Порошок оксида металла, порошок оксида титана, способ получения порошка оксида металла

Порошок оксида металла, порошок оксида титана, способ получения порошка оксида металла

Реферат

 

Использование: оксидная керамика. Предложен порошок оксида металла, исключая -модификацию оксида алюминия, содержащий полиэдрические частицы, каждая из которых имеет по крайней мере 6 плоскостей, который характеризуется среднечисленным размером частиц 0,1 - 300,0 мкм и величиной отношения D₉₀/D₁₀10, где D₁₀ и D₉₀ размеры частиц при накоплении 10% и 90% соответственно, считая от стороны, отвечающей наименьшему размеру частиц на кривой нарастания крупности частиц. Этот порошок оксида металла содержит пониженное количество агломерированных частиц и обладает узким распределением частиц по размерам и однородной формой частиц. Один из примеров - порошок оксида титана. Он представляет собой полиэдрические частицы с 8 плоскостями и имеет модификацию рутила. Способ получения порошка оксида металла включает прокаливание оксида металла или его предшественника в атмосфере галоидоводорода, или молекулярного галогена и пара, или молекулярного галогена. Процесс можно проводить в присутствии затравочных кристаллов. 3 c. и 28 з.п.ф-лы, 4 табл., 21 ил.

Изобретение касается окисно-металлического порошка, который используют в качестве порошкового сырья в производстве оксидной керамики, которую используют в качестве функционального или структурного материала, касается окисно-металлического порошка (порошка оксида металла), который используют в диспергированном состоянии в качестве наполнителя или пигмента, или окисно-металлического порошка, который используют в качестве порошкового сырья в производстве монокристаллов или при получении покрытия, нанесенного методом пламенного распыления, и способа его получения.

В общем случае оксидную керамику, которую используют в качестве функционального материала или в качестве структурного материала, получают, проводя стадию формования и стадию прокаливания при использовании окисно-металлического порошка в качестве сырья. Свойства окисно-металлического порошка, используемого в качестве сырья, оказывают сильное влияние на производственные операции, а также на функциональные и физические свойства керамического продукта. Следовательно, представляется весьма желательным получить окисно-металлический порошок с точно управляемыми свойствами, обеспечивающими предполагаемое применение.

При использовании окисно-металлического порошка в диспергированном состоянии, таком как магнитный тонкоизмельченный порошок, наполнитель или пигмент, потребность в управлении свойствами порошка становится еще более острой, поскольку свойства каждой частицы оказывают прямое воздействие на характеристики диспергированного состояния.

Требуемые свойства окисно-металлического порошка меняются в зависимости от вида и применяемой формы оксида металла. Обычно требуется порошок с однородным размером частиц окисно-металлического порошка, т.е. с узким распределением частиц по размерам, и со слабым слипанием первичных частиц, т.е. с ослабленной способностью агломерироваться и с хорошей диспергируемостью.

Например, порошок оксида титана широко используют в виде сырья для получения белого пигмента, в качестве сырья при получении наполнителя, добавляемого в резину, в качестве сырья для получения материала с высоким показателем преломления, в качестве сырья для изготовления фильтров, задерживающих ультрафиолетовое излучение, в качестве сырья для получения монокристаллов, в качестве сырья для получения полупроводника, активного в фотокаталитическом отношении, в качестве сырья при получении абразива, в качестве сырья для получения диэлектрического материала и т.д.

Порошок оксида циркония находит применение в качестве сырья для получения высокотемпературного материала или механически жесткого материала, ионопроводящего материала, пьезоэлектрического материала и т.д., и его используют в качестве сырья для получения подвергнутых обжигу изделий и в качестве сырья для получения покрытия, наносимого методом распыления расплава.

Порошок оксида магния находит применение в качестве сырья для получения тугоплавкой керамики, сырья для получения керамики с определенным функциональным назначением, такой как материал, используемый в электронной технике, или оптический материал и им подобные материалы.

Порошок оксида церия представляет собой один из оксидов редкоземельных элементов и находит применение в качестве электропроводящего материала, оптического материала или абразива.

Порошок оксида олова является ценным материалом, используемым в качестве материала электронной техники, пигмента, катализатора или абразива.

