JPH07118713A - Superfine metal granular powder, metallic porous body formed with the powder and production of the powder and metallic porous body - Google Patents
Superfine metal granular powder, metallic porous body formed with the powder and production of the powder and metallic porous bodyInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、金属超微粒粉、該金属
超微粒粉を用いた金属多孔体、これら金属超微粒粉およ
び金属多孔体の製造方法に関するものであり、該金属超
微粒粉はバインダーと混合して基材に塗布し、メッキの
前処理として必要な導電性処理に用いられる他、塗布後
に焼結して金属層とできるものであり、あるいは、バイ
ンダーと混合して塗料として導電性を必要とする印刷に
用いる等、広範囲に利用出来るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrafine metal powder, a porous metal body using the ultrafine metal powder, a method for producing the ultrafine metal powder and the porous metal powder. Is mixed with a binder and applied to the base material, and is used for the conductive treatment required as a pretreatment for plating. Besides, it can be sintered to form a metal layer after coating, or mixed with a binder as a paint. It can be used in a wide range, such as for printing requiring conductivity.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、粒径が５μｍ以下の金属超微粒粉
を製造する方法として、金属を機械的に粉砕する方法、
カーボニル法が用いられており、また、金属微粒粉とし
た状態で基材に被膜する場合には蒸着方法が用いられて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing ultrafine metal powder having a particle size of 5 μm or less, a method of mechanically crushing a metal,
Carbonyl method is used, and vapor deposition method is used when the substrate is coated with the fine metal powder.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した蒸着法による
場合、粒径の一定した金属超微粒粉を得ることは出来る
が、蒸着は真空装置内で行う必要がある。基材を真空装
置内に連続的に搬送して金属微粒粉を被膜する場合に
は、基材を真空装置内に連続的に通過させる場合、真空
装置の出入口で空気漏れが発生し、真空状態を保持する
ことが容易でない。また、設備が大型化すると共に、コ
ストが非常にかかり、実用化は困難である。In the case of the vapor deposition method described above, it is possible to obtain ultrafine metal powder having a uniform particle diameter, but vapor deposition must be carried out in a vacuum apparatus. When the substrate is continuously transported into the vacuum device and coated with fine metal powder, when the substrate is continuously passed through the vacuum device, air leakage occurs at the inlet and outlet of the vacuum device, and the vacuum state Is not easy to hold. In addition, the equipment becomes large in size and the cost is very high, and it is difficult to put it into practical use.
【０００４】一方、塊状態の金属を機械的に粉砕して金
属超微粒粉を形成する場合、従来提供されている種々多
様な粉砕方式を選択的に用いることにより、１.０μｍ
〜５.０μｍの一定した粒径を得ることは出来る。しか
しながら、機械的粉砕による方法では、１.０μｍ〜５.
０μｍの微粒粉としても、金属の物性として有する所定
の磁性を保持する。よって、該金属微粒粉同士が引っ付
き合うと共に絡み合い、金属微粒粉の結合が生じて、
５.０μｍ〜３０μｍの塊状となりやすい。そのため、
金属微粒粉をバインダーと混合し、基材表面に塗布して
導電性被膜を形成する場合、塊が生じて導電性被膜を均
一な厚さで設けることが困難である。かつ、磁性の高い
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｒ合金等では磁性の影響を受けや
すい問題がある。On the other hand, when a metal in a lump state is mechanically crushed to form ultrafine metal powder, 1.0 μm can be obtained by selectively using various crushing methods conventionally provided.
It is possible to obtain a uniform particle size of ˜5.0 μm. However, in the method by mechanical grinding, 1.0 μm to 5.
Even if the fine powder is 0 μm, it retains a predetermined magnetism as a physical property of metal. Therefore, the fine metal particles are entangled with each other while being attracted to each other, and the fine metal particles are bonded together,
It tends to be in the form of lumps of 5.0 μm to 30 μm. for that reason,
When the fine metal powder is mixed with a binder and applied on the surface of the base material to form a conductive coating, lumps are formed and it is difficult to provide the conductive coating with a uniform thickness. In addition, Fe, Ni, Fe—Cr alloys and the like having high magnetism have a problem that they are easily influenced by magnetism.
【０００５】また、金属微粒粉が１.０μｍ以上、特
に、５.０μｍ以上になると、バインダーと分離して塊
状となりやすく、基材に対して均一に金属微粒粉を塗布
しにくい欠点がある。さらに、金属微粒粉が結合して
５.０μｍ以上になる場合は勿論のこと１.０μｍ〜５.
０μｍでも金属被膜として塗布した場合、密度が粗い問
題がある。該金属被膜を焼結して金属組織とする場合、
密度が粗いと大きな圧力を負荷して焼結する必要があ
る。しかしながら、基材が不織布、発泡体、メッシュ等
の三次元網状多孔体の場合、大きな圧力を負荷すると空
孔が壊れるため大きな圧力を負荷することが出来ない。
さらに、金属微粒粉の密度が粗いと表面が平滑化しない
欠点がある。Further, when the fine metal powder has a particle size of 1.0 μm or more, particularly 5.0 μm or more, it tends to separate from the binder to form a lump, which makes it difficult to uniformly apply the metal fine powder to the substrate. Further, in the case where the fine metal particles are combined to be 5.0 μm or more, of course, 1.0 μm to 5.0 μm.
Even if it is 0 μm, when it is applied as a metal coating, there is a problem that the density is rough. When the metal coating is sintered into a metal structure,
If the density is rough, it is necessary to apply a large pressure to sinter. However, when the base material is a three-dimensional reticulated porous body such as a non-woven fabric, a foam, or a mesh, when a large pressure is applied, the pores are broken and a large pressure cannot be applied.
