JPH03226508A - ベリリウム球状粒子の製造方法 - 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） 本発明は耐酸フィルターの焼結原料等として用いられる
直径が０．２〜２．０閣のベリリウム球状粒子の製造方
法に関するものである。

（従来の技術） 不活性ガスが充填された密閉容器内でアークを飛ばしつ
つ消耗電極を高速度で回転させて遠心力により溶滴を飛
散させ、容器の壁に到達するまでに凝固させて球状粒子
を得る方法は、例えば米国特許第３０９９０４１号明細
書等により従来から知られている。ところがこの方法を
ベリリウムのような比重が１．８４と小さく、比熱が０
．４２５Ｃａｌ／ｇｒ／　’Ｃと大きく、溶解潜熱が２
６０Ｃａｌ／ｇｒと大きく、融点が１２８５℃と低い金
属に適用して目的とする粒径の粒子を得ることは困難と
されており、特に直径が０．２〜２．０　ｍのベリリウ
ム球状粒子を高収率で製造すること′はほとんど不可能
であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記したような従来の問題点を解消して、直径
が０．２〜２．０　ａｍのへリリウムの球状粒子を、目
的とする平均直径の±２５％以内の範囲に８０％以上が
入るような高い収率で製造することができるベリリウム
球状粒子の製造方法を提供するために完成されたもので
ある。

（課題を解決するだめの手段） 上記の課題を解決するためになされた本発明は、不活性
ガスが充填された密閉容器内にアーク溶解電極又はプラ
ズマ溶解電極と、回転する消耗電極とを設け、両電極間
にアークを飛ばして消耗電極を溶解させつつ遠心力によ
り溶滴を飛散させて球状粒子を得る方法であって、消耗
電極をベリリうム製とし、消耗電極の外周部の周速度を
１００〜２０００ｍ／分とし、ガス圧を０．１〜５　ｋ
ｇ　／　ｃｊとすることにより、直径が０．２〜２．０
閣のへリリウム球状粒子を得ることを特徴とするもので
ある。

また不活性ガスとしてヘリウムガスを使用し、ガス圧を
０．８〜１．５ｋｇ／ｃＪとし、消耗電極の外周部の周
速度ｘ　ｍ　７分および目的とするベリリウム球状粒子
の直径ｙｍｍとの関係を、 ｙ１＝１４０／ｘ＋０．１・・・■ Ｖ　ｚ　＝　２３０／ｘ　＋　０．２　　・・・■の２
式の間の領域に設定することが好ましい。

以下に本発明を第１図を参照しつつ更に詳細に説明する
。

図中、（１）は密閉容器であり、（２）はへリリウムか
らなる消耗電極、（３）は水冷タングステンのアーク溶
解電極又はプラズマ溶解電極である。密閉容器（１）内
の空気は吸引口（４）より吸引され、その後ガス導入口
（５）から不活性ガスを充填する。（６）は消耗電極（
２）を回転させるための回転装置であり、消耗電極（２
）を回転させた後に消耗電極（２）とアーク溶解電極又
はプラズマ溶解電極（３）との間にアークを飛ばしてヘ
リウムガス下 解したベリリウムが一定の大きさになると遠心力によっ
て不活性ガス中に飛散し、密閉容器（１）の壁面に達す
るまでムこ凝固して球状へリリウム粒子となる。この際
、ベリリウムの特性上から不活性ガス雰囲気が必要であ
り、アルゴンガス又はヘリウムガス又はそれらの混合ガ
スが望ましく、特に抜熱能の大きいヘリウムガスが最適
である。

溶解電極（３）としてはタングステンアーク電極又はプ
ラズマ溶解電極を用いるが、タングステンアーク電極は
タングステンが若干溶融物に捕捉される可能性があるが
コストが安く、プラズマ溶解電極は不純物が増加する心
配はないがコストが高いという長所と短所を持っている
。

容器内のガス圧は溶滴飛散時の冷却能と消耗電極（２）
の溶解時の溶解アークの安定性より範囲が限定され、０
．１　ｋｇ　／　ｃｄ未満では良好な球状粒子が得られ
ず、５　ｋｇ／ｃｒＡを越えるとアークが飛ばない。

このためガス圧はＯ１１〜５ｋｇ／ｃｄとされるが、球
形を良好に保つためには０．８　ｋｇ／ｃ−４以上が望
ましく、アークの安定性を考慮すると１．５　ｋｇ／ｃ
−ｄ以下が望ましい。