До сих пор оксиды металлов получают жидкофазным способом, газофазным способом, способом гидротермального синтеза, способом прямого окисления, способом электроплавки и им подобными способами. Полученным окисно-металлическим порошкам свойственны некоторые проблемы, такие как образование агломератов, неоднородность частиц, широкий разброс частиц по размерам и т. д. , и не обязательно они оказываются удовлетворительными. Кроме того, самим перечисленным выше способам получения свойственны некоторые проблемы, такие как усложненная технология, аппаратурные проблемы, стоимость сырья и т.д. Учитывая сказанное, представлялось желательным разработать окисно-металлический порошок с пониженным содержанием агломерированных частиц и узким распределением частиц по размерам и разработать способ получения такого окисно-металлического порошка, который носил бы общий характер и предпочтительно мог бы быть реализован в промышленном масштабе.

Краткое изложение существа изобретения.

Цель настоящего изобретения состоит в получении оксида металла, содержащего пониженное количество агломерированных частиц и имеющего узкое распределение частиц по размерам и однородную форму частиц, который предпочтительно может быть использован в качестве окисно-металлического порошка, являющегося сырьем для процесса получения оксидной керамики, т.е. может быть использован в качестве материала специального назначения или структурного материала, в качестве окисно-металлического порошка, предназначенного для использования в диспергированном состоянии в качестве наполнителя или пигмента, или в качестве окисно-металлического порошка, предназначенного для использования в качестве порошкового сырья для получения монокристаллов или для получения покрытия, наносимого методом пламенного распыления.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в разработке способа получения, который в общем случае может быть применен для получения такого окисно-металлического порошка и который является вполне приемлемым для промышленного осуществления.

В результате проведения обширного исследования, выполненного на окисно-металлических порошках, было установлено, что при прокаливании сырья в специфической газовой среде получается описанный выше оксид металла с пониженным содержанием агломерированных частиц и узким распределением частиц по размерам и однородной формой частиц и что такой способ может быть применен в общем случае для получения различных окисно-металлических порошков и является вполне приемлемым для промышленного осуществления; и настоящее изобретение было завершено после проведения дополнительных исследований.

Согласно первой особенности настоящего изобретения предлагается окисно-металлический порошок, исключая -оксид алюминия, содержащий полиэдрические частицы, каждая из которых имеет, по крайней мере, шесть плоскостей, который характеризуется среднечисленной крупностью частиц в области от 0,14 до 300 мкм и величиной отношения D₉₀/D₁₀ 10, где D₁₀ и D₉₀ представляют собой размеры частиц у фракций, собранных в количестве 10% и 90% соответственно, считая со стороны, отвечающей частицам наименьшего размера, на кривой нарастания размера частиц.

Согласно второй особенности настоящего изобретения предлагается порошок оксида титана типа рутила, содержащий полиэдрические частицы, каждая из которых имеет, по крайней мере, восемь плоскостей.

Согласно третьей особенности настоящего изобретения предлагается способ получения окисно-металлического порошка, исключая -модификацию оксида алюминия, с узким распределением частиц по размерам, включающий в себя прокаливание окисно-металлического порошка или предшественника окисно-металлического порошка в присутствии или при отсутствии затравочного кристалла в среде, содержащей, по крайней мере, один газ, выбранный из группы, состоящей из: 1) галоидоводорода, 2) компонента, приготовленного из молекулярного галогена и пара, и 3) молекулярного галогена.

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 850 раз), изображающая структуру частиц у окисно-титанового порошка, полученного в примере 1.

На фиг.2 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 1700 раз), изображающая структуру частиц окисно-титанового порошка, полученного в примере 7.

На фиг. 3 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 1700 раз), изображающая структуру частиц окисно-титанового порошка, полученного в примере 9.

На фиг. 4 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 4300 раз), изображающая структуру частиц окисно-титанового порошка, полученного в примере 15.

На фиг. 5 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 1700 раз), изображающая структуру частиц окисно-титанового порошка, полученного в сравнительном примере 1.

На фиг. 6 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 430 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида циркония, полученного в примере 20.

На фиг. 7 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 430 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида циркония, полученного в примере 21.

На фиг. 8 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 430 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида циркония, полученного в примере 22.

На фиг. 9 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 1720 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида циркония, полученного в сравнительном примере 3.

На фиг. 10 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 430 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида магния, полученного в примере 23.

На фиг. 11 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 850 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида магния, полученного в примере 24.

