純度要件を満たすために不活性ガスを用いるホウ素粉末のジェットミル
【課題】不純物汚染を回避してホウ素をミル加工するための処理システムおよび関連する方法を提供する。
【解決手段】このシステム４０は、ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミル４２と、ホウ素供給材料をジェットミルに配送するための供給材料入口５４とを含む。このシステムは、ジェットミルの中に少なくとも１つのガスを配送するための少なくとも１つの入口４６，６０を含む。ガスとホウ素供給材料が、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、ジェットミルの中で混合する。このシステムは、少なくとも１つの入口に動作可能に結合された少なくとも１つのガス供給源であって、少なくとも１つのガスが、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工の期間中に不純物を移転しないガスであるガス供給源４８，６２を含む。
【解決手段】このシステム４０は、ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミル４２と、ホウ素供給材料をジェットミルに配送するための供給材料入口５４とを含む。このシステムは、ジェットミルの中に少なくとも１つのガスを配送するための少なくとも１つの入口４６，６０を含む。ガスとホウ素供給材料が、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、ジェットミルの中で混合する。このシステムは、少なくとも１つの入口に動作可能に結合された少なくとも１つのガス供給源であって、少なくとも１つのガスが、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工の期間中に不純物を移転しないガスであるガス供給源４８，６２を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される内容は、ホウ素粉末のジェットミルに関し、より具体的には、純度要件を満たすために不活性ガスを用いるホウ素粉末のジェットミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジェットミルは、比較的大きな粒子サイズの供給材料物質を砕いて比較的小さな粒子サイズの粉末にするのに用いられる。ジェットミルは、工場の雰囲気から得られた圧縮空気で操作されることが多く、ジェットミルの内部で流体の流れの中に粒子を懸垂するために、担体として圧縮空気が用いられる。しかし、圧縮空気には、いくらかの油分が含まれることがある。このような油分は、様々な供給源から圧縮空気の中に導入される可能性がある。例えば、コンプレッサ構成要素の可動部の上にはオイルが存在することがあり、圧縮される空気と混合する可能性がある。ジェットミルを操作するために、圧縮空気が、供給ガス、ミリングガスまたはその両方として用いられるとき、圧縮空気に含まれるオイルが、ジェットミル作業の最終生産物に与えられることが多い。オイルなどの不純物は、ジェットミルから抽出されるミル加工されたホウ素粉末などの最終生産物を汚染する恐れがある。結果として、ミル加工されたホウ素粉末は、使用不可能であるか、あるいは同粉末を製造プロセスで用いるのに先立って、不純物を除去するためのさらなる処理が必要となる。したがって、ホウ素供給材料をジェットミルにかけるのに用いられる方法および装置を改善する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００２１３３５号明細書
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、不純物汚染を回避してホウ素をミル加工するための処理システムおよび関連する方法を提供することである。
【０００５】
以下は、本発明のいくつかの例示的態様の基本的な理解を提供するために、本発明の簡単な概要を示す。この概要は、本発明の広汎な概観ではない。そのうえ、この概要は、本発明の重要な要素を明らかにしたり、本発明の範囲を線引きしたりするようには意図されていない。この概要の唯一の目的は、後に示されるより詳細な説明の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡単な形で示すことである。
【０００６】
一態様によれば、本発明は、不純物汚染を回避してホウ素をミル加工するための処理システムを提供する。この処理システムは、ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルを含む。このシステムは、ホウ素供給材料をジェットミルへ配送するための供給材料入口を含む。このシステムは、ジェットミルの中に少なくとも１つのガスを配送するための少なくとも１つの入口を含む。ガスとホウ素供給材料が、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、ジェットミルの中で混合する。このシステムは、少なくとも１つの入口に動作可能に接続された少なくとも１つのガス供給源を含む。少なくとも１つのガスは、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、不純物が移転するのを防止するガスである。
【０００７】
別の態様によれば、本発明は、不純物汚染を回避してホウ素をミル加工する方法を提供する。この方法は、ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルを設けるステップを含む。ホウ素供給材料をジェットミルへ配送するために、供給材料入口が設けられる。ジェットミルの中に少なくとも１つのガスを配送するために、少なくとも１つの入口が設けられる。ガスとホウ素供給材料が、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、ジェットミルの中で混合される。少なくとも１つのガス供給源が設けられ、少なくとも１つの入口に動作可能に接続される。少なくとも１つのガスは、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、不純物が移転するのを防止するガスである。
【０００８】
本発明の前述の態様および他の態様が、添付図面を参照しながら以下の説明を読み取れば、本発明に関する当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の態様による例示的処理システムの例示的ジェットミルの概略上面図である。
【図２】図１の例示的処理システムの、処理システムの上部を通る図１の断面Ａ−Ａ、処理システムの下部を通る図１の断面Ｂ−Ｂ、および例示的システムのガス供給も示す断面図である。
【図３】本発明の一態様によるジェットミルにおいてホウ素供給材料をミル加工する例示的方法のトップレベルの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の態様を組み込む例示的実施形態が、図面で説明され、かつ示される。示された実例は、本発明に対する制限となるようには意図されていない。例えば、本発明の１つまたは複数の態様は、他の実施形態および他のタイプのデバイスでさえ利用することができる。そのうえ、本明細書では、特定の用語が便宜のためにのみ用いられているが、本発明に対する制限と解釈されるべきではない。さらに、図面では、同一の要素を示すのに同一の参照数字が用いられている。
【００１１】
ジェットミル４２を含む例示的処理システム４０が、図１および図２に全体的に示されている。特定の一例では、処理システム４０は、ミル加工されたホウ素粉末を製造するためのものである。他の粉末がミル加工され得ることを理解されたい。処理システム４０は、本発明の態様によって少なくとも１つの不活性ガスを利用するが、このことは以下で詳細に説明する。
