JPH0765085B2 - 超微粒子の製法 - Google Patents
超微粒子の製法Info
- Publication number
- JPH0765085B2 JPH0765085B2 JP60293632A JP29363285A JPH0765085B2 JP H0765085 B2 JPH0765085 B2 JP H0765085B2 JP 60293632 A JP60293632 A JP 60293632A JP 29363285 A JP29363285 A JP 29363285A JP H0765085 B2 JPH0765085 B2 JP H0765085B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrafine particles
- oxide
- ultrafine
- gas
- molybdenum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ガス雰囲気中で金属を蒸発することにより行
う超微粒子の製法にかかわり、特に、高融点金属の結晶
性の良好な単結晶超微粒子を効率よく生成するのに好適
な超微粒子の製法に関する。
う超微粒子の製法にかかわり、特に、高融点金属の結晶
性の良好な単結晶超微粒子を効率よく生成するのに好適
な超微粒子の製法に関する。
原材料に微粉を用い特有の表面活性を焼結に応用する研
究が、固体物理別冊、超微粒子（1984年）pp136〜137お
よびpp147〜150における武田義章による“超微粒子の応
用、電子回路素子への応用”、および上条栄治による
“超微粒子の応用、焼結”と題する文献によって紹介さ
れ、この微粉の応用が、材料の融点降下、緻密化、接着
強度の向上などに効果があることが明らかにされてい
る。これらの特性は、粒径・晶癖が制御された表面活性
の良好な単結晶超微粒子において顕著であることが期待
できる。
究が、固体物理別冊、超微粒子（1984年）pp136〜137お
よびpp147〜150における武田義章による“超微粒子の応
用、電子回路素子への応用”、および上条栄治による
“超微粒子の応用、焼結”と題する文献によって紹介さ
れ、この微粉の応用が、材料の融点降下、緻密化、接着
強度の向上などに効果があることが明らかにされてい
る。これらの特性は、粒径・晶癖が制御された表面活性
の良好な単結晶超微粒子において顕著であることが期待
できる。
高純度で結晶性のよい超微粒子を作成する方法として、
ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジ
クス（Japan.J.Appl.Phys.）、13〔11〕（1974）pp1714
〜1721に掲載の春日部らによる“アルトラファイン メ
タル パーティクルズ フォームド バイ ガスエバポ
レーション テクニック、II（Ultrafine Metal Partic
les Formed by Gas−Evaporation Technique.II）”と
題する文献において、減圧した不活性ガス中で金属を加
熱蒸発させて単結晶金属微粒子を生成する製法と、一連
の実験結果に基づく超微粒子の粒径、晶癖、結晶構造の
生成条件および実験結果とが述べられており、この製法
は、超微粒子を高温状態の自由空間から生成するため、
高純度で、結晶性が良く、同一の製法で種々の素性の明
らかな超微粒子を容易に生成することが可能であること
が明らかにされている。
ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジ
クス（Japan.J.Appl.Phys.）、13〔11〕（1974）pp1714
〜1721に掲載の春日部らによる“アルトラファイン メ
タル パーティクルズ フォームド バイ ガスエバポ
レーション テクニック、II（Ultrafine Metal Partic
les Formed by Gas−Evaporation Technique.II）”と
題する文献において、減圧した不活性ガス中で金属を加
熱蒸発させて単結晶金属微粒子を生成する製法と、一連
の実験結果に基づく超微粒子の粒径、晶癖、結晶構造の
生成条件および実験結果とが述べられており、この製法
は、超微粒子を高温状態の自由空間から生成するため、
高純度で、結晶性が良く、同一の製法で種々の素性の明
らかな超微粒子を容易に生成することが可能であること
が明らかにされている。
ところが、多層基板の配線材料などに広く用いられてい
