JP2000178610A - Production of metallic hyperfine particle - Google Patents

Production of metallic hyperfine particle

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JP2000178610A
JP2000178610A JP10357740A JP35774098A JP2000178610A JP 2000178610 A JP2000178610 A JP 2000178610A JP 10357740 A JP10357740 A JP 10357740A JP 35774098 A JP35774098 A JP 35774098A JP 2000178610 A JP2000178610 A JP 2000178610A
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alloy
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ultrafine
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Takao Oshima
孝郎 大島
Megumi Matsumura
恵 松村
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Nikko Rica Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of producing an aggregated body and a dispersed body of hyperfine particles of the group 1B and 8A metals in the Periodic Table and the alloys thereof. SOLUTION: As to this method, from an alloy in which 1st metal as a solute is formed a super-saturated solid solution into a matrix of 2nd metal, the 2nd metal is extracted to form a hyperfine particle aggregated body in which the hyperfine particles of the 1st metal are aggregated to a skeleton shape, the stage in which this aggregated body of the hyperfine particles is cleaned is included, and the hyperfine particles of the 1st metal are produced. In this case, (1) a liq. alloy composed of the 1st metal consisting of Cu, Au, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir and/or Pt and the 2nd metal consisting of Al or (2) a liq. alloy composed of the 1st metal consisting of Ag-Pd or Ag-Cu and the 2nd metal consisting of Al is rapidly solidified to form into an alloy in which the 1st metal is formed the super-saturated solid solution into the 2nd metal, and an aq. soln. of the hydroxide of alkali metal is acted on this super-saturated solid solution alloy to extract the 2nd metal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は金属超微粒子を製造
する方法に関するものであり、周期律表の8A族と1B
族の金属とこれらの金属の2種以上による合金の超微粒
子に適用できる方法に関するものである。金属粉末は産
業上、多くの分野に利用されている。例えばエレクトロ
ニクス分野の導電性塗料、導電性接着剤にはAg、A
u、Pt、Pd、Ag−Pd、Ag−Auなどの粉末
が、電磁波シールド材にはNi、Agなどの粉末が、1
次電池の正極材にはAgの粉末が、燃料電池の酸素極に
はPtの粉末が、化学工業分野の触媒にはFe、Co、
Ni、Ru、Pd、Pt、Agなどの粉末が、抗菌剤に
はAgの粉末が、WC−Co系の超硬合金にはCo粉末
が、積層セラミックコンデンサーの電極材料にはAg−
PdやNi粉末が、MIM(金属射出成形)用の原料粉
末にはFe、Co、Ni、Cuの粉末が使用されてい
る。従って多方面の用途に使用される各種金属粉末の製
造方法について以下に説明する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing ultrafine metal particles, and more particularly, to a method for forming a group 8A and a group 1B of the periodic table.
The present invention relates to a method applicable to ultrafine particles of a group III metal and an alloy of two or more of these metals. Metal powders are used in many fields in industry. For example, conductive paints and conductive adhesives in the electronics field include Ag, A
powder such as u, Pt, Pd, Ag-Pd, Ag-Au, and powder such as Ni, Ag for the electromagnetic wave shielding material.
Ag powder is used for the cathode material of the secondary battery, Pt powder is used for the oxygen electrode of the fuel cell, and Fe, Co,
Powders such as Ni, Ru, Pd, Pt and Ag, Ag powders for antibacterial agents, Co powders for WC-Co cemented carbides, and Ag- powders for electrode materials of multilayer ceramic capacitors.
Pd and Ni powders, and powders of Fe, Co, Ni, and Cu are used as raw material powders for MIM (metal injection molding). Accordingly, a method for producing various metal powders used for various applications will be described below.

【0002】[0002]

【従来の技術】前記の金属粉末は、従来技術である機械
的粉砕法、化学的塩分解法、電気化学メッキ法、溶融金
属霧化法などで粉末化することができる。しかし、これ
らの方法では約100nm以下のいわゆる超微粒子を製
造することは容易でない。ガス蒸発法などの各種方法
は、各種金属の超微粒子を製造することは可能である
が、生産性が低くコスト高である。
2. Description of the Related Art The above-mentioned metal powder can be powdered by a conventional technique such as a mechanical pulverization method, a chemical salt decomposition method, an electrochemical plating method, and a molten metal atomization method. However, it is not easy to produce so-called ultrafine particles of about 100 nm or less by these methods. Various methods such as a gas evaporation method can produce ultrafine particles of various metals, but have low productivity and high cost.

【0003】1970年7月16日に発行されたUSS
R発明者証明書第267079号、及び特開平8−30
2405号公報に開示された方法は高い生産性でAg超
微粒子を製造するために、40重量%のAgを含有量す
るAg−Al合金インゴットを溶製し、この合金インゴ
ットを1.5〜2mmの厚みを有するストリップ箔に圧
延し、このストリップ箔を空気中550℃で熱処理し、
この温度を2時間保持してAl内にAgの均質な過飽和
固溶体を形成し、次いで水中で急冷してこの構造を固定
し、次にストリップ箔の化学的表面浄化を行うべく、そ
れをKOHの15%水溶液に侵漬し、次に水、次いでH
NO3 の30%水溶液に侵漬し、再度水に侵漬し、次に
Alの抽出を行うべく30℃のKOHの25%水溶液に
12時間侵漬し、形成された銀超微粒子凝集体を新しい
タンクに移し、新しいKOHの35%水溶液を注ぎ、入
念な攪拌を15分間行い、更に40KHzの振動数の超
音波振動をタンクに25分間加え、でき上がった粉末を
アルカリ水溶液から分離した後、洗浄、乾燥する。この
方法により、平均粒径約85nmのAg超微粒子を製造
することができると記載されている。
USS issued on July 16, 1970
R Inventor Certificate No. 267079 and JP-A-8-30
In the method disclosed in Japanese Patent No. 2405, in order to produce Ag ultrafine particles with high productivity, an Ag-Al alloy ingot containing 40% by weight of Ag is melted, and this alloy ingot is 1.5 to 2 mm in size. Rolled into a strip foil having a thickness of
This temperature is maintained for 2 hours to form a homogeneous supersaturated solid solution of Ag in Al, then quenched in water to fix the structure, and then to remove the KOH from the strip to perform chemical surface cleaning of the strip foil. Soak in 15% aqueous solution, then water, then H
It is immersed in a 30% aqueous solution of NO 3 , immersed again in water, and then immersed in a 25% aqueous solution of KOH at 30 ° C. for 12 hours in order to extract Al. Transfer to a new tank, pour a new 35% aqueous solution of KOH, perform thorough stirring for 15 minutes, further apply ultrasonic vibration of 40 KHz frequency to the tank for 25 minutes, separate the resulting powder from the alkaline aqueous solution, and wash ,dry. It is described that ultrafine Ag particles having an average particle size of about 85 nm can be produced by this method.

