JP4356313B2

JP4356313B2 - 金属化合物微粉末の製造方法

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Publication number: JP4356313B2
Application number: JP2002366860A
Authority: JP
Inventors: 隆行渡辺; 健司勝田; 芳朗石井; 能之阿部; 健治足立
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: JP2003261323A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱プラズマを用いることにより、各種金属のホウ化物の微粉末、あるいは金属ホウ化物の微粉末と窒化物その他の化合物の微粉末との混合微粉末を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微粉末の製造方法の一つとしてプラズマ反応を用いる方法があり、金属ホウ化物の微粉末又は金属ホウ化物を含む微粉末についても、不活性ガスの熱プラズマを用いて合成する方法が知られている。この熱プラズマ法によれば、原料粉末は熱プラズマ中で原子レベルまで一旦分解され、金属ホウ化物の核が形成され、この核が成長して微粉末が合成されるものと考えられる。
【０００３】
従来、熱プラズマによる金属ホウ化物など微粉末の合成には、原料として市販されている通常の金属ホウ化物粉末が用いられていた。しかしながら、かかる方法では、原料の金属ホウ化物と同等の化合物組成の微粉末を得ることは容易ではなく、原料とは異なる化合物組成の金属ホウ化物微粉末が形成されてしまうという問題があった。特に、各種化学量論組成を有する金属ホウ化物の微粉末を合成する場合、その化合物組成及び粉末特性を制御することは極めて困難であった。
【０００４】
また、通常の金属ホウ化物粉末を原料として用いる従来の熱プラズマ法では、金属のホウ化物微粉末と、他の化合物、例えば窒化物、酸化物、炭化物などの微粉末との混合微粉末を合成する場合においても、上記の組成制御の問題に加えて、各化合物の微粉末の混合比を制御することが極めて困難であった。
【０００５】
熱プラズマを用いて金属ホウ化物微粉末を製造する改良方法として、水素又は水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で発生した熱プラズマにより、金属のホウ化物あるいは金属とホウ素との混合物を加熱溶融することにより、金属ホウ化物を蒸発凝縮させる方法が、特公平６−３９３２６号公報に開示されている。しかし、この方法は、可燃性の極めて強い気体で爆発の危険がある水素を用いる必要があるため、その取り扱いに注意を要するという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特公平６−３９３２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、熱プラズマを用いて、可燃性が極めて強く爆発の危険がある水素ガスを使用せずに、得られる微粉末の化合物組成の制御並びに各化合物の混合比の制御が容易であり、更には結晶性や粒度分布などの粉末特性を制御することも可能な、金属ホウ化物の微粉末又は金属ホウ化物と他の化合物の混合微粉末を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する金属化合物微粉末の製造方法は、熱プラズマによる金属化合物微粉末の製造方法であって、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれた少なくとも１種の金属のホウ化物粉末と、ホウ素粉末とを、不活性ガス雰囲気中で発生させた熱プラズマ中に、不活性ガスのキャリアガスによって供給することにより、１次粒子の平均粒径が８００ｎｍ以下である金属ホウ化物微粉末を得ることを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の金属化合物微粉末の製造方法においては、前記不活性ガス雰囲気として、アルゴンガス、アルゴンと窒素の混合ガス、若しくはアルゴンとヘリウムの混合ガスを用いることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明方法においては、熱プラズマにより金属ホウ化物を含む金属化合物の微粉末を合成するための原料として、金属粉末とホウ素粉末の混合物、金属ホウ化物粉末とホウ素粉末の混合物、若しくは金属粉末と金属ホウ化物粉末とホウ素粉末の混合物のいずれかを用いる。