JP2013230946A - Method of manufacturing silicon fine particle - Google Patents

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真理 宮野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing silicon fine particles, capable of improving the yield of the silicon fine particles.SOLUTION: A method of manufacturing silicon fine particles includes process A for preparing powder that contains silicon particles, process B for cracking a mixed solution generated by adding the powder to an organic solvent, and process C for adding an etching solution to the cracked mixed solution to obtain silicon fine particles with smaller particle diameter than the silicon particle. The powder contains a plurality of silicon particles agglomerated.

Description

本発明は、珪素微粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing silicon fine particles.

従来、簡易な珪素微粒子の製造方法として、酸化珪素(SiOx、x=1又は2)に覆われた珪素粒子からなる複合粉体から珪素微粒子を製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。複合粉体は、珪素源と炭素源とを含む混合物を不活性雰囲気下において焼成し、焼成によって生成した気体を急冷することにより得られる。得られた複合粉体をフッ酸及び酸化剤を含むエッチング溶液に浸漬して、酸化珪素及び珪素粒子をエッチング(溶解)していた。これによって、複合粉体から、粒子径がナノレベルである珪素微粒子が得られていた。なお、エッチング時間やエッチング濃度を調整することにより、所望の粒子径の珪素微粒子を得ることができる。   Conventionally, as a simple method for producing silicon fine particles, a method for producing silicon fine particles from a composite powder composed of silicon particles covered with silicon oxide (SiOx, x = 1 or 2) is known (for example, Patent Documents). 1). The composite powder is obtained by firing a mixture containing a silicon source and a carbon source in an inert atmosphere and quenching a gas generated by the firing. The obtained composite powder was immersed in an etching solution containing hydrofluoric acid and an oxidizing agent to etch (dissolve) silicon oxide and silicon particles. As a result, silicon fine particles having a nanometer particle size were obtained from the composite powder. Note that silicon fine particles having a desired particle diameter can be obtained by adjusting the etching time and the etching concentration.

特開2007−112656号公報JP 2007-112656 A

しかしながら、エッチング溶液に浸漬される複合粉体には、複数の珪素粒子が凝集して含まれている場合が多いが、従来技術に係る製造方法では、複数の珪素粒子が凝集した状態で含まれる複合粉体を、エッチング溶液によって溶解させることで、所望の粒子径の珪素微粒子を得ていた。   However, in many cases, the composite powder immersed in the etching solution contains a plurality of silicon particles in an aggregated state. However, in the manufacturing method according to the prior art, a plurality of silicon particles are included in an aggregated state. The composite powder was dissolved by an etching solution to obtain silicon fine particles having a desired particle size.

つまり、従来技術に係る製造方法では、複合粉体に含まれる複数の珪素粒子の一部を溶解することで、所望の粒子径の珪素微粒子を得られるものの、凝集する多くの珪素粒子を溶解させてしまうため、珪素微粒子の収率が低いという問題があった。   That is, in the manufacturing method according to the prior art, by dissolving some of the plurality of silicon particles contained in the composite powder, silicon fine particles having a desired particle diameter can be obtained, but many agglomerated silicon particles are dissolved. Therefore, there was a problem that the yield of silicon fine particles was low.

本発明は、上述した状況に鑑みなされたものであり、珪素微粒子の収率を向上させることが可能な珪素微粒子の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at providing the manufacturing method of the silicon fine particle which can improve the yield of a silicon fine particle.

上述した課題を解決するため、本発明は次の特徴を有する。   In order to solve the above-described problems, the present invention has the following features.

本発明の第1の特徴に係る珪素微粒子の製造方法は、珪素粒子を含む粉体を準備する工程A(ステップS1)と、前記粉体を有機溶媒に加えて生成した混合溶液を解砕する工程B(ステップS105)と、解砕された混合溶液にエッチング溶液を加えて、前記珪素粒子よりも粒子径の小さい珪素微粒子を得る工程C(ステップS106)と、を備え、前記粉体には、複数の珪素粒子が凝集して含まれていることを要旨とする。   In the method for producing silicon fine particles according to the first feature of the present invention, a step A (step S1) of preparing a powder containing silicon particles, and a mixed solution generated by adding the powder to an organic solvent are crushed. Step B (Step S105) and Step C (Step S106) of adding an etching solution to the crushed mixed solution to obtain silicon fine particles having a particle diameter smaller than that of the silicon particles. The gist is that a plurality of silicon particles are aggregated and contained.

本発明の特徴に係る製造方法によれば、複数の珪素粒子が凝集した状態で含まれる粉体と有機溶媒との混合溶液を解砕する工程Bを含むため、解砕する工程Bを含まない場合に比べて、粉体を分散させることが可能になる。すなわち、かかる製造方法によれば、粉体を解砕することによって、解砕後の粉体の数量を増加させることが可能になる。また、解砕された混合溶液にエッチング溶液を加えて珪素微粒子を得る工程Cにおいて、得られる珪素微粒子の数量は、混合溶液に含まれる粉体の数量に依存する。   According to the manufacturing method according to the feature of the present invention, since the process B includes crushing the mixed solution of the powder and the organic solvent that are contained in a state where a plurality of silicon particles are aggregated, the crushing process B is not included. Compared to the case, the powder can be dispersed. That is, according to this manufacturing method, it is possible to increase the quantity of powder after pulverization by pulverizing the powder. Further, in the step C of obtaining the silicon fine particles by adding the etching solution to the pulverized mixed solution, the number of silicon fine particles obtained depends on the number of powders contained in the mixed solution.

すなわち、かかる製造方法によれば、解砕する工程Bによって粉体の数量を増加させることで、得られる珪素微粒子の数量も増加させることが可能になる。このように、かかる製造方法によれば、珪素微粒子の収率を向上させることが可能になる。   That is, according to this manufacturing method, it is possible to increase the quantity of silicon fine particles obtained by increasing the quantity of powder in the step B of crushing. Thus, according to this manufacturing method, the yield of silicon fine particles can be improved.

本発明の他の特徴は、上記特徴に係り、前記有機溶媒は、アルコール類であることを要旨とする。   Another feature of the present invention relates to the above feature, and is summarized in that the organic solvent is an alcohol.

本発明の他の特徴は、上記特徴に係り、前記工程Aは、不活性雰囲気下において、珪素源と炭素源とを含む混合物を焼成する工程A1と、前記混合物を焼成することにより生成した気体を急冷し、酸化珪素に覆われた複合粉体を得る工程A2と、前記酸化珪素を溶解する溶液に複合粉体を浸漬し、前記粉体を得る工程A3と、を含むことを要旨とする。   Another feature of the present invention is related to the above feature, wherein the step A includes a step A1 of firing a mixture containing a silicon source and a carbon source in an inert atmosphere, and a gas generated by firing the mixture. And a step A2 of obtaining a composite powder covered with silicon oxide and a step A3 of obtaining the powder by immersing the composite powder in a solution dissolving the silicon oxide. .