【0004】この公知な技術の金属学的に重要な点は2
つあり、1つは高純度超微粒子とするためにAg溶質を
Alマトリックスに『固溶』した合金としている点であ
り、他の1つは、高い生産性を求めて、Agの収量を増
加するために溶体化熱処理を行ってAgがAlに『過飽
和に固溶』した固溶体としている点である。この『過飽
和固溶体』は高純度超微粒子を製造する上で有用である
と明細書中に説明されている。この有用性の金属学的・
化学的意味を考察すると、過飽和固溶体を形成する合金
中のAlマトリックスは、アルカリ水溶液に溶解すると
いう純Alとしての性質が保たれていて、且つ、そのA
l結晶中に規則性を持たずに存在する溶質Ag原子は、
Alが抽出されることによりAg原子として遊離し、そ
れが集合して、超微粒子を形成するものと解釈される。
ところで合金の腐食に関しては、例えば陽極の電位を高
める元素を加えるという腐食抑制手段があるように、一
般的に言って合金の腐食(溶解)は合金構成元素相互の
影響を受ける。したがって上述の解釈は専ら金属組織の
面からAlの抽出とAgの遊離をとらえる考え方であ
り、またこのような考え方でAl−Ag合金で起こって
いる現象を説明することができる。しかし、上記公報は
これ以外の合金を具体的に示していないので、この解釈
がAl−Ag以外の合金にも敷衍できるとは即断できな
い。
The metallurgical significance of this known technique is
One is that the Ag solute is made into a "solid solution" alloy in the Al matrix in order to obtain high purity ultrafine particles, and the other one is to increase Ag yield in pursuit of high productivity. In this case, a solution heat treatment is performed to form a solid solution in which Ag is “supersaturated” in Al. This "supersaturated solid solution" is described in the specification as being useful for producing high-purity ultrafine particles. The metallurgy of this usefulness
Considering the chemical meaning, the Al matrix in the alloy forming the supersaturated solid solution retains the property of pure Al, which is soluble in an aqueous alkaline solution, and its A
l Solute Ag atoms present without regularity in the crystal
It is interpreted that when Al is extracted, it is liberated as Ag atoms, which are aggregated to form ultrafine particles.
By the way, regarding the corrosion of the alloy, the corrosion (melting) of the alloy is generally affected by the constituent elements of the alloy, as in the case of a corrosion suppressing means, for example, by adding an element for increasing the potential of the anode. Therefore, the above-described interpretation is based on the idea of exclusively extracting Al and releasing Ag from the aspect of the metal structure, and it is possible to explain the phenomenon occurring in the Al-Ag alloy by such an idea. However, since the above publication does not specifically show other alloys, it cannot be immediately determined that this interpretation can be extended to alloys other than Al-Ag.

【0005】この『過飽和固溶体』は、Ag−Al平衡
状態図によれば、例えば40重量%のAgを含むAg−
Al液体合金を冷却速度5×100 ℃/sで徐冷凝固す
ると平衡状態図に一致してAl相とAg2 Al相の混合
相となる。この混合相合金をアルカリ水溶液で処理する
と、Alのみが抽出され、Ag2 Al金属間化合物の中
のAlは抽出されない。すなわち抽出後には、Ag2
l金属間化合物が凝固の時に生成した結晶の形状と大き
さのまま残り、高純度Ag超微粒子は得られない。従っ
て、Ag2 Alの生成を避けるべく、Agの配合量を減
らしてAgをAlに固溶させることを狙うと、過飽和固
溶していない溶質Ag原子が分離されるとの実施例は前
記公報にはないので、Alの抽出が可能かどうか分から
ないが、もし可能であるとしても、常温の平衡状態にお
いてAlがAgを固溶する量は1重量%以下の極微量で
あり、実用的ではない。
According to the Ag-Al equilibrium diagram, this "supersaturated solid solution" is, for example, an Ag-Al containing 40% by weight of Ag.
A mixed phase of Al phase and Ag 2 Al phase the Al liquid alloy matches the equilibrium diagram and slow cooling solidification at a cooling rate 5 × 10 0 ℃ / s. When this mixed phase alloy is treated with an alkaline aqueous solution, only Al is extracted, and Al in the Ag 2 Al intermetallic compound is not extracted. That is, after extraction, Ag 2 A
(1) The intermetallic compound remains in the shape and size of the crystal formed during solidification, and high-purity Ag ultrafine particles cannot be obtained. Therefore, in order to avoid the formation of Ag 2 Al, if the aim is to reduce the amount of Ag to form a solid solution of Ag in Al, an example in which a solute Ag atom that is not supersaturated and solid-solved is separated is disclosed in the aforementioned publication. It is not known whether it is possible to extract Al because it is not available. However, even if it is possible, the amount of Al that forms a solid solution with Ag in an equilibrium state at room temperature is a very small amount of 1% by weight or less. Absent.

