JPH10204613A - Apparatus for producing composite powder - Google Patents

Apparatus for producing composite powder

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JPH10204613A
JPH10204613A JP830297A JP830297A JPH10204613A JP H10204613 A JPH10204613 A JP H10204613A JP 830297 A JP830297 A JP 830297A JP 830297 A JP830297 A JP 830297A JP H10204613 A JPH10204613 A JP H10204613A
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JP
Japan
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powder
container
vacuum
composite powder
composite
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JP830297A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Okutomi
功 奥富
Keisei Seki
経世 関
Atsushi Yamamoto
敦史 山本
Takashi Kusano
貴史 草野
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SHIBAFU ENG KK
Toshiba Corp
Original Assignee
SHIBAFU ENG KK
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for producing composite powder having high reliability. SOLUTION: This apparatus for producing the composite powder has a tray- shaped powder vessel 4 which is inclined at about a predetermined angle of inclination with a perpendicular line and is loaded with raw material powder on the inner side, targets 8 which are installed to face this powder vessel 4, produce composite powder and coat the powder surface with this composite powder by executing vacuum vapor deposition, a vacuum vessel 3 which houses the targets and the powder vessel and is internally kept at a vacuum or inert gaseous state, an evacuation device 1 which is connected to this vacuum vessel 3 and evacuates the inside of the vacuum vessel 3 and a driving device 5 which is connected to the powder vessel 4 and applies mechanical motion to the powder vessel 4. As a result, the productivity of the apparatus for producing the composite powder is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末冶金一般に係
わり、特に原料粉末に微量の元素や物質を均一に添加し
た複合粉末を製造製造する複合粉末製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to powder metallurgy, and more particularly to a composite powder manufacturing apparatus for manufacturing and manufacturing a composite powder in which a trace element or substance is uniformly added to a raw material powder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、粉末冶金の分野に於いては、機能
の複合化が重要な位置を占め、そのために複合粉末の製
造方法の発達が著しく、例えばアトマイズ法や表面被覆
法によって任意の組成の粉末を比較的容易に製造する傾
向にある。特に、粉体への表面被覆に関しては多くの方
法が開示されている。例えば、特開昭58−3107
6、特開昭61−30603に記載されているように、
容器内に粉体を入れ、振動によって粉体表面に均一に皮
膜を形成する方法や、特開昭56−130469に記載
されているように、傾斜した平板上を振動させなからス
パッタ法により均一に皮膜を形成する方法が開示されて
いる。しかしこれらの提案は、いずれも粉体表面への皮
膜の均質性に重点を置いてはいたが、未だ十分な均質性
を得られないのが現状であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of powder metallurgy, compounding of functions has occupied an important position. For this reason, the production method of composite powder has been remarkably developed. Tend to be relatively easy to produce. In particular, many methods have been disclosed for surface coating on powder. For example, JP-A-58-3107
6, as described in JP-A-61-30603,
A method in which powder is placed in a container and a film is uniformly formed on the surface of the powder by vibration, or as described in JP-A-56-130469, a method in which the powder is uniformly vibrated on an inclined flat plate by a sputtering method. Discloses a method of forming a film on a substrate. However, all of these proposals have focused on the homogeneity of the film on the powder surface, but at present, sufficient homogeneity has not yet been obtained.

【0003】また、原料粉末を他の成分にて被覆する目
的としては、後工程で生じる他成分との濡れ性の改善、
反応の抑制、微量添加等が挙げられるが、これらを達成
するには単なる被覆のみでは不十分であり、原料粉末と
被覆材料との密着性や、被覆による酸素等のガス成分の
増加等も複合粉末としての評価対象になる。これらの観
点からも十分に機能を満足できるものではなかった。
Further, the purpose of coating the raw material powder with other components is to improve wettability with other components generated in a later step,
Suppression of the reaction, addition of a small amount, etc. can be mentioned, but mere coating is not enough to achieve these, and the adhesion between the raw material powder and the coating material and the increase of gas components such as oxygen due to the coating are also complex. Be evaluated as a powder. From these viewpoints, the function was not sufficiently satisfied.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、粉体表面を
より均質に表面被覆し、原料粉体と被覆材料との結合を
一層強化し、更には酸素などのガス含有量の増加の程度
を著しく抑制することのできる複合粉末製造装置を提供
することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a more uniform surface coating of the powder surface, further strengthens the bonding between the raw material powder and the coating material, and further increases the content of gas such as oxygen. It is an object of the present invention to provide a composite powder manufacturing apparatus capable of remarkably suppressing the generation of the composite powder.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載した複合
粉末製造装置は、鉛直線に対して予め定めた傾斜角度ほ
ど傾斜させ内側に原料粉末を搭載した皿状の粉末容器
と、この粉末容器と対向して設置され真空蒸着を行なっ
て粉末体表面に複合粉末を製造して被覆するターゲット
と、このターゲットと粉末容器とを収納して内部を真空
または不活性ガス状態に保つ真空容器と、この真空容器
に接続されて真空容器の内部を真空引きする真空排気装
置と、粉末容器と連結されて粉末容器に機械的な運動を
与える駆動装置とを備えたことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a composite powder producing apparatus, comprising: a dish-shaped powder container in which a raw material powder is mounted on the inside by being inclined at a predetermined inclination angle with respect to a vertical line; A target that is installed opposite to the container and performs vacuum deposition to produce and coat a composite powder on the surface of the powder body, and a vacuum container that stores the target and the powder container and maintains the inside in a vacuum or inert gas state. A vacuum exhaust device connected to the vacuum container to evacuate the inside of the vacuum container; and a drive device connected to the powder container to apply mechanical movement to the powder container.