本発明によれば、珪素微粒子の収率を向上させることが可能な珪素微粒子の製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the silicon fine particle which can improve the yield of a silicon fine particle can be provided.

図1は、本実施形態に係る珪素微粒子の製造に用いられる製造装置1の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a manufacturing apparatus 1 used for manufacturing silicon fine particles according to the present embodiment. 図2は、本実施形態に係る珪素微粒子の製造方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart for explaining the method for producing silicon fine particles according to the present embodiment. 図3は、粉体を解砕する前の粉体の粒度分布と、粉体を解砕した後の粉体の粒度分布とを測定した測定結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing measurement results obtained by measuring the particle size distribution of the powder before pulverizing the powder and the particle size distribution of the powder after pulverizing the powder. 図4(a)は、透過型電子顕微鏡を用いて、解砕する前の粉体を撮影した画像である。図4(b)は、透過型電子顕微鏡を用いて、解砕した後の粉体を撮影した画像である。FIG. 4A is an image obtained by photographing the powder before crushing using a transmission electron microscope. FIG. 4B is an image obtained by photographing the powder after crushing using a transmission electron microscope. 図5(a)は、本実施形態に係る製造方法によって製造された珪素微粒子の内、緑色に発光する珪素微粒子(G)と黄色に発光する珪素微粒子(Y)と赤色に発光する珪素微粒子(R)とを対象に、波長と発光強度とを測定したグラフである。図5(b)は、本実施形態に係る製造方法によって製造された珪素微粒子の内、緑色に発光する珪素微粒子(G)と黄色に発光する珪素微粒子(Y)と赤色に発光する珪素微粒子(R)とのそれぞれを撮影した画像である。FIG. 5A shows a silicon fine particle (G) that emits green light, a silicon fine particle (Y) that emits yellow light, and a silicon fine particle that emits red light (of the silicon fine particles manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment). It is the graph which measured the wavelength and emitted light intensity for (R). FIG. 5B shows a silicon fine particle (G) that emits green light, a silicon fine particle (Y) that emits yellow light, and a silicon fine particle that emits red light (of the silicon fine particles manufactured by the manufacturing method according to this embodiment). R) is a photographed image of each. 図6(a)は、従来技術に係る製造方法によって製造された珪素微粒子の表面を終端する際の概念図である。図6(b)は、本実施形態に係る製造方法によって製造された珪素微粒子の表面を終端する際の概念図である。FIG. 6A is a conceptual diagram when terminating the surface of the silicon fine particles manufactured by the manufacturing method according to the prior art. FIG. 6B is a conceptual diagram when terminating the surface of the silicon fine particles manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment. 図7は、実施例1及び比較例の波長と発光強度とを測定した測定結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing measurement results obtained by measuring the wavelength and emission intensity of Example 1 and Comparative Example.

本発明に係る珪素微粒子の製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。 なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   One example of the method for producing silicon fine particles according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. It should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. It goes without saying that the drawings include parts having different dimensional relationships and ratios.

[第1実施形態]
以下に、本発明の第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below.

(製造装置の概略構成)
初めに、本実施形態に係る珪素微粒子の製造に用いられる製造装置1の概略構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る珪素微粒子の製造に用いられる製造装置1の概略構成図である。なお、製造装置1は、珪素粒子と酸化珪素粒子とを含む複合粉体を製造するために用いられる。
(Schematic configuration of manufacturing equipment)
First, a schematic configuration of a manufacturing apparatus 1 used for manufacturing silicon fine particles according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a manufacturing apparatus 1 used for manufacturing silicon fine particles according to the present embodiment. The production apparatus 1 is used for producing a composite powder containing silicon particles and silicon oxide particles.

図1に示されるように、製造装置1は、珪素源と炭素源を含む混合物を容器Wに収容し加熱雰囲気を形成する加熱容器2と、加熱容器2を保持するステージ8と、容器Wに収容された混合物を加熱する発熱体10a及び発熱体10bと、加熱容器2と発熱体10a及び発熱体10bを覆う断熱材12と、加熱容器2から吸引管21を介して反応ガスを吸引するブロア23と、複合粉体を収容する集塵機22と、ガスを供給する供給管24を有する吸引装置20と、を備える。吸引装置20は加熱容器2内に加熱及び不活性雰囲気を維持しながらSiOガスを吸引することができる。吸引装置20内は、アルゴンガスが循環するように設けられている。また設定圧力により自動開閉する電磁弁25を備える。   As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 includes a heating container 2 that contains a mixture containing a silicon source and a carbon source in a container W to form a heating atmosphere, a stage 8 that holds the heating container 2, and a container W. A heating element 10a and a heating element 10b for heating the contained mixture, a heat insulating material 12 covering the heating container 2, the heating element 10a and the heating element 10b, and a blower for sucking the reaction gas from the heating container 2 through the suction pipe 21 23, a dust collector 22 for storing the composite powder, and a suction device 20 having a supply pipe 24 for supplying gas. The suction device 20 can suck SiO gas while maintaining a heated and inert atmosphere in the heating container 2. The inside of the suction device 20 is provided so that argon gas circulates. Moreover, the electromagnetic valve 25 which opens and closes automatically by setting pressure is provided.

(珪素微粒子の製造方法)
本実施形態に係る珪素微粒子の製造方法について、図2を参照しながら説明する。図2は、本実施形態に係る珪素微粒子の製造方法を説明するためのフローチャートである。なお、図2に示すように、ステップS101乃至S104は、珪素粒子を含む粉体を準備する準備工程S1である。つまり、複数の珪素粒子が凝集した状態で含まれる粉体を準備する工程である。
(Method for producing silicon fine particles)
A method for producing silicon fine particles according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart for explaining the method for producing silicon fine particles according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, steps S101 to S104 are preparation steps S1 for preparing powder containing silicon particles. That is, it is a step of preparing a powder containing a plurality of silicon particles in an aggregated state.

図2に示すように、ステップS101において、珪素源と炭素源とからなる混合物を生成する。珪素源、すなわち、珪素含有原料としては、液状の珪素源と固体状の珪素源とを併用することができる。ただし、少なくとも一種は、液状の珪素源から選ばれなくてはならない。   As shown in FIG. 2, in step S101, a mixture composed of a silicon source and a carbon source is generated. As the silicon source, that is, the silicon-containing raw material, a liquid silicon source and a solid silicon source can be used in combination. However, at least one kind must be selected from a liquid silicon source.

