KR20130096651A - Nickel alloy powder and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 니켈합금분말 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nickel alloy powder and a method for producing the same.
적층 세라믹 콘덴서(MLCC)(Multi layered Ceramic Chip Capacitors)의 에너지 밀도를 올리기 위한 기술 개발은 눈부시며, 전극층, 티탄산바륨의 유전체층(誘電體層) 모두 박층화(薄層化)의 일로를 걷고 있다.The development of technology for increasing the energy density of multi-layered ceramic chip capacitors (MLCCs) is remarkable, and both the electrode layer and the dielectric layer of barium titanate are in the process of thinning.
니켈 등의 금속입자를 페이스트화해서 도포하여 전극층을 제작하고 있지만, 전극층의 박층화에 따라, 더 미세한 금속입자가 소망되고 있다.Although metal particles, such as nickel, are paste-coated and the electrode layer is manufactured, finer metal particles are desired as the electrode layer is thinned.
금속입자의 세립화(細粒化)에 따라, 금속입자의 소결온도가 저하되어 가면 유전체층의 소결온도와 큰 차이가 생겨 버린다. 그 때문에, 가능한 한 금속입자의 소결온도를 높일 필요가 있고, 결정성이 나쁘기 때문에 소결온도가 낮아져 버리는 액상(液相)으로 입자를 제작하는 습식법을 이용하는 것은 바람직하지 않다.As the metal particles become finer, when the sintering temperature of the metal particles decreases, a large difference occurs with the sintering temperature of the dielectric layer. Therefore, the sintering temperature of the metal particles needs to be increased as much as possible, and it is not preferable to use the wet method for producing the particles in a liquid phase in which the sintering temperature is lowered because of poor crystallinity.
그리하면, PVD(Physical Vapor Deposition)법이나 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등의 기상법(예를 들면, 특허문헌 1)으로 제작하는 것이 좋다는 것으로 된다.Then, it is good to produce by vapor-phase methods (for example, patent document 1), such as PVD (Physical Vapor Deposition) method and CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
전극층의 박층화에 따라, 전극 사이 거리보다 긴 입자가 혼입(混入)하여 전극 사이를 쇼트시켜 버리는 문제가 더 현저해지고 있다. 종래, 조대(粗大)한 입자를 분급(分級) 등으로 제거하는 일을 행하고 있지만, 분급으로는 가늘고 긴 입자를 제거하는 것이 곤란하기 때문에, 연결입자(連結粒子)의 혼입은 큰 문제이다.With the thinning of the electrode layer, the problem of shortening of the particles between the electrodes due to the mixing of particles longer than the distance between the electrodes becomes more significant. Conventionally, coarse particles are removed by classification or the like, but it is difficult to remove elongated particles by classification, so that the incorporation of the connecting particles is a big problem.
연결입자는 입경(粒徑)이 작아질수록 증가한다. 연결입자의 수를 저감하는 시도는 입자의 냉각속도를 빠르게 하는 등 취해지고 있지만 충분하다고 할 수 없다. 또한, 분말의 제작량을 줄이면 입자끼리의 충돌 확률을 줄일 수 있으므로 연결입자의 수를 저감할 수 있지만, 공업적인 생산의 관점에서 현실적이지 않다.The connecting particles increase as the particle size decreases. Attempts have been made to reduce the number of connected particles, such as to increase the cooling rate of the particles, but this is not sufficient. In addition, if the amount of powder produced is reduced, the probability of collision between particles can be reduced, so that the number of connected particles can be reduced, but it is not practical from the viewpoint of industrial production.
본 발명은, 이상과 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 연결입자의 개수가 저감된 금속분말을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the above, and an object of this invention is to provide the metal powder in which the number of connection particles was reduced.
본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해 예의검토를 행했다. 그 결과, 원료가 되는 니켈에 소정의 원소를 특정량 첨가함으로써, 얻어지는 니켈합금분말에서, 연결입자의 개수를 저감할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This inventor earnestly examined in order to achieve the said objective. As a result, it was found that by adding a predetermined amount of a predetermined element to nickel as a raw material, the number of connecting particles can be reduced in the nickel alloy powder obtained, thereby completing the present invention.
