JPH10204508A - 希土類金属粉末製造用原料希土類金属およびそれを用いた希土類金属粉末の製造方法 - Google Patents

希土類金属粉末製造用原料希土類金属およびそれを用いた希土類金属粉末の製造方法

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JPH10204508A
JPH10204508A JP379697A JP379697A JPH10204508A JP H10204508 A JPH10204508 A JP H10204508A JP 379697 A JP379697 A JP 379697A JP 379697 A JP379697 A JP 379697A JP H10204508 A JPH10204508 A JP H10204508A
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JP
Japan
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rare earth
earth metal
electrode
producing
metal powder
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Application number
JP379697A
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English (en)
Inventor
Yuichi Makino
勇一 牧野
Masayuki Koide
正幸 小出
Takashi Tode
孝 戸出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】回転電極法による粉末化において、ハロゲン化
物の残留の少ない、高純度希土類金属粉末を高歩留で得
られる製造方法と、その製造方法の原料となるハロゲン
化物の残留の少ない希土類金属とその精製方法を提供す
る。 【解決手段】 希土類金属を10-2torr以下の真空下で溶
融してフッ素および/または塩素の含有量を500ppm以下
まで脱ガスし、冷却して得た棒状インゴットを電極とし
て、回転電極アトマイズ法により粉末化する希土類金属
粉末の製造方法であり、該製造方法の原料としてフッ素
および/または塩素の含有量が500ppm以下である希土類
金属を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】粉末焼結用原料、光磁気記録
膜作製用スパッタリングターゲットの原料、磁歪その他
の薄膜作製用ターゲットの原料として有用な希土類金属
粉末の製造方法およびその原料希土類金属に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】希土類金属粉末の製造方法としては、回
転電極法、ガスアトマイズ法、ディスクアトマイズ法等
が知られているが、高純度、高収率、低コストで製造す
ることが望まれている。ガスアトマイズ法では、多量の
高圧Ar ガスが必要であり、ルツボ材からの汚染やルツ
ボのノズル穴の閉塞が生じやすいなどの問題があり、ま
たディスクアトマイズ法では同様のルツボやディスクか
らの汚染やノズル穴の閉塞の問題がある。これに対して
回転電極法では、ルツボを使用せず、しかもアークやプ
ラズマなどの高温の熱源を使用するので、蒸気圧の高い
不純物が除去されて高品位の粉末を安定して製造できる
利点がある。しかし、希土類金属は一般に希土類ハロゲ
ン化物をアルカリ金属またはアルカリ土類金属で還元し
て製造される。そのため、得られた希土類金属中には原
料の希土類ハロゲン化物が残留する。この金属を原料と
して粉末化、特に回転電極法で粉末化する場合には、こ
の原料金属棒を回転電極として高速で回転させ、棒の先
端にアークやプラズマガスを吹きつけて溶融し、溶融液
体を遠心力で切線方向に飛散させて粒子化させるが、こ
の時、金属棒の結晶粒界に存在する低融点のハロゲン化
物がまず最初に溶融し、金属粒子の表面を覆って、溶融
ハロゲン化物同士が連なって回転電極金属棒から塊状と
なって脱落するために得られた希土類金属粉末群には非
球状の巨大粒子やハロゲン化物[フッ素(F)、塩素
(Cl)]が多く含まれるようになる。したがって、こ
れらの非球状巨大粒子の除去やこれによる球状粉末化の
歩留低下の問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、回転電極法
によっても、ハロゲン化物の残留の少ない、高純度希土
類金属球状粉末を高歩留で得られる製造方法と、その製
造方法の原料となるハロゲン化物の残留の少ない希土類
金属を提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、希土類金属粉
末の製造方法において、希土類金属を10-2torr以下の真
空下で溶融してFおよび/またはClの含有量を500ppm
以下まで脱ガスし、冷却して得た棒状インゴットを電極
として、回転電極アトマイズ法により粉末化することを
特徴とするものであり、該製造方法の原料としてFおよ
び/またはClの含有量が500ppm以下である希土類金属
を選択するものである。本発明による真空下溶融精製方
法により得られた希土類金属を回転電極原料として回転
電極アトマイズ法で粉末化するとハロゲン化物の残留の
少ない高純度希土類金属球状粉末が歩留まりよく得られ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。希土類金属は一般に希土類ハロゲン化物を
アルカリ金属等で還元して製造するが、得られた希土類
金属中にはハロゲン化物が多く残留していた。従って、
これらの希土類金属から粉末を製造する際に、特に回転
電極法で粉末化する場合には、この原料金属棒を回転電
極として高速で回転させ、棒の先端にアークやプラズマ
ガスを吹きつけて溶融し、溶融液体を遠心力で切線方向
に飛散させて球状粒子化させるが、この時、一般に金属
より低融点のハロゲン化物が金属棒の結晶粒界で溶融
し、金属粒子の表面を覆って、溶融ハロゲン化物同士が
連なって回転電極から脱落するために得られた希土類金
属粉末群には巨大粒子やハロゲン化物が多く含まれてい
た。
【0006】このような問題点を解決するために、先ず
粉末の原料となる希土類金属に着目し、希土類金属中に
残留しているハロゲン化物を減らす精製方法を検討し
た。そこで原料となる希土類金属を1×10-2torr以下の
真空下で溶融してFおよび/またはCl の含有量を500p
pm以下まで脱ガスし、冷却して得た棒状インゴットを電
極として、回転電極アトマイズ法により粉末化すると、
