JPH0310006A - 金属微粉末の製造方法及びその装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属微粉末の製造方法及びその装置に関する
。

［従来の技術］ 従来、超音波振動を用いて金属微粉末を製造する方法及
びその装置として、例えば、特開昭５８−１１０６０４
号、特開昭６１−２９５３０６号が開示されている。こ
れらの従来技術について、図面を参照しながら説明する
。第８図（Ａ）。

ＣＢ）はいずれも円錐状の共振器５１にその上方から溶
融金属５２を流下させるもので、共振器５１の超音波振
動により霧化された溶融金属５２は微小粒子５３となり
、冷却ガス供給管５４から噴出される冷却ガス５５によ
り冷却されて金属微粉末が製造される。第９図は溶融金
属６２に共振器６１を浸漬させるもので、これから発生
する超音波振動により溶融金属６２の表面から微小の金
属粒子６３が発生し、これが不活性雰囲気に保持された
チャンバー６４内で冷却ガス導入口６５から導入される
冷却ガスにより冷却され、金属微粉末が製造される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来技術は次のような問題
点がある。

■共振器に流下または浸漬される溶融金属の温度は一般
に高いので、前記共振器に含まれる合金元素または不純
物が溶融金属に混入し、高純度の金属微粉末が得られな
い。

■溶融金属の温度に耐えるため、耐熱性のあるセラミッ
クス材料を使用すると、振動特性が悪く、所望の振動が
得られない。

■共振器上に形成される溶融金属の膜厚の変動は、直接
製造される金属微粉末のバラツキとなるが、前記膜厚の
制御が困難である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高純
度の金属微粉末を効率良く且つ安定して長時間にわたっ
て製造することができる金属微粉末の製造方法及びその
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の製造方法は、金属材料を溶融させて金属融液を
作る工程と、超音波発生手段を冷却しながら所定の周波
数の超音波を発生させる工程と、該超音波を前記金属融
液の表面に集束させて前記金属融液を微小液滴に霧化さ
せる工程と、該微小液滴を冷却凝固させる工程とを具備
することを特徴とする。

また、本発明の製造方法は、金属材料を溶融させて金属
融液を作る工程と、所定の周波数の超音波を発生させる
工程と、該超音波を前記金属融液の表面に集束させて前
記金属融液を微小液滴に霧化させる工程と、前記超音波
を発生させる超音波発生手段の動作中に発生する熱を熱
−電気変換手段によって電気に変換する工程と、該電気
を超音波発生手段の駆動に使用する工程と、前記微小液
滴を冷却凝固させる工程とを具備することを特徴とする
。

本発明の製造装置は、金属材料を保持する保持体と、該
保持体に隣接され前記金属材料を加熱して金属融液を作
る加熱手段と、所定の超音波を発生する超音波発生手段
と、該超音波発生手段に設けられ、超音波発生手段を冷
却する超音波発生手冷却手段と、前記超音波発生手段と
前記保持体間に設けられ前記超音波を前記金属融液の表
面に集束させて該金属融液を微小液滴に霧化させる集束
手段と、該微小液滴を冷却する冷却手段とを具備するこ
とを特徴とする。ここで、超音波発生手段の動作中に発
生する熱を、超音波発生手段の駆動に使用するための電
気に変換する熱−電気変換手段が設けられていることが
好ましい。

加熱手段は、金属材料を容易に溶融して金属融液にする
ことができるものであればよい。このようなものとして
、例えば、ヒーター　ラジアントチューブ、レーザー等
が挙げられる。

金属材料の加熱溶融は、保持体である容器内に金属材料
を入れて容器を加熱して金属材料全体を溶融するか、あ
るいは、金属の板、ロッド、ワイヤ等を保持体で保持し
、これらの先端部のみを加熱して行う。したがって、保
持体は、第５図（Ａ）に示すような冷間ルツボ３０や同
図（Ｂ−）に示すような容器３１、あるいは、金属の板
、ロッド、ワイヤを直接保持するものを包含するもので
ある。