즉, 본 발명은, 이하의 (1)∼(3)을 제공한다.That is, the present invention provides the following (1) to (3).
(1) 기상으로 된 원료로부터 입자를 얻는 기상법(氣相法)을 이용하여 얻어지는, 연결입자가 개수(個數) 비율로 1% 이하인, 니켈합금분말.(1) Nickel alloy powder whose connecting particle | grains obtained using the gas phase method of obtaining particle | grains from the vapor-phase raw material are 1% or less in number ratio.
(2) 상기 원료가 니켈과 주석을 포함하고, 상기 원료에서의 상기 주석의 양이 0.5∼60 질량%인, 상기 (1)에 기재된 니켈합금분말.(2) The nickel alloy powder according to (1), wherein the raw material contains nickel and tin, and the amount of the tin in the raw material is 0.5 to 60 mass%.
(3) 상기 주석의 양이 0.5 질량% 이상 6 질량% 미만인 (2)에 기재된 니켈합금분말.(3) The nickel alloy powder according to (2), wherein the amount of tin is 0.5% by mass or more and less than 6% by mass.
(4) 상기 주석의 양이 0.5 질량% 이상 5 질량% 미만인 (2)에 기재된 니켈합금분말.(4) The nickel alloy powder according to (2), wherein the amount of tin is 0.5% by mass or more and less than 5% by mass.
(5) 상기 니켈합금분말이 10㎚ 이상, 200㎚ 이하의 비표면적(比表面積) 지름을 갖는, (1)에 기재된 니켈합금분말.(5) The nickel alloy powder according to (1), wherein the nickel alloy powder has a specific surface area diameter of 10 nm or more and 200 nm or less.
(6) 기상으로 된 원료로부터 입자를 얻는 기상법을 이용하여 상기 (1)에 기재된 니켈합금분말을 얻는, 니켈합금분말의 제조방법으로서, 상기 원료가 니켈과 주석을 포함하며, 상기 원료에서의 상기 주석의 양이 0.5∼60 질량%인, 니켈합금분말의 제조방법.(6) A method for producing a nickel alloy powder, wherein the nickel alloy powder according to (1) is obtained by using a vapor phase method of obtaining particles from a raw material in a gaseous phase, wherein the raw material contains nickel and tin, and the A method for producing a nickel alloy powder, wherein the amount of tin is 0.5 to 60 mass%.
본 발명에 의하면, 연결입자의 개수가 저감된 금속분말을 제공할 수 있다.According to the present invention, a metal powder having a reduced number of connecting particles can be provided.
도 1은 미립자 제조장치(1)의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 비교예 1의 분말을 나타내는 SEM 상(像)이다.
도 3은 실시예 1의 분말을 나타내는 SEM 상이다.
도 4는 실시예 2의 분말을 나타내는 SEM 상이다.FIG. 1: is a schematic diagram which shows an example of the fine particle manufacturing apparatus 1. As shown in FIG.
2 is an SEM image showing a powder of Comparative Example 1. FIG.
3 is an SEM image showing a powder of Example 1. FIG.
4 is an SEM image showing a powder of Example 2. FIG.
이하, 도 1에 기초하여, 기상법으로서, 시료를 물리적으로 증발시켜 미립자를 얻는 PVD(Physical Vapor Deposition)법을 이용한 실시형태에 대해 설명한다. 구체적으로는, 전극과 시료 사이에 아크 방전을 발생시킴으로써 시료를 증발시켜 미립자를 얻는 경우에 대해 설명한다.Hereinafter, based on FIG. 1, embodiment using the PVD (Physical Vapor Deposition) method which physically evaporates a sample and obtains microparticles | fine-particles is described as a vapor phase method. Specifically, a case in which the sample is evaporated to obtain fine particles by generating an arc discharge between the electrode and the sample will be described.