На фиг. 12 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 850 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида магния, полученного в примере 25.

На фиг. 13 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 1720 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида магния, полученного в сравнительном примере 6.

На фиг. 14 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 1720 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида железа, полученного в примере 26.

На фиг. 15 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 1720 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида железа, полученного в сравнительном примере 8.

На фиг. 16 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 8500 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида церия, полученного в примере 27.

На фиг. 17 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 4300 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида церия, полученного в сравнительном примере 9.

На фиг. 18 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 8000 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида олова, полученного в примере 28.

На фиг. 19 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 8000 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида олова, полученного в примере 10.

На фиг. 20 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 15500 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида индия, полученного в примере 29.

На фиг. 21 показана полученная при сканировании электронная микрофотография (при увеличении в 15500 раз), изображающая структуру частиц порошка оксида индия, полученного в сравнительном примере 11.

Окисно-металлический порошок (порошок оксида металла) с узким распределением частиц по размерам представляет собой соединение единственного металлического элемента с кислородом, состоящее из полиэдрических частиц, каждая из которых имеет, по крайней мере, шесть плоскостей (исключая сложные оксиды и порошок -модификации оксида алюминия), это соединение отличается от оксида металла, получаемого обычными способами и, возможно, содержащего агломерированные частицы. Далее соединение единственного металлического элемента с кислородом будет иногда называться "простым оксидом металла".

Способ, отвечающий настоящему изобретению, дает оксид металла, исключая -модификацию оксида алюминия, с узким распределением частиц по размерам, что достигается прокаливанием окисно-металлического порошка или предшественника окисно-металлического порошка в присутствии или при отсутствии затравочного кристалла в среде, содержащей, по крайней мере, один газ, выбранный из группы, состоящей из 1): галоидоводорода, 2) компонента, приготовленного из молекулярного галогена и пара, и 3) молекулярного галогена.

При получении окисно-металлического порошка с узким распределением частиц по размерам по способу, отвечающему настоящему изобретению, порошок, являющийся предшественником оксида металла, рассматривается как сырье.

Здесь под порошком, являющимся предшественником оксида металла, понимается материал, который дает оксид металла, состоящий из единственного металла и кислорода и получаемый по реакции разложения или реакции окисления при прокаливании, и который включает в себя, например, гидроксиды металлов, гидратированные оксиды металлов, оксигидроксиды металлов, оксигалогениды металлов и т.д.

При получении окисно-металлического порошка с узким распределением частиц по размерам по способу, отвечающему настоящему изобретению, в качестве сырья может быть использован известный окисно-металлический порошок, что зависит от вида требуемого окисно-металлического порошка.

В качестве окисно-металлического порошка, являющегося сырьем, предпочтительно использовать порошок со средним размером первичных частиц менее 0,1 мкм. В качестве среднего размера первичных частиц окисно-металлического порошка, являющегося сырьем, может быть использован размер частиц, рассчитанный по удельной площади поверхности, найденной по методу БЭТ (Брунауэра, Эммета и Теллера). Может быть получен окисно-металлический порошок с узким распределением частиц по размерам и более высоким размером частиц, чем у окисно-металлического порошка, являющегося сырьем, из сырьевого окисно-металлического порошка с указанным выше размером частиц. При среднем размере первичных частиц сырьевого порошка выше 0,1 мкм становится затруднительным получение окисно-металлического порошка с пониженным содержанием агломерированных частиц и с узким распределением частиц по размерам.

Под затравочным кристаллом, который может быть использован в настоящем изобретении, понимается кристалл, который выполняет роль центра роста при росте кристаллов требуемого оксида металла. Вокруг затравочного кристалла растут частицы оксида металла. Может быть использован любой затравочный кристалл, если только он способен выполнять эту функцию. Например, при использовании предшественника оксида металла в качестве сырья предпочтение следует отдавать окисно-металлическому порошку. Далее, при использовании в качестве сырья окисно-металлического порошка со средним размером первичных частиц менее 0,1 мкм используют окисно-металлический порошок с повышенным размером частиц, чем средний размер частиц у сырьевого окисно-металлического порошка, например, с размером частиц, по крайней мере, в 5 раз превышающим средний размер первичных частиц.

При переходе под воздействием прокаливания кристаллической фазы оксида металла, используемого в качестве сырья, в более устойчивую кристаллическую фазу предпочтение в качестве затравочного кристалла следует отдавать оксиду металла с более устойчивой кристаллической фазой.