【0006】即ち、原料粉末を投入した粉末容器を傾斜
させ、かつ、機械的な運動を与えた状態で、真空蒸着法
によって、粉末体表面を被覆することを特徴とする。
That is, the present invention is characterized in that the surface of a powder body is coated by a vacuum deposition method in a state where the powder container into which the raw material powder is charged is inclined and mechanical movement is given.

【0007】請求項2に記載した複合粉末製造装置は、
機械的な運動に回転運動と振動運動のいずれかを含むこ
とを特徴としている。
[0007] The composite powder manufacturing apparatus according to claim 2 is
It is characterized in that the mechanical movement includes any of a rotational movement and a vibration movement.

【0008】請求項3に記載した複合粉末製造装置は、
機械的な運動にパルス回転運動とパルス振動運動のいず
れかを含むことを特徴としている。
[0008] The composite powder production apparatus according to claim 3 is
The mechanical movement includes one of a pulse rotation movement and a pulse vibration movement.

【0009】請求項4に記載した複合粉末製造装置は、
傾斜角度を原料粉末の流動性を充分に制御可能な0度か
ら90度までのいずれかに調整して設定できることを特
徴としている。
[0009] The composite powder producing apparatus according to claim 4 is
It is characterized in that the inclination angle can be set by adjusting the flow angle of the raw material powder to any one of 0 ° to 90 ° which can sufficiently control the flowability.

【0010】請求項5に記載した複合粉末製造装置は、
不活性ガス状態を低圧アルゴン封入状態としたことを特
徴としている。即ち、真空蒸着法は直流電源または/及
び高周波電源を用いたスパッタ法であり、スパッタ雰囲
気は低圧のAr(アルゴン)雰囲気であるスパッタ法で
あることを特徴とする。
[0010] The composite powder production apparatus according to claim 5 is
It is characterized in that the inert gas state is a low-pressure argon sealed state. That is, the vacuum deposition method is a sputtering method using a DC power supply and / or a high-frequency power supply, and is characterized in that the sputtering atmosphere is a low-pressure Ar (argon) atmosphere.

【0011】請求項6に記載した複合粉末製造装置は、
粉末容器に取り付けられた加熱装置を備え、粉末容器が
加熱された状態で真空蒸着されることを特徴としてい
る。
The composite powder manufacturing apparatus according to claim 6 is
A heating device attached to the powder container is provided, and vacuum deposition is performed while the powder container is heated.

【0012】請求項7に記載した複合粉末製造装置は、
粉末容器に取り付けられた冷却装置を備え、真空蒸着に
よって被覆した後、真空容器が400度C以下になるま
で、10−2Pa以上の高真空雰囲気で冷却することを
特徴としている。
A composite powder manufacturing apparatus according to claim 7 is
It is provided with a cooling device attached to the powder container, and after coating by vacuum evaporation, is cooled in a high vacuum atmosphere of 10 −2 Pa or more until the temperature of the vacuum container becomes 400 ° C. or less.

【0013】請求項8に記載した複合粉末製造装置は、
真空蒸着によって被覆した後、複合粉末が溶融しない温
度以下で、しかも10−2Pa以上の高真空雰囲気の中
で複合粉末を熱処理することを特徴としている。
The composite powder manufacturing apparatus according to claim 8 is
After coating by vacuum deposition, the composite powder is heat-treated at a temperature not higher than the melting temperature of the composite powder and in a high vacuum atmosphere of 10 −2 Pa or more.

【0014】請求項9に記載した複合粉末製造装置は、
真空蒸着によって被覆した後、複合粉末が溶融しない温
度以下で、しかも非酸化性雰囲気の中で複合粉末を熱処
理することを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for producing a composite powder,
After coating by vacuum deposition, the composite powder is heat-treated in a non-oxidizing atmosphere at a temperature not higher than the melting temperature of the composite powder.

【0015】請求項10に記載した複合粉末製造装置
は、真空容器と真空排気装置との間を接続する接続配管
に排気弁を備えたことを特徴としている。
The composite powder manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that an exhaust valve is provided in a connection pipe connecting between the vacuum vessel and the vacuum exhaust device.

【0016】請求項11に記載した複合粉末製造装置
は、真空容器と真空排気装置との間を接続する接続配管
にリーク弁を備えたことを特徴としている。
An eleventh aspect of the present invention is characterized in that a leak valve is provided in a connection pipe connecting between the vacuum vessel and the evacuation device.

