JPS6357703A

JPS6357703A - 金属微粉末の製造法

Info

Publication number: JPS6357703A
Application number: JP20133086A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Takagi; 忍高木
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1988-03-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は湿式法を適用した金属微粉末の製造法に関し、
さらに詳しくは、粉末粒径が１μ調以下の均一な金属微
粉末を容易かつ安価に製造する方法に関する。

（従来の技術）近年、金属微粉末は粉末冶金分野で用いられるのみなら
ず、例えば導電性ペースト、導電性塗料、帯電防止材料
、電磁波シールド材料などの電子材料分野においてもそ
の需要が高まっている。

このような電子材料として使用される金属微粉末は、従
来の粉末冶金用のものに比べて粉末粒径がより小さなも
のが求められており、その製造法としては、（１）ボー
ルミルをはじめとする機械的粉砕法、炙２）溶融金属を
水、ガス、遠心力を用いて飛散させる噴霧法、（３）真
空あるいは不活性ガス中で加熱気化した金属をａ集させ
るガス中蒸発法、（４）活性水素中でアークもしくはプ
ラズマなどにより金属粉を粉塵として得る水素活性プラ
ズマ法、（５）電解法および化学的還元法などがあげら
れる。

（問題点を解決するための問題点）上記（１）および（２）の方法は従来より粉末冶金分野
において広く利用されているものであるが、得られる金
属粉末の平均粒径は１０μｍ以上と大きく、また粒度分
布幅も広く、形状も均一でないため電子材料用には全く
適さない。一方、（３）および（４）の方法によると、
粒径がＬｐｍ以下の金属微粉末が容易に得られるという
利点がある。しかし、これらの方法は温１度、圧力など
の条件の制（ＴＤが煩雑であったり、装置が複雑・大型
化して！！ｌ！造コストコストするなどの不都合がある
。さらに（５）の方法は、比較的小規模な設備で金属粉
末を安価に製造し得るという利点はあるものの、得られ
た粉末の粒度分布は０．１〜２００μＩと極めて広く、
機械的粉砕工程やふるい分けなどが必要とされていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
湿式法、即ち化学的還元法により平均粒径１μｍ以下で
、均一な形状を有し、しかも−次粒子の状態を保持する
金属微粉末を容易且つ安価に製造する方法を提供するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段および作用）上記目的を
達成するために本発明によれば、金属塩を水または／お
よび水に可溶の有機溶媒中に溶解し、この金属塩溶液中
に、そのままでは金属を析出せしめない濃度の還元剤水
溶液を徐々に添加混合し、得られた混合溶液に振動を与
えて金属塩を還元し、微少な一次粒子として析出させる
構成としたものである。

本発明の製造法において、まず、出発物資として使用す
る金属塩としては、とくに限定されるものではないが、
例えば、銅（Ｃｕ）　、恨（Ａｇ）　、金（Ａｕ）　、
ルテニウム（Ｒｕ）　、オスミウム（Ｏ３）、ロジウム
（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、
白金（Ｐｔ）、セレン（Ｓｓ）、テルル（Ｔｅ）、ポロ
ニウム（Ｐａ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ
）の塩化物、硫酸塩、硝酸塩などを好適なものとしてあ
げることができ、このうち１種もしくは、２種以上を使
用することができる。

本発明の製造法においては、まず、上記した金属塩を水
または／および水に可溶の有機溶媒中に溶解させる。こ
の水に可溶の有機溶媒としては、例えば、メタノール、
エタノール、プロパツールなどの一価アルコール、エチ
レングリコール、グリセロールなどの多価アルコール、
ジエチルアミン、ピリジンなどのアミン類、エチルエー
テルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン
などのケトン類などをあげることができ、このうち１種
または２種以上を混合して使用する。なお、金属塩が水
または水と水に可溶の有機溶媒との混合溶媒に溶解しに
くい場合は、加温するか、または酸もしくはアルカリを
加えて溶解させてもよい。

酸としては、金属塩が塩化物の場合は塩酸、硫酸塩の場
合は硫酸、硝酸塩の場合は硝酸をそれぞれ２Ｎ程度の濃
度で、また、アルカリとしてはアンモニア水を使用する
ことができる。

次いで、この金属塩溶液に還元剤水溶液を徐々に添加混
合する。使用する還元剤としては、とくに限定されるも
のではないが、例えば、ヒドラジン、水素化ホウ素ナト
リウム、ジメチルアミンボラン、ホルマリン、ギ酸、次
亜リン酸ナトリウム、過酸化水素などが好ましく、この
うち１種もしくは２種以上を用いることができる。そし
て、この還元剤水溶液の濃度はそのままでは、すなわち
、前記金属塩溶液に単に加えただけでは、金属を析出せ
しめないような濃度にする必要があり、好ましくは金属
を析出せしめない最大の濃度（飽和状態）を選択する。

この加えただけで金属を析出セしない濃度は還元剤の種
類によって、あるいは還元剤と金属の組合せによって異
なるので一概に決められないが、例えば、金属塩溶液中
の金属に対する還元剤のモル比がｌＸｌ０−’〜１０の
範囲にあることが好ましい。

しかるのち、この金属塩・還元剤混合溶液に振動を与え
ることにより反応系を刺激し、金属塩と還元剤との反応
を促進させることにより金属塩を還元して金属を微小粉
末として析出させる。このとき、混合溶液に振動を与え
る手段としては、超音波による振動、機械的手段による
振動などがあげられるが、とくに超音波によるものは効
果的である。この混合溶液に微少振動を与えても還元反
応が進行しにくい場合は、上述した如き、酸もしくはア
ルカリを、言わば還元反応触媒として添加してもよいし
、溶媒の沸点以下に加熱してもよい。

