JP2003261323A - 金属化合物微粉末及びその製造方法 - Google Patents
金属化合物微粉末及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱プラズマを用いて、可燃性が極めて強い水
素ガスを使用せずに、化合物組成の制御及び各化合物の
混合比の制御が容易であり、更には結晶性や粒度分布の
制御も可能な、金属ホウ化物の微粉末又は金属ホウ化物
と他の化合物の微粉末を合成する方法を提供する。 【解決手段】 金属粉末及び／又はその金属のホウ化物
粉末と、ホウ素粉末とを、アルゴンガスなどの不活性ガ
スの熱プラズマ１中に供給し、ナノオーダーの金属ホウ
化物の微粉末を合成する。不活性ガスに、窒素ガス、酸
素ガス、有機炭素系ガスを混合することにより、金属ホ
ウ化物微粉末と、その金属の窒化物、酸化物、又は炭化
物の微粉末との混合微粉末を合成することができる。
素ガスを使用せずに、化合物組成の制御及び各化合物の
混合比の制御が容易であり、更には結晶性や粒度分布の
制御も可能な、金属ホウ化物の微粉末又は金属ホウ化物
と他の化合物の微粉末を合成する方法を提供する。 【解決手段】 金属粉末及び／又はその金属のホウ化物
粉末と、ホウ素粉末とを、アルゴンガスなどの不活性ガ
スの熱プラズマ１中に供給し、ナノオーダーの金属ホウ
化物の微粉末を合成する。不活性ガスに、窒素ガス、酸
素ガス、有機炭素系ガスを混合することにより、金属ホ
ウ化物微粉末と、その金属の窒化物、酸化物、又は炭化
物の微粉末との混合微粉末を合成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱プラズマを用い
ることにより、各種金属のホウ化物の微粉末、あるいは
金属ホウ化物の微粉末と窒化物その他の化合物の微粉末
との混合微粉末を製造する方法に関する。
ることにより、各種金属のホウ化物の微粉末、あるいは
金属ホウ化物の微粉末と窒化物その他の化合物の微粉末
との混合微粉末を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】微粉末の製造方法の一つとしてプラズマ
反応を用いる方法があり、金属ホウ化物の微粉末又は金
属ホウ化物を含む微粉末についても、不活性ガスの熱プ
ラズマを用いて合成する方法が知られている。この熱プ
ラズマ法によれば、原料粉末は熱プラズマ中で原子レベ
ルまで一旦分解され、金属ホウ化物の核が形成され、こ
の核が成長して微粉末が合成されるものと考えられる。
反応を用いる方法があり、金属ホウ化物の微粉末又は金
属ホウ化物を含む微粉末についても、不活性ガスの熱プ
ラズマを用いて合成する方法が知られている。この熱プ
ラズマ法によれば、原料粉末は熱プラズマ中で原子レベ
ルまで一旦分解され、金属ホウ化物の核が形成され、こ
の核が成長して微粉末が合成されるものと考えられる。
【０００３】従来、熱プラズマによる金属ホウ化物など
微粉末の合成には、原料として市販されている通常の金
属ホウ化物粉末が用いられていた。しかしながら、かか
る方法では、原料の金属ホウ化物と同等の化合物組成の
微粉末を得ることは容易ではなく、原料とは異なる化合
物組成の金属ホウ化物微粉末が形成されてしまうという
問題があった。特に、各種化学量論組成を有する金属ホ
ウ化物の微粉末を合成する場合、その化合物組成及び粉
末特性を制御することは極めて困難であった。
微粉末の合成には、原料として市販されている通常の金
属ホウ化物粉末が用いられていた。しかしながら、かか
る方法では、原料の金属ホウ化物と同等の化合物組成の
微粉末を得ることは容易ではなく、原料とは異なる化合
物組成の金属ホウ化物微粉末が形成されてしまうという
問題があった。特に、各種化学量論組成を有する金属ホ
ウ化物の微粉末を合成する場合、その化合物組成及び粉
末特性を制御することは極めて困難であった。
【０００４】また、通常の金属ホウ化物粉末を原料とし
て用いる従来の熱プラズマ法では、金属のホウ化物微粉
末と、他の化合物、例えば窒化物、酸化物、炭化物など
の微粉末との混合微粉末を合成する場合においても、上
記の組成制御の問題に加えて、各化合物の微粉末の混合
比を制御することが極めて困難であった。
て用いる従来の熱プラズマ法では、金属のホウ化物微粉
末と、他の化合物、例えば窒化物、酸化物、炭化物など
の微粉末との混合微粉末を合成する場合においても、上
記の組成制御の問題に加えて、各化合物の微粉末の混合
比を制御することが極めて困難であった。
【０００５】熱プラズマを用いて金属ホウ化物微粉末を
製造する改良方法として、水素又は水素と不活性ガスと
の混合ガス雰囲気中で発生した熱プラズマにより、金属
のホウ化物あるいは金属とホウ素との混合物を加熱溶融
することにより、金属ホウ化物を蒸発凝縮させる方法
が、特公平６−３９３２６号公報に開示されている。し
かし、この方法は、可燃性の極めて強い気体で爆発の危
険がある水素を用いる必要があるため、その取り扱いに
注意を要するという問題があった。
製造する改良方法として、水素又は水素と不活性ガスと
の混合ガス雰囲気中で発生した熱プラズマにより、金属
のホウ化物あるいは金属とホウ素との混合物を加熱溶融
することにより、金属ホウ化物を蒸発凝縮させる方法
が、特公平６−３９３２６号公報に開示されている。し
かし、この方法は、可燃性の極めて強い気体で爆発の危
険がある水素を用いる必要があるため、その取り扱いに
注意を要するという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特公平６−３９３２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の事情に鑑み、熱プラズマを用いて、可燃性が極めて
強く爆発の危険がある水素ガスを使用せずに、得られる
微粉末の化合物組成の制御並びに各化合物の混合比の制
御が容易であり、更には結晶性や粒度分布などの粉末特
性を制御することも可能な、金属ホウ化物の微粉末又は
金属ホウ化物と他の化合物の混合微粉末を製造する方法
を提供することを目的とする。
来の事情に鑑み、熱プラズマを用いて、可燃性が極めて
強く爆発の危険がある水素ガスを使用せずに、得られる
微粉末の化合物組成の制御並びに各化合物の混合比の制
御が容易であり、更には結晶性や粒度分布などの粉末特
性を制御することも可能な、金属ホウ化物の微粉末又は
金属ホウ化物と他の化合物の混合微粉末を製造する方法
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供する熱プラズマによる金属化合物微粉
末の製造方法は、金属の粉末及び／又はその金属のホウ
化物粉末と、ホウ素粉末とを、不活性ガス雰囲気中で発
生させた熱プラズマ中に供給することにより、ナノオー
ダーの金属化合物微粉末を得ることを特徴とする。
め、本発明が提供する熱プラズマによる金属化合物微粉
末の製造方法は、金属の粉末及び／又はその金属のホウ
化物粉末と、ホウ素粉末とを、不活性ガス雰囲気中で発
生させた熱プラズマ中に供給することにより、ナノオー
