JP2017193726A

JP2017193726A - 導電フィラー用粉末

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Publication number: JP2017193726A
Application number: JP2016082599A
Authority: JP
Inventors: 文宏前澤; Fumihiro Maesawa
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2036-04-18
Also published as: JP6726020B2

Abstract

【課題】導電性に優れ、かつ低コストで得られうる導電フィラー用粉末の提供。【解決手段】導電フィラー用粉末は、多数の粒子からなる。この粒子は、（１）不純物の含有率が５ａｔ％以下であるＡｇ相を有する。この粒子はさらに、（２）Ａｇの凝固点よりも高い凝固点を有し、かつ導電性である１種若しくは２種以上のシリサイド相又は（３）Ａｇの凝固点よりも高い凝固点を有し、かつ導電性である１種若しくは２種以上のＡｌ−Ｎｉ相を有する。この粒子におけるＡｇの含有率は、１ａｔ％以上５０ａｔ％以下である。この粉末の平均球形度は、０．８０以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、導電性樹脂、導電性プラスチック、導電性ペースト、電子機器、電子部品等に用いられる導電フィラーに適した粉末に関する。詳細には、本発明は、その材質がＡｇ相を有する合金である粉末に関する。

導電性物質に含有されるフィラーに、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ及びＣｕのような貴金属の粒子が用いられている。他の金属の表面に貴金属がコーティングされた粒子も、導電フィラーとして用いられている。貴金属の電気抵抗は小さいので、この貴金属を含むフィラーは導電性に優れる。貴金属を含む粒子の凝集により、粒子同士の大きな接触面積が得られるので、この観点からも貴金属はフィラーの導電性に寄与する。貴金属はさらに、熱伝導性にも優れる。

貴金属は、高価である。従って、貴金属を含む導電性物質は、高コストである。しかも、貴金属は高比重である。従って、貴金属を含む導電性物質は、重い。コスト低減及び軽量化の観点から、貴金属以外の元素を含む合金の検討が、種々なされている。

特開２００４−４７４０４公報には、Ｓｉ系化合物からなる粒子の表面に、炭素がコーティングされた導電フィラー用合金が開示されている。この粒子では、Ｓｉの微結晶がＳｉ系化合物に分散している。

特開２００６−５４０６１公報には、Ａｇからなる粒子の表面に、Ｓｉ又はＳｉ系化合物がコーティングされた導電フィラー用合金が開示されている。

特開２００８−２６２９１６公報には、Ａｇと、０．０１−１０質量％のＳｉとを含有する導電フィラー用合金が開示されている。この合金では、Ａｇの粒子の表面に、ＳｉＯ_２のゲルがコーティングされている。

特開２００６−３０２５２５公報には、Ａｌ又はＳｉを含むＡｇ合金からなる導電フィラー用粉末が開示されている。

国際公開ＷＯ９９／２２４１１号公報には、Ｓｉと、０．００１ａｔ％以上２０ａｔ％以下の添加元素とを含む導電性合金が開示されている。

特許第４６７８６５４号公報には、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｓｉ又はＮｉを含む高融点金属粒子と、Ｓｎ、Ｉｎ又はＢｉを含む低融点金属粒子とを有する導電層が開示されている。

特開２００４−４７４０４公報特開２００６−５４０６１公報特開２００８−２６２９１６公報特開２００６−３０２５２５公報国際公開ＷＯ９９／２２４１１号公報特許第４６７８６５４号公報

前述の通り、導電フィラーとして貴金属からなる粒子が用いられている。典型的な粒子は、Ａｇ粒子、Ａｇコーティング粒子及びＣｕ粒子である。Ａｇ粒子は導電性に極めて優れるが、このＡｇ粒子ではイオンマイグレーションによって劣化が生じやすい。このＡｇ粒子は、導電性の長期的安定性に劣る。Ａｇコーティング粒子でも、イオンマイグレーションによって劣化が生じやすい。さらにＡｇコーティング粒子では、コート層の剥離が生じやすい。Ａｇコーティング粒子は、導電性の長期的安定性に劣る。一次粒子に凝集が生じている場合、Ａｇのコーティング（メッキ等）が十分にはなされ得ない。しかも、コーティングにはコストがかかる。Ｃｕ粒子では、腐食が生じやすい。このＣｕ粒子も、導電性の長期的安定性に劣る。導電性の長期的安定性に優れた粉末が、望まれている。

