JP3008433B2 - 超微粒子の製造方法 - Google Patents
超微粒子の製造方法Info
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- JP3008433B2 JP3008433B2 JP2065419A JP6541990A JP3008433B2 JP 3008433 B2 JP3008433 B2 JP 3008433B2 JP 2065419 A JP2065419 A JP 2065419A JP 6541990 A JP6541990 A JP 6541990A JP 3008433 B2 JP3008433 B2 JP 3008433B2
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超微粒子の製造方法に関する。更に詳しく
は、金属類からの気相生成法による超微粒子の製造方法
に関する。
は、金属類からの気相生成法による超微粒子の製造方法
に関する。
金属、合金、金属化合物などの金属類を種々の熱源に
よって蒸発させ、原子状態またはクラスター状態とな
し、それがキャリヤーガスによって冷却される過程で凝
集し、超微粒子を形成する気相生成法が従来から行われ
ており、その際不活性ガス中で蒸発させると金属超微粒
子が、また反応性ガス中で蒸発させると各種セラミック
ス超微粒子がそれぞれ生成する。
よって蒸発させ、原子状態またはクラスター状態とな
し、それがキャリヤーガスによって冷却される過程で凝
集し、超微粒子を形成する気相生成法が従来から行われ
ており、その際不活性ガス中で蒸発させると金属超微粒
子が、また反応性ガス中で蒸発させると各種セラミック
ス超微粒子がそれぞれ生成する。
このようにして行われる超微粒子の気相生成法におい
ては、超微粒子の生成後期または捕集時に超微粒子の表
面活性により粒子同志が合体したり、あるいは大気中に
取り出されたときに酸化されたり、汚染されたりすると
いう問題がみられる。
ては、超微粒子の生成後期または捕集時に超微粒子の表
面活性により粒子同志が合体したり、あるいは大気中に
取り出されたときに酸化されたり、汚染されたりすると
いう問題がみられる。
本発明の目的は、超微粒子同志の合体を防止しかつそ
れが大気中に取り出されたとき酸化、汚染などの変質を
生じさせない超微粒子の製造方法を提供することにあ
る。
れが大気中に取り出されたとき酸化、汚染などの変質を
生じさせない超微粒子の製造方法を提供することにあ
る。
かかる本発明の目的は、気相生成した超微粒子の表面
を有機物モノマーのプラズマ重合膜で被覆することによ
り達成されることが見出された。
を有機物モノマーのプラズマ重合膜で被覆することによ
り達成されることが見出された。
従って、本発明は超微粒子の製造方法に係り、超微粒
子の製造は、金属、合金または金属化合物から気相生成
法で超微粒子を生成させるに際し、キャリヤーガスとし
てアルゴン−酸素混合ガス、水素−アンモニア混合ガス
または水素−アンモニア−二酸化炭素混合ガスを用い、
有機物モノマーのプラズマ重合雰囲気中で金属酸化物ま
たは金属窒化物超微粒子を気相生成させることにより行
われる。
子の製造は、金属、合金または金属化合物から気相生成
法で超微粒子を生成させるに際し、キャリヤーガスとし
てアルゴン−酸素混合ガス、水素−アンモニア混合ガス
または水素−アンモニア−二酸化炭素混合ガスを用い、
有機物モノマーのプラズマ重合雰囲気中で金属酸化物ま
たは金属窒化物超微粒子を気相生成させることにより行
われる。
超微粒子形成原料となる金属としては、例えばFe、C
o、Ni、Ag、Au、Sn、Ｗ、Ｖ、Cr、Mn、Al、Cu、Ptなど
が、合金としては例えばFe−Ni、Fe−Co、Co−Niなど
が、また金属化合物としては例えばSiH4、TiCl4、InC
l3、SiCl4、AlCl3、SnCl4、WCl6、MoCl5、Fe（CO）５、
Cr（CO）６、Fe（C2H5）２などがそれぞれ用いられる。
o、Ni、Ag、Au、Sn、Ｗ、Ｖ、Cr、Mn、Al、Cu、Ptなど
が、合金としては例えばFe−Ni、Fe−Co、Co−Niなど
が、また金属化合物としては例えばSiH4、TiCl4、InC
l3、SiCl4、AlCl3、SnCl4、WCl6、MoCl5、Fe（CO）５、
Cr（CO）６、Fe（C2H5）２などがそれぞれ用いられる。
