JPH0729067B2 - 活性金属の高純度微粉末製造方法 - Google Patents
活性金属の高純度微粉末製造方法Info
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- JPH0729067B2 JPH0729067B2 JP63210620A JP21062088A JPH0729067B2 JP H0729067 B2 JPH0729067 B2 JP H0729067B2 JP 63210620 A JP63210620 A JP 63210620A JP 21062088 A JP21062088 A JP 21062088A JP H0729067 B2 JPH0729067 B2 JP H0729067B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、活性金属の高純度微粉末製造方法に係わり、
特に超電導材料製造用の素原料であるストロンチウム
（Sr），バリウム（Ba），イットリウム（Ｙ）等や硬度
・超耐熱性に優れたハフニウム（Hf）等の水酸化化合物
を生成しやすい活性金属の高純度微粉末（IIa、IIIa、I
Va、IVb族金属）を製造する活性金属の高純度微粉末製
造方法に関するものである。
特に超電導材料製造用の素原料であるストロンチウム
（Sr），バリウム（Ba），イットリウム（Ｙ）等や硬度
・超耐熱性に優れたハフニウム（Hf）等の水酸化化合物
を生成しやすい活性金属の高純度微粉末（IIa、IIIa、I
Va、IVb族金属）を製造する活性金属の高純度微粉末製
造方法に関するものである。
［従来の技術］ 近年、超電導材料等の発達による要請から活性金属の中
でも水酸化化合物を生成しやすい活性金属（IIa、III
a、IVa、IVb族金属）の高純度微粉末の製造が注目され
ており、次のような製造方法がとられていた。
でも水酸化化合物を生成しやすい活性金属（IIa、III
a、IVa、IVb族金属）の高純度微粉末の製造が注目され
ており、次のような製造方法がとられていた。
超電導材料はストロンチウム（Sr），バリウム（Ba），
イットリウム（Ｙ），ランタン（La），銅（Cu）等の複
合酸化物からなり、従来より単一金属の塩類や酸化物等
の化合物を素原料として使用し、複合酸化物を製造して
いた。
イットリウム（Ｙ），ランタン（La），銅（Cu）等の複
合酸化物からなり、従来より単一金属の塩類や酸化物等
の化合物を素原料として使用し、複合酸化物を製造して
いた。
また、硬度・超耐熱性に優れたハフニウム（Hf）の微粉
末はHf塩類を水素還元し、Hfを生成・炭化していた。
末はHf塩類を水素還元し、Hfを生成・炭化していた。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、このような水酸化化合物を生成しやすい活性金
属は、微粉化に伴い表面積が増大し、気体の吸着、吸蔵
及び表面酸化の原因となり、特に活性なIIa族金属にお
いては水分と急激に反応し水酸化化合物を生成するとい
う問題があり、未だこれらの問題は解決されておらず高
純度微粉末を製造する従来技術はなかった。
属は、微粉化に伴い表面積が増大し、気体の吸着、吸蔵
及び表面酸化の原因となり、特に活性なIIa族金属にお
いては水分と急激に反応し水酸化化合物を生成するとい
う問題があり、未だこれらの問題は解決されておらず高
純度微粉末を製造する従来技術はなかった。
上述の如く、従来は金属化合物を使用して超電導材料や
Hfを製造していたため純金属微粉末に比べて、反応系が
複雑であるため純度が低下し、用途に応じた特性値の性
能低下の原因となるという問題があった。
Hfを製造していたため純金属微粉末に比べて、反応系が
複雑であるため純度が低下し、用途に応じた特性値の性
能低下の原因となるという問題があった。
また、特に塩類に含まれる最終製品に不要な元素及び基
が製造工程中に分解・脱出し空孔となり、結晶に乱れを
生じるという問題があった。
が製造工程中に分解・脱出し空孔となり、結晶に乱れを
生じるという問題があった。
更に、反応系が複雑であるため多工程が必要となり、量
産時の設備費に起因するコストが大きいという問題があ
った。
産時の設備費に起因するコストが大きいという問題があ
った。
上述の如き課題に鑑みて本発明は、水酸化化合物を生成
しやすい活性金属（IIa、IIIa、IVa、IVb族金属）の高
純度微粉末を得ることができる活性金属の高純度微粉末
製造方法を提供することを目的とするものである。
しやすい活性金属（IIa、IIIa、IVa、IVb族金属）の高
