JPH03178332A - 超微粒子の製造方法 - Google Patents

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。

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し、より詳細には超微
粒子の高度利用あるいは周辺技術の確立のために必要と
される均一粒子径の超微粒子を長時間安定して発生させ
るための超微粒子の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

ＩＣ素子等電子材料、光ファイバー、高機能セラミック
ス等の高度先端技術では、超薄膜等のナノメーク制御技
術に関心が集まっている。

本発明の超微粒子製造技術もその−っである。

しかしながら、この超微粒子製造技術の展開は必ずしも
十分ではない。

これは最も重要な粒子径制御技術に下記の問題点がある
からである。

すなわち、（１）従来の超微粒子製造方法が加熱炉等に
よる超微粒子素材の融解、蒸発、急冷という物理的現象
を利用するため、炉内温度制御等の困難さから得られる
超微粒子が広い粒度分布を有する場合が多かったり、（
２）また一方、化学反応による超微粒子の製造方法の場
合も、その反応制御の困難さから一次粒子が集合した鎖
状粒子が生成しやすい。

〔発明が解決しようとする課題） 上記のように、ナノメータ制御等の高度先端技術への超
微粒子技術の適用には超微粒子の発生制御技術が不可欠
な課題である。

すなわち本発明は、可能な限り均一粒径で、しかも長時
間、安定して製造可能であり、かつその粒径も容易に調
節できる製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明は、線状の超微粒子素材を抵
抗線に巻きつけ、または該素材の粉末を該抵抗線に付着
させ、通電によって該抵抗線を発熱させて該素材を融解
、茅発させることを特徴とするものである。

本発明における超微粒子素材は線状で、または粉末状で
使用され、特に素材が線状とならない場合には粉末状で
使用するのが好ましい。

線状の場合には、その線径は１ｍｍ以下、好ましくは０
．５ｍｍ以下であり、粉末状の場合の粉末度は平均粒径
が１ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下である。

また抵抗線としては、通電によって発熱するニクロム線
、カンタル線、タングステン線、タンタル線、白金線等
が用いられる。

本発明においては、抵抗線よりも線状の超微粒子素材が
電気の良導体、例えば銀、アルミニウム等の場合には、
線状の超微粒子素材を抵抗線に電気が流れるように断続
的に抵抗線に巻きつける必要がある。

一方、線状の超微粒子素材が抵抗線よりも非良導体の場
合、例えば白金抵抗線に対する鉛綱線等のように線状の
超微粒子素材の抵抗が高い場合には、発熱抵抗線に電気
が流れるので、連続的に巻きつけられる。

超微粒子素材が線状にならない場合、例えばセラミ’７
クスの多く、あるいは食塩等の化合物では超微粒子素材
の粉末をアルコール、水等揮発性溶媒に分散させた後、
抵抗線を浸漬するか、またはこの分￥ｆ！！、液を抵抗
線に塗布することによって抵抗線に付着させる。

また本発明においては、複数の撚線からなる抵抗線を用
いて超微粒子製造量を増加させることもできる。

更に複数の１熱線からなる抵抗線と粉末状素材を用いる
場合、抵抗線と抵抗線との間に粉末を接触保持すること
もできるので、比較的大粒径の粉末状素材からも超微粒
子を製造することができる。

更にまた本発明においては、超微粒子素材と抵抗線とが
互いに濡れの関係でない組合せであるのが好ましい。例
えば金属の抵抗線には非金属の超微粒子素材を用いるの
が好ましい。

この理由は、抵抗線の通電発熱によって超微粒子素材が
融解した後、抵抗線の表面上で超微粒子素材は球状を呈
するので、抵抗線の発熱量を均一に保持することができ
、均一粒径の融解超微粒子素材を発生することができる
からである。

超微粒子素材と抵抗線とが互いに濡れの関係にある場合
には、融解した超微粒子素材が抵抗線を膜状に覆うので
、抵抗線の抵抗が変化し、この結果、抵抗線の発熱量も
変化するので好ましくない。

従って本発明においては、この濡れの関係から金属の超
微粒子を製造するためには非金属抵抗線の使用が好まし
く、また非金属の超微粒子を製造するためには金属抵抗
線の使用が好ましいが、金属抵抗線は発熱初期に抵抗線
表面が酸化されて非金属となる場合があるので、注意が
必要である。