また、冷間ルツボ３０のような流下手段を備えた保持体
を装置チャンバーの上方に設置して加熱溶融された金属
融液を保持体の流下手段より流下させてもよい。

超音波発生手段は、集束によって金属融液を微小液滴に
霧化できるエネルギーを持つ超音波を発生できるもので
あればよい。このようなものとして、通常の高周波電源
を使用する超音波発生装置が挙げられる。

また、超音波の集束手段は、金属融液表面で超音波が集
中してエネルギーを高くするものを用いる。この場合、
超音波を一点又は−線に集束させるものが好ましい。さ
らに、金属微粉末化させる際の操作時に、−点集束型と
一線集束型の集束手段を組合わせて用いてもよい。

振動子冷却手段は、超音波振動子が一定の振動数で振動
して、常に所定の周波数の超音波を発生させるように超
音波振動子を冷却するものであればよい。このようなも
のとして、ファンやヒートバイブ等が挙げられる。超音
波振動子を冷却する方法としては、振動子にファンやヒ
ートバイブを取り付けて液体または気体の冷媒を循環さ
せるものや、振動子に冷媒を封入した容器を取り付けた
り、振動子を容器内に貯留した冷媒と接触させたりする
もの等が挙げられる。例えば、第６図に示すように、超
音波振動子４０の周囲に冷媒通流路４１を設けてその通
流路４１に水や空気等を流して冷却を行う。また、振動
子と同様に超音波振幅拡大器も併せて冷却してもよい。

放射方向変換器冷却手段は、長時間の操業中に起こる雰
囲気温度上昇による超音波放射方向変換器の熱歪みを防
止して、常に放射方向変換器が所定のエネルギーを持つ
超音波を金属融液表面で集束するようにさせるものであ
ればよい。このようなものとして、冷却ジャケット、ヒ
ートバイブ等が挙げられる。超音波放射方向変換器を冷
却する方法としては、放射方向変換器に冷却ジャケット
、ヒートバイブを取り付けて液体または気体の冷媒を循
環させるものや、放射方向変換器ユニットをヒートバイ
ブ構造にするもの等が挙げられる。

共振器冷却手段は、超音波共振器が一定の周波数で共振
して、常に所定のエネルギーの超音波を金属融液の表面
に収束させるように超音波共振器を冷却するものであれ
ばよい。このようなものとして、ファンやヒートバイブ
等が挙げられる。超音波共振器を冷却する方法としては
、共振器にファンから冷媒ガスを吹き付けるものや、共
振器に液体または気体の冷媒を封入した容器を取り付け
たりするもの等が挙げられる。例えば、第７図に示すよ
うに、超音波共振器４５の表面に冷媒ガスを吹き付ける
ように図示しない隔壁板に沿って冷媒ガス供給管４６を
配設しても良い。この冷媒ガス供給管４６に水や空気等
を流して超音波共振器４５の冷却を行う。また、超音波
共振器４５と同様に超音波振幅拡大器４７も併せて冷却
してもよい。

熱−電気変換手段は、超音波発生手段の動作ｒｌｒに発
生する熱を効率良く回収し、超音波発生手段の駆動に必
要な電気に変換するものであればよい。

このようなものとして、熱電素子等が挙げられる。

また、熱−電変換手段は、超音波発生手段が動作する際
に発熱を起こす超音波振動子や、あるいは超音波放射方
向変換器に設置する。この場合、一つの発熱部位に設置
してもよいし、複数の発熱部位に設置してもよい。

［作用］ 本発明にかかる金属微粉末の製造方法及びその装置によ
れば、超音波を発生させて、その超音波の位相を揃えて
金属融液表面に集束させる。そして、この超音波のエネ
ルギーによって金属融液を微小液滴に霧化させている。

