TW202229174A - 氧化鋯粒子及氧化鋯粒子的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明是有關於一種包含鉬且具有多面體形狀的氧化鋯粒子。較佳為所述鉬偏向存在於所述氧化鋯粒子的表層。另外,本發明是有關於一種所述氧化鋯粒子的製造方法,其包括將鋯化合物以及鉬化合物加以混合而製成混合物並對所述混合物進行煆燒。
Description
本發明是有關於一種氧化鋯粒子及氧化鋯粒子的製造方法。
氧化鋯(即、氧化鋯(zirconia))由於耐磨耗性、高韌性等機械強度、化學穩定性、隔熱性、耐熱性、高折射率性等優異,因此具有多種用途,於顏料、塗料、塗層、研磨劑、電子材料、隔熱材、光學材料、化妝品、裝飾品、生物體材料、觸媒等廣泛的領域中被利用。
例如,於專利文獻1中揭示了一種氧化鋯系氧化物粉末的製造方法,其包括(a)將包含水合鋯的含水漿料濕式粉碎的步驟、(b)對濕式粉碎後的漿料賦予衝擊波以使其乾燥的步驟、及(c)煆燒乾燥物的步驟。
於專利文獻2中揭示了如下方法:製作於氫氧化鋯中均勻分散有氧化釔微粒粉末或釔鹽類的複合物,於1100℃~1400℃的溫度區域對所述複合物進行熱處理藉此獲得氧化鋯,然後粉碎所述氧化鋯而獲得陶瓷粉末。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-106635號公報
[專利文獻2]日本專利特開2013-075825號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1~專利文獻2所揭示的氧化鋯粒子的製造方法中,以於包含水合鋯的含水漿料中加入氧化釔等異種金屬來控制粒子性狀為前提。
然而,均未成為考慮了水解-縮合行為的操作,從而未成為可穩定地控制粒子形狀的方法。
因此,本發明的目的在於提供一種可穩定地控制粒子形狀的氧化鋯粒子及其製造方法。
[解決課題之手段]
本發明包含以下的實施方式。
[1] 一種氧化鋯粒子,包含鉬、且具有多面體形狀。
[2] 如所述[1]所述的氧化鋯粒子,其中所述鉬偏向存在於所述氧化鋯粒子的表層。
[3] 如所述[1]或[2]所述的氧化鋯粒子,其中所述氧化鋯粒子的[111(-)]面的微晶直徑為90 nm以上。
[4] 如所述[1]至[3]中任一項所述的氧化鋯粒子,其中所述氧化鋯粒子的藉由雷射繞射-散射法計算出的中值粒徑D
50為0.1 μm~1000 μm。
[5] 如所述[1]至[4]中任一項所述的氧化鋯粒子,其中藉由對所述氧化鋯粒子進行X射線螢光(X-ray fluorescence,XRF)分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的ZrO
2含有率(Z
1)為90.0質量%~99.9質量%,藉由對所述氧化鋯粒子進行XRF分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的MoO
3含有率(M
1)為0.1質量%~5.0質量%。
[6] 如所述[1]至[5]中任一項所述的氧化鋯粒子,其中藉由對所述氧化鋯粒子進行X射線光電子能譜(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的ZrO
2含有率(Z
2)為35.0質量%~98.0質量%,藉由對所述氧化鋯粒子進行XPS表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO
3含有率(M
2)為2.0質量%~40.0質量%。
[7] 如所述[1]至[6]中任一項所述的氧化鋯粒子,其中藉由對所述氧化鋯粒子進行XPS表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO
3含有率(M
2)相對於藉由對所述氧化鋯粒子進行XRF分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的MoO
3含有率(M
1)的表面偏向存在比(M
2/M
1)為2~80。
[8] 如所述[1]至[7]中任一項所述的氧化鋯粒子,其中藉由ζ(zeta)電位測定而電位成為0的等電點的pH為2.0~6.5。
[9] 如所述[1]至[8]中任一項所述的氧化鋯粒子,其中藉由布厄特法(Brunauer-Emmett-Teller,BET)求出的比表面積為20 m
2/g以下。
[10] 如所述[1]至[9]中任一項所述的氧化鋯粒子,其中所述氧化鋯粒子的[111]面的微晶直徑為90 nm以上。
[11] 一種氧化鋯粒子的製造方法,為如所述[1]至[10]中任一項所述的氧化鋯粒子的製造方法,且
包括將鋯化合物以及鉬化合物加以混合而製成混合物並對所述混合物進行煆燒。
[12] 如所述[11]所述的氧化鋯粒子的製造方法,其中,所述鉬化合物為三氧化鉬、鉬酸鋰、鉬酸鉀或鉬酸鈉。
[13] 如所述[11]或[12]所述的氧化鋯粒子的製造方法,其中,煆燒所述混合物的最高煆燒溫度為800℃~1600℃。
[發明的效果]
根據本發明,可提供一種可穩定地控制粒子形狀的氧化鋯粒子及其製造方法。
<氧化鋯粒子>
本實施方式的氧化鋯粒子包含鉬且具有多面體形狀。
本實施方式的氧化鋯粒子包含鉬,於後述的氧化鋯粒子的製造方法中,藉由控制鉬的調配量或存在狀態,可將粒子形狀穩定地控制為多面體形狀,可任意地調整與所使用的用途對應的氧化鋯粒子的粒徑的大小、形狀、物性或性能等。
於本說明書中,控制氧化鋯粒子的粒子形狀是指所製造的氧化鋯粒子並非無定形狀。於本說明書中,粒子形狀得到控制的氧化鋯粒子是指粒子形狀並非無定形的氧化鋯粒子。
藉由實施方式的製造方法製造的一實施方式的氧化鋯粒子如後述的實施例所示般可具有多面體形狀特有的自形。
再者,於本說明書中,「多面體形狀」是指六面體以上,較佳為八面體以上,更佳為十面體~三十面體。
於本實施方式的氧化鋯粒子中,較佳為所述鉬偏向存在於所述氧化鋯粒子的表層。
此處,「表層」是指距實施方式的氧化鋯粒子的表面10 nm以內的情況。所述距離對應於在實施例中用於計測的XPS的檢測深度。
