JP2526398B2 - Method for producing composite ultrafine particles - Google Patents

Method for producing composite ultrafine particles

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JP2526398B2
JP2526398B2 JP5192800A JP19280093A JP2526398B2 JP 2526398 B2 JP2526398 B2 JP 2526398B2 JP 5192800 A JP5192800 A JP 5192800A JP 19280093 A JP19280093 A JP 19280093A JP 2526398 B2 JP2526398 B2 JP 2526398B2
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ultrafine particles
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composite
particle
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、加圧あるいは減圧を含
むガス雰囲気中でのナノメータスケールの超微粒子の複
合化に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite of nanometer-scale ultrafine particles in a gas atmosphere containing pressure or pressure reduction.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ナノメータスケールのレベルでの
物質の取り扱いが触媒、電子デバイス、機能材料等種々
の分野において重要となっている。例えば、ナノメータ
レベルでの薄膜の構築は電子デバイス等において重要な
技術であり、現在ではかなり一般化した技術でもある。
2. Description of the Related Art In recent years, handling of substances on a nanometer scale level has become important in various fields such as catalysts, electronic devices, and functional materials. For example, the construction of thin films at the nanometer level is an important technology in electronic devices and the like, and is now a fairly generalized technology.

【0003】一方、ナノメータスケールの超微粒子は、
金属系、非金属系を問わず上記したような多種多様な分
野でその利用価値が高く評価されており、特に金属系超
微粒子は、通常のバルク状金属には見られない特異な性
質や、バルク状金属の特性を更に強調した特性、例えば
磁気特性の向上、化学反応性の増大、光の選択吸収や低
温焼結性等を発現することから、新しい機能性素材とし
て注目されている。
On the other hand, nanometer-scale ultrafine particles are
Its utility value is highly evaluated in a wide variety of fields as described above regardless of whether it is metallic or non-metallic, and in particular, metallic ultra-fine particles have unique properties and are not found in ordinary bulk metals, It has attracted attention as a new functional material because it exhibits properties that further emphasize the properties of bulk metal, such as improved magnetic properties, increased chemical reactivity, selective absorption of light, and low-temperature sinterability.

【0004】このような金属系超微粒子の特性は、金属
系超微粒子にセラミックス系超微粒子等の非金属系超微
粒子を結合させて複合超微粒子化することにより、飛躍
的に向上させることが可能であると共に、従来の単一物
質の超微粒子には無い新規な機能を有する物質を創製す
る可能性を秘めている。
The characteristics of such metallic ultrafine particles can be dramatically improved by combining the metallic ultrafine particles with the nonmetallic ultrafine particles such as ceramic ultrafine particles to form composite ultrafine particles. At the same time, it has the potential to create substances with new functions that conventional ultrafine particles of a single substance do not have.

【0005】具体的には、異種超微粒子により形成され
る超微細ヘテロ界面の利用、例えば半導体、センサー等
への応用、また、セラミックスの構造をミクロに制御す
ることによる高機能化の付与等の応用が考えられる。そ
こで、このような複合超微粒子を製造する方法として、
二元合金をアークプラズマ溶解し、各合金元素を同時に
蒸発させ、異種物質の蒸気を同一空間内で凝縮させる方
法が、活性プラズマ−金属反応法として提案されている
(日本金属学会誌(1989)第53巻第9号第 936〜945 頁参
照)。
Specifically, the use of an ultrafine hetero interface formed by different types of ultrafine particles, for example, application to semiconductors, sensors, etc., and the impartation of high functionality by controlling the structure of ceramics microscopically, etc. Applications are possible. Therefore, as a method for producing such composite ultrafine particles,
A method in which a binary alloy is melted by arc plasma, each alloying element is evaporated at the same time, and vapors of different substances are condensed in the same space has been proposed as an active plasma-metal reaction method (Journal of the Japan Institute of Metals (1989)). Vol. 53, No. 9, pp. 936-945).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た活性プラズマ−金属反応法によると、複合超微粒子の
結合形態、即ち、複合超微粒子を構成する超微粒子の個
数や、その結合比率等を制御することが極めて困難であ
り、任意の結合形態を有する複合超微粒子を効率良く製
造することができないという問題に加えて、アークプラ
ズマを発生させる為の装置や、アークプラズマを所定の
温度に保つ為の加熱エネルギーにコストが掛かり、製造
コストが非常に高くなるという問題があった。
However, according to the above-mentioned active plasma-metal reaction method, the bonding form of the composite ultrafine particles, that is, the number of the ultrafine particles constituting the composite ultrafine particles, the bonding ratio thereof and the like are controlled. In addition to the problem that it is extremely difficult to efficiently produce composite ultrafine particles having an arbitrary bonding morphology, a device for generating an arc plasma and a device for maintaining the arc plasma at a predetermined temperature There is a problem that the heating energy is costly and the manufacturing cost is very high.

