JP2015151558A - Nickel fine particle slurry, metal fine particle and method for producing the same - Google Patents

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Katsuhiro Yamada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for improving sintering resistance by increasing a crystallite diameter of metal fine particles, while suppressing aggregation or fusion of particles and carbonization of metal.SOLUTION: A nickel fine particle slurry contains: (A) nickel fine particles that have an average particle size (L) by a scanning electron microscope observation in the range of 20 to 200 nm, a coefficient of variation of particle size (standard deviation/average particle size) of 0.2 or less, a crystallite diameter (L) calculated by a Scherrer method of 15 nm or more, and a ratio of the crystallite diameter to the average particle size (L/L) of 0.15 or more; (B) a dispersant; and (C) a solvent having a boiling point of 100°C or more. A method for producing metal fine particles having a crystallite diameter, which is 1.3 times or more of a crystallite diameter before heating, includes: preparing raw material metal fine particles having an average particle size in the range of 20 to 200 nm; and heating the raw material metal fine particles by irradiating the raw material metal fine particles in a dispersed state in a liquid phase with laser beams.

Description

本発明は、例えば積層セラミックスコンデンサ(MLCC)の内部電極形成用の導電ペーストなどの材料として好適に利用できるニッケル微粒子スラリー、金属微粒子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a nickel fine particle slurry, metal fine particles, and a method for producing the same, which can be suitably used as a material such as a conductive paste for forming an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor (MLCC), for example.

MLCCは、セラミック誘電体と内部電極を交互に積層して圧着した後、焼結して一体化したものとして得られる。MLCCに使用される内部電極用の金属微粒子は、MLCCの小型化、高容量化を図るために微細化の方向にある。従って、粗大粒子のないシャープな粒度分布を有する粒子径200nm以下の金属微粒子の使用が望まれるようになっている。しかし、金属微粒子は、微細化することにより表面エネルギーが高くなり、低温で溶融しやすくなる傾向があり、耐焼結性が低下する。例えば、内部電極材料としてニッケル微粒子を用いる場合、1,000℃を超えるセラミック誘電体の焼結温度に比べて、ニッケル微粒子の焼結温度は数百℃程度と低いため、両者の焼結時における膨張・収縮による体積変化等の挙動が異なり、層間剥離やクラックを生じるおそれがある。   The MLCC is obtained by alternately laminating and pressing ceramic dielectrics and internal electrodes and then sintering and integrating them. The metal fine particles for internal electrodes used in MLCC are in the direction of miniaturization in order to reduce the size and increase the capacity of MLCC. Therefore, it is desired to use metal fine particles having a sharp particle size distribution with no coarse particles and a particle size of 200 nm or less. However, the metal fine particles have a high surface energy by being miniaturized, tend to be easily melted at a low temperature, and the sintering resistance is lowered. For example, when nickel fine particles are used as the internal electrode material, the sintering temperature of nickel fine particles is as low as several hundred degrees Celsius compared to the sintering temperature of ceramic dielectrics exceeding 1,000 ° C. The behavior such as volume change due to expansion / contraction is different, which may cause delamination or cracks.

ニッケル微粒子は、熱CVD(化学気相成長)法やプラズマCVD法などの気相法によって製造することができる。しかし、気相法では、得られる粒子径がばらばらで、平均粒子径が100nm以下の金属微粒子を分級する技術は未完成である。また、分級の精度も満足できるものではなく、200nmを超える粗大粒子を完全に除去することはできていないことから、粗大粒子による電極層同士のショートによる不良が問題となっている。   The nickel fine particles can be produced by a vapor phase method such as a thermal CVD (chemical vapor deposition) method or a plasma CVD method. However, in the vapor phase method, a technique for classifying fine metal particles having different particle diameters and an average particle diameter of 100 nm or less is not completed. Further, the accuracy of classification is not satisfactory, and coarse particles exceeding 200 nm cannot be completely removed. Therefore, defects due to short-circuit between electrode layers due to coarse particles are a problem.

一方、液相法で合成される金属微粒子は、気相法で合成されるものより粒度分布が狭いため、上記内部電極材料の用途に適している。しかし、液相法では気相法に比べて、元々の熱履歴が低いことから、結晶子径が気相法に比べて小さく、より低温で焼結してしまう傾向がある。そのような挙動は、MLCC製造工程での誘電体層と内部電極層とのデラミネーションにつながり、製品不良を引き起こす可能性が懸念されている。従って、液相法で合成される金属微粒子については、低温での焼結性の改善が望まれている。   On the other hand, the metal fine particles synthesized by the liquid phase method have a narrower particle size distribution than those synthesized by the gas phase method, and thus are suitable for the use of the internal electrode material. However, since the liquid phase method has a lower thermal history than the gas phase method, the crystallite diameter is smaller than that of the gas phase method and tends to be sintered at a lower temperature. There is a concern that such behavior leads to delamination between the dielectric layer and the internal electrode layer in the MLCC manufacturing process, and may cause a product defect. Therefore, for metal fine particles synthesized by the liquid phase method, improvement in sinterability at low temperatures is desired.

金属微粒子(特にニッケル微粒子)の耐焼結性を向上させるための一つの方法として、熱処理(焼鈍、アニール)を行い、結晶子径を大きくすることが考えられる。しかし、有機溶媒中で高温での熱処理を行うと、金属微粒子の表面状態によって金属微粒子どうしが凝集や融着を引き起こすという問題や、金属微粒子自体の触媒作用によって有機溶媒が分解し、有機溶媒由来の炭素分が金属微粒子中に固溶して炭化し、金属微粒子の結晶構造がfccからhcpに変化してしまうという問題があった。そのため、本発明者らは、金属微粒子の結晶子径を増大させる方法として、平均粒子径20〜120nmの範囲内の原料金属微粒子を、沸点が200℃以上の芳香族系非極性有機溶媒中、200℃〜320℃の範囲内の温度で加熱する方法を提案した(特許文献1)。この方法によれば、金属微粒子の結晶子径を熱処理前の原料金属微粒子に比べ3〜300%増加させることができる。   As one method for improving the sintering resistance of metal fine particles (particularly nickel fine particles), heat treatment (annealing, annealing) may be performed to increase the crystallite diameter. However, when heat treatment is performed at a high temperature in an organic solvent, the problem arises that the metal fine particles cause aggregation or fusion depending on the surface state of the metal fine particles, and the organic solvent is decomposed due to the catalytic action of the metal fine particles themselves. There is a problem that the carbon content of the solid solution dissolves in the metal fine particles and carbonizes, and the crystal structure of the metal fine particles changes from fcc to hcp. Therefore, the present inventors, as a method of increasing the crystallite diameter of the metal fine particles, in the aromatic nonpolar organic solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher, the raw material metal fine particles in the range of an average particle diameter of 20 to 120 nm, A method of heating at a temperature in the range of 200 ° C. to 320 ° C. has been proposed (Patent Document 1). According to this method, the crystallite diameter of the metal fine particles can be increased by 3 to 300% compared to the raw metal fine particles before the heat treatment.

また、本発明者らは、ニッケル微粒子の平均粒子径(L)と結晶子径(L)と酸素含有量(Mo)とが、Mo×L/L≦9の関係を満足する場合に耐焼結性が向上することを見出し、先に特許出願を行っている(特願2013−061308)。さらに、本発明者らは、ニッケル微粒子における酸素含有量(Mo)に対する炭素元素含有量(Mc)の比(Mc/Mo)を0.1〜0.8の範囲内とすることによって、耐焼結性を向上させ得ることを見出し、先に特許出願を行っている(特願2013−048851)。 Moreover, the present inventors satisfy the relationship of the average particle diameter (L 1 ), crystallite diameter (L 2 ), and oxygen content (Mo) of the nickel fine particles of Mo × L 1 / L 2 ≦ 9. In this case, the inventors have found that the sintering resistance is improved, and filed a patent application first (Japanese Patent Application No. 2013-061308). Furthermore, the inventors set the ratio of the carbon element content (Mc) to the oxygen content (Mo) in the nickel fine particles (Mc / Mo) within the range of 0.1 to 0.8, thereby preventing the sintering. The patent application has been filed first (Japanese Patent Application No. 2013-048851).

特開2013−87308号公報(特許請求の範囲など)JP2013-87308A (Claims etc.)

本発明の目的は、粒子の凝集、融着や金属の炭化を抑制しながら金属微粒子の結晶子径を増大させて耐焼結性を向上させることである。   An object of the present invention is to improve the sintering resistance by increasing the crystallite size of the metal fine particles while suppressing the aggregation, fusion and metal carbonization of the particles.

本発明のニッケル微粒子スラリーは、下記成分(A)〜(C);
(A)走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径(L)が20〜200nmの範囲内、粒子径の変動係数(標準偏差/平均粒子径)が0.2以下、Scherrer法により算出される結晶子径(L)が15nm以上であり、前記結晶子径と平均粒子径との比(L/L)が0.15以上であるニッケル微粒子、
(B)分散剤、及び
(C)沸点が100℃以上の溶媒、
を含有する。
The nickel fine particle slurry of the present invention comprises the following components (A) to (C);
(A) Crystal calculated by the Scherrer method with an average particle diameter (L 1 ) in the range of 20 to 200 nm observed with a scanning electron microscope, a coefficient of variation (standard deviation / average particle diameter) of 0.2 or less. Nickel fine particles having a child diameter (L 2 ) of 15 nm or more and a ratio of the crystallite diameter to the average particle diameter (L 2 / L 1 ) of 0.15 or more,
(B) a dispersant, and (C) a solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher,
Containing.

本発明のニッケル微粒子スラリーは、前記B成分がアニオン界面活性剤であってもよく、前記C成分が水であってもよい。   In the nickel fine particle slurry of the present invention, the B component may be an anionic surfactant, and the C component may be water.

本発明のニッケル微粒子スラリーは、前記B成分が、2級又は3級のアミノ基を有する非水系高分子分散剤であってもよく、前記C成分が、沸点100℃以上の有機溶媒であってもよい。   In the nickel fine particle slurry of the present invention, the B component may be a non-aqueous polymer dispersant having a secondary or tertiary amino group, and the C component is an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher. Also good.

本発明のニッケル微粒子スラリーは、前記ニッケル微粒子の酸素含有量(Mo)が0.3〜3.0質量%の範囲内であってもよく、前記Mo、L及びLが、Mo×L/L≦9の関係を満足するものであってもよい。 In the nickel fine particle slurry of the present invention, the oxygen content (Mo) of the nickel fine particles may be within a range of 0.3 to 3.0% by mass, and the Mo, L 1 and L 2 are Mo × L. The relationship of 1 / L 2 ≦ 9 may be satisfied.

本発明のニッケル微粒子スラリーは、前記ニッケル微粒子の炭素元素の含有量が0.3〜2.5質量%の範囲内であってもよく、前記ニッケル微粒子における酸素含有量(Mo)に対する炭素元素含有量(Mc)の比(Mc/Mo)が0.1〜0.8の範囲内であってもよい。   The nickel fine particle slurry of the present invention may have a carbon element content of the nickel fine particles in a range of 0.3 to 2.5% by mass, and the carbon element content relative to the oxygen content (Mo) in the nickel fine particles. The ratio (Mc / Mo) of the amount (Mc) may be in the range of 0.1 to 0.8.

本発明の金属微粒子の製造方法は、走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径が20〜200nmの範囲内にある原料金属微粒子を準備する第1の工程と、
前記原料金属微粒子を液相中に分散させた状態でレーザー光を照射することによって加熱し、Scherrer法により算出される結晶子径が、加熱前における前記原料金属微粒子の結晶子径の1.3倍以上である金属微粒子を製造する第2の工程と、
を備えていてもよい。
The method for producing metal fine particles of the present invention includes a first step of preparing raw metal fine particles having an average particle diameter in the range of 20 to 200 nm by observation with a scanning electron microscope,
The raw metal fine particles are heated by irradiating laser light in a state dispersed in the liquid phase, and the crystallite diameter calculated by the Scherrer method is 1.3 of the crystallite diameter of the raw metal fine particles before heating. A second step of producing metal fine particles that are twice or more,
May be provided.

本発明の金属微粒子の製造方法は、前記原料金属微粒子の粒子径の変動係数(標準偏差/平均粒子径)が0.2以下であってもよい。   In the method for producing metal fine particles of the present invention, the coefficient of variation (standard deviation / average particle size) of the particle diameter of the raw metal fine particles may be 0.2 or less.

本発明の金属微粒子の製造方法は、前記第2の工程後の金属微粒子における平均粒子径が、前記原料金属微粒子の平均粒子径の1.1倍未満であってもよい。   In the method for producing fine metal particles of the present invention, the average particle size of the fine metal particles after the second step may be less than 1.1 times the average particle size of the raw metal fine particles.

本発明の金属微粒子の製造方法は、前記レーザー光の波長が200〜800nmの範囲内であってもよい。   In the method for producing metal fine particles of the present invention, the wavelength of the laser beam may be in the range of 200 to 800 nm.

本発明の金属微粒子の製造方法は、前記レーザー光の照射が、パルス照射であってもよい。   In the method for producing metal fine particles of the present invention, the laser beam irradiation may be pulsed irradiation.

本発明の金属微粒子の製造方法は、前記液相が、水又は沸点100℃以上の有機溶媒であってもよい。この場合、前記第2工程における液相が水であって、分散剤としてアニオン界面活性剤が配合されてなるものでもよく、あるいは、前記第2の工程における液相が沸点100℃以上の有機溶媒であって、分散剤として2級又は3級のアミノ基を有する非水系高分子分散剤が配合されてなるものでもよい。   In the method for producing fine metal particles of the present invention, the liquid phase may be water or an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher. In this case, the liquid phase in the second step may be water and an anionic surfactant may be blended as a dispersing agent, or the liquid phase in the second step may be an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher. Further, a non-aqueous polymer dispersant having a secondary or tertiary amino group may be blended as a dispersant.

本発明の金属微粒子の製造方法は、前記原料金属微粒子が、湿式還元法によって得られたものであってもよい。   In the method for producing fine metal particles of the present invention, the raw metal fine particles may be obtained by a wet reduction method.

本発明の金属微粒子の製造方法は、前記原料金属微粒子が、原料ニッケル微粒子であってもよい。   In the method for producing fine metal particles of the present invention, the raw metal fine particles may be raw nickel fine particles.

本発明の金属微粒子の製造方法は、前記原料ニッケル微粒子が、次の工程A及びB;
A)カルボン酸ニッケル及び1級アミンを含む混合物を、100℃〜165℃の範囲内の温度に加熱して錯化反応液を得る錯化反応液生成工程、
及び、
B)該錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱して該錯化反応液中のニッケルイオンを還元し、1級アミンで被覆された原料ニッケル微粒子のスラリーを得る原料ニッケル微粒子スラリー生成工程、
を含む工程を行うことにより調製されたものであってもよい。
In the method for producing fine metal particles of the present invention, the raw material nickel fine particles are prepared in the following steps A and B;
A) Complexation reaction liquid production | generation process which heats the mixture containing nickel carboxylate and primary amine to the temperature within the range of 100 to 165 degreeC, and obtains a complexation reaction liquid,
as well as,
B) A raw material for heating the complexing reaction liquid to a temperature of 170 ° C. or higher by microwave irradiation to reduce nickel ions in the complexing reaction liquid to obtain a slurry of raw material nickel fine particles coated with a primary amine Nickel fine particle slurry generation process,
It may be prepared by performing a process including:

本発明の金属微粒子は、上記いずれかの方法により製造されるものである。   The metal fine particles of the present invention are produced by any one of the above methods.

本発明のニッケル微粒子スラリーは、(A)成分のニッケル微粒子が、(B)成分の分散剤によって、(C)成分の溶媒中に均一に分散した状態になっているため、各種の電子部品の材料として、好適に用いることができる。特に、(A)成分のニッケル微粒子は、平均粒子径(L)が20〜200nmの範囲内、CV値が0.2以下、結晶子径(L)が15nm以上であり、結晶子径と平均粒子径との比(L/L)が0.15以上であるため、耐焼結性に優れており、例えば積層セラミックコンデンサの内部電極の材料として好ましく使用できる。 The nickel fine particle slurry of the present invention is in a state where the nickel fine particles of the component (A) are uniformly dispersed in the solvent of the component (C) by the dispersant of the component (B). As a material, it can be used suitably. Particularly, the nickel fine particles of the component (A) have an average particle diameter (L 1 ) in the range of 20 to 200 nm, a CV value of 0.2 or less, and a crystallite diameter (L 2 ) of 15 nm or more. And the ratio of the average particle diameter (L 2 / L 1 ) is 0.15 or more, it is excellent in sintering resistance and can be preferably used, for example, as a material for internal electrodes of a multilayer ceramic capacitor.