此處,「偏向存在於表層」是指所述表層中每單位體積的鉬或鉬化合物的質量較所述表層以外的每單位體積的鉬或鉬化合物的質量多的狀態。
於本實施方式的氧化鋯粒子中,鉬偏向存在於所述氧化鋯粒子的表層如後述的實施例中所示般可藉由如下方式來確認,即,藉由對所述氧化鋯粒子進行XPS表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO
3含有率(M
2)多於藉由對所述氧化鋯粒子進行XRF分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的MoO
3含有率(M
1)。
藉由使鉬或鉬化合物偏向存在於表層,與不僅於表層而且於表層以外(內層)亦存在鉬或鉬化合物的情況相比,可製成分散穩定性優異的氧化鋯粒子。
本實施方式的氧化鋯粒子的[111(-)]面的微晶直徑較佳為90 nm以上,更佳為95 nm以上,進而佳為100 nm以上。本實施方式的氧化鋯粒子的[111(-)]面的微晶直徑可為450 nm以下,亦可為400 nm以下,亦可為350 nm以下。本實施方式的氧化鋯粒子的[111(-)]面的微晶直徑可為90 nm以上且450 nm以下,較佳為95 nm以上且400 nm以下,更佳為100 nm以上且350 nm以下。
於本說明書中,所謂氧化鋯粒子的[111(-)]面的微晶直徑,採用根據使用X射線繞射法(XRD法)測定的歸屬於[111(-)]面的波峰(即,於2θ=28.2°附近出現的波峰)的半值寬度並使用謝樂(Scherrer)公式算出的微晶直徑的值。
本實施方式的氧化鋯粒子可將[111(-)]面的微晶直徑增大至90 nm以上,可將結晶性保持得高,容易控制為平均粒徑大的多面體形狀。
本實施方式的氧化鋯粒子的[111]面的微晶直徑較佳為90 nm以上,更佳為95 nm以上,進而佳為100 nm以上。本實施方式的氧化鋯粒子的[111]面的微晶直徑可為450 nm以下,亦可為400 nm以下,亦可為350 nm以下。本實施方式的氧化鋯粒子的[111]面的微晶直徑可為90 nm以上且450 nm以下,較佳為95 nm以上且400 nm以下,更佳為100 nm以上且350 nm以下。
於本說明書中,所謂氧化鋯粒子的[111]面的微晶直徑,採用根據使用X射線繞射法(XRD法)測定的歸屬於[111]面的波峰(即,於2θ=31.5°附近出現的波峰)的半值寬度並使用謝樂公式算出的微晶直徑的值。
本實施方式的氧化鋯粒子可將[111(-)]面的微晶直徑增大至90 nm以上,可將[111]面的微晶直徑增大至90 nm以上,可將結晶性保持得高,容易控制為平均粒徑大的多面體形狀。
本實施方式的氧化鋯粒子的一次粒子的平均粒徑可為0.10 μm~400 μm,亦可為0.10 μm~200 μm,亦可為0.10 μm~100 μm,亦可為0.10 μm~50 μm。
所謂氧化鋯粒子的一次粒子的平均粒徑,是指藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)拍攝氧化鋯粒子並對構成二維圖像上的凝聚體的最小單位的粒子(即、一次粒子)計測其長徑(所觀察的最長部分的費雷特直徑(Feret's Diameter))以及短徑(相對於所述最長部分的費雷特直徑而垂直的朝向上的短費雷特直徑),將其平均值作為一次粒徑時至少五十個一次粒子的一次粒徑的平均值。
氧化鋯粒子的[111(-)]面的微晶直徑相對於氧化鋯粒子的一次粒子的平均粒徑之比可為0.01~1.00,亦可為0.05~0.90,亦可為0.10~0.80,亦可為0.20~0.60。
本實施方式的氧化鋯粒子的、藉由雷射繞射-散射法計算出的中值粒徑D
50較佳為0.1 μm~1000 μm,較佳為0.5 μm~600 μm,更佳為1.0 μm~400 μm,進而佳為2.0 μm~200 μm。
關於氧化鋯粒子的藉由雷射繞射-散射法計算出的中值粒徑D
50,可使用雷射繞射式乾式粒度分佈計以乾式測定氧化鋯粒子試樣的粒徑分佈,作為體積累計%的分佈曲線與50%的橫軸交叉的點的粒徑而求出。
氧化鋯粒子的中值粒徑D
50相對於氧化鋯粒子的一次粒子的平均粒徑之比可為0.01~1.00,亦可為0.01~0.80,亦可為0.01~0.60,亦可為0.01~0.40。
本實施方式的氧化鋯粒子中,藉由對所述氧化鋯粒子進行XRF分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的ZrO
2含有率(Z
1)較佳為90.0質量%~99.9質量%,藉由對所述氧化鋯粒子進行XRF分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的MoO
3含有率(M
1)較佳為0.1質量%~5.0質量%。
ZrO
2含有率(Z
1)及MoO
3含有率(M
1)例如可藉由使用理學(Rigaku)股份有限公司製造的螢光X射線分析裝置(PrimusIV)進行XRF(螢光X射線)分析來測定。
本實施方式的氧化鋯粒子中,藉由對所述氧化鋯粒子進行XPS表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的ZrO
2含有率(Z
2)較佳為35.0質量%~98.0質量%,藉由對所述氧化鋯粒子進行XPS表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO
3含有率(M
2)較佳為2.0質量%~40.0質量%。
本實施方式的氧化鋯粒子亦可更包含鋰、鉀、鈉或矽。
本實施方式的氧化鋯粒子中,藉由對所述氧化鋯粒子進行XPS表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO
3含有率(M
2)相對於藉由對所述氧化鋯粒子進行XRF分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的MoO
3含有率(M
1)的表面偏向存在比(M
2/M
1)為2~80。