【0007】本発明は以上の問題点に鑑みて、ナノメー
タオーダーの複合超微粒子を構成する異種の超微粒子の
結合形態を制御することができると共に、比較的に安価
に製造することができる複合超微粒子の製造方法を提供
することを目的とするものである。
In view of the above problems, the present invention can control the bonding morphology of different kinds of ultrafine particles constituting nanometer-order composite ultrafine particles, and can be manufactured at a relatively low cost. It is an object of the present invention to provide a method for producing fine particles.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】 前記目的を達成するた
めの本発明に係る複合超微粒子の製造方法は、粒径が数
nm〜数十nmの二種類の超微粒子をそれぞれ別に発生
させる第一工程と、第一工程で発生させた超微粒子をそ
れぞれ電気的に逆の極性に荷電する第二工程と、第二工
程で荷電した超微粒子をガス雰囲気中において混合する
第三工程と、混合した超微粒子を交流電界中に通過させ
る第四工程とからなり、構成粒子の個数比が1対1又は
1対2で構成される複合超微粒子を調製するようにした
ことを特徴とする複合超微粒子の製造方法である。
Means for Solving the Problems In the method for producing composite ultrafine particles according to the present invention for achieving the above object, the particle size is
nm-several tens of nm are separately generated in the first step, the second step of electrically charging the ultrafine particles generated in the first step to the opposite polarity, and the second step The third step of mixing the charged ultrafine particles in a gas atmosphere , and passing the mixed ultrafine particles into an alternating electric field.
And a fourth step in which the number ratio of constituent particles is 1: 1 or
Prepared composite ultrafine particles composed of 1: 2
And a method for producing composite ultrafine particles .

【0009】 また、好ましくは、前記第一工程で発生
させる二種類の超微粒子の内、少なくとも一方を前記第
三工程又は第四工程で製造される複合超微粒子とし、必
要な個数比で構成される複合超微粒子を調製するように
することも可能である。
Further , preferably, it occurs in the first step.
At least one of the two types of ultrafine particles
Must be composite ultrafine particles produced in the third or fourth step.
To prepare composite ultrafine particles composed of required number ratio
It is also possible to do so.

【0010】本発明において対象となる超微粒子は、粒
径が概ね 0.1μm( 100nm)以下の粒子であり、望ま
しくは数nmから数十nm程度の大きさの超微粒子であ
る。複合超微粒子を製造するためには、まずその構成粒
子となりうる超微粒子を第一工程で製造する必要があ
る。この構成粒子として必要な条件は、第一に集合して
いない分散状の超微粒子であること、第二に可能な限り
均一な粒径を有していることである。
The ultrafine particles to be used in the present invention are particles having a particle size of approximately 0.1 μm (100 nm) or less, preferably ultrafine particles having a size of several nm to several tens nm. In order to produce the composite ultrafine particles, it is necessary to produce the ultrafine particles that can be the constituent particles in the first step. The necessary conditions for the constituent particles are that they are first dispersed ultrafine particles that are not aggregated, and second that they have a particle size that is as uniform as possible.

