EP0537502A1

EP0537502A1 - Metall- und Metallegierungspulver in Form von mikrokristallinen, kugelförmigen und dichten Teilchen sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung der Pulver

Info

Publication number: EP0537502A1
Application number: EP92116067A
Authority: EP
Inventors: Alain Dauger; Gerard Labregere; Guy Roche; Rene Guinebretiere
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1992-09-19
Publication date: 1993-04-21
Anticipated expiration: 2012-09-19
Also published as: JPH05214410A; FR2682625A1; DE59208720D1; FR2682625B1; EP0537502B1

Abstract

Metall- und Metallegierungspulver in Form von mikrokristallinen, kugelförmigen und dichten Teilchen, sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung. Probleme bei der Chipherstellung lassen sich durch Verwendung erfindungsgemäßer Pulver beheben. Die erfindungsgemäßen Pulver sind durch einen mittleren Teilchendurchmesser zwischen 0,1 µm und weniger als 5 µm und ein Kornspektrum innerhalb 0,01 µm und 25 µm gekennzeichnet. Das Verfahren umfaßt das Überführen eines nicht-sphärischen Metall- oder Metallegierungspulvers in eine Pulverwolke, Behandlung derselben in einem Ofen bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts und Abtrennung des Pulvers aus kugelförmigen Teilchen aus der abgekühlten Pulverwolke. Die Vorrichtung zur Herstellung der Pulver umfaßt eine Vorrichtung (1) (bestehend aus (2) bis (7)), einen Ofen (8), dessen Rohr (9) mit Heizvorrichtungen (10) und Kühlvorrichtungen (11) versehen ist, und eine Rückgewinnungskammer (13). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Pulver aus Metallen und binären sowie ternären Metallegierungen in Form von mikrokristallinen, kugelförmigen und dichten Teilchen.
Für die Herstellung von gesinterten Metallblöcken sowie Bauteilen für die Elektronikindustrie ist eine erhöhte Nachfrage nach mikrokristallinen Metall- und Metallegierungspulvern festzustellen, die annähernd kugelförmig, risse- und porenfrei, also dicht sind mit einer möglichst glatten Oberfläche.
Metallpulver lassen sich mittels chemischer und physikalischer Verfahren, die einen entscheidenden Einfluß auf die Eigenschaften der Pulver ausüben, herstellen. Die bekannten Verfahren bestehen in der Herstellung der Pulver durch Zerstäuben der Metall- oder Metallegierungsschmelzen in einem flüssigen oder gasförmigen Medium (siehe z.B. DE-OS 33 24 188, DE-OS 33 45 983, GB 952 457, GB 1 123 825 und EP-A 0 120 506). Die mit Wasser zerstäubten Metallpulverteilchen nach DE-OS 33 24 188 besitzen sehr unregelmäßige Oberflächen, und ihre spezifische Oberfläche ist wesentlich größer als die geometrisch berechnete. Bei Verwendung eines gasförmigen Mediums erhält man im übrigen Metallpulver mit kugelförmigen Teilchen, deren Kornspektrum nach GB 952 457 z.B. zwischen 10 und 50 µm liegt.
EP-A 0 120 506 beschreibt ein spezielles Verfahren zur Herstellung noch feinerer Metallpulver durch Atomisieren eines Schmelzestroms mittels eines Gases. Die mit dieser Methode erhaltenen Pulverteilchen sind dicht und porenfrei; sie sind annähernd kugelförmig mit einem mittleren Durchmesser zwischen 5 und 35 µm.
Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens zur Herstellung von Pulvern mittels Zerstäuben eines Metallschmelzestroms ist der hohe maschinentechnische Investitionsaufwand, der besonders zum Tragen kommt, wenn nur kleine Mengen wertvoller Metallpulver, z.B. von Edelmetallen, hergestellt werden. Außerdem lassen sich mit diesem Verfahren keine Metallpulver herstellen, deren mittlerer Teilchendurchmesser unter 5 µm liegt.
Ein völlig anderes Verfahren zur Herstellung kugelförmiger Metallteilchen nach DE-OS 33 45 985 besteht darin, eine bestimmte Menge grober Metallteilchen, z.B. Schrott, Späne oder Gußteile, in die Schmelzzone eines Wirbelschichtofens zu geben, die Teilchen zu schmelzen, das Schmelzprodukt in einem Heißgasstrom in Tröpfen zu zerstäuben und die Tröpfchen erstarren zu lassen. Dieses Verfahren, das genauso teuer wie die vorbeschriebenen ist, eignet sich für die Herstellung von Strahlmitteln, jedoch nicht für die Herstellung von mikrokristallinen Pulvern.
