JP2019529696A - 付加合成のための複合粒子を有するマルチマテリアル粉末 - Google Patents

Abstract

本発明は、１μｍ〜１００μｍのメジアン粒径分布ｄ５０を有する担持粒子と、担持粒子に対して１０〜１０００倍低いメジアン粒径分布ｄ５０を有する機能性粒子とを含むマルチマテリアル粉末に関する。本発明によれば、担持粒子および機能性粒子はコア−シェル構造を有する複合粒子を形成し、複合粒子の各々は、担持粒子によって形成されるコアと、担持粒子の表面の１０％〜１００％を覆い、機能性粒子の少なくとも１つの表面層によって形成されるシェルとを有する。本発明はまた、このような粉末を製造する方法に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、付加合成および噴霧による表面処理の技術における適用のための、異なる分野（冶金、プラスチック成形（ｐｌａｓｔｕｒｇｙ）など）において使用されるマルチマテリアル粉末の製造に関する。

付加合成技術という用語は、本発明に関して、粉末の圧密によって三次元物体を得ることを可能にする任意の技術を意味する。特に非限定的な例として、３Ｄ印刷技術（ＳＬＭ、ＳＬＳなど）、射出技術（ＰＩＭ、ＭＩＭ）、粉末噴霧技術（コールドスプレー、Ｄガンなど）、および従来の圧縮／焼結技術を挙げることができる。

現在、マルチマテリアル粉末として、開発方法に応じて構成要素の程度の差はあるが均一な分散を有する異なる性質の粉末の混合物、または構成する種々の要素が固溶体および／もしくは規定された化合物の形態である合金粉末が存在する。このような粉末を合成する方法は、比較的よく知られている。

溶融金属を噴霧する技術は特に、球状形態を有する高密度の粉末を得ることを可能にする。しかしながら、この技術によって得られる材料は純粋な元素、または例えば、ある特定の鋼などの混和性元素の単相合金、ニッケル、アルミニウムもしくはチタンの合金である。これらの粉末は、今日、付加製造における用途のための提供物の大部分を形成する。

同時粉砕（機械的合成）による技術は、特許文献１、特許文献２および特許文献３などの、ビーズ破砕による支援を受けて高エネルギー下で、異なる性質の粉末を密接に混合することによってマルチマテリアル粉末を製造することを可能にする。この方法により、広範な組成の許容度を有する複合粒子を得ることが可能となる。しかしながら、この実施形態によって得られる粉末の形態および／または粒径分布は、付加製造におけるその適用には好ましくない。さらに、この技術によって得られる粒子は、程度の差はあるが、種々の構成要素の均一な分散から形成され、表面上に機能性コアの構造を有さない。

特許文献４、特許文献５および特許文献６に記載されているものなどの、噴霧乾燥技術もまた、粉末、溶媒および有機結合剤から構成される懸濁液の噴霧および乾燥を実施することによって、マルチマテリアル粉末を製造することを可能にする。このように、凝集から生じる複合粒子が、接着剤の役割を果たす有機結合剤を介して、懸濁液中に存在する元素粉末から得られる。この実施形態によって得られた粒子は球状形態を有する。しかしながら、それらの粒内多孔性、ならびに有機結合剤の存在は、それらを付加製造における使用に不適切にする。この実施形態では、噴霧／乾燥操作後の粒子の温度の増加に基づく様々な技術によって、粒子の脱結合および高密度化のステップを追加することができる。次いで、噴霧による表面処理方法または付加合成による製造方法において使用することができる、十分に高密度で球状の複合粒子を得ることが可能になる。しかしながら、このようにして得られた粒子は、種々の構成要素の不均一な分散から形成された凝集体であり、表面上に機能性コアの構造を有していない。

