JPS6193828A - 混合超微粉の製造法 - Google Patents
混合超微粉の製造法Info
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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】
産業上の利用分野
本発明は粒径1μm以下の金属あるいはセラミックスの
超微粒子の均一に混合した混合超微粉の製造法に関する
。
超微粒子の均一に混合した混合超微粉の製造法に関する
。
金属あるいはセラミックスの超微粒子は、電磁気的性質
、光学的性質、触媒性能、焼結性、化学反応性など、種
々の性質に極めて優れた特性を有している。この性質を
利用した種々な応用が試みられている。このような超微
粒子の特性は、異種物質の超微粒子同志の混合により、
相乗的に向上させることができるばかりでなく、新しい
機能をもった材料の開発も期待できる。
、光学的性質、触媒性能、焼結性、化学反応性など、種
々の性質に極めて優れた特性を有している。この性質を
利用した種々な応用が試みられている。このような超微
粒子の特性は、異種物質の超微粒子同志の混合により、
相乗的に向上させることができるばかりでなく、新しい
機能をもった材料の開発も期待できる。
従来技術
従来、超微粒子は極めて凝集し易く、かつ凝集した粒子
(−次凝集粒子)は機械的手段によってけ殆んど破壊さ
れない性質を有する。そのため、異種物質の超微粉同志
を混合すると、−次凝集粒子同志の混合粉となり、均一
化された混合状態の混合超微粉を得ることは極めて困難
であった。
(−次凝集粒子)は機械的手段によってけ殆んど破壊さ
れない性質を有する。そのため、異種物質の超微粉同志
を混合すると、−次凝集粒子同志の混合粉となり、均一
化された混合状態の混合超微粉を得ることは極めて困難
であった。
発明の目的
本発明は上記欠点をなくすべくなされたものであり、そ
の目的は一次凝集粒子のない均一に混合された混合超微
粉を容易に製造する方法を提供することにある。
の目的は一次凝集粒子のない均一に混合された混合超微
粉を容易に製造する方法を提供することにある。
発明の構成
本発明者らは粒径1μm以下の金属あるいはセラミック
スの超微粒子の製造法として熱プラズマを利用する新し
い方法を開発した。(%許第114617θ号、%願昭
57−166027号、特願昭58−98786号参照
)。
スの超微粒子の製造法として熱プラズマを利用する新し
い方法を開発した。(%許第114617θ号、%願昭
57−166027号、特願昭58−98786号参照
)。
これらの方法は、いずれも、大気圧近傍の水j
素または窒素あるいはこれらのガスと不活性ガス(Ar
、 He等)との混合ガス中で熱プラズマを発生させ
、該熱プラズマによって金属あるいはセラミックスを加
熱・溶融することによって、該熱プラズマ中で活性化さ
れた水素あるいは窒素と溶融金H%あるいは溶融セラミ
ックスが反応し、金属及びセラミックス(金属の窒化物
、酸化物、炭化物等)の超微粒子の製造方法を骨子とす
る方法である。
素または窒素あるいはこれらのガスと不活性ガス(Ar
、 He等)との混合ガス中で熱プラズマを発生させ
、該熱プラズマによって金属あるいはセラミックスを加
熱・溶融することによって、該熱プラズマ中で活性化さ
れた水素あるいは窒素と溶融金H%あるいは溶融セラミ
ックスが反応し、金属及びセラミックス(金属の窒化物
、酸化物、炭化物等)の超微粒子の製造方法を骨子とす
る方法である。
これらの熱プラズマを利用する方法では、比較的密度の
高い雰囲気中(約50Torr〜3気圧)中で超微粒子
の製造が行われるため、溶融金属あるいは溶融セラミッ
クスから発生した超微粒子の運動エネルギーは、発生直
後直ちに雰囲気ガスによって減衰され、超微粒子は雰囲
気ガス中に浮遊した状態、すなわち、一種のエーロゾル
の状態で存在している。従ってこのような状態にある超
微粒子は殆んど一次凝集の進行していない高分散状態に
あり、容易に他の超微粒子を浮遊したガスと均一に気相
混合すること。またこの気相混合した雰囲気中から超微
粒子を回収デると、−次疑集粒子のない均一に混合され
た混合超微粉を容易に製造し得られることが分った。こ
の知見に基いて本発明を完成した。
高い雰囲気中(約50Torr〜3気圧)中で超微粒子