【００１２】
図１および図２は、可能な構造、構成などの一例を示すものであり、他の実例が本発明の範囲内になるように企図されていることを理解されたい。図１は、図２の断面図を与えるために用いられる複合断面位置（すなわち別々のそれぞれの切断ラインに沿って切断された別々の部分）を示すことに留意されたい。具体的には、図２に示された断面は、処理システム４０の上部を通る断面Ａ−Ａ（図１）と処理システムの下部を通る断面Ｂ−Ｂ（図１）の組合せである。
【００１３】
ジェットミル４２は、ホウ素供給材料４４の粒子サイズを低減するためのものである。示された例示的ジェットミル４２は、渦タイプのジェットミルである。ジェットミルは、流動床ジェットミルなど別のタイプであり得るが、これに限定されない。図２に示されたホウ素供給材料４４は説明のみを目的とするもので、実際の粒子サイズまたは縮尺を表してはおらず、したがって、相対的寸法記入に用いるべきではないことを理解されたい。ホウ素供給材料４４は、様々なサイズの粒子を含むことができ、特定の「メッシュ」または「網目」の粒子サイズによって識別され得る。また、ホウ素供給材料は、Ｂ−１０ホウ素を含んでよく、Ｂ−１０は少なくとも９８重量％である。
【００１４】
処理システム４０は、ジェットミル４２の中へ供給ガス４８を配送するための第１のガス入口４６（ボトルタイプの供給源の例によって概略的に表されている）も含むことができる。第１のガス入口４６は、供給ガス４８の流れをジェットミル４２の中へ導いて加速するためのノズル５０を含むことができる。したがって、ジェットミル４２の中へ進む供給ガス入口の流れが生成される。第１のガス入口４６からジェットミル４２に供給ガス４８を配送するのに、注入チューブ５２を用いることができる。注入チューブ５２は、ジェットミル４２（図２に最もよく示されている）の周囲に対して接線方向に取り付けることができる。供給ガス４８を伴うジェットミル４２の中に周囲の大気がほとんど入らないように、供給ガス４８の供給源と第１のガス入口４６との間の接続が固定され得ることを理解されたい。また、供給ガス４８が周囲の大気に失われることがほとんどないように、供給ガス４８の供給源と第１のガス入口４６との間の接続が固定され得ることを理解されたい。
【００１５】
処理システム４０は、供給材料４４が供給ガス４８と混合されて供給ガス４８とともにジェットミル４２の中へ進行するように、ホウ素供給材料４４を供給ガス入口の流れの中へ配送するための供給材料入口５４をさらに含む。注入チューブ５２の開口として供給材料入口５４を設けることができ、これによって、ホウ素供給材料４４は、開口を通過して流れている供給ガスの流れに入り込むことができる。注入チューブ５２に、ホウ素供給材料４４を含むホウ素供給材料ホッパー５６（例えばじょうご形または類似のデバイス）が取り付けられ、入口５４でホウ素供給材料４４を供給する。供給材料４４を有するジェットミル４２に周囲の大気がほとんど入らないように、供給材料ホッパー５６（または類似のデバイス）は固定／封止され得ることを理解されたい。
【００１６】
処理システム４０は、ジェットミル４２の中へミリングガス６２（ボトル型供給源の例によって概略的に表されている）を配送するために、第２のガス入口６０も含む。第２のガス入口６０は、ミリングガス６２の流れを導いて加速するためのノズル５０を備えることができる。ミリングガス６２を有するジェットミル４２の中に周囲の大気がほとんど入らないように、ミリングガス６２の供給源と第２のガス入口６０との間の接続が固定され得ることを理解されたい。また、ミリングガス６２が周囲の大気に失われることがほとんどないように、ミリングガス６２の供給源と第２のガス入口６０との間の接続が固定され得ることを理解されたい。
【００１７】
ジェットミル４２の外部を取り囲む環状マニホールド６４を使用して、ミリングガス６２をジェットミル４２の中へ導くことができる。ミリングガス６２は、環状マニホールド６４により、ジェットミル４２の全周のまわりに流れるように方向性を与えられる。ミリングガス６２は、環状マニホールド６４から、環状マニホールド６４に沿って配分された複数の開口６６を通ってジェットミル４２に進む。開口６６は、ミリングガス６２の流れを、ジェットミル４２の中へ、ジェットミル４２の周囲に対して実質的に接線方向に導くように設計されている。
【００１８】
処理システム４０のジェットミル４２は、ミリングチャンバ７０も含む。当技術分野で知られているように、ミリングチャンバ７０は、渦タイプのミリングチャンバであり得る。ミリングチャンバ７０は、直径が高さより数倍大きい円筒形であり得る。供給ガス４８が、ホウ素供給材料４４を浮遊させて運びながら、ジェットミル４２のミリングチャンバ７０の周囲に対して接線方向に、ミリングチャンバ７０の中に入る。ミリングガス６２も、ミリングチャンバ７０の周囲に対して実質的に接線方向に、ミリングチャンバ７０の中へ導入される。供給ガス４８およびミリングガス６２の流れる方向により、ミリングチャンバ７０内に渦流路が生成される。したがって、供給材料４４とガス（供給ガス４８およびミリングガス６２）が、ジェットミル４２のミリングチャンバ７０内で混合される。
【００１９】
浮遊して運ばれたホウ素供給材料４４は、供給ガス４８およびミリングガス６２によって高速度および高エネルギーを与えられ、ホウ素供給材料４４の粒子は、ミリングチャンバ７０の内部の渦のまわりを移動するとき、強制的に高速衝突させられる。粒子間の高速衝突および粒子とミリングチャンバ７０の壁との間の衝突により、ホウ素供給材料４４は、より小さな粒子へと分割されて行く。遠心力によって、より大きなホウ素供給材料４４の粒子がミリングチャンバ７０の周囲の近くに維持される傾向がある。ホウ素供給材料４４の粒子は、より小さくなるのにつれて、ミリングチャンバの中心により近接して移動することができ、その間じゅう他のホウ素粒子によって衝撃される。換言すれば、ホウ素供給材料４４の粒子は、ますます小さなサイズにミル加工されるのにつれて質量が小さくなり、同粒子をミリングチャンバの外周の方へ強制することになる力が小さくなる。最終的に、ホウ素供給材料の粒子は、所望の粒子サイズから成るミル加工されたホウ素粉末７２へと粉砕される。結果として得られる粒子サイズは、供給ガス４８およびミリングガス６２の流速および圧力と、ノズル５０の寸法形状と、ミリングチャンバ７０の寸法形状と、ホウ素供給材料４４の送り速度とを含むいくつかの動作パラメータによって制御することができる。処理システム４０は、ホウ素供給材料４４の粒子を１マイクロメートルの範囲内のサイズへとジェットミル加工するのに使用することができるが、他の粒子サイズの範囲も企図される。
【００２０】
処理システム４０は、ミル加工されたホウ素粉末７２を放出するための、ミリングチャンバ７０からの出口７４をさらに含む。供給ガス４８およびミリングガス６２も、出口７４から排出される。この時点ではミル加工されたホウ素粉末７２であると考えられる、より小さな粒子は、最終的にミリングチャンバの中心へと進み、供給ガス４８およびミリングガス６２の出口／排出口を経由して出口７４を通って搬送される。示された実例は、ミリングチャンバ７０と共軸の位置で、ミリングチャンバ７０の頂部に出口７４を設ける。ミル加工されたホウ素粉末７２は、出口７４を通過した後に、容易に収集／捕捉して、粒子サイズによって分類することができる。さらに、出口を流れる供給ガス４８およびミリングガス６２は、収集／捕捉して再利用されるか、または周囲の大気に放出されてよい。
【００２１】
