JPH08217420A - 複合超微粒子の製造方法 - Google Patents
複合超微粒子の製造方法Info
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- JPH08217420A JPH08217420A JP5032195A JP5032195A JPH08217420A JP H08217420 A JPH08217420 A JP H08217420A JP 5032195 A JP5032195 A JP 5032195A JP 5032195 A JP5032195 A JP 5032195A JP H08217420 A JPH08217420 A JP H08217420A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蒸気圧の差が大きい２種以上の元素を組み合
わせてなる原材料を用いた場合でも、組成の偏りのない
均一な組成の酸化物系複合超微粒子を収量よく安価に製
造できる方法を提供する。 【構成】 蒸気圧の差が大きい２種以上の元素を組み合
わせてなる原材料を、窒素と酸素とからなるガス雰囲気
中で加熱溶解し、蒸発した原材料を上記ガス雰囲気中の
酸素と反応させ、上記２種以上の元素又はそれらの酸化
物からなる複合超微粒子を生成させる。好適な態様によ
れば、原材料は酸素分圧５〜５０％、窒素分圧５０〜９
５％のガス雰囲気中でアーク溶解させる。
わせてなる原材料を用いた場合でも、組成の偏りのない
均一な組成の酸化物系複合超微粒子を収量よく安価に製
造できる方法を提供する。 【構成】 蒸気圧の差が大きい２種以上の元素を組み合
わせてなる原材料を、窒素と酸素とからなるガス雰囲気
中で加熱溶解し、蒸発した原材料を上記ガス雰囲気中の
酸素と反応させ、上記２種以上の元素又はそれらの酸化
物からなる複合超微粒子を生成させる。好適な態様によ
れば、原材料は酸素分圧５〜５０％、窒素分圧５０〜９
５％のガス雰囲気中でアーク溶解させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合超微粒子の製造方
法に関し、さらに詳しくは、蒸気圧の差が大きい２種以
上の元素を組み合わせてなる原材料を用いて複合超微粒
子を製造する方法に関する。
法に関し、さらに詳しくは、蒸気圧の差が大きい２種以
上の元素を組み合わせてなる原材料を用いて複合超微粒
子を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】メタノールの合成反応やその逆反応の水
蒸気改質反応の触媒等、種々の触媒として有用な酸化物
粉末の製造方法としては、種々の化学的及び物理的方法
が知られている。化学的方法においては、酸化物の粉末
は一般に共沈法を利用した液相法により製造されてい
る。しかしながら、液相中で製造するために、不純物が
粉末中に残留してしまい、高純度な粉末が得られ難いと
いう欠点がある。一方、物理的方法としては、一般に、
Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガス中で金属を蒸発させ、不活性
ガスとの衝突により冷却・凝縮させ、超微粒子を生成さ
せる方法、所謂ガス中蒸発法が採用されている。このガ
ス中蒸発法では、高純度でしかも液相法で得られるもの
よりも微細な超微粒子を作製できるという利点を有す
る。
蒸気改質反応の触媒等、種々の触媒として有用な酸化物
粉末の製造方法としては、種々の化学的及び物理的方法
が知られている。化学的方法においては、酸化物の粉末
は一般に共沈法を利用した液相法により製造されてい
る。しかしながら、液相中で製造するために、不純物が
粉末中に残留してしまい、高純度な粉末が得られ難いと
いう欠点がある。一方、物理的方法としては、一般に、
Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガス中で金属を蒸発させ、不活性
ガスとの衝突により冷却・凝縮させ、超微粒子を生成さ
せる方法、所謂ガス中蒸発法が採用されている。このガ
ス中蒸発法では、高純度でしかも液相法で得られるもの
よりも微細な超微粒子を作製できるという利点を有す
る。
【０００３】しかしながら、ガス中蒸発法では、蒸気圧
の差が大きい２種以上の元素を含有する合金、例えばＣ
ｕ−Ｚｎ合金などを用いて超微粒子を作製する場合、均
一な組成の超微粒子を作製できないという問題がある。
すなわち、ガス中蒸発法において、蒸発源の加熱温度を
約１５００℃と推定すると、この温度においてＣｕとＺ
ｎの蒸気圧は５桁の差がある。すなわち、１５００℃に
おけるＣｕの蒸気圧は２Ｔｏｒｒであるが、Ｚｎの蒸気
圧は１０5 Ｔｏｒｒである。このように蒸気圧が大きく
異なる２種の金属もしくは合金を同一るつぼ内で溶解
し、蒸発させると、蒸発初期には選択的に蒸気圧の大き
い元素が先に蒸発してしまい、Ｃｕが蒸発されずに残っ
てしまう。その結果、作製時間に応じて生成された超微
粒子の組成に偏りが生じてしまう。
の差が大きい２種以上の元素を含有する合金、例えばＣ
ｕ−Ｚｎ合金などを用いて超微粒子を作製する場合、均
一な組成の超微粒子を作製できないという問題がある。
すなわち、ガス中蒸発法において、蒸発源の加熱温度を
約１５００℃と推定すると、この温度においてＣｕとＺ
ｎの蒸気圧は５桁の差がある。すなわち、１５００℃に
おけるＣｕの蒸気圧は２Ｔｏｒｒであるが、Ｚｎの蒸気
圧は１０5 Ｔｏｒｒである。このように蒸気圧が大きく
異なる２種の金属もしくは合金を同一るつぼ内で溶解
し、蒸発させると、蒸発初期には選択的に蒸気圧の大き
い元素が先に蒸発してしまい、Ｃｕが蒸発されずに残っ
てしまう。その結果、作製時間に応じて生成された超微
粒子の組成に偏りが生じてしまう。
【０００４】上記のような問題を解決するため、林主
税、上田良二、田崎明編「超微粒子」１９８８年三田出
版会発行、第１１５〜１２２頁には、Ｈｅガス雰囲気中
でＣｕとＺｎを高周波誘導加熱して蒸発させ、超微粒子
を作製する際に、蒸気圧の低い方の金属であるＣｕをる
つぼ内で溶解し、その中にＺｎロッドを連続的に供給
し、Ｚｎの蒸発量を補正しながらＣｎ−Ｚｎ系超微粒子
を作製する方法が提案されている。しかしながら、この
ようなガス中蒸発法では、蒸発室内に配置されたるつぼ
中にＺｎロッドを連続的に導入するための機構を備えた
特殊な装置が必要となり、また雰囲気ガスとして高価な
Ｈｅを使用しているためコスト高になってしまうという
不利益がある。また一般に、ガス中蒸発法で酸化物超微
粒子を作製する場合、通常行われている不活性ガスと酸
素の混合ガス雰囲気を用いた場合には極めて僅かの収量
しか得られないという問題もある。
