JPH02290245A - 粉末材料の製造方法 - Google Patents
粉末材料の製造方法Info
- Publication number
- JPH02290245A JPH02290245A JP1110334A JP11033489A JPH02290245A JP H02290245 A JPH02290245 A JP H02290245A JP 1110334 A JP1110334 A JP 1110334A JP 11033489 A JP11033489 A JP 11033489A JP H02290245 A JPH02290245 A JP H02290245A
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- JP
- Japan
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- powder
- raw material
- plasma
- particles
- gas
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明はセラミック粉末や金属粉末などの粉末材科を
得る方法に関し、特に流動性の良い粉末材料を得るため
の方法に関するものである。
得る方法に関し、特に流動性の良い粉末材料を得るため
の方法に関するものである。
従来の技術
耐熱性や耐摩耗性が特に要求される工業製品の材料とし
てセラミック粉末や金属粉末が使用され、これらの４４
７１を成形かつ焼結して製品としていることは周知の
通りである。これらの粉末材料のうちセラミック粉末の
製造方法としては、可溶性の金閥塩溶液に適当な沈澱剤
を加えて金属塩を沈１殿さ♂、さらに溶媒を除去する沈
澱法が一般的であり、また沈澱法においては、沈′Ｒ物
の水洗・濾過が困難なこと、沈澱剤が不純物として混入
する場合があることなどの不都合があるために、特別な
場合には溶ｔ！ＬＷＳ発法が採用されでいる。これは、
金属塩溶液を加熱室に噴霧して急速に乾燥さける噴霧乾
燥法や、金ｌｉ！塩溶液を低温の有機溶液上に噴霧して
液滴を瞬間的に凍結させ、その凍結物を低温減圧下で袢
華させて脱水後に熱分解づる凍結乾燥法、あるいは噴霧
した金属塩溶液を瞬間的に熱分解させる噴霧熱分解法な
どの方法である。
てセラミック粉末や金属粉末が使用され、これらの４４
７１を成形かつ焼結して製品としていることは周知の
通りである。これらの粉末材料のうちセラミック粉末の
製造方法としては、可溶性の金閥塩溶液に適当な沈澱剤
を加えて金属塩を沈１殿さ♂、さらに溶媒を除去する沈
澱法が一般的であり、また沈澱法においては、沈′Ｒ物
の水洗・濾過が困難なこと、沈澱剤が不純物として混入
する場合があることなどの不都合があるために、特別な
場合には溶ｔ！ＬＷＳ発法が採用されでいる。これは、
金属塩溶液を加熱室に噴霧して急速に乾燥さける噴霧乾
燥法や、金ｌｉ！塩溶液を低温の有機溶液上に噴霧して
液滴を瞬間的に凍結させ、その凍結物を低温減圧下で袢
華させて脱水後に熱分解づる凍結乾燥法、あるいは噴霧
した金属塩溶液を瞬間的に熱分解させる噴霧熱分解法な
どの方法である。
また金属粉の製造方法の一例として、溶融さ−さた鉄ま
たは鋼を小孔から流出させ、その流出口に向Ｃプて高圧
の水もしくはガスを吹き付けて溶湧を粉化する方法が知
られている。
たは鋼を小孔から流出させ、その流出口に向Ｃプて高圧
の水もしくはガスを吹き付けて溶湧を粉化する方法が知
られている。
発明が解決しようとリる課題
ところで粉末材料を焼結に先立ってプレス成形する場合
、成形品の嵩密度を高めるなどの成形性を向上させるた
めに、粉末ｌ利の流動性が良いことが要求される。粉末
材利の流動性を左右する主要囚は、その粒子の形状であ
って、粒子の形状が球形に近いほど流動性が良好になり
、したがってセラミック粉末の製造方法のうち前）ホし
た噴霧乾燥法は、粉末が球状の凝集体となるので、流動
性の良い粉末祠料を得る貞では優れている。しかしなが
らこの方法で得られる球状の粉末は、飽くまでも凝果休
であるために、粉末の製造から実際の使用までの間に凝
集状態がＴＩ！！壊されることが多く、そのために実際
の使用時には粒子の形状が球状ではなくなり、流動性が