したがって、超音波の共振器が金属融液と非接触である
ため、霧化される金属融液へ不純物を混入させず、高純
度の微粒子を製造できると共に、共振器の寿命を延ばす
ことができる。また、超音波振動子を冷却することによ
り、長時間の操業で起こる振動子の過熱を防止すること
ができる。これにより、振動子が一定の振動数で振動し
、常に所定の周波数を持つ超音波を発生させることがで
きる。したがって、操業中の超音波のエネルギーの低下
が防止できるので、必要以上の電気入力をしないですむ
。その結果、振動子及び共振器の寿命を延ばすことがで
きる。

また、超音波放射方向変換器を冷却することにより、長
時間の操業で起こる放射方向変換器の過熱を防止して放
射方向変換器が熱歪みを阻止することができる。これに
より、放射方向変換器が安定して所定のエネルギーを持
つ超音波を集束させることができ、集束性能の低下によ
る共振器の過熱を防止することができる。したがって、
微小液滴の霧化に高エネルギーを必要とする高融点金属
の微粉末化においても、長時間にわたって効率良く金属
微粉末を製造することができる。

また、超音波共振器を冷却することにより、長時間の操
業中で共振器の温度を所定の温度に保つことができる。

これにより、超音波共振器が常に所定の周波数で共振し
、超音波の高いエネルギで金属融液の表面で集束させる
ことができる。つまり、操業中の超音波のエネルギーの
低下が防止できるので、必−要具上の電気入力をしない
ですむ。

その結果、振動子及び超音波共振器の寿命を延ばすこと
ができる。

また、超音波発生手段に熱−電変換手段が設けることに
より、長時間の操業中に生じる、例えば振動子の発熱を
防止することができる。これにより振動子を一定の振動
で振動させて、常に所定の周波数を持つ超音波を発生さ
せることができる。

さらに、熱−電変換手段は超音波発生手段の動作中に発
生する振動子の熱を超音波発生手段の電気に効率良く変
換するので、操業中の超音波振動子からのヒートロスを
低減でき、必要以上の電気入力をしないですむ。その結
果、振動子及び共振器の寿命を延ばすことができる。

この結果、長時間にわたって効率良く安定して金属微粉
末を製造することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。なお、本発明の製造方法の説明は、実施例の装置の作
用の説明をもってその説明とする。

実施例１ 第１図は、本発明の一実施例の構成を示す説明図である
。

図中１０は、溶融金属を保持しておく保持容器である。

この保持容器１０の外側には、金属材料を溶融するため
のヒーター１１が設置されていて、保持容器１０内には
金属融液１２が保持されている。この保持容器１０は、
不活性ガス雰囲気に保持されたチャンバー１３と連通ず
るようにしてその下方に設けられている。チャンバー１
３の上方には、超音波発生器１が設けられている。超音
波発生器１は、チャンバー１３の外側に設けられた高周
波電源１４、及び高周波の振動子１５と、チャンバー１
３内に設けられた共振器１７、この共振器１７を囲むよ
うに設けられた超音波を集束させるための放射方向変換
器１８と、チャンバー１３と放射方向変換器１８を貫挿
して振動子１５と共振器１７間に接続された振幅拡大器
１６とで構成されている。

ここで、共振器１７の材質は、チタン合金又はアルミニ
ウム合金であることが好ましい。また、放射方向変換器
１８は、共振器１７の振動子側と反振動子側で互いに逆
位相であるため、この逆位相の放射音波を金属融液表面
で同位相で重ねることができるように設置されている。

また、放射方向変換器１８は、効率良く音波を金属融液
の表面に到達させるために、その反射面を放物線型に設
定されている。振動子１５の側面に振動子１５を冷却す
るための振動子冷却手段としてヒートバイブ１９の一端
の吸熱部１９ａが接触している。ヒートパイプ１９の他
端の放熱部１９ｂは、外界に放熱するようになっている
。ここで、放熱部１９ｂは、回収した熱を再利用できる
ように、例えば、熱循環機等に接続されている。また、
ヒトパイプ１９には、内部に水や低沸点の有機溶媒等の
作動液２０が封入されいる。この作動液２０は、振動子
１５の動作時の過熱による熱を吸熱部１９ａで吸収して
気化し、放熱部１９ｂで液化する際にこの熱を外部に放
射して、再び吸熱部１９ａに帰還する。

