FR2955968A1 - Materiau electriquement conducteur - Google Patents

Materiau electriquement conducteur Download PDF

Info

Publication number
FR2955968A1
FR2955968A1 FR1150823A FR1150823A FR2955968A1 FR 2955968 A1 FR2955968 A1 FR 2955968A1 FR 1150823 A FR1150823 A FR 1150823A FR 1150823 A FR1150823 A FR 1150823A FR 2955968 A1 FR2955968 A1 FR 2955968A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
group
mixture
metal
metals
mixtures
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1150823A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Widenmeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of FR2955968A1 publication Critical patent/FR2955968A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/414Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
    • G01N27/4146Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS involving nanosized elements, e.g. nanotubes, nanowires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14Treatment of metallic powder
    • B22F1/145Chemical treatment, e.g. passivation or decarburisation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/097Inks comprising nanoparticles and specially adapted for being sintered at low temperature
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203Fillers and particles
    • H05K2201/0206Materials
    • H05K2201/0218Composite particles, i.e. first metal coated with second metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un matériau électriquement conducteur comportant des noyaux (1) en un métal ou un mélange de métaux choisi dans le groupe A formé par le platine, rhodium, or, palladium, argent , cuivre, iridium, ruthénium, osmium, rhénium et leurs mélanges, ces noyaux étant au moins partiellement entourés d'au moins un oxyde (2a, 2b, 2c) d'un métal ou d'un mélange de métaux choisi dans le groupe B formé par le silicium, germanium, étain, bore, aluminium, gallium, indium , béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, et leurs mélanges, et qui est caractérisé en ce que les noyaux (1) présentent une granulométrie moyenne ≤ 100 nm. L'invention concerne également un procédé de préparation d'un tel matériau électriquement conducteur.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un matériau électriquement conducteur, en particulier un matériau pour électrode et/ou piste conductive et un procédé d'obtention d'un tel matériau.
Etat de la technique Dans le domaine technique, on a besoin de matériaux pour électrodes et pistes conductives très stables thermiquement et vis-à-vis de la corrosion, qui sont principalement métalliques et électrique-ment conducteurs et présentent une structure à l'échelle nanométrique régulièrement définie. Le document US 2007/0251822 Al décrit des nanoparticules chimiochromiques qui peuvent être mises en oeuvre en tant que pigments, teintures, revêtement en encres. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un matériau électriquement conducteur, en particulier un matériau pour électrode et/ou piste conductive et/ou un matériau électriquement conducteur, chimiosensible, en particulier sensible aux gaz qui renferme des noyaux en un métal ou un mélange de métaux choisi dans le groupe A formé par le platine, le rhodium, l'or, le palladium, l'argent, le cuivre, l'iridium, le ruthénium, l'osmium, le rhénium et leurs mélanges, ces noyaux étant revêtus au moins partiellement d'au moins un oxyde d'un métal ou d'un mélange de métaux choisi dans le groupe B formé par le silicium, le germanium, l'étain, le bore, l'aluminium, le gallium, l'indium, le béryl- lium, le magnésium, le scandium, l'yttrium, le lanthane, les lanthanides, le titane, le zirconium, le hafnium, le niobium, le tantale, le chrome, le molybdène, le tungstène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel, le zinc et leurs mélanges. Ce matériau est caractérisé en ce que les noyaux présen- tent une granulométrie moyenne inférieure ou égale à 100 nm, en particulier de ? 0,4 nm à 100 nm, notamment de ? 0,5 nm à 40 nm, par exemple de ? 1 nm à 7 nm. Dans le cadre de l'invention, on doit entendre par l'expression « matériau électriquement conducteur » en particulier un matériau qui présente une conductibilité spécifique d'au moins 10 Sm-1.
2 Au sens de l'invention, sous le terme « lanthanides », on doit en particulier entendre les éléments cérium, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutétium.
Dans le cadre de la présente invention, les semi métaux (bore, silicium, germanium) doivent être considérés comme des métaux. Les noyaux peuvent en particulier être essentiellement totalement revêtus d'au moins un oxyde d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. Par l'expression « essentiellement totalement revé- tus », on doit en particulier comprendre que sont inclus des écarts selon lesquels : - le ou les oxyde(s) présente(nt) des pores qui sont au moins perméables aux gaz et ont par exemple une dimension moyenne de 0,1 nm à 5 nm, et/ou - au moins deux noyaux sont en contact l'un avec l'autre, et/ou - au moins un noyau est en contact avec la surface d'un substrat. Le matériau électriquement conducteur peut en particulier être obtenu par la mise en oeuvre d'un procédé qui sera décrit ci-dessous.
En particulier, en raison de la présence d'un revêtement par des oxydes, le matériau électriquement conducteur peut avantageusement être résistant à la corrosion et/ou stable à la température. Par le terme « résistant à la corrosion », on doit comprendre que le matériau n'est pas modifié de façon contrôlable par microscopie à balayage élec- tronique après 10 heures à 400°C dans un mélange gazeux comprenant 10,00000 % en volume d'oxygène, 10,00000 % en volume de vapeur d'eau, 0,00100 % en volume de monoxyde d'azote, 0,00005 % en volume de dioxyde de soufre et 79,99895 % en volume d'azote. Par le terme « stable à la température », on doit en particulier entendre que le matériau n'est pas modifié de façon contrôlable par microscopie électronique à balayage après 10 heures à 400°C dans l'air. Le matériau peut en outre être poreux. De plus, les noyaux et les oxydes peuvent être essentiellement répartis de manière homogène dans le matériau. De surcroît, le matériau électriquement conducteur peut présenter une structure régulièrement définie à l'échelle nanométrique.