Отсутствуют ограничения способа добавления затравочного кристалла к сырьевому порошку. Например, может быть использован способ смешения, такой как измельчение на шаровой мельнице, ультразвуковое диспергирование и т.п.

Описанный выше порошок, являющийся предшественником оксида металла, сырьевой металлический порошок, например окисно-металлический порошок со средним размером первичных частиц 0,1 мкм или менее, и те сырьевые материалы, к которым добавляют затравочный кристалл, в общем случае называют сырьевым окисно-металлическим порошком.

Примерами металлического элемента, содержащегося в сырьевом окисно-металлическом порошке, являются металлические элементы группы Ib Периодической таблицы, такие как медь и т.д., металлические элементы группы II, такие как магний, цинк и т.д., металлические элементы группы III, такие как иттрий, церий, галлий, индий, уран и т.д., металлические элементы группы IV, такие как титан, цирконий, германий и т.д., металлические элементы группы V, такие как ванадий, ниобий, тантал, висмут и т.д., металлические элементы группы VI, такие как хром, металлические элементы группы VII, такие как марганец, и металлические элементы группы VIII, такие как железо, кобальт, никель и т.д. (исключая алюминий).

Предпочтительными примерами металлических элементов являются магний, титан, цирконий, железо, церий, индий и олово.

В способе получения окисно-металлического порошка согласно настоящему изобретению не накладываются ограничения на сырьевой оксид металла, и может быть использован порошок, получаемый общеизвестным способом. Например, могут быть использованы окисно-металлический порошок или порошок предшественника оксида металла, полученный жидкофазным способом, или окисно-металлический порошок, полученный газофазным способом или твердофазным способом.

В настоящем изобретении сырьевой окисно-металлический порошок прокаливают в среде газа, содержащего по объему, по крайней мере, 1%, предпочтительно по крайней мере 5% и более предпочтительно по крайней мере 10% галоидоводорода в расчете на полный объем газа среды.

В качестве галоидоводорода независимо или в смеси из двух или большего числа газов могут быть использованы хлористый водород, бромистый водород, иодистый водород и фтористый водород.

В качестве компоненты газовой среды, отличной от галоидоводорода, т.е. в качестве газа-разбавителя, могут быть использованы азот, инертный газ, такой как аргон, водород, пар или воздух.

Давление газовой среды, содержащей галоидоводород, не ограничивается и устанавливается в области давлений, применяемых в промышленности.

Можно осуществить прокаливание в среде газа, содержащего компонент, приготовленный из молекулярного галогена и пара, вместо галоидоводорода.

В качестве молекулярного галогена применяют молекулярные хлор, бром, иод и фтор, используемые независимо или в смеси, состоящей из двух или большего числа таких газов.

Компонентный газ готовят добавлением по объему, по крайней мере, 1%, предпочтительно по крайней мере 5%, более предпочтительно по крайней мере 10% молекулярного галогена и по крайней мере 0,1%, предпочтительно по крайней мере 1%, более предпочтительно по крайней мере 5% пара, причем оба содержания основываются на полном объеме газовой среды.

Вместо галоидоводорода может быть использован молекулярный галоген. Сырьевой окисно-металлический порошок прокаливают в газовой среде, содержащей по крайней мере 1% по объему, предпочтительно по крайней мере 5% по объему, более предпочтительно по крайней мере 10% по объему молекулярного галогена, основываясь на полном объеме газовой среды. В качестве молекулярного галогена может быть использован по крайней мере один из таких газов, как молекулярные хлор, бром и иод.

В качестве компоненты газовой среды, отличной от компоненты, приготовленной из молекулярного галогена и пара или из молекулярного галогена, т.е. в качестве газа-разбавителя, могут быть использованы азот, инертный газ, такой как аргон, водород, пар или воздух.

Давление в реакционной системе не лимитируется и может быть свободно выбрано в области давлений, принятых в промышленности.

Способ подачи газовой среды не является критическим, если только он может быть подан в реакционную систему, в которой находится сырьевой окисно-металлической порошок.

Источник каждой компоненты газовой среды и способ подачи каждого компонента никоим образом не является критическим.

