金属超微粉的制造方法技术

本发明专利技术的金属超微粉的制造方法，具有将作为原料的金属粉末吹入到通过燃烧器（３）形成在炉（５）内的还原性火焰中的工序，通过使上述金属粉末在火焰中熔融形成蒸发状态，得到球状的金属超微粉。在本发明专利技术中，优选调节炉内气氛使燃烧排出气体中的ＣＯ／ＣＯ２之比为０．１５～１．２。此外，优选将旋流形成用气体吹入到炉内，燃烧器的氧气比优选为０．４～０．８。作为原料，可以并用金属粉末以及含有与该金属粉末同种的金属的金属氧化物和／或金属氢氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，其中，使用金属粉末作为原料，将其吹入到通过燃烧器形成的还原性火焰中熔融金属粉末，进而形成蒸发状态，由此得到比原料金属粉 末粒径小的球状金属超微粉。 本申请基于2007年7月23日在日本申请的特愿2007-190737号主张优先权，将 其内容合并于此。
技术介绍
近年来，在电子元件的制造中，经常使用金属超微粉。例如，层压陶瓷电容器的电 极通过涂布含有平均粒径为200 400nm的镍超微粉的糊并进行烧结来制造。 作为这种，从以前就提出了很多方法，但是使用单质金属 作为原料的制造方法，在日本特开2002-241812号公报中得到公开。 该制造方法中，在含氢的气氛中激发电弧放电生成高温电弧，在该高温电弧中放置作为原料的金属材料，将金属材料熔融、进而蒸发后，冷却得到金属超微粉。 该制造方法中由于利用电弧放电而存在能源成本升高的问题。 此外，还存在生成等离子体并同样地使金属材料熔融、蒸发而制造金属超微粉的方法，但此方法的能源成本也升高。 另一方面，从抑制能源成本的观点考虑，提出了使用燃烧器的方法。例如，在日本 特开平2-54705号公报中，对燃烧器供给丙烷等燃料和空气或氧气等助燃性气体形成还原 性火焰，向该还原性火焰中吹入金属化合物溶液得到金属超微粉。 该制造方法中，因为通过燃烧器形成的还原性火焰的最高温度为2700 2S0(TC (理论火焰温度)，作为原料使用在该温度以下还原为金属的金属化合物。 这是因为现有的观点认为，对于使单质金属在此温度范围内熔融、蒸发来说，温度 低，实质上不能使金属粉末熔融、蒸发。 本文中，理论火焰温度为在绝热状态下使燃料和助燃性气体以任意比例燃烧时，通过焓平衡和元素平衡求得的温度，也称为绝热平衡火焰温度。 因此，还不知道使用燃烧器、将单质金属用作原料制造金属超微粉的方法。 专利文献1 :日本特开2002-241812号公报 专利文献2 :日本特开平2-54705号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于，用能源成本低廉的燃烧器法，将单质金属作为原料制造金属 超微粉。 为了解决上述课题，本专利技术的，具有将作为原料的金属粉 末吹入到通过燃烧器形成在炉内的还原性火焰中的工序，通过使所述金属粉末在火焰中熔 融形成蒸发状态，得到球状的金属超微粉。3 而且，在本专利技术中，金属超微粉(ultra-fine metal particles)是平均粒径为 liim左右以下的金属粉末(metal powders)。 在本专利技术中，作为原料，可以并用金属粉末和含有与该金属粉末同种的金属的金 属化合物。 此外，本专利技术中优选在所述炉内形成旋流。 此外，优选调节炉内气氛使燃烧排出气体中的CO与C02之比为0. 15 1. 2。 根据本专利技术，用以往认为不可能的燃烧器法，通过使火焰为还原性可将单质金属 作为原料制造金属超微粉，而且也可由作为原料的金属粉末得到粒径小、形状为球形的金 属超微粉。例如，可以以原料金属粉末的平均粒径的约1/10左右制造平均粒径为200nm以 下的球形金属超微粉。 因此，与以往使用电弧或等离子体的制造方法相比，可使制造成本廉价。 附图说明 图1为表示本专利技术中使用的制造装置的一例的结构简图； 图2为表示本专利技术中使用的燃烧器的一例的截面简图； 图3为表示本专利技术中使用的燃烧器的一例的主视简图； 图4为表示在具体例中制造的镍微粒的显微镜照片； 图5为表示在具体例中制造的镍微粒的显微镜照片； 图6为表示在具体例中制造的镍微粒的显微镜照片； 图7为表示在具体例中制造的镍微粒的显微镜照片； 图8为表示在具体例中排出气体中的C0/C02之比与生成的超微粉中含有的碳的浓度之间关系的图。 