本発明の態様により、説明された処理システム４０によって供給され得るミル加工されたホウ素粉末７２の不純物含有量は、比較的少ないか、またはゼロである。この態様は、ミル加工を通じてホウ素４４、７２とガス４８、６２が混合されるにもかかわらず生じる。このような最少化された不純物量は、例示の汚染不純物としてオイルを含む圧縮空気を用いて行なわれるミル加工と比較したものである。不純物をほとんど含まないミル加工されたホウ素粉末７２を提供する本発明の態様は、処理システム４０向けに適切な供給ガス４８および／またはミリングガス６２を選択することにより達成される。供給ガス４８および／またはミリングガス６２を選択するための基準の１つは、ミル加工中に、ホウ素供給材料４４／ミル加工されるホウ素粉末７２に移転する可能性があるガス中の不純物含有量が、比較的少ないか、またはゼロであることである。したがって、不純物含有量が低減されたミル加工のホウ素粉末７２をもたらすように、ホウ素供給材料４４をホウ素粉末７２へとミル加工することは、ホウ素供給材料４４に対して、不純物を、あるにしても僅かしか与えないように供給ガス４８および／またはミリングガス６２（同一のガスでもよい）を選択することの直接の結果である。
【００２２】
一例では、供給ガス４８および／またはミリングガス６２に窒素が選択される。したがって、高レベルの不純物を含む圧縮空気などのガスの代わりに窒素が用いられる。前述のように、以前のミル加工／既知のミル加工は、供給ガスおよびミリングガスに圧縮空気を用いることが多く、結果として、特定のジェットミル動作パラメータは圧縮空気を使用するように設定される。窒素ガスの粘度および一般的性質は、空気のそれに類似であり、したがって、ジェットミル４２の動作パラメータに対する変更の必要性がより少ない。窒素の供給源（図２のボトル型供給源によって概略的に表されている）は、窒素を供給する任意の適切なデバイスでよい。例えば、この供給源は、液体窒素をガス化するための気化器を有する液体窒素の容器または圧縮窒素ガスの容器を含むことができる。供給ガス４８とミリングガス６２がどちらも窒素であると、図２に概略的に表されたボトル型供給源は、組み合わせて単一の供給源にできることに留意されたい。
【００２３】
さらに、窒素に対する工業用の精製工程により、ガス内の不純物の大きな割合が除去される。窒素は、圧縮空気に対する代替として工業立地で用いられたとき、ホウ素供給材料４４またはミル加工されたホウ素粉末７２に顕著な量の不純物を与えることがない。供給ガス４８およびミリングガス６２に窒素を用いると、可溶残留物を約０．１重量パーセント未満に低減した不純物量で、ミル加工されたホウ素粉末７２を製造することができる。この不純物レベルは、ミル加工されたホウ素粉末７２の親水性の性質に影響がない可溶残留物の許容レベルであると考えることができる。
【００２４】
他の実例は、ジェットミル４２の動作パラメータに留意しながら他のガスの利用を基にすることができる。例えば、供給ガス４８および／またはミリングガス６２として、他の不活性のガスを用いることができる。特定の実例として、供給ガス４８および／またはミリングガス６２として貴ガスを用いることができる。特定の貴ガスの実例の１つにはアルゴンがある。不活性ガス／貴ガスの供給源（図２のボトル型供給源によって概略的に表されている）は、不活性ガス／貴ガスを供給する任意の適切なデバイスでよい。貴ガスは、ホウ素に対して化学的に不活性である。
【００２５】
さらに別の実例として、通常の圧縮空気と比較して不純物を低減するために、供給ガス４８および／またはミリングガス６２として蒸気を用いることができる。このような蒸気は、液体の水の供給源を沸騰させることにより生成することができる。蒸気の供給源（図２のボトル型供給源によって概略的に表されている）は、蒸気を供給する１つまたは複数の任意の適切なデバイスでよい。蒸気はホウ素に化学的影響を及ぼすことがなく、したがって、この処理に関して化学的に不活性であると考えることができる。
【００２６】
純度要件を満たすために不活性ガスを用いる、ホウ素供給材料４４のジェットミル加工方法および関連する処理システムは、ミル加工されたホウ素粉末７２から不純物を低減するための解決策の１つである。さらに、ミル加工されたホウ素粉末７２に見いだされる不純物を低減するとき、標準的な工場圧縮空気の窒素ガスへの置換は、他の精製されたガスの低コストの代替である。窒素ガスの特性は、圧縮空気の特性と類似しており、ジェットミルプロシージャに対する動作パラメータの変更がより少なくなる。さらに、供給ガス４８およびミリングガス６２として窒素を用いると、粉砕された供給材料が酸化する可能性が低くなる。
【００２７】
純度要件を満たすために不活性ガスを用いてホウ素粉末をジェットミル加工する例示的方法が、図３で全体的に説明されている。この方法は、図１および図２に示された例示的ジェットミルに関連して遂行することができる。この方法は、ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルを設けるステップ１１０を含む。ホウ素供給材料は、様々なサイズの粒子を含むことができ、特定の「メッシュ」または「網目」サイズによって識別され得る。ジェットミルは、渦タイプジェットミルおよび流動床ジェットミルなどを含むがこれらに限定されない、当技術分野で既知の任意数のタイプであり得る。
【００２８】
この方法は、ジェットミルの中へ供給ガスを入れるための第１のガス入口を設けるステップ１１２を含む。第１のガス入口は、供給ガスの流れをジェットミルの中へ導いて加速するためのノズルを含むことができる。第１のガス入口からジェットミルに供給ガスを配送するのに、注入チューブを用いることができる。
【００２９】
この方法は、供給ガス入口の流れにホウ素供給材料を入れるための供給材料入口を設けるステップ１１４を含む。供給材料入口は、注入チューブに開口を含むことができ、これによって、ホウ素供給材料は、開口を通過して流れている供給ガスの流れに入り込むことができる。ホウ素供給材料のじょうご、ホッパー、またはホウ素供給材料を含む類似のデバイスを、注入チューブに取り付けることができる。
【００３０】
この方法は、ジェットミルの中へミリングガスを入れるための第２のガス入口を設けるステップ１１６をさらに含む。第２のガス入口は、ミリングガスの流れを環状マニホールドの中に導いて加速するためのノズルを備えることができる。
【００３１】
この方法は、ミリングチャンバを設けるステップ１１８も含む。ミリングチャンバは、当技術分野で既知の渦タイプのミリングチャンバであり得る。ミリングチャンバは、直径が高さより数倍大きい円筒形であり得る。
【００３２】
この方法は、ミル加工されたホウ素粉末、供給ガス、およびミリングガスをミリングチャンバから除去するための出口を設けるステップ１２０をさらに含む。この出口は、ミリングチャンバの頂部の壁上に、ミリングチャンバと中心軸を共有して配置することができる。
【００３３】
この方法は、第１のガス入口に供給ガスを入れるステップ１２２をさらに含む。供給ガスは、ジェットミルを操作するのに十分な圧力および量で供給される。供給ガスを導いて加速し、供給ガスがジェットミルに入るとき滑らかな流れにするために、一般にノズルが使用される。
【００３４】
この方法は、供給ガス入口の流れにホウ素供給材料を入れるステップ１２４も含む。ホウ素供給材料は、供給材料入口を通過するとき、供給ガス入口の流れに浮遊して運ばれるようになる。次いで、ホウ素供給材料は、供給ガス入口の流れによって、ミリングチャンバに、ミリングチャンバの円筒状の本体に対して接線方向に配送される。
【００３５】
この方法は、第２のガス入口にミリングガスを入れるステップ１２６をさらに含む。渦ジェットミルは、周囲のまわりの環状マニホールドを含むことができる。環状マニホールドは、ミリングガスを、ミリングチャンバの中へ、ミリングチャンバの円筒状の本体に対して接線方向に導くように設計された開口を含み、したがってミリングチャンバ内に渦の流路を生成することができる。
【００３６】