税、上田良二、田崎明編「超微粒子」１９８８年三田出
版会発行、第１１５〜１２２頁には、Ｈｅガス雰囲気中
でＣｕとＺｎを高周波誘導加熱して蒸発させ、超微粒子
を作製する際に、蒸気圧の低い方の金属であるＣｕをる
つぼ内で溶解し、その中にＺｎロッドを連続的に供給
し、Ｚｎの蒸発量を補正しながらＣｎ−Ｚｎ系超微粒子
を作製する方法が提案されている。しかしながら、この
ようなガス中蒸発法では、蒸発室内に配置されたるつぼ
中にＺｎロッドを連続的に導入するための機構を備えた
特殊な装置が必要となり、また雰囲気ガスとして高価な
Ｈｅを使用しているためコスト高になってしまうという
不利益がある。また一般に、ガス中蒸発法で酸化物超微
粒子を作製する場合、通常行われている不活性ガスと酸
素の混合ガス雰囲気を用いた場合には極めて僅かの収量
しか得られないという問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、蒸気圧の差が大きい２種以上の元素を組み合わせて
なる原材料を用いた場合でも、組成の偏りのない超微粒
子を簡単な方法により作製することにある。さらに本発
明の目的は、高純度な酸化物系複合超微粒子を収量よく
安価に製造できる方法を提供することにある。
は、蒸気圧の差が大きい２種以上の元素を組み合わせて
なる原材料を用いた場合でも、組成の偏りのない超微粒
子を簡単な方法により作製することにある。さらに本発
明の目的は、高純度な酸化物系複合超微粒子を収量よく
安価に製造できる方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、蒸気圧の差が大きい２種以上の元
素を組み合わせてなる原材料を、窒素と酸素とからなる
ガス雰囲気中で加熱溶解し、蒸発した原材料を上記ガス
雰囲気中の酸素と反応させ、上記２種以上の元素又はそ
れらの酸化物からなる複合超微粒子を生成させることを
特徴とする複合超微粒子の製造方法が提供される。好適
な原材料としては、一般式：ＬＭa Ｍb （但し、ＬＭは
Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔ
ｍ、及びＹｂからなる群から選ばれた少なくとも１種の
元素、ＭはＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｅ、
Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、及びＬｕ
からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を表し、
ａ及びｂは原子％でａ：１〜９０％、ｂ：１０〜９９％
である。）で示される組成を有する合金が用いられる。
また、好適な態様によれば、原材料は酸素分圧５〜５０
％、窒素分圧５０〜９５％のガス雰囲気中でアーク溶解
される。
に、本発明によれば、蒸気圧の差が大きい２種以上の元
素を組み合わせてなる原材料を、窒素と酸素とからなる
ガス雰囲気中で加熱溶解し、蒸発した原材料を上記ガス
雰囲気中の酸素と反応させ、上記２種以上の元素又はそ
れらの酸化物からなる複合超微粒子を生成させることを
特徴とする複合超微粒子の製造方法が提供される。好適
な原材料としては、一般式：ＬＭa Ｍb （但し、ＬＭは
Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔ
ｍ、及びＹｂからなる群から選ばれた少なくとも１種の
元素、ＭはＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｅ、
Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、及びＬｕ
からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を表し、
ａ及びｂは原子％でａ：１〜９０％、ｂ：１０〜９９％
である。）で示される組成を有する合金が用いられる。
また、好適な態様によれば、原材料は酸素分圧５〜５０
％、窒素分圧５０〜９５％のガス雰囲気中でアーク溶解
される。
【０００７】
【発明の作用及び態様】蒸気圧の差が大きい２種以上の
元素の酸化物超微粒子、例えばＣｕ−Ｚｎ系酸化物超微
粒子を作製する場合、前記したように２つの大きな問題
点がある。以下、Ｃｕ−Ｚｎ系酸化物超微粒子の作製の
場合を例として説明すると、まず、１つの問題点は、雰
囲気ガスとしてアルゴンやヘリウム等の不活性ガスを用
いたアークプラズマ法では、超微粒子の発生量が非常に
少ないことであり、アーク放電を数１０分行っても回収
される量は１００ｍｇにも満たない。またもう１つの問
題は、ＣｕとＺｎの蒸気圧が非常に異なるため（１５０
０℃でＣｕ：２Ｔｏｒｒ，Ｚｎ：１０5 Ｔｏｒｒ）、Ａ
ｒ＋Ｏ2 雰囲気中でのアークプラズマ法では、蒸発初期
にはＺｎ酸化物のみが選択的に生成され、Ｃｕが蒸発さ
れず残ってしまう点である。その結果、作製時間に応じ
て生成された超微粒子の組成に偏りが生じてしまう。つ
まりアルゴンやヘリウム等の不活性ガスと酸素との混合
ガスを用いた場合、超微粒子の発生要因は熱による蒸発
が主となるため、母合金を構成するそれぞれの金属の蒸
気圧の差だけでそれぞれの金属の蒸発量が決定される。
元素の酸化物超微粒子、例えばＣｕ−Ｚｎ系酸化物超微
粒子を作製する場合、前記したように２つの大きな問題
点がある。以下、Ｃｕ−Ｚｎ系酸化物超微粒子の作製の
場合を例として説明すると、まず、１つの問題点は、雰
囲気ガスとしてアルゴンやヘリウム等の不活性ガスを用
いたアークプラズマ法では、超微粒子の発生量が非常に
少ないことであり、アーク放電を数１０分行っても回収
される量は１００ｍｇにも満たない。またもう１つの問
題は、ＣｕとＺｎの蒸気圧が非常に異なるため（１５０
０℃でＣｕ：２Ｔｏｒｒ，Ｚｎ：１０5 Ｔｏｒｒ）、Ａ
ｒ＋Ｏ2 雰囲気中でのアークプラズマ法では、蒸発初期
にはＺｎ酸化物のみが選択的に生成され、Ｃｕが蒸発さ
れず残ってしまう点である。その結果、作製時間に応じ
て生成された超微粒子の組成に偏りが生じてしまう。つ
まりアルゴンやヘリウム等の不活性ガスと酸素との混合
ガスを用いた場合、超微粒子の発生要因は熱による蒸発
が主となるため、母合金を構成するそれぞれの金属の蒸
気圧の差だけでそれぞれの金属の蒸発量が決定される。
【０００８】このような問題を解決するために、本発明
の方法は、窒素ガスによる強制蒸発の作用を利用してい
る。すなわち、雰囲気ガスとして窒素と酸素の混合ガス
を用いると、窒素ガスは溶融金属を強制蒸発させる性質
があるため、合金元素の蒸気圧の影響に左右されず、Ｃ
ｕ超微粒子とＺｎ超微粒子を共に蒸発させることが可能
となる。強制蒸発の機構について説明すると、まず、ア
