TWI638051B - 鎳粉末 - Google Patents

鎳粉末 Download PDF

Info

Publication number
TWI638051B
TWI638051B TW104108717A TW104108717A TWI638051B TW I638051 B TWI638051 B TW I638051B TW 104108717 A TW104108717 A TW 104108717A TW 104108717 A TW104108717 A TW 104108717A TW I638051 B TWI638051 B TW I638051B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
nickel
gas
nickel powder
sulfur
powder
Prior art date
Application number
TW104108717A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201542832A (zh
Inventor
六角廣介
淺井剛
Original Assignee
東邦鈦股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東邦鈦股份有限公司 filed Critical 東邦鈦股份有限公司
Publication of TW201542832A publication Critical patent/TW201542832A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI638051B publication Critical patent/TWI638051B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • B22F1/16Metallic particles coated with a non-metal
    • 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
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • 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
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors
    • 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
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • 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
    • B22F2301/00Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/15Nickel or cobalt

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

提供一種鎳粉末,其在疊層陶瓷電容器的製造步驟中具有優異的燒結特性,可防止疊層陶瓷電容器的電極層與介電體層之間的剝離、電極層的裂痕之類缺陷的產生。該鎳粉末含有1.0~5.0質量%的硫黃,個數50%直徑設為0.09μm以下。

Description

鎳粉末
本發明係有關適合使用於電子零件等之導電膏用途的鎳粉末,特別是有關用在疊層陶瓷電容器的內部電極用途之導電膏而適合的鎳粉末。
