KR102352835B1 - 니켈 분체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

높은 압축 밀도를 나타내고, 고온 처리에 있어서 체적 수축이 작은 니켈 분체 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 니켈 분체는 니켈 입자를 포함하고, 니켈 입자 표면에서의 Ni-Ni 결합, Ni-OH 결합 및 산화 니켈에서 유래하는 Ni-O 결합 중 Ni-Ni 결합의 비율이 50% 이상이며, 1200℃에서 열 수축률이 15% 이하이다. Ni-Ni 결합의 비율과 열 수축률은 각각 X선 광전자 분광법과 열기계 분석법에 의해 추산된다.

Description

니켈 분체 및 그 제조 방법
본 발명의 실시 형태의 하나는, 니켈 분체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
미세한 금속 입자(금속 분체)는 여러 가지 분야에서 이용되고 있고, 예를 들면, 니켈 분체는 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)의 내부 전극용 원재료로서 이용되고 있다. 니켈 분체는 니켈의 염화물의 가스를 수소 등의 환원성 가스로 환원하는 것으로 제조할 수 있다. 혹은 산화 니켈 등의 니켈 염을 용매 안에 분산시켜, 히드라진 등의 환원제를 이용하여 환원하는 것으로 니켈 분체를 제조하는 것도 가능하다. 전자는 기상법이라고 불리고, 후자는 액상법이라고 불린다. 이러한 방법으로 얻을 수 있는 니켈 분체의 표면을 적절히 처리하는 것으로, 그 특성이나 소결시의 거동을 제어할 수 있다(특허 문헌 1, 2 참조).
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
특허 문헌 1: 특개 2014-29013호 공보
특허 문헌 2: 특개 2006-152439호 공보
본 발명의 실시 형태의 하나는, 높은 압축 밀도를 나타내고, 고온 처리에 있어서 체적 수축이 작은 니켈 분체 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명과 관련된 실시 형태의 하나는 니켈 분체이다. 이러한 니켈 분체는, 표면에서의 Ni-Ni 결합, Ni-OH 결합 및 산화 니켈에서 유래하는 Ni-O 결합 중 Ni-Ni 결합의 비율이 50% 이상이며, 열 수축률이 1200℃에서 15% 이하이다. Ni-Ni 결합의 비율과 열 수축률은 각각 X선 광전자 분광법과 열기계 분석법에 의해 추산된다.
본 발명과 관련된 실시 형태의 하나는, 니켈 분체를 제조하는 방법이다. 이러한 방법은, 원료 니켈 분체를 질소 함유 화합물의 용액으로 처리하는 것을 포함한다.
[도 1] 본 발명의 실시 형태의 하나와 관련된 니켈 분체의 XPS 측정 결과.
[도 2] 본 발명의 실시 형태의 하나와 관련된 니켈 분체의 XPS 측정 결과.
[도 3] 본 발명의 실시 형태의 하나와 관련된 니켈 분체의 XPS 측정 결과.
[도 4] 본 발명의 실시 형태의 하나와 관련된 니켈 분체의 XPS 측정 결과.
[도 5] 본 발명의 실시 형태의 하나와 관련된 니켈 분체의 열기계 분석(TMA) 결과.
[도 6] 본 발명의 실시 형태의 하나와 관련된 니켈 분체의 압축 밀도 측정 결과.
[도 7] 본 발명의 실시 형태의 하나와 관련된 니켈 분체 및 원료 니켈 분체의 XPS 측정 결과.
[도 8] 본 발명의 실시 형태의 하나와 관련된 니켈 분체의 제조 플로우.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 대해서, 도면 등을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시할 수 있고, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용으로 한정하여 해석되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 하나와 관련된 니켈 분체 100과 그 제조 방법에 대해서 설명을 실시한다.
１. 니켈 분체
니켈 분체 100은 니켈의 입자의 집합체이며, 니켈 분체 100의 개수 평균 입자 지름은 50nm 이상 500nm 이하, 50nm 이상 300nm 이하 혹은 100nm 이상 250nm로 할 수 있다. 따라서, 니켈 분체 100은 상기 범위의 입자 지름을 가지는 니켈의 입자를 적어도 하나 함유한다. 개수 평균 입자 지름으로서는, 예를 들면 주사 전자현미경에 의해 니켈 분체 100을 관찰하여, 복수의 입자(예를 들면, 1000개)의 입경을 측정해 그 평균치를 채용할 수 있다. 입자 지름은 입자를 내접하는 최소원의 직경 혹은 입자를 내접하는 최소 면적의 사각형의 장변의 길이이다. 또한, 니켈 분체 100은 니켈의 입자와 함께 예를 들면, 후술하는 식으로 표현되는 아미드기를 포함하는 유기 화합물을 포함할 수 있다.