Sehr feine Metall- und Metallegierungspulver werden nach der klassischen Methode durch chemische Synthese hergestellt. So sind z.B. Metallpulver wie die Pulver von Edelmetallen und deren Legierungen, die durch einfache chemische Reduktion der Metallsalze hergestellt werden, sehr fein mit Teilchendurchmesser zwischen 0,001 und 0,1 µm. Sie besitzen eine große spezifische Oberfläche von 10 bis 40 m²/g je nachdem, welches Reduktionsmittel verwandt wurde. Die Primärteilchen dieser Pulver können durch thermomechanische Behandlung agglomeriert werden. Diese Teilchen sind jedoch so strukturiert, daß sie in der Regel eine geringe Korngröße mit großer spezifischer Oberfläche aufweisen. Unter diesen Bedingungen sind die Pulver sehr reaktiv; dies ist für die Herstellung von gesinterten Metallen sowie elektronischen Bauteilen und mikroelektronischen Hybridschaltkreisen von Nachteil.
Welch großen Einfluß die Morphologie der Metall- oder Metallegierungspulver ausübt wird deutlich im Fall der keramischen Vielschichtkondensatoren mit Innenelektroden bestehend aus einer Legierung des Systems Silber-Palladium.
Die beiden Metalle bilden leicht fortlaufende Reihen einphasiger Lösungen. Die Temperatur des festen Aggregatszustandes und die des flüssigen liegt zwischen dem Schmelzpunkt des Palladiums bei 1552°C und dem Schmelzpunkt des Silbers bei 961°C. Um die genannten Kondensatoren herzustellen, wird das Verhältnis Pd/Ag so gewählt, daß der Schmelzpunkt über der Sintertemperatur des Nichtleiters liegt,um zu verhindern, daß die Elektrode während des Sinterprozesses schmilzt.
Die beiden Metalle bilden Oxide, wenn sie an der Luft gesintert werden. Ag₂O stellt bei Raumtemperatur und bis zu 300°C die stabilste Oxydations stufe des Silbers dar. Die Oxidbildung wird jedoch durch die Luft und die Abnahme der spezifischen Oberfläche des Silbers während der ersten Sinterphase behindert.
Palladium dagegen bildet leicht das Oxid PdO in der Anfangsphase des Sintervorgangs. Der Umfang hängt ab von der spezifischen Oberfläche des Metalls, der Aufheizgeschwindigkeit und dem Partialdruck an Luftsauerstoff. PdO mit tetragonaler kristalliner Struktur ist thermodynamisch bis ca. 800°C. stabil und kehrt bei höheren Temperaturen in den metallischen Zustand zurück.
Beim Sintern der Kondensatoren kann die Oxydation des Palladiums von einer Volumenausdehnung bis zu 40% begleitet sein. Oberhalb 800°C macht sich die Reduktion von PdO zu Pd in einer Volumenverringerung bemerkbar. Beide Reaktionen verursachen Spannungen, die ein Grund für das Aufblättern sind.
Die Oxydation-Reduktion des Palladiums wird durch Zugabe von Silber beschleunigt. Zum Beispiel erreichen Pulver, die aus 70 Gew.-% Ag und 30 Gew.-% Pd bestehen, das Oxydationsmaximum bei 520°C gegenüber 790°C ohne Silber. Das Reduktionsende von PdO wird auf die gleiche Weise von 900°C auf 700°C herabgesetzt.
Während der Brennphasen kann das feine Pulver katalytisch mit dem organischen Medium reagieren unter Bildung von warmen Punkten, wobei es zu einer raschen Entgasung, Blasenbildung und zum Aufblättern der Kondensatoren kommt. Die Schwindungseigenschaften sehr feiner Metallpulver sind in der Regel sehr ausgeprägt und können die Eigenschaften der umgebenden dielektrischen Materialien nicht ausgleichen. Folglich bilden sich aus den diskontinuierlichen Metallgruppen mit schwächerer Leitfähigkeit winzige Metall-"Inseln".
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, inaktive Metallpulver bereitzustellen, die fein genug sind für den Einsatz in Siebdruckpasten, deren spezifische Oberfläche aber klein genug sein muß, damit die katalytische Wirkung gebremst wird. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Pulver, ausgehend von mikrokristallinen Pulvern aus nicht-sphärischen Teilchen, deren spezifische Oberfläche größer ist als der theoretisch berechnete Wert, zu entwickeln.