3 En outre, des électrodes, des pistes conductives ou des couches réalisées en un matériau électriquement conducteur conforme à l'invention peuvent avantageusement présenter une faible tendance aux tensions, une grande résistance à la corrosion et/ou une grande stabilité à la température ainsi que des avantages du point de vue de la mise en contact et des procédés. En particulier, en raison de leur grande résistance à la corrosion et de leur grande stabilité à la température, on peut fabriquer dans un matériau électriquement conducteur conforme à l'invention, des électrodes, pistes conductives ou couches destinées à être utilisées dans des atmosphères chimiquement agressives, en particulier oxydantes, à des températures supérieures à 500°C plus minces que par exemple des éléments en platine pur, qui, sous ces conditions, peuvent se dégrader, en particulier se contracter et se fissurer ou se déchirer. En outre, le matériau électriquement conducteur conforme à l'invention peut présenter des avantages du point de vue de la mise en contact et des procédés lorsqu'une électrode ou une couche réalisée dans ce matériau est mise en contact avec une piste conductive réalisée dans celui-ci. De préférence, le matériau conforme à l'invention n'est pas modifié de façon détectable par microscopie électronique à balayage après 10 heures à 500°C, en particulier à 600°C dans un mélange gazeux constitué de 10,00000 % en volume d'oxygène, 10,00000 % en volume de vapeur d'eau, 0,00100 % en volume de monoxyde d'azote, 0,00005 % en volume de dioxyde de soufre et 79,99895 % en volume d'azote. De préférence, la conductibilité électrique du matériau con-forme à l'invention n'est pas diminuée de plus de deux ordres de grandeur lors du traitement dans un mélange gazeux constitué de 10,00000 % en volume d'oxygène, de 10,00000 % en volume de vapeur d'eau, de 0,00100 % en volume de monoxyde d'azote, de 0,00005 % en volume de dioxyde de soufre et de 79,99895 % en volume d'azote, ou, dans l'air, de pas plus de deux ordres de grandeur, de préférence de pas plus d'un ordre de grandeur, en particulier de pas plus de 50 %o. Le matériau conforme à l'invention peut en particulier renfermer des particules qui comportent respectivement un noyau en un métal ou un mélange de métaux du groupe A, qui est entouré au
4 moins partiellement, en particulier essentiellement totalement, d'une couche d'oxyde d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. Concernant la couche d'oxyde, par l'expression « essentiellement entouré en totalité », on doit également comprendre que sont inclus les écarts ci-dessous selon lesquels : - la couche d'oxyde renferme des pores qui sont au moins perméables aux gaz et ont par exemple une dimension moyenne de 0,1 nm à 5 nm, et/ou - au moins deux noyaux sont en contact l'un avec l'autre, et/ou - au moins un noyau est en contact avec la surface d'un substrat. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau est réalisé à partir de particules liées les unes aux autres, avec des pores présents entre celles-ci, étant précisé que ces particules renferment respectivement un noyau en un métal ou un mélange de métaux du groupe A qui est entouré au moins partiellement, en particulier essentiellement en totalité par une couche d'oxyde d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. Ceci présente l'avantage substantiel que les noyaux sont stabilisés par la couche d'oxyde. En particulier, les noyaux sont ainsi essentiellement protégés contre des pertes de finesse et des frittages induits par la chaleur. Les noyaux peuvent en outre être protégés d'influences environnantes, par exemple d'agents corrosifs. Malgré cette protection, en raison de sa porosité, le matériau peut être catalytiquement actif, ce qui est par exemple avantageux pour de nombreuses utilisations dans le domaine des capteurs. Selon ce mode de réalisation de l'invention, le matériau peut comporter d'une part des pores situés entre les particules et d'autre part des pores dans la couche d'oxyde, qui sont au moins perméables aux gaz, et présentent par exemple une dimension moyenne de 0,1 nm à 5 nm. Les particules peuvent présenter une granulométrie moyenne 110 nm, par exemple 50 nm, en particulier 25 nm, notamment 15 nm, mesurée par microscopie électronique à balayage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les particules présentent une granulométrie moyenne de 0,5 nm à 110 nm, par exemple 1 nm à 50 nm, en particulier 1 nm à 25 nm, notamment 2 nm à 15 nm, mesurée par microscopie électronique à balayage. Les pores situés entre les particules peuvent présenter une dimension moyenne 50 nm, par exemple 25 nm, en particulier 5 15 nm, notamment 10 nm, mesurée par microscopie électronique à balayage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les pores situés entre les particules présentent une dimension moyenne 0,1 nm à 50 nm, par exemple de 0,2 nm à 20 nm, en particulier de 0,3 nm à <_ 10 nm, notamment de 0,5 nm à 5 nm, mesurée par microscopie électronique à balayage. Le matériau peut présenter une conductibilité 103 Sm-1, en particulier 106 Sm-1. Ce matériau peut en outre présenter une sur-face BET 10 m2/g.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le matériau renferme, par rapport au nombre total d'atomes de métaux dans celui-ci : - 65 % à 97 %, en particulier 80 % à 95 % d'atomes de mé- taux du groupe A, et - 3 % à 35 %, en particulier 5 % à <_20 % d'atomes de métaux du groupe B, étant précisé que la somme des atomes des métaux des groupes A et B s'élève globalement à 100 % d'atomes. En raison de la faible proportion de métaux du groupe B 25 formateurs d'oxydes, le matériau électriquement conducteur est avantageusement essentiellement métallique. Le groupe A est de préférence formé du platine, du rhodium, du palladium, de l'iridium, du ruthénium, du rhénium, de l'or et de leurs mélanges. Le mélange de métaux du groupe A peut par 30 exemple renfermer un mélange, en particulier un alliage métallique renfermant de l'or et du palladium. Le mélange or-platine peut en outre renfermer au moins un autre métal choisi parmi le rhodium, l'iridium, le ruthénium, et le rhénium. Le groupe A peut toutefois être unique-ment constitué du platine, du rhodium, du palladium, de l'iridium, du 35 ruthénium, du rhénium et de leurs mélanges. Le métal du groupe A
6 peut par exemple être du platine, du rhodium, du palladium, de l'iridium, du ruthénium ou du rhénium pur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le groupe A est formé du platine, du rhodium, du rhénium et de leurs mé- langes, par exemple du platine et du rhodium. Le métal ou le mélange de métaux du groupe A peut, par rapport à la composition globale en atomes de métaux du groupe A, renfermer de 30 % à 100 % d'atomes de platine, rhodium, palladium, iridium, ruthénium, rhénium, or ou d'un mélange de ces métaux, et de 0 % à 70 % d'atomes d'argent, de cuivre, d'osmium ou d'un mélange de ces métaux, étant précisé que la somme des atomes de platine, rhodium, or, palladium, argent, cuivre, iridium, ruthénium, osmium et rhénium s'élève globalement à 100 %. En variante, le métal ou le mélange de métaux du groupe A peut, par rapport au pourcentage total d'atomes de métaux du groupe A, renfermer de 30 % à 100 % d'atomes de platine, rhodium, palladium, iridium, ruthénium, rhénium, or, ou d'un mélange de ces métaux, et de 0 % à 70 % d'atomes d'argent, cuivre, osmium, ou d'un mélange de ces métaux, étant précisé que la somme des atomes de pla- tine, rhodium, or, palladium, argent, cuivre, iridium, ruthénium, osmium, et rhénium, s'élève globalement à 100 % d'atomes. De façon avantageuse, le métal ou le mélange de métaux du groupe A, renferme, par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A, de 40 % à 100 %, par exemple de 65 % à 95 %, en particulier de 65 % à 90 % d'atomes de platine et de • 0 % à 60 %, par exemple de 5 % à 35 %, en particulier de 10 0/0 à 35 % d'atomes de rhodium, palladium, iridium, ruthénium, rhénium ou d'un mélange de ces métaux, étant précisé que la somme des atomes de platine, rhodium, palladium, iridium, ruthénium et rhénium, s'élève globalement à 100 % d'atomes. A titre d'exemple, le métal ou le mélange de métaux du groupe A peut renfermer, par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A, de 40 % à 100 %, par exemple de 65 % à • 95 %, en particulier de 65 % à 90 % d'atomes de platine et de 0 % à 60 %, par exemple de 5 % à 35 %, en particulier de 10 0/0
7 à 35 % d'atomes de rhodium, rhénium, ou d'un mélange de ces métaux, en particulier de rhodium, étant précisé que la somme des atomes de platine, rhodium et rhénium, en particulier de platine et de rhodium, s'élève globalement à 100 % d'atomes.