得られる球状粒子の大きさは溶解したベリリウムが遠心
力により消耗電極（２）の外周部から空中に飛散′−凝
固する際に決定されるため、消耗電極（２）の周速度が
粒径決定のポイントである。周速度が１００ｍ／分以下
の場合には遠心力が不足してうまく溶滴が飛散せず、ま
た２０００ｍ／分よりも周速度を上げても得られる球状
粒子の直径はほとんど変わらないため、装置の経済性か
らこれ以上周速度を上げる必要はない。このように周速
度を１００〜２０００ｍ／分とした場合には、周速度を
ｘｍ／分、球状粒子の直径をｙｍｍとすると、 ｙ　＝（１８６／　ｘ　）　＋０．１３４の関係が成立
し、これにより球状粒子の直径のコントロールができる
。このようにすれば平均直径ｙの＋２５％の範囲内に８
０％以上の歩留でベリリウム球状粒子を得ることができ
る。この直径±２５％の範囲を）’Ｉ　　　Ｖｔで示す
と、 ）’Ｉ　　＝１４０／ｘ　　＋０．１　　・・・■）’
　ｚ　＝　２３０／ｘ　＋　０．２　　・・・■の２式
の間の領域となる。

即ち、周速度をＸと設定した場合平均直径はｙ。

とｙアの範囲に８０％以上の歩留でベリリウム球状粒子
を得ることができる。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例） 第１図の装置を用い、第１表に示されるガスの種類、ガ
ス圧、周速度等に従ってベリリウム球状粒子の製造を行
った。消耗電極の直径は２０閣、密閉容器の内径は９０
０　ｅｔａとした。

その結果は第１表の右側に記したとおりであり、ヘリウ
ムガスを０．０１ｋｇ／ｃｉｉのガス圧で充填した場合
にはガスの冷却能力が不足するために溶滴が凝固を完了
する前に容器壁面に衝突して偏平粒子が多くなり、また
容器壁面に付着したままのベリリウムが多くなって不適
当である。これに対してアルゴンガスを０．１ｋｇ／ｃ
−のガス圧で充填した場合にはヘリウムガスを０．０１
ｋｇ／ｃ−のガス圧とした場合よりも良好であるが、や
はり偏平粒子が多く粒度分布もやや不揃いである。

またアルゴン、ヘリウムのいずれの場合にもガス圧を４
　ｋｇ／ｃ−ｄまで上げると溶解時のアークが不安定と
なって均一な溶解ができなくなるため、粒度のばらつき
が次第に大きくなる。

ガス圧を１．２　ｋｇ／ｃｊとしたヘリウムガスを用い
て消耗電極の周速度を１００〜２０００ｍ／分の範囲で
変化させたところ、周速度をＸと球状粒子の直径ｙとの
間に第２図のグラフに示されるとおりの双曲線状の関係
が得られた。また周速度Ｘの逆数１７Ｘを横軸に取ると
第３図のグラフとなり、回帰式％式％ となり、この式への相関係数γは０．９９８となって高
度に相関があるということができる。従って周速度を１
００〜２０００ｍ／分の範囲内でコントロールすること
により、第１表に示されるように平均粒度の±２５％以
内に全体の８０％以上の粒子が含まれる状態でベリリウ
ム球状粒子を製造することができる。

第１表 製造条件及びその結果 （発明の効果） 以上に説明したとおり、本発明の方法によれば従来は極
めて困難とされていた直径が０．２〜２．０閣の範囲内
のベリリウム球状粒子を高い収率で製造することが可能
となり、任意の空隙率を有する焼結耐酸フィルターの製
造原粒を安定して供給することが可能となった。

よって本発明は従来の問題点を一掃したベリリウム球状
粒子の製造方法として、産業の発展に寄与するところは
極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる製造装置の断面図、第２図
は実施例により得られた球状粒子の直径と周速度との関
係を示すグラフ、第３図は横軸に周速度の逆数を取って
示した同様のグラフである。 （１）；密閉容器、（２）；消耗電極、（３）；溶解電
極。 第 ２ 図 χ 同社（〜）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、不活性ガスが充填された密閉容器（１）内にアーク
   溶解電極又はプラズマ溶解電極（３）と、回転する消耗
   電極（２）とを設け、両電極間にアークを飛ばして消耗
   電極（２）を溶解させつつ遠心力により溶滴を飛散させ
   て球状粒子を得る方法であって、消耗電極（２）をベリ
   リウム製とし、消耗電極（２）の外周部の周速度を１０
   ０〜２０００ｍ／分とし、ガス圧を０．１〜５ｋｇ／ｃ
   ｍ＾２とすることにより、直径が０．２〜２．０ｍｍの
   ベリリウム球状粒子を得ることを特徴とするベリリウム
   球状粒子の製造方法。 ２、不活性ガスとしてヘリウムガスを使用し、ガス圧を
   ０．８〜１．５ｋｇ／ｃｍ＾２とし、消耗電極（２）の
   外周部の周速度ｘｍ／分および目的とするベリリウム球
   状粒子の直径ｙｍｍとの関係を、 ｙ＿１＝１４０／ｘ＋０．１・・・［１］ ｙ＿２＝２３０／ｘ＋０．２・・・［２］ の２式の間の領域に設定することにより８０％以上の収
   率で製造を行う請求項１記載のベリリウム球状粒子の製
   造方法。