JP2001131603A - Composite metallic superfine grain and its manufacturing method - Google Patents

Composite metallic superfine grain and its manufacturing method

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JP2001131603A
JP2001131603A JP31276399A JP31276399A JP2001131603A JP 2001131603 A JP2001131603 A JP 2001131603A JP 31276399 A JP31276399 A JP 31276399A JP 31276399 A JP31276399 A JP 31276399A JP 2001131603 A JP2001131603 A JP 2001131603A
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metal
particles
ultrafine
temperature
composite metal
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Japanese (ja)
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Hiroshi Nagasawa
浩 長澤
Akira Fukunaga
明 福永
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Ebara Corp
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Ebara Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite metallic superfine grain uniform in diameter, excellent in dispersion stability and property stability as the grain and capable of being manufactured on an industrial scale and its manufacturing method. SOLUTION: A positively charged cationic core metal 12 having 1-20 nm diameter is surrounded by an anionic organic material 14 to constitute the composite metallic superfine grain, and the grain is manufactured by heating a low-temperature decomposable low-molecular-weight organometallic salt, such as a metallic salt, e.g. a carbonate, a formate or an acetate, in a non- aqueous solvent in the presence of the anionic organic material above the decomposition temperature of the metallic salt and below the decomposition temperature of the anionic organic material.

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】本発明は複合金属超微粒子及
びその製造方法に係り、特に分散安定性に優れ工業的規
模で製造できるようにした複合金属超微粒子及びその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to composite metal ultrafine particles and a method for producing the same, and more particularly to composite metal ultrafine particles having excellent dispersion stability and capable of being produced on an industrial scale.

【0002】[0002]

【従来の技術】粒子径が100nm以下の金属超微粒子
の製造方法としては、金属を真空中、若干のガスの存在
下で蒸発させることによって気相中から金属の超微粒子
を凝結させて、超微細な金属微粒子を得るようにしたも
のが一般に知られている。しかしながら、このような物
理的なプロセスを用いる方法では、粒径分布のぱらつき
が大きく、加熱処理しても粒界が残ってしまうために、
均一な金属膜が得られないことと、金属超微粒子の生成
量が少ないので、大量生産に向いておらず、また、金属
を蒸発させるために電子ビーム、ブラズマ、レーザー、
誘導加熱等の装置が必要なのでコストが高くなってしま
う。
2. Description of the Related Art As a method for producing ultrafine metal particles having a particle diameter of 100 nm or less, ultrafine metal particles are condensed from a gas phase by evaporating a metal in a vacuum and in the presence of a small amount of gas to obtain ultrafine metal particles. A device for obtaining fine metal fine particles is generally known. However, in the method using such a physical process, the variation in the particle size distribution is large, and the grain boundary remains even after heat treatment.
It is not suitable for mass production because a uniform metal film cannot be obtained and the amount of generated metal ultrafine particles is small.In addition, electron beams, plasma, laser,
Since an apparatus such as induction heating is required, the cost increases.

【0003】また、このような金属超微粒子を用いる場
合は、単独で空気中に取り出すと凝集してしまうため、
界面活性剤などを用いて溶剤中に分散して用いなければ
ならないが、保存性など分散安定性という面では不十分
であった。
[0003] In addition, when such ultrafine metal particles are used, if they are taken out into the air alone, they will agglomerate.
It must be used by dispersing it in a solvent using a surfactant or the like, but it is insufficient in terms of dispersion stability such as storage stability.

