專(zhuān)利名稱(chēng)：α-氧化鋁粉末及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有優(yōu)良特性的α-氧化鋁粉末及其生產(chǎn)方法。
α-氧化鋁被廣泛用作磨料、燒結(jié)物、等離子體噴霧材料、填料等原料。由通常使用的常規(guī)方法獲得的α-氧化鋁粉末包含形狀不規(guī)則的多晶體(它含有許多凝聚顆粒)和很寬的粒子大小分布。這樣的傳統(tǒng)α-氧化鋁產(chǎn)品的純度對(duì)于某些應(yīng)用是不夠的。為了避免這些缺點(diǎn)而適合某些特殊用途，為控制初級(jí)粒子大小或形狀，可使用下文所述的特殊方法生產(chǎn)α-氧化鋁粉末。然而這些特殊方法在生產(chǎn)具有狹窄初級(jí)粒子大小分布的α-氧化鋁粉末尚有困難，包括具有可控形狀，可控初級(jí)大小和均勻性的α-氧化鋁粒子。此外，為了使α-氧化鋁粒子在堆積或以單層(或多層)疊層時(shí)，按特定方向排列，希望所述粉末包含的α-氧化鋁粒子是棒狀的、繭形狀的或厚片狀的。然而，通常所獲得的α-氧化鋁粉末具有很寬的初級(jí)粒子大小分布，或者，這些粒子形成的顆粒具有薄片狀，而且獲得初級(jí)粒子大小分布狹窄的α-氧化鋁粉末及其具有適合定向排列形狀的其形成顆粒是困難的。
在生產(chǎn)α-氧化鋁粉末的通用方法中，拜耳法是最經(jīng)濟(jì)的方法。在拜耳法中，鋁土礦一旦轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁或變體氧化鋁后，即可在空氣中煅燒成α-氧化鋁粉末。
作為中間產(chǎn)物，以工業(yè)規(guī)模獲得的低成本氫氧化鋁或變體氧化鋁包含直徑大于10μm的凝聚粒子。通過(guò)所述氫氧化鋁或變體氧化鋁在空氣中的煅燒所獲α-氧化鋁粉末，包含的不規(guī)則形狀的初級(jí)粒子中有許多凝聚很強(qiáng)的粗顆粒。含有粗的凝聚顆粒的α-氧化鋁粉末，通過(guò)球磨，震動(dòng)磨等方法磨成最終產(chǎn)品。然而，研磨并不總是容易做到的，會(huì)因此花費(fèi)很大經(jīng)費(fèi)。此外，可磨性差的α-氧化鋁粉末必須長(zhǎng)時(shí)間研磨，可能形成過(guò)細(xì)的粉末。
一些方案已被用于解決這些難題。例如，JP-A-59-97528(用于本文的術(shù)語(yǔ)“JP-A”意指“未經(jīng)審查公開(kāi)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)”)披露一種用于改進(jìn)α-氧化鋁粉末形狀的方法，該法包括在含有銨的硼或硼系礦化劑存在下煅燒由拜耳法制備的氫氧化鋁，能獲得初級(jí)粒子直徑平均約1-10μm和D/H比約為1的α-氧化鋁粉末，其中D表示平行于α-氧化鋁六方密堆積點(diǎn)陣的六角點(diǎn)陣面的最大粒子直徑，而H代表垂直于六角點(diǎn)陣面的最大粒直徑。由于原料氫氧化鋁的粒子直徑為數(shù)十毫微米(μm)或更大些，并且煅燒是在旋轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行，所以所獲得的α-氧化鋁粉末初級(jí)粒子大小分布很寬，其形成的顆粒形狀也不規(guī)則，人為地控制初級(jí)粒子大小和形狀同樣是困難的。
已知生產(chǎn)α-氧化鋁粉末的特殊方法包括利用氫氧化鋁水熱反應(yīng)的水熱法，往氫氧化鋁中添加助熔劑進(jìn)行熔融和沉淀的助熔劑法，以及在礦化劑存在下煅燒氫氧化鋁方法。
有關(guān)水熱法，JP-B-57-22886(用于本文的術(shù)語(yǔ)“JP-B”系指“已審查過(guò)的
公開(kāi)日本專(zhuān)利申請(qǐng)”)公開(kāi)了添加剛玉作為晶種以控制粒子大小。由于在該工藝中合成是在高溫高壓下進(jìn)行的，所牽涉到的問(wèn)題是生產(chǎn)的α-氧化鋁粉末很貴。
提出的助溶法是作為控制用作研磨劑、填料等α-氧化鋁粉末粒子形狀或初級(jí)粒子大小的方法。例如，JP-B-3-131517公開(kāi)了一種制備α-氧化鋁粉末的方法，該法包括在熔點(diǎn)不高于800℃的氟系列助熔劑存在的情況下煅燒氫氧化鋁，所述α-氧化鋁粉末包含初級(jí)粒子大小平均為2-20μm，D/H比為5-40的六方片狀α-氧化鋁粒子，其中D和H如上定義。然而，該方法不能提供初級(jí)粒子直徑為2μm或更小的α-氧化鋁細(xì)粉末，也不能獲得具有片狀形狀的顆粒。換句話說(shuō)，該方法不能人為地控制形狀和粒子大小。
JournalofAmericanCeramicSociety，Vol.68，No.9.pp500-505(1985)報(bào)道α轉(zhuǎn)變溫度可通過(guò)往勃姆石中添加α-氧化鋁來(lái)降低。然而，由于其目的在于獲得細(xì)晶粒的燒結(jié)體，所以具有可控初級(jí)粒子大小和形狀的α-氧化鋁粉末不可能用該項(xiàng)技術(shù)得到。
US專(zhuān)利4657754公開(kāi)一種制取α-氧化鋁粒子直徑小于1μm的方法，該方法包括向α-氧化鋁產(chǎn)物母體中添加α-氧化鋁晶種，接著煅燒和研磨。用上述煅燒法所獲得的粉末含有不大于1μm的細(xì)初級(jí)粒子的凝聚物，通過(guò)該法不可能獲得大于10μm的初級(jí)粒子。
因此，至今尚不能建立一種生產(chǎn)α-氧化物粉末的技術(shù)，該技術(shù)能使α-氧化鋁粉末中的初級(jí)粒子直徑人為地控制在亞微米到數(shù)十毫微米，粒子的形狀能被控制在六方片狀到柱狀;或粒徑分布變狹的同時(shí)人為地控制晶體習(xí)性為a面｛1120｝c面｛0001｝n面｛2243｝和r面｛1012｝。一直存在著發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)的強(qiáng)烈要求。
然而，那種其顆粒具有足夠厚度以利于定向排列的，具有狹窄的初級(jí)粒子大小分布的，而且特別適于作磨料、填料、燒結(jié)物或墊片原料的α-氧化鋁粉末至含尚未獲得到。
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)初級(jí)粒子大小分布狹窄的α-氧化鋁粉末的方法，所述粉末中初級(jí)粒子大小和形狀可人為地加以控制。