ダーの金属化合物微粉末を得ることを特徴とする。
【０００９】上記本発明の金属化合物微粉末の製造方法
においては、前記不活性ガスに、窒素ガス、酸素ガス、
有機炭素系ガスから選ばれた反応性ガスを混合すること
により、金属ホウ化物微粉末と、その金属の窒化物、酸
化物、又は炭化物の微粉末との混合微粉末を得ることが
できる。また、前記不活性ガスとしては、アルゴンガ
ス、アルゴンとヘリウムの混合ガス、若しくはアルゴン
と窒素の混合ガスを用いることが好ましい。
においては、前記不活性ガスに、窒素ガス、酸素ガス、
有機炭素系ガスから選ばれた反応性ガスを混合すること
により、金属ホウ化物微粉末と、その金属の窒化物、酸
化物、又は炭化物の微粉末との混合微粉末を得ることが
できる。また、前記不活性ガスとしては、アルゴンガ
ス、アルゴンとヘリウムの混合ガス、若しくはアルゴン
と窒素の混合ガスを用いることが好ましい。
【００１０】また、上記本発明の金属化合物微粉末の製
造方法において、前記金属は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、
Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａ
ｌ、Ｓｉから選ばれた少なくとも１種であることが好ま
しい。
造方法において、前記金属は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、
Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａ
ｌ、Ｓｉから選ばれた少なくとも１種であることが好ま
しい。
【００１１】本発明は、また、上記した本発明の金属化
合物微粉末の製造方法により製造され、１次粒子の平均
粒径が８００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下であ
ることを特徴とする金属化合物微粉末を提供するもので
ある。
合物微粉末の製造方法により製造され、１次粒子の平均
粒径が８００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下であ
ることを特徴とする金属化合物微粉末を提供するもので
ある。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明方法においては、熱プラズ
マにより金属ホウ化物を含む金属化合物の微粉末を合成
するための原料として、金属粉末とホウ素粉末の混合
物、金属ホウ化物粉末とホウ素粉末の混合物、若しくは
金属粉末と金属ホウ化物粉末とホウ素粉末の混合物のい
ずれかを用いる。これらの金属粉末、金属ホウ化物粉
末、及びホウ素粉末は、いずれも通常のミクロンオーダ
ーの粉末を用いることができる。具体的には、原料粉末
はフィーダーにより安定的に供給することが可能な１〜
１００μｍ程度の粒度範囲のものが使用可能であるが、
特に２〜３０μｍの範囲の粉末が好ましい。
マにより金属ホウ化物を含む金属化合物の微粉末を合成
するための原料として、金属粉末とホウ素粉末の混合
物、金属ホウ化物粉末とホウ素粉末の混合物、若しくは
金属粉末と金属ホウ化物粉末とホウ素粉末の混合物のい
ずれかを用いる。これらの金属粉末、金属ホウ化物粉
末、及びホウ素粉末は、いずれも通常のミクロンオーダ
ーの粉末を用いることができる。具体的には、原料粉末
はフィーダーにより安定的に供給することが可能な１〜
１００μｍ程度の粒度範囲のものが使用可能であるが、
特に２〜３０μｍの範囲の粉末が好ましい。
【００１３】これらの原料粉末は、キャリア用の不活性
ガスによって、少量ずつ連続的に不活性ガスの熱プラズ
マ中に供給される。熱プラズマ中に供給された原料粉末
は、熱プラズマ中央部の超高温部（１００００〜２００
００℃程度）で加熱されて原子レベルまで分解され、次
に熱プラズマ中において金属ホウ化物等の金属化合物の
核が形成され、その核がプラズマの流れと共に移動しな
がら核成長して金属ホウ化物を含む金属化合物の微粉末
が合成される。
ガスによって、少量ずつ連続的に不活性ガスの熱プラズ
マ中に供給される。熱プラズマ中に供給された原料粉末
は、熱プラズマ中央部の超高温部（１００００〜２００
００℃程度）で加熱されて原子レベルまで分解され、次
に熱プラズマ中において金属ホウ化物等の金属化合物の
核が形成され、その核がプラズマの流れと共に移動しな
がら核成長して金属ホウ化物を含む金属化合物の微粉末
が合成される。
【００１４】上記熱プラズマ用の不活性ガスとしては、
アルゴンガス、アルゴンとヘリウムの混合ガス、若しく
はアルゴンと窒素の混合ガスを用いることが好ましい。
また、熱プラズマは、直流（ＤＣ）放電又は高周波（Ｒ
Ｆ）放電により形成されるプラズマ、又はその両者を用
いたハイブリッドプラズマなどを用いることができる。
これらの中でも、熱プラズマ中に多くの原料粉末を供給
でき、金属ホウ化物を含む金属化合物の微粉末を制御性
良く且つ生産性良く合成することが可能な、高周波放電
により形成されるプラズマ又はハイブリッドプラズマの
使用が望ましい。
アルゴンガス、アルゴンとヘリウムの混合ガス、若しく
はアルゴンと窒素の混合ガスを用いることが好ましい。
また、熱プラズマは、直流（ＤＣ）放電又は高周波（Ｒ
Ｆ）放電により形成されるプラズマ、又はその両者を用
いたハイブリッドプラズマなどを用いることができる。
これらの中でも、熱プラズマ中に多くの原料粉末を供給
でき、金属ホウ化物を含む金属化合物の微粉末を制御性
良く且つ生産性良く合成することが可能な、高周波放電
により形成されるプラズマ又はハイブリッドプラズマの
使用が望ましい。
【００１５】また、上記した原料粉末を熱プラズマ中に
供給する際に、熱プラズマ形成用の不活性ガスと共に、
窒素ガス、酸素ガス、有機炭素系ガスなどの反応性ガス
を供給すれば、金属ホウ化物の微粉末と、その金属の窒
化物、酸化物、炭化物などの金属ホウ化物以外の化合物
の微粉末との混合微粉末を製造することができる。尚、
有機炭素系ガスとしては、メタン（ＣＨ４）、アセチレ
ン（Ｃ２Ｈ２）などを用いることができる。
供給する際に、熱プラズマ形成用の不活性ガスと共に、
窒素ガス、酸素ガス、有機炭素系ガスなどの反応性ガス
を供給すれば、金属ホウ化物の微粉末と、その金属の窒
化物、酸化物、炭化物などの金属ホウ化物以外の化合物
の微粉末との混合微粉末を製造することができる。尚、
有機炭素系ガスとしては、メタン（ＣＨ４）、アセチレ
ン（Ｃ２Ｈ２）などを用いることができる。
【００１６】本発明方法により得られる金属ホウ化物の
微粉末、あるいは金属ホウ化物微粉末と窒化物、炭化
物、酸化物などの金属ホウ化物以外の化合物の微粉末と
の混合微粉末は、直径がナノオーダー、即ち１μｍ以下
の微粉末である。この微粉末の粒径は合成条件や目的と
する化合物などによって変化し、好ましくは１次粒子の
平均粒径が８００ｎｍ以下、更に好ましくは１００ｎｍ
以下の平均粒径の微粉末を得ることができる。
微粉末、あるいは金属ホウ化物微粉末と窒化物、炭化