【0006】AlにAgを多量に固溶させるために、前
記した従来の技術では溶体化熱処理の方法を採用してい
る。すなわちAg−Al合金において、合金の温度を高
くすると平衡状態でのAgの固溶限が拡大し、566℃
ではAg55重量%まで固溶量が増加する。よって、高
温で多量に固溶した状態を水中で急冷してこの構造を固
定すれば、多量のAgを過飽和固溶したAg−Al合金
が得られる。
In order to dissolve a large amount of Ag in Al, a solution heat treatment method is adopted in the above-mentioned conventional technology. That is, in the Ag-Al alloy, when the temperature of the alloy is increased, the solid solubility limit of Ag in an equilibrium state is increased, and
In this case, the amount of solid solution increases to 55% by weight of Ag. Therefore, if the state in which a large amount of solid solution is dissolved at a high temperature is quenched in water to fix the structure, an Ag-Al alloy in which a large amount of Ag is supersaturated is obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平8−3
02405の方法は3つの欠点がある。1つめの欠点
は、適用できる金属の種類である。この方法がAl−A
g以外にどの金属の組み合わせに適用できるか不明であ
る。仮に段落0004で述べたような解釈が敷衍できる
とすると、アルカリ水溶液で抽出できる金属をAl、S
i、Znの3種類とし、目的とする超微粒子がアルカリ
水溶液に溶解しない金属である場合の組み合わせにおい
て、溶体化熱処理による過飽和固溶体化と同時に、固溶
量が1重量%以上の実用上価値がある量に拡大される組
み合わせは、公知の状態図によればAg−Al合金とC
u−Al合金の2種類だけである。すなわち、Ag及び
Cu以外の高純度超微粒子は製造することができないこ
とになる。2つめの欠点は、熱処理により過飽和固溶体
を作るのに、鋳造、圧延、溶体化処理、水冷と、多くの
工程を必要とし、高コストを招く欠点がある。3つめの
欠点は、超微粒子を高純度化する手段として、Alの抽
出を促進するために凝集体をアルカリ水溶液中で入念に
攪拌することと、超音波振動を加えることである。これ
を実施すると、凝集が崩れて一部は超微粒子となりアル
カリ水溶液中に分散される。分散された状態は、その後
の洗浄工程でアルカリ水溶液と超微粒子を分離するため
の沈降や濾過などが工業的に非常に難しくなるという欠
点である。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-3
The method of 02405 has three disadvantages. The first disadvantage is the type of metal that can be applied. This method is Al-A
It is unknown which combination of metals other than g can be applied. Assuming that the interpretation described in paragraph 0004 can be extended, the metals that can be extracted with an aqueous alkali solution are Al, S
In a combination of three types of i and Zn, in which the target ultrafine particles are a metal that does not dissolve in an aqueous alkaline solution, a practical value of 1% by weight or more is obtained at the same time as supersaturated solid solution by solution heat treatment. According to the known phase diagram, the combination expanded to a certain amount is an Ag-Al alloy and C
There are only two types of u-Al alloys. That is, high-purity ultrafine particles other than Ag and Cu cannot be produced. The second disadvantage is that the production of a supersaturated solid solution by heat treatment requires many steps, including casting, rolling, solution treatment, and water cooling, resulting in high costs. The third disadvantage is that, as means for purifying the ultrafine particles, the aggregate is carefully stirred in an alkaline aqueous solution to promote the extraction of Al, and ultrasonic vibration is applied. When this is carried out, the aggregation collapses and a part thereof becomes ultrafine particles, which are dispersed in the alkaline aqueous solution. The dispersed state is disadvantageous in that sedimentation and filtration for separating the alkaline aqueous solution and the ultrafine particles in the subsequent washing step become industrially very difficult.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記3つの欠
点を解決するための手段を提供するものである。すなわ
ち周期律表の1B族と8A族の金属とその合金の超微粒
子凝集体及び分散体を製造できる方法を提供するもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides means for solving the above three disadvantages. That is, an object of the present invention is to provide a method capable of producing ultrafine particle aggregates and dispersions of metals of Groups 1B and 8A of the periodic table and alloys thereof.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明による第1の実施の形態
は、第1金属が溶質として第2金属のマトリックスに過
飽和固溶した合金より、第2金属を抽出して第1金属の
超微粒子がスケルトン状に凝集した超微粒子凝集体を生
成し、この超微粒子凝集体を洗浄する段階を包含する第
1金属の超微粒子を製造する方法において、Cu、A
u、Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Os,Ir
及びPtからなる群より選択された少なくとも1種の第
1金属と、Alからなる第2金属より成る液体合金を急
冷凝固させて第1金属が第2金属に過飽和固溶した合金
とし、この過飽和固溶体にアルカリ金属の水酸化物の水
溶液を作用させて第2金属を抽出することを特徴とす
る。本発明による第2の実施の形態は、第1金属が溶質
として第2金属のマトリックスに過飽和固溶した合金よ
り、第2金属を抽出して第1金属の超微粒子がスケルト
ン状に凝集した超微粒子凝集体を生成し、この超微粒子
凝集体を洗浄する段階を包含する第1金属の超微粒子を
製造する方法において、Ag−Pd又はAg−Cuから
なる第1金属と、Alからなる第2金属より成る液体合
金を急冷凝固させて第1金属が第2金属に過飽和固溶し
た合金とし、この過飽和固溶体にアルカリ金属の水酸化
物の水溶液を作用させて第2金属を抽出することを特徴
とする。本発明の重要な利点は、公知技術である溶体化
熱処理を行わず、新たな技術として、急冷凝固技術を適
用して鋳造状態で過飽和固溶体を得る点にある。この新
たな技術により、Ag以外の金属でも超微粒子が製造で
きるようになる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment according to the present invention is directed to a method of extracting a second metal from a supersaturated solid solution of a first metal as a solute in a matrix of a second metal to form ultrafine particles of the first metal. Generating ultrafine particles aggregated in a skeleton form, and washing the ultrafine particles aggregate, wherein the method of producing ultrafine particles of the first metal comprises Cu, A
u, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir
And a liquid alloy consisting of at least one first metal selected from the group consisting of Pt and Pt, and a second metal consisting of Al, which is rapidly solidified to form an alloy in which the first metal is supersaturated and dissolved in the second metal. The method is characterized in that an aqueous solution of an alkali metal hydroxide is allowed to act on the solid solution to extract the second metal. In a second embodiment according to the present invention, an ultra-fine particle in which the first metal is extracted as a solute from a supersaturated solid solution in a matrix of the second metal and the ultrafine particles of the first metal are aggregated in a skeleton form is extracted. A method for producing ultrafine particles of a first metal, comprising the steps of: producing a fine particle aggregate and washing the ultrafine particle aggregate, wherein a first metal comprising Ag-Pd or Ag-Cu and a second metal comprising Al A liquid alloy comprising a metal is rapidly solidified to form an alloy in which a first metal is supersaturated in a second metal, and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide is applied to the supersaturated solid solution to extract a second metal. And An important advantage of the present invention is that a super-saturated solid solution is obtained in a cast state by applying a rapid solidification technique as a new technique without performing a solution heat treatment which is a known technique. With this new technology, ultrafine particles can be produced even with metals other than Ag.

【0010】平衡状態では固溶体が得られない合金系で
あっても、急冷凝固で過飽和固溶体が得られる場合があ
ることは、例えば、1981年にMidson,S,
P,&Jones,H.がProc.4th,Int.
Conf.on Rapidly Quenched
Metalsにて、多数の論文データを集成して発表し
た『ON THE ABSOLUTE STABILI
TY CRITERION IN RELATION
TO PREDICTING EXTENSION O
F SOLID SOLUBILITY』に示されてい
る。この文献には、Alに過飽和固溶する周期律表の2
A、3A、4A、5A、6A、7A、8A、1B、3
B、4B族に属する25種類の元素とその過飽和固溶量
が示される。なお、本明細書での周期律表の族の表記は
ローマ数字ではなく算用数字を使用している。
The fact that a supersaturated solid solution can be obtained by rapid solidification even in an alloy system in which a solid solution cannot be obtained in an equilibrium state is described in, for example, Midson, S., 1981;
P, & Jones, H .; Is Proc. 4th, Int.
Conf. on Rapidly Quenched
At METALS, "ON THE ABSOLUTE STABILI" was compiled and presented a large number of paper data.
TY CRITERION IN RELATION
TO PREDICTING EXTENSION O
F SOLID SOLUBILITY ”. According to this document, 2 of the periodic table that forms a supersaturated solid solution in Al
A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 8A, 1B, 3
The 25 types of elements belonging to groups B and 4B and their supersaturated solid solution amounts are shown. In this specification, arithmetic notation is used for notation of a group in the periodic table, not Roman numeral.

【0011】ここで、本発明で用いられる用語を説明す
ると、『第1金属』とは、アルカリ溶液に溶解しない金
属及び合金であり、周期律表の1B族として、Cu、A
uと、8A族としてFe、Co、Ni、Ru、Rh、P
d、Os、Ir、Ptの金属またはこれら二種以上の合
金として用いられる。第2金属は、マトリックスとして
結晶を構成し、かつアルカリ水溶液に溶解する金属及び
合金であり、Alが用いられる。
Here, the terms used in the present invention will be explained. The "first metal" is a metal or an alloy which does not dissolve in an alkaline solution.
u, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, P
It is used as a metal of d, Os, Ir, Pt or an alloy of two or more of these. The second metal is a metal or an alloy which forms a crystal as a matrix and is dissolved in an aqueous alkaline solution, and Al is used.