【0017】以上のように本発明の目的は、(1)原料
粉末に均質に表面被覆を施すこと(2)原料粉末と被覆
材料との密着力を向上させること(3)ガス含有量を抑
制することの3つが主なポイントである。
As described above, the object of the present invention is to (1) uniformly coat the surface of the raw material powder, (2) improve the adhesion between the raw material powder and the coating material, and (3) suppress the gas content. There are three main points to do.

【0018】まず、粉体表面への均質な被覆方法である
が、容器内に原料粉末(または粉体)を入れ単に振動を
与えただけでは、一応、粉体全面への被覆は可能である
ものの、スパッタのターゲット径に依存する容器内位置
での被覆量の不均一が生ずる。また平板上で粉体を落下
させながらスパッタする方法では、十分なスパッタ量が
得られ無いという問題が発生する。
First, a method of uniformly coating the surface of the powder is described. However, the raw material powder (or the powder) is simply placed in a container and simply vibrated to cover the entire surface of the powder. However, a nonuniform coating amount occurs at a position in the container depending on the target diameter of the sputter. In addition, in the method of performing sputtering while dropping powder on a flat plate, there is a problem that a sufficient amount of sputtering cannot be obtained.

【0019】この様な観点から粉末容器を傾斜させなが
ら回転する方法が望ましいことを見いだした。この方法
によれば所定の傾斜角度を設定することにより、粉体は
容器表面に均一に分散した状態を造りだすことや、容器
底面の移動方向と粉体の移動が反対の領域に粉体を集め
ること、容器底面の移動方向と粉体の移動か同一の領域
に粉体を集めることも容易になる。
From such a viewpoint, it has been found that a method of rotating the powder container while tilting the powder container is desirable. According to this method, by setting a predetermined inclination angle, the powder can be uniformly dispersed on the surface of the container, or the powder can be moved to an area where the movement of the powder is opposite to the moving direction of the bottom of the container. It is also easy to collect and collect the powder in the same area as the movement direction of the powder on the bottom surface of the container.

【0020】この様な種々の状態を形成すると共に、容
器に振動を与え、更にパルス的な回転にすることによっ
て粉体の運動を一層活発なものとし、粉体表面の原料粉
末への均質な被覆添加か可能になる。
In addition to forming such various states, the movement of the powder is made more active by applying vibration to the container and making it rotate in a pulsed manner, so that the powder surface can be uniformly mixed with the raw material powder. Coating can be added.

【0021】次に、原料粉末と被覆材料との密着性であ
るが、通常のスパッタ法において基板加熱を行うのは既
存の技術である。この技術は粉体の表面に異種物質を付
着させる場合、必ずしも表面が平滑でないことや、均質
な温度分布を得られないことに起因する密着不良部分が
希に発生する。これを抑制するために、本発明では原料
粉末に被覆を施した後、装置内で再度非酸化性雰囲気に
て高温熱処理を行うか、被覆を終えた粉末を別の加熱炉
にて、不活性雰囲気にて、再度熱処理することによっ
て、原料粉末と被覆材料との密着度を向上させることか
できることを見いだした。
Next, regarding the adhesion between the raw material powder and the coating material, it is an existing technique to heat the substrate in a usual sputtering method. According to this technique, when a foreign substance is adhered to the surface of a powder, a poor adhesion portion rarely occurs because the surface is not always smooth or a uniform temperature distribution cannot be obtained. In order to suppress this, in the present invention, after coating the raw material powder, high-temperature heat treatment is again performed in a non-oxidizing atmosphere in the apparatus, or the coated powder is inertized in another heating furnace. It has been found that by performing heat treatment again in an atmosphere, the degree of adhesion between the raw material powder and the coating material can be improved.

【0022】次に、被覆工程によるガス含有量の増加で
あるが、これを抑制する手段として、被覆工程が完了し
た後、直ぐに高真空にて酸化が進行しない温度まで冷却
する方法を見いだした。
Next, as a means for suppressing the increase in the gas content due to the coating step, a method was found in which, immediately after the coating step was completed, a method of cooling to a temperature at which oxidation does not proceed immediately after the completion of the coating step was performed under a high vacuum.

【0023】本被覆方法の特徴のーつは、前述したよう
に、容器内の任意の場所に粉体をコントロール(制御)
できるということであり、装置的に言えば傾斜角度を白
由に設定できるという観点から振動機構とともに、容器
の回転をパルス回転にするというものである。
One of the features of the present coating method is that, as described above, the powder is controlled (controlled) at an arbitrary position in the container.
This means that the rotation of the container is set to pulse rotation together with the vibration mechanism from the viewpoint that the inclination angle can be set in a white manner in terms of the device.

【0024】更に、粉体と被覆層との密着性を強固にす
るために容器に加熱源を負荷すると共に、ガス成分を抑
制する目的て冷却機構をも付加することである。
A further object of the present invention is to load a heating source on the container in order to strengthen the adhesion between the powder and the coating layer, and to add a cooling mechanism for suppressing gas components.