【0004】このため、金属有機化合物を用い、酸素を
遮断した不活性ガス雰囲気下において、その金属有機化
合物の分解開始温度以上かつ、完全分解温度未満の温度
で加熱することで、当該金属有機化合物に由来する金属
成分から主として構成されており、実質的にその中心部
が金属成分からなり、その周りが有機化合物により取り
囲まれている金属超微粒子とその製造方法が提案されて
いるが、特殊な雰囲気を必要とし、かつ分解温度が高
く、特定の領域でしか利用できない。
For this reason, the metal organic compound is heated at a temperature equal to or higher than the decomposition start temperature and lower than the complete decomposition temperature of the metal organic compound in an inert gas atmosphere in which oxygen is cut off. Ultra-fine metal particles mainly composed of a metal component derived from a metal component substantially consisting of the metal component, the periphery of which is surrounded by an organic compound, and a method for producing the same have been proposed. It requires an atmosphere, has a high decomposition temperature, and can be used only in a specific area.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】金属超微粒子にあって
は、粒子状態で裸のまま集合させると、粒子同士が容易
にくっついて凝集やチェーン状化が起こる。このため、
金属超微粒子を互いに離した状態で安定化させるために
は、金属微粒子の表面に何らかの保護皮膜を形成する必
要がある。これまで、金属超微粒子は電気的に中性であ
ると考えられ、このため、前記保護皮膜として、非イオ
ン性界面活性剤、若しくはゼラチンやポリビニルアルコ
ール等の非イオン性物質が一般に使用されていた。
In the case of ultrafine metal particles, if they are assembled in a state of particles in a bare state, the particles are easily adhered to each other, and aggregation or chaining occurs. For this reason,
In order to stabilize the ultrafine metal particles in a state separated from each other, it is necessary to form some kind of protective film on the surface of the fine metal particles. Heretofore, ultrafine metal particles are considered to be electrically neutral, and therefore, a nonionic surfactant or a nonionic substance such as gelatin or polyvinyl alcohol has been generally used as the protective film. .

【0006】このことは、前記中心部が金属成分で、そ
の周りが保護皮膜として機能する金属有機化合物により
取り囲まれた金属超微粒子にあっても同様で、この中心
部金属成分と金属有機化合物とは、ファンデルワールス
力などの分子間親和力で結合していると考えられてい
る。
[0006] The same applies to the case where the central metal component and the metal organic compound are surrounded by a metal ultra-fine particle surrounded by a metal organic compound that functions as a protective film. Are thought to be bound by an intermolecular affinity such as van der Waals force.

【0007】しかしながら、金属超微粒子が、例えばよ
り高い金属濃度においても粒子として安定であるために
は、中心の金属部とその周りの保護皮膜とが比較的エネ
ルギーの小さい分子間親和力ではなく、何らかの強力な
結合力を持つことが望ましい。
However, in order for the ultrafine metal particles to be stable as particles even at a higher metal concentration, for example, the metal part at the center and the protective film around the metal part do not have an intermolecular affinity having a relatively small energy, but have a certain energy. It is desirable to have a strong bonding force.

【0008】発明者らは、ある種の金属塩を熱分解する
過程において、陽イオン性を持った金属超微粒子が形成
されることを見出した。従って、陽イオン性を持った金
属超微粒子が形成される時点で好ましい保護皮膜を形成
するアニオン性有機物等が存在すれば、金属超微粒子の
表面にアニオン性有機物等が安定的にイオン結合して、
安定した保護皮膜を形成された状態の複合金属超微粒子
になる。
The inventors have found that in the process of thermally decomposing certain metal salts, ultrafine metal particles having cationity are formed. Therefore, if there is an anionic organic substance or the like which forms a preferable protective film at the time when the cationic metal ultrafine particles are formed, the anionic organic substance or the like is stably ion-bonded to the surface of the metal ultrafine particles. ,
The composite metal ultrafine particles have a stable protective film formed thereon.

【0009】本発明は上記事情に鑑みて為されたもの
で、粒子径がより均一で分散安定性及び粒子として性状
安定性に優れ、工業的規模で製造できるようにした複合
金属超微粒子及びその製造方法を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a composite metal ultrafine particle having a more uniform particle size, excellent dispersion stability and excellent property stability as particles, and capable of being manufactured on an industrial scale. It is intended to provide a manufacturing method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、正に帯電した直径1〜20nmのコア金属の周囲
を、多数の陰イオン物質で取り巻いた構造を持つ複合金
属超微粒子である。
The invention according to claim 1 is a composite metal ultrafine particle having a structure in which a positively charged core metal having a diameter of 1 to 20 nm is surrounded by a large number of anionic substances. .

