JPH0724290A - セラミックス材料粉末の製造装置 - Google Patents

セラミックス材料粉末の製造装置

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JPH0724290A
JPH0724290A JP5173441A JP17344193A JPH0724290A JP H0724290 A JPH0724290 A JP H0724290A JP 5173441 A JP5173441 A JP 5173441A JP 17344193 A JP17344193 A JP 17344193A JP H0724290 A JPH0724290 A JP H0724290A
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JP
Japan
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lid
ceramic material
cooling
melting
melted
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JP5173441A
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Hiroaki Komoto
宏明 甲元
Noriaki Murahashi
紀昭 村橋
Rokuro Sato
録郎 佐藤
Toru Kono
通 河野
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミックス材料からなる粉末を正確な一定
の大きさに製造することのできる粉末製造装置を提供す
る。 【構成】 溶解用容器２を、その底部に開口部が形成さ
れ、この開口部が被溶解セラミックス材料と同一の材料
からなる蓋体６で閉塞された構造とし、該溶解用容器２
の内面部及び底部の冷却を行う冷却装置２０と、ビーム
発生装置３２と、蓋体６に形成された穴径を検出する測
定装置２６及び解析装置２８と、測定装置２６からの出
力に基づきビーム出力又は冷却率の一方、又はその双方
を制御する制御装置３０とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、セラミックス材料か
らなる粉末を正確な一定の大きさに製造することのでき
るセラミックス材料粉末の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】セラミックス材料（セメン
ト、陶磁器、耐火物等に用いられる材料であって、ケイ
酸塩、炭酸塩、硫化物等の鉱物）粉末の製造装置（以
下、粉末製造装置という。）として、ガスアトマイズ法
又はこれを改良した種々の方法を用いるべく、セラミッ
クス材料を溶解する溶解用容器と、この溶解用容器内で
溶解された後、下方に落下せしめられる溶融セラミック
ス材料に向けてガス流を噴出させるガス噴出装置とを備
えたものがある。
【０００３】これら従来の粉末製造装置においては、溶
解用容器の材料をアルミナ、ジルコニア、グラファイト
等の耐火物から構成する等の改善がなされ、セラミック
ス材料粉末の純度向上が図られているが、セラミックス
材料粉末の大きさ（粒度）を正確に均一にする技術にお
いては未だ満足すべきものが得れらておらず、その向上
が望まれていた。
【０００４】本発明は、上記の如き課題を解決し、セラ
ミックス材料からなる粉末を正確な一定の大きさに製造
することのできる粉末製造装置を提供することを目的と
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
材料粉末の粒度を一定にするために、溶融セラミックス
材料が落下する際の出口となる溶解用容器の底部の開口
径の大きさ、又はガス噴出装置を経て生成されたセラミ
ックス材料粉末の粒度に着目してなされたものであり、
以下の各構成となる。
【０００６】（１） セラミックス材料を溶解する溶解
用容器と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落
下せしめられる溶融セラミックス材料に向けてガス流を
噴出させるガス噴出装置とを備えた粉末製造装置におい
て、前記溶解用容器を、その底部に開口部が形成され、
この開口部が被溶解セラミックス材料と同一の材料から
なる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解用容器の内面
部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直上部に設けら
れ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射するビーム発
生装置と、前記蓋体の下方に設けられ、該蓋体に形成さ
れた穴径を検出する穴径検出手段と、前記穴径検出手段
の出力に基づいて前記冷却手段の冷却率を調整する制御
手段とを設ける。
【０００７】（２） セラミックス材料を溶解する溶解
用容器と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落
下せしめられる溶融セラミックス材料に向けてガス流を
噴出させるガス噴出装置とを備えた粉末製造装置におい
て、前記溶解用容器を、その底部に開口部が形成され、
この開口部が被溶解セラミックス材料と同一の材料から
なる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解用容器の内面
