相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2012年4月13日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?1/623,866、和于2013年4月12日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?1/811,318的優(yōu)先權(quán)，所述美國(guó)申請(qǐng)?zhí)柕墓_內(nèi)容通過引用結(jié)合在本文中用于全部目的。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及尖晶石，并且更具體的是，涉及鋁酸鎂尖晶石的制備。

發(fā)明背景

通常，尖晶石是一類具有通式A²⁺B₂³⁺O₄^2-的礦物。鋁尖晶石包括尖晶石MgAl₂O₄、鋅尖晶石ZnAl₂O₄、鐵尖晶石FeAl₂O₄。盡管在自然中發(fā)現(xiàn)了尖晶石，由于日益增長(zhǎng)的需求，目前通過多種方法制備合成尖晶石。

目前，尖晶石用作高速導(dǎo)彈和艙的窗和罩(dome)。盡管硅酸鹽玻璃適用于大多數(shù)常用的窗用途，但是它們對(duì)于用于后者用途來說太弱。此外，導(dǎo)彈罩、艙窗、和其他透明裝甲必須透射多至5μm的光波長(zhǎng)，然而在超出2μm的波長(zhǎng)時(shí)，硅酸鹽玻璃不能良好透射。盡管硫化鋅透射超過5μm，它對(duì)于用作透明裝甲來說太弱。鋁酸鎂尖晶石是具有優(yōu)異的光學(xué)和機(jī)械性能的多晶陶瓷材料。其透射0.2-5.5μm的光波長(zhǎng)，并且彈道測(cè)試已經(jīng)顯示，0.25英寸的尖晶石具有與2.5英寸防彈玻璃相同的抵抗性。尖晶石因此是用于輕型車輛中透明裝甲和步兵頭盔上的護(hù)目鏡或面罩的優(yōu)異的候選物。

所考慮的類型的尖晶石的合成是在文獻(xiàn)中公知的。就此而言，充分確認(rèn)的是，為了在熱處理時(shí)獲得向尖晶石的高轉(zhuǎn)化，需要組分材料的均質(zhì)混合物。文獻(xiàn)中存在許多鋁酸鎂尖晶石的合成。這些中的大多數(shù)可以分為三種基本類型：鋁和鎂鹽的共沉淀；鎂和鋁前體的球磨；以及氧化鋁和鎂化合物的濕法混合。這些方法中的每一種具有限制其在工業(yè)/商業(yè)規(guī)模上的能力的固有限制。例如，所有這些方法遭遇相似的殘留夾雜物(主要是未轉(zhuǎn)化的前體)的問題，這導(dǎo)致通過尖晶石的光波的不希望的分散。

發(fā)明概述

在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種用于鋁酸鎂尖晶石的工業(yè)規(guī)模制備的方法。

在另一個(gè)方面中，提供一種用于鋁酸鎂尖晶石的制備的方法，所述方法包括在水熱下處理尖晶石前體。

在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種制造高光學(xué)質(zhì)量的、具有低殘留未轉(zhuǎn)化夾雜物的鋁和鎂尖晶石的方法。

在本發(fā)明的再另一個(gè)方面中，提供一種用于鋁酸鎂尖晶石的制備的方法，所述方法采用水熱處理勃姆石漿料和鎂前體懸浮液的混合物。

在本發(fā)明的再另一個(gè)方面中，提供一種用于鋁酸鎂尖晶石的制備的方法，所述方法采用對(duì)尖晶石前體的漿料的水熱處理，所述尖晶石前體包含通過共水解混合的烷醇鋁和烷醇鎂得到的氧化鋁鎂和氫氧化鋁鎂。

在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供一種制造尖晶石前體的方法，所述方法包括使尖晶石前體的水性漿料水熱熟化(aging)，所述尖晶石前體選自由(a)勃姆石氧化鋁和鎂前體的混合物、(b)氧化鋁鎂或氫氧化鋁鎂、和(c)它們的混合物組成的組，以制備水熱熟化的尖晶石前體，所述水熱熟化的尖晶石前體選自由(1)熟化的包含勃姆石氧化鋁和鎂前體的尖晶石前體漿料、(2)熟化的包含氧化鋁鎂或氫氧化鋁鎂的尖晶石前體漿料、和(3)它們的混合物組成的組。

根據(jù)以下詳細(xì)描述，其中參照了附圖中的圖，本發(fā)明的這些和另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得顯而易見。

附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面制備的鋁酸鎂尖晶石的X射線衍射圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面得到的鋁酸鎂尖晶石的X射線衍射圖。

圖3是在未使用水熱熟化情況下制備的鋁酸鎂尖晶石的X射線衍射圖。

圖4是在未使用水熱熟化情況下制備的鋁酸鎂尖晶石的X射線衍射圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面得到的鋁酸鎂尖晶石的X射線衍射圖。

圖6是在未使尖晶石前體水熱熟化的情況下得到的另一種鋁酸鎂尖晶石的X射線衍射圖。

優(yōu)選實(shí)施方案詳述

如在本文中所使用的，術(shù)語“鎂前體”是指這樣的鎂化合物：當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法轉(zhuǎn)化為鋁酸鎂尖晶石時(shí)，其不有害地影響尖晶石的純度，例如通過將外來化合物或其混合物引入至尖晶石中，這損害由此制備的尖晶石用于其預(yù)期目的用途。適合鎂前體可以包括氫氧化鎂、硝酸鎂、氧化鎂、乙酸鎂、和碳酸鎂。

方法A