本發(fā)明另一目的是提供的α-氧化鋁粉末包含的α-氧化鋁粒子具有大體上是八面體或二十面體的形狀，一種特殊的結(jié)構(gòu)和狹窄的初級(jí)粒子大小分布，這種粉末作為磨料、填料或燒結(jié)物的原料是最有用的。
本發(fā)明的種種目的和效果根據(jù)下列描述將會(huì)更明了。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)本發(fā)明上述目的是在特殊氣體保護(hù)氣氛中有晶種和/或形狀控制劑存在下煅燒原料(如變體氧化鋁)完成的。本發(fā)明是基于此發(fā)現(xiàn)完成的。
本發(fā)明提供一種生產(chǎn)α-氧化鋁粉末的方法，該法包括在晶種和形狀控制劑至少有一種存在下，在一種選自(1)含鹵化氫的氣體保護(hù)氣氛、(2)含由鹵素和蒸汽制備成分的氣體保護(hù)氣氛或(3)含鹵素的氣體保護(hù)氣氛下，煅燒變體氧化鋁和加熱能變成變體氧化鋁的母體中至少一種的步驟。
本發(fā)明還涉及α-氧化鋁粉末，該粉末含有的α-氧化鋁粒子具有大體上為八面體或二十面體的形狀;D/H比為0.5-30的六方密堆積點(diǎn)陣。其中D代表與α-氧化鋁六方密堆積點(diǎn)陣的六角點(diǎn)陣面相平行的最大粒子直徑，而H代表與點(diǎn)陣面相垂直的最大粒直徑，在與點(diǎn)陣面垂直的軸上對(duì)稱(chēng)數(shù)為6的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)，和以D90/D10術(shù)語(yǔ)表示的初級(jí)大小分布不大于10，其中D10和D90分別表示從小直徑一方進(jìn)行描繪累積分布的累積10%直徑和累積90%直徑。


圖1是電子掃描顯微鏡(SEM)照片(放大倍數(shù)9000)，表明的是例1所獲α-氧化鋁粉末的粒子結(jié)構(gòu)。
圖2表明例2所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)900)。
圖3表明例19所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)10000)。
圖4表明例19所獲α-氧化鋁粉末的初級(jí)粒子大小分布圖。
圖5表明例35所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)1000)。
圖6表明例35所獲α-氧化鋁粉末的初級(jí)粒子大小分布圖。
圖7表明例55所獲α-氧化鋁粉末粒子大小結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)9000)。
圖8表明例56所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)900)。
圖9表明例59所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)9000)。
圖10表明例60所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)4300)。
圖11表明例63所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)9000)。
圖12表明例66所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)1710)。
圖13表明例67所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)1280)。
圖14表明對(duì)比例1所獲α-氧化鋁粉末粒子結(jié)構(gòu)的SEM照片(放大倍數(shù)10000)。
圖15表明對(duì)比例1所獲α-氧化鋁粉末的初級(jí)粒子大小分布圖。
圖16表明α-氧化鋁粒子的晶體習(xí)性。
本發(fā)明的α-氧化鋁粉末是由變體氧化鋁和/或加熱能轉(zhuǎn)變成變體氧化鋁的原料制備的(本文以下稱(chēng)作變體氧化鋁產(chǎn)物母體)。變體氧化鋁系指所有的用AL2O3表達(dá)的多晶氧化鋁除α-氧化鋁外的氧化鋁類(lèi)。變體氧化鋁的特定實(shí)例包括γ-氧化鋁，δ-氧化鋁和θ-氧化鋁。變體氧化鋁產(chǎn)物母體包括借助于煅燒經(jīng)變體氧化鋁能轉(zhuǎn)化成α-氧化鋁的所述產(chǎn)物母體。變體氧化鋁產(chǎn)物母體實(shí)例包括氫氧化鋁、硫酸鋁、明礬(例如硫酸鋁鉀或硫酸鋁銨)、碳酸鋁銨和氧化鋁凝膠(例如在水中放電所獲得的凝膠)。
能用于本發(fā)明的變體氧化鋁和變體氧化鋁產(chǎn)物母體在合成中未加特別限制。例如，可由拜耳法，有機(jī)鋁化合物的水解、或從致冷裝置等的浸蝕廢液回收鋁化合物的方法，獲得氫氧化鋁，和通過(guò)熱處理氫氧化鋁、分解硫酸鋁、明礬、氣相分解氯化鋁、或分解碳酸鋁銨制取變體氧化鋁。
按照本發(fā)明的方法，所要求的α-氧化物粉末甚至可由粒徑為10μm或更大的氫氧化鋁或變體氧化鋁獲得，所述氫氧化鋁或變體氧化鋁可由在工業(yè)上比較經(jīng)濟(jì)的方法，如拜耳法，制取。
用于本發(fā)明的晶種是一種適用于α-氧化鋁晶體生長(zhǎng)的晶核晶體。α-氧化鋁的晶體圍繞著晶種生長(zhǎng)。就執(zhí)行這一功能而言，任何晶種都可使用。最好的晶種包括鋁、鈦、釩、鉻、鐵或鎳的化合物及其混合物。這些金屬的化合物包括氧化物、氮化物、氧化氮化物、碳化物、碳化物氮化物、和硼化物，使用氧化物和氮化物的最好。釩化合物既可作晶種也可作形狀控制劑。
適當(dāng)選擇晶種的種類(lèi)和數(shù)量有可能產(chǎn)生這樣的α-氧化鋁粉末，其α-氧化鋁粒子具有人為的初級(jí)粒子大小和特定的多面體形狀。
晶種的用量按使用的或由其產(chǎn)物母體轉(zhuǎn)化成的每100份(按重量)變體氧化鋁計(jì)，通常為10ppm-50份(按重量)，優(yōu)選100ppm-30份(按重量)，更好為200ppm-10份(按重量)。
所獲α-氧化鋁的初級(jí)粒子大小能通過(guò)所加晶種數(shù)量得到控制，加入的晶種數(shù)量越多，制取的α-氧化鋁粒子越小。
