JPS6242003B2 - - Google Patents
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- JPS6242003B2 JPS6242003B2 JP58013940A JP1394083A JPS6242003B2 JP S6242003 B2 JPS6242003 B2 JP S6242003B2 JP 58013940 A JP58013940 A JP 58013940A JP 1394083 A JP1394083 A JP 1394083A JP S6242003 B2 JPS6242003 B2 JP S6242003B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/14—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/12—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from gaseous material
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、に強磁性金属及びその合金等の金属
超微粒子を製造するのに最も適した金属超微粒子
の製造装置に関する。
超微粒子を製造するのに最も適した金属超微粒子
の製造装置に関する。
従来、例えば強磁性金属及びその合金等の金属
超微粒子を製造する装置としてアーク放電を利用
するものには第１図に示すものがある。すなわち
密閉された容器１内に所要の取付角度で後記銅ハ
ース４に対向して挿入され、電極支持架２の先端
に固定された陰極用のタングステンＷ等の電極３
を挿入し、そして容器１の底部を構成する陽極用
の銅ハース４の上面に陰極用の前記電極３に対向
して金属超微粒子を製造すべき金属材料５が載置
されている。また６は容器１内で製造された金属
超微粒子粉を回収するために、容器１の上部一側
に接続された連絡管６ａを介して設けられたそれ
よりも太い略筒状の回収部、７はポンプを内蔵し
たガス循環精製部で、このガス循環精製部７は連
結管６ｂを介して前記回収部６と接続され、前記
容器１内で使用したガスを精製し、さらに連絡管
７ａ用いて再度、容器１内に送り込むためのもの
である。DCは電源、９は絶縁体である。
超微粒子を製造する装置としてアーク放電を利用
するものには第１図に示すものがある。すなわち
密閉された容器１内に所要の取付角度で後記銅ハ
ース４に対向して挿入され、電極支持架２の先端
に固定された陰極用のタングステンＷ等の電極３
を挿入し、そして容器１の底部を構成する陽極用
の銅ハース４の上面に陰極用の前記電極３に対向
して金属超微粒子を製造すべき金属材料５が載置
されている。また６は容器１内で製造された金属
超微粒子粉を回収するために、容器１の上部一側
に接続された連絡管６ａを介して設けられたそれ
よりも太い略筒状の回収部、７はポンプを内蔵し
たガス循環精製部で、このガス循環精製部７は連
結管６ｂを介して前記回収部６と接続され、前記
容器１内で使用したガスを精製し、さらに連絡管
７ａ用いて再度、容器１内に送り込むためのもの
である。DCは電源、９は絶縁体である。
かかる構成において先ず容器１内を純水素ガス
或いはこの純水素ガスにアルゴンガス、ヘリウム
ガス等の不活性ガスの１種または２種以上を混ぜ
た混合ガス雰囲気にしてその内圧力を20〜
760Torrの範囲での所要値に設置する。そして10
〜300／min（大気圧換算）の割合で、ガス循
環精製部７のポンプを作動させてガスを循環させ
る。
或いはこの純水素ガスにアルゴンガス、ヘリウム
ガス等の不活性ガスの１種または２種以上を混ぜ
た混合ガス雰囲気にしてその内圧力を20〜
760Torrの範囲での所要値に設置する。そして10
〜300／min（大気圧換算）の割合で、ガス循
環精製部７のポンプを作動させてガスを循環させ
る。
この条件下で電源DCから10〜100Vの両電極間
電圧を印加して電極３に対向して銅ハース４の上
面に置かれた金属材料５との間にアーク放電を行
つてアーク柱８を形成すると、このアーク柱８の
形状が金属材料５の表面に対して一点に集中する
条件の場合、その近傍が高温になり金属超微粒子
粉が多量に発生して煙流になり、矢印イ方向に上
昇する。その後、この煙流は適当な条件下で循環
するガス流に乗つて矢印ロ方向に運ばれ、冷却さ
れることにより凝結、固化されるため、例えば図
