JPS6272522A - アルミナ−チタニア複合粉体及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、機械的強度が大きく、かつ熱膨張率の小さい
チタン酸アルミニウムセラミックスの原料となる易焼結
性アルミナ−チタニア複合粉体に関する。

「従来の技術］ チタン酸アルミニウム（Ａ　Ｉ　２　Ｔ　ｉ　Ｏｓ　）
は、古くから低熱膨張性のセラミックスとして知られて
いる。

この低熱膨張性は、チタン酸アルミニウム結晶の者しい
熱膨張係数の異方性により粒界に亀裂を生ずるためだと
されている。この亀裂が主たる原因となってチタン酸ア
ルミニウムの強度は極めて小さく、応用用途発展の妨げ
となっている。

従来のチタン酸アルミニウムの製造方法をその焼結原料
の選び方によって分けると、（ｉ）アルミナ（Ａ１２０
コ）とチタニア（”Ｉ”ｉｏ。）の粉を混合して用いる
方法、（１１）一旦チタン酸アルミニウムを合成したの
ち粉砕して用いる方法、（ｉｉｉ）気相中でアルミニウ
ムとチタンの各ハロゲン化物を酸化して得られるＡ　Ｉ
２０　！−Ｔ　ｉｏ　２の複合粉体を用いる方法とに大
別される。

（ｉ）に挙げた混合物を原料とする方法の中にも、Ａｌ
２Ｏ３、Ｔｉ０ｚの原料の選択により程度の差はあるが
、いずれら密度は低く、しかもＡｌ２ＴｉＯ５の結晶が
成長したドメインもη造を示し大きな亀裂を生じるため
、強度は低い。ただ焼成を急速にするとか、チタン酸ア
ルミニウムを少量あらかじめ添加しておくと、ドメイン
が小さくなり、曲げ強度が上がることが報告されている
が、その効果は僅かであり最高でも２Ｋｇ／ａｘ２に満
たず、不十分であった（浜野健也他、窯協誌９１　［２
］　９４−１０１（１９８３））。

また（ｉｉ＞に挙げた合成したチタン酸アルミニウム粉
体を用いる場合は、ドメイン構造をとらず、ボールミル
による長時間粉砕により粉砕用のＡｌ２Ｏ，ボールより
欠落するＡ１２０コ粒子を混入させれば、焼結粒径が小
さくなり、曲げ強度が上がることが知られでいる。特に
例えば１３００℃程度の低温で例乏ぼ８時間程度の長時
間焼結したものは、曲げ強度が８．６Ｋｇ／ｉＩ”程度
の高強度である。しかしながら、熱膨張率は常温〜１０
００℃で約（）、４％と大きく、しかも密度も理論密度
の８２％と小さい欠点を有する。逆に、例えば１５００
℃程度の高温で４時間程度焼結したものでは熱膨張率は
小さく、常温〜１０００℃で約０．１％であり、密度が
理論密度の９４％と比較的高いｔ、のが得られでいるが
、強度ｌ土石十分でふり、曲げ強度は最高でら５・−６
Ｋ　ｇ／　ａｙ２程度である（大矢豊他、窯協誌壮（６
ｊ　２８９−９７（１９８３））。

更に（ｉ）や（１１）の粉体にＭｙｏ、ＳｉＯ２、Ｚ　
ｒ　Ｏ２などの第３成分を添加し、比較的高強度を達成
したという報告（浜野健他他、日化誌、１９８１　［１
０１１６４７−５５）があるが、強度はなお不十分であ
り、最高でも５〜６Ｋｇ／ｚｘ２程度の曲げ強度であっ
た。

一方、（ｉｉｉ＞に挙げた気相中でアルミニウムとチタ
ンの各ハロゲン化物を酸化し、Ａ　１２０　ｚ−Ｔ　ｉ
ｏ　２の複合粉体を得る方法としては、Ｇａｎ１らのｒ
、「。

プラズマによる方法と徳永らの管状反応器による方法と
が公知である。このうちＧａｎ１らの複合粉体は平均粒
径３０〜１７０ｎｍであり、それらの結晶型として、Ａ
ｌ２Ｏ，が比較的多い範囲でδ−Ａ１２０３を、Ｔ　ｉ
　Ｏ２が比較的多い範囲でルチル相を、また中間相とし
てΔ１２０．とＴｉＯ２のモル比１：１付近ではβ−Ａ
　ｌ　２　Ｔ　ｉ　Ｏｓを、モル比３：１付近ではδ−
Ａ１２０．以外にＸ相を主要な相として見出している（
Ｇａｎｉ　ｅｔ　ａｌ、、　　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＭ
ａｔｅｒｉａｌｓ　５ｃｉｅｎｃｅ、Ｖｏｌ、１５．１
９１５−２５（１９８０））。

また、徳永らの複合粉体においては、Ａ／２０゜は非晶
質であり、ＴｉＯ２はＡｌ２Ｏ，が少ないとアナタース
、多いとルチルであり、１０００℃以上の反応温度でか
つＡ１２０３２０モル％以上でβ−ＡｌｐＴｉｏ、を検
出している（徳永ら、日化誌、１９８２　［１１１１７
５８〜１７６２）。

プラズマ法では、粒子は一旦溶融状態を経由してから結
晶化し、気相→液相→固相という変化を経ているのに対
し、管状反応器では気相から直接固相へ析出する。この
２法においては反応温度が・異なること、液相を経由す
るかしないかの８！構が異なることの２点が主たる原因
となって生成相に差がみられるが、Ｇａｎ１らの場合と
徳永らの比較的高い反応温度の場合のどちらでも、Ａｌ
２ＯコとＴｉ０ｚのモル比１：１の付近でチタン酸アル
ミニウム（Ａ　ＬＴ　ｉｏ　、）が主要な結晶相となっ
ている。

このような気相反応によるＡ　１２０１−　Ｔ　ｉ　Ｏ
２粉体を用いても、高い強度の焼結体が得られていない
。

［発明が解決しようとする問題点１ 上記のように、従来においては、高い強度と低い熱膨張
率を同時に満足させるものは得られていなかった。

本発明の第１の目的は、従来のチタン酸アルミニウム用
の原料粉体を用いては達成できなかった高い強度と低い
熱膨張率を有する焼結体を低温あるいは短時間の焼結で
達成できるための原料としての易焼結性の粉体及びその
製造方法を提供することにある。Ｐｔ５２の目的は、こ
のような易焼結性の粉体を用いることにより、従来達成
できなかった８Ｋｇ／ｘｚ”以上、好適には１０　Ｋ　
ｇ／　ａｘ２以上の曲げ強度と、常温〜１０００℃の間
で０．２％以下の熱膨張率とを同時にあわせもつチタン
酸アルミニウムセラミックス焼結体のための原料粉体及
びその製造方法を提供することにある。

