DE102020133120A1

DE102020133120A1 - Kompositpartikel und verfahren zur herstellung von kompositpartikeln

Info

Publication number: DE102020133120A1
Application number: DE102020133120.7A
Authority: DE
Inventors: Daiki KUBOYAMA; Akira Kato; Jyunya Murai
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-07-15
Also published as: JP2021110013A; US11628501B2; JP7302487B2; US20210213530A1; CN113118436B; CN113118436A

Abstract

Kompositpartikel, die bei einer niedrigen Temperatur sinterbar sind und die Bildung eines gesinterten Körpers, der eine große Ausdehnung vorweist, ermöglichen, werden bereitgestellt. Die Kompositpartikel beinhalten Mikropartikel, die einen mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 bis 10 ?m aufweisen und ein Metall enthalten, und an eine Oberfläche des Mikropartikels anhaftende Nanopartikel, die einen mittleren Kristallitdurchmesser von 3 bis 100 nm aufweisen und ein Metall der gleichen Art wie das im Mikropartikel enthaltene Metall enthalten.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kompositpartikel und ein Verfahren zur Herstellung der Kompositpartikel.
Stand der Technik
Für eine Metallpaste, die Metallpartikel enthält, gibt es verschiedene Verwendungsarten, wie etwa eine Verdrahtungsschaltung für eine gedruckte Schaltung bzw. für eine Leiterplatte, einen Füllstoff für ein Durchgangsloch und ein Bindemittel für die Montage von Elementen. Um den Widerstand einer Verdrahtungsschaltung, einer Via-Verdrahtung, einer Bindemittelschicht und dergleichen, die aus der Metallpaste gebildet werden, zu senken, ist es erforderlich, dass die Metallpaste gesintert wird, damit sie eine hohe Leitfähigkeit vorweist.
JP 2005-146408 A offenbart als ein bei einer niedrigen Temperatur sinterbares Silberpulver ein Silberpulver mit anhaftenden feinen Silberpartikeln, bei dem feine Silberpartikel an einer Oberfläche eines Kernsilberpulvers haften.
JP 2016-008337 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Metallmikropartikeln vom Kern-Schale-Typ, die für eine leitfähige Tinte verwendet werden, wobei die Metallmikropartikel vom Kern-Schale-Typ aus kupferhaltigen Kernkomponenten und silberhaltigen Schalenkomponenten gebildet sind.
JP 2016-096031 A offenbart silberbeschichtete Partikel, die z.B. in einer leitfähigen Paste und einem anisotrop leitfähigen Material als einem leitfähigen Füllstoff enthalten sind. Die silberbeschichteten Partikel weisen eine Struktur auf, bei der die Oberflächen der Mutterpartikel mit Silber beschichtet sind.
KURZFASSUNG
Die als Bindemittel zur Montage von Elementen verwendete Metallpaste muss bei einer niedrigen Temperatur sinterbar sein. Um Spannungen bzw. Stress durch die thermische Expansion des Elements zu reduzieren, ist es außerdem erforderlich, dass ein gesinterter Körper aus der Metallpaste eine große Ausdehnung bzw. Streckung (d.h. eine große Dehnung) vorweist.
Das in JP 2005-146408 A offenbarte Silberpulver weist das Kernsilberpulver auf, dessen Kristallitdurchmesser klein ist. Gemäß einer Untersuchung der Erfinder weist ein gesinterter Körper des in JP 2005-146408 A offenbarten Silberpulvers einen kleinen Kristallitdurchmesser auf und weist daher keine ausreichende Ausdehnung vor. Die Metallmikropartikel, die durch das in JP 2016-008337 A offenbarte Herstellungsverfahren erhalten werden, weisen unterschiedliche Metallspezies zwischen der Kernkomponente und der Schalenkomponente auf. Ein gesinterter Körper solcher Metallmikropartikel enthält eine Legierung und ist dadurch zerbrechlich. Daher sind diese Metallmikropartikel nicht geeignet, als das Bindemittel verwendet zu werden. Die in JP 2016-096031 A offenbarten silberbeschichteten Partikel sind nicht geeignet, als das Bindemittel verwendet zu werden, da sie bei einer niedrigen Temperatur nicht ausreichend sinterbar sind, wie die Erfinder festgestellt haben.
Daher stellt die vorliegende Erfindung Kompositpartikel bereit, die bei einer niedrigen Temperatur sinterbar sind und die Bildung eines gesinterten Körpers ermöglichen, der eine große Ausdehnung vorweist. Die vorliegende Erfindung stellt auch ein einfaches Verfahren zur Herstellung solcher Kompositpartikel bereit.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Kompositpartikel bereitgestellt, die Mikropartikel und Nanopartikel aufweisen. Die Mikropartikel weisen einen mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 bis 10 µm auf. Der Mikropartikel enthält ein Metall. Die Nanopartikel haften an einer Oberfläche der Mikropartikel. Die Nanopartikel weisen einen mittleren Kristallitdurchmesser von 3 bis 100 nm auf. Die Nanopartikel enthalten ein Metall der gleichen Art wie das in den Mikropartikeln enthaltene Metall.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung der Kompositpartikel des ersten Aspekts bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Herstellen einer Dispersionsflüssigkeit von Nanopartikeln mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 3 bis 100 nm, wobei die Nanopartikel ein Metall enthalten, wobei die Dispersionsflüssigkeit eine Feststoffkonzentration von 1 bis 80 Gew.-% aufweist, und das Mischen der Dispersionsflüssigkeit und der Mikropartikel mit einem mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 bis 10 µm, um eine gemischte Flüssigkeit zu erhalten, wobei der Mikropartikel ein Metall der gleichen Art wie das in den Nanopartikeln enthaltene Metall enthält. Die gemischte Flüssigkeit hat ein Gewichtsverhältnis der Nanopartikel zu den Mikropartikeln von 10³:1 bis 10⁶:1.