本實施方式的氧化鋯粒子與通常的氧化鋯粒子相比,藉由ζ(zeta)電位測定而電位成為零的等電點的pH進一步向酸性側偏移。
本實施方式的氧化鋯粒子的等電點的pH例如為2.0~6.5的範圍,較佳為2.5~5的範圍,更佳為2.9~4的範圍。等電點的pH處於所述範圍內的氧化鋯粒子的靜電排斥力高,可藉由其自身提高調配至分散介質時的分散穩定性。
本實施方式的氧化鋯粒子的藉由BET法求出的比表面積可為20 m
2/g以下,亦可為15 m
2/g以下,亦可為10 m
2/g以下。
本實施方式的氧化鋯粒子的藉由BET法求出的比表面積可為0.01 m
2/g~20 m
2/g,亦可為0.1m
2/g~15 m
2/g,亦可為0.2 m
2/g~10 m
2/g。
<氧化鋯粒子的製造方法>
本實施方式的製造方法是製造所述氧化鋯粒子的方法,且包括將鋯化合物以及鉬化合物加以混合而製成混合物並對所述混合物進行煆燒。
氧化鋯粒子的較佳製造方法包括將鋯化合物以及鉬化合物加以混合而製成混合物的步驟(混合步驟)、以及對所述混合物進行煆燒的步驟(煆燒步驟)。
[混合步驟]
混合步驟是將鋯化合物以及鉬化合物加以混合而製成混合物的步驟。以下,對混合物的內容進行說明。
(鋯化合物)
作為所述鋯化合物,只要是煆燒後可成為氧化鋯的化合物則並無限定。作為所述鋯化合物,可為氧化鋯,亦可為羥基氧化鋯,亦可為氫氧化鋯,並不限於該些。
(鉬化合物)
作為所述鉬化合物,可列舉氧化鉬、鉬酸鹽化合物等。
作為所述氧化鉬,可列舉二氧化鉬、三氧化鉬等,較佳為三氧化鉬。
所述鉬酸鹽化合物只要為MoO
4 2-、Mo
2O
7 2-、Mo
3O
10 2-、Mo
4O
13 2-、Mo
5O
16 2-、Mo
6O
19 2-、Mo
7O
24 6-、Mo
8O
26 4-等鉬氧陰離子的鹽化合物則並無限定。可為鉬氧陰離子的鹼金屬鹽,亦可為鹼土金屬鹽,亦可為銨鹽。
作為所述鉬酸鹽化合物,較佳為鉬氧陰離子的鹼金屬鹽,更佳為鉬酸鋰、鉬酸鉀或鉬酸鈉,進而佳為鉬酸鉀或鉬酸鈉。
鉬氧陰離子的鹼金屬鹽即使於煆燒溫度區域亦不會氣化,於煆燒後藉由清洗而可容易回收,因此亦可降低鉬化合物放出至煆燒爐外的量,從而亦可大幅降低生產成本。
鉬化合物中可包含矽。於此情況下,包含矽的鉬化合物發揮助熔劑以及形狀控制劑此兩者的作用。
於本實施方式的氧化鋯粒子的製造方法中,所述鉬酸鹽化合物亦可為水合物。
作為鉬化合物,較佳為三氧化鉬、鉬酸鋰、鉬酸鉀或鉬酸鈉,更佳為三氧化鉬、鉬酸鉀或鉬酸鈉。
於本實施方式的氧化鋯粒子的製造方法中,鉬化合物用作助熔劑。於本說明書中,以下有時將使用鉬化合物作為助熔劑的所述製造方法簡稱為「助熔劑法」。再者,可認為:藉由所述煆燒,鉬化合物與鋯化合物於高溫下發生反應,形成鉬酸鋯後,所述鉬酸鋯進一步於更高溫下分解為氧化鋯以及氧化鉬,此時鉬化合物被取入至氧化鋯粒子內。可認為:氧化鉬昇華而被去除至體系外,並且於此過程中,鉬化合物與鋯化合物發生反應,藉此鉬化合物形成於氧化鋯粒子的表層。關於氧化鋯粒子中所含的鉬化合物的生成機制,更詳細而言可認為:於氧化鋯粒子的表層,產生由鉬與Zr原子的反應引起的Mo-O-Zr的形成,藉由進行高溫煆燒而Mo脫離,並且於氧化鋯粒子的表層,形成氧化鉬或具有Mo-O-Zr鍵的化合物等。
未被取入至氧化鋯粒子的氧化鉬亦可藉由進行昇華而回收進行再利用。如此,可降低附著於氧化鋯粒子的表面的氧化鉬量,可最大限度地賦予氧化鋯粒子本來的性質。
再者,於本發明中,於後述的製造方法中,將具有可昇華的性質的物質稱為助熔劑,將無法昇華的物質稱為形狀控制劑。
(形狀控制劑)
為了形成實施方式的氧化鋯粒子,可使用形狀控制劑。
形狀控制劑對藉由在鉬化合物的存在下煆燒所述混合物而進行的氧化鋯的結晶生長起到重要的作用。
作為形狀控制劑,可列舉鹼金屬的碳酸鹽、氧化矽等。具體而言,可列舉碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸鈉、二氧化矽等。另外,鉬酸鹽化合物發揮助熔劑及形狀控制劑此兩者的作用。
於本實施方式的氧化鋯粒子的製造方法中,鋯化合物及鉬化合物的調配量並無特別限定,較佳的是,可將相對於所述混合物100質量%而為35質量%以上的鋯化合物與為65質量%以下的鉬化合物混合而製成混合物,從而煆燒所述混合物。更佳的是,可將相對於所述混合物100質量%而為40質量%以上且99質量%以下的鋯化合物與為0.5質量%以上且60質量%以下的鉬化合物混合而製成混合物,從而煆燒所述混合物。進而佳的是,可將相對於所述混合物100質量%而為45質量%以上且95質量%以下的鋯化合物與為2質量%以上且55質量%以下的鉬化合物混合而製成混合物,從而煆燒所述混合物。
本實施方式的氧化鋯粒子的製造方法藉由在所述範圍內使用各種化合物,可使所獲得的氧化鋯粒子所含的鉬化合物的量更適當,從而可穩定地控制粒子形狀。本實施方式的氧化鋯粒子的製造方法可增大氧化鋯粒子的[111(-)]面的微晶直徑及[111]面的微晶直徑,從而可將氧化鋯粒子製成多面體形狀。另外,本實施方式的氧化鋯粒子的製造方法可使鉬偏向存在於氧化鋯粒子的表層,可使氧化鋯粒子的等電點的pH向酸性側偏移,可提高將氧化鋯粒子調配於分散介質時的分散穩定性。
[煆燒步驟]
煆燒步驟是煆燒所述混合物的步驟。實施方式的所述氧化鋯粒子是藉由煆燒所述混合物而獲得。如上所述,所述製造方法被稱為助熔劑法。
助熔劑法被分類為溶液法。所謂助熔劑法,更詳細而言是利用了結晶-助熔劑二成分系狀態圖顯示出共晶型的結晶成長的方法。作為助熔劑法的機制,推測為如下所述。即,對溶質與助熔劑的混合物進行加熱時,溶質及助熔劑成為液相。此時,由於助熔劑為熔劑,換言之,由於溶質-助熔劑二成分系狀態圖顯示出共晶型,因此溶質於低於其熔點的溫度下熔融而構成液相。於該狀態下,若使助熔劑蒸發,則助熔劑的濃度降低,換言之,由助熔劑引起的所述溶質的熔點降低效果下降,助熔劑的蒸發成為推動力而引起溶質的結晶成長(助熔劑蒸發法)。再者,溶質及助熔劑亦可藉由將液相冷卻來引起溶質的結晶成長(緩冷法)。
助熔劑法具有如下優點:可於遠低於熔點的溫度下進行結晶成長、可精密地控制結晶結構、可形成具有自形的多面體結晶體等。
