JPH0243943A - 超微粉体の製造法 - Google Patents
超微粉体の製造法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、粒径の揃った、しかも極めて均一な組成の
微粉体、特に、超伝導体材料、高密度の記録媒体材料と
なる、超微粉体の製造法に関するものである。
微粉体、特に、超伝導体材料、高密度の記録媒体材料と
なる、超微粉体の製造法に関するものである。
高温超伝導物質や磁気記録媒体等の製造には、粒径の揃
った均一な原料超微粉体を必要とする。
った均一な原料超微粉体を必要とする。
従来、この種の超微粉体を製造する方法としては、研究
段階のものも含めて、次のような方法がある。
段階のものも含めて、次のような方法がある。
1)機械的粉砕法
粒状または塊状の各種物質を機械的に粉砕して得られる
微粉体を配合して、乳鉢で混合する。
微粉体を配合して、乳鉢で混合する。
2) 噴霧乾燥法
一成分または多成分の無機塩類の水溶液を熱風中に噴霧
して乾燥させて得られる微粉体を配合して、乳鉢で混合
する。
して乾燥させて得られる微粉体を配合して、乳鉢で混合
する。
3) アルコキシド法
金属をアルコールと反応させて金属アルコキシドを作り
、これを加水分解して金属酸化物の微粒子として沈澱さ
せ、何らかの方法で乾燥させて超微粒子を得る。
、これを加水分解して金属酸化物の微粒子として沈澱さ
せ、何らかの方法で乾燥させて超微粒子を得る。
4) 水溶液の凍結真空乾燥法
一成分または多成分の無機塩類の水溶液を液状低温物体
中に噴霧して氷滴とし、凍結真空乾燥して超微粉体を得
る。
中に噴霧して氷滴とし、凍結真空乾燥して超微粉体を得
る。
しかしながら、上記従来の方法には、いずれも次のよう
な問題点がある。
な問題点がある。
l)の機械的粉砕法では、粒子が粗く、たいていの場合
1−が限界であり、超微粉体を作るのはがなり難しい。
1−が限界であり、超微粉体を作るのはがなり難しい。
粒子が大きいので、各成分の均一混合も難しい。
2)の噴霧乾燥法では、物質によっては、乾燥操作中に
凝集、および、結晶水の生成のために粒子が大きくなっ
たり、成分の偏析のために成分の均一化が妨げられるこ
とがある。また、潮解性の物質には適していない。
凝集、および、結晶水の生成のために粒子が大きくなっ
たり、成分の偏析のために成分の均一化が妨げられるこ
とがある。また、潮解性の物質には適していない。
3)のアルコキシド法は均一な粒径の超微粉体が得られ
るが、反応が遅いことと収率が悪いために、製造コスト
が極めて高いことが短所である。
るが、反応が遅いことと収率が悪いために、製造コスト
が極めて高いことが短所である。
4)の水溶液の凍結真空乾燥法では噴霧した′e、WJ
が氷滴になるまでの間に偏析を起こすことがある置き、
及び、潮解性物質には適用できない欠点がある。
が氷滴になるまでの間に偏析を起こすことがある置き、
及び、潮解性物質には適用できない欠点がある。
ところで、上記従来の方法の中で、高温超伝導物質や磁
気記録媒体等の製造に使用するような商品質の超@粉体
を製造する方法として実質的なものは、2)の噴霧乾燥
法と4)の水溶液の凍結真空乾燥法であるが、これらの
方法には上記の問題点があり、粒径の揃った均一な超微
粉体を得る方法としてはいまだ満足できるものではない
し、潮解性物質の製造方法に有用ではなかった。
気記録媒体等の製造に使用するような商品質の超@粉体
を製造する方法として実質的なものは、2)の噴霧乾燥
法と4)の水溶液の凍結真空乾燥法であるが、これらの
方法には上記の問題点があり、粒径の揃った均一な超微
粉体を得る方法としてはいまだ満足できるものではない
し、潮解性物質の製造方法に有用ではなかった。
そこで、この発明は、上記のような問題点を解消し、粒
径の揃った極めて均一性の高い超微粉体を製造する方法
を提供することを目的とするものである。
径の揃った極めて均一性の高い超微粉体を製造する方法
を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究の