Further, if the density of the fine metal powder is coarse, there is a drawback that the surface is not smoothed.
【０００６】上記カーボニル法は、金属と一酸化炭素の
化合物を加熱し、金属と一酸化炭素とを分解して、粒径
の小さい金属を生成する方法であり、従来、主として、
Ｎｉの微粒粉を製造する方法として用いられている。該
カーボニル法では平均粒径１.０μｍ前後の金属微粒粉
を製造することは可能である。しかしながら、カーボニ
ル法で製造した場合も、金属微粒粉は該金属が物性とし
て有する磁性を保持し、よって、上記機械的粉砕により
金属微粒粉を設ける場合と同様の欠点がある。The carbonyl method is a method of heating a compound of a metal and carbon monoxide to decompose the metal and carbon monoxide to produce a metal having a small particle size.
It is used as a method for producing Ni fine powder. By the carbonyl method, it is possible to produce fine metal powder having an average particle size of about 1.0 μm. However, even when produced by the carbonyl method, the fine metal powder retains the magnetism that the metal has as a physical property, and therefore has the same drawbacks as when the fine metal powder is provided by mechanical pulverization.
【０００７】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
もので、粒径が１.０μｍ以下で、磁性の低い金属超微
粒粉を提供せんとするもので、バインダーと混合して基
材に塗布した場合に、金属微粒粉が塊状とならず、均一
な導電性を有する金属層を形成出来るようにすることを
目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and provides an ultrafine metal powder having a particle size of 1.0 μm or less and low magnetism, which is mixed with a binder to form a base material. The purpose of the present invention is to make it possible to form a metal layer having uniform conductivity without causing the fine metal particle powder to form a lump when applied.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、金属と塩の化合物からなる金属塩の結晶
粉末を水溶液に溶解して金属イオンと陰イオンとに電離
し、該水溶液に金属還元剤を添加し、金属イオンを還元
して０.０２μｍ〜１.０μｍの金属を沈殿させると共
に、該水溶液を撹拌して沈殿した金属が相互に結合しな
いように撹拌し、ついで、水溶液を濾過して上記０.０
２μｍ〜１.０μｍの粒径を有する金属を取り出すこと
を特徴とする金属超微粒粉の製造方法を提供するもので
ある。In order to achieve the above object, the present invention is to dissolve a crystal powder of a metal salt consisting of a compound of a metal and a salt in an aqueous solution to ionize the metal ion and the anion. A metal reducing agent is added to the solution to reduce metal ions to precipitate a metal having a particle diameter of 0.02 μm to 1.0 μm, and the aqueous solution is stirred to prevent the precipitated metal from binding to each other, and then the aqueous solution. And filter the above to 0.0
The present invention provides a method for producing ultrafine metal powder, which comprises extracting a metal having a particle diameter of 2 μm to 1.0 μm.
【０００９】上記金属塩とする金属としては、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｒ合金が好適に
用いられる。尚、Ｆｅ金属塩とＣｒ金属塩とを水溶液に
混合して溶解し、金属超微粒粉を製造する場合には、Ｆ
ｅ微粒粉、Ｃｒ微粒粉およびＦｅ−Ｃｒ合金微粒粉の混
合物を製造することが出来る。上記金属還元剤としては
リン酸系、ホウ素系の金属還元剤が好適に用いられる。
例えば、金属がＡｇの場合、次亜リン酸ソーダ、アルデ
ヒド、糖類からなる金属還元剤も用いられる。The metal used as the metal salt is Ni or C.
u, Al, Ag, Fe, Cr, and Fe-Cr alloy are preferably used. In addition, when the Fe metal salt and the Cr metal salt are mixed and dissolved in an aqueous solution to produce ultrafine metal powder, F
e A mixture of fine powder, Cr fine powder and Fe-Cr alloy fine powder can be produced. As the metal reducing agent, a phosphoric acid type or boron type metal reducing agent is preferably used.
For example, when the metal is Ag, a metal reducing agent composed of sodium hypophosphite, aldehyde, and saccharide is also used.
【００１０】上記水溶液に溶解する金属塩の濃度は０.
００１〜１.０（mol/リットル）、金属還元剤の添加量
は化学等量の約１.５倍、金属塩の水溶液を撹拌する撹
拌回転数は２０００〜２００００ｒｐｍが好ましい。The concentration of the metal salt dissolved in the above aqueous solution is 0.1.
001 to 1.0 (mol / liter), the addition amount of the metal reducing agent is about 1.5 times the chemical equivalent amount, and the stirring rotation speed for stirring the aqueous solution of the metal salt is preferably 2000 to 20000 rpm.
【００１１】本発明は、また、上記製造方法により製造
された０.０２μｍ〜１.０μｍの塩を含有する磁性の低
い非晶質の金属超微粒粉を提供するものである。該金属
超微粒粉は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ−Ｃｒ合金、あるいは、Ｆｅ−Ｃｒの混合からなるも
のである。The present invention also provides an amorphous ultrafine metal powder having a low magnetic property and containing a salt of 0.02 μm to 1.0 μm produced by the above production method. The ultrafine metal powder is made of Ni, Cu, Al, Ag, Fe, Cr, F.
It is composed of an e-Cr alloy or a mixture of Fe-Cr.