部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直上部に設けら
れ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射するビーム発
生装置と、前記蓋体の下方に設けられ、該蓋体に形成さ
れた穴径を検出する穴径検出手段と、前記穴径検出手段
の出力に基づいて前記ビーム発生装置のビーム出力を調
整する制御手段とを設ける。
【０００８】（３） セラミックス材料を溶解する溶解
用容器と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落
下せしめられる溶融セラミックス材料に向けてガス流を
噴出させるガス噴出装置とを備えた粉末製造装置におい
て、前記溶解用容器を、その底部に開口部が形成され、
この開口部が被溶解セラミックス材料と同一の材料から
なる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解用容器の内面
部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直上部に設けら
れ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射するビーム発
生装置と、前記蓋体の下方に設けられ、該蓋体に形成さ
れた穴径を検出する穴径検出手段と、前記穴径検出手段
の出力に基づいて前記冷却手段の冷却率及び前記ビーム
発生装置のビーム出力を調整する制御手段とを設ける。
【０００９】（４） セラミックス材料を溶解する溶解
用容器と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落
下せしめられる溶融セラミックス材料に向けてガス流を
噴出させるガス噴出装置とを備えた粉末製造装置におい
て、前記溶解用容器を、その底部に開口部が形成され、
この開口部が被溶解セラミックス材料と同一の材料から
なる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解用容器の内面
部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直上部に設けら
れ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射するビーム発
生装置と、前記ガス噴出装置の下方に設けられ、生成さ
れたセラミックス材料粉末の粒度を検出する粒度検出手
段と、前記粒度検出手段の出力に基づいて前記冷却手段
の冷却率を調整する制御手段とを設ける。
【００１０】（５） セラミックス材料を溶解する溶解
用容器と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落
下せしめられる溶融セラミックス材料に向けてガス流を
噴出させるガス噴出装置とを備えた粉末製造装置におい
て、前記溶解用容器を、その底部に開口部が形成され、
この開口部が被溶解セラミックス材料と同一の材料から
なる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解用容器の内面
部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直上部に設けら
れ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射するビーム発
生装置と、前記ガス噴出装置の下方に設けられ、生成さ
れたセラミックス材料粉末の粒度を検出する粒度検出手
段と、前記粒度検出手段の出力に基づいて前記ビーム発
生装置のビーム出力を調整する制御手段とを設ける。
【００１１】（６） セラミックス材料を溶解する溶解
用容器と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落
下せしめられる溶融セラミックス材料に向けてガス流を
噴出させるガス噴出装置とを備えた粉末製造装置におい
て、前記溶解用容器を、その底部に開口部が形成され、
この開口部が被溶解セラミックス材料と同一の材料から
なる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解用容器の内面
部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直上部に設けら
れ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射するビーム発
生装置と、前記ガス噴出装置の下方に設けられ、生成さ
れたセラミックス材料粉末の粒度を検出する粒度検出手
段と、前記粒度検出手段の出力に基づいて前記冷却手段
の冷却率及び前記ビーム発生装置のビーム出力を調整す
る制御手段とを設ける。
【００１２】（７） 前記（１）〜（６）において、前
記ビーム発生装置を、レーザービーム、電子ビーム、プ
ラズマビーム又はアークビームを用いるものとする。
【００１３】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図１は溶解用容器の底部に形成される穴径
（開口径）に基づく制御を行う粉末製造装置の構成を示
す図である。同図において、符号２は、容器本体４と蓋
体６とからなる溶解用容器である。
【００１４】容器本体４は、内径部に略カップ状の凹部
８が形成された略有底円筒状の容器であり、銅から構成