【0011】金属粒子の融点は粒径が小さくなると低下
することが知られているが、その効果が現れはじめるの
は20nm以下であり、10nm以下になるとその効果
が顕著となる。従って、コア金属(金属超微粒子)の平
均粒径は、1〜20nmであるのが好ましく、1〜10
nmであるのが特に好ましい。また、コア金属と陰イオ
ン物質とを強固にイオン結合させ、陰イオン物質にコア
金属を保護する保護皮膜としての役割を果たさせること
で、溶媒中における分散安定性を向上させ、しかも粒子
としての性状安定性を高めることができる。
It is known that the melting point of metal particles decreases as the particle size decreases, but the effect starts to appear at 20 nm or less, and the effect becomes remarkable at 10 nm or less. Accordingly, the average particle diameter of the core metal (metal ultrafine particles) is preferably 1 to 20 nm, and 1 to 10 nm.
Particularly preferred is nm. In addition, the core metal and the anionic substance are strongly ion-bonded, and the anionic substance serves as a protective film for protecting the core metal, thereby improving the dispersion stability in the solvent, and as a particle. Can improve the property stability.

【0012】請求項2に記載の発明は、前記コア金属の
金属成分は、Cu,Ag,Au,In,Si,Ti,G
e,Sn,Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,O
s,Ir,Pt,V,Cr及びBiの少なくとも1種で
あることを特徴とする請求項1記載の複合金属超微粒子
である。
According to a second aspect of the present invention, the metal component of the core metal is Cu, Ag, Au, In, Si, Ti, G
e, Sn, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, O
2. The composite metal ultrafine particle according to claim 1, wherein the composite metal ultrafine particle is at least one of s, Ir, Pt, V, Cr and Bi.

【0013】請求項3に記載の発明は、前記陰イオン物
質は、イオン性有機物であることを特徴とする請求項1
または2記載の複合金属超微粒子である。請求項4に記
載の発明は、前記イオン性有機物は、炭素数5以上の脂
肪酸、アルキルベンゼンスルフォン酸またはアルキルス
ルフォン酸であることを特徴とする請求項3記載の複合
金属超微粒子である。
According to a third aspect of the present invention, the anionic substance is an ionic organic substance.
Or the composite metal ultrafine particles according to 2. The invention according to claim 4 is the composite metal ultrafine particle according to claim 3, wherein the ionic organic substance is a fatty acid having 5 or more carbon atoms, alkylbenzenesulfonic acid or alkylsulfonic acid.

【0014】請求項5に記載の発明は、非水系溶媒中で
且つイオン性有機物の存在下で、金属塩、より好ましく
は炭酸塩、蟻酸塩または酢酸塩などの低温分解性の低分
子量有機金属塩を該金属塩の分解還元温度以上で且つ前
記イオン性有機物の分解温度以下で加熱することを特徴
とする複合金属超微粒子の製造方法である。このような
複合金属超微粒子は、液相中での化学的なプロセスにお
いて作製することができるので、大がかりな真空装置を
用いることなく、簡単な装置を用いて通常の大気雰囲気
下において大量生産が可能であり、コストが安価であ
る。しかも、粒径が均一であるので一定温度で全ての粒
子が融着することになる。
[0014] The invention according to claim 5 is a low-molecular-weight organic metal such as a metal salt, more preferably a carbonate, formate or acetate, which is decomposable in a non-aqueous solvent and in the presence of an ionic organic substance. A method for producing ultrafine composite metal particles, comprising heating a salt at a temperature not lower than the decomposition reduction temperature of the metal salt and not higher than the decomposition temperature of the ionic organic substance. Since such composite metal ultrafine particles can be produced by a chemical process in a liquid phase, mass production can be performed in a normal atmosphere using a simple apparatus without using a large-scale vacuum apparatus. Possible and inexpensive. In addition, since the particle size is uniform, all the particles are fused at a constant temperature.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態の複
合金属超微粒子の構造を模式的に示すもので、この複合
金属超微粒子10は、実質的に金属成分からなる正に帯
電したコア金属12と、このコア金属12の周囲を取り
囲む陰イオン物質としてのイオン性有機物14とから構
成されている。つまり、この複合金属超微粒子10は、
有機アニオン性物質と、出発物質である金属塩、例えば
炭酸塩、蟻酸塩または酢酸塩由来の金属成分から構成さ
れており、その中心部がコア金属12からなり、その周
りをイオン性有機物14が取り囲んでいる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the structure of a composite metal ultrafine particle according to an embodiment of the present invention. The composite metal ultrafine particle 10 includes a positively charged core metal 12 substantially composed of a metal component, And an ionic organic substance 14 as an anionic substance surrounding the periphery of the core metal 12. That is, the composite metal ultrafine particles 10
It is composed of an organic anionic substance and a metal component derived from a starting metal salt, for example, a carbonate, formate or acetate, the center of which is composed of a core metal 12, around which an ionic organic substance 14 is formed. Surrounding.