純度微粉末を得ることができる活性金属の高純度微粉末
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］ 上記目的を達成すべく本発明は、IIa,IIIa,IVa,IVb族金
属等の水酸化化合物を生成しやすい活性金属の高純度微
粉末を製造する方法において、上記高純度微粉末を製造
するための密閉容器内を不活性ガスで置換した後、その
密閉容器内を極低温冷媒で冷却してその不活性ガス中の
水分を露結させ、その露結水分に金属ナトリウム塊を接
触させてその露結水分を分解除去した後、さらに金属ナ
トリウム蒸気を発生させ、これを不活性ガス中に依然と
して含まれる残存微量水分に分散接触させて10〜100W/V
ppbの極低濃度まで分解除去し、その後、この密閉容器
内で、この活性金属を−150℃以下に冷却して粗粉砕
し、さらにこの粗粉砕を極低温冷媒に浸して−150℃以
下に冷却しつつ、振動型擂壊機により５μｍ以下に微粉
砕し、しかる後、この微粉末を収納容器内に密閉収納す
るようにしたものである。
属等の水酸化化合物を生成しやすい活性金属の高純度微
粉末を製造する方法において、上記高純度微粉末を製造
するための密閉容器内を不活性ガスで置換した後、その
密閉容器内を極低温冷媒で冷却してその不活性ガス中の
水分を露結させ、その露結水分に金属ナトリウム塊を接
触させてその露結水分を分解除去した後、さらに金属ナ
トリウム蒸気を発生させ、これを不活性ガス中に依然と
して含まれる残存微量水分に分散接触させて10〜100W/V
ppbの極低濃度まで分解除去し、その後、この密閉容器
内で、この活性金属を−150℃以下に冷却して粗粉砕
し、さらにこの粗粉砕を極低温冷媒に浸して−150℃以
下に冷却しつつ、振動型擂壊機により５μｍ以下に微粉
砕し、しかる後、この微粉末を収納容器内に密閉収納す
るようにしたものである。
［作用］ 上記水酸化化合物を生成しやすい活性金属を不活性ガス
雰囲気中で微粉化することにより、表面積の増加に伴う
気体の吸着、吸蔵及び表面酸化を防止し、さらに上記不
活性ガス雰囲気の残存水分を極低濃度まで除去したこと
により、水酸化化合物を生成するのを防止している。そ
して、微粉化したものを上記雰囲気下で収納容器内に密
閉収納するようにしたので、貯蔵時の高純度が保持され
るものである。
雰囲気中で微粉化することにより、表面積の増加に伴う
気体の吸着、吸蔵及び表面酸化を防止し、さらに上記不
活性ガス雰囲気の残存水分を極低濃度まで除去したこと
により、水酸化化合物を生成するのを防止している。そ
して、微粉化したものを上記雰囲気下で収納容器内に密
閉収納するようにしたので、貯蔵時の高純度が保持され
るものである。
また、雰囲気ガスを収容する容器に極低温冷媒を接触さ
せると上記雰囲気ガス中の残存水分はその容器の内壁に
露結する。この露結した水分に金属ナトリウム塊を接触
させると、いわゆる固相ゲッタとして作用し水酸化ナト
リウムが生成され、上記残存水分は水酸基として分解・
除去されるものである。しかし、上記雰囲気ガス中には
露結しない残存微量水分が依然として含まれている。そ
こで、この残存微量水分が含まれている雰囲気ガス中で
金属ナトリウムを加熱してナトリウム蒸気を発生させ分
散させると、ナトリウム蒸気は上記雰囲気ガス中に含ま
れる残存微量水分に分散接触し、いわゆる気相ゲッタと
して作用し水酸化ナトリウムが生成され、上記固相ゲッ
タで除去できなかった残存微量水分は水酸基として極低
濃度（10〜100W/Vppb）まで分解・除去されるものであ
る。
せると上記雰囲気ガス中の残存水分はその容器の内壁に
露結する。この露結した水分に金属ナトリウム塊を接触
させると、いわゆる固相ゲッタとして作用し水酸化ナト
リウムが生成され、上記残存水分は水酸基として分解・
除去されるものである。しかし、上記雰囲気ガス中には
露結しない残存微量水分が依然として含まれている。そ
こで、この残存微量水分が含まれている雰囲気ガス中で
金属ナトリウムを加熱してナトリウム蒸気を発生させ分
散させると、ナトリウム蒸気は上記雰囲気ガス中に含ま
れる残存微量水分に分散接触し、いわゆる気相ゲッタと
して作用し水酸化ナトリウムが生成され、上記固相ゲッ
タで除去できなかった残存微量水分は水酸基として極低
濃度（10〜100W/Vppb）まで分解・除去されるものであ
る。
更に、本発明においては一般に活性金属といわれる金属
の全てについて製造可能であるが、特に上記IIa、III
a、IVa、IVb族金属の水酸化化合物を生成しやすい活性
金属の製造に適するものである。
の全てについて製造可能であるが、特に上記IIa、III
a、IVa、IVb族金属の水酸化化合物を生成しやすい活性