Например, в качестве источника каждой компоненты газовой среды может быть использован газ, находящийся в баллоне. Или же можно приготовить газовую среду, содержащую галоидоводород или молекулярный галоген, проводя испарение или разложение соединения галогена, такого как галогенид аммония, или галогенсодержащего полимера, такого как поливинилхлорид. Газовая среда может быть получена прокаливанием смеси окисно-металлического сырья и соединения галогена или галогенсодержащего полимера в обжиговой печи.

Галоидоводород и молекулярный галоген предпочтительно подают из баллона прямо в обжиговую печь, поскольку такой способ является наиболее простым и быстрым. Газ, образующий среду, можно подавать непрерывно или периодически.

Согласно настоящему изобретению при прокаливании сырьевого окисно-металлического порошка в указанной выше газовой атмосфере, оксид металла образуется в том месте, где присутствует сырьевой окисно-металлический порошок, благодаря взаимодействию сырьевого окисно-металлического порошка с газовой средой, в результате чего появляется окисно-металлический порошок, имеющий узкое распределение частиц по размерам, не содержащий при этом агломерированные частицы. В соответствии со сказанным требуемый окисно-металлический порошок может быть получен, например, простым наполнением сосуда сырьевым окисно-металлическим порошком и прокаливанием его в газовой атмосфере.

В качестве сырьевого окисно-металлического порошка, пригодного для использования в настоящем изобретении, может быть применен любой материал, который находится в виде порошка; и предпочтение следует отдавать порошку с объемной плотностью, составляющей по крайней мере 40% или менее от теоретической плотности. При прокаливании формованного материала с объемной плотностью, превышающей 40% от теоретической плотности, на этапе прокаливания протекает реакция спекания, в результате чего для получения окисно-металлического порошка приходится прибегать к измельчению; и в некоторых случаях не может быть получен окисно-металлический порошок с узким распределением частиц по размерам.

Приемлемая температура прокаливания не обязательно носит критический характер, поскольку она зависит от вида требуемого оксида металла, разновидностей и концентраций галоидоводорода, молекулярного галогена и компонента, полученного из молекулярного галогена и пара, или времени прокаливания. Температура предпочтительно должна находиться в области от 500 до 1500^oC, более предпочтительно в области от 600 до 1400^oC. Если температура прокаливания составляет менее 500^oC, то тогда для прокаливания требуется длительное время. Если температура прокаливания превышает 1500^oC, то тогда проявляется тенденция к повышенному содержанию агломерированных частиц в получаемом окисно-металлическом порошке.

Приемлемое время прокаливания не обязательно носит критический характер, поскольку оно зависит от вида требуемого оксида металла, разновидностей и концентраций галоидоводорода, молекулярного галогена и компонента, полученного из молекулярного галогена и пара, или температуры прокаливания. Предпочтительно оно должно составлять по крайней мере 1 мин, более предпочтительно по крайней мере 10 мин, и его берут таким, при котором получается требуемый окисно-металлический порошок. Чем выше температура прокаливания, тем меньше продолжительность прокаливания.

При прокаливании сырьевого окисно-металлического порошка, содержащего затравочные кристаллы, температура прокаливания может быть установлена более низкой, а продолжительность прокаливания - более короткой, чем используемые при отсутствии затравочных кристаллов, поскольку оксид металла растет вокруг затравочных кристаллов, выполняющих роль центров роста.

Не накладываются ограничения на тип устройства для обжига, и может быть использована так называемая обжиговая печь. Обжиговую печь предпочтительно делать из материала, который не подвергается коррозии под воздействием галоидоводорода или галогена, и она предпочтительно должна содержать устройство для управления средой.

Поскольку используют кислотный газ, такой как галоидоводород или галоген, обжиговая печь должна быть предпочтительно воздухонепроницаемой. В промышленных условиях прокаливание предпочтительно проводить непрерывно, и здесь могут быть использованы туннельная печь, вращающаяся печь или толкательная печь.

В качестве сосуда, используемого на стадии прокаливания и заполняемого сырьевым окисно-металлическим порошком, предпочтительно использовать тигель или лодочку, изготовленные из оксида алюминия, кварца, кислотостойкого кирпича, графита или благородного металла, такого как платина, поскольку реакция протекает в кислотной атмосфере.