由於以智慧型手機、平板終端為代表的行動通信終端係伴隨著多機能化、高機能化而消耗電力變大,電池的容量亦變大,因此在有限的框體內搭載有電子零件的主電路板有變小的傾向。另一方面,搭載於主電路板的電子零件數有增加的傾向。因此,搭載於主電路板的疊層陶瓷電容器被要求要小型且大容量。
伴隨著疊層陶瓷電容器的小型化、大容量化,疊層陶瓷電容器的內部電極亦被要求薄層化、低電阻化等。因此,被使用在內部電極的鎳粉末,其一次粒子的個數50%直徑當然是0.3μm以下,且被要求為0.2μm以下,甚至是0.1μm以下的超微粉末。
一般而言,與用在疊層陶瓷電容器的介電體之陶瓷粉末相較下,鎳粉末的燒結開始溫度低,熱收縮大。因此,在疊層陶瓷電容器的製造步驟中進行燒成時,有所謂在電極層與介電體層之間的剝離或在電極層的裂 痕產生之類缺陷容易產生的問題。又,若鎳粉末中存在有超過一次粒子的個數50%直徑3倍的粗大粒子或由粒子彼此凝結而成的凝集粒子,則電極層表面的凹凸會變大,而成為電極層間的短路或疊層陶瓷電容器的耐電壓降低的原因。
在因應上述燒成時所產生的缺陷之手段方面,例如日本特開平11-80817號公報中揭示一種含硫黃率是0.02~1.0重量%的鎳粉末。又,日本特開2008-223145號公報中揭示一種在表面上形成有硫化鎳或硫酸鎳的被覆膜之鎳粉末。
然而,上述習知技術中,若鎳粉末的個數50%直徑小於0.1μm,則防止鎳粉末在燒成時產生缺陷的效果不充分,而被要求再改善。
因此,本發明之目的在於獲得一種個數50%直徑小於0.1μm的鎳粉末,其在疊層陶瓷電容器的製造步驟中具有優異的燒結特性,可防止疊層陶瓷電容器的電極層與介電體層之間的剝離或電極層的裂痕之類缺陷的產生。
再者,本發明之目的在於提供一種個數50%直徑小於0.1μm的鎳粉末,其在疊層陶瓷電容器的製造步驟中可抑制凝集粒子的產生,可防止電極層間的短路或耐電壓降低之類不良情況的發生。
本發明的鎳粉末之特徵為,含有1.0~5.0質量%的硫黃,個數50%直徑是0.09μm以下。
依據本發明,透過含有1.0~5.0質量%的硫黃,即使個數50%直徑是0.09μm以下亦可改善鎳粉末的燒結舉動(behavior),可解決因燒結所致疊層陶瓷電容器的特性劣化等之問題點。
依據本發明的鎳粉末,得以在疊層陶瓷電容器的製造步驟中具有優異的燒結特性,可防止在疊層陶瓷電容器的電極層與介電體層之間的剝離或電極層的裂痕之類缺陷的產生。再者,本發明的鎳粉末可抑制凝集粒子的產生,可抑制在電極層間的短路或耐電壓降低之類不良情況的發生。
10‧‧‧還原爐
11‧‧‧氯化鎳氣體噴嘴
12‧‧‧氫氣噴嘴
13‧‧‧冷卻氣體噴嘴
14‧‧‧回收管
F‧‧‧光焰
P‧‧‧鎳粉末
第1圖係顯示在實施例及比較例所使用之鎳粉末製造裝置的概略圖。
本發明的鎳粉末包含依各種製造方法所製造之鎳粉末與以鎳為主成分的鎳合金粉末。而關於鎳合金粉末方面,有在鎳中添加有用以賦與耐氧化性等或提升導電係數之鉻、矽、硼、磷或稀土類元素、貴金屬元素等所成的合金粉末。
本發明的鎳粉末的個數50%直徑為0.09μm以下。本發明的鎳粉末的個數50%直徑之下限並未特別限制,但從通常的鎳粉末之生產成本、用途的觀點,以0.01μm以上為較佳。
本發明的鎳粉末的個數50%直徑,係利用掃瞄電子顯微鏡拍攝鎳粉末的照片,使用影像分析軟體從該照片測定約1,000個粒子的粒徑,由所獲得之鎳粉末的粒度分布,算出其個數50%直徑者。在此情況,粒徑係將粒子包入之最小圓的直徑。
本發明的鎳粉末係透過含硫黃1.0~5.0重量%。透過將硫黃濃度設成1.0重量%以上,可改善鎳粉末的燒結舉動。另一方面,若硫黃濃度超過5.0重量%,則會發生在燒結時產生腐蝕性氣體而使疊層陶瓷電容器的特性劣化等之問題。鎳粉末中的硫黃濃度更佳為1.2~4.0重量%,再佳為1.5~3.0重量%。