Ａｇ粒子と他の金属の粒子とを含む粉末も、提案されている。この粉末では、Ａｇ同士の接触が十分ではない。従ってこの粉末は、導電性に劣る。

Ａｇ合金からなる粉末も、提案されている。この粉末では、Ａｇと他の金属とが、金属間化合物を形成しやすい。この金属間化合物の導電性は、不十分である。さらにこの合金では、Ａｇが粒子の内部に点在する組織を有するので、Ａｇ同士の接触が十分ではない。従ってこの粉末は、導電性に劣る。

前述の通り、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ及びＣｕのような貴金属は、高価である。さらに、貴金属以外の導電性元素であるＡｌ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｋ、Ｃｄ、Ｒｕ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｒｂ、Ｔｌ、Ｔｈ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｖ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｃａ等も、比較的高価である。これらの元素は、導電フィラー用粉末のコストを押し上げる。Ｆｅは比較的低コストで得られるが、酸化されやすい。Ｆｅからなる粒子には、防錆対策が必要である。この防錆対策は、粉末のコストを押し上げる。さらに、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｋ、Ｌｉ、Ｐ、Ｒｂ、Ｔｌ、Ｔｈ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｚｒ及びＣａの純金属元素は活性であり、微細粉末の状態では粉塵爆発の危険性を有する。これらの元素からなる粉末には、爆発防止対策が必要である。この対策は、粉末のコストを押し上げる。低コストで得られる粉末が、望まれている。

導電フィラー用粉末が樹脂粉末とブレンドされ、このブレンドによって得られた混合物から成形体が成形されることが多い。この成形では、一般的には、混合物が加熱される。加熱により、樹脂が溶融する。導電フィラー用粉末の密度が過大であると、樹脂が溶融した状態では、混合物中で導電フィラー用粉末が沈降する。沈降により、導電フィラー用粉末の偏在が生じる。この成形体では、局部的に電気伝導ネットワークが寸断される。密度が小さな導電フィラー用粉末が、望まれている。

導電フィラー用粉末の効率のよい製造方法として、アトマイズが知られている。アトマイズで得られる粒子は、通常は、電解法、化学還元法等で得られる粒子に比べて大きい。従って、用途によっては、この粒子に分級処理が施される必要がある。しかし、分級により材料の歩留が低下する。高い歩留が達成されるには、アトマイズで得られた粒子に粉砕処理が施され、微細化される必要がある。展延性が大きい材質からなる粒子に粉砕処理が施された場合、扁平化が生じ、微細化しにくい。粉砕しやすいフィラー用合金が、望まれている。

炭素系の粉末は、比重が小さくかつ低コストである点で、有利である。しかし、炭素系の粉末の導電性は、十分ではない。

酸化物の粉末は、比重が小さい点で、有利である。しかし、酸化物の粉末の導電性は、十分ではない。

特開２００４−４７４０４公報に開示された粉末は、Ｓｉの微結晶を多量に含有する。この粉末の導電性は、不十分である。

特開２００６−５４０６１公報に開示された粉末はＡｇを多量に含むので、高価である。同様に、特開２００８−２６２９１６公報に開示された粉末及び特開２００６−３０２５２５公報に開示された粉末も、高価である。

国際公開ＷＯ９９／２２４１１号公報に開示された合金は、多量のＳｉを含む。この合金からアトマイズによって得られた粉末では、Ｓｉ相が導電性を阻害する。

特許第４６７８６５４号公報には、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｓｉ又はＮｉを含む粉末が開示されている。しかしこの公報には、粉末の組成、組織等についての具体的な言及はない。