Le groupe B est de préférence constitué d'aluminium, gallium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, tungstène, manganèse, fer ou d'un mélange de ces métaux. Dans le cadre d'un autre mode de réalisation de l'invention, le groupe B est constitué d'aluminium, de cérium, de titane, de zirconium, de hafnium, de niobium, de tantale, de chrome, ou d'un mélange de ces métaux, en particulier d'yttrium, cérium, titane, zirconium, tantale ou d'un mélange de ces métaux. A titre d'exemple, le métal ou le mélange de métaux du groupe B et/ou le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B peut renfermer, par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A, de 70 % à 100 % d'atomes d'aluminium, cérium, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome ou d'un mélange de ces métaux, et de 0 % à 30 % d'atomes de silicium, germanium, étain, bore, gallium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutétium, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, ou d'un mélange de ces métaux, étant précisé que la somme des atomes d'aluminium, cérium, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, silicium, germanium, étain, bore, gallium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutétium, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, s'élève glo- balement à 100 % d'atomes. L'oxyde qui entoure au moins partiellement les noyaux peut être un oxyde d'un métal ou un mélange d'oxydes d'au moins deux métaux ou un oxyde mixte. A titre d'exemple, l'oxyde peut être un mé- lange d'un oxyde d'un premier métal du groupe B, par exemple choisi
8 dans le groupe formé par l'yttrium, le cérium, le titane, le zirconium et le tantale, et d'un oxyde d'un second métal du groupe B différent du premier, par exemple choisi dans le groupe formé par l'yttrium, le cérium, le titane, le zirconium et le tantale.
Par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A, le mélange de l'oxyde du premier métal du groupe B et de l'oxyde du second métal du groupe B peut être de 1 % à 99 %, par exemple de 45 à 55 % d'atomes du premier métal, par exemple de zirconium ou de tantale, et de 1 % à 99 %, par exemple de 45 à <_ 55 % d'atomes du second métal, par exemple de cérium ou d'yttrium, étant précisé que la somme des atomes du premier et du second métal s'élève globalement à 100 % d'atomes. Le matériau conforme à l'invention peut par exemple être utilisé en tant que matériau pour électrode et/ou matériau pour piste conductive et/ou matériau électriquement conducteur, chimiosensible, en particulier sensible aux gaz, pour un capteur, un catalyseur ou une cellule de combustible. Le matériau conforme à l'invention peut en particulier être utilisé dans un capteur de gaz d'échappement, par exemple une chambre lambda, dans un chimiocapteur tel qu'un chimiocapteur à effet de champ, ou dans un transistor (capteur) à effet de champ, par exemple chimiosensible, par exemple en tant qu'électrode de grille ou matériau d'électrode de grille et/ou en tant que piste conductive ou matériau pour piste conductive. L'invention concerne également un procédé d'obtention d'un matériau électriquement conducteur, en particulier un matériau électriquement conducteur conforme à l'invention, par exemple un matériau pour électrode et/ou un matériau pour piste conductive et/ou un matériau électriquement conducteur, chimiosensible, en particulier sensible aux gaz, comportant les étapes de procédé suivantes : al) Préparation de nanoparticules renfermant : - un métal ou un mélange de métaux, par exemple un alliage métallique choisi dans le groupe A formé par le platine, rhodium, or, palladium, argent, cuivre, iridium, ruthénium, osmium, rhénium, et les mélanges de ces métaux, et
9 - un métal ou un mélange de métaux, par exemple un alliage métallique choisi dans le groupe B formé par le silicium, germanium, étain, bore, aluminium, gallium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, et leurs mélanges, et/ou a2) Préparation d'un mélange homogène de : - nanoparticules renfermant un métal ou un mélange de métaux, par exemple un alliage métallique choisi dans le groupe A formé par le platine, rhodium, or, palladium, argent, cuivre, iridium, ruthénium, osmium, rhénium, et leurs mélanges, et - un métal ou un mélange de métaux, par exemple un alliage métallique choisi dans le groupe B formé par le silicium, germa- nium, étain, bore, aluminium, gallium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, et leurs mélanges et/ou au moins un composé d'un métal ou d'un mélange de métaux choisi dans le groupe B formé par le silicium, germanium, étain, bore, aluminium, gallium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, et leurs mé- langes, et b) Traitement du matériau de l'étape al) ou de l'étape a2) à au moins 200°C pendant 10 mn, par exemple à au moins 500°C pendant au moins 1 heure, notamment à au moins 600°C pendant au moins 2 heures avec un gaz ou un mélange de gaz oxydant.
Dans le cadre de l'invention, le terme « nanoparticules » désigne en particulier des composés d'atomes ou de molécules dont la granulométrie moyenne est 100 nm, en particulier de 0,4 nm à • 100 nm, par exemple de 0,5 nm à 40 nm, notamment de 1 nm à • 7 nm. 2955968 lo Par l'expression « gaz ou mélange de gaz oxydant », on peut entendre un gaz ou un mélange de gaz dans lequel, à des températures de 200°C ou plus, le métal ou le mélange de métaux du groupe B, ou le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B, est 5 oxydé. En particulier, par l'expression « gaz ou mélange de gaz oxydant », on peut entendre un gaz ou un mélange de gaz, dans lequel, à des températures de 500° ou plus, en particulier de 600°C ou plus, le métal ou le mélange de métaux du groupe B, ou le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B est oxydé. Le métal ou le mélange 10 de métaux du groupe B ou le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B peut en particulier être totalement oxydé. Le gaz ou le mélange de gaz oxydant peut par exemple être un mélange constitué de 10 % en volume d'oxygène et de 90 % en volume d'azote. Dans l'étape al), on met en oeuvre des nanoparticules qui 15 renferment un métal ou un mélange de métaux du groupe A, ainsi qu'un métal ou un mélange de métaux du groupe B. Les nanoparticules peuvent également être mises en oeuvre sous la forme d'une suspension de nanoparticules dans un solvant. Le métal ou le mélange de métaux du groupe B peut former, dans l'étape al), un mélange de métaux, en 20 particulier un alliage métallique avec le métal ou le mélange de métaux du groupe A. Dans l'étape al), les nanoparticules peuvent en particulier être constituées d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe A et d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. Dans l'étape a2), on met effectivement également en 25 oeuvre des nanoparticules qui renferment un métal ou un mélange de métaux du groupe A, mais toutefois, le métal ou le mélange de métaux du groupe B, n'est pas contenu dans les nanoparticules du groupe A, mais est présent sous la forme d'un composant séparé. Dans l'étape a2), le métal ou le mélange de métaux du groupe B peut être mis en 30 oeuvre sous la forme de particules, en particulier de nanoparticules, ou sous la forme d'une suspension de particules, en particulier de nanoparticules dans un solvant. Dans l'étape a2), le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B peut être mis en oeuvre sous la forme de particules, en particulier de nanoparticules, ou sous la forme d'une suspension de particules, en particulier de nanoparticules dans un sol-
11 vaut, ou être dissout dans un solvant. Dans l'étape a2), les nanoparticules peuvent également être constituées d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe A. L'étape b) peut avantageusement permettre d'obtenir une enveloppe d'oxydes de métaux du groupe B stable à la corrosion et au frittage autour de métaux du groupe A. On peut en particulier obtenir un matériau qui comporte une charpente métallique en des métaux du groupe A entourée d'oxydes de métaux du groupe B. On peut ainsi avantageusement protéger le métal ou le mélange de métaux du groupe A de possibles modifications de structure ou agressions chimiques. Un tel procédé peut avantageusement permettre de fabriquer le matériau électriquement conducteur susmentionné, en particulier un matériau pour électrode et/ou un matériau pour piste conductive et/ou un matériau électriquement conducteur, chimiosen- Bible, en particulier sensible aux gaz ayant les caractéristiques décrites ci-dessus. Un tel matériau peut, comme il a déjà été mentionné, être non seulement électriquement conducteur, mais également essentielle-ment métallique et/ou résistant à la corrosion et/ou stable à la température et/ou poreux. En outre, un matériau électriquement conducteur, en particulier un matériau pour électrode et/ou un matériau pour piste conductive et/ou un matériau électriquement conducteur, chimiosensible, en particulier sensible aux gaz, obtenu par un tel procédé peut comporter une structure régulièrement définie à l'échelle nanométrique. Le traitement par le gaz ou le mélange de gaz oxydant peut en particulier être effectué à une température de >_ 500°C à 1500°C, par exemple de 550°C à 1000°C, et/ou pendant une du-rée de traitement de plus d'une heure, par exemple de plus de 2 heures. Le gaz ou le mélange de gaz oxydant peut par exemple comporter de 1 % en volume à 100 % en volume, par exemple de 1 % en volume à 20 % en volume, en particulier de 1 % en volume à 15 % en volume d'oxygène, et de 0 % en volume à 99 % en volume, par exemple de 80 % en volume à 99 % en volume, en particulier de 85 % en volume à 99 % en volume d'azote ou d'au moins un gaz rare, en particulier d'argon ou d'un mélange d'azote et d'au moins un gaz rare, en particulier de l'argon, étant précisé que la somme des
12 pourcentages volumétriques d'oxygène, d'azote et de gaz rare s'élève globalement à 100 % en volume. Selon un mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, lors de l'étape a2), on prépare le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B en solution dans un solvant, c'est-à-dire sous la forme d'une solution. De cette manière, on peut obtenir que les nanoparticules du groupe A soient essentiellement totalement entourées d'une couche d'oxyde. Lors de l'étape a2), le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B peut toutefois également être préparé sous forme de nanoparticules. Dans l'étape a2), le métal ou le mélange de métaux du groupe B peut également être préparé sous la forme de nanoparticules. Par exemple, les nanoparticules peuvent être préparées sous la forme de masse en vrac.
