立方體狀氧化鎂粉末及其制法
【專利摘要】本發(fā)明提供立方體狀且平均粒徑大的氧化鎂粉末及其制法。該氧化鎂粉末用掃描型電子顯微鏡觀察到的粒子形狀為立方體狀，并且由激光衍射散射式粒度分布測(cè)定得到的累積50％粒徑(D50)為1.0μm以上。該粉末可通過(guò)將氧化鎂前體在相對(duì)于該前體的總量為0.5～30質(zhì)量％的鹵化物離子的存在下在封閉體系中燒成而獲得。
【專利說(shuō)明】立方體狀氧化鎂粉末及其制法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及立方體狀氧化鎂粉末及其制法。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鎂(magnesia)除了被用作耐火材料外，也被用作各種添加劑或電子零部件的用途、熒光體原料、各種靶材原料、超導(dǎo)薄膜基底用原料、隧道磁阻元件(TMR元件)用隧道障壁原料、彩色等離子體顯示面板(PDP)用保護(hù)膜原料以及PDP用結(jié)晶氧化鎂層的原料，作為具有極為廣泛的用途的無(wú)機(jī)材料受到矚目。
[0003]例如，作為用于形成PDP用結(jié)晶氧化鎂層的原料的氧化鎂，要求一次粒子的形狀為立方體狀、高純度、各結(jié)晶的粒徑大且粒度分布狹窄、分散性優(yōu)良的結(jié)晶粉末。
[0004]作為氧化鎂粉末的制法，主要已知(I)利用金屬鎂的氧化的氣相法，(2)基于將氫氧化鎂或碳酸鎂等前體在熱分解溫度以上的溫度下燒成的工序的熱分解法，以及(3)將通過(guò)電熔法獲得的塊粉碎的方法。
[0005]利用氣相法可獲得高純度、立方體狀的氧化鎂粉末，但其粒徑僅為不到I μ m(參照專利文獻(xiàn)I和非專利文獻(xiàn)I)。除此之外，也存在結(jié)晶表面附著有大量的微粒、表面不干凈的問(wèn)題，以及立方體狀粒子和非立方體狀粒子混雜、并非僅由立方體狀粒子形成的單分散粉末的問(wèn)題。
[0006]利用生產(chǎn)性更好的熱分解法制造的氧化鎂粉末具有結(jié)晶粒子的角或棱帶有圓弧的多邊形形狀，并且很難獲得大粒子。因此，上述氧化鎂粉末會(huì)吸收大氣中的二氧化碳?xì)怏w和水分等，這可能會(huì)對(duì)氧化鎂的固有特性的發(fā)揮造成影響。很多情況下粒子還會(huì)相互凝聚，只能獲得分散性差的粉末。
[0007]為克服上述熱分解法中的缺點(diǎn)，專利文獻(xiàn)2中記載了將氯化物離子與氧化鎂前體或氧化鎂混合后進(jìn)行燒成的方法，以及將氯化鎂水溶液和堿性沉淀劑溶液混合后在不進(jìn)行清洗的情況下過(guò)濾、然后進(jìn)行燒成的方法。該文獻(xiàn)的實(shí)施例中記載了在氧氣氣流中實(shí)施上述燒成的方案。由此獲得的氧化鎂的結(jié)晶雖然是立方體狀，但其粒徑僅為0.2 μ m左右，只能獲得粒子相互凝聚的氧化鎂粉末(該文獻(xiàn)的圖2(A))。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平I 一 282146號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2006 - 36544號(hào)公報(bào)
[0010]非專利文獻(xiàn)I 材料”，昭和62年11月，第36卷，第410號(hào)，1157 — 1161頁(yè)
[0011]發(fā)明的揭示
[0012]本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而完成的發(fā)明，其目的是提供立方體狀且粒徑大的氧化鎂粉末及其制法。