また、本発明の金属微粒子の製造方法によれば、レーザー照射によって、金属微粒子の炭化を防ぎながら、結晶子が大きく、耐焼結性に優れた金属微粒子を製造することができる。すなわち、本発明方法によれば、得られる金属微粒子の平均粒子径が、レーザー照射前とほぼ同じ(1.1倍未満)であるにも関わらず、レーザー照射前の原料金属微粒子に比べ、結晶子径が1.3倍以上大きくなっているため、焼結温度が原料金属微粒子に比べて高く、耐焼結性が改善されている。従って、本発明方法によって得られる金属微粒子は、例えば積層セラミックコンデンサの内部電極等の材料として好適に用いることができる。   Moreover, according to the method for producing metal fine particles of the present invention, metal fine particles having a large crystallite and excellent sintering resistance can be produced by laser irradiation while preventing carbonization of the metal fine particles. That is, according to the method of the present invention, although the average particle diameter of the obtained metal fine particles is almost the same as before laser irradiation (less than 1.1 times), the crystal particles are crystallized compared to the raw metal fine particles before laser irradiation. Since the core diameter is 1.3 times larger, the sintering temperature is higher than that of the raw metal fine particles, and the sintering resistance is improved. Accordingly, the metal fine particles obtained by the method of the present invention can be suitably used, for example, as a material for an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor.

ニッケル錯体の構造を示す図であり、(a)は二座配位を、(b)は単座配位を、(c)は外圏にカルボン酸イオンが配位した状態をそれぞれ示す。It is a figure which shows the structure of a nickel complex, (a) shows a bidentate coordination, (b) shows a monodentate coordination, (c) shows the state which the carboxylate ion coordinated to the outer sphere, respectively. 熱処理によるニッケル微粒子の結晶子径の変化を模式的に説明する図面である。2 is a drawing schematically illustrating changes in crystallite diameter of nickel fine particles due to heat treatment.

[ニッケル微粒子スラリー]
本実施の形態のニッケル微粒子スラリーは、下記成分(A)〜(C);
(A)走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径(L)が20〜200nmの範囲内、粒子径の変動係数(標準偏差/平均粒子径;CV値)が0.2以下、Scherrer法により算出される結晶子径(L)が15nm以上であり、結晶子径と平均粒子径との比(L/L)が0.15以上であるニッケル微粒子、
(B)分散剤、
及び
(C)沸点が100℃以上の溶媒、
を含有する。
[Nickel fine particle slurry]
The nickel fine particle slurry of the present embodiment has the following components (A) to (C);
(A) Average particle diameter (L 1 ) by scanning electron microscope observation is in the range of 20 to 200 nm, coefficient of variation of particle diameter (standard deviation / average particle diameter; CV value) is 0.2 or less, calculated by Scherrer method A fine nickel particle having a crystallite diameter (L 2 ) of 15 nm or more and a ratio of crystallite diameter to average particle diameter (L 2 / L 1 ) of 0.15 or more,
(B) a dispersant,
And (C) a solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher,
Containing.

(A)成分:ニッケル微粒子
本実施の形態において、ニッケル微粒子は、ニッケル元素を含有する。ニッケル元素の含有量は、その使用目的に応じて適宜選択すればよいが、ニッケル元素の量を、ニッケル微粒子100質量部に対し、好ましくは90質量部以上、より好ましくは95質量部以上とすることがよい。ニッケル以外の金属としては、例えば、チタン、コバルト、銅、クロム、マンガン、鉄、アルミニウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、ジルコニウム、スズ、タングステン、モリブデン、バナジウム、バリウム、カルシウム、ストロンチウム、シリコン、アルミニウム、リン等の卑金属、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム、ネオジウム、ニオブ、ホロニウム、ディスプロヂウム、イットリウム等の貴金属、希土類金属を挙げることができる。これらは、単独で又は2種以上含有していてもよく、また水素、炭素、窒素、硫黄、ボロン等の金属元素以外の元素を含有していてもよいし、これらの合金であってもよい。
(A) Component: Nickel fine particles In the present embodiment, the nickel fine particles contain a nickel element. The content of nickel element may be appropriately selected according to the purpose of use, but the amount of nickel element is preferably 90 parts by mass or more, more preferably 95 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of nickel fine particles. It is good. Examples of metals other than nickel include titanium, cobalt, copper, chromium, manganese, iron, aluminum, sodium, potassium, magnesium, zirconium, tin, tungsten, molybdenum, vanadium, barium, calcium, strontium, silicon, aluminum, and phosphorus. Base metals such as gold, silver, platinum, palladium, iridium, osmium, ruthenium, rhodium, rhenium, neodymium, niobium, holonium, dysprodium, yttrium and the like, and rare earth metals. These may be contained alone or in combination of two or more, may contain elements other than metal elements such as hydrogen, carbon, nitrogen, sulfur and boron, and may be alloys thereof. .

本実施の形態に係るニッケル微粒子は、走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径(L)が20〜200nmの範囲内であり、好ましくは40〜150nmの範囲内がよい。別の観点から、BET測定による平均粒子径(L)が20〜200nmの範囲内、好ましくは40〜150nmの範囲内がよい。ニッケル微粒子の平均粒子径(L)が上記下限値を下回ると、脱バインダー時の加熱でニッケル微粒子同士が凝集又溶融しやすくなり、また酸素を取り込みやすくなるため、ニッケル微粒子の体積膨張や収縮変化が大きくなる。一方、ニッケル微粒子の平均粒子径(L)が上記上限値を上回ると、最小径の粒子及び最大径の粒子の分布幅が大きくなり、ニッケル微粒子をMLCCの電極に利用した場合に、巨大粒子の存在によりショート不良を起こしやすい。 The nickel fine particles according to the present embodiment have an average particle diameter (L 1 ) by scanning electron microscope observation in the range of 20 to 200 nm, preferably in the range of 40 to 150 nm. From another viewpoint, the average particle diameter (L 1 ) by BET measurement is in the range of 20 to 200 nm, preferably in the range of 40 to 150 nm. If the average particle diameter (L 1 ) of the nickel fine particles is below the above lower limit value, the nickel fine particles easily aggregate and melt by heating at the time of debinding, and it becomes easy to take in oxygen. Change will be greater. On the other hand, when the average particle diameter (L 1 ) of the nickel fine particles exceeds the above upper limit value, the distribution width of the smallest and largest diameter particles becomes large, and when the nickel fine particles are used for an MLCC electrode, Prone to short-circuit failure due to the presence of.

本実施の形態に係るニッケル微粒子は、CV値が0.2以下であることが好ましい。CV値を0.2以下とすることで、ペースト塗布後の乾燥塗膜の表面平滑性も得られやすい。   The nickel fine particles according to the present embodiment preferably have a CV value of 0.2 or less. By setting the CV value to 0.2 or less, it is easy to obtain the surface smoothness of the dried coating film after applying the paste.

本実施の形態に係るニッケル微粒子は、Scherrer法により算出される結晶子径(L)が15nm以上である。結晶子径(L)は大きいほど好ましいため、上限には制限がなく、例えば粒子径と同じでもよい。ニッケル微粒子は、平均粒子径(L)が小さくなるほど量子効果による融点降下に起因して、融点の絶対値が大きく減少する。従って、ニッケル微粒子の焼結温度は、平均粒子径(L)が小さくなるほど低くなるが、平均粒子径(L)に対する結晶子径(L)の割合を大きくすることによって、焼結温度を高くすることができる。そのため、本実施の形態に係るニッケル微粒子は、平均粒子径(L)に対する結晶子径(L)の比L/Lを0.15以上とする。この比L/Lが0.15未満では、焼結温度を高くする効果が十分に得られない。 The nickel fine particles according to the present embodiment have a crystallite diameter (L 2 ) calculated by the Scherrer method of 15 nm or more. Since the crystallite diameter (L 2 ) is preferably as large as possible, the upper limit is not limited, and may be the same as the particle diameter, for example. As for the nickel fine particles, the absolute value of the melting point greatly decreases as the average particle diameter (L 1 ) decreases due to the melting point drop due to the quantum effect. Accordingly, the sintering temperature of the nickel fine particles becomes lower as the average particle diameter (L 1 ) becomes smaller, but by increasing the ratio of the crystallite diameter (L 2 ) to the average particle diameter (L 1 ), the sintering temperature Can be high. Therefore, in the nickel fine particles according to the present embodiment, the ratio L 2 / L 1 of the crystallite diameter (L 2 ) to the average particle diameter (L 1 ) is 0.15 or more. When this ratio L 2 / L 1 is less than 0.15, the effect of increasing the sintering temperature cannot be sufficiently obtained.

また、本実施の形態に係るニッケル微粒子は、酸素元素を含有していることが好ましい。ニッケル微粒子における酸素元素の含有量(Mo)は0.3〜3.0質量%の範囲内が好ましく、0.5〜2.8質量%の範囲内がより好ましい。この酸素元素の含有量(Mo)は、ニッケル微粒子の元素分析により確認することができる。酸素元素の含有量(Mo)が、0.3質量%未満であると、ニッケル微粒子の表面活性を抑制する効果が小さくなる傾向があり、3.0質量%を超えると、焼結時に体積変化が生じやすくなるとともに酸化物の拡散が生じる傾向がある。酸素元素は、ニッケル微粒子の表面の酸化物の被膜に含有する酸素量に由来するものと考えられる。このことは、ニッケル微粒子の酸化物の被膜の厚みが、平均粒子径(L)の大小によらず殆ど大差がないのに対し、ニッケル微粒子の平均粒子径(L)が小さくなるにつれ、酸素元素の含有量(Mo)が高くなる傾向があることから推察される。すなわち、ニッケル微粒子の平均粒子径(L)が小さいほど、その総表面積(全てのニッケル微粒子の合計の表面積)が大きいので、ニッケル微粒子全体に占める酸素元素の含有量(Mo)が相対的に大きくなることによるものと考えられる。 Further, the nickel fine particles according to the present embodiment preferably contain an oxygen element. The content (Mo) of the oxygen element in the nickel fine particles is preferably in the range of 0.3 to 3.0% by mass, and more preferably in the range of 0.5 to 2.8% by mass. The oxygen element content (Mo) can be confirmed by elemental analysis of nickel fine particles. When the oxygen element content (Mo) is less than 0.3% by mass, the effect of suppressing the surface activity of the nickel fine particles tends to be small, and when it exceeds 3.0% by mass, the volume changes during sintering. Tends to occur and oxide diffusion tends to occur. The oxygen element is considered to be derived from the amount of oxygen contained in the oxide film on the surface of the nickel fine particles. This is, as the thickness of the oxide coating of nickel particles, whereas little significant difference regardless of the magnitude of the average particle diameter (L 1), the average particle size of the nickel particles (L 1) is reduced, It is inferred from the tendency that the oxygen element content (Mo) tends to be high. That is, the smaller the average particle diameter (L 1 ) of the nickel fine particles, the larger the total surface area (the total surface area of all the nickel fine particles), so that the oxygen element content (Mo) in the entire nickel fine particles is relatively This is thought to be due to growth.

本実施の形態に係るニッケル微粒子は、酸素元素の含有量(Mo)と平均粒子径(L)の相対的な関係を考慮して、酸素元素の含有量(Mo、単位;質量%)と平均粒子径(L、単位;nm)と結晶子径(L、単位;質量%)がMo×L/L≦9(単位;質量%)の関係を有することが好ましく、2≦Mo×L/L≦9であることがより好ましい。このような範囲内にすることで、焼結時に粒子同士の融着が抑制され、低温での収縮を防ぐことができる。Mo×L/Lが9より大きい場合は、焼結温度が低くなり、優れた耐焼結性が得られない。このように、本実施の形態に係るニッケル微粒子は、酸素含有量(Mo)を平均粒子径(L)及び結晶子径(L)のバランスを考慮して制御することによって、脱バインダー時におけるニッケル微粒子の酸化を抑制するとともに、粒子同士の融着を防止し、低温での収縮を防いでいる。 The nickel fine particles according to the present embodiment have a content of oxygen element (Mo, unit: mass%) in consideration of the relative relationship between the content of oxygen element (Mo) and the average particle diameter (L 1 ). The average particle diameter (L 1 , unit; nm) and crystallite diameter (L 2 , unit; mass%) preferably have a relationship of Mo × L 1 / L 2 ≦ 9 (unit: mass%), preferably 2 ≦ More preferably, Mo × L 1 / L 2 ≦ 9. By making it within such a range, the fusion of particles can be suppressed during sintering, and shrinkage at a low temperature can be prevented. When Mo × L 1 / L 2 is larger than 9, the sintering temperature becomes low, and excellent sintering resistance cannot be obtained. As described above, the nickel fine particles according to the present embodiment control the oxygen content (Mo) in consideration of the balance between the average particle diameter (L 1 ) and the crystallite diameter (L 2 ), so that at the time of debinding In addition to suppressing the oxidation of the nickel fine particles, the fusion of the particles is prevented, and the shrinkage at a low temperature is prevented.

また、本実施の形態のニッケル微粒子は、炭素元素を含有している。ニッケル微粒子の炭素元素の含有量(Mc)は、ニッケル微粒子に対し、0.3〜2.5質量%の範囲内が好ましく、0.5〜2.0質量%の範囲内がより好ましい。この炭素元素の含有量(Mc)は、ニッケル微粒子の元素分析により確認することができる。炭素元素は、ニッケル微粒子の表面に存在する有機化合物に由来するものであるが、炭素元素の一部がニッケル微粒子の内部に存在していてもよい。ニッケル微粒子の表面に存在する炭素元素は、ニッケル微粒子の凝集を抑制し、分散性向上に寄与し、ニッケル微粒子に含有する酸素元素の還元を促進させる。従って、炭素元素の含有量(Mc)が0.3質量%未満では、ニッケル微粒子の凝集が生じやすくなる。しかし、炭素元素の含有量(Mc)が2.5質量%を超えると、焼結時に炭化して残炭となり、これがガス化することによって粒子の膨れの原因となる。   Moreover, the nickel fine particles of the present embodiment contain a carbon element. The carbon element content (Mc) of the nickel fine particles is preferably in the range of 0.3 to 2.5% by mass, more preferably in the range of 0.5 to 2.0% by mass with respect to the nickel fine particles. The carbon element content (Mc) can be confirmed by elemental analysis of nickel fine particles. The carbon element is derived from an organic compound present on the surface of the nickel fine particles, but a part of the carbon element may be present inside the nickel fine particles. The carbon element present on the surface of the nickel fine particles suppresses aggregation of the nickel fine particles, contributes to improvement in dispersibility, and promotes reduction of the oxygen element contained in the nickel fine particles. Therefore, when the carbon element content (Mc) is less than 0.3% by mass, the nickel fine particles are likely to be aggregated. However, if the carbon element content (Mc) exceeds 2.5% by mass, carbonization occurs during sintering to form residual charcoal, which causes gas expansion by gasification.

本実施の形態のニッケル微粒子における炭素元素の酸素元素に対する含有割合(炭素元素の含有量(Mc)/酸素元素の含有量(Mo);以下、「Mc/Mo比」と記すことがある)は、0.1〜0.8の範囲内が好ましく、0.1〜0.5の範囲内がより好ましく、0.25〜0.5の範囲内が最も好ましい。Mc/Mo比が、0.1未満では還元時におけるニッケル微粒子が凝集しやすく、酸素還元時におけるニッケル微粒子の収縮が大きくなり、耐焼結性が低下する。一方、Mc/Mo比が0.8を超えると、焼結時に炭化して残炭となり、これがガス化することによって粒子の膨れの原因となる。   The content ratio of carbon element to oxygen element in the nickel fine particles of the present embodiment (carbon element content (Mc) / oxygen element content (Mo); hereinafter, may be referred to as “Mc / Mo ratio”). Within the range of 0.1 to 0.8, more preferably within the range of 0.1 to 0.5, and most preferably within the range of 0.25 to 0.5. If the Mc / Mo ratio is less than 0.1, the nickel fine particles tend to aggregate during the reduction, and the nickel fine particles shrink during the oxygen reduction, resulting in a decrease in sintering resistance. On the other hand, when the Mc / Mo ratio exceeds 0.8, carbonization occurs at the time of sintering to form residual carbon, which causes gas expansion by gasifying.