Selon un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, lors de l'étape a), on prépare le métal ou le mélange de métaux du groupe B sous la forme d'une suspension de nanoparticules dans un solvant, et/ou lors de l'étape a2), on prépare le métal ou le mélange de métaux du groupe B sous la forme d'une suspension de nano- particules dans un solvant, et/ou lors de l'étape a2), on prépare le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B sous la forme d'une suspension de nanoparticules dans un solvant. On peut ainsi obtenir un matériau électriquement conducteur très homogène. Les solvants préférentiels sont des solvants protiques po- laires tels que le diméthyl formamide, la N-méthyl pyrrolidone, le diméthyl sulfoxide, ou des solvants protiques tels que l'éthanol, l'éthylène glycol, l'acide hexanoïque, ou la tri-propyl amine. Après les étapes al) ou a2), le procédé peut comporter une étape b0l) consistant à appliquer le matériau provenant de l'étape al) ou de l'étape a2) sur la surface d'un substrat support, par exemple un élément support en oxyde de zirconium, ou un wafer en silicium. Lors de l'étape b0l), le matériau provenant de l'étape al) et/ ou de l'étape a2) peut en particulier être tout d'abord appliqué sur la surface dans un solvant. Le solvant peut ensuite être éliminé/séché dans une étape b02) suivant l'étape b0l).
13 Selon un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, ce procédé comporte, après les étapes al) et a2), b01) et/ou b02), et/ou avant l'étape b), une étape b03) consistant à traiter le matériau à au moins 350°C pendant au moins 20 mn, en particulier à au moins 500°C pendant au moins 1 heure, par exemple à au moins 550°C pendant au moins 1,5 heure, notamment à au moins 600°C pendant au moins 2 heures avec un gaz ou un mélange de gaz non oxydant, en particulier réducteur. On peut de cette manière entre autres favoriser la formation d'un alliage entre les métaux des groupes A et B.
Le traitement avec le gaz ou le mélange de gaz non oxydant, en particu- lier réducteur, peut par exemple être effectué à une température de • 500°C à 1500°C, par exemple de 550°C à 1000°C, et/ou pendant une durée de traitement de plus d'une heure, par exemple de plus de 2 heures.
Par l'expression « gaz ou mélange de gaz non oxydant », on doit entendre un mélange de gaz dans lequel, à des températures de 350°C ou plus, le métal ou le mélange de métaux du groupe A et le métal ou le mélange de métaux du groupe B et le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B ne sont pas oxydés. On peut en parti- culier entendre par l'expression « gaz ou mélange de gaz non oxydant », un mélange de gaz dans lequel, à des températures de 500°C ou plus, par exemple de 550°C ou plus, notamment de 600°C ou plus, le métal ou le mélange de métaux du groupe A et le métal ou le mélange de métaux du groupe B et le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B ne sont pas oxydés. On peut par exemple entendre par l'expression « gaz ou mélange de gaz non oxydant », un mélange de gaz constitué de 50 % en volume d'hydrogène et de 95 % en volume d'azote. Par l'expression « gaz ou mélange de gaz réducteur », on peut entendre un mélange de gaz dans lequel, à des températures de 350°C ou plus, des composés, par exemple des oxydes du métal ou du mélange de métaux du groupe B ayant un degré d'oxydation supérieur à 0 sont au moins partiellement réduits. On peut en particulier en-tendre par l'expression « gaz ou mélange de gaz réducteur », un mélange de gaz dans lequel, à des températures de 500°C ou plus, par exemple de 550°C ou plus, notamment de 600°C ou plus, des composés, par
14 exemple des oxydes du métal ou du mélange de métaux du groupe B ayant un degré d'oxydation supérieur à 0 sont au moins partiellement réduits. Le cas échéant, le gaz ou le mélange de gaz réducteur peut également partiellement ou totalement réduire des composés du métal ou du mélange de métaux du groupe A ayant un degré d'oxydation supérieur à 0 pouvant le cas échéant être présents en tant qu'impuretés dans les nanoparticules. Le gaz ou le mélange de gaz non oxydant, en particulier réducteur, peut par exemple renfermer de 0,001 % en volume à <_ 100 % en volume, par exemple de 0,01 % en volume à 20 % en volume, en particulier de 0,1 % en volume à 10 % en volume, notamment de 1 % en volume à 5 % en volume d'hydrogène ou de monoxyde de carbone, ou d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone, et de 0 % en volume à 99,999 % en volume, par exemple de 80 % en volume à 99,99 % en volume, en particulier de 90 % en volume à 99,99 % en volume, notamment de 95 % en volume à • 99,99 % en volume d'azote, ou d'au moins un gaz rare, en particulier d'argon ou d'un mélange d'azote et d'au moins un gaz rare, en particulier d'argon, étant précisé que la somme des pourcentages volumé- triques d'hydrogène, de monoxyde de carbone, d'azote et de gaz rare s'élève globalement à 100 % en volume. Le composé d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B peut par exemple être un sel anorganique ou organique et/ou un complexe anorganique ou organique d'un métal ou d'un mélange de métaux, c'est-à-dire d'au moins deux métaux du groupe B. Selon un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, le composé d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B est un oxyde, un nitrate, et/ou un halogénure d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B.