液状の珪素源としては、アルコキシシラン(モノ−、ジ−、トリ−、テトラ−)及びテトラアルコキシシランの重合体が用いられる。アルコキシシランの中ではテトラアルコキシシランが好適に用いられる。具体的には、メトキシシラン、エトキシシラン、プロポキシシラン、ブトキシシラン等が挙げられる。ハンドリングの点からは、エトキシシランが好ましい。テトラアルコキシシランの重合体としては、重合度が2〜15程度の低分子量重合体(オリゴマー)及びさらに重合度が高いケイ酸ポリマーで液状の珪素源が挙げられる。   As the liquid silicon source, a polymer of alkoxysilane (mono-, di-, tri-, tetra-) and tetraalkoxysilane is used. Among the alkoxysilanes, tetraalkoxysilane is preferably used. Specific examples include methoxysilane, ethoxysilane, propoxysilane, butoxysilane and the like. From the viewpoint of handling, ethoxysilane is preferable. Examples of the tetraalkoxysilane polymer include a low molecular weight polymer (oligomer) having a degree of polymerization of about 2 to 15 and a silicate polymer having a high degree of polymerization and a liquid silicon source.

これら液状の珪素源と併用可能な固体状の珪素源としては、酸化珪素が挙げられる。酸化珪素には、SiOの他、シリカゾル(コロイド状超微細シリカ含有液、内部にOH基やアルコキシル基を含む)、二酸化珪素(シリカゲル、微細シリカ、石英粉体)等が挙げられる。   Examples of the solid silicon source that can be used in combination with the liquid silicon source include silicon oxide. Examples of silicon oxide include silica sol (a colloidal ultrafine silica-containing liquid containing an OH group and an alkoxyl group), silicon dioxide (silica gel, fine silica, quartz powder) and the like in addition to SiO.

これら珪素源のなかでも、均質性やハンドリング性の観点から、テトラエトキシシランのオリゴマー及びテトラエトキシシランのオリゴマーと微粉体シリカとの混合物等が好適である。   Among these silicon sources, from the viewpoints of homogeneity and handling properties, tetraethoxysilane oligomers, mixtures of tetraethoxysilane oligomers and fine powder silica, and the like are preferable.

高純度の炭化珪素粉末を得るためには、珪素源として、高純度の物質を用いるのが好ましい。具体的には、初期の不純物含有量が20ppm以下であることが好ましく、5ppm以下であることがさらに好ましい。   In order to obtain high-purity silicon carbide powder, it is preferable to use a high-purity substance as the silicon source. Specifically, the initial impurity content is preferably 20 ppm or less, and more preferably 5 ppm or less.

なお、不純物の一例として、Fe、Ni、Cu、Cr、V、W等の重金属元素、Li、Na、K等のアルカリ金属元素、並びにBe、Mg、Ca、B、Al、Ga等のアルカリ土類若しくは両性金属元素などが挙げられる。   Examples of impurities include heavy metal elements such as Fe, Ni, Cu, Cr, V, and W, alkali metal elements such as Li, Na, and K, and alkaline earth such as Be, Mg, Ca, B, Al, and Ga. Or amphoteric metal elements.

炭素源、すなわち、炭素含有原料は、不純物元素を含まない触媒を用いて合成され、加熱及び/又は触媒、若しくは架橋剤により重合又は架橋して硬化しうる任意の1種もしくは2種以上の有機化合物から構成されるモノマー、オリゴマー及びポリマーである。   The carbon source, that is, the carbon-containing raw material is synthesized by using a catalyst that does not contain an impurity element, and can be any one or two or more kinds of organic materials that can be cured by being polymerized or crosslinked by heating and / or a catalyst or a crosslinking agent. Monomers, oligomers and polymers composed of compounds.

炭素含有原料の好適な具体例としては、不純物元素を含まない触媒を用いて合成されたフェノール樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂などの硬化性樹脂が挙げられる。特に、残炭率が高く、作業性に優れているレゾール型またはノボラック型フェノール樹脂が好ましい。   Preferable specific examples of the carbon-containing raw material include curable resins such as phenol resins, furan resins, urea resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyimide resins, and polyurethane resins synthesized using a catalyst that does not contain an impurity element. Is mentioned. In particular, a resol type or novolac type phenol resin having a high residual carbon ratio and excellent workability is preferable.

本実施形態に有用なレゾール型フェノール樹脂は、不純物元素を含まない触媒(具体的には、アンモニアまたは有機アミン)の存在下において、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、ビスフェノールAなどの1価または2価のフェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類とを反応させて製造する。   The resol type phenol resin useful in the present embodiment is monovalent or divalent such as phenol, cresol, xylenol, resorcin, bisphenol A in the presence of a catalyst (specifically, ammonia or organic amine) that does not contain an impurity element. It is produced by reacting a valent phenol with an aldehyde such as formaldehyde, acetaldehyde, or benzaldehyde.

触媒として用いる有機アミンは、第一級、第二級、および第三級アミンのいずれでもよい。有機アミンとしては、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、N−メチルアニリン、ピリジン、モルホリン等を用いることができる。   The organic amine used as the catalyst may be any of primary, secondary, and tertiary amines. As the organic amine, dimethylamine, trimethylamine, diethylamine, triethylamine, dimethylmonoethanolamine, monomethyldiethanolamine, N-methylaniline, pyridine, morpholine and the like can be used.

フェノール類とアルデヒド類とをアンモニアまたは有機アミンの存在下に反応させてレゾール型フェノール樹脂を合成する方法は、使用触媒が異なる以外は、従来公知の方法を採用できる。   As a method of synthesizing a resol type phenol resin by reacting phenols and aldehydes in the presence of ammonia or an organic amine, conventionally known methods can be adopted except that the catalyst used is different.

即ち、フェノール類の1モルに対し、1〜3モルのアルデヒド類と0.02〜0.2モルの有機アミン又はアンモニアを加え、60〜100℃に加熱する。   That is, 1 to 3 moles of aldehydes and 0.02 to 0.2 moles of organic amine or ammonia are added to 1 mole of phenols and heated to 60 to 100 ° C.

一方、本実施形態に有用なノボラック型フェノール樹脂は、上記と同様の1価または2価フェノール類とアルデヒド類とを混合し、不純物元素を含まない酸類(具体的には、塩酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸またはシュウ酸など)を触媒として反応させて製造することができる。   On the other hand, the novolak type phenolic resin useful in the present embodiment is a mixture of monovalent or divalent phenols and aldehydes similar to those described above, and acids containing no impurity elements (specifically, hydrochloric acid, sulfuric acid, p. -Toluenesulfonic acid or oxalic acid) can be used as a catalyst for the reaction.

ノボラック型フェノール樹脂の製造も従来公知の方法を採用できる。即ち、フェノール類1モルに対し、0.5〜0.9モルのアルデヒド類と0.02〜0.2モルの不純物元素を含まない無機酸又は有機酸を加え、60〜100℃に加熱する。   A conventionally well-known method can be employ | adopted also for manufacture of a novolak type phenol resin. That is, with respect to 1 mol of phenols, 0.5 to 0.9 mol of aldehydes and 0.02 to 0.2 mol of inorganic acid or organic acid not containing an impurity element are added and heated to 60 to 100 ° C. .