この方法は、ホウ素供給材料を、不純物量が低減されたミル加工のホウ素粉末へとミル加工するステップ１２８をさらに含む。浮遊して運ばれたホウ素供給材料は、供給ガスおよびミリングガスによって高速度および高エネルギーを与えられ、ホウ素供給材料の粒子は、ミリングチャンバの内部の渦のまわりを移動するとき、強制的に高速衝突させられる。ホウ素供給材料は、これらの高速衝突により、より小さな粒子に分割される。遠心力によって、より大きなホウ素供給材料粒子がミリングチャンバの周囲の近くに維持される傾向がある。ホウ素供給材料の粒子は、より小さくなるのにつれて、ミリングチャンバの中心により近接して移動することができ、その間じゅう他のホウ素粒子によって衝撃される。最終的に、ホウ素供給材料の粒子は、所望の粒子サイズから成るホウ素粉末へと粉砕される。
【００３７】
この方法は、ミル加工されたホウ素粉末、供給ガス、およびミリングガスを出口から取り出すステップ１３０も含む。ホウ素供給材料の粒子は、ますます小さなサイズに粉砕されるのにつれて質量が小さくなり、同粒子をミリングチャンバの外周の方へ強制することになる力が小さくなる。より小さな粒子は、最終的にミリングチャンバの中心に進み、出口を通ってミリングチャンバを出るとき、供給ガスおよびミリングガスによって搬送される。
【００３８】
この方法の一例では、供給ガスおよび／またはミリングガスに窒素が選択される。したがって、高レベルの不純物を含む圧縮空気などのガスの代わりに窒素が用いられる。前述のように、以前のミル加工／既知のミル加工は、供給ガスおよびミリングガスに圧縮空気をしばしば用いており、結果として、特定のジェットミルの動作パラメータは、圧縮空気を使用するように設定される。窒素ガスの粘度および一般的性質は、空気のそれに類似であり、したがって、ジェットミルの動作パラメータに対する変更の必要性がより少ない。また、窒素は、圧縮空気に対する代替として用いられたとき、顕著な量の不純物を与えることがない。供給ガスおよびミリングガスに窒素を用いると、可溶残留物を約０．１重量パーセント未満に低減した不純物量で、ミル加工されたホウ素粉末７２を製造することができる。この不純物レベルは、ミル加工されたホウ素粉末の親水性の性質に影響がない可溶残留物の許容レベルであると考えることができる。
【００３９】
他の実例は、他のガスを利用することに基づくものであり得る。例えば、供給ガスおよび／またはミリングガスとして、他の不活性のガスを用いることができる。特定の実例として、供給ガスおよび／またはミリングガスとして貴ガスを用いることができる。特定の貴ガスの実例の１つにはアルゴンがある。さらに別の実例として、通常の圧縮空気と比較して不純物を低減するために、供給ガスおよび／またはミリングガスとして蒸気を用いることができる。蒸気はホウ素に化学的影響を及ぼすことがなく、したがって、この処理に関して化学的に不活性であると考えることができる。
【００４０】
この書かれた説明は、最善の様式を含めて本発明を開示するために、また、あらゆる当業者が、あらゆるデバイスまたはシステムを製作し使用することならびにあらゆる具体化された方法を実行することを含めて本発明を実施することも可能にするために、実例を用いている。本発明が特許権を受けられる範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に想起される他の実施例を含み得る。そのような他の実例は、それらが特許請求の範囲の文字どおりの言葉と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字どおりの言葉との実質のない相違点を有する同等な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲に入るように意図されている。
【符号の説明】
【００４１】
４０ 処理システム
４２ ジェットミル
４４ ホウ素供給材料
４６ 第１のガス入口
４８ 供給ガス
５０ ノズル
５２ 注入チューブ
５４ 供給材料入口
５６ ホウ素供給材料ホッパー
６０ 第２のガス入口
６２ ミリングガス
６４ 環状マニホールド
６６ 開口
７０ ミリングチャンバ
７２ ホウ素粉末
７４ 出口
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される内容は、ホウ素粉末のジェットミルに関し、より具体的には、純度要件を満たすために不活性ガスを用いるホウ素粉末のジェットミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジェットミルは、比較的大きな粒子サイズの供給材料物質を砕いて比較的小さな粒子サイズの粉末にするのに用いられる。ジェットミルは、工場の雰囲気から得られた圧縮空気で操作されることが多く、ジェットミルの内部で流体の流れの中に粒子を懸垂するために、担体として圧縮空気が用いられる。しかし、圧縮空気には、いくらかの油分が含まれることがある。このような油分は、様々な供給源から圧縮空気の中に導入される可能性がある。例えば、コンプレッサ構成要素の可動部の上にはオイルが存在することがあり、圧縮される空気と混合する可能性がある。ジェットミルを操作するために、圧縮空気が、供給ガス、ミリングガスまたはその両方として用いられるとき、圧縮空気に含まれるオイルが、ジェットミル作業の最終生産物に与えられることが多い。オイルなどの不純物は、ジェットミルから抽出されるミル加工されたホウ素粉末などの最終生産物を汚染する恐れがある。結果として、ミル加工されたホウ素粉末は、使用不可能であるか、あるいは同粉末を製造プロセスで用いるのに先立って、不純物を除去するためのさらなる処理が必要となる。したがって、ホウ素供給材料をジェットミルにかけるのに用いられる方法および装置を改善する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００２１３３５号明細書
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、不純物汚染を回避してホウ素をミル加工するための処理システムおよび関連する方法を提供することである。
【０００５】
以下は、本発明のいくつかの例示的態様の基本的な理解を提供するために、本発明の簡単な概要を示す。この概要は、本発明の広汎な概観ではない。そのうえ、この概要は、本発明の重要な要素を明らかにしたり、本発明の範囲を線引きしたりするようには意図されていない。この概要の唯一の目的は、後に示されるより詳細な説明の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡単な形で示すことである。
【０００６】
一態様によれば、本発明は、不純物汚染を回避してホウ素をミル加工するための処理システムを提供する。この処理システムは、ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルを含む。このシステムは、ホウ素供給材料をジェットミルへ配送するための供給材料入口を含む。このシステムは、ジェットミルの中に少なくとも１つのガスを配送するための少なくとも１つの入口を含む。ガスとホウ素供給材料が、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、ジェットミルの中で混合する。このシステムは、少なくとも１つの入口に動作可能に接続された少なくとも１つのガス供給源を含む。少なくとも１つのガスは、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、不純物が移転するのを防止するガスである。
【０００７】
別の態様によれば、本発明は、不純物汚染を回避してホウ素をミル加工する方法を提供する。この方法は、ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルを設けるステップを含む。ホウ素供給材料をジェットミルへ配送するために、供給材料入口が設けられる。ジェットミルの中に少なくとも１つのガスを配送するために、少なくとも１つの入口が設けられる。ガスとホウ素供給材料が、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、ジェットミルの中で混合される。少なくとも１つのガス供給源が設けられ、少なくとも１つの入口に動作可能に接続される。少なくとも１つのガスは、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、不純物が移転するのを防止するガスである。
