JPS58153709A - 金属微粒子製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種金属の粒径が５０μ以下の微粒子７は１
μ以下の超微粒子を製造するための装置に関する。

金属微粒子、殊に金、萬超微粒子は、磁気的、光学的、
市、気的及び熱′覗導的等の各種特性、さらには反応性
や焼結性等において、通常の金属塊とは全く異る優れた
性質を示し５、粉衣冶金、磁性、触媒、耐熱、極低温、
溶接及びｖＰｉ療等の多様な分野において優れた材料と
し、て利用でき、近年各方面で注目されている１３ しかしながら、従来、連ん〜；的Ｖこかつ効率良く大量
に金１１高微ｈγ子を製造できる装置が無く、丁：業的
規模でかつ採算の合う状恵で＊属微粒、子を製造できる
実用的装置の開発が強く静望されている実情にある。

さらに詳述すると、従来の金属微粒子ＡＪ逍装置の代表
的なものは次のノ１１１りである。

ビ）蒸発方式（第５図参照） 加熱コイルｃｉｌｌによりルツボ（３り内の金属を溶ｌ
ｆｉ！ｌｌ蒸発させ、ボンベ（３３１からの不活性ガス
を封入させたケースは内で蒸発金属をｊ敏粒子化させ、
不活性ガスによって送られてくる金属微粒子を捕集器（
３５１で回収するように構成した装置っ （ロ）　アーク方式（第６図参照） ′４４ｉｉｉ　（４１；＋）、（４１ｂ）間でのアーク
放電によって金属（財）を溶融させると共に、ボンベ（
４２ａ　）からの不活性ガス及びボンベ（４２ｂ）から
の水＄をγ−ス（４３）内に封入して、溶融金属をそれ
に溶は込んだ過飽和な水素の放出に伴って微粒子化させ
、ガスによって送られてくる金尾微粒子ｅ捕巣器（４４
１で回収するようＶＣ構成した装置。

つまり、上記（イ）、（ロ）の装置はいずれも、バッチ
方式であり、筐だ、温度や圧力によって律速される金Ｍ
蒸発や水素放出を利用ｊ〜でいるため大騒処理が困錐で
ある。

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、金属微粒子を連続
的にかつ大獣に製造できる装置を提供することにある。

本発明による装置の特徴構成は、金属材料を加熱溶融す
るアーク放′市部を高速駆動型回転体に設け、ｔＪｔｒ
記アーク放電部にその回転状態で金側材料を供給する経
路を設け、前記アーク放電部に臨む隔壁に、金属溶融物
を遠心力により放出する微小孔を回設し、前記回転体の
外周部に、前記微小孔から放出される金属改融物を衝突
により微・Ｎｌｌ化する周壁を設け、Ｉｆｆ記周壁に利
する強制冷却装置を設け、前記回転体と周壁の曲から金
属微粒子を回収する経路を設けである。

上記特徴構成による作用効果は次の通りである。　つ葦
り、 （１）供給経路からアーク放電部に金Ｘ祠料を連続的あ
るいは断続的に供給すると、アーク放電部で溶融した金
属を、連続的に微小孔から周壁に向かって、かつ、周壁
全周にわたって分散した状梅で高速放出でき、強制冷却
きれた周壁の作用で溶融金属を凝固させると共に微め″
量子化でへ、その金属微粒子を回収経路か；）隼砧Ｊ　
ｒｇｌ　ｉｃ　’、ｉｒｌ　ＩＩＹ　テ’；：　／’、
Ｉ　Ｊｉ　−Ｃｈす、シＹ−”ｌ装置（“は不可能であ
った。金属微粒子の連娩的袈ＪＩＩｉ′を１ 行えるようになった。

（２）金属溶融物をその回転に伴う極めて大きな遠心力
によって微小孔に灯り、て通過をせるから、たとえ微小
孔の径を極めて小さくしてもｔ１１夾にかつ高速で金属
溶融物を放出でき、しかも、極めて大きな衝撃力が得ら
れる周壁との衝突によって金属を微粒子化させるから、
金属微粒子を、たとえ１μ以ドの超微粒子であっても、
犬は製造できるようになった。

牌約すれば、近年多くの産業分野で有用材料として注目
されている極めて粒径の小さい金属微粒子を、連続的に
かつ処理能力が飛躍的に増大した状態で製造できる実用
的価値の顕著な装置を完成できるに至ったのである。