損われることが多分にあった。このような事情は前述し
た噴霧熱分解法でも同様である。また前述したセラミッ
ク粉末の他の￥Ｊ造方法で得た粉末番よふるい分けや造
粒などの処理を施すが、これらの処理によって球状の粒
子をｊｑることは困梵であり、またたとえ球状の粒子の
扮木を｛ｑることができても、それは凝集体どして球状
をなすしのであるため、実際の使用に先立って破壊され
て流動性が損われる問題がある。
、成形品の嵩密度を高めるなどの成形性を向上させるた
めに、粉末ｌ利の流動性が良いことが要求される。粉末
材利の流動性を左右する主要囚は、その粒子の形状であ
って、粒子の形状が球形に近いほど流動性が良好になり
、したがってセラミック粉末の製造方法のうち前）ホし
た噴霧乾燥法は、粉末が球状の凝集体となるので、流動
性の良い粉末祠料を得る貞では優れている。しかしなが
らこの方法で得られる球状の粉末は、飽くまでも凝果休
であるために、粉末の製造から実際の使用までの間に凝
集状態がＴＩ！！壊されることが多く、そのために実際
の使用時には粒子の形状が球状ではなくなり、流動性が
損われることが多分にあった。このような事情は前述し
た噴霧熱分解法でも同様である。また前述したセラミッ
ク粉末の他の￥Ｊ造方法で得た粉末番よふるい分けや造
粒などの処理を施すが、これらの処理によって球状の粒
子をｊｑることは困梵であり、またたとえ球状の粒子の
扮木を｛ｑることができても、それは凝集体どして球状
をなすしのであるため、実際の使用に先立って破壊され
て流動性が損われる問題がある。
他方、前述した金属粉の製造方法は溶融金属を霧化ざせ
ｌζ状態で冷７ｉ１Ｊ−！ｊるから、粉末の粒子を球状
にすることができるが、原１Ｊｌどなる金属を予め溶融
し、溶融状態を維持しつつ霧化する必要があるために設
備が大型化し、またエネルギコストが高くなる不都合が
ある。
ｌζ状態で冷７ｉ１Ｊ−！ｊるから、粉末の粒子を球状
にすることができるが、原１Ｊｌどなる金属を予め溶融
し、溶融状態を維持しつつ霧化する必要があるために設
備が大型化し、またエネルギコストが高くなる不都合が
ある。
この発明は上記の事情を背積としてなされたもので、粒
子を球状と寸ることにより流動性を高めた粉末材料を簡
単に製造することのできる方法を提供することを目的と
するものである。
子を球状と寸ることにより流動性を高めた粉末材料を簡
単に製造することのできる方法を提供することを目的と
するものである。
課題を解決するための手段
この発明の方沫は、上記の目的を達成Ｊ一るために、プ
ラズマジェット中に原料粉末を供給してその原料粉末を
溶融かつ霧化状態とするとともに、その溶融かつ霧化状
態の原料流を冷却して粉末とすることを特徴とする方法
である。
ラズマジェット中に原料粉末を供給してその原料粉末を
溶融かつ霧化状態とするとともに、その溶融かつ霧化状
態の原料流を冷却して粉末とすることを特徴とする方法
である。
ここで、プラズマジェットは直流アーク中にガスを流す
ことにより得ることができ、あるいはガスに高周波の電
磁場をかけることにより冑ることができる。またプラズ
マガスとしてはＡｒやＨｅなどの不活性なガスが好まし
く、またＨ２やＮ２等も使用することができる。さらに
プラズマジェッ１−の温度は対象とする粉末の種類によ
って決めれば良く、例えばセラミック粉末を対象とづる
場合には３０００″Ｃ以上とする。そして溶融かつ霧化
した原料の冷入１ｊは、例えば水や油等の液体中に原科
流を直接送り込み、あるいは液体を入れたヂャンバー内
でその液体に向けて原料流を噴射づることによって行な
うことができる。
ことにより得ることができ、あるいはガスに高周波の電
磁場をかけることにより冑ることができる。またプラズ
マガスとしてはＡｒやＨｅなどの不活性なガスが好まし
く、またＨ２やＮ２等も使用することができる。さらに
プラズマジェッ１−の温度は対象とする粉末の種類によ
って決めれば良く、例えばセラミック粉末を対象とづる
場合には３０００″Ｃ以上とする。そして溶融かつ霧化
した原料の冷入１ｊは、例えば水や油等の液体中に原科
流を直接送り込み、あるいは液体を入れたヂャンバー内
でその液体に向けて原料流を噴射づることによって行な
うことができる。
作 用
この発明の方法では、プラズマジェッ１〜中に供給され