物、酸化物などの金属ホウ化物以外の化合物の微粉末と
の混合微粉末は、直径がナノオーダー、即ち１μｍ以下
の微粉末である。この微粉末の粒径は合成条件や目的と
する化合物などによって変化し、好ましくは１次粒子の
平均粒径が８００ｎｍ以下、更に好ましくは１００ｎｍ
以下の平均粒径の微粉末を得ることができる。
【００１７】本発明方法により、金属ホウ化物の微粉
末、若しくは金属ホウ化物と窒化物、炭化物、酸化物の
混合微粉末を合成することができる金属としては、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、
Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉなどを挙げることができ
る。ただし、上記金属の中には、窒化物、炭化物、又は
酸化物を形成しないものも含まれている。
末、若しくは金属ホウ化物と窒化物、炭化物、酸化物の
混合微粉末を合成することができる金属としては、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、
Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉなどを挙げることができ
る。ただし、上記金属の中には、窒化物、炭化物、又は
酸化物を形成しないものも含まれている。
【００１８】また、ある特定金属のホウ化物の微粉末、
又は特定金属のホウ化物微粉末と窒化物、炭化物、酸化
物などの微粉末との混合微粉末を合成するのみならず、
熱プラズマ中に供給する原料粉末中に上記の２種以上の
金属を混在させることによって、それら２種以上の金属
の混合したホウ化物の微粉末、あるいはそれら２種以上
の金属のホウ化物の微粉末と窒化物、炭化物、酸化物な
どの微粉末との混合微粉末を合成することも可能であ
る。
又は特定金属のホウ化物微粉末と窒化物、炭化物、酸化
物などの微粉末との混合微粉末を合成するのみならず、
熱プラズマ中に供給する原料粉末中に上記の２種以上の
金属を混在させることによって、それら２種以上の金属
の混合したホウ化物の微粉末、あるいはそれら２種以上
の金属のホウ化物の微粉末と窒化物、炭化物、酸化物な
どの微粉末との混合微粉末を合成することも可能であ
る。
【００１９】従って、本発明方法の原料粉末である金属
粉末及び金属ホウ化物微粉末においては、その金属元素
として、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉから選ばれた
少なくとも１種が好ましい。
粉末及び金属ホウ化物微粉末においては、その金属元素
として、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉから選ばれた
少なくとも１種が好ましい。
【００２０】上記本発明方法においては、原料粉末中の
金属粉末、ホウ素粉末、金属ホウ化物粉末の混合比及び
その供給量などを調整することによって、得られる金属
ホウ化物の微粉末及び金属ホウ化物以外の化合物の微粉
末の化合物組成、特に化学量論組成を制御することがで
き、また結晶性や粒度分布などの粉末特性についても制
御が可能である。
金属粉末、ホウ素粉末、金属ホウ化物粉末の混合比及び
その供給量などを調整することによって、得られる金属
ホウ化物の微粉末及び金属ホウ化物以外の化合物の微粉
末の化合物組成、特に化学量論組成を制御することがで
き、また結晶性や粒度分布などの粉末特性についても制
御が可能である。
【００２１】例えば、金属ホウ化物の微粉末を製造する
場合、原料粉末中における金属粉末、金属ホウ化物粉
末、ホウ素粉末の割合を変化させることにより、得られ
る金属ホウ化物の組成を制御することができる。更に具
体的には、例えばモリブデン（Ｍｏ）のホウ化物微粉末
を合成する場合、原料粉末中のホウ素の混合比を増加さ
せるに伴って、金属モリブデン微粉末の合成割合が減少
し、モリブデンホウ化物（ＭｏＢ）の合成割合が増加す
る。更にホウ素の混合比を増加させると、モリブデンホ
ウ化物のうちＭｏＢの合成割合が減少し、ＭｏＢ２の合
成割合が増加する。
場合、原料粉末中における金属粉末、金属ホウ化物粉
末、ホウ素粉末の割合を変化させることにより、得られ
る金属ホウ化物の組成を制御することができる。更に具
体的には、例えばモリブデン（Ｍｏ）のホウ化物微粉末
を合成する場合、原料粉末中のホウ素の混合比を増加さ
せるに伴って、金属モリブデン微粉末の合成割合が減少
し、モリブデンホウ化物（ＭｏＢ）の合成割合が増加す
る。更にホウ素の混合比を増加させると、モリブデンホ
ウ化物のうちＭｏＢの合成割合が減少し、ＭｏＢ２の合
成割合が増加する。
【００２２】原料粉末として金属粉末とホウ素粉末を用
いる場合だけでなく、金属ホウ化物粉末とホウ素粉末を
用いる場合、あるいは金属粉末と金属ホウ化物粉末とホ
ウ素粉末を用いる場合にも、上記と同様の手法によっ
て、得られる金属ホウ化物微粉末の化合物組成や粉末特
性を制御することができる。尚、本発明方法による上記
化合物組成や粉末特性の制御は、水素ガスを用いること
なく、不活性ガスの熱プラズマを用いて行うことが可能
である。
いる場合だけでなく、金属ホウ化物粉末とホウ素粉末を
用いる場合、あるいは金属粉末と金属ホウ化物粉末とホ
ウ素粉末を用いる場合にも、上記と同様の手法によっ
て、得られる金属ホウ化物微粉末の化合物組成や粉末特
性を制御することができる。尚、本発明方法による上記
化合物組成や粉末特性の制御は、水素ガスを用いること
なく、不活性ガスの熱プラズマを用いて行うことが可能
である。
【００２３】また、熱プラズマ用の不活性ガスと共に、
窒素ガス、酸素ガス、有機炭素系ガスなどの反応性ガス
を併用することにより、金属ホウ化物微粉末と金属ホウ
化物以外の化合物の微粉末との混合微粉末を製造する場
合においても、原料粉末の混合比及びその供給量、更に
はプラズマ用ガス中の不活性ガスと反応性ガスの流量比
などを調整することによって、各化合物組成の制御や粉
末特性の制御と共に、混合微粉末中における金属ホウ化
物と窒化物、酸化物、炭化物などの各化合物の混合比を
簡単に制御することができる。
窒素ガス、酸素ガス、有機炭素系ガスなどの反応性ガス
を併用することにより、金属ホウ化物微粉末と金属ホウ
化物以外の化合物の微粉末との混合微粉末を製造する場
合においても、原料粉末の混合比及びその供給量、更に
はプラズマ用ガス中の不活性ガスと反応性ガスの流量比
などを調整することによって、各化合物組成の制御や粉
末特性の制御と共に、混合微粉末中における金属ホウ化
物と窒化物、酸化物、炭化物などの各化合物の混合比を
簡単に制御することができる。
【００２４】例えば、チタン金属粉末とホウ素粉末を原
料とした場合に、熱プラズマ中に供給するアルゴンガス
などの不活性ガス中に反応性ガスとして窒素ガスを混合
することによって、ＴｉＢ２などのチタンのホウ化物微
粉末と共に、Ｔｉ２Ｎ及びＴｉＮなどの窒化物の微粉末
が同時に合成される。その際、アルゴンガス中に混合す
る窒素ガスの流量比を増加させ又は減少させることによ