用于本發(fā)明的形狀控制劑是這樣的一種試劑，通過(guò)某些未知的機(jī)理，該試劑能在晶體生長(zhǎng)中對(duì)改變下文所述D/H比和晶體習(xí)性能起作用。盡管沒(méi)有限制，但優(yōu)選的形狀控制劑包括金屬，如鎂、鈣、鍶、釔、鋯、釩、鈮、鉬、銅、鋅、硼、硅、鑭、鈰和釹，這些金屬的化合物及其混合物。金屬化合物包括氧化物、氮化物、氧化氮化物、碳化物、碳化物氮化物、鹵化物和硼化物，氧化物是最好的。
適當(dāng)選擇形狀控制劑可產(chǎn)生這樣的α-氧化鋁，它所含有的粒子粉末具有適于最終使用可控制的初級(jí)粒子大小和形狀。
形狀控制劑的用量按使用的或由其產(chǎn)物母體轉(zhuǎn)化的每100份變體氧化鋁(按重量)計(jì)，一般為10ppm-50份(按重量)，優(yōu)選為100ppm-30份(按重量)，更好的為200ppm-10份(按重量)。在控制α-氧化鋁粒子D/H比的情況下，例如，制取具有較高D/H比的α-氧化鋁粒子，與為提高D/H比而增加試劑量成正比。在控制α-氧化鋁粒子晶體習(xí)性的情況下，例如，在α-氧化鋁粒子成層時(shí)的N-面面積與為形成N-面增加試劑用量成正比。
晶種和形狀控制劑兩者可結(jié)合使用，在這種情況下，可以制取具有任選的初級(jí)粒子大小、任選的D/H比、任選的晶體習(xí)性和任選的形狀的α-氧化鋁粒子的α-氧化鋁粉末。
在晶種和形狀控制劑都使用的情況下，晶種和形狀控制劑總量，按使用的變體氧化鋁或由其產(chǎn)物母體轉(zhuǎn)化的變體氧化鋁每100份重量計(jì)，一般為10ppm-50份(按重量)，優(yōu)選100ppm-30份(按重量)，更好為200ppm-10份(按重量)。
通常本發(fā)明是通過(guò)混合上述原料(即變體氧化鋁和/或其產(chǎn)物母體，和晶種和/或形狀控制劑)和煅燒該混合物完成的?；旌系姆椒](méi)有特殊的限制。當(dāng)采納濕混法時(shí)，例如既可使用含水溶劑也可使用有機(jī)溶劑?；旌系倪M(jìn)行可通過(guò)球磨或豎式軋碎機(jī)。超聲法和攪拌法也可使用。在混合設(shè)備中使用的原料磨損物質(zhì)，如混合介質(zhì)，可作為晶種或形狀控制劑。例如在球磨混合過(guò)程中由α-氧化鋁制成的球產(chǎn)生的α-氧化鋁磨損物質(zhì)可作晶種用。
混有晶種和/或形狀控制劑的變體氧化鋁和/或其產(chǎn)物母體在含鹵化氫的氣體保護(hù)氣氛(1)中煅燒，所述鹵化氫的濃度優(yōu)選為0.1%(按體積)或更多，更好為0.5%(按體積)或更多，而最好的為1.0%(按體積)或更多。氣體保護(hù)氣氛中除鹵化氫以外的一種成分(或多種成分)，也就是說(shuō)，稀釋氣體包括惰性氣體，例如氮、氫和氬、以及空氣。對(duì)氣體保護(hù)氣氛的壓力沒(méi)有嚴(yán)格要求，可任意地根據(jù)工業(yè)使用范圍來(lái)確定。具有優(yōu)良性質(zhì)的α-氧化鋁粉末按要求在下文所述的較低溫度下煅燒即可獲得。
含鹵化氫的氣體保護(hù)氣氛(1)可用含一種由鹵素和蒸汽制備的成分的氣體保護(hù)氣氛(2)代替。在這種情況下，變體氧化鋁和/或其產(chǎn)物母體煅燒所在的氣氛中，含有由鹵素和蒸汽制備的所述成分，鹵素優(yōu)選濃度為0.1%(按體積)或更多，更好為0.5%(按體積)或更多，最好為1.0%(按體積)或更多，而蒸汽濃度優(yōu)選為0.01%(按體積)或更多，更好的為0.1%(按體積)或更多，而最好為0.5%(按體積)或更多。由鹵素和蒸汽制備的成分可用普通方法完成，例如，通過(guò)向體系引入鹵素和蒸汽。鹵素和蒸汽也可預(yù)先混合好再引入體系。氣體保護(hù)氣氛中除由鹵素和蒸汽制備的成分外的其它一種成分(或多種成分)，即稀釋氣體包括惰性氣體，例如氮、氫和氬，以及空氣。對(duì)氣氛的壓力并不做特殊嚴(yán)格的要求，可根據(jù)工業(yè)使用范圍任意確定。具有優(yōu)良性質(zhì)的α-氧化鋁粉末按要求可在下文所述較低溫度下煅燒獲得。
當(dāng)煅燒在含鹵化氫氣體保護(hù)氣氛(1)或含有從鹵素和蒸汽制備的成分的氣體保護(hù)氣氛中進(jìn)行時(shí)，煅燒溫度優(yōu)選為500-1400℃，更好的為600-1300℃，而最好的是700-1200℃?？刂圃谶@一溫度范圍內(nèi)進(jìn)行煅燒，α-氧化鋁粉末所包含的α-氧化鋁粒子難以凝聚，甚至煅燒后不會(huì)立即凝聚，這表明在工業(yè)上以有效的形成速度能獲得狹窄的初級(jí)大小分布，而且當(dāng)使用原料，即變體氧化鋁和/或其產(chǎn)物母體時(shí)，具有很大的粒徑時(shí)，例如，使用具有平均粒徑超過(guò)10μm的凝聚粒子時(shí)，在上文詳述范圍內(nèi)的較高煅燒溫度內(nèi)，尤其是700℃或更高的溫度是最好的。
含鹵化氫的氣體保護(hù)氣氛(1)也可被(3)含鹵素的氣體保護(hù)氣氛代替。在這種情況下，變體氧化鋁和/或其產(chǎn)物母體在含鹵素的氣氛下煅燒，其鹵素濃度至少為0.1%(按體積)，更好的為0.5%(按體積)或更多，而最好的為1.0%(按體積)或更多。所述氣體保護(hù)氣氛中除鹵素以外的一種成分(或多種成分)，即稀釋氣體包括惰性氣體，例如氮、氫和氬，以及空氣。對(duì)氣氛的壓力不做嚴(yán)格要求，可根據(jù)工業(yè)使用范圍任意確定。具有優(yōu)良性質(zhì)的α-氧化鋁粉末可按要求制取。
用于本發(fā)明的鹵素實(shí)例包括氟、氯、溴和碘，用氟和氯是優(yōu)選的，而用氯是最好的。
當(dāng)使用含鹵素的氣體保護(hù)氣氛(3)時(shí)，煅燒溫度優(yōu)選950-1500℃，更好的是1050-1400℃，而最好的是1100-1300℃。在控制于該范圍的溫度下煅燒，α-氧化鋁粉末所含α-氧化鋁粒子難以凝聚，甚至在煅燒后不會(huì)立即凝聚，這表明了在工業(yè)上以有效形成速度能獲得狹窄的初級(jí)大小分布。當(dāng)使用的原料具有很大的粒徑時(shí)，例如，使用具有平均粒徑超過(guò)10μm，在上述范圍內(nèi)的較高煅燒溫度，尤其是1100℃或更高些是最好的。