【0011】ガス中あるいは減圧下での超微粒子の製造
方法は種々提案されているが、前記した条件を満足する
超微粒子の製造方法として、本発明者等が先に考案し
た、抵抗線を利用した簡便な方法がある。これは、抵抗
線の表面に線状の超微粒子素材を巻き付けるか、又は、
粉末状の超微粒子素材を付着させ、この抵抗線に通電す
ることによって、抵抗線を発熱させ、前記超微粒子素材
を融解、蒸発させた後、凝縮により超微粒子を発生させ
る方法である(特開平3-178332号公報参照)。
Various methods for producing ultrafine particles in gas or under reduced pressure have been proposed. As a method for producing ultrafine particles satisfying the above-mentioned conditions, the resistance wire previously devised by the present inventors is used. There is a simple method. This is to wrap a linear ultrafine particle material around the surface of the resistance wire, or
This is a method in which a powdery ultrafine particle material is adhered, and the resistance wire is heated by energizing the resistance wire to melt and evaporate the ultrafine particle material, and then to generate ultrafine particles by condensation (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10 (1999) -242242). See 3-178332).

【0012】次に、ガス雰囲気中に分散状態で発生させ
た超微粒子を第二工程で荷電する。その方法として、一
般的には減圧下でのグロー放電或いはコロナ放電が主に
利用されるが、荷電効率が良好であれば何れの方法でも
良い。また、必ずしも発生させた全ての超微粒子を荷電
する必要は無い。
Next, the ultrafine particles generated in a dispersed state in a gas atmosphere are charged in the second step. Generally, glow discharge or corona discharge under reduced pressure is mainly used as the method, but any method may be used as long as the charging efficiency is good. Further, it is not always necessary to charge all the generated ultrafine particles.

【0013】荷電装置を経た超微粒子は無荷電粒子或い
は異常荷電粒子を除く為に偏向電極間に通されることが
好ましいが、製造される複合超微粒子の精製純度を高純
度にする必要が無い場合は必ずしも必要はない。以上の
方法により、互いに反対の極性を有する二種類の荷電超
微粒子が製造される。
The ultrafine particles that have passed through the charging device are preferably passed between the deflection electrodes to remove uncharged particles or abnormally charged particles, but it is not necessary to make the purification purity of the composite ultrafine particles to be high. You don't have to. By the above method, two types of charged ultrafine particles having opposite polarities are produced.

【0014】次に、これらの荷電超微粒子を第三工程で
混合するのであるが、各々の超微粒子がガス中に浮遊し
ている状態であれば、撹拌あるいは二重ノズル等による
機械的混合が可能である。また、一方が減圧下にあって
も二重ノズル等による混合が可能である。
Next, these charged ultrafine particles are mixed in the third step. If each of the ultrafine particles is suspended in the gas, stirring or mechanical mixing with a double nozzle or the like is performed. It is possible. Further, even if one side is under reduced pressure, mixing with a double nozzle or the like is possible.

【0015】両者が減圧下にある場合は、第四工程で適
切な交流電界中を通過させることにより、各々の荷電超
微粒子が有する静電気力を利用して混合を促進すること
ができる。また、この交流電界中を通過させる方法は、
超微粒子がガス中に浮遊している場合にも適用できる。
When both are under reduced pressure, the mixture can be promoted by utilizing the electrostatic force of each charged ultrafine particle by passing through an appropriate AC electric field in the fourth step. In addition, the method of passing through this AC electric field is
It can also be applied when ultrafine particles are suspended in gas.

【0016】これらの過程で必要とされることは、反対
の極性を有する二種類の超微粒子を互いに近接させるこ
とである。従って、第三工程における機械的混合方法と
第四工程における電気的混合方法を併用すると、より一
層好ましい。以上の各工程を経ることにより、二種類の
超微粒子を結合させて複合超微粒子を製造するのである
が、最終的に結合しなかった単一物質の超微粒子は、そ
の電気的特性が異なるので、偏向電極等を使用して容易
に取り除くことができる。
What is required in these processes is to bring two kinds of ultrafine particles having opposite polarities close to each other. Therefore, it is even more preferable to use the mechanical mixing method in the third step and the electrical mixing method in the fourth step together. By going through each of the above steps, two types of ultrafine particles are combined to produce composite ultrafine particles, but since the single substance ultrafine particles that are not finally combined have different electrical characteristics. It can be easily removed by using a deflection electrode or the like.

