JPH02133503A - 金属超微粒子の製造法 - Google Patents
金属超微粒子の製造法Info
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- JPH02133503A JPH02133503A JP63284760A JP28476088A JPH02133503A JP H02133503 A JPH02133503 A JP H02133503A JP 63284760 A JP63284760 A JP 63284760A JP 28476088 A JP28476088 A JP 28476088A JP H02133503 A JPH02133503 A JP H02133503A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の背景〕
産業上の利用分野
本発明は、金属超微粒子の製法に関する。さらに詳しく
は、本発明は、遷移金属カルボニル化合物を特定の条件
下で気相熱分解することにより、高密度磁気記録媒体等
に適する優れた磁気特性、すなわち高保磁力および高飽
和磁化、を有する金属磁性超微粒子の製法に関する。
は、本発明は、遷移金属カルボニル化合物を特定の条件
下で気相熱分解することにより、高密度磁気記録媒体等
に適する優れた磁気特性、すなわち高保磁力および高飽
和磁化、を有する金属磁性超微粒子の製法に関する。
従来の技術
Fe、Ni等の、1! 移金属カルボニル化合物の気相
熱分解により金属微粉末を得る方法は公知であって、例
えば特公昭43−24316号、同44−11529号
、同52−31809号公報等が知られている。
熱分解により金属微粉末を得る方法は公知であって、例
えば特公昭43−24316号、同44−11529号
、同52−31809号公報等が知られている。
しかし、本発明者らの知る限りでは、これら公報のいず
れにおいても、得られる粉末の粒子径は数ミクロン程度
と大きく、本発明か目的とするような短軸径の平均粒径
が0.05ミクロン以下の針状金属超微粒子は得られな
いし、更に高密度磁気記録媒体等に適した高保磁力およ
び高飽和磁化の優れた磁気特性を有する金属超微粒子も
得られていない。
れにおいても、得られる粉末の粒子径は数ミクロン程度
と大きく、本発明か目的とするような短軸径の平均粒径
が0.05ミクロン以下の針状金属超微粒子は得られな
いし、更に高密度磁気記録媒体等に適した高保磁力およ
び高飽和磁化の優れた磁気特性を有する金属超微粒子も
得られていない。
また、特公昭39−1004号、同45−16868号
、特開昭58−137202号公報等に於いては、遷移
金属カルボニル化合物を特殊な溶媒に溶解した液相状態
で熱分解反応を行なうことにより、溶媒中に分散した金
属超微粒子を得ることを提案している。
、特開昭58−137202号公報等に於いては、遷移
金属カルボニル化合物を特殊な溶媒に溶解した液相状態
で熱分解反応を行なうことにより、溶媒中に分散した金
属超微粒子を得ることを提案している。
しかし、本発明者らの知る限りでは、金属超微粒子の工
業的製造において、液相法の製法では、金属超微粒子は
見掛は密度が極めて低いことなどから、超微粒子と溶媒
との分離プロセスが困難となったり、溶媒当りの生産量
が低く抑えられるなどして高コストになるなど、気を目
法の製法に比較すると量産性、経済性の点で問題を生ず
る。
業的製造において、液相法の製法では、金属超微粒子は
見掛は密度が極めて低いことなどから、超微粒子と溶媒
との分離プロセスが困難となったり、溶媒当りの生産量
が低く抑えられるなどして高コストになるなど、気を目
法の製法に比較すると量産性、経済性の点で問題を生ず
る。
要旨
本発明者等は、以上の状況に鑑み、気相法金属超微粒子
の製法について鋭意検討の結果、本発明をなし得た。
の製法について鋭意検討の結果、本発明をなし得た。
すなわち、本発明による金属超微粒子の製造法は、水素
および/または不活性ガスからなる希釈ガスで希釈され
た遷移金属カルボニル化合物を気相熱分解して該遷移金
属の粉末を製造する方法において、気相熱分解を300
ガウス以上の磁場の存在下に行なうこと、ならびに予め
0.1〜30体積%に希釈された200℃以下の該カル
ボニル化合物の希釈混合気体の1〜30体積%に対して
、400℃以上の更なる希釈ガス99〜70体積%を混
合して気相熱分解の供給熱源とすること、を特徴とする
ものである。
および/または不活性ガスからなる希釈ガスで希釈され
た遷移金属カルボニル化合物を気相熱分解して該遷移金
属の粉末を製造する方法において、気相熱分解を300
ガウス以上の磁場の存在下に行なうこと、ならびに予め
0.1〜30体積%に希釈された200℃以下の該カル
ボニル化合物の希釈混合気体の1〜30体積%に対して
、400℃以上の更なる希釈ガス99〜70体積%を混
合して気相熱分解の供給熱源とすること、を特徴とする
ものである。
効果
本発明方法によれば、極めて微細な、たとえば平均短軸
径0.05ミクロン以下の針状の、遷移金属粉末が得ら
れる。そして、この遷移金属粉末は、磁気特性が優れて
いる。
径0.05ミクロン以下の針状の、遷移金属粉末が得ら
れる。そして、この遷移金属粉末は、磁気特性が優れて
いる。
本発明の方法で、極めて微細な針状金属粉末が得られる
のは、磁場の印加状態で、低温の金属カルボニル化合物
を希釈した少量の混合気体に対して、高温で多ニの希釈
ガスを混合することにより、金属カルボニルの分角’?
