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JP6993674B2 - Amorphous nanoparticles manufacturing method, amorphous nanoparticles and amorphous nanoparticles dispersion - Google Patents
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JP6993674B2 - Amorphous nanoparticles manufacturing method, amorphous nanoparticles and amorphous nanoparticles dispersion - Google Patents

Amorphous nanoparticles manufacturing method, amorphous nanoparticles and amorphous nanoparticles dispersion Download PDF

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Description

本発明は、アモルファスナノ粒子の製造方法、アモルファスナノ粒子及びアモルファスナノ粒子分散液に関する。 The present invention relates to a method for producing amorphous nanoparticles, amorphous nanoparticles and an amorphous nanoparticle dispersion liquid.

従来、アモルファス組織を含むアモルファス粒子の製造方法としては、液体金属を急速に冷却する液体急冷法や、ガスアトマイズ法等のアトマイズ法などが知られており、例えば、特開2010-209409号公報(特許文献1)には、ガスアトマイズ法にて1次粉砕した溶融金属を、回転するディスクの表面に形成した冷媒の液膜によって2次粉砕しつつ急冷する、非晶質軟磁性合金粉末の製造方法が記載されている。しかしながら、これらの方法では、得られるアモルファス粒子の粒子径は数μm以上と比較的大きく、アモルファス組織を含み、かつ、ナノメートルオーダーであるアモルファスナノ粒子を得ることは困難であるという問題を有していた。 Conventionally, as a method for producing amorphous particles containing an amorphous structure, a liquid quenching method for rapidly cooling a liquid metal, an atomizing method such as a gas atomizing method, and the like are known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-209409 (Patent). Document 1) describes a method for producing an amorphous soft magnetic alloy powder in which a molten metal primary pulverized by a gas atomizing method is rapidly cooled while being secondary pulverized by a liquid film of a refrigerant formed on the surface of a rotating disk. Are listed. However, these methods have a problem that the obtained amorphous particles have a relatively large particle size of several μm or more, contain an amorphous structure, and it is difficult to obtain amorphous nanoparticles on the order of nanometers. It was.

また、金属のナノ粒子の製造方法としては、金属塩の還元法やゾルゲル法等の化学的手法の他、アークプラズマ放電を用いた方法などが知られている。しかしながら、アモルファス粒子の形成には前記化学的手法を適用することは困難であり、また、アークプラズマ放電を用いた方法では、二次粒子を形成しやすいという問題や、通常10,000℃以上という高いアーク温度から冷却して粒子を得るために偏析が発生しやすいという問題を有しており、また、ナノ粒子を多量に得ることも困難であるという問題も有していた。 Further, as a method for producing metal nanoparticles, a method using an arc plasma discharge is known in addition to a chemical method such as a metal salt reduction method and a sol-gel method. However, it is difficult to apply the above chemical method to the formation of amorphous particles, and the method using arc plasma discharge has a problem that secondary particles are easily formed, and is usually 10,000 ° C. or higher. There is a problem that segregation is likely to occur because particles are obtained by cooling from a high arc temperature, and there is also a problem that it is difficult to obtain a large amount of nanoparticles.

特開2010-209409号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-209409

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、比較的低温で容易に分散性に優れたアモルファスナノ粒子を得ることができるアモルファスナノ粒子の製造方法、アモルファスナノ粒子及びアモルファスナノ粒子分散液を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is a method for producing amorphous nanoparticles, which can easily obtain amorphous nanoparticles having excellent dispersibility at a relatively low temperature, amorphous nanoparticles and amorphous. It is an object of the present invention to provide a nanoparticle dispersion liquid.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、合金からなる固体状金属と還元性分散媒とを含有する分散液を比較的低温(例えば35℃以下)に維持しながら超音波を照射することにより、アモルファス組織を含むアモルファスナノ粒子を得られることを見い出した。また、このようなアモルファスナノ粒子は、優れた分散性(二次粒子の形成抑制及び分散媒への分散性)を有することを見い出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have maintained a dispersion liquid containing a solid metal made of an alloy and a reducing dispersion medium at a relatively low temperature (for example, 35 ° C. or lower). It has been found that amorphous nanoparticles containing an amorphous structure can be obtained by irradiating with ultrasonic waves. Further, they have found that such amorphous nanoparticles have excellent dispersibility (suppression of formation of secondary particles and dispersibility in a dispersion medium), and have completed the present invention.

すなわち、本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法は、
合金からなる固体状金属と還元性分散媒とを含有する分散液を得る工程と、
温度を35℃以下に維持しながら前記分散液に超音波を照射して、前記固体状金属からアモルファス組織を含むアモルファスナノ粒子を得る工程と、
を含み、
前記固体状金属は、鉄、銅及びニッケルの金属と比較して硬度が低い合金からなり、
前記アモルファスナノ粒子の平均粒子径が200nm以下であり
記還元性分散媒が、炭化水素類及びアルコール類からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする。
That is, the method for producing amorphous nanoparticles of the present invention is:
A step of obtaining a dispersion liquid containing a solid metal composed of an alloy and a reducing dispersion medium, and
A step of irradiating the dispersion liquid with ultrasonic waves while maintaining the temperature at 35 ° C. or lower to obtain amorphous nanoparticles containing an amorphous structure from the solid metal.
Including
The solid metal is made of an alloy having a lower hardness than iron, copper and nickel metals.
The average particle size of the amorphous nanoparticles is 200 nm or less .
The reducing dispersion medium is at least one selected from the group consisting of hydrocarbons and alcohols.

また、本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法としては、
合金からなる固体状金属と還元性分散媒とを含有する分散液を得る工程と、
温度を35℃以下に維持しながら前記分散液に超音波を照射して、前記固体状金属からアモルファス組織を含むアモルファスナノ粒子を得る工程と、
を含むことが好ましく、前記温度を-90~20℃の範囲に維持しながら前記分散液に前記超音波を照射することがより好ましい。
Further, as a method for producing amorphous nanoparticles of the present invention,
A step of obtaining a dispersion liquid containing a solid metal composed of an alloy and a reducing dispersion medium, and
A step of irradiating the dispersion liquid with ultrasonic waves while maintaining the temperature at 35 ° C. or lower to obtain amorphous nanoparticles containing an amorphous structure from the solid metal.
Is preferable, and it is more preferable to irradiate the dispersion liquid with the ultrasonic wave while maintaining the temperature in the range of −90 to 20 ° C.

さらに、本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法としては、前記合金が、Sn-Bi合金、Sn-Sb合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Zn-Al合金、Bi-Cu合金、Au-Sn合金、Au-Ge合金及びAg-Cu合金からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。 Further, as a method for producing amorphous nanoparticles of the present invention, the alloys are Sn—Bi alloy, Sn—Sb alloy, Sn—Ag alloy, Sn—Cu alloy, Zn—Al alloy, Bi—Cu alloy, Au—. It is preferably at least one selected from the group consisting of Sn alloys, Au—Ge alloys and Ag—Cu alloys.

さらに、本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法としては、前記アモルファスナノ粒子の平均粒子径が1~200nmであることが好ましく、前記固体状金属が平均一次粒子径1~500μmの金属粉末であることが好ましい。 Further, as a method for producing amorphous nanoparticles of the present invention, the average particle size of the amorphous nanoparticles is preferably 1 to 200 nm, and the solid metal is a metal powder having an average primary particle size of 1 to 500 μm. Is preferable.

また、本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法においては、前記分散液における前記固体状金属の含有量が前記還元性分散媒100質量部に対して0.1~50質量部であることが好ましい。 Further, in the method for producing amorphous nanoparticles of the present invention, the content of the solid metal in the dispersion liquid is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reducing dispersion medium.

さらに、本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法としては、前記アモルファスナノ粒子が表面に酸化膜を実質的に有さないことが好ましい。 Further, as a method for producing amorphous nanoparticles of the present invention, it is preferable that the amorphous nanoparticles do not have an oxide film on the surface thereof.

また、本発明のアモルファスナノ粒子は、二種以上の金属原子からなるアモルファス組織を含むアモルファスナノ粒子であり、かつ、表面に酸化膜を実質的に有さず、
前記アモルファスナノ粒子は、鉄、銅及びニッケルの金属と比較して硬度が低い合金からなる固体状金属からなることを特徴とする。本発明のアモルファスナノ粒子としては、アモルファス・ナノ結晶組織を含むことが好ましい。本発明のアモルファスナノ粒子分散液は、前記本発明のアモルファスナノ粒子を含有することを特徴とする。
Further, the amorphous nanoparticles of the present invention are amorphous nanoparticles containing an amorphous structure composed of two or more kinds of metal atoms, and have substantially no oxide film on the surface.
The amorphous nanoparticles are characterized by being made of a solid metal made of an alloy having a hardness lower than that of iron, copper and nickel metals. The amorphous nanoparticles of the present invention preferably contain an amorphous nanocrystal structure. The amorphous nanoparticle dispersion liquid of the present invention is characterized by containing the amorphous nanoparticles of the present invention.

本発明によれば、比較的低温で容易に分散性に優れたアモルファスナノ粒子を得ることができるアモルファスナノ粒子の製造方法、アモルファスナノ粒子及びアモルファスナノ粒子分散液を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing amorphous nanoparticles, an amorphous nanoparticles and an amorphous nanoparticles dispersion liquid, which can easily obtain amorphous nanoparticles having excellent dispersibility at a relatively low temperature.