Die Erfindung betrifft deshalb Pulver von Metallen und binären sowie ternären Metallegierungen in Form von mirkokristallinen,kugelförmigen und dichten Teilchen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der mittlere Teilchendurchmesser zwischen 0,1 µm und weniger als 5 µm und das Kornspektrum innerhalb 0,01 µm und 25 µm, vorzugsweise innerhalb 0,1 µm und 10 µm und inbesondere innerhalb 0,1 µm und 5 µm liegt. Die spezifische Oberfläche der Pulver entspricht annähernd dem auf der Basis der mittleren Korngröße errechneten theoretischen Wert.
Die erfindungsgemäßen Pulver, aber auch Pulver gleicher Morphologie, deren mittlerer Teilchendurchmesser größer als 5 µm ist und deren Kornspektrum innerhalb 0,01 µm bis ca. 50 µm liegt, können mit einem Verfahren hergestellt werden, wobei in Form von nicht-sphärischen Teilchen in einen Ofen eingebrachte Metalle oder ihre Legierungen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes erhitzt und die erhaltenen Teilchen anschließend abgekühlt werden, damit sie erstarren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Metall- oder Metallegierungspulver oder Pulver aus den Bestandteilen der Legierung in Form von mikrokristallinen, nicht-sphärischen Teilchen mit einer größeren spezifischen Oberfläche als die der herzustellenden Pulver als Ausgangsprodukt verwendet, dieses in einem reaktionsträgen Trägergas suspendiert, die Suspension (Pulverwolke) in einen rohrförmigen Ofen mit externer Beheizung leitet und nach der Passage der Heizzonen des Ofens abkühlt und anschließend das Pulver aus kugelförmigen Teilchen mit Hilfe bekannter Methoden aus der Suspension abtrennt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird als Ausgangsprodukt ein Metall- oder Metalllegierungspulver verwendet, welches durch chemische Synthese, vorzugsweise durch chemische Reduktion von Metallsalzen mit eventuell anschließender thermomechanischer Behandlung, hergestellt wurde.
Als Ausgangsprodukt können im Prinzip alle Pulver verwendet werden, die sich im Trägergas suspendieren lassen. Die Durchlaufgeschwindigkeit der Suspension durch den Ofen und die Temperatur der Heizzone werden so geregelt, daß die geschmolzenen Teilchen beim Eintritt in die Kühlzone kugelförmig sind. Die Heizzone wird vorzugsweise auf eine Temperatur eingestellt, die 100 bis 250 ^oC über der Schmelztemperatur liegt. Die Teilchen erstarren in einer Kühlvorrichtung, die außen am Ofenrohr oder in einem Teil des Rohres und/oder außerhalb des Ofens angebracht sein kann.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Pulver von unedlen Metallen, wie z. B. Kupfer, Blei, Zinn, Zink, Aluminium sowie Pulver von Edelmetallen, vorzugsweise Silber, Gold, Palladium und Platin hergestellt werden. Darüber hinaus ist das Verfahren auf binäre und ternäre Metallegierungen anwendbar.
Beispielsweise weist ein Pulver einer Ag-Pd-Legierung, hergestellt durch chemische Reduktion eines Silber-Palladium-Mischcarbonates mit Hilfe eines Reduktionsmittels vom Typ eines Aldehyds in wäßriger Phase eine spezifische Oberfläche von 10 m²/g (gemessen mittels N₂-Gasadsorption nach der BET-Methode) und einen Teilchendurchmesser von kleiner 0,1 µm aus. Durch thermomechanische Behandlung des hergestellten Pulvers erhält man ein Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von 1 bis 2 m²/g. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die spezifische Oberfläche des zuletztgenannten Pulvers auf ca. 0,3 bis 0,5 m²/g verringert werden.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche durch die im Zusammenhang mit der Erläuterung der Figur 3 genannten Merkmale gekennzeichnet ist.
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele und der anhängenden Figuren näher erläutert:

Fig. 1 zeigt die Morphologie eines Ausgangspulvers einer Ag-Pd-Legierung.
Fig. 2 zeigt die Morphologie eines Produktes, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (Fig. 1 und 2 stellen Aufnahmen mit dem Rasterelektronenmikroskop dar).
Fig. 3 zeigt im Längsschnitt ein Schema einer Anlage zur Herstellung von Pulvern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Die Anlage gemäß Fig. 3 enthält eine Vorrichtung zum Suspendieren des Pulvers (1). einen rohrförmigen Ofen (8), eine oder mehrere Vorrichtungen zum Abkühlen der Suspension (11) und eine Vorrichtung (13), in der das Pulver aus kugelförmigen Teilchen vom Trägergas getrennt und zurückgewonnen wird; die Vorrichtung (1) besteht aus einem luftdichten Gehäuse (2), einem System zum Einfüllen des Ausgangspulvers (3), mindestens einer Trägergaszufuhr (4), einer Vorrichtung (5, 6)zum intensiven Mischen des Pulvers mit dem Gas und einem Ausgang (7), der mit dem Anfang (9a) des Rohres (9) des röhrenfömigen Ofens (8) verbunden ist; der Bereich (9b) des Rohres (9) ist mit einer oder mehreren Heizvorrichtungen (10) umgeben, die Kühlvorrichtung oder -vorrichtungen (11) sind innen und/oder außen am Rohr (9) zwischen der Heizzone (9b)und dem Rohrausgang (9c)und/oder innen und/oder außen am Kamin (12), der sich zwischen dem Rohrende(9c) und der Rückgewinnungskammer(13) befindet, angebracht.
Die Vorrichtung (1) und ihre Teile (2) bis (6) können in verschiedener Weise ausgeführt werden. Die Pulverzufuhr (3) kann z.B. durch herkömmliche Dosiersysteme erfolgen, die für feine Pulver verwendet werden, wie z.B. Zellradschleusen, Dosierschnecken oder Vibrationsrutschen. Fig. 3 zeigt eine besonders geeignete Mischvorrichtung (5, 6); (5)ist ein durch einen Motor (6)angetriebener Rotor (5). Das Prinzip von Mischvorrichtungen ohne mobile Teile, wobei an einer Seite feststehender Mischer Pulver und Trägergas eingeführt werden, hat sich ebenfalls bewährt. Anstatt über die Zuleitung (4)kann das Trägergas auch über andere Anschlüsse in die Mischkammer (2) geleitet werden. Das Rohr (9) des röhrenförmigen Ofens (8) besitzt eine Heizzone (9c),die durch ein oder mehrere Heizregister (10) beheizt wird. Die Beheizung kann elektrisch oder mit Gas erfolgen; eine elektrische Heizung wird jedoch bevorzugt, weil sie die Regelung und Einstellung des Temperaturprogramms für die gesamte Heizzone auf einfache Weise ermöglicht. Das Rohr (9)ist an einem Ende(9a) mit der Mischkammer (2)und am anderen Ende (9c) mit der Rückgewinnungskammer (13) oder einem eventuellen Kamin (12) zwischen der Rückgewinnungskammer und dem Rohr (9)verbunden. Das oder die Kühlsysteme (11) können unterschiedlich geartet und am Ende des Rohrs(9)und/oder in der Nähe des eventuellen Kamins (12) angeordnet sein. Das Abkühlen der Suspension kann in einem oder mehreren Schritten erfolgen. Nach dem bevorzugten Schema gemäß Fig.3 befindet sich die Kühlvorrichtung (11) am Ende des Rohres (9);