Die Kompositpartikel der vorliegenden Erfindung sind bei einer niedrigen Temperatur sinterbar, und ihre gesinterten Körper weisen eine große Ausdehnung vor. Das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine einfache Herstellung der Kompositpartikel, die eine große Ausdehnung vorweisen.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, welches eine exemplarische schematische Querschnittsansicht eines Kompositpartikels gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 ist ein Diagramm, welches eine exemplarische schematische Querschnittsansicht des Kompositpartikels gemäß der Ausführungsform darstellt;
3 ist ein Diagramm, welches eine exemplarische schematische Querschnittsansicht des Kompositpartikels gemäß der Ausführungsform darstellt;
4 ist ein Diagramm, welches eine exemplarische schematische Querschnittsansicht des Kompositpartikels gemäß der Ausführungsform darstellt;
5 ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis der Berechnung eines mittleren Kristallitdurchmessers eines gesinterten Körpers basierend auf einer Formel der Ostwald-Reifung darstellt;
6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung des Kompositpartikels gemäß der Ausführungsform;
7 ist ein TEM-Bild eines Kompositpartikels aus Beispiel 1;
8 ist eine Kristallorientierungskarte (eine inverse Polfigurenkarte), erhalten durch eine EBSD-Messung eines gesinterten Körpers aus Beispiel 2;
9 ist ein REM-Bild von Kompositpartikeln aus Beispiel 3;
10 ist eine Kristallorientierungskarte, die durch eine EBSD-Messung von einem gesinterten Körper aus dem Vergleichsbeispiel erhalten wurde; und
11 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Ausdehnung und mittlerem Kristallitdurchmesser zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Kompositpartikel
Wie in 1 bis 4 dargestellt, beinhaltet ein Kompositpartikel 1 gemäß der Ausführungsform ein Mikropartikel 10 und Nanopartikel 30. Das Kompositpartikel 1 kann ferner eine Schutzschicht (nicht dargestellt) beinhalten, die eine Oberfläche des Nanopartikels 30 beschichtet.
In der vorliegenden Anmeldung, ist das Mikropartikel 10 definiert als ein Partikel mit einem Partikeldurchmesser in einem Bereich von 0,6 bis 10 µm, und der Nanopartikel 30 ist definiert als ein Partikel mit einem Partikeldurchmesser in einem Bereich von 3 bis 100 nm. Dabei bedeutet der Partikeldurchmesser einen Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche (ein Durchmesser eines Kreises mit einer Fläche, die der projizierten Fläche des Partikels entspricht), welcher mit einem Bild eines Rasterelektronenmikroskops (REM) oder einem Bild eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) erhalten wurde.
Das Mikropartikel 10 enthält ein Metall, und das Mikropartikel 10 kann aus einem Metall und unvermeidbaren Verunreinigungen in einigen Ausführungsformen gebildet sein bzw. werden. Beispiele der Metallspezies beinhalten zum Beispiel Ag, Al, Si, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, In und Co.
Das Mikropartikel 10 ist ein einkristallines oder polykristallines Partikel und weist einen mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 bis 10 µm auf. In der vorliegenden Anmeldung wird der mittlere Kristallitdurchmesser des Mikropartikels 10 wie folgt erhalten. Unter Verwendung des REM wird eine Elektronenrückstreuungsbeugungsmessung (EBSD) von Querschnittsflächen bzw. Querschnittsoberflächen einer Mehrzahl der Kompositpartikel 1 durchgeführt, um eine Kristallorientierungskarte (eine inverse Polfigurenkarte) zu erhalten. Die Kristallorientierungskarte zeigt die jeweiligen Kristallite, die farblich kodiert sind. Die Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsflächen der Kristallite werden in zufällig ausgewählten 50 oder mehr Mikropartikeln 10 erhalten, und deren Summe wird durch die Anzahl der ausgewählten Kristallite geteilt. So kann der mittlere Kristallitdurchmesser der Mikropartikel 10 erhalten werden.
Das Mikropartikel 10 mit dem mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 bis 10 µm ermöglicht, dass ein gesinterter Körper, welcher durch Sintern der Kompositpartikel 1 bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 300 °C und in einigen Ausführungsformen bei einer Temperatur kleiner oder gleich 250 °C erhalten wird, einen mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 µm oder größer aufweist. Solch ein gesinterter Körper weist eine große Ausdehnung, wie weiter unten beschrieben, vor. Die Erfinder bestätigten, dass, wenn die Mikropartikel einen mittleren Kristallitdurchmesser von maximal bis zu 10 µm vorweisen, ein gesinterter Körper, welcher eine große Ausdehnung zeigt, durch Sintern bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 300 °C und in einigen Ausführungsformen bei einer Temperatur kleiner oder gleich 250 °C erhalten werden kann.
Die Gestalt des Mikropartikels 10 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann das Mikropartikel 10 ein kugelförmiges bzw. sphärisches Partikel, wie in 1 bis 3 dargestellt, sein, oder kann ein Partikel mit einer sphäroidalen Gestalt sein, wie etwa eine prolate sphäroidale Gestalt und eine oblate sphäroidische Gestalt, wie in 4 dargestellt, oder kann ein plattenförmiges Partikel sein.
Eine Mehrzahl der Nanopartikel 30 haftet an einer Oberfläche 12 des Mikropartikels 10. Wenn der Kompositpartikel 1 die Schutzschichten beinhaltet, die die Oberflächen der Nanopartikel 30 beschichten, haftet die Mehrzahl der Nanopartikel 30 indirekt über die Schutzschichten an der Oberfläche 12 des Mikropartikels 10 an.
Das Nanopartikel 30 enthält ein Metall der gleichen Art wie das im Mikropartikel enthaltene Metall, und das Nanopartikel 30 kann in einigen Ausführungsformen aus einem Metall der gleichen Art wie das im Mikropartikel enthaltene Metall und unvermeidlichen Verunreinigungen gebildet sein.
Die Nanopartikel 30 weisen einen mittleren Partikeldurchmesser von 3 bis 100 nm auf, und die Nanopartikel 30 können einen mittleren Partikeldurchmesser von 3 bis 70 nm in manchen Ausführungsformen aufweisen. In der vorliegenden Anmeldung kann der mittlere Partikeldurchmesser der Nanopartikel 30 erhalten werden, indem man die Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsflächen von 50 oder mehr Nanopartikeln 30 erhält, die zufällig aus dem REM-Bild oder dem TEM-Bild des Kompositpartikels 1 ausgewählt wurden, und deren Summe durch die Anzahl der Nanopartikel 30 dividiert. Der mittlere Partikeldurchmesser der Nanopartikel 30 von 100 nm oder weniger, welcher 70 nm oder weniger in manchen Ausführungsformen sein kann, senkt einen Schmelzpunkt der Nanopartikel 30. Daher ist es möglich, das Kompositpartikel 1 bei einer Temperatur kleiner oder gleich 300 °C, die eine Bindungstemperatur eines in dem verwandten Stand der Technik als Bindemittel verwendeten Lotes ist, zu sintern, und es kann möglich sein, das Kompositpartikel 1 bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 250 °C in manchen Ausführungsformen zu sintern. Der mittlere Partikeldurchmesser der Nanopartikel 30 von 3 nm oder mehr kann verhindern, dass die Nanopartikel 30 bei Raumtemperatur gesintert werden, wodurch dem Kompositpartikel 1 eine hohe Beständigkeit bzw. Konservierungsstabilität verliehen wird.