ークの中で雰囲気中の窒素は原子状になり、溶融金属に
溶け込む。溶け込んだ窒素原子同士は結合して分子とな
り、溶融金属からはじけ飛ぶ。この際、溶融金属を巻き
込み、スパッタ粒子のように発生させるものと推定され
る。このようにして発生した銅や亜鉛の超微粒子は、雰
囲気中の酸素と反応してＣｕ酸化物やＺｎ酸化物にな
る。このように、本発明に係る複合超微粒子の製造方法
によれば、合金元素ＣｕとＺｎの大きな蒸気圧差に左右
されることなく、また生成する超微粒子の組成が生成時
間によって偏ることなく、Ｃｕ−Ｚｎ系酸化物超微粒子
を高収量で得ることができる。
の方法は、窒素ガスによる強制蒸発の作用を利用してい
る。すなわち、雰囲気ガスとして窒素と酸素の混合ガス
を用いると、窒素ガスは溶融金属を強制蒸発させる性質
があるため、合金元素の蒸気圧の影響に左右されず、Ｃ
ｕ超微粒子とＺｎ超微粒子を共に蒸発させることが可能
となる。強制蒸発の機構について説明すると、まず、ア
ークの中で雰囲気中の窒素は原子状になり、溶融金属に
溶け込む。溶け込んだ窒素原子同士は結合して分子とな
り、溶融金属からはじけ飛ぶ。この際、溶融金属を巻き
込み、スパッタ粒子のように発生させるものと推定され
る。このようにして発生した銅や亜鉛の超微粒子は、雰
囲気中の酸素と反応してＣｕ酸化物やＺｎ酸化物にな
る。このように、本発明に係る複合超微粒子の製造方法
によれば、合金元素ＣｕとＺｎの大きな蒸気圧差に左右
されることなく、また生成する超微粒子の組成が生成時
間によって偏ることなく、Ｃｕ−Ｚｎ系酸化物超微粒子
を高収量で得ることができる。
【０００９】使用する原材料としては、例えば１５００
℃において１０2 Ｔｏｒｒ以上の蒸気圧を持つ元素と、
１５００℃において１０2 Ｔｏｒｒ未満の蒸気圧を持つ
元素の組み合わせのものが好ましい。１５００℃におい
て１０2 Ｔｏｒｒ以上の蒸気圧を持つ元素としては、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、金属の中で蒸気圧の高
い元素（例えば、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｂ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐ
ｂ、Ｂｉ、Ｐｏ等）、希土類金属の中で蒸気圧の高い元
素（例えば、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ等）が挙げられ、一方、
１５００℃において１０2 Ｔｏｒｒ未満の蒸気圧を持つ
元素としては、上記以外の金属元素、半金属元素、希土
類元素が挙げられる。
℃において１０2 Ｔｏｒｒ以上の蒸気圧を持つ元素と、
１５００℃において１０2 Ｔｏｒｒ未満の蒸気圧を持つ
元素の組み合わせのものが好ましい。１５００℃におい
て１０2 Ｔｏｒｒ以上の蒸気圧を持つ元素としては、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、金属の中で蒸気圧の高
い元素（例えば、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｂ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐ
ｂ、Ｂｉ、Ｐｏ等）、希土類金属の中で蒸気圧の高い元
素（例えば、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ等）が挙げられ、一方、
１５００℃において１０2 Ｔｏｒｒ未満の蒸気圧を持つ
元素としては、上記以外の金属元素、半金属元素、希土
類元素が挙げられる。
【００１０】好ましい原材料は、蒸気圧が大きい元素を
ＬＭ、蒸気圧が小さい元素をＭとすると、一般式：ＬＭ
a Ｍb （但し、ＬＭはＬｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、
Ｐｂ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｍ、及びＹｂからなる群から選ば
れた少なくとも１種の元素、ＭはＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓ
ｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａ
ｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、
Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、及びＬｕからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素を表し、ａ及びｂは原子％でａ：１〜
９０％、好ましくは５〜５０％、ｂ：１０〜９９％、好
ましくは５０〜９５％である。）で示される組成を有す
る合金である。但し、上記ＬＭ元素同士の組み合わせ及
びＭ元素同士の組み合わせの場合でも、例えばＭｇ−Ｚ
ｎ合金、Ｆｅ−Ｍｎ合金などのように、蒸気圧の差があ
る２種以上の元素を含む合金を用いる場合についても、
本発明の方法は非常に有効である。また、本発明の方法
によれば、蒸気圧の差が大きい２種以上の元素を組み合
わせてなる原材料を用いた場合でも、組成に偏りのない
超微粒子を作製できるが、超微粒子を作製する前の母合
金の組成と作製された超微粒子の組成との間にはズレが
あり、得られる超微粒子は蒸気圧の大きい元素に富む組
成にずれる。従って、上記のような組成の母合金を用い
る場合、蒸気圧の小さい元素Ｍの割合を多くすることが
望ましい。
ＬＭ、蒸気圧が小さい元素をＭとすると、一般式：ＬＭ
a Ｍb （但し、ＬＭはＬｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、
Ｐｂ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｍ、及びＹｂからなる群から選ば
れた少なくとも１種の元素、ＭはＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓ
ｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａ
ｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、
Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、及びＬｕからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素を表し、ａ及びｂは原子％でａ：１〜