[0013] 本發(fā)明人為解決上述問(wèn)題反復(fù)進(jìn)行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在利用熱分解法將氧化鎂前體燒成、從而制造氧化鎂粉末時(shí)，通過(guò)在特定量的鹵化物離子的存在下、且在與常規(guī)的燒成條件不同的封閉體系中實(shí)施該燒成，可以制造出以現(xiàn)有的制法完全不可能獲得的立方體狀且平均粒徑為I μ m以上的極大的氧化鎂粉末，從而完成了本發(fā)明。[0014]即，本發(fā)明涉及立方體狀氧化鎂粉末，該氧化鎂粉末的特征在于，用掃描型電子顯微鏡觀察到的粒子形狀為立方體狀，并且由激光衍射散射式粒度分布測(cè)定得到的累積50%粒徑(D5tl)為1.0 μ m以上。這里，較好的是由激光衍射散射式粒度分布測(cè)定得到的累積10%粒徑(D10)和累積90%粒徑(D90)的比值D90/D10為10.0以下，BET比表面積為5.0m2/g以下。此外，較好的是純度為99.9質(zhì)量％以上。較好的是所述立方體狀氧化鎂粉末通過(guò)將氧化鎂前體在相對(duì)于該前體的總量為0.5~30質(zhì)量％的鹵化物離子的存在下在封閉體系中燒成而得。
[0015]本發(fā)明還涉及立方體狀氧化鎂粒子，該氧化鎂粒子的特征在于，用掃描型電子顯微鏡觀察到的粒子形狀為立方體狀，并且該立方體的一邊的長(zhǎng)度大于4.ΟμL? ;此外，還涉及包含該立方體狀氧化鎂粒子的氧化鎂粉末。
[0016]本發(fā)明還涉及立方體狀氧化鎂粉末的制造方法，該方法的特征在于，將氧化鎂前體在相對(duì)于該前體的總量為0.5~30質(zhì)量％的鹵化物離子的存在下在封閉體系中燒成。較好的是所述氧化鎂前體為堿式碳酸鎂、氫氧化鎂或它們的混合物。
[0017]利用本發(fā)明，可獲得立方體狀且平均粒徑大的氧化鎂粉末。最好的是，利用本發(fā)明，可制造具有如下特性的氧化鎂粉末:(1)粒子形狀一致為立方體狀，(2)平均粒徑大到Iym以上，(3)粒徑一致，(4)不含微粒，立方體狀結(jié)晶的表面潔凈且平滑，(5)結(jié)晶粒彼此分離，分散性優(yōu)良。
[0018]實(shí)施發(fā)明的最佳方式
[0019]本發(fā)明的氧化 鎂粉末的一次粒子的形狀為立方體狀。該形狀可用掃描型電子顯微鏡確定。另外，立方體狀不是指幾何學(xué)意義上的嚴(yán)格的立方體，而是指如圖1~5所示的通過(guò)肉眼觀察顯微鏡照片可大致識(shí)別為立方體的形狀。本發(fā)明的氧化鎂粉末的立方體狀的一次粒子不會(huì)凝聚，而是彼此分離，因此具有分散性良好的性質(zhì)。
[0020]本發(fā)明的氧化鎂粉末的平均粒徑大，具體而言，滿足由激光衍射散射式粒度分布測(cè)定得到的累積50%粒徑(D5tl)為Ι.Ομπι以上的條件。具有如此大的平均粒徑的立方體氧化鎂粉末由本發(fā)明人首先發(fā)現(xiàn)。該D5tl較好為1.2μπι以上，更好為1.5μπι以上。認(rèn)為在本發(fā)明的制法的范圍內(nèi)，可獲得D5tl約為20μπι以下或ΙΟμL?以下的粉末。另外，D5tl是中位徑，是指粒度的累積曲線圖中相當(dāng)于50體積％的粒徑(μ m)，是以某個(gè)粒徑將粉體一分為二時(shí)較大的一側(cè)和較小的一側(cè)為等量的粒徑。
[0021]另外，關(guān)于一次粒子整體較大且不含微粉這一點(diǎn)，本發(fā)明的氧化鎂粉末的通過(guò)BET法測(cè)定的比表面積較好為5.0m2/g以下。更好為4.0m2/g以下，進(jìn)一步更好為2.5m2/g以下，特好為1.0m2/g以下。
[0022]本發(fā)明的氧化鎂粉末較好的是粒子形狀一致為立方體狀，立方體狀結(jié)晶表面無(wú)微粒附著，該表面潔凈且平滑。因此，本發(fā)明的氧化鎂粉末較好的是粒徑一致，即粒度分布狹窄，具體而言，較好的是滿足由激光衍射散射式粒度分布測(cè)定得到的累積10%粒徑(Dltl)和累積90%粒徑(D9tl)的比值D9Q/D1Q為10.0以下的條件。更好為6.0以下，特好為4.5以下。
[0023]本發(fā)明的氧化鎂粉末為高純度粉末，純度較好為99.9質(zhì)量％以上，更好為99.99質(zhì)量％以上。