變體氧化鋁和/或其產(chǎn)物母體的煅燒持續(xù)足夠時(shí)間以滿足原料生長(zhǎng)成α-氧化鋁。當(dāng)依賴(lài)于氣體保護(hù)氣氛濃度，煅燒溫度和類(lèi)似條件時(shí)，煅燒時(shí)間通常為1分鐘或更多此些，優(yōu)選10分鐘或更多些，然而對(duì)此并不限定。
氣體的來(lái)源和向所述體系供氣的方法不作特別限制，只要把上述氣體送到含原料的反應(yīng)體系內(nèi)就行。例如，盛存所述氣體的鋼瓶通常被用作供應(yīng)源，當(dāng)使用鹵化氫，鹵素化合物，例如鹵化銨或含鹵高聚合物時(shí)能在其蒸汽壓力下分解時(shí)送入，以便得到預(yù)定的氣體成分。供氣既能以連續(xù)方式，也能以批量方式進(jìn)行。
對(duì)煅燒設(shè)備沒(méi)有特殊限制，一般的煅燒爐就能使用。煅燒爐最好是由耐鹵化氫氣體，鹵素氣體等耐腐蝕的材料制成。爐子最好裝有控制氣壓的裝置。因?yàn)槭褂盟嵝詺怏w，例如鹵化氫或鹵素氣體，爐子最好是氣密的。對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)，煅燒最好用例如隧道窯、旋轉(zhuǎn)窯或推進(jìn)式爐以連續(xù)方式進(jìn)行。
由于在酸性氣氛中進(jìn)行反應(yīng)，工藝過(guò)程中使用的坩鍋、舟皿或類(lèi)似工具最好由氧化鋁、石英、耐酸磚或石墨制成。
根據(jù)本發(fā)明的方法，所獲得的氧化鋁粉末含有如圖16所示的八面體或更高多面體形狀的α-氧化鋁粒子，該粒子為六方密堆積點(diǎn)陣，其D/H比為0.5-30，且具有均勻性。α-氧化鋁粒子顯示出狹窄的初級(jí)粒子大小分布，通常平均初級(jí)粒子直徑為0.1-30μm，D/H比為0.5-30。
特別是本發(fā)明提供的α-氧化鋁粉末含有的α-氧化鋁粒子大體上為八面體或二十面體的形狀，六方密堆積點(diǎn)陣，具有的D/H比為0.5-30，在垂直于點(diǎn)陣面的軸上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的對(duì)稱(chēng)數(shù)為6，按D90/D10術(shù)語(yǔ)表示其大小分布不超過(guò)10，優(yōu)選不超過(guò)5，其中D10和D90分別表示從較小直徑一方進(jìn)行描繪累積分布的累積10%直徑和累積90%直徑。具有如此狹窄初始粒子大小分布的α-氧化鋁粉末特別適于作磨料、填料、墊片和燒結(jié)構(gòu)的原料。
對(duì)于每旋轉(zhuǎn)2π/n(n是正整數(shù))后出現(xiàn)分辨不清圖像時(shí)特征規(guī)定為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)，n規(guī)定為對(duì)稱(chēng)數(shù)，旋轉(zhuǎn)軸規(guī)定為對(duì)稱(chēng)的n次軸。
按本發(fā)明的方法，由各種類(lèi)型、形狀、大小和組成的氧化鋁原料可獲得具有均勻性，狹窄的初級(jí)粒子大小分布和八面體或更多的多面體形狀的α-氧化鋁粒子的α-氧化鋁粉末。
適當(dāng)選擇晶種的種類(lèi)和數(shù)量能夠使獲得的α-氧化鋁粉末所含的α-氧化鋁粒子具有任選的初級(jí)粒子大小分布和特定的多面體形狀。由于D/H比和晶體習(xí)性能隨形狀控制劑的使用改變，所以適當(dāng)選擇形狀控制劑有利于制備具有適于最終使用的任何形狀的α-氧化鋁粒子的α-氧化鋁粉末。
晶種和形狀控制劑結(jié)合起來(lái)使用能夠生產(chǎn)出α-氧化鋁粉末含有具有初級(jí)粒子為任選的初級(jí)粒子大小，任選的D/H比，任選的晶體習(xí)性、和適合于最終使用的任選形狀的α-氧化鋁粒子。
由本發(fā)明方法獲得的α-氧化鋁粉末具有狹窄的初級(jí)粒子大小分布，其初級(jí)粒子直徑控制在數(shù)毫微米(μm)的水平上，因此適合作密封劑的原料。除了上述特性外，α-氧化鋁粉末還具有高體積密度，因此，用作單晶原料時(shí)可達(dá)到很高的堆積密度。此外，由于α-氧化鋁粉末的初級(jí)粒子大小能人為地加以控制，所以該粉末可用作具有各種孔徑的陶瓷填料的原料。除此之外，α-氧化鋁粉末的粒子周邊形狀能通過(guò)控制晶體習(xí)性而改變，以致于具有可控研磨效果。
由本發(fā)明方法所獲得的α-氧化鋁粉末適合作磨料、燒結(jié)物、等離子體噴霧材料、填料、單晶、催化劑載體、熒光物質(zhì)、密封劑以及陶瓷填料的原料。尤其是，大體上由八面體或二十面體形狀構(gòu)成的α-氧化鋁粉末最適合作磨料、填料、燒結(jié)物或墊片的原料，而且在工業(yè)上特別有用。
對(duì)照實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，然而應(yīng)該理解這些實(shí)例并未構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)例和對(duì)比例中的測(cè)量如下進(jìn)行(1)α-氧化鋁的初級(jí)粒子直徑和初級(jí)粒子大小分布用電子掃描顯微鏡(SEM)(JEOL有限公司制造“T-300”，以下同)攝取α-氧化鋁粉末的顯微照片，并選出80-100個(gè)粒子進(jìn)行圖像分析以獲得園等效直徑的平均值和分布值。術(shù)語(yǔ)“園等效直徑”用于本文意指具有與所述粒子等同面積的理想園直徑。
(2)α-氧化鋁的晶體形狀(D/H比)用術(shù)語(yǔ)D/H比表達(dá)α-氧化鋁粒子的形狀，其中D和H如上定義。由上述SEM照片選出5-10個(gè)粒子后進(jìn)行圖像分析以獲得D/H比的平均值。
(3)晶體習(xí)性觀察α-氧化鋁粒子的晶體習(xí)性以評(píng)價(jià)其形狀。本發(fā)明中所獲多面體α-氧化鋁粒子的晶體習(xí)性(用A-Ⅰ表示)，示于圖16。α-氧化鋁具有六方晶系，術(shù)語(yǔ)“晶體習(xí)性”用α-氧化鋁意指其晶體形式，以晶面外觀為其特征，晶面由a面｛1120｝、c面｛0001｝、n面｛2243｝、和r面｛1012｝組成。晶面a、c、n和r示檢圖16。
(4)晶面數(shù)通過(guò)SEM照片的圖像分析測(cè)定。
(5)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)觀察SEM照片測(cè)定。