又,本發明的鎳粉末,其存在於粉末表面之硫黃中以硫酸離子存在的硫黃與以硫化物存在的硫黃之莫耳比(硫酸離子/硫化物離子比)是以0.10以下為較佳,若為0.05以下則更佳。透過將以硫酸離子存在的硫黃與以硫化物離子存在的硫黃之莫耳比設為上述範圍,可防止在製造鎳粉末膏時產生凝集粒子。此外,鎳粉末表面的以硫酸離子存在的硫黃與以硫化物離子存在的硫黃之比(硫酸離子/硫化物離子比)係從使用X射線光電分光儀所測定之S2p光譜的168eV的峰值與162eV的峰值之強度比算出。
又,本發明的鎳粉末,其鎳粉末中所含具有個數50%直徑3倍以上的粒徑之粒子(以下,有時記載為「粗大粒子」)的存在率以個數基準計是以100ppm以下為較佳,若為50ppm以下則更佳。藉由將粒度分布設在 此範圍,在製造疊層陶瓷電容器時可使電極層平滑。此外,粗大粒子的存在率之評價,係與前述同樣地利用掃瞄電子顯微鏡拍攝鎳粉末的照片,使用影像分析軟體從該照片計數在約100,000個粒子當中粒徑超過前述求得之個數50%直徑3倍的粒子數而算出。
本發明的鎳粉末係例如能以氣相法或液相法等已知的方法製造。特別是透過使氯化鎳氣體與還原性氣體接觸而生成鎳粉末的氣相還原法、或將熱分解性的鎳化合物噴霧而進行熱分解的噴霧熱分解法,在可容易地控制要生成的金屬微粉末之粒徑,進而可有效率地製造球狀的粒子之點而言是較佳的。特別是使氯化鎳氣體與還原性氣體接觸的氣相還原法,從可精密地控制要生成的鎳粉末的粒徑,進而可防止粗大粒子產生之點而言是較佳的。
氣相還原法係使氣化的氯化鎳氣體與氫等之還原性氣體反應。在此情況亦可加熱固體的氯化鎳並使之蒸發而生成氯化鎳氣體。然而,若考慮到防止氯化鎳氧化或吸濕、及能源效率,則較有利係:使金屬鎳接觸氯氣而使之連續地產生氯化鎳氣體,並將此氯化鎳氣體直接供給到還原步驟,接著使之與還原性氣體接觸而將氯化鎳氣體連續地還原而製造鎳微粉末之方法。
使用在將鎳作為主成分的合金粉末的製造方法之情況的氯化鎳氣體以外的氣體,可例舉:三氯化矽(III)氣體、四氯化矽(IV)氣體、單矽烷氣體、氯化銅(I)氣體、氯化銅(II)氣體、氯化銀氣體、氯化鉬氣體(III) 氣體、氯化鉬(V)氣體、氯化鐵(II)氣體、氯化鐵(III)氣體、氯化鉻(III)氣體、氯化鉻(VI)氣體、氯化鎢(II)氣體、氯化鎢(III)氣體、氯化鎢(IV)氣體、氯化鎢(V)氣體、氯化鎢(VI)氣體、氯化鉭(III)氣體、氯化鉭(V)氣體、氯化鈷氣體、氯化錸(III)氣體、氯化錸(IV)氣體、氯化錸(V)氣體、乙硼烷氣體、磷氣體等及此等的混合氣體。
又,還原性氣體,可例舉:氫氣、硫化氫氣體、氨氣、一氧化碳氣體、甲烷氣體及此等的混合氣體。特佳為氫氣、硫化氫氣體、氨氣、及此等的混合氣體。
在利用氣相還原反應之鎳粉末的製造過程中,氯化鎳氣體與還原性氣體接觸的瞬間會生成鎳原子,而藉由鎳原子彼此衝撞、凝集,使鎳粒子生成並成長。而且,會依據在還原步驟的氯化鎳氣體的分壓或溫度等之條件而決定生成之鎳粉末的粒徑。依據上述鎳粉末的製造方法,因為會產生對應於氯氣的供給量之量的氯化鎳氣體,故藉由控制氯氣的供給量,可調整供給至還原步驟之氯化鎳氣體的量,藉此可控制所生成之鎳粉末的粒徑。
再者,因為氯化鎳氣體係由氯氣與金屬之反應而產生,故不同於由固體氯化鎳之加熱蒸發而產生氯化鎳氣體的方法,不僅能減少載氣的使用,亦可依製造條件而不使用。因此,氣相還原反應較能因載氣的使用量減低及其所伴隨之加熱能源減低而謀求製造成本的削減。
又,透過將非活性氣體混合於在氯化步驟產生的氯化鎳氣體,可控制在還原步驟中之氯化鎳氣體的分壓。如此,透過控制氯氣的供給量或供給至還原步驟之氯化鎳氣體的分壓,可控制鎳粉末的粒徑,可控制粒徑的不均,同時並可任意地設定粒徑。
依據上述氣相還原法之鎳粉末的製造條件係以個數50%直徑成為0.09μm以下之方式作任意設定,但例如是出發原料的金屬鎳之粒徑係以約5~20mm的粒狀、塊狀、板狀等較佳,又,其純度係以概略是99.5%以上較佳。將此金屬鎳先與氯氣反應而生成氯化鎳氣體,為使反應充分進行,那時的溫度係設為800℃以上且設為鎳的熔點1453℃以下。若考慮反應速度與塩化爐的耐久性,則實用上以900℃~1100℃的範圍較佳。