藉由使用鉬化合物作為助熔劑的助熔劑法來進行的氧化鋯粒子的製造中,其機制未必明確,但例如推測為基於如以下般的機制。即,當於鉬化合物的存在下對鋯化合物進行煆燒時,首先會形成鉬酸鋯。此時,如根據所述說明亦可理解般,該鉬酸鋯於低於氧化鋯的熔點的溫度下成長氧化鋯結晶。然後,例如,藉由使助熔劑蒸發,鉬酸鋯分解,從而進行結晶成長,藉此可獲得氧化鋯粒子。即,鉬化合物作為助熔劑發揮功能,經由鉬酸鋯這一中間體而製造氧化鋯粒子。
藉由進而使用形狀控制劑時的助熔劑法進行的氧化鋯粒子的製造中,其機制未必明確。例如,於使用鉀化合物作為形狀控制劑的情況下,推測為基於如以下般的機制。首先,鉬化合物與鋯化合物發生反應而形成鉬酸鋯。然後,例如,鉬酸鋯分解而形成氧化鉬以及氧化鋯,同時,包含藉由分解而獲得的氧化鉬的鉬化合物與鉀化合物發生反應而形成鉬酸鉀。於包含該鉬酸鉀的鉬化合物的存在下氧化鋯進行結晶生長,藉此可獲得實施方式的氧化鋯粒子。
藉由所述助熔劑法,可製造包含鉬且所述鉬偏向存在於氧化鋯粒子的表層的氧化鋯粒子。
煆燒的方法並無特別限定,可利用公知慣用的方法來進行。若煆燒溫度超過600℃,則鋯化合物與鉬化合物發生反應而形成鉬酸鋯。進而,若煆燒溫度達到800℃以上,則鉬酸鋯(Zr(MoO
4)
2)分解,於形狀控制劑的作用下形成氧化鋯粒子。另外,可認為於氧化鋯粒子中,藉由鉬酸鋯分解,於成為氧化鋯與氧化鉬時,將鉬化合物取入至氧化鋯粒子內。
另外,可認為若煆燒溫度達到1000℃以上,則例如於使用鉀化合物作為形狀控制劑的情況下,藉由鉬酸鋯的分解而獲得的鉬化合物(例如三氧化鉬)與鉀化合物發生反應,形成鉬酸鉀。
另外,於煆燒時,鋯化合物以及鉬化合物的狀態並無特別限定,只要鉬化合物存在於可作用於鋯化合物的同一空間即可。具體而言,可為將鉬化合物以及鋯化合物的粉體混合的簡便混合、使用粉碎機等的機械混合、使用研缽等的混合,亦可為乾式狀態、濕式狀態下的混合。
煆燒溫度的條件並無特別限定,根據作為目標的氧化鋯粒子的平均粒徑、氧化鋯粒子中的鉬化合物的形成、分散性等而適宜決定。通常,關於煆燒溫度,最高煆燒溫度較佳為鉬酸鋯(Zr(MoO
4)
2)進行分解的800℃以上,更佳為900℃以上。
一般而言,若欲控制煆燒後所獲得的氧化鋯的形狀,則需要進行接近氧化鋯的熔點的2400℃以上的高溫煆燒,但就對煆燒爐的負擔或能量成本的方面而言,為了於產業上利用,存在大的課題。
本發明的製造方法即使於如超過1800℃般的高溫下亦能夠實施,但即使於1600℃以下的較氧化鋯的熔點相當低的溫度下,不論前驅物的形狀如何,亦可形成[111(-)]面的微晶直徑及[111]面的微晶直徑大、且為多面體形狀的氧化鋯粒子。另外,鉬偏向存在於氧化鋯粒子的表層,等電點的pH較先前的氧化鋯粒子更向酸性側偏移,因此可形成靜電排斥力高、分散穩定性優異的氧化鋯粒子。
根據本發明的一實施方式,即使於最高煆燒溫度為800℃~1600℃的條件下,亦能夠以低成本有效率地進行[111]面的微晶直徑及[111(-)]面的微晶直徑大、分散穩定性優異的氧化鋯粒子,更佳為最高煆燒溫度為850℃~1500℃下的煆燒,最佳為最高煆燒溫度為900℃~1400℃的範圍的煆燒。
就製造效率的觀點、及避免裝入容器(坩堝或匣缽)因急速的熱膨脹而受到損傷的擔憂的觀點而言,昇溫速度較佳為1℃/min~30℃/min,更佳為2℃/min~20℃/min,進而佳為3℃/min~10℃/min。
關於煆燒的時間,較佳為以昇溫至規定最高煆燒溫度的時間為15分鐘~10小時的範圍進行,且以達到規定最高煆燒溫度後保持時間為1小時~30小時的範圍進行。對於有效率地進行氧化鋯粒子的形成而言,更佳為時間為2小時~15小時左右的最高煆燒溫度的保持時間。
藉由選擇最高煆燒溫度為800℃~1600℃且2小時~15小時的最高煆燒溫度保持時間的條件,可容易地獲得包含鉬且所述鉬偏向存在於氧化鋯粒子的表層的氧化鋯粒子。
作為煆燒的氣氛,只要可獲得本發明的效果,則並無特別限定,例如較佳為空氣或氧氣等含氧氣氛、氮氣或氬氣或者二氧化碳等惰性氣氛,於考慮到成本的方面的情況下,更佳為空氣氣氛。
作為用以進行煆燒的裝置,亦未必限定,可使用所謂的煆燒爐。煆燒爐較佳為由不與昇華的氧化鉬反應的材質構成,進而為了有效率地利用氧化鉬,較佳為使用密閉性高的煆燒爐。
如此,可降低附著於氧化鋯粒子表面的鉬化合物量,可最大限度地賦予氧化鋯粒子本來的性質。
[鉬除去步驟]
本實施方式的氧化鋯粒子的製造方法亦可更包括於煆燒步驟後,視需要將鉬的至少一部分除去的鉬除去步驟。
如上所述,由於煆燒時鉬伴隨昇華,因此藉由控制煆燒時間、煆燒溫度等,可控制存在於氧化鋯粒子表層的鉬含量,另外,可控制存在於氧化鋯粒子表層以外(內層)的鉬含量或其存在狀態。
鉬可附著於氧化鋯粒子的表面。作為所述昇華以外的方法,該鉬可藉由利用水、氨水溶液、氫氧化鈉水溶液、酸性水溶液進行清洗來除去。再者,鉬亦可不自氧化鋯粒子中除去,但於分散於基於各種黏合劑的被分散介質來使用時,至少除去表面的鉬者可充分發揮氧化鋯本來的性質,且不會產生由存在於表面的鉬引起的不良情況,因此較佳。
此時,藉由適宜變更所使用的水、氨水溶液、氫氧化鈉水溶液、酸性水溶液的濃度、使用量及清洗部位、清洗時間等,可控制鉬含量。
[粉碎步驟]
關於經過煆燒步驟而得的煆燒物,有時氧化鋯粒子凝聚而不滿足適合於本發明的平均粒徑範圍。因此,氧化鋯粒子亦可視需要進行粉碎,以滿足適合於本發明的平均粒徑範圍。
煆燒物的粉碎的方法並無特別限定,可應用球磨機、顎碎機(jaw crusher)、噴磨機、盤磨機、斯派克磨機(Spectromill)、研磨機、混合機磨機等先前公知的粉碎方法。
[分級步驟]
為了調整平均粒徑、提高粉體的流動性,或者為了抑制調配至用於形成基質的黏合劑中時的黏度上昇,氧化鋯粒子較佳為進行分級處理。所謂「分級處理」,是指根據粒子的大小而將粒子分組的操作。
分級可為濕式、乾式中的任一者,就生產性的觀點而言,較佳為乾式的分級。乾式的分級中,除利用篩的分級以外,亦有根據離心力與流體阻力的差而進行分級的風力分級等,就分級精度的觀點而言,較佳為風力分級,可使用利用附壁效應(Coanda effect)的氣流分級機、回旋氣流式分級機、強制渦離心式分級機、半自由渦離心式分級機等分級機來進行。
