、
25℃における粘度が2〜3センチポイズの均質透明な
ゾルを得た。
Example 4 The oxide composition of the gel fiber used for the production of beta alumina fiber is N a 20 ・5 in terms of molar composition.
A1203 was prepared, and an example of heating crystallization in an air atmosphere was carried out as follows. l (No.3
) 3・9H2075,0,9゜NaN0313.61
1 was dissolved in 100at water, and then aluminum powder 16.2.9 was added and mixed well.
oo* separable flask, and 100,111 liters of water containing 20 dttS of concentrated nitric acid (60%), which had been previously used, was added thereto, and the mixture was heated under reflux and stirring at 100 to 110° C. for 18 hours. The liquid obtained by heating is filtered by suction using a porcelain nutsche or glass filter equipped with a constant f1 filter paper,
A homogeneous transparent sol with a viscosity of 2-3 centipoise at 25°C was obtained.

このゾルの一部を60℃に保った乾燥器中に入れ、最初
の8董の約173まで濃縮して高粘性のゾルとし、この
ゾルにガラス律の先端を浸し引き上げることにより、長
さ約1mの7アイパーを多数紡糸した。これらのゲルフ
ァイバーを、はじめ60℃で1時間、ついで110℃ま
で加熱した後、長さ約25cmの耐火性炉床板上に縦長
に並べ、同じ寸法の炉床板を上からかぶせて電気炉中で
加熱した。
A part of this sol is placed in a dryer kept at 60°C, and concentrated to about 173 of the first 8 sol to make a highly viscous sol. By dipping the tip of a glass rod into this sol and pulling it up, A large number of 1 m long 7-eye yarns were spun. These gel fibers were first heated at 60°C for 1 hour and then heated to 110°C, then arranged vertically on a refractory hearth board approximately 25 cm long, covered with a hearth board of the same size, and placed in an electric furnace. Heated.

加熱は550℃まで2℃/分の速度で加熱し、ついで5
℃/分の速度で1000’Cまで昇温し、その温度で1
0時間保持した後、炉中で放冷した。得られたファイバ
ーは白色で5〜200μmの直径を有し、X線粉末回折
の結果、イオン伝導性ベータ・アルミナ結晶のみから構
成されていた。
Heating was carried out at a rate of 2°C/min up to 550°C, then at a rate of 5°C.
Raise the temperature to 1000'C at a rate of °C/min, and at that temperature
After holding for 0 hours, it was allowed to cool in the furnace. The resulting fibers were white in color, had a diameter of 5 to 200 μm, and were composed solely of ionically conductive beta-alumina crystals, as determined by X-ray powder diffraction.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)硝酸ナトリウム及び硝酸アルミニウムを主成分と
する溶液から粘稠ゾルを得て、該粘稠ゾルからファイバ
ーを紡糸し、該ファイバーを加熱結晶化させることを特
徴とするベータ・アルミナファイバーの製造方法。
(1) Production of beta alumina fibers, which is characterized by obtaining a viscous sol from a solution containing sodium nitrate and aluminum nitrate as main components, spinning fibers from the viscous sol, and heating and crystallizing the fibers. Method.
(2)粘稠ゾルが硝酸アルミニウム100重量部、アル
ミニウム粉末2〜60重量部及び硝酸ナトリウム2〜7
0重量部を含む溶液を加熱して製造したものである特許
請求の範囲(1)記載のベータ・アルミナファイバーの
製造方法。
(2) The viscous sol consists of 100 parts by weight of aluminum nitrate, 2 to 60 parts by weight of aluminum powder, and 2 to 7 parts by weight of sodium nitrate.
The method for producing beta alumina fibers according to claim (1), wherein the beta alumina fibers are produced by heating a solution containing 0 parts by weight.
JP1275770A 1989-10-25 1989-10-25 Production method of beta alumina fiber Expired - Lifetime JP2723312B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1275770A JP2723312B2 (en) 1989-10-25 1989-10-25 Production method of beta alumina fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1275770A JP2723312B2 (en) 1989-10-25 1989-10-25 Production method of beta alumina fiber

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9188581A Division JP2845862B2 (en) 1997-07-14 1997-07-14 Beta alumina fiber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03140509A true JPH03140509A (en) 1991-06-14
JP2723312B2 JP2723312B2 (en) 1998-03-09

Family

ID=17560153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1275770A Expired - Lifetime JP2723312B2 (en) 1989-10-25 1989-10-25 Production method of beta alumina fiber

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2723312B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103160954A (en) * 2011-12-13 2013-06-19 洛阳新巨能高热技术有限公司 Preparation method of alumina polycrystalline fiber
JP2019214813A (en) * 2018-06-13 2019-12-19 国立大学法人信州大学 Nanofiber manufacturing apparatus and nanofiber manufacturing method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5777321A (en) * 1980-09-08 1982-05-14 Monsanto Co Coil like inorganic single hollow fiber

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5777321A (en) * 1980-09-08 1982-05-14 Monsanto Co Coil like inorganic single hollow fiber

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103160954A (en) * 2011-12-13 2013-06-19 洛阳新巨能高热技术有限公司 Preparation method of alumina polycrystalline fiber
JP2019214813A (en) * 2018-06-13 2019-12-19 国立大学法人信州大学 Nanofiber manufacturing apparatus and nanofiber manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2723312B2 (en) 1998-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yoldas Alumina gels that form porous transparent Al2O3
US5492870A (en) Hollow ceramic microspheres by sol-gel dehydration with improved control over size and morphology
CA1078414A (en) Non-frangible alumina-silica fibers
US5300464A (en) Nanocrystalline materials
CN102557628B (en) Flexible yttrium stable zirconium oxide ceramic fiber and preparation method thereof
US4052538A (en) Method of making sodium beta-alumina powder and sintered articles
PT2099723E (en) Yttria-based refractory composition
JPS62230610A (en) Production of zirconium sol and gel and production of zirconia using said sol and gel
CN104141181A (en) Preparation method for ZrO2 fiber with SiO2 doped
US3322865A (en) Process of manufacturing refractory fibers
CN108947253A (en) Containing Y4.67(SiO4)3Yttrium alumina silicate glass ceramics of O apatite crystal phase and preparation method thereof
US3909278A (en) High density thoria-silica-metal (III) oxide fibers
CN101190798A (en) Preparation method of gallium lanthanum niobate series nanopowder
EP0889005B1 (en) Yttrium oxide-aluminum oxide composite particles and method for the preparation thereof
CN108046217B (en) Method for preparing nano composite metal oxide
JPH03140509A (en) Production method of beta alumina fiber
CN102716701B (en) A method for preparing nickel-doped bismuth silicate microspheres by ultrasonic spraying
JP2845862B2 (en) Beta alumina fiber
JP4312286B2 (en) Method for producing α-lithium aluminate
CN106187224A (en) A kind of heat-barrier material compositions based on hollow zirconium and preparation method
López et al. Preparation of neodymium-doped yttrium aluminum garnet powders and fibers
US5507986A (en) Method of making a ceramic tube
JP2004083376A (en) Porous ceramic film having simultaneously controlled porosity and film thickness and method for producing the same
JPS62191426A (en) Zirconia polycrystalline microballon and its production
JPH0274527A (en) Method for producing titanate fibers or membranes having hollandite structure