【００１２】さらに、本発明は、三次元網状多孔体の骨
格を形成する金属層を上記金属微粒粉により形成してい
る金属多孔体を提供するものである。さらにまた、不織
布、発泡体、メッシュ体の単体或いはこれらの２種以上
の積層体からなる三次元網状多孔体の骨格の表面に形成
する導電性金属層を上記金属微粒粉により形成している
金属多孔体を提供するものである。Furthermore, the present invention provides a porous metal body in which a metal layer forming the skeleton of a three-dimensional reticulated porous body is formed of the above-mentioned fine metal powder. Furthermore, a metal in which a conductive metal layer formed on the surface of the skeleton of a three-dimensional reticulated porous body composed of a non-woven fabric, a foamed body, a mesh body alone or a laminate of two or more kinds of these is formed of the above fine metal powder particles. A porous body is provided.
【００１３】上記三次元網状多孔体の骨格を上記金属微
粒粉より形成する場合は、金属超微粒粉をバインダーと
混合して、不織布、発泡体、メッシュの単体或いはこれ
らの２種以上の積層体に塗布、含浸させ、その後、焼結
を行って三次元網状多孔体の骨格を形成する金属層とし
ている。また、三次元網状多孔体の骨格表面に形成する
導電性被膜を上記金属微粒粉より形成する場合は、金属
超微粒粉をバインダーと混合して、不織布、発泡体、メ
ッシュの単体或いはこれらの２種以上の積層体に塗布、
含浸させ、三次元網状多孔体の骨格の表面に導電性金属
層を形成している。When the skeleton of the three-dimensional reticulated porous body is formed from the fine metal powder, the ultrafine metal powder is mixed with a binder to form a nonwoven fabric, a foam, a mesh, or a laminate of two or more of these. Is applied and impregnated on the substrate and then sintered to form a metal layer that forms the skeleton of the three-dimensional network porous body. When the conductive coating film formed on the surface of the skeleton of the three-dimensional reticulated porous body is formed from the above-mentioned fine metal powder, the ultrafine metal powder is mixed with a binder to form a non-woven fabric, a foam, a mesh or a mixture thereof. Apply to more than one kind of laminate,
Impregnated to form a conductive metal layer on the surface of the skeleton of the three-dimensional network porous body.
【００１４】[0014]
【作用】本発明の金属超微粒粉の製造方法では、結晶粉
末からなる金属塩を水に溶解して金属イオンと陰イオン
とに電離した後、該水溶液に金属還元剤を添加すると、
金属イオンが還元する過程で陰イオンを巻き込み、塩を
含むと共に外周面に塩が付着した０.０２μｍ〜１.０μ
ｍの金属超微粒粉として還元されて、水溶液中に沈殿さ
れる。かつ、該沈殿した金属超微粒粉を相互に結合して
塊状とならないように、高速撹拌を加えるため、沈殿し
た０.０２μｍ〜１.０μｍの大きさのままで保持出来
る。上記金属超微粒粉が沈殿した水溶液は冷却後、濾過
することにより、水溶液と分離して金属超微粒粉が取り
出され、これを乾燥することにより、金属超微粒粉をパ
ウダー状として得ることが出来る。In the method for producing an ultrafine metal powder of the present invention, a metal salt consisting of crystalline powder is dissolved in water to ionize metal ions and anions, and then a metal reducing agent is added to the aqueous solution.
Anions are involved in the process of metal ion reduction, and salt is included and salt is attached to the outer peripheral surface of 0.02 μm to 1.0 μm.
m is reduced as ultrafine metal powder and precipitated in an aqueous solution. In addition, since high-speed stirring is applied so that the precipitated ultrafine metal particles are not bonded to each other to form a lump, the precipitated ultrafine particle powder can be retained in a size of 0.02 μm to 1.0 μm. The aqueous solution in which the ultrafine metal powder is precipitated is cooled and then filtered to separate the ultrafine metal powder from the aqueous solution, and by drying this, the ultrafine metal powder can be obtained as a powder. .
【００１５】上記金属超微粒粉は、塩を内部に含むと共
に外周面に塩が付着した非晶質となり、よって、純粋な
結晶構造を有する金属が物性として備える磁性よりは、
生成された金属超微粒粉の磁性は低下する。このよう
に、磁性が低下するため、生成された金属超微粒粉は互
いに結合しにくくなり、塊状となりにくい。The above-mentioned ultrafine metal powder becomes amorphous with the salt inside and the salt adhering to the outer peripheral surface. Therefore, rather than the magnetic property of the metal having a pure crystal structure,
The magnetism of the generated ultrafine metal powder is reduced. As described above, the magnetism is lowered, and thus the generated ultrafine metal particles are unlikely to be bonded to each other and are unlikely to be in a lump.