(B)成分:分散剤
本実施の形態に係るニッケル微粒子スラリーにおけるB成分の分散剤としては、ニッケル微粒子を均一に分散できるものであれば特に制限はなく、好ましいものとして、例えばアニオン界面活性剤、非水系高分子分散剤等を用いることができる。
Component (B): Dispersant The component B dispersant in the nickel fine particle slurry according to the present embodiment is not particularly limited as long as it can uniformly disperse the nickel fine particles. Preferred examples include an anionic surfactant. A non-aqueous polymer dispersant or the like can be used.

(アニオン界面活性剤)
アニオン界面活性剤としては、例えば、カルボン酸、スルホン酸、硫酸エステル、リン酸、リン酸エステル構造を有する界面活性剤を用いることができ、その具体例としては、ポリカルボン酸アンモニウム、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、これらの共重合体、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム、ジアルキルサクシネートスルホン酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルなどを用いることができる。これらのアニオン界面活性剤は、単独又は2種以上を組み合わせて使用することもできる。
(Anionic surfactant)
As the anionic surfactant, for example, a surfactant having a carboxylic acid, sulfonic acid, sulfate ester, phosphoric acid, phosphate ester structure can be used. Specific examples thereof include ammonium polycarboxylate and polyacrylic acid. Sodium salt, polyacrylic acid, polyacrylate ester, copolymers thereof, ammonium dodecylbenzenesulfonate, sodium dialkyl succinatesulfonate, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate A salt, polyoxyalkylene alkyl ether phosphate, etc. can be used. These anionic surfactants can be used alone or in combination of two or more.

アニオン界面活性剤がポリマーである場合は、重量平均分子量は5000以上のものが好ましく、10000以上のものがより好ましい。重量平均分子量が5000未満であると、分散性が低下する場合がある。   When the anionic surfactant is a polymer, the weight average molecular weight is preferably 5000 or more, more preferably 10,000 or more. If the weight average molecular weight is less than 5000, the dispersibility may decrease.

アニオン界面活性剤としては、例えばSNディスパーサント5468(商品名;サンノブコ社製)、ニューコール1020−SN(商品名:日本乳化剤株式会社製、Zephrym3300B、CrodafosN3A、KD−4、KD−9(商品名:クローダジャパン社製)などの市販品を用いることもできる。   Examples of the anionic surfactant include SN Dispersant 5468 (trade name: manufactured by Sannobuco), New Coal 1020-SN (trade name: manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., Zephrym 3300B, Crodafos N3A, KD-4, KD-9 (trade name). : Commercially available from Kuroda Japan Co., Ltd.).

アニオン界面活性剤の配合量は、(A)成分のニッケル微粒子100質量部に対して0.01〜3.0質量部の範囲内、好ましくは0.1〜2.0質量部の範囲内がよい。アニオン界面活性剤の配合量が上記下限未満では分散性が低下する傾向があり、上記上限を超えて配合しても、添加量に応じた分散性の向上は望めず、また、ニッケル微粒子スラリー中に含まれる有機物が過剰となるため、焼成時の脱バインダーが不十分となったり、焼結時にニッケルが炭化したりすることがある。   The compounding amount of the anionic surfactant is within the range of 0.01 to 3.0 parts by mass, preferably within the range of 0.1 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nickel fine particles of component (A). Good. If the amount of the anionic surfactant is less than the above lower limit, the dispersibility tends to decrease. Even if the amount exceeds the upper limit, an improvement in dispersibility according to the amount of addition cannot be expected. Since the organic matter contained in is excessive, debinding during firing may be insufficient, or nickel may be carbonized during sintering.

(非水系高分子分散剤)
非水系高分子分散剤は、主骨格に、低極性溶媒との親和性が高い低極性基を有する高分子化合物であり、更に官能基として2級又は3級のアミノ基を有するものが好ましい。このような高分子化合物は、例えばポリアミド系、ポリアリルアミン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリオキシアルキレン系などの分子骨格を有するものであるが挙げられ、この中でも特に好ましくはポリウレタン系、ポリオキシエチレン系の分子骨格を有するものがよい。また、その分子構造は、線状の直鎖型若しくは櫛型、又は線状の主鎖に線状の側鎖が結合した三叉分岐点を有する櫛型、あるいはブロック共重合体、又はグラフト共重合体でもよいが、その分子内に2級又は3級のアミノ基を1以上有するものである。これらの非水系高分子分散剤は、単独又は2種以上を組み合わせて使用することもできる。
(Non-aqueous polymer dispersant)
The non-aqueous polymer dispersant is a polymer compound having a low polarity group having a high affinity with a low polarity solvent in the main skeleton, and further having a secondary or tertiary amino group as a functional group. Examples of such a polymer compound include those having a molecular skeleton such as polyamide, polyallylamine, polyester, polyurethane, and polyoxyalkylene, and among these, polyurethane, polyoxyethylene are particularly preferable. Those having a molecular skeleton of the system are preferred. The molecular structure is linear, linear or comb, or a comb having a trident branch point in which a linear side chain is bonded to a linear main chain, or a block copolymer or graft copolymer. Although it may be a coalescence, it has one or more secondary or tertiary amino groups in the molecule. These non-aqueous polymer dispersants can be used alone or in combination of two or more.

本実施の形態で用いる非水系高分子分散剤の2級又は3級のアミノ基は、ニッケル微粒子の表面に固定化された1級アミンとの置換反応が可能であるため、ニッケル微粒子の表面において1級アミンの少なくとも一部分と容易に置換し、ニッケル微粒子を被覆できると考えられる。この非水系高分子分散剤は、ニッケル微粒子に対し、強い凝集抑制作用を有することから、少量でも優れた分散効果が期待できる。一方、ニッケル微粒子の表面に1級アミンが存在しない場合には、非水系高分子分散剤を添加しても1級アミンとの置換による被覆が生じにくく、強い凝集抑制作用や優れた分散効果が得られない。なお、非水系高分子分散剤に含有する3級アミノ基は、その一部にアルキル基が結合して4級アンモニウムイオンとして存在していてもよい。また、これらのアミノ基は、線状の主鎖に櫛状に有するか、又は線状の主鎖の末端に有するものが好ましく、これらに存在する個々のアミノ基がニッケル微粒子の表面に点在的に固定化されるものと考えられる。   Since the secondary or tertiary amino group of the non-aqueous polymer dispersant used in the present embodiment can undergo a substitution reaction with the primary amine immobilized on the surface of the nickel fine particles, It is considered that at least a part of the primary amine can be easily substituted to coat the nickel fine particles. Since this non-aqueous polymer dispersant has a strong aggregation suppressing action on the nickel fine particles, an excellent dispersion effect can be expected even in a small amount. On the other hand, when primary amine is not present on the surface of the nickel fine particles, even if a non-aqueous polymer dispersant is added, coating due to substitution with primary amine is unlikely to occur, and strong aggregation suppressing action and excellent dispersion effect are obtained. I can't get it. The tertiary amino group contained in the non-aqueous polymer dispersant may be present as a quaternary ammonium ion with an alkyl group bonded to a part thereof. These amino groups are preferably included in the linear main chain in a comb shape or at the end of the linear main chain, and the individual amino groups present in these amino groups are scattered on the surface of the nickel fine particles. Is considered to be fixed.

本実施の形態で用いる非水系高分子分散剤の固形分(又は溶媒を除いた有効成分)1gを中和するのに必要なHCl量に対して当量となるKOHのmg数を意味し、JIS K7237の方法により測定されるアミン価(又は塩基価)は、分散性を向上させるという観点から、好ましくは10〜100mgKOH/gの範囲内がよい。また、本実施の形態で用いる非水系高分子分散剤の固形分(又は溶媒を除いた有効成分)1gを中和するのに必要なKOHのmg数を意味し、JIS K0070の方法により測定される酸価は、分散性を向上させるという観点から、好ましくは60mgKOH/g以下、より好ましくは40mgKOH/g以下とすることがよい。   This means the number of mg of KOH equivalent to the amount of HCl required to neutralize 1 g of the solid content (or active ingredient excluding the solvent) of the non-aqueous polymer dispersant used in the present embodiment, JIS The amine value (or base value) measured by the method of K7237 is preferably in the range of 10 to 100 mgKOH / g from the viewpoint of improving dispersibility. In addition, it means the number of mg of KOH required to neutralize 1 g of the solid content (or active ingredient excluding the solvent) of the non-aqueous polymer dispersant used in the present embodiment, which is measured by the method of JIS K0070. From the viewpoint of improving dispersibility, the acid value is preferably 60 mgKOH / g or less, more preferably 40 mgKOH / g or less.

本実施の形態で用いる非水系高分子分散剤の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜200,000の範囲内、より好ましくは5,000〜100,000の範囲内がよい。重量平均分子量が、上記下限未満であると、低極性溶媒に対し分散安定性が十分ではない場合があり、上記上限を超えると、粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難になる場合がある。   The weight average molecular weight of the non-aqueous polymer dispersant used in the present embodiment is preferably in the range of 1,000 to 200,000, more preferably in the range of 5,000 to 100,000. When the weight average molecular weight is less than the above lower limit, dispersion stability may not be sufficient with respect to a low-polarity solvent, and when it exceeds the above upper limit, the viscosity may be too high and handling may be difficult.

好適に使用することができる市販の非水系高分子分散剤としては、例えば、日本ルーブリゾール社製のSolsperse11200(商品名)、同Solsperse13940(商品名)、同Solsperse13240(商品名)、ビッグケミー・ジャパン社製のDISPERBYK−161(商品名)、同DISPERBYK−163(商品名)、DISPERBYK−2164(商品名)、DISPERBYK−2155(商品名)、楠本化成社製のED−216(商品名)、同ED−211(商品名)等が挙げられる。   Examples of commercially available non-aqueous polymer dispersants that can be suitably used include Solsperse 11200 (trade name), Solsperse 13940 (trade name), Solsperse 13240 (trade name), and Big Chemie Japan, manufactured by Japan Lubrizol Corporation. DISPERBYK-161 (trade name), DISPERBYK-163 (trade name), DISPERBYK-2164 (trade name), DISPERBYK-2155 (trade name), ED-216 (trade name) manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd. -211 (product name).

本実施の形態で用いる非水系高分子分散剤の添加量は、(A)成分のニッケル微粒子100質量部に対して0.01〜3.0質量部の範囲内、好ましくは0.1〜2.0質量部の範囲内がよい。添加量が上記下限未満では分散性が低下する傾向があり、上記上限を超えると、凝集が生じ易くなる傾向がある。   The addition amount of the non-aqueous polymer dispersant used in the present embodiment is within a range of 0.01 to 3.0 parts by mass, preferably 0.1 to 2 parts per 100 parts by mass of the nickel fine particles of component (A). Within the range of 0.0 part by mass is preferable. When the addition amount is less than the above lower limit, the dispersibility tends to decrease, and when it exceeds the upper limit, aggregation tends to occur.

(C)成分:沸点が100℃以上の溶媒
沸点が100℃以上の溶媒としては、例えば水、有機溶媒等を挙げることができる。B成分の分散剤として、アニオン界面活性剤を用いる場合は、C成分の溶媒として水を用いることが好ましい。また、B成分の分散剤として、非水系高分子分散剤等を用いる場合は、C成分の溶媒として有機溶媒を用いることが好ましい。
Component (C): Solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher Examples of the solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher include water and organic solvents. When an anionic surfactant is used as the dispersant for the component B, it is preferable to use water as the solvent for the component C. When a non-aqueous polymer dispersant or the like is used as the B component dispersant, an organic solvent is preferably used as the C component solvent.

有機溶媒としては、例えば芳香族系炭化水素系、脂肪族系炭化水素系、長鎖アルコール系、グリコール系、長鎖アルコールとカルボン酸とのエステル等の中で、沸点が100℃以上のものが挙げられる。これらは、金属インキやペーストの溶媒として好適に利用できる。このような化合物の具体例として、例えばターピネオール、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールエステート、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコール、テトラエチレングリコール、デカン、テトラデカンなどが挙げられ、これらは単独又は2種以上を混合して使用してもよい。   Examples of the organic solvent include aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, long-chain alcohols, glycols, and esters having a boiling point of 100 ° C. or more among esters of long-chain alcohols and carboxylic acids. Can be mentioned. These can be suitably used as a solvent for metal ink and paste. Specific examples of such compounds include terpineol, dihydroterpineol, dihydroterpineol estate, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol, tetraethylene glycol, decane, tetradecane, etc. These may be used alone or in admixture of two or more.

本実施の形態のニッケル微粒子スラリーは、(A)成分のニッケル微粒子を(B)成分の分散剤の存在下、例えば超音波などを利用して(C)成分の溶媒中で均一に分散させることにより調製できる。   In the nickel fine particle slurry of the present embodiment, the nickel fine particles of the component (A) are uniformly dispersed in the solvent of the component (C) using, for example, ultrasonic waves in the presence of the dispersant of the component (B). Can be prepared.

本実施の形態のニッケル微粒子スラリーは、(A)成分のニッケル微粒子が、(B)成分の分散剤によって、(C)成分の溶媒中に均一に分散した状態になっているため、各種の電子材料として、好適に用いることができる。特に、(A)成分のニッケル微粒子は、走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径(L)が20〜200nmの範囲内、粒子径のCV値が0.2以下、Scherrer法により算出される結晶子径(L)が15nm以上であり、結晶子径と平均粒子径との比(L/L)が0.15以上であるため、耐焼結性に優れており、例えば積層セラミックコンデンサの内部電極の材料として好ましく使用できる。また、本実施の形態のニッケル微粒子スラリーは、例えばアルリル樹脂、ブチラール樹脂、エチルセルロースなどのバインダー樹脂を直接添加することにより、(A)成分のニッケル微粒子の分散性を損なうことなくペースト化が可能となり好都合である。 In the nickel fine particle slurry of the present embodiment, the nickel fine particles of the component (A) are in a state of being uniformly dispersed in the solvent of the component (C) by the dispersant of the component (B). As a material, it can be used suitably. In particular, the nickel fine particle of component (A) is a crystal calculated by the Scherrer method, in which the average particle diameter (L 1 ) by scanning electron microscope observation is in the range of 20 to 200 nm, the CV value of the particle diameter is 0.2 or less. Since the core diameter (L 2 ) is 15 nm or more and the ratio of crystallite diameter to average particle diameter (L 2 / L 1 ) is 0.15 or more, it has excellent sintering resistance. For example, a multilayer ceramic capacitor It can be preferably used as a material for the internal electrode. In addition, the nickel fine particle slurry of the present embodiment can be made into a paste without impairing the dispersibility of the nickel fine particles of component (A) by directly adding a binder resin such as allyl resin, butyral resin, ethyl cellulose, or the like. Convenient.

[金属微粒子の製造方法]
次に、上記(A)成分のニッケル微粒子に代表される金属微粒子の製造方法について説明する。本実施の形態の金属微粒子の製造方法は、走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径が20〜200nmの範囲内にある原料金属微粒子を準備する第1の工程と、前記原料金属微粒子を、液相中に分散させた状態で、レーザー光を照射することによって加熱し、Scherrer法により算出される結晶子径が、加熱前における前記原料金属微粒子の結晶子径の1.3倍以上である金属微粒子を製造する第2の工程(レーザー照射工程)と、を備えている。
[Production method of metal fine particles]
Next, a method for producing metal fine particles typified by nickel fine particles of the component (A) will be described. The method for producing metal fine particles of the present embodiment includes a first step of preparing raw metal fine particles having an average particle diameter in a range of 20 to 200 nm by observation with a scanning electron microscope, Metal fine particles heated by irradiating a laser beam in a dispersed state and having a crystallite diameter calculated by the Scherrer method of 1.3 times or more of the crystallite diameter of the raw metal fine particles before heating The 2nd process (laser irradiation process) which manufactures.