Ｅ問題点を解決するための手段１ 発明の鞍（ 本発明は、アルミナ（ＡＬＯｉ）約３０〜約８０重量％
とチタニア（Ｔ　ｉｏ　２）約７０〜約２０重電％が同
−粒子中に存在する複合粉体を形成し、その複合粉体が
実質的にチタン酸アルミニウムとＸ相（３Ａ　１２０　
：＋　−Ｔ　ＩＱ　２　）を含まず、１品あるいはδ晶
のＡｌ２Ｏコとルチル相を主とするＴ　ｉ　０２を含む
ときに、従来にない低温での焼結ある（１は従来程度の
焼結温度であっても従来よりも短時間での焼結で高強度
かつ低熱膨張性のチタン酸アルミニウムを主要な構成物
とするセラミックスを得ることのできる原料粉体となる
ことを見出すに至りなされたものである。

即ち、本発明は、１品又はδ晶のアルミナ約３０〜約８
０重量％とルチル相を主とする約７０〜約２０重量％の
チタニアの両方を同−粒子中に含有し、Ｘ相（３ＡＮ２
０３−Ｔｉ０２）とチタン酸アルミニウム用を実質的に
含まないアルミナ−チタニア複合粉体に関する。

なお、ここで［ルチル相を主とする］とはルチル（１１
０）と７ナタース（１０１）の回折ピークの積分強度の
比が２：１よりも大きいことを意味するものとする。ま
た、ここで［Ｘ相を実質的に含まない」とはＸ相がＸｉ
回折で認められないことを意味するものとし、［チタン
酸アルミニウムを実質的に含まない］とはＸ線回折で認
められるとしても主ピークのみに過ぎないことを意味す
るものとする。

また、このような原料粉体は、例えば下記の特定の製造
条件のもとに得られることが見出だされた。即ち、本願
における製造方法の発明は、燃焼する火炎中にＡ　ＩＣ
／、、Ｔ：Ｃ１４の混合蒸気を吹き込んで酸化し、アル
ミナとチタニアからなる複合粉体を製造するに当たり、
Ａ　（Ｉｃ　ｅ、Ｉｆス、１冒Ｃ！４ガス、可燃性ガス
、支燃性がス及びキャリヤーガスガスが混合されて燃焼
が生ずる混合部の温度を約１４５　（１”Ｃ以上でチタ
ン酸アルミニウムの融点未満とし、混合部に接続した反
応部の出口部分の温度を約８００℃以上とし、混合部と
反応部の平均ガス滞留時間をあわせて２０〜５００　ｍ
５ｅｃとするアルミナ−チタニア複合粉体の製造方法に
関する。

発明の具本攻麦ａ　ＩＩＪＩ まず、本発明の複合粉体について説明する。

本発明の複合粉体における各粉体粒子はそれぞれＡ（ｂ
ｏｓとＴｉＯ２の両方を含有する。この上うな構成にす
ることにより、Ａ１．Ｏ，単独の粒子とＴｉＯ２単独の
粒子との混合系に比べて、ＴｉＯ２がＡｌ２Ｏ，に比し
低温で焼結可能な物質であるという特徴が一層生かされ
、複合粉体の焼結挙動はＴ　＋　０２により強く支配さ
れ、飛躍的に焼結性が高められる。

各粉体粒子１つ１つ毎に、Ａｌ２Ｏ，とＴ　＋　０２の
両方が含有されることは、エネルギー分散分析機能付き
の透過型電子顕微鏡により確認され得る。

複合粉体の平均粒子径としては、好ましくは２５〜１０
０ｎｓの範囲が用いられる。上記範囲より小さいと表面
積が大きく、′ａ集粉粒子生じやすいため、また吸着水
分が多くなるため、これを原料として焼結体を製造した
場合、ｌｌｌ１密な成形体を与えにくく、と記範囲より
大きいと焼結性が低くなるためである。

なお、上記平均粒子径は、透過型電子顕微鏡写真から２
（Ｈ）個以上の粒子を粒度毎に集計して求める方法によ
る。

本発明の複合粉体を構成するＡｂＯｘは、１品又は５品
からなり、α晶及びアモルファス相はできるだけ少ない
力が望ましい。

Ａ　ｌ　２０　：ｌの結晶相がａとなったものはα晶化
に伴う物質移動、粒子の成長の結果、空隙の多い凝集し
た粒子となる。このような粒子を多量に含む粉体は密度
の低い成形体しか与えず、焼結用の出発物質として不適
当であるからである。

またＡ１２０ｚの結晶相を検出しない場合、即ちアモル
ファス相を多量に含む場合は多量の水を吸着するので、
水を除いた正味の成形密度が低く緻密な焼結体を与える
ことができないからである。

これに対し１品又はδ晶のＡｌ２Ｏ５は凝集や水の吸着
が少なく良好な結果を与えるのである。

このような理由からα晶を実質的に含まないＡｌ２Ｏ３
が最も好ましい、ここで［α晶を実質的に含まない］と
はａ品ＡＮ２０３ｅｎ（１１３）面の回折ピーク（面間
隔２，０８５人）の積分強度が、１品の（４４０）面あ
るいは８品Ａｌ２Ｏ，の（４００）面の回折ピーク（面
間隔１．９７〜１．９９人）の積分強度の１／４以下で
あることを指していうものとする。

Ａｌ１，０３の含有量は、約３０重量％〜約８０重量％
の範囲が用いられる。この範囲を外れると、チタン酸ア
ルミニウムを主成分とした焼結体を与乏る組成ではな（
なり、熱膨張率が高（なろためである。

特に、Ａｌ２Ｏ３の含有量がチタン酸アルミニウムの量
論比より多く約７５重量％以下であって且つＴ　ｉ　Ｏ
ｚの含有量が約４０重量％〜約２０重量％のらの、ある
いはＴｉＯ２の含有量がチタン酸アルミニウムの量論比
より多（約６０重量％以下であって且つＡｌ２Ｏ，の含
有量が約５２重量％〜約３５重量％のらのは、チタン酸
アルミニウム焼結粒子の界面に過剰の／Ｍ２０．あるい
はＴ　ｉ　Ｏ２の粒子が均一に分散して存在する焼結体
を与え、強度が者しく向上するので、特にこの範囲が好
ましい。

本発明の複合粉体を構成するもう一方のＴ　ｉ　Ｏ２は
ルチル相を主とする。ＴｉＯ２の結晶相が７ナタースを
とる場合は、Ａｔ’ｚＯｚとの複合が均一に行われてい
ないときであり、あまり大量に７ナタースを含む場合は
、良好な焼結性を与えないからである。

ルチルの結晶子径は、複合粉体の平均粒子径と３０ｎ醜
のいずれよりも小さいことが望ましく、待に、結晶子が
１つ１つの複合粒子中になるべく小さく多数存在するこ
とが焼結性向トのために望ましい。　なお、上記平均結
晶子径は、ルチル相Ｔ　＋　０２の（１１０）而の回折
ピークの半価幅を、内部標準として加えたシリコンの（
１１１）ピークによって補正し、Ｓ　ｃｈｅｒｒｅｒの
式から求める方法による。