示しない捕収用のフイルタ等を収納した回収部６
で所定粒径の金属超微粒子が製造され、回収され
る。そして回収部６を通過したガスは連絡管６ｂ
を通つてガス循環精製部７で精製され、連絡管７
ａにおいて矢印ハ方向に進み、容器１に送り込ま
れ循環される。
電圧を印加して電極３に対向して銅ハース４の上
面に置かれた金属材料５との間にアーク放電を行
つてアーク柱８を形成すると、このアーク柱８の
形状が金属材料５の表面に対して一点に集中する
条件の場合、その近傍が高温になり金属超微粒子
粉が多量に発生して煙流になり、矢印イ方向に上
昇する。その後、この煙流は適当な条件下で循環
するガス流に乗つて矢印ロ方向に運ばれ、冷却さ
れることにより凝結、固化されるため、例えば図
示しない捕収用のフイルタ等を収納した回収部６
で所定粒径の金属超微粒子が製造され、回収され
る。そして回収部６を通過したガスは連絡管６ｂ
を通つてガス循環精製部７で精製され、連絡管７
ａにおいて矢印ハ方向に進み、容器１に送り込ま
れ循環される。
しかしながら上記従来の装置で製造された強磁
性の金属及びその合金の超微粒子は、その平均粒
径が単磁区粒子に近いが連鎖状に連なりにくいの
で、形状異方性が充分付加されないため、高保磁
力の金属超微粒子を製造することが困難であつ
た。
性の金属及びその合金の超微粒子は、その平均粒
径が単磁区粒子に近いが連鎖状に連なりにくいの
で、形状異方性が充分付加されないため、高保磁
力の金属超微粒子を製造することが困難であつ
た。
本発明は上述のような従来の問題点を解決せん
としてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは従来の装置に大幅な変更を加えることなく高
保磁力の強磁性金属及びその合金の金属超微粒子
を製造できるような金属超微粒子の製造装置を提
供するのにある。
としてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは従来の装置に大幅な変更を加えることなく高
保磁力の強磁性金属及びその合金の金属超微粒子
を製造できるような金属超微粒子の製造装置を提
供するのにある。
以下本発明の第１実施例を第２図、第４図、第
７図に従つて説明する。
７図に従つて説明する。
また、この実施例において第１図に示す装置と
同一部分については同一符号で示している。
同一部分については同一符号で示している。
なお容器１は、高さ約800mm、直径約500mmほど
で、その上部一側に接続された直径約60mmほどの
連結管６ａを介してそれよりも太く直径約120mm
ほどの大きさの回収部６に通じ、しかもこの回収
部６は直径約60mmほどの略直角に曲成された連結
管６ｂを介してガス循環精製部７に接続され、さ
らにこのガス循環精製部７は直径約60mmで長さ約
600mm程度の連絡管７ａを用いて容器１の底部に
接続されることにより、ガス循環精製部７内のポ
ンプの吸引力で容器１内のガスは再び容器１内に
循環されるようになつている。
で、その上部一側に接続された直径約60mmほどの
連結管６ａを介してそれよりも太く直径約120mm
ほどの大きさの回収部６に通じ、しかもこの回収
部６は直径約60mmほどの略直角に曲成された連結
管６ｂを介してガス循環精製部７に接続され、さ
らにこのガス循環精製部７は直径約60mmで長さ約
600mm程度の連絡管７ａを用いて容器１の底部に
接続されることにより、ガス循環精製部７内のポ
ンプの吸引力で容器１内のガスは再び容器１内に
循環されるようになつている。
また陰極用の電極３は、タングステン、タング
ステンに１〜２重量パーセントのトリウムを添加
したトリタン等を用いて長さ約50mm、直径約５mm
に形成され、しかも長さ約40mm、直径約30mmほど
の電極支持架２の先端に固定されることにより、
陽極用の厚さ約100mm程度の銅ハース４に対して
約30゜の取付角度で対向して取付けられている。
ステンに１〜２重量パーセントのトリウムを添加
したトリタン等を用いて長さ約50mm、直径約５mm
に形成され、しかも長さ約40mm、直径約30mmほど
の電極支持架２の先端に固定されることにより、
陽極用の厚さ約100mm程度の銅ハース４に対して
約30゜の取付角度で対向して取付けられている。
１０は容器１に発生する煙流Ａ内に容器１の天
井から図示しない取付金具を用いて垂下された冷
却棒で、この冷却棒１０は長さが約600mmで、直
径約30mmの銅又は黄銅製の支持筒体１１を水冷す
るように冷却水を導入するための入口１２と出口