さらに、化学蒸着（通常、頭字語ＣＶＤによって指定される）または物理蒸着（通常、頭字語ＰＶＤによって指定される）などの乾燥堆積技術もまた、マルチマテリアル粉末を合成するために粒状基材上で使用することができる。次いで、これらの技術は一般に、特に、特許文献７に教示されているように、粒状基材を可動式で配置することができるデバイス、例えば、流動床、回転反応チャンバまたは振動板を実装することを可能にする方法と組み合わされる。このような方法では、粒子の表面に堆積物を得ることができる。ＰＶＤ技術は、微粒子（その直径が１００μｍ未満）の処理を行うことができないという点で、非常に限定されている。それはまた、それらの妥当な処理期間についての機能化速度の点で非常に制限される。ＣＶＤ技術は、使用される前駆体の毒性およびコストを考慮すると、ほとんどの場合、技術的または経済的に有利ではない。

最後に、特許文献８、特許文献９および特許文献１０に記載されているように、湿式化学堆積による担持粒子の表面処理によってマルチマテリアル粒子を合成することが可能である。この場合、粒子の表面に堆積物を得ることができる。しかしながら、これらの実施形態は、環境に有害であるかなりの量の排出物を生成し、高価で危険な化学試薬の使用を必要とし、これらの合成経路の工業的開発を大いに複雑にする。これらの技術は、粒子のスケールで異なる材料を結合させることを可能にする。

しかしながら、多種多様な合金、擬合金、複合材料、およびサーメットの製造を可能にし、容易にするために、異なる材料が粒子のスケールで結合されている粉末を有することが必要であり得る。

米国特許第３，８１６，０８０号 米国特許第３，５９１，３６２号 米国特許第４，７０６，８９４号 米国特許第５，１２２，１８２号 米国特許第３，６１７，３５８号 米国特許第４，９１５，７３３号 米国特許第７，６３２，３５５号 米国特許第６，３７２，３４６号 米国特許第５，０６４，４６３号 米国特許第４，３０９，４５７号

この目的のために、本出願人は、層状の微細構造を得るために、粒状形態の付加要素によって粒子または担持粒子の表面を機能化することによって得られる複合粒子を得ることを可能にする方法を開発した。

このような複合粒子を有することができる利点は複数ある：
− 一般に、組成物は粒子のスケールで得られるので、その貯蔵の間または使用の間に均質性および分離の問題が生じる、担持要素および付加要素の簡単な混合（第２による第１の機能化の代わり）を回避することによって、その実施を容易にするため；
− 材料の均質性およびこれらの粉末を形成する方法の再現性を実質的に改善するため；
− 粒内多孔性を防ぎ、これらの機能性粒子から製造された材料の特に有利な微細構造を得るため；
− 例えば、低融点の粒子を機能化することにより、高融点の担持粒子を機能化することにより、液相における焼結プロセスおよび拡散速度を促進するため。この例は、サーメットの製造に特に十分に適している；
− 噴霧によって生成されるコーティングの高密度化を改善するように固相における変形のプロセスを促進するため：特に、脆い担持粒子が、高密度で付着性の堆積を得るために必要とされる塑性変形を提供する延性担持粒子によって機能化されるコールドスプレーの場合を挙げることができる。

したがって、より詳細には、本発明は、
１μｍ〜１００μｍのメジアン粒径分布ｄ５０を有する担持粒子と、前記担持粒子に対して１０〜１０００倍低いメジアン粒径分布ｄ５０を有する機能性粒子とを含み、
前記担持粒子および前記機能性粒子がコア−シェル構造を有する複合粒子を形成し、前記複合粒子の各々は、
− 担持粒子によって形成されるコアと、
− 前記担持粒子の表面の１０〜１００％を覆い、前記機能性粒子の少なくとも１つの表面層によって形成されるシェルと
を有することを特徴とする、マルチマテリアル粉末を有することを目的とする。

機能性粒子の少なくとも１つの表面層から構成されるシェルによって提供される利点は、特に以下に関連する：
− 一方では、このように形成された複合粒子の比表面積の増加、それによる、焼結の間の良好な反応性の誘導；
− また、粉末床の見掛け密度およびタップ密度の増加は、付加製造における粒子の融合の間の急速な高密度化に有利である。

本発明において、特許請求される粒径分布の範囲は、本発明によるマルチマテリアル粉末が数の分布を有するという仮説を立てることによって、所与の区間ｄ１０〜ｄ９０に対応する。