９０％、好ましくは５〜５０％、ｂ：１０〜９９％、好
ましくは５０〜９５％である。）で示される組成を有す
る合金である。但し、上記ＬＭ元素同士の組み合わせ及
びＭ元素同士の組み合わせの場合でも、例えばＭｇ−Ｚ
ｎ合金、Ｆｅ−Ｍｎ合金などのように、蒸気圧の差があ
る２種以上の元素を含む合金を用いる場合についても、
本発明の方法は非常に有効である。また、本発明の方法
によれば、蒸気圧の差が大きい２種以上の元素を組み合
わせてなる原材料を用いた場合でも、組成に偏りのない
超微粒子を作製できるが、超微粒子を作製する前の母合
金の組成と作製された超微粒子の組成との間にはズレが
あり、得られる超微粒子は蒸気圧の大きい元素に富む組
成にずれる。従って、上記のような組成の母合金を用い
る場合、蒸気圧の小さい元素Ｍの割合を多くすることが
望ましい。
【００１１】特に本発明の方法は、蒸気圧が大きく違
う、例えば１桁以上あるいは１００Ｔｏｒｒ以上もしく
は１０００Ｔｏｒｒ以上の差がある少なくとも２種の元
素を含む合金を用いて超微粒子を作製する場合に有利に
適用することができる。なお、蒸気圧が高温（１５００
℃程度）で非常に高くなる元素（Ｚｎ，Ｍｇ等）を含む
母合金を作製する場合、通常の不活性ガス中でのアーク
溶解による合金化ができないため、不活性ガス雰囲気中
で高周波溶解により合金化を行うことが望ましい。ま
た、上記のような元素以外の元素を用いるが、蒸気圧の
差が高温で１桁以上もある元素同士の組み合わせの合金
を作製する場合、他のアーク溶解装置等の高温溶解装置
を用いて作製してもよいし、超微粒子作製装置内で不活
性ガスを導入してアーク溶解を行って母合金を作製して
もよい。
う、例えば１桁以上あるいは１００Ｔｏｒｒ以上もしく
は１０００Ｔｏｒｒ以上の差がある少なくとも２種の元
素を含む合金を用いて超微粒子を作製する場合に有利に
適用することができる。なお、蒸気圧が高温（１５００
℃程度）で非常に高くなる元素（Ｚｎ，Ｍｇ等）を含む
母合金を作製する場合、通常の不活性ガス中でのアーク
溶解による合金化ができないため、不活性ガス雰囲気中
で高周波溶解により合金化を行うことが望ましい。ま
た、上記のような元素以外の元素を用いるが、蒸気圧の
差が高温で１桁以上もある元素同士の組み合わせの合金
を作製する場合、他のアーク溶解装置等の高温溶解装置
を用いて作製してもよいし、超微粒子作製装置内で不活
性ガスを導入してアーク溶解を行って母合金を作製して
もよい。
【００１２】前記窒素一酸素混合ガスの組成としては、
酸素分圧５〜５０％、窒素分圧５０〜９５％の範囲が好
ましい。酸素分圧が上記範囲より少ない場合、発生する
超微粒子の量と比較して酸素の量が少なくなるため、酸
化物として所望される超微粒子が充分に酸化されず、均
一な組成の複合超微粒子が作製され難くなる。一方、酸
素分圧が上記範囲よりも多い場合、アークプラズマによ
る超微粒子作製中、母合金全体を酸化膜が覆ってしま
い、アークプラズマが不安定になったり、最悪の場合飛
ばなくなる恐れがある。なお、上記窒素一酸素混合ガス
としては、乾燥空気も利用することができ、それによっ
て複合超微粒子を安価に製造することができる。雰囲気
ガスの圧力は３０Ｔｏｒｒ以上、好ましくは５０Ｔｏｒ
ｒ以上、１５００Ｔｏｒｒ以下の範囲が適当である。３
０Ｔｏｒｒ未満ではアークプラズマが不安定となり、超
微粒子が発生し難くなる。一方、１５００Ｔｏｒｒを超
えると、発生する超微粒子の生成量は殆ど変化しなくな
る。なお、雰囲気ガスの圧力が高くなる程、蒸気圧が低
い元素又はその酸化物が多く生成する傾向が見られる。
酸素分圧５〜５０％、窒素分圧５０〜９５％の範囲が好
ましい。酸素分圧が上記範囲より少ない場合、発生する
超微粒子の量と比較して酸素の量が少なくなるため、酸
化物として所望される超微粒子が充分に酸化されず、均
一な組成の複合超微粒子が作製され難くなる。一方、酸
素分圧が上記範囲よりも多い場合、アークプラズマによ
る超微粒子作製中、母合金全体を酸化膜が覆ってしま
い、アークプラズマが不安定になったり、最悪の場合飛
ばなくなる恐れがある。なお、上記窒素一酸素混合ガス
としては、乾燥空気も利用することができ、それによっ
て複合超微粒子を安価に製造することができる。雰囲気
ガスの圧力は３０Ｔｏｒｒ以上、好ましくは５０Ｔｏｒ
ｒ以上、１５００Ｔｏｒｒ以下の範囲が適当である。３
０Ｔｏｒｒ未満ではアークプラズマが不安定となり、超
微粒子が発生し難くなる。一方、１５００Ｔｏｒｒを超
えると、発生する超微粒子の生成量は殆ど変化しなくな
る。なお、雰囲気ガスの圧力が高くなる程、蒸気圧が低
い元素又はその酸化物が多く生成する傾向が見られる。
【００１３】本発明の方法によれば、使用する原材料中
の元素の組み合わせに応じて種々の系の超微粒子を作製
できる。例えば、原材料として用いる母合金の組み合わ
せを酸化され易い元素と酸化され難い元素を複数混ぜた
合金を用いることにより、酸化物−金属複合超微粒子が
作製できる。また、酸化のされ易さが若干でも違う元素
の組み合わせの合金を用いる場合、酸素分圧をコントロ
ールすることより、酸化物−酸化物複合超微粒子から酸
化物−金属複合超微粒子まで作製できる。その他、酸化
され易い元素同士の組み合わせの母合金を用いる場合
や、酸化のされ易さが同程度の元素同士の組み合わせの
母合金を用いる場合では、酸化物−酸化物複合超微粒子
が作製できる。本発明の方法により作製される超微粒
子、特に例えばＣｕ−Ｚｎ−Ｏ系複合超微粒子など金属
−酸化物複合超微粒子や酸化物−酸化物複合超微粒子
は、含まれる元素の種類に応じて種々の触媒、例えばメ
タノールの合成反応や水蒸気改質反応の触媒として有利
に用いることができる。
の元素の組み合わせに応じて種々の系の超微粒子を作製
できる。例えば、原材料として用いる母合金の組み合わ
せを酸化され易い元素と酸化され難い元素を複数混ぜた
合金を用いることにより、酸化物−金属複合超微粒子が
作製できる。また、酸化のされ易さが若干でも違う元素
の組み合わせの合金を用いる場合、酸素分圧をコントロ
ールすることより、酸化物−酸化物複合超微粒子から酸
化物−金属複合超微粒子まで作製できる。その他、酸化
され易い元素同士の組み合わせの母合金を用いる場合
や、酸化のされ易さが同程度の元素同士の組み合わせの
母合金を用いる場合では、酸化物−酸化物複合超微粒子
が作製できる。本発明の方法により作製される超微粒
子、特に例えばＣｕ−Ｚｎ−Ｏ系複合超微粒子など金属
−酸化物複合超微粒子や酸化物−酸化物複合超微粒子
は、含まれる元素の種類に応じて種々の触媒、例えばメ
タノールの合成反応や水蒸気改質反応の触媒として有利