の製造が行われるため、溶融金属あるいは溶融セラミッ
クスから発生した超微粒子の運動エネルギーは、発生直
後直ちに雰囲気ガスによって減衰され、超微粒子は雰囲
気ガス中に浮遊した状態、すなわち、一種のエーロゾル
の状態で存在している。従ってこのような状態にある超
微粒子は殆んど一次凝集の進行していない高分散状態に
あり、容易に他の超微粒子を浮遊したガスと均一に気相
混合すること。またこの気相混合した雰囲気中から超微
粒子を回収デると、−次疑集粒子のない均一に混合され
た混合超微粉を容易に製造し得られることが分った。こ
の知見に基いて本発明を完成した。
・本発明の要旨は、・
3気圧〜50Torr圧力の水素または窒素あるいはこ
れらガスと不活性ガスの混合ガス中で熱プラズマを発生
させ、該熱プラズマによす活性化された水素または窒素
と溶融金属または溶融セラミックスとの反応により、金
属またはセラミックスの超微粒子を製造する方法におい
て、二種以上の金属またはセラミックスを用いて同時に
行い、発生した超微粒子を混合器中忙導き気相混合する
ことを特徴とする混合超微粉の製造法にある。
れらガスと不活性ガスの混合ガス中で熱プラズマを発生
させ、該熱プラズマによす活性化された水素または窒素
と溶融金属または溶融セラミックスとの反応により、金
属またはセラミックスの超微粒子を製造する方法におい
て、二種以上の金属またはセラミックスを用いて同時に
行い、発生した超微粒子を混合器中忙導き気相混合する
ことを特徴とする混合超微粉の製造法にある。
本発明の方法によって製造し得る混合超微粉は、前記超
微粒子製造法により製造可能な超微粒子の混合粉である
。その組合せは金属−金属、金属−セラミックス、セラ
ミックス−セラミックス等の二元あるいは多元系である
。また、気相混合の混合器の圧力は約50 Torr〜
3気圧の範囲がよいが、混合効率、操業性等の点から大
気圧近傍が最も好ましい。
微粒子製造法により製造可能な超微粒子の混合粉である
。その組合せは金属−金属、金属−セラミックス、セラ
ミックス−セラミックス等の二元あるいは多元系である
。また、気相混合の混合器の圧力は約50 Torr〜
3気圧の範囲がよいが、混合効率、操業性等の点から大
気圧近傍が最も好ましい。
二種以上の金属またはセラミックスの製造は、同一密閉
容器内で複数の熱プラズマにより同一雰囲気中で行って
も、あるいは別個の密閉容器中でそれぞれ製造してもよ
い。
容器内で複数の熱プラズマにより同一雰囲気中で行って
も、あるいは別個の密閉容器中でそれぞれ製造してもよ
い。
次忙本発明の方法を図面に基いて説明する。
、 第1図は一つの密閉容器内で複数の超微粒子を同時
に発生させて混合超微粉を製造する装置の概略図を示す
。図中1は密閉容器で、該容器内で複数の熱プラスマ発
生器2.2′により熱プラズマ3,3′を発生させる。
に発生させて混合超微粉を製造する装置の概略図を示す
。図中1は密閉容器で、該容器内で複数の熱プラスマ発
生器2.2′により熱プラズマ3,3′を発生させる。
該熱プラズマ3,31により、金属またはセラミックス
4.4′を加熱溶融する。また系内に導入された水素ま
たは窒素の活性化ならびに活性化された水素または窒素
と溶融金属または溶融セラミックスの反応が起こり、溶
融金属または溶融セラミックスから金属またはセラミッ
クスの超微粒子が発生し、雰囲気中に浮遊する。
4.4′を加熱溶融する。また系内に導入された水素ま
たは窒素の活性化ならびに活性化された水素または窒素
と溶融金属または溶融セラミックスの反応が起こり、溶
融金属または溶融セラミックスから金属またはセラミッ
クスの超微粒子が発生し、雰囲気中に浮遊する。
浮遊した超微粒子は密閉容器1から雰囲気ガス流によっ
て混合器6に搬送され気相混合きれた後、捕集器7で捕
集される。気流カスは出口9から放出される。図中5は
冷却器、8.8°はガス入口を示す。混合器6は、超微
粒子の気相混合が可能なものであればよいが、サイクロ
ン集塵器のような遠心旋回流型混合器であることが、気
相混合後の混合超微粉の捕集が容易である点で好ましい
。
て混合器6に搬送され気相混合きれた後、捕集器7で捕
集される。気流カスは出口9から放出される。図中5は
冷却器、8.8°はガス入口を示す。混合器6は、超微
粒子の気相混合が可能なものであればよいが、サイクロ
ン集塵器のような遠心旋回流型混合器であることが、気