粒径が 250μm 以下の微粉が95重量%以上の歩留で得ら
れ、粉末中のFおよび/またはCl含有量は500ppm以下
であった。この真空下溶融精製法においては、真空度を
1×10-2torr以下の高真空を維持することが必要で、1
×10-2torr以上の低真空下では脱ハロゲンが十分進ま
ず、また残存する空気中の酸素により酸化物が生成する
ようになる。
【0007】ここで回転電極アトマイズ法とは、図1
(a)に示したように、希土類金属棒を電極1として電
極回転モーターにセット4した後に、図1(b)に示し
たように、チャンバー3内を真空引き後、Ar などの不
活性雰囲気とし、電極1を回転数3,000 〜20,000rpm で
回転させながら、電極先端にプラズマ、アーク等の熱源
2から熱エネルギーを放射して電極先端を溶融させて、
遠心力で溶融粒子6を切線方向に飛散させ、冷却固化し
た希土類金属粉末を粉末回収容器5内に回収するという
ものである。この際、従来技術の場合は、図2に示した
ように、未溶融金属粒子が溶融ハロゲン化物で連なって
脱落した巨大粒子7が生じてしまう。 熱源となるプラ
ズマは、例えばAr ガスやHeガスを電離して発生させ
る。又、その他の熱源としてアーク等もある。本発明の
適用範囲は、希土類元素として、Yを含むLa、Ce、Pr、Nd、
Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuから成る群から選
択される1種または2種以上の合金である。
【0008】
【実施例】以下、実施例と比較例を挙げて本発明の具体
的な実施の形態を説明する。 (実施例1)Tb メタル(F:1250ppm 、Cl :50ppm
以下 )を高周波溶解炉で1×10-4torrの真空下溶解
し、融点(1356℃)より50℃高めに30分間保持した後、
冷却して電極インゴットを得た。該Tb インゴットのF
は320ppm、Cl は50ppm 以下であった。このTb インゴ
ットを電極として回転電極アトマイズ法で粉末化したと
ころ、粒径250 μm 以下の粉末の歩留は97重量%、Fは
300ppm、Cl は50ppm 以下であった。
【0009】(実施例2)Gd メタル(F:50ppm 以
下、Cl :1100ppm )を高周波溶解炉で真空3×10-4to
rrの下溶解し、融点(1312℃)より50℃高めに1時間保
持した後、冷却して電極インゴットを得た。該Gd イン
ゴットのFは50ppm 以下、Cl は120ppmであった。この
Tb インゴットを電極として回転電極アトマイズ法で粉
末化したところ、粒径250 μm 以下の粉末の歩留は96重
量%、Fは50ppm 以下、Cl は100ppmであった。
【0010】(実施例3)Tb メタル(前出)を電子ビ
ームで真空1×10-6torrの下溶解し、融点(前出)より
50℃高めに10分間保持した後、冷却して電極インゴット
を得た。該Tb インゴットのFとCl とは共に50ppm 以
下であった。このTb インゴットを電極として回転電極
アトマイズ法で粉末化したところ、粒径250 μm 以下の
粉末の歩留は98重量%、FとCl とは共に50ppm 以下で
あった。
【0011】(比較例1)Tb メタル(F:1250ppm 、
Cl :50ppm 以下)を直接電極として回転電極アトマイ
ズ法で粉末化したところ、粒径250 μm 以下の粉末の歩
留は57重量%で、粒径1〜3mmの粗大粒が多量に発生し
た。粉末のFは1200ppm 、Cl は50ppm 以下であった。
【0012】(比較例2)Gd メタル(F:50ppm 以
下、Cl :1100ppm )を直接電極として回転電極アトマ
イズ法で粉末化したところ、粒径250 μm 以下の粉末の
歩留は43重量%で、粒径1〜3mmの粗大粒が多量に発生
した。粉末のFは50ppm 以下、Cl は1050ppm であっ
た。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、回転電極アトマイズ法
による粉末化において、原料希土類金属中のハロゲン化
物を脱ガス化したことにより高純度の希土類金属粉末を
高歩留で得ることができ、産業上その利用価値は極めて
高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】回転電極アトマイズ装置の概要断面図で、
(a)は電極回転モーターに回転電極をセットした工
程、(b)はアトマイズ工程をそれぞれ示した図であ
る。
【図2】従来の技術による回転電極アトマイズ法の説明
図である。
【符号の説明】
1 回転電極 4 電極回転モーター 7
巨大粒子 2 熱源 5 粉末回収容器 3 チャンバー 6 溶融粒子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】希土類金属を10-2torr以下の真空下で溶融
    して得た、フッ素および/または塩素の含有量が500ppm
    以下であることを特徴とする希土類金属粉末製造用原料
    希土類金属。
  2. 【請求項2】希土類金属を10-2torr以下の真空下で溶融
    してフッ素および/または塩素の含有量を500ppm以下ま
    で脱ガスし、冷却して得た棒状インゴットを電極とし
    て、回転電極アトマイズ法により粉末化することを特徴
    とする希土類金属粉末の製造方法。
JP379697A 1997-01-13 1997-01-13 希土類金属粉末製造用原料希土類金属およびそれを用いた希土類金属粉末の製造方法 Pending JPH10204508A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1739196A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-03 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Rare earth metal member of high surface purity and making method
JP2015120981A (ja) * 2007-03-30 2015-07-02 エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド ワイヤ放電イオンプラズマ電子エミッタを含む溶解炉
US10232434B2 (en) 2000-11-15 2019-03-19 Ati Properties Llc Refining and casting apparatus and method

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