JP2005504886A

JP2005504886A - 化学的活性物質の表面に防食コーティングを施す方法

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Publication number: JP2005504886A
Application number: JP2003534119A
Authority: JP
Inventors: チュントノフコンスタンティン
Original assignee: コンスタンティンテクノロジーズゲーエムベーハー
Priority date: 2001-10-08
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2005-02-17
Also published as: AT410947B; TW593748B; KR20050005398A; CA2462214A1; CN1564722A; ATA15852001A; AR036758A1; RU2004113946A; EP1434664A1; WO2003031100A1; MY144170A; IL161237A0

Abstract

【課題】化学的活性金属及び可融性安定元素の混合物を有する化学的活性物質の表面に防食コーティングを施す方法を提供する。
【解決手段】本発明の方法は，少なくとも１つの化学的活性金属Ａを用意するステップと；少なくとも１つの可融性安定元素Ｂを用意するステップと；化学的活性金属Ａおよび可融性安定元素Ｂを混合させて混合物を形成するステップと；可融性安定元素Ｂの融点よりも高い温度で，上記混合物の表面で，化学的活性金属Ａを溶解させることはできるが可融性安定元素Ｂを溶解させることはできない液剤Ｌを用いて，上記混合物を処理し，これにより上記混合物の表面に本質的に可融性安定元素Ｂから成るコーティングを形成するステップと；上記コーティングが所望の厚みになった時点で処理を終えるステップと；上記液剤を除去するステップと；上記混合物を洗浄し乾燥させるステップと；を含む。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は，化学的活性金属と可融性安定元素との混合物を有する化学的活性物質の表面に防食コーティング（ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｃｏａｔｉｎｇｓ）を施す方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大多数の金属物質は，腐食しやすく，環境的な影響から防食（保護）する必要がある。このことは活性金属の場合，通常の大気に短期間接触しただけでもすぐに腐食を受けるため特に重要である。Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｙｂ，Ｕ，Ｐｕ及び他の金属（例えばＴｌ）の化学的活性の高さを克服するという問題は，取り扱いおよび使用のほとんどすべての段階でみられる。
【０００３】
活性物質をコーティングまたは密封シェル（ｈｅｒｍｅｔｉｃｓｈｅｌｌ）により外界から完全に隔離するか，他の特定の成分との混合により金属の反応性を部分的に低下させるという手法が，大気や湿度の悪影響から金属を保護する方法として用いられている。いずれの保護方法を選択するかは，活性物質の使用における特定の段階での活性物質に対する条件に依存する。
【０００４】
物理的または化学的蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ），噴霧法，スパッタリング，メッキ，エナメル被覆，酸化，窒化等のような気体あるいは液体の状態からの防食コーティング蒸着のより改良された方法は，活性金属の場合には，まさに活性物質が高い化学反応性を有するために，適用することができない。このため，現在では，活性金属を扱う際，周辺環境から活性物質を保護する方法として２つの方法が用いられている。すなわち，活性金属を金属容器あるいはガラス製のアンプルのような密封シェル内で扱う方法と，活性金属を他の物質と混合して用いる方法である。
【０００５】
第１の方法は，活性物質の貯蔵及び運搬の段階では有用であるが，シェル（ｓｈｅｌｌ）を破壊するための特別な道具が必要となる。このため，金属の運搬には適さない。第２の方法は，活性金属の供給源（ｓｏｕｒｃｅ）に対する主要な条件が，金属を放出する工程の制御性の条件となっている場合には，活性物質の使用の段階において，活性物質を取り扱うのにより適している。しかし，重大な欠陥も有する。
【０００６】
したがって，「アルカリ金属ディスペンサー（ＡｌｋａｌｉＭｅｔａｌＤｉｓｐｅｎｓｅｒｓ）」（ＤｅｌｌａＰｏｒｔａＰ．，ＲａｂｕｓｉｎＥ．，米国特許第３５７９４５９号明細書（１９７１年））または「バリウム蒸発性ゲッタ（ｂａｒｉｕｍｅｖａｐｏｒａｂｌｅｇｅｔｔｅｒｓ）」（ＦｅｒｒａｒｉｏＢ．，Ｖａｃｕｕｍ，１９９６年，４７号，ｐ．３６３）において，活性化学的活性金属Ａの蒸気は，粉末状で起こる次の反応式で表される反応の結果として発生する。
【０００７】
【化１】
【０００８】
ここで，ＡＸは，化学的活性金属Ａの無機化合物（例えば，クロム酸塩または二クロム酸塩）および金属間化合物（例えば，Ａｌ_４Ｂａ）であり，Ｍｅは還元剤，Ａ↑は対象となる蒸気である。この種の蒸気の供給源の欠点は，ＡＸが吸湿性であること，蒸発中にガス化が起こること，発熱反応であること，クロム化合物に発がん性があることなどである。
【０００９】
Ａの金属蒸気を生成するために，次の反応式で表されるような金属間化合物の熱分解を用いることも提案されていた。
【００１０】
【化２】
【００１１】
ここで，ＡＢは，組成物ＡＢの金属間粉末または融解物であり，Ｂは，第２の成分である。この蒸気の供給源の利点は，熱分解の時間または温度を変えることにより，蒸発の流れを正確に制御できるということである［ＶａｎＶｕｃｈｔＪ．Ｈ．Ｎ．，ＦｒａｎｓｅｎＪ．Ｊ．Ｂ．米国特許第３９４５９４９号明細書，１９７６年；ＨｅｌｌｉｅｒＳ．Ｊ．米国特許第４１９５８９１号明細書，１９８０年］。しかし，金属間化合物ＡＢの化学的活性は，特に粉末状では，高いレベルのままであるため，このタイプの供給源は，広くは普及していない。
【００１２】
他の種類の過程，また，活性金属が関与した進行は，有機合成の多くの反応で起こる。この反応は，次の一般式で表すことができる。
【００１３】
【化３】
【００１４】
【化４】
【００１５】
ここで，ＡＹは，活性化学的活性金属ＡとＹの化合物であり，Ｒは，有機物である。また，ｓｏｌｖは液体アンモニアまたはテトラヒドロフランの特定の溶液である。ここでの特有の問題は，試薬の爆発の危険性および引火性を念頭においた上で，反応生成物を最大限に分離させ，溶媒を除去することである。
【００１６】
【特許文献１】
米国特許第３５７９４５９号明細書
【特許文献２】
米国特許第３９４５９４９号明細書
【特許文献３】
米国特許第４１９５８９１号明細書
【非特許文献１】
ＦｅｒｒａｒｉｏＢ．，「バリウム蒸発性ゲッタ（ｂａｒｉｕｍｅｖａｐｏｒａｂｌｅｇｅｔｔｅｒｓ）」，ヴァキューム（Ｖａｃｕｕｍ），１９９６年，４７号，ｐ．３６３
【非特許文献２】
Ｋ．Ａ．Ｃｈｕｎｔｏｎｏｖ，Ｔ．Ｂ．Ｓｔｅｎｉｚｅｒ共著，「Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ（ｔｈｅｓｅｃｏｎｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＩｎｏｒｇａｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，サンタバーバラ（ＳａｎｔａＢａｒｂａｒａ），米国，２０００年９月）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は，従来よりも効果的な方法で金属蒸気の有用な供給源を提供する，化学的活性金属および可融性安定元素の混合物を含む化学的活性物質の表面に防食コーティングを施す方法を提供することにある。