<第1の工程:原料金属微粒子を準備する工程>
第1の工程では、走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径が20〜200nmの範囲内にある原料金属微粒子を準備する。原料金属微粒子(レーザー照射の対象となる原料として用いる金属微粒子)を構成する金属種としては、例えば、Co、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Ru、In、及びそれらの合金等を挙げることができる。これらの中でも、磁性金属であるCo、Fe、Ni、その合金が好ましい。原料金属微粒子としては、ニッケル微粒子が最も好ましい。ニッケル微粒子は、上述の(A)成分と同様のものを用いることができる。
<First step: Step of preparing raw metal fine particles>
In the first step, raw material metal fine particles having an average particle diameter in the range of 20 to 200 nm by observation with a scanning electron microscope are prepared. Examples of the metal species constituting the raw metal fine particles (metal fine particles used as the raw material to be irradiated with laser) include Co, Fe, Ni, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Ru, In, and alloys thereof. Etc. Among these, magnetic metals such as Co, Fe, Ni, and alloys thereof are preferable. As the raw material metal fine particles, nickel fine particles are most preferable. As the nickel fine particles, those similar to the component (A) described above can be used.

原料金属微粒子の平均粒子径は、例えば積層セラミックスコンデンサ(MLCC)の内部電極形成用の導電ペーストなどへの利用を考慮すると、走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径が20〜200nmの範囲内であり、40〜150nmの範囲内とすることが好ましい。また、特に平均粒子径が100nm以下の原料金属微粒子は、元来耐焼結性が低いため、本発明方法による耐焼結性の向上効果が大きく得られる。また、原料金属微粒子の粒子径分布は狭いほどよく、CV値が例えば0.2以下であることが好ましい。このような原料金属微粒子を調製する方法は特に限定されるものではなく、例えば液相法、気相法等の方法で調製したものを用いることができるが、液相法で調製したものは粒度分布が狭いために好ましい。また、液相法で調製した原料金属微粒子は、気相法で調製した原料金属微粒子に比べ、元々の熱履歴が少ないことから、焼結しやすい傾向があり、本発明方法による耐焼結性改善の効果が大きく得られる。   The average particle size of the raw metal fine particles is within the range of 20 to 200 nm in terms of the average particle size by observation with a scanning electron microscope, for example, considering use for a conductive paste for forming an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor (MLCC). , 40 to 150 nm is preferable. In particular, since the raw metal fine particles having an average particle diameter of 100 nm or less have a low sintering resistance from the beginning, the effect of improving the sintering resistance by the method of the present invention can be greatly obtained. The particle size distribution of the raw metal fine particles is preferably as narrow as possible, and the CV value is preferably 0.2 or less, for example. The method for preparing such raw material metal fine particles is not particularly limited, and for example, those prepared by a liquid phase method, a gas phase method or the like can be used. This is preferable because the distribution is narrow. In addition, raw metal fine particles prepared by the liquid phase method tend to sinter more easily than raw metal fine particles prepared by the gas phase method, and therefore, the sintering resistance is improved by the method of the present invention. The effect is greatly obtained.

液相法による原料金属微粒子の製造方法では、少なくとも1種類の金属塩を溶媒中に溶解又は分散させた溶液を用い、例えば加熱還元、水熱合成、還元剤による還元等によって、原料金属微粒子を得ることができる。金属塩の種類は特に限定されないが、得られる原料金属微粒子を構成する金属の種類に応じて金属塩の種類を選択することができる。金属塩としては、例えば、水酸化物、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、カルボン酸塩、β−ジケトナト塩等が挙げられる。この中でも、還元工程での解離温度(分解温度)が比較的低いカルボン酸塩を用いることが有利であるが、得られる原料金属微粒子における結晶性が低く、すなわち得られる原料金属微粒子における結晶子が小さいので、本発明の効果を得られやすい。   In the method for producing raw metal fine particles by the liquid phase method, a solution in which at least one metal salt is dissolved or dispersed in a solvent is used. For example, the raw metal fine particles are obtained by heat reduction, hydrothermal synthesis, reduction with a reducing agent, or the like. Can be obtained. Although the kind of metal salt is not specifically limited, The kind of metal salt can be selected according to the kind of metal which comprises the raw material fine metal particle obtained. Examples of the metal salt include hydroxide, halide, nitrate, sulfate, carbonate, carboxylate, β-diketonate and the like. Among these, it is advantageous to use a carboxylate having a relatively low dissociation temperature (decomposition temperature) in the reduction step, but the crystallinity in the obtained raw metal fine particles is low, that is, the crystallites in the obtained raw metal fine particles are low. Since it is small, it is easy to obtain the effects of the present invention.

以下、原料金属微粒子が、原料ニッケル微粒子である場合を例に挙げて、湿式還元法による原料金属微粒子の製造方法について説明する。   Hereinafter, the case where the raw metal fine particles are raw nickel fine particles will be described as an example, and a method for producing raw metal fine particles by a wet reduction method will be described.

湿式還元法による原料ニッケル微粒子の製造は、次の工程A及びB;
A)カルボン酸ニッケル及び1級アミンを含む混合物を、100℃〜165℃の範囲内の温度に加熱して錯化反応液を得る錯化反応液生成工程、
及び、
B)該錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱して該錯化反応液中のニッケルイオンを還元し、1級アミンで被覆された原料ニッケル微粒子のスラリーを得る原料ニッケル微粒子スラリー生成工程、
を含むことができる。
Production of the raw material nickel fine particles by the wet reduction method includes the following steps A and B;
A) Complexation reaction liquid production | generation process which heats the mixture containing nickel carboxylate and primary amine to the temperature within the range of 100 to 165 degreeC, and obtains a complexation reaction liquid,
as well as,
B) A raw material for heating the complexing reaction liquid to a temperature of 170 ° C. or higher by microwave irradiation to reduce nickel ions in the complexing reaction liquid to obtain a slurry of raw material nickel fine particles coated with a primary amine Nickel fine particle slurry generation process,
Can be included.

工程A)錯化反応液生成工程:
(カルボン酸ニッケル)
カルボン酸ニッケル(カルボン酸のニッケル塩)は、カルボン酸の種類を限定するものではなく、例えば、カルボキシル基が1つのモノカルボン酸であってもよく、また、カルボキシル基が2つ以上のカルボン酸であってもよい。また、非環式カルボン酸であってもよく、環式カルボン酸であってもよい。このようなカルボン酸ニッケルとして、非環式モノカルボン酸ニッケルを好適に用いることができ、非環式モノカルボン酸ニッケルのなかでも、ギ酸ニッケル、酢酸ニッケル、プロピオン酸ニッケル、シュウ酸ニッケル、安息香酸ニッケル等を用いることがより好ましい。これらの非環式モノカルボン酸ニッケルを用いることによって、例えば、得られる原料ニッケル微粒子は、その形状のばらつきが抑制され、均一な形状として形成されやすくなる。カルボン酸ニッケルは、無水物であってもよく、また水和物であってもよい。
Step A) Complexation reaction solution generation step:
(Nickel carboxylate)
The nickel carboxylate (nickel salt of carboxylic acid) is not limited to the type of carboxylic acid. For example, the carboxyl group may be a monocarboxylic acid having one carboxyl group, or a carboxylic acid having two or more carboxyl groups. It may be. Moreover, acyclic carboxylic acid may be sufficient and cyclic carboxylic acid may be sufficient. As such nickel carboxylate, nickel acyclic monocarboxylate can be preferably used, and among nickel acyclic monocarboxylate, nickel formate, nickel acetate, nickel propionate, nickel oxalate, benzoic acid It is more preferable to use nickel or the like. By using these nickel acyclic monocarboxylates, for example, the resulting raw material nickel fine particles are suppressed from variation in shape and are easily formed in a uniform shape. The nickel carboxylate may be an anhydride or a hydrate.

なお、カルボン酸ニッケルに代えて、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、炭酸ニッケル、水酸化ニッケル等の無機塩を用いることも考えられるが、無機塩の場合、解離(分解)が高温であるため、解離後のニッケルイオン(又はニッケル錯体)を還元する過程で更なる高い温度での加熱が必要となるため好ましくない。また、Ni(acac)(β-ジケトナト錯体)、ステアリン酸ニッケル等の有機配位子により構成されるニッケル塩を用いることも考えられるが、これらのニッケル塩を用いると、原料コストが高くなり好ましくない。 In addition, it is possible to use inorganic salts such as nickel chloride, nickel nitrate, nickel sulfate, nickel carbonate, nickel hydroxide instead of nickel carboxylate, but in the case of inorganic salts, dissociation (decomposition) is high temperature. In the process of reducing the dissociated nickel ions (or nickel complex), heating at a higher temperature is required, which is not preferable. It is also possible to use nickel salts composed of organic ligands such as Ni (acac) 2 (β-diketonato complex) and nickel stearate, but using these nickel salts increases the raw material cost. It is not preferable.

(1級アミン)
1級アミンは、ニッケルイオンとの錯体を形成することができ、ニッケル錯体(又はニッケルイオン)に対する還元能を効果的に発揮する。一方、2級アミンは立体障害が大きいため、ニッケル錯体の良好な形成を阻害するおそれがあり、3級アミンはニッケルイオンの還元能を有しないため、いずれも単独では使用できないが、1級アミンを使用する上で、生成する原料ニッケル微粒子の形状に支障を与えない範囲でこれらを併用することは差し支えない。1級アミンは、ニッケルイオンとの錯体を形成できるものであれば、特に限定するものではなく、常温で固体又は液体のものが使用できる。ここで、常温とは、20℃±15℃をいう。常温で液体の1級アミンは、ニッケル錯体を形成する際の有機溶媒としても機能する。なお、常温で固体の1級アミンであっても、100℃以上の加熱によって液体であるか、又は有機溶媒を用いて溶解するものであれば、特に問題はない。
(Primary amine)
The primary amine can form a complex with nickel ions, and effectively exhibits a reducing ability for nickel complexes (or nickel ions). On the other hand, secondary amines have great steric hindrance and may hinder the good formation of nickel complexes. Since tertiary amines do not have the ability to reduce nickel ions, none can be used alone. When these are used, they may be used in combination as long as they do not hinder the shape of the raw material nickel fine particles to be produced. The primary amine is not particularly limited as long as it can form a complex with nickel ions, and can be a solid or liquid at room temperature. Here, room temperature means 20 ° C. ± 15 ° C. The primary amine that is liquid at room temperature also functions as an organic solvent for forming the nickel complex. In addition, even if it is a primary amine solid at normal temperature, there is no particular problem as long as it is liquid by heating at 100 ° C. or higher, or can be dissolved using an organic solvent.

1級アミンは、芳香族1級アミンであってもよいが、反応液におけるニッケル錯体形成の容易性の観点からは脂肪族1級アミンが好適である。脂肪族1級アミンは、例えばその炭素鎖の長さを調整することによって生成する原料ニッケル微粒子の粒径を制御することができ、特に平均粒径が20nm〜100nmの範囲内にある原料ニッケル微粒子を製造する場合において有利である。原料ニッケル微粒子の粒径を制御する観点から、脂肪族1級アミンは、その炭素数が6〜20程度のものから選択して用いることが好適である。炭素数が多いほど得られる原料ニッケル微粒子の粒径が小さくなる。このようなアミンとして、例えばオクチルアミン、トリオクチルアミン、ジオクチルアミン、ヘキサデシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ミリスチルアミン、ラウリルアミン等を挙げることができる。例えばオレイルアミンは、原料ニッケル微粒子生成過程に於ける温度条件下において液体状態として存在するため均一溶液で反応を効率的に進行できる。   The primary amine may be an aromatic primary amine, but an aliphatic primary amine is preferred from the viewpoint of easy nickel complex formation in the reaction solution. The aliphatic primary amine can control the particle diameter of the raw material nickel fine particles produced, for example, by adjusting the length of the carbon chain, and in particular, the raw material nickel fine particles having an average particle diameter in the range of 20 nm to 100 nm. This is advantageous in the case of manufacturing. From the viewpoint of controlling the particle diameter of the raw material nickel fine particles, the aliphatic primary amine is preferably selected from those having about 6 to 20 carbon atoms. The larger the number of carbon atoms, the smaller the particle diameter of the raw material nickel fine particles obtained. Examples of such amines include octylamine, trioctylamine, dioctylamine, hexadecylamine, dodecylamine, tetradecylamine, stearylamine, oleylamine, myristylamine, and laurylamine. For example, oleylamine exists in a liquid state under the temperature conditions in the raw material nickel fine particle production process, and therefore the reaction can proceed efficiently in a homogeneous solution.

1級アミンは、原料ニッケル微粒子の生成時に表面修飾剤として機能するため、1級アミンの除去後においても二次凝集を抑制できる。また、1級アミンは、還元反応後の生成した原料ニッケル微粒子の固体成分と溶剤または未反応の1級アミン等を分離する洗浄工程における処理操作の容易性の観点からは室温で液体のものが好ましい。更に、1級アミンは、ニッケル錯体を還元して原料ニッケル微粒子を得るときの反応制御の容易性の観点からは還元温度より沸点が高いものが好ましい。すなわち、脂肪族1級アミンにおいては沸点が180℃以上のものが好ましく、200℃以上のものがより好ましく、また、炭素数が9以上のものが好ましい。ここで、例えば炭素数が9である脂肪族アミンのC21N(ノニルアミン)の沸点は201℃である。1級アミンの量は、ニッケル1molに対して2mol以上用いることが好ましく、2.2mol以上用いることがより好ましく、4mol以上用いることが望ましい。1級アミンの量が2mol未満では、得られる原料ニッケル微粒子の粒子径の制御が困難となり、粒子径がばらつきやすくなる。また、1級アミンの量の上限は特にはないが、例えば生産性の観点からは20mol以下とすることが好ましい。 Since the primary amine functions as a surface modifier during the production of the raw material nickel fine particles, secondary aggregation can be suppressed even after removal of the primary amine. In addition, the primary amine is liquid at room temperature from the viewpoint of ease of processing operation in the washing process for separating the solid component of the raw material nickel fine particles generated after the reduction reaction and the solvent or the unreacted primary amine. preferable. Further, the primary amine is preferably one having a boiling point higher than the reduction temperature from the viewpoint of ease of reaction control when the nickel complex is reduced to obtain raw material nickel fine particles. That is, the aliphatic primary amine preferably has a boiling point of 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, and preferably has 9 or more carbon atoms. Here, for example, the boiling point of C 9 H 21 N (nonylamine) of an aliphatic amine having 9 carbon atoms is 201 ° C. The amount of primary amine is preferably 2 mol or more, more preferably 2.2 mol or more, and more preferably 4 mol or more with respect to 1 mol of nickel. When the amount of the primary amine is less than 2 mol, it is difficult to control the particle diameter of the raw material nickel fine particles to be obtained, and the particle diameter tends to vary. The upper limit of the amount of primary amine is not particularly limited, but is preferably 20 mol or less from the viewpoint of productivity, for example.

(有機溶媒)
工程Aでは、均一溶液での反応をより効率的に進行させるために、1級アミンとは別の有機溶媒を新たに添加してもよい。有機溶媒を用いる場合、有機溶媒をカルボン酸ニッケル及び1級アミンと同時に混合してもよいが、カルボン酸ニッケル及び1級アミンを先ず混合し錯形成した後に有機溶媒を加えると、1級アミンが効率的にニッケル原子に配位するので、より好ましい。使用できる有機溶媒としては、1級アミンとニッケルイオンとの錯形成を阻害しないものであれば、特に限定するものではなく、例えば炭素数4〜30のエーテル系有機溶媒、炭素数7〜30の飽和又は不飽和の炭化水素系有機溶媒、炭素数8〜18のアルコール系有機溶媒等を使用することができる。また、マイクロ波照射による加熱条件下でも使用を可能とする観点から、使用する有機溶媒は、沸点が170℃以上のものを選択することが好ましく、より好ましくは200〜300℃の範囲内にあるものを選択することがよい。このような有機溶媒の具体例としては、例えばテトラエチレングリコール、n−オクチルエーテル等が挙げられる。
(Organic solvent)
In step A, an organic solvent different from the primary amine may be newly added in order to allow the reaction in the homogeneous solution to proceed more efficiently. When an organic solvent is used, the organic solvent may be mixed simultaneously with the nickel carboxylate and the primary amine. However, when the organic solvent is added after first mixing the nickel carboxylate and the primary amine to form a complex, It is more preferable because it efficiently coordinates to a nickel atom. The organic solvent that can be used is not particularly limited as long as it does not inhibit the complex formation between the primary amine and the nickel ion. For example, the organic solvent having 4 to 30 carbon atoms, 7 to 30 carbon atoms, and the like. A saturated or unsaturated hydrocarbon organic solvent, an alcohol organic solvent having 8 to 18 carbon atoms, or the like can be used. Moreover, from the viewpoint of enabling use even under heating conditions by microwave irradiation, it is preferable to select an organic solvent having a boiling point of 170 ° C. or higher, more preferably in the range of 200 to 300 ° C. It is better to choose one. Specific examples of such an organic solvent include tetraethylene glycol and n-octyl ether.