これらの金属粉末、金属ホウ化物粉末、及びホウ素粉末は、いずれも通常のミクロンオーダーの粉末を用いることができる。具体的には、原料粉末はフィーダーにより安定的に供給することが可能な１〜１００μｍ程度の粒度範囲のものが使用可能であるが、特に２〜３０μｍの範囲の粉末が好ましい。
【００１３】
これらの原料粉末は、キャリア用の不活性ガスによって、少量ずつ連続的に不活性ガスの熱プラズマ中に供給される。熱プラズマ中に供給された原料粉末は、熱プラズマ中央部の超高温部（１００００〜２００００℃程度）で加熱されて原子レベルまで分解され、次に熱プラズマ中において金属ホウ化物等の金属化合物の核が形成され、その核がプラズマの流れと共に移動しながら核成長して金属ホウ化物を含む金属化合物の微粉末が合成される。
【００１４】
上記熱プラズマ用の不活性ガスとしては、アルゴンガス、アルゴンとヘリウムの混合ガス、若しくはアルゴンと窒素の混合ガスを用いることが好ましい。また、熱プラズマは、直流（ＤＣ）放電又は高周波（ＲＦ）放電により形成されるプラズマ、又はその両者を用いたハイブリッドプラズマなどを用いることができる。これらの中でも、熱プラズマ中に多くの原料粉末を供給でき、金属ホウ化物を含む金属化合物の微粉末を制御性良く且つ生産性良く合成することが可能な、高周波放電により形成されるプラズマ又はハイブリッドプラズマの使用が望ましい。
【００１５】
また、上記した原料粉末を熱プラズマ中に供給する際に、熱プラズマ形成用の不活性ガスと共に、窒素ガス、酸素ガス、有機炭素系ガスなどの反応性ガスを供給すれば、金属ホウ化物の微粉末と、その金属の窒化物、酸化物、炭化物などの金属ホウ化物以外の化合物の微粉末との混合微粉末を製造することができる。尚、有機炭素系ガスとしては、メタン（ＣＨ_４）、アセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）などを用いることができる。
【００１６】
本発明方法により得られる金属ホウ化物の微粉末、あるいは金属ホウ化物微粉末と窒化物、炭化物、酸化物などの金属ホウ化物以外の化合物の微粉末との混合微粉末は、直径がナノオーダー、即ち１μｍ以下の微粉末である。この微粉末の粒径は合成条件や目的とする化合物などによって変化し、好ましくは１次粒子の平均粒径が８００ｎｍ以下、更に好ましくは１００ｎｍ以下の平均粒径の微粉末を得ることができる。
【００１７】
本発明方法により、金属ホウ化物の微粉末、若しくは金属ホウ化物と窒化物、炭化物、酸化物の混合微粉末を合成することができる金属としては、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉなどを挙げることができる。ただし、上記金属の中には、窒化物、炭化物、又は酸化物を形成しないものも含まれている。
【００１８】
また、ある特定金属のホウ化物の微粉末、又は特定金属のホウ化物微粉末と窒化物、炭化物、酸化物などの微粉末との混合微粉末を合成するのみならず、熱プラズマ中に供給する原料粉末中に上記の２種以上の金属を混在させることによって、それら２種以上の金属の混合したホウ化物の微粉末、あるいはそれら２種以上の金属のホウ化物の微粉末と窒化物、炭化物、酸化物などの微粉末との混合微粉末を合成することも可能である。
【００１９】
従って、本発明方法の原料粉末である金属粉末及び金属ホウ化物微粉末においては、その金属元素として、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｓｉから選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００２０】
上記本発明方法においては、原料粉末中の金属粉末、ホウ素粉末、金属ホウ化物粉末の混合比及びその供給量などを調整することによって、得られる金属ホウ化物の微粉末及び金属ホウ化物以外の化合物の微粉末の化合物組成、特に化学量論組成を制御することができ、また結晶性や粒度分布などの粉末特性についても制御が可能である。