dieses Kühlsystem besteht aus einem Wärmetauscher, der um das Rohr gelegt ist und mit einem Kältemittel arbeitet; (11a) und (11b)stellen die Zufuhr bzw. Ableitung des Kältemittels dar. Das fakultative Kühlsystem (14) mit Zuleitung und Ableitung (14a und 14b) des Kältemittels dient dazu, das Rohr (9) stabil mit der Kammer (2)zu verbinden. Wird zwischen Rohr (9)und dem Rückgewinnungssystem (13)ein Rohrelement(12) eingebaut, das die Form eines Kamins hat und mit einer Kühlvorrichtung ausgerüstet, werden kann, so wird es aufgrund seines gegenüber Rohr (9) wesentlich größeren Durchmessers bewirken, daß sich die Durchströmgeschwindigkeit der Suspension verringert. Auf diese Weise kann in der einfach gebauten Kammer (13) das Pulver durch Absetzten vom Trägergas getrennt werden; das Pulver bewegt sich in Richtung Ablaß (13b); das Trägergas entweicht über des Ausgang (13a), der gegebenenfalls mit Staubfiltern versehen ist, oder es wird komplett oder teilweise in die Mischkammer zurückgeleitet. Anstelle in der Rückgewinnungskammer (13)der Fig. 3 kann die kontinuierliche Trennung des Pulvers von der abgekühlten Suspension auch mittels anderer bekannter Vorrichtungen erfolgen, etwa mittels eines Staubabscheiders und/oder Staubfilters.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß mikrokristalline Metall- oder Metallegierungspulver, die als nicht-sphärische Teilchen vorliegen, erfindungsgemäß in einer speziell für dieses Verfahren entwickelten Herstellvorrichtung in Pulver mit kugelförmigen Teilchen und glatter Oberfläche umgewandelt werden können. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, weil es wesentlich einfacher ist und wirtschaftlicher arbeiten kann als die bekannten Verfahren, die ebenfalls von Feststoffen ausgehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die benötigte Gasmenge wesentlich geringer als bei den benannten Verfahren; die Energie- und Rohstoffkosten sind also niedriger. Durch gezielte Auswahl des Ausgangsproduktes und Variation seiner Verweildauer in der Heizzone unter Abänderung der Länge und Temperatur der Heizzone sowie der Durchströmgeschwindigkeit des Gases können Pulver der gewünschten Kornspektren in Bereichen hergestellt werden, die bisher noch nicht erreicht wurden. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pulver haben sich als besonders geeignet für die Herstellung von elektronischen Bauteilen, wie keramischen Vielschichtkondensatoren,erwiesen. Aufgrund ihrer einfachen Bauweise eignet sich die Vorrichtung besonders zur Herstellung kleiner Pulverchargen sehr teurer Metalle, wie z.B. von Edelmetallen und ihren Legierungen.
Im übrigen kann eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pulver auch zur Verbesserung der Kristallstruktur der Metall- und Metallegierungspulver verwendet werden, selbst wenn sie bei Temperaturen behandelt werden, die 100 bis 200°C unter der Schmelztemperatur liegen. In diesem Fall kann das Ausgangspulver die Form von kugelförmigen oder nicht-sphärischen Teilchen haben.
Das Verfahren wird durch nachstehende Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Das Ausgangspulver - siehe Fig. 1 - ist eine Silber-/Palladium-Legierung mit 30 Gew.-% Pd, die auf chemischem Weg und durch thermomechanische Behandlung hergestellt wurde.
Es besitzt folgende chemisch-physikalischen Eigenschaften:

Morphologie: Agglomerate von 3 bis 4 µm, in Einzelfällen bis zu 17 µm.
Spezifische Oberfläche: 1,8 m²/g (Gasadsorption noch der BET-Methode))
Oxydationsgrad: 60 - 80% des enthaltenen Palladiums oxidiert sich bei der maximalen Oxidationstemperatur.

Versuchsbedingungen:

Das Verfahren wurde in einer Vorrichtung gemäß Fig. 3 durchgeführt
Trägergas; Argon, Durchsatz: 1 1/min.
Drehgeschwindigkeit des Rotors: 3000 U/min.
Ofentemperatur: 1460°C

Ergebnisse:

Die Teilchen sind vollkommen kugelförmig - siehe Fig. 2; die Korngröße liegt zwischen 0,2 und 3 µm, die spezifische Oberfläche beträgt 0,43 m²/g (Elektronenmikroskop). Die Teilchen des Pulvers sind vollkommen homogen; die chemische Zusammensetzung hat sich nicht geändert.

Einsatz:

Das Ausgangspulver und das erhaltenen Pulver wurden zur Herstellung der Innenelektroden von keramischen Vielschichtkondensatoren eingesetzt; Herstellung der Kondensatoren nach bekannten Verfahren:
Die Chips auf Basis der Ausgangspulver zeigten einige winzige Metall-Inseln sowie teilweises Aufblättern der Schichten nach dem Sintern bei 1150°C.
Die Chips auf Basis des kugelförmigen Pulvers nach Beispiel 1 zeigten kein Aufblättern nach dem Sintern bei 1150°C.

Beispiel 2:

Ausgangspulver und Versuchsbedingungen sind identisch mit Beispiel 1, der einzige Unterschied besteht darin, daß die Ofentemperatur auf 1320°C eingestellt wird.

Ergebnisse:

Die Teilchen sind vollkommen kugelförmig, die Korngröße liegt zwischen 0,4 und 4 µm, die spezifische Oberfläche beträgt 0,34 m²/g. Die Teilchen des Pulvers sind vollkommen homogen; die chemische Zusammensetzung hat sich nicht geändert.

Der Oxydationsgrad des enthaltenen Palladiums liegt bei 30% bei der maximalen Oxydationstemperatur von 575°C. Die bei 1100°C gemessene Schwindung beträgt 12% gegenüber 40% des Ausgangspulvers. Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient bei 0 und 900°C liegt nahe an dem der Schichtverbindung, d.h. 1,68 x 10⁻⁵/°C.

Eingesetzt für die Herstellung der Innenelektroden von keramischen Vielschichtkondensatoren zeigten die Chips nach dem Sintern bei 1150°C kein Aufblättern.

Beispiel 3

Das Ausgangspulver ist eine Silber-/Palladium-Legierung mit 70 Gew.-% Pd, die auf chemischem Weg und durch thermomechanische Behandlung hergestellt wurde.
Es besitzt folgende chemisch-physikalischen Eigenschaften:

Morphologie: Agglomerate von 3 bis 5 µm, in Einzelfällen bis zu 12 µm.
Spezifische Oberfläche: 1,5 m²/g

Versuchsbedingungen:

Vorrichtung gemäß Fig. 3 ,
Trägergas: Argon, Durchsatz: 5 1/min.
Drehgeschwindigkeit des Rotors: 3000 U/min.
Ofentemperatur: 1500°C

Ergebnisse:

Die Teilchen sind vollkommen kugelförmig; die Korngröße liegt zwischen 0,2 und 3 µm, die spezifische Oberfläche beträgt 0,5 m²/g. Die Teilchen des Pulvers sind vollkommen homogen; die chemische Zusammensetzung hat sich nicht geändert.

Beispiel 4

Das Ausgangspulver besteht aus Silberteilchen, die durch chemische Reduktion gewonnen wurden. Es besitzt folgende chemisch-physikalischen Eigenschaften:

Morphologie: Agglomerate von 5 bis 7 µm, in Einzelfällen bis zu 25 µm.
Spezifische Oberfläche: 1 m²/g

Versuchsbedingungen:

Vorrichtung gemäß Fig. 3 ,
Trägergas: Argon, Durchsatz: 5 1/min.
Drehgeschwindigkeit des Rotors: 3000 U/min.
Ofentemperatur: 1200°C

Ergebnisse:

Die Teilchen sind vollkommen kugelförmig; die Korngröße liegt zwischen 2 und 5 µm.

Beispiel 5

Das Ausgangspulver besteht aus Kupferteilchen, die durch thermische Dissoziation unter Stickstoff bei 300°C aus einem pulverisierten Kupfer-Formiat gewonnen wurden.