도 1은, 미립자 제조장치(1)의 일례를 나타내는 모식도이다. 미립자 제조장치(1)는, 시료(4)를 증발시키기 위한 챔버(11)와, 시료(4)의 증기를 냉각하기 위한 열교환기(6)와, 미립자를 포집(捕集)하기 위한 포집필터(7)가 설치된 포집기(12)를 구비하고 있으며, 열교환기(6)를 통해, 챔버(11)와 포집기(12)가 연결되어 있다.1: is a schematic diagram which shows an example of the fine particle manufacturing apparatus 1. As shown in FIG. The microparticle manufacturing apparatus 1 includes a
챔버(11)의 내부에는, 시료(4)를 지지하기 위해, 시료지지대(5)가 설치되어 있다. 시료지지대(5)는, 예를 들면, 수냉 구리도가니이며, 그 내경(內徑)과 냉각수량 등은, 특별히 한정되지 않는다.In the
그런데 시료지지대(5)로서 수냉 구리도가니를 이용한 경우에는, 시료(4)를 증발시켜 얻어지는 입자(합금분말)에 구리(Cu)가 불가피 불순물로서 포함되는 경우가 있다.By the way, when a water-cooled copper crucible is used as the sample support 5, copper (Cu) may be contained as an unavoidable impurity in the particle | grains (alloy powder) obtained by evaporating the
그러나 본 발명으로 얻어지는 입자(합금분말)에 있어서는, 상술한 구리로 대표되는 불가피 불순물의 함유량이 0.1 질량% 미만인 것이 바람직하다.However, in the particle | grains (alloy powder) obtained by this invention, it is preferable that content of the unavoidable impurity represented by copper mentioned above is less than 0.1 mass%.
또, 챔버(11)의 내부에는, 예를 들면, 텅스텐 전극인 전극(2)이 설치되어 있다. 전극(2)은, 그 선단이 시료지지대(5)에 근접하는 위치에서, 토치(13) 내에 배 치되어 있다. 또한, 토치(13)는, 도시하지 않은 수냉수단에 의해 수냉되고 있다.Moreover, inside the
미립자 제조장치(1)에서는, 소정의 가스가 순환펌프(8)에 의해 순환되어, 가스 기류가 형성되고 있다. 더 상세하게는, 라인(14)으로부터 챔버(11)에 도입된 가스는, 열교환기(6) 및 포집기(12)를 거치고, 라인(15)을 거쳐, 순환펌프(8)로 돌아온다.In the fine particle manufacturing apparatus 1, predetermined gas is circulated by the
라인(14)은, 토치(13)에 접속하는 분기라인(14a)을 갖는다. 라인(14)을 흐르는 가스의 일부는, 분기라인(14a)을 경유해서 토치(13) 내에 도입되어 선단으로부터 방출된다. 토치(13)의 선단으로부터 방출되는 가스는, 전극(2)의 손모(損耗) 방지에 도움이 됨과 아울러, 아크 방전에 의해 활성화(플라즈마화)된다.The
챔버(11)에 접속하는 라인(14)의 도중(途中)에는, 가스 기류의 유량을 측정하기 위한 챔버용 유량계(10)가 설치되며, 마찬가지로, 토치(13)에 접속하는 분기라인(14a)의 도중에도, 토치용 유량계(9)가 설치되어 있다.In the middle of the
이러한 구성에서, 챔버(11) 내에서 아크 방전을 발생시키는 분위기(이하, 「아크 분위기」라고도 한다)를 소정의 가스 분위기로 하고, 시료지지대(5)를 직류전원(도시하지 않음)의 양극과 접속하고, 전극(2)을 직류전원의 음극과 접속해서, 시료지지대(5) 상의 시료(4)와 전극(2)의 선단 사이에서 아크 방전을 생기게 하여, 이행식(移行式) 아크(3)를 생기게 해서, 시료지지대(5)에 지지된 시료(4)를 강제증발시켜 기상으로 한다.In such a configuration, the atmosphere for generating arc discharge (hereinafter, also referred to as "arc atmosphere") in the
시료(4)의 증기는, 가스 기류로 반송되어, 열교환기(6)를 경유해서, 포집기(12)로 안내된다. 이 과정에서, 증기는 냉각되고, 원자끼리 서로 응집하여, 미립자가 얻어진다.The vapor of the
포집기(12)에서는, 포집필터(7)에 미립자가 부착해서 포집되며, 가스가 분리된다. 또, 분리 후의 가스는, 라인(15)을 통해 순환펌프(8)로 돌아오고, 라인(14)을 경유해서 다시 챔버(11)에 도입된다.In the
그런데 기상법을 이용하여 시료(4)로서 니켈 단체(單體)만을 증발시킨 경우에는, 생성된 니켈입자가 직선적으로 늘어선 뒤 소결이 일어나, 연결입자가 생성되는 경우가 있다.By the way, when only the nickel single body is evaporated as the
그 때문에, 예를 들면, 시료(4)로서 니켈 단체만을 증발시키고, 포집필터(7)에 포집된 미립자의 SEM 상을 관찰하면, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 다수의 연결입자가 확인된다. 또, 상세하게는 후술하지만, 도 2에 나타내는 SEM 상에서는, 연결입자의 개수 비율은 4.0%로 높아, 1%를 초과하고 있어, 실용상, 사용할 수 없다.Therefore, for example, when only the nickel single body is evaporated as the