2価のニッケルイオンは配位子置換活性種として知られており、形成する錯体の配位子は温度、濃度によって容易に配位子交換により錯形成が変化する可能性がある。例えばカルボン酸ニッケルおよび1級アミンの混合物を熱処理して反応液を得る工程において、用いるアミンの炭素鎖長等の立体障害を考慮すると、例えば、図1に示すようなカルボン酸イオン(RCOO、RCOO)が二座配位(a)または単座配位(b)いずれかで配位する可能性があり、さらにアミンの濃度が大過剰の場合は外圏にカルボン酸イオンが存在する(c)の少なくとも3種の可能性がある。目的とする反応温度(還元温度)に於いて均一溶液とするには少なくともA、B、C、D、E、Fの配位子のうち少なくとも一箇所は1級アミンが配位している必要がある。その状態をとるには、1級アミンが過剰に反応溶液内に存在している必要があり、少なくともニッケルイオン1molに対し2mol以上存在していることが好ましく、2.2mol以上存在していることがより好ましく、4mol以上存在していることが望ましい。 A divalent nickel ion is known as a ligand-substituted active species, and the ligand of the complex to be formed may easily change in complex formation by ligand exchange depending on temperature and concentration. For example, in the step of obtaining a reaction solution by heat-treating a mixture of nickel carboxylate and primary amine, considering steric hindrance such as the carbon chain length of the amine used, for example, carboxylate ions (R 1 COO as shown in FIG. 1) , R 2 COO) may be coordinated by either bidentate coordination (a) or monodentate coordination (b), and when the amine concentration is in large excess, carboxylate ions are present in the outer sphere. There are at least three possibilities of (c). In order to obtain a homogeneous solution at the target reaction temperature (reduction temperature), at least one of the ligands of A, B, C, D, E, and F must be coordinated with a primary amine. There is. In order to take this state, it is necessary that the primary amine is excessively present in the reaction solution, and it is preferable that at least 2 mol per 1 mol of nickel ions is present, and 2.2 mol or more exist. It is more preferable that 4 mol or more is present.

この錯形成反応は室温に於いても進行することができるが、十分且つ、より効率の良い錯形成反応を行うために、100℃〜165℃の範囲内の温度に加熱して反応を行う。この加熱は、カルボン酸ニッケルとして、例えばギ酸ニッケル2水和物や酢酸ニッケル4水和物のようなカルボン酸ニッケルの水和物を用いた場合に特に有利である。加熱温度は、好ましくは100℃を超える温度とし、より好ましくは105℃以上の温度とすることで、カルボン酸ニッケルに配位した配位水と1級アミンとの配位子置換反応が効率よく行われ、この錯体配位子としての水分子を解離させることができ、さらにその水を系外に出すことができるので効率よく錯体を形成させることができる。例えば、ギ酸ニッケル2水和物は、室温では2個の配位水と2座配位子である2個のギ酸イオンが存在した錯体構造をとっているため、この2つの配位水と1級アミンの配位子置換により効率よく錯形成させるには、100℃より高い温度で加熱することでこの錯体配位子としての水分子を解離させることが好ましい。また、カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成反応における熱処理は、後に続くニッケル錯体(又はニッケルイオン)のマイクロ波照射による加熱還元の過程と確実に分離し、前記の錯形成反応を完結させるという観点から、上記の上限温度以下とし、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下とすることがよい。   Although this complex formation reaction can proceed even at room temperature, the reaction is carried out by heating to a temperature in the range of 100 ° C. to 165 ° C. in order to perform a sufficient and more efficient complex formation reaction. This heating is particularly advantageous when nickel carboxylate hydrate such as nickel formate dihydrate or nickel acetate tetrahydrate is used as nickel carboxylate. The heating temperature is preferably a temperature exceeding 100 ° C., more preferably a temperature of 105 ° C. or more, so that the ligand substitution reaction between the coordinating water coordinated with nickel carboxylate and the primary amine is efficient. The water molecule as the complex ligand can be dissociated, and the water can be discharged out of the system, so that the complex can be formed efficiently. For example, nickel formate dihydrate has a complex structure in which two coordination waters and two formate ions as bidentate ligands exist at room temperature. In order to efficiently form a complex by substituting a ligand for a primary amine, it is preferable to dissociate the water molecule as the complex ligand by heating at a temperature higher than 100 ° C. In addition, the heat treatment in the complex formation reaction between nickel carboxylate and primary amine is surely separated from the subsequent heat reduction process by microwave irradiation of the nickel complex (or nickel ion) to complete the complex formation reaction. In view of the above, the temperature is set to the upper limit temperature or lower, preferably 160 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower.

加熱時間は、加熱温度や、各原料の含有量に応じて適宜決定することができるが、錯形成反応を完結させるという観点から、10分以上とすることが好ましい。加熱時間の上限は特にないが、長時間熱処理することはエネルギー消費及び工程時間を節約する観点から無駄である。なお、この加熱の方法は、特に制限されず、例えばオイルバスなどの熱媒体による加熱であっても、マイクロ波照射による加熱であってもよい。   The heating time can be appropriately determined according to the heating temperature and the content of each raw material, but is preferably 10 minutes or more from the viewpoint of completing the complex formation reaction. There is no upper limit on the heating time, but heat treatment for a long time is useless from the viewpoint of saving energy consumption and process time. The heating method is not particularly limited, and may be heating by a heat medium such as an oil bath or heating by microwave irradiation.

カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成反応は、カルボン酸ニッケルと1級アミンとを有機溶媒中で混合して得られる溶液を加熱したときに、溶液の色の変化によって確認することができる。また、この錯形成反応は、例えば紫外・可視吸収スペクトル測定装置を用いて、300nm〜750nmの波長領域において観測される吸収スペクトルの吸収極大の波長を測定し、原料の極大吸収波長(例えばギ酸ニッケル2水和物ではその極大吸収波長は710nmであり、酢酸ニッケル4水和物ではその極大吸収波長は710nmである。)に対する錯化反応液のシフト(極大吸収波長が600nmにシフト)を観測することによって確認することができる。   The complex formation reaction between nickel carboxylate and primary amine can be confirmed by a change in the color of the solution when a solution obtained by mixing nickel carboxylate and primary amine in an organic solvent is heated. . In addition, this complex formation reaction is carried out by measuring the absorption maximum wavelength of the absorption spectrum observed in the wavelength region of 300 nm to 750 nm using, for example, an ultraviolet / visible absorption spectrum measuring apparatus, and measuring the maximum absorption wavelength of the raw material (for example, nickel formate). In dihydrate, the maximum absorption wavelength is 710 nm, and in nickel acetate tetrahydrate, the maximum absorption wavelength is 710 nm.) The shift of the complexing reaction solution (the maximum absorption wavelength shifts to 600 nm) is observed. Can be confirmed.

カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成が行われた後、得られる反応液を、次に説明するように、マイクロ波照射によって加熱することにより、ニッケル錯体のニッケルイオンが還元され、ニッケルイオンに配位しているカルボン酸イオンが同時に分解し、最終的に酸化数が0価のニッケルを含有する原料ニッケル微粒子が生成する。一般にカルボン酸ニッケルは水を溶媒とする以外の条件では難溶性であり、マイクロ波照射による加熱還元反応の前段階として、カルボン酸ニッケルを含む溶液は均一反応溶液とする必要がある。これに対して、本実施の形態で使用される1級アミンは、使用温度条件で液体であり、かつそれがニッケルイオンに配位することで液化し、均一反応溶液を形成すると考えられる。   After the complex formation between nickel carboxylate and primary amine is performed, the resulting reaction solution is heated by microwave irradiation to reduce the nickel ions of the nickel complex as described below. At the same time, the carboxylate ions coordinated to the base metal are decomposed, and finally, nickel fine particles containing nickel having an oxidation number of 0 are produced. In general, nickel carboxylate is hardly soluble under conditions other than using water as a solvent, and a solution containing nickel carboxylate needs to be a homogeneous reaction solution as a pre-stage of the heat reduction reaction by microwave irradiation. On the other hand, the primary amine used in the present embodiment is liquid under the operating temperature conditions, and is considered to be liquefied by coordination with nickel ions to form a homogeneous reaction solution.

工程B)原料ニッケル微粒子スラリー生成工程:
本工程では、カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成反応によって得られた錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱し、錯化反応液中のニッケルイオンを還元して1級アミンで被覆された原料ニッケル微粒子スラリーを得る。マイクロ波照射によって加熱する温度は、得られる原料ニッケル微粒子の形状のばらつきを抑制するという観点から、好ましくは180℃以上、より好ましくは200℃以上とすることがよい。加熱温度の上限は特にないが、処理を能率的に行う観点からは例えば270℃以下とすることが好適である。なお、マイクロ波の使用波長は、特に限定するものではなく、例えば2.45GHzである。なお、加熱温度は、例えばカルボン酸ニッケルの種類や原料ニッケル微粒子の核発生を促進させる添加剤の使用などによって、適宜調整することができる。
Process B) Raw material nickel fine particle slurry production process:
In this step, the complexing reaction solution obtained by the complexation reaction between nickel carboxylate and primary amine is heated to a temperature of 170 ° C. or higher by microwave irradiation to reduce nickel ions in the complexing reaction solution. To obtain a raw material nickel fine particle slurry coated with a primary amine. The temperature for heating by microwave irradiation is preferably 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, from the viewpoint of suppressing variation in the shape of the obtained raw material nickel fine particles. The upper limit of the heating temperature is not particularly limited, but is preferably set to 270 ° C. or less, for example, from the viewpoint of efficiently performing the treatment. In addition, the use wavelength of a microwave is not specifically limited, For example, it is 2.45 GHz. The heating temperature can be appropriately adjusted depending on, for example, the type of nickel carboxylate and the use of an additive that promotes the nucleation of the raw material nickel fine particles.

本工程では、マイクロ波が反応液内に浸透するため、均一加熱が行われ、かつ、エネルギーを媒体に直接与えることができるため、急速加熱を行うことができる。これにより、反応液全体を所望の温度に均一にすることができ、ニッケル錯体(又はニッケルイオン)の還元、核生成、核成長各々の過程を溶液全体において同時に生じさせ、結果として粒径分布の狭い単分散な粒子を短時間で容易に製造することができる。   In this step, since microwaves penetrate into the reaction solution, uniform heating is performed, and energy can be directly applied to the medium, so that rapid heating can be performed. As a result, the entire reaction solution can be made uniform at a desired temperature, and the processes of reduction, nucleation, and nucleation of the nickel complex (or nickel ions) can occur simultaneously in the entire solution. Narrow monodisperse particles can be easily produced in a short time.

均一な粒径を有する原料ニッケル微粒子を生成させるには、工程Aの錯化反応液生成工程(ニッケル錯体の生成が行われる工程)でニッケル錯体を均一にかつ十分に生成させることと、本工程Bの原料ニッケル微粒子スラリー生成工程で、ニッケル錯体(又はニッケルイオン)の還元により生成するニッケル(0価)の核の同時発生・成長を行う必要がある。すなわち、錯化反応液生成工程の加熱温度を上記の特定の範囲内で調整し、原料ニッケル微粒子スラリー生成工程におけるマイクロ波による加熱温度よりも確実に低くしておくことで、粒径・形状の整った粒子が生成し易い。例えば、錯化反応液生成工程で加熱温度が高すぎるとニッケル錯体の生成とニッケル(0価)への還元反応が同時に進行し異種の金属種が発生することで、原料ニッケル微粒子スラリー生成工程での粒子形状の整った粒子の生成が困難となるおそれがある。また、原料ニッケル微粒子スラリー生成工程の加熱温度が低すぎるとニッケル(0価)への還元反応速度が遅くなり核の発生が少なくなるため粒子が大きくなるだけでなく、原料ニッケル微粒子の収率の点からも好ましくはない。   In order to generate the raw material nickel fine particles having a uniform particle size, the nickel complex is uniformly and sufficiently generated in the complexing reaction liquid generating step (step in which the nickel complex is generated) in step A, and this step In the raw material nickel fine particle slurry generation step of B, it is necessary to simultaneously generate and grow nickel (zero-valent) nuclei generated by reduction of the nickel complex (or nickel ions). That is, by adjusting the heating temperature of the complexing reaction liquid generation step within the above specific range and ensuring that it is lower than the heating temperature by the microwave in the raw material nickel fine particle slurry generation step, Easy to produce ordered particles. For example, if the heating temperature is too high in the complexing reaction liquid generation process, the formation of a nickel complex and the reduction reaction to nickel (zero valence) proceed at the same time to generate different types of metal species. It may be difficult to produce particles having a uniform particle shape. Moreover, if the heating temperature in the raw material nickel fine particle slurry generation process is too low, the reduction reaction rate to nickel (zero valence) is slowed and the generation of nuclei is reduced, so that not only the particles are enlarged, but also the yield of the raw material nickel fine particles is reduced. It is not preferable also from a point.

マイクロ波照射によって加熱して得られる原料ニッケル微粒子スラリーを、例えば、静置分離し、上澄み液を取り除いた後、適当な溶媒を用いて洗浄し、乾燥することで、原料ニッケル微粒子が得られる。原料ニッケル微粒子スラリー生成工程においては、必要に応じ、前述した有機溶媒を加えてもよい。なお、前記したように、錯形成反応に使用する1級アミンを有機溶媒としてそのまま用いることが好ましい。   The raw material nickel fine particle slurry obtained by heating by microwave irradiation is, for example, left and separated, and after removing the supernatant liquid, the raw material nickel fine particles are obtained by washing with an appropriate solvent and drying. In the raw material nickel fine particle slurry generating step, the organic solvent described above may be added as necessary. As described above, the primary amine used for the complex formation reaction is preferably used as it is as the organic solvent.

以上のようにして、平均粒子径が20〜200nmの範囲内の原料ニッケル微粒子を調製することができる。ニッケル以外の原料金属微粒子についても、上記方法に準じて製造できる。   As described above, raw material nickel fine particles having an average particle diameter in the range of 20 to 200 nm can be prepared. Raw metal fine particles other than nickel can also be produced according to the above method.

<第2の工程:レーザー照射工程>
第2の工程では、原料ニッケル微粒子に代表される原料金属微粒子を液相中に分散させた状態で、レーザー光を照射することによって加熱する。レーザーとしては、例えば、紫外線レーザー、可視光レーザー、赤外線レーザーなどを利用できる。特に、レーザー光の波長が200〜800nmの範囲内である紫外線レーザー、可視光レーザーが好ましい。例えば、紫外線レーザーとしては、パルスレーザー光であるエキシマレーザを利用することが好ましい。エキシマレーザは、ArF、KrF、XeCl、XeF、F等から波長400nm以下の紫外線を選ぶことができる。また、可視光レーザーとしては、例えばヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、半導体レーザーなどを利用できる。また、原料金属微粒子を構成する元素、粒子径などによって、レーザー光の波長を適宜選択すればよいが、溶媒には吸収されにくく(加熱されにくく)、原料金属微粒子が吸収されやすい(加熱されやすい)ようにするために、照射するレーザーは紫外線レーザーが好適に使用できる。
<Second step: laser irradiation step>
In the second step, heating is performed by irradiating a laser beam in a state where raw metal fine particles typified by raw nickel fine particles are dispersed in a liquid phase. As the laser, for example, an ultraviolet laser, a visible light laser, an infrared laser, or the like can be used. In particular, an ultraviolet laser and a visible light laser having a laser beam wavelength in the range of 200 to 800 nm are preferable. For example, as the ultraviolet laser, it is preferable to use an excimer laser that is pulsed laser light. The excimer laser can select ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less from ArF, KrF, XeCl, XeF, F 2 or the like. As the visible light laser, for example, a helium neon laser, an argon ion laser, a semiconductor laser, or the like can be used. Further, the wavelength of the laser beam may be appropriately selected depending on the elements constituting the raw metal fine particles, the particle diameter, etc., but the solvent is not easily absorbed (not easily heated) and the raw metal fine particles are easily absorbed (easily heated). Therefore, an ultraviolet laser can be preferably used as the laser for irradiation.