Die Gestalt des Nanopartikels 30 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann das Nanopartikel 30 ein kugelförmiges Partikel, wie in 1 dargestellt, sein, kann ein halbkugelförmiges Partikel, wie in 2 bis 4 dargestellt, sein, kann ein plattenförmiges Partikel sein, oder kann ein nanodrahtförmiges Partikel sein. Wenn das Nanopartikel 30 ein kugelförmiges Partikel oder ein plattenförmiges Partikel mit einem Seitenverhältnis von zwei oder weniger ist, kann das Kompositpartikel 1 eine größere spezifische Oberfläche bzw. innere Oberfläche haben und bewirken, dass die Nanopartikel 30 dicht auf der Oberfläche 12 des Mikropartikels 10 anhaften. Dies ermöglicht das Sintern des Kompositpartikels 1 bei einer niedrigen Temperatur.
Eine Kristallorientierung des Nanopartikels 30 kann sich von der Kristallorientierung des Mikropartikels 10 unterscheiden. Dies ermöglicht es dem Nanopartikel 30, eine niedrige Schmelztemperatur aufzuweisen, und ermöglicht das Sintern des Kompositpartikels 1 bei einer Temperatur kleiner oder gleich 300 °C, und das Kompositpartikel 1 kann in manchen Ausführungsformen bei kleiner oder gleich 250 °C gesintert werden.
Die Schutzschicht (nicht dargestellt) des Nanopartikels 30 ist eine Schicht aus organischen Molekülen mit nicht geteilten Elektronenpaaren. Ein hochmolekulares bzw. ein hohes Molekül mit den nicht geteilten Elektronenpaaren adsorbiert an das Nanopartikel 30. Beispiele für hochmolekulare Moleküle sind Polyvinylpyrrolidon (Polyvinylpyrrolidon-Copolymer, PVP), Cetyltrimethylammoniumbromid, Octylamin, Nonylamin, Decylamin, Diethanolamin, Butansäure, Isobuttersäure, Octansäure und 2-Ethylhexansäure. Das PVP kann ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 4000 bis 360000 aufweisen. Dies ermöglicht es den Schutzschichten, bei einer Sintertemperatur des Kompositpartikels 1 zu schmelzen, und daher wird die Sinterung des Kompositpartikels 1 durch die Schutzschichten nicht beeinträchtigt.
Wenn die Kompositpartikel 1 erwärmt werden, diffundieren Atome in den Grenzflächen zwischen den miteinander in Kontakt stehenden Kompositpartikeln 1, und die Kompositpartikel 1 werden gesintert. Das bedeutet, das Sintern der Kompositpartikel 1 geschieht auf den Oberflächen der Kompositpartikel 1. Je größer daher die spezifische Oberfläche des Kompositpartikels 1 ist, desto niedriger ist die Temperatur, bei der der Kompositpartikel 1 gesintert werden kann. Der Kompositpartikel 1 kann eine spezifische Oberfläche von 1,2 cm^-1 oder größer haben. Dies ermöglicht das Sintern des Kompositpartikels 1 bei einer Temperatur kleiner oder gleich 250 °C. Das Kompositpartikel 1 kann eine spezifische Oberfläche von kleiner oder gleich 2000 cm ^-1 haben. Dies kann verhindern, dass der Kompositpartikel 1 bei Raumtemperatur gesintert wird, wodurch der Kompositpartikel 1 eine hohe Konservierungsstabilität erhält.
Bei dem Kompositpartikel 1 gemäß der Ausführungsform weist das Nanopartikel 30 aufgrund seines kleinen Partikeldurchmessers einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Mikropartikel 10 auf. Daher wird das Nanopartikel 30 bei einer niedrigeren Temperatur gesintert als das Mikropartikel 10. Wenn das Kompositpartikel 1 gemäß der Ausführungsform bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 300 °C und in manchen Ausführungsformen bei einer Temperatur von 250 °C gesintert wird, erfolgt das Sintern zwischen den Nanopartikeln 30 innerhalb eines Kompositpartikels 1 und zwischen den Nanopartikeln 30 der benachbarten Kompositpartikel 1.
Die Metallpaste, welche nur metallische Nanopartikel enthält, kann auch bei einer niedrigen Temperatur gesintert werden. Der gesinterte Körper, der durch Sintern einer solchen Metallpaste bei einer niedrigen Temperatur erhalten wird, kann jedoch nach Ansicht der Erfinder keinen großen Kristallitdurchmesser (zum Beispiel einen Kristallitdurchmesser von 0,6 µm oder mehr) aufweisen. Im Folgenden wird der Grund dafür beschrieben.
Wenn die Metallpaste gesintert wird, vergröbern sich die Kristallite durch Ostwald-Reifung. Die Ostwald-Reifung wird durch die folgende Formel dargestellt (1). ${〈 R 〉}^{3} - {〈 R 〉}_{0}^{3} = \frac{8 D y V_{m}}{9 R_{g} T} t$
In der Formel (1), stellt <R> einen mittleren Radius aller Kristallite bzw. bzw. der Gesamt-Kristallite dar, <R>o stellt einen mittleren Radius aller Kristallite bzw. der Gesamt-Kristallite vor dem Sintern dar, d.h. zu Beginn der Ostwald-Reifung, D stellt einen Diffusionskoeffizienten eines Partikelmaterials dar, γ stellt eine Oberflächenspannung oder Oberflächenenergie des Partikels dar, V_m stellt ein molares Volumen des Partikelmaterials dar, R_g stellt eine Gaskonstante dar, T stellt eine absolute Temperatur dar, und t stellt eine Zeit dar.
5 zeigt ein Ergebnis der Berechnung des mittleren Kristallitdurchmessers des gesinterten Körpers, der durch Sintern bei 250 °C erhalten wird, basierend auf Formel (1).