또한, 본 발명에 있어서, 「연결입자」란, 임의 시야의 SEM 상에서 관찰되는 입자 중, 짧은 지름(短徑)에 대한 긴 지름(長徑)의 비(長徑/短徑)가 2 이상인 입자로 정의한다.In addition, in this invention, a "connected particle" is a particle | grain observed on the SEM of arbitrary visual fields, the particle | grains of the ratio of the long diameter to a short diameter are 2 or more. Defined as
여기서, 입자의 「짧은 지름」이란, 그 시야에서 측정되는 최소 길이이다. 또, 입자의 「긴 지름」이란, 그 시야에서 측정되는 최대 길이로서, 예를 들면, 연결입자가 굴곡되어 있는 경우에는, 그 굴곡에 따른 길이를 의미하는 것으로 한다.Here, the "short diameter" of particle | grains is the minimum length measured in the visual field. In addition, the "long diameter" of particle | grains is the maximum length measured in the visual field, for example, when a connection particle | grain is bent, it shall mean the length according to the curvature.
그러나 시료(4)로서, 니켈(Ni)과 주석(Sn)을 포함하고, 주석의 양이 0.5∼60 질량%인 원료(이하, 「본 발명의 원료」라고도 한다.)를 이용함으로써, 연결입자가 개수 비율로 1% 이하인, 니켈합금분말(이하, 「본 발명의 니켈합금분말」이라고도 한다.)이 얻어진다.However, as the
본 발명의 니켈합금분말의 비표면적 지름은, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 200㎚ 이하로 제작 가능한 입자 지름은 10㎚까지로 되는데, 입자가 작아질수록 연결입자가 생성되기 쉬워지기 때문에, 연결입자의 개수 비율을 저감한다는 효과가 더 실효(實效)적인 것이 된다.Although the specific surface area diameter of the nickel alloy powder of this invention is not specifically limited, For example, although the particle diameter which can be manufactured to 200 nm or less becomes up to 10 nm, since the smaller particle | grains become easy to produce a connection particle, The effect of reducing the number ratio of the connecting particles becomes more effective.
본 발명의 니켈합금분말에 있어서는, 연결입자의 개수 비율은 낮을수록 바람직하고, 구체적으로는, 0.5% 이하가 바람직하며, 0.3% 이하가 더 바람직하다.In the nickel alloy powder of the present invention, the lower the number ratio of the connecting particles, the more preferable. Specifically, 0.5% or less is preferable, and 0.3% or less is more preferable.
본 발명의 니켈합금분말에 의하면, 페이스트화한 때의 응집을 억제할 수 있다.According to the nickel alloy powder of this invention, the aggregation at the time of pasting can be suppressed.
또, 통신 용도에 있어서는 ㎓대(帶)의 이용도 확대되고 있기 때문에 전자회로 설계에 있어서도 고주파(高周波)에서의 임피던스의 저감이 요구되고 있다는 배경이 있지만, 본 발명의 니켈합금분말을 이용하여 제작한 전극에 있어서는, 투자율(透磁率)의 저하에 의해 고주파 영역에서도 임피던스가 저감한다는 메리트가 얻어진다. 또한, 자기(磁氣) 응집의 영향도 저감할 수 있기 때문에, 전극 페이스트의 제작이 용이하다는 메리트도 얻어진다.Moreover, in the case of communication applications, the use of a wide band is also expanding, but there is a background that the reduction of impedance at high frequency is required in electronic circuit design, but it is manufactured using the nickel alloy powder of the present invention. In one electrode, the merit that impedance is reduced even in the high frequency region is obtained by the decrease in the permeability. Moreover, since the influence of self-aggregation can also be reduced, the merit that preparation of an electrode paste is easy is also obtained.