「メジアン粒径分布ｄ５０（またはメジアン直径ｄ５０）」という用語は、本発明に関して、粒子の５０％以下が存在する寸法を意味する。

有益には、機能性粒子は１００ｎｍ以上のメジアン粒径分布ｄ５０を有し、これは、シェルが１００ｎｍ以上の厚さを有するという結果をもたらす。機能性粒子のこのサイズは、特に、ナノ粒子の操作の間、ナノ粒子の毒性に関連する衛生および安全性の問題を制限することを可能にする。

好ましくは、機能性層によって覆われる担持粒子の割合は、０．８〜１、好ましくは０．９〜１であり得る。

コーティングした担持粒子の割合という用語は、本発明に関して、マルチマテリアル粉末の試料について機能性粒子の数と全粒子の数との比を意味する。この割合は、マルチマテリアル粒子の集団の顕微鏡により得られた画像の分析によって決定される。

０．９より大きい割合のコーティングされた担持粒子によって提供される利点は、粒子のスケールでの微細構造の均質性に関連する。それは、コーティングされた担持粒子の全てが実際に機能化され、同等の方法で機能化されたことを保証する。この特性は、粉末から開発された材料の微細構造欠陥が存在しないこと、したがってその性能に直接影響を与える。それはまた、これらの特徴の再現性に関して大きな保証を提供する。

好ましくは、粒子のスケールでの機能性層の表面の総粗度Ｒｔは、１０μｍ未満、好ましくは０．１〜５μｍであり得る。

粗い表面は、典型的には「ピーク」と呼ばれる凹凸と、「中空」と呼ばれる空洞とを含む。

総粗度Ｒｔという用語は、本発明に関して、ピークの最高頂部と中空の最低底部との間の最大降下を意味する。

粒子のスケールでの機能性層の総粗度は、顕微鏡により得られた、断面としての粒子の画像の分析によって決定される。

１０μｍ未満の粒子のスケールでの機能性層の総粗度によって提供される利点は、機能化処理後に劣化する可能性がある担持粒子の流動特性に関連する。実際に、粒子のスケールでの過剰な総粗度は粉末の流動性の低下をもたらし、粉末の流動特性が不可欠なパラメータである付加製造および溶射の技術におけるその使用を困難にする。他方で、所与の粒径分布および担持粒子の形態について、それに関連する比表面積の減少を考慮すると、ゼロに近い総粗度は望ましくない

有益には、前記担持粒子のメジアン粒径分布ｄ５０は１〜４５μｍであってもよく、これらの値はそれぞれ、好ましい１μｍの寸法ｄ１０および４５μｍの寸法ｄ９０に対応し得る。

好ましくは、前記担持粒子のメジアン粒径分布ｄ５０は１０〜４５μｍであってもよく、これは特に、付加製造の方法に十分に適した粒径分布に対応する。

複合粒子は、１より大きい形状係数を有する不規則な形態、または１に近い形状係数を有する実質的に球状形態を有することができる。

形状係数という用語は、本発明に関して、粒子の主軸と呼ばれる最大寸法の軸のサイズと、粒子の副軸と呼ばれる最小寸法の軸のサイズとの間の比を意味する。本発明による複合粒子は、より好ましくは、実質的に球状形態を有することができる。

本発明の枠組みにおいて使用することができる担持粒子に関して、特に金属、セラミックまたは有機粒子を挙げることができる。

本発明の枠組みにおいて使用することができる機能性粒子に関して、特に、セラミックおよび／もしくは金属、および／もしくは有機粒子ならびに／またはホウ素、炭素、酸素および／もしくは窒素を含む群から選択される少なくとも１種の元素を含む粒子を挙げることができる。