Gemäß 5, wenn der Kristallitdurchmesser vor dem Sintern etwa 200 nm oder weniger beträgt, weist der gesinterte Körper durch die Ostwald-Reifung einen größeren Kristallitdurchmesser als vor dem Sintern auf. Jedoch beträgt der Kristallitdurchmesser des in diesem Fall erhaltenen gesinterten Körpers etwa 100 bis 200 nm. Die bedeutet, dass, obwohl die Metallpaste, welche nur die metallischen Nanopartikel mit dem Kristallitdurchmesser von 200 nm oder weniger enthält, bei einer niedrigen Temperatur gesintert wird, kann der gesinterte Körper mit einem großen Kristallitdurchmesser (zum Beispiel einem Kristallitdurchmesser von 0,6 µm oder mehr) nicht erhalten werden. Zum Beispiel beinhaltet das in JP 2005-146408 A offenbarte Silberpulver das Kernsilberpulver mit einem Kristallitdurchmesser von 10 nm oder weniger. Es wird geschätzt, dass ein gesinterter Körper, der durch Sintern dieses Silberpulvers bei 250 °C erhalten wird, einen Kristallitdurchmesser von etwa 100 bis 200 nm aufweist.
Inzwischen weist gemäß 5, wenn der Kristallitdurchmesser vor dem Sintern mehr als 200 nm beträgt, insbesondere, wenn er 0,6 µm oder größer beträgt, der gesinterte Körper einen Kristallitdurchmesser annährend gleich dem Kristallitdurchmesser vor dem Sintern auf. Das heißt, die Ostwald-Reifung des Kristalliten tritt kaum auf. Dementsprechend ist, um den gesinterten Körper mit einem Kristallitdurchmesser von 0,6 µm oder mehr zu erhalten, es notwendig, ein Partikel zu sintern, das einen Kristallitdurchmesser von 0,6 µm oder größer aufweist. Das Kompositpartikel 1 gemäß der Ausführungsform beinhaltet das Mikropartikel mit einem mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 µm oder größer. Daher weist der gesinterte Körper, welcher durch Sintern des Kompositpartikel 1 erhalten wurde, den mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 µm oder größer auf. Wie in den nachfolgendend beschriebenen Referenzbeispielen 1 bis 3 gezeigt, haben die Erfinder festgestellt, dass der gesinterte Körper eine große Ausdehnung (d.h., eine große Dehnung) vorweist, wenn der gesinterte Körper einen vergrößerten mittleren Kristallitdurchmesser aufweist. Der gesinterte Körper mit dem mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 µm oder größer weist eine ausreichende Ausdehnung vor. Dementsprechend kann das Kompositpartikel 1 gemäß der Ausführungsform für die Metallpaste als ein Bindemittel zur Montage von Elementen in manchen Ausführungsformen verwendet werden.
Verfahren zur Herstellung der Kompositpartikel
Das Kompositpartikel 1 kann nach jedem Herstellungsverfahren ohne besondere Beschränkung hergestellt werden. Zum Beispiel können Nanopartikel auf einer Oberfläche eines Mikropartikels durch Sputtern eines Metalls auf der Oberfläche des Mikropartikels gebildet werden. Das Verfahren gemäß der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform ist auch ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung des Kompositpartikels 1. Dieses Verfahren verwendet kein teures Vakuumgerät, und daher kann das Kompositpartikel 1 einfach und kostengünstig hergestellt werden.
Das Verfahren zur Herstellung der Kompositpartikel gemäß der Ausführungsform beinhaltet das Herstellen einer Dispersionsflüssigkeit von Nanopartikeln (S1) und Mischen der Dispersionsflüssigkeit und der Mikropartikel (S2), wie in 6 dargestellt.
Herstellen der Dispersionsflüssigkeit (S1)
Zuerst wird die Dispersionsflüssigkeit der Nanopartikel hergestellt. Im Folgenden wird ein beispielhafter Fall beschrieben, bei dem Silber-Nanopartikel als die Nanopartikel verwendet werden. Die Dispersionsflüssigkeit der Silber-Nanopartikel kann durch ein Verfahren hergestellt werden, das einem in JP 2018-135566 A offengelegten Verfahren ähnlich ist.
Zuerst wird eine Silberionen enthaltende Lösung hergestellt. Konkret wird ein anorganisches Silbersalz, das in einem Lösungsmittel ionisiert ist, hergestellt, und dieses wird im Lösungsmittel unter Bildung von Silberionen ionisiert. Wenn das Lösungsmittel zum Beispiel Wasser ist, dann kann das anorganische Silbersalz Silbernitrat, Silbercyanid, Silberacetat und dergleichen sein. Unter dem Aspekt der Verfügbarkeit, der chemischen Stabilität und dergleichen kann in manchen Ausführungsformen das Silbernitrat verwendet werden.
Als nächstes werden ein Reduktionsmittel, das die Silberionen reduziert, und ein Polymer-Adsorptionsmittel, das an das reduzierte Silber adsorbiert, hergestellt. Insbesondere kann das Reduktionsmittel ein Standardelektrodenpotential in einem Bereich von 0,03 V bis 0,8 V aufweisen. Wenn das Standardelektrodenpotential 0,03 V oder größer ist, dann bilden sich die plattenförmigen Silber-Nanopartikel. Das Reduktionsmittel mit einem Standardelektrodenpotential von mehr als 0,8 V funktioniert hingegen nicht als ein Reduktionsmittel und das Silber kann nicht abgeschieden bzw. abgelagert werden, da das Standardelektrodenpotential des Silbers 0,8 V beträgt.
Beispiele für Reduktionsmittel mit dem Standardelektrodenpotential in einem Bereich von 0,03 V bis 0,8 V beinhalten Zitronensäure (0,03 V), Formalin (0,056 V), Ascorbinsäure (0,06 V), Oxalsäure (0,49 V) und Wasserstoffperoxid (0,68 V). Zu beachten ist, dass in den Klammern die Standardelektrodenpotentiale der jeweiligen Substanzen angegeben sind.
Als das Polymer-Adsorptionsmittel wird ein PVP mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 4000 bis 360000 hergestellt. Das PVP adsorbiert an einer Kristallfläche des Silbers, wobei die Kristallfläche senkrecht zu einer bestimmten Richtung steht, und hemmt das Wachstum des Silbers in dieser Richtung. Folglich wächst das Silber anisotrop durch die weiter unten beschriebene Mikrowellenbestrahlung, und die plattenförmigen Silber-Nanopartikel können erzeugt werden. Das Polyvinylpyrrolidon mit dem gewichtsmittleren Molekulargewicht innerhalb des oben beschriebenen Bereichs kann z.B. durch eine typisch bekannte Pfropfpolymerisation hergestellt werden.