본 발명의 니켈합금분말은, 예를 들면, 적층(積層) 콘덴서, 적층 인덕터, 적층 액츄에이터 등의 적층 세라믹 전자부품의 내부 전극을 형성하는 데에 매우 적합하게 이용할 수 있다.The nickel alloy powder of this invention can be used suitably for forming the internal electrode of multilayer ceramic electronic components, such as a laminated capacitor, a laminated inductor, and a laminated actuator, for example.
본 발명의 니켈합금분말이 상술한 용도에 적용된 경우, 세라믹과 아울러 1100℃ 정도에서 고온 소성되는 것을 생각하면 융점(融點)의 강하는 바람직하지 않으며, 또, 전기저항이 너무 높아지는 것도 바람직하지 않다.In the case where the nickel alloy powder of the present invention is applied to the above-mentioned application, considering that the high-temperature firing at about 1100 ° C in addition to the ceramic is used, the drop of melting point is not preferable, and the electrical resistance is not too high. .
그래서 본 발명의 원료에 있어서는, 주석(Sn)의 양이 6 질량% 미만인 것이 바람직하며, 5 질량% 미만인 것이 더 바람직하다. 주석량이 이 범위이면, 본 발명의 니켈합금분말의 융점을 강하시키지 않고 1300℃ 이상으로 유지할 수 있으며, 또, 전기저항의 상승도 억제할 수 있다.Therefore, in the raw material of this invention, it is preferable that the quantity of tin (Sn) is less than 6 mass%, and it is more preferable that it is less than 5 mass%. If the amount of tin is in this range, the melting point of the nickel alloy powder of the present invention can be maintained at 1300 ° C or higher, and the increase in electrical resistance can be suppressed.
또, 상술한 바와 같이, 본 발명의 니켈합금분말은, 불가피 불순물의 함유량이 0.1 질량% 미만인 것이 바람직하며, 실질적으로 니켈 및 주석만으로 이루어지는 것이 더 바람직하다.As described above, the nickel alloy powder of the present invention preferably has an inevitable impurity content of less than 0.1% by mass, more preferably substantially only nickel and tin.
그 때문에, 본 발명의 원료도, 실질적으로 니켈 및 주석만으로 이루어지는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the raw material of this invention also consists only of nickel and tin substantially.
본 발명의 원료로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 순도 99.99 질량%의 니켈과 순도 99.99 질량%의 주석을 녹여 합쳐서 합금화하고, 주석량이 상기 범위 내가 되도록 한 것을 들 수 있다.As a raw material of this invention, the thing which melt | dissolved and alloyed the nickel of purity 99.99 mass% and the tin of purity 99.99 mass% specifically, for example is mentioned so that the amount of tin may be in the said range.
당연히, 본 발명의 원료로서는 합금화한 것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 니켈과 주석을 따로따로 증발시키도록 해도 좋다. 이 경우, 니켈과 주석의 합계량에 있어서의 주석의 양을 상기 범위 내로 하면 좋다.As a matter of course, the raw material of the present invention is not limited to alloying, and for example, nickel and tin may be evaporated separately. In this case, what is necessary is just to make the quantity of tin in the total amount of nickel and tin into the said range.