金属の製造に適するものである。
また更に、上記微粉化が上記活性金属を極低温冷却し延
性を少なくして機械的に粉砕してなされることにより他
法による微粉化に比べて純度が損なわれなく、装置がコ
ンパクト化するものである。
性を少なくして機械的に粉砕してなされることにより他
法による微粉化に比べて純度が損なわれなく、装置がコ
ンパクト化するものである。
［実施例］ 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて詳述
する。
する。
第１図に示すごとく本発明方法は、第１準備工程、第２
準備工程、微粉化工程及び収納工程からなっており、順
を追って説明する。
準備工程、微粉化工程及び収納工程からなっており、順
を追って説明する。
尚、本発明は全ての工程において密閉容器内で手作業に
よりなされるものであり、水酸化化合物を生成しやすい
活性金属（IIa、IIIa、IVa、IVb族金属）には、例えば
超電導材料の素原料となるストロンチウム（Sr），バリ
ウム（Ba），イットリウム（Ｙ），ランタン（La），ジ
ルコニウム（Zr）や、超硬合金・超耐熱材料等の素原料
となるハフニウム（Hf）を採用する。
よりなされるものであり、水酸化化合物を生成しやすい
活性金属（IIa、IIIa、IVa、IVb族金属）には、例えば
超電導材料の素原料となるストロンチウム（Sr），バリ
ウム（Ba），イットリウム（Ｙ），ランタン（La），ジ
ルコニウム（Zr）や、超硬合金・超耐熱材料等の素原料
となるハフニウム（Hf）を採用する。
まず、第１準備工程は水酸化化合物を生成しやすい活性
金属（IIa、IIIa、IVa、IVb族金属）の高純度微粉末を
生成するための密閉容器内を排気して真空雰囲気１にす
る。その後、当該容器内に不活性ガスを供給して置換２
する。これら真空排気１及び不活性ガス置換２は、３〜
４回繰り返すものである。この密閉容器には、別途出願
した「活性金属の高純度微粉末製造容器」に開示した密
閉容器３を使用する。この密閉容器３は内部を観察でき
るようになっており、外部からそのシール性を損なわず
に作業できるゴム手袋が備えられているこのように水酸
化化合物を生成しやすい活性金属のさらされる雰囲気を
真空や不活性ガス雰囲気にしても、その雰囲気中には水
分が残存しているので、次に第２準備工程に移る。以下
説明する第２準備工程は、別途出願した「雰囲気ガス中
の残存水分除去方法」にて開示した水分トラップ技術７
を採用して行うものである。上記密閉容器３の一側壁に
は、極低温露結装置４が備えられており、これにより上
記一側壁に極低温冷媒を接触させる。この極低温冷媒に
は例えば液体窒素を使用し−150℃以下に冷却する。す
ると、上記雰囲気ガス中の残存水分はその容器３の内壁
に露結する。そして、この露結した水分に棒状の金属ナ
トリウム塊を接触させる。この棒状の金属ナトリウム塊
は上記不活性ガス雰囲気下で使用されるため発火するこ
となく、いわゆる固相ゲッタとして作用する。この金属
ナトリウム塊は発火を防止すべく例えば石油等の油に浸
漬させた状態で上記容器３内に収容する。上記露結した
水分（H2O）に金属ナトリウム塊（Na）が固相ゲッタと
して作用すると、 2Na＋2H2O→2NaOH＋H2 の如く反応が起こり水酸化ナトリウム（NaOH）が生成さ
れ、上記残存水分は水酸基として分解・除去５されるも
のである。
金属（IIa、IIIa、IVa、IVb族金属）の高純度微粉末を
生成するための密閉容器内を排気して真空雰囲気１にす
る。その後、当該容器内に不活性ガスを供給して置換２
する。これら真空排気１及び不活性ガス置換２は、３〜
４回繰り返すものである。この密閉容器には、別途出願
した「活性金属の高純度微粉末製造容器」に開示した密
閉容器３を使用する。この密閉容器３は内部を観察でき
るようになっており、外部からそのシール性を損なわず
に作業できるゴム手袋が備えられているこのように水酸
化化合物を生成しやすい活性金属のさらされる雰囲気を
真空や不活性ガス雰囲気にしても、その雰囲気中には水
分が残存しているので、次に第２準備工程に移る。以下
説明する第２準備工程は、別途出願した「雰囲気ガス中
の残存水分除去方法」にて開示した水分トラップ技術７
を採用して行うものである。上記密閉容器３の一側壁に
は、極低温露結装置４が備えられており、これにより上
記一側壁に極低温冷媒を接触させる。この極低温冷媒に
は例えば液体窒素を使用し−150℃以下に冷却する。す
ると、上記雰囲気ガス中の残存水分はその容器３の内壁
に露結する。そして、この露結した水分に棒状の金属ナ
トリウム塊を接触させる。この棒状の金属ナトリウム塊