に用いることができる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例を示して本発明について具体的
に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるもので
ないことはもとよりである。
に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるもので
ないことはもとよりである。
【００１５】図１は、本発明に従ってアーク溶解により
複合超微粒子を作製するのに好適な装置の一例を示し、
後述する実施例において使用した装置の概略構成図であ
る。この装置１は、溶解室２とグローブボックス３とか
らなる。溶解室２内には、原料（母合金）Ａを配置する
ハース４がモータ１２により回転自在に配設されてい
る。また、溶解室２内のハース４上部には、ハース４に
配置された母合金Ａに接近自在にアーク電極５が配設さ
れている。溶解室２とグローブボックス３は収集管６に
よって連通されており、該収集管６のグローブボックス
３内に位置する収集管後端７にはフィルター８が着脱自
在に取り付けられている。符号９はガス混合器であり、
所定濃度の酸素ガスを含む窒素ガスを溶解室２中へ供給
する。符号１０はターボ分子ポンプ、１１はメカニカル
ブースターポンプとロータリーポンプであり、これらに
よって溶解室２とグローブボックス３との間の差圧が制
御される。
複合超微粒子を作製するのに好適な装置の一例を示し、
後述する実施例において使用した装置の概略構成図であ
る。この装置１は、溶解室２とグローブボックス３とか
らなる。溶解室２内には、原料（母合金）Ａを配置する
ハース４がモータ１２により回転自在に配設されてい
る。また、溶解室２内のハース４上部には、ハース４に
配置された母合金Ａに接近自在にアーク電極５が配設さ
れている。溶解室２とグローブボックス３は収集管６に
よって連通されており、該収集管６のグローブボックス
３内に位置する収集管後端７にはフィルター８が着脱自
在に取り付けられている。符号９はガス混合器であり、
所定濃度の酸素ガスを含む窒素ガスを溶解室２中へ供給
する。符号１０はターボ分子ポンプ、１１はメカニカル
ブースターポンプとロータリーポンプであり、これらに
よって溶解室２とグローブボックス３との間の差圧が制
御される。
【００１６】次に、操作手順について説明する。まず、
所定分圧の窒素−酸素混合ガスを所定の流量で溶解室２
内へ供給し、溶解室２内のガス圧を所定の圧力に設定す
る。この際、雰囲気ガスとして大気を用いる場合以外
は、一旦、装置内を真空引きしておいた方が好ましい。
その後、通常のアーク溶解と同様、母合金Ａとアーク電
極５との間でアーク放電を起こしてアークプラズマＣを
発生させることにより、母合金Ａが高温になり、蒸発
し、超微粒子Ｂが発生する。この母合金Ａから発生した
超微粒子Ｂは、雰囲気中の酸素と反応し、溶解室２とグ
ローブボックス３との間の差圧によって生ずるガスの流
れに乗って収集管６に吸引され、その後端に設置された
フィルター８により捕集される。
所定分圧の窒素−酸素混合ガスを所定の流量で溶解室２
内へ供給し、溶解室２内のガス圧を所定の圧力に設定す
る。この際、雰囲気ガスとして大気を用いる場合以外
は、一旦、装置内を真空引きしておいた方が好ましい。
その後、通常のアーク溶解と同様、母合金Ａとアーク電
極５との間でアーク放電を起こしてアークプラズマＣを
発生させることにより、母合金Ａが高温になり、蒸発
し、超微粒子Ｂが発生する。この母合金Ａから発生した
超微粒子Ｂは、雰囲気中の酸素と反応し、溶解室２とグ
ローブボックス３との間の差圧によって生ずるガスの流
れに乗って収集管６に吸引され、その後端に設置された
フィルター８により捕集される。
【００１７】複合超微粒子の作製：銅と亜鉛を原料と
し、高周波溶解により銅６０〜９０ａｔ％−亜鉛１０〜
４０ａｔ％の範囲の種々の組成を有するＣｕ−Ｚｎ二元
合金のボタン状インゴットを作製した。各合金を用い、
図１に示すような装置により、１０％の酸素ガスを含む
窒素ガスの雰囲気中（ガス圧３００Ｔｏｒｒ）において
アーク溶解を行い、複合超微粒子を作製した。得られた
複合超微粒子について、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）、透過
電子顕微鏡（ＴＥＭ）、及びエネルギー分散型検出法
（ＳＥＭ ＥＤＸ）により、生成相の同定、微粒子の形
状及び組成の分析を行った。
し、高周波溶解により銅６０〜９０ａｔ％−亜鉛１０〜
４０ａｔ％の範囲の種々の組成を有するＣｕ−Ｚｎ二元
合金のボタン状インゴットを作製した。各合金を用い、
図１に示すような装置により、１０％の酸素ガスを含む
窒素ガスの雰囲気中（ガス圧３００Ｔｏｒｒ）において
アーク溶解を行い、複合超微粒子を作製した。得られた
複合超微粒子について、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）、透過
電子顕微鏡（ＴＥＭ）、及びエネルギー分散型検出法
（ＳＥＭ ＥＤＸ）により、生成相の同定、微粒子の形
状及び組成の分析を行った。
【００１８】図２に、Ｃｕ60Ｚｎ40の組成の合金を用
い、Ｎ2 ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気（ガス圧３００Ｔ
ｏｒｒ）中で超微粒子を作製したときの超微粒子生成時
間に対する発生超微粒子中のＺｎの割合を示す。また比
較のために、図３に、Ｃｕ60Ｚｎ40の組成の合金を用
い、Ａｒ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気（ガス圧３００Ｔ
ｏｒｒ）中で超微粒子を作製したときの超微粒子生成時
間に対する発生超微粒子中のＺｎの割合を示す。図３か
ら明らかなように、Ａｒ＋Ｏ2 混合ガス雰囲気を用いた
場合には、蒸発初期にはＺｎのみが選択的に蒸発し、そ
の後、作製時間の経過と共にＣｕも蒸発し出したが、作
製時間に応じて生成された超微粒子の組成に偏りが生じ
てしまった。これに対して、本発明に従ってＮ2 ＋Ｏ2
混合ガス雰囲気を用いた場合には、図２に示されるよう
に、蒸発初期からかなりの量のＣｕが蒸発し、また生成
時間が変わっても常に一定の組成の超微粒子を作製する
ことができた。
い、Ｎ2 ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気（ガス圧３００Ｔ
ｏｒｒ）中で超微粒子を作製したときの超微粒子生成時
間に対する発生超微粒子中のＺｎの割合を示す。また比
較のために、図３に、Ｃｕ60Ｚｎ40の組成の合金を用