接著,將此氯化鎳氣體直接供給到還原步驟,使之與氫氣等之還原性氣體接觸反應。那時,將氯化鎳氣體以適宜的氬、氮等之非活性氣體稀釋可控制氯化鎳氣體的分壓。透過控制氯化鎳氣體的分壓,可控制在還原部生成之金屬粉末的粒度分布等之品質。藉此可任意地設定所生成的金屬粉末之品質,同時並可使品質穩定。通常,為獲得個數50%直徑是0.09μm以下的鎳粉末,係將氯化鎳氣體的分壓控制成30kPa以下。還原反應的溫度只要是足以完成反應的溫度以上即可。因為生成固體狀的鎳粉末之處理較為容易,故設為鎳的熔點以下較佳,若考慮經濟性則900℃~1100℃是實用的。
如此生成經還原反應後的鎳粉末之後,冷卻所生成之鎳粉末。為了防止在冷卻之際因所生成的鎳之一次粒子彼此凝集而生成二次粒子,俾獲得期望的粒徑之鎳粉末,以透過吹入氮氣等之非活性氣體將還原反應終了之1000℃附近的氣體流急速冷卻至400~800℃程度較為理想。之後,將所生成的鎳粉末,例如利用袋式過濾器等分離、回收。
在利用噴霧熱分解法之鎳粉末的製造方法中,係將熱分解性的鎳化合物作為原料。具體言之,含有硝酸鹽、硫酸鹽、氧硝酸鹽、氧硫酸鹽、氯化物、銨錯合物、磷酸鹽、羧酸鹽、烷氧化合物等之1種或2種以上。將含有此鎳化合物的溶液進行噴霧而製作微細的液滴。這時的溶媒是使用水、乙醇、丙酮、乙醚等。又,噴霧的方法係利用超音波或雙層噴射噴嘴等之噴霧方法進行。照這樣形成微細的液滴,並以高溫加熱,而將金屬化合物熱分解,生成鎳粉末。此時的加熱溫度係所使用之特定的鎳化合物會熱分解的溫度以上,較佳為金屬的熔點附近。
在利用液相法之鎳粉末的製造方法中,係將含硫酸鎳、氯化鎳或鎳錯合物的鎳水溶液添加於氫氧化鈉等之鹼金屬氫氧化物中等使之接觸而生成鎳氫氧化物,接著以聯胺等之還原劑還原鎳氫氧化物而獲得金屬鎳粉末。如此生成的金屬鎳粉末為獲得均一的粒子而視需要進行破碎處理。
為了去除殘留的原料,按以上的方法獲得之鎳粉末係以分散於液相中並進行洗淨較佳。例如,係使按以上的方法獲得之鎳粉末在經控制pH、溫度之特定條件下懸浮於碳酸水溶液中而進行處理。透過以碳酸水溶液進行處理,附著在鎳粉末的表面的鹽等之雜質會被充分去除,且因存在於鎳粉末的表面之氫氧化鎳等氫氧化物或粒子彼此的摩擦等而自表面離開所形成之微粒子會被去除,故表面可形成均一的氧化鎳被膜。就利用碳酸水溶液的處理方法而言,有將鎳粉末與碳酸水溶液混合的方法,或於以純水將鎳粉末暫時洗淨後的水漿中吹入碳酸氣體,或於以純水將鎳粉末暫時洗淨後的水漿中添加碳酸水溶液作處理亦可。
使本發明的鎳粉末含有硫黃之方法未特別限定,例如可採用以下的方法。
(1)上述還原反應中添加含硫黃氣體之方法
(2)使鎳粉末與含硫黃氣體接觸處理之方法
(3)將鎳粉末與固體的含硫黃化合物以乾式混合之方法
(4)於液相中分散著鎳粉末的漿液中添加含硫黃化合物溶液之方法
(5)於液相中分散著鎳粉末的漿液中使含硫黃氣體起泡之方法
特別是從可精密地控制含硫黃量之點及可均一地添加硫黃的觀點,(1)及(4)的方法為較佳。(1)、(2)、(5)的 方法中所使用之含硫黃氣體未特別限定,可將在還原步驟的溫度下屬於氣體的硫黃蒸氣、二氧化硫氣體、硫化氫氣體等直接使用或稀釋後使用。其中從在常溫是氣體而容易控制流量之點、雜質混入的疑慮低之點,二氧化硫氣體及硫化氫氣體是有利的。
(1)的方法,透過將此等的氣體與氯化鎳氣體、非活性氣體、還原性氣體任一混合,可使藉還原反應生成的鎳粉末均一地含有硫黃。又,藉由控制氯化鎳氣體與含硫黃氣體之流量比,可控制鎳粉末的含硫黃量。
(3)、(4)的方法中所使用之含硫黃化合物未特別限定,可使用三硫醇、2-巰基苯幷噻唑、硫脲等之含硫黃化合物。其中使用硫脲的方法最具效果。