は上記不活性ガス雰囲気下で使用されるため発火するこ
となく、いわゆる固相ゲッタとして作用する。この金属
ナトリウム塊は発火を防止すべく例えば石油等の油に浸
漬させた状態で上記容器３内に収容する。上記露結した
水分（H2O）に金属ナトリウム塊（Na）が固相ゲッタと
して作用すると、 2Na＋2H2O→2NaOH＋H2 の如く反応が起こり水酸化ナトリウム（NaOH）が生成さ
れ、上記残存水分は水酸基として分解・除去５されるも
のである。
しかしながら、雰囲気ガス中には極低温冷却しても露結
しない微量の水分が残存している。固相ゲッタでは露結
した水分しか除去することはできない。
しない微量の水分が残存している。固相ゲッタでは露結
した水分しか除去することはできない。
そこで、次に上記容器３内で金属ナトリウムを約600℃
で加熱・溶解してナトリウム蒸気を発生させる。この金
属ナトリウムは同様に発火を防止すべく例えば石油等の
油に浸漬させた状態で上記容器３内に収容し、不活性ガ
ス中で取り出す。このナトリウム蒸気は密閉容器３内に
分散し、水分除去のための気相ゲッタとして作用する。
雰囲気ガス中の残存微量水分（H2O）にナトリウム蒸気
（Na）が気相ゲッタとして作用すると、 2Na＋2H2O→2NaOH＋H2 の如く反応して水酸化ナトリウム（NaOH）を生成し、上
記残存水分は水酸基として極低濃度（10〜100W/Vppb）
まで分解・除去６することになる。
で加熱・溶解してナトリウム蒸気を発生させる。この金
属ナトリウムは同様に発火を防止すべく例えば石油等の
油に浸漬させた状態で上記容器３内に収容し、不活性ガ
ス中で取り出す。このナトリウム蒸気は密閉容器３内に
分散し、水分除去のための気相ゲッタとして作用する。
雰囲気ガス中の残存微量水分（H2O）にナトリウム蒸気
（Na）が気相ゲッタとして作用すると、 2Na＋2H2O→2NaOH＋H2 の如く反応して水酸化ナトリウム（NaOH）を生成し、上
記残存水分は水酸基として極低濃度（10〜100W/Vppb）
まで分解・除去６することになる。
尚、このナトリウム蒸気（Na）を気相ゲッタとして作用
させる水分除去方法は、別途出願した「ナトリウム蒸気
発生装置」にて開示した装置８を使用して行うものであ
る。
させる水分除去方法は、別途出願した「ナトリウム蒸気
発生装置」にて開示した装置８を使用して行うものであ
る。
このような残存水分除去方法で不活性ガス雰囲気中の残
存水分が極低濃度（10〜100W/Vppb）まで除去されたか
どうか確認９する必要がある。しかし、「雰囲気ガス中
の残存水分除去方法」が確立されてもガス中の極低濃度
（10〜100W/Vppb）で存在する水分を簡易的かつ定性的
に検出する従来技術はなかった。そこで、本出願人は
「雰囲気ガス中の微量水分検出方法及び検出器」を創案
し別途出願した。この雰囲気ガス中の微量水分検出方法
10は、雰囲気ガス中の微量水分を検出するに際し、その
雰囲気ガスを黒色バリウム粉と接触させ、この黒色バリ
ウム粉の色の変化により雰囲気ガス中の微量水分の有無
を検出するようにしたものである。また、雰囲気ガス中
の微量水分検出器11は、内容物が透視できる筒体と、こ
の筒体内に収容された黒色バリルム粉と、この黒色バリ
ウム粉を上記筒体内に維持すべくこれを挾持し、かつ測
定すべき雰囲気ガスを導入するための通気性部材と、上
記筒体内への気体の侵入を防止すべくその両開口端部に
着脱自在に設けられた蓋体と、この蓋体と上記筒体との
間隙をシールするためのシール剤とからなるものであ
る。このように黒色バリウム粉を極微量水分のインディ
ケータ12として黒色から白色への色の変化で残存微量水
分を確認９し、上記極低濃度に達しない場合には蒸気ナ
トリウム蒸気による水分除去６を繰り返すものである。
残存水分が上記極低濃度に達した場合には、次の微粉化
工程へと移る。
存水分が極低濃度（10〜100W/Vppb）まで除去されたか
どうか確認９する必要がある。しかし、「雰囲気ガス中
の残存水分除去方法」が確立されてもガス中の極低濃度
（10〜100W/Vppb）で存在する水分を簡易的かつ定性的
に検出する従来技術はなかった。そこで、本出願人は
「雰囲気ガス中の微量水分検出方法及び検出器」を創案
し別途出願した。この雰囲気ガス中の微量水分検出方法
10は、雰囲気ガス中の微量水分を検出するに際し、その
雰囲気ガスを黒色バリウム粉と接触させ、この黒色バリ
ウム粉の色の変化により雰囲気ガス中の微量水分の有無
を検出するようにしたものである。また、雰囲気ガス中
の微量水分検出器11は、内容物が透視できる筒体と、こ
の筒体内に収容された黒色バリルム粉と、この黒色バリ