При получении окисно-металлического порошка в условиях добавления затравочных кристаллов к сырьевому порошку размером частиц и распределением частиц по размерам получаемого окисно-металлического порошка можно управлять, изменяя размер частиц и добавляемое количество затравочных кристаллов. Например, при повышении количества затравочных кристаллов уменьшается размер частиц получаемого окисно-металлического порошка. При использовании затравочных кристаллов с более меньшим размером частиц получаемого окисно-металлического порошка.

Описанным выше способом может быть получен окисно-металлический порошок, не содержащий агломерированные частицы и обладающий узким распределением частиц по размерам и однородным размерам частиц и можно контролировать размер частиц.

Хотя окисно-металлический порошок и может содержать агломерированные частицы или представлять собой образование агломерационных частиц, степень агломерации оказывается небольшой и, следовательно, окисно-металлический порошок без агломерированных частиц может быть легко получен простым растиранием.

Среднечисленная крупность окисно-металлического порошка, полученного по способу, отвечающему настоящему изобретению, не обязательно оказывается лимитированной. В общем случае может быть получен окисно-металлический порошок с размером частиц в области от 0,1 до 300 мкм.

Окисно-металлический порошок, полученный по способу, отвечающему настоящему изобретению, если говорить о распределении частиц по размерам, характеризуется величиной отношения D₉₀/D₁₀ 10, преимущественно 5, где D₁₀ и D₉₀ - размеры частиц при накоплении 10% и 90% соответственно, считая от стороны, отвечающей частицам наименьшего размера, на кривой нарастания крупности частиц.

При нахождении распределения частиц по размерам методом осаждения центрифугированием или методом лазерного дифракционного рассеяния найденная величина представляет собой распределение частиц по размерам агломерированных частиц. Если измеренное таким методом распределение частиц по размерам оказывается узким, но при этом порошок содержит агломерированные частицы, то тогда оказывается ухудшенной диспергируемость, и такой порошок неприемлем в качестве промышленного сырья. В настоящем изобретении в качестве критерия агломерированности порошка использовали в виде среднечисленной величины размер первичных частиц, который находили по полученным при сканировании электронным микрофотографиям, и полученную величину сравнивали с размером агломерированных частиц, т.е. с размером частиц при накоплении 50% на кривой нарастания крупности частиц (D₅₀).

То есть степень агломерированности оценивали по величине отношения размера агломерированных частиц к размеру первичных частиц. Если это отношение превышает 1 (единицу), то тогда порошок находится в идеальном состоянии без присутствия агломерированных частиц. У реального порошка это отношение превышает единицу. При величине этого отношения 6 или менее порошок может быть предпочтительно использован в качестве промышленного сырья.

Окисно-металлический порошок, полученный по способу, отвечающему настоящему изобретению, обладает величиной отношения размера агломерированных частиц к размеру первичных частиц преимущественно в области от 1 до 6, более предпочтительно в области от 1 до 3 и наиболее предпочтительно в области от 1 до 2.

Каждая из частиц у окисно-металлического порошка, отвечающего настоящему изобретению, обладает полиэдрической формой, имеющей, по крайней мере, шесть плоскостей. Число плоскостей обычно находится в области от 6 до 60, преимущественно в области от 6 до 30.

Ниже будут приведены конкретные примеры окисно-металлического порошка, отвечающего настоящему изобретению.

Частица порошка оксида титана со структурой рутила, отвечающего настоящему изобретению, представляет собой полиэдр, имеющий, по крайней мере, 8 плоскостей с видимой кристаллической плоскостью. Частица рутильного окисно-титанового порошка, отвечающего настоящему изобретению, преимущественно представляет собой полиэдр с числом плоскостей от 8 до 60, более предпочтительно с числом плоскостей от 8 до 30. Обусловлено это тем, что внутренняя область частицы оказывается однородной, и порошок характеризуется меньшим числом границ зерен и меньшим количеством дефектов решетки в частице. В частности, частица преимущественно представляет собой монокристаллическую частицу. При числе плоскостей у полиэдра менее 8 рост кристалла оказывается незавершенным. Когда это число у полиэдра превышает 60, наблюдается тенденция к возрастанию числа дефектов решетки у частицы. При наличии у частицы большого выступа на одной кристаллической плоскости частицы, такая плоскость в настоящем изобретении рассматривается как единая.