本発明による複合粒子に関して、特に以下を挙げることができる：
− サーメットを製造するための金属、例えば、ＷＣ／Ｃｏ、ＷＣ／Ｃｕ、ＷＣ／ＮｉＣｒ、ＴｉＣ／Ｎｉ、Ｂ４Ｃ／Ａｌ、Ｆｅ_ｘＮ_ｙ／Ｎｉ、Ｆｅα（Ｎ）／Ｎｉなどによって機能化されたセラミック粒子；
− 例えば、Ｔｉ／ＺｒＢ２、Ｔｉ／ＴｉＣ、Ｔｉ／ＳｉＣ、Ｔｉ／ＺｒＢ_２／ＳｉＣ、Ａｌ／ＳｉＣ、Ｆｅ／ＳｉＣ、ＴＡ６Ｖ／ＺｒＯ_２、Ａｌ６０６１／ＴｉＣ／ＷＣなどのセラミックマトリクス複合材料（ＣＭＣ）を製造するためのセラミックによって機能化された金属粒子；
− 合金、金属間化合物および擬合金の製造のための金属、例えば、Ｗ／Ｃｕ、Ｗ／Ｎｉ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｃ、Ａｌ／Ｃｕ、Ａｌ／Ｚｎ、Ｃｕ／Ｎｉ、Ｔｉ／ＡｇＣｕ、Ｔｉ／Ｍｏ、Ｍｇ／ＴｉＮｉ、Ａｌ／ＴｉＮｉ、Ａｌ６０６１／ＴｉＮｉ／ＳｉＣなどによって機能化された金属粒子；
− セラミック、例えば、ＺｒＢ２／ＳｉＣ、Ａｌ２０３／ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣなどによって機能化されたセラミック粒子；
− 機能性複合材料を製造するための金属、例えば、ＰＡ／Ａｇ、ＰＥＫＫ／Ａｇ、ＰＴＦＥ／Ａｇ、ＰＥ／Ｎｉなどによって機能化された有機粒子；ならびに
− 有機材料、例えば、Ｆｅ_３Ｏ_４／ＰＡ、Ｃ／ＰＥＫＫ、Ｃｕ／ＰＥなどによって機能化された金属またはセラミック粒子。

本発明はまた、付加合成などの焼結による成形技術および／またはフレームスプレー、ＨＶＯＦ、プラズマスプレーまたはコールドスプレーなどのスプレーによる表面処理に使用することができる材料として本発明によるマルチマテリアル粉末を使用することを目的とする。

本発明はさらに、本発明による粉末を製造する方法（第１の実施形態）を目的とし、その方法は以下を含む：
− 空気圧および／または油圧または機械的手段によって担持粒子を撹拌し、抵抗加熱を使用して担持粒子の温度を増加させるために、担持粒子の循環流動床反応器への導入；
− 機能性粒子の懸濁液の、有機溶媒および有機結合剤の混合物中での生成、次いで
− 反応器において、流動化の担持粒子上に懸濁液を噴霧することによる担持粒子上への機能性粒子のグラフト。
− 流動床反応器における温度の増加および維持による機能性粒子の熱処理。

本発明による粉末を形成する複合粒子を得る目的のために本発明による方法において実施される担持粒子および機能性粒子は本明細書上記に定義されている。

循環流動床という用語は、本発明に関して、一方では粒子をその上部で捕捉し、他方では粒子をその下部に再導入することを可能にするシステムを備えた流動床反応器を意味する。このような反応器は、二相（固体／ガス）または三相（固体／ガス／液体）様式で動作することができる。これは、さらに、有益には、窒素、炭素、ホウ素および酸素などのヘテロ原子の拡散処理を容易にするために、大気圧でのコールドプラズマトーチによって支援され得る。

本発明はまた、本発明による粉末を製造する方法（第２の実施形態）であって、反応器として、担持粒子の表面に機能性粒子を注入するように特に設計された高エネルギー機械的反応器を使用する方法を目的とする。

このような実施形態において、方法は以下のように広げられる：
− 担持粒子を反応器に導入し、粒子を機能化すること；
− 反応器において、０℃〜＋１５０℃の温度、好ましくは１０℃〜８０℃の温度にて機械的作用によって担持粒子に機能性粒子をグラフトすること。

本発明による粉末を形成する複合粒子を得る目的のために本発明に従って本発明において実施される担持粒子および機能性粒子はまた、本明細書上記に定義されているものである。

有益には、本発明による方法は、グラフトステップの後、本明細書上記に定義されているような循環流動床を使用して複合粒子の加熱および／または表面処理のステップをさらに含むことができる。