(4)的方法,係將鎳漿液與含硫黃化合物的溶液混合後,進行攪拌或超音波處理等。進行上述處理時之液溫的範圍為20~60℃,更佳為20~40℃。藉由調整含硫黃化合物的添加量,可任意地調整鎳粉末的含硫黃量。在將(4)的方法適用於藉氣相還原法所獲得之鎳粉末的情況,以於前述的洗淨步驟之後進行硫黃添加處理較佳。
於前述的洗淨步驟及硫黃添加步驟之後,將鎳粉末漿液乾燥。乾燥方法未特別限定,可使用已知的方法。具體言之,可例舉:使與高溫的氣體接觸而乾燥之氣流乾燥、加熱乾燥、真空乾燥等。其中,由於氣流乾燥没有因為粒子彼此衝撞而破壞含硫黃層而較佳。
本發明的鎳粉末在上述的乾燥步驟之後,於環境氣體控制下進行加熱處理。加熱處理在還原環境氣體中是100~400℃,較佳為100~250℃,更佳為於150~250℃的溫度下進行0.5~10小時的加熱處理。還原環境氣體,例如可例舉氮、氬等之非活性氣體與氫氣的混合氣體之環境氣體。還原環境氣體中的氫分壓為0.001~0.01MPa。藉此處理,將存在於鎳粉末的表面之硫酸離子變換成硫化物離子,可將鎳粉末表面的以硫酸離子存在的硫黃與以硫化物離子存在的硫黃的莫耳比(硫酸離子/硫化物離子比)穩定而設為0.10以下。
第1圖係顯示用以製造鎳粉末的裝置之圖。第1圖中的符號10為還原爐。還原爐10係呈有底圓筒狀,在其上游側安裝有氯化鎳氣體噴嘴11,呈現為得以朝還原爐10內供給氯化鎳氣體、二氧化硫氣體及濃度調整用的氮氣。又,在還原爐10的上游側側壁安裝有氫氣噴嘴12。藉由從氫氣噴嘴12被供給至還原爐10內的氫氣,使氯化鎳被還原而生成鎳粉末P。在還原爐10的下游側側壁安裝有冷卻氣體噴嘴13,藉由從冷卻氣體噴嘴13被供給至還原爐10內的氮氣等之非活性氣體而生成的鎳粉末P會被迅速地冷卻,防止鎳粉末P粗大化。在還原爐10的下游側安裝有回收管14,鎳粉末P係流通在回收管14而被送至回收裝置。
實施例
(實施例1、2、比較例1~3)
使用第1圖所示的鎳粉末製造裝置以氣相還原法製作個數50%直徑是0.03μm程度且使含硫黃率作各種變化後的鎳粉末。
利用氯化鎳氣體噴嘴11將氯化鎳氣體、二氧化硫氣體及氮氣的混合氣體以2.8m/秒(1,100℃換算)流速導入於經加熱器設為1,100℃的環境氣體溫度之還原爐10內。同時從氫氣噴嘴12以2.2m/秒(1,100℃換算)的流速將氫氣導入於還原爐10內,在還原爐10內還原氯化鎳氣體而獲得鎳粉末P。
在此情況,係藉由控制氯化鎳氣體與二氧化硫氣體之流量比,而調整鎳粉末的含硫黃量。此外,在進行鎳生成反應時,依反應熱而生成的鎳粉末係被加熱直到1,200℃,而含有所生成的鎳粉末之氣體流係因鎳粉末的黑體輻射而被觀察到與烴等之氣體燃料的燃燒炎相似的光焰F。所生成的鎳粉末P係與從冷卻氣體噴嘴13以鎳粉末的平均單位時間生成量之200倍的質流量導入的25℃的氮氣混合,在被冷卻到400℃以下之後,藉由回收管14引導至未圖示之袋式過濾器,將鎳粉末分離、回收。比較例3係不將二氧化硫氣體添加於氯化鎳氣體而製作鎳粉末。
回收的鎳粉末係進行反覆5次的在水中分散、沉降之洗淨步驟而去除殘留的氯化鎳後,以含水率成為0.5%以下之方式利用氣流乾燥裝置進行乾燥處理。接著在2體積%氫-氬的還原環境氣體下(氫分壓:2kPa)進行3小時的150℃之熱處理,獲得實施例1、2及比較例1~3的鎳粉末。
針對所獲得之鎳粉末,利用以下的方法來評價個數50%直徑、硫黃濃度、鎳粉末表面的硫酸離子/硫化物離子比、粗大粒子率、燒結舉動及凝集舉動。
a.個數50%直徑
利用掃瞄電子顯微鏡(Hitachi High-Technologies Corp.製,商品名S-4700)拍攝金屬鎳粉末的照片,使用影像分析軟體(mountech.co.,ltd製,商品名MacView4.0)從該照片測定約1,000個粒子的粒徑,算出其個數50%直徑。此外,粒徑係為將粒子包入之最小圓的直徑。
b.硫黃濃度
使用感應耦合電漿原子發射光譜儀(SII nanotechnology Co.,Ltd.製,商品名SPS3100)作測定。
c.鎳粉末表面的硫酸離子/硫化物離子比