【００１６】しかも、粒径が０.０２μｍ〜１.０μｍと
超微粒化されているため、該金属超微粒粉をバインダー
と混合して基材に塗布した場合、密度を高かめることが
出来ると共に表面を平滑化することが出来る。特に、不
織布、発泡体、メッシュ体の単体あるいはこれらの２種
以上の積層体からなる三次元網状多孔体に塗布すると、
上記金属超微粒粉とバインダーとを混合したスラリーを
内部に容易に含浸でき、内部空孔の表面にも隙間なく塗
布できる。この状態で、三次元網状多孔体の骨格表面に
金属超微粒粉が高密度で均一に配置された導電性被膜を
備えた金属多孔体が形成出来る。また、その後、焼結し
てバインダーを焼きとばすと、密度が高く表面が滑らか
な金属超微粒粉からなる金属層を三次元網状多孔体の骨
格とする金属多孔体を形成出来る。In addition, since the particle size is ultrafine particles of 0.02 μm to 1.0 μm, when the metal ultrafine powder is mixed with a binder and applied to a substrate, the density can be increased. The surface can be smoothed. In particular, when applied to a three-dimensional reticulated porous body composed of a non-woven fabric, a foam, a mesh body alone or a laminate of two or more kinds of these,
The slurry obtained by mixing the metal ultrafine particle powder and the binder can be easily impregnated into the inside, and can be applied to the surface of the internal pores without any space. In this state, it is possible to form a porous metal body having a conductive coating film on the skeleton surface of the three-dimensional reticulated porous body, in which ultrafine metal particles are uniformly arranged at high density. Further, thereafter, by sintering and burning away the binder, it is possible to form a metal porous body having a metal layer made of ultrafine metal powder having a high density and a smooth surface as a skeleton of the three-dimensional network porous body.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明を図面を参照して詳述する。図
１は製造工程のフローチャートであり、第１ステップ＃
１では、金属と塩との化合物からなる金属塩の結晶粉末
を生成する。尚、この金属塩の結晶粉末を得る方法は従
来公知である。例えば、硫酸ニッケルを得る工程は図２
に示す通りであり、酸化ニッケルとガス分解したブタン
ガスとを還元炉１０に供給し、該還元炉でニッケルを還
元する。還元したニッケルを水槽１１で冷却した後、抽
出槽１２に硫酸、水と共に供給し、濾過した後、浄液槽
１３で脱鉄を行う。ついで、濾過した後に真空容器１４
に吸引して真空晶析を行った後、遠心分離器１５で結晶
と水とを分離し、分離した結晶を乾燥させて、硫酸ニッ
ケルの結晶粉末を生成している。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow chart of the manufacturing process.
In No. 1, crystal powder of a metal salt composed of a compound of a metal and a salt is produced. Incidentally, a method for obtaining a crystal powder of this metal salt is conventionally known. For example, the process of obtaining nickel sulfate is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, nickel oxide and gas-decomposed butane gas are supplied to the reduction furnace 10, and nickel is reduced in the reduction furnace. After the reduced nickel is cooled in the water tank 11, it is supplied to the extraction tank 12 together with sulfuric acid and water, filtered, and then deironed in the cleaning liquid tank 13. Then, after filtering, the vacuum container 14
After vacuum suction and vacuum crystallization, crystals and water are separated by a centrifuge 15 and the separated crystals are dried to produce nickel sulfate crystal powder.
【００１８】第２ステップ＃２で、上記のように生成し
た金属塩を水に溶解して、金属イオンと塩イオンとに電
離する。即ち、図３に示すように、容器１に水を入れて
おき、ここに金属塩の結晶粉末２を添加する。硫酸ニッ
ケルの場合、水溶液中で、＋のＮｉイオンと、−のＳＯ
4イオンとに電離する。その時、金属塩濃度が０.００１
〜１.０（mol/リットル）となるように水に溶解する。In the second step # 2, the metal salt produced as described above is dissolved in water and ionized into metal ions and salt ions. That is, as shown in FIG. 3, water is put in the container 1 and the crystal powder 2 of the metal salt is added thereto. In the case of nickel sulfate, in the aqueous solution, + Ni ions and −SO
4 Ions are ionized. At that time, the metal salt concentration is 0.001
Dissolve in water to be ~ 1.0 (mol / liter).
【００１９】第３ステップ＃３で容器１の内部に取り付
けた撹拌機３を動作して撹拌する。In the third step # 3, the stirrer 3 mounted inside the container 1 is operated to stir.
【００２０】第４ステップ＃４で、金属還元剤を容器１
に投入し、金属塩の水溶液に添加する。この金属還元剤
の添加量は化学等量の約１.５倍である。該金属還元剤
としては、リン酸系、ホウ素系が好ましい。例えば、結
晶粉末がＡｇの場合は、次亜リン酸ソーダ、アルデヒ
ド、糖類が金属還元剤として用いられる。結晶粉末がＮ
ｉの場合は、ナトリウムボロハイドライド（ＮａＢ
Ｈ4）が用いられる。In the fourth step # 4, the metal reducing agent is added to the container 1
And added to the aqueous solution of the metal salt. The addition amount of this metal reducing agent is about 1.5 times the chemical equivalent amount. The metal reducing agent is preferably phosphoric acid-based or boron-based. For example, when the crystal powder is Ag, sodium hypophosphite, aldehyde, and saccharide are used as the metal reducing agent. Crystal powder is N
In the case of i, sodium borohydride (NaB
H 4 ) is used.
【００２１】上記金属還元剤の添加と略同時に、第５ス
テップ＃５で、撹拌機３を高速回転させる。撹拌回転数
は２０００〜２００００ｒｐｍとする。上記金属還元剤
の添加により、水溶液中の金属イオンは還元されるが、
還元過程で、撹拌機を高速回転させていることにより、
金属イオンと陰イオンとの接触率をたかめ、金属イオン
の陰イオンを巻き込ませ、還元される金属の内部に塩を
含ませると共に、金属の外周面に塩を付着させる。この
ように、塩を巻き込むともに付着した状態で金属として
還元されるため、第６ステップ＃６では、純粋な結晶構
造ではない非晶質の状態で金属が還元され、該還元され
た金属５は容器１の底部に沈殿する。At about the same time as the addition of the metal reducing agent, the stirrer 3 is rotated at high speed in the fifth step # 5. The stirring rotation speed is 2000 to 20000 rpm. Although the metal ion in the aqueous solution is reduced by the addition of the metal reducing agent,
In the reduction process, by rotating the stirrer at high speed,
The contact ratio between the metal ion and the anion is increased, the anion of the metal ion is involved, the salt is contained inside the metal to be reduced, and the salt is attached to the outer peripheral surface of the metal. In this way, since the salt is involved and reduced in a state where the salt is attached, the metal is reduced in an amorphous state which is not a pure crystal structure in the sixth step # 6, and the reduced metal 5 is Settles on the bottom of container 1.