有益には、本発明による方法は、複合粒子が球状形態を有さない場合、ホットプラズマ流動床によって前記粒子を球状化するステップをさらに含むことができる。

本発明の他の特徴および利点は、説明の目的で、非限定的な形式で、添付の図面を参照して与えられている以下の説明を読むと、より明確になるであろう。

図１は、第１の実施形態に従って本発明の方法を実施するために使用されるデバイス（流動床反応器）のブロック図を示す。 図２は、第１の実施形態に従って本発明の方法を実施するために使用されるデバイス（粉砕デバイス）のブロック図を断面図として示す。 図３Ａおよび３Ｂは、本発明による複合粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により取得した写真である。 図４Ａおよび４Ｂは、本発明による複合粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により取得した写真である。 図５Ａおよび５Ｂは、本発明による複合粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により取得した写真である。 図６Ａおよび６Ｂは、本発明による複合粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により取得した写真である。 図７Ａおよび７Ｂは、従来の鉄と銅の混合物（図７Ａ）から、および銅で機能化した鉄粉末（図７Ｂ）から圧縮／焼結によって作製した複合鉄−銅材料の断面としての顕微鏡検査を示す光学顕微鏡によって取得した写真である。

図３Ａ〜７Ｂは本明細書以下の実施例において説明される。

図１および２に示される同一の要素は同一の参照番号によって識別される。

図１は、第１の実施形態に従って本発明の方法を実施するために使用されるデバイス（循環流動床反応器）のブロック図を示す。それは以下の要素から構成される：
− 反応器を充填するためのダクト１、
− 反応器を空にするためのダクト２、
− 円筒形反応エンクロージャ３、
− サイクロン４、
− 多孔性プレート５、
− 流動化ガスを供給するためのダクト６、
− スプレーノズル７、
− ４つのコールドプラズマトーチ８、
− 粉末を循環させるためのダクト９、
− ガスを排気するためのダクト１０、
− ホットプラズマトーチ１１、
− プラズマガスの供給口１２、
− 粉末の供給口１３、
− 熱抵抗器１４、
− 粉末床１５。

図２は、第２の実施形態に従って本発明の方法を実施するために使用されるデバイス（機械的デバイス）のブロック図を断面図として示す。それは以下の要素から構成される：
− 円筒形エンクロージャ３、
− 以下：
− シャフト１６１、
− 圧縮部分１６２、および
− 締結軸１６３
から構成されるロータ１６、
− 担持粉末と機能性粒子の混合物１７、
− 冷却水を循環させるための二重シェル１８、
− 冷却水の入口および出口のためのダクト１９、
− 粉末を充填および取り出すためのダクト２０。

本発明はまた、以下の実施例においてより詳細に示される。これらの実施例において、他に言及しない限り、パーセンテージおよび部の全ては重量パーセンテージで表される。

実施例１
１０μｍの粒径分布ｄ５０を有する炭化タングステン粉末を、０．９μｍの粒径分布ｄ５０を有するコバルト粉末を使用して機能化する。

この操作は第２の実施形態に従って行う。

粉末を８０％ＷＣおよび２０％Ｃｏの重量比で高エネルギー機械的デバイスに導入する。水の再循環による冷却システムにより、反応チャンバを２０℃に維持することができる。不活性雰囲気下で操作を実施するためにエンクロージャをアルゴンによってパージする。圧縮部分の端部をエンクロージャの壁から１〜３ｍｍの距離に調節する。後者を、３０分〜６０分の反応時間の間、４０００〜６０００ｒｐｍの速度の回転に設定する。エンクロージャ内部で測定した温度は５０〜８０℃である。図３Ａに示す、このように得られた複合粉末は、担持粒子の表面の９０％より多くを覆うコバルトの粒子によって表面上で機能化された炭化タングステンの粒子から構成される。