從使用X射線光電分光儀(ULVAC-PHI,INCORPORATED製,商品名QVuantum2000)所測定之S2p光譜的168eV的峰值與162eV的峰值之強度比算出鎳粉末表面的硫酸離子/硫化物離子比。
d.粗大粒子率
利用掃瞄電子顯微鏡(Hitachi High-Technologies Corp.製,商品名S-4700)拍攝金屬鎳粉末的照片,使用影像分析軟體(mountech.co.,ltd製,商品名MacView4.0)從該照片測定在約100,000個粒子當中,粒徑是個數50%直徑的3倍以上的粗大粒子數並求得粗大粒子率。
e.燒結舉動
將鎳粉末1g、樟腦3重量%及丙酮3重量%混合,將此混合物填充於內徑5mm、長度10mm的圓柱狀金屬容器,以500MPa進行壓縮而製作試驗圓球(Pellet)。針對此試驗圓球的熱收縮舉動,使用熱機械分析儀(Rigaku Corporation製,商品名TMA8310)在1.5體積%氫-氮的還原環境氣體下以昇溫速度5℃/分鐘的條件測定。從測定結果求得5%收縮溫度,按照表1那樣來評價鎳粉末的燒結舉動。
f.凝集粒子
於鎳粉末0.5g添加聚羧酸系分散劑5重量%水溶液100ml,使用超音波分散機(gin-sen.Corporation製,商品名GSD600AT)在輸出600W、振幅寬30μm之條件下於60秒分散。於分散後,使用膜片過濾器(孔徑1μm,過濾器徑25mm)(GE health care bioscience Co.,Ltd.製,商品名Nuclepore membrane)並以吸引壓0.1MPa進行吸引過濾,從那時的通過時間,按照表2那樣評價鎳粉末的凝集舉動。
實施例1、2及比較例1~3的測定結果及評價結果表示於表3。此外,比較例3係硫黃濃度是檢出限界以下,針對鎳粉末表面之硫黃的狀態亦無法評價。
(實施例3~5)
製作個數50%直徑是0.09μm程度、含硫黃率1.5%程度且使表面的硫黃之狀態作各種變化後鎳粉末。使用第1圖所示的鎳粉末製造裝置,對於不將二氧化硫氣體施加於氯化鎳氣體所製造而成的不含硫黃的鎳粉末,進行反覆5次的在水中分散、沉降之洗淨步驟而去除殘留的氯化鎳。之後,以含硫黃率相對於鎳粉末是1.5%的方式添加硫脲的乙醇溶液,且在35℃下進行30分鐘攪拌處理。接著,以含水率成為0.5%以下的方式利用氣流乾燥裝置進行乾燥處理之後,為改變鎳粉末表面的硫黃之狀態,將於2體積%氫-氬的還原環境氣體下(氫分壓:2kPa)之200℃的熱處理的處理時間變化為0.5~3小時而進行,獲得實施例3~5的鎳粉末。實施例3~5的測定結果及評價結果表示於表3。
(比較例4)
除了將實施例3之洗淨步驟後的在硫脲的乙醇溶液中進行攪拌處理後的步驟,於洗淨步驟後以含水率成為0.5%以下之方式利用氣流乾燥裝置進行乾燥處理後,在石英反應管中於1.5體積%氫-5體積%硫化氫-氮環境氣體下(氫分壓:1.5kPa,硫化氫分壓:5kPa)以230℃進行10分鐘的硫化處理外,其餘同實施例3地獲得鎳粉末。比較例4的測定結果及評價結果表示於表3。
針對所獲得之鎳粉末,利用先前述及的方法來評價個數50%直徑、硫黃濃度、鎳粉末表面的硫酸離子/硫化物離子比、粗大粒子率、燒結舉動及凝集舉動。其結果一併載於表3。
從表3可明瞭,實施例1、2的鎳粉與比較例1~3相較下,儘管個數50%直徑是相同程度,但因硫黃濃度是在1.0~5.0重量%的範圍內,故得知燒結舉動優異。又實施例3、4的鎳粉與實施例5、比較例4相較下,儘管個數50%直徑是相同程度,但因硫黃濃度是在上述範圍內且硫酸離子/硫化物離子比是0.10以下,故得知產生凝集粒子的情況少。此外,實施例5由於凝集舉動之評價是「△」,更重要的燒結舉動之評價是「○」,故就本發明的性能而言是充分的。
依以上結果,本發明的鎳粉末在疊層陶瓷電容器的製造步驟中具有優異的燒結特性,結果證實在防止疊層陶瓷電容器的電極層與介電體層之間的剝離、電 極層的裂痕之類缺陷的發生是具效用的。而且,具有防止凝集粒子發生的效果,結果證實在防止電極層間的短路、耐電壓降低之類不良情況的發生是具效用的。