符号说明 1燃料供给装置、2送料器、3燃烧器、4 一次/ 二次氧气供给装置、5炉、6冷却用气 体供给装置、7粉末捕集装置具体实施例方式图1示出了本专利技术的制造方法中使用的制造装置的一例。 将由燃料供给装置1送出的LPG、 LNG、氢气等燃料气体供给至送料器2中。另外 向送料器2中供给成为原料的金属粉末，将上述燃料气体作为载气(运送用气体)将金属 粉末定量地送入到燃烧器3中。 作为原料的金属粉末例如使用平均粒径为5 20 ii m的镍、钴、铜、银、铁等粉末。 图2和图3示出了上述燃烧器3的主要部分。如图2所示，此例中的燃烧器3的 结构如下在其中心设置有原料粉末供给流路31，在该原料粉末供给流路31的外周设置有 一次氧气供给流路32，进而在其外周同轴状设置有二次氧气供给流路33。进而，在二次氧 气供给流路33的外周设置水冷却夹套34，可水冷却燃烧器3自身。 此外，这些流路的顶端部分如图3所示，原料粉末供给流路31中形成一个圆状的 主开口部35，一次氧气供给流路32中在圆周上均等配置、形成有多个圆状的小开口部36、 36. . . ，二次氧气供给流路33中在圆周上均等配置、形成有多个圆状的副开口部37、37...。副开口部37、37...的中心轴倾斜5 45度以朝向燃烧器3的中心轴。 构成为向该燃烧器3的原料供给流路31中由上述送料器2送入金属粉末和燃料 气体，向一次氧气供给流路32和二次氧气供给流路33中由一次/ 二次氧气供给装置4分 别调节流量地送入氧气、富氧空气等助燃性气体(氧化剂)。 使该燃烧器3的顶端部向下来将该燃烧器3安装在炉5的顶部。此例中使用水 冷却炉，炉5构成为可以使冷却水在炉主体外侧的水冷却夹套中流通来冷却内部的燃料气 体，从而可使内部气氛与外部隔断。 此外，炉5可由耐火壁构成，此时，将来自冷却气体供给装置(未图示)的氮气、氩 气等冷却气体吹入炉内来冷却内部的燃烧气体。进而，也可通过水冷却壁和耐火壁的组合 来构成炉。 此外，炉5中，将来自旋流形成用气体供给装置6的氮气、氩气等气体通过管10吹 入炉5内，在炉5内形成旋流。 S卩，炉5的周壁在内径圆周方向和高度方向上形成有多个气体喷出孔，形成为这 些气体喷出孔的气体喷出方向沿炉5的内周。由此，若将来自旋流形成用气体供给装置6 的氮气、氩气等气体吹入炉5内，则在炉5内部产生燃烧气体的旋流。 在炉5内形成旋流的技术方案不限于上述，也可以通过燃烧器3安装于炉5的位置及其喷嘴的朝向、燃烧器3的喷嘴的开口部的形状、构造等来形成旋流。 从炉5的底部排出的气体中含有制品金属超微粉，将此气体经过管11输送到袋滤器、旋风分离器、湿式集尘器等粉末捕集装置7，在此捕集、回收气体中的金属超微粉。此外，气体由鼓风机8排出到外部。 进而，向由炉5排出的气体流通的管11供给来自外部的空气等气体，可冷却排出 气体。 利用这种制造装置进行的金属超微粉的制造中，向燃烧器3的原料粉末供给流路 31中送入来自上述送料器2的原料金属粉末和燃料，向一次氧气供给流路32和二次氧气供 给流路33中送入来自 一次/ 二次氧气供给装置4的助燃性气体，并使它们燃烧。 此时，使燃料完全燃烧所需的氧气量(以下称为氧气比。将完全燃烧的氧气量作 为1。)为0. 4 1. 2、优选为0. 6 1. 2来进行燃烧，形成残留有一氧化碳、氢气的还原性 火焰。此时，氧气量无需低于使燃料气体完全燃烧的量，可以为氧气过量的状态。 此外，同时调节燃料和助燃性气体的供给量以使炉5排出的气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属超微粉的制造方法，具有将作为原料的金属粉末吹入到通过燃烧器形成在炉内的还原性火焰中的工序，通过使所述金属粉末在火焰中熔融形成蒸发状态，得到球状的金属超微粉。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：五十岚弘，松村孝之，三宅新一，
申请(专利权)人：大阳日酸株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]