１３とを前記支持筒体１１に被射させる厚さ約20
mmの蓋部材１６に装着し、そしてフエライト、ア
ルニコ、稀土類コバルト等の磁性材料で形成さ
れ、さらに対向する相互が同極に着磁されたリン
グ状の永久磁石１４Ａ，１４Ｂを非磁性体で形成
された厚さ約10mmほどのスペーサ１５を介して軸
長方向内部に数対、配置して形成される。この場
合、支持筒体１１を冷却するための冷却液として
水のほか、アルコール、フレオンが用いられ、冷
却棒１０を263〜373〓の温度範囲で冷却するよう
にしている。なお、銅ハース４から最下部の永久
磁石１４Ａの下面までの距離L1は１〜５cm、ま
た銅ハース４から最上部の永久磁石１４Ｂの上面
までの距離L2は50cm以上である。
井から図示しない取付金具を用いて垂下された冷
却棒で、この冷却棒１０は長さが約600mmで、直
径約30mmの銅又は黄銅製の支持筒体１１を水冷す
るように冷却水を導入するための入口１２と出口
１３とを前記支持筒体１１に被射させる厚さ約20
mmの蓋部材１６に装着し、そしてフエライト、ア
ルニコ、稀土類コバルト等の磁性材料で形成さ
れ、さらに対向する相互が同極に着磁されたリン
グ状の永久磁石１４Ａ，１４Ｂを非磁性体で形成
された厚さ約10mmほどのスペーサ１５を介して軸
長方向内部に数対、配置して形成される。この場
合、支持筒体１１を冷却するための冷却液として
水のほか、アルコール、フレオンが用いられ、冷
却棒１０を263〜373〓の温度範囲で冷却するよう
にしている。なお、銅ハース４から最下部の永久
磁石１４Ａの下面までの距離L1は１〜５cm、ま
た銅ハース４から最上部の永久磁石１４Ｂの上面
までの距離L2は50cm以上である。
本発明の第１実施例は上述のような構成からな
り、容器１内に純水素のガス或いはこの純水素ガ
スとヘリウム、アルゴン、ネオン等の不活性ガス
の１種または２種以上との混合ガスの容器内圧力
を80Torr、ガス流量100／min、アーク放電電
圧25V、アーク放電電流200A、ポンプを内蔵した
ガス循環精製部７の後段における排気循環圧が20
〜1500Torrの条件で電極３と銅ハース４上の略
中心位置に載置された直径約70mmほどのボタン状
の金属材料５との間にアーク放電を行つてアーク
柱８を発生させると、例えば銅ハース４上に載置
された鉄―ニツケル合金（鉄：ニツケルの組成比
が90：10重量パーセント）の金属材料５から金属
超微粒子の煙流Ａが発生し、矢印イ′方向に上昇
する。しかし煙流Ａにはその領域内に容器１の天
井面から図示しない取付金具等を用いて固定さ
れ、しかも冷却水がその内部に導入、排出されて
263〜373〓の冷却温度範囲に保持される冷却棒１
０によつて冷却されるため、煙流Ａは冷却棒１０
の周囲の矢印イ′方向に絞られて上昇する。この
場合に冷却棒１０内には例えばフエライト製で隣
り合う相互が同極（例えばＮ―Ｎ極、Ｓ―Ｓ極）
に着磁した直径が約28mm、高さ約20mmの寸法のリ
ング状で磁束密度が1000〜2000ガウスの永久磁石
１４Ａ，１４Ｂを対向して数対、配置しているの
で、この同極同志に対向し合う永久磁石１４Ａ，
１４Ｂからの同極の洩れ磁束Ｇ，Ｇが、煙流イ′
内の鉄―ニツケル合金の金属超微粒子が上昇して
通過する際に磁場の影響を大きく作用させ、回収
部６には約10ｇ／minの金属超微粒子が回収され
る。そして第１図の従来の装置で製造された第６
図の電子顕微鏡写真で示した鉄―ニツケル合金の
金属超微粒子と異なり第７図で示す電子顕微鏡写
真のように金属超微粒子の連鎖状態が改良され形
状異方性が増大する。そして回収部６で回収され
た従来の鉄―ニツケル合金の金属超微粒子の磁気
特性が保磁力940Oe、飽和磁束密度143emu／ｇ
であるのに対して第７図で示す本実施例の装置で
示した鉄―ニツケル合金の金属超微粒子粉の磁気
特性はその保磁力が1460Oe、飽和磁束密度
151emu／ｇである。
り、容器１内に純水素のガス或いはこの純水素ガ
スとヘリウム、アルゴン、ネオン等の不活性ガス
の１種または２種以上との混合ガスの容器内圧力
を80Torr、ガス流量100／min、アーク放電電
圧25V、アーク放電電流200A、ポンプを内蔵した
ガス循環精製部７の後段における排気循環圧が20
〜1500Torrの条件で電極３と銅ハース４上の略
中心位置に載置された直径約70mmほどのボタン状
の金属材料５との間にアーク放電を行つてアーク
柱８を発生させると、例えば銅ハース４上に載置
された鉄―ニツケル合金（鉄：ニツケルの組成比