Als nächstes werden das Reduktionsmittel und das Polymer-Adsorptionsmittel in die Lösung, welche die Silberionen enthält, gegeben und gemischt, um die gemischte Flüssigkeit zu erhalten. Die erhaltene gemischte Flüssigkeit wird in einen Mikrowellensynthesizer eingeführt. Konkret wird die gemischte Flüssigkeit in einen Behälter eingebracht, durch den die Mikrowelle übertragen werden kann. Anschließend bestrahlt ein Mikrowellenoszillator die gemischte Flüssigkeit mit der Mikrowelle. Dadurch werden die Silberionen zu Silber und scheiden sich ab bzw. lagern sich an, wodurch eine Dispersionsflüssigkeit von Silber-Nanopartikeln, welche mit dem PVP beschichtet ist, hergestellt wird. Die Silber-Nanopartikel in der Dispersionsflüssigkeit können plattenförmig sein.
In der Dispersionsflüssigkeit der wie oben beschrieben hergestellten Nanopartikel haben die Nanopartikel einen mittleren Partikeldurchmesser von 3 bis 100 nm. Die Silber-Nanopartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 3 nm oder größer weisen eine zufriedenstellende Dispergierbarkeit vor.
Die Dispersionsflüssigkeit hat eine Feststoffkonzentration von 1 bis 80 Gew.-%, und kann in manchen Ausführungsformen eine Feststoffkonzentration von 5 bis 60 Gew.-% haben. Zu beachten ist, dass die Feststoffkonzentration hier ein Gewicht der Nanopartikel in der Dispersionsflüssigkeit (ein Gewicht von PVP ist nicht beinhaltet) / ein Gewicht der Dispersionsflüssigkeit bedeutet. Die Feststoffkonzentration von 1 Gew.-% oder größer, und in manchen Ausführungsformen 5 Gew.-% oder größer, bewirkt, dass eine ausreichende Menge der Nanopartikel an den Mikropartikeln adsorbiert wird, wenn die Mikropartikel wie später beschrieben in der Dispersionsflüssigkeit gemischt werden. Wenn in manchen Ausführungsformen die Feststoffkonzentration 80 Gew.-% oder kleiner, oder 60 Gew.-% oder kleiner ist, dann wird die Dispersionsflüssigkeit nicht pastenartig bzw. porös. Dies erleichtert die Abtrennung der Kompositpartikel von den Nanopartikeln, die nach der Erzeugung der Kompositpartikel nicht an den Mikropartikeln haften bleiben.
Mischen der Dispersionsflüssigkeit und der Mikropartikel
Die Mikropartikel werden in die Dispersionsflüssigkeit der Nanopartikel gegeben und gerührt, um die gemischte Flüssigkeit zu erhalten. Die Nanopartikel und die Mikropartikel in der gemischten Flüssigkeit haben ein Gewichtsverhältnis von 10³:1 bis 10⁶:1, und können in manchen Ausführungsformen ein Gewichtsverhältnis von 10⁵:1 bis 10⁶:1 haben. Dadurch werden die Nanopartikel an den Mikropartikeln adsorbiert, um die Kompositpartikel zu bilden.
Die gemischte Flüssigkeit, die die Nanopartikel enthält, die ein Gesamtgewicht aufweisen, das gleich oder kleiner ist als das 10⁶-fache des Gesamtgewichts der Mikropartikel, bewirkt, dass sich die gemischte Flüssigkeit in eine obere Schicht und eine untere Schicht trennt, wenn die gemischte Flüssigkeit für eine vorgegebene Zeitspanne, z. B. eine Stunde oder größer, stehen gelassen wird, nachdem das Rühren beendet wurde. Die obere Schicht ist eine Dispersionsflüssigkeit von überschüssigen Nanopartikeln und die untere Schicht ist eine Schicht aus ausgefällten Kompositpartikeln. Die Kompositpartikel können leicht aus der unteren Schicht gesammelt werden.
Die gemischte Flüssigkeit, die die Nanopartikel enthält, die ein Gesamtgewicht aufweisen, das gleich oder größer ist als das 10³-fache eines Gesamtgewichts der Mikropartikel, und in manchen Ausführungsformen gleich oder größer als das 10⁵-fache eines Gesamtgewicht der Mikropartikel enthält, bewirkt, dass jeder der Nanopartikel in der gemischten Flüssigkeit an eine Oberfläche eines einzelnen Mikropartikels adsorbiert und sonst an keinen Mikropartikel adsorbiert. Das heißt, die Adsorption eines jeden Nanopartikels an zwei oder mehr Mikropartikel wird vermieden. Dies eliminiert oder reduziert die Assoziation der Mehrzahl von Kompositpartikeln und die Bildung eines Aggregats, wodurch die Herstellung einer Paste, die die Kompositpartikel enthält, erleichtert wird.
Während die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben detailliert beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann verschiedenen Arten von Konstruktionsänderungen unterzogen werden, ohne vom Geist und Umfang der in den Ansprüchen beschriebenen vorliegenden Erfindung abzuweichen.
BEISPIELE
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen konkret beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Beispiel 1
Herstellen der Kompositpartikel
Silber-Mikropartikel (HXR-Ag, hergestellt von Nippon Atomized Metal Powders Corporation) wurden als die Mikropartikel hergestellt. Silber wurde auf Oberflächen der Silber-Mikropartikel mit einem Trommeltyp-Sputtergerät SP-163000D (hergestellt von SANVAC CO., LTD.) gesputtert, um Silber-Nanopartikel zu bilden, wodurch Kompositpartikel aus den Silber-Mikropartikeln und den Silber-Nanopartikeln erhalten wurden.
Beobachten der Kompositpartikelstruktur
Die erhaltenen Kompositpartikel wurden mit dem TEM beobachtet. 7 zeigt eine TEM-Aufnahme des Kompositpartikels. Wie in 7 dargestellt, hat sich auf der Oberfläche des Silber-Mikropartikels ein Silber-Nanopartikel gebildet, der eine annähernd halbkugelförmige Gestalt aufweist.