【0025】更に、微粉末に対しては真空排気時に、粉
末が真空ポンプ系統に流出するのを抑制するために、ス
ローリーク弁やスロー排気弁を具備するのも特徴とな
る。また、排気系と粉体容器との界面に、コンダクタン
スを大きくするために金網などを設けることも有用であ
る。
Further, a feature of the present invention is to provide a slow leak valve and a slow exhaust valve in order to suppress the powder from flowing out to the vacuum pump system during evacuation of the fine powder. It is also useful to provide a wire net or the like at the interface between the exhaust system and the powder container in order to increase the conductance.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】次に本発明の複合粉末製造装置の
実施の形態を説明する。図1は複合粉末製造装置の構成
図、図2は粉体運動の原理を説明する説明図である。図
1において、粉末容器4鉛直線Kに対して予め定めた傾
斜角度θほど傾斜させ内側に原料粉末を搭載した皿状の
装置である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a composite powder producing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a composite powder manufacturing apparatus, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the principle of powder movement. In FIG. 1, it is a dish-shaped apparatus in which the raw material powder is mounted on the inside of the powder container 4 at a predetermined inclination angle θ with respect to the vertical line K.

【0027】ターゲット8は粉末容器4と対向して設置
され、真空蒸着を行なって粉末体表面に複合粉末を製造
して被覆する電極装置である。また、真空容器3はター
ゲット8と粉末容器4とを収納して内部を真空または不
活性ガス状態に保つ容器である。真空排気装置1は真空
容器3に接続配管をもって接続されており、真空容器3
の内部を真空引きするのに用いられる。
The target 8 is an electrode device which is installed opposite to the powder container 4 and performs vacuum deposition to produce and cover a composite powder on the surface of the powder. The vacuum container 3 is a container that houses the target 8 and the powder container 4 and keeps the inside in a vacuum or in an inert gas state. The evacuation device 1 is connected to the vacuum vessel 3 with a connection pipe.
Used to evacuate the interior of the

【0028】駆動装置5は粉末容器4と連結軸6などを
介して連結されて粉末容器4に機械的な運動を与える装
置であり、連結軸6が真空容器3の貫通部分は真空状態
が破られないように封鎖機構が施されている。
The driving device 5 is a device which is connected to the powder container 4 via a connecting shaft 6 or the like to give a mechanical movement to the powder container 4. A blocking mechanism is provided so that it cannot be closed.

【0029】即ち、真空排気装置1と例えばアルゴンな
どの不活性気体を導人する導人部2を備えた内径φ45
0mm程度の真空容器3に、内径φ300mm程度の粉
体容器4を設置している。そして、粉体容器4は粉体容
器4の下方に取り付けられて回転または振動を与える駆
動装置5に連結されており、粉体容器4が駆動装置5に
よって回転または振動を与えられるとき、粉体容器4の
中に投入されている粉体が流動する。
That is, an inner diameter φ45 provided with a vacuum exhaust device 1 and a guide portion 2 for guiding an inert gas such as argon.
A powder container 4 having an inner diameter of about 300 mm is installed in a vacuum container 3 having a diameter of about 0 mm. The powder container 4 is connected to a driving device 5 that is attached below the powder container 4 and applies rotation or vibration. When the powder container 4 is rotated or vibrated by the driving device 5, The powder charged in the container 4 flows.

【0030】また、真空蒸着機構として粉体容器4と対
向して電極を備えたターゲット8が設置されており、高
周波電源RFまたは直流電源DCなどを用いた電源装置
7がターゲット8に接続されている。そして、ターゲッ
ト8と粉体容器4は真空容器3の中に収納されている。
A target 8 having electrodes is installed as a vacuum evaporation mechanism facing the powder container 4, and a power supply 7 using a high-frequency power supply RF or a DC power supply DC is connected to the target 8. I have. The target 8 and the powder container 4 are stored in the vacuum container 3.

【0031】また、粉体容器4の下側面にはヒーターな
どを用いて加熱装置9や冷却装置10が取り付けられて
真空蒸着の効果を高める働きをしている。また、真空容
器3と真空排気装置1との間にはスローリーク弁などの
リーク弁12や、スロー排気弁などの排気弁11が備え
られており真空排気や不活性気体の作業性を良くするの
に使用される。
A heating device 9 and a cooling device 10 are attached to the lower surface of the powder container 4 using a heater or the like, and function to enhance the effect of vacuum deposition. Further, a leak valve 12 such as a slow leak valve and an exhaust valve 11 such as a slow exhaust valve are provided between the vacuum vessel 3 and the vacuum exhaust device 1 to improve workability of vacuum exhaust and inert gas. Used for

【0032】また、真空容器3と真空排気装置1との境
界には、金網を設けることも可能な構造になっている。
更に、駆動装置は、パルスモータなどを使用して断続す
る振動や回転を与えることも可能である。更に、粉体容
器3は粉体容器4と駆動装置5を連結する連結軸の傾き
角度θを鉛直線に対して0〜90度の任意の傾斜に設定
する機構を有することができる。
Further, at the boundary between the vacuum vessel 3 and the evacuation device 1, a wire mesh is provided.
Furthermore, the driving device can also apply intermittent vibration or rotation using a pulse motor or the like. Further, the powder container 3 can have a mechanism for setting the inclination angle θ of the connecting shaft connecting the powder container 4 and the driving device 5 to an arbitrary inclination of 0 to 90 degrees with respect to the vertical line.