本発明に係るアモルファス・ランダム組織を概念的に示す模式図である。It is a schematic diagram conceptually showing the amorphous random structure which concerns on this invention. 本発明に係るアモルファス・ナノ結晶組織を概念的に示す模式図である。It is a schematic diagram conceptually showing the amorphous nanocrystal structure which concerns on this invention. 実施例1~2に用いたSn-Bi合金粉末の走査電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the Sn—Bi alloy powder used in Examples 1 and 2. 実施例1~2に用いたSn-Bi合金粉末の拡大走査電子顕微鏡写真である。6 is a magnified scanning electron micrograph of the Sn—Bi alloy powder used in Examples 1 and 2. 実施例1で得られたアモルファスナノ粒子の走査電子顕微鏡写真である。6 is a scanning electron micrograph of the amorphous nanoparticles obtained in Example 1. 実施例1で得られたアモルファスナノ粒子の拡大走査電子顕微鏡写真である。6 is a magnified scanning electron micrograph of the amorphous nanoparticles obtained in Example 1. 実施例1で得られたアモルファスナノ粒子の透過電子顕微鏡写真である。6 is a transmission electron micrograph of the amorphous nanoparticles obtained in Example 1. 実施例1で得られたアモルファスナノ粒子の電子顕微鏡写真をフーリエ変換して得られた電子回折像である。It is an electron diffraction image obtained by Fourier transforming the electron micrograph of the amorphous nanoparticles obtained in Example 1. 実施例2で得られたアモルファスナノ粒子の透過電子顕微鏡写真である。6 is a transmission electron micrograph of the amorphous nanoparticles obtained in Example 2. 実施例2で得られたアモルファスナノ粒子の拡大透過電子顕微鏡写真である。6 is a magnified transmission electron micrograph of the amorphous nanoparticles obtained in Example 2. 実施例3で得られたアモルファスナノ粒子の透過電子顕微鏡写真である。3 is a transmission electron micrograph of the amorphous nanoparticles obtained in Example 3. 実施例3で得られたアモルファスナノ粒子の拡大透過電子顕微鏡写真である。6 is a magnified transmission electron micrograph of the amorphous nanoparticles obtained in Example 3. 実施例3で得られたアモルファスナノ粒子を加熱後の電界放出型走査電子顕微鏡写真である。3 is a field emission scanning electron micrograph after heating the amorphous nanoparticles obtained in Example 3. 実施例3で得られたアモルファスナノ粒子のメタノール分散液及びメタノールの熱重量変化測定及び示差走査熱量測定の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the methanol dispersion liquid of the amorphous nanoparticles obtained in Example 3, the thermogravimetric change measurement of methanol, and the differential scanning calorimetry. 実施例3で得られたアモルファスナノ粒子の製造直後の粒度分布曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the particle size distribution curve immediately after the production of the amorphous nanoparticle obtained in Example 3. FIG. 実施例3で得られたアモルファスナノ粒子の製造から2ヶ月経過後の粒度分布曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the particle size distribution curve 2 months after the production of the amorphous nanoparticles obtained in Example 3. FIG.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法は、合金からなる固体状金属と還元性分散媒とを含有する分散液を得る工程と、前記分散液に超音波を照射して、前記固体状金属からアモルファス組織を含むアモルファスナノ粒子を得る工程と、を含むことを特徴とする。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The method for producing amorphous nanoparticles of the present invention includes a step of obtaining a dispersion liquid containing a solid metal made of an alloy and a reducing dispersion medium, and irradiating the dispersion liquid with ultrasonic waves to make the solid metal amorphous. It is characterized by including a step of obtaining amorphous nanoparticles containing a structure.

また、本発明のアモルファスナノ粒子は、二種以上の金属原子からなるアモルファス組織を含むアモルファスナノ粒子であり、かつ、表面に酸化膜を実質的に有していないことを特徴とする。 Further, the amorphous nanoparticles of the present invention are characterized by being amorphous nanoparticles containing an amorphous structure composed of two or more kinds of metal atoms and having substantially no oxide film on the surface.

<アモルファスナノ粒子>
本発明のアモルファスナノ粒子は、本発明の製造方法により得られる。本発明のアモルファスナノ粒子としては、アモルファス組織を含むナノ粒子であり、アモルファス・ランダム組織を含む粒子であっても、アモルファス・ナノ結晶組織を含む粒子であってもよい。図1A及び図1Bに、本発明に係るアモルファス・ランダム組織及びアモルファス・ナノ結晶組織の概念的模式図をそれぞれ示す。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Amorphous nanoparticles>
The amorphous nanoparticles of the present invention can be obtained by the production method of the present invention. The amorphous nanoparticles of the present invention are nanoparticles containing an amorphous structure, and may be particles containing an amorphous random structure or particles containing an amorphous nanocrystal structure. 1A and 1B show conceptual schematic diagrams of an amorphous random structure and an amorphous nanocrystal structure according to the present invention, respectively. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

本発明において、「アモルファス・ランダム組織」とは、金属原子がランダムに配置されているアモルファス(アモルファス金属)である金属ナノ組織のことをいう。本発明においては、金属材料として二種以上の金属からなる合金を用いるため、前記アモルファス・ランダム組織は二種以上の金属原子を含んでおり、例えば、前記金属材料として金属Aと金属Bとの合金(A-B合金)を用いた場合、前記アモルファス・ランダム組織においては、図1Aに示すように、金属Aの原子(第1の原子1)及び金属Bの原子(第2の原子2)が互いに混在してランダムに配置される。 In the present invention, the "amorphous random structure" refers to a metal nanostructure that is an amorphous (amorphous metal) in which metal atoms are randomly arranged. In the present invention, since an alloy composed of two or more kinds of metals is used as the metal material, the amorphous random structure contains two or more kinds of metal atoms. For example, metal A and metal B are used as the metal materials. When an alloy (AB alloy) is used, in the amorphous random structure, as shown in FIG. 1A, an atom of metal A (first atom 1) and an atom of metal B (second atom 2) are used. Are mixed with each other and arranged randomly.

本発明において、「アモルファス・ナノ結晶組織」とは、金属原子が規則的に配列している結晶(金属結晶)と金属原子がランダムに配置されているアモルファス(アモルファス金属)との集合体であり、図1Bに示すように、前記アモルファスの母相(アモルファス母相3)中に前記結晶(ナノ結晶粒4)が分散しており、前記結晶同士はランダムに配置されている金属ナノ組織のことをいう。本発明においては、金属材料として二種以上の金属からなる合金を用いるため、前記アモルファス・ナノ結晶組織は二種以上の金属原子を含んでおり、例えば、前記金属材料として金属Aと金属Bとの合金(A-B合金)を用いた場合、前記アモルファス・ナノ結晶組織において、ナノ結晶粒4としては、金属Aの原子からなる結晶(A)、金属Bの原子からなる結晶(B)、並びに、金属Aの原子及び金属Bの原子からなる結晶(AnBm、n及びmはそれぞれ独立に金属原子の数を示す)のうちの少なくとも一種が存在する(図1Bでは、このうち、金属A(第1の原子1)からなる結晶を円で囲んで示す)。また、この場合、アモルファス母相3としては、金属Aの原子(第1の原子1)がランダムに配置されたアモルファス、金属Bの原子(第2の原子2)がランダムに配置されたアモルファス、並びに、金属Aの原子(第1の原子1)及び金属Bの原子(第2の原子2)が互いに混在してランダムに配置されたアモルファスのうちの少なくとも一種が存在する(図1Bでは、このうち、金属Aの原子及び金属Bの原子からなるアモルファスを円で囲んで示す)。 In the present invention, the "amorphous nanocrystal structure" is an aggregate of a crystal in which metal atoms are regularly arranged (metal crystal) and an amorphous in which metal atoms are randomly arranged (amorphous metal). As shown in FIG. 1B, the crystals (nano crystal grains 4) are dispersed in the amorphous mother phase (amorphous mother phase 3), and the crystals are randomly arranged metal nanostructures. To say. In the present invention, since an alloy composed of two or more kinds of metals is used as the metal material, the amorphous nanocrystal structure contains two or more kinds of metal atoms. When the alloy of (AB alloy) is used, in the amorphous nanocrystal structure, the nanocrystal grains 4 include a crystal (A) composed of an atom of metal A, a crystal (B) composed of an atom of metal B, and the like. In addition, at least one of the crystals composed of the atom of the metal A and the atom of the metal B (AnBm, n and m each independently indicate the number of the metal atom) exists (in FIG. 1B, among these, the metal A (in FIG. 1B). The crystal consisting of the first atom 1) is shown by enclosing it in a circle). In this case, the amorphous matrix 3 is an amorphous in which an atom of metal A (first atom 1) is randomly arranged, and an amorphous in which an atom of metal B (second atom 2) is randomly arranged. In addition, there is at least one of amorphous substances in which an atom of metal A (first atom 1) and an atom of metal B (second atom 2) are mixed and randomly arranged (in FIG. 1B, this atom). Of these, the amorphous material consisting of the atom of metal A and the atom of metal B is shown by enclosing it in a circle).

したがって、本発明のアモルファスナノ粒子は、二種以上の金属原子、つまり前記金属材料として用いた合金を構成する金属原子からなるアモルファス組織を含むナノ粒子である。 Therefore, the amorphous nanoparticles of the present invention are nanoparticles containing two or more kinds of metal atoms, that is, an amorphous structure composed of metal atoms constituting the alloy used as the metal material.

なお、本発明において、金属ナノ粒子がアモルファス組織を含むことは、電子回折像(フーリエ変換像)によってハローパターンが観察されることで確認することができる。また、金属ナノ組織がアモルファス・ランダム組織又はアモルファス・ナノ結晶組織であることは、前記電子回折像によるハローパターン及び回折スポットの確認、並びに、透過電子顕微鏡(TEM)による原子の配列状態の観察によって確認することができる。 In the present invention, it can be confirmed that the metal nanoparticles contain an amorphous structure by observing a halo pattern by an electron diffraction image (Fourier transform image). Further, the fact that the metal nanostructure is an amorphous random structure or an amorphous nanocrystal structure can be confirmed by confirming the halo pattern and the diffraction spot by the electron diffraction image and observing the arrangement state of atoms by a transmission electron microscope (TEM). You can check.