【0017】[0017]

【作 用】本発明に係る複合超微粒子の製造方法は以上
の構成を有しており、第一工程において発生させた二種
類の超微粒子を、第二工程でそれぞれ電気的に逆の極性
に荷電することによって、第三工程において混合する際
に、互いの静電気力によって二種類の超微粒子は引き合
い、結合して複合化される。
[Operation] The method for producing composite ultrafine particles according to the present invention has the above constitution, and the two types of ultrafine particles generated in the first step are electrically reversed in polarity in the second step. By being charged, when mixed in the third step, the two types of ultrafine particles are attracted by the electrostatic force of each other and bonded to form a composite.

【0018】また、第四工程を設けた場合には、逆の極
性に荷電した超微粒子が交流電界中を通過する際に、互
いに逆向きに蛇行しながら通過することになるので、二
種類の超微粒子が互いに接近する確率が高くなり、結合
が促進される。更に、第一工程で発生させる二種類の超
微粒子の内、少なくとも一方を前記第三工程又は第四工
程で製造される複合超微粒子とすることによって、三種
類以上の超微粒子素材から成る複合超微粒子を製造する
ことが可能となる。
In the case where the fourth step is provided, when the ultra-fine particles charged with opposite polarities pass through the AC electric field, the ultra-fine particles meander in the directions opposite to each other. The ultrafine particles have a higher probability of approaching each other, and the binding is promoted. Furthermore, by using at least one of the two types of ultrafine particles generated in the first step as the composite ultrafine particles produced in the third step or the fourth step, a composite ultrafine particle composed of three or more types of ultrafine particle materials is obtained. It becomes possible to produce fine particles.

【0019】[0019]

【実施例】次に図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図1に示す本発明の実施例1では、一方の超微粒子
素材Aとして塩化ナトリウムを使用し、他方の超微粒子
素材Bとして銀を使用した。なお、塩化ナトリウムと銀
を使用したのはその結晶性向と電子顕微鏡による像強度
の差から結合形態が観察し易いからである。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. In Example 1 of the present invention shown in FIG. 1, sodium chloride was used as one ultrafine particle material A and silver was used as the other ultrafine particle material B. The reason why sodium chloride and silver are used is that the bonding morphology can be easily observed from the difference in crystallinity and the image intensity by an electron microscope.

【0020】先ず、第一工程で使用する装置として、塩
化ナトリウムの超微粒子を発生させる為の超微粒子発生
装置1と、銀の超微粒子を発生させる為の超微粒子発生
装置2とを設けている。これらの超微粒子発生装置1,
2は、特開平3-178332号公報によって本発明者等が先に
提案したものであり、一方の超微粒子発生装置1の抵抗
線の表面に塩化ナトリウムを付着させ、他方の超微粒子
発生装置2の抵抗線の表面に銀線を断続的に巻き付け、
これらの抵抗線に通電することによって、抵抗線を発熱
させ、超微粒子素材A,Bを別々に融解、蒸発させた
後、凝縮により超微粒子を発生させる装置である。
First, as devices used in the first step, an ultrafine particle generator 1 for producing ultrafine particles of sodium chloride and an ultrafine particle generator 2 for producing ultrafine particles of silver are provided. . These ultra fine particle generators 1,
No. 2 was previously proposed by the present inventors by JP-A-3-178332, in which sodium chloride is adhered to the surface of the resistance wire of one ultrafine particle generator 1 and the other ultrafine particle generator 2 A silver wire is intermittently wound around the surface of the resistance wire of
By energizing these resistance wires, the resistance wires generate heat, and the ultrafine particle materials A and B are separately melted and evaporated, and then ultrafine particles are generated by condensation.