い、Ａｒ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気（ガス圧３００Ｔ
ｏｒｒ）中で超微粒子を作製したときの超微粒子生成時
間に対する発生超微粒子中のＺｎの割合を示す。図３か
ら明らかなように、Ａｒ＋Ｏ2 混合ガス雰囲気を用いた
場合には、蒸発初期にはＺｎのみが選択的に蒸発し、そ
の後、作製時間の経過と共にＣｕも蒸発し出したが、作
製時間に応じて生成された超微粒子の組成に偏りが生じ
てしまった。これに対して、本発明に従ってＮ2 ＋Ｏ2
混合ガス雰囲気を用いた場合には、図２に示されるよう
に、蒸発初期からかなりの量のＣｕが蒸発し、また生成
時間が変わっても常に一定の組成の超微粒子を作製する
ことができた。
【００１９】図４は、Ｃｕ65Ｚｎ35の組成の合金を用
い、種々の雰囲気ガス（ガス圧３００Ｔｏｒｒ）中で超
微粒子を作製したときの雰囲気ガスの違いによる超微粒
子の回収量を示している。図４に示されるように、超微
粒子の回収量は、Ａｒ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気を用
いた場合４１ｍｇ／分、Ｈｅ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲
気を用いた場合８３ｍｇ／分であったが、Ｎ2 ＋１０％
Ｏ2 混合ガス雰囲気を用いるとＡｒ＋１０％Ｏ2 混合ガ
ス雰囲気を用いた場合と比較して約１０倍の回収量が得
られた。これは、Ｎ2 ガスの強制蒸発によるバブリング
効果のためと考えられる。図５に、各種組成のＣｕ−Ｚ
ｎ母合金を用いて作製した超微粒子のＸ線回折図を縦軸
（強度）方向にシフトして示す。図５から明らかなよう
に、Ｃｕ酸化物は１相ではなく、価数の異なるＣｕ2 Ｏ
及びＣｕＯが共に生成し、また金属Ｃｕも生成してい
た。
い、種々の雰囲気ガス（ガス圧３００Ｔｏｒｒ）中で超
微粒子を作製したときの雰囲気ガスの違いによる超微粒
子の回収量を示している。図４に示されるように、超微
粒子の回収量は、Ａｒ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気を用
いた場合４１ｍｇ／分、Ｈｅ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲
気を用いた場合８３ｍｇ／分であったが、Ｎ2 ＋１０％
Ｏ2 混合ガス雰囲気を用いるとＡｒ＋１０％Ｏ2 混合ガ
ス雰囲気を用いた場合と比較して約１０倍の回収量が得
られた。これは、Ｎ2 ガスの強制蒸発によるバブリング
効果のためと考えられる。図５に、各種組成のＣｕ−Ｚ
ｎ母合金を用いて作製した超微粒子のＸ線回折図を縦軸
（強度）方向にシフトして示す。図５から明らかなよう
に、Ｃｕ酸化物は１相ではなく、価数の異なるＣｕ2 Ｏ
及びＣｕＯが共に生成し、また金属Ｃｕも生成してい
た。
【００２０】図６乃至図８は、各々、Ｃｕ90Ｚｎ10、Ｃ
ｕ80Ｚｎ20、及びＣｕ65Ｚｎ35の各組成の母合金を用い
て作製した超微粒子のＴＥＭ（透過電子顕微鏡）写真を
示す。図６乃至図８から明らかなように、略球状の超微
粒子と略柱状乃至ウィスカー状の超微粒子が一体的に接
合され、かつ上記略球状の超微粒子から略柱状乃至ウィ
スカー状の超微粒子が延出している構造を有する複合超
微粒子が作製された。これらの複合超微粒子は、分析の
結果、略球状の頭部はＣｕやＣｕ酸化物（Ｃｕ2 Ｏ、Ｃ
ｕＯ）からなっており、柱状乃至ウィスカー状に延出し
ている足部はＺｎＯからなっていることがわかった。Ｃ
ｕ90Ｚｎ10のようにＺｎ量が少ない合金を用いた場合に
は、図６に示されるように約５０〜５００ｎｍの大きさ
の金属Ｃｕ又はＣｕ酸化物（Ｃｕ2 Ｏ，ＣｕＯ）の略球
状の超微粒子とＺｎＯの略柱状もしくは樽状の超微粒子
が接合した形状の複合超微粒子が生成した。Ｚｎ含有量
が多いＣｕ80Ｚｎ20の組成の合金を用いた場合、図７に
示されるように、約３０〜５００ｎｍの大きさの金属Ｃ
ｕ又はＣｕ酸化物（Ｃｕ2 Ｏ，ＣｕＯ）の略球状の超微
粒子と径約５０〜４００ｎｍ、長さ約２００〜１０００
ｎｍ程度のＺｎＯの柱状の超微粒子が接合した形状の複
合超微粒子が得られ、この複合超微粒子の表面には、よ
り微細な数ｎｍ〜数十ｎｍの大きさのＣｕ超微粒子が多
数付着していた。Ｚｎ含有量がさらに多いＣｕ65Ｚｎ35
の組成の合金を用いた場合、図８に示されるように、金
属Ｃｕ又はＣｕ酸化物（Ｃｕ2 Ｏ，ＣｕＯ）の略球状の
超微粒子から長さ約１０００ｎｍ程度までのＺｎＯのウ
ィスカー状超微粒子が延出したような構造の複合超微粒
子が得られた。また、図７から明らかなように、Ｃｕ80
Ｚｎ20の組成の合金を用いて作製した複合超微粒子の中
には、既にウィスカー状に成長したＺｎＯ超微粒子も認
められる。上記のようにして作製した複合超微粒子につ
いて、超微粒子０．１ｇを充填した常圧固定床流通式反
応装置を用い、メタノールの水蒸気改質触媒としての調
査を行ったところ、低温域ではもちろんのこと高温域に
おいても９０％以上の高選択率を維持することが確認さ
れた。
ｕ80Ｚｎ20、及びＣｕ65Ｚｎ35の各組成の母合金を用い
て作製した超微粒子のＴＥＭ（透過電子顕微鏡）写真を
示す。図６乃至図８から明らかなように、略球状の超微
粒子と略柱状乃至ウィスカー状の超微粒子が一体的に接
合され、かつ上記略球状の超微粒子から略柱状乃至ウィ
スカー状の超微粒子が延出している構造を有する複合超
微粒子が作製された。これらの複合超微粒子は、分析の
結果、略球状の頭部はＣｕやＣｕ酸化物（Ｃｕ2 Ｏ、Ｃ
ｕＯ）からなっており、柱状乃至ウィスカー状に延出し
ている足部はＺｎＯからなっていることがわかった。Ｃ
ｕ90Ｚｎ10のようにＺｎ量が少ない合金を用いた場合に
は、図６に示されるように約５０〜５００ｎｍの大きさ
の金属Ｃｕ又はＣｕ酸化物（Ｃｕ2 Ｏ，ＣｕＯ）の略球
状の超微粒子とＺｎＯの略柱状もしくは樽状の超微粒子
が接合した形状の複合超微粒子が生成した。Ｚｎ含有量
が多いＣｕ80Ｚｎ20の組成の合金を用いた場合、図７に
示されるように、約３０〜５００ｎｍの大きさの金属Ｃ
ｕ又はＣｕ酸化物（Ｃｕ2 Ｏ，ＣｕＯ）の略球状の超微
粒子と径約５０〜４００ｎｍ、長さ約２００〜１０００
ｎｍ程度のＺｎＯの柱状の超微粒子が接合した形状の複
合超微粒子が得られ、この複合超微粒子の表面には、よ
り微細な数ｎｍ〜数十ｎｍの大きさのＣｕ超微粒子が多
数付着していた。Ｚｎ含有量がさらに多いＣｕ65Ｚｎ35
の組成の合金を用いた場合、図８に示されるように、金
属Ｃｕ又はＣｕ酸化物（Ｃｕ2 Ｏ，ＣｕＯ）の略球状の
超微粒子から長さ約１０００ｎｍ程度までのＺｎＯのウ
ィスカー状超微粒子が延出したような構造の複合超微粒
子が得られた。また、図７から明らかなように、Ｃｕ80