結果、一成分または多成分の無機塩類の水溶液を調製し
た後、上記無機塩類と沈澱反応を起す反応物質を上記水
溶液に加えて懸濁液とし、この後、上記懸濁液を液状低
温物体中に噴霧して氷滴とし、次いでこの氷滴を凍結真
空乾燥させるという超微粉体の製造方法を見出した。
結果、一成分または多成分の無機塩類の水溶液を調製し
た後、上記無機塩類と沈澱反応を起す反応物質を上記水
溶液に加えて懸濁液とし、この後、上記懸濁液を液状低
温物体中に噴霧して氷滴とし、次いでこの氷滴を凍結真
空乾燥させるという超微粉体の製造方法を見出した。
本発明において沈澱反応を起こさせるために加える物質
および沈澱反応の副生成物は水溶性であり、洗浄による
除去が可能であり、残留しても仮焼時に除去できること
が必要である。本発明の沈澱反応において沈澱する各物
質は水に不溶性なので、偏析や潮解は起こらない、その
沈澱物の粒子径は0.01−以上で1μm以下が好まし
いが、これは、沈澱反応液の濃度および温度を11節す
ることによっていかようにも可能である。凍結真空乾燥
終了時の最大粒子径は噴霧ノズルの孔径とg濁液の濃度
によって決定することができる。所定の成分比の超微粉
体を得るためには、各無機塩類の沈澱反応速度の違いを
考慮して、各成分の濃度を調整して、仕込み濃度を決め
る必要がある。
および沈澱反応の副生成物は水溶性であり、洗浄による
除去が可能であり、残留しても仮焼時に除去できること
が必要である。本発明の沈澱反応において沈澱する各物
質は水に不溶性なので、偏析や潮解は起こらない、その
沈澱物の粒子径は0.01−以上で1μm以下が好まし
いが、これは、沈澱反応液の濃度および温度を11節す
ることによっていかようにも可能である。凍結真空乾燥
終了時の最大粒子径は噴霧ノズルの孔径とg濁液の濃度
によって決定することができる。所定の成分比の超微粉
体を得るためには、各無機塩類の沈澱反応速度の違いを
考慮して、各成分の濃度を調整して、仕込み濃度を決め
る必要がある。
この発明で使用されうる無機塩類の具体例の好ましいも
のとしては硝酸イツトリウム、硝酸バリウム、硝酸銅、
硝酸ランタン、ステアリン酸リチウム、硝酸鉄、硝酸ア
ルミニウム、硝酸リチウム、硫酸アルミニウム、硫酸鉄
、硫酸マグネシウム、硫酸銅、硫酸リチウム、硫酸ラン
タン、塩化鉄、塩化銅等があげられる。
のとしては硝酸イツトリウム、硝酸バリウム、硝酸銅、
硝酸ランタン、ステアリン酸リチウム、硝酸鉄、硝酸ア
ルミニウム、硝酸リチウム、硫酸アルミニウム、硫酸鉄
、硫酸マグネシウム、硫酸銅、硫酸リチウム、硫酸ラン
タン、塩化鉄、塩化銅等があげられる。
また沈澱反応を起こさせるための反応物質の具体例の好
ましいものは炭酸アンモニウム、アンモニア水、水酸化
テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム等があげ
られる。
ましいものは炭酸アンモニウム、アンモニア水、水酸化
テトラメチルアンモニウム、水酸化ナトリウム等があげ
られる。
凍結真空乾燥の条件としては試料全域が共晶点よりも低
い温度に保たれることが必要である。
い温度に保たれることが必要である。
この発明の工程を図示すると、第1図に示すとおりであ
る。
る。
(実施例1〕
本発明は下記の実施例によって具体的に説明される。し
かし、それに限定されるものではない。
かし、それに限定されるものではない。
Y−Ba−Cu−0系の超伝導体用のY2O3、BaO
、、CuOの超微粉体混合物(金属の成分比は1:2:
3)を調製した。出発原料は硝酸イツトリウム(Y(N
Oa)z ・3HzO:l 、硝酸バリウム[Ba (
NO3) z 〕、蛸硝酸銅Cu(NOs) z ・3
H2O)を用い、それぞれ、0゜02モル、0.093
モル、(量論的には0.04モルであるが、沈澱反応速
度が遅いために増量した)、0.077モル(量論的に
は0.06モル)を40gの水に加えて、60°Cに加
熱して水溶液とした、次に、0.34モルの炭酸アンモ
ニウム((Nl14)zcOff)を350gの水に溶