【０００８】
本発明の前述の態様および他の態様が、添付図面を参照しながら以下の説明を読み取れば、本発明に関する当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の態様による例示的処理システムの例示的ジェットミルの概略上面図である。
【図２】図１の例示的処理システムの、処理システムの上部を通る図１の断面Ａ−Ａ、処理システムの下部を通る図１の断面Ｂ−Ｂ、および例示的システムのガス供給も示す断面図である。
【図３】本発明の一態様によるジェットミルにおいてホウ素供給材料をミル加工する例示的方法のトップレベルの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の態様を組み込む例示的実施形態が、図面で説明され、かつ示される。示された実例は、本発明に対する制限となるようには意図されていない。例えば、本発明の１つまたは複数の態様は、他の実施形態および他のタイプのデバイスでさえ利用することができる。そのうえ、本明細書では、特定の用語が便宜のためにのみ用いられているが、本発明に対する制限と解釈されるべきではない。さらに、図面では、同一の要素を示すのに同一の参照数字が用いられている。
【００１１】
ジェットミル４２を含む例示的処理システム４０が、図１および図２に全体的に示されている。特定の一例では、処理システム４０は、ミル加工されたホウ素粉末を製造するためのものである。他の粉末がミル加工され得ることを理解されたい。処理システム４０は、本発明の態様によって少なくとも１つの不活性ガスを利用するが、このことは以下で詳細に説明する。
【００１２】
図１および図２は、可能な構造、構成などの一例を示すものであり、他の実例が本発明の範囲内になるように企図されていることを理解されたい。図１は、図２の断面図を与えるために用いられる複合断面位置（すなわち別々のそれぞれの切断ラインに沿って切断された別々の部分）を示すことに留意されたい。具体的には、図２に示された断面は、処理システム４０の上部を通る断面Ａ−Ａ（図１）と処理システムの下部を通る断面Ｂ−Ｂ（図１）の組合せである。
【００１３】
ジェットミル４２は、ホウ素供給材料４４の粒子サイズを低減するためのものである。示された例示的ジェットミル４２は、渦タイプのジェットミルである。ジェットミルは、流動床ジェットミルなど別のタイプであり得るが、これに限定されない。図２に示されたホウ素供給材料４４は説明のみを目的とするもので、実際の粒子サイズまたは縮尺を表してはおらず、したがって、相対的寸法記入に用いるべきではないことを理解されたい。ホウ素供給材料４４は、様々なサイズの粒子を含むことができ、特定の「メッシュ」または「網目」の粒子サイズによって識別され得る。また、ホウ素供給材料は、Ｂ−１０ホウ素を含んでよく、Ｂ−１０は少なくとも９８重量％である。
【００１４】
処理システム４０は、ジェットミル４２の中へ供給ガス４８を配送するための第１のガス入口４６（ボトルタイプの供給源の例によって概略的に表されている）も含むことができる。第１のガス入口４６は、供給ガス４８の流れをジェットミル４２の中へ導いて加速するためのノズル５０を含むことができる。したがって、ジェットミル４２の中へ進む供給ガス入口の流れが生成される。第１のガス入口４６からジェットミル４２に供給ガス４８を配送するのに、注入チューブ５２を用いることができる。注入チューブ５２は、ジェットミル４２（図２に最もよく示されている）の周囲に対して接線方向に取り付けることができる。供給ガス４８を伴うジェットミル４２の中に周囲の大気がほとんど入らないように、供給ガス４８の供給源と第１のガス入口４６との間の接続が固定され得ることを理解されたい。また、供給ガス４８が周囲の大気に失われることがほとんどないように、供給ガス４８の供給源と第１のガス入口４６との間の接続が固定され得ることを理解されたい。
【００１５】
処理システム４０は、供給材料４４が供給ガス４８と混合されて供給ガス４８とともにジェットミル４２の中へ進行するように、ホウ素供給材料４４を供給ガス入口の流れの中へ配送するための供給材料入口５４をさらに含む。注入チューブ５２の開口として供給材料入口５４を設けることができ、これによって、ホウ素供給材料４４は、開口を通過して流れている供給ガスの流れに入り込むことができる。注入チューブ５２に、ホウ素供給材料４４を含むホウ素供給材料ホッパー５６（例えばじょうご形または類似のデバイス）が取り付けられ、入口５４でホウ素供給材料４４を供給する。供給材料４４を有するジェットミル４２に周囲の大気がほとんど入らないように、供給材料ホッパー５６（または類似のデバイス）は固定／封止され得ることを理解されたい。
【００１６】
処理システム４０は、ジェットミル４２の中へミリングガス６２（ボトル型供給源の例によって概略的に表されている）を配送するために、第２のガス入口６０も含む。第２のガス入口６０は、ミリングガス６２の流れを導いて加速するためのノズル５０を備えることができる。ミリングガス６２を有するジェットミル４２の中に周囲の大気がほとんど入らないように、ミリングガス６２の供給源と第２のガス入口６０との間の接続が固定され得ることを理解されたい。また、ミリングガス６２が周囲の大気に失われることがほとんどないように、ミリングガス６２の供給源と第２のガス入口６０との間の接続が固定され得ることを理解されたい。
【００１７】
ジェットミル４２の外部を取り囲む環状マニホールド６４を使用して、ミリングガス６２をジェットミル４２の中へ導くことができる。ミリングガス６２は、環状マニホールド６４により、ジェットミル４２の全周のまわりに流れるように方向性を与えられる。ミリングガス６２は、環状マニホールド６４から、環状マニホールド６４に沿って配分された複数の開口６６を通ってジェットミル４２に進む。開口６６は、ミリングガス６２の流れを、ジェットミル４２の中へ、ジェットミル４２の周囲に対して実質的に接線方向に導くように設計されている。
【００１８】
処理システム４０のジェットミル４２は、ミリングチャンバ７０も含む。当技術分野で知られているように、ミリングチャンバ７０は、渦タイプのミリングチャンバであり得る。ミリングチャンバ７０は、直径が高さより数倍大きい円筒形であり得る。供給ガス４８が、ホウ素供給材料４４を浮遊させて運びながら、ジェットミル４２のミリングチャンバ７０の周囲に対して接線方向に、ミリングチャンバ７０の中に入る。ミリングガス６２も、ミリングチャンバ７０の周囲に対して実質的に接線方向に、ミリングチャンバ７０の中へ導入される。供給ガス４８およびミリングガス６２の流れる方向により、ミリングチャンバ７０内に渦流路が生成される。したがって、供給材料４４とガス（供給ガス４８およびミリングガス６２）が、ジェットミル４２のミリングチャンバ７０内で混合される。
【００１９】
浮遊して運ばれたホウ素供給材料４４は、供給ガス４８およびミリングガス６２によって高速度および高エネルギーを与えられ、ホウ素供給材料４４の粒子は、ミリングチャンバ７０の内部の渦のまわりを移動するとき、強制的に高速衝突させられる。粒子間の高速衝突および粒子とミリングチャンバ７０の壁との間の衝突により、ホウ素供給材料４４は、より小さな粒子へと分割されて行く。遠心力によって、より大きなホウ素供給材料４４の粒子がミリングチャンバ７０の周囲の近くに維持される傾向がある。ホウ素供給材料４４の粒子は、より小さくなるのにつれて、ミリングチャンバの中心により近接して移動することができ、その間じゅう他のホウ素粒子によって衝撃される。換言すれば、ホウ素供給材料４４の粒子は、ますます小さなサイズにミル加工されるのにつれて質量が小さくなり、同粒子をミリングチャンバの外周の方へ強制することになる力が小さくなる。最終的に、ホウ素供給材料の粒子は、所望の粒子サイズから成るミル加工されたホウ素粉末７２へと粉砕される。結果として得られる粒子サイズは、供給ガス４８およびミリングガス６２の流速および圧力と、ノズル５０の寸法形状と、ミリングチャンバ７０の寸法形状と、ホウ素供給材料４４の送り速度とを含むいくつかの動作パラメータによって制御することができる。処理システム４０は、ホウ素供給材料４４の粒子を１マイクロメートルの範囲内のサイズへとジェットミル加工するのに使用することができるが、他の粒子サイズの範囲も企図される。
