JPS6024305A - 高融点物質超微粉末の製造装置 - Google Patents

高融点物質超微粉末の製造装置

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JPS6024305A
JPS6024305A JP58131759A JP13175983A JPS6024305A JP S6024305 A JPS6024305 A JP S6024305A JP 58131759 A JP58131759 A JP 58131759A JP 13175983 A JP13175983 A JP 13175983A JP S6024305 A JPS6024305 A JP S6024305A
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high melting
irradiating
electron beam
ultrafine powder
powder
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Saburo Iwama
岩間 三郎
Eiichi Shichi
志知 営一
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054Nanosized particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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】 この発明は、高融点物質を溶融させそれを蒸発させるこ
とによって、上記物質の超微粉末を製造する方法に関す
る。
従来の高融点物質超微粉末の製造方法にあって、ロール
に巻かれた上記物質の長尺の材料を順次繰シ出し、その
繰シ出された材料の先端に電子ビームを照射し、それに
よシ上記材料の先端を溶解させて蒸発させることによシ
超微粉末を得るようにした方法は、上記材料の先端部に
おいて溶融した材料が雫となって上記材料の下側に垂れ
下がって電子ビームが当らなくなる傾向がある為、上記
電子ビームによるエネルギー供給量に比べ蒸発量が少な
く、従ってわずかな量の粉末しか得られなくなる欠点が
あった。又上記材料は一体につながった長尺物となって
いる為、上記先端部に加えだ熱エネルギーが上記材料を
つたわってロールに巻かれた部分にまで逃けてしまい、
熱効率が悪くなるという欠点もあった。
そこで本発明は、上述の欠点を除くようにしたもので、
材料の蒸発量を極めて多くすることができて多量の粉末
を得ることができ、しかもその場合、供給エネルギー量
に比べて多量の粉末を得る事ができ、その上熱効率も高
め得る様にした高融点物質超微粉末の製造方法を提供し
ようとするものである。
以下本願の実施例を示す図面について説明する。
第1図乃至第3図において、1は照射室で、内部が密閉
できるように形成されている。次に照射室1に備えられ
た支持装置において、2は支持杆で、矢印方向に進退で
きるようになっておシ、又シール部材3によって照射室
1の内部と外部とがシールされている。4は支持杆2の
先端に取シ付けられた支持体で、ロールを備える支持台
4aの上を第1図において左右に移動できるようになっ
ている。この支持体4としては、後述の拐料と同質の材
料で形成されたものを用いるのが純度の高い粉末を得る
上において好ましい。5は支持体4に備えられた複数の
載置部で、門状に形成されている。
6は環状の載置面を示し、これは粗面に形成して表面に
凹凸ができる様にしておくとよい。7は載置部5におけ
る中央部に備えられた四部を示す。
8は高融点物質の材料で、円柱状に形成されている。そ
の高融点物質としては、タングステン、タンタル、ンル
コニウム、ニオブ、モリブデン等がある。この材料80
寸法は、その直径が3pm乃至jθ闘程度、高さも同様
にjMm乃至somtt程度のものが用いられる。尚こ
の材料8の形状は円柱状に限らず角柱状でもよい。次に
10は照射室1の上部に備えられた電子ビーム照射装置
を示す。この装置lOは周知のもので、ケーシングU内
に、陰極化、陽極袷から成る電子銃14や、電子レンズ
15を備えさせて構成しである。16は陰極化に接続し
たフィラメント用の電源で、フィラメント電流を調節で
きる様に構成しである。17は陰極νと陰極化に接続し
た電子ビーム加速剤の電源で、上記両極校、13の間に
かける電圧を調節できる様になっている。脂は装置10
から発せられた電子ビームを示す。19a、20は周知