【0012】第1金属と第2金属の要件を満たし、且
つ、急冷凝固で過飽和固溶体を作る合金系の固溶量は、
例えば、第1金属がCuで第2金属がAlの場合、Cu
が34重量%以下の範囲でAlに過飽和固溶することが
できる。同様に第2金属がAlの場合、第1金属はAg
=72重量%以下、Au=2.5重量%以下、Fe=1
1重量%以下、Co=10重量%以下、Ni=15重量
%以下、Ru=10重量%以下、Pd=0.4重量%以
下、Pt=15重量%以下の範囲で過飽和固溶すること
ができる。
The amount of solid solution of an alloy system which satisfies the requirements of the first metal and the second metal and forms a supersaturated solid solution by rapid solidification is as follows:
For example, when the first metal is Cu and the second metal is Al, Cu
Can be supersaturated with Al in the range of 34% by weight or less. Similarly, when the second metal is Al, the first metal is Ag
= 72% by weight or less, Au = 2.5% by weight or less, Fe = 1
Supersaturated solid solution in the range of 1% by weight or less, Co = 10% by weight or less, Ni = 15% by weight or less, Ru = 10% by weight or less, Pd = 0.4% by weight or less, and Pt = 15% by weight or less. it can.

【0013】本発明の第2の実施形態において、目的と
する超微粒子であるAg−Pd合金は、Ag:Pd:A
l=18:2:80重量%は過飽和固溶可能である。す
なわち、Ag:Pd=9:1の合金は20重量%までA
lに過飽和固溶させることができる。同様にAg−Cu
合金はAg:Cu:Al=20:20:60重量%は過
飽和固溶可能である。
In the second embodiment of the present invention, the desired ultrafine Ag—Pd alloy is Ag: Pd: A
l = 18: 2: 80% by weight can be supersaturated solid solution. That is, the alloy of Ag: Pd = 9: 1 has a maximum A of 20% by weight.
1 to form a supersaturated solid solution. Similarly, Ag-Cu
Ag: Cu: Al = 20: 20: 60% by weight of the alloy can be supersaturated solid solution.

【0014】急冷凝固の冷却速度が遅くなると過飽和固
溶する第1金属の割合が減少する。例えば、冷却速度が
1×102 ℃/s以下で第2金属がAlの場合、前記各
種第1金属が固溶する量は、いずれも1重量%を越え
ず、実用上の価値が無い。冷却速度の好ましい下限より
遅い冷却速度乃至平衡状態では、常温において、第2金
属であるAl、Si、Znが1重量%以上の固溶体を作
る第1金属は無い。なお、過飽和固溶体を形成する範囲
においては、冷却速度が速いほど固溶限が増大するた
め、冷却速度の上限はない。
When the cooling rate of rapid solidification decreases, the proportion of the first metal which forms a supersaturated solid solution decreases. For example, when the cooling rate is 1 × 10 2 ° C./s or less and the second metal is Al, the amount of each of the various first metals to form a solid solution does not exceed 1% by weight, and is of no practical value. At a cooling rate or an equilibrium state lower than the preferable lower limit of the cooling rate, there is no first metal that forms a solid solution in which Al, Si, and Zn as the second metals are 1% by weight or more at room temperature. In the range where a supersaturated solid solution is formed, the higher the cooling rate, the higher the solid solubility limit, and there is no upper limit for the cooling rate.

【0015】液体合金を急冷凝固させる工業的な方法は
多数の方式で可能である。例えば、水中滴下法で、合金
液滴を20℃の水中に滴下して急冷凝固した直径約3m
mの涙滴状粒子では、冷却速度は約3×102 ℃/sと
推定され、遠心噴霧法で、雰囲気ガスにアルゴンを使用
した場合の直径50μmの球状粒子では、冷却速度は約
7×102 ℃/sと推定され、単ロール法で、周速度6
5m/sで回転する水冷した銅製ロールの外周に液体合
金を連続供給して急冷凝固して作成した厚み20μmで
幅6mmの薄帯では、冷却速度は約1×106 ℃/sと
言われている。本発明では、急冷凝固の方式及び急冷凝
固した合金の形状は選ばない。急冷凝固する合金の形状
や大きさにより冷却速度は変化する。
An industrial process for rapidly solidifying a liquid alloy is possible in a number of ways. For example, the alloy droplet is dropped into water at 20 ° C. by a water dropping method and rapidly solidified to a diameter of about 3 m.
m, the cooling rate is estimated to be about 3 × 10 2 ° C./s, and the cooling rate is about 7 × for spherical particles with a diameter of 50 μm when argon is used as the atmospheric gas by the centrifugal spray method. It is estimated to be 10 2 ° C / s, and the peripheral speed is 6 by the single roll method.
The cooling rate is said to be about 1 × 10 6 ° C./s for a 20 μm thick and 6 mm wide ribbon made by continuously supplying a liquid alloy to the outer periphery of a water-cooled copper roll rotating at 5 m / s and rapidly solidifying. ing. In the present invention, the method of rapid solidification and the shape of the rapidly solidified alloy are not limited. The cooling rate changes depending on the shape and size of the rapidly solidified alloy.

【0016】本明細書に記述する1×100 ℃/s程度
の遅い冷却速度の測定は、熱電対を使用する方法で可能
であり、1×102 ℃/s程度の中程度の冷却速度の推
定は、軽金属学会が発行する『アルミニウムのデンドラ
イトアームスペーシングと冷却速度の測定法』に記載の
Al−4.5重量%Cu合金を使用し、関係式d=50
×C-0.41 にて高い確度で推定が可能である。ここで、
dは二次アームの間隔であり顕微鏡によりμmの単位で
測定する。Cは冷却速度であり単位は℃/sである。1
×106 ℃/s程度の速い冷却速度は、現在の技術では
推定の正確さを欠く。しかし、本発明が範囲を定める冷
却速度は、1×102 ℃/s前後の値であり、推定の確
度は高くて問題はない。以上のように、過飽和固溶体を
作るのに、本発明は1工程の低コストで行うことができ
る。
[0016] 1 × 10 0 ℃ / s measurement of a cooling rate of about described herein are possible in methods using a thermocouple, a cooling rate of moderate about 1 × 10 2 ℃ / s Is estimated by using an Al-4.5 wt% Cu alloy described in "Dendrite arm spacing and cooling rate measurement method for aluminum" issued by the Japan Institute of Light Metals, and a relational expression d = 50.
× C -0.41 enables estimation with high accuracy. here,
d is the interval between the secondary arms and is measured by a microscope in units of μm. C is the cooling rate and the unit is ° C / s. 1
Fast cooling rates, on the order of × 10 6 ° C./s, lack accuracy of estimation with current technology. However, the cooling rate defined by the present invention is a value of about 1 × 10 2 ° C./s, and there is no problem because the estimation accuracy is high. As described above, to produce a supersaturated solid solution, the present invention can be performed at a low cost in one step.

