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JPS5854166B2 - 金属微粒子の製造法およびその製造装置 - Google Patents
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JPS5854166B2 - 金属微粒子の製造法およびその製造装置 - Google Patents

金属微粒子の製造法およびその製造装置

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JPS5854166B2
JPS5854166B2 JP56202568A JP20256881A JPS5854166B2 JP S5854166 B2 JPS5854166 B2 JP S5854166B2 JP 56202568 A JP56202568 A JP 56202568A JP 20256881 A JP20256881 A JP 20256881A JP S5854166 B2 JPS5854166 B2 JP S5854166B2
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属微粒子の製造法およびその製造装置に関す
る。
更に詳しくはアーク、プラズマ放電等により活性化され
た水素と溶融金属との反応を利用した金属微粒子の製造
法およびその製造装置に関する。
本発明者らは、さきに、アーク、プラズマ放電等により
活性化された水素と溶融金属または合金（以下溶融金属
と略称する）とを反応させて溶融金属中に該活性化した
水素を溶解させ、該溶解水素を溶融金属から放出させる
ことにより、金属微粒子を発生させて金属微粒子を製造
する方法を発明した。
（特開昭５６−９３０１号参照）この方法は、通常、密
閉容器内に導入した水素と不活性ガスとの雰囲気中でア
ーク放電を発生させ、該アーク放電により雰囲気中の水
素の活性化ならびに金属の溶融を行う。
これにより活性化された水素が溶融金属中に溶解し、該
溶解水素は溶融金属から放出して金属微粒子を発生させ
る。
発生した金属の微粒子の一部はガス流によって捕集器に
移送していた。
との方法によると、一部の金属微粒子は容器内の内壁等
に付着するため、金属微粒子の回収率は低く、また得ら
れた金属微粒子の粒径は０．０５〜１０！ＥＩＮ、と極
めて広い範囲に分布したものであった。
本発明はこれらの欠点をなくすべくなされたもので、そ
の目的は粒径分布範囲の狭い金属微粒子を製造し、かつ
高回収率で捕集し得られる方法およびその装置を提供す
ることにある。
本発明者らは前記目的を達成すべく研究の結果、金属微
粒子の粒径が広範囲に分布する原因は、溶融金属から発
生した金属微粒子が、アーク放電あるいは溶融金属から
の熱輻射ならびにアーク放電で加熱されたガスの熱伝達
によって粒成長を生ずるためであること。
また金属微粒子の容器内壁への付着は、アーク放電等に
より加熱された雰囲気ガスが容器内で対流をおこし、こ
の対流によって発生した金属微粒子が容器内に浮遊する
ためであることを知見した。
さらに、前記欠点を解決する手段として、溶融金属から
発生した金属微粒子をガス気流によって速やかにアーク
および溶融金属等の熱源から遠ざけると共に、金属微粒
子を浮遊させたガス気流を水冷冷却器等の冷却器内へ導
き、金属微粒子ならびにガス気流を急冷することが極め
て有効であること。
また金属微粒子の捕集手段としては、前記冷却した金属
微粒子を含むガス気流を捕集器、好ましくは遠心捕集器
および濾過式捕集器を組合せた金属微粒子捕集器へ導き
、該金属微粒子捕集器により捕集することが効果的であ
ることを見出し、これに基づいて本発明を完成したもの
である。
本発明の方法において使用する活性化された水素とは、
アーク、プラズマ、赤外線等により加熱された水素また
は非酸化性水素含有化合物ガスを言う。
これらは不活性ガスとの混合物として使用することが好
ましい。
金属微粒子の移送のためのガス気流は、密閉容器内への
ガス噴出あるいは炉内ガスの吸引もしくは両者を同時に
行うことによって生じさせることができる。
そのガス気流の流速は、金属微粒子を飛散させることな
く、ガス気流に乗って移送される範囲であり、少なくと
も０、５ ｃｒｒｔ／ｓｅｃであることが好ましい。
金属微粒子を含むガス気流の冷却は、水冷冷却管等の冷
却器内へガス気流を通過させることによって行うことが
できる。
しかし、他の冷却方法であってもよい。冷却されたガス
気流中からの金属微粒子の捕集は、サイクロン等の遠心
力捕集器へガス気流を導入して金属微粒子を会合させて
捕集し、更に該気流をフィルター等の沖過式捕集器へ導
き、遠心力捕集器で未捕集の金属微粒子を捕集する等に
よって行うことができる。
なお、遠心力捕集器は一段あるいは多段のいずれでもよ
いが多段が好ましい。
本発明の方法によると、前記金属微粒子製造法においで
製造される金属微粒子のね径分布を極めて狭い範囲に制
御できるとともに、金属微粒子発生炉内壁等への金属微
粒子の付着が防止されること、ならびに遠心力捕集器に
おいて粒子の会合が行なわれるため、粒子径より目の荒
いフィルターによっても金属微粒子を効果的に捕集でき
ることなどによって、金属微粒子の捕集効率を一段と向
上させることができる。
さらに、本発明の副次的効果としては、該発生炉内に浮
遊飛散した金属微粒子による放電電極の汚染や流過器の
目詰り等による操業停止を著しく低減することができ、
金属微粒子の製造効率を増大させることができる。
また、本発明によって得られる粒径分布節回の狭い金属
微粒子は、磁気記録媒体、導電塗料、磁性流体、燃焼促
進剤、触媒、極低温用材料、熱伝導材料等へ応用するこ
とにより、それらの性能を著しく向上させることができ
るものである。
次に本発明の方法を実施する装置を図面に基づいて説明