ウム粉を上記筒体内に維持すべくこれを挾持し、かつ測
定すべき雰囲気ガスを導入するための通気性部材と、上
記筒体内への気体の侵入を防止すべくその両開口端部に
着脱自在に設けられた蓋体と、この蓋体と上記筒体との
間隙をシールするためのシール剤とからなるものであ
る。このように黒色バリウム粉を極微量水分のインディ
ケータ12として黒色から白色への色の変化で残存微量水
分を確認９し、上記極低濃度に達しない場合には蒸気ナ
トリウム蒸気による水分除去６を繰り返すものである。
残存水分が上記極低濃度に達した場合には、次の微粉化
工程へと移る。
この微粉化工程では、まず活性純金属塊の粗粉砕13を行
うが、特にハフニウム（Hf）のクリスタルバーの粗粉砕
13については別途出願した「ハフニウム、クリスタルバ
ーの粗粉砕方法及びその装置」に開示した方法及び装置
14を採用して行うものである。そして、この粗粉砕品を
例えば液体窒素等の極低温冷媒に浸し、−150℃以下に
保持15し、極低温冷却により延性を少なくする。さら
に、これを機械的に粉砕すべく擂壊容器及び振動子を同
様に液体窒素等の極低温冷媒で−150℃以下に保持16
し、振動型擂壊機により５μｍ以下に微粉化17する。こ
の微粉化工程は擂壊法以外によって行っても良いが、他
法による微粉化に比べて純度が損なわれなく、装置がコ
ンパクト化するものである。
うが、特にハフニウム（Hf）のクリスタルバーの粗粉砕
13については別途出願した「ハフニウム、クリスタルバ
ーの粗粉砕方法及びその装置」に開示した方法及び装置
14を採用して行うものである。そして、この粗粉砕品を
例えば液体窒素等の極低温冷媒に浸し、−150℃以下に
保持15し、極低温冷却により延性を少なくする。さら
に、これを機械的に粉砕すべく擂壊容器及び振動子を同
様に液体窒素等の極低温冷媒で−150℃以下に保持16
し、振動型擂壊機により５μｍ以下に微粉化17する。こ
の微粉化工程は擂壊法以外によって行っても良いが、他
法による微粉化に比べて純度が損なわれなく、装置がコ
ンパクト化するものである。
爾後、微粉化した活性純金属17を貯蔵すべく収納工程に
移る。この収納工程は、微粉化による表面積の増加に伴
う気体の吸着、吸蔵及び表面酸化を防止すると共に、水
酸化化合物を生成するのを防止すべく上記残存水分を極
低濃度まで除去した不活性ガス雰囲気中で収納容器18に
密閉収納19する。この収納容器18は、大気中の酸素や水
分による汚染を防止すべくダブルシールによって密閉性
が確保されている。
移る。この収納工程は、微粉化による表面積の増加に伴
う気体の吸着、吸蔵及び表面酸化を防止すると共に、水
酸化化合物を生成するのを防止すべく上記残存水分を極
低濃度まで除去した不活性ガス雰囲気中で収納容器18に
密閉収納19する。この収納容器18は、大気中の酸素や水
分による汚染を防止すべくダブルシールによって密閉性
が確保されている。
尚、上記第１準備工程、第２準備工程、微粉化工程及び
収納工程を行うにあたって、上記密閉容器３は１基のみ
を設け同一容器で全工程を行うようにしても良いし、夫
々の工程に１基ずつを設定し、これらを連続密閉して構
成しても良い。
収納工程を行うにあたって、上記密閉容器３は１基のみ
を設け同一容器で全工程を行うようにしても良いし、夫
々の工程に１基ずつを設定し、これらを連続密閉して構
成しても良い。
次に、上記実施例における作用を述べる。
上記水酸化化合物を生成する活性金属の微粉化には、高
純度を得るべく酸素及び水分を完全に除去した雰囲気が
必要であり、同雰囲気内にて被破砕金属を極低温に保持
して不純物生成反応を抑制すると共に、延性を少なくし
て擂壊効率を高める必要がある。すなわち、上記IIa、I
IIa、IVa、IVb族金属の水酸化化合物を生成しやすい活
性金属を酸素を完全除去した不活性ガス雰囲気中で微粉
化することにより、表面積の増加に伴う気体の吸着、吸
蔵及び表面酸化を防止している。また、この不活性ガス
雰囲気は残存水分を極低濃度（10〜100W/Vppb）まで除
去したことにより、水酸化化合物を生成するのを防止し
ている。さらに、極低濃度まで残存水分が除去されたか
否かの検出方法及びその装置についても確立している。
そして、微粉化したものを上記雰囲気下で収納容器内に
密閉収納するようにしたので、貯蔵時の高純度が保持さ
れるものである。
純度を得るべく酸素及び水分を完全に除去した雰囲気が
必要であり、同雰囲気内にて被破砕金属を極低温に保持
して不純物生成反応を抑制すると共に、延性を少なくし
て擂壊効率を高める必要がある。すなわち、上記IIa、I
IIa、IVa、IVb族金属の水酸化化合物を生成しやすい活