これらの金属類を種々の熱源で加熱蒸発させ、それを
冷却して超微粒子を形成させ、同時にプラズマ重合膜を
形成させる際に用いられるキャリヤーガスとしては、ア
ルゴン−酸素混合ガス、水素−アンモニア混合ガスまた
は水素−アンモニア−二酸化炭素混合ガスである反応性
ガスが、それぞれ全圧約１〜100Paで用いられる。これ
らの反応性ガスが用いられる場合、例えばアルゴン−酸
素混合ガスでは酸素の分圧が全圧の約５〜50％のとき、
Fe2O3、SnO2、In2O3、WO3、MoO3、CrO2、SiO2、Al2O3な
どの金属酸化物（セラミックス）超微粒子を、また水素
−アンモニア混合ガスではアンモニアの分圧が全圧の約
10％以上のとき、Fe4N、Si3N4、AlNなどの金属窒化物
（セラミックス）超微粒子をそれぞれ生成させる。
冷却して超微粒子を形成させ、同時にプラズマ重合膜を
形成させる際に用いられるキャリヤーガスとしては、ア
ルゴン−酸素混合ガス、水素−アンモニア混合ガスまた
は水素−アンモニア−二酸化炭素混合ガスである反応性
ガスが、それぞれ全圧約１〜100Paで用いられる。これ
らの反応性ガスが用いられる場合、例えばアルゴン−酸
素混合ガスでは酸素の分圧が全圧の約５〜50％のとき、
Fe2O3、SnO2、In2O3、WO3、MoO3、CrO2、SiO2、Al2O3な
どの金属酸化物（セラミックス）超微粒子を、また水素
−アンモニア混合ガスではアンモニアの分圧が全圧の約
10％以上のとき、Fe4N、Si3N4、AlNなどの金属窒化物
（セラミックス）超微粒子をそれぞれ生成させる。
この際の有機物モノマーのプラズマ重合雰囲気中での
超微粒子の気相生成は、次のようにして行われる。即
ち、キャリヤーガスを流しながら反応容器内を真空排気
し、0.1Torr程度に減圧したキャリヤーガスに高周波電
源から電界を印加すると、キャリヤーガスはイオン化し
てプラズマを形成する。そのプラズマ発生域内にセット
した金属類蒸気はイオンと衝突して冷却され、合体して
粒成長し、超微粒子を形成する。それと同時に、プラズ
マ発生域内に有機物モノマーを導入すると、生成した超
微粒子の表面はプラズマ重合膜によって被覆される。
超微粒子の気相生成は、次のようにして行われる。即
ち、キャリヤーガスを流しながら反応容器内を真空排気
し、0.1Torr程度に減圧したキャリヤーガスに高周波電
源から電界を印加すると、キャリヤーガスはイオン化し
てプラズマを形成する。そのプラズマ発生域内にセット
した金属類蒸気はイオンと衝突して冷却され、合体して
粒成長し、超微粒子を形成する。それと同時に、プラズ
マ発生域内に有機物モノマーを導入すると、生成した超
微粒子の表面はプラズマ重合膜によって被覆される。
図面の第１図は、本発明方法の一態様の概要図であ
り、真空計１を備えた反応容器２内にキャリヤーガスボ
ンベ３からキャリヤーガスを流しながら真空排気し、減
圧したキャリヤーガスに高周波電源４から電界を印加し
てプラズマを発生させ、それと同時に有機物モノマータ
ンク５から有機物モノマーを導入すると、加熱用誘導コ
イル６によって加熱されたルツボ７内に収容されていた
金属類８は蒸発すると共にプラズマ重合膜によって被覆
され、真空排気系９側の捕集系10でプラズマ重合膜被覆
超微粒子として捕集される。
り、真空計１を備えた反応容器２内にキャリヤーガスボ
ンベ３からキャリヤーガスを流しながら真空排気し、減
圧したキャリヤーガスに高周波電源４から電界を印加し
てプラズマを発生させ、それと同時に有機物モノマータ
ンク５から有機物モノマーを導入すると、加熱用誘導コ
イル６によって加熱されたルツボ７内に収容されていた
金属類８は蒸発すると共にプラズマ重合膜によって被覆
され、真空排気系９側の捕集系10でプラズマ重合膜被覆
超微粒子として捕集される。
プラズマ重合膜被覆形成に用いられる有機物モノマー
としては、例えばエチレン、アセチレン、ベンゼン、ス
チレン、メタン、エタン、シクロヘキサン、酢酸ビニ
ル、メチルアクリレート、ヘキサメチルジシラン、テト
ラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビ
ニルトリメチルシラン、クロロトリフルオロエチレンな
どが用いられ、生成した超微粒子の表面に約20Å以上の
被膜を形成させる。
としては、例えばエチレン、アセチレン、ベンゼン、ス
チレン、メタン、エタン、シクロヘキサン、酢酸ビニ
ル、メチルアクリレート、ヘキサメチルジシラン、テト
ラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビ
ニルトリメチルシラン、クロロトリフルオロエチレンな
どが用いられ、生成した超微粒子の表面に約20Å以上の
被膜を形成させる。
本発明方法においては、次のような効果が奏せられ
る。
る。
（１）金属酸化物または金属窒化物超微粒子は、それの
生成時の状態のままで、表面保護被覆を形成させること
ができる。
生成時の状態のままで、表面保護被覆を形成させること
ができる。
（２）形成された表面保護被覆は、超微粒子同志の合体
を防止しかつ大気中に取り出されても酸化や汚染などの
変質を起さない。
を防止しかつ大気中に取り出されても酸化や汚染などの
変質を起さない。
（３）一般の気相法による超微粒子の生成では、粒径の
コントロールが殆んど不可能で、数100Å程度迄粒成長
してしまうが、本発明方法によれば、表面保護被覆膜が
粒成長を抑える効果をも示すため、金属類の蒸発速度と
モノマーの流量とをコントロールすることにより、数10
〜数100Åの範囲内で粒径をコントロールすることがで
きる。このような粒径範囲では、超微粒子の物性が粒径
によっては大きく左右される。
コントロールが殆んど不可能で、数100Å程度迄粒成長
してしまうが、本発明方法によれば、表面保護被覆膜が
粒成長を抑える効果をも示すため、金属類の蒸発速度と
モノマーの流量とをコントロールすることにより、数10
〜数100Åの範囲内で粒径をコントロールすることがで
きる。このような粒径範囲では、超微粒子の物性が粒径
によっては大きく左右される。
（４）機能性重合膜で表面被覆することにより、超微粒
子表面に種々の機能を付与することができる。
子表面に種々の機能を付与することができる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例１ 第１図に示された装置を用い、まず装置内の全混合ガ
ス圧力を約10Paに制御する。混合ガスは、酸素分圧4Pa
のアルゴンガスで、それを約10ml/分の流量で流してい
る。そこに、周波数13.56MHzの高周波を有効電力10Wで
印加してプラズマ放電させ、その状態でスチレンモノマ
ーガスを約5ml/分の流量で流しながらSnを蒸発させる
と、膜厚約20Å以上のスチレンプラズマ重合膜で表面被
覆された、粒径約100Å以上のSnO2超微粒子が得られ
た。得られた超微粒子は合体せず、それぞれが孤立粒子
として存在していた。また、その超微粒子は、TEM（透
過型電子顕微鏡）観察および電子線回析により、不純物
を含んでいないことが確認された。
ス圧力を約10Paに制御する。混合ガスは、酸素分圧4Pa
のアルゴンガスで、それを約10ml/分の流量で流してい
る。そこに、周波数13.56MHzの高周波を有効電力10Wで
印加してプラズマ放電させ、その状態でスチレンモノマ
ーガスを約5ml/分の流量で流しながらSnを蒸発させる
と、膜厚約20Å以上のスチレンプラズマ重合膜で表面被
覆された、粒径約100Å以上のSnO2超微粒子が得られ
た。得られた超微粒子は合体せず、それぞれが孤立粒子
として存在していた。また、その超微粒子は、TEM（透
過型電子顕微鏡）観察および電子線回析により、不純物
を含んでいないことが確認された。
実施例２ 第１図に示された装置を用い、まず装置内の全混合ガ
ス圧力を約100Paに制御する。混合ガスは、アンモニア
分圧22.5Pa、二酸化炭素分圧2.5Paの水素ガスで、それ
を約100ml/分の流量で流している。そこに、周波数13.5
6MHzの高周波を有効電力90Wで印加してプラズマ放電さ
せ、その状態でエチレンモノマーガスを約50ml/分の流
量で流しながらFe（C5H5）２を蒸発させると、膜厚約20
Å以上のエチレンプラズマ重合膜で表面被覆された、粒
径約100Å以上のFe4N超微粒子が得られた。得られた超
微粒子は合体せず、それぞれが孤立粒子として存在して
いた。その超微粒子は、TEM観察、電子線回析および磁
気的特性により、不純物を含んでいないこと、また大気
中に取り出しても酸化されないことが確認された。
ス圧力を約100Paに制御する。混合ガスは、アンモニア
分圧22.5Pa、二酸化炭素分圧2.5Paの水素ガスで、それ
を約100ml/分の流量で流している。そこに、周波数13.5
6MHzの高周波を有効電力90Wで印加してプラズマ放電さ