また、チャンバー１３の側方の端部には、チャンバー１
３内と連通して冷却ガスを供給する冷却ガス供給装置２
１が設けられている。この装置２１は、圧力検出器２２
と、これに基づく圧力調整弁２３を含み、かつ、チャン
バー１３内に冷却ガスを流入させる圧縮機２４を有して
いる。さらに、チャンバー１３の他方端部には、製造さ
れた金属微粉末を回収するための回収器２５が接続され
ている。

次いで、このように構成された金属微粉末の製造装置の
作用について説明する。

まず、保持容器１０に保持された金属融液１２は、ヒー
ター１１によって金属材料の白点以上の温度に保たれて
いる。チャンバー１３内は例えば、Ａ「ガス等の不活性
ガスにより不活性雰囲気に保持されている。これによっ
て、金属融液１２の酸化あるいはその他の化学反応を防
止している。

次に、高周波電源１４によって超音波振動子１５を振動
させて振動子１５に連結している共振器１７を振動させ
る。この超音波の周波数を適当に選択することによって
、金属微粉末の粒径を変えることができる。また、振動
子１５は、ヒートバイブ１９によって冷却されているの
で、過熱による振動数の変化がなく所定の振動数で振動
している。このようにして、常に所定の周波数を保ちな
がら超音波が発生される。共振器１７の振動によって雰
囲気ガスを媒体にして超音波が放射される。この放射超
音波は、金属融液１２の表面で同位相にして重ねるよう
にして放射方向変換器１８で集束される。

このようにして、集束した超音波が金属融液１２の表面
に作用すると、金属融液１２の表面にキャピラリー波が
でき、これが表面張力に打ち勝って金属融液１２の表面
から微小液滴２６を飛散らせる。飛散った微小液滴２６
は冷却ガスによって冷却凝固されると共に冷却ガスの流
れにより回収器２５に運ばれ回収される。このようにし
て、長時間にわたって安定して不純物のない清浄な金属
微粒子を得ることができる。

次に、本発明の効果を確認するために行った実験例につ
いて説明する。

第１図に示した装置を用いて、アルゴンガス雰囲気を絶
対圧力で１ｋｇ／ｃ−に保ち、周波数を２０ＫＨｚに設
定した共振器を振動させて、片振幅で約１２ミクロンの
振動を行わせたところ、金属融液の表面近傍で１７２ｄ
Ｂの音圧レベルの超音波が得られた。なお、超音波を発
生させる振動子は、動作時の過熱状態を解消するように
ヒートバイブが取付けられたものを使用した。この結果
、振動子の外周面の温度は、動作中３０℃±２℃に保た
れた。また、共振器としてはチタン合金を用い、溶融金
属としてアルミニウム合金を用いた。

このような特性の超音波をアルミニウム合金融液表面に
この超音波を作用させて、微粉化した。

得られたアルミニウム合金粉末は、粒径４０〜１００ミ
クロン、平均粒径７０ミクロンで球状の粒子であった。

また、粒子表面の酸化や、不純物元素の混入はまったく
なく、極めて高純度の金属微粉末であった。なお、粒子
の生成量は約７００グラム／時間であった。

実施例２ 第２図は、本発明の一実施例の構成を示す説明図である
。なお、実施例１と重複する部分の説明は省略する。

図中１３は、チャンバーである。チャンバー１３の上方
には、超音波発生器１が設けられている。超音波発生器
１は、チャンバー１３の外側に設けられた高周波電源１
４、及び高周波の振動子１５と、チャンバー１３内に設
けられた共振器１７、この共振器１７を囲むように設け
られた超音波を集束させるための放射方向変換器１８と
、チャンバー１３と放射方向変換器１８を貫挿して振動
子１５と共振器１７間に接続された振幅拡大器１６とで
構成されている。

