TWI243799B - Non-magnetic nickel powders and method for preparing the same - Google Patents

Description

1243799 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明提供一種鎳粉以及製造方法，尤指一種非磁性鎳粉以及 製造方法。 【先前技術】 鎳（nickel)在元素週期表中係為過渡金屬（计ansηi〇rl metal) ’其隸屬於週期表中第八族（gr〇Up)第四週期（peri〇(j)之鐵 族，並為高熔點與極佳延展性的結晶物質。 鎳粉則係為一種顆粒狀的金屬鎳材，可應用於電子裝置中的内 部電極，例如作為積層陶瓷電容器（multilayer ceramic capacitors，MLCCs)、磁性材料、電接觸材料（eiectrical contact material)、導電膠材料（con(juctive adhesive material)、或催 化劑（catalyst)之用。 此外’鎳係為一種鐵磁性（ferromagnetic)物質，並以鐵磁性 而聞名。而鐵磁性物質係指在具有外加磁場的條件下，物質會有 強烈且持續的磁化作用，甚至當外加磁場被移除時，磁化作用仍 然存在。 當一個非磁性物質被放入一個逐漸增強的外加磁場内時，非磁 性物質首先會以緩慢的速率產生磁化作用，此即為所謂的初始磁 化現象（initial magnetization)，隨後磁化作用的產生速率會加 快，並會發生飽和現象（saturation)。而若在飽和現象時，減少 外加磁場的強度，則磁化作用的速率會減弱。然而，其減弱時的 磁化作用方向與增強時的並不相同，形成磁滞環。此外，當外加 1243799 磁場減弱為零時，磁化作用並不會消失，此即為所謂的剩磁現象 (residual magnetization)。而若將外加磁場的方向反相 (reverse)，並增加反相磁場的強度，則磁化作用會為停止並且磁 化作用的方向會被反相，此時，既使外加磁場的強度為零，磁化 作用也不為零並且反相殘餘的磁化作用仍存在，因此產生不通過 磁極的封閉的曲線，此即稱為磁化曲線（magnetization curve)， 而且磁化曲線與磁區結構（magnetic domain structure)有著非常 密切的關係。 一般而言，磁矩（magnetic moment)係為引起磁化作用的因素 之一，其係由平行的電子自旋（spin)導致，而且通常鐵磁性物質 具有較大的磁矩，此外，鐵磁性物質通常具有平行的自旋團 (clusters of parallel spins)。當提供外加磁場時，磁區會依 磁場的方向排列。而當移除外加磁場時，磁區的方向會有一段長 時間維持不變，並因而產生殘磁性（residua 1 magnetization)。 以溫度而δ ’當鐵磁性物質的溫度上升時，電子會進行無秩序的 自旋熱運動。因此，鐵磁性物質會失去鐵磁性並轉變為順磁性 (paramagnetic)物質，此溫度稱為居禮溫度（curie temperature)。而讓磁通密度降到零所需要的反相磁場大小即稱 為矯頑磁力（coercive force)。 鎳塊（bulk nickel)之居里溫度約為353°C，飽和磁化 (saturation magnetization)性約為 〇·617 T，殘磁性約為 3〇〇 τ， 而矯頑磁力之大小約為239 A/m。 目前為止’錄的同素異形體（allotrope)可分為具有面心立方 (face-centered cubic，FCC)晶體結構的金屬錄與六方最密堆積 結構（hexagonal close packed，HCP)晶體結構的金屬錄。 1243799 一般而言，鎳粉係為面心立方晶體結構的鐵磁性物質，僅有 少數的鎳粉係為六方最密堆積結構晶體結構，因此，鎳粉被預測 認為一種鐵磁性物質。依據史東納理論（Stoner theory)，D.A. Papaconstantopoulos等人預測六方最密堆積結構晶體結構的鎳 必為一種鐵磁性物質（請參閱D.A· Papaconstantopoulos，J.L· Fry，N. E. Brener, “Ferromagnetism in hexagonal close packed elements”，Physical Review B，Vol. 39，No· 4，1989· 2. 1， pp 2526-2528)。 如前所述，鎳粉最具代表性的應用係用以作為電子裝置中的 内部電極，然而習知的鎳粉卻有如下之缺點：首先，當以印刷法 形成含有鎳粉的電極糊（paste)並將電極糊鎳作為電子裝置中的 内部電極時，鎳粉會因具有磁性而彼此相互吸引而形成類似磁鐵 (magnet)和磁塊（aggl〇merated)之構造，進而難以形成均勻的電 極糊。其次，在超高頻寬時，磁性物質卻因具有高阻抗之缺點， 而難以應用在超高頻寬的行動通訊以及電腦科技等電子設備中。 【發明内容】 本發明係提供一種非磁性鎳粉以及製造方法，以解決上述之問 本發明係揭露-種非磁性鎳粉以及製造方法。該錄粉具有非磁 ί之特性以及六方最密堆積結構。該方法包含將面心立方晶體結 之錄粉溶於-有機溶劑，以製備—初始材料分散劑，以及加熱 最 ：：材料：散劑：以使該面心立方晶體結構之鎳粉轉變為六方 於；2:才，鎳粉。該鎳粉並不呈現磁性凝聚現象，因此，用 维二電極的電極糊若摻有本發明之鎳粉，其電極糊可 持於良好的^狀態。同樣地，即使在高頻寬下，由本發明鎳