かして水溶液とし、原料溶液に少量ずつ加えて沈澱反応
を起こさせた。沈澱反応が一段落すると、約200m1
の上澄液と約300m1の懸濁液に分かれた。その上澄
液を捨て、!Q濁液を蒸留水で洗浄し、500m1の懸
濁液とした、この反応を硝酸塩の等モル反応の場合とし
て表わすと、 Y(NOs)s+Ba(NOx)t+cu(N03)t
+3.5(Nl(4)zcO3−−+0.5yz(co
s)s↓+BaC0*↓+CuCO5↓+7NH,NO
。
、、CuOの超微粉体混合物(金属の成分比は1:2:
3)を調製した。出発原料は硝酸イツトリウム(Y(N
Oa)z ・3HzO:l 、硝酸バリウム[Ba (
NO3) z 〕、蛸硝酸銅Cu(NOs) z ・3
H2O)を用い、それぞれ、0゜02モル、0.093
モル、(量論的には0.04モルであるが、沈澱反応速
度が遅いために増量した)、0.077モル(量論的に
は0.06モル)を40gの水に加えて、60°Cに加
熱して水溶液とした、次に、0.34モルの炭酸アンモ
ニウム((Nl14)zcOff)を350gの水に溶
かして水溶液とし、原料溶液に少量ずつ加えて沈澱反応
を起こさせた。沈澱反応が一段落すると、約200m1
の上澄液と約300m1の懸濁液に分かれた。その上澄
液を捨て、!Q濁液を蒸留水で洗浄し、500m1の懸
濁液とした、この反応を硝酸塩の等モル反応の場合とし
て表わすと、 Y(NOs)s+Ba(NOx)t+cu(N03)t
+3.5(Nl(4)zcO3−−+0.5yz(co
s)s↓+BaC0*↓+CuCO5↓+7NH,NO
。
未反応の硝酸塩、炭酸アンモニウム、生成した硝酸アン
モニウムの大部分は水洗により除去された。
モニウムの大部分は水洗により除去された。
この懸濁液をノズル孔径0.1mmの噴霧器にて、30
°Cのn−ヘキサン上に噴霧して氷滴とし、n−ヘキサ
ン中で沈澱した氷滴をステンレス製のバットに移し、乾
燥機内の一30°Cの棚上に置き、圧力40Paで約4
0時間かけて凍結真空乾燥すると、約30gの微粉体が
得られた。
°Cのn−ヘキサン上に噴霧して氷滴とし、n−ヘキサ
ン中で沈澱した氷滴をステンレス製のバットに移し、乾
燥機内の一30°Cの棚上に置き、圧力40Paで約4
0時間かけて凍結真空乾燥すると、約30gの微粉体が
得られた。
この微粉体を電子顕微鏡で観察すると、第2図のSEM
像から判るように、粒子径は0.1〜0.3Il!1の
ものが多く、超微粉体であることが確認された。次に各
成分の分布状態は、銅およびイツトリウムのしα線のE
PMA像で見ると、第3図および第4図に示されるよう
に、均一な分布をしていることが確認された。
像から判るように、粒子径は0.1〜0.3Il!1の
ものが多く、超微粉体であることが確認された。次に各
成分の分布状態は、銅およびイツトリウムのしα線のE
PMA像で見ると、第3図および第4図に示されるよう
に、均一な分布をしていることが確認された。
従来の方法の例として、Y!01、BaO、CuOの特
級試薬を乳鉢にて混合した微粉体を作った。この微粉体
の銅およびイツトリウムのしα線のEPMA像は第5図
および第6図で示されるように、成分のばらつきが大き
い。
級試薬を乳鉢にて混合した微粉体を作った。この微粉体
の銅およびイツトリウムのしα線のEPMA像は第5図
および第6図で示されるように、成分のばらつきが大き
い。
これらのEPMA像から明らかなように、この発明によ
るプロセスで作った粉体は、超微粉体であり、且つ、成
分の均一性に優れていることが確認された。
るプロセスで作った粉体は、超微粉体であり、且つ、成
分の均一性に優れていることが確認された。
尚、この超微粉体を800°Cで7時間仮焼し、380
0kg/n(で加圧成形して950°Cで20時間本焼
きしたものは、93.6にで超伝導を示すことを確認し
た。
0kg/n(で加圧成形して950°Cで20時間本焼
きしたものは、93.6にで超伝導を示すことを確認し
た。
〔実施例2〕
磁気記録媒体として用いられているフェライト(γ−F