って、ホウ化物微粉末に対する窒化物微粉末の比率を増
加させ又は減少させることができる。
料とした場合に、熱プラズマ中に供給するアルゴンガス
などの不活性ガス中に反応性ガスとして窒素ガスを混合
することによって、ＴｉＢ２などのチタンのホウ化物微
粉末と共に、Ｔｉ２Ｎ及びＴｉＮなどの窒化物の微粉末
が同時に合成される。その際、アルゴンガス中に混合す
る窒素ガスの流量比を増加させ又は減少させることによ
って、ホウ化物微粉末に対する窒化物微粉末の比率を増
加させ又は減少させることができる。
【００２５】次に、本発明方法を実施するための製造装
置の一具体例を、図１に基づいて説明する。図１におい
て、反応容器６の上部外壁には、熱プラズマ発生用の高
周波コイル２が巻き付けてある。尚、高周波コイル２を
巻きつける上部外壁は石英ガラスなどで構成された円筒
形の２重管となっており、その隙間に冷却水を流して熱
プラズマによる石英ガラスの溶融を防止している。
置の一具体例を、図１に基づいて説明する。図１におい
て、反応容器６の上部外壁には、熱プラズマ発生用の高
周波コイル２が巻き付けてある。尚、高周波コイル２を
巻きつける上部外壁は石英ガラスなどで構成された円筒
形の２重管となっており、その隙間に冷却水を流して熱
プラズマによる石英ガラスの溶融を防止している。
【００２６】また、反応容器６の上部には、原料粉末供
給ノズル５と共に、不活性ガス供給ノズル３及び反応性
ガス供給ノズル４が設けてある。原料粉末フィーダーか
らキャリアガスによって送られてきた粉末原料は、原料
粉末供給ノズル５を通して熱プラズマ１中に供給され
る。尚、原料粉末供給ノズル５は、必ずしも図１のよう
に熱プラズマ１の上部に設置する必要はなく、熱プラズ
マ１の横方向にノズルを設置することもできる。
給ノズル５と共に、不活性ガス供給ノズル３及び反応性
ガス供給ノズル４が設けてある。原料粉末フィーダーか
らキャリアガスによって送られてきた粉末原料は、原料
粉末供給ノズル５を通して熱プラズマ１中に供給され
る。尚、原料粉末供給ノズル５は、必ずしも図１のよう
に熱プラズマ１の上部に設置する必要はなく、熱プラズ
マ１の横方向にノズルを設置することもできる。
【００２７】反応容器６は、プラズマ反応部の圧力の保
持や、製造された微粉末の分散を抑制する役割を果た
す。また、反応容器６の下部には、吸引管７が接続して
あり、その吸引管７の途中には合成された微粉末を捕集
するためのフィルター８が設置してある。反応容器６内
の圧力は、フィルター８の下流側に設置されているポン
プの吸引能力によって調整する。
持や、製造された微粉末の分散を抑制する役割を果た
す。また、反応容器６の下部には、吸引管７が接続して
あり、その吸引管７の途中には合成された微粉末を捕集
するためのフィルター８が設置してある。反応容器６内
の圧力は、フィルター８の下流側に設置されているポン
プの吸引能力によって調整する。
【００２８】
【実施例】実施例１
図１の装置を用い、ホウ化ランタン（ＬａＢ６）粉末と
ホウ素（Ｂ）粉末とを所定の割合で混合し、乾燥させた
混合粉末を原料粉末として、反応容器内に発生させたＡ
ｒガス又はＡｒ−Ｈｅ混合ガスの熱プラズマ中にキャリ
アガスで連続的に供給することにより、ホウ化ランタン
の微粉末を製造した。また、反応性ガスとしてＮ２ガス
をＡｒガスに混入し、ホウ化ランタンと窒化ランタンの
混合微粉末の製造も行った。
ホウ素（Ｂ）粉末とを所定の割合で混合し、乾燥させた
混合粉末を原料粉末として、反応容器内に発生させたＡ
ｒガス又はＡｒ−Ｈｅ混合ガスの熱プラズマ中にキャリ
アガスで連続的に供給することにより、ホウ化ランタン
の微粉末を製造した。また、反応性ガスとしてＮ２ガス
をＡｒガスに混入し、ホウ化ランタンと窒化ランタンの
混合微粉末の製造も行った。
【００２９】即ち、反応容器内を真空ポンプで排気した
後、Ａｒガスを導入して大気圧とした。この排気とＡｒ
ガス導入を３回繰り返して、反応容器内の残留空気を排
気した。その後、反応容器内にプラズマガスとしてＡｒ
ガスあるいはＡｒ−Ｈｅ混合ガスを１３リットル／分の
流量で導入し、高周波コイルに交流電圧をかけて、高周
波電磁場（周波数４Ｈｚ）により高周波プラズマを発生
させた。この時のプレート電力は、Ａｒガスの場合は２
０ｋＷ、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスの場合は２２ｋＷとした。
原料粉末を供給するキャリアガスは、１.０リットル／
分の流速のＡｒガスを用いた。また、Ｎ２ガスを熱プラ
ズマ用のＡｒガスに混入する場合、Ｎ２ガスの流量は２
又は４リットル／分とした。
後、Ａｒガスを導入して大気圧とした。この排気とＡｒ
ガス導入を３回繰り返して、反応容器内の残留空気を排
気した。その後、反応容器内にプラズマガスとしてＡｒ
ガスあるいはＡｒ−Ｈｅ混合ガスを１３リットル／分の
流量で導入し、高周波コイルに交流電圧をかけて、高周
波電磁場（周波数４Ｈｚ）により高周波プラズマを発生
させた。この時のプレート電力は、Ａｒガスの場合は２
０ｋＷ、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスの場合は２２ｋＷとした。
原料粉末を供給するキャリアガスは、１.０リットル／
分の流速のＡｒガスを用いた。また、Ｎ２ガスを熱プラ
ズマ用のＡｒガスに混入する場合、Ｎ２ガスの流量は２
又は４リットル／分とした。
【００３０】得られた微粉末をフィルターで回収し、Ｃ
ｕＫα線を用いた粉末Ｘ線回折装置（ＭａｃＳｃｉｅｎ
ｃｅ製、ＭＸＰ３ＴＡ）により同定した。また、微粉末
の粒子形状の観察、及び粒径分布の測定は、透過型電子
顕微鏡（日本電子製、ＪＥＭ−２０１０）を用いて行っ
た。
ｕＫα線を用いた粉末Ｘ線回折装置（ＭａｃＳｃｉｅｎ
ｃｅ製、ＭＸＰ３ＴＡ）により同定した。また、微粉末
の粒子形状の観察、及び粒径分布の測定は、透過型電子
顕微鏡（日本電子製、ＪＥＭ−２０１０）を用いて行っ
た。
【００３１】ＬａＢ６粉末とＢ粉末からなる混合原料粉
末中のホウ素のモル混合比、即ちＢ／（ＬａＢ６＋Ｂ）
と、得られた微粉末の相との関係をＸＲＤで調べた。そ
の結果、Ａｒガスプラズマ、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスプラズ
マ及びＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマのいずれの場合にお
いても、上記のモル混合比Ｂ／（ＬａＢ６＋Ｂ）が０.
８５〜０.８７の範囲で、ＬａＢ６が最も効率的に合成
されることが分った。
末中のホウ素のモル混合比、即ちＢ／（ＬａＢ６＋Ｂ）
と、得られた微粉末の相との関係をＸＲＤで調べた。そ
の結果、Ａｒガスプラズマ、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスプラズ
マ及びＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマのいずれの場合にお
いても、上記のモル混合比Ｂ／（ＬａＢ６＋Ｂ）が０.