니켈 입자에 포함되는 니켈 원자는, 여러 가지 결합 상태로 존재한다. 예를 들면, 입자 표면의 니켈 원자는 Ni-Ni 결합뿐만 아니라, 표면 수산기에서 유래하는 Ni-OH 결합, 탄산염(NiCO3)에서 유래하는 Ni-C 결합 혹은 산화 니켈(NiOx)에서 유래하는 Ni-O 결합 등의 결합 상태를 취할 수 있다. 니켈 분체 100의 니켈 입자 표면에서는 Ni-Ni 결합, Ni-OH 결합 및 Ni-O 결합 중 Ni-Ni 결합의 비율이 50% 이상이다. Ni-Ni 결합의 비율은 50% 이상 95% 이하, 65% 이상 93% 이하, 76% 이상 93% 이하 혹은 85% 이상 93% 이하일 수 있다. 즉, 니켈 분체 100의 니켈 입자 표면에 있어서, 상술한 범위의 비율로 니켈은 0가의 금속(금속 니켈)으로서 존재한다. 또한, 여기서 니켈 입자 표면이란, 니켈 입자의 표면으로부터 5nm까지, 혹은 표면으로부터 10nm까지의 영역이다. 발명자들의 추정이지만, 질소 함유 화합물이나 아미드기를 포함하는 유기 화합물을 제외하고 생각하면, 니켈 분체 100을 구성하는 니켈 입자는 최표면 측에서 얇게 Ni-OH 결합 및 Ni-O 결합을 가지는 Ni가 존재하고, 해당 최표면으로부터 내측에서 Ni-Ni 결합을 가지는 Ni가 많이 존재한다고 생각된다.
니켈 원자의 결합 상태는, 예를 들면, AlKα선 등의 광원을 사용하는 XPS(X선 광전자 분광)에 의해, 이하처럼 추측할 수 있다. Ni2p의 측정 에너지 범위는 884~844(eV)로 하고, C1s의 측정 에너지 범위는 298~279(eV)로 한다. 금속 니켈에 귀속하는 피크, 즉, Ni-Ni 결합에서 유래하는 피크의 면적은 852.4(eV) 및 858.5(eV)의 피크 면적의 합산으로 한다. Ni-O 결합에 귀속하는 피크 면적은 853.4(eV), 854.2(eV), 855.3(eV), 858.2(eV), 860.6(eV), 863.2(eV) 및 865.4(eV)의 피크 면적의 합산으로 한다. Ni-OH 결합에 귀속하는 피크 면적은 이하에 의해 구한다. 우선, 854.5(eV), 855.7(eV), 857.4(eV), 861.1(eV), 862.4(eV) 및 865.4(eV)의 피크 면적의 합산을 구한다. 이러한 합산으로부터 Ni-C 결합에 귀속되는 288.5(eV)의 피크 면적을 빼 Ni-OH 결합에서 유래하는 피크 면적으로 한다. 또한, 금속 니켈에 귀속하는 피크의 피크 위치는 표준품으로서의 Ni를 사용하면 특정 가능하다. Ni-O 결합에 귀속하는 피크의 피크 위치는 표준품으로서의 NiO를 사용하면 특정 가능하다. Ni-OH 결합에 귀속하는 피크의 피크 위치는 Ni(OH)2를 사용하면 특정 가능하다. Ni-C 결합에 귀속하는 피크 위치는 NiCO3을 사용하면 특정 가능하다. 본 명세서와 청구항에서는 Ni-Ni 결합에 귀속하는 피크 면적, Ni-O 결합에 귀속하는 피크 면적 및 Ni-OH 결합에 귀속하는 피크 면적의 합계에서 차지하는 Ni-Ni 결합에 귀속하는 피크 면적의 비율이 XPS 측정에 의해 구해진 금속 니켈의 비율이다.