工程S11では、珪素含有原料と炭素含有原料とを混合した原料混合物に、必要に応じて重合又は架橋用の触媒又は架橋剤を加え、溶媒中で溶解する。重合又は架橋反応を生じさせて混合物を生成する。原料混合物は、150℃程度で加熱される。これによって、混合物を乾燥させる。Si/C比は、0.5〜3.0が好ましい。   In step S11, a catalyst or a crosslinking agent for polymerization or crosslinking is added to a raw material mixture obtained by mixing a silicon-containing raw material and a carbon-containing raw material, if necessary, and dissolved in a solvent. A mixture is formed by causing a polymerization or crosslinking reaction. The raw material mixture is heated at about 150 ° C. Thereby, the mixture is dried. The Si / C ratio is preferably 0.5 to 3.0.

ステップS102において、不活性雰囲気下において、珪素源と炭素源とを含む混合物を焼成する。具体的に、ステップS101で得られた混合物を容器Wに収容する。発熱体10a及び発熱体10bを用いて、不活性気体の雰囲気下で加熱焼成して、混合物を炭化及び珪化する。これによって、炭素及び珪素を含んだ気体が発生する。具体的には、以下の式(1)に示されるように、一酸化珪素(SiO)が生成される。   In step S102, a mixture containing a silicon source and a carbon source is fired under an inert atmosphere. Specifically, the mixture obtained in step S101 is accommodated in the container W. Using the heating element 10a and the heating element 10b, the mixture is heated and fired in an inert gas atmosphere to carbonize and silicify the mixture. As a result, a gas containing carbon and silicon is generated. Specifically, as shown in the following formula (1), silicon monoxide (SiO) is generated.

SiO2+C → SiO+CO ・・・(1)
不活性気体雰囲気とは、非酸化性雰囲気である。不活性気体は、例えば、真空、窒素、ヘリウムまたはアルゴンを含む。
SiO2 + C → SiO + CO (1)
An inert gas atmosphere is a non-oxidizing atmosphere. Inert gases include, for example, vacuum, nitrogen, helium or argon.

ステップS103において、混合物を焼成することにより生成した気体を急冷し、酸化珪素に覆われた複合粉体を得る。具体的に、ブロア23を作動させる。そして吸引管21を介して加熱容器2内からアルゴンガス気流に乗せて生成ガスを抜き出す。断熱材12の外部は室温に保たれているため生成ガスは室温まで急冷される。そして生成ガスから酸化珪素に覆われた複合粉体が得られる。具体的には、1600℃未満の温度にて冷却することによって、以下の式(2)で示されるように、珪素粒子を含んだ複合粉体が得られる。   In step S103, the gas generated by firing the mixture is quenched to obtain a composite powder covered with silicon oxide. Specifically, the blower 23 is operated. Then, the generated gas is extracted from the inside of the heating container 2 through the suction pipe 21 by being put on an argon gas stream. Since the outside of the heat insulating material 12 is kept at room temperature, the generated gas is rapidly cooled to room temperature. A composite powder covered with silicon oxide is obtained from the product gas. Specifically, by cooling at a temperature of less than 1600 ° C., a composite powder containing silicon particles is obtained as shown by the following formula (2).

2SiO →Si+SiO2 ・・・(2)
ただし、式(2)の反応は、完全に進行するわけではないため、複合粉体は、SiとSiO2だけではなく、SiOも含んでいる。すなわち、複合粉体は、不純物を除いて、SiとSiOx(x=1又は2)からなっている。なお、複合粉体には、少なくとも複数の珪素粒子Siが凝集した状態で含まれている。
2SiO → Si + SiO2 (2)
However, since the reaction of the formula (2) does not proceed completely, the composite powder contains not only Si and SiO2, but also SiO. That is, the composite powder is composed of Si and SiOx (x = 1 or 2) excluding impurities. The composite powder contains at least a plurality of silicon particles Si in an aggregated state.

また、得られた複合粉体を集塵機22に集塵する。アルゴン気流は、供給管24を介して加熱容器2に送り込まれる。   Further, the obtained composite powder is collected in the dust collector 22. The argon stream is sent to the heating container 2 through the supply pipe 24.

ステップS104において、酸化珪素を溶解する溶液に複合粉体を浸漬し、複数の珪素粒子が凝集して含まれる粉体を得る。具体的に、集塵された複合粉体に、酸化珪素を溶解する酸を加える。これによって、複合粉体を覆う酸化珪素が溶解させることで、複数の珪素粒子が凝集して含まれる粉体を得られる。なお、本実施形態では、かかる粉体と複合粉体と区別するため、かかる粉体を凝集粉体として適宜説明する。   In step S104, the composite powder is immersed in a solution in which silicon oxide is dissolved to obtain a powder in which a plurality of silicon particles are aggregated and contained. Specifically, an acid that dissolves silicon oxide is added to the collected composite powder. Thus, by dissolving the silicon oxide covering the composite powder, a powder containing a plurality of silicon particles aggregated and contained can be obtained. In the present embodiment, in order to distinguish between the powder and the composite powder, the powder is appropriately described as an aggregated powder.

詳細に、かかる凝集粉体は、複合粉体に酸を加えた溶液を、超音波洗浄機を用いて、25℃で30分間洗浄した後に濾過することで得られる。濾過方法は、特に限定されず、公知の濾材を用いて、常圧下で濾過してもよいし、減圧下で濾過してもよい。   Specifically, such an agglomerated powder can be obtained by filtering a solution obtained by adding an acid to a composite powder at 25 ° C. for 30 minutes using an ultrasonic cleaner and then filtering. The filtration method is not particularly limited, and the filtration may be performed under a normal pressure or a reduced pressure using a known filter medium.

なお、酸としては、例えば、フッ酸(HF)が挙げられる。また、珪素粒子を覆う酸化珪素は、全て溶解されておく必要は必ずしもない。つまり、当該凝集粉体には、酸化珪素が含まれていてもよい。   In addition, as an acid, hydrofluoric acid (HF) is mentioned, for example. Further, it is not always necessary to dissolve all the silicon oxide covering the silicon particles. That is, the aggregated powder may contain silicon oxide.

ステップS105において、複数の珪素粒子が凝集して含まれる凝集粉体(粉体)を有機溶媒に加えて生成した混合溶液を解砕する。具体的に、ステップS104で得られた凝集粉体に、有機溶媒を加えて、スラリー化した混合溶液を生成する。なお、有機溶媒としては、アルコール類が好ましく、メタノールがより好ましい。本実施形態では、有機溶媒として、メタノールを用いることとする。また、有機溶媒は、メタノールに限定されず、珪素粒子と反応しない溶媒であれば、どのようなものを用いてもよい。   In step S105, a mixed solution formed by adding aggregated powder (powder) containing a plurality of silicon particles aggregated to an organic solvent is crushed. Specifically, an organic solvent is added to the agglomerated powder obtained in step S104 to produce a slurry mixed solution. In addition, as an organic solvent, alcohol is preferable and methanol is more preferable. In this embodiment, methanol is used as the organic solvent. The organic solvent is not limited to methanol, and any solvent may be used as long as it does not react with silicon particles.