ルチル相結晶の格子定数Ｃ６は、純粋なルチルの場合の
２．９５９２人（ＪＣＰＤＳ２１−１２７６）と比べ小
さく、特に２，９５　ｆ３０Å以下となることが望まし
い。このような場合にはルチル相のＴ　ｉ　Ｏ２が単に
ｌ’２０．と同一粒子を構成しているだけでなく、粒子
中のＴｉＯ２相の部分に固溶したＡｌ２Ｏ３を含むこと
によって生ずるのであり、その結果、焼結性が高められ
ると考えられる。

ｃｏが２．９５８０Å以下の場合の八１２０．の固溶量
はＳ　１ｅｐｅｔｙｓら（Ｒ，Ａ、５ｌｅｐｅｔｙｓ　
ａｎｄ　Ｐ、Ａ。

Ｖａｕｇｈａｎ、　　Ｊ、Ｐｈｙｓ、Ｃｈｅｍ、、　７
３２１５７−６２（１９６９））からみて約０．５重量
％以上である。

この格子定数の決定は、ルチル相Ｔｉｅ２についてシリ
コンを内部標準物質として複数（４本以上）試料の回折
ピークの面間隔を求め、最小二乗法によって計算する方
法による。

Ｔ　＋　０２の含有量は、約７０重量％〜約２０重覗％
の範囲が用いられる。この範囲を外れると、ＡＦ２０．
の場合と同様チタン酸アルミニウムを主成分とした焼結
体を与える組成ではなくなり、熱膨張率が高くなるため
である。

なお、Ａ／２（’）、、Ｔ　＋　０２の含有量は粉体を
アルカリ融解し、硝酸酸性溶液としたのち、Ｙ（イツト
リウム）を内部標準として１０２発光分光分析による値
である。

本発明の複合粉体は、アルミナとチタニアのみからなる
系が好ましいが、アルミナとチタニアの池、不純物程度
に５ｉＯｚ、ＭｇＯ１ｌ　ｒ　Ｏ２等を含んでもよい。

これらのいずれを含まなくても、本発明の複合粉体は、
従来のチタン酸アルミニウムの原料粉体にＳ　＋　０２
、ＭｇＯ，ＺｒＯ２のいずれかを加えて焼結したらのよ
りも焼結性が良好であり、これらの添加物なしに緻密な
焼結体が得られる。

本発明ノ複合粉体は、Ｘ　相（３Ａ　ｂｏ　ｘ−Ｔ　１
０２＞とチタン酸アルミニウム（Ａ　ｂＴ　ｉｏ　ｓ）
を実質的に含まないものである。［実質的の含まない］
の意義は前記した通りである。

これらは本発明の複合粉体の焼結性を促進させてｌ＋’
るＴ！Ｏｚｅ　３Ａ１２０＊・Ｔ！０２７）Ｚｌｉ’は
ＡＮ２”「＋Ｏｓという形で捕捉し焼結性を減じてしま
うからである。ただ、若干量の存在は問題ないので、実
質的に含まれていなければよい。

本発明の複合粉体は、その形状が球状であることが望ま
しく、これは、後記する特定の製造条件によって可能で
ある。

次に本発明の複合粉体の製造方法について説明する。

本発明のＡ　Ｉ２２０３−　Ｔ　！　０２複合粉体は、
例えば第１図に示すようなプロセスと装置によって製造
される。このプロセス７０−シートに基づいて以下に説
明する。

原料としては、比較的低温で気化するアルミニウム化合
物とチタニウム化合物を用いうるが、特に気化温度が適
当なこと、Ｍσ生戒物の処理が比較的容易なこと、安価
であることの点から、無水塩化アルミニウム（／ｌ’ｃ
１．）と四塩化チタン（ＴｉＣｆ−）が最も好ましい。

Ａ　ＩＣＩ、は常温で固体であり、約１８０℃に昇嚢点
をもつ物質であるから、Ａｌ２Ｏ３粒子などを流動媒体
とする流動床タイプの蒸発器１を用い、そ、の蒸発器上
ｇ２よりＡ　ｉｃ　１．を連続的あるいは断続的は供給
する。蒸発器温度は電気炉３を用いて一定に保たれ、Ａ
　Ｉ　Ｃ１ｖの蒸気圧と、流動床下部４より吹き込まれ
るＡ　ＩＣＩ、のキャリヤーガスがスである窒素（Ｎ２
）によってＡ　ＩＣ１，蒸気の反応装置へのフィード量
がきまる。

Ｔ　ｉ　Ｃ１４は常温で液体であるので、ＴｉＣ１，容
器５より定量ポンプ６を用いてフィードされ、例えばリ
ボンヒーターなどでＴｉＣｌ４の沸点以上に保ｒ＝　ｈ
　ｒ−ｆｌ登器７で基登３ね−が又道人口８十ｎ改き込
まれるＴｌＣ１ａのキャリヤーガスゲスであるＮ２と混
合される。

Ａ　ＩＣ１，とキャリヤーガスゲスＮ２との混合がスと
、Ｔ：ＣＩ、とキャリヤーガスゲスＮ２との混合ｊスは
、リボンヒーターでＡ　ＩＣ１，やＴｉＣｌ４の析出あ
るいは凝縮が起こらない十分な高温、望ましくは３００
℃以上の温度に加熱された導管を通って、混合器９で混
合されたのち、反応装置の混合部１０へ吹き込まれる。

混合部１０にはガス導入ロ１１より水素（Ｎ２）、ガス
導入ロ１２より酸素（０２）が水モに渦状の火炎を生ず
るように吹き込まれる。この混合部１０の温度は約１４
５０℃以上でチタン酸アルミニウムの融点未満の温度に
保たれる。この範囲より低温では結晶化が十分に進まず
、非晶質相が増加して良好な焼結性を示さない。またこ
のＩ１１囲より高温では粉体は溶融状態を経由するため
、粒子同志の融着を生じ、成形用の粉体として必要な分
散性のよい状態ではなくなる。好適には約１５５０〜１
７００℃の範囲が用いられる。反応〃大温度の実測は、
腐食性ガスを含む雰囲気のため困難であるので、塩化物
をフィードせずに他のＮ２．０２、Ｎ２は流した状態で
装置を空運転し、挿入した熱電灯と反応装置の内張り耐
火物に埋め込んだ複数の熱電対によって反応ガス温度と
耐火物温度との関係を求めておき、塩化物をフィードし
た時の反応ガス温度は耐火物温度から推定する方法によ
る。

混合部１０において混合され、一部反応が進行した混合
物は、その下流の比較的細長い反応部１３に導かれ、反
応を完了する。

反応部１３の温度は、末端部でも約８００℃以上に保つ
、約８００℃以下では、特にＡ　Ｉｃ　ｌ、の酸化反応
速度が非常に遅くなると考えられるからである。

混合部１０と反応部１３におけるガスの滞留時間は合計
で２０　ｍ５ｅｃ以上で５００　ｍ５ｅｃ以下とする。

更に好ましくは、４０　ｍ５ｅｃ以上で２００　ｍ５ｅ
ｃ以下である。あまり短時間では反応が完全には終了せ
ず、また長時間過ぎると粒子間の凝集が着しくなって焼
結用の原料粉体として不適当となる。