Ｚｎ20の組成の合金を用いて作製した複合超微粒子の中
には、既にウィスカー状に成長したＺｎＯ超微粒子も認
められる。上記のようにして作製した複合超微粒子につ
いて、超微粒子０．１ｇを充填した常圧固定床流通式反
応装置を用い、メタノールの水蒸気改質触媒としての調
査を行ったところ、低温域ではもちろんのこと高温域に
おいても９０％以上の高選択率を維持することが確認さ
れた。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明の複合超微粒子の
製造方法によれば、蒸気圧の差が大きい２種以上の元素
が含まれる原材料を用いても、生成する超微粒子の組成
が生成時間によって偏ることなく、均一な組成の超微粒
子が作製できる。しかも、一般的な酸化物超微粒子の作
製法である不活性ガスと酸素の混合ガス雰囲気を用いる
場合に比較して、収量よく大量に酸化物超微粒子が作製
できる。また、Ｈｅ等の高価な特別なガスを使用せず、
大気（空気）を用いることもできるため、安価にしかも
簡単に超微粒子が作製できるという効果・利点も得られ
る。
製造方法によれば、蒸気圧の差が大きい２種以上の元素
が含まれる原材料を用いても、生成する超微粒子の組成
が生成時間によって偏ることなく、均一な組成の超微粒
子が作製できる。しかも、一般的な酸化物超微粒子の作
製法である不活性ガスと酸素の混合ガス雰囲気を用いる
場合に比較して、収量よく大量に酸化物超微粒子が作製
できる。また、Ｈｅ等の高価な特別なガスを使用せず、
大気（空気）を用いることもできるため、安価にしかも
簡単に超微粒子が作製できるという効果・利点も得られ
る。
【図１】本発明に従ってアーク溶解により複合超微粒子
を作製する装置の一例の概略構成図である。
を作製する装置の一例の概略構成図である。
【図２】６０ａｔ％Ｃｕ−４０ａｔ％Ｚｎの組成の合金
を用いてＮ2 ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気（ガス圧３０
０Ｔｏｒｒ）中で超微粒子を作製したときの超微粒子生
成時間に対する発生超微粒子中のＺｎの割合を示すグラ
フである。
を用いてＮ2 ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気（ガス圧３０
０Ｔｏｒｒ）中で超微粒子を作製したときの超微粒子生
成時間に対する発生超微粒子中のＺｎの割合を示すグラ
フである。
【図３】６０ａｔ％Ｃｕ−４０ａｔ％Ｚｎの組成の合金
を用いてＡｒ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気（ガス圧３０
０Ｔｏｒｒ）中で超微粒子を作製したときの超微粒子生
成時間に対する発生超微粒子中のＺｎの割合を示すグラ
フである。
を用いてＡｒ＋１０％Ｏ2 混合ガス雰囲気（ガス圧３０
０Ｔｏｒｒ）中で超微粒子を作製したときの超微粒子生
成時間に対する発生超微粒子中のＺｎの割合を示すグラ
フである。
【図４】６５ａｔ％Ｃｕ−３５ａｔ％Ｚｎの組成の合金
を用いて種々の雰囲気ガス（ガス圧３００Ｔｏｒｒ）中
で超微粒子を作製したときの雰囲気ガスの違いによる超
微粒子の回収量を示すグラフである。
を用いて種々の雰囲気ガス（ガス圧３００Ｔｏｒｒ）中
で超微粒子を作製したときの雰囲気ガスの違いによる超
微粒子の回収量を示すグラフである。
【図５】種々の組成のＣｕ−Ｚｎ二元合金を用いて作製
した各超微粒子のＸ線回折図であり、縦軸（強度）方向
にシフトして示す。
した各超微粒子のＸ線回折図であり、縦軸（強度）方向
にシフトして示す。
【図６】９０ａｔ％Ｃｕ−１０ａｔ％Ｚｎの組成の合金
を用いて作製した超微粒子の透過電子顕微鏡写真であ
る。
を用いて作製した超微粒子の透過電子顕微鏡写真であ
る。
【図７】８０ａｔ％Ｃｕ−２０ａｔ％Ｚｎの組成の合金
を用いて作製した超微粒子の透過電子顕微鏡写真であ
る。
を用いて作製した超微粒子の透過電子顕微鏡写真であ
る。
【図８】６５ａｔ％Ｃｕ−３５ａｔ％Ｚｎの組成の合金
を用いて作製した超微粒子の透過電子顕微鏡写真であ
る。
を用いて作製した超微粒子の透過電子顕微鏡写真であ
る。
１ 超微粒子作製装置 ２ 溶解室 ３ グローブボックス ５ アーク電極 ６ 収集管 ８ フィルター ９ ガス混合器 １０ ターボ分子ポンプ １１ メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ Ａ 母合金 Ｂ 超微粒子 Ｃ アークプラズマ
Claims (5)
- 【請求項１】 蒸気圧の差が大きい２種以上の元素を組
み合わせてなる原材料を、窒素と酸素とからなるガス雰
囲気中で加熱溶解し、蒸発した原材料を上記ガス雰囲気
中の酸素と反応させ、上記２種以上の元素又はそれらの
酸化物からなる複合超微粒子を生成させることを特徴と
する複合超微粒子の製造方法。 - 【請求項２】 前記原材料が、一般式：ＬＭa Ｍb （但
し、ＬＭはＬｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｔｍ、及びＹｂからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素、ＭはＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｙ、
Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓ
ｎ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、
Ａｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、及びＬｕからなる群から選ばれた少なくとも１種の
元素を表し、ａ及びｂは原子％でａ：１〜９０％、ｂ：
１０〜９９％である。）で示される組成を有する合金で
ある請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 １５００℃において１０2 Ｔｏｒｒ以上
の蒸気圧を持つ蒸気圧の大きい元素と、１５００℃にお
いて１０2 Ｔｏｒｒ未満の蒸気圧を持つ蒸気圧の小さな
元素とを組み合わせてなる原材料を用いる請求項１に記
載の方法。 - 【請求項４】 蒸気圧の差が１桁以上の少なくとも２種
の元素を組み合わせてなる原材料を用いる請求項１に記
載の方法。 - 【請求項５】 酸素分圧５〜５０％、窒素分圧５０〜９
５％のガス雰囲気中、原材料をアーク溶解する請求項１