lこ要する反応熱と分角7熱を外部熱源から与える場合
に比較して、著しく急速に熱を供給できる為に、粒子形
成時の核発生数が多く、それだけ微細な粒子を形成でき
るものと考えられる。
のは、磁場の印加状態で、低温の金属カルボニル化合物
を希釈した少量の混合気体に対して、高温で多ニの希釈
ガスを混合することにより、金属カルボニルの分角’?
lこ要する反応熱と分角7熱を外部熱源から与える場合
に比較して、著しく急速に熱を供給できる為に、粒子形
成時の核発生数が多く、それだけ微細な粒子を形成でき
るものと考えられる。
遷移金属カルボニル化合物
本発明に於いて使用される遷移金属カルボニル化合物は
、Fe、Ni、Co、W、Mo等のカルボニル化合物及
びこれらのM、合物であり、好ましくは低沸点のF e
(Co)5およびCoH(Co)4である。
、Fe、Ni、Co、W、Mo等のカルボニル化合物及
びこれらのM、合物であり、好ましくは低沸点のF e
(Co)5およびCoH(Co)4である。
高沸点のMO%W等のカルボニル化合物は、それ自身の
熱分解に加えて、これをF e (Co) 5あるいは
Co H(CO) 4に少量溶解させて、反応系に供給
することで溶媒金属との合金粒子を得ることもできる。
熱分解に加えて、これをF e (Co) 5あるいは
Co H(CO) 4に少量溶解させて、反応系に供給
することで溶媒金属との合金粒子を得ることもできる。
希釈ガス
希釈ガスとしては、窒素、アルゴン等の不活性ガスまた
は水素若しくはそれらの混合気体が使用される。
は水素若しくはそれらの混合気体が使用される。
熱分解
本発明による熱分解は、原料遷移金属カルボニル化合物
の希釈ないし内部熱源の導入ならびに気相熱分解を磁場
の印加下で行なうことを除けば、従来公知のそれと本質
的には変らない。
の希釈ないし内部熱源の導入ならびに気相熱分解を磁場
の印加下で行なうことを除けば、従来公知のそれと本質
的には変らない。
第1図のフローシートは、本発明方法の一具体例を示す
ものである。
ものである。
第1図において、導入管1より高温の希釈ガスを、また
、導入管5より低温の金属カルボニルと希釈ガスの混合
気体を導入し、両者を磁場の印加されているノズル8の
位置で接触させることにより、金属カルボニルの分解に
必要な300℃以上、好ましくは400〜800℃の範
囲、の熱を高温側希釈ガスより瞬時に供給することがで
きる。
、導入管5より低温の金属カルボニルと希釈ガスの混合
気体を導入し、両者を磁場の印加されているノズル8の
位置で接触させることにより、金属カルボニルの分解に
必要な300℃以上、好ましくは400〜800℃の範
囲、の熱を高温側希釈ガスより瞬時に供給することがで
きる。
導入管5より導入される混合気体は、金属カルボニル化
合物(導入管2より導入)と希釈ガス(導入管3より導
入)とを混合室4において混合して、所定の濃度の金属
カルボニル化合物混合気体として得られる。この導入管
5より導入される混合気体中の遷移金属カルボニル化合
物の濃度は、0、 1〜30体積%、好ましくは0,5
〜25体積?0、の範囲である。この濃度が高過ぎると
得られる金属粒子の粒径が大きく成長するので、本発明
が目的とする高保磁力を有する磁性超微粉は得られず、
一方、濃度が低過ぎると生産性が劣る。
合物(導入管2より導入)と希釈ガス(導入管3より導
入)とを混合室4において混合して、所定の濃度の金属
カルボニル化合物混合気体として得られる。この導入管
5より導入される混合気体中の遷移金属カルボニル化合
物の濃度は、0、 1〜30体積%、好ましくは0,5
〜25体積?0、の範囲である。この濃度が高過ぎると
得られる金属粒子の粒径が大きく成長するので、本発明
が目的とする高保磁力を有する磁性超微粉は得られず、
一方、濃度が低過ぎると生産性が劣る。
この導入管5より導入される混合気体は、200℃以下
、好ましくは180〜30℃、の温度範囲であって、そ
の導入ユは導入管1と導入管5との総供給量に対して1
〜30体積%、好ましくは3〜20体積%、である。導
入量が少な過ぎると生産性が劣り、一方、多過ぎると十
分な反応熱がiヒられないので反応速度が低下し、生成