本発明のアモルファスナノ粒子の形状としては、特に制限されず、球状、平板状、板状等の形状が挙げられるが、球状であることが好ましい。また、本発明のアモルファスナノ粒子としては、平均粒子径(一次粒子の平均粒子径)が200nm以下であることが好ましく、1.0~200nmであることがより好ましく、二次粒子の形成がより抑制され、また、分散媒への分散性により優れる傾向にあるという観点からは、1.0~80nmであることがさらに好ましい。本発明の製造方法によれば、このようなナノメートルオーダーのアモルファスナノ粒子を容易に得ることができる。また、そのため、前記アモルファスナノ粒子を多量に得ることも可能である。 The shape of the amorphous nanoparticles of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a flat plate shape, a plate shape, and the like, but a spherical shape is preferable. Further, as the amorphous nanoparticles of the present invention, the average particle size (average particle size of the primary particles) is preferably 200 nm or less, more preferably 1.0 to 200 nm, and the formation of secondary particles is more preferable. It is more preferably 1.0 to 80 nm from the viewpoint that it is suppressed and tends to be more excellent in dispersibility in the dispersion medium. According to the production method of the present invention, such amorphous nanoparticles on the order of nanometers can be easily obtained. Therefore, it is also possible to obtain a large amount of the amorphous nanoparticles.

なお、本発明において、各粒子(一次粒子)の粒子径は、走査電子顕微鏡(SEM)による観察によって測定することができ、前記粒子径とは、粒子を平面へ投影した場合の円の直径であり、投影面が円形ではない場合(粒子が平板状、板状等、棒状、多角状等の形状である場合)には、その外接円の直径のことをいう。また、粒子の平均粒子径とは、任意の100個の粒子を抽出し、これらの各粒子について測定した粒子径の平均のことをいう。 In the present invention, the particle size of each particle (primary particle) can be measured by observation with a scanning electron microscope (SEM), and the particle size is the diameter of a circle when the particles are projected onto a plane. When the projection surface is not circular (when the particles have a flat plate shape, a plate shape, a rod shape, a polygonal shape, etc.), it means the diameter of the circumscribing circle. Further, the average particle size of the particles means the average particle size measured for each of these particles by extracting 100 arbitrary particles.

また、本発明の製造方法によれば、本発明のアモルファスナノ粒子として、表面に酸化膜を実質的に有さない粒子を得ることができる。本発明において、粒子が表面に酸化膜を実質的に有さないとは、一次粒子表面を透過電子顕微鏡(TEM)によって60万倍で観察し、任意の20点の観察視野内(30×30nmの領域)において一次粒子表面に酸化膜が確認されないことをいう。 Further, according to the production method of the present invention, as the amorphous nanoparticles of the present invention, particles having substantially no oxide film on the surface can be obtained. In the present invention, the fact that the particles do not have an oxide film on the surface means that the surface of the primary particles is observed at a magnification of 600,000 with a transmission electron microscope (TEM) and is within the observation field of any 20 points (30 × 30 nm). It means that no oxide film is confirmed on the surface of the primary particles in the region).

さらに、本発明のアモルファスナノ粒子は、上記のように粒子表面に酸化膜を実質的に有していないため、粒子間の焼結(又は接合ともいう)が十分に低い温度で起きる。そのため、例えば、本発明のアモルファスナノ粒子をハンダ用途で用いる場合、接合力の強化が期待できる。前記温度としては、具体的には、前記アモルファス組織を構成する全ての金属原子(二種以上の金属原子)からなる合金の融点未満である。本発明において、粒子間の焼結(接合)が起きる温度は、示差走査熱量測定(DSC)を用いて焼結ピークが観察できることで確認することができる。より具体的には、前記粒子がメタノール中に分散された分散液を10℃/minの昇温速度で10℃から75℃まで加熱して得られるサーモグラムにおいて前記アモルファス組織を構成する全ての金属原子(二種以上の金属原子)からなる合金の融点よりも低い温度(例えば25℃付近)で観測される発熱ピーク(温度)を本発明に係る粒子間で焼結(接合)が起きる温度として求めることができる。さらに、本発明において、合金の融点は、合金からなる固体状金属の、平均一次粒子径が1.0~500μmの粉末について熱重量変化測定(TG)を用いて測定することができ、前記合金からなる固体状金属を1atmにおいて10℃/minの昇温速度で0℃から550℃まで加熱して得られるサーモグラムにおいて観測される吸熱ピーク(温度)を本発明に係る合金の融点として求めることができる。 Further, since the amorphous nanoparticles of the present invention do not substantially have an oxide film on the particle surface as described above, sintering (or bonding) between the particles occurs at a sufficiently low temperature. Therefore, for example, when the amorphous nanoparticles of the present invention are used for soldering purposes, the bonding force can be expected to be enhanced. Specifically, the temperature is lower than the melting point of an alloy composed of all the metal atoms (two or more kinds of metal atoms) constituting the amorphous structure. In the present invention, the temperature at which sintering (bonding) between particles occurs can be confirmed by observing the sintering peak using differential scanning calorimetry (DSC). More specifically, all the metals constituting the amorphous structure in the thermogram obtained by heating the dispersion liquid in which the particles are dispersed in methanol from 10 ° C. to 75 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min. The exothermic peak (temperature) observed at a temperature lower than the melting point of an alloy composed of atoms (two or more kinds of metal atoms) (for example, around 25 ° C.) is defined as the temperature at which sintering (bonding) occurs between the particles according to the present invention. You can ask. Further, in the present invention, the melting point of an alloy can be measured by using thermal weight change measurement (TG) for a powder of a solid metal made of an alloy having an average primary particle diameter of 1.0 to 500 μm. The heat absorption peak (temperature) observed in the thermogram obtained by heating a solid metal composed of 100 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min at 1 atm from 0 ° C. to 550 ° C. is determined as the melting point of the alloy according to the present invention. Can be done.

<アモルファスナノ粒子の製造方法、アモルファスナノ粒子分散液>
本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法においては、先ず、合金からなる固体状金属と還元性分散媒とを含有する分散液(反応分散液)を得る。
<Amorphous nanoparticles manufacturing method, amorphous nanoparticles dispersion liquid>
In the method for producing amorphous nanoparticles of the present invention, first, a dispersion liquid (reaction dispersion liquid) containing a solid metal made of an alloy and a reducing dispersion medium is obtained.

本発明に係る合金からなる固体状金属において、前記合金とは、二種以上の金属(より好ましくは金属結晶)が混合された状態にある金属である。本発明において、前記合金としては、例えば、Sn-Bi合金、Sn-Sb合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Pb合金、Zn-Al合金、Bi-Cu合金、Au-Sn合金、Au-Ge合金及びAg-Cu合金等の二元系合金;前記二元系合金中にAg、Cu、Ni、Ge、Bi、In及びPからなる群から選択される少なくとも一種の金属がさらに混在する三元系合金や四元系合金が挙げられる。本発明に係る固体状金属としては、これらのうちの一種の合金からなる固体状金属が一種のみであっても、これに他の合金からなる固体状金属を一種以上組み合わせた混合物であってもよい。これらの合金の中でも、環境保全の観点からはPbを含有しないPbフリーであることが好ましく、得られるアモルファスナノ粒子同士の凝集が特に抑制され、分散媒への分散性が長期間維持される傾向にあるという観点から、Sn-Bi合金、Sn-Sb合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Zn-Al合金、Bi-Cu合金、Au-Sn合金、Au-Ge合金及びAg-Cu合金からなる群から選択される少なくとも一種であることがさらに好ましく、Sn-Bi合金、Sn-Sb合金、Sn-Cu合金、Zn-Al合金、Au-Sn合金及びAu-Ge合金からなる群から選択されるいずれか一種であることが特に好ましい。 In the solid metal composed of the alloy according to the present invention, the alloy is a metal in which two or more kinds of metals (more preferably metal crystals) are mixed. In the present invention, the alloys include, for example, Sn—Bi alloy, Sn—Sb alloy, Sn—Ag alloy, Sn—Cu alloy, Sn—Pb alloy, Zn—Al alloy, Bi—Cu alloy, Au—Sn alloy. , Au-Ge alloys, Ag-Cu alloys, and other binary alloys; in the binary alloy, at least one metal selected from the group consisting of Ag, Cu, Ni, Ge, Bi, In, and P is further added. Examples include mixed ternary alloys and quaternary alloys. The solid metal according to the present invention may be a solid metal made of one of these alloys, or a mixture of one or more solid metals made of other alloys. good. Among these alloys, Pb-free, which does not contain Pb, is preferable from the viewpoint of environmental conservation, aggregation of the obtained amorphous nanoparticles is particularly suppressed, and dispersibility in a dispersion medium tends to be maintained for a long period of time. Sn-Bi alloy, Sn-Sb alloy, Sn-Ag alloy, Sn-Cu alloy, Zn-Al alloy, Bi-Cu alloy, Au-Sn alloy, Au-Ge alloy and Ag-Cu alloy. It is more preferably selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of Sn—Bi alloy, Sn—Sb alloy, Sn—Cu alloy, Zn—Al alloy, Au—Sn alloy and Au—Ge alloy. It is particularly preferable that it is one of the above.

