JPS61197411A - 金属粉末の窒化方法 - Google Patents
金属粉末の窒化方法Info
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- JPS61197411A JPS61197411A JP3394585A JP3394585A JPS61197411A JP S61197411 A JPS61197411 A JP S61197411A JP 3394585 A JP3394585 A JP 3394585A JP 3394585 A JP3394585 A JP 3394585A JP S61197411 A JPS61197411 A JP S61197411A
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- JP
- Japan
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- powder
- metallic powder
- nitrogen
- reactor
- metal powder
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/072—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with aluminium
- C01B21/0722—Preparation by direct nitridation of aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/121—Coherent waves, e.g. laser beams
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は金属粉末の窒化方法に関する。
窒化物粉末は、窒化物焼結体製造用原料、触媒、耐熱コ
ーティング原料等の用途を有し、工業的に生産されてい
る。
ーティング原料等の用途を有し、工業的に生産されてい
る。
ところで、窒化物粉末の製造は従来より金属粉末を窒素
ガス中で加熱、窒化する方法が広く採用されている。し
かしながら、かかる方法では金属粉末同志が反応熱によ
り互に融着して硬い塊状窒化物になるか、或いは粗粒の
窒化物となり、所期目的の大きさの窒化物粉末を製造で
きないという問題があった。
ガス中で加熱、窒化する方法が広く採用されている。し
かしながら、かかる方法では金属粉末同志が反応熱によ
り互に融着して硬い塊状窒化物になるか、或いは粗粒の
窒化物となり、所期目的の大きさの窒化物粉末を製造で
きないという問題があった。
このようなことから、前記塊状、粗粒の窒化物に打撃を
加えて破砕し、ゾールミル等で微粒化する粉砕工程によ
り目的とする大きさの窒化物粉末を得ることが可能であ
る。しかしながら、この場合には、粉砕用器材からの砕
粉が不純物として窒化物粉末中に混入すること、微粉化
するに伴なって粉末表面の酸化が進行すること、等によ
り純度低下を招く欠点があった。しかも、粉砕法では微
粒と粗粒が混在し、粒度分布が拡がるという欠点も生じ
る。
加えて破砕し、ゾールミル等で微粒化する粉砕工程によ
り目的とする大きさの窒化物粉末を得ることが可能であ
る。しかしながら、この場合には、粉砕用器材からの砕
粉が不純物として窒化物粉末中に混入すること、微粉化
するに伴なって粉末表面の酸化が進行すること、等によ
り純度低下を招く欠点があった。しかも、粉砕法では微
粒と粗粒が混在し、粒度分布が拡がるという欠点も生じ
る。
本発明は、所期目的の大きさをもつ高純度の窒化物粉末
を得ることが可能な金属粉末の窒化方法を提供しようと
するものである。
を得ることが可能な金属粉末の窒化方法を提供しようと
するものである。
本発明は、金属粉末に窒素を含むガスの雰囲気中でレー
ザ光を照射して局所的に加熱し、窒化反応を起こさせる
ことを特徴とするものである。
ザ光を照射して局所的に加熱し、窒化反応を起こさせる
ことを特徴とするものである。
このような方法によれば、金属粉末を窒素を含むガスの
雰囲気でレーザ光により局所的に加熱できるため、各々
の金属粉末同志が互に融着、団塊せずに窒化反応を起こ
させることができる。
雰囲気でレーザ光により局所的に加熱できるため、各々
の金属粉末同志が互に融着、団塊せずに窒化反応を起こ
させることができる。
上記金属としては、例えばＡＩ−＋ Ｓｔ ｌ Ｂ ＋
Ｂｅ ＋Ｍｇ、Ｃａ＋Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｔ 、Ｚｒ、Ｖ
、Ｔａ、Ｙ、或いはこれらの合金等を挙げることができ