次に、第１図及び第２図により実施例を説明する。

原動機（１）及び増速機（２）により例えばｌｏＯ’０
ないし１１００００ｒｐもの高速で駆動される回転体（
３１を、セラミック等の耐熱材（８ａ）を主体に形成し
て、縦軸芯［Ｆ］周りで回転する状態で１−ス（４）内
に設け、回転体（３１に、それに対して横一側方に（扁
−った状態で−Ｆ向き開口した四部（５）を形成すると
共に、その四部（５）のうちｌｔｉ記縦軸芯（Ｐｉから
最も離れた箇所にアーク放電部（５ａ）を形成するため
の一対のアーク−極（６ａ）、（８ｈ）を設けて、京料
ホッパー（７）から定量フィーダ（８）付供給経路（９
）により凹部（５１（て供給される塊状や予備破砕した
金属材料を、アーク放電部（５ａ）において加熱溶融す
るように構成しである。　供給経路（９）の出口を回転
体（３１０回転中心部に形成した円錐状部分（８ｂ）に
対向させて、アーク放電部（５ａ）にその回転状態で供
給経路（９）から金属材料を連続的あるいは断続的に供
給できるように構成しである。　アーク１極（Ｂａ）、
（Ｂｂ）夫々を一対の導電リング（１０ａ　）　、　（
１０ｂ）に各別に埋設配線（ｌｌａ）。

（ｌｌｂ）　Ｋより接続すると共に、電源装置（１２１
に接続された一対の導電ブラシ（１８ａ）、（］！３ｂ
）を導電リング（１０ａ）、（１０ｂ）に各別摺接させ
るように設けて、アーク放電を連続＋ｂ＋あるいは断続
的に継続できるように構成しである。　回転体（３１に
、その熱損傷を防止するための流体室（１４）を形成す
ると共に、ガス文は水等の適宜冷却用疏、体の供給管（
１５ａ）及び排出管（１５ｂ）を、ロータリージヨイン
ト（ＩＢａ）、（’１５ｂ）及び埋設’ｆ　（１７ａ）
、（１７ｂ）によ−って流体室（１４１に接続しである
。　−−ｂのアーク電極（ｔ３ａ）を人為的に出入操作
自在に取付けて、そのアーク゛、ゼ榛（６ａ）の消耗に
かかわらず、両アーク蜜極（６ａ）、（ｂｂ）の間隔を
適正１″Ｓ維持できるように構成してあり、１１１′）
５、自動釣にア一り′電極（（Ｉａ）を適正１″Ｓ維持
のために押出す機構を設けることも目」酸である。　ク
ーース（４）を密閉構設に形成すると共に、金５闇側利
の酸化を防ぐためのア・レゴンやヘリワム等の不活性ガ
ス、あるいはそれら不活性ガスの複数種を混合したガス
、めるいはそれらに水素ガスを加えたものを供給する装
置ｆｉ＃　１１８１分ケース（４］に接続してちる。

曲とアーク放・逝都（５ａ）に臨む隔壁に、アーク放電
部（５ａ）で溶融された金−をその回転に伴う遠心／）
（１こよ′つて放出するための微小孔（１９）、例えば
直径”゛故１　ｎ　Ｌ、　３　ｗ程度０壬１１・１を貫
設置、７・前１．ケース（４）の固壁（４ａ）に微小孔
（１９）から放出される溶融金属を衝突させるように構
成し、周壁（４ａ）の外側向に全面にわたって臨む流体
室１廊を、水等の適宜冷却用流体の供給路（２’ｌ　ａ
　）及び排出路（２１ｂ）に接紛した状態で形成し、も
って、溶融金５ｗＡを、周４ｉ＝（４，２）との接触に
よる冷却及び周壁（４ａ）との高速衝突による微細化の
相判によって＃粒子に、望ましくは粒径か１μ以下の超
微粒子に変えるように構成しである。

ろ紙代や電気集塵式等の固気分離器（２２１を備えた金
属微粒子回収経路Ｃ４）を曲記ｒ−ス（４）に接続し２
て、ｒＩ前記回転体（３）と周壁（４，ａ）の間から金
属微粒子を連続的（（取出せるようＩｃ構成し、また、
回転体ｔ３１の外周面一ド部（８ｃ〕を、下拡がり形状
に形成すると共に回収経路（ｎ＋の人口近く１で延設し
て、金属政粒子の回収を円滑に行えるように構成し７て
凌）る。