本発明の目的は、導電性に優れ、かつ低コストで得られうる導電フィラー用粉末の提供にある。

本発明に係る導電フィラー用粉末は、多数の粒子からなる。これらの粒子の材質は、
（１）不純物の含有率が５ａｔ％以下であるＡｇ相
を有しており、さらに、
（２）Ａｇの凝固点よりも高い凝固点を有し、かつ導電性である１種若しくは２種以上のシリサイド相
又は
（３）Ａｇの凝固点よりも高い凝固点を有し、かつ導電性である１種若しくは２種以上のＡｌ−Ｎｉ相
を有する合金である。それぞれの粒子は、コアと、Ａｇ相からなりかつこのコアを覆うシェルとを有する。この粉末の平均球形度は、０．８０以上である。

好ましくは、合金は、Ａｇ、Ｓｉ及び導電性元素Ｘ１を含有する。この合金の残部は、不可避的不純物である。この合金は、シリサイド相を有する。このシリサイド相は、Ｓｉと元素Ｘ１とを含有する。この元素Ｘ１は、
（ａ）Ｎｉ、Ｍｎ及びＣａのうちのいずれか１種
又は
（ｂ）Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択された２種以上
である。合金におけるＡｇの含有率は、１ａｔ％以上５０ａｔ％以下である。

好ましくは、この合金において、Ｓｉの含有率は１５ａｔ％以上７０ａｔ％以下であり、元素Ｘ１の含有率は２０ａｔ％以上７０ａｔ％以下である。

合金が、Ａｇ、Ａｌ及びＮｉを含有してもよい。この合金の残部は、不可避的不純物である。この合金は、Ａｌ−Ｎｉ相を有する。このＡｌ−Ｎｉ相は、ＡｌとＮｉとの金属間化合物を含有する。合金におけるＡｇの含有率は、１ａｔ％以上５０ａｔ％以下である。

好ましくは、この合金において、Ａｌの含有率は２０ａｔ％以上７５ａｔ％以下であり、Ｎｉの含有率は２０ａｔ％以上７５ａｔ％以下である。

本発明に係る導電フィラー用粉末では、それぞれの粒子は、いわゆるコア−シェル構造を有する。コアは主として、シリサイド相又はＡｌ−Ｎｉ相からなる。シェルは主として、Ａｇ相からなる。粒子と他の粒子とが接するとき、Ａｇ相と他のＡｇ相とが接する。Ａｇの電気抵抗値は極めて低いので、Ａｇ相と他のＡｇ相とが接することにより、優れた導電性が発現される。シリサイド相及びＡｌ−Ｎｉ相の電気抵抗値は、Ａｇのそれよりは高いものの、かなり低い。従って、粒子自体の電気抵抗値も、低い。このフィラー用粉末を含む製品は、導電性に極めて優れる。

本発明に係る導電フィラー用粉末は、多数の粒子の集合である。この粒子の材質は、Ａｇを含む合金である。発明者は、Ａｇを含有する様々な組成の原料を準備し、アトマイズによって粉末を試作した。この結果、適切な元素の組み合わせによってのみ、Ａｇが単相として形成されることを見出した。このＡｇ相により、高い導電性が発現される。本発明者が粒子の組織構造を観察した結果、Ａｇ量が１ａｔ％以上で、かつ、Ａｇ以外の相の凝固点がＡｇの凝固点よりも高いときに、Ａｇ相のシェルとＡｇ以外の相のコアとからなるコア−シェル構造を粒子が呈することを見いだした。このコア−シェル構造では、Ａｇが粒子の表面に存在する。この粉末は、導電性に優れる。

アトマイズでは、液相状態である原料が急冷される。この急冷により、凝固点の高い相が凝固して結晶粒が生成され、この結晶粒が成長する。この成長に伴い、液相中ではＡｇが濃化される。この液相は、粒界へと押し出される。アトマイズで得られた液滴では、界面のエネルギーが最小となる形状を呈しようとする。換言すれば、液滴は球状を呈する。凝固のとき、この球の表面に濃化したＡｇが押し出される。凝固が完了すると、Ａｇ以外の元素を主成分とするコアと、Ａｇを主成分とするシェルとを有する粒子が形成される。この粒子は、いわゆるコア−シェル構造を有する。シェルは、コアの全体又は一部を覆っている。