また、前記合金に含まれる各金属の含有量比としては、例えば、Sn-Bi合金、Sn-Sb合金、Sn-Ag合金等のSn系合金の場合には、Snの含有量と他の金属の含有量との比(Snの含有量:他の金属の含有量)で、99:1~30:70の範囲が挙げられる。 The content ratio of each metal contained in the alloy is, for example, in the case of a Sn-based alloy such as a Sn—Bi alloy, a Sn—Sb alloy, or a Sn—Ag alloy, the Sn content and other metals. The ratio to the content of (Sn content: content of other metals) is in the range of 99: 1 to 30:70.

本発明に係る固体状金属の形状としては、平板状、板状等、棒状、多角状、球状等の形状が挙げられ、前記固体状金属としては、金属箔、金属棒、金属線、及び金属粉末(金属粒子)のうちの少なくとも一種であることが好ましく、最長径が1.0μm以上の大きさであることが好ましい。これらの中でも、前記固体状金属としては金属粉末であることが好ましく、前記金属粉末としては、マイクロ粒子であることが好ましく、該粉末を構成する一次粒子の平均粒子径(平均一次粒子径)が1.0μm以上であることが好ましく、1.0~500μmであることがより好ましく、1.0~300μmであることがさらに好ましく、10~100μmであることが特に好ましい。前記平均粒子径が前記下限未満である場合には、アモルファスナノ粒子を得ることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、得られるアモルファスナノ粒子の粒子径のばらつきが大きくなったりアモルファスナノ粒子の生成効率が低下する傾向にある。このような金属粉末としては、例えば、ガスアトマイズ、遠心アトマイズ、水アトマイズ、油滴アトマイズ等のアトマイズ法によって得られた前記合金からなる金属粉末を用いることが好ましい。 Examples of the shape of the solid metal according to the present invention include flat plates, plates and the like, rods, polygons, spheres and the like, and examples of the solid metal include metal foils, metal rods, metal wires and metals. It is preferably at least one of the powders (metal particles), and the longest diameter is preferably 1.0 μm or more. Among these, the solid metal is preferably a metal powder, the metal powder is preferably microparticles, and the average particle size (average primary particle size) of the primary particles constituting the powder is large. It is preferably 1.0 μm or more, more preferably 1.0 to 500 μm, further preferably 1.0 to 300 μm, and particularly preferably 10 to 100 μm. When the average particle size is less than the lower limit, it tends to be difficult to obtain amorphous nanoparticles, while when the average particle size exceeds the upper limit, the particle size of the obtained amorphous nanoparticles varies widely. There is a tendency for the production efficiency of amorphous nanoparticles to decrease. As such a metal powder, for example, it is preferable to use a metal powder made of the alloy obtained by an atomization method such as gas atomization, centrifugal atomization, water atomization, or oil droplet atomization.

本発明の製造方法においては、媒質として還元性分散媒を用いることが必要である。本発明に係る還元性分散媒としては、炭化水素類及びアルコール類からなる群から選択される少なくとも一種が挙げられ、より具体的には、芳香族炭化水素(キシレン、トルエン、スチレン、ナフタレン等)、パラフィン系炭化水素(メタン、エタン、プロパン、ブタン等)などの炭化水素類;一価アルコール(エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール等)、二価アルコール(エチレングリコール等)などのアルコール類が挙げられる。前記還元性分散媒としては、これらのうちの一種を単独であっても二種以上の混合物であってもよいが、得られるアモルファスナノ粒子同士の凝集が特に抑制され、分散媒への分散性が長期間維持される傾向にあるという観点から、エタノール、メタノール、芳香族炭化水素及びパラフィン系炭化水素からなる群から選択されるいずれか一種であることが好ましい。 In the production method of the present invention, it is necessary to use a reducing dispersion medium as the medium. Examples of the reducing dispersion medium according to the present invention include at least one selected from the group consisting of hydrocarbons and alcohols, and more specifically, aromatic hydrocarbons (xylene, toluene, styrene, naphthalene, etc.). , Hydrocarbons such as paraffinic hydrocarbons (methane, ethane, propane, butane, etc.); alcohols such as monohydric alcohols (ethanol, methanol, propanol, butanol, etc.), dihydric alcohols (ethylene glycol, etc.). .. The reducing dispersion medium may be one of these alone or a mixture of two or more thereof, but the aggregation of the obtained amorphous nanoparticles is particularly suppressed and the dispersibility in the dispersion medium is particularly suppressed. Is preferably any one selected from the group consisting of ethanol, methanol, aromatic hydrocarbons and paraffinic hydrocarbons, from the viewpoint that it tends to be maintained for a long period of time.

また、本発明に係る還元性分散媒としては、得られるアモルファスナノ粒子の酸化をより防ぐ観点から、予め脱気処理を施して溶存酸素を除去しておくことが好ましい。前記脱気処理としては、例えば、超音波を照射する方法、不活性ガスや還元性ガスを通気する方法等が挙げられる。 Further, as the reducing dispersion medium according to the present invention, it is preferable to perform a degassing treatment in advance to remove dissolved oxygen from the viewpoint of further preventing the oxidation of the obtained amorphous nanoparticles. Examples of the degassing treatment include a method of irradiating ultrasonic waves, a method of aerating an inert gas and a reducing gas, and the like.

前記固体状金属と前記還元性分散媒とを含有する分散液(反応分散液)を得る方法としては、特に限定されず、前記還元性分散媒中に前記固体状金属を添加することで得ることができる。前記分散液において、前記固体状金属の含有量としては、前記還元性分散媒100質量部に対して0.1~50質量部であることが好ましく、1~20質量部であることがより好ましい。本発明の製造方法によれば、前記固体状金属の含有量が比較的多くても(例えば前記還元性分散媒100質量部に対して10質量部以上)、前記アモルファスナノ粒子を効率よく得ることができる。 The method for obtaining the dispersion liquid (reaction dispersion liquid) containing the solid metal and the reducing dispersion medium is not particularly limited, and the solid metal can be obtained by adding the solid metal to the reducing dispersion medium. Can be done. In the dispersion liquid, the content of the solid metal is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reducing dispersion medium. .. According to the production method of the present invention, even if the content of the solid metal is relatively large (for example, 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the reducing dispersion medium), the amorphous nanoparticles can be efficiently obtained. Can be done.

本発明に係る分散液(反応分散液)としては、還元剤をさらに含んでいてもよい。このような還元剤としては、例えば、水酸化リチウムアンモニウム、水酸化リチウムアルミニウム、チオ硫酸ナトリウム、過酸化水素水、硫化水素、ボラン、ジボラン、ヒドラジン、ヨウ化カリウム、クエン酸、シュウ酸、アスコルビン酸からなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。このような還元剤を添加する場合、その前記分散液中における含有量としては、用いる合金や還元性分散媒の種類によって適宜調整されるものであるが、例えば、前記固体状金属100質量部に対して5~20質量部であることが好ましい。 The dispersion liquid (reaction dispersion liquid) according to the present invention may further contain a reducing agent. Examples of such reducing agents include lithium ammonium hydroxide, lithium aluminum hydroxide, sodium thiosulfate, hydrogen peroxide solution, hydrogen sulfide, borane, diborane, hydrazine, potassium iodide, citric acid, oxalic acid, and ascorbic acid. At least one selected from the group consisting of. When such a reducing agent is added, its content in the dispersion liquid is appropriately adjusted depending on the type of alloy used and the reducing dispersion medium. For example, it is added to 100 parts by mass of the solid metal. On the other hand, it is preferably 5 to 20 parts by mass.

また、本発明に係る分散液(反応分散液)としては、界面活性剤及び/又は表面修飾剤を含有していてもよいが、本発明の製造方法では、界面活性剤及び表面修飾剤を実質的に含有しなくとも、分散媒への分散性に優れたアモルファスナノ粒子を得ることができる。本発明において、実質的に含有しないとは、前記分散液中の界面活性剤の含有量及び表面修飾剤の含有量の合計が前記固体状金属100質量部に対して0.1質量部未満であることをいう。 Further, the dispersion liquid (reaction dispersion liquid) according to the present invention may contain a surfactant and / or a surface modifier, but in the production method of the present invention, the surfactant and the surface modifier are substantially contained. Amorphous nanoparticles having excellent dispersibility in a dispersion medium can be obtained even if they are not contained therein. In the present invention, "substantially free" means that the total content of the surfactant and the surface modifier in the dispersion is less than 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the solid metal. Say something.

このような界面活性剤及び表面修飾剤とは、得られるアモルファスナノ粒子や前記固体状金属の表面を改質して還元性分散媒に対する分散性をより維持させる機能、及び/又は、これらの粒子同士の凝集をより抑制する機能を有するものを指し、従来から界面活性剤又は表面修飾剤として公知のものが挙げられる。また、前記表面修飾剤には、これらの粒子の表面に化学的に結合した有機化合物も含まれる。 Such surfactants and surface modifiers have a function of modifying the surface of the obtained amorphous nanoparticles and the solid metal to further maintain dispersibility in a reducing dispersion medium, and / or these particles. It refers to a substance having a function of further suppressing aggregation between the particles, and examples thereof include those conventionally known as surfactants or surface modifiers. The surface modifier also includes an organic compound chemically bonded to the surface of these particles.