が90：10重量パーセント）の金属材料５から金属
超微粒子の煙流Ａが発生し、矢印イ′方向に上昇
する。しかし煙流Ａにはその領域内に容器１の天
井面から図示しない取付金具等を用いて固定さ
れ、しかも冷却水がその内部に導入、排出されて
263〜373〓の冷却温度範囲に保持される冷却棒１
０によつて冷却されるため、煙流Ａは冷却棒１０
の周囲の矢印イ′方向に絞られて上昇する。この
場合に冷却棒１０内には例えばフエライト製で隣
り合う相互が同極（例えばＮ―Ｎ極、Ｓ―Ｓ極）
に着磁した直径が約28mm、高さ約20mmの寸法のリ
ング状で磁束密度が1000〜2000ガウスの永久磁石
１４Ａ，１４Ｂを対向して数対、配置しているの
で、この同極同志に対向し合う永久磁石１４Ａ，
１４Ｂからの同極の洩れ磁束Ｇ，Ｇが、煙流イ′
内の鉄―ニツケル合金の金属超微粒子が上昇して
通過する際に磁場の影響を大きく作用させ、回収
部６には約10ｇ／minの金属超微粒子が回収され
る。そして第１図の従来の装置で製造された第６
図の電子顕微鏡写真で示した鉄―ニツケル合金の
金属超微粒子と異なり第７図で示す電子顕微鏡写
真のように金属超微粒子の連鎖状態が改良され形
状異方性が増大する。そして回収部６で回収され
た従来の鉄―ニツケル合金の金属超微粒子の磁気
特性が保磁力940Oe、飽和磁束密度143emu／ｇ
であるのに対して第７図で示す本実施例の装置で
示した鉄―ニツケル合金の金属超微粒子粉の磁気
特性はその保磁力が1460Oe、飽和磁束密度
151emu／ｇである。
第３図及び第５図は本発明の第２実施例であ
り、この実施例では銅ハース４上に載置した金属
材料５の直上に陰極としての電極３を一体に形成
した長さが約700mm程度で、直径が30mm程度の冷
却棒１０′を配置したことにより、電極支持架２
は省略されて部品点数は削減できるとともに金属
超微粒子の発生源としての金属材料５と、この電
極３との間にアーク柱８が金属材料５の直上にお
いて発生されることによつて金属材料５を全体的
に平均化して加熱、溶解させて第２図に示す本願
第１実施例に比べて金属超微粒子の発生濃度が高
い煙流Ａを発生させるようになし、さらには蓋部
材１６は電源DCの負端子に接続された点が異な
る。
り、この実施例では銅ハース４上に載置した金属
材料５の直上に陰極としての電極３を一体に形成
した長さが約700mm程度で、直径が30mm程度の冷
却棒１０′を配置したことにより、電極支持架２
は省略されて部品点数は削減できるとともに金属
超微粒子の発生源としての金属材料５と、この電
極３との間にアーク柱８が金属材料５の直上にお
いて発生されることによつて金属材料５を全体的
に平均化して加熱、溶解させて第２図に示す本願
第１実施例に比べて金属超微粒子の発生濃度が高
い煙流Ａを発生させるようになし、さらには蓋部
材１６は電源DCの負端子に接続された点が異な
る。
なお上記実施例では金属材料５として鉄―ニツ
ケル合金を用いたことによつて特に金属超微粒子
粉の保磁力が約500Oeほど向上されたが、その他
に鉄―コバルト、鉄―コバルト―ニツケル、鉄―
モリブデン、鉄―バナジウム等の強磁性金属、合
金についても本発明の装置を用いたことによつて
磁気特性の優れた金属超微粒子粉が製造できる。
ケル合金を用いたことによつて特に金属超微粒子
粉の保磁力が約500Oeほど向上されたが、その他
に鉄―コバルト、鉄―コバルト―ニツケル、鉄―
モリブデン、鉄―バナジウム等の強磁性金属、合
金についても本発明の装置を用いたことによつて
磁気特性の優れた金属超微粒子粉が製造できる。
上述のように本発明は、支持筒体内に着磁した
永久磁石の極が隣り同志が同極になるように対向
して軸長方向に数対、設けた冷却棒を金属材料か
らの煙流の内部に配置しただけで従来の装置に大
幅な変更を加えることがないのでコスト安であ
る。また金属材料からの金属超微粒子の煙流に永
久磁石からの洩れ磁束を作用させて磁場の影響を
大きく受けるようにしたからその金属及び合金の
超微粒子の形態は連鎖状態が一層、改良され、形
状異方性が増大される。このため、本発明の装置
で製造された金属超微粒子は、従来の装置で得ら
れるものよりも高保磁力となる。
永久磁石の極が隣り同志が同極になるように対向
して軸長方向に数対、設けた冷却棒を金属材料か
らの煙流の内部に配置しただけで従来の装置に大
幅な変更を加えることがないのでコスト安であ
る。また金属材料からの金属超微粒子の煙流に永
久磁石からの洩れ磁束を作用させて磁場の影響を