【００２２】上記還元剤の添加による還元作用は下記の
反応式で表される。 ８ＭＸ＋ＮａＢＨ4＋３.４ＮａＯＨ＋２Ｈ2Ｏ → ８Ｍ↓＋ＮａＢＯ2＋３.４ＮａＸ＋３.４Ｈ2Ｏ＋
４.６ＨＸ ＭＸ：金属塩 （Ｍ：金属 Ｘ：陰イオン） 尚、上記反応式に用いている還元剤はホウ素系である。
金属塩が硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ4）の場合は、下記の
反応式となる。 ４ＮｉＳＯ4＋ＮａＢＨ4＋３.４ＮａＯＨ＋２Ｈ2Ｏ →４Ｎｉ↓＋ＮａＢＯ2＋１.７Ｎａ2ＳＯ4＋３.４Ｈ2Ｏ
＋２.３Ｈ2ＳＯ4 The reducing action by the addition of the reducing agent is represented by the following reaction formula. 8MX + NaBH 4 + 3.4NaOH + 2H 2 O → 8M ↓ + NaBO 2 + 3.4NaX + 3.4H 2 O +
4.6HX MX: metal salt (M: metal X: anion) The reducing agent used in the above reaction formula is a boron-based compound.
When the metal salt is nickel sulfate (NiSO 4 ), the reaction formula is as follows. 4NiSO 4 + NaBH 4 + 3.4NaOH + 2H 2 O → 4Ni ↓ + NaBO 2 + 1.7Na 2 SO 4 + 3.4H 2 O
+ 2.3H 2 SO 4
【００２３】上記金属イオンが還元されて沈殿する金属
の大きさは、０.０２μｍ〜１.０μｍの範囲となってい
る。この沈殿した金属は、撹拌機３を高速回転している
ことにより、相互に引っ付いて結合することが防止され
る。かつ、塩の含有・付着により非晶質となって結晶構
造の場合と比較して磁性が低下しているため、結合しに
くい状態となっており、よって、沈殿した金属は０.０
２μｍ〜１.０μｍの超微粒粉の状態で保持される。The size of the metal that is precipitated by the reduction of the metal ions is in the range of 0.02 μm to 1.0 μm. By rotating the stirrer 3 at a high speed, the precipitated metals are prevented from sticking to each other and binding. In addition, since the inclusion and adhesion of salt makes it amorphous and the magnetism is lower than in the case of a crystalline structure, it is in a state where it is difficult to bond, so that the precipitated metal is 0.0
It is held in the state of ultrafine powder of 2 μm to 1.0 μm.
【００２４】上記の還元反応により全ての金属イオンを
還元して０.０２μｍ〜１.０μｍの金属超微粒粉５とし
て沈殿させた後、金属超微粒粉５を取り出すために、ま
ず、第７ステップ＃７で金属超微粒粉を含む水溶液を冷
却する。該冷却は、容器１の外周をウオータジャケット
（図示せず）で囲んでおき、該ウオータジャケットに冷
却水を循環させることにより行う。After all the metal ions are reduced by the above reduction reaction and precipitated as metal ultrafine powder 5 of 0.02 μm to 1.0 μm, in order to take out the metal ultrafine powder 5, first, the seventh step is carried out. In # 7, the aqueous solution containing the ultrafine metal powder is cooled. The cooling is performed by surrounding the outer circumference of the container 1 with a water jacket (not shown) and circulating cooling water in the water jacket.
【００２５】冷却後、第８ステップ＃８で水溶液をフィ
ルタに通して濾過し、水と金属超微粒粉とを分離し、金
属超微粒粉のみを取り出す。即ち、容器１の底部に２又
の取出管４、５を設け、一方の取出管４にフィルタ６を
介設した後、ポンプ７を接続し、該ポンプ７を駆動し、
フィルタ６を通して水だけを取出管４より抜き取る。同
時に、容器１の内部上側に管８を通してエアコンプレッ
サ９より圧縮エアを送り込み、容器１の上面より内部に
取り付けた管１０より上澄液を容器１１に吸引除去す
る。上記のように、ポンプ７により容器底部より取出管
４で水を抜くとともに、容器上部より上澄液を抜き、容
器１の内部に金属超微粒粉５のみを残存させる。つい
で、他方の取出管５に介設した開閉バルブ１２を開き、
容器１３に金属超微粒粉５を取り出す。この時、金属超
微粒粉５はまだ水を含んでいるため、スラリー状で取り
出される。After cooling, in the eighth step # 8, the aqueous solution is filtered through a filter to separate water from the ultrafine metal particles, and only the ultrafine metal particles are taken out. That is, two fork pipes 4 and 5 are provided at the bottom of the container 1, a filter 6 is provided on one of the take pipes 4, a pump 7 is connected, and the pump 7 is driven.
Only water is extracted from the extraction pipe 4 through the filter 6. At the same time, compressed air is sent from the air compressor 9 through the pipe 8 to the upper inside of the container 1, and the supernatant liquid is sucked and removed into the container 11 from the pipe 10 mounted inside from the upper surface of the container 1. As described above, water is drained from the bottom of the container by the pump 7 by the pump 7 and the supernatant liquid is drained from the upper part of the container to leave only the ultrafine metal powder 5 inside the container 1. Then, open the on-off valve 12 provided on the other extraction pipe 5,
The ultrafine metal powder 5 is taken out into the container 13. At this time, since the ultrafine metal powder 5 still contains water, it is taken out as a slurry.
