JP3368420B2 - 均粒モリブデン粉及びその製造方法 - Google Patents

均粒モリブデン粉及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高融点金属である
モリブデン粉及びその製造方法に関し、詳しくは、電子
部品のメタライズ層等に用いる均粒モリブデン粉及びそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミナ(Al2 3 )等の酸化物セラ
ミックに対するメタライズ法としては、厚膜法、薄膜
法、メッキ法、及び高融点金属焼つけ法などがある。こ
れらのメタライズ法としては、例えば、タングステン
(W)、モリブデン(Mo)等の高融点金属に、ガラス
および結合材、溶剤を添加してペーストとし、セラミッ
クス上に塗布し焼付けすることが一般的に知られてい
る。
【0003】最近、このようにして形成されたメタライ
ズ層の電気抵抗の低下やセラミックスとの密着強度を高
めるために、メタライズ用のペースト(インク)中の単
位体積あたりのタングステン粉やモリブデン粉の含有量
を多くするため、均粒化や粉の単位体積あたりの重量
(充填密度)の増加する要求がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、モリブデン粉
は、モリブデン酸アンモニウムまたは三酸化モリブデン
等の原料を二段還元することにより得られる。しかし、
得られたモリブデン粉は凝集してしまうという欠点があ
る。このモリブデン粉の凝集を防ぐためには、二段還元
の温度をなるべく低い温度で還元することが望ましい。
しかし、還元温度が低いと二酸化モリブデンの形骸がそ
のまま残り、モリブデン粉の粒子が丸くならない。ま
た、温度を高くしていくとモリブデン粉には、どうして
も凝集が生じてしまう。
【0005】これに対して、一段還元で生じた二酸化モ
リブデンを、粉砕することによりモリブデン粉の凝集を
少なくすることは可能であるが、凝集を完全に無くすこ
とはできない。
【0006】また、モリブデン粉を粉砕することによっ
て、凝集を無くそうとしても、モリブデン粉は柔らかい
ため粉砕されず延びてしまい鱗片状になってしまうため
均粒粉を得ることができない。
【0007】そこで、本発明の技術的課題は、電子部品
等のメタライズ層に用いることができる凝集のない均粒
モリブデン粉と、それを容易に製造する方法とを提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、モリブデ
ン粉の凝集を極力無くし均粒化するために、一段還元で
生成する二酸化モリブデンの形状をなるべく丸く、そし
て均粒化する。そうすることにより、この二酸化モリブ
デンを還元して得られるモリブデン粉も凝集が少なく均
粒化されたものが得られるが、更に、出来上がったMo
粉の密度を高くすべく検討を行い本発明をなすに至った
ものである。
【0009】
【0010】
【0011】また、本発明によれば、モリブデン酸化
物、例えば、MoOにKを250〜510ppm/M
oもしくは、Kを250〜750ppm/MoとPを7
0〜170ppm/Moドープして還元することによ
り、タングステン・モリブデン工業会規格TMS110
1による見かけ密度の測定方法で見かけ密度が2.2以
上、タップ密度の測定方法で4.5以上の密度を有する
ことを特徴とする均粒モリブデン粉が得られる。
【0012】また、本発明によれば、前記均粒モリブデ
ン粉において、前記各測定方法によって得られたモリブ
デン粉の粒度分布において、22μmを超えるものが無
く、且つ、F.S.S.S(μm)/BET(μm)で
表わす凝集係数が1.5以下であることを特徴とする均
粒モリブデン粉が得られる。
【0013】さらに、本発明によれば、前記いずれかに
記載の均粒モリブデン粉を製造する方法であって、モリ
ブデン原料又はモリブデン中間原料に、Kを250〜7
50ppm/Mo及びPを70〜170ppm/Mo含
むようにドープするドープ工程と、前記モリブデン原料
又はモリブデン中間原料を還元する還元工程とを備え、
前記ドープ工程及び前記還元工程の内のいずれか一方が
他方の後工程であることを特徴とする均粒モリブデン粉
の製造方法が得られる。ここで、本発明において、モリ
ブデン原料とは、三酸化モリブデン及びモリブデン酸ア
ンモニウム等を呼び、モリブデン中間原料とは、MoO
