[发明专利]α-氧化铝及其制造方法

说明书

本发明是关于高纯粉末状α-氧化铝及其制造方法。

α-氧化铝被广泛地用作研磨材料、烧结用材料、等离子体溶射材料、填充材料等。过去，一般的而且最便宜的氧化铝工业制造方法是拜尔法。该方法是将原料铝矾土用氢氧化钠处理所得到的氢氧化铝，在大气中煅烧，制得α-氧化铝粉末。

然而，在使用此法制造的氢氧化铝中，含有大量的钠，这种钠成分在大气中煅烧获得的α-氧化铝中，也几乎原样地仍然存留。因此，在将这种α-氧化铝用作点火栓等电器绝缘材料时，存留的钠成分将损害电器的绝缘性。

为了解决这种问题，已提出了很多种方案。例如，在特开昭47-5744号公报中公开了一种脱除钠的方法，即在煅烧利用拜尔法得到的含有大量钠的氢氧化铝时，用盐酸或氯化铝水溶液对该氢氧化铝进行湿润，再装入硅酸质耐火容器中，於炉中进行煅烧。

在特开昭48-34680号公报中公开了一种方法，即，将拜尔法获得的氢氧化铝或氧化铝与盐酸或氯化铝和硼酸或氧化硼共存的情况下，进行煅烧的方法。在特开昭54-16398号公报中公开了一种方法，即，在拜尔法获得的氢氧化铝中添加盐酸或氯化铝及少量二氧化硅系物质，进行混合、煅烧后，使二氧化硅系物质和氧化铝分离的方法。

然而，在用这些方法获得的α-氧化铝粉末中，即使进行脱钠处理后，仍含有400-100ppm的钠(以Na₂O换算，0.04-0.01(重量)％)，根据各种用途未必能满足要求。在用这些方法煅烧氧化铝粉末时，也难以去除影响颗粒成长的钙和铁等其它杂质。

进而，用这些方法获得的α-氧化铝粒子的形状呈不定形，由于含有大量的粗大凝聚粒子，根据各种用途，使用球磨机或振动磨机，经过粉碎制得成品，而这种粉碎也未必容易，为此还要花费粉碎费用，而且由于粉碎要很长时间，这就产生细微粉末，扩大了粒度分布，并由于异物的混入，使纯度降低。

同时，美国专利3175883号说明书中公开了一种方法，即在脱除钠处理的同时，作为控制α-氧化铝粒子直径的方法，使氢氧化铝与氯气和氟化铝共存的情况下，於1000℃以上进行煅烧的方法。使用这种方法获得的α-氧化铝中的钠含量，虽然降低到作为原料的氢氧化钠中钠含量的30(重量)％以下，但仍不能获得钠含量低於100ppm的α-氧化铝。

在美国专利3532460号说明书中公开了一种含杂质很少的氧化铝的制造方法，该法是将被钾、铁、锌、钙、锰、铜或钠的氧化物污染的过渡氧化铝，利用加热处理使其含水量为2-6(重量)％，比表面积为40～120m²/g，接着在游离氧的氯气环境下，於800-1000℃下进行热处理后，再进行水洗和加热处理。然而，用此法获得的氧化铝是过渡氧化铝，虽然该氧化铝中的铁含量，用氯气环境处理得到大幅度降低，钠和钙的含量，在氯气处理后再进行水洗和加热处理，而得到降低，但是，仍不能得到钠含量和钙含量分别低於100ppm的高纯度氧化铝粉末。

在特开昭64-3008号公报中公开了一种制造易粉碎氧化铝粉末的方法，即拜尔法获得的二次平均粒子直径为10μm以下的氢氧化铝或过渡氧化铝，进行机械冲击后，在含氯物质的存在下进行煅烧。然而，具体公开的方法是将原料氢氧化铝在盐酸中悬浮，干燥后进行煅烧，获得α-氧化铝粉末的方法，但仍不能获得钠含量低於100ppm的高纯度α-氧化铝。

本发明者们经过对制造钠含量等很低的高纯α-氧化铝粉末方法的深入研究，结果发现将原料粉碎，接着在含有特定浓度的氯化氢气体，或氯气和水蒸汽的气氛中进行煅烧，可制得钠含量、铁含量很低的高纯α-氧化铝粉末，并至此完成了本发明。

即，本发明所提供的α-氧化铝制造方法是将拜尔法获得的氢氧化铝，或煅烧拜尔法获得的氢氧化铝而得到的过渡氧化铝，进行粉碎，接着在含有1(体积)％以上氯化氢，或含有1(体积)％以上氯气和0.1(体积)％以上水蒸汽的气氛中，於600-1400℃下进行煅烧。

再者，本发明提供一种粉末状的α-氧化铝，是对拜尔法获得的氢氧化铝或煅烧拜尔法获得的氢氧化铝而得到的过渡氧化铝进行粉碎，接着在含有1(体积)％以上氯化氢的，或含有1(体积)％以上氯气和0.1(体积)％以上水蒸汽的气氛中，於600-1400℃下进行煅烧，得到一种粉末状α-氧化铝，该氧化铝的纯度在99.8(重量)％以上，钠含量在40ppm以下，铁含量在20ppm以下。

下面将详细说明本发明