JPH02133503A - 金属超微粒子の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 産業上の利用分野 本発明は、金属超微粒子の製法に関する。さらに詳しく
は、本発明は、遷移金属カルボニル化合物を特定の条件
下で気相熱分解することにより、高密度磁気記録媒体等
に適する優れた磁気特性、すなわち高保磁力および高飽
和磁化、を有する金属磁性超微粒子の製法に関する。

従来の技術 Ｆｅ、Ｎｉ等の、１！　移金属カルボニル化合物の気相
熱分解により金属微粉末を得る方法は公知であって、例
えば特公昭４３−２４３１６号、同４４−１１５２９号
、同５２−３１８０９号公報等が知られている。

しかし、本発明者らの知る限りでは、これら公報のいず
れにおいても、得られる粉末の粒子径は数ミクロン程度
と大きく、本発明か目的とするような短軸径の平均粒径
が０．０５ミクロン以下の針状金属超微粒子は得られな
いし、更に高密度磁気記録媒体等に適した高保磁力およ
び高飽和磁化の優れた磁気特性を有する金属超微粒子も
得られていない。

また、特公昭３９−１００４号、同４５−１６８６８号
、特開昭５８−１３７２０２号公報等に於いては、遷移
金属カルボニル化合物を特殊な溶媒に溶解した液相状態
で熱分解反応を行なうことにより、溶媒中に分散した金
属超微粒子を得ることを提案している。

しかし、本発明者らの知る限りでは、金属超微粒子の工
業的製造において、液相法の製法では、金属超微粒子は
見掛は密度が極めて低いことなどから、超微粒子と溶媒
との分離プロセスが困難となったり、溶媒当りの生産量
が低く抑えられるなどして高コストになるなど、気を目
法の製法に比較すると量産性、経済性の点で問題を生ず
る。

〔発明の概要〕

要旨 本発明者等は、以上の状況に鑑み、気相法金属超微粒子
の製法について鋭意検討の結果、本発明をなし得た。

すなわち、本発明による金属超微粒子の製造法は、水素
および／または不活性ガスからなる希釈ガスで希釈され
た遷移金属カルボニル化合物を気相熱分解して該遷移金
属の粉末を製造する方法において、気相熱分解を３００
ガウス以上の磁場の存在下に行なうこと、ならびに予め
０．１〜３０体積％に希釈された２００℃以下の該カル
ボニル化合物の希釈混合気体の１〜３０体積％に対して
、４００℃以上の更なる希釈ガス９９〜７０体積％を混
合して気相熱分解の供給熱源とすること、を特徴とする
ものである。

効果 本発明方法によれば、極めて微細な、たとえば平均短軸
径０．０５ミクロン以下の針状の、遷移金属粉末が得ら
れる。そして、この遷移金属粉末は、磁気特性が優れて
いる。

本発明の方法で、極めて微細な針状金属粉末が得られる
のは、磁場の印加状態で、低温の金属カルボニル化合物
を希釈した少量の混合気体に対して、高温で多ニの希釈
ガスを混合することにより、金属カルボニルの分角’？
ｌこ要する反応熱と分角７熱を外部熱源から与える場合
に比較して、著しく急速に熱を供給できる為に、粒子形
成時の核発生数が多く、それだけ微細な粒子を形成でき
るものと考えられる。

〔発明の詳細な説明〕

遷移金属カルボニル化合物 本発明に於いて使用される遷移金属カルボニル化合物は
、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ等のカルボニル化合物及
びこれらのＭ、合物であり、好ましくは低沸点のＦ　ｅ
　（Ｃｏ）５およびＣｏＨ（Ｃｏ）４である。

高沸点のＭＯ％Ｗ等のカルボニル化合物は、それ自身の
熱分解に加えて、これをＦ　ｅ　（Ｃｏ）　５あるいは
Ｃｏ　Ｈ（ＣＯ）　４に少量溶解させて、反応系に供給
することで溶媒金属との合金粒子を得ることもできる。

希釈ガス 希釈ガスとしては、窒素、アルゴン等の不活性ガスまた
は水素若しくはそれらの混合気体が使用される。

熱分解 本発明による熱分解は、原料遷移金属カルボニル化合物
の希釈ないし内部熱源の導入ならびに気相熱分解を磁場
の印加下で行なうことを除けば、従来公知のそれと本質
的には変らない。

第１図のフローシートは、本発明方法の一具体例を示す
ものである。

第１図において、導入管１より高温の希釈ガスを、また
、導入管５より低温の金属カルボニルと希釈ガスの混合
気体を導入し、両者を磁場の印加されているノズル８の
位置で接触させることにより、金属カルボニルの分解に
必要な３００℃以上、好ましくは４００〜８００℃の範
囲、の熱を高温側希釈ガスより瞬時に供給することがで
きる。