所述粉碎步驟或分級步驟可於所需的階段進行。藉由該些粉碎或分級的有無或者該些的條件選定,例如可調整所獲得的氧化鋯粒子的平均粒徑。
關於本發明的氧化鋯粒子或者藉由本發明的製造方法獲得的氧化鋯粒子,就容易發揮本來的性質,其自身的操作性更優異,且於分散於分散介質中使用的情況下分散性更優異的觀點而言,較佳為凝聚少者或不凝聚者。於氧化鋯粒子的製造方法中,若不進行所述粉碎步驟或分級步驟而可獲得凝聚少者或不凝聚者,則亦無需進行所述步驟而可高生產性地製造具有目標優異性質的氧化鋯粒子,因此較佳。
[實施例]
接下來示出實施例來更詳細地說明本發明,但本發明並不限定於以下的實施例。
[比較例1]
將市售的氧化鋯(關東化學股份有限公司製造的試劑,ZrO
2,純度99.0%以上)作為比較例1的氧化鋯粒子。將比較例1的氧化鋯粒子的SEM照片示於圖9中。比較例1的氧化鋯粒子為無定形狀的凝聚熔融粒子。
[比較例2]
(氧化鋯粒子的製造)
將市售的氧化鋯(關東化學股份有限公司製造的試劑,ZrO
2,純度99.0%以上)10.0 g放入至坩堝中,使用本山(Motoyama)股份有限公司製造的加熱爐SC-2045D-SP,自室溫以約5℃/min昇溫至1100℃,於1100℃下進行10小時煆燒。降溫後,取出坩堝,獲得10 g的白色粉末。
將所獲得的白色粉末的比較例2的氧化鋯粒子的SEM照片示於圖11中。可確認到,與比較例1的氧化鋯粒子相比,比較例2的氧化鋯粒子進行結晶成長而粒徑變大。另外,分散性差而發生凝聚。比較例2的氧化鋯粒子保持無定形狀。
[實施例1]
(氧化鋯粒子的製造)
將市售的氧化鋯(關東化學股份有限公司製造的試劑,ZrO
2,純度99.0%以上)9.5 g及三氧化鉬(MoO
3,日本無機化學股份有限公司製造)0.5 g藉由研缽混合,獲得混合物。將所獲得的混合物放入至坩堝中,利用陶瓷電爐於1100℃下進行10小時煆燒。降溫後,取出坩堝,獲得9.5 g的白色粉末。
繼而,使所獲得的所述白色粉末9.0 g懸浮於0.5%氨水300 mL中,將漿料於室溫(25℃~30℃)下攪拌3小時後,藉由精密過濾進行過濾分離,進而進行水洗以及乾燥,藉此除去粒子表面所殘存的氧化鉬,獲得實施例1的氧化鋯粒子的白色粉末8.7 g。
將所獲得的實施例1的氧化鋯粒子的SEM(掃描式電子顯微鏡)照片示於圖1中。實施例1的氧化鋯粒子具有多面體形狀,未發現明顯的凝聚,與比較例1、比較例2的氧化鋯粒子相比,分散性好。
[實施例2]
(氧化鋯粒子的製造)
於實施例1中,將原料的試劑量變更為氧化鋯(關東化學股份有限公司製造的試劑,ZrO
2,純度99.0%以上)9.0 g及三氧化鉬(MoO
3,日本無機化學股份有限公司製造)1.0 g,除此以外,與實施例1同樣地進行煆燒,並與實施例1同樣地進行清洗,獲得實施例2的氧化鋯粒子的白色粉末。
將所獲得的實施例2的氧化鋯粒子的SEM(掃描式電子顯微鏡)照片示於圖2A中,將TEM(穿透式電子顯微鏡)照片示於圖2B及圖2C中。實施例2的氧化鋯粒子具有多面體形狀,未發現明顯的凝聚,與比較例1、比較例2的氧化鋯粒子相比,分散性好。
[實施例3]
(氧化鋯粒子的製造)
於實施例1中,將原料的試劑量變更為氧化鋯(關東化學股份有限公司製造的試劑,ZrO
2,純度99.0%以上)8.0 g及三氧化鉬(MoO
3,日本無機化學股份有限公司製造)2.0 g,除此以外,與實施例1同樣地進行煆燒,並與實施例1同樣地進行清洗,獲得實施例3的氧化鋯粒子的白色粉末。
將所獲得的實施例3的氧化鋯粒子的SEM照片示於圖3中。實施例3的氧化鋯粒子具有多面體形狀,未發現明顯的凝聚,與比較例1、比較例2的氧化鋯粒子相比,分散性好。
[實施例4]
(氧化鋯粒子的製造)
於實施例1中,將原料的試劑量變更為氧化鋯(關東化學股份有限公司製造的試劑,ZrO
2,純度99.0%以上)10.0 g及三氧化鉬(MoO
3,日本無機化學股份有限公司製造)10.0 g,除此以外,與實施例1同樣地進行煆燒,並與實施例1同樣地進行清洗,獲得實施例4的氧化鋯粒子的白色粉末。
將所獲得的實施例4的氧化鋯粒子的SEM照片示於圖4中。觀察到多面體形狀的氧化鋯粒子。實施例4的氧化鋯粒子具有多面體形狀,未發現明顯的凝聚,與比較例1、比較例2的氧化鋯粒子相比,分散性好。
[實施例5]
(氧化鋯粒子的製造)
將氧化鋯(關東化學股份有限公司製造的試劑,ZrO
2,純度99.0%以上)10.0 g及鉬酸鈉二水合物(Na
2MoO
4·2H
2O,關東化學股份有限公司製造的試劑)12 g藉由研缽混合,獲得混合物。將所獲得的混合物放入至坩堝中,利用陶瓷電爐於1100℃下進行10小時煆燒。降溫後,取出坩堝,獲得20 g的白色固體。
繼而,將所獲得的所述白色固體藉由研缽輕輕地研碎,使其懸浮於水300 mL中,將漿料於室溫(25℃~30℃)下攪拌3小時後,藉由精密過濾進行過濾分離,進而進行水洗以及乾燥,藉此除去鉬酸鋰,獲得氧化鋯粒子的白色粉末9.4 g。
將所獲得的實施例5的氧化鋯粒子的SEM照片示於圖5中。實施例5的氧化鋯粒子具有多面體形狀,未發現明顯的凝聚,與比較例1、比較例2的氧化鋯粒子相比,分散性好。
[實施例6]
(氧化鋯粒子的製造)
於實施例5中,將鉬酸鈉二水合物12 g變更為鉬酸鉀(K
2MoO
4,關東化學股份有限公司製造的試劑)10 g,除此以外,與實施例5同樣地進行煆燒,並與實施例5同樣地進行清洗,獲得氧化鋯粒子的白色粉末。
將所獲得的實施例6的氧化鋯粒子的SEM照片示於圖6中。實施例6的氧化鋯粒子具有多面體形狀,未發現明顯的凝聚,與比較例1、比較例2的氧化鋯粒子相比,分散性好。
[實施例7]
(氧化鋯粒子的製造)
於實施例3中,將於1100℃下進行10小時煆燒變更為於900℃下進行10小時煆燒,除此以外,與實施例3同樣地進行煆燒,並與實施例3同樣地進行清洗,獲得氧化鋯粒子的白色粉末。
