JPS58224102A - 合金粉体の製造方法 - 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】 この発明に、均質な合金ｋＷ造することができる合金粉
体の成造方法に関する。

近年、酸化亜鉛形バリスタに、その優り、た電圧・電流
特性から各方面で使用され、例えば、酸化亜鉛に酸化ビ
スマス等の添加物を加えた原料を、周知のセラミック技
術、即ち粉砕、混合、造粒、成形、焼結等の一連のプロ
セス全経て型造されている。

しかし、工業的に用いられる酸化ビスマスやその曲の添
加物の多くに、平均粒径が教師以上と大きく、しかも純
度の高いものを入手することに困難でめつ几０このため
、原料の粉砕や混合の工程には多くの労力と時間を必要
とし、最終的に得られｔバリスタも均一性が悪く、バリ
スタ特性の向上が困難であるという欠点があった。

この発明ａ上記に鑑みてなされたもので、２種以上の元
素を合金溶湯とし気体とともに噴射することによって酸
化された合金粉体を構成するようにした合金粉体の製造
方法を提供する。

酸化亜鉛（ＺｎＯ）　７１１、金属亜鉛（Ｚｎ）Ｉｆ蒸
発酸化させることによって製造され、高純度のものが得
られるが、これを単純に亜鉛（Ｚｎ）合金に適用するこ
とばできなかった。即ち、金属亜鉛（ｚｎ）とビスマス
ｌｉ）その他の添加元素とは、熱物理的性質、例えば融
点、沸点、蒸気圧等の相違から、亜鉛（Ｚｎ）合金に蒸
発性全適用しても、さきに亜鉛（Ｚｎ　）が蒸発し、添
加元素にほとんどスラッジとして残ってしまうｏしかし
、合、金を利用−ｔ“ることは、各添加金属がその酸化
物より高純度のものが得やすいこと、最終的に酸化雰囲
気での焼成段階で必要な程度に酸化に進み得るので、酸
化物粉ｅ　　体として約９０％以上の酸化率が達成され
ていればよいこと、等と併せて平均粒径が１μｍ以下の
粉体が得られやすいこと、及び物理的な混合がより均一
に進められること等の点で魅力的な方法といえる。

酸化物がバリスタの特性に有効役作用を有する金属元素
、例えばビスマス（Ｂ１）、コバル）　（Ｃｏ）、マン
ガン（Ｍｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、クロム（Ｃｒ　）
、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ
）、アルミニウム（Ａ／）等々１４．５００〜６００℃
の温度で金属亜鉛（Ｚｎ　）に均一に固溶する。（７，
ｎ　−ＢＩＧ’！偏晶反応があり５００℃でニＢｉ数％
以上で２液分離が起るが）ただし、この温度での金属亜
鉛（Ｚｎ　）の蒸気圧はやや大きいので、蒸発抑制また
ａ黄銅溶解のように配合補正が必要でめる０また、重力
偏析も起しやｔいので、溶湯會十分に攪拌することが均
一性を高めるために必要である。

このような均一な合金溶湯から均質な合金粉体、即ち、
酸化亜鉛（ＺｎＯ）、液化ビスｉス（Ｂｉ２０３）等（
それぞれ他元累をいくらか固溶しているが）のそれぞれ
の微粉が均□−に混合されている粉体？　　　７得＾に
は、合金溶湯全溶湯の状態で直接又ａ−たん急冷凝固（
急冷すると偏析が防止される）させ、線材等に加工した
後適用な温度になるまで再加熱する。蒸発地点は加熱さ
れた合金が蒸発し、噴射除去さハ、る条件？満す。すな
わち、合金から金属亜鉛（Ｚｌｌ　）が急速に蒸発し、
媒体すなわち金属亜鉛（Ｚｎ）がなくなった添加金属が
、液体又に固体の合金徹粒早となった状態で、気体噴流
ＫＪ：つ′て噴射さ：Ｍ、　？３却さｉｌ、る。また気
体噴流【でに、合金粉体を収容する地点までの温熱、流
速条件等で酸化率９０％以上？達成するのに必要な酸素
（０２）を添加させる。