ここで、放射方向変換器１８の外周面に放射方向変換器
１８を冷却する冷却ジャケット２７が取付けられている
。この冷却ジャケット２７は、水等の冷媒を内部に送り
込む流入口２７ａと、放射方向変換器１８から熱を吸収
した冷媒を放出する排出口２７ｂと、冷媒が対流する通
流部２７ｃからなり、流入口２７ａから冷媒を送り込み
、通流部２７ｃにおいて操業中の放射方向変換器の過熱
による熱を吸収させて、排出口２７ｂから熱を吸収した
冷媒を放出させる。

次いで、このように構成された金属微粉末の製造装置の
作用について説明する。

まず、保持容器１０に保持された金属融液１２は、ヒー
ター１１によって金属材料の融点以上の温度に保たれて
いる。

次に、高周波電源１４によって超音波振動子１５を振動
させて振動子１５に連結している共振器１７を振動させ
る。共振器１７の振動によって雰囲気ガスを媒体にして
超音波が放射される。この放射超音波は、金属融液１２
の表面で同位相にして重ねるようにして放射方向変換器
１８で集束される。この放射方向変換器１８は、冷却ジ
ャケット２７によって冷却されているので、長時間の操
業においても熱歪みが起こらず、常に安定して超音波を
金属融液表面で集束させる。

このようにして、集束した超音波が金属融液１２の表面
に作用すると、金属融液１２の表面にキャピラリー波が
でき、これが表面張力に打ち勝って金属融液１２の表面
から微小液滴２６を飛散らせる。飛散った微小液滴２６
は冷却ガスによって冷却凝固されると共に冷却ガスの流
れにより回収器２５に運ばれ回収される。このようにし
て、長時間にわたって安定して不純物のない清浄な金属
微粒子を得ることができる。

次に、本発明の効果を確認するために行った実験例につ
いて説明する。

第２図に示した装置を用いて、アルゴンガス雰囲気を絶
対圧力で１　ｋｇ／　ｃ−に保ち、周波数を２０ＫＨｚ
に設定した共振器を振動させて、片振幅で約１２ミクロ
ンの振動を行わせたところ、金属融液の表面近傍で１７
２ｄＢの音圧レベルの超音波が得られた。なお、超音波
を金属融液表面に集束させる放射方向変換器は、動作時
の過熱状態を解消するように冷却ジャケットが取付けら
れたものを使用した。この結果、放射方向変換器の外周
面の温度は、動作中３０℃±２℃に保たれた。

また、共振器としてはチタン合金を用い、溶融金属とし
てアルミニウム合金を用いた。このような特性の超音波
−をアルミニウム合金融液表面にこの超音波を作用させ
て、微粉化した。

得られたアルミニウム合金粉末は、粒径４０〜１００ミ
クロン、平均粒径７０ミクロンで球状の粒子であった。

また、粒子表面の酸化や、不純物元素の混入はまったく
なく、極めて高純度の金属微粉末であった。なお、粒子
の生成量は約７００グラム／時間であった。

実施例３ 第３図は、本発明の一実施例の構成を示す説明図である
。なお、実施例１と重複する部分の説明は省略する。

図中１３は、チャンバーである。チャンバー１３の上方
には、超音波発生器１が設けられている。超音波発生器
１は、チャンバー１３の外側に設けられた高周波電源１
４、及び高周波の振動子１５と、チャンバー１３内に設
けられた共振器１７、この共振器１７を囲むように設け
られた超音波を集束させるための放射方向変換器１８と
、チャンバー１３と放射方向変換器１８を貫挿して振動
子１５と共振器１７間に接続された振幅拡大器１６とで
構成されている。

ここで、共振器１７の表面には、冷媒ガスを吹き付ける
ように図示しない隔壁板に沿って冷媒ガス共給管２８ａ
が配設されている。冷媒ガス供給管２８ａには、空気等
の冷媒ガスを供給するように冷媒ガス供給源２８ｂが接
続されている。この冷媒ガス供給管２８ａ及び冷媒ガス
供給源２８ｂにより、共振器冷却手段２８Ｃが構成され
ている。