せ、その状態でエチレンモノマーガスを約50ml/分の流
量で流しながらFe（C5H5）２を蒸発させると、膜厚約20
Å以上のエチレンプラズマ重合膜で表面被覆された、粒
径約100Å以上のFe4N超微粒子が得られた。得られた超
微粒子は合体せず、それぞれが孤立粒子として存在して
いた。その超微粒子は、TEM観察、電子線回析および磁
気的特性により、不純物を含んでいないこと、また大気
中に取り出しても酸化されないことが確認された。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明方法の一態様の概要図である。 （符号の説明） ２……反応容器 ３……キャリヤーガスボンベ ４……高周波電源 ５……有機物モノマータンク ７……ルツボ ８……溶融金属類 10……超微粒子捕集系
Claims (1)
- 【請求項１】金属、合金または金属化合物から気相生成
法で超微粒子を生成させるに際し、キャリヤーガスとし
てアルゴン−酸素混合ガス、水素−アンモニア混合ガス
または水素−アンモニア−二酸化炭素混合ガスを用い、
有機物モノマーのプラズマ重合雰囲気中で金属酸化物ま
たは金属窒化物超微粒子を気相生成させることを特徴と
する超微粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065419A JP3008433B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 超微粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065419A JP3008433B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 超微粒子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264610A JPH03264610A (ja) | 1991-11-25 |
| JP3008433B2 true JP3008433B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=13286518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2065419A Expired - Lifetime JP3008433B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 超微粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008433B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5560800A (en) * | 1994-08-31 | 1996-10-01 | Mobil Oil Corporation | Protective coating for pressure-activated adhesives |
| JPWO2005075132A1 (ja) * | 2004-02-04 | 2007-08-02 | 株式会社荏原製作所 | 複合型ナノ粒子 |
| US7384448B2 (en) * | 2004-02-16 | 2008-06-10 | Climax Engineered Materials, Llc | Method and apparatus for producing nano-particles of silver |
| DE102008001851A1 (de) * | 2008-05-19 | 2009-11-26 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Phasenumwandlung von Stoffen |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP2065419A patent/JP3008433B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03264610A (ja) | 1991-11-25 |
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