反応部１３を出たガス中の粉体を捕集する方法として、
乾燥した状態で捕集する方法と、水などの溶媒中に捕集
する方法とがある。乾燥した状態で捕集しても、異物や
ｉｔ大粒子除去のために水に再分散させる必要があるこ
と、水中に捕集する方が捕集効率が高いことの２つの効
率上の理由から水中に捕集する方法が望ましい。

反応部１３を出たガスは、急冷Ｍ１１４でほぼ常温まで
冷却される。急冷は分離ドラム１５の底部の恩濁水をポ
ンプ１６により昇圧し、急冷部１４スプレーすることに
より行われる。

分離ドラム１５では、気液の分離が行われる。

反応で生成した大部分のＡｌ２Ｏｘ−Ｔ　１０２複合粉
体は、急冷部で水と接触することにより液中に捕集され
、生成した複合粉体は、分離ドラム１５の底部よりスラ
リーとして取り出される。

なお、前記混合器９から混合部１０には、吹込みノズル
１７を介して混合ガスが吹き込まれるが、このノズルの
１１１ｍ防止のために、ノズル１７の外部１８より吹込
みノズル保護用のＮ２ｙスを吹き込むの力Ｃ望ましい。

以下に、上記方法で製造された複合粉体を原料として焼
結セラミックス成形体を製造する場合の前処理成形方法
について説明する。

一般に、セラミックの微粉体から均一な成形体を年賀す
るには、例えば乾式アイソタクチックプレス法、スリッ
プキャスト法、インジエンクシタンモールディング法、
ドクターブレード法等さまざまな方法があるが、本発明
のアルミナ−チタニア複合粉体にもそれらの方法が適用
可能である。

また成形方法に応じて、その成形前に粉体には通常さま
ざまな面処理を与える。これは、均質で密度の高いある
いは強度の商い成形体を得るために必要な操作で、例え
ば適当な造粒を行う処理、可塑剤を加元て粒子間の滑り
を良くし充填性を高める処理、又はパイグーを加えて強
度をあげる処理等が行われる。

以下特にアイソスタチック法の前処理について例示する
。

本発明に基づき製造されたＡ　ｌ　２０　ｙ　−Ｔ　ｉ
　Ｏ２複合粉体は、通常、水中に捕集され、恩濁したス
ラリー状態で装置から取り出される。このスラリーは強
い酸性であるので、＃置しておくと粉体は沈降し、上澄
み液と分離できる。あるいは遠心分離によって沈降させ
ることもできる。上澄み液を除いたのち、適当な量の蒸
留水を加え、ｐＨと固型分濃度を調整したのち、超音波
振動を与えて粉体を均一に水中に分散させる。ｐＨは２
〜３、スラリー中の固型分濃度１０ｗＬ％以下で良好な
分散が達成される。このスラリーを、例えば定量濾紙５
Ａ（目開き公称７μ＃）を用いて吸引濾過する。この操
作によってスラリー中に存在する異物やオ…大粒子が除
去される。

定量濾紙を通った濾液を遠心分離にかけ、固液を分離し
、回収したケーキを比較的低温、例えば８０℃で乾燥す
゛る。濾液を遠心分離にかけずにそのまま凍結乾燥する
方法も良好な結果を与える。

ケーキを乾燥して得られた粉体を７００乃至９００℃で
仮焼する。仮焼することにより、塩素イオンの除去がな
されると共に、結晶相の変化が僅かに生じＴｉＯ２の７
ナタース相が減り、ルチルが増え、しかもルチルの結晶
子径が若干大きくなる。Ａｌ２Ｏ３の結晶は１品からδ
晶へと若干結晶化がすすむ。この仮焼において、７００
℃以下の温度では仮焼の効果が殆どなく、また９００℃
を越える温度で仮焼すると結晶変化が着しくなり、Ａｌ
２Ｏ，のα晶化がすすみ、Ｔ　ｉ　Ｏ２のルチル結晶子
の径が増大し、またルチル相Ｔ　ｉ　Ｏ２中に準安定的
に固溶していたＡ１２ｏ、が、ＴｉＯ２からはき出され
る現象が見られ、Ａｌ２Ｏ，と’ｒ　ｉ　Ｏ２の混合の
均一性が低下する。またこれらの結晶変化に伴って粒子
間の付着、焼結がすすみ、焼結用原料としては望ましく
ない形態となる。

仮焼を行わず、ケーキを蒸留水中へ再分散させ、遠心分
離を行い、再びケーキを回収するという操作を繰り返し
行うことによっても塩素イオンの除去を行うことができ
るが、面倒な操作である。塩素イオン除去は行った方が
望ましいが、行わなくても従来の粉体よりもはるかに良
好な焼結性が得られる。

仮焼を終了した粉体は、湿式ボールミル処理を行うこと
が望ましい。このボールミル処理の目的は仮焼により生
じた粉体粒子間の軽い焼結を崩すこと、メカノケミカル
な効果により焼結性を高めること、添加剤を均一に粉体
表面に分布させ、乾燥時の凝集を防ぎ成形時の滑りを良
くすることである。ボールミル処理時間については１時
間でも効果があるが、長い方が効果が増す。

ボールミル処理したスラリーを乾燥したのち、ふるいを
通して細かくしてから、容器に入れ１０〜３Ｏｒｐｍで
２０〜４０時間回転造粒する。この操作により、１０〜
５０μｌ程度の比較的丸く、適度に凝集した状態の造粒
粒子が作られる。この造粒粒子を用いることにより、造
粒操作をしない場合と比べ、高い成形密度と焼結密度が
得られる。

造粒する方法として標準的なスプレードライの方法も用
いられうるが、前述の造粒方法と比べ若干、成形密度、
焼結密度が低くなる。成形は、−紬の加圧装置で型押し
、はぼ一定の試験片及１ペレツトの形状としたのち、ゴ
ムのチューブに詰め、アイソタクチックプレス（ラバー
プレス）法により行う。

次に、本発明のＡ　ｌｚｏ　ｚ−Ｔ　ｉｏ　２複合粉体
を原料として月いてチタン酸アルミニウムを含む焼結体
を作製する場合の焼結方法について説明する。

焼結条件によって焼結体の微＃ＩｆＩｌｔ造と機械的性
質は変化する。この場合の焼結条件としては、昇降温速
度、最高温度、最高温度での保持時間の３点が重要であ
る。

昇降温速度としては、特に１０００〜１３００℃の間の
昇温速度が重要で、この速度を２００℃／ｈ〜１０００
℃／ｈとすることが望ましい。昇温を２００℃／ｈより
遅くすると、チタン酸アルミニウムが生成する１３００
℃前後よりも低い温度でα晶Ａｌ２Ｏ＊とルチル相Ｔ　
ｉ　Ｏ２からなる比較的ａ密な焼結体を生じ、この組織
は高温でチタン酸アルミニウム化させると適当な昇温速
度を選んだとさと比べ、密度が低くドメインサイズの大
きな組織となる。