Selon un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, le composé d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B est un alcoolate, par exemple un méthoxylate, éthoxylate, npropoxylate, isopropoxylate, n-butoxylate ou un isobutoxylate, en particulier un éthoxylate, isopropoxylate ou isobutylate, d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B, ou un sel d'un acide organique, par
15 exemple un acétate, d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. A titre d'exemple, un composé d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B peut être du pentaéthoxyde de tantale, du tétraisopropoxyde de zirconium, du tétra-isobutoxylate de titane, de l'acétate de cérium ou de l'acétate d'yttrium. Le groupe A est de préférence constitué par le platine, rhodium, palladium, iridium, ruthénium, rhénium, or, et leurs mélanges. Le mélange de métaux du groupe A peut par exemple être un mélange de métaux, en particulier un alliage de métaux renfermant de l'or et du palladium. Le mélange de métaux or-platine peut le cas échéant en outre renfermer au moins un autre métal choisi parmi le rhodium, l'iridium, le ruthénium et le rhénium. Le groupe A peut toute-fois également n'être constitué que du platine, rhodium, palladium, iridium, ruthénium, rhénium et de leurs mélanges. A titre d'exemple, le métal du groupe A peut être du platine, rhodium, palladium, iridium, ruthénium, ou rhénium à l'état pur. Selon un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, le groupe A est constitué par le platine, rhodium, rhénium et leurs mélanges, par exemple de platine et de rhodium.
Le métal ou le mélange de métaux du groupe A peut par exemple renfermer, par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A, de 30 % à 100 % d'atomes de platine, rhodium, palladium, iridium, ruthénium, rhénium, or, ou de leurs mélanges, et de 0 % à 70 % d'atomes d'argent, cuivre, osmium, ou de leurs mé- langes, étant précisé que la somme des atomes de platine, rhodium, or, palladium, argent, cuivre, iridium, ruthénium, osmium, et rhénium, s'élève globalement à 100 % d'atomes. A titre de variante, le métal ou le mélange de métaux du groupe A peut renfermer, par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A, de 30 % à 100 % d'atomes de platine, rhodium, palladium, iridium, ruthénium, rhénium, or, ou de leurs mélanges, et de 0 % à 70 % d'atomes d'argent, cuivre, osmium ou de leurs mélanges, étant précisé que la somme des atomes de platine, rhodium, or, palladium, argent, cuivre, iridium, ruthénium, osmium et rhénium, s'élève globalement à 100 % d'atomes.
16 Le métal ou le mélange de métaux du groupe A renferme de préférence, par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A, de 40 % à 100 %, par exemple de 65 % à 95 %, en particulier de 65 % à 90 % d'atomes de platine, et de 0 % à 60 %, par exemple de 5 % à 35 %, en particulier de 10 % à 35 0/0 d'atomes de rhodium, palladium, iridium, ruthénium, rhénium ou de leurs mélanges, étant précisé que la somme des atomes de platine, rhodium, palladium, iridium, ruthénium, et rhénium, s'élève globalement à 100 % d'atomes.
A titre d'exemple, le métal ou le mélange de métaux du groupe A, peut renfermer, par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A, de 40 % à 100 %, par exemple de 65 % à 95 %, en particulier de 65 % à 90 % d'atomes de platine, et de 0 % à 60 %, par exemple de 5 % à 35 %, en particulier de 10 0/0 à 35 % d'atomes de rhodium, rhénium ou d'un mélange de ceux-ci, en particulier de rhodium, étant précisé que la somme des atomes de platine, rhodium et rhénium, en particulier de platine et de rhodium, s'élève globalement à 100 % d'atomes. Le composé de métal du groupe B peut le cas échéant 20 être constitué d'au moins un oxyde de bore. Le groupe B est préférentiellement constitué d'aluminium, gallium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, halnium, niobium, tantale, chrome, tungstène, manganèse, fer ou leurs mélanges. 25 Selon un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, le groupe B est constitué par l'aluminium, cérium, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome ou leurs mélanges, en particulier l'yttrium, cérium, titane, zirconium, tantale, ou leurs mélanges. 30 Le métal ou le mélange de métaux du groupe B et/ ou le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B peut par exemple renfermer, par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A de 70 % à 100 % d'atomes d'aluminium, cérium, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome ou de leurs mélanges, et 35 de 0 % à 30 % d'atomes de silicium, germanium, étain, bore, gal-
17 lium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutétium, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, ou de leurs mélanges, étant précisé que la somme des atomes d'aluminium, cérium, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, silicium, germanium, étain, bore, gallium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutétium, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, s'élève globalement à 100 % d'atomes. Lors de l'étape a2), on peut également préparer au moins deux composés d'un métal ou d'un mélange de métaux. Ces composés peuvent se distinguer aussi bien concernant le type de métal et/ou le type de particule liante, en particulier de formateurs de sel ou d'agents complexants. A titre d'exemple, lors de l'étape a2), on peut préparer un premier composé, par exemple un éthoxylate, isopropoxylate ou isobutylate, d'un premier métal du groupe B, par exemple choisi dans le groupe formé par l'yttrium, le cérium, le titane, le zirconium et le tan- tale, et un second composé similaire ou différent du premier, par exemple un éthoxylate, isopropoxylate ou isobutylate d'un second métal du groupe B similaire ou différent, en particulier différent du premier, par exemple choisi dans le groupe formé par l'yttrium, le cérium, le titane, le zirconium et le tantale.
Par rapport à la quantité totale d'atomes de métaux du groupe A du premier et du second composé, on peut préparer de 1 0/0 à 99 %, par exemple de 45 % à 55 % d'atomes du premier composé, par exemple de tétra-isopropoxyde de zirconium ou de pentaéthoxyde de tantale, et de 1 % à 99 %, par exemple de 45 % à 55 % d'atomes du second composé, par exemple d'acétate de cérium ou d'acétate d'yttrium, étant précisé que la somme des atomes des métaux du premier et du second composé s'élève globalement à 100 d'atomes. L'invention a également pour objet un matériau électri- quement conducteur, en particulier un matériau pour électrode et/ ou
18 un matériau pour piste conductive et/ou un matériau électriquement conducteur chimiosensible, en particulier sensible aux gaz, obtenu par le procédé conforme à l'invention, ainsi que son utilisation. A titre d'exemple, on peut utiliser un matériau électriquement conducteur ob- tenu par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention en tant que matériau pour électrode, et/ou en tant que matériau pour piste conductive et/ou en tant que matériau électriquement conducteur chimiosensible, en particulier sensible aux gaz, pour un capteur, un catalyseur ou une cellule de combustible, en particulier, un matériau électriquement conducteur obtenu par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention peut être utilisé dans un capteur de gaz d'échappement tel qu'une sonde lambda, dans un chimiocapteur tel qu'un chimiocapteur à effet de champ, ou dans un transistor (capteur) à effet de champ, par exemple chimiosensible, par exemple en tant qu'électrode de grille, ou matériau pour électrode de grille et/ou en tant que piste conductive ou matériau pour piste conductive. Dessins et exemples D'autres avantages et modes de réalisation avantageux de l'invention sont représentés sur les dessins et illustrés par la descrip- tion ci-dessous. Il est à noter que les dessins n'ont qu'un caractère illustratif et ne sont pas de nature à limiter de quelque manière que ce soit l'invention. - la figure 1 est une vue en coupe très schématisée d'un premier mode de réalisation d'un matériau électriquement conducteur con- forme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe très schématisée d'un second mode de réalisation d'un matériau électriquement conducteur con-forme à l'invention, - la figure 3a est une vue en coupe très schématisée d'un troisième mode de réalisation d'un matériau électriquement conducteur con-forme à l'invention, - la figure 3b est une vue en coupe très schématisée d'un quatrième mode de réalisation d'un matériau électriquement conducteur con-forme à l'invention, et
19 - la figure 4 est une vue en coupe très schématisée d'un cinquième mode de réalisation d'un matériau électriquement conducteur con-forme à l'invention. Selon la figure 1, le matériau électriquement conducteur conforme au premier mode de réalisation comporte des noyaux 1 en un métal ou en un mélange de métaux du groupe A qui sont entourés au moins partiellement d'oxyde(s) 2a, 2b, d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. Un tel matériau peut par exemple être obtenu conformément à l'étape a2) par la mise en oeuvre de nanoparticules des groupes A et B de dimension similaire. Selon la figure 2, le matériau électriquement conducteur conforme au second mode de réalisation se distingue du matériau électriquement conducteur conforme au premier mode de réalisation en ce que, lors de l'étape a2), on met en oeuvre des nanoparticules du groupe B qui sont sensiblement plus petites que les nanoparticules du groupe A. La figure 3a représente une particule 3, qui, conformé-ment à l'étape al) résulte de l'oxydation de nanoparticules qui renferment aussi bien des métaux du groupe A que des métaux du groupe B.