상술한 것처럼 니켈 입자는 높은 비율로 표면에서 금속 니켈을 포함하기 때문에, 니켈 분체 100은 뛰어난 특성을 나타낸다. 예를 들면, 열기계 분석법에 의해 추산되는 열 수축률은 1200℃에서 15% 이하로 낮다. 열 수축률은 5% 이상 14% 이하 혹은 7% 이상 13% 이하일 수 있다. 또한, 니켈 분체 100의 압축 밀도도, 4.8g/cm3 이상 6.0g/cm3 이하 혹은 5.0g/cm3 이상 6.0g/cm3 이하로 높은 값이 된다.
상기 열기계 분석법의 측정치는 이하의 측정에 의해 구해진다. 우선, 니켈 분체 100을 φ5mm, 높이 10mm의 펠릿으로 성형한다. 열기계 분석법 측정의 측정 조건은 온도 범위: 실온에서 1200℃, 온도상승 속도: 5℃/분, 분위기: 2% H2, 98% N2의 혼합 가스, 300mL/분으로 한다. 수축이 종료된 1200℃인 때의 펠릿의 높이(길이)로부터 구해진 수축분을 원래의 높이에 대한 비율로서 열 수축률이 구해진다. 또한, 상기 압축 밀도는 이하의 측정에 의해 구해진다. 니켈 분체 1g에 장뇌 3 wt%와 아세톤을 추가하여, 혼합물이 건조될 때까지 교반한다. 얻어지는 니켈 분체를 압력 0.5t의 조건에서 성형한다. 성형체의 직경, 두께 및 중량을 측정하고, 이로 인해 얻어지는 값이 압축 밀도가 된다.
２. 제조 방법
도 8에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태와 관련된 니켈 분체 100은, 니켈 분체를 원료로서 이용하고, 이것을 질소 함유 화합물로 처리하여, 건조하는 것으로 제조할 수 있다. 이러한 제조 방법에서는 기상법 혹은 액상법으로 제조된 니켈 분체를 원료로서 이용할 수 있다. 이하, 기상법으로 제조된 니켈 분말(이하, 원료 니켈 분체라고 기재함)를 원료로서 이용하는 예에 따라 설명을 실시한다.
원료 니켈 분체의 제조 조건은 적절하게 선택할 수 있다. 통상, 니켈 펠릿, 니켈 분말, 니켈 잉곳 등의 원료에 염소 가스를 내뿜어 염화 니켈을 얻는다. 이러한 염화 니켈을 기화하여, 염화된 니켈 가스를 수소 가스나 히드라진 등의 환원성 가스와 접촉시키는 것으로 원료 니켈 분체를 얻을 수 있다. 이러한 원료 니켈 분체를 유황 함유 화합물로 더 처리하여, 표면에 황화 니켈의 피막을 형성할 수 있다. 원료 니켈 분체의 입경에 특별히 제약은 없고, 예를 들면, 개수 평균 입자 지름이 50nm 이상 500nm 이하, 50nm 이상 300nm 이하 혹은 100nm 이상 250nm 이하인 원료 니켈 분체를 이용할 수 있다.
니켈 분체 100은, 원료 니켈 분체를 질소 함유 화합물을 포함하는 혼합액 혹은 용액(이하, 이러한 혼합액이나 용액을 분산제라고도 함)으로 처리하는 것으로 제조할 수 있다. 용매로서는, 물, 에탄올이나 프로판올 등의 탄소수 1 이상 4 이하의 저급 알코올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 글리콜계 용매, N, N-디메틸포름아미드, N, N-디메틸아세트아미드 등의 아미드계 용매, 아세토니트릴 등의 니트릴계 용매, 에틸렌카보네이트 등의 환상 카보네이트계 용매 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도 불연성 용매이며, 또한, 독성의 낮은 물이 적합하다.
질소 함유 화합물로서는 수용성의 질소 함유 화합물이 바람직하다. 물을 용매로서 이용하는 경우에는, 물에 대한 용해도가 높은 질소 함유 화합물이 이용된다. 질소 함유 화합물은 단독 성분으로 구성될 수 있고, 복수 성분을 포함하는 혼합물을 질소 함유 화합물로서 사용할 수도 있다.