【００１８】
本発明のさらなる目的は，金属蒸気の供給源として特に適した化学的活性物質を提供することにあり，これにより上述した技術の欠点を克服する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の観点によれば，化学的活性金属及び可融性安定元素の混合物を有する化学的活性物質の表面に防食コーティングを施す方法であって：少なくとも１つの化学的活性化学的活性金属Ａを用意するステップと；少なくとも１つの可融性安定可融性安定元素Ｂを用意するステップと；化学的活性金属Ａおよび可融性安定元素Ｂを混合させて混合物を形成するステップと；可融性安定元素Ｂの融点よりも高い温度で，前記混合物の表面で，化学的活性金属Ａを溶解させることはできるが可融性安定元素Ｂを溶解させることはできない液剤（ｌｉｑｕｉｄａｇｅｎｔ）Ｌを用いて，前記混合物を処理し，これにより前記混合物の表面に本質的に可融性安定元素Ｂから成るコーティングを形成するステップと；前記コーティングが所望の厚みになった時点で前記処理を終えるステップと；前記液剤を除去するステップと；前記混合物を洗浄し乾燥させるステップと；を含むことを特徴とする防食コーティングを施す方法が提供される。
【００２０】
本発明による方法の本質は，化学的活性金属Ａ及び可融性安定元素Ｂの混合物の表面を液剤Ｌにより処理することにあり，液剤Ｌは，化学的活性金属Ａを溶解させるが，活性物質の他の成分とは反応しない。
【００２１】
この結果，化学的活性金属Ａが混合物から抽出されることにより，活性物質の表面に可融性安定元素Ｂが過剰に生成される。処理の過程で，この過剰な状態が連続した液状フィルムを形成する。このフィルムは，活性物質が液剤Ｌと直接接触しないように，活性物質と液剤Ｌとをさらに引き離す。処理終了後，活性物質の表面に，本質的に可融性安定元素Ｂから成る安定フィルムまたはコーティングが形成される。これにより，活性物質，特に化学的活性金属Ａは大気または他の影響から保護される。
【００２２】
ここで，化学的活性金属Ａは，アルカリ金属，アルカリ土類金属，希土類金属およびアクチノイドからなる群の中から選択されてもよい。特に，化学的活性金属Ａは，リチウム，ナトリウム，カリウム，ルビジウム，セシウム，マグネシウム，カルシウム，ストロンチウム，バリウム，ラジウム，ランタン，プラセオジム，エルビウム，ユーロビウム，イッテルビウム，ウラニウム，プルトニウムおよびタリウムからなる群の中から選択されてもよい。
【００２３】
また，可融性安定元素Ｂは，周期表のIII族，IV族，V族および／またはVI族元素からなる群より選択されるいずれか，または２個もしくは３個の組合せの中からなるものでもよい。特に，可融性安定元素Ｂは，ガリウム，インジウム，および／またはスズからなる群より選択されるいずれか，または２個もしくは３個の組合せの中からなるものであってもよい。
【００２４】
なお，保護シェルの構成は，活性物質の目的にしたがって選択される。活性物質の活性化温度はＢのコーティングの融点により決まるため，多くの応用例に対して広範囲での活性化温度を得るために，異なる可融性安定元素Ｂまたはそれぞれの組合せを使用してもよい。
【００２５】
液剤Ｌは，（ａ）可融性安定元素Ｂの融点よりも沸点が高く融点が低い物質，（ｂ）（ａ）の物質の混合物，および（ｃ）（ａ）あるいはこれらの混合物（ｂ）の物質を化学的活性金属Ａおよび可融性安定元素Ｂ両方に対し中立な溶媒に溶解させた溶液からなる群の中から選択されてもよい。すなわち，液剤Ｌは次の条件を満足する。
【００２６】
また，液剤Ｌは，ＣＨ酸，脂肪族アルコール，多価アルコール，高級カルボン酸，縮合アレーン，および／または大環状ポリエーテルからなる群，それらの混合物およびそれらの溶液の中から選択されるのが好ましい。
【００２７】
液剤Ｌによる処理は，処理温度が可融性安定元素Ｂの融点を下回った時点で終了するのが好ましい。
【００２８】
コーティングの厚みは，１μｍ以上，好ましくは１０μｍ以上であってもよい。
【００２９】
また，コーティングの厚みは，液剤Ｌによる処理時間および／または処理温度の調節により制御されてもよい。
【００３０】
また，化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物は，液剤Ｌに浸されていることが好ましい。
【００３１】
また，化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物は，液剤Ｌを用いた処理の前に所望の形状に形成されてもよい。しかし，化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物の形状もまた液体Ｌを用いた処理の中で僅かに変化することを理解しておく必要がある。
【００３２】
さらに，化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物は，液剤Ｌによる処理の前に略球状に，形成されるのが好ましい。この場合，略球状に形成された混合物は，液剤Ｌの槽に滴下されるのが好ましい。
【００３３】
さらに，化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物は，液剤Ｌによる処理の前に，円筒状または平板状に形成されてもよい。
【００３４】
本発明のさらなる観点によれば，上述した本発明による方法により得ることができる，表面に防食コーティングを施した化学的活性物質が提供される。
【００３５】
本発明による新しい物質は，開放された表面が安定可融性安定元素Ｂのフィルムで被覆されている金属間化合物を表している。主な利点は，従来からある物質と同じ方法で取り扱うことができ，保管することができ，搬送することができるという点である。例えば，本発明による物質は，真空下や保護ガス下で保管する必要はない。
【００３６】
本発明のさらなる観点では，蒸気供給源，化学吸着剤，触媒の形あるいは生成物の構成物質の形での化学合成における活性金属の供給源としての，および／または特別な合金，昇華ポンプおよび／または粒子加速器の製造のための，本発明による化学的活性物質の使用方法が提供される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば，従来よりも効果的な方法で金属蒸気の有用な供給源を提供する，化学的活性金属および可融性安定元素の混合物を含む化学的活性物質の表面に防食コーティングを施す方法を提供することができる。
【００３８】
また，本発明によれば，金属蒸気の供給源として特に適した化学的活性物質を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４０】
＜図面の説明＞
（図１の説明）
本発明の一実施形態によるカプセル化された顆粒の構造を示す図である。（ａ）は，Ｔ＜Ｔ_ｆ（Ｂ）での顆粒の構造を示している。ここで，１ａは固形シェル，２ａは金属間コアを表す。（ｂ）は，Ｔ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）での顆粒の一形態を示している。ここで，１ｂはｃ_ｌの構成を有する液体シェル（図２参照），２ｂはｃ＝Ｃ_１の構成を有するコアを表す。（ｃ）は，Ｔ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）での顆粒のさらなる形態を示し，ここで，１ｃはＣ_１＋Ｃ_２＋．．．の構成を有する分散層，２ｃはＣ_１＜ｃ≦Ｃ_４の構成を有するコアを表す。
【００４１】