アトマイズによってＡｇが単相として形成される元素の組み合わせは、限定的である。他の組み合わせにおいては、Ａｇは容易に他の元素と金属間化合物を形成する。この金属間化合物の導電性は、低い。本発明に係る粉末には、Ａｇ化合物が形成されにくい組成が、採用される。

本発明に係る粉末以外の、アトマイズ法から得られる粉末であって、Ａｇが単相として得られるものは、従来から在する。例えば、Ｓｉ−Ａｇ系合金、Ｎｉ−Ａｇ系合金等における共晶組織では、Ａｇ相が析出しうる。しかし、共晶反応ではＡｇと他の元素とがほぼ同時に液相から固相へと変化するので、液相が粒子の表面へと押し出される現象は生じない。換言すれば、共晶反応では、コア−シェル構造は得られない。

［第一の実施形態］
本発明の好ましい実施形態によれば、粒子の材質は、Ａｇ、Ｓｉ及び導電性元素Ｘ１を含有する合金である。好ましくは、この合金の残部は、不可避的不純物である。

この合金は、
（１）不純物の含有率が５ａｔ％以下であるＡｇ相
及び
（２）Ａｇの凝固点（９６１．８℃）よりも高い凝固点を有し、かつ導電性である１種若しくは２種以上のシリサイド相
を有している。好ましくは、この合金は、実質的に、Ａｇ相及びシリサイド相のみからなる。この粒子において、コアの主成分はシリサイド相であり、シェルの主成分はＡｇ相である。

シリサイド相は、Ｓｉと元素Ｘ１とを含有している。この元素Ｘ１は、
（ａ）Ｎｉ、Ｍｎ及びＣａのうちのいずれか１種
又は
（ｂ）Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択された２種以上
である。この元素Ｘ１は、導電性である。元素Ｘ１の電気伝導度は、１００ＡＶ^−１ｍ^−１以上である。

Ａｇ相がシェルの主成分なので、粒子と他の粒子とが接触している状態では、Ａｇ相が他のＡｇ相と接触する。Ａｇ相の電気抵抗値は小さいので、粒子間の接触抵抗は小さい。この粉末を含む製品では、Ａｇのネットワークにより、優れた導電性が発現されうる。

導電性の観点から、Ａｇ相における不純物の含有率は５ａｔ％以下が好ましく、３ａｔ％以下がより好ましく、２ａｔ％以下が特に好ましい。理想的には、この含有率は、ゼロである。

前述の通り、シリサイド相の凝固点は、Ａｇの凝固点よりも高い。従って、この粉末がアトマイズで製造されるとき、Ａｇに先だってシリサイド相が凝固する。この凝固により、液相でＡｇが濃化される。この液相は、シリサイド相の表面に押し出され、やがて凝固してＡｇ相が形成される。

Ｓｉは、電気伝導度の低い金属である。一方、シリサイド相の電気伝導度は、Ａｇには及ばないものの、高い。その理由は、このシリサイド相における電気伝導を担うキャリアの濃度が、Ｓｉにおけるそれと比べて極めて高いためと推測される。このシリサイド相をコアに含み、かつＡｇ相をシェルに含む粉末は、導電性に優れる。導電性の観点から、この合金が不可避的不純物以外のＳｉ相を含まないことが、好ましい。

シリサイド相の靱性は、低い。このシリサイド相がコアの主成分である粉末は、粉砕性に優れる。本発明に係る粉末を出発原料として、粉砕粉末が容易に得られうる。

このシリサイド相の密度は、小さい。このシリサイド相を有する粉末は、軽量である。

合金におけるＡｇの含有率は、１ａｔ％以上５０ａｔ％以下が好ましい。含有率が１ａｔ％以上である合金は、導電性に優れる。この観点から含有率は３ａｔ％以上が特に好ましい。含有率が５０ａｔ％以下である合金では、イオンマイグレーションが生じにくい。さらに、含有率が５０ａｔ％以下である合金は、低コストで得られうる。これらの観点から、含有率は４０ａｔ％以下が特に好ましい。

