169769. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminiumoxid mechanikai tulajdonságainak javítására
169769 9 10 Ezt a kezelést 4 óra hosszat folytatjuk, majd a gőzáramot megszüntetjük és levegőt viszünk be. A hőmérséklet 500 C°-ra növekszik és a levegő bevezetését 4 órán keresztül végezzük. Ezután az edényt lehűtjük és az anyagot (n) kinyerjük, amellyel különböző vizsgálatokat végzünk annak érdekében, hogy meghatározzuk annak hőstabilitását és mechanikai jellemzőit. Az eredményeket a 2. táblázatban adjuk meg. 12. példa Az 1. példa szerinti y-Al2 0 3 -ból két tablettát készítettünk infravörös (IR) színképvizsgálatra. Az első tablettát etilortoszilikáttal kezeltük a 6. példában leírt körülményeknek és módszernek megfelelően, a második tablettát Ludox S. M. (Du Pont) kolloid szilíciumdioxiddal kezeltük a 9. példában leírt módon. Az így készített két anyag IR színképét vákuumban 450 C°-on való vízmentesítés után felvettük és az 1. és 2. ábrákon tüntettük fel, ahol az abszcissza az infravörös sugárzás frekvenciáját mutatja cm-" 1 értékben, az ordináta pedig a százalékos áteresztőképességre vonatkozik. Az első esetben (1. ábra) egy jellegzetes szilíciumdioxid abszorpciós színképet kaptunk, ahol éles sáv volt megfigyelhető 3745 cm_1 -nél. Ez Si—OH csoportra utal, míg a sávok 3737 cm_1 -nél és 3795 cm _1 -nél eltűntek, 3698 cm_1 -nél pedig csak igen gyenge sáv jelentkezett, amely Al—OH kötés valószínű távollétét, illetve csekély mértékét valószínűsíti. A második esetben egy átfedő adszorpciós színképet kaptunk, amely jellegzetes szilíciumdioxid és alumíniumoxid keverék esetén, és ez utóbbi az uralkodó. 14—19. példák Minden esetben 100 g 5. példa szerinti alumíniumoxidot egy önfűtő autoklávba viszünk. Az autoklávot légtelenítjük és az oxigénnyomok eltávolítása érdekében nitrogéngázzal alaposan átöblítjük. Az így előkészített autoklávba visszük be minden esetben a következő szilícium-vegyületeket a megadott mennyiségben: Példa 14. 30 g dietilklórszilán (C2 H 5 ) 2 SiCl 2 15. 17 g tetrametilszilán (CH3 ) 4 Si 16. 17 g acetoxiszilán H3 Si(OOC—CH 3 ) 17. 18 g metoxidiszilán CH3 OSiH 2 (SiH 3 ) 18. 22 g trietilszilán (CaH^SiH 19. 45 g polimetilsziloxán (CH3 ) 3 SiO(CH 3 ) 2 SiOSi(CH 3 ) 3 A nyomást 5 kg/cm2 nitrogéngáz-nyomáson tartjuk. Az autoklávot minden kísérletnél 8 óra hosszat 200 C°-on melegítjük, utána lehűtjük, a nyomást megszüntetjük és az alumíniumoxidot eltávolítjuk belőle. Ezt azután kvarccsőbe tesszük és nitrogéngázáramban 4 óra hosszat 200 C°-on hevítjük, utána pedig levegőáramban 4 órán át 500 C°-on kalcináljuk. Az ily módon módosított alumíniumoxidok jellemző adatait a 3. táblázatban mutatjuk be, ahol a hő hatására 1100 C°-on 24 óra hosszat végzett öregítő kezelés után kapott mérési eredményeket adjuk meg. Összehasonlítás végett az 1. példa szerinti anyagra (a) hivatkozunk. 20. példa 100 g 1. példa szerinti alumíniumoxidot 200 ml (C2 H 5 0) 4 Si-be viszünk és egy óra hosszat érintkeztet-5 jük a folyadékkal. Ezután a szilárd részt elkülönítjük a feleslegben levő folyadéktól és egy kvarccsőben elektromos kemencébe tesszük, majd nitrogéngáz-áramot vezetünk be és az egészet az ortoszilikát forrási hőmérsékletéig melegítjük, így teljesen ledesztilláljuk a rea-10 gálatlan terméket. Az etilortoszilikát ledesztillálása után a nitrogénbevezetést megszüntetjük, levegőt vezetünk be és a melegítést a hőmérséklet fokozatos növelése közben tovább folytatjuk. Abban az esetben, ha az alumíniumoxid hőmérséklete a 350 C°-ot eléri, meg-15 kezdjük az alumíniumoxid felületéhez kötődő szerves csoportok elégetését. Ehhez a hőmérsékletet gyorsan 900—1000 C°-ra növeljük. Az erőteljes égetés negatív hatást gyakorol a végtermék fizikai és mechanikai tulajdonságaira, ahogy ezt 20 a 4. táblázat adatai tanúsítják. 3. táblázat Indulási SA mVg Anyag K% 1100 C°-on való kezelés után Példák Indulási SA mVg Anyag K% SA m'/g K% v% 14 193 1,9 110 4,5 1 15 190 2,3 112 5,2 5 16 205 1,4 108 3,6 5 17 203 3,1 131 4,3 5 18 198 2,8 119 4,8 6 19 195 2,3 121 4,7 6 20 192 1,8 102 7,8 10 a 196 3,2 68 9,3 14 21. példa 40 Egy-egy 1—4. példa szerint előállított y-alumíniumoxidot vízgőz jelenlétében hőkezelünk. Ezeket a kezeléseket egyre növekvő időtartamokig 250 C°, 300 C° és 350 C° hőmérsékleten végezzük. A két anyagból 15—15 g mennyiséget próbacsőbe te-45 szünk, ezeket 0,5 literes autoklávba helyezzük, amelybe 10 ml vizet adagolunk. Az autokláv hőmérsékletét a megadott értékre (250 C°, 300 C°, 350 C°) állítjuk be és a nyomást 15 ata-ra szabályozzuk az autoklávhoz csatlakozó manometer segítségével azáltal, hogy lehe-50 tővé tesszük a nyomásfelesleg megfelelő szelepen keresztül történő csökkentését. A 4 órától 64 óráig terjedő időtartamon át kezelt anyagok felületének alakulását a 3. ábra diagramjai mutatják, ahol az abszcissza a kezelés időtartamát, az 55 ordináta pedig a felület alakulását (m2 /g) mutatja. A görbék menetéből- látható, hogy a stabilizált alumíniumoxid (1 görbe) semmiféle módosulást nem szenved, míg a stabilizálatlan anyagok (2, 3, 4 görbék) felülete az idő előrehaladásával egyre csökken, amely azt 60 jelenti, hogy egyre több és több y-alumíniumoxid alakul át monohidráttá, ezt röntgensugár-vizsgálatok is igazolják. Az 1 görbe mindhárom hőmérsékletértékre, míg a 2 görbe 350 C°-os, a 3 görbe 300 C°-os, a 4 görbe pe-65 dig 250 C°-os értékre vonatkozik. 5