도 1에 나타내는 미립자 제조장치(1)의 설명으로 돌아온다. 가스 기류의 유량은, 미립자의 발생 속도 등에 대응시켜 조정된다. 예를 들면, 챔버용 유량계(10)에 의해 측정되는 유량은, 20∼100 NL/min이 바람직하고, 토치용 유량계(9)에 의해 측정되는 유량은, 0∼10 NL/min이 바람직하다.It returns to description of the microparticle manufacturing apparatus 1 shown in FIG. The flow rate of the gas airflow is adjusted in accordance with the generation speed of the fine particles or the like. For example, as for the flow volume measured by the
아크 분위기로서는, 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 종래 일반적인 아르곤과 수소의 혼합가스 분위기로 할 수 있고, 이 경우, 수소 농도를 진하게 할수록 증발량을 증가시킬 수 있다는 관점으로부터, 아르곤과 수소의 체적비(아르곤/수소)는, 90/10∼0/100이 바람직하다.The arc atmosphere is not particularly limited, and, for example, a conventional mixed gas atmosphere of argon and hydrogen can be used. In this case, the volume ratio of argon and hydrogen is increased from the viewpoint of increasing the evaporation amount as the hydrogen concentration is increased. Argon / hydrogen) is preferably 90/10 to 0/100.
또, 챔버(11) 내에서의 아크 분위기의 압력 조건으로서는, 예를 들면, 점화 전(前)에 있어서, 0.1∼1.5기압인 것이 바람직하다.Moreover, as pressure conditions of the arc atmosphere in the
아크 전류 값은, 예를 들면, 50∼1000A이다. 또한, 아크 전류 값이란, 아크 방전 중에 흐르는 전류 값으로서, 전류 프로브 등에 의해 측정되는 것이다.The arc current value is 50 to 1000 A, for example. In addition, an arc current value is a current value which flows during arc discharge, and is measured by a current probe etc.
전극(2)의 선단과 시료(4)와의 거리(이하, 「전극 사이 거리」라고 한다)로서는, 예를 들면, 5∼40㎜가 바람직하다.As a distance (henceforth "a distance between electrodes") of the tip of the
또, 전극(2)과 시료(4)와의 각도는, 50±20° 정도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이러한 범위의 각도가 되도록 전극(2)을 배치함으로써, 시료(4)로부터 발생한 증기가 아크 방전에 의한 반응영역으로 돌아오는 것을 회피할 수 있어, 미립자의 응집, 재용융화(再溶融化)를 방지할 수 있다.Moreover, it is preferable to make the angle of the
전극(2)의 직경은, 예를 들면, 2∼20㎜이다. 전극(2)의 최선단에는, 평탄한 단면(평탄면)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 아크(3)는, 그다지 좁혀지지 않고 가속이 억제되며, 시료 융액(融液)은 대류(對流)가 감소해서 온도가 상승하고, 증발량이 증가하여 회수율이 향상된다.The diameter of the
이상, 본 실시형태에서는, 도 1에 기초하여, 기상법의 예로서 PVD법을 들어 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, CVD법, 열분해법, 레이저를 이용한 증발법 등의 다른 기상법을 이용해도 좋다.As mentioned above, although the PVD method was mentioned and demonstrated as an example of a vapor phase method based on FIG. 1, it is not limited to this, You may use other vapor phase methods, such as a CVD method, a thermal decomposition method, and the evaporation method using a laser.
[실시예][Example]
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the present invention is not limited to these.
<비교예 1, 실시예 1∼6><Comparative Example 1, Examples 1 to 6>
각(各) 예에서는, 모두, 도 1에 기초하여 설명한 미립자 제조장치를 이용하여, 40g의 시료를 증발시키고, 포집용 필터로 미립자를 회수했다.In each example, 40 g of the sample was evaporated using the fine particle manufacturing apparatus demonstrated based on FIG. 1, and the fine particle was collect | recovered with the collection filter.
이때,At this time,
ㆍ순환시킨 혼합가스 (체적비) : 아르곤/수소(50/50)ㆍ Circulated mixed gas (volume ratio): argon / hydrogen (50/50)
ㆍ챔버용 유량계로 측정되는 가스 유량 : 50 NL/minㆍ Gas flow rate measured by chamber flow meter: 50 NL / min
ㆍ전극 사이 거리 : 10㎜ㆍ Distance between electrodes: 10㎜
ㆍ전극의 직경 : 5㎜ㆍ diameter of electrode: 5mm
ㆍ아크 분위기의 압력 조건 (점화하기 전) : 0.7기압ㆍ Arc atmosphere pressure condition (before ignition): 0.7 atm
ㆍ실험시간 : 30분간ㆍ Experiment time: 30 minutes
ㆍ아크 전류 값 : 100AArc current value: 100A
으로 했다.I did.