の排気口で、周知の如く図示外の真空ポンプに接続され
て照射室1内を真空にする為に設けられたものである。
19 bはガス導入口を示す。次に4は照射室J内に備
えられた回収手段を示す。この回収手段4において、n
は円筒形の器体で矢印方向への回動を自在に構成してあ
シ、図示はしないがモータによって矢印方向に低速回動
させられる様になっている。またこれは電源ηaによっ
てプラスに荷電されるようになっている。幻は器体η内
に備えさせた冷却媒体で、例えば液体窒素が用いられる
。別は掻き落し片で、その一端24aは照射室1と一体
の支持部材に枢着して、l、他端24bはバネ24Cの
付勢力によって器体ηの外周面に弾接させである。5は
ホッパー、Iは回収容器を夫々示す。Iは照射室1の側
壁に備えられた覗き窓を示し、照射室1内での作業状態
を監視する為に形成されている。又図示はしないが照射
室1の側壁には、材料8の装入あるいは製造された微粉
末を貯えている容器加の取シ出しの為の作業口が周知の
如く設けられている。
上記構成のものにあっては、まず支持体4における載置
部5に夫々材料8を載置し各材料を樹立状態にする。然
る後排気口19a、20を介して排気し照射室l内を高
真空(lθ−6トル位)まで減圧させる。然る後、必要
に応じて導入口19bを介して雰囲気用のガスを照射室
1内に導入し、照射室l内を電圧ガス雰囲気(約1 )
/I/)の状態に保つようにする。この状態において、
電源16 、17から陰極化や陽極凪に夫々周知の如く
電気を供給し電子ビーム迅を発射させる。又この電子ビ
ームmは電子レンズbによって材料8の頂面で材料寸法
に応じた大きさに集束する様にする。上記の様な操作に
よ多材料8の頂面に電子ビーム迅が照射されると、材料
8の頂面は溶融しそこに第3図に示される如く溶融部8
aが形成される。この溶融部8aの上面周辺部は表面張
力によって円くなっている。
尚第8図において8bは固体部を示す。このように材料
8の頂面を溶融させる場合、その頂面の全域が溶融しし
かも溶融物がその頂面から溢れて流下しない様に、電子
ビーム比のエネルギー供給量を調節する。その調節は電
源16の可変操作によってフィラメント電流を調節して
行なってもよいし、電源νの可変操作によって陰極νと
陽極Uとの間Kかける電圧を調節して行なってもよい。
又電子ビーム凪を図示しない偏向コイルを用いて材料8
の頂面内で振らせることが、直径の大きな材料8に一様
な温度の溶融部8aを作るために極めて有効な手段にな
る。上記材料8の寸法とエネルギー供給量の関係の一例
を示せば、材料8の直径が5高さがjmynの場合、エ
ネルギー供給量は例えばと0θWである。又直径が7θ
餌、高さが10ymxの場合、6.5 iW程度である
。更にまた直径が!θn1高さがj;ms程度の場合、
tOIav程度である。
上記のように広い溶融部8aが形成されるとその溶融部
8aの全域から上記材料の蒸気が多量に発生する。その
蒸気は周知の如く凝結して超微粉末が生成されると共に
、その生成の間に超微粉末はマイナスの電位に帯電する
。その為、上記超微粉末はプラス電位に荷電された器体
〃の方向にg&引されその外周面に付着する。そして該
器体汐が回転するにつれてその外周面に付着した超微粉
末は掻き落し月別の作用で掻き落とされ、その掻き落と
された超微粉末はホッパーbを通して容器あの中に逐次
回収される。
上記のように材料8の溶融が行なわれる場合、材料8は
支持体4の上に載置したものである為、その材料8と支
持体4との間の熱抵抗は極めて大きくなっている。その
為、材料8から支持体4に向けて伝導によって逃げる熱
量は極めて小さく保たれる。しかも上記構成の場合、載
置部5においては四部7が形成されて載置面6の面積が
小さくなっており、その上その載置面6も粗面に形成さ
れて材料8との間の熱抵抗がより大きくなっている為上
記熱量の損失は一層小さく保たれる。
上記のような操作によって一つの材料8が#1ぼ全体に
わたり消費されてしまったならば、電子ビーム照射装置
10の作動を停止させ、支持杆2を操作して支持体4を
第1図において右方に移動させ、次の材料8が電子ビー
ム照射装置lOの下に来る様にする。そして前述と同様
の作業を繰シ返して行なえばよい。
上記の様な繰り返し作業の後、全ての材料8が粉末形成
の為に消費されてしまったならば、電子ビーム照射装置
10を停止させると共に照射室1内を常圧に戻し、作業
口を通して新しい材料の装入及び生成されて容器に内に
貯えられている超微粉末の取シ出しを行なう。
次に上記のようにして粉末の生成をする実験を行なった