ＪｕＢ　ｉＱ　ａｌｆ　廖Ｉｃｅ　１０００で／ｈ上０
凍中に入と７試料内に温度差が生じ、そのための熱応力
あるいは不均一な焼結による収縮のためクラック状の欠
陥を生じ、機械的性質は劣ったものとなる。

焼結最高温度と保持時間は、密度とチタン酸アルミニウ
ム結晶の発達に影響を与える０本発明のＡ　ｌ　２０３
−　Ｔ　ｉ　Ｏ２複合粉体は良好な焼結性を与えるので
、密度を向上させるために温度を高くあＺいは時間を長
くする必要は少ない。チタン酸アルミニウム結晶を適度
に発達させ、機械的強度と膨張率が所期のものとなるよ
うに、焼結最高温度と保持時間を選択する。焼結温度に
ついては、約１３００℃より低いとチタン酸アルミニウ
ムの結晶の発達が不完全で十分低膨張とはならず、約１
３００℃以上が必要である。組成がチタン酸アルミニウ
ム量論比に近い場合には、結晶の発達が速く、例えば１
′４００℃で１時間あるいは１５００℃で２０分程度の
比較的低温短時間の焼結最高温度と保持時間が望ましく
、−力量論比から外れ、特にＡｌ２Ｏ，が大幅に過剰な
場合には、例えば１５００℃で４時間あるいは１６００
℃で１時間程度の比較的高温長時間の焼結最高温度と保
持時間が望ましい。

［実施例１］ ｔｌＩＪ１図に示すようなプロセスと装置において、以
下のような条件でＡ　１２０３−　Ｔ　！　０２複合粉
体を作製した。

装置要部寸法 混合部：内径５０ＪＦＩ％長さ６０ｉｖ絞り部：混合部
内径５０１１ＩＩから反応部内径３０ｘｍまでの長さ２
０ＩＩＭの間で絞る反応部：内径３０ｘｘ％長さ２００
ＪＩＩ！製造条件 Ａ　ＩＣ１，蒸発器温度　　　　１５０℃Ａ　Ｉｃ　１
．のキャリヤーガスＮ　２　　０　、４２　Ｎ　ｘコ／
ｈ（フィードされたＡｌＣｌ、量　１００．／ｈ）Ｔ　
＋　Ｃ１４フィード量　　　　　　５５ｇ／ｈＴｉＣ１
，のキャリヤーガスＮ２　０．４ＯＮＪＩコ／ｈ吹込み
ノズル保護用Ｎ　２　　０　、１０　Ｎｘ３／　ｈバー
ナー用Ｈ２０，８Ｎ Ｊ１／ｈバーナー用０２　　　　　　０．９　　Ｎ１３
／ｈ圧力　　　　　　　　　 　　常圧混合品温度　　　　　　　　１６００　’Ｃ反
応部末端温度　　　　　　　９８０℃混合部滞留時間　
　　　　　２５　ｘｓｃｅ反応部滞留時間　　　　　　
５０ｘｓｅｃ運転は２時間で打ち切り、分離ドラムより
スラリーを回収し、回収ケーキを８０℃で乾燥し、得ら
れた粉体を仮焼する前処理を行った。仮焼け８００℃、
１時間の条件で行った。最終的に得らｈたＡ１２ｏ３−
Ｔ；ｏ２粉体ｊｊ：　７５　ｇテＪ＞ツタ。コノ粉体の
組成はＡ　１２０３６１．８　ｗｔ％、Ｔｉ０ｚ３８，
２ｗｔ％であり、各粒子毎に／Ｍ！２０．とＴｉ０ｚを
含むことが確認された。

この粉体のＸ線回折を第２図に示す。検出されたピーク
はＴ　ｒ　０２のルチル相とＡｌ２Ｏ，の１品又はδ晶
のいずれかと弱いα晶が認められ、Ｘ相及びチタン酸ア
ルミニウム相は認められなかった。

仮焼を行わない粉体の場合はルチル相のピークが通常の
回折ピークと比べやや広く、またＴｉＯ２としてアナタ
ース相も若干検出された。ルチルの（１１０）ピークの
半価幅から結晶子径を求めたところ、１８ｎａ＋であっ
た。なお、仮焼前の結晶子径は９　、４　ｎｍであった
。ルチル結晶の格子定数を求めたところＣ０は２．９５
６５λで昔しいずれを生じていた。

この粉体の仮焼前の透過型電子顕微鏡写真（倍率ｓｏ、
ｏｏｏ倍）をｆｊＳａ図に示す。粒子は球状で２０ｎｍ
以下あるいは１２０ｎｍ以上の粒子は殆ど見当たらない
、平均粒径（度数平均）は３９ｒ＋ｍであった。

仮焼を含む前処理を施されたＡ　１２０　：ｌ　−Ｔ　
＋　０２複合粉体は、アイソタクチックプレス法により
、３ｔｏｎ／ｃｚ２の圧力で成形された。

十分乾燥された試料を２５０℃で２時間予熱したのち３
００℃／ｈの昇降温速度で、１３００℃で１時間、ある
いは１５００℃で１時間の条件で焼結した。焼結密度は
、理論密度に対する比率としての相対密度で表して、何
者は９５．６％、後者は９３．２％となった。

また、７５０℃で仮焼を行った場合、α晶が認められず
、上記他の物性は８００℃仮焼と同一の結果が得られた
。

なお、本明細書を通じて、実施例、比較例におけるＡｎ
！２０３−ＴｉＯ２複合粉体を原料として製造された焼
結体の物性は、前記Ｅ問題点を解決するための手段１の
項で特に説明したものを除き、次のような方法によって
測定したものである。

密度は試料の重量と＝ｒ法から決定できる。焼結前の成
形体についても同様である。（焼結後の試料の密度は水
銀アルキメデス法によっても測定できるが、重量と寸法
による方法と大差はない。）焼結前の成形体、１０００
〜１２５０℃で焼結された試料、１３００〜１６００℃
で焼結された試料では結晶相が違っているが、目標とす
る焼結体は１３００℃以上で焼結されたものであるので
、チタン酸アルミニウムの反応は完全に進行し、Ａ　ｌ
　２０　：ｌが過剰の場合はα−Ａ１２０．が、ＴｉＯ
２が過剰の場合はルチル相のＴｉＯ２がチタン酸アルミ
ニウムと共存しているとして理論密度を計算し、この理
論密度に対する比率で相対密度を示す。

チタン酸アルミニウム、α−Ａ１２０３、ルチル相Ｔ　
＋　０２の比重はそれぞれ、３．７０２．３．９８７．
４．２５０ｇ／ｃｍ”（ＪＣＰＤＸ　　Ｐｏｗｃｌｅｒ
Ｄ　１ｆｒｒａｅｔｉｏｎ　Ｆ　ｉｌｅの値）であるの
で、ＡｂＯ３とＴ　＋　０２のみからなる複合粉体を用
いて作製した焼結体では、次のように理論密度と相対密
度を計算する。