(6)D90/D10用采納激光散射原理的MasterSizer(由Malbern公司制造)測(cè)定。
(7)抗壓強(qiáng)度粒子的抗壓強(qiáng)度是用動(dòng)態(tài)超顯微硬度檢驗(yàn)器(DVH-200，由SHIMADZUCORPORAT10N制造)測(cè)量。
(8)用TEM觀察內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)α-氧化鋁粒子的內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)是用超高壓發(fā)射電子顯微鏡(TEM)(加速電壓1200KVA，HITACHI有限公司制造)觀察。
(9)堆積密度(TappedDensity)α-氧化鋁粉末的堆積密度按照J(rèn)IS-H-1902測(cè)量。
實(shí)例和對(duì)比例所用欲煅燒的原料，晶種和形狀控制劑下文予以說(shuō)明。
原料1.變體氧化鋁A煅燒由異丙醇鋁水解制備的氫氧化鋁獲得變體氧化鋁(由Sumitomo化學(xué)有限公司生產(chǎn)的“AKP-G15”，粒子直徑約4μm)(各表縮寫(xiě)為tr-alA)2.變體氧化鋁B分解明礬獲得的變體氧化鋁(由BaiKowskiChimie生產(chǎn)的“CR125”，粒子直徑約4μm)(各表縮寫(xiě)為tr-alB)。
3.氫氧化鋁A由水解異丙醇鋁(各表縮寫(xiě)為al-hrA)(次級(jí)粒子直徑約8μm)制備的粉末。
4.氫氧化鋁B由拜耳法制備的粉末(由Sumitomo化學(xué)有限公司生產(chǎn)的“C301”，次級(jí)粒子直徑約4μm)(各表縮寫(xiě)為al-hyB)。
5.氫氧化鋁C
由拜耳法制備的粉末(由Sumitomo化學(xué)有限公司生產(chǎn)的“C12”，次級(jí)粒子直徑約30μm)(各表縮寫(xiě)為al-hyC)。
6.明礬(ALNH4(SO4)2.12H2O)變體氧化鋁產(chǎn)物母體，加熱能產(chǎn)生變體氧化鋁，使用WaKo純化學(xué)工業(yè)有限公司的試劑。
7.硫酸鋁(AL2(SO4)3.16H2O)變體氧化鋁產(chǎn)物母體，加熱能變成變體氧化鋁，使用Sumitomo化學(xué)有限公司的產(chǎn)品。
晶種1.α-氧化鋁A“AKP-50”，由Sumitomo化學(xué)有限公司生產(chǎn)的α-氧化鋁粉末，初級(jí)粒子平均直徑約0.3μm，(各表縮寫(xiě)為α-alA)。
2.α-氧化鋁B“AKP-15”，由Sumitomo化學(xué)有限公司生產(chǎn)的α-氧化鋁粉末，初級(jí)粒子平均直徑約0.8μm(各表縮寫(xiě)為α-alB)。
3.α-氧化鋁C在球磨過(guò)程中由氧化鋁球產(chǎn)生的α-氧化鋁粒子(各表縮寫(xiě)為α-alC)。
4.α-氧化鋁D由本發(fā)明方法制備的α-氧化鋁;初級(jí)粒子平均直徑約3μm。
5.二氧化鈦(TiO2)由Fuji鈦工業(yè)有限公司生產(chǎn)的試劑。
6.三氧化二鉻(Cr2O3)
由WaKo純化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)的試劑。
7.氧化鐵(Fe2O3)由Bayer日本有限公司生產(chǎn)的試劑。
8.氧化鎳(Ni2O3)由NakaraiKagakuYakuhinK.K.生產(chǎn)的試劑。
9.氧化釩(V2O5)由NakaraiKagakuYakuhinK.K.生產(chǎn)的試劑。
10.氮化鋁(ALN)由TokuyamaSoda有限公司生產(chǎn)的試劑。
形狀控制劑1.氧化鎂(MgO)由Wako純化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)的試劑。
2.氧化硼(B2O3)由Wako純化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)的試劑。
3.氫氧化鎂(Mg(OH2))由Wako純化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)的試劑。
4.二氧化硅(SiO2)由日本AerosiL有限公司生產(chǎn)的試劑。
5.氧化鋯(ZrO2)由水解二氯氧化鋯(Zrocl2)獲得氧化鋯凝膠，二氯氧化鋯由Nakarai Kagaku Yakuhin K.K.生產(chǎn)。
6.氧化銅(CuO)由NakaraiKagakuYakuhinK.K.生產(chǎn)的試劑。
7.氧化鍶(SrO)
由NakaraiKagakuYakuhinK.K.生產(chǎn)的試劑。
8.氧化鋅(ZnO)由NakaraiKagakuYakuhinK.K.生產(chǎn)的試劑。
9.氧化鉬(MoO3)由NakaraiKagakuYakuhinK.K.生產(chǎn)的試劑。
10.氧化鈮(Nb2O5)由NakaraiKagakuYakuhinK.K.生產(chǎn)的試劑。
11.氧化鈣(CaO)由Wako純化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)的試劑。
12.氧化硼(B2O3)由Wako純化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)的試劑。
13.氧化釔(Y2O3)由日本YttriumK.K.生產(chǎn)的試劑。
14.氧化鑭(La2O3)由NakaraiKagakuYakuhinK.K.生產(chǎn)的試劑。
15.氧化鈰(CeO2)由SantokuKinzokuKogyoK.K.生產(chǎn)的試劑。
16.氧化釹(Nd2O3)由日本YttriumK.K.生產(chǎn)的試劑。
除了用氧化鋁球研磨外，使用異丙醇作溶劑通過(guò)超聲波完成物料的混合?；旌虾蟮母稍锸峭ㄟ^(guò)旋轉(zhuǎn)式汽化器和干燥器完成的。
使用TsurumiSodaK.K.生產(chǎn)的灌裝鋼餅氯化氫(純度99.9%)作氯化氫氣源，使用FugimotoSangyoK.K.生產(chǎn)的灌裝鋼瓶氯(純度99.4%)作為氯氣源。
氟化銨的分解氣體用作氟化氫氣源。將氟化銨加熱至其升華溫度，220℃，再將所得的分解氣體通入管式爐的管子中。當(dāng)保溫在1100℃時(shí)，氟化銨會(huì)完全分解形成含氟化氫33%(按體積)。氫17%(按體積)和氮50%(按體積)的氣氛。
