JP2002275560A

JP2002275560A - （Ｃｏ１−ｘＮｉｘ）Ｓｉ２及び（Ａｕ１−ｘＮｉｘ）Ａｌ２，（Ａｕ１−ｘＣｕｘ）Ａｌ２金属間化合物及びそれを用いた装飾品

Info

Publication number: JP2002275560A
Application number: JP2001070082A
Authority: JP
Inventors: Sei Kito; 聖鬼頭
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で美しいAuAl₂金属間化合物の貴金属装
飾品、貴金属装飾基板材料、貴金属装飾表面材料を提供
する。【課題を解決する手段】化学組成式が、(Co_1-xNi_x )
(Si_1-yAl_y)₂ （ここで0 ≦x ≦0.4, 0 ≦y ≦0.2で
ある。）で表される蛍石型結晶構造をとる金属間化合物
を用いた貴金属装飾品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】宝石等の装飾品分野においては、
ダイヤモンドをはじめとしてガーネット、ルビー、水晶
等天然に産出した材料が用いられている。最近はこれら
の分野においても、天然材料の代替品として、量産によ
るコストダウン化、高品質化された人工物が用いられ、
装飾品分野のみならずエレクトロニクス分野等の工業製
品分野への市場規模も拡大している。これまでに装飾品
分野においてはAu、Ag、Pt等の貴金属や或いはその合金
を用いて置物等の装飾品又は指輪やペンダントなどの装
身具が製造がなされてきていた。それらの貴金属の合金
は、そもそも素材自身の色が装飾的効果を有する為、通
常Auの場合は黄金色、AgやPtの場合は銀白色というよう
に、貴金属自身の色を示すものが用いられてきていた。
しかし、装飾品とは全く異分野の半導体工業において
は、Au線のAl板への配線時等に絶縁相であるAuAl₂金属
間化合物が生じてしまうことにより、この化合物を如何
にして排除するかという問題点があった。しかし邪魔
な存在"絶縁相"であるAuAl₂金属間化合物は、これまで
にないパープル色を呈することができる金属間化合物
ということから貴金属装飾品等の別分野への応用の動き
が現われ注目されるようになった。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図１に示される状態図
からも明らかなように単一相のAuAl₂金属間化合物の合
成が容易であることが類推されるが、Auの資源量からみ
ても得策ではないことがわかる。本発明では、安価で美
しいAuAl₂金属間化合物の貴金属装飾品、貴金属装飾基
板材料、貴金属装飾表面材料を提供する。

【０００３】

【課題を解決する手段】今回、Au原子を、資源量として
も豊富なNi, Cuに置換した(Au1-xNix)Al₂ ; (0≦x ≦0.
4), (Au1-xCux)Al₂ ; (0≦x ≦0.4)というAuAl₂金属間
化合物のとる蛍石型結晶構造をとる組成を用いた試料合
成を行うことにより、AuAl₂金属間化合物の色を維持し
たまま、単一相が得られることを粉末X線回折法により
見いだし、本発明を完成させるに至った。

【０００４】

【発明の実施の形態】本発明において、Au原子を、Ni,
Cuに置換できるこというとは、材料面での大幅なコスト
ダウンにもつながることを意味する。またAuAl₂金属間
化合物を宝石等の貴金属装飾品としての強度を維持する
為に、Auの一部をPt原子で置換可能であることも粉末X
線回折法により見いだした。更には、Al原子を資源量と
しても豊富なSi原子に置換できることも、粉末X線回折
法により見いだした。更にはこのような原子置換は蛍石
型結晶構造をとるCoSi₂金属間化合物においても青白い
色を呈することができる金属間化合物ということからAu
Al₂金属間化合物と同様であることが明らかにした。こ
のCoSi₂金属間化合物の場合も、キュービックジルコニ
アのように宝飾品として使用することが可能であり、多
様化する消費者の趣向に応ずることができる。本発明の
蛍石型結晶構造をとる金属間化合物は、バルク状として
塊として作製することもできるし、出来たバルクを切削
して、板状や球状に加工することもできる。さらに、基
板状に蒸着してフィルム状に得ることもできる。バルク
を粉砕して微粒子とし、バインダーに混ぜて塗料として
用いることもできる。