【００２１】
例えば、金属ホウ化物の微粉末を製造する場合、原料粉末中における金属粉末、金属ホウ化物粉末、ホウ素粉末の割合を変化させることにより、得られる金属ホウ化物の組成を制御することができる。更に具体的には、例えばモリブデン（Ｍｏ）のホウ化物微粉末を合成する場合、原料粉末中のホウ素の混合比を増加させるに伴って、金属モリブデン微粉末の合成割合が減少し、モリブデンホウ化物（ＭｏＢ）の合成割合が増加する。更にホウ素の混合比を増加させると、モリブデンホウ化物のうちＭｏＢの合成割合が減少し、ＭｏＢ_２の合成割合が増加する。
【００２２】
原料粉末として金属粉末とホウ素粉末を用いる場合だけでなく、金属ホウ化物粉末とホウ素粉末を用いる場合、あるいは金属粉末と金属ホウ化物粉末とホウ素粉末を用いる場合にも、上記と同様の手法によって、得られる金属ホウ化物微粉末の化合物組成や粉末特性を制御することができる。尚、本発明方法による上記化合物組成や粉末特性の制御は、水素ガスを用いることなく、不活性ガスの熱プラズマを用いて行うことが可能である。
【００２３】
また、熱プラズマ用の不活性ガスと共に、窒素ガス、酸素ガス、有機炭素系ガスなどの反応性ガスを併用することにより、金属ホウ化物微粉末と金属ホウ化物以外の化合物の微粉末との混合微粉末を製造する場合においても、原料粉末の混合比及びその供給量、更にはプラズマ用ガス中の不活性ガスと反応性ガスの流量比などを調整することによって、各化合物組成の制御や粉末特性の制御と共に、混合微粉末中における金属ホウ化物と窒化物、酸化物、炭化物などの各化合物の混合比を簡単に制御することができる。
【００２４】
例えば、チタン金属粉末とホウ素粉末を原料とした場合に、熱プラズマ中に供給するアルゴンガスなどの不活性ガス中に反応性ガスとして窒素ガスを混合することによって、ＴｉＢ_２などのチタンのホウ化物微粉末と共に、Ｔｉ_２Ｎ及びＴｉＮなどの窒化物の微粉末が同時に合成される。その際、アルゴンガス中に混合する窒素ガスの流量比を増加させ又は減少させることによって、ホウ化物微粉末に対する窒化物微粉末の比率を増加させ又は減少させることができる。
【００２５】
次に、本発明方法を実施するための製造装置の一具体例を、図１に基づいて説明する。図１において、反応容器６の上部外壁には、熱プラズマ発生用の高周波コイル２が巻き付けてある。尚、高周波コイル２を巻きつける上部外壁は石英ガラスなどで構成された円筒形の２重管となっており、その隙間に冷却水を流して熱プラズマによる石英ガラスの溶融を防止している。
【００２６】
また、反応容器６の上部には、原料粉末供給ノズル５と共に、不活性ガス供給ノズル３及び反応性ガス供給ノズル４が設けてある。原料粉末フィーダーからキャリアガスによって送られてきた粉末原料は、原料粉末供給ノズル５を通して熱プラズマ１中に供給される。尚、原料粉末供給ノズル５は、必ずしも図１のように熱プラズマ１の上部に設置する必要はなく、熱プラズマ１の横方向にノズルを設置することもできる。
【００２７】
反応容器６は、プラズマ反応部の圧力の保持や、製造された微粉末の分散を抑制する役割を果たす。また、反応容器６の下部には、吸引管７が接続してあり、その吸引管７の途中には合成された微粉末を捕集するためのフィルター８が設置してある。反応容器６内の圧力は、フィルター８の下流側に設置されているポンプの吸引能力によって調整する。
【００２８】
【実施例】
実施例１
図１の装置を用い、ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）粉末とホウ素（Ｂ）粉末とを所定の割合で混合し、乾燥させた混合粉末を原料粉末として、反応容器内に発生させたＡｒガス又はＡｒ−Ｈｅ混合ガスの熱プラズマ中にキャリアガスで連続的に供給することにより、ホウ化ランタンの微粉末を製造した。また、反応性ガスとしてＮ_２ガスをＡｒガスに混入し、ホウ化ランタンと窒化ランタンの混合微粉末の製造も行った。
【００２９】