【0016】このイオン性有機物14は、コア金属12
の保護皮膜としての役割を果たすもので、このように、
コア金属12の周囲をイオン性有機物14で被覆するこ
とにより、溶媒中において凝集する傾向が小さく、分散
安定性が優れた複合金属超微粒子10が構成される。し
かも、イオン性有機物14とコア金属12とは、その一
部又は全部がイオン結合により強固に結合した状態で存
在しており、界面活性剤によりコーティングされること
により安定化された従来の金属超微粒子と異なり、粒子
としての性状安定性が高いとともに、より高い金属濃度
においても安定である。
The ionic organic substance 14 is composed of the core metal 12
It plays a role as a protective film of
By coating the periphery of the core metal 12 with the ionic organic substance 14, the composite metal ultrafine particles 10 having a small tendency to aggregate in a solvent and having excellent dispersion stability are formed. In addition, the ionic organic substance 14 and the core metal 12 exist in a state where a part or the whole thereof is firmly bonded by ionic bonding, and the conventional metal superconductor stabilized by being coated with a surfactant. Unlike fine particles, they have high property stability as particles and are stable even at higher metal concentrations.

【0017】この複合金属超微粒子10におけるコア金
属12の比率は、通常は50〜90重量%程度とすれば
良いが、例えば配線溝の埋込み金属材料に用いる場合
は、60〜90重量%程度、特に70〜90重量%とす
るのが好ましい。
The ratio of the core metal 12 in the ultrafine composite metal particles 10 is usually about 50 to 90% by weight. For example, when it is used as a metal material to be embedded in a wiring groove, about 60 to 90% by weight is used. In particular, the content is preferably 70 to 90% by weight.

【0018】前記複合金属超微粒子10のコア金属12
の平均粒径は、通常1〜20nm程度、好ましくは1〜
10nm程度である。金属粒子の融点は、粒径が小さく
なると低下することが知られているが、その効果が現れ
はじめるのは20nm以下であり、10nm以下になる
とその効果が顕著となる。従って、このように構成する
ことにより、金属の本来の融点以下で複合金属超微粒子
10のコア金属12を溶融させることが可能となる。例
えば、銀にあっては、その融点が1233K(960
℃)であるが、5nmの粒子径の銀超微粒子であって
は、約220℃で銀が溶融する。
The core metal 12 of the ultrafine composite metal particles 10
Has an average particle size of usually about 1 to 20 nm, preferably 1 to 20 nm.
It is about 10 nm. It is known that the melting point of metal particles decreases as the particle size decreases, but the effect starts to appear at 20 nm or less, and the effect becomes significant at 10 nm or less. Therefore, with this configuration, it becomes possible to melt the core metal 12 of the ultrafine composite metal particle 10 at a temperature lower than the original melting point of the metal. For example, the melting point of silver is 1233K (960
° C), but in the case of ultrafine silver particles having a particle diameter of 5 nm, silver melts at about 220 ° C.

【0019】これにより、例えば、コア金属12とし
て、5nmの粒径の銀超微粒子を使用し、この周囲をイ
オン性有機物14で取り囲んで構成した複合金属超微粒
子にあっては、このイオン性有機物14の分解温度が2
20℃以下であれば220℃に、それ以上であればイオ
ン性有機物14の分解温度に加熱することにより、互い
に溶融した銀のみからなる皮膜を形成することができ
る。
Thus, for example, in the case of composite metal ultrafine particles constituted by using silver ultrafine particles having a particle diameter of 5 nm as the core metal 12 and surrounding the ionic organic material 14 with the ionic organic material, The decomposition temperature of 14 is 2
By heating to 220 ° C. if the temperature is 20 ° C. or lower, or to the decomposition temperature of the ionic organic substance 14 if the temperature is higher than 20 ° C., it is possible to form a film composed of only the mutually fused silver.