將所獲得的實施例7的氧化鋯粒子的SEM照片示於圖7中。實施例7的氧化鋯粒子具有多面體形狀,未發現明顯的凝聚,與比較例1、比較例2的氧化鋯粒子相比,分散性好。
[實施例8]
(氧化鋯粒子的製造)
於實施例5中,將於1100℃下進行10小時煆燒變更為於1300℃下進行24小時煆燒,除此以外,與實施例5同樣地進行煆燒,並與實施例5同樣地進行清洗,獲得氧化鋯粒子的白色粉末。
將所獲得的實施例8的氧化鋯粒子的SEM照片示於圖8中。實施例8的氧化鋯粒子具有多面體形狀,未發現明顯的凝聚,與比較例1、比較例2的氧化鋯粒子相比,分散性好。
[實施例9]
(氧化鋯粒子的製造)
於實施例8中,將鉬酸鈉二水合物12 g變更為鉬酸鉀(K
2Mo
2O
7,關東化學股份有限公司製造的試劑)12 g,除此以外,與實施例8同樣地進行煆燒,並與實施例8同樣地進行清洗,獲得氧化鋯粒子的白色粉末。
將所獲得的實施例9的氧化鋯粒子的SEM照片示於圖9中。實施例9的氧化鋯粒子具有多面體形狀,未發現明顯的凝聚,與比較例1、比較例2的氧化鋯粒子相比,分散性好。
[表1]
ZrO 2 | MoO 3 | K 2MOO 4 | K 2Mo 2O 7 | Na 2MOO 4·2H 2O | 最高煆燒溫度 | 煆燒時間 | ||||||
g | 質量% | g | 質量% | g | 質量% | g | 質量% | g | 質量% | ℃ | h | |
比較例1 | - | 100.0 | - | - | ||||||||
比較例2 | 8.0 | 80.0 | 2.0 | 20.0 | 1100.0 | 10 | ||||||
實施例1 | 9.5 | 95.0 | 0.5 | 5.0 | ||||||||
實施例2 | 9.0 | 90.0 | 1.0 | 10.0 | ||||||||
實施例3 | 8.0 | 80.0 | 2.0 | 20.0 | ||||||||
實施例4 | 10.0 | 50.0 | 10.0 | 50.0 | ||||||||
實施例5 | 10.0 | 45.5 | 12.0 | 54.5 | ||||||||
實施例6 | 10.0 | 50.0 | 10.0 | 50.0 | ||||||||
實施例7 | 8.0 | 80.0 | 2.0 | 20.0 | 900.0 | 10 | ||||||
實施例8 | 10.0 | 45.5 | 12.0 | 54.5 | 1300.0 | 24 | ||||||
實施例9 | 10.0 | 45.5 | 12.0 | 54.5 |
[氧化鋯粒子的一次粒子的平均粒徑的測定]
藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)拍攝氧化鋯粒子。對於構成二維圖像上的凝聚體的最小單位的粒子(即、一次粒子)計測其長徑(所觀察的最長部分的費雷特直徑)及短徑(相對於所述最長部分的費雷特直徑而垂直的朝向上的短費雷特直徑),將其平均值作為一次粒徑。以能夠計測長徑及短徑的五十個一次粒子為對象進行同樣的操作,根據該些一次粒子的一次粒徑的平均值計算出一次粒子的平均粒徑。將結果示於表2中。
[微晶直徑的測定]
使用作為檢測器而包括高強度/高解析度結晶分析儀(CALSA)的X射線繞射裝置(理學(Rigaku)股份有限公司製造,SmartLab),於下述的測定條件下利用粉末X射線繞射(2θ/θ法)進行測定。使用理學(Rigaku)股份有限公司製造的解析軟體(PDXL)的CALSA函數進行解析,對於[111(-)]面的微晶直徑,根據於2θ=28.2°附近出現的波峰的半值寬度並使用謝樂公式算出,對於[111]面的微晶直徑,根據於2θ=31.5°附近出現的波峰的半值寬度並使用謝樂公式算出。將結果示於表2中。
(粉末X射線繞射法的測定條件)
管電壓:45 kV
管電流:200 mA
掃描速度:0.05°/min
掃描範圍:10°~70°
步階:0.002°
βs:20 rpm
裝置標準寬度:使用利用美國國立標準技術研究所製作的標準矽粉末(NIST,640d)算出的0.026°。
[結晶結構解析:XRD(X射線繞射)法]
將實施例1~實施例2、實施例5~實施例7、實施例10及比較例1~比較例2的氧化鋯粒子的試樣填充至0.5 mm深度的測定試樣用固持器中,將其置於廣角X射線繞射(XRD)裝置(理學(Rigaku)股份有限公司製造的UltimaIV)中,於Cu/Kα射線、40 kV/40 mA、掃描速度2°/min、掃描範圍10°~70°的條件下進行測定。將實施例1~實施例2、實施例5~實施例7、比較例1~比較例2的氧化鋯粒子的XRD測定結果示於圖12中。
將清洗前及清洗後的實施例2的氧化鋯粒子的XRD測定結果示於圖13中。
●所示的波峰是源自鉬酸鋯(Zr(MoO
4)
2)的波峰。
可知於清洗前檢測出的鉬酸鋯(Zr(MoO
4)
2)於清洗後被洗掉。
於2θ=28.2°附近觀測到斜鋯石(baddeleyite)(ZrO
2)的[111(-)]面的結晶波峰,於2θ=31.5°附近觀測到斜鋯石(ZrO
2)的[111]面的結晶波峰。即,該些結晶波峰的圖案表示氧化鋯粒子具有斜鋯石(ZrO
2)的結晶結構。
[氧化鋯粒子的粒度分佈測定]
使用雷射繞射式乾式粒度分佈計(日本雷射股份有限公司製造的HELOS(H3355)&RODOS),於分散壓3 bar、引壓90 mbar的條件下,以乾式測定氧化鋯粒子試樣的粒徑分佈,求出體積累計%的分佈曲線與50%的橫軸交叉的點的粒徑作為中值粒徑D
50。將結果示於表2中。
[氧化鋯粒子的等電點測定]
利用ζ(zeta)電位測定裝置(馬爾文(Malvern)公司,Zetasizer Nano ZSP)進行氧化鋯粒子的ζ(zeta)電位測定。利用去泡攪拌太郎(新基(Thinky)公司,ARE-310)於攪拌/脫泡模式下將試樣20 mg與10 mM KCl水溶液10 mL攪拌3分鐘,靜置5分鐘後,將上清液作為測定用試樣。藉由自動滴定裝置向試樣中加入0.1 N HCl,於pH=2為止的範圍內進行ζ(zeta)電位測定(施加電壓100 V,Monomodl模式),求出電位成為零的等電點的pH。將結果示於表2中。