【0021】この第一工程では、各々の超微粒子発生装
置1,2により、それぞれ大気圧下において図3の電子
顕微鏡写真に示す塩化ナトリウム超微粒子と、図4の電
子顕微鏡写真に示す銀超微粒子を発生させた。これらの
超微粒子は、いずれも分散した状態にあり、塩化ナトリ
ウム超微粒子は立方結晶状を示しているのに対し、銀超
微粒子は楕円状を示している。
In this first step, the respective ultrafine particle generators 1 and 2 under atmospheric pressure respectively produce sodium chloride ultrafine particles shown in the electron microscope photograph of FIG. 3 and silver ultrafine particles shown in the electron microscope photograph of FIG. Was generated. All of these ultrafine particles are in a dispersed state, and the sodium chloride ultrafine particles have a cubic crystal shape, whereas the silver ultrafine particles have an elliptic shape.

【0022】次に、第二工程で使用する装置として、塩
化ナトリウム超微粒子を負極性に荷電する為の粒子荷電
装置3と、銀超微粒子を正極性に荷電する為の粒子荷電
装置4とを設けている。これらの粒子荷電装置3,4
は、グロー放電又はコロナ放電によって、二種類の超微
粒子にそれぞれ逆の極性の電荷を与える装置である。こ
の第二工程で荷電された塩化ナトリウム超微粒子と銀超
微粒子は、次の第三工程において、機械的混合装置5に
よって撹拌される。本実施例では、大径の外管の中に小
径の内管を収容した二重ノズルによる撹拌を採用してお
り、一方の荷電超微粒子が浮遊している内管のガスを、
この内管のノズルから外管内に送り出すことにより、他
方の荷電超微粒子が浮遊している外管のガスと混合させ
た。
Next, as devices used in the second step, a particle charging device 3 for negatively charging the sodium chloride ultrafine particles and a particle charging device 4 for positively charging the silver ultrafine particles. It is provided. These particle charging devices 3, 4
Is a device for applying electric charges of opposite polarities to two types of ultrafine particles by glow discharge or corona discharge. The ultrafine sodium chloride particles and the ultrafine silver particles charged in the second step are agitated by the mechanical mixing device 5 in the next third step. In the present embodiment, agitation by a double nozzle in which a small-diameter inner tube is housed in a large-diameter outer tube is adopted, and the gas in the inner tube in which one charged ultrafine particle is suspended,
By sending out from the nozzle of the inner tube into the outer tube, the other charged ultrafine particles were mixed with the gas in the outer tube in which the particles were suspended.

【0023】更に二種類の超微粒子の混合を促進させる
ために、本実施例では第四工程を設けており、第三工程
で既に結合済みの複合超微粒子と、未結合の二種類の荷
電超微粒子とが混合した状態で、電気的混合装置6に導
入される。本実施例の電気的混合装置6では、電界強度
20kV/m、周波数1Hzの交流電界を発生させてお
り、反対の極性を有する二種類の荷電超微粒子を、静電
気力によって結合し得る距離まで互いに接近させる確率
を高めている。
In order to further promote the mixing of the two kinds of ultrafine particles, the fourth step is provided in this embodiment, and the composite ultrafine particles already bound in the third step and the two kinds of uncharged charged ultrafine particles. The particles are introduced into the electric mixing device 6 in a mixed state. In the electric mixer 6 of this embodiment, the electric field strength is
An AC electric field of 20 kV / m and a frequency of 1 Hz is generated, and the probability that two types of charged ultrafine particles having opposite polarities are brought close to each other to a distance where they can be bonded by electrostatic force is increased.