【００２０】
処理システム４０は、ミル加工されたホウ素粉末７２を放出するための、ミリングチャンバ７０からの出口７４をさらに含む。供給ガス４８およびミリングガス６２も、出口７４から排出される。この時点ではミル加工されたホウ素粉末７２であると考えられる、より小さな粒子は、最終的にミリングチャンバの中心へと進み、供給ガス４８およびミリングガス６２の出口／排出口を経由して出口７４を通って搬送される。示された実例は、ミリングチャンバ７０と共軸の位置で、ミリングチャンバ７０の頂部に出口７４を設ける。ミル加工されたホウ素粉末７２は、出口７４を通過した後に、容易に収集／捕捉して、粒子サイズによって分類することができる。さらに、出口を流れる供給ガス４８およびミリングガス６２は、収集／捕捉して再利用されるか、または周囲の大気に放出されてよい。
【００２１】
本発明の態様により、説明された処理システム４０によって供給され得るミル加工されたホウ素粉末７２の不純物含有量は、比較的少ないか、またはゼロである。この態様は、ミル加工を通じてホウ素４４、７２とガス４８、６２が混合されるにもかかわらず生じる。このような最少化された不純物量は、例示の汚染不純物としてオイルを含む圧縮空気を用いて行なわれるミル加工と比較したものである。不純物をほとんど含まないミル加工されたホウ素粉末７２を提供する本発明の態様は、処理システム４０向けに適切な供給ガス４８および／またはミリングガス６２を選択することにより達成される。供給ガス４８および／またはミリングガス６２を選択するための基準の１つは、ミル加工中に、ホウ素供給材料４４／ミル加工されるホウ素粉末７２に移転する可能性があるガス中の不純物含有量が、比較的少ないか、またはゼロであることである。したがって、不純物含有量が低減されたミル加工のホウ素粉末７２をもたらすように、ホウ素供給材料４４をホウ素粉末７２へとミル加工することは、ホウ素供給材料４４に対して、不純物を、あるにしても僅かしか与えないように供給ガス４８および／またはミリングガス６２（同一のガスでもよい）を選択することの直接の結果である。
【００２２】
一例では、供給ガス４８および／またはミリングガス６２に窒素が選択される。したがって、高レベルの不純物を含む圧縮空気などのガスの代わりに窒素が用いられる。前述のように、以前のミル加工／既知のミル加工は、供給ガスおよびミリングガスに圧縮空気を用いることが多く、結果として、特定のジェットミル動作パラメータは圧縮空気を使用するように設定される。窒素ガスの粘度および一般的性質は、空気のそれに類似であり、したがって、ジェットミル４２の動作パラメータに対する変更の必要性がより少ない。窒素の供給源（図２のボトル型供給源によって概略的に表されている）は、窒素を供給する任意の適切なデバイスでよい。例えば、この供給源は、液体窒素をガス化するための気化器を有する液体窒素の容器または圧縮窒素ガスの容器を含むことができる。供給ガス４８とミリングガス６２がどちらも窒素であると、図２に概略的に表されたボトル型供給源は、組み合わせて単一の供給源にできることに留意されたい。
【００２３】
さらに、窒素に対する工業用の精製工程により、ガス内の不純物の大きな割合が除去される。窒素は、圧縮空気に対する代替として工業立地で用いられたとき、ホウ素供給材料４４またはミル加工されたホウ素粉末７２に顕著な量の不純物を与えることがない。供給ガス４８およびミリングガス６２に窒素を用いると、可溶残留物を約０．１重量パーセント未満に低減した不純物量で、ミル加工されたホウ素粉末７２を製造することができる。この不純物レベルは、ミル加工されたホウ素粉末７２の親水性の性質に影響がない可溶残留物の許容レベルであると考えることができる。
【００２４】
他の実例は、ジェットミル４２の動作パラメータに留意しながら他のガスの利用を基にすることができる。例えば、供給ガス４８および／またはミリングガス６２として、他の不活性のガスを用いることができる。特定の実例として、供給ガス４８および／またはミリングガス６２として貴ガスを用いることができる。特定の貴ガスの実例の１つにはアルゴンがある。不活性ガス／貴ガスの供給源（図２のボトル型供給源によって概略的に表されている）は、不活性ガス／貴ガスを供給する任意の適切なデバイスでよい。貴ガスは、ホウ素に対して化学的に不活性である。
【００２５】
さらに別の実例として、通常の圧縮空気と比較して不純物を低減するために、供給ガス４８および／またはミリングガス６２として蒸気を用いることができる。このような蒸気は、液体の水の供給源を沸騰させることにより生成することができる。蒸気の供給源（図２のボトル型供給源によって概略的に表されている）は、蒸気を供給する１つまたは複数の任意の適切なデバイスでよい。蒸気はホウ素に化学的影響を及ぼすことがなく、したがって、この処理に関して化学的に不活性であると考えることができる。
【００２６】
純度要件を満たすために不活性ガスを用いる、ホウ素供給材料４４のジェットミル加工方法および関連する処理システムは、ミル加工されたホウ素粉末７２から不純物を低減するための解決策の１つである。さらに、ミル加工されたホウ素粉末７２に見いだされる不純物を低減するとき、標準的な工場圧縮空気の窒素ガスへの置換は、他の精製されたガスの低コストの代替である。窒素ガスの特性は、圧縮空気の特性と類似しており、ジェットミルプロシージャに対する動作パラメータの変更がより少なくなる。さらに、供給ガス４８およびミリングガス６２として窒素を用いると、粉砕された供給材料が酸化する可能性が低くなる。
【００２７】
純度要件を満たすために不活性ガスを用いてホウ素粉末をジェットミル加工する例示的方法が、図３で全体的に説明されている。この方法は、図１および図２に示された例示的ジェットミルに関連して遂行することができる。この方法は、ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルを設けるステップ１１０を含む。ホウ素供給材料は、様々なサイズの粒子を含むことができ、特定の「メッシュ」または「網目」サイズによって識別され得る。ジェットミルは、渦タイプジェットミルおよび流動床ジェットミルなどを含むがこれらに限定されない、当技術分野で既知の任意数のタイプであり得る。
【００２８】
この方法は、ジェットミルの中へ供給ガスを入れるための第１のガス入口を設けるステップ１１２を含む。第１のガス入口は、供給ガスの流れをジェットミルの中へ導いて加速するためのノズルを含むことができる。第１のガス入口からジェットミルに供給ガスを配送するのに、注入チューブを用いることができる。
【００２９】
この方法は、供給ガス入口の流れにホウ素供給材料を入れるための供給材料入口を設けるステップ１１４を含む。供給材料入口は、注入チューブに開口を含むことができ、これによって、ホウ素供給材料は、開口を通過して流れている供給ガスの流れに入り込むことができる。ホウ素供給材料のじょうご、ホッパー、またはホウ素供給材料を含む類似のデバイスを、注入チューブに取り付けることができる。
【００３０】
この方法は、ジェットミルの中へミリングガスを入れるための第２のガス入口を設けるステップ１１６をさらに含む。第２のガス入口は、ミリングガスの流れを環状マニホールドの中に導いて加速するためのノズルを備えることができる。
【００３１】