【0033】以下、本発明の実施例の評価方法について
述べる。
Hereinafter, the evaluation method of the embodiment of the present invention will be described.

【0034】(1)粉末の被覆性 任意の粉末を採取し、EDX(エネルギー分散形X線装
置)にて任意の5カ所を定量分析し、被覆成分の被覆の
有無を調査した。完全に被覆が認められる場合の評価採
点を2点とし、僅かに認められる場合を1点とし、全く
認められない場合を0点とし、合計値の最大を10点と
してにて評価した。
(1) Coatability of Powder An arbitrary powder was sampled and quantitatively analyzed at any five locations by an EDX (energy dispersive X-ray apparatus) to examine whether or not the coating component was coated. When the coating was completely recognized, the evaluation was scored as 2 points, when it was slightly recognized as 1 point, when it was not recognized at all as 0 point, and the maximum of the total value was evaluated as 10 points.

【0035】(2)被覆ロットの均質性 任意の3カ所から粉末を採取し、湿式法にて被覆成分を
分析した。
(2) Homogeneity of Coating Lot Powder was collected from any three places and the coating components were analyzed by a wet method.

【0036】(3)被覆成分の密着性 被覆後の複合粉末を、#325メッシュ(44μm)の
ふるいをかけた後、(2)と同様の方法にて分析を行
い、(2)の分析値との差で評価した。
(3) Adhesion of coating components The coated composite powder was sieved through a # 325 mesh (44 μm) sieve, and analyzed in the same manner as in (2). And the difference was evaluated.

【0037】(4)ガス成分 原料粉末と被覆後の複合粉末を、それぞれ酸素分析し評
価した。
(4) Gas Components The raw material powder and the composite powder after coating were each subjected to oxygen analysis and evaluated.

【0038】次に、容器の回転、傾斜、振動に関する一
般的な事項について検討した。
Next, general matters relating to rotation, inclination, and vibration of the container were examined.

【0039】比較例1 粉体容器に平均粒径100μm
のCr(クロム)粉末を300g投入し、1×10−3
Paのオーダーの真空度まで真空排気したのち、Arを
導入し、排気系の弁を操作することにより1OPaのオ
ーダーの低真空を形成した。そして、容器を傾斜させな
い状態で、30rpmの回転数で粉末を運動させ、この
状態でφ80mmのAl(アルミニュウム)ターゲット
を使用し、350V−0.3Aの直流電源を使用して、
60分間60のスパッタを実施した。
Comparative Example 1 An average particle diameter of 100 μm was placed in a powder container.
300 g of Cr (chromium) powder was added, and 1 × 10 −3
After evacuating to a degree of vacuum on the order of Pa, Ar was introduced and a valve of the exhaust system was operated to form a low vacuum on the order of 1 OPa. Then, while the container is not tilted, the powder is moved at a rotation speed of 30 rpm. In this state, an Al (aluminum) target of φ80 mm is used, and a DC power supply of 350 V-0.3 A is used.
60 sputters were performed for 60 minutes.

【0040】実施例1 容器傾斜角度を30度とした以
外は、比較例1と同一条件にて複合粉末を製造した。
Example 1 A composite powder was produced under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the angle of inclination of the container was 30 degrees.

【0041】実施例2 容器傾斜角度を30度とし、3
0rpm(回転/分)の回転数で回転させると共に、1
Hz(1/秒)の割合で回転を停止させるパルス回転と
した以外は、比較例1と同一方法にて複合粉末を製造し
た。
Example 2 The container inclination angle was set to 30 degrees, and 3
While rotating at a rotation speed of 0 rpm (rotation / minute), 1
A composite powder was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the pulse rotation was stopped at a rate of Hz (1 / second).

【0042】実施例3 1Hz(1/秒)の周波数で軸
方向への振動を与えながら、実施例1の条件にて複合粉
末を製造した。
Example 3 A composite powder was produced under the conditions of Example 1 while applying vibration in the axial direction at a frequency of 1 Hz (1 / sec).

【0043】実施例4 1Hz(1/秒)の周波数で軸
方向への振動を与えながら、実施例2の条件にて複合粉
末を製造した。
Example 4 A composite powder was produced under the conditions of Example 2 while giving an axial vibration at a frequency of 1 Hz (1 / sec).

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】これらの評価結果を表1に示す。容器を傾
斜させない比較例1は粉末の被覆性、均質性ともに十分
な結果を得られなかった。これに対し容器を回転させた
もの、振動回転したもの、これらの振動を加えたもの、
はすべて良好な特性を示した。従って、容器を傾斜させ
た効果が明確である。
Table 1 shows the results of these evaluations. In Comparative Example 1 in which the container was not tilted, sufficient results were not obtained in both the coatability and homogeneity of the powder. On the other hand, what rotated the container, what rotated the vibration, what added these vibrations,
All showed good properties. Therefore, the effect of tilting the container is clear.