つまり、共振器冷却手段２８Ｃは、共振器２８が一定の
周波数で共振して、常に所定のエネルギーを後述する超
音波の表面に収束させるように共振器］７を冷却するよ
うになっている。

次いで、このように構成された金属微粉末の製造装置の
作用について説明する。

まず、保持容器１０に保持された金属融液１２は、ヒー
ター１１によって金属材料の融点以上の温度に保たれて
いる。

次に、高周波電源１４によって超音波振動子１５を振動
させて振動子１５に連結している共振器１７を振動させ
る。この時、共振器１７を共振器冷却手段２８ｃによっ
て冷却しているので、長時間の操業中で共振器の温度を
所定の温度に保つことができる。これにより、共振器１
７が常に所定の周波数で共振する。従って、超音波をの
高いエネルギーで金属融液の表面で集束させることがで
きる。つまり、操業中の超音波のエネルギーの低下が防
止できるので、必要以上の電気入力をしないですむ。こ
れにより、共振器１７寿命を延ばすことができる。

このようにして、常に所定の周波数を保ちながら超音波
が発生し、共振器１７の振動によって雰囲気ガスを媒体
にして超音波が放射される。この放射超音波は、金属融
液１２の表面で同位相にして重ねるようにして放射方向
変換器１８で集束される。

このようにして、集束した超音波が金属融液１２の表面
に作用すると、金属融液１２の表面にキャピラリー波が
でき、これが表面張力に打ち勝って金属融液１２の表面
から微小液滴２６を飛散らせる。飛散った微小液滴２６
は冷却ガスによって冷却凝固されると共に冷却ガスの流
れにより回収器２５に運ばれ回収される。このようにし
て、長時間にわたって安定して不純物のない清浄な金属
微粒子を得ることができる。

次に、本発明の効果を確認するために行った実験例につ
いて説明する。

第３図に示した装置を用いて、アルゴンガス雰囲気を絶
対圧力で１ｋｇ／ｃｄに保ち、周波数を２０ＫＨｚに設
定した共振器を振動させて、片振幅で約１２ミクロンの
振動を行わせたところ、金属融液の表面近傍で１７２ｄ
Ｂの音圧レベルの超音波が得られた。

なお、共振器は、共振器冷却手段により冷却し、一定の
周波数で共振して常に所定のエネルギーを超音波の表面
に収束させるようした。共振器は、この冷却によって、
５０℃±２℃に保たれていた。

また、共振器としてはチタン合金を用い、溶融金属とし
てアルミニウム合金を用いた。このような特性の超音波
をアルミニウム合金融液表面にこの超音波を作用させて
、微粉化した。

得られたアルミニウム合金粉末は、粒径４０〜１００ミ
クロン、平均粒径７０ミクロンで球状の粒子であった。

また、粒子表面の酸化や、不純物元素の混入はまったく
なく、極めて高純度の金属微粉末であった。なお、粒子
の生成量は約７００グラム／時間であった。

実施例４ 第４図は、本発明の一実施例の構成を示す説明図である
。なお、実施例１と重複する部分の説明は省略する。

図中１３は、チャンバーである。チャンバー１３の上方
には、超音波発生器１が設けられている。超音波発生器
１は、チャンバー１３の外側に設けられた高周波ｆｊＳ
源１４、及び高周波の振動子１５と、チャンバー１３内
に設けられた共振器１７、この共振器１７を囲むように
設けられた超音波を集束させるための放射方向変換器１
８と、チャンバー１３と放射方向変換器１８を貫挿して
振動子１５と共振器１７間に接続された振幅拡大器１６
とで構成されている。

超音波振動子１７の側部には、熱−電変換手段である熱
電素子２９が設けられている。熱電素子２９は、動作中
の超音波振動子１５の発熱によって発生する熱を電気に
変換する。熱電素子２９は、変換した電気を所定の電力
として高周波電源１４に供給するように高周波電源１４
に電気的に接続している。