この方法は、ミリングチャンバを設けるステップ１１８も含む。ミリングチャンバは、当技術分野で既知の渦タイプのミリングチャンバであり得る。ミリングチャンバは、直径が高さより数倍大きい円筒形であり得る。
【００３２】
この方法は、ミル加工されたホウ素粉末、供給ガス、およびミリングガスをミリングチャンバから除去するための出口を設けるステップ１２０をさらに含む。この出口は、ミリングチャンバの頂部の壁上に、ミリングチャンバと中心軸を共有して配置することができる。
【００３３】
この方法は、第１のガス入口に供給ガスを入れるステップ１２２をさらに含む。供給ガスは、ジェットミルを操作するのに十分な圧力および量で供給される。供給ガスを導いて加速し、供給ガスがジェットミルに入るとき滑らかな流れにするために、一般にノズルが使用される。
【００３４】
この方法は、供給ガス入口の流れにホウ素供給材料を入れるステップ１２４も含む。ホウ素供給材料は、供給材料入口を通過するとき、供給ガス入口の流れに浮遊して運ばれるようになる。次いで、ホウ素供給材料は、供給ガス入口の流れによって、ミリングチャンバに、ミリングチャンバの円筒状の本体に対して接線方向に配送される。
【００３５】
この方法は、第２のガス入口にミリングガスを入れるステップ１２６をさらに含む。渦ジェットミルは、周囲のまわりの環状マニホールドを含むことができる。環状マニホールドは、ミリングガスを、ミリングチャンバの中へ、ミリングチャンバの円筒状の本体に対して接線方向に導くように設計された開口を含み、したがってミリングチャンバ内に渦の流路を生成することができる。
【００３６】
この方法は、ホウ素供給材料を、不純物量が低減されたミル加工のホウ素粉末へとミル加工するステップ１２８をさらに含む。浮遊して運ばれたホウ素供給材料は、供給ガスおよびミリングガスによって高速度および高エネルギーを与えられ、ホウ素供給材料の粒子は、ミリングチャンバの内部の渦のまわりを移動するとき、強制的に高速衝突させられる。ホウ素供給材料は、これらの高速衝突により、より小さな粒子に分割される。遠心力によって、より大きなホウ素供給材料粒子がミリングチャンバの周囲の近くに維持される傾向がある。ホウ素供給材料の粒子は、より小さくなるのにつれて、ミリングチャンバの中心により近接して移動することができ、その間じゅう他のホウ素粒子によって衝撃される。最終的に、ホウ素供給材料の粒子は、所望の粒子サイズから成るホウ素粉末へと粉砕される。
【００３７】
この方法は、ミル加工されたホウ素粉末、供給ガス、およびミリングガスを出口から取り出すステップ１３０も含む。ホウ素供給材料の粒子は、ますます小さなサイズに粉砕されるのにつれて質量が小さくなり、同粒子をミリングチャンバの外周の方へ強制することになる力が小さくなる。より小さな粒子は、最終的にミリングチャンバの中心に進み、出口を通ってミリングチャンバを出るとき、供給ガスおよびミリングガスによって搬送される。
【００３８】
この方法の一例では、供給ガスおよび／またはミリングガスに窒素が選択される。したがって、高レベルの不純物を含む圧縮空気などのガスの代わりに窒素が用いられる。前述のように、以前のミル加工／既知のミル加工は、供給ガスおよびミリングガスに圧縮空気をしばしば用いており、結果として、特定のジェットミルの動作パラメータは、圧縮空気を使用するように設定される。窒素ガスの粘度および一般的性質は、空気のそれに類似であり、したがって、ジェットミルの動作パラメータに対する変更の必要性がより少ない。また、窒素は、圧縮空気に対する代替として用いられたとき、顕著な量の不純物を与えることがない。供給ガスおよびミリングガスに窒素を用いると、可溶残留物を約０．１重量パーセント未満に低減した不純物量で、ミル加工されたホウ素粉末７２を製造することができる。この不純物レベルは、ミル加工されたホウ素粉末の親水性の性質に影響がない可溶残留物の許容レベルであると考えることができる。
【００３９】
他の実例は、他のガスを利用することに基づくものであり得る。例えば、供給ガスおよび／またはミリングガスとして、他の不活性のガスを用いることができる。特定の実例として、供給ガスおよび／またはミリングガスとして貴ガスを用いることができる。特定の貴ガスの実例の１つにはアルゴンがある。さらに別の実例として、通常の圧縮空気と比較して不純物を低減するために、供給ガスおよび／またはミリングガスとして蒸気を用いることができる。蒸気はホウ素に化学的影響を及ぼすことがなく、したがって、この処理に関して化学的に不活性であると考えることができる。
【００４０】
この書かれた説明は、最善の様式を含めて本発明を開示するために、また、あらゆる当業者が、あらゆるデバイスまたはシステムを製作し使用することならびにあらゆる具体化された方法を実行することを含めて本発明を実施することも可能にするために、実例を用いている。本発明が特許権を受けられる範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に想起される他の実施例を含み得る。そのような他の実例は、それらが特許請求の範囲の文字どおりの言葉と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字どおりの言葉との実質のない相違点を有する同等な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲に入るように意図されている。
【符号の説明】
【００４１】
４０ 処理システム
４２ ジェットミル
４４ ホウ素供給材料
４６ 第１のガス入口
４８ 供給ガス
５０ ノズル
５２ 注入チューブ
５４ 供給材料入口
５６ ホウ素供給材料ホッパー
６０ 第２のガス入口
６２ ミリングガス
６４ 環状マニホールド
６６ 開口
７０ ミリングチャンバ
７２ ホウ素粉末
７４ 出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不純物汚染を回避してホウ素をミル加工するための処理システムであって、
ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルと、
前記ホウ素供給材料を前記ジェットミルへ配送するための供給材料入口と、
少なくとも１つのガスを前記ジェットミルに配送するための少なくとも１つの入口であって、前記ガスと前記ホウ素供給材料が、ホウ素粒子サイズを低減するミル加工の期間中、前記ジェットミル内で混合する入口と、
前記少なくとも１つの入口に動作可能に結合された少なくとも１つのガス供給源であって、前記少なくとも１つのガスが、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工の期間中に不純物を移転しないガスであるガス供給源とを含む処理システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのガスが不活性ガスである請求項１記載の処理システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのガスが窒素である請求項１記載の処理システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのガスが貴ガスである請求項１記載の処理システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのガスがアルゴンである請求項４記載の処理システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのガスが蒸気である請求項１記載の処理システム。
【請求項７】
前記ミル加工されたホウ素粉末の不純物量が、可溶残留物の約０．１重量パーセント以下である請求項１記載の処理システム。
【請求項８】
前記ジェットミルの中に前記少なくとも１つのガスを配送するための前記少なくとも１つの入口が供給ガス入口を含み、前記供給ガスが前記ホウ素供給材料を移動させる請求項１記載の処理システム。