のようなモリブデン酸化物を呼ぶ。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0015】まず、本発明の実施の形態による均粒モリ
ブデン粉の製造の概要について説明する。本発明の一方
法においては、モリブデン酸アンモニウムまたは三酸化
モリブデンからなるモリブデン原料にK(カリウム)ま
たはK(カリウム)とP(燐)をドープし還元を行う。
こうすると、一段還元後の二酸化モリブデンの一次粒子
が球状に近いものになり、また粉砕されやすいものにな
る。そのため、粉砕後の二酸化モリブデンは均粒に近い
球状のものになる。これを二段還元することにより凝集
の極めて少ない球状で均粒のモリブデン粉が得られる。
こうして得られたモリブデン粉は粒度分布を比較すると
粗大粒がない。
【0016】また、本発明の他の方法において、モリブ
デン原料(モリブデン酸アンモニユームまたは三酸化モ
リブデン)を還元しMoO2 を生成し粉砕均粒化する。
こうして得たMoO2 をK(カリウム)またはK(カリ
ウム)とP(燐)を溶解した水の中に入れスラリーとす
る。このスラリーを加熱し水分を飛ばしドープされたM
oO2 とする。これを二段還元しその後、解砕すること
により凝集の極めて少ない球状で均粒のモリブデン粉で
密度の高いものが得られる。こうして得られたモリブデ
ン粉は粒度分布を比較すると、前述の例と同様に粗大粒
がない。
【0017】次に、本発明の実施の形態による均粒モリ
ブデン粉の製造について更に具体的に説明する。
【0018】(第1の実施の形態)まず、モリブデン酸
アンモニウムに水に溶かした硝酸カリウムと燐酸カリウ
ムをドープし、モリブデン酸アンモニウム中にK(カリ
ウム)とP(燐)が下記表1になるように調整した。
【0019】
【表1】
【0020】上記表1で示される原料を用い、水素中5
50℃で一段還元を行い二酸化モリブデンを得た。これ
を粉砕機で粉砕し二段還元用の二酸化モリブデンとし
た。この二酸化モリブデンを用い、水素中1000℃で
二段還元を行いモリブデン粉を得た。得られたモリブデ
ン粉の特性を下記表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】この時の凝集の強さを凝集係数=F.S.
S.S(μm)(Fisher sub-sievesizerによる法)/
BET(μm))(Brunaur, Emmet, Tellerの式によ
る)で表わすと次の表3のようになり、明らかにK、又
はKとPとをドープして還元されたモリブデン粉は凝集
が少ない。
【0023】
【表3】
【0024】また、得られたモリブデン粉の粒度分布を
図1に示す。図1から明らかなように、K又はKとPと
をドープして還元したモリブデン粉は、ドープしないも
のに比べ粗大粒が少なく、分布の状態もシャープであ
る。
【0025】(第2の実施の形態)三酸化モリブデンに
第1の実施の形態と同様な方法でKとPをドープし、下
記表4のような含有量に調整した。
【0026】
【表4】
【0027】上記表4に示される原料を用い、水素中5
50℃で一段還元を行い、二酸化モリブデンを得た。こ
れを粉砕機で粉砕し二段還元用の二酸化モリブデンとし
た。さらにこの二酸化モリブデンを用い水素中1000
℃で二段還元を行いモリブデン粉を得た。このモリブデ
ン粉の特性を下記表5に示す。
【0028】
【表5】
【0029】上記表5に示されるように、三酸化モリブ
デン原料の場含もモリブデン酸アンモニウムと同様に明
らかに、K又はKとPをドープして還元されたモリブデ
ン粉は凝集が少ない。
【0030】また、得られたモリブデン粉の粒度分布を
図2に示す。図2から明らかなように、モリブデン酸ア
ンモニウム原料の場含と同様、K、又はKとPとをドー
プして還元したモリブデン粉は、ドープしないものに比
べ粗大粒が少なく、分布の状態もシャープである。
【0031】(第3の実施の形態)硝酸カリウムまた
は、燐酸カリウムもしくは両方を水に溶かし、その中に
モリデン酸アンモニームを還元・粉砕して得たMoO2
を入れスラリーとし、撹拌しながら乾燥し、K(カリウ
ム)とP(燐)が、下記表6の組成になるように調整し
た。
【0032】
【表6】
【0033】これらを用い、水素中1100℃で二段還
元を行いモリブデン粉を得た。得られたモリブデン粉を
衝撃粉砕橿により解砕して得たMo粉の特性を下記表7
に示す。
【0034】
【表7】
【0035】この時の凝集の強さを凝集係数=F.S.