軽量及び低コストの観点から、合金におけるＳｉの含有率は１５ａｔ％以上が好ましく、２０ａｔ％以上がより好ましく、２５ａｔ％以上が特に好ましい。合金が十分なＡｇ及び元素Ｘ１を含有しうるとの観点から、Ｓｉの含有率は７０ａｔ％以下が好ましく、６５ａｔ％以下が特に好ましい。

導電性の観点から、合金における元素Ｘ１の含有率は２０ａｔ％以上が好ましく、３５ａｔ％以上がより好ましく、３０ａｔ％以上が特に好ましい。合金が十分なＡｇ及びＳｉを含有しうるとの観点から、元素Ｘ１の含有率は７０ａｔ％以下が好ましく、６５ａｔ％以下が特に好ましい。

合金における、元素Ｘ１の原子組成百分率（ａｔ％）とＳｉの原子組成百分率（ａｔ％）との比（Ｘ１／Ｓｉ）は、０．５以上４．６以下が好ましい。この比（Ｘ１／Ｓｉ）が０．５以上である合金では、Ｓｉ相が形成されにくく、Ａｇの金属間化合物が形成されにくく、かつＡｇ相が不純物を含みにくい。これらの観点から、この比（Ｘ１／Ｓｉ）は０．７以上が特に好ましい。この比（Ｘ１／Ｓｉ）が４．６以下である合金では、元素Ｘ１の単相が生じにくい。この観点から、この比（Ｘ１／Ｓｉ）は３．０以下が特に好ましい。Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ及びＣｏの合計原子組成百分率が元素Ｘ１の合計原子組成百分率の５０％以上である場合、比（Ｘ１／Ｓｉ）は０．５以上１．０以下が好ましい。

シリサイド相を形成しうる三元系合金の具体例として、Ｓｉ−Ｎｉ−Ａｇ系合金、Ｓｉ−Ｃａ−Ａｇ系合金及びＳｉ−Ｍｎ−Ａｇ系合金が挙げられる。Ｓｉ−Ｎｉ−Ａｇ系合金の場合、ＮｉのＳｉに対する比（ａｔ％比）は、０．５以上３．０以下が好ましい。Ｓｉ−Ｃａ−Ａｇ系合金の場合、ＣａのＳｉに対する比（ａｔ％比）は、０．５以上、１．０以下が好ましい。Ｓｉ−Ｍｎ−Ａｇ系合金の場合、ＭｎのＳｉに対する比（ａｔ％比）は、０．５５以上４．６以下が好ましい。比がこれらの範囲内である合金では、Ｓｉ相が形成されにくく、Ａｇの金属間化合物が形成されにくく、かつＡｇ相が不純物を含みにくい。

合金は、（Ｃｒ，Ｔｉ）Ｓｉ_２のような、常温において熱力学的に不安定なシリサイド相を含みうる。このようなシリサイド相は、アトマイズ時の急冷によって生じうる。但し、１ａｔ％以上のＡｇを含む相は、本発明にいう「シリサイド相」ではない。

合金が、融点の低い元素Ｘ２を含んでもよい。この場合、好ましくは、合金は、
（１）Ｓｉ
（２）元素Ｘ１
（３）Ａｇ
（４）元素Ｘ２
及び
（５）不可避的不純物
のみを含む。

粉末から成形体が形成されるとき、元素Ｘ２の融点以上に加熱されれば、この元素Ｘ２が溶融する。その後に凝固した元素Ｘ２は、粒子の表面に優先的に存在する。粉末の電気伝導度は、粒子内部のバルク抵抗と、粒子同士の接触抵抗に、主として支配される。凝固した元素Ｘ２は、粒子同士の密着性を高める。この元素Ｘ２により、接触抵抗が低減される。この観点から、合金における元素Ｘ２の量は１ａｔ％以上が好ましく、２ａｔ％以上が特に好ましい。