[0024]下面，對(duì)本發(fā)明的氧化鎂粉末的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明的制造方法基于熱分解法，在本發(fā)明中，實(shí)施將氧化鎂前體在相對(duì)于該前體的總量為0.5~30質(zhì)量％的鹵化物離子的存在下在封閉體系中燒成的工序，藉此制造氧化鎂粉末。由此，可制造具有上述各特性的氧化鎂粉末。
[0026]作為所述氧化鎂前體，可以是在以往的熱分解法中使用的前體，無(wú)特別限定，可例舉例如氫氧化鎂、堿式碳酸鎂、碳酸鎂、草酸鎂等。其中，由于所得氧化鎂粉末的特性優(yōu)良，因此優(yōu)選氫氧化鎂、堿式碳酸鎂及它們的混合物。
[0027]所述前體如果含有較多的雜質(zhì)，則所得氧化鎂粉末的形狀不是立方體狀，而是傾向于成為帶圓弧的多邊形狀，因此前體的雜質(zhì)以少為宜。具體而言，作為前體中所含的雜質(zhì)量，通過(guò)熱分解法生成氧化鎂時(shí)殘留的雜質(zhì)的總量除去鹵化物離子較好為0.1質(zhì)量％以下，更好為0.01質(zhì)量％以下。
[0028]所述燒成在鹵化物離子的存在下進(jìn)行。作為鹵化物離子，可例舉氯化物離子、氟化物離子、溴化物離子、碘化物離子，通常使用氯化物離子。作為含鹵化物離子的化合物的具體示例，可例舉鹽酸、氯化銨、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂等。
[0029]鹵化物離子的存在量相對(duì)于氧化鎂前體的總量在0.5~30質(zhì)量％的范圍內(nèi)。鹵化物離子的存在量如果過(guò)少，則無(wú)法發(fā)揮本發(fā)明的效果，相反地，如果過(guò)多，則氧化鎂的結(jié)晶難以成長(zhǎng)。優(yōu)選1.0~25質(zhì)量％的范圍，更優(yōu)選10~25質(zhì)量％的范圍。
[0030]含鹵化物離子的化合物可以是氧化鎂前體本身，可以是來(lái)自氧化鎂前體所含的雜質(zhì)的物質(zhì)，可以是通過(guò)溶液合成法調(diào)制氧化鎂前體時(shí)生成的副產(chǎn)物，可以是另行添加至氧化鎂前體中的物質(zhì)，也可以是以例如 氣態(tài)的氯化氫等的形式添加至封閉式的爐中的氣體氣氛中的物質(zhì)。此外，也可以通過(guò)清洗等來(lái)充分地除去氧化鎂前體所含的雜質(zhì)和調(diào)制氧化鎂時(shí)生成的副產(chǎn)物，然后重新添加至氧化鎂前體或氣體氣氛中。
[0031 ] 本發(fā)明中，作為氧化鎂前體,優(yōu)選通過(guò)溶液合成而獲得的氧化鎂前體。
[0032]氧化鎂前體為堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物的情況下，在通過(guò)溶液合成法調(diào)制該前體時(shí)，例如(I)將氯化鎂水溶液和氫氧化鈉水溶液混合，得到氫氧化鎂漿料，(2)將該漿料中的氫氧化鎂的一部分碳酸化，得到包含堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的漿料，(3)過(guò)濾該漿料，得到堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物。該混合物中含有原料物氯化鎂或副產(chǎn)物氯化鈉作為氯化物離子。
[0033]在所述工序(I)中，可以在得到氫氧化鎂漿料后用水稀釋，從而將該漿料的濃度調(diào)整至較好為50~100g/L、更好為60~90g/L的范圍內(nèi)。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)降低漿料的濃度，可降低漿料的粘度，使后續(xù)的工序(2)中的碳酸化反應(yīng)均勻地進(jìn)行。
[0034]在所述工序(2)中，通過(guò)對(duì)所述漿料吹入二氧化碳?xì)怏w，將漿料中的氫氧化鎂的一部分碳酸化。該碳酸化反應(yīng)的溫度優(yōu)選40~80°C。在該溫度范圍內(nèi)，從氫氧化鎂向堿式碳酸鎂的變換快速地進(jìn)行，反應(yīng)效率高。在該溫度范圍內(nèi)還可獲得具有過(guò)濾效率優(yōu)良的粒徑的堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物。