【0046】次に、スパッタ時及びスパッタ後の加熱に
関して検討する。
Next, heating during and after sputtering will be discussed.

【0047】実施例5 容器を100度Cに加熱しなが
ら、実施例3の条件にて複合粉末を製造した。
Example 5 A composite powder was produced under the conditions of Example 3 while heating the container to 100 ° C.

【0048】比較例2 実施例5にて製造した粉末を同
一容器にてスパッタと同一真空雰囲気にて500度C×
2時間の条件で加熱したのち粉末を取り出した。
Comparative Example 2 The powder produced in Example 5 was sputtered in the same container in the same vacuum atmosphere as the sputtering at 500 ° C.
After heating for 2 hours, the powder was taken out.

【0049】比較例3 実施例5にて製造した粉末を同
一容器にて1×10−3Pa(パスカル)のオーダーの
真空度まで真空排気した後、500度C×2時間の条件
で加熱したのち粉末を取り出した。
Comparative Example 3 The powder produced in Example 5 was evacuated to a vacuum of the order of 1 × 10 −3 Pa (Pascal) in the same container, and then heated at 500 ° C. for 2 hours. Thereafter, the powder was taken out.

【0050】実施例6 実施例5にて製造した粉末を同
一容器にて1×10−3Paのオーダーの真空度まで真
空排気した後、500度C×2時間の条件で加熱したの
ち、同一真空雰囲気にて400度C以下になるまで冷却
した後、粉末を取り出した。
Example 6 The powder produced in Example 5 was evacuated to a vacuum of the order of 1 × 10 −3 Pa in the same container, heated at 500 ° C. for 2 hours, and then heated to the same pressure. After cooling to 400 ° C. or less in a vacuum atmosphere, the powder was taken out.

【0051】実施例7 実施例5にて製造した粉末を同
一容器にて1×10−3Paのオーダーの真空度まで真
空排気した後、500度C×2時間の条件で加熱したの
ち、同一真空雰囲気にて100度C以下になるまで冷却
した後、粉末を取り出した。
Example 7 The powder produced in Example 5 was evacuated in the same container to a degree of vacuum of the order of 1 × 10 −3 Pa, and then heated at 500 ° C. for 2 hours. After cooling to 100 ° C. or less in a vacuum atmosphere, the powder was taken out.

【0052】実施例8 実施例5にて製造した粉末を別
の加熱炉にて1×10−3Paのオーダーの真空度まで
真空排気した後、500度C×2時間の条件で加熱した
のち、同一真空雰囲気にて100度C以下になるまで冷
却した後、粉末を取り出した。
Example 8 The powder produced in Example 5 was evacuated to a vacuum of the order of 1 × 10 −3 Pa in another heating furnace, and then heated at 500 ° C. for 2 hours. After cooling to 100 ° C. or less in the same vacuum atmosphere, the powder was taken out.

【0053】比較例4 実施例5にて製造した粉末を別
の加熱炉にて1×10−3Paのオーダーの真空度まで
真空排気した後、1000度C×2時間の条件で加熱し
たのち、同一真空雰囲気にて100度C以下になるまで
冷却した後、粉末を取り出した。
Comparative Example 4 The powder produced in Example 5 was evacuated to a degree of vacuum of the order of 1 × 10 −3 Pa in another heating furnace, and then heated at 1000 ° C. for 2 hours. After cooling to 100 ° C. or less in the same vacuum atmosphere, the powder was taken out.

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】表2の実施例3、5および比較例2、3が
示すように、容器の加熱をによって密着性は改善れる
が、熱処理条件を厳選しなければ酸素含有量が増加する
傾向にあることが判明した。これを補う方法として実施
例6、7、8から判るように、充分高真空な雰囲気にて
加熱することと、充分に冷却することか重要であること
か判る。更に、比較例4に示すように加熱温度を複合粉
末の融点以上に挙げると良好な複合粉末を得られないこ
とも判る。
As shown in Examples 3 and 5 and Comparative Examples 2 and 3 in Table 2, the adhesion is improved by heating the container, but the oxygen content tends to increase unless the heat treatment conditions are carefully selected. It has been found. As can be seen from Examples 6, 7, and 8 as a method for compensating for this, it is understood that heating in a sufficiently high vacuum atmosphere and sufficient cooling are important. Furthermore, as shown in Comparative Example 4, if the heating temperature is set to be equal to or higher than the melting point of the composite powder, it can be seen that good composite powder cannot be obtained.

【0056】次に、容器の傾斜角度に就いて検討する。Next, the inclination angle of the container will be examined.

【0057】比較例5 容器傾斜角度を10度とした以
外は実施例3と同じ条件にて実施した。実施例9 容器
傾斜角度を40度とした以外は実施例3と同じ条件にて
実施した。実施例10 容器傾斜角度を70度とした以外
は実施例3と同じ条件にて実施した。
Comparative Example 5 An experiment was performed under the same conditions as in Example 3 except that the container inclination angle was changed to 10 degrees. Example 9 Example 9 was performed under the same conditions as Example 3 except that the container inclination angle was set to 40 degrees. Example 10 Example 10 was performed under the same conditions as Example 3 except that the container inclination angle was 70 degrees.

