[发明专利]钛酸铝系陶瓷的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛酸铝系陶瓷的制造方法。

背景技术

已知钛酸铝系陶瓷是含钛及铝作为构成元素，在X射线衍射光谱中具有钛酸铝的结晶花样的陶瓷，为耐热性优异的陶瓷。该钛酸铝系陶瓷一直以来作为构成如坩埚的烧成用具等的材料使用。另外，近年来作为构成捕捉柴油发动机所排出的废气中所含的微细的碳粒子用的陶瓷滤器的材料，产业上的利用价值升高。

作为该钛酸铝系陶瓷的制造方法，已知将混合二氧化钛等的成为钛源的化合物粉末及氧化铝等的成为铝源的化合物粉末所得的粉末状原材料混合物，进行烧成的方法（专利文献1）。

专利文献1：WO2005/105704号公报。

发明内容

然而，传统的方法，将原材料混合物的成形体烧成以得到陶瓷成形体时，有时陶瓷的成形体相对于原材料混合物的成形体的收缩率变大，所得陶瓷的热膨胀系数变大。

本发明提供将含钛源物质及铝源物质的原材料混合物进行烧成以制造钛酸铝系陶瓷的方法，其中前述铝源物质的BET比表面积为0.1m2/g以上，5m2/g以下。

前述铝源物质的BET比表面积以0.3m2/g以上3m2/g以下为优选。

本发明的方法中，将前述原材料混合物成形，得到原材料成形体，烧成所得的原材料成形体为优选。

另外，本发明中，换算为二氧化钛的钛源物质的使用量相对于合计100质量份的换算为二氧化钛的钛源物质的使用量及换算为氧化铝的铝源物质的使用量以30质量份以上，70质量份以下为优选，另外，钛源物质的BET比表面积以0.1m2/g以上，100m2/g以下为优选。

前述原材料混合物以进一步含镁源物质为优选，换算为氧化镁的镁源物质的使用量相对于合计100质量份的换算为二氧化钛的钛源物质的使用量及换算为氧化铝的铝源物质的使用量以0.1质量份以上，10质量份以下为优选。

前述原材料混合物以还含硅源物质为优选，前述硅源物质以长石或玻璃料为优选。另外，前述玻璃料的屈服点以700℃以上为优选。

本发明中，对前述原材料混合物，以进一步使用振动磨进行混合为优选，使用振动磨进行混合时，以使用粒径为1mm以上，100mm以下的氧化铝球或氧化锆球作为粉碎介质为优选。另外，前述振动磨以2mm以上，20mm以下的振幅振动为优选。

依据本发明的方法，将原材料混合物的成形体进行烧成以制造钛酸铝系陶瓷的成形体时，可降低钛酸铝系陶瓷的成形体相对于原材料混合物的成形体的收缩率，可降低所得的钛酸铝系陶瓷的成形体的热膨胀系数。

具体实施方式

本发明的方法中，使用含1种以上的钛源物质及1种以上的铝源物质的原材料混合物。前述的原材料混合物以进一步含1种以上的镁源物质及/或1种以上的硅源物质为优选。

本发明中所谓钛源物质是指含钛元素的物质，可举例如氧化钛。作为氧化钛，可举例如氧化钛（Ⅳ）、氧化钛（Ⅲ）、氧化钛（Ⅱ）等，以使用氧化钛（Ⅳ）为优选。氧化钛（Ⅳ）可为结晶，也可为非晶态。氧化钛（Ⅳ）为结晶时，可列举作为结晶型的锐钛矿型、金红石型、板钛矿型等，以锐钛矿型、金红石型为优选。

作为钛源物质，也可举例如可通过在空气中进行烧成衍生为二氧化钛（氧化钛）的物质。作为该物质，可举例如钛盐、烷氧基钛、氢氧化钛、氮化钛、硫化钛、钛等。

作为钛盐，具体可举例如三氯化钛、四氯化钛、硫化钛（Ⅳ）、硫化钛（Ⅵ）、硫酸钛（Ⅳ）等。作为烷氧基钛，具体可举例如乙氧基钛（Ⅳ）、甲氧基钛（Ⅳ）、叔丁氧基钛（Ⅳ）、异丁氧基钛（Ⅳ）、正丙氧基钛（Ⅳ）、四异丙氧基钛（Ⅳ）及其螯合化物等。

作为钛源物质，可举例如含钛与其他金属元素的复合氧化物。作为含钛与其他金属元素的复合氧化物，可举例如钛酸铝、钛酸铝镁等。

本发明使用的钛源物质的BET比表面积通常为0.1m2/g以上，100m2/g以下，以0.2m2/g以上，50m2/g以下为优选。钛源物质的表面也可被覆由氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氢氧化铝等的无机酸构成的薄的表面层。

另外，钛源物质也可含原料来源或制造步骤中混入的不可避免的杂质。

本发明中所谓铝源物质，是指物质所含金属元素的实质上全部为铝的物质。但是也可含原料来源或制造步骤中混入的不可避免的杂质。作为铝源物质，可举例如氧化铝。氧化铝可为结晶，也可为非晶态。氧化铝为结晶时，可列举其结晶型为γ型、δ型、θ型、α型等。铝源物质以α型氧化铝为优选。

另外，作为铝源物质，也可列举可通过在空气中进行烧成衍生为氧化铝的物质，例如铝盐、烷氧基铝、氢氧化铝、金属铝等。