８５〜０.８７の範囲で、ＬａＢ６が最も効率的に合成
されることが分った。
【００３２】例えば、上記のモル混合比Ｂ／（ＬａＢ６
＋Ｂ）が０.８５〜０.８７の範囲である上記混合原料粉
末を用い、Ａｒガスプラズマ中で合成された微粉末は、
図２に示すＸ線回折パターンを有し、ＬａＢ６の単一相
であることが確認された。尚、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスプラ
ズマ及びＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマの場合も、同様に
ＬａＢ６の単一相であることが分った。また、上記Ｂ／
（ＬａＢ６＋Ｂ）が０.９を超えると、Ａｒガスプラズ
マ及びＡｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマ中で合成した場合は
ＬａＢ６の他にＢ微粉末が、またＡｒ−Ｎ２混合ガスプ
ラズマ中で合成した場合はＬａＢ６の他に窒化ホウ素
（ＢＮ）微粉末が得られた。
＋Ｂ）が０.８５〜０.８７の範囲である上記混合原料粉
末を用い、Ａｒガスプラズマ中で合成された微粉末は、
図２に示すＸ線回折パターンを有し、ＬａＢ６の単一相
であることが確認された。尚、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスプラ
ズマ及びＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマの場合も、同様に
ＬａＢ６の単一相であることが分った。また、上記Ｂ／
（ＬａＢ６＋Ｂ）が０.９を超えると、Ａｒガスプラズ
マ及びＡｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマ中で合成した場合は
ＬａＢ６の他にＢ微粉末が、またＡｒ−Ｎ２混合ガスプ
ラズマ中で合成した場合はＬａＢ６の他に窒化ホウ素
（ＢＮ）微粉末が得られた。
【００３３】また、上記のごとく合成し回収した微粉末
をＴＥＭ観察した結果、全て微細なナノ粒子であること
が分った。例えば、混合原料粉末中のホウ素のモル混合
比Ｂ／（ＬａＢ６＋Ｂ）が０.８６のとき、Ａｒガスプ
ラズマ中で合成されたＬａＢ ６微粉末のＴＥＭ写真を図
３に、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマでのＬａＢ６微粉末
のＴＥＭ写真を図４に、及びＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズ
マでのＬａＢ６微粉末のＴＥＭ写真を図５に示した。ま
た、図３のＴＥＭ写真から、５１０個の粒子を測定して
求めたＬａＢ６微粉末の個数平均粒径は９.８２ｎｍで
あり、その幾何標準偏差は１.３７であった。図４及び
図５のＴＥＭ写真からも、図３と同様のナノサイズのＬ
ａＢ６微粉末が形成されていることが分った。
をＴＥＭ観察した結果、全て微細なナノ粒子であること
が分った。例えば、混合原料粉末中のホウ素のモル混合
比Ｂ／（ＬａＢ６＋Ｂ）が０.８６のとき、Ａｒガスプ
ラズマ中で合成されたＬａＢ ６微粉末のＴＥＭ写真を図
３に、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマでのＬａＢ６微粉末
のＴＥＭ写真を図４に、及びＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズ
マでのＬａＢ６微粉末のＴＥＭ写真を図５に示した。ま
た、図３のＴＥＭ写真から、５１０個の粒子を測定して
求めたＬａＢ６微粉末の個数平均粒径は９.８２ｎｍで
あり、その幾何標準偏差は１.３７であった。図４及び
図５のＴＥＭ写真からも、図３と同様のナノサイズのＬ
ａＢ６微粉末が形成されていることが分った。
【００３４】実施例２
図１の装置を用い、実施例１と同様にして、ニオブ（Ｎ
ｂ）粉末とホウ素（Ｂ）粉末の混合粉末を原料粉末とし
て、ニオブのホウ化物（ＮｂＢ、ＮｂＢ２）の微粉末を
合成した。反応容器に供給する熱プラズマ用の不活性ガ
スは、２０リットル/分の流量のＡｒガスを用いた。
ｂ）粉末とホウ素（Ｂ）粉末の混合粉末を原料粉末とし
て、ニオブのホウ化物（ＮｂＢ、ＮｂＢ２）の微粉末を
合成した。反応容器に供給する熱プラズマ用の不活性ガ
スは、２０リットル/分の流量のＡｒガスを用いた。
【００３５】その結果、Ｎｂ粉末とＢ粉末の混合原料粉
末中におけるホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０
の場合にはＮｂ微粉末のみが合成されるが、モル混合比
が０.５を超えるとＮｂＢ微粉末とＮｂＢ２微粉末の混
合微粉末が合成され始めた。更に、上記モル混合比が
０.６５付近でＮｂＢ微粉末が、及び０.９付近でＮｂＢ
２微粉末がそれぞれ最も高い比率で合成された。
末中におけるホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０
の場合にはＮｂ微粉末のみが合成されるが、モル混合比
が０.５を超えるとＮｂＢ微粉末とＮｂＢ２微粉末の混
合微粉末が合成され始めた。更に、上記モル混合比が
０.６５付近でＮｂＢ微粉末が、及び０.９付近でＮｂＢ
２微粉末がそれぞれ最も高い比率で合成された。
【００３６】上記ＡｒガスにＮ２ガスを４リットル／分
混合し、上記と同じ混合原料粉末を用いて、Ａｒ−Ｎ２
混合ガスプラズマ中で微粉末を合成したところ、混合原
料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０.
３〜０.９の広い範囲で、ＮｂＢ微粉末とＮｂＢ２微粉
末と共に、Ｎｂ２Ｎ微粉末も合成されることが分った。
また、上記Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０.７５以上で、更にＢ
Ｎ微粉末も合成された。
混合し、上記と同じ混合原料粉末を用いて、Ａｒ−Ｎ２
混合ガスプラズマ中で微粉末を合成したところ、混合原
料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０.
３〜０.９の広い範囲で、ＮｂＢ微粉末とＮｂＢ２微粉
末と共に、Ｎｂ２Ｎ微粉末も合成されることが分った。
また、上記Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０.７５以上で、更にＢ
Ｎ微粉末も合成された。
【００３７】また、上記の微粉末をＴＥＭ観察した結
果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、
上記ホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０.６６の
とき、Ａｒ−Ｎ２混合ガスプラズマ中で合成された混合
微粉末（ＮｂＢ、ＮｂＢ２、Ｎｂ２Ｎ）のＴＥＭ写真を
図６に示す。この図６のＴＥＭ写真から、４５０個の粒
子を測定して求めた個数平均粒径は１４.０ｎｍであ
り、その幾何標準偏差は１.４８であった。
果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、