コアの構造による加熱時の顆粒の作用について，２つのケースを示す。コアの構造がｃ≦Ｃ_１の場合（図２），Ｔ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）では，コアは部分的に溶融して構成ｃ_ｌを有する液体シェルを形成し（図２），化学的活性金属Ａに対する半透膜として作用する。そして，Ａの原子は，コアＡＢよりシェルｃ_ｌの外部の表面へ通過できるようになる。シェルｃ_ｌの表面から，アルカリ金属の蒸発供給源または蒸発性ゲッタにおける場合と同様に，原子Ａは蒸発可能である。また，原子Ａは，対応する液状媒体へ侵入することができる。この液状媒体は，有機合成反応において起こるように，化学的活性金属Ａを消費する。コアの構造がＣ_１＜ｃ≦Ｃ_４の場合（図２），顆粒がＴ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）となるまでに加熱されると，シェルＢはコアと反応し，Ｃ_１＋Ｃ_２＋．．．の構成を有するスポンジ状の分散層が表面に形成される。これは（実験が示すように），化学的活性において純粋な化学的活性金属Ａを上回る。この物質は，シールドオフ装置における真空での施工のための，または純粋なガスの製造のための，例えば対応するフィルタにおける，優れた化学吸着剤である。活性化温度も低く（Ｔ_ａ〜Ｔ_ｆ（Ｂ）），室温でも作用する。この点については，標準的な非蒸発性ゲッタを上回る（ＮＥＧｓ）。
【００４２】
（図２の説明）
図２は，Ａ−Ｂシステムの一般化された相図を示している。ここで，Ａは活性金属，Ｂは可融性安定元素を表し，Ｃ_ｐ，Ｃ_１，Ｃ_２．．．は金属間化合物，Ｃ_ｌは液相での構造を表しており，この状態のとき，温度Ｔ_ｄで結晶Ｃ_１と平衡状態にある。また，濃度の範囲Ｃ_２−Ａにおいて，実線部分は，ケースＡにおける界面がアルカリ金属であることを示し，点線部分は，ケースＡにおける界面がアルカリ土類金属であることを示す。
【００４３】
図２は，典型的な二元システムにより，異なる応用例における顆粒となる物質の選択がどのように行われるかを示している。蒸発性ゲッタも含め，Ａの蒸気の発生を制御するのに適したものとするためには，または化学反応において化学的活性金属Ａの供給源を制御するのに適したものとするためには，活性顆粒コアはｃ＝Ｃ_１の構成であることが好ましい。この場合，温度Ｔ_ｄ＜Ｔ_ｆ（Ｃ_１）（Ｔ_ｆ（Ｃ_１）は化合物Ｃ_１の融点をあらわす）において，化学的活性金属Ａの輸送は液体シェルｃ_ｌを通して，準安定状態で，すなわち，一定の割合でなされる。非蒸発性ゲッタとして使用するためには，活性金属の濃度の高い金属間化合物（例えばＣ_２，Ｃ_３等）はコアの原料として使用される。これらの化合物は，熱力学的に不安定な対をシェルＢと形成する。このとき，Ｔ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）となるまで加熱すると，保護シェルの分解を伴う反応を起こす。
【００４４】
（図３の説明）
図３は，液剤Ｌを用いた処理の初期段階を示している。ここでＡＢは，化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂの金属間混合物，Ｌは液剤Ｌ，○は原子Ａ，●は原子Ｂ，３１はＢの中間層を表している。
【００４５】
図３は，固体ＡＢと液体Ｌの境界上の中間層Ｂ３１の開始のメカニズムを示している。中間層Ｂのスポンジ状の構造は，温度Ｔ＜Ｔ_ｆ（Ｂ）での物質の腐食を妨げないが，温度をＴ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）まで上げることにより，構造上の変化が起こり，連続した液体シェルＢが現れる。
【００４６】
（図４の説明）
図４はフィルム形成処理の主要な段階を示し，
（ａ）は，初期段階（図３の状態に相当）を示し，化学的活性金属Ａの原子４１が液剤Ｌに溶解する段階を示している。
（ｂ）は，スポンジ状の中間層における融解物Ｂの島４２が出現する段階を示している。
（ｃ）は，島構造の相４２の発展段階を示している。
（ｄ）は，融解物Ｂの連続フィルム４３および抽出の拡散段階への変化を示している。
（ｅ）は，温度低下およびＢの固体の防食コーティング４３の形成を示している。
【００４７】
防食コーティング形成の処理における各段階は，（ｂ）融解物Ｂの核生成の島４２，（ｃ）これらの成長段階，（ｄ）成分Ｂの，連続液体フィルム４３への，島４２の融合，（ｅ）温度がＴ＜Ｔ_ｆ（Ｂ）に低下した状態での凝固，である。全プロセスで最も重要な部分は（ｄ）段階であり，この後，システムＡＢ−Ｌの温度を低下させ，化学的活性金属Ａの抽出をストップさせることができる。あるいは，システムＡＢ−Ｌの温度により，コーティングの厚みをさらに増加させ続けることも可能である。早い段階（例えば段階（ｃ））から温度を下げると，早すぎるため表面に不具合が生じる。すなわち，シェルに開放部分（保護されない部分）ができてしまうことがある。
【００４８】
（図５の説明）
図５は，インゴットの表面安定化処理の一例を示す。ここで，５１はＡＢの混合物のインゴットを含む容器，５２はガラス製の試験管，５３は液体Ｌの流れ，５４はこのプロセスで形成された可融性安定元素Ｂのコーティングを表す。
【００４９】
この図では，防食コーティングＢを得るために，インゴットＡＢの平坦な表面の処理が，液体Ｌを用いてどのように行われるかを示している。混合物ＡＢのインゴットの入った円筒容器５１を，ガラス試験管５２へ挿入する。ガラス試験管５２の下部には，液体Ｌを排出するための開口部が設けられている。液剤Ｌ５３は，Ｔ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）となるまでに加熱され，上部からインゴットの開放された表面へ注入され，この表面を洗浄し，容器の外側の壁を伝って流れ落ち，溶液の生成物を取り除く。
【００５０】
光沢感のある純粋膜５４がインゴットの表面に現れると，抽出溶媒５３の温度はＴ＜Ｔ_ｆ（Ｂ）となるまでに低下し，注入を停止する。インゴットの表面および容器全体は，中性の溶解剤を用いて十分に洗浄される。この溶解剤は，液体Ｌの残渣を除去する。さらに，容器は，蒸留水と共にリザーバに収納されコーティングの連続性をテストする。最後に，アセトンまたはアルコールで水を洗い流す。生成物を乾燥させるためには，空気の吹き付けや真空乾燥が用いられる。
【００５１】
（図６の説明）
図６は，顆粒カプセル化の技術を示す。ここで，
（ａ）は，管６１，バンカー６２およびラチェットギア６３を含む投与装置を示している。
（ｂ）は，液体物質Ｌの入った槽６４，ブリッジ６５，シリンダ６６およびレードル６７を含む表面安定化処理装置を示している。
（ｃ）は，槽の温度特性を示している。
（ｄ）は，（ａ）のＮ−Ｎ線から見たバンカー６２およびラチェットギア６３の平面図である。
【００５２】
図６は，固体のＡＢ粒子（塊あるいはショット）の処理の実現方法のひとつを示している。装置の主要な部分は：投与装置（ａ），これは，液状シェルＢが現れた後，槽６４中での互いの接触を避けるため別々のＡＢの粒子を１つずつ転がり落ちるようにするもので；液剤Ｌの入った槽６４，ここで，液状シェルの形成や凝固がなされ；排出シリンダ６６，これは，処理を妨げることなく最終生成物が集められるとすぐに，その最終生成物を除去するものである。
【００５３】
供給バンカー６２も，同様の目的で使用される。
【００５４】
バンカー６２の供給および管６１からのＡＢ粒子の投入は，Ａｒ雰囲気でなされる。適当なスロープ角αおよびラチェットギア６３の回転数を調節することで，粒子は１つずつ槽６４に入る。顆粒は高温ゾーン（ｈ_１−ｈ_２）でカバーされ，シェルは低温ゾーン（ｈ_０−ｈ_２）で凝固する。そしてカプセル化された顆粒は，ブリッジ６５を通ってシリンダ６６へ入る。ここで，顆粒はレードル６７を用いて定期的に除去される。
【００５５】
高温ゾーンを通って移動する間の粒子表面の状態の外観検査や，連続したコーティングのための得られた生成物をテストすることにより，高温ゾーンの最低限の長さを設定することが可能になる。これは，所定の条件下では，拡散へのプロセスの変化に相当する。つまり，制御された範囲に相当する。
【００５６】
所定の方法では，融解物より開始された粒子のカプセル化方法に対するそれよりも，液体Ｌの揮発度に対する要件に関する制約が少ない。