溴化銨的分解氣體可用作溴化氫氣源。將溴化銨加熱至其升華溫度，420℃后，再將所生成的分解氣體通入管式爐的管子中。當(dāng)保溫在1100℃時(shí)，溴化銨會(huì)完全分解形成含33%(按體積)的溴化氫，17%(按體積)的氫，和50%(按體積)氮的氣氛。
碘化銨的分解氣體可用作碘化氫氣源。將碘化銨加熱至其升華溫度，380℃后，再將所產(chǎn)生的分解氣引入管式爐管子中。當(dāng)在1100℃保溫時(shí)，碘化銨會(huì)完全分解形成含33%(按體積計(jì))的碘化氫、17%(按體積計(jì))氫和50%(按體積計(jì))氮的氣氛。
將預(yù)定量的晶種和/或形狀控制劑添加到原料中(變種氧化鋁和/或其產(chǎn)物母體)，再將0.4克等份試樣的混合物放入氧化鋁皿中至高度5mm。使用石英制芯管(直徑27mm;長(zhǎng)度1000mm)的管式爐(由MotoyamaK.K.生產(chǎn)的“DSPSH-28”)進(jìn)行煅燒。在以500℃/小時(shí)速率升溫的同時(shí)通入氮?dú)?，?dāng)溫度達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)，把具有規(guī)定成分的氣體送入管式爐中。
水蒸汽分壓的控制通過(guò)調(diào)節(jié)取決于溫度的飽和水蒸汽壓，并且用氮載氣將水蒸汽送入爐中。
通過(guò)流量計(jì)調(diào)節(jié)氣體流速以控制氣體濃度。規(guī)定線性流速在20mm/秒(氣體流動(dòng)體系)。在低濃度氯化氫的例9中，氣體流動(dòng)體系用輸入規(guī)定的氣體保護(hù)氣氛的體系代替，然后中止氣體送入進(jìn)行煅燒。在所有的實(shí)例和對(duì)比例中，煅燒都是在大氣壓下進(jìn)行。
當(dāng)爐子達(dá)到了規(guī)定溫度后，在該溫度下(以下稱(chēng)煅燒溫度)保溫規(guī)定時(shí)間(以下稱(chēng)煅燒時(shí)間)，在規(guī)定的一段煅燒時(shí)間后，使?fàn)t子冷卻以得到α-氧化鋁粉末。
實(shí)例中“份數(shù)(按重量計(jì))”是基于使用的或由變體氧化鋁產(chǎn)物母體轉(zhuǎn)化的100份(按重計(jì))變體氧化鋁。
例1使變體氧化鋁A與作為晶種的3份(按重量計(jì))α-氧化鋁A混合。在800℃下送入由氟化銨分解產(chǎn)生的氟化氫，然后于1100℃下煅燒混合物30分鐘。
煅燒條件和結(jié)果列于表1和表2中。所獲得的α-氧化鋁粉末SEM照片示于圖1中。
例2除了使用基于由變體氧化鋁A制取氧化鋁1%(按重量計(jì))的作為形狀調(diào)節(jié)劑的氧化鋯凝膠(ZrO2)代替α-氧化鋁A作晶種。在如同例1的條件下進(jìn)行變體氧化鋁A的煅燒，煅燒條件和所獲結(jié)果列于表1和2中。所獲得的α-氧化鋁粉末的SEM照片示于圖2。
例3除了用氫氧化鋁A代替變體氧化鋁A作原料外。在與例1相同的方式下進(jìn)行煅燒，獲得了與例1相同的α-氧化鋁粉末，煅燒條件列于表1和表2中。
例4除了用氟和水蒸汽代替氟化氫外在與例1相同的方式下完成變體氧化鋁A的煅燒，獲得的α-氧化鋁與例1所得到的一樣。煅燒條件列于表1和2中。
例5-9根據(jù)由氫氧化鋁A制取氧化鋁，在1100℃的含可變氯化氫氣體濃度的保護(hù)氣氛中煅燒已加入0.1份(按重量)α-氧化鋁A的氫氧化鋁A。根據(jù)氯化氫的濃度改變煅燒時(shí)間。在800℃時(shí)加入氯化氫氣體。煅燒條件和所得到的結(jié)果列于表1和2中。
用TEM觀察例6所制取的α-氧化鋁粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。檢測(cè)的粒子中無(wú)缺陷例10和11除了改變?nèi)绫?所示加入氯化氫氣體的溫度外，以與例6相同的方式煅燒氫氧化鋁A，煅燒溫度和時(shí)間。所獲結(jié)果列于表2。
例12除了如表1所示改變送入的氯化氫氣體溫度外，在與例6相同方式下煅燒氫氧化鋁A，所獲結(jié)果列于表2。
例13-18除了用表1所示原料代替氫氧化鋁A外。以與例6相同方式進(jìn)行煅燒，所獲結(jié)果列于表2。
例19-30除了改變列于表1和3的晶種種類(lèi)和用量外。在與例6相同的方式下進(jìn)行氫氧化鋁A的煅燒，所獲結(jié)果列于表2和4。
在使用氧化釩作晶種(例29)的體系中所獲得的α-氧化鋁粉末，具有按D/H比為2.0表示的獨(dú)特晶型，該比值與其它體系相比顯著高些。
測(cè)量例22和26所獲得的各種α-氧化鋁粒子的抗壓強(qiáng)度。
用TEM觀察例25所制得的α-氧化鋁內(nèi)部結(jié)構(gòu)。檢測(cè)的粒子沒(méi)有缺陷。
例19所獲得的α-氧化鋁粉末的SEM照片示于圖3，該粉末的粒子大小分布示于圖4。
例31除了向管式爐通氯氣和蒸汽作為氣體保護(hù)氣氛外。在與例6相同方式下煅燒氫氧化鋁A，煅燒條件和所獲結(jié)果列于表3和表4中。
例32和33除晶種外使用表3所列的形狀控制劑外。在與例6相同方式下煅燒氫氧化鋁A，煅燒條件和所獲得的結(jié)果列于表3和4中。
例34-49在各種作形狀控制劑的金屬氧化物存在下煅燒氫氧化鋁A。煅燒條件和所獲結(jié)果列于表3、4、5和6中。
例50和51除了改變通入氣體保護(hù)氣氛的溫度外。在與例38或35相同方式下煅燒氫氧化鋁A，煅燒條件和所獲結(jié)果列于表5和6中。
例52除了用變體氧化鋁A代替氫氧化鋁A外。在與例45相同方式下完成煅燒，煅燒條件和所獲結(jié)果列于表5和6中。
例53除了使用氯氣和蒸汽作為氣體保護(hù)氣氛外。在與例35相同方式下煅燒氫氧化鋁A，獲得與例35相同的α-氧化鋁粉末。煅燒條件列于表5和6中。
例54除了使用明礬作原料外。在與例35相同方式下完成煅燒，所生成的α-氧化鋁粉末大體上與例35所得粉末相同。煅燒條件列于表5和6中。
例55在含通過(guò)分解溴化銨獲得溴化氫的氣氛中，煅燒已加入α-氧化鋁A作晶種的變化氧化鋁A。所生成的α-氧化鋁粉末的SEM照片示于圖7。煅燒條件和所獲結(jié)果列于表5和6中。