実施例２
実施例１と同じ炭化タングステン粉末を、実施例１と同じ操作パラメータに従って、０．９μｍの粒径分布ｄ５０を有する銅粉末を使用して機能化する。

図４Ａに示す、このように得られた複合粉末は、担持粒子の表面の６０％より多くを覆う銅の粒子によって表面上で機能化された炭化タングステンの粒子から形成される。

実施例３
４０μｍの粒径分布ｄ５０のアルミニウム粉末を、３．５μｍの粒径分布ｄ５０を有する炭化ケイ素粉末を使用して機能化する。

この操作は実施例１と同じ操作パラメータに従って行う。

粉末を８５％Ａｌおよび１５％ＳｉＣの重量比で高エネルギー機械的デバイスに導入する。

図３Ｂ（断面図）に示す、このように得られた複合粉末は、１μｍより大きい層を形成する炭化ケイ素の粒子によって表面上で機能化したアルミニウムの粒子から構成される。

実施例４
５０μｍを中心とする粒径分布を有するコバルト合金粉末（ステライト）を、本発明による方法の第１の実施形態に従って、循環流動床に導入する。

粉末を、１０００〜１５００ｌ／ｈのガスの流速下で窒素によって流動化に置く。粉末を１５０〜２００℃の温度に加熱する。２μｍを中心とする粒径分布を有するニッケル粉末の水性懸濁液（有機結合剤としてポリビニルアルコールを加える）を、スプレーノズルを使用した噴霧によって流動床のエンクロージャに導入する。窒素を、３〜８ｂａｒの圧力、および３００〜７００ｌ／ｈの流速で噴霧ガスとして使用する。懸濁液を０．８〜１．２ｌ／ｈの流速でポンプで送り込む。噴霧操作の終わりに、粉末を、脱結合の第１のレベルに相当する２５０℃〜３５０℃の温度に加熱する。

次いで後者を５００℃〜７００℃の温度で拡散熱処理に供する。粉末を最後に冷却し、調整（コンディショニング（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄ））する。

図５Ａ（断面図）に示す、２μｍより大きい厚さを有するニッケルの層によって機能化されたコバルト合金粉末がこのように得られる。

実施例５
実施例４と同じ実施形態に従って（本発明による方法の第１の実施形態に従って）、同じコバルト合金粉末が、５μｍを中心とする粒径分布を有する銅粉末を使用することによって銅によって機能化される。

この場合、銅粉末の懸濁液を、有機結合剤としてポリ酢酸ビニルを使用することによって有機溶媒中で生成する。噴霧操作の間、コバルト合金粉末を８０〜１５０℃の温度で流動化に維持する。次いで機能化された粉末を本明細書上記の同じ熱処理サイクルに供する。

図５Ｂ（断面図）に示すような、１μｍより大きい厚さの銅の層によって機能化されたコバルト粉末がこのように得られる。

実施例６
同じ実施形態（本発明による方法の第１の実施形態）および実施例４と同じ操作パラメータに従って、４０μｍを中心とする粒径分布（ｄ５０）を有する銅球状粉末を、図４Ｂに示すように、担持粒子の表面の９５％より多くを覆うニッケルによって機能化する。

実施例７
６０μｍの粒径分布ｄ５０を有するポリアミド粉末（ＰＡ）を、２μｍの粒径分布ｄ５０を有する銀粉末を使用して機能化する。

この操作は本発明による方法の第２の実施形態に従って行う。

粉末を９３％のＰＡおよび７％の銀の重量比で高エネルギー機械的デバイスに導入する。

水の再循環による冷却システムにより、反応チャンバの冷却が可能となる。圧縮部分の端部を、エンクロージャの壁から１〜３ｍｍの距離に調節する。後者を、３０００〜５０００ｒｐｍの速度での回転および１０分〜３０分の粉砕時間に設定する。エンクロージャの内部で測定した温度は２０〜５０℃である。

図６ＡおよびＢに示す、このように得られた複合粉末は、担持粒子の表面の１０％より多くを覆う銀の粒子によって表面上で機能化したポリアミドの粒子から構成される。

実施例８
図７Ａおよび７Ｂは、圧縮／焼結により作製した複合鉄−銅材料の断面図としての顕微鏡検査を示す光学顕微鏡により取得した写真であり、一方では、鉄および銅の従来の混合物からの写真（図７Ａに示す）であり、他方では、銅で機能化した鉄粉末からの写真（図７Ｂに示す）である。