上記ホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０.６６の
とき、Ａｒ−Ｎ２混合ガスプラズマ中で合成された混合
微粉末（ＮｂＢ、ＮｂＢ２、Ｎｂ２Ｎ）のＴＥＭ写真を
図６に示す。この図６のＴＥＭ写真から、４５０個の粒
子を測定して求めた個数平均粒径は１４.０ｎｍであ
り、その幾何標準偏差は１.４８であった。
【００３８】実施例３
図１の装置を用い、実施例１と同様にして、クロム（Ｃ
ｒ）とホウ素（Ｂ）の混合粉末を原料粉末とし、クロム
のホウ化物（ＣｒＢ、ＣｒＢ２）の微粉末を合成した。
また、熱プラズマ用の不活性ガスは、２０リットル/分
の流量のＡｒガスを用いた。
ｒ）とホウ素（Ｂ）の混合粉末を原料粉末とし、クロム
のホウ化物（ＣｒＢ、ＣｒＢ２）の微粉末を合成した。
また、熱プラズマ用の不活性ガスは、２０リットル/分
の流量のＡｒガスを用いた。
【００３９】Ｃｒ粉末とＢ粉末の混合原料粉末中におけ
るホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｃｒ＋Ｂ）が０ではＣｒの
微粉末のみが合成されるが、この混合比が０.２を超え
るとＣｒＢが合成され始め、０.４を越えると更にＣｒ
Ｂ２が合成され始めることが分った。上記モル混合比を
更に増加させるに伴って急激にＣｒＢ２の合成量が増加
し、０.７５付近でＣｒＢ２微粉末が最も高い比率で合
成された。
るホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｃｒ＋Ｂ）が０ではＣｒの
微粉末のみが合成されるが、この混合比が０.２を超え
るとＣｒＢが合成され始め、０.４を越えると更にＣｒ
Ｂ２が合成され始めることが分った。上記モル混合比を
更に増加させるに伴って急激にＣｒＢ２の合成量が増加
し、０.７５付近でＣｒＢ２微粉末が最も高い比率で合
成された。
【００４０】また、上記ＡｒガスにＮ２ガスを４リット
ル／分混合して形成したＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマ中
では、混合原料粉末中におけるホウ素のモル混合比Ｂ／
（Ｃｒ＋Ｂ）が０〜０.３付近までは主にＣｒＮ微粉末
が合成され、０.６以上になるとＣｒＮの合成量が急激
に減少して、ＣｒＢとＣｒＢ２の混合微粉末の合成量が
増加し、更に０.７５付近でＣｒＢ２微粉末が最も高い
比率で合成された。
ル／分混合して形成したＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマ中
では、混合原料粉末中におけるホウ素のモル混合比Ｂ／
（Ｃｒ＋Ｂ）が０〜０.３付近までは主にＣｒＮ微粉末
が合成され、０.６以上になるとＣｒＮの合成量が急激
に減少して、ＣｒＢとＣｒＢ２の混合微粉末の合成量が
増加し、更に０.７５付近でＣｒＢ２微粉末が最も高い
比率で合成された。
【００４１】また、上記の微粉末をＴＥＭ観察した結
果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、
上記Ｂ／（Ｃｒ＋Ｂ）が０.７５のとき、Ａｒ−Ｎ２混
合ガスプラズマ中で合成された混合微粉末（ＣｒＢ、Ｃ
ｒＢ２、ＣｒＮ）は、そのＴＥＭ写真から、４５０個の
粒子を測定して求めた個数平均粒径は１０.２ｎｍであ
り、その幾何標準偏差は１.３７であった。
果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、
上記Ｂ／（Ｃｒ＋Ｂ）が０.７５のとき、Ａｒ−Ｎ２混
合ガスプラズマ中で合成された混合微粉末（ＣｒＢ、Ｃ
ｒＢ２、ＣｒＮ）は、そのＴＥＭ写真から、４５０個の
粒子を測定して求めた個数平均粒径は１０.２ｎｍであ
り、その幾何標準偏差は１.３７であった。
【００４２】実施例４
図１の装置を用い、実施例１と同様にして、アルミニウ
ム（Ａｌ）とホウ素（Ｂ）の混合粉末を原料粉末とし、
アルミニウムのホウ化物（ＡｌＢ１０、ＡｌＢ １２）の
微粉末を合成した。また、熱プラズマ用の不活性ガスに
は、２０リットル/分の流量のＡｒガスを用いた。
ム（Ａｌ）とホウ素（Ｂ）の混合粉末を原料粉末とし、
アルミニウムのホウ化物（ＡｌＢ１０、ＡｌＢ １２）の
微粉末を合成した。また、熱プラズマ用の不活性ガスに
は、２０リットル/分の流量のＡｒガスを用いた。
【００４３】アルミニウムとホウ素の混合原料粉末中に
おけるホウ素のモル混合比Ｂ／（Ａｌ＋Ｂ）が０.５を
超えると、ＡｌＢ１０微粉末とＡｌＢ１２微粉末とが合
成され始め、０.９付近でＡｌＢ１０微粉末が最も高い
比率で合成された。
おけるホウ素のモル混合比Ｂ／（Ａｌ＋Ｂ）が０.５を
超えると、ＡｌＢ１０微粉末とＡｌＢ１２微粉末とが合
成され始め、０.９付近でＡｌＢ１０微粉末が最も高い
比率で合成された。
【００４４】また、上記ＡｒガスにＮ２ガスを４リット
ル／分混合して形成したＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマ中
では、上記混合原料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／
（Ａｌ＋Ｂ）が０.３〜０.９５の範囲で、ＡｌＢ１０微
粉末、ＡｌＢ１２微粉末と共に、ＡｌＮ微粉末が合成さ
れた。更に、混合原料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／
（Ａｌ＋Ｂ）が０.７５以上では、ＡｌＢ１０微粉末及
びＡｌＢ１２微粉末と共に、ＢＮ微粉末の合成も確認さ
れた。
ル／分混合して形成したＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマ中
では、上記混合原料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／
（Ａｌ＋Ｂ）が０.３〜０.９５の範囲で、ＡｌＢ１０微
粉末、ＡｌＢ１２微粉末と共に、ＡｌＮ微粉末が合成さ
れた。更に、混合原料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／
（Ａｌ＋Ｂ）が０.７５以上では、ＡｌＢ１０微粉末及
びＡｌＢ１２微粉末と共に、ＢＮ微粉末の合成も確認さ
れた。
【００４５】また、上記の微粉末をＴＥＭ観察した結
果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、
上記Ｂ／（Ａｌ＋Ｂ）が０.６６のとき、Ａｒ−Ｎ２混
合ガスプラズマ中で合成された混合微粉末を透過型電子
顕微鏡で観察した。そのＴＥＭ写真を図７に示す。この
ＴＥＭ写真から、得られた混合微粉末について求めた個
数平均粒径は９.３ｎｍであり、その幾何標準偏差は１.
２２であった。
果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、
上記Ｂ／（Ａｌ＋Ｂ）が０.６６のとき、Ａｒ−Ｎ２混
合ガスプラズマ中で合成された混合微粉末を透過型電子
顕微鏡で観察した。そのＴＥＭ写真を図７に示す。この
ＴＥＭ写真から、得られた混合微粉末について求めた個
数平均粒径は９.３ｎｍであり、その幾何標準偏差は１.