た原料粉末は加熱されて溶融し、その状態で噴射される
Ｉ；めに液滴となって球状を呈することになり、さらに
その状態で冷ム１ｊされて固化するために、球状の粉末
材料が１ｑられる。
た原料粉末は加熱されて溶融し、その状態で噴射される
Ｉ；めに液滴となって球状を呈することになり、さらに
その状態で冷ム１ｊされて固化するために、球状の粉末
材料が１ｑられる。
実 施 例
この発明を実施ηるための装冒の概略について先ず述べ
ると、この発明の方法は原料粉末をプラズマによって溶
融・霧化する方法であって、その手段として例えば第１
図に慨略的に示すように溶射用のプラズマトーチ１を使
用ザることがでさる。
ると、この発明の方法は原料粉末をプラズマによって溶
融・霧化する方法であって、その手段として例えば第１
図に慨略的に示すように溶射用のプラズマトーチ１を使
用ザることがでさる。
このプラズマトーチ１としては、アークを発生させてプ
ラズマを生じさｔる形式のもの、あるいは高周波による
電磁場でプラズマを生じさせる形式のもののいずれも使
用することができる。プラズマガス２の供給路３より下
流側（噴射口側）に原料粉末４の供給路５が設けられて
おり、プラズマガス２は直流アークあるいは高周波電１
ｌ場によってプラズマジェットとなって噴射口６から噴
射される。ここでプラズマガス２としは基本的には、原
料粉末４に対して不活性なガスを使用することになり、
例えばＡｒガスやｌ−１ｅガスが使用される。
ラズマを生じさｔる形式のもの、あるいは高周波による
電磁場でプラズマを生じさせる形式のもののいずれも使
用することができる。プラズマガス２の供給路３より下
流側（噴射口側）に原料粉末４の供給路５が設けられて
おり、プラズマガス２は直流アークあるいは高周波電１
ｌ場によってプラズマジェットとなって噴射口６から噴
射される。ここでプラズマガス２としは基本的には、原
料粉末４に対して不活性なガスを使用することになり、
例えばＡｒガスやｌ−１ｅガスが使用される。
また原料粉末４の種類および得るべき粉末材料７の種類
によっては、Ｎ２ガスやＨ２ガスなどを一使用すること
ができる。他方、プラズマジェット中に供給される原料
粉末４は、セラミック粉末ヤ金属粉末など得るべき粉末
材料によって適宜に選択され、またその原料粉末がどの
ような製造方法によって製漬されたかは問わない。この
原料粉末ぺはプラズマジェットによって加熱されて溶融
し、その状態で噴射されるから、微細な液摘となる。
によっては、Ｎ２ガスやＨ２ガスなどを一使用すること
ができる。他方、プラズマジェット中に供給される原料
粉末４は、セラミック粉末ヤ金属粉末など得るべき粉末
材料によって適宜に選択され、またその原料粉末がどの
ような製造方法によって製漬されたかは問わない。この
原料粉末ぺはプラズマジェットによって加熱されて溶融
し、その状態で噴射されるから、微細な液摘となる。
づなわちＮイヒされる。なお、プラズマジェットの温度
ｄ＞よび速度はプラズマトーチ１の形式および原料粉末
４の種類によって異なるが、例えば直流アークプラズマ
によってセラミック粉末を溶融しかつＩｌｌ ＱＪする
場合には、プラズマ温度は３０００゜Ｃ以上でその速度
は５０ｍ ／秒程度とする。
ｄ＞よび速度はプラズマトーチ１の形式および原料粉末
４の種類によって異なるが、例えば直流アークプラズマ
によってセラミック粉末を溶融しかつＩｌｌ ＱＪする
場合には、プラズマ温度は３０００゜Ｃ以上でその速度
は５０ｍ ／秒程度とする。
上述したプラズマトーチ１は冷却チｔ・ンバー８に接続
されており、その内部には冷ＵＪｔｓ体として水もしく
は油等の液体９が収容されている。したがって溶融かつ
霧化された原料粉末４はその液体９中に哨射されて急冷
され、固化する。その場合、原科粉末の液滴は表面張力
によって球状となり、そのまま固化させられるから、粒
子が球状をなＪ粉末を得ることができる。また粒径も均
一化される。
されており、その内部には冷ＵＪｔｓ体として水もしく
は油等の液体９が収容されている。したがって溶融かつ
霧化された原料粉末４はその液体９中に哨射されて急冷
され、固化する。その場合、原科粉末の液滴は表面張力
によって球状となり、そのまま固化させられるから、粒
子が球状をなＪ粉末を得ることができる。また粒径も均