Die Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche von zufällig ausgewählten 50 Silber-Mikropartikeln wurden aus dem TEM-Bild erhalten, ihre Summe wurde durch die Anzahl der ausgewählten Partikel geteilt und so ein mittlerer Partikeldurchmesser der Silber-Mikropartikel erhalten. Der mittlere Partikeldurchmesser der Silber-Mikropartikel war 2,3 µm.
Die Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche von zufällig ausgewählten 50 Silber-Nanopartikeln wurden aus dem TEM-Bild erhalten, ihre Summe wurde durch die Anzahl der ausgewählten Partikel geteilt und so ein mittlerer Partikeldurchmesser der Silber-Nanopartikel erhalten. Der mittlere Partikeldurchmesser der Silber-Nanopartikel war 10 nm, wie in Tabelle 1 gezeigt.
Eine spezifische Oberfläche des Kompositpartikels wurde aus dem mittleren Partikeldurchmesser der Silber-Mikropartikel und dem mittleren Partikeldurchmesser der Silber-Nanopartikel berechnet. Bei der Berechnung wurde angenommen, dass das Silber-Mikropartikel ein kugelförmiges Partikel ist, dessen Durchmesser gleich dem mittleren Partikeldurchmesser des Silber-Mikropartikels war, und dass das Silber-Nanopartikel ein halbkugelförmiges Partikel war, das eine halbkreisförmige Projektionsfläche hat, deren Fläche gleich der Fläche eines Kreises aufweist, dessen Durchmesser gleich dem mittleren Partikeldurchmesser des Silber-Nanopartikels ist. Die spezifische Oberfläche war 260,9 cm^-1, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Mit dem REM wurde eine EBSD-Messung einer Querschnittsfläche des Kompositpartikels durchgeführt und eine Kristallorientierungskarte erstellt. Aus der Kristallorientierungskarte wurden die Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche der Kristallite in zufällig ausgewählten 50 Silber-Mikropartikeln ermittelt, deren Summe wurde durch die Anzahl der Kristallite geteilt, und so wurde ein mittlerer Kristallitdurchmesser des Silber-Mikropartikels erhalten. Der mittlere Kristallitdurchmesser des Silber-Mikropartikels war 2,3 µm, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Zubereiten der Paste
Die Kompositpartikel und Decanol wurden im Gewichtsverhältnis 9:1 gemischt, um die Mischung zu erhalten. Das Gemisch wurde auf einer Dreiwalzenmühle bzw. einem Dreiwalzwerk bzw. einem Dreiwalzenstuhl gemahlen, wodurch eine Silberpaste mit einer Feststoffkonzentration von 90 % erhalten wurde.
Beobachten der Struktur des gesinterten Körpers
Die Silberpaste wurde über eine Oberfläche einer versilberten Kupferplatte aufgetragen, um eine Silberschicht von 0,15 mm Dicke zu erhalten. Ein Prüfstück wurde hergestellt, indem ein vergoldeter Kupferblock auf die Silberschicht gestapelt wurde. Das Prüfstück wurde bei 250 °C für 60 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt, um die Silberschicht zu sintern.
Mit dem REM wurde eine EBSD-Messung einer Querschnittsfläche der gesinterten Silberschicht durchgeführt und eine Kristallorientierungskarte erstellt. Aus der Kristallorientierungskarte wurden Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche von zufällig ausgewählten 50 Kristalliten erhalten, deren Summe durch die Anzahl der ausgewählten Kristallite geteilt und so ein mittlerer Kristallitdurchmesser der gesinterten Silberschicht erhalten. Der mittlere Kristallitdurchmesser der gesinterten Silberschicht betrug 2,27 µm, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Messen der Ausdehnung des gesinterten Körpers
Die Silberpaste wurde auf ein Polyimidband aufgetragen, um eine Silberschicht mit einer Größe von etwa 40 mm² und einer Dicke von 150 µm zu bilden. Die Silberschicht wurde durch Erwärmen bei 250 °C für 60 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre gesintert, um die Silberschicht zu sintern. Anschließend wurde das Polyimidband von der Silberschicht abgezogen, um eine Probe für die Ausdehnungsmessung zu erhalten.
Mit einem linearen Servo-Mikrolast-Ermüdungsprüfsystem (hergestellt von SAGINOMIYA SEISAKUSHO, INC., Belastbarkeit ±200 N) wurde eine Ausdehnung (gleichmäßige Ausdehnung) der Probe unter folgenden Bedingungen gemessen.

Testgeschwindigkeit: 2,0 %/s
Teststeuerung: Dehnungssteuerung (es wurde eine Dehnung ermittelt, wobei ein Spannfutterabstand von 2 mm als eine Messlänge verwendet wurde)
Testtemperatur: Raumtemperatur
Die Ausdehnung der Probe betrug 19 %, wie in Tabelle 1 dargestellt.

Beispiel 2
Kompositpartikel wurden ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Kompositpartikel, Silberpartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von etwa 500 nm und Decanol wurden in einem Gewichtsverhältnis von 69:21:10 gemischt, um eine Mischung herzustellen. Die Mischung wurde auf der Dreiwalzenmühle gemahlen, wodurch eine Silberpaste erhalten wurde.
Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurde eine EBSD-Messung eines gesinterten Körpers der Silberpaste durchgeführt, und es wurde die in 8 dargestellte Kristallorientierungskarte erhalten. Ein mittlerer Kristallitdurchmesser des gesinterten Körpers wurde ähnlich wie bei Beispiel 1 aus der Kristallorientierungskarte erhalten. Der mittlere Kristallitdurchmesser betrug 1,76 µm, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurde eine Ausdehnung des gesinterten Körpers der Silberpaste gemessen. Wie in Tabelle 1 dargestellt, betrug die Ausdehnung 15 %.
Beispiel 3
Produktion der Kompositpartikel
Zunächst wurde eine Dispersionsflüssigkeit aus Silber-Nanopartikeln wie folgt hergestellt.
Eine gemischte Flüssigkeit wurde durch Mischen von Silbernitrat und Trinatriumcitrat bzw. Natriumcitrat mit Wasser als Lösungsmittel erhalten, so dass die Mischflüssigkeit eine Konzentration des Silbernitrats von 10 mM und eine Konzentration des Trinatriumcitrats von 30 mM aufwies. Das Trinatriumcitrat ist ein Reduktionsmittel, das Silber reduziert. Das Standardelektrodenpotential des Trinatriumcitrats beträgt 0,03 V.