(시료)(sample)
각 실시예에서는, 순도 99.99 질량%의 니켈 시료와 순도 99.99 질량%의 주석 시료를 녹여 합쳐서 합금화한 것을 시료로서 이용하며, 주석량(단위 : 질량%)에 대해서는, 하기의 표 1에 나타내는 바와 같이 각 예에서 다르게 했다.In each example, a nickel sample having a purity of 99.99% by mass and a tin sample having a purity of 99.99% by mass was melted and alloyed as a sample, and the amount of tin (unit: mass%) is as shown in Table 1 below. In each example it was different.
또한, 비교예 1만, 순도 99.99 질량%의 니켈 시료만을 이용했다.In addition, only the comparative example 1 and the nickel sample of purity 99.99 mass% was used.
(소결온도)(Sintering temperature)
우선, 시료 분말에 10 질량% PVA 수용액을, 시료 분말 질량에 대해 5 질량% 첨가한 분말을 제작하고, 제작한 분말 0.5g을 측량하여 φ5㎜의 정제(錠劑) 성형기를 이용해서 50kN의 하중을 걸어 펠릿화하고, 베이스 가스를 질소로 한 수소 1300ppm의 분위기에서 5℃／min으로 승온(昇溫)시켰다. 펠릿 체적은 서서히 줄어들어 가기 때문에, 온도와 펠릿의 체적 변화를 그래프로 취하고, 체적 변화가 일어나는 전후 온도영역의 접선을 취해, 2개의 직선이 만나는 점을 소결온도로 했다.First, a powder obtained by adding 10 mass% PVA aqueous solution to 5 mass% of the sample powder mass was prepared to sample powder, 0.5 g of the produced powder was measured, and a 50 kN load was applied using a φ5 mm tablet molding machine. It pelletized, and heated up at 5 degree-C / min in the atmosphere of 1300 ppm of hydrogen which used the base gas as nitrogen. Since the pellet volume gradually decreases, the temperature and the volume change of the pellets are graphed, the tangent of the temperature region before and after the volume change occurs, and the point where the two straight lines meet is the sintering temperature.
(비표면적 지름)(Specific surface diameter)
포집용 필터로 회수된 미립자의 비표면적 지름(단위 : ㎚)을 구했다. 결과를 하기의 표 1에 나타낸다. 또한, 측정한 비표면적 지름은, BET지름으로서, BET법으로 측정한 입자의 비표면적(단위 : ㎡/g)을 기초로 입자가 구상(球狀)인 것으로 하여 구한 평균 입경(粒徑)이다.The specific surface area diameter (unit: nm) of the microparticles | fine-particles collect | recovered by the collection filter was calculated | required. The results are shown in Table 1 below. In addition, the measured specific surface area diameter is an average particle diameter calculated | required as a particle | grain spherical on the basis of the specific surface area (unit: m <2> / g) measured by the BET method as a BET diameter. .
(SEM 상)(SEM phase)
포집용 필터로 회수된 미립자에 대해, 전자현미경(HITACHI S-4300)을 이용하여, 배율 2만 배로 SEM 상(像)의 관찰을 행했다. 또한, 비교예 1 및 실시예 1 및 2의 SEM 상을 도 2∼도 4에 나타낸다.About the microparticles | fine-particles collect | recovered by the collection filter, the SEM image was observed at 20,000 times magnification using the electron microscope (HITACHI S-4300). In addition, the SEM image of Comparative Example 1 and Examples 1 and 2 is shown in FIGS.
각 예에서 SEM 상의 관찰을 행하고, 2만 배 1시야 부근의 입자 총수, 및, 연결입자의 개수를 세어, 입자 총수에 대한 연결입자의 개수 비율(단위 : ％)을 구했다. 결과를 하기의 표 1에 나타낸다.In each example, observation on the SEM was performed, and the number of particles in the vicinity of 20,000 times and 1 field and the number of the connected particles were counted, and the number ratio (unit:%) of the connected particles to the total number of particles was obtained. The results are shown in Table 1 below.