より具体的に、前記界面活性剤としては、例えば、塩化ベンザルコニウム、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルトリメチルアンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤;ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム等の陰イオン界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アルキルグリコキシド、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド等の非イオン系界面活性剤が挙げられ、前記表面修飾剤としては、例えば、ポリエチレンイミン;ポリビニルピロリドン(PVP);ポリビニルアルコール(PVA);アミノ基やカルボキシ基を有する有機化合物;デンプン、スクロース等の多糖類が挙げられる。 More specifically, examples of the surfactant include cationic surfactants such as benzalkonium chloride, alkyltrimethylammonium salt and dialkyltrimethylammonium salt; sodium dodecylsulfate (SDS), sodium alkylbenzenesulfonate and alkylsulfate. Anionic surfactants such as sodium ester, sodium alkylsulfonate, sodium alphaolefin sulfonate; nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkylphenyl ether, alkyl glycoloxide, sucrose fatty acid ester, fatty acid alkanolamide, etc. Examples of the surface modifier include polyethyleneimine; polyvinylpyrrolidone (PVP); polyvinyl alcohol (PVA); organic compounds having an amino group and a carboxy group; and polysaccharides such as starch and sucrose.

本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法においては、次いで、前記分散液(反応分散液)に超音波を照射して、前記固体状金属から前記アモルファスナノ粒子を得る。 In the method for producing amorphous nanoparticles of the present invention, the dispersion liquid (reaction dispersion liquid) is then irradiated with ultrasonic waves to obtain the amorphous nanoparticles from the solid metal.

前記超音波の照射としては、前記反応分散液の温度を、前記還元性分散媒の沸点以下の温度又は前記固体状金属の融点よりも低い温度に維持することが好ましく、35℃以下に維持することがより好ましい。本発明の製造方法においては、前記還元性分散媒を媒質として超音波を前記固体状金属に照射することによって、超音波の照射で生じるキャビテーション気泡による前記固体状金属の破砕や、前記キャビテーション気泡内部に生じる高温・高圧の反応場(ホットスポット)における物理化学的作用により、このように比較的低温であっても前記アモルファスナノ粒子を容易に前記還元性分散媒中に得ることができるものと本発明者らは推察する。さらに、本発明の製造方法においては、鉄、銅、ニッケル等の金属と比較して硬度が低い合金からなる固体状金属にこのように低温で超音波を照射することにより該合金が脆化するため、粒子径が小さく、かつ、二次粒子の形成が抑制されたアモルファスナノ粒子が得られるものと本発明者らは推察する。 For the irradiation of the ultrasonic waves, the temperature of the reaction dispersion is preferably maintained at a temperature equal to or lower than the boiling point of the reducing dispersion medium or lower than the melting point of the solid metal, and is maintained at 35 ° C. or lower. Is more preferable. In the production method of the present invention, by irradiating the solid metal with ultrasonic waves using the reducing dispersion medium as a medium, the solid metal is crushed by the cavitation bubbles generated by the irradiation of the ultrasonic waves, and the inside of the cavitation bubbles. By the physicochemical action in the high temperature and high pressure reaction field (hot spot) generated in the above, the amorphous nanoparticles can be easily obtained in the reducing dispersion medium even at a relatively low temperature. The inventors speculate. Further, in the production method of the present invention, the alloy is embrittled by irradiating a solid metal made of an alloy having a hardness lower than that of a metal such as iron, copper, or nickel with ultrasonic waves at such a low temperature. Therefore, the present inventors presume that amorphous nanoparticles having a small particle size and suppressed formation of secondary particles can be obtained.

本発明のアモルファスナノ粒子の製造方法において、前記超音波の照射の際の前記反応分散液の温度(以下、場合により「照射温度」という)としては、-90~20℃であることが好ましく、-80~10℃であることがより好ましく、-80~0℃であることがさらに好ましい。前記照射温度が前記下限未満である場合には、得られるアモルファスナノ粒子の生成効率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、得られるアモルファスナノ粒子同士が凝集しやすくなって二次粒子を形成したり、アモルファスナノ粒子の分散媒に対する分散性が低下する傾向にある。 In the method for producing amorphous nanoparticles of the present invention, the temperature of the reaction dispersion liquid (hereinafter, sometimes referred to as “irradiation temperature”) at the time of irradiation with ultrasonic waves is preferably −90 to 20 ° C. It is more preferably −80 to 10 ° C., and even more preferably −80 to 0 ° C. When the irradiation temperature is less than the lower limit, the production efficiency of the obtained amorphous nanoparticles tends to decrease, while when the irradiation temperature exceeds the upper limit, the obtained amorphous nanoparticles tend to aggregate with each other. It tends to form secondary particles and reduce the dispersibility of amorphous nanoparticles in the dispersion medium.

また、前記超音波の照射としては、周波数が1k~1MHzであることが好ましく、15~200kHzであることがより好ましく、15~100kHzであることがさらに好ましい。前記周波数が前記下限未満である場合には、ナノメートルオーダーのアモルファスナノ粒子を得ることが困難となったり、アモルファスナノ粒子の生成効率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えても、ナノメートルオーダーのアモルファスナノ粒子を得ることが困難となったり、アモルファスナノ粒子の生成効率が低下する傾向にある。 The frequency of the ultrasonic irradiation is preferably 1 k to 1 MHz, more preferably 15 to 200 kHz, and even more preferably 15 to 100 kHz. When the frequency is less than the lower limit, it becomes difficult to obtain amorphous nanoparticles on the order of nanometers, or the production efficiency of amorphous nanoparticles tends to decrease. On the other hand, even if the upper limit is exceeded, It becomes difficult to obtain amorphous nanoparticles on the order of nanometers, and the production efficiency of amorphous nanoparticles tends to decrease.

また、前記超音波の照射としては、照射時間が1~100時間であることが好ましく、10~80時間であることがより好ましく、24~72時間であることがさらに好ましい。前記照射時間が前記下限未満である場合には、ナノメートルオーダーのアモルファスナノ粒子を得ることが困難となったり、アモルファスナノ粒子の生成効率が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、得られるアモルファスナノ粒子が凝集して粗大化する傾向にある。 Further, as the irradiation of the ultrasonic wave, the irradiation time is preferably 1 to 100 hours, more preferably 10 to 80 hours, and further preferably 24 to 72 hours. When the irradiation time is less than the lower limit, it becomes difficult to obtain amorphous nanoparticles on the order of nanometers, or the production efficiency of amorphous nanoparticles tends to decrease, while when the irradiation time exceeds the upper limit. The obtained amorphous nanoparticles tend to aggregate and become coarse.

また、前記超音波の照射としては、粒子径が小さいアモルファスナノ粒子をより効率よく得ることができる傾向にあるという観点から、照射強度が0.01~100W/cmであることが好ましく、0.1~50W/cmであることがより好ましく、1.0~10W/cmであることがさらに好ましい。 Further, for the ultrasonic irradiation, the irradiation intensity is preferably 0.01 to 100 W / cm 2 from the viewpoint that amorphous nanoparticles having a small particle size tend to be obtained more efficiently, and is 0. .1 to 50 W / cm 2 is more preferable, and 1.0 to 10 W / cm 2 is even more preferable.

このような本発明の製造方法により、前記還元性分散媒中に前記アモルファスナノ粒子を得ることができる。得られたアモルファスナノ粒子は、分散媒中に分散させて前記アモルファスナノ粒子と前記分散媒とを含有する本発明のアモルファスナノ粒子分散液とすることができる。 By such a production method of the present invention, the amorphous nanoparticles can be obtained in the reducing dispersion medium. The obtained amorphous nanoparticles can be dispersed in a dispersion medium to obtain the amorphous nanoparticles dispersion liquid of the present invention containing the amorphous nanoparticles and the dispersion medium.

本発明のアモルファスナノ粒子分散液は前記アモルファスナノ粒子を含有することを特徴とするものであり、分散媒をさらに含有することが好ましい。前記アモルファスナノ粒子分散液の分散媒としては、前記還元性分散媒の他、例えば、プロピレングリコール、テルピネオール等のアルコール類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素;石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤;アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、フタル酸樹脂、アミノ樹脂、ウレア樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ブチラ-ル樹脂、フェノール樹脂、ロジン樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂等の樹脂が挙げられ、これらのうちの一種を単独であっても二種以上の混合物であってもよい。 The amorphous nanoparticle dispersion liquid of the present invention is characterized by containing the amorphous nanoparticles, and preferably further contains a dispersion medium. As the dispersion medium of the amorphous nanoparticles dispersion liquid, in addition to the reducing dispersion medium, for example, alcohols such as propylene glycol and terpineol; ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; aromatic hydrocarbons such as tetramethyl benzene; Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; aliphatic hydrocarbons such as octane and decane; petroleum-based solvents such as petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha, and solvent naphtha; acrylic resin, alkyd resin, polyester resin, phthalic acid Examples thereof include resins such as resins, amino resins, urea resins, urethane resins, epoxy resins, butyral resins, phenol resins, hydrocarbon resins, polyamide resins, and melamine resins, and even if one of these is used alone, there are two types. The above mixture may be used.

また、本発明のアモルファスナノ粒子分散液における前記アモルファスナノ粒子の含有量としては、特に限定されず、使用する目的に応じて適宜調整することができる。前記アモルファスナノ粒子分散液としては、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、酸化膜除去剤、増粘剤、チキソ剤、消泡剤、酸化防止剤等の添加剤をさらに含有していてもよい。 Further, the content of the amorphous nanoparticles in the amorphous nanoparticles dispersion liquid of the present invention is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the purpose of use. The amorphous nanoparticle dispersion liquid further contains additives such as an oxide film remover, a thickener, a thixo agent, an antifoaming agent, and an antioxidant, as needed, as long as the effects of the present invention are not impaired. You may be doing it.