蒸発地点ば同足していて合金が単位時・間に噸門供給さ
れてもよく、又逆に合螢が固定され蒸発地点が移動して
もよく、モらに双方ｖｒ−移動芒せてもよい０ 蒸発地点への熱供給に、例えばＬＰガス−酸素焔、高周
波市原、レーザ光等必要なエネルギー密度（エネルギー
供船速度）が高速気体ｆ）存在下で確保できるものであ
れはよい。噴流気体は熱源に高周波市、源、ｌ、′−ザ
光を用いるときは、高圧の酸素ガスあるいは圧縮空気で
もよく、燃焼焔の場合ホ、酸素エンリッチが必要でめｈ
６ なお、酸化率９０％以上とげ、個々の金属が９０％以上
鼠化されていることを必要とするのでなく、酸化されや
すい金属が１００％近く酸化され、酸化さ１ｔｖｒ：＜
い金属は９０％未満の酸化率でも、合金全体の９０　ａ
ｔ％が酸化物に転化しておれは工い０酸化率が９０％未
満でるると、焼結時の酸化による膨張が、空隙を埋める
効果を越えて、逆に内部と外部の酸化程度の時間的ずれ
に起因するわれなど奮起１−０ 蒸発地点への合金供給は、溶湯状態ｒＣよるもσ）が経
済的であるが、金Ｍ４亜鉛（２０）の補正転が大きく、
ノズルの管理が面倒でろる０又、−たん固化して再溶解
させるものは、供給速度の制御が容易でおる。したがっ
て、適用する規模等を考慮して、最適の方法ケ選択すれ
ばよい０ このようにして製造された合金粉体σ、酸化亜鉛形バリ
スタの製造プロセスとして従来から使用さｈているもの
に、造粒工程から入ることができるＯ造粒工程でに、有
機バインダ等との混線において、混合機能も付加される
。

つぎに実施例について説明する。

ビスマス（Ｂｉ）ｌａｔ％、コバルト（Ｃｏ　）　１　
ａｔ％、”ｆンガｙ　（Ｍｎ）　０．５　ａｔ％、アン
チモン、Ｃ８ｂ）２ａｔ。

％、クロム（Ｃｒ）　ｌ　ａｔ　９６　、金属亜鉛（Ｚ
ｎ）残部とした配合で、合計１３５　ｇの原料をアルミ
ナ製のるつぼに入れて５００℃で溶解し、十分に攪拌し
た合金溶湯を、原石２　ｍｍのアルミニウム板を約４　
ｍｍの半径で６０°に折曲げ、両端全アルミニウム板で
せき止め溶接した長さ約４００ｍｍの飛型の簡易鋳型に
流し込み、これ全凝固させて棒状の合金全構成した〇 この合金を第１図に示す噴射装置で噴射させた。

図において、ＩＩＩＨ合金を蒸発させる蒸発室、（２１
ｒｚ合金を供給する供給口、（：ｌｌｒ！蒸発室＋１１
と連結された噴射室、（４）に蒸発室１１１と噴射室（
３）との間に設けられた圧力室、＋５１Ｈ圧力室（４）
へ所定の圧力流体を’　　＃＃ｆ４＃＃０、＋ｅ＞　ｒ
ｃ　ｉカヤ、４．。□４．５□、１１ 圧力流体を噴射室（３）の端部に同って噴出させる複数
個の噴出穴、（７）に噴射室（３１の端部に設けられた
衝立、（８１ｔＸ合金粉体を収容する容器、（９）ｒｘ
バーナ、（ｌＯ）に供給口（２）に挿入された棒状の合
金である。