結果の一例を示せば、直径がj;ttrrx、高さが3
mのタングステンの材料を用い、上記エネルギー供給量
がtθθWで超微粉末の生成を行なったところ、7時間
あたりi、s gの超微粉末を回収する事ができた。
次に種々の異なる態様を示せば、支持体4と材料8との
関係は、支持体の平坦な上面に材料を一つだけ載せてそ
れを溶融、蒸発させてもよい。
また回収手段としては、他の構成のもの、例えば冷媒を
入れた容器を照射室内に置いて、その容器の表面に粉末
を付着させるようにしたものを用いてもよい。
次に第弘図は本願の異なる実施例を示すもので、照射室
内に備えられる支持装置の異なる例を示すものである。
図において、(資)は回動装置、31はその回転軸で、
回転軸31の上端に円盤型の支持体4eが取付けである
このような支持装置を用いた場合、一つの材料8eが消
費されてしまったならば、回転軸31を回転させて、支
持体4eをその上に置かれた次の材料8eが電子ビーム
照射装置の下に来る様に移動させる。
そしてその材料について同様の操作を行なえばよい0 なお、機能上前図のものと同−又は均等構成と考えられ
る部分には、前脚と同一の符号にアルファベットのeを
付して重複する説明を省略した。(また次回のものにお
いても同様の考えでアルファベットのfを付して重複す
る説明を省略する。)次に第5図は本願の更に異なる実
施例を示すものである。図において、ぶは受片で、その
周囲が環状の四部7fとなるようにしである。まだ材料
8fの周囲には筒状の囲いおが配設されている。
このような構成のものにあっては、載置面6fの面積即
ち材料8fと支持体4fとの接触面積がよシ一層小さく
なって、両者間での熱抵抗を前記実施例に比べてよシ一
層高くする事ができ、前記熱の損失をよシ少なくする事
ができる。また囲い田の存在によって、材料8fの周側
面からの放射による熱の損失を少なくする事ができる。
尚上記囲い羽としては材料8fと同質のものを用いるの
が粉末の純度を高く保つ上において好ましい。
以上のようにこの発明にあっては、 (イ)材料8の粉末を得ようとする場合、その材料の一
部に電子ビームを照射しそこを加熱溶融させてその原子
を蒸発させ、蒸発した拐料の原子を粉末にして回収する
から極めて細かい粉末を得られる特長がある。
(ロ)しかも上記材料を蒸発させる場合、材料8の頂面
の全域を溶融させるから、蒸発量を大きくできて多量の
粉末を得ることができる効果があり、その上溶融物8&
がそこから溢れて流下せぬように溶融させるから、上記
電子ビームのエネルギー供給量の割に、上記大きい蒸発
量を得ることができて多くの量の粉末を得ることのでき
る効果がある。
(ハ)更に上記の場合、上記材料8は支持体4の上に樹
立させた状態で上記加熱、溶融をするから、材料8と支
持体4との間の高い熱抵抗によって材料8から支持体4
への熱伝導を少なくすることができ、熱損失を小さくて
きる効果がある。このことは、従来の方法即ち長尺の材
料の先端を溶融させる方法が有していた伝導による熱損
失が大きいという欠点を解決して、熱効率を高いものに
し得る有用性を発揮する。
【図面の簡単な説明】
図面は本願の実施例を示すもので、第7図は超微粉末生
成装置の縦断面略示図、第2図は支持体と材料との関係
を示す断面図、第3図は材料の溶融状態を示す断面図、
第を図は支持装置の異なる例を示す斜視図、第5図は材
料と支持体との関係の異なる実施例を示す断面図。 1・・・照射室、4・・・支持体、8・・・材料、毘・
・・電子ビーム、21・・・回収手段。 第1図 16 第2図 第4図 第3図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 照射室内において、高融点物質の材料に電子ビームを照
    射することによシ上記材料の一部を溶融微粉末を得るよ
    うにしている高融点物質超微粉末の製造方法において、
    上記材料は上記照射室内に配設する支持体の上に樹立さ
    せると共に、上記電子ビームは樹立状の上記材料の頂面
    に照射し、しかも上記電子ビームのエネルギー供給量は
    、上記材料の頂面の全域を溶融させるに充分な量で、か
    つその溶融物が頂面−から溢れてその周囲から流下する
    に至らない程度の量にすることを特徴とする高融点物質
    超微粉末の製造方法。
JP58131759A 1983-07-19 1983-07-19 高融点物質超微粉末の製造装置 Granted JPS6024305A (ja)

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