[0035]所述碳酸化反應(yīng)中使用的二氧化碳?xì)怏w的用量是能夠?qū)溲趸V漿料中的氫氧化鎂的一部分轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鎂、提供堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物的量。二氧化碳?xì)怏w的具體使用量相對(duì)于I摩爾的氫氧化鎂優(yōu)選0.2~2.0摩爾當(dāng)量。在該范圍內(nèi)可高效地獲得過(guò)濾效率優(yōu)良的堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物。
[0036]在所述工序(3)中，通過(guò)將所述工序(2)中獲得的包含堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的漿料過(guò)濾，從而以固體的形式獲得堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物。該固態(tài)混合物中含有氯化物離子，因此可以在不進(jìn)行清洗的情況下直接將其干燥，然后用于后述的燒成，也可以用適量的水清洗該混合物，藉此將濾餅中的氯化物離子的量降低至合適的水平，然后進(jìn)行干燥和燒成。如果充分地進(jìn)行清洗，則氯化物離子的含量過(guò)低，無(wú)法獲得本發(fā)明的效果，因此需要通過(guò)清洗水的使用量、清洗時(shí)間等對(duì)清洗的程度進(jìn)行控制。但是，也可以在充分地進(jìn)行清洗、將氯化物離子完全除去后，另行添加含鹵化物離子的混合物。
[0037]氧化鎂前體為氫氧化鎂的情況下，在通過(guò)溶液合成法調(diào)制該前體時(shí)，例如(I)將氯化鎂水溶液和氫氧化鈉水溶液混合，得到氫氧化鎂漿料，(2)過(guò)濾該漿料，得到固態(tài)的氫氧化鎂。該固態(tài)物中含有原料物氯化鎂或副產(chǎn)物氯化鈉作為氯化物離子。
[0038]在所述工序(I)中，較好的是在得到氫氧化鎂漿料后用水稀釋，從而將該漿料的濃度調(diào)整至較好為50~100g/L、更好為60~90g/L的范圍內(nèi)，然后通過(guò)將其熟化來(lái)使該漿料中的氫氧化鎂粒子成長(zhǎng)。藉此可提高工序(2)中的過(guò)濾效率。所述熟化條件無(wú)特別限定，將漿料在攪拌下在高溫下保持一定時(shí)間即可。熟化溫度例如為80~150°C左右即可，熟化時(shí)間為數(shù)分鐘~數(shù)小時(shí)左右即可。
[0039]在所述工序(2)中，通過(guò)將所述工序(I)中獲得的氫氧化鎂漿料過(guò)濾，從而獲得固態(tài)的氫氧化鎂。由于該固態(tài)物含有氯化物離子，因此對(duì)其進(jìn)行如上所述的處理即可。
[0040]本發(fā)明的基于熱分解法 的氧化鎂的制法中，需要在鹵化物離子的存在下并且在封閉體系中進(jìn)行氧化鎂前體的燒成。本發(fā)明中的封閉體系是指存在于進(jìn)行燒成的空間內(nèi)的氣體實(shí)質(zhì)上不向外部流出、實(shí)質(zhì)上也沒有氣體從外部流入的近似封閉的體系，不同于在大氣或氧氣等氣氛下開放或使這些氣體的氣流流過(guò)的同時(shí)進(jìn)行的常規(guī)的燒成方法。本發(fā)明中，通過(guò)在封閉體系內(nèi)進(jìn)行燒成，從而使鹵化物離子不會(huì)向外部飛濺，而是留在進(jìn)行燒成的容器中，充分地參與氧化鎂粉末結(jié)晶的成長(zhǎng)過(guò)程，藉此獲得平均粒徑極大的立方體狀結(jié)晶粉末。