次に、湿式せん断解砕機を用いて、この混合溶液を解砕することによって、混合溶液に含まれる凝集粉体を解砕する。すなわち、凝集粉体を解砕することで、凝集粉体の粉体数を増加させる。このとき、粉体の粒径は、8μm程度から100nm程度にすることが可能である。なお、粉砕後の粉体の粒径は、100nm以下であることがより好ましい。   Next, the mixed powder contained in the mixed solution is crushed by crushing the mixed solution using a wet shear crusher. That is, by crushing the agglomerated powder, the number of agglomerated powders is increased. At this time, the particle size of the powder can be about 8 μm to about 100 nm. The particle size of the pulverized powder is more preferably 100 nm or less.

なお、湿式せん断解砕機は、混合溶液を高圧のプランジャポンプにてノズル部に送り込み、ノズル部を通過する際に発生する高速せん断力によって、当該混合溶液に含まれる凝集粉体を解砕することができる。なお、本実施形態では、このときの圧力値を200Mpaとした。湿式せん断解砕機は、他の物質が混入しないコンタミレスなものであれば、どのようなものを選定してもよい。また、解砕方法も、湿式せん断解砕機を用いた方法に限定されず、どのような方法を用いてもよい。   The wet shear crusher feeds the mixed solution to the nozzle part with a high-pressure plunger pump, and crushes the agglomerated powder contained in the mixed solution by high-speed shearing force generated when passing through the nozzle part. Can do. In the present embodiment, the pressure value at this time is 200 MPa. Any wet shearing crusher may be selected as long as it is a contamination-free material that does not contain other substances. The crushing method is not limited to the method using a wet shear crusher, and any method may be used.

ステップS106において、解砕された混合溶液にエッチング溶液を加えて、珪素粒子よりも粒子径の小さい珪素微粒子を得る。具体的に、ステップS105で得られたスラリー状態の混合溶液に、フッ酸と酸化剤とを含むエッチング溶液を加える。なお、このとき、解砕された混合溶液を乾燥させることなく、エッチング溶液を加えることが好ましい。これは、乾燥によって、分離した凝集粉体が再び凝集してしまうことを抑制するためである。   In step S106, an etching solution is added to the crushed mixed solution to obtain silicon fine particles having a particle diameter smaller than that of the silicon particles. Specifically, an etching solution containing hydrofluoric acid and an oxidizing agent is added to the mixed solution in the slurry state obtained in step S105. At this time, it is preferable to add the etching solution without drying the crushed mixed solution. This is to prevent the separated agglomerated powder from aggregating again due to drying.

また、酸化剤としては、例えば、硝酸(HNO3)及び過酸化水素(H2O2)が挙げられる。珪素微粒子の回収を容易にするため、エッチング溶液に微極性溶媒(例えば、2−プロパノール)を混ぜても構わない。   Moreover, as an oxidizing agent, nitric acid (HNO3) and hydrogen peroxide (H2O2) are mentioned, for example. In order to easily collect the silicon fine particles, a slightly polar solvent (for example, 2-propanol) may be mixed in the etching solution.

ここで、製造したい粒子径の珪素微粒子に応じて、エッチング時間を適宜調整する必要がある。所定時間エッチングを進行させ、所望の粒子径の珪素微粒子となった時点で、珪素微粒子をエッチング溶液から取り出す。具体的に、かかるエッチング溶液を濾過することで、珪素微粒子が得られる。濾過方法は、特に限定されず、公知の濾材を用いて、常圧下で濾過してもよいし、減圧下で濾過してもよい。なお、上述したエッチングでは、超音波を照射してもいし、常温よりも温度を加熱してもよい。   Here, it is necessary to appropriately adjust the etching time according to the silicon fine particles having a particle diameter to be produced. Etching is allowed to proceed for a predetermined time, and when fine silicon particles having a desired particle diameter are obtained, the fine silicon particles are taken out from the etching solution. Specifically, silicon fine particles are obtained by filtering the etching solution. The filtration method is not particularly limited, and the filtration may be performed under a normal pressure or a reduced pressure using a known filter medium. Note that in the above-described etching, ultrasonic waves may be irradiated, or the temperature may be heated to a temperature higher than normal temperature.

ステップS107において、珪素微粒子に終端処理を行う。具体的に、ステップS106で得られた珪素微粒子の表面に付加された水素原子を、不飽和炭化水素基などの有機分子によって置換する。不飽和炭化水素基は、親水基を有する不飽和炭化水素基を有するものであればよい。例えば、1−デセン、テトラデセン、1−オクテン、スチレンなどが挙げられる。また、親水基を有するイソプレノイド化合物から生成される基であってもよい。例えば、リナロール等のモノテルペノイドが適用可能である。また、親水基を有する不飽和炭化水素基は、親水基を有するアリル化合物から生成される基であってもよい。例えば、アリルアルコール、オイゲノール等が適用可能である。   In step S107, the silicon fine particles are terminated. Specifically, the hydrogen atom added to the surface of the silicon fine particles obtained in step S106 is replaced with an organic molecule such as an unsaturated hydrocarbon group. The unsaturated hydrocarbon group should just have an unsaturated hydrocarbon group which has a hydrophilic group. For example, 1-decene, tetradecene, 1-octene, styrene and the like can be mentioned. Moreover, the group | base produced | generated from the isoprenoid compound which has a hydrophilic group may be sufficient. For example, monoterpenoids such as linalool are applicable. The unsaturated hydrocarbon group having a hydrophilic group may be a group generated from an allyl compound having a hydrophilic group. For example, allyl alcohol, eugenol, etc. are applicable.

このように珪素微粒子の表面に終端処理を行うことによって、珪素微粒子の表面が酸化(劣化)してしまうことを抑制できる。なお、珪素微粒子に終端処理を行う前に、減圧脱気による脱酸素処理を行ってもよい。この場合、珪素微粒子の酸化を一層抑制できる。また、この後、珪素微粒子を含む溶液に遠心分離機を用いた分離処理を行って、粒径の大きさ別に分離された珪素微粒子を得てもよい。   By performing the termination treatment on the surface of the silicon fine particles in this way, it is possible to suppress the surface of the silicon fine particles from being oxidized (deteriorated). In addition, you may perform the deoxygenation process by pressure reduction deaeration before performing a terminal process to a silicon microparticle. In this case, the oxidation of the silicon fine particles can be further suppressed. Further, after that, a solution containing silicon fine particles may be subjected to a separation treatment using a centrifugal separator to obtain silicon fine particles separated according to particle size.