[氧化鋯粒子的比表面積測定]
利用比表面積計(麥奇克拜耳(MicrotracBEL)製造,BELSORP-mini)測定氧化鋯粒子的比表面積,將根據利用BET法而得的氮氣吸附量測定的每1 g試樣的表面積作為比表面積(m
2/g)而算出。將結果示於表2中。
[氧化鋯粒子的純度測定:XRF(螢光X射線)分析]
使用螢光X射線分析裝置PrimusIV(理學(Rigaku)股份有限公司製造),將氧化鋯粒子的試樣約70 mg取至濾紙上,蓋上聚丙烯(Polypropylene,PP)膜,於以下的條件下進行XRF(螢光X射線)分析。
測定條件
EZ掃描模式
測定元素:F~U
測定時間:標準
測定直徑:10 mm
殘留物(平衡成分):無
將藉由XRF分析而得的相對於氧化鋯粒子100質量%而言的ZrO
2含有率(Z
1)、及相對於氧化鋯粒子100質量%而言的MoO
3含有率(M
1)的結果示於表2中。
[XPS表面分析]
關於氧化鋯粒子的表面元素分析,使用愛發科(Ulvac-phi)公司製造的QUANTERA SXM,且X射線源使用單色化Al-Kα,進行X射線光電子能譜法(X ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)的測定。於1000 μm見方的區域測定中,對於各元素以atom%取得n=3測定的平均值。而且,為了容易與XRF結果進行比較,將氧化鋯粒子的表層的鋯含量及表層的鉬含量進行氧化物換算,藉此求出相對於氧化鋯粒子的表層100質量%而言的ZrO
2含有率(Z
2)(質量%)及相對於氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO
3含有率(M
2)(質量%)。將結果示於表2中。
計算出藉由對氧化鋯粒子進行XPS表面分析而求出的相對於氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO
3含有率(M
2)相對於藉由對氧化鋯粒子進行XRF分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的MoO
3含有率(M
1)的表面偏向存在比(M
2/M
1)。將結果示於表2中。
[表2]
SEM | 微晶直徑 | 粒度分佈 | 等電點 | 比表面積 | XRF分析 | XPS表面分析 | 表面偏向存在比 | |||||||
形狀 | 平均粒徑 | [111(-)]面 28.2° | [111]面 31.5° | D 50 | [111(-)]面 微晶直徑/平均粒徑 | [111(-)]面 微晶直徑/D 50 | pH | (BET法) | ZrO 2(Z 1) | MoO 3(M 1) | ZrO 2(Z 2) | MoO 3(M 2) | MoO 3(M 2/M 1) | |
μm | nm | nm | μm | - | - | - | m 2/g | 質量% | 質量% | 質量% | 質量% | - | ||
比較例1 | 無定形 | 10.00 | 76 | 74 | 11.6 | 0.01 | 0.01 | 7.1 | 0.04 | 98.4 | ND | 96.9 | ND | ND |
比較例2 | 無定形 | 10.00 | 81 | 73 | 9.8 | 0.01 | 0.01 | 7.1 | 0.02 | 98.2 | ND | 96.9 | ND | ND |
實施例1 | 多面體 | 0.15 | - | - | 2.4 | - | - | 6.4 | 6.5 | 97.9 | 0.4 | 91.2 | 2.4 | 6.0 |
實施例2 | 多面體 | 0.20 | 129 | 130 | 0.8 | 0.65 | 0.16 | 6.3 | 4.8 | 97.0 | 0.5 | 80.1 | 4.8 | 9.6 |
實施例3 | 多面體 | 0.20 | - | - | 1.4 | - | - | 6.5 | 4.9 | 97.7 | 0.3 | 90.4 | 2.4 | 8.0 |
實施例4 | 多面體 | 2.50 | 247 | 237 | 4.8 | 0.10 | 0.05 | 3.8 | 0.4 | 94.5 | 2.4 | 37.5 | 30.4 | 12.7 |
實施例5 | 多面體 | 1.56 | 183 | 176 | 10.2 | 0.12 | 0.02 | 4.2 | 1.0 | 97.9 | 0.1 | 88.5 | 6.8 | 68.0 |
實施例6 | 多面體 | 0.15 | 100 | 104 | 8.0 | 0.67 | 0.01 | 4.5 | 6.3 | 97.7 | 0.4 | 88.9 | 7.6 | 19.0 |
實施例7 | 多面體 | 0.20 | - | - | 2.0 | - | - | 6.3 | 4.8 | 97.3 | 0.6 | 87.7 | 3.6 | 6.0 |
實施例8 | 多面體 | 5.00 | 174 | 148 | 8.6 | 0.03 | 0.02 | 4.5 | 0.02 | 98.0 | 0.1 | 88.5 | 6.4 | 64.0 |
實施例9 | 多面體 | 10.00 | 101 | 98 | 14.6 | 0.01 | 0.01 | 4.5 | 0.01 | 98.0 | 0.3 | 88.6 | 7.5 | 25.0 |
實施例1~實施例9的氧化鋯粒子中,藉由對氧化鋯粒子進行XPS表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO
3含有率(M
2)多於藉由對氧化鋯粒子進行XRF分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的MoO
3含有率(M
1),藉此可確認到鉬偏向存在於氧化鋯粒子的表層。
實施例1~實施例9的氧化鋯粒子由於等電點的pH較先前的氧化鋯粒子更向酸性側偏移,因此靜電排斥力高,分散穩定性優異。