（ｉ）量論比よりもＡ１２１．過剰の場合、Ａｌ２Ｏ。

の重量％をＡとすると、 （ｉｉ）量論比よりもＴｉｅ２過剰の場合、ＡＩ、０゜
の重量％をＡとすると （ｉｉｉ）相対密度は Ｘ線回折では試料焼結面、あるいは試料切断面か破断面
について行い、その結晶相を同定する。

試料焼結面ではチタン酸アルミニウム結晶の者しい配向
がみられる。本発明のＡｌｚＯｚ−ＴｉＯ２複合粉体を
原料として用いる場合には、出発原料中のＡｌ２Ｏ，と
ＴｌＯ２の混合が均一であるので、未反応の状態で存在
する／ｌ！２０．とＴｌＯ２は僅かで、チタン酸アルミ
ニウムを生成する反応がよく進行する。

ファインセラミックスの市げ強さ試験方法はＪＩＳ　　
Ｒ１６０１に規定されているが、実験室規模で生産量の
少ない本発明の粉体のような場合には、粉体の量を節約
するために試験片寸法を小さくすることが行われる。本
発明の実験では試験片寸法は約３１１Ｘ４１１Ｘ２１Ｊ
ＦＩとし、スパン１６ｍｘの３点曲げで、試料数も４〜
６本と少なくしている。その他の条件はＪＩＳ　　と同
じである。

熱膨張率は例えば試験片（３Ｘ４Ｘ２１ｉｖ）を用い、
高純度石英ガラスを対照として理学型８！製サーモフレ
ックスＴＭＡ！［によって室温〜１０００℃の間で６℃
／ｎｉｎの昇降温速度で測定し、最高温度１０００℃で
１０分保持する方法による。

［実施例２１ 実施例１の条件で、ＡＩＣｂの仕込み量とキャリヤーガ
スＮ２を増し、Ｔ　ｉ　Ｃ１４フィード量とキャリヤー
ガスＮ２を減する以外は同一条件で装置を運転した。

即ち、 Ａ　ＩＣＩ、のキャリヤーガスＮ　２　　０　、４６　
Ｎ　ｍコ／ｈ（フィードされたＡ　Ｉｃ　１．量　１１
０ｇ／ｈ）ＴｉＣＬフィード量　　　　　　４５ｇ／ｈ
ＴｉＣ１，のキャリヤーガスＮ　２　　０　、３６　Ｎ
　ａコ／ｈ１時間の運転で得られた粉体を実施例１と同
一の条件で処理し、約３５ｇの粉体を得た。組成はＡｌ
２ｏｚ６９．１ｗｔ％＊　Ｔ　ｉｏ　２３０．９　ｗｔ
％であり、各粉体毎ににＡｌ２Ｏ，とＴ　ｉ　Ｏ２を含
有することが確認された。仮焼条件は８５０℃、３０分
とした。

この粉体の結晶相はＴｉｅ：としでルチル、ＡＩ。

０３としてγ晶又は５品が検出されるのみで、他の相は
検出されなかった。

ルチル相の結晶子径は、仮焼前で１２ｎｍ、仮焼写真（
倍率５０，０００倍）を第４図に示す。

平均粒径は３３ｎｍであった。なお８５０℃、３０分仮
焼後の粉体形状と分布は仮焼前と変わらないことが電子
顕微鏡で確認された。

この粉体を実施例１と同様に成形、焼結したところ、焼
結密度については、１３００℃、１時間の焼結の場合で
９４．８％、１５００℃、１時間の焼結の場合で９４．
５％の相対密度となった。

［実施例３．４．５１ Ａ　Ｉｃ　１２とＴｉＣｌ４のフィード量を下記のよう
に変更した他は実施例１と同様にして粉体を作製し、仮
焼け８００℃、１時間として３種類の粉体（試料Ｎｏ、
３．４．５）を調整した。

試料Ｎｏ、３ Ａ　ＩＣ１，のキャリヤーガスＮ２　　０．３ＮＩコ／
ｈ（フィードされたＡ　ＩＣＩ、量　　７０ｇ／ｈ）Ｔ
ｉＣＬフィード量　　　　　１０　（１ｇ／ｈＴｉＣ１
，のキャリヤーガスＮ　２　　０　、５２　Ｎ　ｉｔコ
／ｈ試料Ｎｏ、４ Ａ　　＃／’　　Ａ　　Ａｋ−、１１”５　　　　ｋｌ
　　　　　　　ハ　　Ａ　Ｏλｆ、３／Ｌ（フィードさ
れたＡ　Ｉｃ　１．量　ｔ１５ＦＩ／ｈ）Ｔ　＋　Ｃ１
４フィード量　　　　　　４ＯＮｘゴ／ｈＴ：Ｃ１４の
キャリヤーガスＮ　２　　０　、３４　Ｎ　ＩＩコ／ｈ
試料Ｎｏ、５ Ａ　Ｉｃ　１．のキャリヤーガスＮ２　０．３６　Ｎｍ
３／ｈ（フィードされたＡ　ＩＣ１，量　　８５ｇ／ｈ
）Ｔ　ｉ　Ｃ１４フィード量　　　　　　７０ｇ／ｈＴ
ｉＣＬのキャリヤーガスＮ２　　０．４６　Ｎｚ３／ｈ
各粉体は、各粒子毎にＡ１．Ｏ，とＴ　ｉ　Ｏ２の両方
を含み、それらの組成は以下の通りであった。

試料Ｎｏ、　　４ ＡｂＯｚ４０，３ｗＬ％、Ｔｉ０ｚ５９．６ｗｔ％試料
Ｎｏ、４ ＡＬＯｚ７３，５ｗｔ％、ＴｉＯ２２６，５ｗＬ％試料
Ｎｏ、４ ＡｂＯｘ５５．９ｗＬ％、Ｔｉ０ｚ４４，１ｗｔ％これ
らの粉体に関するデータを前記実施例１および２のデー
タと共にまとめて第１表に示した。

［比較例１．２．３］ 実施例と同じ粉体製造装置を用いて、Ａ　ｌｃ　１゜の
みフィードする場合と、Ｔ　ｒ　Ｃ１４のみフィードす
る場合の２回の実験を行い、Ａ　ｂ　Ｏ：ｌ、ＴｉＣ２
の粉体を別々に作製した。

このうち、Ａｌ２Ｏ３の製造においては、製造条件とし
て、 Ａ　ＩＣ１３蒸発器温度　　　　１５０℃Ａ　ＩＣＩ、
のキャリヤーガスＮ　２　　０　、６　Ｎ　ｚコ／ｈ（
フィードされたＡ　ＩＣＩｚ　Ｊｉ　　１４０　ｇ／　
ｈ）Ｔ　ｒ　Ｃ１４フィード量 ＴｉＣ＆’４のキャリヤーガスＮ２　　　フィードせず
とした他は、実施例１と同様とし、反応器を３時間運転
し、停止したのち、スラリーを分離ドラムから回収した
。スラリーを長時間静置させて固型分を沈降させ、上澄
み液を除去し、蒸留水を加えて固型公約５ｗｔ％、ｐＨ
約２のスラリーとし、定量濾紙５Ａ（目開き公称７μｌ
）を用いて吸引濾過し、異物や粗大粒子を除いたのち、
遠心分離にがｌ十−因清冬分鰭　言　　　ケ一　番停め
因μｍ今）本日ｔｌＶｌ−８０℃で乾燥し、１４５ｇの
Ａｌ２Ｏ，粉体を得た。