され、その底部中央には、下方に向けて漸次縮径するテ
ーパ状の開口部１０が形成されている。また、この容器
本体４の内部には中空部１２が形成され、容器本体４の
側方に設けられたパイプ１４、１６の内径部と連通され
ている。
【００１５】前記パイプ１４、１６は、冷却手段を構成
する冷却装置２０の冷却水の送り出し管２２と回収管２
４とにそれぞれ接続されており、パイプ１４から送られ
た冷却水が容器本体４の内面部を冷却した後、パイプ１
６を経て回収されるようになっている。冷却装置２０
は、一定温度の冷却水を容器本体４に送り出し、回収し
た冷却水の温度とその流量から、単位時間当りの冷却熱
量（冷却率）を測定する機能を有し、また、冷却水の初
期温度と、単位時間当りの冷却水を送り出す体積を調整
する機能とを有している。
【００１６】蓋体６は、溶解用容器２によって溶解を行
うセラミックス材料（被溶解セラミックス材料）と同一
の材料から構成されるものであり、その外周面６ａがテ
ーパ状に形成され、前記容器本体４に対して開口部１０
を閉塞するように装着固定されている。
【００１７】溶解用容器２の下方には、ガス噴出装置１
８，１８が配設されている。これらガス噴出装置１８，
１８は、溶解用容器２から下方に落下せしめられる溶融
セラミックス材料に向けてノズル１８ａ，１８ａからＡ
ｒガス等の不活性ガスを一定圧力で噴出し、これにより
溶融セラミックス材料を粉体とするためのものである。
【００１８】また、溶解用容器２の下方近傍には、蓋体
６の中央部に形成される開口部の穴径を測定する、カメ
ラ等の測定装置２６が配置され、この測定装置２６は、
画像処理等を行う解析装置２８を介して制御装置（制御
手段に相当）３０に接続されている。これら測定装置２
６及び解析装置２８は、穴径検出手段を構成している。
また、制御装置３０は、ＣＰＵ、プログラムＲＯＭ、及
び各種Ｉ／Ｏインターフェース等から成るものである。
【００１９】一方、蓋体６の直上部には、該蓋体６の中
央部に向けてビームを照射するビーム発生装置３２が配
設され、該ビーム発生装置３２は前記制御装置３０に接
続されている。このビーム発生装置３２は、レーザービ
ーム、電子ビーム、プラズマビーム、又はアークビーム
を用いるものであってもよい。
【００２０】なお、前記制御装置３０は、前記冷却装置
２０にも接続され、この冷却装置２０の冷却率を調整可
能となっている。
【００２１】上記構成に係る粉末製造装置において、セ
ラミックス材料粉末を製造する場合には、まず、溶解用
容器２内に被溶解セラミックス材料を入れ、冷却装置２
０により溶解用容器２の内面部を冷却しつつ、ビーム発
生装置３２からのプラズマアークの照射等により、被溶
解セラミックス材料を溶解せしめる。この際、蓋体６の
中央部の溶解を防止するために、図１に仮想線で示す遮
蔽部材３６を設けることが好ましい。この遮蔽部材３６
は、蓋体３６の下面全体を覆う板状の部材であって、銅
などから作られ、内部に冷却水を通して表面部を冷却可
能とされたものである。この遮蔽部材３６の冷却は、例
えば前記冷却装置２０と遮蔽部材３６を連結すること等
により、容器本体４の冷却率に一致して行われる。
【００２２】セラミックス材料の溶解時、容器本体４の
内面部４ａには、溶解したセラミックス材料が該内面部
４ａで冷却されて凝固し、該内面部４ａ全体を薄く覆う
凝固層を形成する。この凝固層は、容器本体４の冷却を
維持するする限り安定して維持され、且つ、該凝固層は
被溶解セラミックス材料と同じ材料からなるものである
から、容器本体４を構成するセラミックス材料が溶融セ
ラミックス材料（溶解されたセラミックス材料）中に溶
解・流入して溶融セラミックス材料を汚染することがな
い。
【００２３】また、容器本体４に装着された蓋体６も、
容器本体４の内面部とともに冷却されるため、ほとんど
溶解することがない。即ち、容器本体４の冷却は、該蓋
体６の維持機能をも満たすべく制御される。蓋体６の上
部側部分は一部溶解するが、該蓋体６は被溶解セラミッ
クス材料と同一の材料で構成されているため、溶融セラ
ミックス材料を汚染することはない。
【００２４】次に、被溶解セラミックス材料の溶解が定
常状態に達した状態において、冷却装置２０による冷却
を行いつつ、ビーム発生装置３２から蓋体６の中央部に
向けてビームを照射し、該蓋体６の中央部分６ｂを下方
に溶出させて開口部とする。すると、この開口部から溶
解用容器２内の溶融セラミックス材料が下方に徐々に流
出してゆき、ガス噴出装置１８から噴出される不活性ガ
スに衝突して冷却固化されるとともに粉砕され、セラミ
ックス材料粉末３４が順次製造されてゆく。
【００２５】上記セラミックス材料粉末３４の製造中に
おいて、制御装置３０は、測定装置２６及び解析装置２
８から得られた蓋体６の開口部の穴径の大きさに基づ
き、ビーム発生装置３２のビーム出力又は冷却装置２０
の冷却率の一方、又はその双方を制御し、穴径がつねに
一定となる状態を保つ。
【００２６】即ち、制御装置３０は、穴径が適正値より
大きい場合には、ビーム出力に比べて冷却率を増加さ
せ、該冷却率の増加により蓋体６を冷却して開口部の穴
径を縮小せしめ、逆に、穴径が適正値より小さい場合に
は、冷却率に比べてビーム出力を大きくし、蓋体６の中
央部に加えられる熱量を大きくして穴径を拡大せしめ
る。
【００２７】従って、上記のような粉末製造装置によれ
ば、セラミックス材料粉末の製造中において、蓋体６に
形成される穴径が常に一定となり、溶融セラミックス材
料の流れが一定に制御されて、得られるセラミックス材
料粉末が正確に一定の大きさとなる。