性金属を酸素を完全除去した不活性ガス雰囲気中で微粉
化することにより、表面積の増加に伴う気体の吸着、吸
蔵及び表面酸化を防止している。また、この不活性ガス
雰囲気は残存水分を極低濃度（10〜100W/Vppb）まで除
去したことにより、水酸化化合物を生成するのを防止し
ている。さらに、極低濃度まで残存水分が除去されたか
否かの検出方法及びその装置についても確立している。
そして、微粉化したものを上記雰囲気下で収納容器内に
密閉収納するようにしたので、貯蔵時の高純度が保持さ
れるものである。
特に本発明は、上記第２準備工程が雰囲気ガス中の残存
水分を上記極低濃度まで除去できることによりかのうと
なるもので、その作用は上記雰囲気ガスを収容する密閉
容器３の一側壁に、これに備えられた上記極低温露結装
置４により極低温冷媒を接触させると上記雰囲気ガス中
の残存水分はその容器３の内壁に露結する。この露結し
た水分に金属ナトリウム塊を接触させると、いわゆる固
相ゲッタとして作用し水酸化ナトリウムが生成され、上
記残存水分は水酸基として分解・除去５されるものであ
る。しかし、上記密閉容器３内の雰囲気ガス中には露結
しない残存微量水分が依然として含まれている。そこ
で、この残存微量水分が含まれている雰囲気ガス中で蒸
気ナトリウム蒸気発生装置８により金属ナトリウムを加
熱してナトリウム蒸気を発生させ分散させると、ナトリ
ウム蒸気は上記雰囲気ガス中に含まれる残存微量水分に
分散接触し、いわゆる気相ゲッタとして作用し水酸化ナ
トリウムが生成され、上記固相ゲッタで除去できなかっ
た残存微量水分は水酸基として極低濃度（10〜100W/Vpp
b）まで分解・除去６されるものである。これらの方法
は所望の水分除去度合いに応じて金属ナトリウムを固相
ゲッタ或いは気相ゲッタとして、又はこれらの両作用を
利用してなされるものであり、極微量の水分を敏感に分
解・除去することが可能であり、雰囲気の温度変化や圧
力変化が生じても水分を再放出することがない。
水分を上記極低濃度まで除去できることによりかのうと
なるもので、その作用は上記雰囲気ガスを収容する密閉
容器３の一側壁に、これに備えられた上記極低温露結装
置４により極低温冷媒を接触させると上記雰囲気ガス中
の残存水分はその容器３の内壁に露結する。この露結し
た水分に金属ナトリウム塊を接触させると、いわゆる固
相ゲッタとして作用し水酸化ナトリウムが生成され、上
記残存水分は水酸基として分解・除去５されるものであ
る。しかし、上記密閉容器３内の雰囲気ガス中には露結
しない残存微量水分が依然として含まれている。そこ
で、この残存微量水分が含まれている雰囲気ガス中で蒸
気ナトリウム蒸気発生装置８により金属ナトリウムを加
熱してナトリウム蒸気を発生させ分散させると、ナトリ
ウム蒸気は上記雰囲気ガス中に含まれる残存微量水分に
分散接触し、いわゆる気相ゲッタとして作用し水酸化ナ
トリウムが生成され、上記固相ゲッタで除去できなかっ
た残存微量水分は水酸基として極低濃度（10〜100W/Vpp
b）まで分解・除去６されるものである。これらの方法
は所望の水分除去度合いに応じて金属ナトリウムを固相
ゲッタ或いは気相ゲッタとして、又はこれらの両作用を
利用してなされるものであり、極微量の水分を敏感に分
解・除去することが可能であり、雰囲気の温度変化や圧
力変化が生じても水分を再放出することがない。
更に、上記微粉化が上記活性金属を極低温冷却し延性を
少なくして擂壊法により機械的に粉砕してなされること
により、他法による微粉化に比べて不純物生成反応が抑
制されるため純度が損なわれなく、装置がコンパクト化
するものである。
少なくして擂壊法により機械的に粉砕してなされること
により、他法による微粉化に比べて不純物生成反応が抑
制されるため純度が損なわれなく、装置がコンパクト化
するものである。
本発明方法により製造した高純度活性金属の微粉末は、
これに匹敵する従来技術及び従来製品が無いため、特徴
・利点等を比較検討できないが、超電導材料及び超硬・
超耐熱用多目的材料である炭化ハフニウム（HfC）（Hf
微粉のまま素原料とする場合もある）の品質・性能に及
ぼす素原料特性の対比から評価すれば特徴・利点は以下
の如くである。
これに匹敵する従来技術及び従来製品が無いため、特徴
・利点等を比較検討できないが、超電導材料及び超硬・
超耐熱用多目的材料である炭化ハフニウム（HfC）（Hf
微粉のまま素原料とする場合もある）の品質・性能に及
ぼす素原料特性の対比から評価すれば特徴・利点は以下
の如くである。
（イ）超電導材料の素原料としての評価 純金属のため、化合物と異なり反応系が単純であり、原
子構造上規則的配列をした複合酸化物が作りやすい。す