即ち、反応容器内を真空ポンプで排気した後、Ａｒガスを導入して大気圧とした。この排気とＡｒガス導入を３回繰り返して、反応容器内の残留空気を排気した。その後、反応容器内にプラズマガスとしてＡｒガスあるいはＡｒ−Ｈｅ混合ガスを１３リットル／分の流量で導入し、高周波コイルに交流電圧をかけて、高周波電磁場（周波数４Ｈｚ）により高周波プラズマを発生させた。この時のプレート電力は、Ａｒガスの場合は２０ｋＷ、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスの場合は２２ｋＷとした。原料粉末を供給するキャリアガスは、１.０リットル／分の流速のＡｒガスを用いた。また、Ｎ_２ガスを熱プラズマ用のＡｒガスに混入する場合、Ｎ_２ガスの流量は２又は４リットル／分とした。
【００３０】
得られた微粉末をフィルターで回収し、ＣｕＫα線を用いた粉末Ｘ線回折装置（ＭａｃＳｃｉｅｎｃｅ製、ＭＸＰ３ＴＡ）により同定した。また、微粉末の粒子形状の観察、及び粒径分布の測定は、透過型電子顕微鏡（日本電子製、ＪＥＭ−２０１０）を用いて行った。
【００３１】
ＬａＢ_６粉末とＢ粉末からなる混合原料粉末中のホウ素のモル混合比、即ちＢ／（ＬａＢ_６＋Ｂ）と、得られた微粉末の相との関係をＸＲＤで調べた。その結果、Ａｒガスプラズマ、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマ及びＡｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマのいずれの場合においても、上記のモル混合比Ｂ／（ＬａＢ_６＋Ｂ）が０.８５〜０.８７の範囲で、ＬａＢ_６が最も効率的に合成されることが分った。
【００３２】
例えば、上記のモル混合比Ｂ／（ＬａＢ_６＋Ｂ）が０.８５〜０.８７の範囲である上記混合原料粉末を用い、Ａｒガスプラズマ中で合成された微粉末は、図２に示すＸ線回折パターンを有し、ＬａＢ_６の単一相であることが確認された。尚、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマ及びＡｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマの場合も、同様にＬａＢ_６の単一相であることが分った。また、上記Ｂ／（ＬａＢ_６＋Ｂ）が０.９を超えると、Ａｒガスプラズマ及びＡｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマ中で合成した場合はＬａＢ_６の他にＢ微粉末が、またＡｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中で合成した場合はＬａＢ_６の他に窒化ホウ素（ＢＮ）微粉末が得られた。
【００３３】
また、上記のごとく合成し回収した微粉末をＴＥＭ観察した結果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、混合原料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／（ＬａＢ_６＋Ｂ）が０.８６のとき、Ａｒガスプラズマ中で合成されたＬａＢ_６微粉末のＴＥＭ写真を図３に、Ａｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマでのＬａＢ_６微粉末のＴＥＭ写真を図４に、及びＡｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマでのＬａＢ_６微粉末のＴＥＭ写真を図５に示した。また、図３のＴＥＭ写真から、５１０個の粒子を測定して求めたＬａＢ_６微粉末の個数平均粒径は９.８２ｎｍであり、その幾何標準偏差は１.３７であった。図４及び図５のＴＥＭ写真からも、図３と同様のナノサイズのＬａＢ_６微粉末が形成されていることが分った。
【００３４】
参考例１
図１の装置を用い、実施例１と同様にして、ニオブ（Ｎｂ）粉末とホウ素（Ｂ）粉末の混合粉末を原料粉末として、ニオブのホウ化物（ＮｂＢ、ＮｂＢ２）の微粉末を合成した。反応容器に供給する熱プラズマ用の不活性ガスは、２０リットル／分の流量のＡｒガスを用いた。
【００３５】
その結果、Ｎｂ粉末とＢ粉末の混合原料粉末中におけるホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０の場合にはＮｂ微粉末のみが合成されるが、モル混合比が０.５を超えるとＮｂＢ微粉末とＮｂＢ_２微粉末の混合微粉末が合成され始めた。更に、上記モル混合比が０.６５付近でＮｂＢ微粉末が、及び０.９付近でＮｂＢ_２微粉末がそれぞれ最も高い比率で合成された。