【００２６】ついで、第９ステップ＃９で容器１３に取
り出されたスラリー状の金属超微粒粉を乾燥し、パウダ
ー状の金属超微粒粉を生成する。Next, in the ninth step # 9, the slurry-like ultrafine metal powder taken out into the container 13 is dried to produce powdery ultrafine metal powder.
【００２７】尚、本出願人の実験によると、上記工程に
より生成された金属超微粒粉は、全体の約６０％が０.
１μｍ〜１.０μｍ、約４０％が０.１μｍ以下であり、
１００％が１.０μｍ以下であった。生成する金属超微
粒粉の粒径は０.０２μｍ〜１.０μｍの範囲であるが、
撹拌機の回転速度を調節することにより粒径を１.０μ
ｍ以上とすることも可能である。しかしながら、粒径を
１.０μｍ以上とすると、前記した欠点、即ち、バイン
ダーと混合して基材に塗布した場合、密度が粗くなると
共に表面が平滑化しない問題がある。よって、本発明で
は、生成する金属超微粒粉は１.０μｍ以下としてい
る。また、０.０２μｍ以上とするのは、還元されて沈
殿する金属の大きさが０.０２μｍ以上で、それより小
さい粒径とすることは出来ないと共に、０.０２μｍ以
下になると金属としての特性、物性を維持できなくなる
からである。According to an experiment conducted by the applicant, about 60% of the ultrafine metal powder produced by the above process is 0.1%.
1 μm to 1.0 μm, about 40% is less than 0.1 μm,
100% was 1.0 μm or less. The particle size of the ultrafine metal particles produced is in the range of 0.02 μm to 1.0 μm,
The particle size is 1.0μ by adjusting the rotation speed of the stirrer.
It is also possible to make it m or more. However, if the particle size is 1.0 μm or more, there is the above-mentioned drawback, that is, when mixed with a binder and applied to a substrate, the density becomes rough and the surface does not become smooth. Therefore, in the present invention, the generated ultrafine metal powder is set to 1.0 μm or less. Moreover, the size of 0.02 μm or more means that the size of the metal that is reduced and precipitated is 0.02 μm or more, and the particle size cannot be made smaller than that. This is because the physical properties cannot be maintained.
【００２８】上記工程により、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａ
ｇ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｒ合金、あるいは、Ｆ
ｅ−Ｃｒの混合金属（Ｆｅの金属塩とＣｒの金属塩とを
水溶液に添加して生成する）の金属超微粒粉が好適に生
成出来る。Through the above steps, Ni, Cu, Al, A
g, Fe, Zn, Cr, Fe-Cr alloy, or F
An ultrafine metal powder of a mixed metal of e-Cr (produced by adding a metal salt of Fe and a metal salt of Cr to an aqueous solution) can be suitably produced.
【００２９】本発明で生成した金属超微粒粉の磁性を測
定した結果、従来の結晶構造を有する通常の金属の磁性
と比較して下記の通りであった。下記の表は磁化率（単
位 Ｈ／ｍ ヘンリー／メートル）で表しており、
“０”に近似するほど磁性が低くなることを表してい
る。 通常品（従来例） 金属超微粒粉（本発明） Ｆｅ 常磁性（∞） ２０.２６ Ｎｉ 〃 １６.６３ Ｃｕ −１.３６ −１.１７ Ａｌ １０.２６ ３.２０ Ａｇ −３.１６ −１.７８ Ｚｎ −２.４８ −１.５７ Ｆｅ−Ｃｒ 常磁性（∞） １７.８２ As a result of measuring the magnetism of the ultrafine metal particles produced according to the present invention, the magnetism was as follows in comparison with the magnetism of the usual metal having a conventional crystal structure. The table below shows the magnetic susceptibility (unit: H / m Henry / meter),
It indicates that the magnetism decreases as it approaches “0”. Normal product (conventional example) Ultrafine metal powder (present invention) Fe paramagnetic (∞) 20.26 Ni 〃 16.63 Cu -1.36 -1.17 Al 10.26 3.20 Ag -3.16- 1.78 Zn-2.48-1.57 Fe-Cr paramagnetic (∞) 17.82
【００３０】上記表に示す通り、本発明に係わる上記工
程で生成した０.０２μｍ〜１.０μｍの金属超微粒粉
は、該金属が物性として有する磁性と比較して、いずれ
も磁性が低下していることが確認された。As shown in the above table, the ultrafine metal particles of 0.02 μm to 1.0 μm produced in the above-mentioned process according to the present invention have lower magnetic properties than the magnetic properties of the metal. Was confirmed.
【００３１】上記のように生成された０.０２μｍ〜１.
０μｍの金属超微粒粉は不織布、発泡体、メッシュ体の
単体、あるいはこれらの２種以上の積層体からなる三次
元網状多孔体からなる基材に対して、バインダーと混合
してスラリーとした状態で塗布し、図４に示す導電性金
属被膜層２０を形成する場合に好適に用いられる。図４
において、２１は不織布からなる三次元網状多孔体であ
り、該多孔体２１の表裏両側から、あるいは片側から金
属超微粒粉５とバインダーとを混合したスラリーを塗布
すると、内部まで容易に含浸し、内部空孔の表面にも均
一に塗布される。このように形成した導電性金属層２０
は、金属超微粒粉が０.０２μｍ〜１.０μｍであるた
め、バインダーと均一に混合し、高密度に多孔体２１の
表面に付着する。よって、導電性がよく、抵抗が小さい
被膜を備えた金属多孔体を形成出来る。The 0.02 μm to 1.0 produced as described above.