るモリブデンおよびタングステンは、これが高融点材料
であるため、前記の生成法において直接該材料を蒸発さ
せる方法としては、電子ビーム、アークあるいはスパッ
タ等による方法が検討されているが、これらは、生成効
率が悪く、装置も大掛かりになるという欠点がある。そ
のため、一般のモリブデンあるいはタングステンの微粉
は、塩化物を気相水素還元して微粉を生成する化学的製
法が主体であるが、これらの微粉は不定形の凝集粉であ
る。従って、超微粒子の表面活性をモリブデンあるいは
タングステンなどの厚膜配線材の特性向上に活用するた
めには、結晶性の良好な単結晶超微粒子を効率よく生成
する方法が必要となっている。
るモリブデンおよびタングステンは、これが高融点材料
であるため、前記の生成法において直接該材料を蒸発さ
せる方法としては、電子ビーム、アークあるいはスパッ
タ等による方法が検討されているが、これらは、生成効
率が悪く、装置も大掛かりになるという欠点がある。そ
のため、一般のモリブデンあるいはタングステンの微粉
は、塩化物を気相水素還元して微粉を生成する化学的製
法が主体であるが、これらの微粉は不定形の凝集粉であ
る。従って、超微粒子の表面活性をモリブデンあるいは
タングステンなどの厚膜配線材の特性向上に活用するた
めには、結晶性の良好な単結晶超微粒子を効率よく生成
する方法が必要となっている。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、高
融点金属の単結晶超微粒子を効率よく生成する方法を提
供するにある。
融点金属の単結晶超微粒子を効率よく生成する方法を提
供するにある。
モリブデンやタングステンのような高融点金属は、これ
を不活性ガス中で加熱蒸発させるには上述のように種々
な問題があるが、一方、これらの金属は比較的低い温度
で酸素と反応し酸化物をつくることが知られている。本
発明は、この点に着目し、高融点金属を酸素雰囲気中で
加熱して、金属表面で酸化反応を起こさせ、この酸化物
を蒸発させて酸化物超微粒子をつくり、次に、この酸化
物超微粒子を気相水素還元して該金属の超微粒子を生成
するものである。
を不活性ガス中で加熱蒸発させるには上述のように種々
な問題があるが、一方、これらの金属は比較的低い温度
で酸素と反応し酸化物をつくることが知られている。本
発明は、この点に着目し、高融点金属を酸素雰囲気中で
加熱して、金属表面で酸化反応を起こさせ、この酸化物
を蒸発させて酸化物超微粒子をつくり、次に、この酸化
物超微粒子を気相水素還元して該金属の超微粒子を生成
するものである。
上述のように、本発明では、高融点金属を酸素雰囲気中
で加熱蒸発するが、これには２つの利点がある。すなわ
ち、第１に、これら金属の酸化物は蒸気圧が非常に高
く、蒸発しやすく、しかも蒸発した酸化物超微粒子は結
晶性が良いことである。また第２に、金属の酸化が発熱
反応であるため、酸化反応時の熱エネルギーが蒸発を助
長することである。これらの作用によって、容易に蒸発
が進行して大量の酸化物超微粒子を生成しやすく、その
後の気相水素還元によって、結晶性が良く、表面活性の
良好な超微粒子を容易にかつ効率よく生成することがで
きる。
で加熱蒸発するが、これには２つの利点がある。すなわ
ち、第１に、これら金属の酸化物は蒸気圧が非常に高
く、蒸発しやすく、しかも蒸発した酸化物超微粒子は結
晶性が良いことである。また第２に、金属の酸化が発熱
反応であるため、酸化反応時の熱エネルギーが蒸発を助
長することである。これらの作用によって、容易に蒸発
が進行して大量の酸化物超微粒子を生成しやすく、その
後の気相水素還元によって、結晶性が良く、表面活性の
良好な超微粒子を容易にかつ効率よく生成することがで
きる。
〔発明の実施例〕 以下、本発明による単結晶超微粒子の製法の実施例とし
て、酸素とヘリウムあるいはアルゴン中でモリブデンボ
ートを加熱蒸発することにより、酸化モリブデンの超微
粒子を生成し、該超微粒子を気相水素還元することによ
りモリブデン超微粒子を生成する方法、および、酸素と
ヘリウムあるいはアルゴン中でタングステンボートを加
熱蒸発することにより、酸化タングステンの超微粒子を
生成し、該超微粒子を気相水素還元することによりタン
グステン超微粒子を生成する方法につき、図面にしたが
って説明する。
て、酸素とヘリウムあるいはアルゴン中でモリブデンボ
ートを加熱蒸発することにより、酸化モリブデンの超微
粒子を生成し、該超微粒子を気相水素還元することによ
りモリブデン超微粒子を生成する方法、および、酸素と