次に本発明においては、抵抗線の両端を電源に接続する
と抵抗線が発熱して超微粒子素材が融解し、超微粒子素
材の気化蒸気を発生する。

この蒸気は抵抗線が通常１０００℃以上の高温なので気
化後に自然に冷却されて目的とする超微粒子を得ること
ができる。

以下、本発明の実施例を述べる。

Ｃ実施例〕 第１図に概要を示す装置を用いて銀の超微粒子を製造し
た。まず、線径０　、２６ｍｍφ、長さ１７ｃｍのカン
タル線３に０．２ｍｍ　φの銀線４を断続的に巻きつけ
た。

これを、直径１４ｍｍφ、６ｍｍφの石英二重管ｌの内
管２中に入れ、カンタル線３の両端を交流電源に接続し
、カンタル線への供給電力を変化させた。

なお、内管２および外管ｌには、それぞれＯ９５６ｊ２
／ｍｉｎおよび２．６Ａ／ｍｉｎの空気５．６を流した
。

カンタル線３は通電によって発熱し、銀線４は融解し、
気化蒸気は空気６によって内管２から排出され、空気５
と混合、冷却されて鉗の超微粒子を得た。この結果、カ
ンタル線への供給電力量の変化によって第２図、第３図
および第４図の電子顕微鏡写真に示すような粒子径の異
なる銀の超微粒子を得た。これら写真上の１ｃｍが１μ
ｍに相当し、倍率はそれぞれ２万倍である。

なお、第２図は供給電力が４０Ｗの場合であり、第３図
は供給電力５０Ｗ、第４図は供給型カフ０Ｗの場合であ
る。

これら第２図〜第４図から、本発明によって得られる超
微粒子は均一性に優れていて従来の方法で得られたもの
に比較して遜色がなく、装置の簡便さ、および粒子径の
制御性の点で極めて優れていることが明らかである。

〔発明の効果〕

上述したとおり、本発明によれば下記の効果を奏するこ
とができる。

イ１本発明では加熱源として抵抗線のみを使用するので
、従来のような加熱炉が不要であり、従って抵抗線への
供給電力によって得られる超微粒子の粒径を容易に制御
することができ、極めて便利である。

口、超微粒子素材が直接に抵抗線と接触するので、超微
粒子製造のための電力効率が良好である。従来の方法で
は、加熱炉等でガスを媒介とする間接的加熱のため、熱
の利用効率が低い欠点があった。

ハ０本発明では、加熱源として抵抗線のみを使用するの
で、方法が簡便であり、線径の異なる、または異種の抵
抗線を接続することによって、必要とする任意の粒度分
布を有する超微粒子を得ることができる。

二、超微粒子素材が抵抗線と直接接触しているので、超
微粒子素材の温度は常に抵抗線の表面温度に近い温度と
なり、粒子径が均一な超微粒子の発生が期待できる。

従来のボート状発熱体に粉末等を載せる方法では、発熱
体および素材の温度分布が不均一となるので、良好な超
微粒子が得られない傾向があった。

ホ６本発明では、加熱源として抵抗線を利用しているの
で、抵抗線を細くすることによって発熱量と超微粒子素
材との接触面積を増大させ、低電力により多量の超微粒
子を製造することができる。

へ、抵抗線を利用し、しかも超微粒子素材が直接抵抗線
に接触しているので、抵抗線への供給電力の調節によっ
て容易に抵抗線の発熱量を調節し、得られる超微粒子の
粒子径を調節することができる。

前記第２図〜第４図に示したように、抵抗線への供給電
力が増加すると超微粒子の粒子径が増大する。

ト０本発明で使用する抵抗線は簡単に製造することがで
き、また任意の形状に整えることができる。

チ、抵抗線と超微粒子状素材が直接接触しているので、
タングステン等の高融点抵抗線を利用すれば、かなりの
高融点の超微粒子素材の超微粒子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に使用する製造装置の概要図、第
２図、第３図および第４図は本発明によって得られた銀
の超微粒子の粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。 ３・−抵抗線、４−超微粒子素（オ。 第 ２ 図 第３ 図 第 錦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 線状の超微粒子素材を抵抗線に巻きつけ、または該素材
   の粉末を該抵抗線に付着させ、通電によって該抵抗線を
   発熱させて該素材を融解、蒸発させることを特徴とする
   超微粒子の製造方法。