このＡｌ２Ｏ，粉体の粒径は３５０Ａであった。

また、Ｔ’ｉ０２の製造においては、製造条件として、 Ａ　Ｉｃ　１３Ｍ発器温度　　　　１５０℃（但し、Ａ
　Ｉｃ　１．を充填せず） ＡＩＣムのキャリヤーガスＮ＝　　　０．２２　Ｎｌ１
１’／ｈＴ　＋　Ｃｌ　４　フィード礒　　　　　１４
０り／ｈ”ｒｉＣＬのキャリヤーガスＮ　２　　０　、
６　Ｎ　ｍコ／ｈとした他は、実施例１と同様にして、
反応器を２時間運転した。得られたスラリーをＡｌ２Ｏ
３の場合と同様に処理し、７０ｇのＴｉＯ２粉体を得た
。

このＴ　ｉ　０２粉体の平均粒子径は４９０人であった
。

こうして得られたＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２の粉体を、実施
例１．３．４の組成と同じになるように、３種類計量し
、水中に分散させて混合したのち乾燥し、さらに８００
℃、１時間の条件で仮焼した。

仮焼後の処理は、実施例１と同様に行い、３種類の粉体
を得て、これらをそれぞれ比較例１．２．３の粉体とし
た。

いずれの粉体についても、結晶相としてＡｌ２Ｏ。

のδ晶、Ｔｉ０ｚの７ナタースとルチルの２相が検出さ
れた。比較例１の粉体のルチル相Ｔｉ’０２の結晶子径
は５５ｎｍで、Ｔｉ０ｚの平均粒径（算術平均）よりも
少し大きく、ルチルの格子定数も２．９５８５人と理論
値とほぼ等しいので、これらルチル相のＴ　ｉ　０２粒
子は単独粒子として存在し、Ａｌ２Ｏ，と共存して粒子
を構成したり、固溶したＡ　１２０３を含んだりはして
いない。

比較例２．３の場合も、ルチル相ＴｉＯ□の結晶子径、
格子定数は比較例１と等しがった。

これら比較例１．２．３の粉体を実施例１と同様に成形
、焼結した。

焼結密度についで、１３００℃、１時間の焼結では、そ
れぞれ８５．２％、９０．３％、７６．５％、１５００
℃、１時間の焼結では７９．９％、９０．７％、８８．
４％の相対密度となった。

実施例１〜５、比較例１〜３で得られた粉体の焼Ｍ密度
と組成との関係をまとめて、１３００℃、１時間の焼結
の場合を第５図に、１５００℃、１時間の焼結の場合を
ｔｌＳ６図に示した。

１３００℃、１１Ｌ！間の焼結の場合のデータでは実験
ｌ＠囲のいずれの条件でも本発明の複合粉体が高い密度
を与えた。大火らのチタン酸アルミニウムの合成粉体を
原料とした場合の１３００℃、２時間焼結のデータも示
したが、実施例のみならず比較例よりも焼結性が低いこ
とが判る。

１５００℃、１時間のデータでは、本発明の粉体が実験
範囲において９３〜９５％のほぼ一定の相対密度を示し
たのに対して、比較例ではチタン酸アルミニウム量論比
（Ａ　１ｘＯ３５６、１ａｔ％、ＴｉＯ□４３．９ｗｔ
％）に近いところで者しく密度が低下した。

これらのデータに示されるように、本発明の複合粉体を
用いることにより、これを原料として製造される焼結体
は、従来になく低温、短時間の焼結で高密度を達成でき
た。

［実施例６１ 実施例１の粉体を用いて、焼結の昇降温速度を６００℃
／ｈ（１０℃／ｓｉ口）とし、最高温度１５００℃、２
時間の条件で焼結した。焼結密度９５．５％、平均曲げ
強度８　、５　Ｋｇ／ｍ１ｘ２、室温〜１ｏ。

０℃の熱膨張率０．１３７％の値を得た。破断面を走査
型電子顕微鏡で観察したところ、５〜３０μｌの塊状の
チタン酸アルミニウム粒子の粒界に０．５〜３μｌのＡ
Ｉ、Ｏ，粒子がより均一に分散しており、これが焼結体
を強化していると考えられる。

［実施例７］ 実施例４の粉体を用いて、焼結の昇降温速度を３００℃
／ｈ（５℃／ｗｉｎ）とし、最高温度１６００℃、２時
間の条件で焼結した。焼結密度９５．１％、平均曲げ強
度１１．３Ｋｙ／ａｘ２、室温〜１０００℃の熱膨張率
０．１８７％の値を得た。

［実施例８Ｊ 実施例５の粉体１００重量部に対し、比較例で用いたδ
晶のＡｌ２０３４重量部をボールミルで十分混合し、出
発粉体とした。

焼結の昇降温速度を６００℃／ｈとし、最高温度９５．
３％　平均曲げ強度９．０Ｋｇ／１ｔｓ２、室温〜ｔ　
ｏｏｏ℃の熱膨張率０．１２５％の値を得た。

［比較例４１ 比較例１の粉体を用いて、実施例６と同様に焼結の昇降
温速度を６００℃／ｈ（１０℃／ｗｉｎ）とし、最高温
度１５００℃、２時間の条件で焼結した。

焼結密度８３．２％、平均血げ強度２．６Ｋｇ／ｍａ２
、室温〜１０００℃の熱膨張率０．１７０％の値を得た
。破断面を走査型電子顕微鏡でａ察したところ、多孔質
の組織で、ドメイン構造を示していた。

［実施例９１ 実施例３の粉体と実施例５の粉体を重量比１：１の割合
で、ボールミルで十分混合し、Ａ１．０゜４８．１ｗＬ
％、Ｔｉ０ｚ５．１，９ｗＬ％の組成の粉体とした。焼
結の昇降温速度を６００℃／ｈとし、最高温度１３００
℃、４時間の条件で焼結した。焼結密度９６．８％、平
均曲げ強度８．２Ｋｙ／ｍｍ”、室温〜１０００℃の熱
膨張率０．０７８％を得た。

破断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、１０粒界
に１〜５μｍ程度の大きさのＴ　！　０２粒子が分散し
、またチタン酸アルミニウム粒子内にも１μｌ以下のＴ
　ｉ　０２粒子が分散し、これらの分散したＴｉＯ□粒
子が組織を強化していると考えられる。