元素Ｘ２の具体例として、Ｂｉ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＺｎが例示される。これらの元素Ｘ２は、導電性を阻害するおそれがある。さらに、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＺｎの密度は、シリサイド相の密度よりも大きい。導電性及び軽量の観点から、合金における元素Ｘ２の量は１０ａｔ％以下が好ましく、５ａｔ％以下が特に好ましい。

粉末の平均球形度は、０．８０以上が好ましい。アトマイズ時の冷却速度が過大であると、０．８０以上である平均球形度が達成されにくい。平均球形度が０．８０以上である粉末は、冷却速度が適切であるアトマイズで得られうる。従ってこの粉末では、粒子がコア−シェル構造となりやすい。この観点から、平均球形度は０．８５以上がより好ましく、０．９０以上が特に好ましい。理想的な平均球形度は、１．００である。

本発明では、球形度は、光学顕微鏡で観察された粒子の長径Ｄ１に対する短径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）である。粉末から無作為に抽出された２０個の粒子の比（Ｄ２／Ｄ１）が平均されて、平均球形度が算出される。長径とは、粒子内に画かれうる最長の線分の長さである。短径とは、長径の線分と直交しかつ粒子内に画かれうる最長の線分の長さである。

［第二の実施形態］
本発明の好ましい他の実施形態によれば、粒子の材質は、Ａｇ、Ａｌ及びＮｉを含有する合金である。好ましくは、この合金の残部は、不可避的不純物である。

この合金は、
（１）不純物の含有率が５ａｔ％以下であるＡｇ相
及び
（２）Ａｇの凝固点よりも高い凝固点を有し、かつ導電性である１種若しくは２種以上のＡｌ−Ｎｉ相
を有している。好ましくは、この合金は、実質的に、Ａｇ相及びＡｌ−Ｎｉ相のみからなる。この粒子において、コアの主成分はＡｌ−Ｎｉ相であり、シェルの主成分はＡｇ相である。Ａｌ−Ｎｉ相は、ＡｌとＮｉとの金属間化合物を含有する。

前述の通り、Ａｌ−Ｎｉ相の凝固点は、Ａｇの凝固点よりも高い。従って、この粉末がアトマイズで製造されるとき、Ａｇに先だってＡｌ−Ｎｉ相が凝固する。この凝固により、液相でＡｇが濃化される。この液相は、Ａｌ−Ｎｉ相の表面に押し出され、やがて凝固してＡｇ相が形成される。

Ａｌは、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕについで導電性が高い。このＡｌとＮｉとの化合物であるＡｌ−Ｎｉ相の電気伝導度は、Ａｇには及ばないものの、高い。このＡｌ−Ｎｉ相をコアに含み、かつＡｇ相をシェルに含む粉末は、導電性に優れる。

Ａｌ−Ｎｉ相の靱性は、低い。このＡｌ−Ｎｉ相がコアの主成分である粉末は、粉砕性に優れる。本発明に係る粉末を出発原料として、粉砕粉末が容易に得られうる。

このＡｌ−Ｎｉ相の密度は、小さい。このＡｌ−Ｎｉ相を有する粉末は、軽量である。

軽量及び低コストの観点から、合金におけるＡｌの含有率は２０ａｔ％以上が好ましく、２５ａｔ％以上がより好ましく、３０ａｔ％以上が特に好ましい。合金が十分なＡｇ及びＮｉを含有しうるとの観点から、Ａｌの含有率は７５ａｔ％以下が好ましく、７０ａｔ％以下が特に好ましい。

軽量及び低コストの観点から、合金におけるＮｉの含有率は２０ａｔ％以上が好ましく、２５ａｔ％以上がより好ましく、３０ａｔ％以上が特に好ましい。合金が十分なＡｇ及びＡｌを含有しうるとの観点から、Ｎｉの含有率は７５ａｔ％以下が好ましく、７０ａｔ％以下が特に好ましい。