질소 함유 화합물로서는, 1급 알킬아민이나 지방족 아미드로부터 선택할 수 있다. 1급 알킬아민의 탄소수 및 지방족 아미드기의 탄소나 질소에 결합되는 알킬기의 탄소수에 제약은 없고, 1 이상 18 이하로부터 선택할 수 있다. 또한, 알킬기는 직쇄상 및 환상 중 어느 것도 될 수 있고, 분기하고 있을 수도 있다. 1급 알킬아민으로서는, 테트라데실아민(C14H29NH2)이 예시된다.
혹은 질소 함유 화합물은, 1급 알킬아민과 카복실산의 염을 포함할 수 있다. 카복실산으로서는, 예를 들면, 포름산, 초산 등, 탄소수가 1 이상 4 이하인 카복실산을 이용할 수 있다. 일례로서, 테트라데실아민과 초산의 염을 들 수 있다.
상술한 지방족 아미드는, 분자 내에 카복실기를 가지고 있을 수 있다. 이 경우에, 질소 함유 화합물은 수산기를 더 포함하는 알킬기를 가지는 3급 아민을 포함할 수 있다. 지방족 아미드로서는, 예를 들면 이하의 화학식으로 표현되는 화합물을 이용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112020090772157-pct00001
여기서, R1은 탄소수 6 이상 18 이하의 알킬기로부터, R2는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기 혹은 알케닐기로부터, X는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기로부터 선택된다. 일례로서, R1, R2, X로서 각각 운데실기(C11H23), 메틸기, 에틸렌기를 선택할 수 있다. 수산기를 포함하는 알킬기를 가지는 3급 아민으로서는, 예를 들면 트리에탄올아민을 들 수 있다.
니켈 분체 100의 분산제에 의한 처리는, 예를 들면, 이하처럼 수행할 수 있다. 우선, 원료 니켈 분체의 슬러리, 즉, 물 등의 용매와 원료 니켈을 포함하는 혼합물을 제조하여, 이것과 분산제를 혼합한다. 이러한 혼합액에서 원료 니켈 분체의 농도가 90 중량% 이상 99.5 중량% 이하이고, 질소 함유 화합물의 농도가 0.5 중량% 이상 10 중량% 이하가 되도록, 슬러리 내의 원료 니켈 분체의 양이나 분산제의 농도, 양이 적절하게 제어된다. 얻어지는 혼합액을 질소나 아르곤 등의 불활성 가스 등의 분위기 하에서 교반한다. 교반 시간은 1분 이상 1시간 이하, 1분 이상 30분 이하 혹은 1분 이상 10분 이하로 할 수 있고, 전형적으로는 5분이다. 교반 온도에도 제약은 없고, 예를 들면, 실온(15℃ 이상 30℃ 이하 혹은 15℃ 이상 25℃ 이하)일 수 있고, 가열하면서 교반을 실시할 수도 있다. 가열하는 경우, 그 온도는 40℃ 이상이며 혼합액의 비점 이하의 범위에서 교반 온도를 선택할 수 있다. 실시예에서 나타낸 것처럼, 특히, 실온에서 처리를 수행하는 것으로, 표면에 있어서 금속 니켈로서 존재하는 니켈 원자의 비율을 효과적으로 증대시킬 수 있다. 그 후, 온도 상승을 수행하여, 질소 기류하에서 건조한다. 건조는 20℃ 이상 200℃ 이하 혹은 110℃ 이상 150℃ 이하에서 할 수 있고, 전형적으로는 120℃이다. 건조 후, 니켈 분체 100에 대해 분급을 실시할 수 있다.
상기 제조 방법에 의해, 표면에 있어서 금속 니켈로서 존재하는 니켈 원자의 비율이 높고, 이것에서 기인하고 높은 압축 밀도와 작은 열 수축률을 나타내는 니켈 분체 100을 제조할 수 있다.