レーザー照射の条件は、レーザー照射時の原料金属微粒子の挙動を想定して決定することが好ましく、連続照射でもよいし、パルス照射でもよい。レーザーの強度は、原料金属微粒子の溶融温度以下の温度になるように設定することが好ましい。例えば、紫外線パルスレーザーの場合、1パルスあたりの強度は、例えば20〜120mJ/cmとすることが好ましい。1パルスあたりの強度が120mJ/cmを超えると、照射後の金属微粒子が凝集を引き起こすおそれがある。また、1パルスあたりの強度が20mJ/cm以下の場合、結晶子の成長が不十分になり、焼結温度の向上に寄与しない場合が多くなる。 The conditions for laser irradiation are preferably determined in consideration of the behavior of the raw metal fine particles during laser irradiation, and may be continuous irradiation or pulse irradiation. The intensity of the laser is preferably set so that the temperature is equal to or lower than the melting temperature of the raw metal fine particles. For example, in the case of an ultraviolet pulse laser, the intensity per pulse is preferably 20 to 120 mJ / cm 2 , for example. When the intensity per pulse exceeds 120 mJ / cm 2 , the metal fine particles after irradiation may cause aggregation. Moreover, when the intensity | strength per pulse is 20 mJ / cm < 2 > or less, the growth of a crystallite becomes inadequate and it does not contribute to the improvement of sintering temperature in many cases.

レーザー照射の時間は、原料金属微粒子の平均粒子径、レーザー光の強度などを考慮して決定することが好ましく、例えば3〜30分間の範囲内とすることができる。   The laser irradiation time is preferably determined in consideration of the average particle diameter of the raw material metal fine particles, the intensity of the laser beam, and the like, and can be, for example, in the range of 3 to 30 minutes.

第2工程におけるレーザー照射は、液相中に原料金属微粒子を分散させた状態で行うことができる。ここで、液相は、水又は沸点100℃以上の有機溶媒により構成されることが好ましい。また、レーザー照射は、液相が水であって、分散剤としてアニオン界面活性剤が配合されてなる原料金属微粒子スラリーや、液相が沸点100℃以上の有機溶媒であって、分散剤として2級又は3級のアミノ基を有する非水系高分子分散剤が配合されてなる原料金属微粒子スラリーの状態で行うことが好ましく、原料金属微粒子、上述の(B)成分及び(C)成分を含有する金属微粒子スラリーの状態で行うことが最も好ましい。原料金属微粒子を水又は沸点100℃以上の有機溶媒中に分散させた状態でレーザー照射を行うことによって、金属微粒子どうしの融着を防止しながら結晶子を成長させることができるとともに、表面の水酸化物(水酸化ニッケルなど)を酸化物(酸化ニッケルなど)に変化させ、金属微粒子の凝集を抑制できる。   The laser irradiation in the second step can be performed in a state where the raw material metal fine particles are dispersed in the liquid phase. Here, the liquid phase is preferably composed of water or an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher. Laser irradiation is a raw metal fine particle slurry in which the liquid phase is water and an anionic surfactant is blended as a dispersant, or an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher, and 2 as a dispersant. It is preferable to carry out in the state of the raw material metal fine particle slurry in which a non-aqueous polymer dispersant having a tertiary or tertiary amino group is blended, and contains the raw metal fine particles, the above-mentioned (B) component and (C) component. Most preferably, it is carried out in the state of a metal fine particle slurry. By performing laser irradiation in a state where the raw metal fine particles are dispersed in water or an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher, crystallites can be grown while preventing fusion of the metal fine particles, and surface water can be grown. By changing an oxide (such as nickel hydroxide) to an oxide (such as nickel oxide), aggregation of metal fine particles can be suppressed.

レーザー照射によって、金属微粒子の結晶子径を、照射前の原料金属微粒子における結晶子径の1.3倍以上、好ましくは1.5〜10倍の範囲内まで増加させることができる。ここで、レーザー照射後の金属微粒子の結晶子径は、例えば15nm以上であり、上限には制限がなく、例えば粒子径と同じでもよい。結晶子径は、Scherrerの式により算出することができる。また、レーザー照射によって、平均粒子径(L)に対する結晶子径(L)の比L/Lを0.15以上とすることが可能になる。金属微粒子の焼結温度は、その平均粒子径(L)が小さくなるほど低くなるが、平均粒子径(L)に対する結晶子径(L)の割合を大きくすることによって、焼結温度を高くすることができる。 By laser irradiation, the crystallite diameter of the metal fine particles can be increased to 1.3 times or more, preferably 1.5 to 10 times the crystallite diameter of the raw metal fine particles before irradiation. Here, the crystallite diameter of the metal fine particles after laser irradiation is, for example, 15 nm or more, and there is no limit on the upper limit, and it may be, for example, the same as the particle diameter. The crystallite diameter can be calculated by the Scherrer equation. Further, the ratio L 2 / L 1 of the crystallite diameter (L 2 ) to the average particle diameter (L 1 ) can be set to 0.15 or more by laser irradiation. The sintering temperature of the metal fine particles decreases as the average particle diameter (L 1 ) decreases, but the sintering temperature can be reduced by increasing the ratio of the crystallite diameter (L 2 ) to the average particle diameter (L 1 ). Can be high.

また、第2の工程後の金属微粒子における走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径は、原料金属微粒子の平均粒子径の1.1倍未満である。例えば、原料金属微粒子の平均粒子径が20〜200nmの範囲内であり、粒子径のCV値が0.2以下である場合、レーザー照射後の金属微粒子の平均粒子径は、最大でも22nm未満〜220nm未満の範囲内であり、20〜200nmの範囲内が好ましく、粒子径のCV値は0.2以下となる。このように、本実施の形態の方法では、レーザー照射によって、金属微粒子の平均粒子径をほとんど変化させずに、結晶子径のみを増大させることができる。   In addition, the average particle diameter of the fine metal particles after the second step by observation with a scanning electron microscope is less than 1.1 times the average particle diameter of the raw metal fine particles. For example, when the average particle diameter of the raw metal fine particles is in the range of 20 to 200 nm and the CV value of the particle diameter is 0.2 or less, the average particle diameter of the metal fine particles after laser irradiation is less than 22 nm at the maximum. It is within the range of less than 220 nm, preferably within the range of 20 to 200 nm, and the CV value of the particle diameter is 0.2 or less. As described above, in the method according to the present embodiment, only the crystallite diameter can be increased by changing the average particle diameter of the metal fine particles with laser irradiation.

本実施の形態の金属微粒子の製造方法は、上記工程A、Bを含む原料金属微粒子を準備する第1の工程と、レーザー照射を行う第2の工程とを含む一連のプロセスとすることができる。   The manufacturing method of the metal fine particle of this Embodiment can be made into a series of processes including the 1st process of preparing the raw material metal microparticle containing the said process A and B, and the 2nd process of performing laser irradiation. .

以上のようにして、結晶子が大きく、耐焼結性に優れた金属微粒子を製造することができる。得られる金属微粒子の平均粒子径は、レーザー照射前とほぼ同じ(1.1倍未満)であるにも関わらず、レーザー照射前の原料金属微粒子に比べ、結晶子径が1.3倍以上大きくなっている。そのため、例えばニッケル微粒子の場合、焼結温度が原料ニッケル微粒子に比べて50℃以上(好ましくは100℃以上)高く、耐焼結性が改善されている。従って、本発明方法によって得られる金属微粒子は、例えば積層セラミックコンデンサの内部電極等の材料として好適に用いることができる。   As described above, metal fine particles having large crystallites and excellent sintering resistance can be produced. Although the average particle diameter of the obtained metal fine particles is almost the same as that before laser irradiation (less than 1.1 times), the crystallite diameter is 1.3 times or more larger than the raw metal fine particles before laser irradiation. It has become. Therefore, for example, in the case of nickel fine particles, the sintering temperature is 50 ° C. or higher (preferably 100 ° C. or higher) higher than the raw material nickel fine particles, and the sintering resistance is improved. Accordingly, the metal fine particles obtained by the method of the present invention can be suitably used, for example, as a material for an internal electrode of a multilayer ceramic capacitor.

<作用>
次に、本発明方法の作用について、ニッケル微粒子を例に挙げて説明する。上記工程A、Bを含むマイクロ波照射による液相法によって合成された原料ニッケル微粒子は、平均粒子径が20〜200nmの範囲内で非常に粒度分布が狭いという長所を有している。しかし、原料ニッケル微粒子は、XRD測定でシェラーの式により算出される結晶子の大きさが5〜25nmと小さく、また粒子表面には、2〜6nmの水酸化物の皮膜が生成している。そのために、熱機械分析(TMA)による測定では、H/N雰囲気での5%熱収縮温度が250〜350℃であり、気相法で得られる同じ粒子径のニッケル微粒子(結晶子の大きさが20〜200nmで、ニッケル微粒子表面は1〜2nmの酸化皮膜)に比べて約100℃程度低い温度になる。このように、マイクロ波照射による液相法にて合成された原料ニッケル微粒子の耐焼結性が気相法によるものに比べ低い温度になる原因は、結晶子が小さいためと、水酸化物皮膜の存在により高温度で脱水反応が生じ、表面水酸基が縮合して、粒子自体が収縮するためと考えられる。
<Action>
Next, the action of the method of the present invention will be described by taking nickel fine particles as an example. The raw material nickel fine particles synthesized by the liquid phase method by microwave irradiation including the steps A and B have an advantage that the particle size distribution is very narrow within an average particle size range of 20 to 200 nm. However, in the raw material nickel fine particles, the crystallite size calculated by the Scherrer equation by XRD measurement is as small as 5 to 25 nm, and a hydroxide film of 2 to 6 nm is formed on the particle surface. Therefore, in the measurement by thermomechanical analysis (TMA), the 5% heat shrinkage temperature in an H 2 / N 2 atmosphere is 250 to 350 ° C., and nickel fine particles (crystallites) having the same particle diameter obtained by the vapor phase method are used. The size is 20 to 200 nm, and the surface of the nickel fine particles is about 100 ° C. lower than the oxide film of 1 to 2 nm. As described above, the reason why the sintering resistance of the raw material nickel fine particles synthesized by the liquid phase method by microwave irradiation is lower than that by the vapor phase method is that the crystallite is small and the hydroxide film This is probably because a dehydration reaction occurs at a high temperature due to the presence, the surface hydroxyl groups condense, and the particles themselves shrink.

そこで、本実施の形態では、原料ニッケル微粒子に対し、均一分散したスラリーの状態でレーザー照射による加熱を行う。このレーザー照射により、原料ニッケル微粒子からニッケル微粒子に変化する過程を図2に模式的に示した。図2(a)は、原料ニッケル微粒子10の断面構造を示している。マイクロ波照射による液相法で合成された原料ニッケル微粒子10は、複数の結晶子10aの集合体として構成されており、その表面には、無数の水酸化物が付着している。図2(b)は、原料ニッケル微粒子10をレーザー照射により加熱して得られたニッケル微粒子100の断面構造を示している。ニッケル微粒子100は、複数の結晶子10aの集合体である。液相法にてマイクロ波照射で合成され、表面に水酸基を有する原料ニッケル微粒子10に対し、レーザー照射加熱を行うことにより得られたニッケル微粒子100は、表面の水酸基が除去される。このような粒子の表面状態の変化は、通常のオイルバスやマントルヒーターなどの外部加熱ではみられない。たとえば、水を溶媒とするスラリーに対し、外部加熱を行う場合は、処理中の水温は100℃までしか到達せず、ニッケル微粒子表面には、拡散反射法による赤外線吸収スペクトルにおける波数3600〜3700cm−1における吸収ピーク(水酸化物に由来するピーク)が検出される程度に水酸化ニッケルの皮膜が残存する。従って、凝集しやすい水酸化皮膜によってニッケル微粒子の分散性が低下するとともに、結晶子の成長もほとんど生じないことから耐焼結性も向上しない。それに対し、レーザー照射では、レーザー光が水には殆ど吸収されず、原料ニッケル微粒子に効率よく吸収されることから、原料ニッケル微粒子10の加熱温度が瞬時に数百度まで上昇し、拡散反射法による赤外線吸収スペクトルにおける波数3600〜3700cm−1における吸収ピーク(水酸化物に由来するピーク)が検出されない程度まで水酸化ニッケルを減少させることができる。また、レーザー照射によって、ニッケル微粒子の温度上昇が生じ、これが原因となって生じる溶媒への伝熱により、溶媒の揮発が生じる懸念があるので、これを抑制するという観点から、レーザー照射はパルス照射が好ましい。 Therefore, in the present embodiment, the raw material nickel fine particles are heated by laser irradiation in a uniformly dispersed slurry state. The process of changing from raw nickel fine particles to nickel fine particles by this laser irradiation is schematically shown in FIG. FIG. 2A shows a cross-sectional structure of the raw material nickel fine particles 10. The raw material nickel fine particles 10 synthesized by the liquid phase method by microwave irradiation are configured as an aggregate of a plurality of crystallites 10a, and countless hydroxides are attached to the surface. FIG. 2B shows a cross-sectional structure of the nickel fine particles 100 obtained by heating the raw material nickel fine particles 10 by laser irradiation. The nickel fine particle 100 is an aggregate of a plurality of crystallites 10a. The nickel fine particles 100 obtained by performing laser irradiation heating on the raw material nickel fine particles 10 synthesized by microwave irradiation by a liquid phase method and having hydroxyl groups on the surface thereof have the surface hydroxyl groups removed. Such a change in the surface state of the particles is not observed by external heating such as a normal oil bath or mantle heater. For example, when external heating is performed on a slurry containing water as a solvent, the water temperature during the treatment reaches only 100 ° C., and the nickel fine particle surface has a wave number of 3600 to 3700 cm in an infrared absorption spectrum by a diffuse reflection method. The nickel hydroxide film remains to the extent that an absorption peak at 1 (peak derived from hydroxide) is detected. Therefore, the dispersibility of the nickel fine particles is reduced by the easily agglomerated hydroxide film, and the crystallite growth hardly occurs, so that the sintering resistance is not improved. On the other hand, in laser irradiation, the laser light is hardly absorbed by water and is efficiently absorbed by the raw material nickel fine particles, so that the heating temperature of the raw material nickel fine particles 10 instantaneously rises to several hundred degrees, and by the diffuse reflection method. Nickel hydroxide can be reduced to such an extent that an absorption peak (peak derived from hydroxide) at a wave number of 3600 to 3700 cm −1 in the infrared absorption spectrum is not detected. In addition, the laser irradiation causes the temperature rise of the nickel fine particles, and there is a concern that the solvent may volatilize due to the heat transfer to the solvent caused by this. From the viewpoint of suppressing this, the laser irradiation is a pulse irradiation. Is preferred.

また、レーザー照射によって、液相に分散した原料ニッケル微粒子10を局部的に加熱することによって、大きな熱エネルギーにより、原料ニッケル微粒子10を構成する結晶子10aを成長させ、結晶子10aのサイズが大きくすることができる。図2では、レーザー照射前の原料ニッケル微粒子10を構成する結晶子10aの粒子サイズをd、レーザー照射後のニッケル微粒子100を構成する結晶子10aの粒子サイズをLで示した。この関係は、L>d、好ましくはL≧1.3×dとなる(なお、図2ではLとdとの違いを誇張して表現している)。このように結晶子サイズを大きくすることによって、ニッケル微粒子100の焼結温度を高める効果が得られる。 Further, by locally heating the raw material nickel fine particles 10 dispersed in the liquid phase by laser irradiation, the crystallites 10a constituting the raw material nickel fine particles 10 are grown with large thermal energy, and the size of the crystallites 10a is increased. can do. In Figure 2, it shows a particle size of crystallite 10a constituting the raw material nickel particles 10 before laser irradiation d 2, the particle size of the crystallites 10a constituting the nickel particles 100 after laser irradiation in L 2. This relationship is L 2 > d 2 , preferably L 2 ≧ 1.3 × d 2 (in FIG. 2, the difference between L 2 and d 2 is exaggerated). By increasing the crystallite size in this way, an effect of increasing the sintering temperature of the nickel fine particles 100 can be obtained.