ezOz)粉末製造用のα−ゲーサイト(α−Fe00
H)の調製を行った。針状のα−ゲーサイトは、450
’C以上に加熱脱水して針状のα−Fe00Hとして
、さらに、これを還元して針状のFe30g とし、さ
らに加熱酸化して針状のフェライト(7Fetus)を
作るための粉体である。
ezOz)粉末製造用のα−ゲーサイト(α−Fe00
H)の調製を行った。針状のα−ゲーサイトは、450
’C以上に加熱脱水して針状のα−Fe00Hとして
、さらに、これを還元して針状のFe30g とし、さ
らに加熱酸化して針状のフェライト(7Fetus)を
作るための粉体である。
0.033モルの硫酸第一鉄(FeSOa ・7HzO
)を21の水に溶かし、0.10モルの水酸化ナトリウ
ム(NaOH)を加えるとFe (OR) zのゲル状
の白色沈澱が生じる。この懸濁液を恒温槽で48゛Cに
保ち、12m1/seeの酸素を吹き込み、攪はんしな
がら50時間反応させると、α−ゲーサイト(α−Fe
OOH)になる。これらの反応は次のように表される。
)を21の水に溶かし、0.10モルの水酸化ナトリウ
ム(NaOH)を加えるとFe (OR) zのゲル状
の白色沈澱が生じる。この懸濁液を恒温槽で48゛Cに
保ち、12m1/seeの酸素を吹き込み、攪はんしな
がら50時間反応させると、α−ゲーサイト(α−Fe
OOH)になる。これらの反応は次のように表される。
Fe50. +2NaOH−−+Fe(OH)z ↓+
Na、S0゜2Fe(OH) t↓+0.50t
−2FeOOH↓+I−1,0この懸濁液を水洗して硫
酸ナトリウム(NatSO,)および硫酸鉄を除去した
後、懸濁液に3.5gの鉄片と0.074モルの硫酸鉄
を加えて22の懸濁液とし、12m1/secの速さで
酸素を加えつつ、攪はんしながら60°Cで50時間か
けて熟成させ、針状の微結晶を作った。
Na、S0゜2Fe(OH) t↓+0.50t
−2FeOOH↓+I−1,0この懸濁液を水洗して硫
酸ナトリウム(NatSO,)および硫酸鉄を除去した
後、懸濁液に3.5gの鉄片と0.074モルの硫酸鉄
を加えて22の懸濁液とし、12m1/secの速さで
酸素を加えつつ、攪はんしながら60°Cで50時間か
けて熟成させ、針状の微結晶を作った。
この懸濁液を水洗した後、−40°Cのn−ヘキサン上
に、ノズル孔径0.1mmのスプレーで噴霧して氷滴と
し、底に沈澱した氷滴を、−10°C,40Paで凍結
真空乾燥して、微粉体を得た。
に、ノズル孔径0.1mmのスプレーで噴霧して氷滴と
し、底に沈澱した氷滴を、−10°C,40Paで凍結
真空乾燥して、微粉体を得た。
このゲーサイトを電子顕微鏡で見ると、第7図のSEM
像が示すように、長さ1−1太さ0.2I!m程の針状
結晶であることが判った。この例は熟成に50時間かけ
たが、熟成時間を短縮することにより、もっと微細な針
状結晶を作ることは容易である。
像が示すように、長さ1−1太さ0.2I!m程の針状
結晶であることが判った。この例は熟成に50時間かけ
たが、熟成時間を短縮することにより、もっと微細な針
状結晶を作ることは容易である。
従来の方法は、熟成に充分な時間をかけて、長径が数μ
m程度の針状結晶に成長させて、濾過して、乾燥してい
る。従って、熟成時間を短(することにより、もっと微
細な針状結晶の懸濁液を作ることはできるが、懸濁液の
濃縮操作および乾燥中の凝集防止対策が必要であり、こ
の点ではこの発明の方が有利である。
m程度の針状結晶に成長させて、濾過して、乾燥してい
る。従って、熟成時間を短(することにより、もっと微
細な針状結晶の懸濁液を作ることはできるが、懸濁液の
濃縮操作および乾燥中の凝集防止対策が必要であり、こ
の点ではこの発明の方が有利である。
〔実施例3]
リチウムフェライト微粉体をこの発明により調製した。
以下の反応プロセスは周知の沈澱反応である。0.02
モルの硫酸第1鉄(FeSOa ・7HzO) 、0゜
023モルの硫酸リチウム(LizSOn)を蒸留水に
溶解させて、2I!、の溶液を作った。この溶液を恒温
槽内で65°Cにし0.04モルのステアリン酸CC)