【００５７】
（図７の説明）
図７は，Ａ−Ｂ_１−Ｂ_２システムの濃度トライアングルを示す。ここでＡは活性金属，Ｂ_１およびＢ_２は可融性元素，ｃ_ｅは二元システムＢ_１−Ｂ_２における共融構造を表し，線Ａ−ｃ_ｅの影付きの領域は，本発明による顆粒の活性化コアの好適な構造の領域を表している。
【００５８】
保護シェルのとりうる構成の範囲は，安定可融性安定元素Ｂからなる２元および３元共融を用いて本質的に広げることができる。この拡大は，保護シェルの融点を考慮しているだけでなく化学的特性も考慮している。図７の３元システムＡ−Ｂ_１−Ｂ_２により，シェル物質の選択が顆粒活性コアの構造といかに密接に関わっているかを示してくれる。後者における成分Ｂ_１およびＢ_２の比は，共融構造ｃ_ｅのシェルで使用されたそれと同じであることが好ましい。このことは，顆粒コアの構造が線Ａ−ｃ_ｅ上にあることを意味する。
【００５９】
（図８の説明）
図８は，カプセル化された顆粒の製造装置を示している。ここで８１は，混合物ＡＢのインゴット，８２は融解室，８３はワイヤ，８４は毛管のガラス膜，８５はフライトチューブ，８６は排気管，８７は円錐状のジョイント，８８は揮発性化学的活性金属Ａの蒸気，８９は混合物ＡＢの融解物，８１０は混合物ＡＢの融解物の溶滴，８１１は液体Ｌの入った槽，８１２は加熱炉を表す。
【００６０】
図８に示されるような，カプセル化された顆粒を融解物から直接得る装置は，３つの部分からなる。融解室８２，排気管８６の設けられたフライトチューブ８５，および円錐状ジョイント８７によりフライトチューブ８５と接続されたガラス槽８１１である。槽８１１は液剤Ｌで満たされ，室温では蒸気圧は非常に低い。融解室８２はガラス膜８４を用いて２つの部分に分けられる。ガラス膜の中央部には，金属ワイヤ８３が挿入された毛管が設けられている。
【００６１】
この装置における動作の順序は以下の通りである。インゴット８１が，排気管８６より流入してくるＡｒの流れに逆らって融解室８２に送り込まれる。そして図９に詳しく示されるように，融解室８２の上部の供給部が密閉される。上方から，加熱炉８１２が融解室８２の上に移動し，連続排気のもと融解され始める。インゴットは融解し，その融解物は，自身の静水圧および化学的活性金属Ａの蒸気圧の力によって，毛管孔を通ってゆっくり押し出される。
【００６２】
融解物が流動している限り，加熱炉の温度はゆっくり上昇して一定の滴下間隔を維持する。
【００６３】
溶滴は１滴ずつ，毛管８４から突き出ているワイヤ８３を伝って落ち，ワイヤから分離して液体Ｌの入った槽８１１に入る。ここで溶滴はカプセル化される。滴下が終わると装置はアルゴンで満たされた状態となり，槽８１１はフライトチューブ８５から分離されて生成物の洗浄が始まる。
【００６４】
融解室８２はフライトチューブのやや上方で切り離され，空いた場所に新たな融解室が溶接される。このようにして装置は次のサイクルに向け元の状態に戻されるのである。
【００６５】
（図９の説明）
図９はインゴット供給の動作を示している。ここで，９１３はコーン，９１４は試験管，９１５はプラグ，９１６はフック，９１７は蓋，９１８はネックを表す。図８と同様，８１および８２はそれぞれインゴットおよび融解室を表す。
【００６６】
インゴットのカプセル化装置への供給は，以下の方法でなされる。ボックスの中アルゴンの下で，インゴットは試験管９１４に投入され，試験管はプラグ９１５で塞がれる。そしてボックスから取り出される。ビッグコーン９１３は融解室８２の上部に取り付けられ（今一度図８を参照のこと），下方からアルゴンが試験管８２を通って流入する。そしてインゴット８１の入った試験管９１４はコーン９１３に入れられ，プラグが開かれインゴット８１は開放される。
【００６７】
インゴット８１はフック９１６の力を借りて融解室８２の管の下部深くまで移動し，試験管９１４，プラグ９１５およびコーン９１３は取り去られる。アルゴンの流れを妨げることなく，加熱の力を借りて，ネック９１８が管に形成され，管は上方から蓋９１７で密閉される。アルゴンが送り出された後，ネックを越えた管の上部は密閉される。そして装置では，顆粒の滴下およびカプセル化の準備が整うのである。
【００６８】
図１０〜１９については，後述する実施例７の中で述べる。
【００６９】
本実施形態によれば，化学的活性金属及び可融性安定元素の混合物を有する化学的活性物質の表面に防食コーティングを施す方法であって：少なくとも１つの化学的活性化学的活性金属Ａを用意するステップと；少なくとも１つの可融性安定可融性安定元素Ｂを用意するステップと；化学的活性金属Ａおよび可融性安定元素Ｂを混合させて混合物を形成するステップと；可融性安定元素Ｂの融点よりも高い温度で，前記混合物の表面で，化学的活性金属Ａを溶解させることはできるが可融性安定元素Ｂを溶解させることはできない液剤（ｌｉｑｕｉｄａｇｅｎｔ）Ｌを用いて，前記混合物を処理し，これにより前記混合物の表面に本質的に可融性安定元素Ｂから成るコーティングを形成するステップと；前記コーティングが所望の厚みになった時点で前記処理を終えるステップと；前記液剤を除去するステップと；前記混合物を洗浄し乾燥させるステップと；を含むことを特徴とする防食コーティングを施す方法が提供される。
【００７０】
本実施形態による方法の本質は，化学的活性金属Ａ及び可融性安定元素Ｂの混合物の表面を液剤Ｌにより処理することにあり，液剤Ｌは，化学的活性金属Ａを溶解させるが，活性物質の他の成分とは反応しない。
【００７１】
この結果，化学的活性金属Ａが混合物から抽出されることにより，活性物質の表面に可融性安定元素Ｂが過剰に生成される。処理の過程で，この過剰な状態が連続した液状フィルムを形成する（図３参照）。このフィルムは，活性物質が液剤Ｌと直接接触しないように，活性物質と液剤Ｌとをさらに引き離す。処理終了後，活性物質の表面に，本質的に可融性安定元素Ｂから成る安定フィルムまたはコーティングが形成される。これにより，活性物質，特に化学的活性金属Ａは大気または他の影響から保護される。
【００７２】
従来技術による防食コーティングを施す方法においては，コーティング物質は外部のものを使用していたが，本発明による方法では，防食コーティングは処理中の対象物の内部の物質資源を用いて形成するようにしている。
【００７３】
本実施形態による方法においては，処理温度が可融性安定元素Ｂの融点（Ｔ_ｆ）よりも高いという点が重要である。処理温度が可融性安定元素Ｂの融点よりも低いという条件で処理が行われた場合，Ｂの原子の処理によって形成された中間層は，液剤Ｌの分子に対する浸透性を保つ。したがって，混合物ＡＢが完全に分解するまで，混合物ＡＢの腐食が活性物質内で続く。
【００７４】
しかし，温度がＴ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）の場合，中間層Ｂは内部で生じる構造上の変化により高密度となってしまう。最初に，融解したＢの原子核が中間層の大部分に現れ，これら原子核は島を形成する。融解したＢの原子核の島は大きくなり，新しい島ができる（図４参照）。そして全ての島は化合物Ｂの連続した液状フィルムに溶け込む。この時点から化学的活性金属Ａの抽出のプロセスは拡散段階へと移行し，フィルムＢの成長は制御可能となる。
【００７５】
本実施形態の方法により初めて，最も陽性の金属からなる金属間化合物に防食コーティングを作り出すことが可能となる。
【００７６】
したがって，化学的活性金属Ａは，アルカリ金属，アルカリ土類金属，希土類金属およびアクチノイドからなる群の中から選択されてもよい。特に，化学的活性金属Ａは，リチウム，ナトリウム，カリウム，ルビジウム，セシウム，マグネシウム，カルシウム，ストロンチウム，バリウム，ラジウム，ランタン，プラセオジム，エルビウム，ユーロビウム，イッテルビウム，ウラニウム，プルトニウムおよびタリウムからなる群の中から選択されてもよい。
【００７７】