【0020】前記複合金属超微粒子10は、例えば非水
系溶媒中で且つイオン性有機物の存在下で金属塩、例え
ば炭酸塩、蟻酸塩または酢酸塩をその分解還元温度以上
で且つイオン性有機物の分解温度以下で加熱することに
よって製造することができる。
The ultrafine composite metal particles 10 are used to decompose a metal salt, for example, a carbonate, formate or acetate, in a non-aqueous solvent and in the presence of an ionic organic substance at a temperature not lower than the decomposition and reduction temperature and decompose the ionic organic substance. It can be produced by heating below the temperature.

【0021】前記コア金属12の金属成分としては、C
u,Ag,Au,In,Si,Ti,Ge,Sn,F
e,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,P
t,V,Cr及びBiの少なくとも1種が用いられ、イ
オン性有機物としては、炭素数5以上の脂肪酸、アルキ
ルベンゼンスルフォン酸またはアルキルスルフォン酸が
用いられる。
The metal component of the core metal 12 is C
u, Ag, Au, In, Si, Ti, Ge, Sn, F
e, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, P
At least one of t, V, Cr and Bi is used, and as the ionic organic substance, a fatty acid having 5 or more carbon atoms, alkylbenzenesulfonic acid or alkylsulfonic acid is used.

【0022】加熱温度は、金属塩、例えば炭酸塩、蟻酸
塩または酢酸塩の分解還元温度以上でかつイオン性有機
物の分解温度以下である。例えば酢酸銀の場合、その分
解開始温度が200℃あるので、200℃以上且つ上記
のイオン性有機物が分解しない温度に保持すればよい。
この場合、イオン性有機物が分解しにくいようにするた
めに、加熱雰囲気は、不活性ガス雰囲気であることが好
ましいが、非水系溶剤の選択により、大気下においても
加熱可能である。
The heating temperature is equal to or higher than the decomposition reduction temperature of a metal salt, for example, a carbonate, formate or acetate, and equal to or lower than the decomposition temperature of an ionic organic substance. For example, in the case of silver acetate, since the decomposition start temperature is 200 ° C., the temperature may be maintained at 200 ° C. or higher and at a temperature at which the ionic organic substance does not decompose.
In this case, the heating atmosphere is preferably an inert gas atmosphere in order to make it difficult for the ionic organic substance to be decomposed. However, heating can be performed even in the atmosphere by selecting a non-aqueous solvent.

【0023】加熱が終了した後、公知の精製法により精
製を行う。精製法は例えば遠心分離、膜精製、溶媒抽出
等により行えば良い。
After the heating is completed, purification is performed by a known purification method. The purification may be performed by, for example, centrifugation, membrane purification, solvent extraction, or the like.

【0024】このように作製された複合金属超微粒子1
0を、例えばシクロヘキサン等の適当な有機溶媒中に分
散させることにより、複合金属超微粒子分散液を作製す
る。このような複合金属超微粒子分散液は、分散粒子が
非常に細かいので、複合金属超微粒子を混合して攪拌し
た状態ではほぼ透明であり、溶媒の種類、超微粒子濃
度、温度等を適宜に選択することにより、表面張力、粘
性等の物性値を調整することができる。
The composite metal ultrafine particles 1 thus produced
0 is dispersed in an appropriate organic solvent such as cyclohexane to prepare a composite metal ultrafine particle dispersion. Such a composite metal ultrafine particle dispersion is very transparent when the mixed metal ultrafine particles are mixed and stirred because the dispersed particles are very fine, and the type of the solvent, the ultrafine particle concentration, the temperature, and the like are appropriately selected. By doing so, physical properties such as surface tension and viscosity can be adjusted.