Selon cette figure, la particule 3 ainsi obtenue comporte un noyau 1 en un métal ou un mélange de métaux du groupe A qui est totalement entouré d'une couche d'oxyde 2b d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. En outre, selon la figure 3a, la transition du noyau 1 à la couche d'oxyde 2b est graduelle.
La figure 3b représente une particule 3, qui, conformé-ment à l'étape a2) résulte de la réaction de nanoparticules du groupe A avec une solution d'un composé d'un métal du groupe B suivie d'une oxydation. Selon cette figure, la particule 3 ainsi obtenue comporte un noyau 1 en un métal ou un mélange de métaux du groupe A qui est to- talement entouré par une couche d'oxyde 2c d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. Selon la figure 4, le matériau électriquement conducteur conforme au cinquième mode de réalisation est obtenu à partir de parti-cules 3 liées les unes aux autres avec entre elles des pores 4 ; les parti- cules 3 sont respectivement constituées d'un noyau 1 en un métal ou
20 un mélange de métaux du groupe A qui est au moins partiellement et en particulier essentiellement entouré d'une couche d'oxyde 2a, 2b d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. Un tel matériau peut, conformément à l'étape al), être obtenu par oxydation de nanoparti- cules qui renferment des métaux du groupe A et des métaux du groupe B, ou selon l'étape a2), par réaction de nanoparticules du groupe A avec une solution d'un composé d'un métal du groupe B suivie d'une oxydation. Exemple 1 Des nanoparticules constituées de 80 % en poids de platine, 10 % en poids de rhodium et 10 % en poids de titane, sont appliquées sous une forme colloïdale dissoute dans un solvant sur une surface en dioxyde de zirconium et séchées. Le film formant laque résultant est tout d'abord soumis à un premier traitement dans une atmos- phère non oxydante renfermant 2,5 % en volume d'hydrogène élémentaire, à 650°C pendant 5 heures, puis, à un second traitement dans de l'air en tant qu'atmosphère oxydante, également à 650°C pendant 5 heures. Exemple 2 Une solution (colloïdale) dans de la N-méthyl pyrrolidone de nanoparticules constituées de 94 % en poids de platine et de 6 % en poids de rhodium, et de tétra-isobutyloxate de titane, étant précisé que les atomes de titane sont présentés par rapport à la somme des atomes de platine et de rhodium dans un rapport de 1:9 est appliquée sur la surface d'un wafer en silicium et séchée. Le film formant laque résultant est tout d'abord soumis à un premier traitement dans une atmosphère non oxydante renfermant 2,5 % en volume d'hydrogène élémentaire, à 600°C pendant 2 heures, puis à un second traitement dans une atmosphère oxydante renfermant 10 % en volume d'oxygène dans de l'azote, également à 600°C pendant 2 heures. Le cliché pris au microscope électronique à balayage du matériau ainsi obtenu est représenté sur la figure 5. Ce matériau présente une conductibilité électrique élevée supérieure à 106 Sm-1, et est constitué de particules comportant une granulométrie moyenne déterminée par microscopie électronique à ba- layage 5 nm.
21 Exemple 3 Une solution (colloïdale) dans la N-méthyl pyrrolidone de nanoparticules constituées de 80 % en poids de platine et de 20 % en poids de rhodium, et de tétra-isobutyloxate de zirconium et d'acétate de cérium, étant précisé que les atomes de zirconium sont présents par rapport aux atomes de cérium et à la somme des atomes de platine et de rhodium dans un rapport de 9:10:81, est appliquée sur la surface d'un wafer en silicium et séchée. Le film formant laque résultant est d'abord soumis à un premier traitement dans une atmosphère non oxydante renfermant 2,5 % en volume d'hydrogène élémentaire à 600°C pendant 10 heures, puis à un second traitement dans 10 % en volume d'oxygène dans de l'azote constituant une atmosphère oxydante, égale-ment à 600°C, pendant 2 heures. Le cliché pris au microscope électronique à balayage du matériau ainsi obtenu est représenté sur la figure 15 6. Ce matériau présente une conductibilité électrique élevée supérieure à 106 Sm-' et est constitué de particules ayant une granulométrie moyenne déterminée par microscopie électronique à balayage 10 nm. Exemple 4 Une solution (colloïdale) dans la N-méthyl pyrrolidone de 20 nanoparticules constituées de 81 % en poids de platine et de 19 % en poids de rhodium et de pentaéthoxyde de tantale et d'acétate d'yttrium, étant précisé que les atomes de tantale sont présents par rapport aux atomes d'yttrium et à la somme des atomes de platine et de rhodium dans un rapport de 8:8:84, est appliquée sur la surface d'un wafer en 25 silicium et séchée. Le film formant laque résultant est tout d'abord soumis à un premier traitement dans une atmosphère non oxydante renfermant 2,5 % en volume d'hydrogène élémentaire à 600°C pendant 10 heures, puis à un second traitement dans 10 % en volume d'oxygène dans de l'azote constituant une atmosphère oxydante, également à 30 600°C pendant 2 heures. L'échantillon a ensuite été traité à 800°C pendant 100 heures dans 10 % en volume d'oxygène dans de l'azote. Le cliché pris au microscope électronique à balayage du matériau ainsi obtenu est représenté sur la figure 7. Ce matériau présente une conductibilité électrique élevée supérieure à 106 Sm-1 et est constitué de
22 particules ayant une granulométrie moyenne, déterminée par microscopie électronique à balayage 25 nm.5 NOMENCLATURE 1 Noyau 2a, 2b, 2c Oxyde 3 Particule 4 Pore lo