例56除了用變體氧化鋁A代替明礬作原料和用氧化鋯凝膠(ZrO2)代替MgO作形狀控制劑外。在與例54相同方式下進(jìn)行煅燒，所生成的α-氧化鋁粉末的SEM照片示于圖8。煅燒條件和所得結(jié)果列于表5和6中。
圖57除了用氫氧化鋁A代替變體氧化鋁A作原料外。在與例55相同方式下進(jìn)行煅燒，所生成的α-氧化鋁粉末與例55所獲粉末是相同的。煅燒條件列于表5和6中。
例58除了使用溴氣和蒸汽作為氣體保護(hù)氣氛外。在與例55同樣方式下煅燒變體氧化鋁A，所生成的α-氧化鋁粉末與例55所獲得的粉末相同。煅燒條件列于表5和6中。
例59在含有經(jīng)分解碘化銨所得碘化氫的氣體保護(hù)氣氛中，煅燒已加入作為晶種的α-氧化鋁A的變體氧化鋁A。所生成的α-氧化鋁粉末的SEM照片示于圖9。煅燒條件和所獲結(jié)果列于表5和6中。
例60
除了用α-氧化鋁B代替α-氧化鋁A作晶種并另外加入氧化鋯凝膠(ZrO2)作形狀控制劑外。在與例1相同方式下煅燒變體氧化鋁A，所生成的α-氧化鋁粉末的SEM照片示于圖10。煅燒條件和所獲結(jié)果列于表5和6。
例61除了用氫氧化鋁A代替變體氧化鋁A作原料外。在與例59同樣方式下進(jìn)行煅燒，生成的α-氧化鋁粉末與例59所獲粉末相同。煅燒條件列于表5和6。
例62除了使用含有碘氣體和蒸汽的氣體保護(hù)氣氛外。在與例59同樣方式煅燒變體氧化鋁A，生成的α-氧化鋁粉末與例59所獲的粉末相同。煅燒條件列于表5和6中。
例63在表5和6所列條件下，在氯氣保護(hù)氣氛中煅燒已加入作晶種的α-氧化鋁A的變體氧化鋁A。生成的α-氧化鋁粉末的SEM照片示于圖11。所獲結(jié)果列于表6。
例64除了改變氣體保護(hù)氣氛的組成和煅燒溫度外。在與例63同樣方式下煅燒變體氧化鋁A，生成的α-氧化鋁粉末與例63所獲粉末相同。煅燒條件和所獲結(jié)果列于表5和6中。
例65除了用作為形狀控制劑的氧化鈣代替α-氧化鋁A作晶種外。在與例63同樣方式下煅燒變體氧化鋁A，結(jié)果，獲得D/H比為3的α-氧化鋁粉末。煅燒條件和所得結(jié)果列于表5和6中。
例66使氫氧化鋁A與0.1份(按重量計(jì))作為形狀控制劑的氧化硼(B2O3)在異丙醇中通過(guò)超聲波加以混合，該混合物于1100℃下在由30%(按體積)氯化氫和70%(按體積)氮組成的氣體保護(hù)氣氛中煅燒30分鐘。生成的α-氧化鋁粉末具有八面體形狀和D90/D10比為2.0。該粉末的SEM照片示于圖12。煅燒條件和所獲結(jié)果列于表5和6中。
例67在與例66相同方式下煅燒已加入作為形狀控制劑的1份(按重量計(jì))氧化鋯凝膠(ZrO2)的氫氧化鋁A。得到的α-氧化鋁粉末具有二十面體形狀和D90/D10比為2.0。所述粉末的SEM照片示于圖13。煅燒條件和所獲結(jié)果列于表5和6中。
對(duì)比例1在常規(guī)條件下即1300℃-1400℃的空氣中煅燒氫氧化鋁Al-4小時(shí)。生成的α-氧化鋁粉末D90/D10比為4.0。粒子直徑平均值約0.7μm，和不規(guī)則形狀。所述粉末的SEM照片示于圖14，而粉末的粒子尺寸分布示于圖15。煅燒條件和所得結(jié)果列于表7和8。
對(duì)比例2用水熱法制取α-氧化鋁粉末。測(cè)量粉末中粒子的抗壓強(qiáng)度。所獲結(jié)果列于表8中。
對(duì)比例3用水熱法制取α-氧化鋁粉末。用TEM觀察粉末中粒子的內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)，檢測(cè)為粒子中有許多缺陷，所獲結(jié)果列于表8。
對(duì)比例4-6
用電熔融法制取α-氧化鋁粉末。用TEM觀察對(duì)比例4所制取的粉末中粒子的內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)。檢測(cè)的粒子中有許多許多缺陷。測(cè)量對(duì)比例4、5和6所獲得的各種粉末的堆積密度。所得結(jié)構(gòu)列于表8中。
按照本發(fā)明方法生產(chǎn)的本發(fā)明的α-氧化鋁粉末包括具有大體上為八面體或二十四體形狀、一種特定的結(jié)構(gòu)和狹窄的初級(jí)粒子大小分布，因而具有優(yōu)良的特性，并且該粉末作為磨料、填料、燒結(jié)物或墊片的原料是特別有用的。
在此詳細(xì)敘述了本發(fā)明的內(nèi)容并以具體的實(shí)施例作了參照，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)行一些變化和改變。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)α-氧化鋁粉末的方法，該法包括在晶種和形狀控制劑至少有一種存在下，在含有鹵化氫的氣體保護(hù)氣氛中，煅燒變體氧化鋁和加熱能變成變體氧化鋁的變體氧化鋁產(chǎn)物母體中至少一種的步驟
2.一種按權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氣體保護(hù)氣氛具有不少于所述氣體保護(hù)氣氛濃度0.1%(按體積計(jì))的鹵化氫。
3.一種生產(chǎn)α-氧化鋁粉末的方法，該法包括在晶種和形狀控制劑至少有一種存在下，在含有由鹵素和蒸汽制備出來(lái)的成分的氣體保護(hù)氣氛中，煅燒變體氧化鋁和加熱能能變成變體氧化鋁的變體氧化鋁產(chǎn)物母體中至少一種的步驟。
4.一種按權(quán)利要求3所述的方法，其中所述成分是從占所述氣體保護(hù)氣氛不少于0.1%(按體積計(jì))的鹵素和不少于0.01%(按體積計(jì))的蒸汽制備的。
5.一種生產(chǎn)α-氧化鋁粉末的所述方法，該法包括在晶種和形狀控制劑至少有一種存在下，在含鹵素的氣體保護(hù)氣氛中，煅燒變體氧化鋁和加熱能變成變體氧化鋁的變體氧化鋁產(chǎn)物母體中至少一種的步驟。
6.一種按權(quán)利要求5的所述方法，其中所述氣體保護(hù)氣氛含有的鹵素濃度基于所述氣體保護(hù)氣氛不低于0.1%(按體積計(jì))。
7.一種按權(quán)利要求1的所述方法，其中所述煅燒溫度為500℃-1400℃。
8.一種按權(quán)利要求3的所述方法，其中所述煅燒溫度為500℃-1400℃。
9.一種按權(quán)利要求5所述的方法，其中所述煅燒溫度為950℃-1500℃。