【0025】[0025]

【実施例1】有機アニオン性物質としてオレイン酸を用
い、金属源として酢酸銀を用いた。容積1Lのナス型フ
ラスコに留点250℃のナフテン系高沸点溶媒0.5L
を入れ、その中に酢酸銀10gとオレイン酸20gを入
れ、240℃にて3時間加熱した。加熱に従って色調
は、無色から薄茶色、さらに紫色に変わった。加熱後、
アセトンを加え、沈殿精製を行った。
Example 1 Oleic acid was used as an organic anionic substance, and silver acetate was used as a metal source. 0.5L naphthene-based high-boiling solvent with a boiling point of 250 ° C in a 1L eggplant-shaped flask
, And 10 g of silver acetate and 20 g of oleic acid were put therein, and heated at 240 ° C. for 3 hours. The color tone changed from colorless to light brown and further to purple with heating. After heating,
Acetone was added to perform precipitation purification.

【0026】この変性した粉末を透過型電子顕微鏡で観
察したところ、粒径が約10nmの超微粒子から構成さ
れていた。さらに、粉末X線回折を行ったところ、金属
銀のコアが確認された。
When this modified powder was observed with a transmission electron microscope, it was found to be composed of ultrafine particles having a particle size of about 10 nm. Further, when powder X-ray diffraction was performed, a metallic silver core was confirmed.

【0027】この複合金属超微粒子からなる粉末をトル
エン及びキシレンに分散させたところ、いずれの場合に
も沈殿は認められず、透明な状態となった。すなわち、
可溶化状態となっていることが認められた。
When the powder composed of the ultrafine composite metal particles was dispersed in toluene and xylene, no precipitate was observed in any case, and a transparent state was obtained. That is,
It was confirmed that the material was in a solubilized state.

【0028】これを複合金属超微粒子分散液として、基
材の表面に1cmあたり0.05gとなるように塗布
し、乾燥した後、窒素雰囲気下において約250℃で加
熱した。すると、容易に焼成して銀コーティング膜が形
成された。
This was applied as a composite metal ultrafine particle dispersion to the surface of the substrate at 0.05 g / cm 2 , dried, and then heated at about 250 ° C. in a nitrogen atmosphere. Then, it was easily baked to form a silver coating film.

【0029】[0029]

【実施例2】有機アニオン性物質としてステアリン酸を
用い、金属源として炭酸銅を用いた。容積1Lのナス型
フラスコに留点250℃のパラフィン系高沸点溶媒0.
5Lを入れ、その中に炭酸銅10gとステアリン酸40
gを入れ、300℃にて3時間加熱した。加熱に従っ
て、色調は、薄緑色から濃緑色、さらに褐色に変わっ
た。加熱後、メタノールを加え、沈殿精製を行った。
Example 2 Stearic acid was used as an organic anionic substance, and copper carbonate was used as a metal source. A paraffinic high-boiling solvent having a boiling point of 250 ° C. was placed in a 1-L eggplant-shaped flask.
Put 5L into it, 10g copper carbonate and 40 stearic acid.
g was heated at 300 ° C. for 3 hours. Upon heating, the color changed from light green to dark green to brown. After heating, methanol was added to perform precipitation purification.

【0030】この複合金属超微粒子を実施例1と同様の
方法により基材に適用した。ただし、加熱処理温度を3
00℃とした。すると、容易に焼成して銅コーティング
膜が形成された。
The ultrafine composite metal particles were applied to a substrate in the same manner as in Example 1. However, if the heat treatment temperature is 3
The temperature was set to 00 ° C. Then, it was easily baked to form a copper coating film.

【0031】[0031]

【実施例3】有機アニオン性物質としてドデシルベンゼ
ンスルフォン酸ナトリウムを用い、金属源として塩化白
金酸を用いた。容積1Lのナス型フラスコにキシレン
(異性体混合品)0.5Lを入れ、その中に塩化白金酸
5gとドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム20g
を入れ、150℃にて3時間加熱した。加熱に従って、
色調は、黄色から薄茶色、さらに灰色に変わった。加熱
後、アセトンを加え、沈殿精製を行った。
Example 3 Sodium dodecylbenzenesulfonate was used as an organic anionic substance, and chloroplatinic acid was used as a metal source. 0.5 L of xylene (mixture of isomers) is placed in a 1 L eggplant-shaped flask, and 5 g of chloroplatinic acid and 20 g of sodium dodecylbenzenesulfonate are placed therein.
And heated at 150 ° C. for 3 hours. According to the heating,
The color changed from yellow to light brown to gray. After heating, acetone was added to perform precipitation purification.