可融性安定元素Ｂは，周期表のIII族，IV族，V族および／またはVI族元素からなる群より選択されるいずれか，または２個もしくは３個の組合せの中からなるものでもよい。特に，可融性安定元素Ｂは，ガリウム，インジウム，および／またはスズからなる群より選択されるいずれか，または２個もしくは３個の組合せの中からなるものであってもよい。
【００７８】
保護シェルの構成は，活性物質の目的にしたがって選択される。活性物質の活性化温度はＢのコーティングの融点により決まるため，多くの応用例に対して広範囲での活性化温度を得るために，異なる可融性安定元素Ｂまたはそれぞれの組合せを使用してもよい。したがって，有機合成物Ｇａをコーティングに使用した場合，約３０℃の融点が好都合である。Ｓｎの場合，例えばアルカリ金属供給源の形成においては，真空でコーティングされることが望ましい。Ｐｂの場合，酸性媒体等を使用したコーティングが最適である。温度を固定して，固体から液体へ変化させたときの融点について，いくつかの金属物質の例を下記の表１に示す。なお，表１は，応用可能な防食コーティングについて示した表である。
【００７９】
【表１】
【００８０】
この場合，保護シェルを形成するために，例えば共融構造Ｃｅを有する（図７参照），二元合金が最適である場合には，Ａ−Ｂ_１−Ｂ_２構造の三元混合物は，線Ａ−Ｃｅに従った濃度の顆粒（ｇｒａｎｕｌｅ）を形成するため合成される。すなわち，成分Ｂ_１とＢ_２の比がＣｅと同じであるということである。
【００８１】
液剤Ｌは，（ａ）可融性安定元素Ｂの融点よりも沸点が高く融点が低い物質，（ｂ）（ａ）の物質の混合物，および（ｃ）（ａ）あるいはこれらの混合物（ｂ）の物質を化学的活性金属Ａおよび可融性安定元素Ｂ両方に対し中立な溶媒に溶解させた溶液からなる群の中から選択されてもよい。すなわち，液剤Ｌは次の条件を満足する。
【００８２】
【数１】
【００８３】
ここで，ｍ．ｐ．（Ｌ）は，物質Ｌの融点を表し，ｂ．ｐ．（Ｌ）は，物質Ｌの沸点を表す。
【００８４】
液剤Ｌは，ＣＨ酸，脂肪族アルコール，多価アルコール，高級カルボン酸，縮合アレーン，および／または大環状ポリエーテルからなる群，それらの混合物およびそれらの溶液の中から選択されるのが好ましい。
【００８５】
これらの物質は，フィルム形成工程の中でガス状の水素が発生するか否かにより，２つのグループに分けられてもよい。
【００８６】
第１のグループは有機化合物の数種の分類からなり，置換反応にしたがってＡと反応する。
【００８７】
【化５】
【００８８】
ここで，ｌ，ｓ，およびｇは，それぞれ液体，固体，および気体の状態を示す指標である。
【００８９】
取り除く有害物質は，例えば，高沸点アルケンＲ−Ｈ（トリフェニルメタン等），高沸点エーテルＲ−Ｏ−Ｒ´およびエステル（ジエチレングリコール，マロン酸エステル等），高級アルデヒドＲ−ＣＨＯおよびケトンＲ−ＣＯ−Ｒ´（トルイル酸アルデヒド，２−へプタノン等），高級脂肪族および多価アルコールＲ−ＯＨ（セチルアルコール，プロピレングリコール，エチレングリコール，グリセロール，ソルビトール，キシリトール等），高級カルボン酸Ｒ−ＣＯＯＨ（ステアリン酸，パルチミン酸，オレイン酸等）および他の物質，これらの混合物，および液体の希釈剤Ｄに溶解させた溶液，のようなものである。なお，これらは，ＡＢに対し不活性である。
【００９０】
この種の希釈剤に属する物質の例としては，例えば，液体アンモニア，テトラヒドロフランおよび他のエーテル（アニソール，ジフェニルエーテル等），芳香族炭化水素（ベンゾール，キシレン等），パラフィン（ヘプタン，ヘキサン，パラフィン等）がある。
【００９１】
抽出溶媒Ｌの第２のグループは，次のような付加反応に従い，化学的活性金属Ａと反応する。
【００９２】
【化６】
【００９３】
第２のグループは，縮合アレーン（ナフタレン，アントラセン等），大環状ポリエーテル（［１８］−クラウン［６］等）および他の物質，および上述したようなこれらの混合物を希釈剤Ｄで希釈した溶液を含む。
【００９４】
液剤Ｌによる処理は，処理温度が可融性安定元素Ｂの融点を下回った時点で終了するのが好ましい。
【００９５】
コーティングの厚みは，１μｍ以上，好ましくは１０μｍ以上であってもよい。
【００９６】
また，コーティングの厚みは，液剤Ｌによる処理時間および／または処理温度の調節により制御されてもよい。
【００９７】
化学的活性金属Ａの融解速度に影響を及ぼし，ひいてはコーティングＢの厚みにも影響を及ぼす可能性のある要因は次の４通りで，処理温度を変えること，処理時間を変えること，液剤Ｌを変えること，およびＡとＢとの混合物の表面付近の流体力学的状況を変えること，である。
【００９８】
温度および抽出時間により，成長するコーティングの厚みに対する良好な制御が可能となる。すなわち，温度が高くなるほど，処理が長くなるほど，Ｂのコーティングは厚みを増す。
【００９９】
ある液体Ｌを他の液体に変えたり，液体Ｌを中性の希釈剤Ｄで希釈したりすることも，液体Ｌは物質ＡＢの成分とは反応しないため，フィルムＢの形成および成長における反応速度に影響を及ぼす。
【０１００】
コーティングの均一性を改善するため，液体Ｌの対流が利用される。混合物ＡＢの表面が広い場合，この表面の周囲に液体Ｌの流れが形成される（図５参照）。ＡＢの粒子が小さい場合，これら粒子は，例えば，重力の影響を受けて，静止した媒体Ｌの中を移動する（図６参照）。
【０１０１】
コーティングが目標の厚さに達したら，処理は終了させられる。このためには，ＡＢ−Ｌ系の温度をＴ＜Ｔ_ｆ（Ｂ）となるまで下げれば十分である。すると，液状フィルムＢは凝固し，固体の連続したＢ層を介したＡ原子の拡散移動は不可能となる。
【０１０２】
化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物は，液剤Ｌに浸されていることが好ましい。
【０１０３】
化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物は，液剤Ｌを用いた処理の前に所望の形状に形成されてもよい。しかし，化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物の形状もまた液体Ｌを用いた処理の中で僅かに変化することを理解しておく必要がある。
【０１０４】
化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物は，液剤Ｌによる処理の前に略球状に，形成されるのが好ましい。この場合，略球状に形成された混合物は，液剤Ｌの槽に滴下されるのが好ましい。
【０１０５】
さらに，化学的活性金属Ａと可融性安定元素Ｂとの混合物は，液剤Ｌによる処理の前に，円筒状または平板状に形成されてもよい。
【０１０６】
平均線形寸法１．０〜５．０ｍｍのＡＢの小粒子のカプセル化処理は，次の２通りの変形例においてなされることが好ましい。
【０１０７】
ＡＢの融解物を液体Ｌに滴下する例，または，任意の形状または鋳造されたＡＢの固形微粒子を液体Ｌに投入し，液体Ｌの上層は温度がＴ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）となるように熱せられる例，において上記カプセル化処理がなされることが好ましい。
【０１０８】
最初のケースでは，融解物ＡＢは，毛管孔を通して，液体Ｌで満たされた粒子捕集器を用いてフライトチューブに圧入される（図８参照）。液滴は，液体Ｌの中で凝固し，下方へ移動中にコーティングＢに被覆される。融解物ＡＢの液滴に蓄積された熱エネルギーは大きいため，液体Ｌ槽の上部は温度がＴ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）となるように不必要に温められる。しかし，液体Ｌ槽の下部の温度はＴ＜Ｔ_ｆ（Ｂ）の状態で維持される。
【０１０９】
