金属微粉末の製造方法
【課題】合金または金属化合物からなる微粉末を効率よく製造できる方法を提供する
【解決手段】液体中に配置された金属細線に大電圧を瞬間的に印加し、該金属細線を爆発させる金属微粉末の製造方法。
【解決手段】液体中に配置された金属細線に大電圧を瞬間的に印加し、該金属細線を爆発させる金属微粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属微粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子分野を始めとした様々な分野で、機能性の高い金属微粉末の需要が急速に増加している。金属微粉末としては、ニッケル、銅、モリブデン、亜鉛、コバルト、タンタル、タングステン、銀、ニオブ、アルミ等の純金属の微粉末や銅やアルミ等の合金の微粉末、アルミナ等の金属化合物の微粉末が製造されており。その製造方法としては、メカニカル法、化学的気相法、金属細線爆発法等がある。
【０００３】
従来の金属細線爆発は、大気やガス等の気体雰囲気中で金属細線を爆発させるものであり（特許文献１、特許文献２）、純金属の微粉末を製造するのに適した方法である。しかしながら、近年では純金属以外の合金または金属化合物の微粉末の需要・用途が拡大しており、従来の気体雰囲気中での金属細線爆発では、合金又は金属化合物の製造が出来ない、または製造効率が悪いといった課題が生じている。
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５０８６３３号公報
【特許文献２】特開平１０−１４０２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、合金または金属化合物からなる微粉末を効率よく製造できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意検討を行なった結果、液体中で金属細線爆発を行なうことで、効率よく合金または金属化合物の微粉末を製造することを見出し、本発明をなすに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の金属微粉末の製造方法は、液体中に配置された金属細線に大電圧を瞬間的に印加し、該金属細線を爆発させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、純金属の金属微粉末のみならず、合金または金属化合物の金属微粉末を効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明について、以下具体的に説明する。
【００１０】
本発明で用いられる金属細線とは、銀、銅、タンタル、タングステン、ニオブ、ニッケル、アルミ、コバルト、チタン、ジルコニウム、モリブデン、ボロン等の純金属や、チタンアルミ合金、タンングステンカーバイト、アルミナ等の合金あるいは金属化合物からなる細線である。金属細線の形状に制限はないが、細線を製造する上で断面が円形のものが好ましい。また直径、長さは、印加する電圧、電流により線爆する形状および寸法であればよく、実用的には５ｍｍ以下の直径であることがより好ましい。
【００１１】
本発明で用いられる液体としては、金属細線の爆発により発生した金属成分と反応できる及び／または該金属成分を冷却できるものであれば、特に限定されないが、２５℃以下、より好ましくは−１００℃以下に冷却された液体が好ましい。具体的には、液体ヘリウム、液体窒素、液体酸素、液体水素等の極低温液体、純水等が挙げられる。特に、極低温液体であれば、爆発による高圧下での超急速昇温と極低温液体による超急速冷却の効果が得られ、より効率的に微粉末を製造できる。また、液体窒素、液体酸素、液体水素、純水であれば、金属細線の爆発により発生した金属成分と反応し、金属化合物の微粉末を製造し得る。
【００１２】
次に、図１を用いて、本発明の具体的な手順の一例を説明する。
【００１３】
図１は、本発明を実施するための装置の一例を示す図である。図１において、液体２が充填された密封耐圧容器５の液体２中に金属細線１が配置され、金属細線１はケーブル３によりコンデンサー４に接続されている。
【００１４】
金属細線１に、コンデンサー４を用いて大電圧を瞬間的に印加し、金属細線１を爆発させる。爆発により生じた金属成分は、液体２によって反応および冷却、あるいは冷却され、金属細線１を構成する金属成分を含有する金属微粉末、即ち、金属細線が純金属から成り、かつ液体と反応しなければ、純金属の微粉末が得られ、金属細線が純金属からなり、かつ液体と反応すれば、金属細線成分と液体成分から成る金属化合物の微粉末が得られ、金属細線が合金または金属化合物よりなればそれぞれ液体成分を含むまたは含まない合金または金属化合物の微粉末を得られる。更に、異なる金属からなる金属細線１を複数配置した場合には、これら複数の金属細線成分を含む合金の微粉末を得られ、この時、液体２が爆発により生じた金属成分と反応する場合には、合金の金属化合物の微粉末を得られる。
【００１５】
電圧値、印加エネルギーは、金属細線１が爆発する程度であればよく、特に限定されないが、電圧値は、好ましくは１ｋＶ〜１００ｋＶ、より好ましくは１０ｋＶ〜８０ｋＶであり、印加エネルギーは、好ましくは１ｋＪ〜２００ｋＪ、より好ましくは１０ｋＪ〜８０ｋＪである。
【００１６】
容器６については、材質に特別な制限はなく、金属細線爆発時に破壊しない強固なものであれば良く、金属製の容器が好ましい。