니켈 분체를 소성하여 전극 등의 전자 부품에 이용하는 경우, 니켈 분체의 열 수축률이 크면 가열에 의해 큰 체적 변화를 수반하기 때문에, 크랙이 발생하거나 인접하는 구조체로부터 박리하는 등의 불량이 발생하기 쉬운 것이 알려져 있다. 이에 비해, 본 실시 형태와 관련된 니켈 분체 100으로는, 분산제로 처리하고 있는 경우와 비교해, 니켈 원자는 표면에 있어서 0가의 금속으로서 존재하는 비율이 높다. 그 결과, 실시예에서 나타낸 것처럼, 니켈 분체 100은 작은 수축률을 나타내고, 또한, 큰 압축 밀도를 가지는 것이 발명자들에 의해 발견되었다. 압축 밀도가 향상하면 단위 체적당 입자 충전 비율이 높아진다. 따라서, 고열 처리 전의 부재 형성시에 단위 체적당 공극이 충분히 감소하고, 만일의 소성시에 니켈 입자가 수축하더라도 그 영향이 완화되어, 결과적으로 크랙의 발생을 억제·저하할 수 있다고 생각된다. 또한, 고온에서 열 수축률이 작아지면, 크랙 발생을 더 억제할 수 있다. 이 때문에, 가열 소성시의 크랙의 발생이나 인접하는 구조체로부터의 박리와 같은 불량을 대폭 억제할 수 있다. 따라서, 니켈 분체 100은 신뢰성이 높은 전자 부품을 수율 좋게 제공하기 위한 재료로서 이용하는 것이 가능하다.
실시예
１. 실시예 1
본 실시예에서는, 상기 제조 방법에 따라 제조한 니켈 분체 100의 특성을 평가한 결과에 대해서 설명한다.
1-1. 니켈 분체의 제조
기상법에 의해 제조한, 개수 평균 입자 지름 170nm의 원료 니켈 분체 15g을 100mL의 물에 분산시키고 니켈 슬러리를 얻었다. 다음으로, 질소 함유 화합물을 물에 용해하여 질소 함유 화합물의 수용액을 조제했다. 질소 함유 화합물로서는, 니치유 주식회사 제조의 카티온 MA, 소프트틸트 AL-T, 에슬림 221P 트리에탄올아민 중화품의 3 종류를 이용했다. 또한, 에슬림 221P 트리에탄올아민 중화품은, 질소 함유 화합물의 유효 성분이 10%, 20%인 2 종류를 이용했다. 원료 니켈 분체 및 질소 함유 화합물의 합계에서의 질소 함유 화합물의 농도는 1.0 중량%, 2.0 중량%로 했다.
실온, 질소 분위기하에서 니켈 슬러리에 질소 함유 화합물의 수용액을 더하여, 각각의 질소 함유 화합물의 농도가 상기 농도가 되도록, 다른 2 종류의 혼합액을 조정했다. 혼합액을 5분간 교반한 후, 상층액을 제거하고, 물을 이용하여 3회 세정하고, 질소 분위기하에서 120℃로 더 가열하여 건조하는 것으로 니켈 분체 100을 얻었다. 비교예로서 질소 함유 화합물을 이용하지 않는 시료도 조정하여 질소 함유 화합물의 영향을 검토했다.
1-2. XPS 측정
상기 실시 형태에서 기재한 측정 방법에 따라, 각 니켈 분체 100에서의 금속 니켈의 비율을 구했다. XPS 측정에는 서모 피셔 사이언티픽 주식회사 제조의 k-alpha+를 사용했다. 피크 면적은 이하의 방법에 의해 구했다.
XPS 측정에 의해 얻어지는 스펙트럼에 대해, 셜리법으로 백그라운드를 제거한 후, 로렌츠 함수와 가우스 함수를 조합한 함수로 파형 분리를 수행했다. 파형 분리된 피크를 표 1에서 나타낸 것처럼 각 결합에 귀속시켰다. Ni-Ni 결합의 피크 면적은 Ni2p3 metal1과 metal2의 피크 면적의 합계로 하고, Ni-O 결합의 피크 면적은 Ni2p3, NiO1으로부터 NiO7의 피크 면적의 합계로 하고, Ni-C 결합의 피크 면적은 C1s scan A의 피크 면적으로 하고, Ni-OH 결합의 피크 면적은 Ni2p3 scan I으로부터 scan N의 피크 면적의 합계로부터 Ni-C 결합의 피크 면적을 공제한 값으로 했다. 이렇게 얻어지는 피크 면적비를 각 결합의 비율로 했다.