一化される。
つぎに実施例を示す。
実施例■
直流アーク式のプラズマトーチにプラズマガスとしてＡ
ｒガスを供給してプラズマジェットを生じさせ、これに
原料粉末として８％モルイットリア安定化ジルコニア（
口水化学１１．’ｉｌｌ ５Ａ■製）を供給した。プラ
ズマジＩツ１・の温度｛よ中心部で３５００’Ｃ，外周
部で３０００℃、速度は約４５０７７Ｌ ／秒、原料粉
末の流ｖＪ度は、５秒程度であり、供給吊は１０ｉ７／
分とした。また冷却手段として１５゜Ｃの水を用意し、
その中に直接プラズマジェットを吹き込んだ。
ｒガスを供給してプラズマジェットを生じさせ、これに
原料粉末として８％モルイットリア安定化ジルコニア（
口水化学１１．’ｉｌｌ ５Ａ■製）を供給した。プラ
ズマジＩツ１・の温度｛よ中心部で３５００’Ｃ，外周
部で３０００℃、速度は約４５０７７Ｌ ／秒、原料粉
末の流ｖＪ度は、５秒程度であり、供給吊は１０ｉ７／
分とした。また冷却手段として１５゜Ｃの水を用意し、
その中に直接プラズマジェットを吹き込んだ。
青られた粉末材料を乾燥させた後に流動度を計測したと
ころ、その値は２秒となった。また粒径の均一性を調べ
るために、ふるい分けを行なったところ、粒径が揃って
いることが認められた。さらにその粉末材科を１００Ｗ
の超音波バスに入れ、超音波により衝撃力を加えた後に
流ｅ度の試験を行なったところ、従前と同様な流動度を
示し、粒子が容易には破壊されないことが認められた。
ころ、その値は２秒となった。また粒径の均一性を調べ
るために、ふるい分けを行なったところ、粒径が揃って
いることが認められた。さらにその粉末材科を１００Ｗ
の超音波バスに入れ、超音波により衝撃力を加えた後に
流ｅ度の試験を行なったところ、従前と同様な流動度を
示し、粒子が容易には破壊されないことが認められた。
実施例■
直流アーク式のプラズマトーチにプラズマガスとしてＡ
ｒとＮ２との混合ガスを供給してブラス゛マジェットを
生じさせ、これに原料粉末としてＬａＣｒＯ３ （日本
化学Ｉ＠ｌ業＠製｝を供給した。
ｒとＮ２との混合ガスを供給してブラス゛マジェットを
生じさせ、これに原料粉末としてＬａＣｒＯ３ （日本
化学Ｉ＠ｌ業＠製｝を供給した。
プラズマジェットの温度は外周部４０００℃、速度は約
５００ｍ ／秒、原料粉末の流ｖＪ度は、２５秒程度で
あり、供給量は１５ｇ／分とした。また冷届手段として
２０゜Ｃの水を用意し、その中に直接プラズマジェット
を吹き込んだ。
５００ｍ ／秒、原料粉末の流ｖＪ度は、２５秒程度で
あり、供給量は１５ｇ／分とした。また冷届手段として
２０゜Ｃの水を用意し、その中に直接プラズマジェット
を吹き込んだ。
得られた粉末材料を乾燥させた後に流初度を計測したと
ころ、その値は５秒となった。また粒径の均一性を調べ
るために、ふるい分りを行なったところ、粒径が揃って
いることが認められた。さらにその粉末材料を１００
Ｗの眉音波バスに入れ、語音波により函撃力をｈ口えた
後に流動度の試験を行なったところ、従前と同様な流動
反を示し、粒子が容易には破壊されないことがル２めら
れた。
ころ、その値は５秒となった。また粒径の均一性を調べ
るために、ふるい分りを行なったところ、粒径が揃って
いることが認められた。さらにその粉末材料を１００
Ｗの眉音波バスに入れ、語音波により函撃力をｈ口えた
後に流動度の試験を行なったところ、従前と同様な流動
反を示し、粒子が容易には破壊されないことがル２めら
れた。
実施例■
直流アーク式のプラズマトーチにプラズマガスとしてＡ
ｒと１−１２との混合ガスを供給してプラズマジェット
を生じさせ、これに原料粉末として１−ａＭｎｏ３を供
給した。プラズマジェットの温度は３０００℃、速度は
約４ｓｏｍ ／秒、原料粉末の流１ｊｊＪ度は、５０秒
程度であり、供給吊は５ｇ／分とした。また冷１０手段
として２５゜Ｃの水を用意し、その中に直接プラズマジ
ェットを吹き込んだ。
ｒと１−１２との混合ガスを供給してプラズマジェット
を生じさせ、これに原料粉末として１−ａＭｎｏ３を供
給した。プラズマジェットの温度は３０００℃、速度は
約４ｓｏｍ ／秒、原料粉末の流１ｊｊＪ度は、５０秒
程度であり、供給吊は５ｇ／分とした。また冷１０手段
として２５゜Ｃの水を用意し、その中に直接プラズマジ
ェットを吹き込んだ。