ヘリウムあるいはアルゴン中でタングステンボートを加
熱蒸発することにより、酸化タングステンの超微粒子を
生成し、該超微粒子を気相水素還元することによりタン
グステン超微粒子を生成する方法につき、図面にしたが
って説明する。
第１図はガス中蒸発装置の概略を示したもので、酸化モ
リブデンおよび酸化タングステン超微粒子の作製の手順
は、次のとおりである。まず、蒸発室１内を４×10-4Pa
まで拡散ポンプ２で排気し、次にメインバルブ３を閉
じ、所定圧1.8×102〜3.0×103Paの酸素と、2.5×103〜
2.7×104Paのヘリウムあるいは9.0×102〜1.4×104Paの
アルゴンを、ガスボンベ４からガス導入用バルブ５を通
して導入する。その後、ガラスハーメチックシール６に
よりベルジャーの台７に真空シールされたリード線８お
よび導電性の支柱９を通して、導電性の蒸発源支持台10
に固定したモリブデンボートあるいはタングステンボー
トを使用した蒸発材料兼用の蒸発源11の両端に所定の電
圧を印加して抵抗加熱蒸発を行い、そのとき生成した酸
化モリブデンあるいは酸化タングステンの超微粒子から
なる煙12が、液体窒素13で冷却した捕集板14に付着した
ものを捕集する。
リブデンおよび酸化タングステン超微粒子の作製の手順
は、次のとおりである。まず、蒸発室１内を４×10-4Pa
まで拡散ポンプ２で排気し、次にメインバルブ３を閉
じ、所定圧1.8×102〜3.0×103Paの酸素と、2.5×103〜
2.7×104Paのヘリウムあるいは9.0×102〜1.4×104Paの
アルゴンを、ガスボンベ４からガス導入用バルブ５を通
して導入する。その後、ガラスハーメチックシール６に
よりベルジャーの台７に真空シールされたリード線８お
よび導電性の支柱９を通して、導電性の蒸発源支持台10
に固定したモリブデンボートあるいはタングステンボー
トを使用した蒸発材料兼用の蒸発源11の両端に所定の電
圧を印加して抵抗加熱蒸発を行い、そのとき生成した酸
化モリブデンあるいは酸化タングステンの超微粒子から
なる煙12が、液体窒素13で冷却した捕集板14に付着した
ものを捕集する。
次に、上記酸化物超微粒子の気相水素還元を行う。第２
図に気相水素還元装置の概略を示す。図において、密閉
容器15内には容器内部を加熱するためのヒータ16と耐火
煉瓦17が配置されており、密閉容器15に設けた取出口18
から、酸化物超微粒子20をのせたモリブデン製の皿19を
密閉容器15内に納め、ガスボンベ21からガス導入用バル
ブ22を通して水素および窒素を密閉容器15内に導入して
気相水素還元を行わせ、排ガスは排ガスパイプ23から排
出されるようになっている。この装置を用いて、上記酸
化物超微粒子を、水素30/hおよび窒素100/hの混合
ガス中で、まず650℃で１時間、ついで1050℃で１時間
の気相水素還元を実施して、モリブデンあるいはタング
ステンの単結晶超微粒子を生成する。例えば、酸素6.65
/102Paとヘリウム6.0×103Paの混合ガス中で、1200℃で
加熱蒸発して生成した酸化モリブデンの30nm程度の多面
体の超微粒子、および、酸素2.66×103Paとアルゴン1.0
6×104Paの混合ガス中で、1100℃で加熱蒸発して生成し
た酸化モリブデンの500nm程度の薄板状の超微粒子を、
上記の条件で気相水素還元すると、いずれも粒径が100
〜500nmの単結晶モリブデンの板状結晶が生成する。ま
た、酸素6.65×102Paとヘリウム6.0×103の混合ガス中
で、1550℃で加熱蒸発して生成した酸化タングステンの
10nmの多面体の超微粒子を、上記条件で気相水素還元す
ると、200nm程度の多面体のタングステン超微粒子が生
成する。
図に気相水素還元装置の概略を示す。図において、密閉
容器15内には容器内部を加熱するためのヒータ16と耐火
煉瓦17が配置されており、密閉容器15に設けた取出口18
から、酸化物超微粒子20をのせたモリブデン製の皿19を
密閉容器15内に納め、ガスボンベ21からガス導入用バル
ブ22を通して水素および窒素を密閉容器15内に導入して
気相水素還元を行わせ、排ガスは排ガスパイプ23から排
出されるようになっている。この装置を用いて、上記酸
化物超微粒子を、水素30/hおよび窒素100/hの混合
ガス中で、まず650℃で１時間、ついで1050℃で１時間
の気相水素還元を実施して、モリブデンあるいはタング
ステンの単結晶超微粒子を生成する。例えば、酸素6.65
/102Paとヘリウム6.0×103Paの混合ガス中で、1200℃で