このようなアモルファスナノ粒子分散液は、本発明の製造方法で得られた超音波照射後の分散液をそのままアモルファスナノ粒子分散液とすることができ、また、前記超音波照射後の分散液の前記還元性分散媒を適当な分散媒に置換することによっても得ることができる。また、本発明のアモルファスナノ粒子分散液には、ハンダクリーム等の形態も含まれる。よって、本発明のアモルファスナノ粒子及びアモルファスナノ粒子分散液は、ハンダづけされた部材やエレクトロニクス部材、及びこれらを含む電気機器等の用途に用いることができる。 As such an amorphous nanoparticle dispersion, the dispersion obtained by the production method of the present invention after ultrasonic irradiation can be used as it is as an amorphous nanoparticle dispersion, and the dispersion after ultrasonic irradiation can be used as it is. It can also be obtained by substituting the reducing dispersion medium with an appropriate dispersion medium. Further, the amorphous nanoparticle dispersion liquid of the present invention also includes forms such as solder cream. Therefore, the amorphous nanoparticles and the amorphous nanoparticles dispersion liquid of the present invention can be used for soldered members, electronic members, and electric devices including them.

本発明の製造方法によって得られたアモルファスナノ粒子は分散媒への分散性に優れるため、上記の界面活性剤及び表面修飾剤を実質的に含有しなくとも、粒子同士の凝集による二次粒子の形成が抑制される。例えば、前記アモルファスナノ粒子を前記還元性分散媒中に分散させた場合、25℃で24時間静置した後も二次粒子の形成は十分に抑制され、より具体的には、粒度分布測定を行って得られる粒度分布曲線のピーク位置が10~300nmの範囲内、特に好ましくは20~200nmの範囲内となる。また、前記粒度分布曲線のピークとは、本発明において、粒度分布曲線において観察される最大のピークを指し、そのピーク位置は測定3回の平均の位置を指し、その幅(ピーク幅)は測定3回の平均で200nm以下であることが好ましく、5~150nmであることが特に好ましい。 Since the amorphous nanoparticles obtained by the production method of the present invention have excellent dispersibility in a dispersion medium, even if the above-mentioned surfactant and surface modifier are not substantially contained, the secondary particles due to aggregation of the particles can be obtained. Formation is suppressed. For example, when the amorphous nanoparticles are dispersed in the reducing dispersion medium, the formation of secondary particles is sufficiently suppressed even after being allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours, and more specifically, the particle size distribution measurement is performed. The peak position of the particle size distribution curve obtained is in the range of 10 to 300 nm, particularly preferably in the range of 20 to 200 nm. Further, the peak of the particle size distribution curve refers to the maximum peak observed in the particle size distribution curve in the present invention, the peak position indicates the average position of three measurements, and the width (peak width) thereof is measured. The average of 3 times is preferably 200 nm or less, and particularly preferably 5 to 150 nm.

本発明の製造方法によって得られたアモルファスナノ粒子において、このような二次粒子の形成抑制効果は長期間保存しても維持され、静置前、24時間静置後、6カ月間静置後の間において前記ピーク位置及び前記ピーク幅はほとんど変化せず、静置前のアモルファスナノ粒子の粒子径が維持される。さらに、本発明の製造方法によって得られたアモルファスナノ粒子においては、分散媒に対する分散性も優れており、前記アモルファスナノ粒子の分散液を長期間静置しても粒子の沈殿が観察されない傾向にある。 In the amorphous nanoparticles obtained by the production method of the present invention, the effect of suppressing the formation of such secondary particles is maintained even after long-term storage, and after standing for a long period of time, after standing for 24 hours, and after standing for 6 months. The peak position and the peak width hardly change between them, and the particle size of the amorphous nanoparticles before standing is maintained. Further, the amorphous nanoparticles obtained by the production method of the present invention have excellent dispersibility in a dispersion medium, and the precipitation of the particles tends not to be observed even if the dispersion liquid of the amorphous nanoparticles is allowed to stand for a long period of time. be.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、各実施例において、金属粉末の粒子径測定、金属ナノ粒子の粒子径測定、金属ナノ粒子の金属ナノ組織観察、分散性評価、及び焼結特性評価は、それぞれ以下の方法により行った。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In each example, the particle size measurement of the metal powder, the particle size measurement of the metal nanoparticles, the observation of the metal nanostructure of the metal nanoparticles, the dispersibility evaluation, and the sintering property evaluation were performed by the following methods, respectively.

<粒子径測定>
各実施例で用いた金属粉末、及び得られた金属ナノ粒子について、電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM、日立ハイテク社製、型番:SU-70)を用いて金属粒子の電子顕微鏡観察を行ない、走査電子顕微鏡写真(SEM写真)を撮影した。得られたSEM写真において、無作為に100個の金属粒子(一次粒子)を抽出し、各粒子を平面へ投影した場合の円の直径、又は、投影面が円形ではない場合にはその外接円の直径を測定して粒子径とし、これらの粒子径の平均を平均粒子径として求めた。
<Measurement of particle size>
For the metal powder used in each example and the obtained metal nanoparticles, electron microscope observation of the metal particles was performed using an electro-emission scanning electron microscope (FE-SEM, manufactured by Hitachi High-Tech, model number: SU-70). Then, a scanning electron micrograph (SEM photograph) was taken. In the obtained SEM photograph, 100 metal particles (primary particles) are randomly extracted, and the diameter of the circle when each particle is projected onto a plane, or the circumscribing circle when the projection surface is not circular. The diameter of these particles was measured and used as the particle diameter, and the average of these particle diameters was obtained as the average particle diameter.

<金属ナノ組織観察>
各実施例で得られた金属ナノ粒子分散液を20℃で大気中に放置して分散媒を蒸発させた後、残った金属について走査電子顕微鏡(FE-SEM、日立社製、型番:SU8020)、及び電界放出型走査透過電子顕微鏡(TEM/STEM、日本電子社製、型番:JEM-ARM200F)を用いて電子顕微鏡観察を行ない、走査電子顕微鏡写真(SEM写真)及び透過電子顕微鏡写真(TEM写真)をそれぞれ撮影した。また、得られたTEM写真において原子の配列状態を観察して金属ナノ組織を確認した。さらに、得られたTEM写真をフーリエ変換して電子回折像を得て、ハローパターン及び回折スポットの有無を確認した。
<Observation of metal nanostructure>
The metal nanoparticles dispersion obtained in each example was left in the air at 20 ° C. to evaporate the dispersion medium, and then the remaining metal was subjected to a scanning electron microscope (FE-SEM, manufactured by Hitachi, model number: SU8020). , And an electron microscope observation was performed using an electron microscope (TEM / STEM, manufactured by JEOL Ltd., model number: JEM-ARM200F), and a scanning electron micrograph (SEM photograph) and a transmission electron micrograph (TEM photograph) were performed. ) Was taken respectively. In addition, the metal nanostructure was confirmed by observing the arrangement state of the atoms in the obtained TEM photograph. Further, the obtained TEM photograph was Fourier transformed to obtain an electron diffraction image, and the presence or absence of a halo pattern and a diffraction spot was confirmed.

<分散性評価>
各実施例で得られた金属ナノ粒子分散液について、製造直後の分散液の外観及び25℃で24時間静置後に撹拌した後の分散液の外観をそれぞれ観察し、次の基準:
A:金属粒子が分散媒の全体に分散しており、沈殿が観察されない
B:金属粒子が分散媒の一部にのみ分散して上澄みが澄んでおり、沈殿が観察される
C:金属粒子が全て沈殿している
に基づいて、金属粒子の分散媒への分散性を評価した。また、各実施例で得られた金属ナノ粒子分散液について、製造直後及び製造から2ヶ月経過後に、粒子径分析装置(「ゼータサイザー(Zetasizer)」、マルバーン(Malvern)社製)を用いて、それぞれ3回ずつ、散乱強度測定による粒度分布曲線を得た。
<Dispersity evaluation>
For the metal nanoparticle dispersions obtained in each example, the appearance of the dispersion immediately after production and the appearance of the dispersion after stirring at 25 ° C. for 24 hours were observed, respectively, and the following criteria:
A: Metal particles are dispersed throughout the dispersion medium and no precipitation is observed. B: Metal particles are dispersed only in a part of the dispersion medium and the supernatant is clear, and precipitation is observed. C: Metal particles are observed. The dispersibility of the metal particles in the dispersion medium was evaluated based on the fact that all the particles were precipitated. Further, with respect to the metal nanoparticle dispersion liquid obtained in each example, immediately after production and two months after production, a particle size analyzer (“Zetasizer”, manufactured by Malvern) was used. A particle size distribution curve was obtained by measuring the scattering intensity three times each.

<焼結特性評価>
各実施例で得られた金属ナノ粒子分散液を20℃で大気中に放置して分散媒を蒸発させた後、残った金属について電界放出型走査透過電子顕微鏡(TEM/STEM、日本電子社製、型番:JEM-2100)を用い、加速電圧:200kV、倍率:60万倍及び80万倍の条件で電子顕微鏡観察を行ない、透過電子顕微鏡写真(TEM写真)を撮影した。得られたTEM写真(倍率:60万倍)について、任意の20点の観察視野内(30×30nmの領域)における一次粒子表面の酸化膜の有無を確認した。
<Evaluation of sintering characteristics>
The metal nanoparticles dispersion obtained in each example was left in the air at 20 ° C. to evaporate the dispersion medium, and then the remaining metal was subjected to a field emission scanning transmission electron microscope (TEM / STEM, manufactured by JEOL Ltd.). , Model number: JEM-2100), electron microscope observation was performed under the conditions of acceleration voltage: 200 kV, magnification: 600,000 times and 800,000 times, and transmission electron microscope photographs (TEM photographs) were taken. With respect to the obtained TEM photograph (magnification: 600,000 times), the presence or absence of an oxide film on the surface of the primary particles was confirmed within the observation field of view (30 × 30 nm region) at any 20 points.