なお、析出した金属微粉末は、ただちに溶媒中に分散さ
れ、−次粒子の状態で保持され、二次凝集や薄膜化が生
ずることが有効に防止される。

こうして得られた金属微粉末は、混合溶液の振動を停止
後ただちにろ過することにより回収することが好ましい
、なお、金属塩を水のみに溶解したものを用いた場合は
、金属微粉末析出後に溶液の振動を停止するとただちに
二次凝集が起きるので、分散剤として例えばエタノール
などを加えて再び超音波などにかけ微粉末を分散させて
からろ過することが好ましい。

（実施例）１立■工硝酸銀（Ａ　ｇ　Ｎｏｔ）　１７０　ｇを水１ｊｌに溶
解させＩＭのＡｇＮ０．水溶液を調製した。この水溶液
に５ｘｌＯ−”Ｍのヒドラジン水溶液１１を徐々に添加
したところ、溶液には全く変化は見られなかった。つい
で、この混合溶液を超音波により振動させると無色の溶
液が３０秒後に灰色に変化し、３０分後に反応が終了し
、微粉末が析出した。超音波による振動を停止し、分散
剤としてエタノールをｌ！加えて再度超音波により微粉
末を分散させて、ただちに、ろ過した。得られた微粉末
を水：エタノール（１：　１）混合溶液で洗浄後、アセ
トンで水分を除去して風乾した。

このようにして得られた微粉末は、Ｘ線回折パターンか
らＡｇ結晶であることが確かめられ、また、走査電子ｗ
４微鏡で観察したところ、粒径範囲が０．１〜０．３　
μｍと非常にせまく、はぼ球形の極めて均一な粉末であ
ることが、確認された。尚、純度は９９．８％、比表面
積は６゜５５ｓｚ／ｇであった。

失施Ｎ２ＡｇＮＯｓ　８５　ｇを水５００ｔａｌに溶解し、これ
にエタノール５００Ｉ１１を加えた。こめ溶液に５　ｘ
　１０−”Ｍのヒドラジン水溶液５００ｔａ　Ｉｔを添
加したところ変化は生じなかった。ついで、この混合溶
液を超音波により振動させると無色の溶液が数分後に灰
色に変化し、１時間後には反応が終了して微粉末が析出
した。振動を停止し、１晩放置しても得られた粉末の分
散状態は良好であった。しかるのち、上記実施例１と同
様にろ過を行いＡｇ微粉末を得た。この微粉末の特性は
実施例１と同様であった。

叉皇勇主ＣｕＣｌ＊　・２Ｔｏ０１７０ｇをエチレングリコール
１２４ｇに加え、徐々に加熱しながら溶解すると緑色の
粘稠な液体が生成される。常温まで冷却した後、この溶
液にホルマリン（３７χＨＣＨＯ）８１ｇを加えたとこ
ろ変化は見られなかった０次いで、この混合溶液を超音
波により振動させたところ１時間経過しても変化が無か
った。そこで、アンモニア水を加えＰＨを１２に高める
と溶液は濃青色に変化し、ここで再度超音波により振動
させると赤褐色の沈澱物が析出した。ただちに母液から
沈澱物を分離し、水及びエタノールで洗浄後、真空乾燥
にて乾燥した。

得られた微粉末は非常に活性なためＡｒに封入して保存
する必要がある。この微粉末をＸ線回折パターンにより
Ｃｕ結晶であることが確かめられ、走査電子顕微鏡で観
察したところ、粒径範囲が０．１〜０．４　μｍでほぼ
球形の粉末であることが確認された。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の製造法によれば、金属塩
を水または／および水に可溶の有機溶媒中に熔解し、こ
の金属塩溶液中に、そのままでは金属を析出せしめない
１度の還元剤水溶液を徐々に添加混合し、得られた混合
溶液に振動を与えて金属塩を還元し、金属微粉末を析出
させることとしたので、得られた金属微粉末は、粒径１
μ請以下の極めて均一なものとなり、さらに、−次粒子
として良好な分散状態で得られ、２次凝集や薄膜化が発
生することがない。それに加えて、設備なども節単であ
るため安価で量産が可能であるなどの利点を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属塩を水または／および水に可溶の有機溶媒中
に溶解し、この金属塩溶液中に、そのままでは金属を析
出せしめない濃度の還元剤水溶液を徐々に添加混合し、
得られた混合溶液に振動を与えて金属塩を還元し、金属
微粉末を析出させることを特徴とする金属微粉末の製造
法。
（２）前記金属塩が、銅、銀、金、ルテニウム、オスミ
ウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、セレ
ン、テルル、ポロニウム、アンチモン、ビスマスの塩化
物、硫酸塩、硝酸塩よりなる群から選ばれた少なくとも
１種であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の金属微粉末の製造法。
（３）前記還元剤が、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリ
ウム、ジメチルアミンボラン、ホルマリン、ギ酸、次亜
リン酸ナトリウム、過酸化水素よりなる群から選ばれた
少なくとも１種であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の金属微粉末の製造法。
（４）超音波により前記混合溶液に振動を与えることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属微粉末の製
造法。
（５）前記混合溶液の加振時に、該混合溶液に酸または
アルカリを添加することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の金属微粉末の製造法。
（６）前記水または／および有機溶媒を加温して、前記
金属塩を溶解させることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の金属微粉末の製造法。
（７）前記水または／および有機溶媒に酸またはアルカ
リを添加して前記金属塩を溶解させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の金属微粉末の製造法。