【0017】過飽和固溶体から第2金属を抽出するに
は、アルカリ金属の水酸化物の水溶液を作用させる。ア
ルカリ金属の水酸化物は、例えば水酸化リチウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウムであり、単独でまたは混
合物として、特に好ましくは単独の水酸化ナトリウム、
または水酸化カリウムが用いられる。抽出操作は新しい
アルカリ水溶液で繰り返し行うことができる。抽出量を
高めるためには、新しいアルカリ水溶液で2〜3回繰り
返して行うことが好ましい。抽出温度は、目的とする超
微粒子の大きさと凝集の強さに応じて任意に選択でき
る。比較的小さい超微粒子で弱い凝集力を目的とする場
合は、抽出温度を低くする。例えば、温度10℃で抽出
する。反対に、比較的大きい超微粒子で強い凝集力を目
的とする場合は、抽出温度を高くする。例えば、温度6
0℃で抽出する。抽出反応は発熱反応であるため、低温
で抽出する場合は反応容器に冷却媒体用のジャケットな
どを設ける必要がある。また、急激な発熱を避けるた
め、過飽和固溶体をアルカリ水溶液に大量に投入するこ
とは避け、少量づつ投入するか、または、全量を水に投
入し、次にアルカリ水溶液を徐々に加えて所定の濃度に
する方法が好ましい。アルカリ水溶液の濃度は1〜50
%で任意に選択できるが、上記抽出反応の発熱を考慮す
ると、特に低温で抽出する場合は、濃度は低い方が望ま
しく、後述する実施例では3%である。抽出に使用する
アルカリ金属の水酸化物の量は過飽和固溶体中の第2金
属の量に対してモル比で少なくとも1倍が必要であり、
望ましくは1.5倍以上であり、後述する実施例では2
倍以上である。
In order to extract the second metal from the supersaturated solid solution, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide is applied. Alkali metal hydroxides are, for example, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, alone or as a mixture, particularly preferably sodium hydroxide alone,
Alternatively, potassium hydroxide is used. The extraction operation can be repeated with a new alkaline aqueous solution. In order to increase the amount of extraction, it is preferable that the extraction is repeated two to three times with a new alkaline aqueous solution. The extraction temperature can be arbitrarily selected according to the size of the target ultrafine particles and the strength of aggregation. When relatively small ultrafine particles are used for weak cohesion, the extraction temperature is lowered. For example, extraction is performed at a temperature of 10 ° C. Conversely, when relatively large ultrafine particles are intended for strong cohesion, the extraction temperature is increased. For example, temperature 6
Extract at 0 ° C. Since the extraction reaction is an exothermic reaction, it is necessary to provide a cooling vessel jacket or the like in the reaction vessel when extracting at a low temperature. In order to avoid sudden heat generation, do not add a large amount of supersaturated solid solution to the alkaline aqueous solution.Do not add a small amount at a time, or add the entire amount to water, and then gradually add the alkaline aqueous solution to a predetermined concentration. Is preferred. The concentration of the aqueous alkali solution is 1 to 50
% Can be arbitrarily selected, but considering the heat generated by the above-mentioned extraction reaction, the concentration is preferably low, especially in the case of extraction at a low temperature, and is 3% in Examples described later. The amount of the alkali metal hydroxide used for the extraction must be at least 1 times in molar ratio to the amount of the second metal in the supersaturated solid solution,
Desirably, it is 1.5 times or more.
More than double.

【0018】抽出後のアルカリ水溶液中には、例えば第
2金属にAl、抽出剤に水酸化ナトリウムを使用した場
合は、アルミン酸ナトリウムが溶解している。この液中
には、目的とする超微粒子の凝集体が沈降している。超
微粒子を製造するためには、この超微粒子とアルカリ溶
液を分離する必要がある。分離は、超微粒子が平均粒子
径数10μmの凝集体であるため、濾過などの一般的な
工業手段により容易に分離が行える。
In the alkaline aqueous solution after extraction, for example, when aluminum is used as the second metal and sodium hydroxide is used as the extractant, sodium aluminate is dissolved. In this liquid, an aggregate of the desired ultrafine particles is settled. In order to produce ultrafine particles, it is necessary to separate the ultrafine particles from the alkaline solution. Since the ultrafine particles are aggregates having an average particle size of 10 μm, the separation can be easily performed by general industrial means such as filtration.

【0019】分離した超微粒子凝集体に付着した少量の
アルカリ溶液を洗浄する操作は、一般的な工業手段によ
り容易に行える。例えば、濾過において、濾紙などの上
に残った超微粒子凝集体に過剰の洗浄液を加える方法が
行え、または、超微粒子凝集体を新しい洗浄液の入った
容器に入れ、攪拌の後に濾過を行い、これを繰り返す方
法でも良い。超微粒子が使用される用途が、例えばある
種の化学反応用Ni触媒のように、水で濡れた状態が好
ましい場合は、超微粒子は新しい水の中に保存して供給
すればよい。
The operation of washing a small amount of the alkaline solution attached to the separated ultrafine particle aggregate can be easily performed by general industrial means. For example, in filtration, a method of adding an excessive washing liquid to the ultrafine particle aggregate remaining on the filter paper or the like can be performed, or the ultrafine particle aggregate is placed in a container containing a new cleaning liquid, and filtered after stirring. May be repeated. When the application in which the ultrafine particles are used is preferably in a state of being wetted with water, for example, as in the case of a certain Ni catalyst for a chemical reaction, the ultrafine particles may be stored and supplied in fresh water.

【0020】一方、乾燥した状態が好ましい場合で、A
u、Ag−Pd、Ptのように酸化物を形成しにくい元
素の超微粒子の場合は、一般的な工業手段により乾燥を
行うことができる。例えば、洗浄液を含む超微粒子凝集
体をロータリーエバポレーターの容器に移し、これを加
熱して減圧乾燥し、空気中に取り出すことができる。ま
たは、乾燥空気の気流中で乾燥することもできる。F
e、Co、Niのように酸化物を形成しやすい元素の超
微粒子の場合は、不活性ガスの気流中で乾燥し、不活性
ガス中で保存される。この形態の超微粒子は非水系化学
反応用触媒などに使用される。また、微量のO2 を加え
た不活性ガス中において超微粒子を酸化させる安定化処
理を行って一般的な用途における取り扱いを可能にする
こともできる。
On the other hand, when the dried state is preferable,
In the case of ultrafine particles of an element such as u, Ag-Pd, and Pt, which hardly form an oxide, drying can be performed by general industrial means. For example, the ultrafine particle aggregate containing the cleaning liquid can be transferred to a container of a rotary evaporator, heated, dried under reduced pressure, and taken out into the air. Alternatively, drying may be performed in a stream of dry air. F
In the case of ultrafine particles of an element which easily forms an oxide, such as e, Co, and Ni, the particles are dried in an inert gas stream and stored in an inert gas. The ultrafine particles in this form are used as a catalyst for non-aqueous chemical reaction. Further, a stabilization treatment for oxidizing ultrafine particles in an inert gas to which a trace amount of O 2 has been added can be performed to enable handling in general use.

【0021】本発明による第3の実施の形態は、第1又
は第2の実施の形態で得た洗浄液の超微粒子凝集体を分
散して個々の超微粒子とする方法が提供される。超微粒
子の凝集体を分散する方法は、液体中の凝集体に超音波
振動を加える方法、または強い攪拌を加える方法によ
り、この方法を単独で、または同時に、または超音波振
動の後に強い攪拌を加えることにより実施できる。超音
波振動装置は一般的な工業装置を用いることができる。
超音波振動の周波数は広い範囲で適用できるが、後述す
る実施例では28kHzである。超音波振動発生面の出
力密度は大きい方が望ましく、後述する実施例では5W
/cm2 である。超音波を加える時間は10分間以上が
望ましく、実施例では5時間である。超音波振動子は凝
集体を含む液体中に挿入することができるし、また超音
波振動子を容器の底または側面に取り付けてもよい。更
に、第2の容器に凝集体を含む液体をいれ、これを超音
波振動子を取り付けた容器に中間液を介して装置するこ
ともできる。
According to a third embodiment of the present invention, there is provided a method of dispersing ultra-fine particle aggregates of the cleaning liquid obtained in the first or second embodiment into individual ultra-fine particles. The method of dispersing the aggregates of ultrafine particles can be performed by applying ultrasonic vibration to the aggregates in the liquid or by applying strong stirring. It can be implemented by adding. As the ultrasonic vibration device, a general industrial device can be used.
The frequency of the ultrasonic vibration can be applied in a wide range, but is 28 kHz in the embodiment described later. It is desirable that the output density of the ultrasonic vibration generating surface is large, and in the embodiment described later, 5 W
/ Cm 2 . The time for applying the ultrasonic wave is desirably 10 minutes or more, and is 5 hours in the embodiment. The ultrasonic vibrator can be inserted into the liquid containing the aggregate, or the ultrasonic vibrator may be attached to the bottom or the side of the container. Furthermore, a liquid containing an aggregate can be put in the second container, and this can be installed in a container equipped with an ultrasonic vibrator via an intermediate liquid.