【0058】[0058]

【表3】 [Table 3]

【0059】表3からわかるように、容器傾斜角度が小
さい比較例5では粉末の流動性が充分でないためか被覆
性にばらつきが認められた。逆に、容器傾斜角度が大き
い実施例10では粉末は均質に被覆されてはいたが、ス
パッタ率が落ちる傾向にあった。これらの中間の傾斜角
度である実施例3、9は良好な特性を示した。従って、
粉末対して有効な傾斜角度かあることが判明した。
As can be seen from Table 3, in Comparative Example 5 in which the container inclination angle was small, there was a variation in the coatability probably because the fluidity of the powder was not sufficient. Conversely, in Example 10 in which the container inclination angle was large, the powder was uniformly coated, but the sputtering rate tended to decrease. Examples 3 and 9, which have an intermediate inclination angle between these, exhibited good characteristics. Therefore,
It has been found that there is an effective tilt angle for the powder.

【0060】次に、粉末に対する検討を行う。Next, the powder will be examined.

【0061】比較例6 平均粒径が3μmのW(タング
ステン)粉末を500g投入した。そして容器傾斜角度
を30度とし、他は実施例3と同一条件にて実施した。
実施例11 容器傾斜角度を40度とし比較例6と同一条
件にて実施した。
Comparative Example 6 500 g of W (tungsten) powder having an average particle size of 3 μm was charged. And it carried out on the same conditions as Example 3 except the container inclination angle being 30 degrees.
Example 11 The experiment was performed under the same conditions as in Comparative Example 6 except that the container inclination angle was 40 degrees.

【0062】実施例12 容器傾斜角度を60度とし比較
例6と同一条件にて実施した。
Example 12 The experiment was carried out under the same conditions as in Comparative Example 6, except that the angle of inclination of the container was 60 degrees.

【0063】実施例13 容器傾斜角度を80度とし比較
例6と同一条件にて実施した。
Example 13 The experiment was carried out under the same conditions as in Comparative Example 6 except that the angle of inclination of the container was 80 degrees.

【0064】[0064]

【表4】 [Table 4]

【0065】表4からわかるように、絶対的な傾斜角度
の相違はあるものの、前述のCr粉末の実施例と同様な
傾向が得られた。即ち、容器傾斜角度か小さい比較例6
では粉末の流動性か充分でないためか被覆性にばらつき
か認められた。逆に、容器傾斜角度が大きい実施例12
では粉末は均質に被覆されてはいたがスパッタ率が落ち
る傾向にあった。これらの中間の傾斜角度である実施例
11、12は良好な特性を示した。
As can be seen from Table 4, although there is an absolute difference in the inclination angle, the same tendency as in the above-described Cr powder example was obtained. That is, Comparative Example 6 in which the container inclination angle was small.
It was recognized that the fluidity of the powder was not sufficient and that the coatability was uneven. Conversely, Example 12 in which the container inclination angle is large
Although the powder was uniformly coated, the sputtering rate tended to decrease. Examples 11 and 12, which have an intermediate inclination angle, exhibited good characteristics.

【0066】前述のCrの実施例と併せて粉末対して有
効な傾斜角度かあることか判明した。
In conjunction with the above-described Cr example, it was found that there was an effective inclination angle for the powder.

【0067】なお、比較例6、実施例11、12、13
を実施中に、容器に具備しているスローリーク弁を使用
せずに、真空排気と真空リークを実施した後、容器内を
観察したところ、粉体飛散が著しい状態であった。ま
た、排気系に繋がる真空配管には多くの粉末か残存して
おり、ここに金網を設けることによって真空排気系への
粉末の飛散を抑制できることも判明した。
Incidentally, Comparative Example 6, Examples 11, 12, and 13
During evacuation and vacuum evacuation without using the slow leak valve provided in the container, the inside of the container was observed. In addition, it has been found that a large amount of powder remains in a vacuum pipe connected to the exhaust system, and that a wire mesh can be provided to suppress scattering of the powder into the vacuum exhaust system.

【0068】また、本実施例では、スパッタ法による実
施例のみの記述であるが、イオンプレーティングのよう
な他の真空蒸着法にても同様な結果を得られることは明
白である。
In this embodiment, only the embodiment using the sputtering method is described. However, it is apparent that similar results can be obtained by another vacuum deposition method such as ion plating.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明により、均質かつ界面強度の強い
複合粉末を製造することのできる複合粉末製造装置を提
供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an apparatus for producing a composite powder capable of producing a homogeneous composite powder having a high interfacial strength.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す複合粉末製造装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a composite powder production apparatus showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の作用を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空排気装置 2 導入部 3 真空容器 4 粉体容器 5 駆動装置 6 連結軸 7 電源装置 8 ターゲット 9 加熱装置 10 冷却装置 11 排気弁 12 リーク弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum exhaust device 2 Introducing part 3 Vacuum container 4 Powder container 5 Drive device 6 Connecting shaft 7 Power supply device 8 Target 9 Heating device 10 Cooling device 11 Exhaust valve 12 Leak valve