【実施例】
【００１７】
本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１８】
［実施例１］
図１に示す装置において、金属細線１としてチタン細線を用い、液体２として液体窒素を用い、ＴｉＮ微粉末を製造した。
【００１９】
液体窒素が充填してあるステンレス製の密封耐圧容器５に、直径φ０．５ｍｍ、線長３００ｍｍのチタンの金属細線１を配置した。金属細線１に、コンデンサー４を用いて、４０ＫＶ、１２．５μＦの大電圧をケーブル３を通して印加し、金属細線１を爆発させ、微粉末を製造した。
【００２０】
得られた微粉末は、純度の高い直径約１０ｎｍのＴｉＮ微粉末であり、収率は体積回収率で５０％以上であった。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の液体中での金属細線爆発方法であれば、合金または金属化合物の微粉末を効率よく製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を実施するための装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ 金属細線
２ 液体窒素
３ ケーブル
４ コンデンサー
５ 密封耐圧容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属微粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子分野を始めとした様々な分野で、機能性の高い金属微粉末の需要が急速に増加している。金属微粉末としては、ニッケル、銅、モリブデン、亜鉛、コバルト、タンタル、タングステン、銀、ニオブ、アルミ等の純金属の微粉末や銅やアルミ等の合金の微粉末、アルミナ等の金属化合物の微粉末が製造されており。その製造方法としては、メカニカル法、化学的気相法、金属細線爆発法等がある。
【０００３】
従来の金属細線爆発は、大気やガス等の気体雰囲気中で金属細線を爆発させるものであり（特許文献１、特許文献２）、純金属の微粉末を製造するのに適した方法である。しかしながら、近年では純金属以外の合金または金属化合物の微粉末の需要・用途が拡大しており、従来の気体雰囲気中での金属細線爆発では、合金又は金属化合物の製造が出来ない、または製造効率が悪いといった課題が生じている。
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５０８６３３号公報
【特許文献２】特開平１０−１４０２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、合金または金属化合物からなる微粉末を効率よく製造できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意検討を行なった結果、液体中で金属細線爆発を行なうことで、効率よく合金または金属化合物の微粉末を製造することを見出し、本発明をなすに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の金属微粉末の製造方法は、液体中に配置された金属細線に大電圧を瞬間的に印加し、該金属細線を爆発させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、純金属の金属微粉末のみならず、合金または金属化合物の金属微粉末を効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明について、以下具体的に説明する。
【００１０】
本発明で用いられる金属細線とは、銀、銅、タンタル、タングステン、ニオブ、ニッケル、アルミ、コバルト、チタン、ジルコニウム、モリブデン、ボロン等の純金属や、チタンアルミ合金、タンングステンカーバイト、アルミナ等の合金あるいは金属化合物からなる細線である。金属細線の形状に制限はないが、細線を製造する上で断面が円形のものが好ましい。また直径、長さは、印加する電圧、電流により線爆する形状および寸法であればよく、実用的には５ｍｍ以下の直径であることがより好ましい。
【００１１】
本発明で用いられる液体としては、金属細線の爆発により発生した金属成分と反応できる及び／または該金属成分を冷却できるものであれば、特に限定されないが、２５℃以下、より好ましくは−１００℃以下に冷却された液体が好ましい。具体的には、液体ヘリウム、液体窒素、液体酸素、液体水素等の極低温液体、純水等が挙げられる。特に、極低温液体であれば、爆発による高圧下での超急速昇温と極低温液体による超急速冷却の効果が得られ、より効率的に微粉末を製造できる。また、液体窒素、液体酸素、液体水素、純水であれば、金属細線の爆発により発生した金属成分と反応し、金属化合物の微粉末を製造し得る。
【００１２】
次に、図１を用いて、本発明の具体的な手順の一例を説明する。
【００１３】
図１は、本発明を実施するための装置の一例を示す図である。図１において、液体２が充填された密封耐圧容器５の液体２中に金属細線１が配置され、金属細線１はケーブル３によりコンデンサー４に接続されている。
【００１４】