Morphologie: Agglomerate bis zu 50 µm.
Spezifische Oberfläche: 0,8 m²/g

Versuchsbedingungen:

Vorrichtung gemäß Fig. 3 ,
Trägergas: Argon.
Drehgeschwindigkeit des Rotors: 3000 U/min.
Ofentemperatur: 1300°C

Ergebnisse:

Die Teilchen sind vollkommen kugelförmig; die mittlere Korngröße beträgt 8 µm, die spezifische Oberfläche 0,2 m²/g.

Claims

Pulver von Metallen und binären sowie ternären Metallegierungen in Form von mikrokristallinen, kugelförmigen und dichten Teilchen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mittlere Teilchendurchmesser zwischen 0,1 µm und weniger als 5 µm und das Kornspektrum innerhalb 0.01 µm und 25 µm, vorzugsweise innerhalb 0,1 µm und 10 µm, liegt.
Pulver nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus Edelmetallen oder aus binären sowie ternären Edelmetallegierungen, vorzugsweise Silber, Gold, Palladium oder Platin oder ihre Legierungen bestehen.
Verfahren zur Herstellung von Metallpulvern sowie binären und ternären Metallegierungspulvern in Form von mikrokristallinen, kugelförmigen und dichten Teilchen mit einem Kornspektrum innerhalb 0,01 µm und 50 µm, wobei in Form von nicht-sphärischen Teilchen in einen Ofen eingebrachte Metalle oder ihre Legierungen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes erhitzt und die erhaltenen Teilchen anschließend abgekühlt werden, damit sie erstarren, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Metall- oder Metallegierungspulver oder Pulver aus den Bestandteilen der Legierung in Form von mikrokristallinen, nicht-sphärischen Teilchen mit einer größeren spezifischen Oberfläche als die der herzustellenden Pulver als Ausgangsprodukt verwendet, dieses in einem reaktionsträgen Trägergas suspendiert, die Suspension (Pulverwolke) in einen rohrförmigen Ofen mit externer Beheizung leitet und nach der Passage der Heizzonen des Ofens abkühlt und anschließend das Pulver aus kugelförmigen Teilchen mit Hilfe bekannter Methoden aus der Suspension abtrennt.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur der Heizzone des Ofens 100 bis 250 ^oC höher eingestellt wird als die Schmelztemperatur.
Verfahren zur Herstellung von Edelmetallpulvern sowie binären und ternären Edelmetallegierungspulvern in Form von mikrokristallinen, kugelförmigen und dichten Teilchen, deren mittlerer Teilchendurchmesser zwischen 0,1 µm und weniger als 5 µm und deren Kornspektrum innerhalb 0,01 µm und 25 µm, vorzugsweise innerhalb 0,1 µm und 5 µm, liegt nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als Ausgangsprodukt ein Metall- oder Metallegierungspulver verwendet, das durch chemische Synthese, vorzugsweise durch chemische Reduktion von Metallsalzen mit eventuell anschließender thermomechanischer Behandlung gewonnen wurde.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) zur Suspendierung des Pulvers, einen rohrförmigen Ofen (8), eine oder mehrere Vorrichtungen (11) zum Abkühlen der Suspension und eine Vorrichtung (13), in der das Pulver vom Trägergas getrennt und zurückgewonnen wird; die Vorrichtung (1) umfaßt ein luftdichtes Gehäuse (2), eine Vorrichtung (3) zum Einfüllen des Pulvers, mindestens eine Trägergaszufuhr (4), eine Vorrichtung (5, 6) zum intensiven Mischen des Pulvers mit dem Gas und einen Ausgang (7), der mit dem Anfang (9a) des Rohres (9) des rohrförmigen Ofens (8) verbunden ist; der Bereich (9b) des Rohres (9) ist mit einer oder mehreren Heizvorrichtungen (10) umgeben; die eine oder mehrere Kühlvorrichtungen (11) sind innen und/oder außen am Rohr (9) zwischen der Heizzone (9b) und dem Rohrausgang (9c) und/oder innen und/oder außen am Kamin (12), der sich zwischen dem Rohrende (9c) und der Rückgewinnungskammer (13) befindet, angebracht.