(作用・効果)
本実施形態に係る珪素微粒子の製造方法によれば、珪素粒子を含む粉体を準備する工程と、粉体を有機溶媒に加えて生成した混合溶液を解砕する工程と、解砕された混合溶液にエッチング溶液を加えて、珪素微粒子を得る工程とを含む。また、粉体には、複数の珪素粒子が凝集して含まれている。
(Action / Effect)
According to the method for producing silicon fine particles according to this embodiment, a step of preparing a powder containing silicon particles, a step of pulverizing a mixed solution generated by adding the powder to an organic solvent, and pulverized mixing Adding an etching solution to the solution to obtain silicon fine particles. Further, the powder contains a plurality of silicon particles aggregated.

かかる製造方法によれば、複数の珪素粒子が凝集した状態で含まれる凝集粉体と有機溶媒との混合溶液を解砕する工程を含むため、解砕する工程を含まない場合に比べて、凝集粉体を分散させることが可能になる。すなわち、凝集粉体の粉体数を増加させることが可能になる。   According to such a manufacturing method, the method includes the step of crushing the mixed solution of the aggregated powder and the organic solvent that are contained in a state where a plurality of silicon particles are aggregated. It becomes possible to disperse the powder. That is, it becomes possible to increase the number of powders of the aggregated powder.

ここで、図3には、凝集粉体を解砕する前の粒度分布と、凝集粉体を解砕した後の粒度分布とを測定した測定結果を示すグラフが示されている。なお、図3のグラフにおいて、横軸は粒径を示し、縦軸は粉体の含有割合を示す。   Here, FIG. 3 shows a graph showing measurement results obtained by measuring the particle size distribution before pulverizing the aggregated powder and the particle size distribution after pulverizing the aggregated powder. In the graph of FIG. 3, the horizontal axis represents the particle size, and the vertical axis represents the content ratio of the powder.

図3に示すように、解砕前には、粒径が8μm程度の凝集粉体が多いが、解砕後には、粒径が100nm程度の凝集粉体が多くなっていることがわかる。更に、解砕後には、粒度分布のピークがシャープになっていることから、所定の粒径の凝集粉体を飛躍的に増加していることがわかる。なお、図4(a)は、透過型電子顕微鏡を用いて、解砕する前の凝集粉体を撮影した画像であり、図4(b)は、透過型電子顕微鏡を用いて、解砕した後の凝集粉体を撮影した画像である。 As shown in FIG. 3, it can be seen that there are many aggregated powders having a particle size of about 8 μm before crushing, but there are many aggregated powders having a particle size of about 100 nm after crushing. Furthermore, since the peak of the particle size distribution is sharp after pulverization, it can be seen that the agglomerated powder having a predetermined particle size has increased dramatically. 4A is an image obtained by photographing the aggregated powder before being crushed using a transmission electron microscope, and FIG. 4B is crushed using a transmission electron microscope. It is the image which image | photographed the subsequent agglomerated powder.

このように、かかる製造方法によれば、凝集粉体を解砕することによって、解砕後の粉体数を増加させることが可能になる。また、珪素微粒子の数量は、エッチング溶液を加えられる凝集粉体の数量に依存するため、珪素微粒子の数量を増加させることが可能になる。すなわち、本実施形態に係る製造方法によれば、珪素微粒子の収率を向上させることが可能になる。   Thus, according to this manufacturing method, it becomes possible to increase the number of powders after crushing by crushing the agglomerated powder. Further, since the number of silicon fine particles depends on the number of agglomerated powder to which an etching solution is added, the number of silicon fine particles can be increased. That is, according to the manufacturing method according to the present embodiment, the yield of silicon fine particles can be improved.

また、本実施形態に係る製造方法によれば、図3に示すように、解砕後には、粒度分布のピークがシャープになっていることから、所定の粒径に粒径をそろえた凝集粉体を飛躍的に増加することが可能であるため、粒径のそろった珪素微粒子の収率を高めることも可能になる。   In addition, according to the manufacturing method according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, since the peak of the particle size distribution is sharp after pulverization, the agglomerated powder having a predetermined particle size is obtained. Since the body can be dramatically increased, it is possible to increase the yield of silicon fine particles having a uniform particle diameter.

更に、本実施形態に係る製造方法によれば、様々な色に発光する珪素微粒子を効率よく得ることも可能である。例えば、緑色に発光する珪素微粒子を生成するのであれば、珪素微粒子の粒径を1.4〜2.0nmとし、黄色に発光する珪素微粒子を生成するのであれば、珪素微粒子の粒径を2.0〜2.5nmとし、赤色に発光する珪素微粒子を生成するのであれば、珪素微粒子の粒径を2.5〜3.5nmとして生成することが好ましい。   Furthermore, according to the manufacturing method according to the present embodiment, silicon fine particles that emit light of various colors can be efficiently obtained. For example, if silicon particles that emit green light are generated, the particle size of the silicon particles is 1.4 to 2.0 nm. If silicon particles that emit yellow light are generated, the particle size of the silicon particles is 2 If silicon fine particles emitting red light are generated at a thickness of 0.0 to 2.5 nm, it is preferable to generate silicon fine particles with a particle size of 2.5 to 3.5 nm.

ここで、図5(a)には、本実施形態に係る製造方法によって製造された珪素微粒子の内、緑色に発光する珪素微粒子(G)と黄色に発光する珪素微粒子(Y)と赤色に発光する珪素微粒子(R)とのそれぞれを対象に、波長と発光強度とを測定したグラフが示されている。図5(b)には、本実施形態に係る製造方法によって製造された珪素微粒子の内、緑色に発光する珪素微粒子(G)と黄色に発光する珪素微粒子(Y)と赤色に発光する珪素微粒子(R)とのそれぞれを撮影した画像が示されている。   Here, in FIG. 5A, among the silicon fine particles manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment, the silicon fine particles (G) emitting green light, the silicon fine particles (Y) emitting yellow light, and the red light emission. The graph which measured the wavelength and the emitted light intensity was shown for each of the silicon fine particles (R). FIG. 5B shows, among the silicon fine particles manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment, the silicon fine particles (G) that emit green light, the silicon fine particles (Y) that emit yellow light, and the silicon fine particles that emit red light. Images taken with (R) are shown.

図5(a)乃至(b)に示すように、本実施形態に係る製造方法によれば、所望の粒径の珪素微粒子の収率を高めることも可能になるので、いずれの色を発光する珪素微粒子であっても、収率を高めることが可能になる。すなわち、本実施形態に係る製造方法によれば、珪素微粒子(R)に加え、珪素微粒子(G)や珪素微粒子(Y)などのように、粒径の小さい珪素微粒子であっても収率を高めることが可能になる。   As shown in FIGS. 5A to 5B, according to the manufacturing method according to the present embodiment, it becomes possible to increase the yield of silicon fine particles having a desired particle diameter, and thus any color is emitted. Even with silicon fine particles, the yield can be increased. That is, according to the manufacturing method according to this embodiment, in addition to the silicon fine particles (R), even if the silicon fine particles have a small particle diameter such as silicon fine particles (G) and silicon fine particles (Y), the yield can be increased. It becomes possible to increase.