【００３６】
上記ＡｒガスにＮ_２ガスを４リットル／分混合し、上記と同じ混合原料粉末を用いて、Ａｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中で微粉末を合成したところ、混合原料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０.３〜０.９の広い範囲で、ＮｂＢ微粉末とＮｂＢ_２微粉末と共に、Ｎｂ_２Ｎ微粉末も合成されることが分った。また、上記Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０.７５以上で、更にＢＮ微粉末も合成された。
【００３７】
また、上記の微粉末をＴＥＭ観察した結果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、上記ホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｎｂ＋Ｂ）が０.６６のとき、Ａｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中で合成された混合微粉末（ＮｂＢ、ＮｂＢ_２、Ｎｂ_２Ｎ）のＴＥＭ写真を図６に示す。この図６のＴＥＭ写真から、４５０個の粒子を測定して求めた個数平均粒径は１４.０ｎｍであり、その幾何標準偏差は１.４８であった。
【００３８】
参考例２
図１の装置を用い、実施例１と同様にして、クロム（Ｃｒ）とホウ素（Ｂ）の混合粉末を原料粉末とし、クロムのホウ化物（ＣｒＢ、ＣｒＢ２）の微粉末を合成した。また、熱プラズマ用の不活性ガスは、２０リットル／分の流量のＡｒガスを用いた。
【００３９】
Ｃｒ粉末とＢ粉末の混合原料粉末中におけるホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｃｒ＋Ｂ）が０ではＣｒの微粉末のみが合成されるが、この混合比が０.２を超えるとＣｒＢが合成され始め、０.４を越えると更にＣｒＢ_２が合成され始めることが分った。上記モル混合比を更に増加させるに伴って急激にＣｒＢ_２の合成量が増加し、０.７５付近でＣｒＢ_２微粉末が最も高い比率で合成された。
【００４０】
また、上記ＡｒガスにＮ_２ガスを４リットル／分混合して形成したＡｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中では、混合原料粉末中におけるホウ素のモル混合比Ｂ／（Ｃｒ＋Ｂ）が０〜０.３付近までは主にＣｒＮ微粉末が合成され、０.６以上になるとＣｒＮの合成量が急激に減少して、ＣｒＢとＣｒＢ_２の混合微粉末の合成量が増加し、更に０.７５付近でＣｒＢ_２微粉末が最も高い比率で合成された。
【００４１】
また、上記の微粉末をＴＥＭ観察した結果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、上記Ｂ／（Ｃｒ＋Ｂ）が０.７５のとき、Ａｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中で合成された混合微粉末（ＣｒＢ、ＣｒＢ_２、ＣｒＮ）は、そのＴＥＭ写真から、４５０個の粒子を測定して求めた個数平均粒径は１０.２ｎｍであり、その幾何標準偏差は１.３７であった。
【００４２】
参考例３
図１の装置を用い、実施例１と同様にして、アルミニウム（Ａｌ）とホウ素（Ｂ）の混合粉末を原料粉末とし、アルミニウムのホウ化物（ＡｌＢ１０、ＡｌＢ１２）の微粉末を合成した。また、熱プラズマ用の不活性ガスには、２０リットル／分の流量のＡｒガスを用いた。
【００４３】
アルミニウムとホウ素の混合原料粉末中におけるホウ素のモル混合比Ｂ／（Ａｌ＋Ｂ）が０.５を超えると、ＡｌＢ_１０微粉末とＡｌＢ_１２微粉末とが合成され始め、０.９付近でＡｌＢ_１０微粉末が最も高い比率で合成された。
【００４４】
また、上記ＡｒガスにＮ_２ガスを４リットル／分混合して形成したＡｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中では、上記混合原料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／（Ａｌ＋Ｂ）が０.３〜０.９５の範囲で、ＡｌＢ_１０微粉末、ＡｌＢ_１２微粉末と共に、ＡｌＮ微粉末が合成された。更に、混合原料粉末中のホウ素のモル混合比Ｂ／（Ａｌ＋Ｂ）が０.７５以上では、ＡｌＢ_１０微粉末及びＡｌＢ_１２微粉末と共に、ＢＮ微粉末の合成も確認された。