第２のケースでは，ＡＢの固形微粒子は，垂直方向に延長された液体Ｌ槽に投入され（図６参照），その上部はＴ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）となるように温められ，下部の温度はＴ＜Ｔ_ｆ（Ｂ）のまま維持される。粒子は，高温の層に沈む間に液状シェルＢで覆われ，このシェルはＬの下部の低温層の中で凝固する。コーティングの厚みは次の２つのパラメータにより制御される。すなわち，高温ゾーンの長さΔｈ＝ｈ_１−ｈ_０と，高温ゾーンの温度Ｔ_１である。処理方法を設定する一方で，光沢感のある金属面が粒子上に現れたときに，液状フィルムＢの形成の瞬間が視覚的に定められる。
【０１１０】
コーティングの質の第１のテストとして，カプセル化された顆粒を，温度Ｔ＜Ｔ_ｆ（Ｂ）で水中にさらす。この過程でガスが発生しなければ，コーティングは継続しているということを示している。
【０１１１】
表面を不動態化した後，生成物（大きなインゴットあるいは小さな塊）は，適当な溶媒で十分に洗浄され，液剤Ｌが除去される。次に，その生成物は乾燥され，それぞれの目的に応じて使用される。
【０１１２】
本実施形態による方法のさらなる主な特徴は次の通りである。
（１）高い処理能力：防食コーティングを形成する時間は概して約２，３秒である。
（２）普遍性：フィルム形成の処理は，表面のサイズや形状を問わない。本発明の方法は広範囲の生成物に適用可能であり，活性化成分の性質，成分の数および濃度が異なっていても適用可能である。特に，この方法により，初めてアルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる物質に対して防食コーティングを施すことが可能となった。
（３）技術の単純さ：この処理では複雑な装置は不要である。低温でも実施することが可能であり，さらに，安価かつ入手可能な試薬を用いて実施することも可能である。
（４）処理の制御性：フィルム成長の処理は，処理時間および液剤Ｌの温度という２つのパラメータのみで完全に制御可能である。
（５）表面の最初の状態とは無関係：物質の上層部が液剤Ｌを用いた処理中に部分的に除去され，また部分的に再構築されるため，表面を予備的に準備する必要がなくなる。このことは，物質の化学的活性を考えると非常に重要である。
【０１１３】
本実施形態によれば，さらに，上述した本実施形態による方法により得ることができる，表面に防食コーティングを施した化学的活性物質が提供される。
【０１１４】
本実施形態による新しい物質は，開放された表面が安定可融性安定元素Ｂのフィルムで被覆されている金属間化合物を表している。主な利点は，従来からある物質と同じ方法で取り扱うことができ，保管することができ，搬送することができるという点である。例えば，本発明による物質は，真空下や保護ガス下で保管する必要はない。
【０１１５】
本実施形態による物質が加熱されると，化学的活性化学的活性金属Ａの蒸気は，極めて制御された状態で解放される。気化温度は物質の組成に依存する。例えば，化学的活性金属ＡとしてＮａ，Ｋおよび／またはＣｓを含む物質の場合には，気化温度は約４００℃〜７００℃となる。
【０１１６】
カプセル化された金属間前駆体およびこれらの利点については，「Ｖａｃｕｕｍ４７号，ｐ．７９〜８２，１９９６年；Ｖａｃｕｕｍ４７号，ｐ．４６３〜４６６，１９９６年；Ｖａｃｕｕｍ５５号，ｐ．１０１−１０７，１９９９年」，およびＫ．Ａ．Ｃｈｕｎｔｏｎｏｖ，Ｔ．Ｂ．Ｓｔｅｎｉｚｅｒ共著の「Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ（ｔｈｅｓｅｃｏｎｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＩｎｏｒｇａｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，サンタバーバラ（ＳａｎｔａＢａｒｂａｒａ），米国，２０００年９月）」のポスターに記述されている。しかし，いずれの出版物にもこれら金属間前駆体の製造方法は開示されていない。
【０１１７】
本実施形態による物質は，双方の従来技術の手法を組み合わせることにより，活性物質保護の問題を解決するものである。すなわち，シェルおよび成分の混合物を用いることで，それぞれの手法が抱える欠点を解消し，強固な側面を利用できるようにしようというものである。
【０１１８】
本実施形態によるカプセル化された顆粒の構造を図１に示す。化学的活性金属間コアＡ_ｎＢ_ｍ（以下，“ＡＢ”と称する）は，可融性安定可融性安定元素Ｂのシェルに囲まれている。ここで，Ａは活性金属である。通常の条件下では，固体のオーバ層（ｏｖｅｒｌａｙｅｒ）Ｂは，水，空気に対してや，可融性安定元素Ｂが化学的に安定する他の物質に対しても浸透できないが，これらの顆粒により，水，空気等の物質とも作用するようになる。これらの物質は可融性安定元素Ｂと作用でき，安全面での注意は必要とされない。
【０１１９】
温度がＴ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）となるまでに上昇すると，顆粒は活性化する。ここで，Ｔ_ｆ（Ｂ）は可融性安定元素Ｂの融点を表す。顆粒のコアがｃ≦Ｃ_１となる構成に対応すると（図２参照），シェルは，ｃ_ｌの構成を有する半透膜に変化し，Ａの原子を顆粒の表面に通過させる。この場合，顆粒は，化学的活性金属Ａの制御可能な供給源であり（図１ｂ），アルカリ金属ディスペンサもしくは蒸発性ゲッタのいずれか，または異なる試薬Ｒ等に対し原子Ａを純粋に供給するものとして使用できる。
【０１２０】
コアがＣ_１＜ｃ≦Ｃ_４となる構成の場合（図２参照），温度がＴ＞Ｔ_ｆ（Ｂ）となる範囲で，シェルＢはコアと次の式で表される反応をする。
【０１２１】
【化７】
【０１２２】
ここで，ｎ＝２，３または４である。結果として，保護フィルムは除去され，非常に高い活性の分散層が顆粒の表面に現れる。この分散層は，主たる活性コアＣ_ｎへのアクセスを開始させる。この種の物質は優れた化学吸着剤であり，真空シールドオフ装置あるいはガス精製フィルタにおいて非蒸発性ゲッタとして使用できる。
【０１２３】
本実施形態によれば，さらに，蒸気供給源，化学吸着剤，触媒の形あるいは生成物の構成物質の形での化学合成における活性金属の供給源としての，および／または特別な合金，昇華ポンプおよび／または粒子加速器の製造のための，本発明による化学的活性物質の使用方法が提供される。
【０１２４】
化学的活性物質は，光電セル，光電増倍管，ビジコン，画像変換器のような光電子装置の製造において，および有機発光ダイオードの製造等においての，蒸気供給源として使用されることが好ましい。
【０１２５】
化学的活性物質はまた，真空シールドオフ装置の製造において，（蒸発性および非蒸発性ゲッタのような）化学吸着剤として使用されてもよい。例えば，太陽電池，ブラウン管やＸ線管のような電子管，ランプ，魔法瓶，真空隔離パネルおよびパイプ，電界放出ディスプレイ等として使用されてもよい。
【０１２６】
さらに，化学的活性物質は，ガス精製のための化学吸着剤として使用されてもよい。例えば，プラズマディスプレイ，ガスフィルタ等における蒸発性および非蒸発性ゲッタのために使用されてもよい。
【０１２７】
また，化学的活性物質は，他にも応用例にも利用可能である。例えば，昇華ポンプ，粒子加速器および他の多くの用途において，（Ｅｕ，Ｙｂ，Ｎａ，Ｌｉ等の元素を用いて）特別な合金として使用されてもよい。
【０１２８】
＜実施例＞
（実施例１）
図５に示すように，Ｎａ_８Ｉｎ_１１のインゴットの入った薄壁型Ｎｉカートリッジが，ヘプタン層の下に設けられ，パイレックス(登録商標）試験管に入れられる。上方からジエチレングリコールがインゴット表面に供給され，温度は１８０℃まで上昇する。Ｉｎの光る液状層がインゴットの表面に現れるとすぐに，ジエチレングリコールの温度は１００℃まで下がり，Ｉｎのコーティングが凝固したことが確認されると，ジエチレングリコールの供給が終わり，インゴットの入ったカートリッジは温水およびアセトンで洗浄され始める。
【０１２９】
表面保護の全体の手順は数分かかる。Ｉｎコーティングされたインゴットは，ＭＢＥチャンバーにおいてあるいはＴｉの代わりの昇華ゲッタポンプにおいて，大量のＮａ蒸気供給源として使用できる。