[표 1]
Figure 112020090772157-pct00002
결과를 도 1 내지 도 4에서 나타낸다. 도 1 내지 도 4는 각각, 질소 함유 화합물로서 카티온 MA(도 1), 소프트틸트 AL-T(도 2), 에슬림 221P 트리에탄올아민 중화품(유효 성분 10%)(도 3), 에슬림 221P 트리에탄올아민 중화품(유효 성분 20%)(도 4)을 이용하여 제조된 니켈 분체 100의 측정 결과이다. 이러한 도면에서는, Ni-Ni 결합, Ni-OH 결합, Ni-O 결합의 비율이 백분율로 나타나고 있다. 이러한 도면에서 나타낸 것처럼, 어떠한 질소 함유 화합물을 이용하더라도, 질소 함유 화합물을 이용하지 않는 경우와 비교해 Ni-Ni 결합의 비율이 증대하고 있는 것이 밝혀졌다. 또한, 일반적인 경향으로서, Ni-Ni 결합의 비율은 질소 함유 화합물의 농도가 증대함에 따라 증대하는 것이 확인되었다.
여기서, 원료 니켈 분체와, 에슬림 221P 트리에탄올아민 중화품(유효 성분 20%)을 질소 함유 화합물로서 이용하여 제조된 니켈 분체 100의 390eV 내지 410eV의 범위의 스펙트럼을 비교한 결과, 원료 니켈 분체는 398eV에서 피크를 부여하는 것에 비해 니켈 분체 100은 400eV에서 피크를 나타내는 것을 알게 되었다(도 7). 398eV의 피크는 금속 질화물에 귀속되는 피크이며, Ni-N 결합에서 유래하는 것으로 생각된다. 한편, 400eV의 피크는 질소 함유 화합물에 포함되는 아미드 결합에서 유래하는 것으로 생각되며, 이것은 질소 함유 화합물의 농도의 증대와 함께 이 피크 강도가 증대하는 것으로부터도 시사된다. 이것으로부터, 본 발명의 실시 형태와 관련된 니켈 분체 100의 니켈 입자 표면에는, 아미드기를 가지는 유기 화합물이 흡착하고 있는 것이 시사된다. 바꿔 말하면, 니켈 분체 100은 아미드기를 가지는 유기 화합물을 포함한다고 말할 수 있다.
1-3. 열 수축률 측정
에슬림 221P 트리에탄올아민 중화품(유효 성분 20%)을 질소 함유 화합물로서 이용하여 제조된 니켈 분체 100을 사용해, 상기 방법에 의해 열 수축률을 구했다.기기는 리가쿠 주식회사 제조의 TMA8310을 사용했다.
결과를 도 5에서 나타낸다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 질소 함유 화합물을 사용하지 않은 경우에는 수축률은 18%가 되고, 가열에 의해 체적이 크게 감소하는 것을 알았다. 이에 비해 질소 함유 화합물을 사용하여 제조된 니켈 분체 100에서는 질소 함유 화합물의 농도가 증대함에 따라 수축률은 저하하고, 질소 함유 화합물의 농도가 2.0%인 때에는 10%의 열 수축률이 되었다. 이러한 결과로부터, 표면에서 금속 니켈로서 존재하는 니켈 원자의 비율이 높을수록 니켈 분체 100은 낮은 열 수축률을 나타내는 것이 확인되었다.
1-4. 압축 밀도 측정
에슬림 221P 트리에탄올아민 중화품(유효 성분 20%)을 질소 함유 화합물로서 이용하여 제조된 니켈 분체 100을 이용해 상기 방법에 의해 압축 밀도를 측정했다. 기기는 동양유압 기계 주식회사 제조의 ENERPAC S.E를 이용하고, 부하를 0.5t, 1.0t, 3t로 바꾸어 측정했다.
결과를 표 2와 도 6에서 나타낸다. 표 2와 도 6으로부터 이해되는 것처럼, 질소 함유 화합물의 농도가 증대할수록, 즉, 표면에서 금속 니켈로서 존재하는 니켈 원자의 비율이 높을수록 니켈 분체 100의 압축 밀도는 증대하는 경향이 있는 것을 알았다. 예를 들면, 원료 니켈 분체 및 질소 함유 화합물의 합계에서의 질소 함유 화합물의 농도가 2.0 중량%인 때에는, 비교예의 니켈 분체와 비교해 15% 압축 밀도가 증대하는 것이 확인되었다.