合金におけるＮｉの原子組成百分率（ａｔ％）とＡｌの原子組成百分率（ａｔ％）との比（Ｎｉ／Ａｌ）は、０．３３以上１．６７以下が好ましい。比（Ｎｉ／Ａｌ）がこの範囲内である合金では、Ａｇの単相が形成されやすく、かつその凝固点がＡｇの凝固点よりも低い金属間化合物が形成されにくい。この観点から、この比（Ｎｉ／Ａｌ）は０．４０以上１．５０以下が特に好ましい。

合金が、融点の低い元素Ｘ２を含んでもよい。この場合、好ましくは、合金は、
（１）Ａｌ
（２）Ｎｉ
（３）Ａｇ
（４）元素Ｘ２
及び
（５）不可避的不純物
のみを含む。

元素Ｘ２の具体例として、Ｂｉ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＺｎが例示される。これらの元素Ｘ２は、導電性を阻害するおそれがある。さらに、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｉｎ及びＺｎの密度は、Ａｌ−Ｎｉ相の密度よりも大きい。導電性及び軽量の観点から、合金における元素Ｘ２の量は１０ａｔ％以下が好ましく、５ａｔ％以下が特に好ましい。

この実施形態でも、粉末の平均球形度は０．８０以上が好ましい。平均球形度が０．８０以上である粉末では、粒子がコア−シェル構造となりやすい。この観点から、平均球形度は０．８５以上がより好ましく、０．９０以上が特に好ましい。理想的な平均球形度は、１．００である。

［粉末の製造方法］
導電フィラー用粉末は、アトマイズ工程を含む液体急冷プロセスによって製造されうる。このプロセスにより、容易かつ安価に粉末が製造されうる。好ましいアトマイズとして、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、ディスクアトマイズ法及びプラズマアトマイズ法が例示される。ガスアトマイズ法及びディスクアトマイズ法が、特に好ましい。

以下、好ましいアトマイズの詳細が説明される。以下の記載において、アトマイズの条件は一例に過ぎない。条件は、用途等の事情に応じて適宜変更されうる。

ガスアトマイズ法では、底部に細孔を有する石英坩堝の中に、原料が投入される。この原料が、アルゴンガス雰囲気中で、高周波誘導炉によって加熱され、溶融する。アルゴンガス雰囲気において、細孔から流出する原料に、アルゴンガスが噴射される。原料は急冷されて凝固し、粉末が得られる。噴射圧の調整により、凝固速度がコントロールされうる。噴射圧が大きいほど、凝固速度は大きい。凝固速度のコントロールにより、所望の粒度分布を有する粉末が得られうる。凝固速度が速いほど、粒度分布の幅は小さい。

ディスクアトマイズ法では、底部に細孔を有する石英坩堝の中に、原料が投入される。この原料が、アルゴンガス雰囲気中で、高周波誘導炉によって加熱され、溶融する。アルゴンガス雰囲気において、細孔から流出する原料が、高速で回転するディスクの上に落とされる。回転速度は、４００００ｒｐｍから６００００ｒｐｍである。ディスクによって原料は急冷され、凝固して、粉末が得られる。

粉末の電気伝導度は、４７００×１０^２ＡＶ^−１ｍ^−１以上が好ましく、７０００×１０^２ＡＶ^−１ｍ^−１以上がより好ましく、１００００×１０^２ＡＶ^−１ｍ^−１以上が特に好ましい。