バーナ（９１ＶＣＬＰガスを約３００　／／ｈで供給し
ＬＰガス−酸素焔で燃焼させ、合金１８）　ｔｌ−蒸発
が適当に行われるように上下して調整し、供給口（５）
へ圧力が５ｋｇ／ｃｍ　　以上の酸素又は望見を送り、
噴出穴（６１から約０．５　Ｎｍ　／ｍｉｎで噴射室（
３）の端部に向って噴出させる。これによって、蒸発室
ｉｌ＋が減圧され溶解された合金（１０）に粉体（１０
ａ）となり、衝立（７）に追って噴射される０゛合金粉
体（１０ａ）　ｒ［衝立（７）に衝突して落下するか、
又に自重で落下し、容器（８）に収容される。

このようにして得られた合金粉体（１０ａ　）約５０ｇ
を、パワーミルによる造粒工程以下通常のセラミック製
造プロセスで焼結バリスタに仕上げた。また、実施例の
バリスタと比較するために、従来の方法で酸化ビスマス
（Ｂｉ２Ｏ３）　０．５　ｍｏｌ　５ｉｉ！ｉ、酸化コ
バルト（ＣＯ２０３）　０．５　ｍｏ／％、酸化マンガ
ン（ＭｎＯ）　　　　′０、５　ｍｏ１％、酸化アンチ
モン（５ｂ２０３　）　１．０　ｍｏ１％、酸化クロム
（Ｃｒ２０３）　０．５　ｍｏｌ　９６、残部全酸化亜
鉛（ＺｎＯ）の配合で焼結バリスタ全製作した〇谷バリ
スタの重圧−電流特性ケそれぞれ測定し第２図の特性曲
線を得た。図のものに横部に電流を縦軸に電圧ｔそれ−
そ゛れ対数で示している。これによると実＆ｉツリのも
のに、従来製法によるものよりも安定した特性倉示し友
。各バリスタの走査電子顕微鏡写真ＦＪ第３図及び第４
図に示すとおりで、実施例による第３ｒＡのバリスタが
従来のＮＥ４図のバリスタエ９も均一性が同上し女こと
が明らかでる／ｂ□ 上記実施例では、小規模で酸化物の混会粉体全羨造した
が、上述の方法で規模を拡大すれば、従来の製造プロセ
スで、ボールミル・粉砕・混合等を行うのに比べて、極
めて効率よく混合粉体を得ることができる。即ち、金属
亜鉛（Ｚｎ）から酸化亜鉛（ＺｎＯ）ｋ製造する工程に
、本発明の要件會付力ｌすると、粉砕、混合工程全大幅
に省略することも可り目であｈに の発明によれば、２ｍ以上の元素を合金溶湯とし気体と
どもに噴射して酸化物の混合粉体とすることによって、
均質な酸化亜鉛バリスタ全製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明の笑施例全示す噴射装置の構成図、第２
図はバリスタの重圧−市流特性図、第３図にバリスタの
組織図で第３図に本発明によるもの、算４図に従来のも
のを示している。 図において、（４）に圧力室、（６１に噴出穴、（８）
に容器、（９）にトーチ、ｔｌｏｌ　Ｈ合金である０図
中、同一符号に同−又に相当部分？示す〇代理人　葛野
信− 第１図 第２図 Ｓ３図 蔦ｔ、図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）２種以上の元素を合金溶湯とし気体とともに噴射
   して粉体とすることを特徴とする合金粉体の製造方法。 （２）２種以上の元素に金属亜鉛が主成分であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の合金粉体の製造
   方法〇 （３）２種以上の元素のうち主成分となる元素の沸点以
   上に加熱すること全特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の合金粉体の製造方法。 （４）合金粉体の酸化率が全体として９０％以上である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の合金粉体
   の製造方法。 （６）２種以上の元素全合金溶湯として凝固させた後溶
   解しながら気体とともに噴射して粉体とすること全特徴
   とする合金粉体の製造方法。 （６）２種以上の元素に金属亜鉛が主成分でろることｔ
   −特徴とする特許請求の範囲第５項記載の合　　　′金
   粉体の製造方法。 （７）合金粉体の全豪化物が９０　ｍｏ／％以上である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の合金粉体
   の製造方法。