以上のように、本実施の形態の金属微粒子の製造方法では、平均粒子径20〜200nmの範囲内の原料金属微粒子にレーザー照射による熱処理を行うことにより、原料金属微粒子を構成する結晶子を効果的に大きくすることが可能なため、焼結温度が高い金属微粒子が得られる。このように、平均粒子径が20〜200nmの範囲内であり、かつ焼結温度が高い金属微粒子は、例えば積層セラミックコンデンサの内部電極の材料として好適に用いることができる。   As described above, in the method for producing metal fine particles of the present embodiment, the crystallites constituting the raw metal fine particles are effective by performing heat treatment by laser irradiation on the raw metal fine particles in the range of an average particle diameter of 20 to 200 nm. Therefore, metal fine particles having a high sintering temperature can be obtained. Thus, metal fine particles having an average particle diameter in the range of 20 to 200 nm and a high sintering temperature can be suitably used, for example, as a material for internal electrodes of a multilayer ceramic capacitor.

次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、本発明の実施例において特にことわりのない限り、各種測定、評価は下記によるものである。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these Examples. In the examples of the present invention, various measurements and evaluations are as follows unless otherwise specified.

[ニッケル微粒子の平均粒子径]
平均粒子径は、SEM(走査電子顕微鏡)により試料の写真を撮影して、その中から無作為に200個を抽出して、その平均粒径(面積平均径)と標準偏差を求めた。具体的には、抽出した微粒子のそれぞれについて面積を求め、真球に換算したときの粒子径を個数基準として一次粒子の平均粒子径とした。また、CV値(変動係数)は、(標準偏差)÷(平均粒子径)によって算出した。なお、CV値が小さいほど、粒子径がより均一であることを示す。
[Average particle diameter of nickel fine particles]
For the average particle size, a sample photograph was taken with an SEM (scanning electron microscope), 200 samples were randomly extracted from the sample, and the average particle size (area average diameter) and standard deviation were obtained. Specifically, the area of each of the extracted fine particles was obtained, and the average particle size of the primary particles was determined based on the particle size when converted to a true sphere. The CV value (coefficient of variation) was calculated by (standard deviation) / (average particle diameter). In addition, it shows that a particle diameter is so uniform that a CV value is small.

[ニッケル微粒子の結晶子径]
粉末X線回折(XRD)結果から、Scherrerの式により算出した。
[Crystal diameter of nickel fine particles]
From the powder X-ray diffraction (XRD) result, the calculation was performed according to Scherrer's equation.

[5%熱収縮温度]
試料を5Φ×2mmの円柱状成型器に入れ、プレス成型して得られる成型体を作製し、窒素ガス(水素ガス3%含有)の雰囲気下で、熱機械分析装置(TMA)により測定される5%熱収縮の温度を5%熱収縮温度とした。
[5% heat shrink temperature]
A sample is put into a 5Φ × 2 mm cylindrical molding machine, and a molded body obtained by press molding is produced, and measured by a thermomechanical analyzer (TMA) in an atmosphere of nitrogen gas (containing 3% hydrogen gas). The temperature of 5% heat shrinkage was taken as 5% heat shrinkage temperature.

[スラリーの分散安定性評価]
スラリーの分散安定性評価は、粒度分布・分散安定性分析装置(LUM社製、商品名;LUMiSizer)を用いて、遠沈管に入れたスラリーを300rpmで遠心をかける。該遠心場において粒子が沈降し、上澄み液が形成される。該上澄み液形成に伴いスラリーの透過光の増大を連続計測し、数値が大きいことは、凝集粒子が大きく、沈降速度が速い、即ち分散安定性が悪いことになる。比較例2のスラリーの透過光量の変化量を1.00とし、これを基準に1.00以下となる場合を「良」とし、1.00を超える場合を「不可」と判定した。
[Evaluation of dispersion stability of slurry]
For evaluating the dispersion stability of the slurry, the slurry placed in the centrifuge tube is centrifuged at 300 rpm using a particle size distribution / dispersion stability analyzer (trade name; LUMiSizer, manufactured by LUM). In the centrifugal field, particles settle and a supernatant is formed. When the increase in transmitted light of the slurry is continuously measured with the formation of the supernatant liquid and the numerical value is large, the aggregated particles are large and the sedimentation rate is high, that is, the dispersion stability is poor. The amount of change in the amount of transmitted light of the slurry of Comparative Example 2 was set to 1.00. Based on this, the case of 1.00 or less was determined as “good”, and the case of exceeding 1.00 was determined as “not possible”.

[実施例1]
<溶解工程>
酢酸ニッケル四水和物120.0g(480mmmol)にオレイルアミン690g(2.58mol)を加え、窒素フロー下で140℃、20分間加熱することによって酢酸ニッケルをオレイルアミンに溶解させた。
[Example 1]
<Dissolution process>
To 120.0 g (480 mmol) of nickel acetate tetrahydrate, 690 g (2.58 mol) of oleylamine was added, and nickel acetate was dissolved in oleylamine by heating at 140 ° C. for 20 minutes under a nitrogen flow.

<還元工程>
次いで、その溶液にマイクロ波を照射して250℃まで加熱し、その温度を5分保持することによってニッケル微粒子スラリー1’を得た。
<Reduction process>
Next, the solution was irradiated with microwaves and heated to 250 ° C., and the temperature was maintained for 5 minutes to obtain a nickel fine particle slurry 1 ′.

<洗浄・乾燥工程>
ニッケル微粒子スラリー1’を静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンとメタノールを用いて3回洗浄し、70℃に維持される真空乾燥機で6時間乾燥してニッケル微粒子1’(平均粒子径d;140nm、CV値;0.17、結晶子径d;17nm、d/d;0.12)を得た。
<Washing and drying process>
The nickel fine particle slurry 1 ′ was allowed to stand and separated, and the supernatant liquid was removed, followed by washing with toluene and methanol three times, followed by drying for 6 hours in a vacuum dryer maintained at 70 ° C. to obtain nickel fine particles 1 ′ (average Particle diameter d 1 ; 140 nm, CV value; 0.17, crystallite diameter d 2 ; 17 nm, d 2 / d 1 ; 0.12).

<分散処理>
1gのニッケル微粒子1’に対して100gの水を試験管に入れ、超音波ホモジナイザーで3分間、分散処理をした。さらに、分散剤1(アニオン界面活性剤、サンノブコ社製、商品名;SNディスパーサント5468、有効成分;ポリカルボン酸アンモニウムを40.5%)をニッケル微粒子1’に対して有効成分として0.5%を添加して再度超音波ホモジナイザーで1分間、分散処理した。
<Distributed processing>
100 g of water was put into a test tube with respect to 1 g of nickel fine particles 1 ′, and was subjected to dispersion treatment with an ultrasonic homogenizer for 3 minutes. Further, Dispersant 1 (anionic surfactant, manufactured by San Nobco, trade name: SN Dispersant 5468, active ingredient: 40.5% ammonium polycarboxylate) is used as an active ingredient for nickel fine particles 1 ′ in an amount of 0.5. % Was added and dispersed again with an ultrasonic homogenizer for 1 minute.

<レーザー照射処理>
分散処理したスラリーに、波長355nmの非集光レーザーを1パルスあたり66mJ/cmで10分間照射して、スラリー1を得た。
<Laser irradiation treatment>
The dispersion-treated slurry was irradiated with a non-condensing laser having a wavelength of 355 nm at 66 mJ / cm 2 per pulse for 10 minutes to obtain slurry 1.

<ニッケル微粒子の分析>
スラリー1を遠心分離して60℃で真空乾燥(1昼夜)して、メノウ乳鉢で粉砕して得られたニッケル微粒子1を得た。得られたニッケル微粒子1の特徴は、以下のとおりである。
<Analysis of nickel fine particles>
The slurry 1 was centrifuged, dried at 60 ° C. under vacuum (one day and night), and nickel fine particles 1 obtained by pulverization in an agate mortar were obtained. The characteristics of the obtained nickel fine particles 1 are as follows.

1)ニッケル微粒子1の元素分析;C;0.52、O;1.43、N;0.08(単位は質量%)。Mc/Mo比=0.36。
2)ニッケル微粒子1の平均粒子径L;140nm、CV値;0.17、結晶子径L;35nm(L/L=0.25、Mo×L/L=5.72、L/d=2.1)。
3)5%熱収縮温度;420℃
4)分散安定性;良
5)拡散反射法による赤外線吸収スペクトルにおける波数3600〜3700cm−1における吸収ピーク(水酸化物に由来するピーク);無
1) Elemental analysis of nickel fine particles 1; C; 0.52, O; 1.43, N; 0.08 (unit: mass%). Mc / Mo ratio = 0.36.
2) Average particle diameter L 1 of nickel fine particles 1 ; 140 nm, CV value: 0.17, crystallite diameter L 2 ; 35 nm (L 2 / L 1 = 0.25, Mo × L 1 / L 2 = 5.72) , L 2 / d 2 = 2.1).
3) 5% heat shrink temperature; 420 ° C.
4) Dispersion stability: Good 5) Absorption peak (peak derived from hydroxide) at wave number 3600-3700 cm −1 in infrared absorption spectrum by diffuse reflection method: None

[実施例2]
実施例1と同様にして、ニッケル微粒子2’(平均粒子径d;140nm、CV値;0.17、結晶子径d:17nm、d/d;0.12)を得た。
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, nickel fine particles 2 ′ (average particle diameter d 1 ; 140 nm, CV value; 0.17, crystallite diameter d 2 : 17 nm, d 2 / d 1 ; 0.12) were obtained.

実施例1における水の代わりに、DHT(ジヒドロターピネオール、沸点;200〜220℃)を使用したこと、及び分散剤1の代わりに、分散剤2(ポリエステル系高分子分散剤、楠本化成社製、商品名;HIPLAAD ED216、有効成分;2級及び3級アミノ基を含有するポリアミン並びに高分子量カルボン酸の混合物を75%、極性;低、水に不溶、有効成分としてのアミン価;40mgKOH/g、有効成分としての酸価;15mgKOH/g、重量平均分子量;10,000〜20,000)を使用したこと以外、実施例1と同様にして、分散処理を行った。   Instead of water in Example 1, DHT (dihydroterpineol, boiling point: 200 to 220 ° C.) was used, and instead of dispersant 1, dispersant 2 (polyester polymer dispersant, manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., Product name: HIPLAAD ED216, active ingredient: 75% polyamine containing secondary and tertiary amino groups and a mixture of high molecular weight carboxylic acids, polar; low, insoluble in water, amine value as active ingredient; 40 mg KOH / g, Dispersion treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that an acid value as an active ingredient; 15 mg KOH / g, weight average molecular weight; 10,000 to 20,000) was used.

実施例1と同様にして、分散処理したスラリーに、レーザー照射して、スラリー2を得、ニッケル微粒子2を得た。得られたニッケル微粒子2の特徴は、以下のとおりである。   In the same manner as in Example 1, the dispersion-treated slurry was irradiated with a laser to obtain slurry 2 and nickel fine particles 2 were obtained. The characteristics of the obtained nickel fine particles 2 are as follows.

1)ニッケル微粒子2の元素分析;C;0.43、O;1.41、N;0.06(単位は質量%)。Mc/Mo比=0.30。
2)ニッケル微粒子2の平均粒子径L;140nm、CV値;0.17、結晶子径L;37nm(L/L=0.26、Mo×L/L=5.34、L/d=2.2)。
3)5%熱収縮温度;450℃
4)分散安定性;良
5)拡散反射法による赤外線吸収スペクトルにおける波数3600〜3700cm−1における吸収ピーク(水酸化物に由来するピーク);無
1) Elemental analysis of nickel fine particles 2; C; 0.43, O; 1.41, N; 0.06 (unit: mass%). Mc / Mo ratio = 0.30.
2) Average particle diameter L 1 of nickel fine particles 2; 140 nm, CV value: 0.17, crystallite diameter L 2 ; 37 nm (L 2 / L 1 = 0.26, Mo × L 1 / L 2 = 5.34) , L 2 / d 2 = 2.2).
3) 5% heat shrink temperature; 450 ° C
4) Dispersion stability: Good 5) Absorption peak (peak derived from hydroxide) at wave number 3600-3700 cm −1 in infrared absorption spectrum by diffuse reflection method: None

[実施例3]
実施例1において、酢酸ニッケル四水和物20.0g(80mmmol)にした以外、実施例1と同様にして、ニッケル微粒子3’(平均粒子径d;45nm、CV値;0.17、結晶子径d;12nm、d/d;0.27)を得た。
[Example 3]
In Example 1, nickel fine particles 3 ′ (average particle diameter d 1 ; 45 nm, CV value; 0.17, crystals) were obtained in the same manner as in Example 1 except that nickel acetate tetrahydrate was changed to 20.0 g (80 mmol). Child diameter d 2 ; 12 nm, d 2 / d 1 ; 0.27).

実施例1における水の代わりに、ターピネオール(沸点;217℃)を使用したこと、及び分散剤1の代わりに、分散剤3(ポリエステル系高分子分散剤、日本ルーブリゾール社製、商品名;Solsperse13240、有効成分;2級アミノ基及び3級アミノ基を含有するポリエステル系グラフト共重合体の混合物を40%、極性;低、水に不溶、有効成分としてのアミン価;93mgKOH/g、有効成分としての酸価;0mgKOH/g)を使用したこと以外、実施例1と同様にして、分散処理を行った。   Instead of water in Example 1, terpineol (boiling point: 217 ° C.) was used, and in place of Dispersant 1, Dispersant 3 (polyester polymer dispersant, manufactured by Nippon Lubrizol Corporation, trade name: Solsperse 13240 , Active ingredient: 40% of a mixture of polyester-based graft copolymer containing secondary amino group and tertiary amino group, polar: low, insoluble in water, amine value as active ingredient; 93 mgKOH / g, as active ingredient The dispersion treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the acid value of 0 mgKOH / g) was used.

実施例1と同様にして、分散処理したスラリーに、レーザー照射して、スラリー3を得、ニッケル微粒子3を得た。得られたニッケル微粒子3の特徴は、以下のとおりである。   In the same manner as in Example 1, the dispersion-treated slurry was irradiated with laser to obtain slurry 3, and nickel fine particles 3 were obtained. The characteristics of the obtained nickel fine particles 3 are as follows.

1)ニッケル微粒子3の元素分析;C;1.95、O;2.62、N;0.18(単位は質量%)。Mc/Mo比=0.74。
2)ニッケル微粒子3の平均粒子径L;45nm、CV値;0.17、結晶子径L;18nm(L/L=0.40、Mo×L/L=6.55、L/d=1.5)。
3)5%熱収縮温度;360℃
4)分散安定性;良
5)拡散反射法による赤外線吸収スペクトルにおける波数3600〜3700cm−1における吸収ピーク(水酸化物に由来するピーク);無
1) Elemental analysis of nickel fine particles 3; C; 1.95, O; 2.62, N; 0.18 (unit: mass%). Mc / Mo ratio = 0.74.
2) Average particle diameter L 1 of nickel fine particles 3; 45 nm, CV value; 0.17, crystallite diameter L 2 ; 18 nm (L 2 / L 1 = 0.40, Mo × L 1 / L 2 = 6.55) , L 2 / d 2 = 1.5).
3) 5% heat shrink temperature: 360 ° C
4) Dispersion stability: Good 5) Absorption peak (peak derived from hydroxide) at wave number 3600-3700 cm −1 in infrared absorption spectrum by diffuse reflection method: None

比較例1
実施例1と同様にして、ニッケル微粒子(平均粒子径d;140nm、CV値;0.17、結晶子径d:17nm、d/d;0.12)を得たのち、1gのニッケル微粒子に対して100gのDHTを試験管に入れ、超音波ホモジナイザーで3分間、分散処理をした。
Comparative Example 1
After obtaining nickel fine particles (average particle diameter d 1 ; 140 nm, CV value; 0.17, crystallite diameter d 2 : 17 nm, d 2 / d 1 ; 0.12) in the same manner as in Example 1, 1 g 100 g of DHT with respect to the nickel fine particles was put in a test tube, and dispersed with an ultrasonic homogenizer for 3 minutes.