金属粒子が大きく成長して超微粒子が得られない。また
、この混合ガスの温度が高すぎると、導入管5内で分解
反応が開始されて、所望の超へ粒子は得られない。
、好ましくは180〜30℃、の温度範囲であって、そ
の導入ユは導入管1と導入管5との総供給量に対して1
〜30体積%、好ましくは3〜20体積%、である。導
入量が少な過ぎると生産性が劣り、一方、多過ぎると十
分な反応熱がiヒられないので反応速度が低下し、生成
金属粒子が大きく成長して超微粒子が得られない。また
、この混合ガスの温度が高すぎると、導入管5内で分解
反応が開始されて、所望の超へ粒子は得られない。
また、導入管1より導入される希釈ガスは、400℃以
上、好ましくは450℃以上(上限は1000°C程度
)、であって、その導入量は導入管1と導入管5との総
供給mに対して99〜70体積%、好ましくは97〜8
0体積?6、である。
上、好ましくは450℃以上(上限は1000°C程度
)、であって、その導入量は導入管1と導入管5との総
供給mに対して99〜70体積%、好ましくは97〜8
0体積?6、である。
このガスの温度が低すぎたり、導入量が少ないと、十分
な反応熱がiすられないのて反応速度が著しく低下し、
金属粒子形成時の核発生量も減少するのて粒径が大きく
成長して本発明が目的とする超微粒子は得られない。
な反応熱がiすられないのて反応速度が著しく低下し、
金属粒子形成時の核発生量も減少するのて粒径が大きく
成長して本発明が目的とする超微粒子は得られない。
ノズル8の位置で接触混合されたガスは、7の反応管内
で5秒以下、好ましくは2秒以下、滞留して気相熱分解
反応を行なう。
で5秒以下、好ましくは2秒以下、滞留して気相熱分解
反応を行なう。
反応系への磁場の印加は、永久磁石、電磁石、ソレノイ
ドコイル等の装置6のいずれも使用dJ能である。印加
する磁場は、300ガウス以上、好ましくは400〜1
500ガウスの範囲、である。
ドコイル等の装置6のいずれも使用dJ能である。印加
する磁場は、300ガウス以上、好ましくは400〜1
500ガウスの範囲、である。
磁場を印加することで、生成する金属超微粒子の針状性
を51、す御して、保磁力を大きくすることかできる。
を51、す御して、保磁力を大きくすることかできる。
熱分解によって生成した金属超微粒子は、管路9を経て
捕集室10へ送ってfi+収する。
捕集室10へ送ってfi+収する。
上記の条件により、金属超微粒子を生成させることで、
たとえば、保磁力800〜2500エルステツド、飽和
磁化120〜200CIIlu/gの磁気特性を有する
金属超微粒子が1すられる。
たとえば、保磁力800〜2500エルステツド、飽和
磁化120〜200CIIlu/gの磁気特性を有する
金属超微粒子が1すられる。
本発明で得られる金属超微粒子は高密度記録媒体として
好ましいものであるが、金属超微粒子を要する分野は、
これに限るものではないし、本発明による超微粒子の用
途もそれに限られるものではない。
好ましいものであるが、金属超微粒子を要する分野は、
これに限るものではないし、本発明による超微粒子の用
途もそれに限られるものではない。
実験例
実施例−1
第1図に示すような反応装置において、内径27m糟、
長さ1mの反応管に600ガウスの磁場を印加12、下
記の反応条件でF e (CO) 5の気相熱分解反応
を行なって、鉄N微粒子を形成さ什た。
長さ1mの反応管に600ガウスの磁場を印加12、下
記の反応条件でF e (CO) 5の気相熱分解反応
を行なって、鉄N微粒子を形成さ什た。
(イ)管路1からの窒素導入量
窒素=500℃、総供給量の90体積%管路5からの混
合気体導入量 窒素、60℃、総供給量の8.5体積%Fe (CO)
: 60℃、総供給量の1.5体積o6 (ハ)滞留時間 0.3秒 (ニ)反応背向平均温度 495℃ 得られた鉄N微粒子は、d過電子顕へ鏡の観察により、
短軸径0.02ミクロン、長軸径0.20ミクロンの針
状形を呈し、磁気特性は、飽+11磁化130 (em
u /g) 、保磁力152゜(Ue)であった。
合気体導入量 窒素、60℃、総供給量の8.5体積%Fe (CO)