加熱蒸発して生成した酸化モリブデンの30nm程度の多面
体の超微粒子、および、酸素2.66×103Paとアルゴン1.0
6×104Paの混合ガス中で、1100℃で加熱蒸発して生成し
た酸化モリブデンの500nm程度の薄板状の超微粒子を、
上記の条件で気相水素還元すると、いずれも粒径が100
〜500nmの単結晶モリブデンの板状結晶が生成する。ま
た、酸素6.65×102Paとヘリウム6.0×103の混合ガス中
で、1550℃で加熱蒸発して生成した酸化タングステンの
10nmの多面体の超微粒子を、上記条件で気相水素還元す
ると、200nm程度の多面体のタングステン超微粒子が生
成する。
なお、本実施例では、酸素雰囲気中で材料を蒸発させる
際、蒸発材料としてモリブデンあるいはタングステンを
用いたが、酸化モリブデンあるいは酸化タングステン等
の酸化物を、酸化物の単結晶超微粒子を生成するための
蒸発材料として用いてもよいことは言うまでもない。
際、蒸発材料としてモリブデンあるいはタングステンを
用いたが、酸化モリブデンあるいは酸化タングステン等
の酸化物を、酸化物の単結晶超微粒子を生成するための
蒸発材料として用いてもよいことは言うまでもない。
以上述べたごとく、本発明によれば、生成の困難な高融
点金属の単結晶超微粒子を、酸素と不活性ガスの混合が
す中で該高融点金属を加熱蒸発して生成した酸化物超微
粒子を気相水素還元することによって、容易に生成する
ことができる。
点金属の単結晶超微粒子を、酸素と不活性ガスの混合が
す中で該高融点金属を加熱蒸発して生成した酸化物超微
粒子を気相水素還元することによって、容易に生成する
ことができる。
また、本製法による上記超微粒子を原材料として用いる
ことにより、バルク材料とは異なった超微粒子に特有な
諸物性を効果的に活用した、高品質、多機能の新素材の
実現が期待できる。
ことにより、バルク材料とは異なった超微粒子に特有な
諸物性を効果的に活用した、高品質、多機能の新素材の
実現が期待できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による超微粒子の製法で用いるガス中蒸
発装置の概略構成図、第２図は同じく気相水素還元装置
の概略構成図である。 符号の説明 １……蒸発室、２……拡散ポンプ ３……メインバルブ、４……ガスボンベ ５……ガス導入用バルブ ６……ガラスハーメチックシール ７……ベルジャーの台、８……リード線 ９……支柱、10……蒸発源支持台 11……蒸発源、12……煙 13……液体窒素、14……捕集板 15……密閉容器、16……ヒータ 17……耐火煉瓦、18……取出入口 19……モリブデン製の皿、20……酸化物超微粒子 21……ガスボンベ、22……ガス導入用バルブ 23……排ガスパイプ
発装置の概略構成図、第２図は同じく気相水素還元装置
の概略構成図である。 符号の説明 １……蒸発室、２……拡散ポンプ ３……メインバルブ、４……ガスボンベ ５……ガス導入用バルブ ６……ガラスハーメチックシール ７……ベルジャーの台、８……リード線 ９……支柱、10……蒸発源支持台 11……蒸発源、12……煙 13……液体窒素、14……捕集板 15……密閉容器、16……ヒータ 17……耐火煉瓦、18……取出入口 19……モリブデン製の皿、20……酸化物超微粒子 21……ガスボンベ、22……ガス導入用バルブ 23……排ガスパイプ
Claims (2)
- 【請求項１】酸素と不活性ガスとの混合ガス中で、金属
を加熱蒸発して該金属の酸化物超微粒子をつくり、該酸
化物超微粒子を気相水素還元して、前記金属の超微粒子
を生成することを特徴とする超微粒子の製法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の超微粒子の
製法において、金属が、モリブデン、タングステンのよ
うな高融点金属であることを特徴とする超微粒子の製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293632A JPH0765085B2 (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | 超微粒子の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293632A JPH0765085B2 (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | 超微粒子の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62158805A JPS62158805A (ja) | 1987-07-14 |