本發明作為疊層陶瓷電容器的內部電極用途之導電膏用的鎳粉末是有用的。

Claims (3)

  1. 一種鎳粉末,其特徵為含有1.2~5.0質量%的硫黃,個數50%直徑是0.09μm以下。
  2. 如請求項1之鎳粉末,其中存在於前述鎳粉末的表面之硫黃中以硫酸離子存在的硫黃與以硫化物離子存在的硫黃之莫耳比是0.10以下。
  3. 如請求項1或2之鎳粉末,其中具有前述鎳粉末的個數50%直徑3倍以上的粒徑之粗大粒子的存在率以個數基準計是100ppm以下。
TW104108717A 2014-04-08 2015-03-19 鎳粉末 TWI638051B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-079126 2014-04-08
JP2014079126 2014-04-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201542832A TW201542832A (zh) 2015-11-16
TWI638051B true TWI638051B (zh) 2018-10-11

Family

ID=54287661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104108717A TWI638051B (zh) 2014-04-08 2015-03-19 鎳粉末

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6559118B2 (zh)
KR (1) KR102292897B1 (zh)
CN (1) CN106457379B (zh)
TW (1) TWI638051B (zh)
WO (1) WO2015156080A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108430673B (zh) * 2016-01-12 2021-09-03 东邦钛株式会社 镍粉末
JP6799936B2 (ja) * 2016-03-31 2020-12-16 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 ニッケル粒子、導電性ペースト、内部電極及び積層セラミックコンデンサ
CN110461503B (zh) * 2017-03-10 2022-01-14 东邦钛株式会社 镍粉和镍糊料
JP6553313B2 (ja) * 2017-07-05 2019-07-31 東邦チタニウム株式会社 金属粉末、及びその製造方法
WO2020004105A1 (ja) * 2018-06-28 2020-01-02 東邦チタニウム株式会社 金属粉体とその製造方法、および焼結温度の予測方法
JP7314507B2 (ja) * 2018-12-20 2023-07-26 住友金属鉱山株式会社 ニッケル粉末およびその製造方法
JP7406047B2 (ja) 2021-04-26 2023-12-26 三井金属鉱業株式会社 ニッケル粉及びニッケル粒子の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103429369A (zh) * 2011-03-17 2013-12-04 新日铁住金化学株式会社 复合镍纳米粒子及其制造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3640511B2 (ja) * 1997-09-05 2005-04-20 Jfeミネラル株式会社 ニッケル超微粉