大きく受けるようにしたからその金属及び合金の
超微粒子の形態は連鎖状態が一層、改良され、形
状異方性が増大される。このため、本発明の装置
で製造された金属超微粒子は、従来の装置で得ら
れるものよりも高保磁力となる。
第１図は従来の金属超微粒子製造装置を示す
図、第２図及び第３図はそれぞれ本発明に係る製
造装置の第１、第２実施例を示す図、第４図及び
第５図はそれぞれ第２図及び第３図の冷却棒の詳
細を示す図、第６図及び第７図はそれぞれ従来及
び本発明に係る製造装置によつて得られた金属超
微粒子粉を示す電子顕微鏡写真である。 １…容器、２…電極支持架、３…電極、４…銅
ハース、５…金属材料、６…回収部、７…ガス循
環精製部、８…アーク柱、９…絶縁体、１０…冷
却棒、１１…支持筒体、１２…入口、１３…出
口、１４Ａ，１４Ｂ…永久磁石。
図、第２図及び第３図はそれぞれ本発明に係る製
造装置の第１、第２実施例を示す図、第４図及び
第５図はそれぞれ第２図及び第３図の冷却棒の詳
細を示す図、第６図及び第７図はそれぞれ従来及
び本発明に係る製造装置によつて得られた金属超
微粒子粉を示す電子顕微鏡写真である。 １…容器、２…電極支持架、３…電極、４…銅
ハース、５…金属材料、６…回収部、７…ガス循
環精製部、８…アーク柱、９…絶縁体、１０…冷
却棒、１１…支持筒体、１２…入口、１３…出
口、１４Ａ，１４Ｂ…永久磁石。
Claims (1)
- １ 陰極電極と陽極上に載置した金属材料との間
にアークを発生させて金属超微粒子を製造する金
属超微粒子の製造装置において、冷却手段を支持
筒内に有し、且つ着磁した永久磁石の極を互いに
同極同志になるように軸長方向に数対設けた冷却
棒を配置したことを特徴とする金属超微粒子の製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58013940A JPS59140305A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 金属超微粒子の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58013940A JPS59140305A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 金属超微粒子の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59140305A JPS59140305A (ja) | 1984-08-11 |
| JPS6242003B2 true JPS6242003B2 (ja) | 1987-09-05 |
Family
ID=11847195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58013940A Granted JPS59140305A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 金属超微粒子の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59140305A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12330126B2 (en) * | 2021-01-25 | 2025-06-17 | Jiangsu Boqian New Materials Stock Co., Ltd. | Ultrafine powder particle aggregation and cooling tank-type structure and ultrafine powder particle forming method |
| KR20230034378A (ko) * | 2021-01-25 | 2023-03-09 | 비 중 | 초미분입자 응집 냉각 관형 구조 및 초미분입자의 성형 방법 |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP58013940A patent/JPS59140305A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59140305A (ja) | 1984-08-11 |
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