導入管５より導入される混合気体は、金属カルボニル化
合物（導入管２より導入）と希釈ガス（導入管３より導
入）とを混合室４において混合して、所定の濃度の金属
カルボニル化合物混合気体として得られる。この導入管
５より導入される混合気体中の遷移金属カルボニル化合
物の濃度は、０、　１〜３０体積％、好ましくは０，５
〜２５体積？０、の範囲である。この濃度が高過ぎると
得られる金属粒子の粒径が大きく成長するので、本発明
が目的とする高保磁力を有する磁性超微粉は得られず、
一方、濃度が低過ぎると生産性が劣る。

この導入管５より導入される混合気体は、２００℃以下
、好ましくは１８０〜３０℃、の温度範囲であって、そ
の導入ユは導入管１と導入管５との総供給量に対して１
〜３０体積％、好ましくは３〜２０体積％、である。導
入量が少な過ぎると生産性が劣り、一方、多過ぎると十
分な反応熱がｉヒられないので反応速度が低下し、生成
金属粒子が大きく成長して超微粒子が得られない。また
、この混合ガスの温度が高すぎると、導入管５内で分解
反応が開始されて、所望の超へ粒子は得られない。

また、導入管１より導入される希釈ガスは、４００℃以
上、好ましくは４５０℃以上（上限は１０００°Ｃ程度
）、であって、その導入量は導入管１と導入管５との総
供給ｍに対して９９〜７０体積％、好ましくは９７〜８
０体積？６、である。

このガスの温度が低すぎたり、導入量が少ないと、十分
な反応熱がｉすられないのて反応速度が著しく低下し、
金属粒子形成時の核発生量も減少するのて粒径が大きく
成長して本発明が目的とする超微粒子は得られない。

ノズル８の位置で接触混合されたガスは、７の反応管内
で５秒以下、好ましくは２秒以下、滞留して気相熱分解
反応を行なう。

反応系への磁場の印加は、永久磁石、電磁石、ソレノイ
ドコイル等の装置６のいずれも使用ｄＪ能である。印加
する磁場は、３００ガウス以上、好ましくは４００〜１
５００ガウスの範囲、である。

磁場を印加することで、生成する金属超微粒子の針状性
を５１、す御して、保磁力を大きくすることかできる。

熱分解によって生成した金属超微粒子は、管路９を経て
捕集室１０へ送ってｆｉ＋収する。

上記の条件により、金属超微粒子を生成させることで、
たとえば、保磁力８００〜２５００エルステツド、飽和
磁化１２０〜２００ＣＩＩｌｕ／ｇの磁気特性を有する
金属超微粒子が１すられる。

本発明で得られる金属超微粒子は高密度記録媒体として
好ましいものであるが、金属超微粒子を要する分野は、
これに限るものではないし、本発明による超微粒子の用
途もそれに限られるものではない。

実験例 実施例−１ 第１図に示すような反応装置において、内径２７ｍ糟、
長さ１ｍの反応管に６００ガウスの磁場を印加１２、下
記の反応条件でＦ　ｅ　（ＣＯ）　５の気相熱分解反応
を行なって、鉄Ｎ微粒子を形成さ什た。

（イ）管路１からの窒素導入量 窒素＝５００℃、総供給量の９０体積％管路５からの混
合気体導入量 窒素、６０℃、総供給量の８．５体積％Ｆｅ　（ＣＯ）
　　　：　６０℃、総供給量の１．５体積ｏ６ （ハ）滞留時間　０．３秒 （ニ）反応背向平均温度　４９５℃ 得られた鉄Ｎ微粒子は、ｄ過電子顕へ鏡の観察により、
短軸径０．０２ミクロン、長軸径０．２０ミクロンの針
状形を呈し、磁気特性は、飽＋１１磁化１３０　（ｅｍ
ｕ　／ｇ）　、保磁力１５２゜（Ｕｅ）であった。

実施例−２ 実施例−１において、管路５からの：ＪＲドａ体の中の
Ｆｅ　（Ｃｏ）　５をＦ　ｅ　（ＣＯ）　５ＣｏＨ（Ｃ
ｏ）４−１０　：　１　（モル比）の混合カルボニル化
合物に替えた他は、実施例１と全く同様にして気相熱分
解反応を行なった。

青られた金属超微粒子には１２重ｆｉｔ９（ｉのＣｏを
含Ｇし、短軸径０．０２３ミクロン、長軸径０．２０ミ
クロンの針状を呈（７てぃた。また、磁気特性は、飽和
磁化１４０ｅｍｕ／ｇ、保磁力１８３０（Ｏｅ）であっ
た。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は、 本発明方法の一具体例を示すフロー シートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　水素および／または不活性ガスからなる希釈ガスで希
   釈された遷移金属カルボニル化合物を気相熱分解して該
   遷移金属の粉末を製造する方法において、気相熱分解を
   ３００ガウス以上の磁場の存在下に行うこと、ならびに
   予め０．１〜３０体積％に希釈された２００℃以下の該
   カルボニル化合物の希釈混合気体の１〜３０体積％に対
   して、４００℃以上の更なる希釈ガスの９９〜７０体積
   ％を混合して気相熱分解の供給熱源とすること、を特徴
   とする、金属超微粒子の製造法。