[0041]該封閉體系中的燒成例如可通過(guò)使用實(shí)質(zhì)上沒有氣氛氣體的流入流出的密閉式電爐或?qū)⒃霞尤肽軌蛎荛]的坩堝中來(lái)進(jìn)行。燒成時(shí)的溫度可以是600°C~1400°C左右，最好是1200°C左右。燒成時(shí)的溫度如果過(guò)高，則所得結(jié)晶可能會(huì)凝聚，分散性變差。燒成時(shí)間與溫度有關(guān)，通常為I~10小時(shí)左右。例如，在溫度為1200°C左右的情況下，燒成時(shí)間以5小時(shí)左右為宜。另外，為進(jìn)行燒成而升溫時(shí)的速度無(wú)特別限定，為5~10°C /分鐘左右即可。
[0042]該燒成時(shí)的氣氛無(wú)特別限定，可例舉例如大氣、氧氣、氮?dú)?、氬氣等，由于可將前體中所含的雜質(zhì)作為氧化氣體除去，因此優(yōu)選大氣或氧氣氣氛。
[0043]通過(guò)所述條件下的燒成，平均粒徑大的立方體狀氧化鎂粉末成長(zhǎng)，但由于在密閉條件下進(jìn)行燒成，因此所述含鹵化物離子的化合物等雜質(zhì)無(wú)法充分地被除去，從而混入燒成后的粉末中。為了降低該含鹵化物離子的化合物的混入量，提高氧化鎂粉末的純度，本發(fā)明的制造方法中優(yōu)選在所述封閉體系中進(jìn)行一次燒成后進(jìn)一步在開放體系中進(jìn)行第二次燒成。
[0044]該二次燒成可以是在普通的開放體系中進(jìn)行的燒成，例如可使用在大氣氣氛下有氣氛氣體流動(dòng)的燃?xì)鉅t或氧氣氣流下的電爐等來(lái)進(jìn)行。二次燒成時(shí)的溫度、時(shí)間及爐內(nèi)的氣體無(wú)特別限定，只要能除去含鹵化物離子的化合物等雜質(zhì)即可，無(wú)特別限定，但由于結(jié)晶成長(zhǎng)通過(guò)一次燒成即可完成，因此二次燒成的時(shí)間也可以較短。[0045]利用本發(fā)明的制法，可獲得圖4所示的具有極大的粒徑的立方體狀的氧化鎂粒子。在用掃描型電子顯微鏡觀察該立方體狀粒子時(shí)，立方體的一邊的長(zhǎng)度大于4.0 μ m。如此大的、沒有微粒、表面清潔且平滑的立方體狀粒子至今為止還沒有報(bào)道。認(rèn)為在本發(fā)明的制法的范圍內(nèi)，可獲得立方體的一邊的長(zhǎng)度在20 μ m以下或在10 μ m以下的粒子。包含該粒子的氧化鎂粉末也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
實(shí)施例
[0046]下面揭示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于這些實(shí)施例。
[0047]以下的實(shí)施例中，按照如下所示的順序測(cè)定各種物性等。
[0048](I)掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察法
[0049]使用掃描型電子顯微鏡(商品名JSM - 5410，日本電子株式會(huì)社(JEOL)制)拍攝SEM合成圖像，觀察粒子形狀，并且測(cè)定立方體狀氧化鎂的一邊的長(zhǎng)度。
[0050](2)激光衍射散射式粒度分布測(cè)定法
[0051]使用激光衍射散射式粒度分布測(cè)定裝置(商品名:HIRA，日機(jī)裝(日機(jī)裝)株式會(huì)社制)測(cè)定累積10%粒徑(D10)、累積50%粒徑(D50)和累積90%粒徑(D90)。
[0052](3) BET比表面積測(cè)定法
[0053]使用比表面積測(cè)定裝置(商品名:Macsorbl210，山技(^f 〃夕)株式會(huì)社制)通過(guò)氣體吸附法測(cè)定比表面積。
[0054](4)氧化鎂的純度測(cè)定法
[0055]氧化鎂的純度從100質(zhì)量％減去測(cè)得的雜質(zhì)量的總和而得的值算出。
[0056](5)氧化鎂的雜質(zhì)量測(cè)定法
[0057]使用ICP發(fā)光分析裝置(商品名:SPS - 1700，精工電子(七4 -一 4 ^ ^ ^^、y )株式會(huì)社制)將試樣溶于酸后測(cè)定氧化鎂的雜質(zhì)量(S1、Al、Ca、Fe、V、Cr、Mn、N1、Zn、B、Zr、Cu、Na、K、Cl)。