【0024】この第四工程を経た後に、無荷電粒子及び
異常荷電粒子を除去する為の特別な手段を取らずに撮影
した複合超微粒子Cの電子顕微鏡写真を、図5及び図6
に示す。これら何れの電子顕微鏡写真においても、銀超
微粒子は像強度が強く、明確に確認できるのに対し、塩
化ナトリウム超微粒子は像強度が弱く、幾つかの粒子で
はその立方結晶状を確認できるが、その他の幾つかの粒
子では像が薄くなっている為、特に微小な超微粒子で
は、その輪郭を確認するのが難しいものも見られる。し
かし、詳細に観察すると、複合化後の銀超微粒子の形状
が、塩化ナトリウム超微粒子との付着結合により、図4
に示される銀超微粒子の形状とは異なり、その一部が欠
けたように変形していることからも、塩化ナトリウム超
微粒子の存在が確認できる。
After the fourth step, electron micrographs of the composite ultrafine particles C taken without any special means for removing uncharged particles and abnormally charged particles are shown in FIGS. 5 and 6.
Shown in In any of these electron micrographs, the ultrafine silver particles have a strong image intensity and can be clearly confirmed, whereas the ultrafine sodium chloride particles have a weak image intensity, and some particles have a cubic crystal form, Since the image of some other particles is thin, it is difficult to confirm the contour, especially for minute ultrafine particles. However, when observed in detail, the shape of the silver ultrafine particles after composite formation is shown in FIG.
The presence of the sodium chloride ultrafine particles can be confirmed from the fact that, unlike the shape of the silver ultrafine particles shown in (1), it is deformed so that a part thereof is chipped.

【0025】その結果、得られた複合超微粒子Cの大部
分が、塩化ナトリウム超微粒子1個と銀超微粒子1個と
から成る構成粒子2個のものと、塩化ナトリウム超微粒
子1個と銀超微粒子2個とから成る構成粒子3個のもの
との二種類に限定されていることが分かる。即ち、本実
施例では、二種類の異種超微粒子を使用して、構成粒子
が2個或いは3個に限定され、しかも、その結合形態も
規定された複合超微粒子Cを製造することができたので
ある。また、構成粒子3個の場合、2個の銀超微粒子は
直接には結合せず、塩化ナトリウム超微粒子を介して結
合していることが分かる。但し、電子顕微鏡写真では塩
化ナトリウム超微粒子の像が薄くなっているので、一部
の複合超微粒子Cでは、銀超微粒子が僅かの間隙をおい
て対になっているように見える。
As a result, most of the obtained composite ultrafine particles C consisted of two constituent particles consisting of one sodium chloride ultrafine particle and one silver ultrafine particle, and one sodium chloride ultrafine particle and one silver ultrafine particle. It can be seen that the number of particles is limited to two types, that is, three particles composed of two fine particles. That is, in the present embodiment, it was possible to manufacture the composite ultrafine particles C in which the constituent particles were limited to 2 or 3 and the bonding morphology thereof was defined by using two kinds of different types of ultrafine particles. Of. Further, in the case of the three constituent particles, it can be seen that the two silver ultrafine particles are not directly bonded but are bonded via the sodium chloride ultrafine particles. However, since the image of the sodium chloride ultrafine particles is thin in the electron micrograph, it seems that silver ultrafine particles are paired with a slight gap in some of the composite ultrafine particles C.

【0026】次に、図2に示す本発明の実施例2は、実
施例1の製造方法によって製造された複合超微粒子Cを
粒子荷電装置3で荷電すると共に、別の超微粒子素材D
を超微粒子発生装置2によって融解、蒸発させた後、粒
子荷電装置4によって荷電し、それぞれ反対の極性に荷
電された荷電複合超微粒子と荷電超微粒子を、機械的混
合装置5及び電気的混合装置6によって結合させ、三種
類の超微粒子素材からなる複合超微粒子Eを製造する方
法である。
Next, in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the composite ultrafine particles C produced by the production method of the first embodiment are charged by the particle charging device 3 and another ultrafine particle material D is obtained.
After being melted and evaporated by the ultrafine particle generator 2, the charged composite ultrafine particles and the charged ultrafine particles, which are charged by the particle charging device 4 and have the opposite polarities, are mechanically mixed and electrically mixed. This is a method for producing composite ultrafine particles E composed of three kinds of ultrafine particle materials by combining them by 6.