Claims (1)

1243799 案號：93109815 94年3月21日修正 拾、申請專利範圍： 1. 一種結晶性非磁性鎳粉，包括具有六方最密堆積晶體結構之 顆粒狀非磁性金屬鎳。 如申請專利範圍第1項所述之結晶性非磁性鎳粉，其中該結晶 性非磁性錄粉之殘磁性（res i dua 1 magnet i zat i on)係小於等 於 2 emu/g 〇 3. 如申請專利範圍第1項所述之結晶性非磁性鎳粉，其中該結晶 性非磁性鎳粉之殘磁性係小於等於1 emu/g。 4. 如申請專利範圍第1項所述之結晶性非磁性鎳粉，其令該結晶 性非磁性鎳粉之殘磁性係小於等於0. 2 emu/g。 5. 如申請專利範圍第1項所述之結晶性非磁性鎳粉，其中該結晶 性非磁性鎳粉之飽和磁化性係小於等於20 emu/g。 6. 如申請專利範圍第1項所述之結晶性非磁性鎳粉，其中該結晶 性非磁性鎳粉之飽和磁化性係小於等於10 emu/g。 7. 如申請專利範圍第1項所述之結晶性非磁性鎳粉，其中該結晶 性非磁性錄粉之飽和磁化性係小於等於1 emu/g。 8. 如申請專利範圍第1項所述之結晶性非磁性鎳粉，其中該結晶 性非磁性鎳粉之平均顆粒大小係介於30至80 nm。 9. 如申請專利範圍第1項所述之結晶性非磁性鎳粉，其中該結晶 性非磁性鎳粉之平均顆粒大小係介於30至300 nm。 17 1243799 案號：93109815 94年3月21日修正 10. —種製造六方最密堆積結構之非磁性鎳粉之方法，該方法包含 下列步驟： (a) 將面心立方晶體結構之鎳粉分散於一有機溶劑，以製 備一初始材料分散劑（starting material dispersion);以及 (b) 加熱該初始材料分散劑，以使該面心立方晶體結構之 鎳粉轉變為六方最密堆積結構之鎳粉。 11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該有機溶劑係為二 醇類化合物（glycol based compound)。 12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該醇類化合物係為 乙二醇（ethyleneglycol)、丙二醇（propyleneglycol)、雙乙 稀乙二醇（diethyleneglycol)、三乙烯乙二醇 (triethy 1 eneglycol)、二伸丙甘醇（dipropyleneglycol)、己 二醇（hexyleneglycol)、或丁二醇（butyleneglycol)。 13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該步驟（b)係在150 至380°C之溫度範圍中進行。 14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該步驟（b)的加熱溫 度範圍係較該有機溶劑之沸點高或低5°C之内。 15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該步驟（b)的加熱溫 度範圍係用以使該初始材料之有機溶劑沸騰。 18