さらに、各実施例で得られた金属ナノ粒子分散液を100℃で大気中にて加熱した後、残った金属について電界放出型走査透過電子顕微鏡(TEM/STEM、日本電子社製、型番:JEM-2100)を用いて電子顕微鏡観察を行ない、電解放出型走査電子顕微鏡写真(FE-SEM写真)を撮影し、粒子成長(焼結)の有無を確認した。 Further, after heating the metal nanoparticles dispersion obtained in each example at 100 ° C. in the air, the remaining metal is subjected to a field emission scanning electron microscope (TEM / STEM, manufactured by JEOL Ltd., model number: JEM). -2100) was used for electron microscopic observation, and field emission scanning electron micrographs (FE-SEM photographs) were taken to confirm the presence or absence of particle growth (stituting).

また、各実施例で得られた金属ナノ粒子分散液について、熱重量変化・示差走査熱量測定装置(TG-DSC測定装置、NETZSCH製、型番:STA449)を用い、測定範囲:10~75℃、昇温速度:10℃/minの条件で、熱重量変化測定(TG)及び示差走査熱量測定(DSC)を行ってサーモグラムを得た。得られたDSCサーモグラムにおいて確認された発熱ピーク(温度)を前記金属ナノ粒子間に焼結(接合)が起きた温度とした。 Further, for the metal nanoparticles dispersion obtained in each example, a thermogravimetric change / differential scanning calorimetry device (TG-DSC measuring device, manufactured by NETZSCH, model number: STA449) was used, and the measurement range was 10 to 75 ° C. Thermogravimetric change measurement (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) were performed under the condition of heating rate: 10 ° C./min to obtain a thermogram. The exothermic peak (temperature) confirmed in the obtained DSC thermogram was defined as the temperature at which sintering (bonding) occurred between the metal nanoparticles.

(実施例1)
遠心アトマイズ法によって得られたSn-Bi合金粉末(含有量比(Sn:Bi)=42:58、前記粒子径測定による平均一次粒子径:25μm、融点:140℃)60gを予め超音波を照射して脱気処理を施したエタノール(99%)1.8Lに添加し、分散液を得た。得られた分散液に対し、照射温度(分散液温度):-5℃、周波数:20kHz、照射強度:1.0W/cm(出力強度:1200W/cm)、照射時間:36時間の条件で、超音波を照射する処理を施して前記金属粉末を破砕し、エタノール中に金属ナノ粒子(Sn-58Biナノ粒子)が分散された分散液(金属ナノ粒子分散液)を得た。用いた前記Sn-Bi合金粉末について前記粒子径測定を実施して得られた走査電子顕微鏡写真は図2A~図2Bに示す。
(Example 1)
60 g of Sn—Bi alloy powder (content ratio (Sn: Bi) = 42: 58, average primary particle size measured by the particle size measurement: 25 μm, melting point: 140 ° C.) obtained by the centrifugal atomization method is irradiated with ultrasonic waves in advance. Then, it was added to 1.8 L of degassed ethanol (99%) to obtain a dispersion. Conditions for the obtained dispersion: irradiation temperature (dispersion temperature): -5 ° C, frequency: 20 kHz, irradiation intensity: 1.0 W / cm 2 (output intensity: 1200 W / cm 2 ), irradiation time: 36 hours. Then, the metal powder was crushed by subjecting it to a treatment of irradiating with ultrasonic waves to obtain a dispersion liquid (metal nanoparticles dispersion liquid) in which metal nanoparticles (Sn-58Bi nanoparticles) were dispersed in ethanol. The scanning electron micrographs obtained by performing the particle size measurement on the Sn—Bi alloy powder used are shown in FIGS. 2A to 2B.

(実施例2)
エタノール(99%)を0.6Lとし、超音波の照射条件のうち、照射時間を24時間としたこと以外は実施例1と同様にして、エタノール中に金属ナノ粒子(Sn-58Biナノ粒子)が分散された分散液(金属ナノ粒子分散液)を得た。
(Example 2)
Metal nanoparticles (Sn-58Bi nanoparticles) were contained in ethanol in the same manner as in Example 1 except that ethanol (99%) was 0.6 L and the irradiation time was 24 hours among the irradiation conditions of ultrasonic waves. A dispersion liquid (metal nanoparticle dispersion liquid) in which ethanol was dispersed was obtained.

得られた各金属ナノ粒子について、前記粒子径測定及び金属ナノ組織観察を実施した。実施例1で得られたアモルファスナノ粒子(金属ナノ粒子)の走査電子顕微鏡写真を図3~図4Aに、透過電子顕微鏡写真を図4Bに、電子回折像を図4Cに、実施例2で得られたアモルファスナノ粒子(金属ナノ粒子)の透過電子顕微鏡写真を図5A~図5Bに、それぞれ示す。なお、図4A~図5Bは、分散媒を蒸発させた後の状態であり、図4Aの写真中の網目は観察に用いたグリッドである。また、図4Bには、観察されたナノ結晶粒4及びアモルファス母相3の一部をそれぞれ円で囲んで示す。さらに、図4Cには、観察された回折スポットを矢印で示す。 For each of the obtained metal nanoparticles, the particle size measurement and the metal nanostructure observation were carried out. Scanning electron micrographs of the amorphous nanoparticles (metal nanoparticles) obtained in Example 1 are obtained in FIGS. 3 to 4A, transmission electron micrographs are obtained in FIG. 4B, electron diffraction images are obtained in FIG. 4C, and Example 2 is obtained. Transmission electron micrographs of the obtained amorphous nanoparticles (metal nanoparticles) are shown in FIGS. 5A to 5B, respectively. 4A to 5B are states after the dispersion medium is evaporated, and the mesh in the photograph of FIG. 4A is a grid used for observation. Further, FIG. 4B shows a part of the observed nanocrystal grains 4 and the amorphous mother phase 3 in circles. Further, in FIG. 4C, the observed diffraction spots are indicated by arrows.

図2A、図2B及び図3に示されるように、本発明の製造方法によって、マイクロメートルオーダーの合金粉末からナノメートルオーダーの金属ナノ粒子が得られることが確認された。得られた金属ナノ粒子の平均粒子径は、実施例1で20nm、実施例2で30nmであった。 As shown in FIGS. 2A, 2B and 3, it was confirmed that nanometer-order metal nanoparticles can be obtained from the micrometer-order alloy powder by the production method of the present invention. The average particle size of the obtained metal nanoparticles was 20 nm in Example 1 and 30 nm in Example 2.

また、図2A、図2Bに示されるように、固体状金属材料として用いたSn-Bi合金粉末を構成する一次粒子は、アトマイズ法における最終凝固部が凝固収縮により突起部となった球形であり(図2A)、Sn部分(Sn結晶)とBi部分(Bi結晶)とが共晶を形成していた(図2B)。これに対して、図4B及び図5Bに示されるように、本発明の製造方法で得られた金属ナノ粒子においては、Sn、Bi、SnBiのそれぞれの結晶(ナノ結晶粒4)が一部で形成されており、これらが、Sn原子及びBi原子がランダムに混在するアモルファス部分(アモルファス母相3)を母相として分散しており、アモルファス・ナノ結晶組織であることが確認された。また、得られた金属ナノ粒子がアモルファス・ナノ結晶組織であることは、図4Cにおいてハローパターン及び回折スポットがいずれも確認されたことからも明らかであった。 Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the primary particles constituting the Sn—Bi alloy powder used as the solid metal material are spherical in which the final solidification portion in the atomization method becomes a protrusion due to solidification shrinkage. (FIG. 2A), the Sn moiety (Sn crystal) and the Bi moiety (Bi crystal) formed a eutectic (FIG. 2B). On the other hand, as shown in FIGS. 4B and 5B, in the metal nanoparticles obtained by the production method of the present invention, Sn, Bi, and SnBi crystals (nanocrystal grains 4) are partially present. It was confirmed that these were dispersed with an amorphous portion (amorphous mother phase 3) in which Sn atoms and Bi atoms were randomly mixed as a mother phase, and that they had an amorphous nanocrystal structure. Further, it was clear from the fact that both the halo pattern and the diffraction spot were confirmed in FIG. 4C that the obtained metal nanoparticles had an amorphous nanocrystal structure.

さらに、得られた金属ナノ粒子分散液について分散性評価を行ったところ、分散媒への分散性評価は、実施例1~2でいずれもA(金属粒子が分散媒の全体に分散しており、沈殿が観察されない)であった。 Further, when the dispersibility evaluation was performed on the obtained metal nanoparticle dispersion liquid, the dispersibility evaluation in the dispersion medium was A (metal particles were dispersed in the entire dispersion medium in all of Examples 1 and 2). , No precipitation was observed).

上記に示した結果から、本発明の製造方法によって、アモルファス組織を含み、かつ、ナノメートルオーダーであるアモルファスナノ粒子が得られることが確認された。また、得られたアモルファスナノ粒子は、界面活性剤や表面修飾剤を含有していない分散液においても、粒子同士の凝集が抑制されて二次粒子の形成が十分に抑制され、分散媒に対する分散性にも優れることが確認された。 From the results shown above, it was confirmed that the production method of the present invention can obtain amorphous nanoparticles containing an amorphous structure and on the order of nanometers. Further, in the obtained amorphous nanoparticles, even in the dispersion liquid containing no surfactant or surface modifier, the aggregation of the particles is suppressed and the formation of secondary particles is sufficiently suppressed, and the particles are dispersed in the dispersion medium. It was confirmed that it is also excellent in sex.

(実施例3)
エタノールに代えてメタノールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、メタノール中に金属ナノ粒子(Sn-58Biナノ粒子)が分散された分散液(金属ナノ粒子分散液)を得た。
(Example 3)
A dispersion liquid (metal nanoparticles dispersion liquid) in which metal nanoparticles (Sn-58Bi nanoparticles) were dispersed in methanol was obtained in the same manner as in Example 1 except that methanol was used instead of ethanol.