２２であった。
【００４６】尚、上記の各実施例以外に、Ｃｅ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｓｉ
の各金属元素についても、上記と同様に微粉末の合成を
実施したところ、ホウ化物微粉末、あるいはホウ化物微
粉末と窒化物などの他の化合物微粉末との混合微粉末
が、全てナノオーダーで製造可能であることを確認する
ことができた。
Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｓｉ
の各金属元素についても、上記と同様に微粉末の合成を
実施したところ、ホウ化物微粉末、あるいはホウ化物微
粉末と窒化物などの他の化合物微粉末との混合微粉末
が、全てナノオーダーで製造可能であることを確認する
ことができた。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、可燃性が極めて強く爆
発の危険がある水素ガスを使用せずに、熱プラズマ法に
より、ナノオーダーの各種金属のホウ化物の微粉末、あ
るいはナノオーダーの金属ホウ化物と窒化物、酸化物、
炭化物などとの混合微粉末を、その化合物組成及び粉末
特性あるいは混合微粉末の混合比を制御しながら、効率
良く合成することができる。
発の危険がある水素ガスを使用せずに、熱プラズマ法に
より、ナノオーダーの各種金属のホウ化物の微粉末、あ
るいはナノオーダーの金属ホウ化物と窒化物、酸化物、
炭化物などとの混合微粉末を、その化合物組成及び粉末
特性あるいは混合微粉末の混合比を制御しながら、効率
良く合成することができる。
【図１】本発明方法を実施するための金属ホウ化物微粉
末製造装置の一具体例を示す概略の断面図である。
末製造装置の一具体例を示す概略の断面図である。
【図２】本発明方法によりＡｒガスプラズマ中で合成さ
れた合成したＬａＢ６微粉末のＸ線回折パターンであ
る。
れた合成したＬａＢ６微粉末のＸ線回折パターンであ
る。
【図３】本発明方法によりＡｒガスプラズマ中で合成さ
れたＬａＢ６微粉末の透過型電子顕微鏡写真である。
れたＬａＢ６微粉末の透過型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明方法によりＡｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマ
中で合成されたＬａＢ６微粉末の透過型電子顕微鏡写真
である。
中で合成されたＬａＢ６微粉末の透過型電子顕微鏡写真
である。
【図５】本発明方法によりＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマ
中で合成されたＬａＢ６微粉末の透過型電子顕微鏡写真
である。
中で合成されたＬａＢ６微粉末の透過型電子顕微鏡写真
である。
【図６】本発明方法によりＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマ
中で合成されたＮｂＢ、ＮｂＢ ２、Ｎｂ２Ｎの混合微粉
末の透過型電子顕微鏡写真である。
中で合成されたＮｂＢ、ＮｂＢ ２、Ｎｂ２Ｎの混合微粉
末の透過型電子顕微鏡写真である。
【図７】本発明方法によりＡｒ−Ｎ２混合ガスプラズマ
中で合成されたＡｌＢ１０、ＡｌＢ１２、ＡｌＮの混合
微粉末の透過型電子顕微鏡写真である。
中で合成されたＡｌＢ１０、ＡｌＢ１２、ＡｌＮの混合
微粉末の透過型電子顕微鏡写真である。
１ 熱プラズマ
２ 高周波コイル
３ 不活性ガス供給ノズル
４ 反応性ガス供給ノズル
５ 原料粉末供給ノズル
６ 反応容器
７ 吸引管
８ フィルター
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０１Ｂ 35/18 Ｃ０１Ｂ 35/18
Ｈ０５Ｈ 1/30 Ｈ０５Ｈ 1/30
(72)発明者 石井 芳朗
千葉県市川市中国分三丁目18番５号 住友
金属鉱山株式会社中央研究所内
(72)発明者 阿部 能之
千葉県市川市中国分三丁目18番５号 住友
金属鉱山株式会社中央研究所内
(72)発明者 足立 健治
千葉県市川市中国分三丁目18番５号 住友
金属鉱山株式会社中央研究所内
Ｆターム(参考） 4G075 AA23 AA27 BA05 BB05 CA25
CA47 CA51 CA63 DA02 DA18
EB01 EC01 EC30 EE02
Claims (7)
- 【請求項１】 熱プラズマによる金属化合物微粉末の製
造方法であって、金属の粉末及び／又はその金属のホウ
化物粉末と、ホウ素粉末とを、不活性ガス雰囲気中で発
生させた熱プラズマ中に供給することにより、ナノオー
ダーの金属ホウ化物微粉末を得ることを特徴とする金属
化合物粉末の製造方法。 - 【請求項２】 前記不活性ガスに、窒素ガス、酸素ガ
ス、有機炭素系ガスから選ばれた反応性ガスを混合する
ことにより、金属ホウ化物微粉末と、その金属の窒化
物、酸化物、又は炭化物の微粉末との混合微粉末を得る
ことを特徴とする、請求項１に記載の金属化合物微粉末
の製造方法。 - 【請求項３】 前記金属が、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、
Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌ
ｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａ
ｌ、Ｓｉから選ばれた少なくとも１種であることを特徴
とする、請求項１又は２に記載の金属化合物微粉末の製
造方法。 - 【請求項４】 前記不活性ガスとして、アルゴンガス、
アルゴンとヘリウムの混合ガス、若しくはアルゴンと窒
素の混合ガスを用いることを特徴とする、請求項１〜３
のいずれかに記載の金属化合物微粉末の製造方法。 - 【請求項５】 前記熱プラズマが、高周波放電により形
成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに
記載の金属化合物微粉末の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかの方法により製
造された、１次粒子の平均粒径が８００ｎｍ以下である
ことを特徴とする金属化合物微粉末。 - 【請求項７】 前記１次粒子の平均粒径が１００ｎｍ以
下であることを特徴とする、請求項６に記載の金属化合
物微粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002366860A JP4356313B2 (ja) | 2001-12-19 | 2002-12-18 | 金属化合物微粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001385691 | 2001-12-19 | ||
| JP2001-385691 | 2001-12-19 | ||
| JP2002366860A JP4356313B2 (ja) | 2001-12-19 | 2002-12-18 | 金属化合物微粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003261323A true JP2003261323A (ja) | 2003-09-16 |
| JP4356313B2 JP4356313B2 (ja) | 2009-11-04 |
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ID=28676860
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002366860A Expired - Fee Related JP4356313B2 (ja) | 2001-12-19 | 2002-12-18 | 金属化合物微粉末の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4356313B2 (ja) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008543710A (ja) * | 2005-06-17 | 2008-12-04 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | ナノ粒子状ランタノイド／ホウ素−化合物又はナノ粒子状ランタノイド／ホウ素−化合物を含有する固体混合物の製造方法 |
| JP2009509741A (ja) * | 2005-09-28 | 2009-03-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 微小反応室における反応の実施方法 |
| US7625627B2 (en) | 2005-12-30 | 2009-12-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Decorative polyvinyl butyral solar control laminates |
| WO2010049382A1 (de) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Basf Se | Verfahren zur herstellung einer suspension nanopartikulärer metallboride |
| JP2013513483A (ja) * | 2009-12-15 | 2013-04-22 | エスディーシー マテリアルズ インコーポレイテッド | ナノ活性材料の移動度が抑制された触媒を形成する方法 |
| US9308524B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-04-12 | SDCmaterials, Inc. | Advanced catalysts for automotive applications |
| US9332636B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-05-03 | SDCmaterials, Inc. | Sandwich of impact resistant material |
| US9427732B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-08-30 | SDCmaterials, Inc. | Catalyst design for heavy-duty diesel combustion engines |
| US9433938B2 (en) | 2011-02-23 | 2016-09-06 | SDCmaterials, Inc. | Wet chemical and plasma methods of forming stable PTPD catalysts |
| US9498751B2 (en) | 2011-08-19 | 2016-11-22 | SDCmaterials, Inc. | Coated substrates for use in catalysis and catalytic converters and methods of coating substrates with washcoat compositions |
| US9511352B2 (en) | 2012-11-21 | 2016-12-06 | SDCmaterials, Inc. | Three-way catalytic converter using nanoparticles |
| US9517448B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-12-13 | SDCmaterials, Inc. | Compositions of lean NOx trap (LNT) systems and methods of making and using same |
| US9522388B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-12-20 | SDCmaterials, Inc. | Pinning and affixing nano-active material |
| US9533299B2 (en) | 2012-11-21 | 2017-01-03 | SDCmaterials, Inc. | Three-way catalytic converter using nanoparticles |
| US9586179B2 (en) | 2013-07-25 | 2017-03-07 | SDCmaterials, Inc. | Washcoats and coated substrates for catalytic converters and methods of making and using same |
| US9592492B2 (en) | 2007-10-15 | 2017-03-14 | SDCmaterials, Inc. | Method and system for forming plug and play oxide catalysts |
| US9599405B2 (en) | 2005-04-19 | 2017-03-21 | SDCmaterials, Inc. | Highly turbulent quench chamber |
| US9687811B2 (en) | 2014-03-21 | 2017-06-27 | SDCmaterials, Inc. | Compositions for passive NOx adsorption (PNA) systems and methods of making and using same |
| CN107572545A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-12 | 山东大学深圳研究院 | 一种用于锂硫电池化学诱捕多硫化物的硼化钛及其制备方法与应用 |
| CN114590816A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-07 | 合肥工业大学 | 一种六硼化锶粉末的制备方法 |
| CN114933310A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-23 | 安阳工学院 | 一种纳米六硼化物粉末的制备方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6226198B2 (ja) * | 2014-08-29 | 2017-11-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 赤外線吸収微粒子、赤外線吸収微粒子分散液、およびそれらを用いた赤外線吸収微粒子分散体、赤外線吸収合わせ透明基材、赤外線吸収フィルム、赤外線吸収ガラス |