Оксид титана в модификации типа рутила характеризуется узким распределением частиц по размерам и малым числом агломерированных частиц. Отношение размера агломерированных частиц к размеру первичных частиц преимущественно находится в области от 1 до 2. Величина отношения D₉₀/D₁₀ 10, преимущественно 5.

Когда удельная площадь поверхности, измеренная по методу БЭТ (Брунауэра - Эммета - Теллера), является большой, порошок содержит много агломерированных частиц и оказывается неприемлемым для использования в качестве промышленного сырья. Тогда предпочтительной является удельная площадь поверхности, измеренная по методу БЭТ, составляющая 10 м²/г или менее. Когда удельная площадь поверхности, измеренная по методу БЭТ, составляет менее чем 0,1 м²/г, размер первичных частиц является слишком большим, и частицы претерпевают осаждение, когда их диспергируют в растворителе. Следовательно, удельная площадь поверхности, измеренная по методу БЭТ, предпочтительно должна находиться в области от 0,1 до 10 м²/г, более предпочтительно в области от 0,1 до 5 м²/г.

Частицы оксида циркония, отвечающие настоящему изобретению, характеризуются тем, что их форма и размер частиц являются однородными. По своей форме они представляют собой полиэдр, имеющий, по крайней мер, 8 плоскостей. Размер частиц и распределение частиц по размерам могут управляться в пределах определенных диапазонов. Размер частиц можно обычно регулировать в диапазоне примерно от 1 мкм и до нескольких сотен микрометров. Это регулирование размера частиц может быть осуществлено выбором сырья и условий прокаливания, проводимого согласно настоящему изобретению.

В качестве сырьевого порошка для нанесения покрытия пламенным напылением предпочтение отдают большому размеру частиц. В качестве порошка, предпочтительного для этого применения, используют порошок оксида циркония, содержащий частицы предпочтительно с размером, по крайней мере, 20 мкм, более предпочтительно примерно 40 мкм.

Описанный выше способ позволяет получить порошок оксида циркония с относительно большим средним размером частиц, который пригоден для использования в качестве сырья при нанесении покрытия способом пламенного напыления посредством промышленно приемлемых операций.

Порошок оксида циркония, отвечающий настоящему изобретению, обладает величиной отношения D₉₀/D₁₀ 10, предпочтительно 5. Кроме того, отношение размера агломерированных частиц к размеру первичных частиц преимущественно находится в области от 1 до 3, более предпочтительно в области от 1 до 2.

Частицы оксида магния, отвечающие настоящему изобретению, характеризуются тем, что их форма и размер частиц являются однородными. По своей форме частицы представляют собой полиэдр, имеющий, по крайней мере, 8 плоскостей. Размер этих частиц и распределение частиц по размерам регулируются в определенных пределах. Размер частиц обычно регулируется в области примерно от 1 мкм и до нескольких сотен микрометров. Это регулирование размера частиц осуществляют выбором сырья и условий прокаливания, проводимого по способу, отвечающему настоящему изобретению.

Порошок оксида марганца, отвечающий настоящему изобретению, обладает величиной D₉₀/D₁₀ 10, предпочтительно 5. Кроме того, отношение размера агломерированных частиц к размеру первичных частиц предпочтительно находится в области от 1 до 3, более предпочтительно в области от 1 до 2.

Частицы оксида церия, отвечающие настоящему изобретению, характеризуются тем, что их форма и размер частиц являются однородными. Как видно из приложенных фотографий, они представляют собой кубические частицы оксида церия, имеющие однородную форму и размер частиц.

Частицы оксида олова, отвечающие настоящему изобретению, характеризуются тем, что их форма и размер частиц являются однородными. Как видно из приложенной фотографии, они представляют собой полиэдры, имеющие, по крайней мере, 8 плоскостей и обладающие однородными формой и размером частиц.

Частицы оксида индия, отвечающие настоящему изобретению, характеризуются тем, что их форма и размер частиц являются однородными. Как видно из приложенной фотографии, они представляют собой полиэдры, имеющие, по крайней мере, 8 плоскостей и обладающие однородными формой и размером частиц.

Согласно настоящему изобретению можно получать различные окисно-металлические порошки, которые не представляют собой агломерированные частицы, но при этом обладают узким распределением частиц по размерам, что не могло быть достигнуто ранее.

Во многих случаях полученный окисно-металлический порошок представляет собой массу из однородных полиэдрических частиц и может быть использован в разнообразных приме