実施例3で得られた金属ナノ粒子について前記焼結特性評価を実施したところ、透過電子顕微鏡(TEM)観察において、得られた粒子はアモルファス組織を含むナノメートルオーダーのアモルファスナノ粒子であり、粒子の表面には酸化膜が確認されなかった。実施例3で得られたアモルファスナノ粒子の透過電子顕微鏡写真を図6A~図6Bにそれぞれ示す。また、実施例3で得られたアモルファスナノ粒子分散液を100℃で加熱後の電解放出型走査電子顕微鏡写真を図7に示す。図7に示すように、実施例3で得られたアモルファスナノ粒子を100℃で加熱後には500nm程度まで粒成長しており、金属材料として用いたSn-Bi合金粉末(融点:140℃)よりも低い温度で焼結することが確認された。 When the above-mentioned sintering property evaluation was performed on the metal nanoparticles obtained in Example 3, the obtained particles were nanometer-order amorphous nanoparticles containing an amorphous structure in the observation with a transmission electron microscope (TEM), and the particles were obtained. No oxide film was found on the surface of the particle. Transmission electron micrographs of the amorphous nanoparticles obtained in Example 3 are shown in FIGS. 6A to 6B, respectively. Further, FIG. 7 shows a field emission scanning electron micrograph after heating the amorphous nanoparticle dispersion liquid obtained in Example 3 at 100 ° C. As shown in FIG. 7, the amorphous nanoparticles obtained in Example 3 are grown to about 500 nm after heating at 100 ° C., and are grown from the Sn—Bi alloy powder (melting point: 140 ° C.) used as the metal material. It was confirmed that it was sintered at a low temperature.

また、実施例3で得られたアモルファスナノ粒子のメタノール分散液の熱重量変化測定(TG)及び示差走査熱量測定(DSC)の結果を示すグラフ(サーモグラム)を図8に示す。さらに図8には、実施例3で用いた分散媒であるメタノールについて熱重量変化測定(TG)及び示差走査熱量測定(DSC)を行った結果も併せて示す。図8に示すDSCグラフから、実施例3で得られたアモルファスナノ粒子間に焼結(接合)が起きた温度は24.8℃であった。 Further, FIG. 8 shows a graph (thermogram) showing the results of thermogravimetric change measurement (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) of the methanol dispersion of the amorphous nanoparticles obtained in Example 3. Further, FIG. 8 also shows the results of thermogravimetric change measurement (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) for methanol, which is the dispersion medium used in Example 3. From the DSC graph shown in FIG. 8, the temperature at which sintering (bonding) occurred between the amorphous nanoparticles obtained in Example 3 was 24.8 ° C.

さらに、実施例3で得られた金属ナノ粒子分散液について、製造直後及び製造から2ヶ月後に前記分散性評価を実施し、得られた粒度分布曲線を図9A及び図9Bにそれぞれ示す(各3回分)。図9Aにおいて、粒度分布曲線のピーク位置は3回の平均で193.3nm、ピーク幅は92.3nmであった。また、図9Bにおいて、粒度分布曲線のピーク位置は3回の平均で244.0nm、ピーク幅は102.2nmであった。このように、本発明のアモルファスナノ粒子は、2ヶ月という長期間経過後においても、粒子同士の凝集が抑制されて二次粒子の形成が十分に抑制され、分散媒に対する分散性にも優れることが確認された。また、かかる長期間経過後において、本発明のアモルファスナノ粒子においては熱物性も変わらなかった。 Further, the dispersibility evaluation of the metal nanoparticle dispersion liquid obtained in Example 3 was carried out immediately after production and 2 months after production, and the obtained particle size distribution curves are shown in FIGS. 9A and 9B, respectively (3 respectively). Batch). In FIG. 9A, the peak position of the particle size distribution curve was 193.3 nm on average of three times, and the peak width was 92.3 nm. Further, in FIG. 9B, the peak position of the particle size distribution curve was 244.0 nm on average for three times, and the peak width was 102.2 nm. As described above, the amorphous nanoparticles of the present invention are excellent in dispersibility in the dispersion medium by suppressing the aggregation of the particles and sufficiently suppressing the formation of secondary particles even after a long period of 2 months. Was confirmed. Moreover, after such a long period of time, the thermophysical properties of the amorphous nanoparticles of the present invention did not change.

以上説明したように、本発明によれば、比較的低温で容易に分散性に優れたアモルファスナノ粒子を得ることができるアモルファスナノ粒子の製造方法、アモルファスナノ粒子及びアモルファスナノ粒子分散液を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, there are provided a method for producing amorphous nanoparticles, an amorphous nanoparticles and an amorphous nanoparticles dispersion liquid, which can easily obtain amorphous nanoparticles having excellent dispersibility at a relatively low temperature. It becomes possible.

1…第1の原子、2…第2の原子、3…アモルファス母相、4…ナノ結晶粒。 1 ... 1st atom, 2 ... 2nd atom, 3 ... amorphous mother phase, 4 ... Nanocrystal grain.

Claims (10)

合金からなる固体状金属と還元性分散媒とを含有する分散液を得る工程と、
温度を35℃以下に維持しながら前記分散液に超音波を照射して、前記固体状金属からアモルファス組織を含むアモルファスナノ粒子を得る工程と、
を含み、
前記固体状金属は、鉄、銅及びニッケルの金属と比較して硬度が低い合金からなり、
前記アモルファスナノ粒子の平均粒子径が200nm以下であり
記還元性分散媒が、炭化水素類及びアルコール類からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とするアモルファスナノ粒子の製造方法。
A step of obtaining a dispersion liquid containing a solid metal composed of an alloy and a reducing dispersion medium, and
A step of irradiating the dispersion liquid with ultrasonic waves while maintaining the temperature at 35 ° C. or lower to obtain amorphous nanoparticles containing an amorphous structure from the solid metal.
Including
The solid metal is made of an alloy having a lower hardness than iron, copper and nickel metals.
The average particle size of the amorphous nanoparticles is 200 nm or less .
A method for producing amorphous nanoparticles, wherein the reducing dispersion medium is at least one selected from the group consisting of hydrocarbons and alcohols.
前記温度を-90~20℃の範囲に維持しながら前記分散液に前記超音波を照射することを特徴とする請求項に記載のアモルファスナノ粒子の製造方法。 The method for producing amorphous nanoparticles according to claim 1 , wherein the dispersion liquid is irradiated with the ultrasonic waves while maintaining the temperature in the range of −90 to 20 ° C. 前記合金が、Sn-Bi合金、Sn-Sb合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Zn-Al合金、Bi-Cu合金、Au-Sn合金、Au-Ge合金及びAg-Cu合金からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1または2に記載のアモルファスナノ粒子の製造方法。 The alloy is composed of Sn—Bi alloy, Sn—Sb alloy, Sn—Ag alloy, Sn—Cu alloy, Zn—Al alloy, Bi—Cu alloy, Au—Sn alloy, Au—Ge alloy and Ag—Cu alloy. The method for producing an amorphous nanoparticles according to claim 1 or 2 , wherein the alloying material is at least one selected from the group. 前記アモルファスナノ粒子の平均粒子径が1~200nmであることを特徴とする請求項1~のうちのいずれか一項に記載のアモルファスナノ粒子の製造方法。 The method for producing amorphous nanoparticles according to any one of claims 1 to 3 , wherein the average particle size of the amorphous nanoparticles is 1 to 200 nm. 前記固体状金属が平均一次粒子径1~500μmの金属粉末であることを特徴とする請求項1~のうちのいずれか一項に記載のアモルファスナノ粒子の製造方法。 The method for producing amorphous nanoparticles according to any one of claims 1 to 4 , wherein the solid metal is a metal powder having an average primary particle diameter of 1 to 500 μm. 前記分散液における前記固体状金属の含有量が前記還元性分散媒100質量部に対して0.1~50質量部であることを特徴とする請求項1~のうちのいずれか一項に記載のアモルファスナノ粒子の製造方法。 The item according to any one of claims 1 to 5 , wherein the content of the solid metal in the dispersion is 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reducing dispersion medium. The method for producing amorphous nanoparticles according to the above. 前記アモルファスナノ粒子が表面に酸化膜を実質的に有さないことを特徴とする請求項1~のうちのいずれか一項に記載のアモルファスナノ粒子の製造方法。 The method for producing amorphous nanoparticles according to any one of claims 1 to 6 , wherein the amorphous nanoparticles have substantially no oxide film on the surface. 二種以上の金属原子からなるアモルファス組織を含むアモルファスナノ粒子であり、かつ、表面に酸化膜を実質的に有さず、
前記アモルファスナノ粒子は、鉄、銅及びニッケルの金属と比較して硬度が低い合金からなる固体状金属からなることを特徴とするアモルファスナノ粒子。
Amorphous nanoparticles containing an amorphous structure composed of two or more kinds of metal atoms, and having substantially no oxide film on the surface.
The amorphous nanoparticles are characterized by being made of a solid metal made of an alloy having a hardness lower than that of iron, copper and nickel metals.
アモルファス・ナノ結晶組織を含むことを特徴とする請求項に記載のアモルファスナノ粒子。 The amorphous nanoparticles according to claim 8 , wherein the amorphous nanoparticles contain an amorphous nanocrystal structure. 請求項又はに記載のアモルファスナノ粒子を含有することを特徴とするアモルファスナノ粒子分散液。 An amorphous nanoparticle dispersion liquid containing the amorphous nanoparticles according to claim 8 or 9 .
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