Is(CHz)+aCOOH)と5gのアンモニア水(
濃度28%)を加えて、攪はんしながら30時間かけて
沈澱反応を起こさせた。この沈澱反応により、ステアリ
ン酸リチウムと水酸化鉄が共沈した。
モルの硫酸第1鉄(FeSOa ・7HzO) 、0゜
023モルの硫酸リチウム(LizSOn)を蒸留水に
溶解させて、2I!、の溶液を作った。この溶液を恒温
槽内で65°Cにし0.04モルのステアリン酸CC)
Is(CHz)+aCOOH)と5gのアンモニア水(
濃度28%)を加えて、攪はんしながら30時間かけて
沈澱反応を起こさせた。この沈澱反応により、ステアリ
ン酸リチウムと水酸化鉄が共沈した。
この懸濁液を水洗して水溶性の物質を除去した後、−4
0’Cのn−へキサン上にノズル孔径が0.1腸のスプ
レーで噴霧して氷滴とし、n−へキサンの底に沈澱した
氷滴を濾過して取りだし、ステンレス製のバットに入れ
て一10°C140Paの圧力で凍結真空乾燥して、微
粉体を得た。
0’Cのn−へキサン上にノズル孔径が0.1腸のスプ
レーで噴霧して氷滴とし、n−へキサンの底に沈澱した
氷滴を濾過して取りだし、ステンレス製のバットに入れ
て一10°C140Paの圧力で凍結真空乾燥して、微
粉体を得た。
この微粉体を電気炉に入れて500℃で3時間かけて仮
焼することにより、ステアリン酸リチウムを酸化リチウ
ムに、水酸化鉄を酸化鉄に、熱分解させた。
焼することにより、ステアリン酸リチウムを酸化リチウ
ムに、水酸化鉄を酸化鉄に、熱分解させた。
仮焼した微粉体を電子顕微鏡で観察すると、第8図のよ
うなSEM像が得られた。この図より、粒子径が0.1
〜0.21の超微粉体であることが確認された。
うなSEM像が得られた。この図より、粒子径が0.1
〜0.21の超微粉体であることが確認された。
以上のように、この発明によれば、粒径の揃った均一性
の極めて高い超微粉体が得られるという効果がある。
の極めて高い超微粉体が得られるという効果がある。
第1図はこの発明に係る超微粉体の製造法の工程概略図
、第2図はこの発明の実施例1によって製造した超微粉
体の電子顕微鏡によるSEM像写真、第3図及び第4図
は同上の電子顕微鏡によるEPMA像写真、第5図及び
第6図は従来例により製造した微粉体の電子顕微鏡によ
るEPMA像写真、第7図はこの発明の実施例2によっ
て製造した超微粉体の電子顕微鏡によるSEM像写真、
第8図はこの発明の実施例3によって製造した超微粉体
の電子顕微鏡によるSEM像写真である。
、第2図はこの発明の実施例1によって製造した超微粉
体の電子顕微鏡によるSEM像写真、第3図及び第4図
は同上の電子顕微鏡によるEPMA像写真、第5図及び
第6図は従来例により製造した微粉体の電子顕微鏡によ
るEPMA像写真、第7図はこの発明の実施例2によっ
て製造した超微粉体の電子顕微鏡によるSEM像写真、
第8図はこの発明の実施例3によって製造した超微粉体
の電子顕微鏡によるSEM像写真である。
Claims (1)
- (1)一成分または多成分の無機塩類の水溶液を調製し
た後、上記無機塩類と沈澱反応を起す反応物質を上記水
溶液に加えて懸濁液とし、この後、上記懸濁液を液状低
温物体中に噴霧して氷滴とし、次いでこの氷滴を凍結真
空乾燥させることを特徴とする超微粉体の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63122423A JPH0243943A (ja) | 1988-04-12 | 1988-05-18 | 超微粉体の製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9004288 | 1988-04-12 | ||
JP63-90042 | 1988-04-12 | ||
JP63122423A JPH0243943A (ja) | 1988-04-12 | 1988-05-18 | 超微粉体の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0243943A true JPH0243943A (ja) | 1990-02-14 |