【０１３０】
（実施例２）
Ｋ２０％含有，直径１４ｍｍ，高さ４０ｍｍの円筒形のＩｎインゴットが，融解物滴下のためパイレックス(登録商標）装置（図８および９で既述）に供給される。膜８４（図８）の中央部の毛管は，内径１ｍｍ以内，長さは１０ｍｍ以内である。毛管の内部には直径０．８ｍｍのニクロム線が挿入されている。この線は毛管内に延在し，毛管の下端より３．０ｍｍ以内の長さで突き出ている。装置の排気の後，生成物は融解し，温度がゆっくり上昇する中融解物は，（１．０〜０．２５秒）^−１の間隔で流れ落ちる。
【０１３１】
溶滴はグリセロール槽に入る。槽の上層部は高さおよそ１０ｃｍで，予め８０℃から１００℃に加熱されている。下層部は高さおよそ１５ｃｍで室温に保たれている。カプセル化処理の中で解放された水素は，引き続き送り出される。
【０１３２】
処理が終了すると，顆粒は温水，アルコールで洗浄されてグリセロールから解放され，乾燥される。Ｉｎシェルの厚さを測定すると，平均サイズ３ｍｍ以内の顆粒は８０〜１００μｍ厚さにーコーティングされていることが分かる。
【０１３３】
ＩｎコーティングされたＫ２０％含有のＩｎ顆粒は，有機合成反応における制御された取り扱いに安全な純カリウム供給源として，あるいは光電子放出装置製造における制御されたカリウム蒸気発生源として使用できる。
【０１３４】
（実施例３）
直径１．２〜１．５ｍｍのＮａ_２２Ｇａ_３９の顆粒が，投与装置からエチレングリコール槽（図６）に投入される。槽の高温ゾーンの温度はＴ_１＝１２０℃，長さはΔｈ＝２５０ｍｍで，低温ゾーンの温度はＴ_２＝１０℃である。そして（図６で述べた手順に従い作られた）Ｇａシェルでカプセル化されたＮａ_２２Ｇａ_３９の顆粒は，２０℃を超えない温度の下蒸留水およびアセトンで洗浄され，最後に，真空で乾燥される。
【０１３５】
同じ組成および大きさの顆粒の他の部分は，２−ヘプタノンの槽に投入される。槽の高温ゾーンの温度はＴ_１＝１２０℃，長さはΔｈ＝２５０ｍｍで，低温ゾーンの温度はＴ_２＝１０℃である。生成物は，温度２０℃の下アセトンで洗浄されて液剤から解放され，真空で乾燥される。
【０１３６】
可融性のＧａコーティングにより粒子が互いに接触するのを避けるため，生成物は２０〜２２℃を越えない温度の下で保存されなければならない。
【０１３７】
Ｇａシェルに保護されたＮａ_２２Ｇａ_３９の顆粒は，真空での施工の場合のＮａ蒸気の適した供給源である。これら顆粒は４００℃までの真空での脱ガスにも持ちこたえられるし，４５０℃から６００℃までの加熱の際には，光電陰極製造に必要な強さのＮａ蒸気を生成させることもできる。これらの顆粒を使用できる他の分野は，有機合成における化学反応の分野である。有機合成においては，ナトリウムの使用が必要だからである。
【０１３８】
（実施例４）
ＩｎＬｉ組成を有する平均直径２．８ｍｍの球状の顆粒が，投与装置（図６）より投入され，流れているアルゴンの助けを借りて１８０℃を超えない温度まで加熱される。そして，ジエチレングリコール槽６４に，温度Ｔ_１＝１８０℃，Ｔ_２＝２５℃で入る。
【０１３９】
２０ショットの第１の部分では，高温ゾーンの長さは２２０ｍｍに設定される。カプセル化された顆粒はレードル６７により取り出され，水とアルコールで洗浄される。化学的および金属組織学的分析の結果，Ｉｎシェルの厚さは０．２ｍｍ以内であることが分かる。カプセル化の手順は，２０ショットからなるＩｎＬｉ顆粒の第２の部分で同じ温度パラメータの下繰り返されるが，高温ゾーンの長さは３４０ｍｍである。このケースでのＩｎシェルの厚さを測定すると，０．３５ｍｍであることが分かる。２０ショットからなるＩｎＬｉ顆粒の第３の部分では，高温ゾーンの長さは７００ｍｍと長くなり，Ｉｎコーティングの厚さも０．４５ｍｍ以内となる。
【０１４０】
Ｉｎシェル内のＩｎＬｉ顆粒は，Ｌｉ蒸発性ゲッタの作業物質として優れており，有機合成反応の際のＬｉ供給源ともなる。
【０１４１】
（実施例５）
Ｂａ４０％含有，平均線形寸法１．８〜２．５ｍｍの合金Ｓｎの小片が，投与装置（図６）よりグリセロール槽に投入される。ここではＴ_１＝２４５℃，Ｔ_２＝２５℃，高温ゾーンの長さは３００ｍｍである。生成物は温水およびアセトンで洗浄される。化学的分析によると，生成物はＢａ３３％含有のＳｎの組成を有し，Ｓｎコーティングの厚さは１２０μｍ以内となることが分かる。
【０１４２】
このタイプの顆粒は制御可能なＢａの供給源であり，真空シールド装置におけるＢａ蒸発性ゲッタとして，あるいはＢａイオンの有機化合物への正確な供給にあたっての超高純度試薬として使用可能である。
【０１４３】
（実施例６）
平均線形寸法１．８〜２．０ｍｍの金属間化合物Ｃｓ_２Ｉｎ_３の小片が，マロン酸エステル１５％含有のジフェニルエーテル溶液の槽を用いて，実施例５で述べたのと同様に処理される。ここではＴ_１＝１７０℃，Ｔ_２＝３０℃，高温ゾーンの長さは４００ｍｍである。生成物はまずイソプロパノールで，その後蒸留水で洗浄されて液剤から解放され，真空で乾燥される。
【０１４４】
ＩｎコーティングされたＣｓ_２Ｉｎ_３の顆粒はさらに，光電陰極の製造にあたっての制御されたＣｓ蒸気の供給源として，有機発光ダイオードとして，あるいはＣｓ含有物質の有機合成に際しての安全な試薬として使用可能である。
【０１４５】
（実施例７）
液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を明示するため，電子顕微鏡による顆粒Ｎａ_８Ｉｎ_１１の分析の結果を図１０〜１９に示す。既述の直径２．５〜３．０ｍｍの顆粒を，温度１６５℃の下ステアリン酸３０％含有のパラフィン溶液の槽にそれぞれ異なる時間さらした。ｔ秒さらした後顆粒を槽から取り出し，熱したヘプタンで数回洗浄し分析した。得られたデータを次の表２にまとめた。なお，表２は，顆粒カプセル化処理における形態の変化を示した表である。
【０１４６】
【表２】
【０１４７】
比較のため，Ｉｎシェルで保護された直径１．７ｍｍのＮａ_８Ｉｎ_１１顆粒の形態を図１９に示す。この顆粒は，固体の球状の粒子をＴ_１＝１７５℃，Δｈ＝２００ｍｍのグリセロール槽に投入することにより得られた。これは，この媒体の中におよそ１秒さらすことに相当する。
【０１４８】
（本実施例から導かれた結論）
連続した防食コーティングの形成段階は技術的に重要であり，この後コーティング厚さの成長が制御可能となる（実施例４参照）。また，連続したコーティングの出現までの時間は，液体Ｌの温度および化学的組成により決定される。
【０１４９】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の一実施形態におけるカプセル化された顆粒の構造を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態における典型的な二元システムにより，異なる応用例における顆粒となる物質の選択がどのように行われるかを示した相図である。
【図３】本発明の一実施形態における液剤Ｌを用いた処理の初期段階を示した説明図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるフィルム形成処理の主要な段階を示した説明図である。（ａ）は，初期段階（図３の状態に相当）を示し，化学的活性金属Ａの原子４１が液剤Ｌに溶解する段階を示している。（ｂ）は，スポンジ状の中間層における融解物Ｂの島４２が出現する段階を示している。（ｃ）は，島構造の相４２の発展段階を示している。（ｄ）は，融解物Ｂの連続フィルム４３および抽出の拡散段階への変化を示している。（ｅ）は，温度低下およびＢの固体の防食コーティング４３の形成を示している。
【図５】本発明の一実施形態におけるインゴットの表面安定化処理の一例を示した説明図である。
【図６】本発明の一実施形態における顆粒カプセル化の技術を示した図である。（ａ）は，管６１，バンカー６２およびラチェットギア６３を含む投与装置を示した平面図である。（ｂ）は，液体物質Ｌの入った槽６４，ブリッジ６５，シリンダ６６およびレードル６７を含む表面安定化処理装置を示した平面図である。（ｃ）は，槽の温度特性を示したグラフ図である。（ｄ）は，（ａ）のＮ−Ｎ線から見たバンカー６２およびラチェットギア６３の平面図である。