A state in which ultrafine metal particles of 0 μm are mixed with a binder to form a slurry by mixing a non-woven fabric, a foamed body, a mesh body alone, or a substrate made of a three-dimensional reticulated porous body made of a laminate of two or more kinds of these And is used for forming the conductive metal coating layer 20 shown in FIG. Figure 4
In the above, 21 is a three-dimensional reticulated porous body made of a non-woven fabric, and when a slurry in which the metal ultrafine particle powder 5 and a binder are mixed is applied from both sides of the porous body 21, or one side, the inside is easily impregnated, It is evenly applied to the surface of the internal holes. The conductive metal layer 20 formed in this way
Since the ultrafine metal powder is 0.02 μm to 1.0 μm, it is uniformly mixed with the binder and adheres to the surface of the porous body 21 at a high density. Therefore, it is possible to form a metal porous body having a coating having good conductivity and low resistance.
【００３２】上記三次元網状多孔体に金属超微粒粉とバ
インダーとの混合スラリーを塗布した後に、焼結してバ
インダーを焼き飛ばすと、図５に示すような、金属超微
粒粉からなる金属層３０で三次元網状多孔体の骨格を形
成出来る。該金属層３０は金属超微粒粉の密度が大であ
るため、密度を高めるために高圧を負荷する必要がな
く、また、有機多孔体であるため高圧を負荷することが
できない。よって、高圧を負荷した場合に生じる空孔の
減少がなく、高い空孔率の金属多孔体を得ることが出来
る。After the mixed slurry of the ultrafine metal powder and the binder is applied to the three-dimensional reticulated porous body and the binder is burned off by sintering, a metal layer made of the ultrafine metal powder as shown in FIG. At 30, a skeleton of a three-dimensional reticulated porous body can be formed. Since the metal layer 30 has a high density of ultrafine metal powder, it is not necessary to apply high pressure to increase the density, and since it is an organic porous material, high pressure cannot be applied. Therefore, it is possible to obtain a metal porous body having a high porosity without reducing the number of pores generated when a high pressure is applied.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上の説明より明らかなほうに、本発明
に係わる製造方法を用いると、従来の機械的粉砕方法あ
るいはカーボニル法では製造困難であった１.０μｍ以
下の金属超微粒粉を得ることが出来る。かつ、該金属超
微粒粉は磁性を低くしているため、互いに結合しにく
く、よって、１.０μｍ以下の超微粒粉の状態を保持す
ることが出来る。As is apparent from the above description, the use of the production method according to the present invention produces ultrafine metal particles of 1.0 μm or less, which are difficult to produce by the conventional mechanical pulverizing method or carbonyl method. You can In addition, since the ultrafine metal powder has low magnetism, it is difficult to bond with each other, and therefore, the state of ultrafine powder of 1.0 μm or less can be maintained.
【００３４】上記０.０２μｍ〜１.０μｍの金属超微粒
粉をバインダーと混合して基材に塗布した場合、金属の
密度を高くすることが出来る。また、１.０μｍ以上の
金属微粒粉と混合して用いた場合、１.０μｍの金属微
粒粉の隙間に、本発明の金属超微粒粉が入りこみ、この
場合も密度を高めることが出来る。よって、該金属超微
粒粉の被膜を形成した後に、焼結して金属組織とする
時、高圧を負荷して焼結する必要がなく、特に、高圧を
負荷することが出来ない例えば基材が有機多孔体の場合
には有効である。When the ultrafine metal powder of 0.02 μm to 1.0 μm is mixed with a binder and applied to a substrate, the density of the metal can be increased. Further, when used by mixing with the fine metal powder of 1.0 μm or more, the ultrafine metal powder of the present invention enters the gaps of the fine metal powder of 1.0 μm, and the density can be increased also in this case. Therefore, after forming a coating film of the metal ultrafine powder, it is not necessary to apply high pressure to sinter when forming a metal structure by sintering, and in particular, a base material that cannot be applied with high pressure is It is effective in the case of an organic porous material.
【００３５】また、磁性が低いために、金属超微粒粉同
士が結合しにくく、結合により塊状となって、該金属超
微粒粉の被膜にむらが生じることが防止出来、被膜表面
が平滑化する利点がある。かつ、磁性が低いため磁性の
影響を受けにくい利点もある。Further, since the magnetism is low, it is difficult to bond the ultrafine metal particles to each other, and it is possible to prevent the ultrafine metal particles from forming a lump and causing unevenness in the film of the ultrafine metal particles, and smoothing the surface of the film. There are advantages. Moreover, it has an advantage that it is less susceptible to magnetism due to its low magnetism.
【図１】 本発明の製造工程を示すフローチャートであ
る。FIG. 1 is a flow chart showing a manufacturing process of the present invention.
【図２】 金属塩の生成工程を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a production process of a metal salt.
【図３】 本発明の製造装置を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a manufacturing apparatus of the present invention.
【図４】 本発明により製造された金属超微粒粉を用い
た導電性金属被覆層を備えた金属多孔体の断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view of a porous metal body provided with a conductive metal coating layer using the ultrafine metal powder produced according to the present invention.
【図５】 本発明により製造された金属超微粒粉で骨格
を形成した金属多孔体の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a metal porous body having a skeleton made of ultrafine metal powder produced according to the present invention.