なわち、金属化合物を使用しないため、酸化反応中に解
離による不要生成物が存在せず、原子配列に不純元素の
侵入が極度に少ない。
子構造上規則的配列をした複合酸化物が作りやすい。す
なわち、金属化合物を使用しないため、酸化反応中に解
離による不要生成物が存在せず、原子配列に不純元素の
侵入が極度に少ない。
また、原子配列に脱出・空孔による乱れを生じない。
更に、再現性が良く、品質・性能が安定している。
（ロ）HfC製造用の素原料としての評価 Hf化合物より水素還元を行いHfとし、さらに炭化してHf
Cを製造する従来法に比べ、本発明方法により製造した
金属Hf微粉末を素原料としたHfCは、上記の超電導材料
と同様に純度が優れている。
Cを製造する従来法に比べ、本発明方法により製造した
金属Hf微粉末を素原料としたHfCは、上記の超電導材料
と同様に純度が優れている。
また、Hfの金属粉末はHfC以外の用途、すなわち、Hfを
素原料とする場合、あるいは複合炭化物を製造する場合
（HfC単一炭化物は超硬性・超耐熱性には優れている
が、弾性率が低いので用途によりタングステン（Ｗ），
タンタル（Ta），ニオブ（Nb），モリブデン（Mo）コバ
ルト（Co）等との複合炭化物を用いる場合も多い）等が
考えられ、Hf金属微粉末（多目的素原料）として有能な
商品となる。
素原料とする場合、あるいは複合炭化物を製造する場合
（HfC単一炭化物は超硬性・超耐熱性には優れている
が、弾性率が低いので用途によりタングステン（Ｗ），
タンタル（Ta），ニオブ（Nb），モリブデン（Mo）コバ
ルト（Co）等との複合炭化物を用いる場合も多い）等が
考えられ、Hf金属微粉末（多目的素原料）として有能な
商品となる。
更に、従来法はHfC製造に至る一貫工程であるため、Hf
微粉末として商品化するためにはかなりの設備費が必要
になる。
微粉末として商品化するためにはかなりの設備費が必要
になる。
尚、スポンジHfを破砕し微粉化する方法があるが、この
Hfは窒素（Ｎ），酸素（Ｏ），塩素（Cl），マグネシウ
ム（Mg）等の不純物を含有し、上記各用途には素原料と
して不適当な場合がある。
Hfは窒素（Ｎ），酸素（Ｏ），塩素（Cl），マグネシウ
ム（Mg）等の不純物を含有し、上記各用途には素原料と
して不適当な場合がある。
［発明の効果］ 以上要するに本発明の請求項１、請求項２、請求項３及
び請求項４によれば、水酸化化合物を生成しやすい活性
金属（IIa、IIIa、IVa、IVb族金属）の高純度微粉末を
得ることができる。
び請求項４によれば、水酸化化合物を生成しやすい活性
金属（IIa、IIIa、IVa、IVb族金属）の高純度微粉末を
得ることができる。
第１図は本発明の活性金属の高純度微粉末製造方法の一
実施例を示す流れ図である。
実施例を示す流れ図である。
フロントページの続き (72)発明者 中沢 英雄 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 有限会 社石川島マスターメタル内 (56)参考文献 特開 昭61−272331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−78800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−74641（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】水酸化化合物を生成しやすい活性金属の高
純度微粉末を製造する方法において、上記高純度微粉末
を製造するための密閉容器内を不活性ガスで置換した
後、その密閉容器内を極低温冷媒で冷却してその不活性
ガス中の水分を露結させ、この露結水分に金属ナトリウ
ム塊を接触させてその露結水分を分解除去した後、さら
に金属ナトリウム蒸気を発生させ、これを不活性ガス中
に依然として含まれる残存微量水分に分散接触させて分
解除去し、その後、この密閉容器内で、上記活性金属を
微粉末化すると共に、この微粉末を収納容器内に密閉収
納することを特徴とする活性金属の高純度微粉末製造方
法。 - 【請求項２】上記水酸化化合物を生成しやすい活性金属
がIIa,IIIa,IVa,IVb族金属からなることを特徴とする請
求項１記載の活性金属の高純度微粉末製造方法。 - 【請求項３】上記金属ナトリウム蒸気で除去した後の水
分濃度が10〜100W/Vppbであることを特徴とする請求項
１記載の活性金属の高純度微粉末製造方法。 - 【請求項４】上記活性金属を微粉末化するに際して、こ
の活性金属を−150℃以下に冷却して粗粉砕した後、こ
の粗粉砕をさらに極低温冷媒に浸して−150℃以下に冷