Als nächstes wurde Polyvinylpyrrolidon (hergestellt von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) zu der gemischten Flüssigkeit hinzugefügt und gemischt, so dass die resultierende gemischte Flüssigkeit eine Konzentration an Polyvinylpyrrolidon (PVP) von 20 mM (bezogen auf eine Molekulargewichtseinheit) aufwies. Das Polyvinylpyrrolidon ist ein Polymer-Adsorptionsmittel, das an da reduzierte Silber adsorbiert. Zu beachten ist, dass das Polyvinylpyrrolidon pfropfpolymerisiert wurde, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 10000 aufzuweisen.
Die erhaltene gemischte Flüssigkeit wurde mit einer Mikrowelle mit einer Frequenz von 2,45 GHz bestrahlt und bei 130 °C für 10 Minuten erwärmt, wodurch eine Dispersionsflüssigkeit der Silber-Nanopartikel erhalten wurde. Eine Feststoffkonzentration in der Dispersionsflüssigkeit betrug 10 Gew.-%.
Während 5 mL der Dispersionsflüssigkeit der Silber-Nanopartikel mit Ultraschall geschüttelt wurden, wurden Silber-Mikropartikel (HXR-Ag, hergestellt von Nippon Atomized Metal Powders Corporation) zugegeben und so eine gemischte Flüssigkeit erhalten. Das Gewicht der zugegebenen Silber-Mikropartikel betrug das 10⁵-fache des Gewichts des Silbers in den Silber-Nanopartikeln in der Dispersionsflüssigkeit. Nachdem die Ultraschallschwingung gestoppt wurde, wurde die gemischte Flüssigkeit für eine Stunde belassen. Die gemischte Flüssigkeit wurde in eine obere Schicht und eine untere Schicht getrennt. Die gemischte Flüssigkeit wurde filtriert, und die Partikel in der unteren Schicht wurden gesammelt.
Beobachten der Kompositpartikelstruktur
Die gesammelten Partikel wurden mit dem REM beobachtet. 9 zeigt ein REM-Bild der Partikel. Die gesammelten Partikel waren Kompositpartikel einschließlich Silber-Mikropartikel und Silber-Nanopartikel in annähernd kugelförmiger Gestalt, die an die Oberflächen der Silber-Mikropartikel anhafteten, wie in 9 dargestellt.
Aus dem REM-Bild des Kompositpartikels wurden die Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche von zufällig ausgewählten 50 Silber-Mikropartikeln erhalten, deren Summe durch die Anzahl der ausgewählten Partikel geteilt und so ein mittlerer Partikeldurchmesser der Silber-Mikropartikel erhalten. Der mittlere Partikeldurchmesser der Silber-Mikropartikel betrug 2,3 µm.
Aus dem REM-Bild der Kompositpartikel wurden die Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche von zufällig ausgewählten 50 Silber-Nanopartikeln erhalten, deren Summe wurde durch die Anzahl der ausgewählten Partikel geteilt, und so ein mittlerer Partikeldurchmesser der Silber-Nanopartikel erhalten. Der mittlere Partikeldurchmesser der Silber-Nanopartikel betrug 10 nm, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Aus dem mittleren Partikeldurchmesser der Silber-Mikropartikel und dem mittleren Partikeldurchmesser der Silber-Nanopartikel wurde eine spezifische Oberfläche der Kompositpartikel berechnet. Bei der Berechnung wurde angenommen, dass das Silber-Mikropartikel ein kugelförmiges Partikel ist, dessen Durchmesser gleich dem mittleren Partikeldurchmesser der Silber-Mikropartikel ist, und dass das Silber-Nanopartikel ein kugelförmiges Partikel ist, dessen Durchmesser gleich dem mittleren Partikeldurchmesser der Silber-Nanopartikel ist. Wie in Tabelle 1 dargestellt, war die spezifische Oberfläche 521,7 cm^-1.
Ähnlich zu Beispiel 1 wurde ein mittlerer Kristallitdurchmesser der Silber-Mikropartikel erhalten. Der mittlere Kristallitdurchmesser der Silber-Mikropartikel war 2,3 µm, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Herstellen der Paste
Die Kompositpartikel wurden in Ethanol zugegeben, und es wurde eine gemischte Flüssigkeit erhalten. Das Ethanol wurde mit einem Verdampfer verdampft, und die Feststoffkonzentration in der gemischten Flüssigkeit wurde auf ca. 15 % eingestellt. Die gemischte Flüssigkeit wurde mit Ethylenglykol versetzt und anschließend wurde die gemischte Flüssigkeit erwärmt, um das Ethanol zu verdampfen, wodurch eine Silberpaste mit einer Feststoffkonzentration von 90 % erhalten wurde.
Beobachten der Struktur des gesinterten Körpers
Ähnlich zu Beispiel 1 wurde ein mittlerer Kristallitdurchmesser des gesinterten Körpers der Silberpaste erhalten. Der mittlere Kristallitdurchmesser war 2,29 µm, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Messen der Ausdehnung des gesinterten Körpers
Ähnlich zu Beispiel 1 wurde eine Ausdehnung des gesinterten Körpers der Silberpaste gemessen. Die Ausdehnung betrug 20 %, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel
Herstellen der Silberpaste
In Übereinstimmung mit einem in JP 2018-135566 A offenbarten Verfahren wurden Silber-Nanopartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 20 nm und Silber-Mikropartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 200 nm hergestellt. Die Silber-Nanopartikel, die Silber-Mikropartikel und Decanol wurden im Gewichtsverhältnis 81:9:10 gemischt, und die gemischte Flüssigkeit wurde erhalten. Die gemischte Flüssigkeit wurde mit der Dreiwalzenmühle gemahlen, wodurch eine Silberpaste mit einer Feststoffkonzentration von 90 % erhalten wurde. Im Folgenden werden die Silber-Nanopartikel und die Silber-Mikropartikel zusammen einfach als „Silberpartikel“ bezeichnet.
Ein mittlerer Partikeldurchmesser, ein mittlerer Kristallitdurchmesser und eine spezifische Oberfläche der Silberpartikel in der Silberpaste wurden wie folgt ermittelt.
Aus dem REM-Bild der Silberpaste wurden die Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche von 50 zufällig ausgewählten Silberpartikeln ermittelt, deren Summe wurde durch die Anzahl der ausgewählten Partikel geteilt und so der mittlere Partikeldurchmesser der Silberpartikel ermittelt. Der mittlere Partikeldurchmesser der Silberpartikel war 0,03 µm.