[표 2]
Figure 112020090772157-pct00003
본 발명의 실시 형태로서 상술한 각 실시 형태는, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합하여 실시될 수 있다. 또한, 각 실시 형태의 표시장치를 기초로 하여, 당업자가 적절히 구성요소의 추가, 삭제 혹은 설계 변경을 실시한 것 또는 공정의 추가, 생략 혹은 조건 변경을 실시한 것도 본 발명의 요지를 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 각 실시 형태의 모양으로 인해 야기되는 작용 효과와는 다른 상이한 작용 효과라도, 본 명세서의 기재로부터 분명한 것 또는 당업자에 있어서 용이하게 예측할 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명으로 인해 야기되는 것이라고 해석된다.
100: 니켈 분체

Claims (13)

  1. 니켈 입자, 및
    질소 함유 유기 화합물
    을 포함하고,
    X선 광전자 분광법에 의해 추산된, 상기 니켈 입자의 표면에서의 Ni-Ni 결합, Ni-OH 결합 및 산화 니켈에서 유래하는 Ni-O 결합 중 Ni-Ni 결합의 비율이 50% 이상이며,
    열기계 분석법에 의해 추산되는 열 수축률이 1200℃에서 15% 이하이며,
    상기 열 수축률은, 상기 니켈 입자로 구성되는
    Figure 112021069944098-pct00004
    5mm, 높이 10mm의 펠릿을 300mL/분의 유속의 H2 (2%)와 N2 (98%)의 혼합 가스 하에서, 승온 속도 5℃/분으로 실온에서부터 1200℃까지 가열하여 얻어지는 상기 펠릿의 상기 높이로부터 구해진 수축분의 상기 높이에 대한 비율인, 니켈 분체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 니켈 분체의 개수 평균 입자 지름은 50nm 이상 500nm 이하인, 니켈 분체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 질소 함유 유기 화합물은 아미드기를 포함하는, 니켈 분체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 질소 함유 유기 화합물은, 1급 알킬아민과 카복실산의 염 또는 분자 내에 카복실기를 포함하는 지방족 아미드로부터 선택되는, 니켈 분체.
  5. 원료 니켈 분체를 질소 함유 화합물을 포함하는 혼합액 혹은 용액으로 처리하는 것을 포함하고,
    상기 질소 함유 화합물은, 1급 알킬아민과 카복실산의 염 및 분자 내에 카복실기를 포함하는 지방족 아미드로부터 선택되는, 니켈 분체의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 처리는 15℃ 이상 30℃ 이하의 범위에서 선택되는 온도로 수행되는, 니켈 분체의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 지방족 아미드는, 이하의 화학식으로 표현되고,
    [화학식 1]
    Figure 112021069944098-pct00005

    R1은 탄소수 6 이상 18 이하의 알킬기이며, R2는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기 혹은 알케닐기이며, X는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기인, 니켈 분체의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 처리는, 상기 원료 니켈 분체 및 상기 질소 함유 화합물의 합계에서 상기 원료 니켈 분체가 90 중량% 이상 99.5 중량% 이하, 상기 질소 함유 화합물이 0.5 중량% 이상 10 중량% 이하의 농도가 되도록 수행되는, 니켈 분체의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 원료 니켈 분체는 기상법으로 제조되는, 니켈 분체의 제조 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 용액의 용매는 물인, 니켈 분체의 제조 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 처리는, 상기 니켈 분체에 포함되는 니켈 입자가 가지는 Ni-Ni 결합, Ni-OH 결합 및 산화 니켈에서 기인하는 Ni-O 결합 중 Ni-Ni 결합의 비율이 50% 이상이며, 또한, 상기 니켈 분체의 열 수축률이 1200℃에서 15% 이하가 되도록 수행되고,
    상기 Ni-Ni 결합의 상기 비율과 상기 열 수축률은, 각각 X선 광전자 분광법과 열기계 분석법에 의해 추산되고,
    상기 열 수축률은, 상기 니켈 분체의
    Figure 112021069944098-pct00006
    5mm, 높이 10mm의 펠릿을 300mL/분의 유속의 H2 (2%)와 N2 (98%)의 혼합 가스 하에서, 승온 속도 5℃/분으로 실온에서부터 1200℃까지 가열하여 얻어지는 상기 펠릿의 상기 높이로부터 구해진 수축분의 상기 높이에 대한 비율인, 니켈 분체의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
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