S.S(μm)/BET(μm)で表わすと下記表8の
ようになり、明らかにKまたはKとPをドープして還元
されたモリブデン粉は凝集が少ない。
【0036】
【表8】
【0037】得られたモリブデン粉の粒度分布を図3に
示す。
【0038】また、得られたをMo粉のタングステン・
モリブデン工業会規格TMS 1101により測定し
た、見かけ密度とタッブ密度を下記表9に示す。
【0039】
【表9】
【0040】その結果、KまたはKとPドープして還元
したモリブデン粉は、ドープしないものに比べ粗大粒が
少なく、分布の状態もシャープで、また、見かけ密度・
タッブ密度とも高いことが判明した。
【0041】(第4の実施の形態)三酸化モリブデン還
元・粉砕して得たMoO2 を前記第3の実施の形態と同
様な方法でKとPをドープし、下記表10のような含有
量に調整した。
【0042】
【表10】
【0043】これらを用い、水素中1100℃で二段還
元を行いモリブデン粉を得た。得られたモリブデン粉を
衝撃粉砕機により解砕して得たMo粉の特性を下記表1
1に示す。また、得られたMo粉の粒度分布を図4に示
す。
【0044】
【表11】
【0045】また、得られたをMo粉のタングステン・
モリブデン工業会規格TMS1101により測定した、
見かけ密度とタップ密度を下記表12に示す。
【0046】
【表12】
【0047】その結果、三酸化モリブデン原料から作っ
たMoO2 に、KまたはKとPドープして還元したモリ
ブデン粉は、ドープしないものに比べ粗大粒が少なく、
分布の状態もシャープで、また、見かけ密度・タッブ密
度とも高い。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
凝集の少ないモリブデン粉により、メタライズ層のモリ
ブデン充填密度が高くなり、メタライズ層の電気抵抗値
を低下させることができる均粒モリブデン粉を提供する
ことができる。
【0049】また、本発明によれば、還元用のモリブデ
ン原料に、K、又は、KとPをドープするだけで、均粒
で粒度分布が狭いモリブデン粉が容易に得ることができ
る均粒モリブデン粉の製造方法を提供することができ
る。
【0050】また、本発明によれば、モリブデン酸アン
モニウム又は三酸化モリブデン等のモリブデン原料又は
モリブデン酸化物、例えば、MoO2 からなるモリブデ
ン中間原料に水に溶かしたKやPをドープし出来たMo
粉を解砕するだけでだけで、他の工程は通常のモリブデ
ン還元工程と変わらず、均粒で粒度分布が狭く密度の高
く、凝集の少なく、また、粗大粒の無い均粒モリブデン
粉が得られ、メタライズ層を印刷するペースト中のMo
濃度が高くなり、その結果としてメタライズ層のモリブ
デン充填密度が高くなり、メタライズ層の電気抵抗値を
低減することができる均粒モリブデン粉の製造方法を提
供することができる。
【0051】また、本発明によれば、HIPやCIPを
用いMo単味やMo化物を作る場合、単位体積当たり
に充填できる粉の量が多くなるため、効率の良い均粒モ
リブデン粉の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるモリブデン粉
の粒度分布を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態によるモリブデン粉
の粒度分布を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態によるモリブデン粉
の粒度分布を示す図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態によるモリブデン粉
の粒度分布を示す図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22F 9/22 B22F 9/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モリブデン酸化物に、Kを250〜75
    0ppm/MoとPを70〜170ppm/Moの範囲
    ドープして還元することにより、タングステン・モリ
    ブデン工業会規格TMS1101による見かけ密度の測
    定方法で見かけ密度が2.2以上、タップ密度の測定方
    法で4.5以上の密度を有することを特徴とする均粒モ
    リブデン粉。
  2. 【請求項2】 請求項記載の均粒モリブデン粉におい
    て、前記各測定方法によって得られたモリブデン粉の粒
    度分布において、22μmを超えるものが無く、且つ、
    F.S.S.S(μm)/BET(μm)で表わす凝集
    係数が1.5以下であることを特徴とする均粒モリブデ
    ン粉。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の均粒モリブデン粉
    を製造する方法であって、モリブデン原料又はモリブデ
    ン中間原料に、Kを250〜510ppm/Moで含む
    か又はKを250〜750ppm/Mo及びPを70〜
    170ppm/Mo含むようにドープするドープ工程
    と、前記モリブデン原料又はモリブデン中間原料を還元
    する還元工程とを備え、前記ドープ工程及び前記還元工
    程の内のいずれか一方が他方の後工程であることを特徴
    とする均粒モリブデン粉の製造方法。
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