フロントページの続き (72)発明者 山本 敦史 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 草野 貴史 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内Continued on the front page (72) Inventor Atsushi Yamamoto 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Toshiba Fuchu Plant Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Kusano 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside Fuchu Plant

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鉛直線に対して予め定めた傾斜角度ほど
傾斜させ内側に原料粉末を搭載した皿状の粉末容器と、
この粉末容器と対向して設置され真空蒸着を行なって粉
末体表面に複合粉末を製造して被覆するターゲットと、
このターゲットと前記粉末容器とを収納して内部を真空
または不活性ガス状態に保つ真空容器と、この真空容器
に接続されて前記真空容器の内部を真空引きする真空排
気装置と、前記粉末容器と連結されて前記粉末容器に機
械的な運動を与える駆動装置と、を具備してなる複合粉
末製造装置。
1. A dish-shaped powder container in which a raw material powder is mounted on the inside by being inclined by a predetermined inclination angle with respect to a vertical line,
A target that is installed to face the powder container and performs vacuum deposition to produce and coat a composite powder on the powder body surface,
A vacuum container containing the target and the powder container and keeping the inside in a vacuum or inert gas state, a vacuum exhaust device connected to the vacuum container to evacuate the inside of the vacuum container, and the powder container; A driving device connected to apply mechanical motion to the powder container.
【請求項2】 前記機械的な運動に回転運動と振動運動
のいずれかを含むことを特徴とする請求項1に記載した
複合粉末製造装置。
2. The composite powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the mechanical movement includes one of a rotating movement and an oscillating movement.
【請求項3】 前記機械的な運動にパルス回転運動とパ
ルス振動運動のいずれかを含むことを特徴とする請求項
1に記載した複合粉末製造装置。
3. The composite powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the mechanical movement includes one of a pulse rotation movement and a pulse vibration movement.
【請求項4】 前記傾斜角度を前記原料粉末の流動性を
充分に制御可能な0度から90度までのいずれかに調整
して設定できることを特徴とする請求項1乃至請求項3
に記載した複合粉末製造装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the inclination angle can be set by adjusting the flow angle of the raw material powder to any one of 0 to 90 degrees which can sufficiently control the fluidity of the raw material powder.
2. The composite powder production apparatus described in 1. above.
【請求項5】 前記不活性ガス状態を低圧アルゴン封入
状態としたことを特徴とする請求項1乃至請求項4に記
載した複合粉末製造装置。
5. The composite powder production apparatus according to claim 1, wherein the inert gas state is a low-pressure argon-filled state.
【請求項6】 前記粉末容器に取り付けられた加熱装置
を備え、前記粉末容器が加熱された状態で真空蒸着され
ることを特徴とする請求項1乃至請求項5に記載した複
合粉末製造装置。
6. The composite powder manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a heating device attached to the powder container, wherein the vacuum evaporation is performed while the powder container is heated.
【請求項7】 前記粉末容器に取り付けられた冷却装置
を備え、真空蒸着によって被覆した後、前記真空容器が
400度C以下になるまで、10−2Pa以上の高真空
雰囲気で冷却することを特徴とする請求項1乃至請求項
6に記載した複合粉末製造装置。
7. A cooling device attached to the powder container, wherein after coating by vacuum deposition, cooling in a high vacuum atmosphere of 10 −2 Pa or more until the vacuum container becomes 400 ° C. or less. The composite powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項8】 前記真空蒸着によって被覆した後、前記
複合粉末が溶融しない温度以下で、しかも10−2Pa
以上の高真空雰囲気の中で前記複合粉末を熱処理するこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項7に記載した複合粉
末製造装置。
8. After coating by vacuum deposition, at a temperature below the temperature at which the composite powder does not melt, and at 10 −2 Pa
The composite powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the composite powder is heat-treated in the high vacuum atmosphere.
【請求項9】 前記真空蒸着によって被覆した後、前記
複合粉末が溶融しない温度以下で、しかも非酸化性雰囲
気の中で前記複合粉末を熱処理することを特徴とする請
求項1乃至請求項7に記載した複合粉末製造装置。
9. The composite powder according to claim 1, wherein after being coated by the vacuum deposition, the composite powder is heat-treated at a temperature lower than a temperature at which the composite powder does not melt and in a non-oxidizing atmosphere. The described composite powder production equipment.
【請求項10】 前記真空容器と前記真空排気装置との
間を接続する接続配管に排気弁を備えたことを特徴とす
る請求項1乃至請求項7に記載した複合粉末製造装置。
10. The composite powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein an exhaust valve is provided in a connection pipe connecting between the vacuum vessel and the vacuum exhaust device.
【請求項11】 前記接続配管にリーク弁を備えたこと
を特徴とする請求項1乃至請求項10に記載した複合粉
末製造装置。
11. The composite powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a leak valve is provided in the connection pipe.
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