JP4168773B2 (ja) * 2003-02-12 2008-10-22 住友金属鉱山株式会社 焼結性に優れたニッケル粉末の製造方法
EP1785207A4 (en) * 2004-06-16 2009-05-20 Toho Titanium Co Ltd NICKEL POWDER AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
JP4807581B2 (ja) * 2007-03-12 2011-11-02 昭栄化学工業株式会社 ニッケル粉末、その製造方法、導体ペーストおよびそれを用いた積層セラミック電子部品
JP5060227B2 (ja) * 2007-09-19 2012-10-31 東邦チタニウム株式会社 ニッケル粉末の製造方法
JP4960210B2 (ja) * 2007-12-12 2012-06-27 東邦チタニウム株式会社 ニッケル粉末およびニッケル粉末の製造方法
JP4844589B2 (ja) 2008-05-08 2011-12-28 住友金属鉱山株式会社 焼結性に優れたニッケル粉末
CN102665969B (zh) * 2009-09-24 2015-03-04 住友金属矿山株式会社 镍微粉及其制造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103429369A (zh) * 2011-03-17 2013-12-04 新日铁住金化学株式会社 复合镍纳米粒子及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106457379B (zh) 2020-12-08
CN106457379A (zh) 2017-02-22
KR102292897B1 (ko) 2021-08-24
KR20160142842A (ko) 2016-12-13
JP6559118B2 (ja) 2019-08-14
TW201542832A (zh) 2015-11-16
WO2015156080A1 (ja) 2015-10-15
JPWO2015156080A1 (ja) 2017-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI638051B (zh) 鎳粉末
JP5768322B2 (ja) ニッケル微粉及びその製造方法
US7658995B2 (en) Nickel powder comprising sulfur and carbon, and production method therefor
TWI716526B (zh) 鎳粉末
JP2011195888A5 (zh)
TWI803486B (zh) 銅粒子及其製造方法
JP7080856B2 (ja) 金属粉末、及びその製造方法
WO2004020128A1 (ja) 金属ニッケル粉末及びその製造方法
US20150291439A1 (en) Method for producing cuprous oxide fine particles, cuprous oxide fine particles and method of producing conductor film
TWI597112B (zh) 金屬鎳粉末及金屬鎳粉末之製造方法
KR20190123777A (ko) 니켈 분말 및 니켈 페이스트
JP5008377B2 (ja) 真球状錫微粉末の製造方法
CN114786839B (zh) 铜粉体及其制造方法
KR100503126B1 (ko) 기상법에 의한 구형 니켈 미세분말의 제조 방법
JP5354398B2 (ja) 真球状錫微粉末
JP2018065701A (ja) 酸化ニッケル粉末の製造方法