粉末の電気伝導度の測定では、篩によって径が４５μｍを超える粒子が粉末から除去される。残余の粉末と絶縁性の熱硬化性樹脂(ＥＰＯＭＥＴ-Ｆ)が混合され、混合物が得られる。混合比は、１：１である。この混合物が、１８０℃の温度下で加圧され、直径が２５ｍｍである円柱状のサンプルが成形される。抵抗測定器（三菱化学アナリテック社製の低抵抗測定器「ロレスターＧＸ」及びその測定プローブ）にて、このサンプルの電気伝導度が測定される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［Ｓｉ含有合金］
表１−５に示された組成を有する実施例１−９１及び比較例１−１４４の粉末を得た。各粉末は、表１−５に記載されていない不可避的不純物を含む。各粉末において生成されている相は、無作為に抽出された１００個の粒子の断面を電子顕微鏡で観察することで特定した。表３−５において、本発明の発明特定事項を満たさない箇所に、下線が付されている。

［Ａｌ−Ｎｉ系合金］
表６及び７に示された組成を有する実施例９２−１２０及び比較例１４５−１９０の粉末を得た。各粉末は、表６及び７に記載されていない不可避的不純物を含む。各粉末において生成されている相は、無作為に抽出された１００個の粒子の断面を電子顕微鏡で観察することで特定した。表７において、本発明の発明特定事項を満たさない箇所に、下線が付されている。

［電気伝導度］
前述の方法にて、各粉末の電気伝導度を測定した。この結果が、下記の表１−７に示されている。

表１−７における製造プロセスの詳細は、下記の通りである。
Ｇ．Ａ．：ガスアトマイズ法
Ｄ．Ａ．：ディスクアトマイズ法
Ｗ．Ａ．：水アトマイズ法

表１−７に示される通り、各実施例の粉末の導電性は、優れている。一方、各比較例の粉末では、
（１）Ａｇを含有する
（２）Ｓｉ相を有さない
（３）Ａｇの金属間化合物を有さない
（４）平均球形度が高い
という４つの条件の内のいずれかを満たさない。

以上の評価結果から、本発明の優位性は明かである。

本発明に係る粉末は、導電性樹脂、導電性プラスチック、導電性ペースト、電子機器、電子部品等に用いられ得る。

Claims

多数の粒子からなり、
これらの粒子の材質が、
（１）不純物の含有率が５ａｔ％以下であるＡｇ相
を有しており、さらに、
（２）Ａｇの凝固点よりも高い凝固点を有し、かつ導電性である１種若しくは２種以上のシリサイド相
又は
（３）Ａｇの凝固点よりも高い凝固点を有し、かつ導電性である１種若しくは２種以上のＡｌ−Ｎｉ相
を有する合金であり、
それぞれの粒子が、コアと、Ａｇ相からなりかつこのコアを覆うシェルとを有しており、
平均球形度が０．８０以上である導電フィラー用粉末。
上記合金がＡｇ、Ｓｉ及び導電性元素Ｘ１を含有しており、かつ残部が不可避的不純物であり、
上記合金が上記シリサイド相を有し、かつこのシリサイド相がＳｉと上記元素Ｘ１とを含有しており、
上記元素Ｘ１が、
（ａ）Ｎｉ、Ｍｎ及びＣａのうちのいずれか１種
又は
（ｂ）Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択された２種以上
であり、
上記合金におけるＡｇの含有率が１ａｔ％以上５０ａｔ％以下である請求項１に記載の導電フィラー用粉末。
上記合金において、Ｓｉの含有率が１５ａｔ％以上７０ａｔ％以下であり、元素Ｘ１の含有率が２０ａｔ％以上７０ａｔ％以下である請求項２に記載の導電フィラー用粉末。
上記合金がＡｇ、Ａｌ及びＮｉを含有しており、かつ残部が不可避的不純物であり、
上記合金が上記Ａｌ−Ｎｉ相を有し、かつこのＡｌ−Ｎｉ相が上記Ａｌと上記Ｎｉとの金属間化合物を含有しており、
上記合金におけるＡｇの含有率が１ａｔ％以上５０ａｔ％以下である請求項１に記載の導電フィラー用粉末。
上記合金において、Ａｌの含有率が２０ａｔ％以上７５ａｔ％以下であり、Ｎｉの含有率が２０ａｔ％以上７５ａｔ％以下である請求項４に記載の導電フィラー用粉末。