【図７】本発明の一実施形態におけるＡ−Ｂ_１−Ｂ_２システムの濃度トライアングルを示した説明図である。
【図８】本発明の一実施形態におけるカプセル化された顆粒の製造装置を示した平面図である。
【図９】本発明の位置実施形態におけるインゴット供給の動作を示した説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を明示するため、電子顕微鏡写真であり，顆粒の処理前のものである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を分析するため、元素分析を行った結果のグラフ図であり，抽出溶媒にさらした時間が０秒のものである。
【図１２】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を明示するため、電子顕微鏡写真であり，抽出溶媒にさらした時間が１秒のものである。
【図１３】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を明示するため、電子顕微鏡写真であり，抽出溶媒にさらした時間が３秒のものである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を明示するため、電子顕微鏡写真であり，抽出溶媒にさらした時間が５秒のものである。
【図１５】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を明示するため、電子顕微鏡写真であり，図１４の拡大図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を分析するため、元素分析を行った結果のグラフ図であり，抽出溶媒にさらした時間が５秒のものである。
【図１７】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を明示するため、電子顕微鏡写真であり，抽出溶媒にさらした時間が６秒のものである。
【図１８】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を明示するため、電子顕微鏡写真であり，図１７の拡大図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る液体Ｌを用いた初期の固体粒子ＡＢの処理の間のフィルム形成を明示するため、電子顕微鏡写真であり，比較例に係るものである。
【符号の説明】
【０１５１】
１ａ固形スカブ
２ａ金属間コア
１ｂｃ_ｌの構成を有する液体スカブ
２ｂｃ＝Ｃ_１の構成を有するコア
１ｃＣ_１＋Ｃ_２＋．．．の構成を有する分散層
２ｃＣ_１＜ｃ≦Ｃ_４の構成を有するコア

Claims

化学的活性金属及び可融性安定元素の混合物を有する化学的活性物質の表面に防食コーティングを施す方法であって：
少なくとも１つの化学的活性金属Ａを用意するステップと；
少なくとも１つの可融性安定元素Ｂを用意するステップと；
前記化学的活性金属Ａと前記可融性安定元素Ｂとを混合させて混合物を形成するステップと；
前記可融性安定元素Ｂの融点よりも高い温度で，前記混合物の表面で，前記化学的活性金属Ａを溶解させることはできるが前記可融性安定元素Ｂを溶解させることはできない液剤Ｌを用いて，前記混合物を処理し，これにより前記混合物の表面に本質的に前記可融性安定元素Ｂから成るコーティングを形成するステップと；
前記コーティングが所望の厚みになった時点で前記処理を終えるステップと；
前記液剤を除去するステップと；
前記混合物を洗浄し乾燥させるステップと；を含むことを特徴とする方法。
前記化学的活性金属Ａは，アルカリ金属，アルカリ土類金属，希土類金属および／またはアクチノイドからなる群より選択されることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
前記化学的活性金属Ａは，リチウム，ナトリウム，カリウム，ルビジウム，セシウム，マグネシウム，カルシウム，ストロンチウム，バリウム，ラジウム，ランタン，プラセオジム，エルビウム，ユーロビウム，イッテルビウム，ウラニウム，プルトニウム及びタリウムからなる群より選択されることを特徴とする，請求項２に記載の方法。
前記可融性安定元素Ｂは，周期表のIII族，IV族，V族，および／またはVI族の元素からなる群より選択されるいずれかの元素，または２個もしくは３個の組み合わせからなることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
前記可融性安定元素Ｂは，ガリウム，インジウム，および／またはスズからなる群より選択されるいずれかの元素，または２個もしくは３個の組み合わせからなることを特徴とする，請求項４に記載の方法。
前記液剤Ｌは，
（ａ）可融性安定元素Ｂの融点よりも沸点が高く融点が低い物質；
（ｂ）（ａ）の物質の混合物；
および
（ｃ）（ａ）またはこれらの混合物（ｂ）の物質を前記化学的活性金属Ａおよび前記可融性安定元素Ｂ両方に対し中立の溶媒に溶解させた溶液；
からなる群より選択されることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
前記液剤Ｌは，ＣＨ酸，脂肪族アルコール，多価アルコール，高級カルボン酸，縮合アレーン，および／または大環状ポリエーテルからなる群，それらの混合物およびそれらの溶液の中から選択されることを特徴とする，請求項６に記載の方法。
前記処理は，処理温度が可融性安定元素Ｂの融点を下回った時点で終了することを特徴とする，請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
前記コーティングの厚みは，１μｍ以上，好ましくは１０μｍ以上であることを特徴とする，請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
前記コーティングの厚みは，前記液剤Ｌによる処理時間および／または処理温度の調節により制御されることを特徴とする，請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
前記化学的活性金属Ａと前記可融性安定元素Ｂとの混合物は，前記液剤Ｌに浸されることを特徴とする，請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
前記化学的活性金属Ａと前記可融性安定元素Ｂとの混合物は，前記液剤Ｌによる処理の前に，所望の形状に形成されることを特徴とする，請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
前記化学的活性金属Ａと前記可融性安定元素Ｂとの混合物は，前記液剤Ｌによる処理の前に，略球状に形成されることを特徴とする，請求項１２に記載の方法。
前記化学的活性金属Ａと前記可融性安定元素Ｂとの混合物は，前記液剤Ｌによる処理の前に，円筒状または平板状に形成されることを特徴とする，請求項１２に記載の方法。
前記略球状に形成された混合物は，前記液剤Ｌの槽に滴下されることを特徴とする，請求項１３に記載の方法。
請求項１〜１５のいずれか１項による方法で得られる，表面に防食コーティングを施した化学的活性物質。
請求項１６に記載の化学的活性物質を，以下のいずれかのように使用する方法。
（ａ）光電子装置の製造および有機発光ダイオードの製造における蒸気供給源として使用する方法。
（ｂ）ガスフィルタおよび真空シールドオフ装置の製造における蒸発性および非蒸発性ゲッタを含む化学吸着剤として使用する方法。
（ｃ）触媒の形または生成物の構成物質の形での化学合成における活性金属の供給源として使用する方法。
（ｄ）特別な合金，昇華ポンプおよび／または粒子加速器の製造のために使用する方法。