Family
ID=26431558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63122423A Pending JPH0243943A (ja) | 1988-04-12 | 1988-05-18 | 超微粉体の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0243943A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006075708A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Optonix Seimitsu:Kk | 球状超微粒子及びその製造方法 |
JP2006077252A (ja) * | 2005-09-09 | 2006-03-23 | Optonix Seimitsu:Kk | 加圧振動及び噴射造粒による超微粒子 |
JP2009228136A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Toda Kogyo Corp | 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体 |
JP2010528967A (ja) * | 2007-06-06 | 2010-08-26 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク、エ、オ、エネルジ、アルテルナティブ | 遷移金属酸化物のカーボンコーティングされたナノ粒子の製造方法 |
CN108917292A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-11-30 | 湖南长沙天地人生物科技有限公司 | 一种药敏试验卡干燥方法 |
-
1988
- 1988-05-18 JP JP63122423A patent/JPH0243943A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006075708A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Optonix Seimitsu:Kk | 球状超微粒子及びその製造方法 |
US7771788B2 (en) | 2004-09-09 | 2010-08-10 | Optnics Precision Co., Ltd. | Spherical ultrafine particles and process for producing the same |
JP2006077252A (ja) * | 2005-09-09 | 2006-03-23 | Optonix Seimitsu:Kk | 加圧振動及び噴射造粒による超微粒子 |
JP2010528967A (ja) * | 2007-06-06 | 2010-08-26 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク、エ、オ、エネルジ、アルテルナティブ | 遷移金属酸化物のカーボンコーティングされたナノ粒子の製造方法 |
JP2009228136A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Toda Kogyo Corp | 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体 |
CN108917292A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-11-30 | 湖南长沙天地人生物科技有限公司 | 一种药敏试验卡干燥方法 |
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