【００２８】次に、図２を参照して、ガス噴出装置を経
て生成されたセラミックス材料粉末の粒度に基づく制御
を行う粉末製造装置について説明する。なお、同図にお
いて、上記図１と同一の構成要素には同一の符号を付
し、その説明を省略する。
【００２９】同図に示す粉末製造装置は、図１に示す粉
末製造装置において、測定装置２６及び解析装置２８に
代えて、粒度測定装置（粒度検出手段に相当）４０を設
けたものである。この粒度測定装置４０は、レーザー回
折等を用いて粉体の粒度を測定するものであり、ガス噴
出装置１８を経て生成されたセラミックス材料粉末３４
の一部がこの粒度測定装置によって粒度を測定され、そ
の出力データが制御装置３０に送られるように構成され
ている。
【００３０】このような粉末製造装置によるセラミック
ス材料粉末３４の製造行程は上記図１に示すものと同様
であるが、図１に示すものが測定装置２６から得られる
穴径データに基づき、ビーム出力、冷却率を制御したの
に対し、図２に示す粉末製造装置においては、粒度測定
装置４０から得られた粒度の大きさに基づき、ビーム発
生装置３２のビーム出力又は冷却装置２０の冷却率の一
方、又はその双方を制御し、粒度がつねに一定となる状
態を保つ。
【００３１】即ち、制御装置３０は、粒度が適正値より
大きい場合には、ビーム出力に比べて冷却率を増加さ
せ、蓋体６の開口部の穴径を縮小せしめて溶融セラミッ
クス材料の流出量を減少せしめ、逆に、粒度が適正値よ
り小さい場合には、冷却率に比べてビーム出力を大きく
し、蓋体６の穴径を拡大せしめて溶融セラミックス材料
の流出量を増加せしめる。
【００３２】従って、図２に示す粉末製造装置において
も、上記図１に示す粉末製造装置の場合と同様に、溶解
用容器からの溶融セラミックス材料の流れを常に制御し
て、セラミックス材料粉末を正確に一定の大きさにする
ことができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、溶解用容器に形成される穴径又はガス噴出装置を経
て生成されたセラミックス材料粉末の粒度に基づいて、
冷却率又はビーム出力の一方、又は双方を調整するもの
であるので、セラミックス材料粉末の製造中において、
溶解用容器からの溶融セラミックス材料の流れを常に制
御して、セラミックス材料粉末を正確に一定の大きさに
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る粉末製造装置の構成を
示す図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る粉末製造装置の構成
を示す図である。
【符号の説明】
２ 溶解用容器 ６ 蓋体 １４ ガス噴出装置 ２０ 冷却装置 ２６ 測定装置 ２８ 解析装置 ３０ 制御装置 ３２ ビーム発生装置 ３６ 遮蔽部材 ４０ 粒度測定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/622 (72)発明者 河野 通 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミックス材料を溶解する溶解用容器
    と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落下せし
    められる溶融セラミック材料に向けてガス流を噴出させ
    るガス噴出装置とを備えたセラミックス材料粉末の製造
    装置において、前記溶解用容器を、その底部に開口部が
    形成され、この開口部が被溶解セラミックス材料と同一
    の材料からなる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解用
    容器の内面部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直上
    部に設けられ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射す
    るビーム発生装置と、前記蓋体の下方に設けられ、該蓋
    体に形成された穴径を検出する穴径検出手段と、前記穴
    径検出手段の出力に基づいて前記冷却手段の冷却率を調
    整する制御手段とを設けたことを特徴とするセラミック
    ス材料粉末の製造装置。
  2. 【請求項２】 セラミックス材料を溶解する溶解用容器
    と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落下せし
    められる溶融セラミックス材料に向けてガス流を噴出さ
    せるガス噴出装置とを備えたセラミックス材料粉末の製
    造装置において、前記溶解用容器を、その底部に開口部
    が形成され、この開口部が被溶解セラミックス材料と同
    一の材料からなる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解
    用容器の内面部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直
    上部に設けられ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射
    するビーム発生装置と、前記蓋体の下方に設けられ、該
    蓋体に形成された穴径を検出する穴径検出手段と、前記
    穴径検出手段の出力に基づいて前記ビーム発生装置のビ
    ーム出力を調整する制御手段とを設けたことを特徴とす