粉末を７００ＭＰａの一軸圧力下でマトリクスにおいて予め圧縮し、次いで得られた平板を１１２０℃にて制御した雰囲気下で焼結する。

特に、図７Ａは、これらの鉄（５０μｍのｄ５０）および銅（５μｍのｄ５０）粉末の従来の混合物から得られた材料の微細構造を示す。

図７Ｂは、実施例５と同様に本発明による方法の同じ実施形態に従って銅機能化鉄粉末から得られた同じ材料の微細構造を示す。

２つの微細構造の間の有意な差が視覚的に観察される：
− 粉末の混合物（図７Ａに示す）から得られた微細構造の場合、構成物質の不均質な分布が示され、一方で、
− 機能化粉末（図７Ｂに示す）から得られた微細構造の場合、特定の微細構造が、均質な分散の鉄の粒子と相互接続された銅のマトリクスから形成されることが観察される。

Claims (14)

1. 特に冶金およびプラスチック成形の分野に使用されるマルチマテリアル粉末であって、１μｍ〜１００μｍのメジアン粒径分布ｄ５０を有する担持粒子と、前記担持粒子に対して１０〜１０００倍低いメジアン粒径分布ｄ５０を有する機能性粒子とを含み、
   前記担持粒子および前記機能性粒子がコア−シェル構造を有する複合粒子を形成し、前記複合粒子の各々は、
   − 担持粒子によって形成されるコアと、
   − 前記担持粒子の表面の１０〜１００％を覆い、前記機能性粒子の少なくとも１つの表面層によって形成されるシェルと
   を有することを特徴とする、マルチマテリアル粉末。
2. 前記機能性粒子が、１００ｎｍ以上のメジアン粒径分布ｄ５０を有する、請求項１に記載のマルチマテリアル粉末。
3. 機能性層によって覆われる前記担持粒子の割合が、０．８〜１、好ましくは０．９〜１である、請求項１または２に記載のマルチマテリアル粉末。
4. 粒子のスケールでの機能性層の表面の総粗度Ｒｔが、１０μｍ未満、好ましくは０．１〜５μｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマルチマテリアル粉末。
5. 前記担持粒子のメジアン粒径分布が、１〜４５μｍ、好ましくは１０〜４５μｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマルチマテリアル粉末。
6. 前記複合粒子が球状形態を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマルチマテリアル粉末。
7. 前記担持粒子が、金属、セラミックまたは有機粒子である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマルチマテリアル粉末。
8. 前記機能性粒子が、セラミックおよび／もしくは金属および／もしくは有機金属ならびに／またはホウ素、炭素、酸素および／もしくは窒素を含む群から選択される少なくとも１種の元素を含む粒子である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のマルチマテリアル粉末。
9. 付加合成および／または噴霧による表面処理のための材料としての、請求項１〜８のいずれか一項に記載の粉末の使用。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の粉末を製造する方法であって、
    − 循環流動床反応器を反応器として使用し、
    − 空気圧および／または油圧または機械的手段によって前記担持粒子を撹拌し、前記担持粒子を加熱するために前記担持粒子を前記反応器に導入し、
    − 前記機能性粒子の懸濁液を、有機溶媒および有機結合剤の混合物中で生成し、次いで
    − 前記反応器において、前記担持粒子上に前記懸濁液を噴霧することによって前記担持粒子上への前記機能性粒子のグラフトを実施する、方法。
11. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の粉末を製造する方法であって、
    − 高エネルギー機械的破砕型の反応器を反応器として使用し、
    − 前記担持粒子および前記機能性粒子を前記反応器に導入し、
    − 前記反応器において、０℃〜＋１５０℃の温度での機械的作用による前記担持粒子上への前記機能性粒子のグラフトを実施する、方法。
12. 前記グラフトを実施する温度が１０℃〜８０℃である、請求項１１に記載の方法。
13. グラフトステップの後、循環流動床を使用した前記複合粒子の加熱および／または表面処理のステップをさらに含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記複合粒子が球状形態を有さない場合、ホットプラズマ流動床によって前記複合粒子を球状化するステップをさらに含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。