: 60℃、総供給量の1.5体積o6 (ハ)滞留時間 0.3秒 (ニ)反応背向平均温度 495℃ 得られた鉄N微粒子は、d過電子顕へ鏡の観察により、
短軸径0.02ミクロン、長軸径0.20ミクロンの針
状形を呈し、磁気特性は、飽+11磁化130 (em
u /g) 、保磁力152゜(Ue)であった。
実施例−2
実施例−1において、管路5からの:JRドa体の中の
Fe (Co) 5をF e (CO) 5CoH(C
o)4−10 : 1 (モル比)の混合カルボニル化
合物に替えた他は、実施例1と全く同様にして気相熱分
解反応を行なった。
Fe (Co) 5をF e (CO) 5CoH(C
o)4−10 : 1 (モル比)の混合カルボニル化
合物に替えた他は、実施例1と全く同様にして気相熱分
解反応を行なった。
青られた金属超微粒子には12重fit9(iのCoを
含Gし、短軸径0.023ミクロン、長軸径0.20ミ
クロンの針状を呈(7てぃた。また、磁気特性は、飽和
磁化140emu/g、保磁力1830(Oe)であっ
た。
含Gし、短軸径0.023ミクロン、長軸径0.20ミ
クロンの針状を呈(7てぃた。また、磁気特性は、飽和
磁化140emu/g、保磁力1830(Oe)であっ
た。
4、
第1図は、
本発明方法の一具体例を示すフロー
シートである。
Claims (1)
- 水素および/または不活性ガスからなる希釈ガスで希
釈された遷移金属カルボニル化合物を気相熱分解して該
遷移金属の粉末を製造する方法において、気相熱分解を
300ガウス以上の磁場の存在下に行うこと、ならびに
予め0.1〜30体積%に希釈された200℃以下の該
カルボニル化合物の希釈混合気体の1〜30体積%に対
して、400℃以上の更なる希釈ガスの99〜70体積
%を混合して気相熱分解の供給熱源とすること、を特徴
とする、金属超微粒子の製造法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63284760A JPH02133503A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 金属超微粒子の製造法 |
US07/433,376 US5064464A (en) | 1988-11-10 | 1989-11-09 | Process for producing ultrafine metal particles |
EP89311682A EP0368676A3 (en) | 1988-11-10 | 1989-11-10 | Process for producing ultrafine metal particles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63284760A JPH02133503A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 金属超微粒子の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02133503A true JPH02133503A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=17682653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63284760A Pending JPH02133503A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 金属超微粒子の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02133503A (ja) |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP63284760A patent/JPH02133503A/ja active Pending
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