    るセラミックス材料粉末の製造装置。
  3. 【請求項３】 セラミックス材料を溶解する溶解用容器
    と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落下せし
    められる溶融セラミックス材料に向けてガス流を噴出さ
    せるガス噴出装置とを備えたセラミックス材料粉末の製
    造装置において、前記溶解用容器を、その底部に開口部
    が形成され、この開口部が被溶解セラミックス材料と同
    一の材料からなる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解
    用容器の内面部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直
    上部に設けられ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射
    するビーム発生装置と、前記蓋体の下方に設けられ、該
    蓋体に形成された穴径を検出する穴径検出手段と、前記
    穴径検出手段の出力に基づいて前記冷却手段の冷却率及
    び前記ビーム発生装置のビーム出力を調整する制御手段
    とを設けたことを特徴とするセラミックス材料粉末の製
    造装置。
  4. 【請求項４】 セラミックス材料を溶解する溶解用容器
    と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落下せし
    められる溶融セラミックス材料に向けてガス流を噴出さ
    せるガス噴出装置とを備えたセラミックス材料粉末の製
    造装置において、前記溶解用容器を、その底部に開口部
    が形成され、この開口部が被溶解セラミックス材料と同
    一の材料からなる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解
    用容器の内面部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直
    上部に設けられ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射
    するビーム発生装置と、前記ガス噴出装置の下方に設け
    られ、生成されたセラミックス材料粉末の粒度を検出す
    る粒度検出手段と、前記粒度検出手段の出力に基づいて
    前記冷却手段の冷却率を調整する制御手段とを設けたこ
    とを特徴とするセラミックス材料粉末の製造装置。
  5. 【請求項５】 セラミックス材料を溶解する溶解用容器
    と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落下せし
    められる溶融セラミックス材料に向けてガス流を噴出さ
    せるガス噴出装置とを備えたセラミックス材料粉末の製
    造装置において、前記溶解用容器を、その底部に開口部
    が形成され、この開口部が被溶解セラミックス材料と同
    一の材料からなる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解
    用容器の内面部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直
    上部に設けられ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射
    するビーム発生装置と、前記ガス噴出装置の下方に設け
    られ、生成されたセラミックス材料粉末の粒度を検出す
    る粒度検出手段と、前記粒度検出手段の出力に基づいて
    前記ビーム発生装置のビーム出力を調整する制御手段と
    を設けたことを特徴とするセラミックス材料粉末の製造
    装置。
  6. 【請求項６】 セラミックス材料を溶解する溶解用容器
    と、この溶解用容器内で溶解された後、下方に落下せし
    められる溶融セラミックス材料に向けてガス流を噴出さ
    せるガス噴出装置とを備えたセラミックス材料粉末の製
    造装置において、前記溶解用容器を、その底部に開口部
    が形成され、この開口部が被溶解セラミックス材料と同
    一の材料からなる蓋体で閉塞された構造とし、前記溶解
    用容器の内面部の冷却を行う冷却手段と、前記蓋体の直
    上部に設けられ、該蓋体の中央部に向けてビームを照射
    するビーム発生装置と、前記ガス噴出装置の下方に設け
    られ、生成されたセラミックス材料粉末の粒度を検出す
    る粒度検出手段と、前記粒度検出手段の出力に基づいて
    前記冷却手段の冷却率及び前記ビーム発生装置のビーム
    出力を調整する制御手段とを設けたことを特徴とするセ
    ラミックス材料粉末の製造装置。
  7. 【請求項７】 前記ビーム発生装置は、レーザービー
    ム、電子ビーム、プラズマビーム、又はアークビームを
    用いることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は
    ６記載のセラミックス材料粉末の製造装置。
JP5173441A 1993-07-13 1993-07-13 セラミックス材料粉末の製造装置 Withdrawn JPH0724290A (ja)

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