| JPH0765085B2 true JPH0765085B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=17797220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60293632A Expired - Lifetime JPH0765085B2 (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | 超微粒子の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765085B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013027403A1 (ja) | 2011-08-23 | 2013-02-28 | 株式会社 東芝 | 陽イオン吸着剤とそれを用いた溶液の処理方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270505A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-01 | Toshiba Corp | 金属超微粒子の製造方法 |
-
1985
- 1985-12-28 JP JP60293632A patent/JPH0765085B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62158805A (ja) | 1987-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS62102827A (ja) | 金属窒化物微粒子の製造法 | |
| JPH0327601B2 (ja) | ||
| JP5392695B2 (ja) | アルミニウム金属の製造方法および製造装置 | |
| JPH0524988B2 (ja) | ||
| JPH0765085B2 (ja) | 超微粒子の製法 | |
| JPH0549730B2 (ja) | ||
| US4639363A (en) | Process for preparing amorphous phases of intermetallic compounds by a chemical reaction | |
| Maak et al. | A simple method of inert gas purification | |
| EP0177110A1 (en) | Process for accelerating amorphization of intermetallic compounds by a chemical reaction using lattice defects | |
| JPH0867503A (ja) | 水素化チタン超微粒子の製造方法 | |
| JPS62235466A (ja) | 蒸着物質発生装置 | |
| JP3426083B2 (ja) | 金属超微粒子融合体の製造方法と金属超薄膜の製造方法 | |
| JPH04219301A (ja) | 酸化物超伝導薄膜の作製方法 | |
| RU2685564C1 (ru) | Способ синтеза наночастиц металлов осаждением на пористый углеродный материал | |
| JPH01234323A (ja) | 高温超電導薄膜 | |
| JPH01188677A (ja) | 超電導薄膜の製造法 | |
| JPS6320480A (ja) | 粉体または繊維状物質の表面処理法とその装置 | |
| JPS6261601A (ja) | スパツタリングによる粒子の作成方法 | |
| JPH0142741B2 (ja) | ||
| JPH07206414A (ja) | プラズマを用いたｃ６０合成方法 | |
| JPH02173222A (ja) | 高純度多元合金製造装置 | |
| JPH055896B2 (ja) | ||
| JPS6397225A (ja) | 超微粒子の製造方法 | |
| JPH07278618A (ja) | 複合超微粒子の製造方法 | |
| JPH02258968A (ja) | 酸化物薄膜の製造方法 |