實施例1~實施例9的氧化鋯粒子與先前的氧化鋯粒子不同,為鉬偏向存在於所述氧化鋯粒子的表層的氧化鋯粒子,與先前的氧化鋯粒子相比,微晶直徑比較大。
[液中分散性試驗]
按照以下的要領,對液中分散性進行試驗。
(1)於純水10 g中加入35%鹽酸20 mg及氧化鋯粒子的試樣0.1 g。
(2)用手振盪30秒鐘後,靜置5小時。
(3)靜置5小時後觀察外觀,按照以下的基準評價液中分散性。
○ 幾乎看不到透明的上清液部。
△ 液體上部形成透明部。
× 粒子幾乎全部沈降,液體變得透明。
將液中分散性的評價結果示於表3中。
[表3]
實施例1 | 實施例2 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 比較例1 | 比較例2 | |
結果 | ○ | ○ | △ | △ | ○ | × | × |
實施例的氧化鋯粒子中,鉬偏向存在於氧化鋯粒子的表層,因此與比較例的氧化鋯粒子相比,液中分散性優異。
[產業上的可利用性]
本發明的氧化鋯粒子可期待作為以燃料電池用途為首的電解質、觸媒、切削工具的構件等各種陶瓷原料、不具有光觸媒活性的白色顏料、電爐或火箭等隔熱材等。
無
圖1是實施例1的氧化鋯粒子的掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)照片。
圖2A是實施例2的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖2B是實施例2的氧化鋯粒子的穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope,TEM)照片。
圖2C是實施例2的氧化鋯粒子的TEM照片。
圖3是實施例3的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖4是實施例4的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖5是實施例5的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖6是實施例6的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖7是實施例7的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖8是實施例8的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖9是實施例9的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖10是比較例1的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖11是比較例2的氧化鋯粒子的SEM照片。
圖12是表示實施例及比較例的氧化鋯粒子的X射線繞射(X-Ray Diffraction,XRD)測定的結果的圖表。
圖13是表示實施例2的氧化鋯粒子的清洗前及清洗後的XRD測定的結果的圖表。
Claims (13)
- 一種氧化鋯粒子,包含鉬、且具有多面體形狀。
- 如請求項1所述的氧化鋯粒子,其中所述鉬偏向存在於所述氧化鋯粒子的表層。
- 如請求項1所述的氧化鋯粒子,其中所述氧化鋯粒子的[111(-)]面的微晶直徑為90 nm以上。
- 如請求項1所述的氧化鋯粒子,其中所述氧化鋯粒子的藉由雷射繞射-散射法計算出的中值粒徑D 50為0.1 μm~1000 μm。
- 如請求項1所述的氧化鋯粒子,其中藉由對所述氧化鋯粒子進行X射線螢光分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的ZrO 2含有率(Z 1)為90.0質量%~99.9質量%,藉由對所述氧化鋯粒子進行X射線螢光分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的MoO 3含有率(M 1)為0.1質量%~5.0質量%。
- 如請求項1所述的氧化鋯粒子,其中藉由對所述氧化鋯粒子進行X射線光電子能譜表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的ZrO 2含有率(Z 2)為35.0質量%~98.0質量%,藉由對所述氧化鋯粒子進行X射線光電子能譜表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO 3含有率(M 2)為2.0質量%~40.0質量%。
- 如請求項1所述的氧化鋯粒子,其中藉由對所述氧化鋯粒子進行X射線光電子能譜表面分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子的表層100質量%而言的MoO 3含有率(M 2)相對於藉由對所述氧化鋯粒子進行X射線螢光分析而求出的相對於所述氧化鋯粒子100質量%而言的MoO 3含有率(M 1)的表面偏向存在比(M 2/M 1)為2~80。
- 如請求項1所述的氧化鋯粒子,其中藉由ζ電位測定而電位成為0的等電點的pH為2.0~6.5。
- 如請求項1所述的氧化鋯粒子,其中藉由布厄特法求出的比表面積為20 m 2/g以下。
- 如請求項1至請求項9中任一項所述的氧化鋯粒子,其中所述氧化鋯粒子的[111]面的微晶直徑為90 nm以上。
- 一種氧化鋯粒子的製造方法,為如請求項1至請求項10中任一項所述的氧化鋯粒子的製造方法,且 包括將鋯化合物以及鉬化合物加以混合而製成混合物並對所述混合物進行煆燒。
- 如請求項11所述的氧化鋯粒子的製造方法,其中,所述鉬化合物為三氧化鉬、鉬酸鋰、鉬酸鉀或鉬酸鈉。
- 如請求項11或請求項12所述的氧化鋯粒子的製造方法,其中,煆燒所述混合物的最高煆燒溫度為800℃~1600℃。
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