１ 容器 ２ 金属超微粒粉 ２０ 導電性金属層 ２１ 多孔体 ３０ 三次元網状多孔体の骨格となる金属層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 2 Ultrafine metal powder 20 Conductive metal layer 21 Porous body 30 Metal layer which becomes the skeleton of a three-dimensional reticulated porous body
Claims (9)
を含有している磁性の低い非晶質としている金属超微粒
粉。1. An ultrafine metal powder having a particle size of 0.02 μm to 1.0 μm and containing a salt and having low magnetism.
Ｆｅ、Ｚｎ、Ｆｅ−Ｃｒ合金、あるいはＦｅとＣｒの混
合からなる請求項１記載の金属超微粒粉。2. The metal is Ni, Cu, Al, Ag,
The ultrafine metal powder according to claim 1, which comprises Fe, Zn, an Fe-Cr alloy, or a mixture of Fe and Cr.
層を請求項１また請求項２に記載の金属超微粒粉で形成
した金属多孔体。3. A metal porous body having a metal layer forming a skeleton of a three-dimensional reticulated porous body made of the metal ultrafine powder according to claim 1 or 2.
はこれらの２種以上の積層体からなる三次元網状多孔体
の骨格の表面に形成する導電性金属層を請求項１または
請求項２記載の金属超微粒粉で形成した金属多孔体。4. A conductive metal layer formed on the surface of a skeleton of a three-dimensional reticulated porous body composed of a non-woven fabric, a foam, a mesh, or a laminate of two or more kinds of these. A metal porous body formed from the above metal ultrafine powder.
粉末を水溶液に溶解して金属イオンと塩イオンとに電離
した後、該水溶液に金属還元剤を添加し、金属イオンを
還元して０.０２μｍ〜１.０μｍの金属超微粒粉として
沈殿させることを特徴とする金属超微粒粉の製造方法。5. A metal salt crystal powder comprising a compound of a metal and a salt is dissolved in an aqueous solution to ionize metal ions and salt ions, and then a metal reducing agent is added to the aqueous solution to reduce the metal ions. A method for producing an ultrafine metal powder, which comprises precipitating as an ultrafine metal powder of 0.02 μm to 1.0 μm.
オンの還元反応過程で陰イオンを取り込ませ、塩を含有
すると共に外周面に付着させた状態で０.０２μｍ〜１.
０μｍの金属超微粒粉として沈殿させ、かつ、上記撹拌
により沈殿した金属が相互に結合しないようにしている
請求項５に記載の製造方法。6. Stirring is carried out during the reduction reaction so that anions are taken in during the reduction reaction process of metal ions, containing salt and adhering to the outer peripheral surface of 0.02 μm to 1.0 μm.
The manufacturing method according to claim 5, wherein the particles are precipitated as a metal ultrafine powder having a particle size of 0 μm, and the metals precipitated by the stirring are prevented from binding to each other.
らなる請求項５または請求項６に記載の製造方法。7. The production method according to claim 5, wherein the metal reducing agent is a phosphoric acid type or a boron type.
微粒粉をバインダーと混合して、不織布、発泡体、メッ
シュの単体或いはこれらの２種以上の積層体に塗布、含
浸させ、その後、焼結を行って三次元網状多孔体の骨格
を形成する金属層としている金属多孔体の製造方法。8. The ultrafine metal powder according to claim 1 or 2 is mixed with a binder to apply and impregnate a nonwoven fabric, a foam, a simple substance of mesh or a laminate of two or more of these, and thereafter. A method for producing a porous metal body, which comprises a metal layer for forming a skeleton of a three-dimensional reticulated porous body by sintering.
微粒粉をバインダーと混合して、不織布、発泡体、メッ
シュの単体或いはこれらの２種以上の積層体に塗布、含
浸させ、三次元網状多孔体の骨格の表面に導電性金属層
を形成している金属多孔体の製造方法。9. The tertiary metal powder according to claim 1 or 2 is mixed with a binder to apply or impregnate a nonwoven fabric, a foam, a mesh alone or a laminate of two or more of these, and the tertiary A method for producing a metal porous body, wherein a conductive metal layer is formed on the surface of the skeleton of the original reticulated porous body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26515793A JPH07118713A (en) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | Superfine metal granular powder, metallic porous body formed with the powder and production of the powder and metallic porous body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26515793A JPH07118713A (en) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | Superfine metal granular powder, metallic porous body formed with the powder and production of the powder and metallic porous body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07118713A true JPH07118713A (en) | 1995-05-09 |
Family
ID=17413420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26515793A Pending JPH07118713A (en) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | Superfine metal granular powder, metallic porous body formed with the powder and production of the powder and metallic porous body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118713A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI395791B (en) * | 2009-04-17 | 2013-05-11 | Univ Chia Nan Pharm & Sciency | A preparation method of polymer membrane containing nano iron particles by chemical reduction method |
| CN106064241A (en) * | 2016-07-09 | 2016-11-02 | 大连理工大学 | A kind of preparation method of internal diameter controllable foam metal |
| JP2017083118A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 住友金属鉱山株式会社 | Inspection hole and lid opening tool |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP26515793A patent/JPH07118713A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI395791B (en) * | 2009-04-17 | 2013-05-11 | Univ Chia Nan Pharm & Sciency | A preparation method of polymer membrane containing nano iron particles by chemical reduction method |
| JP2017083118A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 住友金属鉱山株式会社 | Inspection hole and lid opening tool |
| CN106064241A (en) * | 2016-07-09 | 2016-11-02 | 大连理工大学 | A kind of preparation method of internal diameter controllable foam metal |
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