相混合後の混合超微粉の捕集が容易である点で好ましい
。
第2図は複数の密閉容器内で別々に超隼粒子を同時に発
生させ、混合超微粉を製造する装置の概要図を示す。図
中、1.l゛は各々独立した密閉容器であり、該容器内
で各々異なった種類の金属またはセラミックス4.4′
を熱プラズマ装置2.2’により発生させた熱プラズマ
3.3’により溶融する。第1図において記載したと同
様にして金属またはセラミックスから超微粒子が各々発
生する。ガス入口8.81から入った雰囲気ガス流によ
って、発生した超微粒子は冷却器5,5°により冷却さ
れて混合器6に搬送されて気相混合された後、捕集器7
で捕集される。ガスは出口9から放出感れる。この装置
においては、超微粒子の種類及び発生速度に応じ密閉容
器1.1“の雰囲気を同一あるいは異なった組成に調整
することができ、また密閉容器の数を任意に変えること
により混合超微粉の組成を任意に変更1〜易い点でよい
。
生させ、混合超微粉を製造する装置の概要図を示す。図
中、1.l゛は各々独立した密閉容器であり、該容器内
で各々異なった種類の金属またはセラミックス4.4′
を熱プラズマ装置2.2’により発生させた熱プラズマ
3.3’により溶融する。第1図において記載したと同
様にして金属またはセラミックスから超微粒子が各々発
生する。ガス入口8.81から入った雰囲気ガス流によ
って、発生した超微粒子は冷却器5,5°により冷却さ
れて混合器6に搬送されて気相混合された後、捕集器7
で捕集される。ガスは出口9から放出感れる。この装置
においては、超微粒子の種類及び発生速度に応じ密閉容
器1.1“の雰囲気を同一あるいは異なった組成に調整
することができ、また密閉容器の数を任意に変えること
により混合超微粉の組成を任意に変更1〜易い点でよい
。
なお、捕集器としては、例えば第4図に示すような、サ
イクロンを階段的に使用するものであってもよい。図中
、10は混合器からのガス入口で、11.13.15は
サイクパ凶′2.14.16は捕集部、17はフィルタ
ー、9はガス出口を示す。
イクロンを階段的に使用するものであってもよい。図中
、10は混合器からのガス入口で、11.13.15は
サイクパ凶′2.14.16は捕集部、17はフィルタ
ー、9はガス出口を示す。
実施例
実施例1゜
第1図に示した装置を使用し、50%H2−Ar雰囲気
(全圧1気圧)中で、鉄及びコバルトを同時に直流アー
ク溶解(電流各々140A)することにより、鉄及びコ
バルトの超微粒子を発生させた。
(全圧1気圧)中で、鉄及びコバルトを同時に直流アー
ク溶解(電流各々140A)することにより、鉄及びコ
バルトの超微粒子を発生させた。
これを遠心旋回流型混合器に尋き気相混合した後、捕集
器で鉄−コバルトの混合超微粉を得た。
器で鉄−コバルトの混合超微粉を得た。
得らnた混合超微粉の組成は65%Fe−35%Coで
あった。これをエネルギー分散型分析電子顕微鏡により
、超微粒子の混合状態を測定した結果、各成分の偏析度
合は粒径の5倍以内(0,5μm以下)であり、極めて
良好な混合状態にあることが分った。
あった。これをエネルギー分散型分析電子顕微鏡により
、超微粒子の混合状態を測定した結果、各成分の偏析度
合は粒径の5倍以内(0,5μm以下)であり、極めて
良好な混合状態にあることが分った。
実施例2゜
第2図に示した装置を使用し、一方の密閉容器は金属と
して銀ζこ囲気として50%H2含Ar (全圧1気圧
)を使用し、他方の密閉容器は金属としてTiを、雰囲
気として50%N2−Ar (全圧1気圧)を使用した
。実施例1と同様にして銀及び窒化チタンの超微粒子を
それぞれ同時に発生させ、これを冷却して遠心旋回型混
合器へ搬送して気相混合し、銀−窒化チタンの混合超微
粉を得た。
して銀ζこ囲気として50%H2含Ar (全圧1気圧
)を使用し、他方の密閉容器は金属としてTiを、雰囲
気として50%N2−Ar (全圧1気圧)を使用した
。実施例1と同様にして銀及び窒化チタンの超微粒子を
それぞれ同時に発生させ、これを冷却して遠心旋回型混
合器へ搬送して気相混合し、銀−窒化チタンの混合超微
粉を得た。
第3図は得られた銀−窒化チタンの混合超微粉の電子顕
微鏡写真である。該写真において、銀超微粒子は球形を
呈し、窒化チタン超微粒子は四角形等の晶癖を有してい
るが、両者は極めて良好な混合状態を示している。また