【0022】強い攪拌による分散は、機械的方法により
行うことができる。超音波振動や強い攪拌で使用する分
散媒は、水、アルコール類、ケトン類、炭化水素類など
が使用できる。水の場合は分散剤としてヘキサメタリン
酸ナトリウムや家庭用洗剤の主成分である界面活性剤を
0.01重量%〜1重量%加えることができる。
The dispersion by vigorous stirring can be carried out by a mechanical method. Water, alcohols, ketones, hydrocarbons, and the like can be used as the dispersion medium used for ultrasonic vibration or strong stirring. In the case of water, 0.01% by weight to 1% by weight of sodium hexametaphosphate or a surfactant which is a main component of a household detergent can be added as a dispersant.

【0023】[0023]

【実施例】実施例1 電気炉の黒鉛るつぼ内で20gのNi(純度99.99
%)と180gのAl(純度99.99%)を1200
℃にて200gのNi−Al液体合金(10重量%N
i)を溶製し、これを黒鉛るつぼ内で冷却して780℃
の液体合金とした。この液体合金の湯面にArガス圧力
を加えて、ノズル直径0.5mmからArガス雰囲気中
に連続流出させた。連続流出させた液体合金を、ノズル
の直下に設けた2500rpmで回転する直径500m
m、幅30mmの1個の水冷銅製ロールの外周面で急冷
凝固させ、厚み20μm、幅6mmの薄帯を作製した。
上記の操作を繰り返して合計1kgの薄帯を作製した。
この薄帯の作製と同じ方法にて、700℃のCu−Al
液体合金(4.5重量%Cu)から薄帯を作製した。そ
の金属組織を顕微鏡で調べた結果、2次デンドライトア
ームの間隔は1μmより小さいと観察され、従って、関
係式d=50×C-0.41 から冷却速度は1.4×104
℃/小より速いと推定された。
EXAMPLE 1 In a graphite crucible of an electric furnace, 20 g of Ni (purity 99.99) was prepared.
%) And 180 g of Al (99.99% purity)
200g Ni-Al liquid alloy (10% by weight N
i) is melted and cooled in a graphite crucible at 780 ° C.
Liquid alloy. An Ar gas pressure was applied to the surface of the liquid alloy, and the liquid alloy was continuously discharged into an Ar gas atmosphere from a nozzle diameter of 0.5 mm. The continuously flowing liquid alloy is 500 m in diameter, which is provided directly below the nozzle and rotates at 2500 rpm.
m, and rapidly solidified on the outer peripheral surface of one water-cooled copper roll having a width of 30 mm to produce a thin strip having a thickness of 20 μm and a width of 6 mm.
The above operation was repeated to produce a ribbon of 1 kg in total.
In the same manner as the production of this ribbon, the Cu-Al
A ribbon was made from a liquid alloy (4.5% by weight Cu). As a result of examining the metal structure with a microscope, the interval between the secondary dendrite arms was observed to be smaller than 1 μm. Therefore, from the relational expression d = 50 × C −0.41 , the cooling rate was 1.4 × 10 4.
It was estimated to be faster than C / small.

【0024】このNi−Al合金薄帯の結晶相をX線回
折装置で調べた結果、NiAl3 に相当するピークは無
く、Alに相当する回折ピークだけであった。この薄帯
を長さ10mmに切断し、薄片にした。1回目の抽出
は、薄片1kgを使用し、NaOH30%水溶液7リッ
トルに投入し、攪拌しながら60℃で3時間抽出した。
1回目の抽出後、濾過により1回目の抽出液を除去し、
濾過残渣を新しいNaOH30%水溶液1リットルに投
入し、2回目の抽出を攪拌しながら60℃で3時間行っ
た。2回目の抽出後、残ったNi凝集体0.1kgに濾
過と水中での攪拌洗浄を繰り返して施してNaOHを除
去し、得られたNi凝集体を水中に保管した。水に濡れ
たNi凝集体の形状は、元の形状である20μm×6m
m×10mmの形状を残さず、粉末状であった。この水
に濡れた極少量の粉末を試料台に取り、真空乾燥し、そ
のまま高分解能走査型電子顕微鏡で観察した結果、約1
00nmの1次粒子が集合した凝集体が検出された。凝
集体の形状は、元の薄片の面が部分的に残っている不定
形であった。X線回折で調べた結果、Niに相当する非
常にブロードなピークであった。Ni凝集体の化学分析
ではAl含有量が0.23%であった。
As a result of examining the crystal phase of the Ni—Al alloy ribbon with an X-ray diffractometer, there was no peak corresponding to NiAl 3 but only a diffraction peak corresponding to Al. The ribbon was cut into a length of 10 mm to obtain a thin section. In the first extraction, 1 kg of a slice was used, poured into 7 liter of a 30% aqueous solution of NaOH, and extracted at 60 ° C. for 3 hours with stirring.
After the first extraction, the first extraction liquid is removed by filtration,
The filtration residue was poured into 1 liter of a fresh 30% aqueous solution of NaOH, and the second extraction was performed at 60 ° C. for 3 hours with stirring. After the second extraction, 0.1 kg of the remaining Ni aggregates were repeatedly subjected to filtration and stirring and washing in water to remove NaOH, and the obtained Ni aggregates were stored in water. The shape of the Ni agglomerate wet with water is the original shape of 20 μm × 6 m
It was a powder without leaving a shape of mx 10 mm. A very small amount of the powder wet with water was taken on a sample stage, dried in vacuum, and observed with a high-resolution scanning electron microscope.
An aggregate in which 00 nm primary particles aggregated was detected. The shape of the agglomerate was irregular, with the face of the original flake partially remaining. As a result of examination by X-ray diffraction, it was a very broad peak corresponding to Ni. In the chemical analysis of the Ni aggregate, the Al content was 0.23%.