10.一種按權(quán)利要求1所述的方法，其中所述晶種至少是一種選自鋁化合物、鈦化合物、釩化合物、鉻化合物、鐵化合物和鎳化合物的晶種。
11.一種按權(quán)利要求3所述的方法，其中所述晶種至少是一種選自鋁化合物、鈦化合物、釩化合物、鉻化合物、鐵化合物和鎳化合物的晶種。
12.一種按權(quán)利要求5所述的方法，其中所述晶種至少是一種選自鋁化合物、鈦化合物、釩化合物、鉻化合物、鐵化合物和鎳化合物的晶種。
13.一種按權(quán)利要求10所述的方法，其中所述鋁化合物、鈦化合物、釩化合物、鉻化合物、鐵或鎳化合物是氧化物、氮化物、氧化氮化物、碳化物、碳化物氮化物、鹵化物或硼化物。
14.一種按權(quán)利要求11所述的方法，其中所述鋁化合物、鈦化合物、釩化合物、鉻化合物、鐵化合物或鎳化合物至少是一種氧化物、氮化物、氧化氮化物、碳化物、碳化物氮化物、鹵化物和硼化物。
15.一種按權(quán)利要求12所述的方法，其中所述鋁化合物、鈦化合物、釩化合物、鉻化合物、鐵化合物或鎳化合物至少是一種氧化物、氮化物、氧化氮化物、碳化物、碳化物氮化物、鹵化物和硼化物。
16.一種按權(quán)利要求1所述的方法，其中所述形狀控制劑至少是一種選自鎂、鎂化合物、鈣、鈣化合物、鍶、鍶化合物、釔、釔化合物、鋯、鋯化合物、釩、釩化合物、鉬、鉬化合物、銅、銅化合物、鋅、鋅化合物、硼、硼化合物、硅、硅化合物、鑭、鑭化合物、鈰、鈰化合物、釹、和釹化合物的形狀控制劑。
17.一種按權(quán)利要求3所述的方法，其中所述形狀控制劑至少是一種選自鎂、鎂化合物、鈣、鈣化合物、鍶、鍶化合物、釔、釔化合物、鋯、鋯化合物、釩、釩化合物、鉬、鉬化合物、銅、銅化合物、鋅、鋅化合物、硼、硼化合物、硅、硅化合物、鑭、鑭化合物、鈰、鈰化合物、釹、釹化合物的形狀控制劑。
18.一種按權(quán)利要求5所述的方法，其中所述形狀控制劑至少是一種選自鎂、鎂化合物、鈣、鈣化合物、鍶、鍶化合物、釔、釔化合物、鋯、鋯化合物、釩、釩化合物、鉬、鉬化合物、銅、銅化合物、鋅、鋅化合物、硼、硼化合物、硅、硅化合物、鑭、鑭化合物、鈰、鈰化合物、釹、釹化合物的形狀控制劑。
19.一種按權(quán)利要求16所述的方法，其中所述鎂化合物、鈣化合物、鍶化合物、釔化合物、鋯化合物、釩化合物、鈮化合物、鉬化合物、銅化合物、鋅化合物、硼化合物、硅化合物、鑭化合物、鈰化合物或釹化合物是氧化物、氮化物、氧化氮化物、碳化物、碳化物氮化物、鹵化物或硼化物。
20.一種按權(quán)利要求17所述的方法，其中所述鎂化合物、鈣化合物、鍶化合物、釔化合物、鋯化合物、釩化合物、鈮化合物、鉬化合物、銅化合物、鋅化合物、硼化合物、硅化合物、鑭化合物、鈰化合物或釹化合物是氧化物、氮化物、氧化氮化物、碳化物、碳化物氮化物、鹵化物或硼化合物。
21.一種按權(quán)利要求18所述的方法，其中所述鎂化合物、鈣化合物、鍶化合物、釔化合物、鋯化合物、釩化合物、鈮化合物、鉬化合物、銅化合物、鋅化合物、硼化合物、硅化合物、鑭化合物、鈰化合物或釹化合物是氧化物、氮化物、氧化氮化物、碳化物、碳化物氮化物、鹵化物或硼化物。
22.一種按權(quán)利要求1所述的方法，其中所述α-氧化鋁粉末包含均勻的α-氧化鋁粒子，它具有八面體或更高多面體的形狀和D/H比為0.5-30的六方密堆積點(diǎn)陣，其中D代表與α-氧化鋁六方密堆積點(diǎn)陣的六角點(diǎn)陣面平行的最大粒子直徑，而H代表與六角點(diǎn)陣面垂直的最大粒子直徑。
23.一種按權(quán)利要求3所述的方法，其中所述α-氧化鋁粉末包含均勻的α-氧化鋁粒子，它具有八面體或更高的多面體形狀和D/H比為0.5-30的六方密堆積點(diǎn)陣，其中D代表與α-氧化鋁六方密堆積點(diǎn)陣的六角點(diǎn)陣面平行的最大粒子直徑，而H代表與六角點(diǎn)陣面垂直的最大粒子直徑。
24.一種按權(quán)利要求5所述的方法，其中所述α-氧化鋁粉末包括均勻α-氧化鋁粒子，它具有八面體或更高的多面體形狀和D/H比為0.5-30的六方密堆積點(diǎn)陣，其中D代表與α-氧化鋁六方密堆積點(diǎn)陣的六角點(diǎn)陣面平行的最大粒子直徑，而H代表與六角點(diǎn)陣面垂直的最大粒子直徑。
25.一種按權(quán)利要求1所述的方法，其中所述變體氧化鋁產(chǎn)物母體是氫氧化鋁、明礬或硫酸鋁。
26.一種按權(quán)利要求3所述的方法，其中所述變體氧化鋁產(chǎn)物母體是氫氧化鋁，明礬或硫酸鋁。
27.一種按權(quán)利要求5所述的方法，其中所述變體氧化鋁產(chǎn)物母體是氫氧化鋁、明礬或硫酸鋁。
28.α-氧化鋁粉末包含α-氧化鋁粒子，它具有大體上為八面體或二十面體的形狀;D/H比為0.5-30的六方密堆積點(diǎn)陣，其中D代表與α-氧化鋁六方密堆積點(diǎn)陣的六角點(diǎn)陣面平行的最大粒子直徑，而H代表與點(diǎn)陣面垂直的最大粒子直徑;在與點(diǎn)陣面垂直的軸上對(duì)稱(chēng)數(shù)為6的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng);和按術(shù)語(yǔ)D90/D10表達(dá)的大小分布不大于10，其中D10和D90分別表示根據(jù)小直徑一方描繪的累積分布的累積10%直徑和累積90%直徑。
全文摘要
一種生產(chǎn)α—氧化鋁粉末的方法，該法包括在晶種和形狀控制劑至少有一種存在下，在含有(1)鹵化氫、(2)由鹵素和蒸汽制備的成分或(3)鹵素的氣體保護(hù)氣氛中，煅燒變體氧化鋁和加熱能變成變體氧化鋁的變體氧化鋁產(chǎn)物母體中至少一種的步驟。α—氧化鋁粉末特別適合作磨料、填料、燒結(jié)物或墊片的原料、含有的α—氧化鋁粒子具有大體上為八面體或二十面體的形狀、特殊結(jié)構(gòu)和狹窄的初級(jí)粒子大小分布。
文檔編號(hào)C01F7/02GK1095360SQ94105290
公開(kāi)日1994年11月23日 申請(qǐng)日期1994年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月13日
發(fā)明者毛利正英, 內(nèi)田義男, 澤邊佳成, 渡邊尚 申請(qǐng)人:住友化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社