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS1 °) Matériau électriquement conducteur renfermant : - des noyaux (1) en un métal ou un mélange de métaux choisi dans le groupe A formé par le platine, rhodium, or, palladium, argent, cuivre, iridium, ruthénium, osmium, rhénium et leurs mélanges, - les noyaux étant entourés au moins partiellement d'au moins un oxyde (2a, 2b, 2c) d'un métal ou d'un mélange de métaux choisi dans le groupe B formé par le silicium, germanium, étain, bore, aluminium, gallium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, et leurs mélanges, caractérisé en ce que les noyaux (1) présentent une granulométrie moyenne 100 nm. 15 2°) Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il est formé de particules (3) reliées les unes aux autres et comportant des pores (4) entre elles, les particules (3) comportant respectivement 20 un noyau (1) en un métal ou un mélange de métaux qui est entouré au moins partiellement d'une couche d'oxyde (2b, 2c) d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B. 3°) Matériau selon la revendication 2, 25 caractérisé en ce que les particules (3) présentent une granulométrie moyenne de 0,5 nm à 110 nm, mesurée par microscopie électronique à balayage. 4°) Matériau selon la revendication 2 ou la revendication 3, 30 caractérisé en ce que les pores (4) situés entre les particules (3) présentent une dimension moyenne de 0,1 nm à 50 nm, mesurée par microscopie électronique à balayage. 355°) Matériau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu' il renferme, par rapport à la quantité totale d'atomes métalliques dans celui-ci : étant précisé que la somme des métaux des groupes A et B s'élève globalement à 100 % d'atomes. 6°) Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que - le groupe A est formé par le platine, ruthénium, rhénium ou leurs mélanges, et/ou - le groupe B est formé par l'aluminium, cérium, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, ou leurs mélanges, en particulier par l'yttrium, cérium, titane, zirconium, tantale, ou leurs mélanges. 7°) Procédé d'obtention d'un matériau électriquement conducteur com-20 portant les étapes consistant à : al) Préparer des nanoparticules renfermant : - un métal ou un mélange de métaux choisi dans le groupe A formé par le platine, rhodium, or, palladium, argent, cuivre, iridium, ruthénium, osmium, rhénium, et leurs mélanges, et 25 - un métal ou un mélange de métaux choisi dans le groupe B formé par le silicium, germanium, étain, bore, aluminium, gallium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, 30 nickel, zinc, et leurs mélanges, et/ou a2) Préparer un mélange homogène formé : - de nanoparticules renfermant un métal ou un mélange de métaux choisi dans le groupe A formé par le platine, rhodium, or, palladium, argent, cuivre, iridium, ruthénium, osmium, rhé- 35 nium, et de leurs mélanges, et - de 65 % à 97 % d'atomes de métaux du groupe A, et - de 3 % à 35 % d'atomes de métaux du groupe B, 26 - d'un métal ou d'un mélange de métaux choisi dans le groupe B formé par le silicium, germanium, étain, bore, aluminium, gallium, indium, béryllium, magnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, nickel, zinc, et leurs mélanges, - et/ou au moins un composé d'un métal ou d'un mélange de métaux choisi dans le groupe B formé par le silicium, germanium, étain, bore, aluminium, gallium, indium, béryllium, ma- gnésium, scandium, yttrium, lanthane, lanthanides, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, étain, cobalt, nickel, zinc, et leurs mélanges, et b) Traiter le matériau de l'étape al) ou de l'étape a2) à au moins 200°C pendant 10 mn avec un gaz ou un mélange de gaz oxydant. 8°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lors de l'étape a2), on prépare le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B sous une forme dissoute dans un solvant. 9°) Procédé selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que - lors de l'étape al), on prépare le métal ou le mélange de métaux du groupe B sous la forme d'une suspension de nanoparticules dans un solvant, et/ ou - lors de l'étape a2), on prépare le métal ou le mélange de métaux du groupe B sous la forme d'une suspension de nanoparticules dans un solvant, et/ou - lors de l'étape a2), on prépare le composé du métal ou du mélange de métaux du groupe B sous la forme d'une suspension de nanoparticules dans un solvant. 10°) Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu' 27 il comporte, avant l'étape b) une étape b03) consistant à traiter le matériau à au moins 350°C pendant au moins 20 minutes avec un gaz ou un mélange de gaz non oxydant. 11 °) Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que - le groupe A est formé par le platine, rhodium, rhénium, ou leurs mélanges, et/ou - le groupe B est formé par l'aluminium, cérium, titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale, chrome, ou leurs mélanges, en particulier par l'yttrium, cérium, titane, zirconium, tantale, ou leurs mélanges. 12°) Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le composé d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B est constitué par : - un oxyde, nitrate et/ou halogénure d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B, et/ou - un alcoolate d'un métal ou d'un mélange de métaux du groupe B ou un sel d'un acide organique avec un métal ou un mélange de métaux du groupe B.25
FR1150823A 2010-02-04 2011-02-02 Materiau electriquement conducteur Withdrawn FR2955968A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010001567A DE102010001567A1 (de) 2010-02-04 2010-02-04 Elektrisch leitfähiges Material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2955968A1 true FR2955968A1 (fr) 2011-08-05

Family

ID=44307730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1150823A Withdrawn FR2955968A1 (fr) 2010-02-04 2011-02-02 Materiau electriquement conducteur

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2011162879A (fr)
CN (1) CN102148068B (fr)
DE (1) DE102010001567A1 (fr)
FR (1) FR2955968A1 (fr)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5140187B1 (ja) * 2011-09-27 2013-02-06 田中貴金属工業株式会社 導電粒子及び金属ペースト並びに電極
DE102012200606A1 (de) * 2012-01-17 2013-07-18 Robert Bosch Gmbh Elektrisch leitfähiges Material
WO2013108942A1 (fr) * 2012-01-19 2013-07-25 Kim Young Sang Composite préparé grâce à l'adhérence de nanoparticules d'étain sur des poudres métalliques et non métalliques
EP2832472B1 (fr) * 2012-03-30 2021-07-28 Applied Nanoparticle Laboratory Corporation Pâte de nanométal composite contenant une charge de cuivre, et procédé de liaison
JP5189705B1 (ja) 2012-09-25 2013-04-24 田中貴金属工業株式会社 センサー電極及びその製造方法、並びに、電極形成用の金属ペースト
CN102994855B (zh) * 2012-11-28 2016-03-30 太仓市天合新材料科技有限公司 一种延展性好的金属
CN103205593A (zh) * 2013-04-19 2013-07-17 苏州昊迪特殊钢有限公司 一种铂合金复合材料的配方
CN105723225B (zh) * 2013-11-07 2019-01-11 贺利氏德国有限两合公司 测试针和制造测试针的方法
CN104480346A (zh) * 2014-12-25 2015-04-01 春焱电子科技(苏州)有限公司 一种含有钽元素的电子材料用铜合金
CN105112718A (zh) * 2015-09-08 2015-12-02 张超 一种铜稀土合金
WO2017150009A1 (fr) * 2016-02-29 2017-09-08 エヌ・イー ケムキャット株式会社 Catalyseur pour électrode, composition pour former une électrode à diffusion de gaz, électrode à diffusion de gaz, ensemble d'électrode à membrane, et empilage de piles à combustible