[0058](6)氧化鎂前體的鹵化物量測(cè)定法
[0059]使用ICP發(fā)光分析裝置(商品名:SPS - 1700，精工電子株式會(huì)社制)測(cè)定氧化鎂前體的鹵化物量。
[0060]實(shí)施例1
[0061 ] 使氯化鎂(MgCl2)水溶液與氫氧化鈉(NaOH)水溶液反應(yīng),得到氫氧化鎂(Mg (OH) 2)漿料。用離子交換水將該氫氧化鎂漿料稀釋至漿料濃度75g/L，以100~150rpm的速度對(duì)30L的稀釋后的氫氧化鎂漿料進(jìn)行攪拌，并同時(shí)吹入水蒸氣，將液溫調(diào)整至60°C。接著，在將液溫保持在60°C的同時(shí)從罐的下部以IOL/分鐘的流量吹入CO2濃度100容量％的二氧化碳?xì)怏w3小時(shí)(0.8摩爾當(dāng)量)，將部分氫氧化鎂變換為堿式碳酸鎂。
[0062]接著，過(guò)濾該漿料，用20L離子交換水對(duì)所得濾餅進(jìn)行水洗。然后，用干燥機(jī)以120°C將該濾餅干燥10小時(shí)，得到前體。由X射線衍射分析的結(jié)果可知，前體為氫氧化鎂和堿式碳酸鎂(化學(xué)式:4MgC03.Mg(OH)2.8H20及4MgC03.Mg(OH)2.4H20)的混合物。此時(shí)，測(cè)定上述前體中所含的氯化物離子的含量，結(jié)果為3質(zhì)量％。
[0063]接著，使用在大氣氣氛下沒有氣氛氣體的流入流出的封閉式電爐，以6°C /分鐘的升溫速度將該氫氧化鎂和堿式碳酸鎂的混合物、即前體加熱至1200°C，然后在該溫度下保持5小時(shí)，藉此進(jìn)行燒成，形成氧化鎂粉末。使用在大氣氣氛下有氣氛氣體流入流出的燃?xì)鉅t以1200°C對(duì)該氧化鎂粉末進(jìn)一步進(jìn)行I小時(shí)的燒成。用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察所得氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖1。觀察到的結(jié)晶的形狀幾乎全部為立方體狀，粒子形狀極為一致。此外，立方體狀結(jié)晶的一邊約為I μ m左右，D9(i/D1(i小，由此可知粒度分布極為狹窄。與后述的圖9不同的是，結(jié)晶表面沒有微粒附著，結(jié)晶表面平滑、潔凈。而且立方體狀結(jié)晶顆粒很好地彼此分離。
[0064]實(shí)施例2
[0065]除將水洗工序中的離子交換水的用量改為IOL以外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的步驟得到堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物、即前體，然后得到氧化鎂粉末。這里，所述前體中所含的氯化物離子的含量為8質(zhì)量％。用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察所得氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖2。與實(shí)施例1相比，立方體狀結(jié)晶的一邊增大為約1.5μπι左右。
[0066]實(shí)施例3
[0067]除不實(shí)施水洗工序以外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的步驟得到堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物、即前體，然后得到氧化鎂粉末。這里，所述前體中所含的氯化物離子的含量為14質(zhì)量％。用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察所得氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖3。與實(shí)施例1相比，立方體狀結(jié)晶的一邊增大為約2μm左右。