【0027】このように、既成の複合超微粒子Cを第一
工程で発生させる二種類の超微粒子の内、少なくとも一
方に適用することにより、三種類以上の超微粒子素材か
ら成る複合超微粒子を製造することができ、更に上述し
た各工程を複数回繰り返すことにより、より複雑な複合
超微粒子を製造することが可能となる。
As described above, by applying the existing composite ultrafine particles C to at least one of the two kinds of ultrafine particles generated in the first step, composite ultrafine particles composed of three or more kinds of ultrafine particle materials are produced. Further, by repeating the above-mentioned steps a plurality of times, it becomes possible to manufacture more complex composite ultrafine particles.

【0028】[0028]

【発明の効果】 本発明に係る複合超微粒子の製造方法
は、粒径が数nm〜数十nmの二種類の超微粒子をそれ
ぞれ別に発生させる第一工程と、第一工程で発生させた
超微粒子をそれぞれ電気的に逆の極性に荷電する第二工
程と、第二工程で荷電した超微粒子をガス雰囲気中にお
いて混合する第三工程と、混合した超微粒子を交流電界
中に通過させる第四工程とからなり、構成粒子の個数比
が1対1又は1対2で構成される複合超微粒子を調製す
るようにしたので、以下の効果を奏することができる。
EFFECT OF THE INVENTION The method for producing composite ultrafine particles according to the present invention comprises a first step of separately generating two kinds of ultrafine particles having a particle diameter of several nm to several tens nm, and an ultrafine particle generated in the first step. The second step of electrically charging the particles to opposite polarities, the third step of mixing the ultrafine particles charged in the second step in a gas atmosphere, and the mixed ultrafine particles in an alternating electric field
It consists of a fourth step of passing through the inside, and the number ratio of constituent particles
To prepare composite ultrafine particles composed of 1: 1 or 1: 2
Since this is done, the following effects can be achieved .

【0029】 第一工程において発生させた粒径が数n
m〜数十nmの二種類の超微粒子を、第二工程でそれぞ
れ電気的に逆の極性に荷電すると、その粒子の微小さの
ため限定的に荷電され、第三工程において混合すること
により、互いに静電気力によって二種類の超微粒子を
対1又は1対2で結合させ複合化することができる。
更に、前記第三工程の後に、混合した超微粒子を交流電
界中を通過させる第四工程を設けたため、二種類の超微
粒子が静電気力によって結合し得る距離まで互いに接近
する確率が高くなり、複合化を促進することができる
また、前記第一工程で発生させる二種類の超微粒子の
内、少なくとも一方を前記第三工程又は第四工程で製造
される複合超微粒子とすることによって、三種類以上の
超微粒子素材から成る、より複雑な構造の複合超微粒子
を製造することが可能となる。
The particle size generated in the first step is a few n
When two kinds of ultra-fine particles of m to several tens of nm are electrically charged with opposite polarities in the second step, the fineness of the particles is reduced .
Limited to charged for, mixing in the third step
Accordingly, the electrostatic force together two kinds of ultrafine particles 1
Ru can be complexed by coupling in pairs 1 or 1: 2.
Further, after the third step, the mixed ultrafine particles are subjected to an alternating current.
Since the fourth step was set up to pass through the world, two types of ultrafine
Particles approach each other to a distance where they can bond by electrostatic forces
The probability of doing so becomes high, and complexing can be promoted .
In addition, two types of ultrafine particles generated in the first step
At least one of them is manufactured in the third step or the fourth step
By using composite ultra fine particles,
Composite ultrafine particles with a more complex structure composed of ultrafine particle materials
Can be manufactured.