【0032】この複合金属超微粒子を実施例1と同様の
方法により基材に適用した。ただし、加熱処理温度を2
00℃とした。すると、容易に焼成してプラチナコーテ
ィング膜が形成された。
The ultrafine composite metal particles were applied to a substrate in the same manner as in Example 1. However, if the heat treatment temperature is 2
The temperature was set to 00 ° C. Then, it was easily baked to form a platinum coating film.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、平均粒径が1〜20nmのコア金属と陰イオン物質
とを強固にイオン結合させ、陰イオン物質にコア金属を
保護する保護皮膜としての役割を果たさせることで、溶
媒中における分散安定性に優れ、しかも粒子としての性
状安定性を高めてハンドリングがしやすく、溶媒を飛散
させた後も、加熱分解されるまでは化学的安定性を維持
することができて、工程管理が容易な複合金属超微粒子
を提供することができる。しかも、液相中での化学的な
プロセスにおいて作製することができるので、大がかり
な真空装置を用いることなく、簡単な装置を用いて通常
の大気雰囲気下において大量生産が可能であり、コスト
が安価である。しかも、粒径が均一であるので一定温度
で全ての粒子が融着することになる。
As described above, according to the present invention, a protective film for firmly ion-bonding a core metal having an average particle diameter of 1 to 20 nm and an anionic substance to protect the core metal on the anionic substance. As a result, the dispersion stability in the solvent is excellent, and the property stability as particles is enhanced for easy handling. It is possible to provide ultrafine composite metal particles that can maintain stability and are easy to control. In addition, since it can be manufactured by a chemical process in a liquid phase, mass production can be performed in a normal atmosphere using a simple apparatus without using a large-scale vacuum apparatus, and the cost is low. It is. In addition, since the particle size is uniform, all the particles are fused at a constant temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の複合金属超微粒子を構造
を模式的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of a composite metal ultrafine particle according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 複合金属超微粒子 12 陽イオン性コア金属 14 陰イオン性有機物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Composite metal ultrafine particle 12 Cationic core metal 14 Anionic organic substance

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正に帯電した直径1〜20nmのコア金
属の周囲を、陰イオン物質で取り巻いた構造を持つ複合
金属超微粒子。
1. Composite metal ultrafine particles having a structure in which a positively charged core metal having a diameter of 1 to 20 nm is surrounded by an anionic substance.
【請求項2】 前記コア金属の金属成分は、Cu,A
g,Au,In,Si,Ti,Ge,Sn,Fe,C
o,Ni,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt,V,
Cr及びBiの少なくとも1種であることを特徴とする
請求項1記載の複合金属超微粒子。
2. The metal component of the core metal is Cu, A
g, Au, In, Si, Ti, Ge, Sn, Fe, C
o, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, V,
2. The composite metal ultrafine particle according to claim 1, wherein the composite metal ultrafine particle is at least one of Cr and Bi.
【請求項3】 前記陰イオン物質は、イオン性有機物で
あることを特徴とする請求項1または2記載の複合金属
超微粒子。
3. The composite metal ultrafine particle according to claim 1, wherein the anionic substance is an ionic organic substance.
【請求項4】 前記イオン性有機物は、炭素数5以上の
脂肪酸、アルキルベンゼンスルフォン酸またはアルキル
スルフォン酸であることを特徴とする請求項3記載の複
合金属超微粒子。
4. The composite metal ultrafine particle according to claim 3, wherein the ionic organic substance is a fatty acid having 5 or more carbon atoms, alkylbenzenesulfonic acid or alkylsulfonic acid.
【請求項5】 非水系溶媒中で且つイオン性有機物の存
在下で、金属塩を該金属塩の分解還元温度以上で且つ前
記イオン性有機物の分解温度以下で加熱することを特徴
とする複合金属超微粒子の製造方法。
5. A composite metal comprising heating a metal salt in a non-aqueous solvent and in the presence of an ionic organic substance at a temperature not lower than the decomposition reduction temperature of the metal salt and not higher than the decomposition temperature of the ionic organic substance. A method for producing ultrafine particles.
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