対象とする金属材料は、鉄′や６種非鉄金属の純金属、
あるいけ各種合金、さらには純金属や合金中に、例えば
酸素１：１や窒素や炭素等の非金属尤素あるい（叶例え
ば酸化物や窒化物や炭化物等の非金喘化合物を含ませた
もの等、いかなる神頼でもよい。

前記周壁（４ａ）文は回転体＋３１の周囲ガスの温度は
、対象とする金属材料の溶融温度に応じて適宜設定する
が、一般的には溶融温度よりも８０ないし８００℃程度
低い温度にすれば十分である。

次に別の実施例を示す。

回転体（３）を構成するに、第３図に示すように、強制
冷却構成を省略して、単に耐熱材（８ａ）の作用で熱的
強度を備えさせてもよく、その他共体的構造において適
宜変更を行うことが可能であり、そして、回転体（３）
の回転軸芯（Ｐｌの向きは不問である。

周壁（４ａ）を形成するに、第８図に示すように、下拡
がり状に傾斜させて、金属微粒子の排出を一層迅速かつ
円滑に行えるようにしてもよく、また、ゲース構成部材
では無い別の構造体によって形成させてもよく、その龍
谷稀の構造及び形状等での設計変更が＝Ｔ能である。

周壁（４ａ）を冷却するに、例えば各種タイプの冷凍機
や低温液化ガス供給装置を付設する等の設備変更が可能
であり、それら各種設備を強制冷却装置ｔ（支））と総
称する。

アーク放′庫部（５ａ）を形成するに、第４図に示すよ
うに、２組のアーク電極（６ａ）、（ｆ３ｂ）対を設け
て、１個の回転体＋３＋の２箇所ＶＣ配置したり、ある
いは、３箇所以上ＶＣ配置したりすることかでき、その
他、アーク放電部（５ａ）の位置や形状は自由に変更で
きる。

微小孔（Ｉ９）を形成するに、１個のアーク放電部（５
ａ）に対して複数個の微小孔（１９）を配置したり、複
数個のアーク放電部（５ａ）に臨むように１時の微小孔
（１０濯置する等の配濯暑ゞ史、あるいｖ′：Ｊ：＋杉
状変更等が可能である。

アーク−放電部（５ａ）に金属材１ｐＪｒを供給する経
路（９）、及び、回転体（３１と周壁（４，ａ）の間か
ら金属微粒子を回収する経路□□□は、大々具体構成、
〔４本数等において設計変更自在である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明ＶＣ＜糸る実施例を示し、
第１図は一部縦断概略正面図、第２図は第１図のＩｆ−
ＩＴ　、裁断面図、第８図は別実施例の一部縦断側、略
正面図、第４図はさらに別の実施例の第２図相当断面図
である。　第５図及び第６図は夫々各別の従来装置を示
す概略図である。 ＋３１・・・・・・回１疎体、（４ａ）・・・・・・周
壁、（５ａ）・・・・・・アーク放゛ポ部、（９）・・
・・・・供給経路、（摂・・・・・・微小孔、（°仰・
・・・・強制冷却装置ｆｉ、Ｉ、１３・・・・・・回収
経路。 ４０− 第　２図。 自発　手続補正書 昭和Ｊｌ’ｌ　　７月５１（ １事件の表ンＪ（ 昭和５７で１゛　特　　　　　願　第　　８５６１０　
　　弓２　発明の６任・ 金属微粒子製造装置 ３　補正をする右 事件との関係　特　　　　許　出願人 ４代理人 ７、　補正の内容 昭和１書第２頁下からＶ行目の１直径が数ないしｊ　Ｔ
ＩＮ程度」を「自在が数μないし、１　ｍお程度Ｊ　ｖ
ｃ訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属材料を加熱＠融するアーク放電部（５ａ）を高速駆
   動型回転体（３）に設け、前記アーク放電部（５ａ）Ｖ
   Ｃその回転状舎で金属材料を供給する経路（９）を設け
   、前記アーク放電部（５ａ）に臨む隔壁に、金属溶融物
   を遠心力により放出する微小孔・１９＋を貫設し、前記
   回転体、３）の外周部に、前記微小孔（ｌｊから放出さ
   れる金属溶融物を衝突により微細化する８壁（４ａ）を
   設け、前記周壁（４ａ）に対する強制冷却装置・廓を設
   け、面記回転体（３）と内壁（４ａ）の間から金属微粒
   子を回収する経路１乃を設けてちる餌を特徴とする金属
   微粒子製造装置。