［発明の効果］ 本発明によるＡｆｆｉｚＯ：＋−ＴｉＯｚ複合粉体を原
料として用いて作製したチタン酸アルミニウム系焼結体
は、従来にない特徴を持っている。

まず、本発明の粉体を用いて作製したチタン酸アルミニ
ウム焼結体は、比較的低温又は短時間の焼結で従来にな
く高密度の焼結体が得られる。さらに、原料中のＡｌ２
Ｏ，とＴ　ｒ　０２の混合が均一・であるので、チタン
酸アルミニウムが均一に生成し、過剰のＡｌ２Ｏ，ある
いはＴ　ｉ　Ｏ２がチタン酸アルミニウム中に均一に分
散した組織となる。この高密度と組織の均−性及び過剰
のＡｌｂＯｓ又はＴｉｅ：の均一分散のために、特にＡ
１．０２あるいはＴ　ｉ　Ｏ２が若干過剰の範囲で、熱
膨張を十号低く保ちながら、従来にない高強度を得るこ
とが可能となった。

密度についてまず見ると従来報告されている最も高密度
のチタン酸アルミニウム系焼結体は太夫ら（窯業協会誌
旦（６３２８９−２９７（１９８３））が１５００℃、
４時間の焼結で報告している相対密度９４．５％程度の
ものであるが、本発明の粉体を用いた場合、チタン酸ア
ルミニウムの量論比の組成では１３００℃、１時間の焼
結で９５．５％の相対密度を示し、太夫らの１３００℃
、２時間の焼結では７２％であるのと比べ者しく易焼結
性である。１５００℃では、１時間の焼結で９４．６％
を達成しており、太夫らより短時間で高密度となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のアルミナ−チタニア複合粉体を製造
するためのプロセスと装置を示すフローシートである。 第２図は、実施例１で作られたアルミナ−チタニア複合
粉体の仮焼後のＸ＃！回折図である。 ｆｊＩＪ３図は、実施例１で作られたアルミナ−チタニ
ア複合粉体の透過型電子顕微鏡写真である。 ｆｊＳ４図は、実施例２で作られたアルミナ−チタニア
複合粉体の透過型電子顕微鏡写真である。 第５図は、実施例１〜５、比較例１〜３における１３０
０℃、１時間の焼結品について、相対密度と組成との関
係を示すグラフである。 第８図は、実施例１〜５、比較例１〜３における１５０
０℃、１時間の焼結品について、相対密度と組成との関
係を示すグラフである。 第５図 第６図 Ａム０３　ｗｔ九 手続補正書（自発） 昭和６０年１１月１１　日 昭和６０年特許願第２１４２３７号 ２、発明の名称 アルミナ−チタニア複合粉体及びその製造方法３、補４
正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都￥芙ＫＢ′￥ＭｕＭＷ’ｘ丁目９番１１号
名称　Ｈｘｏ）Ｗｍイε￥デＭｂ式全会社６補正の内容 （１）明細書第１５頁第３行の「ルチル相Ｔ　ｉ　Ｏ２
に・・・」から同頁第５行の［試料の回折ピークの」ま
でを［シリコンを内部標準物質としたＸｍ回折法により
、複数（４本以上）のルチル相ＴｉＯ２による回折ピー
クの」に訂正する。 （２）明細書第１５頁第１４行に［内部標準としてＩＰ
ＣＪとあるのを［内部標準物質として行ったＩＰＣＪに
訂正する。 （３）明細書第１７頁第１２行に「断続的は」とあるの
を「断続的に」に訂正する。 （４）明細書第１７頁第１２１５行に「窒素（Ｎ２）に
よって」とあるのを［窒素（Ｎ２）の流量によって］に
訂正する。 （５）明細書第３７頁第１１行〜第１２行にｒＴ＋ｃｉ
’４ＴｉＣｌ ４フィード量ｌ　４のキャリヤーガスＮ２　フィードせ
ず」とあるのを ［ＴｉＣｌ４フィード量　　　　フィードせずＴｉＣＬ
のキャリヤーガスＮ２０．２２Ｎｙ”／ｈＪに訂正する
。 手続翁！ｊ正■す：　（ｇ１発） 昭和６１年１２月２３日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）γ晶又はδ晶のアルミナ約３０〜約８０重量％と
   ルチル相を主とする約７０〜約２０重量％のチタニアの
   両方を同一粒子中に含有し、Ｘ相（３Ａｌ＿２Ｏ＿３−
   ＴｉＯ＿２）とチタン酸アルミニウム相を実質的に含ま
   ないアルミナ−チタニア複合粉体。
2. （２）粉体の形状が球状である特許請求の範囲第１項に
   記載のアルミナ−チタニア複合粉体。
3. （３）チタニアのルチル相結晶の格子定数Ｃｏが２．９
   ５８０Å以下である特許請求の範囲第１項又は第２項の
   いずれかに記載のアルミナ−チタニア複合粉体。
4. （４）α晶アルミナを実質的に含まない特許請求の範囲
   第１項〜第３項のいずれかに記載のアルミナ−チタニア
   複合粉体。
5. （５）平均粒子径が２５〜１００ｎｍである特許請求の
   範囲第１項〜第４項のいずれかに記載のアルミナ−チタ
   ニア複合粉体。
6. （６）ルチル相チタニアの平均結晶子径が、複合粉体の
   平均粒子径と３０ｎｍうちのいずれよりも小さい特許請
   求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載のアルミナ−
   チタニア複合粉体。
7. （７）アルミナとチタニア以外の成分を含まない特許請
   求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載のアルミナ−
   チタニア複合粉体。
8. （８）燃焼する火炎中にＡｌＣｌ＿３とＴｉＣｌ＿４の
   混合蒸気を吹き込んで酸化し、アルミナとチタニアから
   なる複合粉体を製造するに際し、可燃性ガス、支燃性ガ
   ス、ＡｌＣｌ＿３ガスとＴｉＣｌ＿４ガスおよびキャリ
   ア−スが混合されて、燃焼が生ずる混合部の温度を約１
   ４５０℃以上でチタン酸アルミニウムの融点未満とし、
   混合部に接続された反応部の出口部分の温度を約８００
   ℃以上とし、混合部と反応部の平均ガス滞留時間をあわ
   せて２０〜５００ｍｓｅｃとするアルミナ−チタニア複
   合粉体の製造方法。
9. （９）燃焼する火炎中にＡｌＣｌ＿３とＴｉＣｌ＿４の
   混合蒸気を吹き込んで酸化し、アルミナとチタニアから
   なる複合粉体を製造するに際し、可燃性ガス、支燃性ガ
   ス、ＡｌＣｌ＿３ガスとＴｉＣｌ＿４ガスおよびキャリ
   ヤーガスが混合されで、燃焼が生ずる混合部の温度を約
   １４５０℃以上でチタン酸アルミニウムの融点未満とし
   、混合部に接続された反応部の出口部分の温度を約８０
   ０℃以上とし、混合部と反応部の平均ガス滞留時間をあ
   わせて２０〜５００ｍｓｅｃとして製造されたアルミナ
   −チタニア複合粉体を、さらに７００〜９００℃の温度
   で仮焼するアルミナ−チタニア複合粉体の製造方法。