[0068]實(shí)施例4
[0069]除將水洗工序中的離子交換水的用量改為30L，在水洗后，用離子交換水將6Ν鹽酸稀釋約10倍，然后添加至干燥前的濾餅以外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的步驟得到堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物、即前體，然后得到氧化鎂粉末。這里，所述前體中所含的氯化物離子的含量為20質(zhì)量％。用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察所得氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖4。立方體狀結(jié)晶的一邊達(dá)到約4 μ m左右，形成了極大的立方體狀氧化鎂粒子。
[0070]實(shí)施例5
[0071]使氯化鎂溶液(MgCl2)與氫氧化鈉溶液(NaOH)反應(yīng),得到氫氧化鎂(Mg(OH)2)漿料。用離子交換水將該氫氧化鎂漿料稀釋至漿料濃度75g/L，以500~600rpm的速度對(duì)30L的稀釋后的氫氧化鎂漿料進(jìn)行攪拌，并同時(shí)利用高壓釜將液溫保持在U5°C，水熱反應(yīng)I小時(shí)。接著，過(guò)濾該漿料，用30L離子交換水對(duì)所得濾餅進(jìn)行水洗。然后，用干燥機(jī)以120°C將該濾餅干燥10小時(shí)，得到前體。此時(shí)，測(cè)定上述前體中所含的氯化物離子的含量，結(jié)果為I質(zhì)量％。接著，使用在大氣氣氛下沒有氣氛氣體的流入流出的封閉式電爐，以6°C /分鐘的升溫速度將該前體加熱至1200°C，然后在該溫度下保持5小時(shí)，藉此進(jìn)行燒成，生成氧化鎂粉末。使用在大氣氣氛下有氣氛氣體流入流出的燃?xì)鉅t以1200°C對(duì)該氧化鎂粉末進(jìn)一步進(jìn)行I小時(shí)的燒成。用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察所得氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖5。觀察到的結(jié)晶的形狀幾乎全部為立方體狀，粒子形狀極為一致。此外，立方體狀結(jié)晶的一邊約為0.5 μ m左右，D90/D10小，由此可知粒度分布寬度極為狹窄。
[0072]比較例I
[0073]除使用在大氣氣氛下有氣氛氣體流入流出的燃?xì)鉅t實(shí)施燒成以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行操作，得到氧化鎂粉末。用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察所得氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖6。所得氧化鎂粉末的結(jié)晶未成長(zhǎng)為立方體狀，而且粒徑也小，各粒子發(fā)生凝聚。
[0074]比較例2[0075]除將水洗工序中的離子交換水的用量改為50L以外，通過(guò)與實(shí)施例1相同的步驟得到堿式碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物、即前體，然后得到氧化鎂粉末。這里，所述前體中所含的氯化物離子的含量為0.1質(zhì)量％。用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察所得氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖7。所得氧化鎂粉末的結(jié)晶未成長(zhǎng)為立方體狀，而且粒徑也小，各粒子發(fā)
生凝聚。
[0076]比較例3