却しつつ、振動型擂壊機により５μｍ以下に微粉砕する
ことを特徴とする請求項１記載の活性金属の高純度微粉
末製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210620A JPH0729067B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 活性金属の高純度微粉末製造方法 |
| US07/378,531 US4971258A (en) | 1988-08-26 | 1989-07-11 | Method of making high-purity fine particles of reactive metals and manufacturing vessel therefor |
| EP89115749A EP0358064B1 (en) | 1988-08-26 | 1989-08-25 | Method of making high-purity fine particles of reactive metals and maufacturing vessel therefor |
| DE89115749T DE68908048T2 (de) | 1988-08-26 | 1989-08-25 | Verfahren und Behälter zur Herstellung von sehr feinem, sehr sauberem, reaktivem Metallpulver. |
| US07/440,056 US5007243A (en) | 1988-08-26 | 1989-11-21 | Vessel for making high-purity fine particles of active metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210620A JPH0729067B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 活性金属の高純度微粉末製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259054A JPH0259054A (ja) | 1990-02-28 |
| JPH0729067B2 true JPH0729067B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=16592343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63210620A Expired - Lifetime JPH0729067B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 活性金属の高純度微粉末製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729067B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5268846A (en) * | 1975-12-03 | 1977-06-08 | Ford Motor Co | Method of changing machined chips into sinterable powder by very low temperature technique |
| US4603814A (en) * | 1985-03-15 | 1986-08-05 | Inco Alloys International, Inc. | System for discharging rotary mills |
| DE3518706A1 (de) * | 1985-05-24 | 1986-11-27 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von formkoerpern mit verbesserten, isotropen eigenschaften |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP63210620A patent/JPH0729067B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0259054A (ja) | 1990-02-28 |
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