【００４５】
また、上記の微粉末をＴＥＭ観察した結果、全て微細なナノ粒子であることが分った。例えば、上記Ｂ／（Ａｌ＋Ｂ）が０.６６のとき、Ａｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中で合成された混合微粉末を透過型電子顕微鏡で観察した。そのＴＥＭ写真を図７に示す。このＴＥＭ写真から、得られた混合微粉末について求めた個数平均粒径は９.３ｎｍであり、その幾何標準偏差は１.２２であった。
【００４６】
尚、上記の実施例及び各参考例以外に、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｓｉの各金属元素についても、上記と同様に微粉末の合成を実施したところ、ホウ化物微粉末、あるいはホウ化物微粉末と窒化物などの他の化合物微粉末との混合微粉末が、全てナノオーダーで製造可能であることを確認することができた。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、可燃性が極めて強く爆発の危険がある水素ガスを使用せずに、熱プラズマ法により、ナノオーダーの各種金属のホウ化物の微粉末、あるいはナノオーダーの金属ホウ化物と窒化物、酸化物、炭化物などとの混合微粉末を、その化合物組成及び粉末特性あるいは混合微粉末の混合比を制御しながら、効率良く合成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施するための金属ホウ化物微粉末製造装置の一具体例を示す概略の断面図である。
【図２】本発明方法によりＡｒガスプラズマ中で合成された合成したＬａＢ_６微粉末のＸ線回折パターンである。
【図３】本発明方法によりＡｒガスプラズマ中で合成されたＬａＢ_６微粉末の透過型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明方法によりＡｒ−Ｈｅ混合ガスプラズマ中で合成されたＬａＢ_６微粉末の透過型電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明方法によりＡｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中で合成されたＬａＢ_６微粉末の透過型電子顕微鏡写真である。
【図６】本発明方法によりＡｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中で合成されたＮｂＢ、ＮｂＢ_２、Ｎｂ_２Ｎの混合微粉末の透過型電子顕微鏡写真である。
【図７】本発明方法によりＡｒ−Ｎ_２混合ガスプラズマ中で合成されたＡｌＢ_１０、ＡｌＢ_１２、ＡｌＮの混合微粉末の透過型電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１熱プラズマ
２高周波コイル
３不活性ガス供給ノズル
４反応性ガス供給ノズル
５原料粉末供給ノズル
６反応容器
７吸引管
８フィルター

Claims

熱プラズマによる金属化合物微粉末の製造方法であって、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれた少なくとも１種の金属のホウ化物粉末と、ホウ素粉末とを、不活性ガス雰囲気中で発生させた熱プラズマ中に、不活性ガスのキャリアガスによって供給することにより、１次粒子の平均粒径が８００ｎｍ以下である金属ホウ化物微粉末を得ることを特徴とする金属化合物微粉末の製造方法。
前記不活性ガス雰囲気として、アルゴンガス、アルゴンと窒素の混合ガス、若しくはアルゴンとヘリウムの混合ガスを用いることを特徴とする、請求項１に記載の金属化合物微粉末の製造方法。
前記熱プラズマが高周波放電により形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の金属化合物微粉末の製造方法。
前記１次粒子の平均粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の金属化合物微粉末の製造方法。