する。
第１図、第２図および第３図は、その装置の概要説明で
ある。
１は密閉容器で該容器内でアーク放電用電源（図示され
ていない）により、放電用電極２と金属４との間に電圧
を印加してアーク３を発生させる。
これにより導入された水素の活性化と金属の溶融を行な
う。
この際、活性化された水素と溶融金属との反応が生起し
活性化された水素が溶融金属中に溶解し、溶融金属から
金属微粒子が発生する。
発生した金属微粒子はガス導入口８または８′から導入
され吸引器６によって吸引されるガス気流によって吸引
されて冷却器７に運ばれて速やかに冷却された後、捕集
器９に移送され捕集される。
１０は吸引ポンプで、該吸引ポンプ１０により吸引され
たガスはガス導入口８または８′に帰還させ再利用する
ことができる。
５は金属溶解台を示す。
第２図は竪型円筒状の密閉容器を使用した場合で、該器
壁にこれに切線方向に開口したガス導入口８を１個また
は複数個設け、密閉容器１の下部に冷却器７を設けたも
のを示す。
この装置においては、溶融金属から発生した金属微粒子
の冷却器７への移送は、ガス導入口８よりのガス噴出に
より形成される密閉容器１より下方へ向う旋回気流によ
って行われる。
冷却器７で冷却された金属微粒子を含むガス気流は捕集
器９へ導かれ金属微粒子を捕集する。
なお、図示してないが、捕集器９の出口に、第１図と同
様に吸引ポンプを配置することもできる。
第３図は、複数個の放電用電極２を傾斜した角度の位置
に配置すると共に、引吸器６を金属溶解台の上部に配置
した場合を示す。
複数の放電用電極により溶融された金属から発生した金
属微粒子を含むガス気流は、吸引ポンプ１０により吸引
器６、冷却器７、捕集器９に移送される。
これにより金属微粒子は捕集器９で捕集される。
第５図は、捕集器９を遠心捕集器の１種であるサイクロ
ン捕集器１１，１２，１３を使用し、最後にフィルター
１７を通してガス気流は出口１９から流出される。
この装置においては、冷却器（図示していない）で冷却
された金属微粒子を含んだガス気流はガス気流入口１８
よりサイクロン１１に導入され、その作用により金属微
粒子は会合され捕集器１２で一部捕集される。
ここで捕集されなかった金属微粒子は、次のサイクロン
１３゜１５において順次に捕集器１４，１６で捕集され
、最後にフィルター１７を経て出口１９へ流出される。
実施例 １ 金属として鉄を、水素含有ガスとして５０％Ｈ２Ａｒ
（全圧１気圧）を使用し、アーク電流２００Ａ１アーク
電圧３０■、冷却器として、水冷円筒冷却器（内径５０
ｍｍ、長さ２００ｍｍ）、捕集器としてサイクロン１１
段および円筒濾紙を組合せて使用した。
ガス流速は６．５ｃｍ／ｓｅｃであった。比較のため、
冷却器、捕集器を使用しない従来法を行った。
その結果は次の通りであった。粒径範囲 捕集率 １Ｅ１Ｌ φ 本発明の方法 ０．０２〜０．１７０〜８０従来法０
．０５〜５２０〜３０ 実施例 ２ 金属としてＦｅ−Ｎｉ合金を使用し、実施ｆ＋１１と同
様にして行った。
その結果は次の通りであった。
粒径範囲 捕集率 μｒｒＬ 饅 本発明の方法 ０．０２〜０．０８ ７０〜８０従来
法００５〜３２０〜３０ 以上の結果からも明らかなように、本発明の方法による
と、金属微粒子の粒径分布を極めて狭い範囲に制御でき
ると共に、金属微粒子の捕集効率を著しく向上させるこ
とができる効果を奏し得られる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の金属微粒子の製造装置の実施態様を示す
もので、第１図はその一実施態様の縦断面図、第２図は
他の実施態様である梨型円筒形の製造装置の縦断面図、
第３図は他の実施例である多電極式製造装置の縦断面図
、第４図は捕集器の縦断面図である。 １：密閉容器、２：放電用電極、３：アーク、４：金属
、５：金属溶解台、６：吸引器、７：冷却器、８：ガス
導入口、９：金属微粒子の捕集器、１０：吸引ポンプ、
１１，１３，１５はサイクロン捕集器、１７：フィルタ
ー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ アーク、プラズマ放電等により活性化された水素と
    溶融金属または合金とを反応させて溶融金属また合金中
    に該活性化した水素を溶解させ、該溶解水素を溶融金属
    または合金から放出させることにより、金属微粒子を発
    生させて金属微粒子を製造する方法において、発生した
    金属微粒子をガス気流によってアーク、プラズマ放電な
    らびに溶融金属または合金の近傍から速やかに移送して
    冷却すると共に、該冷却した金属微粒子をガス気流によ
    り捕集器へ移送することを特徴とする金属微粒子の製造
    法。 ２ 密閉容器内に金属溶解台と放電用電極を対向して配
    置し、炉内上部または放電用電極周囲に水素または非酸
    化性の水素含有ガスの導入口を設け、溶融金属の周囲に
    吸引器を配置すると共に、吸引器に連結して冷却器およ
    び捕集器を設けたことを特徴とする金属微粒子の製造装
    置。 ３ 水素または非酸化性の水素含有ガスの導入を炉内上
    部から下部に向う旋回流を形成するように構成した特許
    請求の範囲第２項記載の金属微粒子の製造装置。 ４ 捕集器が遠心捕集器と濾過式捕集器との相合せたも
    のからなる特許請求の範囲第２項記載の金属微粒子の製
    造装置。 ５ 放電用電極を炉内の垂直線から傾斜して複数個配置
    したものからなる特許請求の範囲第２項記載の金属微粒
    子の製造装置。
JP56202568A 1981-12-17 1981-12-17 金属微粒子の製造法およびその製造装置 Expired JPS5854166B2 (ja)

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