【0030】 以上述べた方法により複合超微粒子を構
成する超微粒子の個数及びその結合状態を制御すること
ができるので、電気材料、機能材料等として有用なナノ
メータスケールで制御された新規材料の製造が可能とな
る。具体的には、異種超微粒子により形成される超微細
ヘテロ界面の利用、例えば半導体、センサー等への応
用、また、セラミックスの製造をミクロに制御すること
による高機能化の付与等、様々な工業分野で多大に貢献
することができる。また、比較的に簡単な装置と方法に
より、目的とする複合超微粒子を効率良く製造すること
ができるので、従来の活性プラズマー金属反応法等によ
る複合超微粒子の製造方法に比して安価に製造すること
ができる。
The composite ultrafine particles are formed by the method described above.
To control the number of ultrafine particles formed and their bonding state
Therefore, it is possible to use nano materials that are useful as electrical materials and functional materials.
Enables production of new materials controlled on a meter scale
It Specifically, ultrafine particles formed by different types of ultrafine particles
Use of hetero interfaces, for example for semiconductors, sensors, etc.
For controlling the production of ceramics
Greatly contributes to various industrial fields such as high functionality by
can do. In addition, a relatively simple device and method
To efficiently produce the target composite ultrafine particles
Therefore, the conventional activated plasma-metal reaction method, etc.
Cheaper than the method of manufacturing composite ultrafine particles
Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1における複合超微粒子の製造
方法を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a method for producing composite ultrafine particles in Example 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施例2における複合超微粒子の製造
方法を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a method for producing composite ultrafine particles in Example 2 of the present invention.

【図3】本発明の第一工程において発生させた塩化ナト
リウム超微粒子の電子顕微鏡写真である。
FIG. 3 is an electron micrograph of sodium chloride ultrafine particles generated in the first step of the present invention.

【図4】本発明の第一工程において発生させた銀超微粒
子の電子顕微鏡写真である。
FIG. 4 is an electron micrograph of ultrafine silver particles generated in the first step of the present invention.

【図5】本発明の第四工程において複合化した複合超微
粒子の電子顕微鏡写真である。
FIG. 5 is an electron micrograph of composite ultrafine particles compounded in the fourth step of the present invention.

【図6】本発明の第四工程において複合化した複合超微
粒子の電子顕微鏡写真である。
FIG. 6 is an electron micrograph of composite ultrafine particles compounded in the fourth step of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超微粒子発生装置 2 超微粒子発
生装置 3 粒子荷電装置 4 粒子荷電装
置 5 機械的混合装置 6 電気的混合
装置 A 超微粒子素材 B 超微粒子素
材 C 複合超微粒子 D 超微粒子素
材 E 複合超微粒子
1 Ultrafine Particle Generator 2 Ultrafine Particle Generator 3 Particle Charger 4 Particle Charger 5 Mechanical Mixer 6 Electric Mixer A Ultrafine Particle Material B Ultrafine Particle Material C Composite Ultrafine Particle D Ultrafine Particle Material E Composite Ultrafine Particle

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 粒径が数nm〜数十nmの二種類の超微
粒子をそれぞれ別に発生させる第一工程と、第一工程で
発生させた超微粒子をそれぞれ電気的に逆の極性に荷電
する第二工程と、第二工程で荷電した超微粒子をガス雰
囲気中において混合する第三工程と、混合した超微粒子
を交流電界中に通過させる第四工程とからなり、構成粒
子の個数比が1対1又は1対2で構成される複合超微粒
子を調製するようにしたことを特徴とする複合超微粒子
の製造方法。
1. A first step in which two types of ultrafine particles having a particle size of several nm to several tens nm are separately generated, and the ultrafine particles generated in the first step are electrically charged to opposite polarities. The second step, the third step of mixing the ultrafine particles charged in the second step in a gas atmosphere, and the mixed ultrafine particles
The fourth step of passing the
Composite ultrafine particles with a ratio of the number of offspring of 1: 1 or 1: 2
A method for producing composite ultrafine particles, characterized in that a child is prepared .
【請求項2】 前記第一工程で発生させる二種類の超微
粒子の内、少なくとも一方を前記第三工程又は第四工程
で製造される複合超微粒子とし、必要な個数比で構成さ
れる複合超微粒子を調製するようにしたことを特徴とす
請求項1に記載の複合超微粒子の製造方法。
2. At least one of the two types of ultrafine particles generated in the first step is a composite ultrafine particle produced in the third step or the fourth step, and is composed in a required number ratio.
The method for producing composite ultrafine particles according to claim 1, wherein the composite ultrafine particles are prepared.
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