【請求項９】
前記ジェットミルの中に前記少なくとも１つのガスを配送するための前記少なくとも１つの入口が、粉砕ガス入口を含む請求項１記載の処理システム。
【請求項１０】
不純物汚染を回避してホウ素をミル加工する方法であって、
ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルを設けるステップと、
前記ホウ素供給材料を前記ジェットミルへ配送するための供給材料入口を設けるステップと、
前記ジェットミルの中に、少なくとも１つのガスを配送するための少なくとも１つの入口を設けるステップと、
前記ガスと前記ホウ素供給材料を、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、前記ジェットミルの中で混合するステップと、
前記少なくとも１つの入口に動作可能に結合された少なくとも１つのガス供給源であって、前記少なくとも１つのガスが、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工の期間中に不純物を移転しないガスであるガス供給源を設けるステップとを含む方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのガスが不活性ガスである請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのガスが窒素である請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのガスが貴ガスである請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのガスがアルゴンである請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのガスが蒸気である請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
前記ミル加工されたホウ素粉末の不純物量が、可溶残留物の約０．１重量パーセント以下である請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
前記ジェットミルの中に前記少なくとも１つのガスを配送するための前記少なくとも１つの入口が供給ガス入口を含み、前記供給ガスが前記ホウ素供給材料を移動させる請求項１０記載の方法。
【請求項１８】
前記ジェットミルの中に前記少なくとも１つのガスを配送するための前記少なくとも１つの入口が、粉砕ガス入口を含む請求項１０記載の方法。
【請求項１】
不純物汚染を回避してホウ素をミル加工するための処理システムであって、
ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルと、
前記ホウ素供給材料を前記ジェットミルへ配送するための供給材料入口と、
少なくとも１つのガスを前記ジェットミルに配送するための少なくとも１つの入口であって、前記ガスと前記ホウ素供給材料が、ホウ素粒子サイズを低減するミル加工の期間中、前記ジェットミル内で混合する入口と、
前記少なくとも１つの入口に動作可能に結合された少なくとも１つのガス供給源であって、前記少なくとも１つのガスが、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工の期間中に不純物を移転しないガスであるガス供給源とを含む処理システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのガスが不活性ガスである請求項１記載の処理システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのガスが窒素である請求項１記載の処理システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのガスが貴ガスである請求項１記載の処理システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのガスがアルゴンである請求項４記載の処理システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのガスが蒸気である請求項１記載の処理システム。
【請求項７】
前記ミル加工されたホウ素粉末の不純物量が、可溶残留物の約０．１重量パーセント以下である請求項１記載の処理システム。
【請求項８】
前記ジェットミルの中に前記少なくとも１つのガスを配送するための前記少なくとも１つの入口が供給ガス入口を含み、前記供給ガスが前記ホウ素供給材料を移動させる請求項１記載の処理システム。
【請求項９】
前記ジェットミルの中に前記少なくとも１つのガスを配送するための前記少なくとも１つの入口が、粉砕ガス入口を含む請求項１記載の処理システム。
【請求項１０】
不純物汚染を回避してホウ素をミル加工する方法であって、
ホウ素供給材料の粒子サイズを低減するためのジェットミルを設けるステップと、
前記ホウ素供給材料を前記ジェットミルへ配送するための供給材料入口を設けるステップと、
前記ジェットミルの中に、少なくとも１つのガスを配送するための少なくとも１つの入口を設けるステップと、
前記ガスと前記ホウ素供給材料を、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工中に、前記ジェットミルの中で混合するステップと、
前記少なくとも１つの入口に動作可能に結合された少なくとも１つのガス供給源であって、前記少なくとも１つのガスが、ホウ素の粒子サイズを低減するミル加工の期間中に不純物を移転しないガスであるガス供給源を設けるステップとを含む方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのガスが不活性ガスである請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのガスが窒素である請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのガスが貴ガスである請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのガスがアルゴンである請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのガスが蒸気である請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
前記ミル加工されたホウ素粉末の不純物量が、可溶残留物の約０．１重量パーセント以下である請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
前記ジェットミルの中に前記少なくとも１つのガスを配送するための前記少なくとも１つの入口が供給ガス入口を含み、前記供給ガスが前記ホウ素供給材料を移動させる請求項１０記載の方法。
【請求項１８】
前記ジェットミルの中に前記少なくとも１つのガスを配送するための前記少なくとも１つの入口が、粉砕ガス入口を含む請求項１０記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−３２２７０（Ｐ２０１３−３２２７０Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１４２５５２（Ｐ２０１２−１４２５５２）
【出願日】平成２４年６月２６日（２０１２．６．２６）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４２５５２（Ｐ２０１２−１４２５５２）
【出願日】平成２４年６月２６日（２０１２．６．２６）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]