WO2017150010A1 (fr) * 2016-02-29 2017-09-08 エヌ・イー ケムキャット株式会社 Catalyseur destiné à une électrode, composition destinée à former une électrode à diffusion de gaz, électrode à diffusion de gaz, ensemble électrode à membrane, et empilement de piles a combustible
CN106119594A (zh) * 2016-08-31 2016-11-16 裴秀琴 一种银合金新材料
CN106449094A (zh) * 2016-09-30 2017-02-22 安徽鑫利源电子有限公司 薄膜电容器接线端子
CN107447125A (zh) * 2017-08-30 2017-12-08 太仓天润新材料科技有限公司 一种铜合金高导电环保新材料
CN107586994B (zh) * 2017-10-16 2019-03-05 南京工程学院 一种高导电率铜合金及其制备方法
CN107946271B (zh) * 2017-11-14 2020-01-21 汕头市骏码凯撒有限公司 一种半导体封装用银合金线及其制造方法
CN110972343A (zh) * 2018-09-29 2020-04-07 中新三三仁智科技江苏有限公司 智能致密化金属纳米负离子热源导体
CN111394606B (zh) * 2020-05-06 2021-03-16 贵研铂业股份有限公司 一种金基高阻合金、合金材料及其制备方法
CN113106286B (zh) * 2021-03-15 2022-07-01 江阴金湾合金材料有限公司 一种5g通信用高导电铍铜合金棒及其制备工艺
CN114433862B (zh) * 2022-02-10 2022-10-14 西安交通大学 一种钼铼镧预合金粉末及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004179139A (ja) * 2002-09-30 2004-06-24 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 導電性粒子とそれを含有する導電性接着材料及び透明導電膜形成用塗料及びそれを用いた透明導電膜並びに表示装置
JP2006193796A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Ishifuku Metal Ind Co Ltd 導電ペースト用貴金属粉末及びその製造方法
US20070251822A1 (en) 2005-09-02 2007-11-01 William Hoagland Visual hydrogen sensors using nanoparticles
KR20070095497A (ko) * 2005-09-30 2007-10-01 삼성에스디아이 주식회사 전극 형성용 전도성 분체, 이의 제조방법, 이를 이용한플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성방법, 및 이를포함하는 플라즈마 디스플레이 패널
CN100448540C (zh) * 2005-11-08 2009-01-07 财团法人工业技术研究院 金属纳米光催化剂复合材料及其制法
KR100886084B1 (ko) * 2005-12-06 2009-02-26 주식회사 엘지화학 코어-쉘 형태의 나노입자 및 그 제조방법
WO2007086267A1 (fr) * 2006-01-27 2007-08-02 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Nanoparticule semi-conductrice présentant une structure noyau/enveloppe et son procédé de fabrication
US20070227300A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 Quantumsphere, Inc. Compositions of nanometal particles containing a metal or alloy and platinum particles for use in fuel cells
WO2008090814A1 (fr) * 2007-01-22 2008-07-31 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Nanoparticule de semi-conducteur de type cœur/écorce et son procédé de fabrication
CN100482385C (zh) * 2007-06-15 2009-04-29 北京化工大学 一种银/二氧化硅核壳结构纳米颗粒制备方法
DE102007041027A1 (de) * 2007-08-29 2009-03-05 Eckart Gmbh Effektpigmente auf Basis von aus anorganisch-organischen Mischphasen gebildeten Substraten, deren Herstellung und Verwendung
TWI353269B (en) * 2007-12-07 2011-12-01 Nat Univ Tsing Hua Process for preparing aldehyde or ketone by oxidat
WO2009132036A1 (fr) * 2008-04-21 2009-10-29 Quantumsphere, Inc. Composition et procédé d'utilisation de matériaux d'échelle nanométrique dans des applications de stockage d'hydrogène
US20110105889A1 (en) * 2008-07-17 2011-05-05 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Nanoparticle labeling and system using nanoparticle labeling
CN101362200A (zh) * 2008-09-20 2009-02-11 大连理工大学 金属氧化物包覆异质金属“核/壳”型纳米粒子的合成方法
CN101623634A (zh) * 2009-08-04 2010-01-13 厦门大学 包裹贵金属纳米颗粒的核壳纳米催化剂及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102148068A (zh) 2011-08-10
DE102010001567A1 (de) 2011-08-04
CN102148068B (zh) 2016-08-31
JP2011162879A (ja) 2011-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2955968A1 (fr) Materiau electriquement conducteur
FR2985849A1 (fr) Materiau electriquement conducteur
Xu et al. Pd-catalyzed instant hydrogenation of TiO 2 with enhanced photocatalytic performance
Arenz et al. Carbon-supported Pt–Sn electrocatalysts for the anodic oxidation of H2, CO, and H2/CO mixtures.: Part II: The structure–activity relationship
Hernández et al. Methanol oxidation on gold nanoparticles in alkaline media: Unusual electrocatalytic activity
Avasarala et al. Electrochemical oxidation behavior of titanium nitride based electrocatalysts under PEM fuel cell conditions
Ohyama et al. Oxygen reduction reaction over silver particles with various morphologies and surface chemical states
Ammam et al. Quaternary PtMnCuX/C (X= Fe, Co, Ni, and Sn) and PtMnMoX/C (X= Fe, Co, Ni, Cu and Sn) alloys catalysts: synthesis, characterization and activity towards ethanol electrooxidation
Tominaga et al. Composition–activity relationships of carbon electrode-supported bimetallic gold–silver nanoparticles in electrocatalytic oxidation of glucose
Song et al. Carbon-coated, methanol-tolerant platinum/graphene catalysts for oxygen reduction reaction with excellent long-term performance
FR2930075A1 (fr) Titanates de structure perovskite ou derivee et ses applications
Shui et al. Making Pt-shell Pt 30 Ni 70 nanowires by mild dealloying and heat treatments with little Ni loss
Croy et al. Size-selected Pt nanoparticles synthesized via micelle encapsulation: effect of pretreatment and oxidation state on the activity for methanol decomposition and oxidation
Ansari et al. Effect of processing parameters on size, density and oxygen reduction reaction (ORR) activity of Pd nanoparticles grown by spin coating
EP1971431B1 (fr) Preparation d&#39;un materiau comprenant un melange de nanoparticules de metal noble et de nanoparticules d&#39;oxyde de terres rares
EP2792410A1 (fr) Procédé de préparation d&#39;un catalyseur comprenant des nanoparticules d&#39;or, le catalyseur et son utilisation
EP2680353B1 (fr) Nanoparticules creuses de platine pour piles à combustible
EP3646948A1 (fr) Catalyseur supportant des grappes et son procédé de fabrication
EP2350350B1 (fr) Procede de preparation d&#39;une electrode pour la production d&#39;hydrogene
Sharma et al. Platinum recycling through electroless dissolution under mild conditions using a surface activation assisted Pt-complexing approach
JP5515635B2 (ja) 貴金属担持炭化ケイ素粒子とその製造方法及びそれを含有する触媒並びにその製造方法
Brown et al. Alloying effects of cosputtered gold-platinum thin films on the oxygen reduction reaction in acidic electrolyte
Zahoranová et al. Study of the character of gold nanoparticles deposited onto sputtered cerium oxide layers by deposition-precipitation method: Influence of the preparation parameters
CA2769198C (fr) Methode de fabrication d&#39;une barriere thermique
Burkov et al. Influence of carbon content of WC-Co electrode materials on the wear resistance of electrospark coatings

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

ST Notification of lapse

Effective date: 20211005