る。特に、汎用性の窒化物を生成する観点から、Ａｚ、
Ｓｔ＋Ｂ＋Ｔｉ等が好適である。この金属粉末の粒径と
しては０．１〜１０μｍ程度が適している。
Ｂｅ ＋Ｍｇ、Ｃａ＋Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｔ 、Ｚｒ、Ｖ
、Ｔａ、Ｙ、或いはこれらの合金等を挙げることができ
る。特に、汎用性の窒化物を生成する観点から、Ａｚ、
Ｓｔ＋Ｂ＋Ｔｉ等が好適である。この金属粉末の粒径と
しては０．１〜１０μｍ程度が適している。
上記窒素を含むガスとは、窒素ガス、窒素と水素の混合
ガス、窒素とアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス、窒
素と水素と不活性ガスとの混合ガスである。
ガス、窒素とアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス、窒
素と水素と不活性ガスとの混合ガスである。
上記金属粉末へのレーザ光の照射を具体的に例示すると
、金属粉末を窒素を含むガスの雰囲気中に分散させて落
下させ、その落下途中でレーザ光を照射する方法、金属
粉末と窒素を含むガスと共に輸送し、その輸送途中でレ
ーザ光を照射する方法等を挙げることができる。
、金属粉末を窒素を含むガスの雰囲気中に分散させて落
下させ、その落下途中でレーザ光を照射する方法、金属
粉末と窒素を含むガスと共に輸送し、その輸送途中でレ
ーザ光を照射する方法等を挙げることができる。
なお、本発明の金属粉末の窒化反応において、金属粉末
の窒化が内部まで進行すれば窒化物粉末が得られるが、
金属粉末の種類や粒径によシ内部まで窒化反応原十分に
進行せずに金属の形で残留する場合がある。このような
場合には、表面に窒化物が形成された粉末を窒素を含む
ガスの雰囲気中で加熱処理を施して内部に残留した金属
を窒化させることによシ窒化物粉末を得ることができる
。こうした方法においては、残留した金属を有する粉末
の表面には窒化物が形成されているため、前記高温での
窒化処理した時のように互に融着して塊状となることは
なく、所期目的の窒化物粉末を得ることができる。まだ
、前記加熱処理の代りに１表面に窒化物が形成された粉
末を窒素を含むガスの雰囲気中で再度レーザ光を照射す
る工程を繰シ返して内部に残留した金属を窒化させて窒
化物粉末を得るようにしてもよい。
の窒化が内部まで進行すれば窒化物粉末が得られるが、
金属粉末の種類や粒径によシ内部まで窒化反応原十分に
進行せずに金属の形で残留する場合がある。このような
場合には、表面に窒化物が形成された粉末を窒素を含む
ガスの雰囲気中で加熱処理を施して内部に残留した金属
を窒化させることによシ窒化物粉末を得ることができる
。こうした方法においては、残留した金属を有する粉末
の表面には窒化物が形成されているため、前記高温での
窒化処理した時のように互に融着して塊状となることは
なく、所期目的の窒化物粉末を得ることができる。まだ
、前記加熱処理の代りに１表面に窒化物が形成された粉
末を窒素を含むガスの雰囲気中で再度レーザ光を照射す
る工程を繰シ返して内部に残留した金属を窒化させて窒
化物粉末を得るようにしてもよい。
以下、本発明の実施例を図示する反応装置を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
まず、反応槽１上部のフィーダ２に直径１μｍのＡｔ粉
末３を供給した。つづいて、反応槽１の下部側壁に取付
けたガス導入管４から窒素ガスを反応槽１内に導入し、
反応槽１上部に排気管５から排気させながら、前記フィ
ーダ２に取付けたバイブレータ６及びダン／４′７によ
りフィーダ２内のＡｔ粉末３を調整しながら分散、落下
させた。同時に出力Φ）が１００Ｗ、 ビーム径に）が
３、０ ｍ 、波長１０．６μｍのＣＯ□レーザ光８を
、反応槽１の中央側壁に取着させた臭化カリウム単結晶
板からなる通過窓９を通して反応槽１内を落下するＡｔ
粉末３に照射し、通過窓９′から放出した。このレーザ
光の・ぐワー密度の半径ｒ方向の変化は次式で表わされ
、中心から半径ｚｆｉ以内で３００ Ｗ／ｃｍ２以上の
パワー密度を有する。
末３を供給した。つづいて、反応槽１の下部側壁に取付
けたガス導入管４から窒素ガスを反応槽１内に導入し、
反応槽１上部に排気管５から排気させながら、前記フィ
ーダ２に取付けたバイブレータ６及びダン／４′７によ
りフィーダ２内のＡｔ粉末３を調整しながら分散、落下
させた。同時に出力Φ）が１００Ｗ、 ビーム径に）が
３、０ ｍ 、波長１０．６μｍのＣＯ□レーザ光８を
、反応槽１の中央側壁に取着させた臭化カリウム単結晶
板からなる通過窓９を通して反応槽１内を落下するＡｔ