상기 표 1에 나타내는 결과로부터 분명한 바와 같이, 비교예 1에서는 연결입자의 개수 비율이 4.0%로 높은 것에 대해, 실시예 1∼6에서는, 연결입자의 개수 비율을 모두 1% 이하로 억제할 수 있었다.As is apparent from the results shown in Table 1 above, in Comparative Example 1, the number ratio of the connecting particles was as high as 4.0%, whereas in Examples 1 to 6, the number ratio of the connecting particles was all suppressed to 1% or less. .
<실시예 7>≪ Example 7 >
실험실 규모의 기상화학반응장치 내에, 순도 99.5 질량%의 NiC12와 순도 99.5 질량%의 SnCl2의 혼합물을, Sn량이 5 질량%가 되도록 조제하여 장입했다. 온도 1100℃로 가열한 상태에서, 질소가스를 캐리어 가스로 하여, 상기 혼합물의 증기를 반응용기(석영관) 내에서 반응시키고, 반응용기의 출측(出側)에서, 수소가스를 접촉, 혼합시켜, 환원반응을 일으키게 해서, 니켈합금분말을 얻었다.In a laboratory-scale gas phase chemical reaction apparatus, a mixture of NiC1 2 having a purity of 99.5% by mass and SnCl 2 having a purity of 99.5% by mass was prepared and charged so that the amount of Sn was 5% by mass. In the state heated to 1100 degreeC, nitrogen gas was used as a carrier gas, the vapor of the said mixture was made to react in a reaction vessel (quartz tube), and the hydrogen gas was contacted and mixed at the exit side of a reaction vessel. The reduction reaction was caused to obtain a nickel alloy powder.
얻어진 니켈합금분말에 대해, 상기와 마찬가지로 평가한바, 비표면적 지름이 75㎚, 연결입자의 비율이 0.2%였다.The nickel alloy powder thus obtained was evaluated in the same manner as above, and the specific surface area diameter was 75 nm and the proportion of the connecting particles was 0.2%.
1 미립자 제조장치
2 전극
3 아크
4 시료
5 시료지지대
6 열교환기
7 포집용 필터
8 순환펌프
9 토치용 유량계
10 챔버용 유량계
11 챔버
12 포집기
13 토치
14 라인
14a 분기라인
15 라인1 particulate manufacturing equipment
2 electrodes
3 arc
4 samples
5 Sample Support
6 heat exchanger
7 Collection filter
8 Circulation Pump
9 Flow Meter for Torch
Flowmeter for 10 chamber
11 chamber
12 collector
13 torch
14 lines
14a branch line
15 lines
Claims (6)
상기 원료가 니켈과 주석을 포함하고, 상기 원료에서의 상기 주석의 양이 0.5∼60 질량%인, 니켈합금분말.The method of claim 1,
The nickel alloy powder whose said raw material contains nickel and tin, and the quantity of the said tin in the said raw material is 0.5-60 mass%.
상기 주석의 양이 0.5 질량% 이상 6 질량% 미만인 니켈합금분말.The method of claim 2,
The nickel alloy powder whose quantity of the said tin is 0.5 mass% or more and less than 6 mass%.
상기 주석의 양이 0.5 질량% 이상 5 질량% 미만인 니켈합금분말.The method of claim 2,
The nickel alloy powder whose quantity of the said tin is 0.5 mass% or more and less than 5 mass%.
상기 니켈합금분말이 10㎚ 이상, 200㎚ 이하의 비표면적(比表面積) 지름을 갖는, 니켈합금분말.The method of claim 1,
A nickel alloy powder, wherein the nickel alloy powder has a specific surface area diameter of 10 nm or more and 200 nm or less.
상기 원료가 니켈과 주석을 포함하며, 상기 원료에서의 상기 주석의 양이 0.5∼60 질량%인, 니켈합금분말의 제조방법.As a method for producing a nickel alloy powder, the nickel alloy powder according to claim 1 is obtained by using a vapor phase method of obtaining particles from a raw material in a vapor phase.
The raw material contains nickel and tin, and the amount of the said tin in the said raw material is a manufacturing method of the nickel alloy powder whose 0.5-60 mass%.
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