、この混合超微粉の組成は33%Ag−67%TiNで
あった。
微鏡写真である。該写真において、銀超微粒子は球形を
呈し、窒化チタン超微粒子は四角形等の晶癖を有してい
るが、両者は極めて良好な混合状態を示している。また
、この混合超微粉の組成は33%Ag−67%TiNで
あった。
発明の効果
本発明の方法によると、各種の金属あるいはセラミック
スのlRn以下の超微粒子を、−次疑集粒子の混合なく
、均一に混合された混合粉を容易に製造し得られる優れ
た効果を有する。これにより、得られた混合超微粉を、
電磁気材料、光学材料、触媒材料、焼結材料等へ応用す
ることによって、それらの性能を一段と向上され得るこ
とが期待できる。
スのlRn以下の超微粒子を、−次疑集粒子の混合なく
、均一に混合された混合粉を容易に製造し得られる優れ
た効果を有する。これにより、得られた混合超微粉を、
電磁気材料、光学材料、触媒材料、焼結材料等へ応用す
ることによって、それらの性能を一段と向上され得るこ
とが期待できる。
図面は本発明の方法を実施する装置の概略図で、第1図
は一つの密閉容器内で複数の熱プラズマによる超微粒子
を同時発生させ、混合超微粉を製造する装置。 第2図は複数の密閉容器内で別々に熱プラズマによる超
微粒子を同時に発生させ、混合超微粉を製造する装置を
示す。第3図は混合超微粉の電子顕微鏡写真。第4図は
捕集器の一実施態様図を示す。 1、1’ ;密閉容器、 2.2’ :熱グ2ズマ
発生器、3,3°:熱フラズマ、 4,4“:被超
微粒化材料、5.5“:冷却器、 6 :混合器
、7 :捕集器、 8.8’ :ガス人口、9
:ガス出口、 10:混合超微粉の人口、11、1
3.15 :サイクロン、12.14.16 :捕集部
、17:フィルター、 特許出願人 科学技術庁金属材料技術研究所長中 川
龍 − 第1図 茅2響 第3図
は一つの密閉容器内で複数の熱プラズマによる超微粒子
を同時発生させ、混合超微粉を製造する装置。 第2図は複数の密閉容器内で別々に熱プラズマによる超
微粒子を同時に発生させ、混合超微粉を製造する装置を
示す。第3図は混合超微粉の電子顕微鏡写真。第4図は
捕集器の一実施態様図を示す。 1、1’ ;密閉容器、 2.2’ :熱グ2ズマ
発生器、3,3°:熱フラズマ、 4,4“:被超
微粒化材料、5.5“:冷却器、 6 :混合器
、7 :捕集器、 8.8’ :ガス人口、9
:ガス出口、 10:混合超微粉の人口、11、1
3.15 :サイクロン、12.14.16 :捕集部
、17:フィルター、 特許出願人 科学技術庁金属材料技術研究所長中 川
龍 − 第1図 茅2響 第3図
Claims (3)
- (1)3気圧〜50Torr圧力の水素または窒素ある
いはこれらガスと不活性ガスの混合ガス中で熱プラズマ
を発生させ、該熱プラズマにより活性化された水素また
は窒素と溶融金属または溶融セラミックスとの反応によ
り、金属またはセラミックスの超微粒子を製造する方法
において、二種以上の金属またはセラミックスを用いて
同時にそれぞれの超微粒子を発生させ、発生した超微粒
子を混合器中に導き気相混合することを特徴とする混合
超微粉のの製造法。 - (2)二種以上の金属またはセラミックスの超微粒子の
製造を、一つの密閉容器内に配置した複数の熱プラズマ
により同一雰囲気中で行うことからなる特許請求の範囲
第1項記載の方法。 - (3)二種以上の金属またはセラミックスの超微粒子の
製造を、別個の密閉容器で行うことからなる特許請求の
範囲第1項記載の方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59215237A JPS6193828A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | 混合超微粉の製造法 |
US06/784,304 US4689075A (en) | 1984-10-16 | 1985-10-04 | Process for producing mixed ultrafine powder of metals or ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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