【０００５】なお結晶学的にみてSiのとるダイヤモンド
型結晶構造の場合と比較して、蛍石型結晶構造は、Z=1/
4、3/4面に(1/4, 1/4, z), (1/4, 3/4, z) (3/4, 1/4,
z),(3/4, 3/4, z)に原子が占有していることから密であ
り、Siのように(酸素原子が潜入することによる) 酸化
が防止される為、耐酸化、耐水性等にも富んでいると考
えられる。(図１参照) ここでは、金属間化合物の金属的な光沢に加え、遷移金
属によると考えられる色が付いている為、このような金
属光沢を帯びた人工宝石として宝石等の装飾品材料とし
ても供することが可能である。

【０００６】

【実施例】合成方法は、アークメルト溶融法による方法
を記載する。しかし、アークメルト溶融法のほかF.Z法
等の手法も利用でき、その他の方法も同様に利用でき
る。実施例１金属間化合物(Co_1-xNi_x )(Si_1-yAl_y)₂ （ここでx＝
０．４、y＝０である）バルクの製造。 Co 、Ni 、Si の塊状原料をCo ：Ni：Si＝０．６：
０．４：２の原子量比で秤量する。秤量した原料を銅
ハースに載せ、アルゴンガス雰囲気下で溶融した。美し
いやや青味がかった色のボタン状の塊が得られた。装飾
品として価値があることがわかった。このボタン状試料
を粉砕し、粉末Ｘ線回折法により、結晶構造が蛍石型結
晶構造であることを確認した。実施例２金属間化合物(Au_1-xNi_x )(Al_1-ySi_y)_２ x＝０、y＝
０で表されるバルクの製造。 Au 、Alの塊状原料を Au ：Al＝１：２の原子量比
で秤量する。秤量した原料を銅ハースに載せ、アルゴン
ガス雰囲気下で溶融した。美しいややピンクがかった色
のボタン状の塊が得られた。装飾品として価値があるこ
とがわかった。このボタン状試料を粉砕し、粉末Ｘ線回
折法により、結晶構造が蛍石型結晶構造であることを確
認した。実施例３金属間化合物(Au_1-x Pt_x )(Al_1-ySi_y) x＝１、y＝０で
表されるバルクの製造。 Pt、Alの塊状原料を Pt：Al＝１：２の原子量比で秤
量する。秤量した原料を銅ハースに載せ、アルゴンガス
雰囲気下で溶融した。美しいやや金色がかった色のボタ
ン状の塊が得られた。装飾品として価値があることがわ
かった。このボタン状試料を粉砕し、粉末Ｘ線回折法に
より、結晶構造が蛍石型結晶構造であることを確認し
た。合成した試料の切断面からも伺えるように、切断
後、研磨のし具合の状況によって、同じ材質でありなが
らも金属光沢を帯びた部分と色みがかった金属光沢部分
とに分けることができる。即ち、表面処理方法はワイヤ
ーソー等により変化することも明らかである。このこと
から本申請化合物は宝飾品にみならず、塗装材料のかわ
りにも使用することが可能であると考えられる。またこ
のことは荒さの違いによるパターンニングとしての応用
が可能であり、加工による発色の制御方法につながる。
更にはこの蛍石型結晶構造の格子定数の1/√2は、銅酸
化物高温超伝導体のa軸長にほぼ等しいので、これらの
蛍石型結晶構造をとる金属間化合物は基板材料としても
適していると考えられる。