【0025】実施例2 Pt−Al液体合金200g(Pt:Al=10:90
重量%)を溶解後冷却して700℃とし、次に実施例1
と同様に、単ロール法で厚み20μm、幅6mmの薄帯
を作製した。この操作を繰り返して合計1kgの薄帯を
作製し、これを切断して10mmの薄片とした。作製し
たPt−Al合金薄片の結晶相をX線回折装置で調べた
結果、A1に相当するピークのみが検出された。この薄
片1kgを使用して、実施例1と同様に、抽出と洗浄を
行ない得られたPt凝集体100gを水中に保管した。
実施例1と同様に処理して電子顕微鏡で観察した結果、
約50nmの1次粒子が集合した凝集体が検出された。
Example 2 200 g of Pt-Al liquid alloy (Pt: Al = 10: 90)
% By weight) and cooled to 700 ° C.
Similarly to the above, a thin strip having a thickness of 20 μm and a width of 6 mm was produced by a single roll method. This operation was repeated to produce a ribbon of a total of 1 kg, which was cut into a 10 mm slice. As a result of examining the crystal phase of the produced Pt-Al alloy flake using an X-ray diffractometer, only a peak corresponding to A1 was detected. Using 1 kg of this slice, extraction and washing were performed in the same manner as in Example 1, and 100 g of the obtained Pt aggregate was stored in water.
As a result of processing in the same manner as in Example 1 and observation with an electron microscope,
Aggregates in which primary particles of about 50 nm aggregated were detected.

【0026】実施例3 Cu−Al液体合金200g(Cu:Al=20:80
重量%)を溶解後冷却して650℃とし、次に実施例1
と同様に、単ロール法で厚み20μm、幅6mmの薄帯
を作製した。この操作を繰り返して合計1kgの薄帯を
作製し、これを切断して10mmの薄片とした。作製し
たCu−Al合金薄片の結晶相をX線回折装置で調べた
結果、A1に相当するピークのみが検出された。この薄
片1kgを使用して、実施例1と同様に、抽出と洗浄を
行ない得られたCu凝集体200gを水中に保管した。
実施例1と同様に処理して電子顕微鏡で観察した結果約
70nmの1次粒子が集合した凝集体が検出された。
Example 3 200 g of a Cu-Al liquid alloy (Cu: Al = 20: 80)
% By weight) and cooled to 650 ° C.
Similarly to the above, a thin strip having a thickness of 20 μm and a width of 6 mm was produced by a single roll method. This operation was repeated to produce a ribbon of a total of 1 kg, which was cut into a 10 mm slice. As a result of examining the crystal phase of the produced Cu-Al alloy flake using an X-ray diffractometer, only a peak corresponding to A1 was detected. Using 1 kg of the slice, extraction and washing were performed in the same manner as in Example 1, and 200 g of the obtained Cu aggregate was stored in water.
As a result of treatment in the same manner as in Example 1 and observation with an electron microscope, an aggregate in which primary particles of about 70 nm were aggregated was detected.

【0027】実施例4 Ag−Pd−Al液体合金200g(Ag:Pd:Al
=18:2:80重量%)を溶解後冷却して750℃と
し、次に実施例1と同様に、単ロール法で厚み20μ
m、幅6mmの薄帯を作製した。この操作を繰り返して
合計1kgの薄帯を作製し、これを切断して長さ10m
mの薄片とした。作製したAg−Pd−Al合金薄片の
結晶相をX線回折装置で調べた結果、Alに相当するピ
ークのみが検出された。冷却用のジャケットを持つ容器
にKOH3%水溶液130リットルを入れ、このKOH
水溶液にAg−Pd−Al合金薄片1kgを撹判しなが
ら序々に加え、KOH水溶液の温度を10℃±3℃に制
御して20時間1回目の抽出を行なった。2回目の抽出
は、新しいKOH10%水溶液5リットルを使用し、1
0℃±3℃に制御して3時間、行った。2回目の抽出
後、実施例1と同様の洗浄を行ないAg−Pd凝集体を
水中に保管した。次に、温度制御機能を持つ28KH
z,5W/cm2 の超音波振動容器にAg−Pd凝集体
を移し、温度を10℃±3℃に制御して5時間、凝集粒
子を分散した後、空気中で乾燥した。得られた超微粒子
粉末を高分解能走査型電子顕微鏡で観察した結果、Ag
−Pd粒子の大きさは約30nmであった。粒子形状は
丸みを帯びた不定形であった。化学分析はAg−Pd凝
集体のAl含有量が0.25%であった。
Example 4 200 g of Ag-Pd-Al liquid alloy (Ag: Pd: Al
= 18: 2: 80% by weight), and then cooled to 750 ° C.
m, a ribbon having a width of 6 mm was produced. By repeating this operation, a ribbon of a total of 1 kg is produced, cut and cut to a length of 10 m.
m. As a result of examining the crystal phase of the produced Ag-Pd-Al alloy flake using an X-ray diffractometer, only a peak corresponding to Al was detected. 130 L of a 3% aqueous solution of KOH is placed in a container having a cooling jacket, and the KOH
1 kg of Ag-Pd-Al alloy flakes were gradually added to the aqueous solution with stirring, and the first extraction was performed for 20 hours while controlling the temperature of the KOH aqueous solution at 10 ° C. ± 3 ° C. The second extraction uses 5 liters of a fresh 10% aqueous KOH solution and
This was performed for 3 hours while controlling the temperature to 0 ° C. ± 3 ° C. After the second extraction, the same washing as in Example 1 was performed, and the Ag-Pd aggregate was stored in water. Next, 28KH with temperature control function
The Ag-Pd aggregate was transferred to a z, 5 W / cm 2 ultrasonic vibration container, and the aggregated particles were dispersed for 5 hours while controlling the temperature at 10 ° C. ± 3 ° C., followed by drying in air. Observation of the obtained ultrafine particle powder with a high-resolution scanning electron microscope revealed that Ag
-The size of the Pd particles was about 30 nm. The particle shape was rounded and irregular. Chemical analysis revealed that the Al content of the Ag-Pd aggregate was 0.25%.

【0028】実施例5 実施例4より、Ag−Pdの配合割合(20重量%)を
少なくしたAg−Pd−Al合金(Ag:Pd:Al=
7.2:0.8:92%重量%)を1Kg溶製し、その
後冷却して750℃とし、この液体合金を、直径2.5
m、高さ2.5mでArガスを満たした容器の上部中央
に設けたタンディッシュに注ぎ、タンディッシュ下部の
直径1.2mmのノズルから、10mm下方に離れた位
置にある60000rpmで回転するディスクの中央に
向けて流出させ、ディスクの遠心力を利用して噴霧させ
て急冷凝固させ、Ag−Pd−Al合金粉末を作成し
た。ディスクは、直径40mmで、回転中心線から60
°傾斜した直線を回転させたときにできる内角が上方に
120度開いたロート状上面形状を有する窒化硼素製で
ある。得られた粉末の平均直径は50μmであり、形状
は球形であった。この場合の冷却速度を、同じ条件で作
製したAl−4.5重量%Cu合金の直径50μmの粒
子を顕微鏡で観察し、2次デンドライトアームの間隔か
ら関係式d=50×C-0.41 で推定した結果、7×10
2 ℃/sであり、実施例4より冷却速度は遅かった。作
製したAg−Pd−Al合金粉末の結晶相、X線回折装
置で調べた結果、Ag2 Alの回折ピークは無く、Al
に相当する回折ピークだけであった。実施例4と同様に
Alの抽出と超音波振動による分散を行ない、乾燥して
粉末を得た。得られた粉末を高分解能走査型電子顕微鏡
で観察した結果、Ag−Pd粒子の大きさは約25nm
であった。
Example 5 An Ag-Pd-Al alloy (Ag: Pd: Al =) in which the compounding ratio (20% by weight) of Ag-Pd was smaller than in Example 4.
7.2: 0.8: 92% by weight), and then cooled to 750 ° C.
m, a 2.5 m high disc filled with Ar gas and poured into a tundish provided at the center of the upper part, and a disk rotating at 60000 rpm at a position 10 mm downward from a 1.2 mm diameter nozzle below the tundish Was discharged toward the center of the sample, sprayed using the centrifugal force of the disk, and rapidly solidified to prepare an Ag-Pd-Al alloy powder. The disc has a diameter of 40 mm and is 60
It is made of boron nitride having a funnel-shaped top surface shape whose inner angle formed by rotating an inclined straight line is opened upward by 120 degrees. The average diameter of the obtained powder was 50 μm, and the shape was spherical. In this case, the cooling rate was estimated by observing a 50 μm diameter particle of an Al-4.5 wt% Cu alloy produced under the same conditions with a microscope, and using the relational expression d = 50 × C −0.41 from the interval between the secondary dendrite arms. As a result, 7 × 10
2 ° C./s, and the cooling rate was lower than that of Example 4. As a result of examining the crystal phase of the produced Ag-Pd-Al alloy powder with an X-ray diffractometer, there was no diffraction peak of Ag 2 Al,
There was only a diffraction peak corresponding to. Extraction of Al and dispersion by ultrasonic vibration were performed in the same manner as in Example 4 and dried to obtain a powder. Observation of the obtained powder with a high-resolution scanning electron microscope revealed that the size of the Ag-Pd particles was about 25 nm.
Met.