乃至４のいずれか一項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05032195A JP3645931B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 複合超微粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05032195A JP3645931B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 複合超微粒子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08217420A true JPH08217420A (ja) | 1996-08-27 |
| JP3645931B2 JP3645931B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=12855648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05032195A Expired - Fee Related JP3645931B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 複合超微粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3645931B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2011032541A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ナノサイズ粒子、ナノサイズ粒子を含むリチウムイオン二次電池用負極材料、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池、ナノサイズ粒子の製造方法 |
| US8152972B2 (en) | 2007-11-21 | 2012-04-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for forming fine particles, method for forming concavities and convexities, and device for forming fine particles |
| US8969237B2 (en) | 2011-08-19 | 2015-03-03 | SDCmaterials, Inc. | Coated substrates for use in catalysis and catalytic converters and methods of coating substrates with washcoat compositions |
| US9023754B2 (en) | 2005-04-19 | 2015-05-05 | SDCmaterials, Inc. | Nano-skeletal catalyst |
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| US9126191B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-09-08 | SDCmaterials, Inc. | Advanced catalysts for automotive applications |
| US9149797B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-10-06 | SDCmaterials, Inc. | Catalyst production method and system |
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| US9332636B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-05-03 | SDCmaterials, Inc. | Sandwich of impact resistant material |
| US9427732B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-08-30 | SDCmaterials, Inc. | Catalyst design for heavy-duty diesel combustion engines |
| US9511352B2 (en) | 2012-11-21 | 2016-12-06 | SDCmaterials, Inc. | Three-way catalytic converter using nanoparticles |
| US9517448B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-12-13 | SDCmaterials, Inc. | Compositions of lean NOx trap (LNT) systems and methods of making and using same |
| US9522388B2 (en) | 2009-12-15 | 2016-12-20 | SDCmaterials, Inc. | Pinning and affixing nano-active material |
| US9586179B2 (en) | 2013-07-25 | 2017-03-07 | SDCmaterials, Inc. | Washcoats and coated substrates for catalytic converters and methods of making and using same |
| US9687811B2 (en) | 2014-03-21 | 2017-06-27 | SDCmaterials, Inc. | Compositions for passive NOx adsorption (PNA) systems and methods of making and using same |
| CN109692968A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-30 | 江苏博迁新材料股份有限公司 | 一种亚微米级NdFeB合金粉的生产方法 |
-
1995
- 1995-02-16 JP JP05032195A patent/JP3645931B2/ja not_active Expired - Fee Related
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