また、図6(a)には、従来技術に係る製造方法によって製造された珪素微粒子の表面が終端される際の概念図が示されている。すなわち、図6(a)には、解砕されない粉体から得られた珪素微粒子の表面が終端される際の概念図が示されている。   Further, FIG. 6A shows a conceptual diagram when the surface of the silicon fine particles manufactured by the manufacturing method according to the prior art is terminated. That is, FIG. 6A shows a conceptual diagram when the surface of the silicon fine particles obtained from the powder that is not crushed is terminated.

図6(a)に示すように、従来技術に係る製造方法によって製造された珪素微粒子は、解砕されてない凝集粉体から得られるため、複数の珪素微粒子を凝集した状態で終端していた。かかる場合、複数の珪素微粒子の接触部分が未終端部分となってしまう。その結果、終端を行った後に、複数の珪素微粒子の一部が分離すると、未終端部分から酸化(劣化)が進行し、珪素微粒子の発光色及び発光強度などの発光特性が変化していた。   As shown in FIG. 6 (a), the silicon fine particles produced by the production method according to the prior art are obtained from agglomerated powder that has not been crushed, so that a plurality of silicon fine particles are terminated in an aggregated state. . In such a case, the contact portion of the plurality of silicon fine particles becomes an unterminated portion. As a result, when a part of the plurality of silicon fine particles was separated after the termination, oxidation (deterioration) proceeded from the unterminated portion, and the light emission characteristics such as emission color and light emission intensity of the silicon fine particles were changed.

一方、図6(b)には、本実施形態に係る製造方法によって製造された珪素微粒子の表面が終端される際の概念図が示されている。すなわち、図6(a)には、解砕された粉体から得られた珪素微粒子の表面が終端される際の概念図が示されている。   On the other hand, FIG. 6B shows a conceptual diagram when the surface of the silicon fine particles manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment is terminated. That is, FIG. 6A shows a conceptual diagram when the surface of the silicon fine particles obtained from the pulverized powder is terminated.

図6(b)に示すように、本実施形態に係る製造方法によって製造された珪素微粒子は、解砕された凝集粉体から得られるため、それぞれの珪素微粒子を分離した状態で終端することが可能になる。すなわち、本実施形態に係る製造方法によれば、珪素微粒子の表面をより確実に終端して、酸化(劣化)を抑制することが可能になるので、珪素微粒子の発光特性の長期安定化を図ることも可能になる。   As shown in FIG. 6B, since the silicon fine particles produced by the production method according to the present embodiment are obtained from the pulverized aggregated powder, each silicon fine particle may be terminated in a separated state. It becomes possible. That is, according to the manufacturing method according to the present embodiment, it is possible to more reliably terminate the surface of the silicon fine particles and suppress oxidation (deterioration), thereby achieving long-term stabilization of the light emission characteristics of the silicon fine particles. It becomes possible.

また、本実施形態に係る製造方法によれば、ステップS105の解砕工程において、凝集粉体に加える有機溶媒として、メタノールを用いているので、珪素粒子に不要な反応をさせることなく、凝集粉体を解砕することが可能になる。   Further, according to the manufacturing method according to the present embodiment, since methanol is used as the organic solvent added to the aggregated powder in the crushing step of Step S105, the aggregated powder can be obtained without causing unnecessary reaction to the silicon particles. It becomes possible to break up the body.

また、本実施形態に係る製造方法によれば、ステップS104の溶解工程において、複合粉体を覆う酸化珪素を溶解した上で、凝集粉体を得るので、凝集粉体に含まれる珪素粒子の含有率を高めることが可能になる。よって、ステップS105の解砕工程において、凝集粉体を解砕することによって、凝集粉体を分散させても、それぞれの凝集粉体に含まれる珪素粒子の含有率を高めることが可能になる。すなわち、本実施形態に係る製造方法によれば、エッチング溶液を加えて得られる珪素微粒子の収率を一層向上させることが可能になる。   In addition, according to the manufacturing method according to the present embodiment, in the melting step of step S104, the aggregated powder is obtained after dissolving the silicon oxide covering the composite powder, so that the silicon particles contained in the aggregated powder are contained. It becomes possible to increase the rate. Therefore, in the crushing step of step S105, by crushing the agglomerated powder, even if the agglomerated powder is dispersed, the content of silicon particles contained in each agglomerated powder can be increased. That is, according to the manufacturing method according to the present embodiment, the yield of silicon fine particles obtained by adding the etching solution can be further improved.

[比較評価]
次に、本発明の効果を更に明確にするために、実施例に係る製造方法を用いて製造した珪素微粒子と、比較例に係る製造方法を用いて製造した珪素微粒子との収量を比較した。なお、本発明は、これら実施例に何ら制限されない。
[Comparison evaluation]
Next, in order to further clarify the effects of the present invention, the yields of the silicon fine particles manufactured using the manufacturing method according to the example and the silicon fine particles manufactured using the manufacturing method according to the comparative example were compared. The present invention is not limited to these examples.

ケイ素源としてエチルシリケート620gと、炭素源としてのフェノール樹脂288gと、重合触媒としてのマレイン酸水溶液92g(35重量%)とからなる混合溶液を150℃で加熱して固化させた。次に、得られた混合物を窒素雰囲気下において900℃で1時間炭化させた。得られた炭化物をアルゴン雰囲気下において1600℃で加熱した。   A mixed solution consisting of 620 g of ethyl silicate as a silicon source, 288 g of phenol resin as a carbon source, and 92 g (35 wt%) of an aqueous maleic acid solution as a polymerization catalyst was heated at 150 ° C. to solidify. Next, the obtained mixture was carbonized at 900 ° C. for 1 hour under a nitrogen atmosphere. The resulting carbide was heated at 1600 ° C. under an argon atmosphere.

1600℃で加熱中に発生した反応ガスを、吸引装置20とアルゴンガスのキャリアガスを用いて加熱容器2の外へ搬送し、その後急冷して複合粉体を得た。   The reaction gas generated during heating at 1600 ° C. was conveyed out of the heating container 2 using a suction device 20 and a carrier gas of argon gas, and then rapidly cooled to obtain a composite powder.