【0029】比較例1 実施例1と同じ組成のNi−Al液体合金を、内径50
mm,長さ200mmのセラミック製鋳型に鋳造した。
このときの冷却速度を、熱電対を鋳型の内部空間に装着
して測定した結果、約2×100 ℃/sであった。丸棒
を旋盤にて切削し、微小な切粉を試料としてX線回折で
調べた結果、NiAl3 とAlに相当するピークであっ
た。組織観察の結果、NiAl3 のデンドライトが認め
られた。この切粉を実施例1と同様に抽出、洗浄を行
い、残存物をX線回折で調べた結果、Niに相当する非
常にブロードしたピークだけであり、NiAl3 とAl
に相当するピークは確認が不可能であった。化学分析は
Al含有量が、2.9%であって純度が悪かった。走査
型電子顕微鏡で観察した結果、元の切粉の形状を残す粒
子が多数の割合で観察された。この粒子の内部は、抽出
前のNiAl3 のデンドライトと同形状物が複雑にから
んだ形で、構成されておりその形状物の間は空間であ
り、全体は多孔質であった。1μm以下の微粒子は無か
った。
Comparative Example 1 An Ni-Al liquid alloy having the same composition as
mm and a length of 200 mm in a ceramic mold.
The cooling rate at this time, a result of the thermocouple was measured by attaching the inner space of the mold was about 2 × 10 0 ℃ / s. The round bar was cut with a lathe, and a minute chip was used as a sample to examine by X-ray diffraction. As a result, peaks corresponding to NiAl 3 and Al were obtained. As a result of the structure observation, dendrites of NiAl 3 were recognized. Extracting the chips in the same manner as in Example 1, washed, results the residue was examined by X-ray diffraction, only peaks very broad corresponding to Ni, NiAl 3 and Al
Could not be confirmed. Chemical analysis revealed that the Al content was 2.9% and the purity was poor. As a result of observation with a scanning electron microscope, a large number of particles that retain the shape of the original chip were observed. The interior of the particles was composed of a complex shape of the same shape as the NiAl 3 dendrite before extraction, and a space was formed between the shapes, and the whole was porous. There were no fine particles of 1 μm or less.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、各
種用途に適用可能な、周期律表の8A族と1B族に属す
る金属と合金の高純度超微粒子の凝集体及び分散体を、
低コストで提供することができる。
As described above, according to the present invention, aggregates and dispersions of high-purity ultrafine particles of metals and alloys belonging to groups 8A and 1B of the periodic table, which can be applied to various applications, are provided.
It can be provided at low cost.

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Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1金属が溶質として第2金属のマトリ
ックス中に過飽和固溶した合金より、第2金属を抽出し
て第1金属の超微粒子がスケルトン状に凝集した超微粒
子凝集体を生成し、この超微粒子凝集体を洗浄する段階
を包含する第1金属の超微粒子を製造する方法におい
て、Cu、Au、Fe,Co,Ni,Ru,Rh,P
d,Os,Ir及びPtからなる群より選択された少な
くとも1種の第1金属と、Alからなる第2金属より成
る液体合金を急冷凝固させて第1金属が第2金属に過飽
和固溶した合金とし、この過飽和固溶体合金にアルカリ
金属の水酸化物の水溶液を作用させて第2金属を抽出す
ることを特徴とする金属超微粒子の製造方法。
1. An ultra-fine particle aggregate in which ultra-fine particles of a first metal are aggregated in a skeleton form by extracting a second metal from an alloy in which a first metal as a solute is a supersaturated solid solution in a matrix of a second metal. Then, the method for producing ultrafine particles of the first metal, which includes the step of washing the ultrafine particle aggregates, comprises: Cu, Au, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, P
A liquid alloy consisting of at least one first metal selected from the group consisting of d, Os, Ir and Pt and a second metal consisting of Al was rapidly solidified and the first metal became a supersaturated solid solution in the second metal. A method for producing ultrafine metal particles, wherein an alloy is used, and an aqueous solution of a hydroxide of an alkali metal is allowed to act on the supersaturated solid solution alloy to extract a second metal.
【請求項2】 第1金属が溶質として第2金属のマトリ
ックス中に過飽和固溶した合金より、第2金属を抽出し
て第1金属の超微粒子がスケルトン状に凝集した超微粒
子凝集体を生成し、この超微粒子凝集体を洗浄する段階
を包含する第1金属の超微粒子を製造する方法におい
て、Ag−Pd又はAg−Cuからなる第1金属と、A
lからなる第2金属より成る液体合金を急冷凝固させて
第1金属が第2金属に過飽和固溶した合金とし、この過
飽和固溶体合金にアルカリ金属の水酸化物の水溶液を作
用させて第2金属を抽出することを特徴とする金属超微
粒子の製造方法。
2. An ultrafine particle aggregate in which ultrafine particles of the first metal are aggregated in a skeleton form by extracting a second metal from an alloy in which the first metal is a solute in a supersaturated solid solution in a matrix of the second metal. And a method of producing ultrafine particles of a first metal, which comprises a step of washing the aggregate of ultrafine particles, wherein the first metal comprising Ag—Pd or Ag—Cu;
1 is rapidly solidified to form an alloy in which the first metal is supersaturated in the second metal, and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide is acted on the supersaturated solid solution alloy to form the second metal. A method for producing ultrafine metal particles, characterized by extracting water.
【請求項3】 前記液体合金の冷却速度が100℃/s
以上である請求項1又は2記載の金属超微粒子の製造方
法。
3. The cooling rate of the liquid alloy is 100 ° C./s.
The method for producing ultrafine metal particles according to claim 1 or 2, which is the above.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005530048A (en) * 2002-06-19 2005-10-06 ナノ パウダーズ インダストリーズ (イスラエル) リミテッド Method for producing high-purity metal nanopowder and nanopowder produced by this method
JP2011508080A (en) * 2007-12-21 2011-03-10 シーマ ナノ テック イスラエル リミティド Method for producing metal nanoparticles

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