Eine spezifische Oberfläche der Silberpartikel wurde aus dem mittleren Partikeldurchmesser der Silberpartikel berechnet. Die Berechnung erfolgte unter der Annahme, dass es sich bei dem Silberpartikel um ein kugelförmiges Partikel handelt, dessen Durchmesser gleich dem mittleren Partikeldurchmesser der Silberpartikel ist. Wie in Tabelle 1 dargestellt, war die spezifische Oberfläche 100,0 cm^- ¹.
Eine EBSD-Messung von Querschnittsflächen von zufällig ausgewählten 50 Silberpartikeln wurde mit dem REM durchgeführt und eine Kristallorientierungskarte erstellt. Aus der Kristallorientierungskarte wurden die Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche von Kristallit in den Silberpartikeln erhalten, deren Summe wurde durch die Anzahl der Kristallite geteilt und so ein mittlerer Kristallitdurchmesser der Silberpartikel ermittelt. Der mittlere Kristallitdurchmesser der Silberpartikel betrug 0,03 µm.
Beobachten der Struktur des gesinterten Körpers
Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurde eine EBSD-Messung eines gesinterten Körpers der Silberpaste durchgeführt, und es wurde die in 10 dargestellte Kristallorientierungskarte erhalten. Ein mittlerer Kristallitdurchmesser des gesinterten Körpers wurde ähnlich wie bei Beispiel 1 aus der Kristallorientierungskarte erhalten. Der mittlere Kristallitdurchmesser betrug 0,5 µm, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Messen der Ausdehnung des gesinterten Körpers

Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurde eine Ausdehnung des gesinterten Körpers der Silberpaste gemessen. Wie in Tabelle 1 dargestellt, war die Ausdehnung 2 %. [Tabelle 1]

	Vor dem Sintern			Nach dem Sintern
	Mikropartikel	Nanopartikel	Spezifische Oberfläche [cm^-1]	Mittlerer Kristallit - durchmesser [µm]	Ausdehnung [%]
	Mittlerer Kristallitdurchmesser [µm]	Mittlerer PartikelDurchmesser [nm]	Spezifische Oberfläche [cm^-1]	Mittlerer Kristallit - durchmesser [µm]	Ausdehnung [%]
Beispiel 1	2,3	10	260,9	2,27	19
Beispiel 2	2,3	10	260,9	1,76	15
Beispiel 3	2,3	10	521,7	2,29	20
Vergleichsbeispiel	-	-	100,0	0,5	2

Der gesinterte Körper aus den Beispielen 1 bis 3 wies einen größeren mittleren Kristallitdurchmesser und eine größere Ausdehnungen als die des gesinterten Körpers des Vergleichsbeispiels auf.
Referenzbeispiel 1
Ähnlich wie beim Vergleichsbeispiel wurde eine Probe zur Ausdehnungsmessung hergestellt. Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurde eine Ausdehnung der Testprobe gemessen.
Mit dem REM wurde eine EBSD-Messung der Probe zur Ausdehnungsmessung durchgeführt und eine Kristallorientierungskarte erhalten. Aus der Kristallorientierungskarte wurden Kreis-Äquivalent-Durchmesser der Projektionsfläche von zufällig ausgewählten 50 Kristalliten erhalten, deren Summe wurde durch die Anzahl der ausgewählten Kristallite geteilt und so ein mittlerer Kristallitdurchmesser der Probe erhalten.
Referenzbeispiel 2
Ein Druck von 5 MPa wurde auf eine Probe ausgeübt, die ähnlich wie das Referenzbeispiel 1 hergestellt wurde. Anschließend wurde eine Ausdehnung der Probe ähnlich wie bei Beispiel 1 gemessen. Ein mittlerer Kristallitdurchmesser der Probe nach Druckbeaufschlagung wurde ähnlich wie bei Referenzbeispiel 1 erhalten.
Referenzbeispiel 3
Eine ähnlich wie in Referenzbeispiel 1 hergestellte Probe wurde eine Stunde lang bei 700 °C erwärmt. Anschließend wurde, ähnlich wie bei Beispiel 1, eine Ausdehnung der Probe gemessen. Ähnlich wie bei Referenzbeispiel 1 wurde ein mittlerer Kristallitdurchmesser der Probe nach dem Erwärmen erhalten.
Aus den Ergebnissen der Referenzbeispiele 1 bis 3 wurde eine Grafik erstellt, die einen Zusammenhang zwischen der Ausdehnung und dem mittleren Kristallitdurchmesser, wie in 11 dargestellt, zeigt. Es wurde festgestellt, dass die Ausdehnung umso größer ist, je größer der mittlere Kristallitdurchmesser ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005146408 A [0003, 0007, 0030]
JP 2016008337 A [0004, 0007]
JP 2016096031 A [0005, 0007]
JP 2018135566 A [0034, 0074]

Claims

Kompositpartikel aufweisend: Mikropartikel mit einem mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 bis 10 µm, wobei das Mikropartikel ein Metall enthält; und an einer Oberfläche des Mikropartikels anhaftende Nanopartikel, wobei die Nanopartikel einen mittleren Kristallitdurchmesser von 3 bis 100 nm aufweisen, und wobei das Nanopartikel ein Metall der gleichen Art wie das im Mikropartikel enthaltene Metall enthält.
Die Kompositpartikel nach Anspruch 1, wobei das Kompositpartikel eine spezifische Oberfläche von 1,2 bis 2.000 cm-1 aufweist.
Die Kompositpartikel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Nanopartikel ein Partikel von kugelförmiger Gestalt ist.
Verfahren zur Herstellung der Kompositpartikel nach Anspruch 1, wobei das das Verfahren aufweist: Herstellen einer Dispersionsflüssigkeit von Nanopartikeln mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 3 bis 100 nm, wobei das Nanopartikel ein Metall enthält, und wobei die Dispersionsflüssigkeit eine Feststoffkonzentration von 1 bis 80 Gew.-% aufweist; und Mischen der Dispersionsflüssigkeit und der Mikropartikel mit einem mittleren Kristallitdurchmesser von 0,6 bis 10 µm, um eine gemischte Flüssigkeit zu erhalten, wobei die Mikropartikel ein Metall der gleichen Art wie das in dem Nanopartikel enthaltene Metall enthalten, und wobei die gemischte Flüssigkeit ein Gewichtsverhältnis der Nanopartikeln zu den Mikropartikeln von 10³:1 bis 10⁶:1 aufweist.