得られた複合粉体0.5gを、水30mlに浸漬させた。この溶液に、48%フッ酸(HF)を5ml添加した。この溶液を混合し、メンブレンフィルターで濾過した。メンブレンフィルターの残渣(珪素粒子含有)をメタノール10mlに分散させるとともに、ジェットミル解砕機を用いて、この溶液を解砕した。   0.5 g of the obtained composite powder was immersed in 30 ml of water. To this solution, 5 ml of 48% hydrofluoric acid (HF) was added. This solution was mixed and filtered through a membrane filter. The residue of the membrane filter (containing silicon particles) was dispersed in 10 ml of methanol, and this solution was crushed using a jet mill pulverizer.

また、解砕後の溶液(スラリー)に、48%フッ酸(HF)10mlと、68%硝酸(HNO)1mlを添加した。この酸溶液を攪拌しながら、所定時間だけ珪素粒子の表面をエッチングした後、この酸溶液を上述と同様に、メンブレンフィルターで濾過し、珪素微粒子が含まれた濾紙を得た。この濾紙を90℃の1−デセンに分散させた後、遠心分離機を用いて沈殿物を除いて、珪素微粒子を含む溶液を得た。この溶液を実施例1として、発光強度と測定した。なお、発光強度の測定には、株式会社日立製作所製分光蛍光光度計F−7000を用いた。 Further, 10 ml of 48% hydrofluoric acid (HF) and 1 ml of 68% nitric acid (HNO 3 ) were added to the solution (slurry) after pulverization. The surface of the silicon particles was etched for a predetermined time while stirring the acid solution, and the acid solution was filtered through a membrane filter in the same manner as described above to obtain a filter paper containing silicon fine particles. After the filter paper was dispersed in 1-decene at 90 ° C., the precipitate was removed using a centrifuge to obtain a solution containing silicon fine particles. This solution was measured as emission intensity as Example 1. In addition, Hitachi Ltd. spectrofluorimeter F-7000 was used for the measurement of emitted light intensity.

また、比較のため、解砕することなく得た珪素微粒子を含む溶液を比較例とした。具体的に、複合粉体0.5gを、48%フッ酸(HF)10mlと、68%硝酸(HNO)1mlを添加した。この酸溶液を攪拌しながら、所定時間だけ珪素粒子の表面をエッチングした後、酸溶液をメンブレンフィルターで濾過し、珪素微粒子が含まれた濾紙を得た。この濾紙を90℃の1−デセンに分散させた後、遠心分離機を用いて沈殿物を除いて、珪素微粒子を含む溶液を得た。この溶液を比較例として、実施例1と同量の比較例の発光強度を測定した。実施例1と比較例との測定結果を図7に示す。 For comparison, a solution containing silicon fine particles obtained without crushing was used as a comparative example. Specifically, 0.5 g of the composite powder was added with 10 ml of 48% hydrofluoric acid (HF) and 1 ml of 68% nitric acid (HNO 3 ). While stirring the acid solution, the surface of the silicon particles was etched for a predetermined time, and then the acid solution was filtered with a membrane filter to obtain a filter paper containing silicon fine particles. After the filter paper was dispersed in 1-decene at 90 ° C., the precipitate was removed using a centrifuge to obtain a solution containing silicon fine particles. Using this solution as a comparative example, the emission intensity of a comparative example having the same amount as in Example 1 was measured. The measurement results of Example 1 and the comparative example are shown in FIG.

図7に示すように、発光強度を測定した結果、実施例1の方が比較例に比べて、飛躍的に高いことが確認された。発光強度は、溶液中の珪素微粒子の含有量(粒子数)に依存するため、実施例1の方が、珪素微粒子の含有量(粒子数)が多いことが証明された。すなわち、本発明に係る製造方法は、珪素微粒子の収率を向上していることが証明された。   As shown in FIG. 7, as a result of measuring the emission intensity, it was confirmed that Example 1 was significantly higher than the comparative example. Since the emission intensity depends on the content (number of particles) of silicon fine particles in the solution, it was proved that Example 1 had a larger content (number of particles) of silicon fine particles. That is, it has been proved that the production method according to the present invention improves the yield of silicon fine particles.

[その他実施形態]
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
Although the present invention has been described according to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、本実施形態に係る珪素微粒子の製造方法では、準備工程S1によって珪素粒子を準備したが、必ずしもこれに限られない。市販の珪素粒子を購入することにより準備しても良い。   For example, in the method for producing silicon fine particles according to the present embodiment, the silicon particles are prepared in the preparation step S1, but the present invention is not necessarily limited thereto. You may prepare by purchasing a commercially available silicon particle.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。   Thus, the present invention includes various embodiments not described herein. The present invention can be implemented as modified and changed modes without departing from the spirit and scope of the present invention defined by the description of the scope of claims. Therefore, the description of the present specification is for illustrative purposes and does not have any limiting meaning to the present invention.

1…加熱装置、2…加熱容器、8…ステージ、10a、10b…発熱体、12…断熱材、20…吸引装置、22…集塵機、23…ブロア、24…供給管、25…電磁弁、W…容器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heating device, 2 ... Heating container, 8 ... Stage, 10a, 10b ... Heating element, 12 ... Heat insulating material, 20 ... Suction device, 22 ... Dust collector, 23 ... Blower, 24 ... Supply pipe, 25 ... Solenoid valve, W ... containers

Claims (3)

珪素粒子を含む粉体を準備する工程Aと、
前記粉体を有機溶媒に加えて生成した混合溶液を解砕する工程Bと、
解砕された混合溶液にエッチング溶液を加えて、前記珪素粒子よりも粒子径の小さい珪素微粒子を得る工程Cと、を備え、
前記粉体には、複数の珪素粒子が凝集して含まれている
ことを特徴とする珪素微粒子の製造方法。
Preparing a powder containing silicon particles, step A;
Step B for crushing a mixed solution produced by adding the powder to an organic solvent;
Adding an etching solution to the crushed mixed solution to obtain silicon fine particles having a particle diameter smaller than that of the silicon particles, and
The method for producing silicon fine particles, wherein the powder contains a plurality of silicon particles aggregated.
前記有機溶媒は、アルコール類である
ことを特徴とする請求項1に記載の珪素微粒子の製造方法。
2. The method for producing silicon fine particles according to claim 1, wherein the organic solvent is an alcohol.
前記工程Aは、
不活性雰囲気下において、珪素源と炭素源とを含む混合物を焼成する工程A1と、
前記混合物を焼成することにより生成した気体を急冷し、酸化珪素に覆われた複合粉体を得る工程A2と、
前記酸化珪素を溶解する溶液に複合粉体を浸漬し、前記粉体を得る工程A3と、を含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の珪素微粒子の製造方法。
Step A includes
A step A1 of firing a mixture containing a silicon source and a carbon source under an inert atmosphere;
Step A2 for rapidly cooling the gas generated by firing the mixture to obtain a composite powder covered with silicon oxide;
3. The method for producing silicon fine particles according to claim 1, comprising a step A3 of immersing a composite powder in a solution dissolving silicon oxide to obtain the powder.
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