【０００７】

【発明の効果】本申請の特許は、優れた外観を示す貴金
属装飾品、また基板材料、コーティング材料を提供する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａｌ−Ａｕ状態図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化学組成式が、(Co_1-xNi_x )(Si_1-yAl_y)
₂ （ここで0 ≦x≦0.4, 0 ≦y ≦0.2である。）で表
される蛍石型結晶構造をとる金属間化合物を用いた貴金
属装飾品。
【請求項２】化学組成式が、(Au_1-xNi_x )(Al_1-ySi_y)2:
0 ≦x ≦0.4, , 0≦y ≦0.2, 及び(Au_1-x Cu_x )(Al_1-y
Si_y)2 0≦x≦ 0.4, , 0 ≦y≦ 0.2 で表される蛍石型結
晶構造をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾品。
【請求項3】化学組成式が、(Au_1-x Pt_x )(Al_1-ySi_y)2:
0 ≦ x < 1.0, 0≦y ≦0.2で表される蛍石型結晶構造
をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾品
【請求項４】化学組成式が、(Co_1-x Ni_x )(Si_1-yAl_y)2:
0 ≦x ≦0.4, 0 ≦y≦ 0.2 (M=Fe, Cu)で表される蛍石
型結晶構造をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾品。
【請求項5】化学組成式が、(Co_1-xM_x)(Si_1-yAl_y)2:
0 ≦x≦0.4, 0 ≦y≦0.2 (M=Fe, Cu)で表される蛍石型
結晶構造をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾品。
【請求項6】化学組成式が、(Au_1-x M_x )(Al_1-ySi_y)2: 0
≦x ≦0.4, 0 ≦y≦0.2 (M=Fe, Cu)で表される蛍石型
結晶構造をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾品。
【請求項７】結晶系が立方晶系で格子定数がa =5.0〜6.
2Åである蛍石型結晶構造をとる請求項１〜６のいずれ
かひとつに記載された金属間化合物を用いた貴金属装飾
品。
【請求項８】化学組成式が、(Co_1-xNi_x)(Si_1-yAl_y)2:
0≦x ≦0.4, 0<y≦0.2で表される蛍石型結晶構造をと
る金属間化合物を用いた貴金属装飾基板材料。
【請求項９】化学組成式が、(Au_1-x Ni_x )(Al_1-ySi_y)2:
0≦x≦0.4, , 0<y≦0.2, 及び(Au_1-xCu_x)(Al_1-ySi_y)
2 0<x ≦0.4, , 0<y ≦0.2 で表される蛍石型結晶構造
をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾基板材料。
【請求項１０】化学組成式が、(Au_1-x Pt_x)(Al_1-ySi_y)
2: 0≦ x < 1.0, 0<y ≦0.2で表される蛍石型結晶構造
をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾基板材料。
【請求項１１】化学組成式が、(Co_1-x Ni_x )(Si_1-yAl_y)
2: 0≦x ≦0.4, 0<y≦0.2 (M=Fe, Cu)で表される蛍石型
結晶構造をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾基板材
料。
【請求項１２】化学組成式が、(Co_1-x M_x)(Si_1-yAl_y)
2: 0≦x ≦0.4, 0<y≦0.2 (M=Fe, Cu)で表される蛍石型
結晶構造をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾基板材
料。
【請求項１３】化学組成式が、(Au_1-xM_x)(Al_1-ySi_y)
2: 0≦x 0.4, 0<y ≦0.2 (M=Fe, Cu)で表される蛍石型
結晶構造をとる金属間化合物を用いた貴金属装飾基板材
料。
【請求項１４】結晶系が立方晶系で格子定数がa =5.0〜
6.2Åである蛍石型結晶構造をとる金属間化合物を用い
た貴金属装飾基板材料。
【請求項１５】化学組成式が、(Co_1-x Ni_x)(Si_1-yAl_y)
2: 0≦x ≦0.4, 0<y≦0.2で表される蛍石型結晶構造を
とる金属間化合物を基板上に設けた貴金属装飾表面材
料。
【請求項１６】化学組成式が、(Au_1-x Ni_x)(Al_1-ySi_y)
2: 0≦x ≦0.4, , 0<y ≦0.2, 及び(Au_1-xCu_x)(Al_1-y
Si_y)2 0<x ≦0.4, , 0<y ≦0.2 で表される蛍石型結晶
構造をとる金属間化合物を基板上に設けた貴金属装飾表
面材料。
【請求項１７】化学組成式が、(Au_1-xPt_x)(Al_1-ySi_y)
2: 0≦ x < 1.0, 0<y ≦0.2で表される蛍石型結晶構造
をとる金属間化合物を基板上に設けた貴金属装飾表面材
料。
【請求項１８】化学組成式が、(Co_1-x Ni_x)(Si_1-yAl_y)
2: 0≦x ≦0.4, 0<y≦0.2 (M=Fe, Cu)で表される蛍石型
結晶構造をとる金属間化合物を基板上に設けた貴金属装
飾表面材料。
【請求項１９】化学組成式が、(Co_1-xM_x )(Si_1-yAl_y)
2: 0≦x ≦0.4, 0<y≦ 0.2 (M=Fe, Cu)で表される蛍石
型結晶構造をとる金属間化合物を基板上に設けた貴金属
装飾表面材料。
【請求項２０】化学組成式が、(Au_1-xM_x)(Al_1-ySi_y)
2: 0≦x ≦0.4, 0<y≦0.2 (M=Fe, Cu)で表される蛍石型
結晶構造をとる金属間化合物を基板上に設けた貴金属装
飾表面材料。
【請求項２１】結晶系が立方晶系で格子定数がa =5.0〜
6.2Åである蛍石型結晶構造をとる請求項１〜２０のい
ずれかひとつに記載された金属間化合物を基板上に設け
た貴金属装飾表面材料。