得られた粉末材科を乾燥させた後に流動度を計測したと
ころ、その値は１０秒となった。また粒径の均一性を調
べるために、ふるい分けを行なったところ、粒径が揃っ
ていることが認められた。さらにその粉末材料を２００
Ｗ超音波バスに入れて超音波により衝撃力を加えた後に
流動度の試験を行なったところ、従萌と同様な流動度を
示し、粒子が容易には破壊されないことが認められた。
ころ、その値は１０秒となった。また粒径の均一性を調
べるために、ふるい分けを行なったところ、粒径が揃っ
ていることが認められた。さらにその粉末材料を２００
Ｗ超音波バスに入れて超音波により衝撃力を加えた後に
流動度の試験を行なったところ、従萌と同様な流動度を
示し、粒子が容易には破壊されないことが認められた。
発明の効果
以上の説明から明らかなようにこの発明の方法によれば
、流動性に優れ、しかし外部からの衝撃などを受けても
流動性が損われることがなく、また粒径の均一なセラミ
ックや金属の粉末材料を１！７ることができ、さらに従
来一般のプラズマトーヂを使用して簡単に実施できる。
、流動性に優れ、しかし外部からの衝撃などを受けても
流動性が損われることがなく、また粒径の均一なセラミ
ックや金属の粉末材料を１！７ることができ、さらに従
来一般のプラズマトーヂを使用して簡単に実施できる。
そしてまたこの発明の方法は既存の粉末材料の流動性の
改善Ｊ３よび粒径の均一化に有用な方法である。
改善Ｊ３よび粒径の均一化に有用な方法である。
第１図はこの允明の方法の実施状況を′ｌｌ略的に示１
図である。 １・・・プラズマトーブー、 ２・・・プラズマガス、
４・・・原料粉末、 ７・・・粉末材料、 ９・・・液
体。
図である。 １・・・プラズマトーブー、 ２・・・プラズマガス、
４・・・原料粉末、 ７・・・粉末材料、 ９・・・液
体。
Claims (1)
- プラズマジェット中に原料粉末を供給してその原料粉
末を溶融かつ霧化状態とするとともに、その溶融かつ霧
化状態の原料流を冷却して粉末とすることを特徴とする
粉末材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1110334A JPH02290245A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 粉末材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1110334A JPH02290245A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 粉末材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02290245A true JPH02290245A (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=14533114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1110334A Pending JPH02290245A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 粉末材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02290245A (ja) |
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| JPS63243211A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-10-11 | ジー・ティー・イー・プロダクツ・コーポレイション | 細分された球状貴金属基粉末を製造するための湿式冶金方法 |
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-
1989
- 1989-04-28 JP JP1110334A patent/JPH02290245A/ja active Pending
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