[0077]使用含有I質(zhì)量％左右的雜質(zhì)的氫氧化鎂(達(dá)泰豪(夕^ )化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，純度99質(zhì)量％，一次粒徑0.3~0.5 μ m，比表面積30~40m2/g)作為氧化鎂的前體。所含的氯量為0.5質(zhì)量％。接著，使用在大氣氣氛下沒有氣氛氣體的流入流出的封閉式電爐，以6°C /分鐘的升溫速度將該氫氧化鎂加熱至1200°C，然后在該溫度下保持5小時(shí)，藉此進(jìn)行燒成，生成氧化鎂粉末。使用在大氣氣氛下有氣氛氣體流入流出的燃?xì)鉅t以1200°C對(duì)該氧化鎂粉末進(jìn)一步進(jìn)行I小時(shí)的燒成。用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察所得氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖8。在含有I質(zhì)量％左右的雜質(zhì)、MgO純度較低的情況下，所得氧化鎂雖然發(fā)生了粒子成長(zhǎng)，但結(jié)晶形狀不是立方體。
[0078]比較例4
[0079]用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察市售的利用氣相法制成的氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖9。雖然包含立方體狀結(jié)晶，但與此同時(shí)，微細(xì)的微粒狀的結(jié)晶大量附著，表面不潔凈。
[0080]比較例5
[0081]用掃描型電子顯微鏡(15000倍)觀察市售的氧化鎂粉末的結(jié)果示于圖10。結(jié)晶不是立方體狀，而且粒徑也小，各粒子發(fā)生凝聚。
[0082]實(shí)施例1~5及比較例I~5的氧化鎂粉末的物性值及雜質(zhì)量的測(cè)定結(jié)果示于表I及表2。
[0083][表 I]
[0084]
【權(quán)利要求】
1.一種立方體狀氧化鎂粉末，其特征在于， 用掃描型電子顯微鏡觀察到的粒子形狀為立方體狀，并且 由激光衍射散射式粒度分布測(cè)定得到的累積50%粒徑D5tl為1.0 μ m以上。
2.如權(quán)利要求1所述的立方體狀氧化鎂粉末，其特征在于，由激光衍射散射式粒度分布測(cè)定得到的累積10%粒徑Dltl和累積90%粒徑D9tl的比值D9(i/D1(i為10.0以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的立方體狀氧化鎂粉末，其特征在于，BET比表面積為5.0m2/g以下。
4.如權(quán)利要求1或2所述的立方體狀氧化鎂粉末，其特征在于，氧化鎂純度為99.9質(zhì)量％以上。
5.如權(quán)利要求1或2所述的立方體狀氧化鎂粉末，其特征在于，通過(guò)將氧化鎂前體在相對(duì)于該前體的總量為0.5~30質(zhì)量％的鹵化物離子的存在下在封閉體系中燒成而得。
6.一種立方體狀氧化鎂粒子，其特征在于， 用掃描型電子顯微鏡測(cè)得的粒子形狀為立方體狀，并且 該立方體的一邊的長(zhǎng)度大于4.0 μ m。
7.一種氧化鎂粉末，其特征在于，包含權(quán)利要求6所述的立方體狀氧化鎂粒子。
8.一種氧化鎂粉末的制造方法，其特征在于，將氧化鎂前體在相對(duì)于該前體的總量為0.5~30質(zhì)量％的鹵化物離子的存在下在封閉體系中燒成。
9.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述氧化鎂前體為堿式碳酸鎂、氫氧化鎂或它們的混合物。
【文檔編號(hào)】C01F5/08GK103964475SQ201410048866
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2007年1月30日
【發(fā)明者】大崎善久, 川瀨厚哉, 國(guó)重正明 申請(qǐng)人:達(dá)泰豪化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社