金属細線１に、コンデンサー４を用いて大電圧を瞬間的に印加し、金属細線１を爆発させる。爆発により生じた金属成分は、液体２によって反応および冷却、あるいは冷却され、金属細線１を構成する金属成分を含有する金属微粉末、即ち、金属細線が純金属から成り、かつ液体と反応しなければ、純金属の微粉末が得られ、金属細線が純金属からなり、かつ液体と反応すれば、金属細線成分と液体成分から成る金属化合物の微粉末が得られ、金属細線が合金または金属化合物よりなればそれぞれ液体成分を含むまたは含まない合金または金属化合物の微粉末を得られる。更に、異なる金属からなる金属細線１を複数配置した場合には、これら複数の金属細線成分を含む合金の微粉末を得られ、この時、液体２が爆発により生じた金属成分と反応する場合には、合金の金属化合物の微粉末を得られる。
【００１５】
電圧値、印加エネルギーは、金属細線１が爆発する程度であればよく、特に限定されないが、電圧値は、好ましくは１ｋＶ〜１００ｋＶ、より好ましくは１０ｋＶ〜８０ｋＶであり、印加エネルギーは、好ましくは１ｋＪ〜２００ｋＪ、より好ましくは１０ｋＪ〜８０ｋＪである。
【００１６】
容器６については、材質に特別な制限はなく、金属細線爆発時に破壊しない強固なものであれば良く、金属製の容器が好ましい。
【実施例】
【００１７】
本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１８】
［実施例１］
図１に示す装置において、金属細線１としてチタン細線を用い、液体２として液体窒素を用い、ＴｉＮ微粉末を製造した。
【００１９】
液体窒素が充填してあるステンレス製の密封耐圧容器５に、直径φ０．５ｍｍ、線長３００ｍｍのチタンの金属細線１を配置した。金属細線１に、コンデンサー４を用いて、４０ＫＶ、１２．５μＦの大電圧をケーブル３を通して印加し、金属細線１を爆発させ、微粉末を製造した。
【００２０】
得られた微粉末は、純度の高い直径約１０ｎｍのＴｉＮ微粉末であり、収率は体積回収率で５０％以上であった。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の液体中での金属細線爆発方法であれば、合金または金属化合物の微粉末を効率よく製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を実施するための装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ 金属細線
２ 液体窒素
３ ケーブル
４ コンデンサー
５ 密封耐圧容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に配置された金属細線に大電圧を瞬間的に印加し、該金属細線を爆発させることを特徴とする金属微粉末の製造方法。
【請求項２】
前記液体が、液体ヘリウム、液体窒素、液体酸素、液体水素または純水であることを特徴とする請求項１に記載の金属微粉末の製造方法。
【請求項３】
前記金属細線が純金属の細線であり、かつ前記液体が液体窒素、液体酸素、液体水素または純水であることを特徴とする請求項１に記載の金属微粉末の製造方法。
【請求項４】
前記金属細線が、異なる純金属からなる細線の複数本であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属微粉末の製造方法。
【請求項５】
前記金属細線が、合金または金属化合物の細線であることを特徴とする請求項１または２に記載の金属微粉末の製造方法。
【請求項１】
液体中に配置された金属細線に大電圧を瞬間的に印加し、該金属細線を爆発させることを特徴とする金属微粉末の製造方法。
【請求項２】
前記液体が、液体ヘリウム、液体窒素、液体酸素、液体水素または純水であることを特徴とする請求項１に記載の金属微粉末の製造方法。
【請求項３】
前記金属細線が純金属の細線であり、かつ前記液体が液体窒素、液体酸素、液体水素または純水であることを特徴とする請求項１に記載の金属微粉末の製造方法。
【請求項４】
前記金属細線が、異なる純金属からなる細線の複数本であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属微粉末の製造方法。
【請求項５】
前記金属細線が、合金または金属化合物の細線であることを特徴とする請求項１または２に記載の金属微粉末の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２０９４１６（Ｐ２００９−２０９４１６Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４２９７（Ｐ２００８−５４２９７）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名 社団法人日本機械学会 刊行物名 日本機械学会創立１１０周年記念２００７年度年次大会講演論文集 該当頁 第６２１−６２２頁 発行日 平成１９年９月７日
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【出願人】（５０４１５９２３５）国立大学法人 熊本大学 (314)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名 社団法人日本機械学会 刊行物名 日本機械学会創立１１０周年記念２００７年度年次大会講演論文集 該当頁 第６２１−６２２頁 発行日 平成１９年９月７日
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【出願人】（５０４１５９２３５）国立大学法人 熊本大学 (314)
【Ｆターム（参考）】
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