粉末３に照射し、通過窓９′から放出した。このレーザ
光の・ぐワー密度の半径ｒ方向の変化は次式で表わされ
、中心から半径ｚｆｉ以内で３００ Ｗ／ｃｍ２以上の
パワー密度を有する。
上記レーザ光のＡｔ粉末３への照射によシ、５ｍ５ｅｅ
以内の短時間で平衡温度１６００℃に達し、該Ａｔ粉末
３は自由落下で直径４■のレーザ光内を約１０秒かけて
通過し、その間１６００℃の高温に維持されて窒化反応
が進行し、表面にＡｔＮ層が生成された。窒化した粉末
を反応槽１下部のストッカ１０に溜めた。なお、図中の
１１は石英ガラス製ののぞき窓である。
以内の短時間で平衡温度１６００℃に達し、該Ａｔ粉末
３は自由落下で直径４■のレーザ光内を約１０秒かけて
通過し、その間１６００℃の高温に維持されて窒化反応
が進行し、表面にＡｔＮ層が生成された。窒化した粉末
を反応槽１下部のストッカ１０に溜めた。なお、図中の
１１は石英ガラス製ののぞき窓である。
次いで、ストッカ１０に溜めた表面にＡｔＮ層を有する
粉末を窒素ガス雰囲気中で１４００〜１６００℃で加熱
したところ、互に固着せずに粒径が約１μｍ前後に揃っ
たＡｔＮ粉末を得ることができた。
粉末を窒素ガス雰囲気中で１４００〜１６００℃で加熱
したところ、互に固着せずに粒径が約１μｍ前後に揃っ
たＡｔＮ粉末を得ることができた。
以上詳述した如く、本発明によれば金属粉末が窒素を含
むガスの雰囲気中を落下する途中、又はその雰囲気の気
流中で輸送し、流動状態にある間にレーザ光を照射し、
局所的に加熱することによって、互に融着したり、反応
容器に付着したりすることなく、目的とした粒径で高純
度の窒化物粉末を製造できる等顕著な効果を有する金属
粉末の窒化方法を提供できる。
むガスの雰囲気中を落下する途中、又はその雰囲気の気
流中で輸送し、流動状態にある間にレーザ光を照射し、
局所的に加熱することによって、互に融着したり、反応
容器に付着したりすることなく、目的とした粒径で高純
度の窒化物粉末を製造できる等顕著な効果を有する金属
粉末の窒化方法を提供できる。
図面は、本発明の実施例に用いた反応装置の一形態を示
す概略図である。 １・・・反応槽、２・・・フィーダ、３・・・Ａｔ粉末
、４・・・ガス導入管、５・・・排気管、８・・・Ｃ０
２レーザ光。
す概略図である。 １・・・反応槽、２・・・フィーダ、３・・・Ａｔ粉末
、４・・・ガス導入管、５・・・排気管、８・・・Ｃ０
２レーザ光。
Claims (3)
- （１）金属粉末に窒素を含むガスの雰囲気中でレーザ光
を照射して局所的に加熱し、窒化反応を起こさせること
を特徴とする金属粉末の窒化方法。 - （２）金属粉末を窒素を含むガスの雰囲気中に分散させ
て落下させ、その落下途中でレーザ光を照射することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属粉末の窒化
方法。 - （３）金属粉末を窒素を含むガスと共に輸送し、その輸
送途中でレーザ光を照射することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の金属粉末の窒化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3394585A JPS61197411A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 金属粉末の窒化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3394585A JPS61197411A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 金属粉末の窒化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197411A true JPS61197411A (ja) | 1986-09-01 |
Family
ID=12400645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3394585A Pending JPS61197411A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 金属粉末の窒化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61197411A (ja) |
-
1985
- 1985-02-22 JP JP3394585A patent/JPS61197411A/ja active Pending
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