| KR102326657B1 (ko) * | 2021-04-26 | 2021-11-17 | 아이에이씨에스코리아 유한회사 | 고온 플라즈마를 이용한 고순도 붕소 및 나노 분말 제조 장치 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6358799A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-14 | 日本高周波株式会社 | 反応試料噴出部をプラズマ・フレ−ム中に挿入した高周波プラズマ反応装置 |
| JPS63170212A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-14 | Natl Res Inst For Metals | 金属硼化物の超微粉の製造法 |
| JPH04243913A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-09-01 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ホウ化物微粉末の製造方法 |
| JPH06279021A (ja) * | 1993-03-24 | 1994-10-04 | Sumitomo Chem Co Ltd | 二ホウ化チタン微粉末の製造方法 |
| JPH09502920A (ja) * | 1993-07-27 | 1997-03-25 | ナノフェイズ テクノロジーズ コーポレイション | ナノ構造材料を製造するための方法及び装置 |
-
2002
- 2002-12-18 JP JP2002366860A patent/JP4356313B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6358799A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-14 | 日本高周波株式会社 | 反応試料噴出部をプラズマ・フレ−ム中に挿入した高周波プラズマ反応装置 |
| JPS63170212A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-14 | Natl Res Inst For Metals | 金属硼化物の超微粉の製造法 |
| JPH04243913A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-09-01 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ホウ化物微粉末の製造方法 |
| JPH06279021A (ja) * | 1993-03-24 | 1994-10-04 | Sumitomo Chem Co Ltd | 二ホウ化チタン微粉末の製造方法 |
| JPH09502920A (ja) * | 1993-07-27 | 1997-03-25 | ナノフェイズ テクノロジーズ コーポレイション | ナノ構造材料を製造するための方法及び装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| A.NEZU ET AL.: "Preparation of Nitride and Boride Nano-Partciles by Reactive Thermal Plasmas", BULL.RES.LAB.NUCL.REACTOR., vol. 25, JPN6008017215, 2001, pages 73, ISSN: 0001369581 * |
| 松本修: "熱プラズマによる高温安定化合物の合成", 金属表面技術, vol. 33, no. 12, JPN6008017214, 1982, pages 633 - 639, ISSN: 0001024404 * |
Cited By (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9719727B2 (en) | 2005-04-19 | 2017-08-01 | SDCmaterials, Inc. | Fluid recirculation system for use in vapor phase particle production system |
| US9599405B2 (en) | 2005-04-19 | 2017-03-21 | SDCmaterials, Inc. | Highly turbulent quench chamber |
| JP2008543710A (ja) * | 2005-06-17 | 2008-12-04 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | ナノ粒子状ランタノイド／ホウ素−化合物又はナノ粒子状ランタノイド／ホウ素−化合物を含有する固体混合物の製造方法 |
| JP2009509741A (ja) * | 2005-09-28 | 2009-03-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 微小反応室における反応の実施方法 |
| JP4926178B2 (ja) * | 2005-09-28 | 2012-05-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 微小反応室における反応の実施方法 |
| US7625627B2 (en) | 2005-12-30 | 2009-12-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Decorative polyvinyl butyral solar control laminates |
| US9592492B2 (en) | 2007-10-15 | 2017-03-14 | SDCmaterials, Inc. | Method and system for forming plug and play oxide catalysts |
| US9737878B2 (en) | 2007-10-15 | 2017-08-22 | SDCmaterials, Inc. | Method and system for forming plug and play metal catalysts |
| US9597662B2 (en) | 2007-10-15 | 2017-03-21 | SDCmaterials, Inc. | Method and system for forming plug and play metal compound catalysts |
| WO2010049382A1 (de) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Basf Se | Verfahren zur herstellung einer suspension nanopartikulärer metallboride |
| CN102196997A (zh) * | 2008-10-27 | 2011-09-21 | 巴斯夫欧洲公司 | 制备纳米颗粒状金属硼化物悬浮液的方法 |
| JP2012506834A (ja) * | 2008-10-27 | 2012-03-22 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | ナノ粒子状金属硼化物の懸濁液の製造法 |
| US9308524B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-04-12 | SDCmaterials, Inc. | Advanced catalysts for automotive applications |
| JP2013513483A (ja) * | 2009-12-15 | 2013-04-22 | エスディーシー マテリアルズ インコーポレイテッド | ナノ活性材料の移動度が抑制された触媒を形成する方法 |
| US9522388B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-12-20 | SDCmaterials, Inc. | Pinning and affixing nano-active material |
| US9533289B2 (en) | 2009-12-15 | 2017-01-03 | SDCmaterials, Inc. | Advanced catalysts for automotive applications |
| US9332636B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-05-03 | SDCmaterials, Inc. | Sandwich of impact resistant material |
| US9433938B2 (en) | 2011-02-23 | 2016-09-06 | SDCmaterials, Inc. | Wet chemical and plasma methods of forming stable PTPD catalysts |
| US9498751B2 (en) | 2011-08-19 | 2016-11-22 | SDCmaterials, Inc. | Coated substrates for use in catalysis and catalytic converters and methods of coating substrates with washcoat compositions |
| US9533299B2 (en) | 2012-11-21 | 2017-01-03 | SDCmaterials, Inc. | Three-way catalytic converter using nanoparticles |
| US9511352B2 (en) | 2012-11-21 | 2016-12-06 | SDCmaterials, Inc. | Three-way catalytic converter using nanoparticles |
| US9586179B2 (en) | 2013-07-25 | 2017-03-07 | SDCmaterials, Inc. | Washcoats and coated substrates for catalytic converters and methods of making and using same |
| US9427732B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-08-30 | SDCmaterials, Inc. | Catalyst design for heavy-duty diesel combustion engines |
| US9950316B2 (en) | 2013-10-22 | 2018-04-24 | Umicore Ag & Co. Kg | Catalyst design for heavy-duty diesel combustion engines |
| US9566568B2 (en) | 2013-10-22 | 2017-02-14 | SDCmaterials, Inc. | Catalyst design for heavy-duty diesel combustion engines |
| US9517448B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-12-13 | SDCmaterials, Inc. | Compositions of lean NOx trap (LNT) systems and methods of making and using same |
| US9687811B2 (en) | 2014-03-21 | 2017-06-27 | SDCmaterials, Inc. | Compositions for passive NOx adsorption (PNA) systems and methods of making and using same |
| US10086356B2 (en) | 2014-03-21 | 2018-10-02 | Umicore Ag & Co. Kg | Compositions for passive NOx adsorption (PNA) systems and methods of making and using same |
| US10413880B2 (en) | 2014-03-21 | 2019-09-17 | Umicore Ag & Co. Kg | Compositions for passive NOx adsorption (PNA) systems and methods of making and using same |
| CN107572545A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-12 | 山东大学深圳研究院 | 一种用于锂硫电池化学诱捕多硫化物的硼化钛及其制备方法与应用 |
| CN107572545B (zh) * | 2017-08-18 | 2019-10-22 | 山东大学深圳研究院 | 用于锂硫电池化学诱捕多硫化物的硼化钛制备锂硫电池正极材料的应用 |
| CN114590816A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-07 | 合肥工业大学 | 一种六硼化锶粉末的制备方法 |
| CN114933310A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-23 | 安阳工学院 | 一种纳米六硼化物粉末的制备方法 |
| CN114933310B (zh) * | 2022-06-02 | 2023-08-11 | 安阳工学院 | 一种纳米六硼化物粉末的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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