得られたスラリーを遠心分離して60℃で真空乾燥(1昼夜)して、メノウ乳鉢で粉砕して得られたニッケル微粒子を得た。得られたニッケル微粒子の特徴は、以下のとおりである。   The obtained slurry was centrifuged, vacuum dried at 60 ° C. (one day and night), and nickel fine particles obtained by pulverization in an agate mortar were obtained. The characteristics of the obtained nickel fine particles are as follows.

1)ニッケル微粒子の元素分析;C;0.48、O;1.24、N;0.06(単位は質量%)。Mc/Mo比=0.39。
2)ニッケル微粒子の平均粒子径L;140nm、CV値;0.17、結晶子径L;17nm(L/L=0.12、Mo×L/L=10.21、L/d=1.0)。
3)5%熱収縮温度;310℃
4)分散安定性;不可
5)拡散反射法による赤外線吸収スペクトルにおける波数3600〜3700cm−1における吸収ピーク(水酸化物に由来するピーク);無
1) Elemental analysis of nickel fine particles; C; 0.48, O; 1.24, N; 0.06 (unit: mass%). Mc / Mo ratio = 0.39.
2) Average particle diameter L 1 of nickel fine particles: 140 nm, CV value: 0.17, crystallite diameter L 2 : 17 nm (L 2 / L 1 = 0.12, Mo × L 1 / L 2 = 10.21, L 2 / d 2 = 1.0) .
3) 5% heat shrinkage temperature: 310 ° C
4) Dispersion stability: Impossible 5) Absorption peak at a wave number of 3600 to 3700 cm −1 (peak derived from hydroxide) in an infrared absorption spectrum by a diffuse reflection method: None

比較例2
実施例1における分散処理したスラリーにレーザー照射処理したことの代わりに、マントルヒーターを使用して、100℃、10分間の加熱還流を行ったこと以外、実施例1と同様にして、ニッケル微粒子を得た。得られたニッケル微粒子の特徴は、以下のとおりである。
Comparative Example 2
Nickel fine particles were prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersion-treated slurry in Example 1 was heated and refluxed at 100 ° C. for 10 minutes using a mantle heater instead of being laser-irradiated. Obtained. The characteristics of the obtained nickel fine particles are as follows.

1)ニッケル微粒子の元素分析;C;0.66、O;1.32、N;0.06(単位は質量%)。Mc/Mo比=0.50。
2)ニッケル微粒子の平均粒子径L;140nm、CV値;0.17、結晶子径L;18nm(L/L=0.13、Mo×L/L=10.27、L/d=1.1)。
3)5%熱収縮温度;320℃
4)分散安定性;良
5)拡散反射法による赤外線吸収スペクトルにおける波数3600〜3700cm−1における吸収ピーク(水酸化物に由来するピーク);有
1) Elemental analysis of nickel fine particles; C; 0.66, O; 1.32, N; 0.06 (unit: mass%). Mc / Mo ratio = 0.50.
2) Average particle diameter L 1 of nickel fine particles: 140 nm, CV value: 0.17, crystallite diameter L 2 ; 18 nm (L 2 / L 1 = 0.13, Mo × L 1 / L 2 = 10.27, L 2 / d 2 = 1.1) .
3) 5% heat shrink temperature; 320 ° C
4) Dispersion stability: Good 5) Absorption peak at a wave number of 3600-3700 cm −1 (peak derived from hydroxide) in infrared absorption spectrum by diffuse reflection method: Existence

比較例3
塩化ニッケル水溶液に、還元剤としてヒドラジン水和物を添加し、次に水酸化ナトリウムを添加するという公知の方法を用いて、ニッケル微粒子(平均粒子径d;135nm、CV値;0.23、結晶子径d;15nm、d/d;0.11)を得た。
Comparative Example 3
Using a known method of adding hydrazine hydrate as a reducing agent to an aqueous nickel chloride solution and then adding sodium hydroxide, nickel fine particles (average particle diameter d 1 ; 135 nm, CV value; 0.23, Crystallite diameter d 2 ; 15 nm, d 2 / d 1 ; 0.11) was obtained.

1gのニッケル微粒子に対して100gのDHTを試験管に入れ、超音波ホモジナイザーで3分間、分散処理をした。   100 g of DHT was put into a test tube with respect to 1 g of nickel fine particles, and subjected to a dispersion treatment for 3 minutes with an ultrasonic homogenizer.

得られたスラリーを遠心分離して60℃で真空乾燥(1昼夜)して、メノウ乳鉢で粉砕して得られたニッケル微粒子を得た。得られたニッケル微粒子の特徴は、以下のとおりである。   The obtained slurry was centrifuged, vacuum dried at 60 ° C. (one day and night), and nickel fine particles obtained by pulverization in an agate mortar were obtained. The characteristics of the obtained nickel fine particles are as follows.

1)ニッケル微粒子の元素分析;C;0.07、O;1.12、N<0.01(単位は質量%)。Mc/Mo比=0.06。
2)ニッケル微粒子の平均粒子径L;135nm、CV値;0.23、結晶子径L;15nm(L/L=0.11、Mo×L/L=10.08、L/d=1.0)。
3)5%熱収縮温度;305℃
4)分散安定性;不可
5)拡散反射法による赤外線吸収スペクトルにおける波数3600〜3700cm−1における吸収ピーク(水酸化物に由来するピーク);有
1) Elemental analysis of nickel fine particles; C; 0.07, O; 1.12, N <0.01 (unit: mass%). Mc / Mo ratio = 0.06.
2) Average particle diameter L 1 of nickel fine particles: 135 nm, CV value: 0.23, crystallite diameter L 2 : 15 nm (L 2 / L 1 = 0.11, Mo × L 1 / L 2 = 10.008, L 2 / d 2 = 1.0) .
3) 5% heat shrink temperature; 305 ° C
4) Dispersion stability: Impossible 5) Absorption peak at wave number 3600-3700 cm −1 (peak derived from hydroxide) in infrared absorption spectrum by diffuse reflection method: Existence

比較例4
実施例3と同様にして、ニッケル微粒子(平均粒子径d;45nm、CV値;0.17、結晶子径d:12nm、d/d;0.27)を得た。
Comparative Example 4
In the same manner as in Example 3, nickel fine particles (average particle diameter d 1 ; 45 nm, CV value; 0.17, crystallite diameter d 2 : 12 nm, d 2 / d 1 ; 0.27) were obtained.

実施例3における分散剤3を使用しなかったこと、及びレーザー照射を行わなかったこと以外、実施例3と同様にして、ニッケル微粒子を得た。得られたニッケル微粒子の特徴は、以下のとおりである。   Nickel fine particles were obtained in the same manner as in Example 3 except that the dispersant 3 in Example 3 was not used and laser irradiation was not performed. The characteristics of the obtained nickel fine particles are as follows.

1)ニッケル微粒子の元素分析;C;1.75、O;2.53、N;0.08(単位は質量%)。Mc/Mo比=0.69。
2)ニッケル微粒子の平均粒子径L;45nm、CV値;0.17、結晶子径L;12nm(L/L=0.27、Mo×L/L=9.49、L/d=1.0)。
3)5%熱収縮温度;245℃
4)分散安定性;不可
5)拡散反射法による赤外線吸収スペクトルにおける波数3600〜3700cm−1における吸収ピーク(水酸化物に由来するピーク);無
1) Elemental analysis of nickel fine particles; C; 1.75, O; 2.53, N; 0.08 (unit: mass%). Mc / Mo ratio = 0.69.
2) Average particle diameter L 1 of nickel fine particles: 45 nm, CV value: 0.17, crystallite diameter L 2 : 12 nm (L 2 / L 1 = 0.27, Mo × L 1 / L 2 = 9.49, L 2 / d 2 = 1.0) .
3) 5% heat shrink temperature; 245 ° C
4) Dispersion stability: Impossible 5) Absorption peak at a wave number of 3600 to 3700 cm −1 (peak derived from hydroxide) in an infrared absorption spectrum by a diffuse reflection method: None

以上の結果をまとめて表1及び表2に示す。   The above results are summarized in Table 1 and Table 2.

Figure 2015151558
Figure 2015151558

Figure 2015151558
Figure 2015151558

表1及び表2より、原料ニッケル微粒子を液相中に分散させたスラリーの状態でレーザー照射を行った実施例1〜3では、レーザー照射を行わない比較例1〜4に比べ、5%熱収縮温度が高く、耐焼結性に優れていることが確認された。   From Table 1 and Table 2, in Examples 1-3 which performed laser irradiation in the state of the slurry which disperse | distributed raw material nickel fine particles in a liquid phase, it is 5% heat | fever compared with Comparative Examples 1-4 which do not perform laser irradiation. It was confirmed that the shrinkage temperature was high and the sintering resistance was excellent.

以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態
に制約されることはなく、種々の変形が可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail for the purpose of illustration, this invention is not restrict | limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible.

10…原料ニッケル微粒子、10a…結晶子、100…ニッケル微粒子   10 ... Raw material nickel fine particles, 10a ... Crystallite, 100 ... Nickel fine particles

Claims (17)

下記成分(A)〜(C);
(A)走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径(L)が20〜200nmの範囲内、粒子径の変動係数(標準偏差/平均粒子径)が0.2以下、Scherrer法により算出される結晶子径(L)が15nm以上であり、前記結晶子径と平均粒子径との比(L/L)が0.15以上であるニッケル微粒子、
(B)分散剤、及び
(C)沸点が100℃以上の溶媒、
を含有するニッケル微粒子スラリー。
The following components (A) to (C);
(A) Crystal calculated by the Scherrer method with an average particle diameter (L 1 ) in the range of 20 to 200 nm observed with a scanning electron microscope, a coefficient of variation (standard deviation / average particle diameter) of 0.2 or less. Nickel fine particles having a child diameter (L 2 ) of 15 nm or more and a ratio of the crystallite diameter to the average particle diameter (L 2 / L 1 ) of 0.15 or more,
(B) a dispersant, and (C) a solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher,
Nickel fine particle slurry containing
前記B成分がアニオン界面活性剤であり、前記C成分が水である請求項1に記載のニッケル微粒子スラリー。   The nickel fine particle slurry according to claim 1, wherein the B component is an anionic surfactant and the C component is water. 前記B成分が、2級又は3級のアミノ基を有する非水系高分子分散剤であり、前記C成分が、沸点100℃以上の有機溶媒である請求項1に記載のニッケル微粒子スラリー。   The nickel fine particle slurry according to claim 1, wherein the component B is a non-aqueous polymer dispersant having a secondary or tertiary amino group, and the component C is an organic solvent having a boiling point of 100 ° C or higher. 前記ニッケル微粒子の酸素含有量(Mo)が0.3〜3.0質量%の範囲内であって、前記Mo、L及びLが、Mo×L/L≦9の関係を満足する請求項1〜3のいずれか1項に記載のニッケル微粒子スラリー。 The oxygen content (Mo) of the nickel fine particles is in the range of 0.3 to 3.0% by mass, and the Mo, L 1 and L 2 satisfy the relationship of Mo × L 1 / L 2 ≦ 9. The nickel fine particle slurry according to any one of claims 1 to 3. 前記ニッケル微粒子の炭素元素の含有量が0.3〜2.5質量%の範囲内であって、前記ニッケル微粒子における酸素含有量(Mo)に対する炭素元素含有量(Mc)の比(Mc/Mo)が0.1〜0.8の範囲内である請求項1〜4のいずれか1項に記載のニッケル微粒子スラリー。   The content of carbon element in the nickel fine particles is in the range of 0.3 to 2.5% by mass, and the ratio of the carbon element content (Mc) to the oxygen content (Mo) in the nickel fine particles (Mc / Mo ) Is in the range of 0.1 to 0.8, the nickel fine particle slurry according to any one of claims 1 to 4. 走査型電子顕微鏡観察による平均粒子径が20〜200nmの範囲内にある原料金属微粒子を準備する第1の工程と、
前記原料金属微粒子を液相中に分散させた状態でレーザー光を照射することによって加熱し、Scherrer法により算出される結晶子径が、加熱前における前記原料金属微粒子の結晶子径の1.3倍以上である金属微粒子を製造する第2の工程と、
を備えた金属微粒子の製造方法。
A first step of preparing raw metal fine particles having an average particle diameter in the range of 20 to 200 nm by observation with a scanning electron microscope;
The raw metal fine particles are heated by irradiating laser light in a state dispersed in the liquid phase, and the crystallite diameter calculated by the Scherrer method is 1.3 of the crystallite diameter of the raw metal fine particles before heating. A second step of producing metal fine particles that are twice or more,
A method for producing metal fine particles.
前記原料金属微粒子の粒子径の変動係数(標準偏差/平均粒子径)が0.2以下である請求項6に記載の金属微粒子の製造方法。   The method for producing metal fine particles according to claim 6, wherein a variation coefficient (standard deviation / average particle diameter) of the particle diameter of the raw metal fine particles is 0.2 or less. 前記第2の工程後の金属微粒子における平均粒子径が、前記原料金属微粒子の平均粒子径の1.1倍未満である請求項6又は7に記載の金属微粒子の製造方法。   The method for producing metal fine particles according to claim 6 or 7, wherein an average particle size of the metal fine particles after the second step is less than 1.1 times the average particle size of the raw metal fine particles. 前記レーザー光の波長が200〜800nmの範囲内である請求項6〜8のいずれか1項に記載の金属微粒子の製造方法。   The method for producing fine metal particles according to any one of claims 6 to 8, wherein the wavelength of the laser beam is in a range of 200 to 800 nm. 前記レーザー光の照射が、パルス照射である請求項6〜9のいずれか1項に記載の金属微粒子の製造方法。   The method for producing fine metal particles according to any one of claims 6 to 9, wherein the laser beam irradiation is pulse irradiation. 前記液相が、水又は沸点100℃以上の有機溶媒である請求項6〜10のいずれか1項に記載の金属微粒子の製造方法。   The method for producing fine metal particles according to any one of claims 6 to 10, wherein the liquid phase is water or an organic solvent having a boiling point of 100 ° C or higher. 前記第2工程における液相が水であって、分散剤としてアニオン界面活性剤が配合されてなる請求項11に記載の金属微粒子の製造方法。   The method for producing fine metal particles according to claim 11, wherein the liquid phase in the second step is water and an anionic surfactant is blended as a dispersant. 前記第2の工程における液相が沸点100℃以上の有機溶媒であって、分散剤として2級又は3級のアミノ基を有する非水系高分子分散剤が配合されてなる請求項11に記載の金属微粒子の製造方法。   The liquid phase in the second step is an organic solvent having a boiling point of 100 ° C or higher, and a non-aqueous polymer dispersant having a secondary or tertiary amino group is blended as a dispersant. A method for producing fine metal particles. 前記原料金属微粒子が、湿式還元法によって得られたものである請求項6〜13のいずれか1項に記載の金属微粒子の製造方法。   The method for producing metal fine particles according to any one of claims 6 to 13, wherein the raw metal fine particles are obtained by a wet reduction method. 前記原料金属微粒子が、原料ニッケル微粒子である請求項14に記載の金属微粒子の製造方法。   The method for producing metal fine particles according to claim 14, wherein the raw metal fine particles are raw material nickel fine particles. 前記原料ニッケル微粒子が、次の工程A及びB;
A)カルボン酸ニッケル及び1級アミンを含む混合物を、100℃〜165℃の範囲内の温度に加熱して錯化反応液を得る錯化反応液生成工程、
及び、
B)該錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱して該錯化反応液中のニッケルイオンを還元し、1級アミンで被覆された原料ニッケル微粒子のスラリーを得る原料ニッケル微粒子スラリー生成工程、
を含む工程を行うことにより調製されたものである、請求項15に記載の金属微粒子の製造方法。
The raw material nickel fine particles are the following steps A and B;
A) Complexation reaction liquid production | generation process which heats the mixture containing nickel carboxylate and primary amine to the temperature within the range of 100 to 165 degreeC, and obtains a complexation reaction liquid,
as well as,
B) A raw material for heating the complexing reaction liquid to a temperature of 170 ° C. or higher by microwave irradiation to reduce nickel ions in the complexing reaction liquid to obtain a slurry of raw material nickel fine particles coated with a primary amine Nickel fine particle slurry generation process,
The method for producing metal fine particles according to claim 15, which is prepared by performing a process including:
請求項6から16のいずれか1項に記載の方法により製造された金属微粒子。   Metal fine particles produced by the method according to any one of claims 6 to 16.
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