次いで、このように構成された金属微粉末の製造装置の
作用について説明する。

まず、保持容器１０に保持された金属融液１２は、ヒー
ター１１によって金属材料の融点以上の温度に保たれて
いる。

次に、高周波電源１４によって超音波振動子１５を振動
させて振動子１５に連結している共振器１７を振動させ
る。また、振動子１５は、熱電素子２９により動作中に
発生する熱を所定の電気に効率良く変換する。このため
、振動子１５の過熱による振動数の変動はなく、常に所
定の振動数が得られる。このようにして、常に所定の周
波数を保ちながら超音波が発生する。しかも、熱電素子
２９で得た電気は、高周波型？Ｘ１４に電力として供給
されている。このため、超音波発生装置の駆動は効率良
く行われる。そして、共振器１７の振動によって雰囲気
ガスを媒体にして超音波が放射される。この放射超音波
は、金属融液１２の表面で同位相にして重ねるようにし
て放射方向変換器１８で集束される。

このようにして、集束した超音波が金属融液１２の表面
に作用すると、金属融液１２の表面にキャビテリー波が
でき、これが表面張力に打ち勝って金属融液１２の表面
から微小液滴２６を飛散らせる。飛散った微小液滴２６
は冷却ガスによって冷却凝固されると共に冷却ガスの流
れにより回収器２５に運ばれ回収される。このようにし
て、長時間にわたって安定して不純物のない清浄な金属
微粒子を得ることができる。

次に、本発明の効果を確認するために行った実験例につ
いて説明する。

第４図に示した装置を用いて、アルゴンガス雰囲気を絶
対圧力で１ｋｇ／ｃ−に保ち、周波数を２０ＫＨｚに設
定した共振器を振動させて、片振幅で約１２ミクロンの
振動を行わせたところ、金属融液の表面近傍で１７２ｄ
Ｂの音圧レベルの超音波が得られた。なお、超音波振動
子は、熱電素子を有して動作時に発生する熱を超音波発
生装置を駆動させるための電気に効率良く変換できるも
のを使用した。この結果、振動子の外周面の温度は、動
作中５０℃±２℃に保たれていた。また、共振器として
はチタン合金を用い、溶融金属としてアルミニウム合金
を用いた。このような特性の超音波をアルミニウム合金
融液表面にこの超音波を作用させて、微粉化した。

得られたアルミニウム合金粉末は、粒径４０〜１００ミ
クロン、平均粒径７０ミクロンで球状の粒子であった。

また、粒子表面の酸化や、不純物元素の混入はまったく
なく、極めて高純度の金属微粉末であった。なお、粒子
の生成量は約７００ダラム／時間であった。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明にかかる金属微粉末の製造方
法及びその装置によれば、高純度の金属微粉末を効率良
く且つ安定して長時間にわたって製造することができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例の金属微粉末の
製造装置の構成を示す説明図、第５図（Ａ）は冷間ルツ
ボの説明図、第５図（Ｂ）は金属材料の保持容器の説明
図、第６図は超音波振動子に振動子冷却手段を設けた場
合の説明図、第７図は超音波共振器に冷却手段を設けた
場合の説明図、第８図（Ａ）、（Ｂ）は溶融金属を共振
器に流下させる従来の金属微粒子製造技術を示す説明図
、第９図は共振器を溶融金属に浸漬する従来の金属微粒
子製造技術を示す説明図である。 １０・・・保持容器、１１・・・ヒーター　１２・・・
金属融液、１３・・・チャンバー　１４・・・高周波電
源、１５．４０・・・振動子、１６．４７・・・振幅拡
大器、１７．４５・・・共振器、１８・・・放射方向変
換器、１９・・・ヒートバイブ、１９ａ・・・吸熱部、
１９ｂ・・・放熱部、２０・・・作動液、２１・・・冷
却ガス供給装置、２２・・・圧力検出器、２３・・・圧
力調整弁、２４・・・圧縮機、２５・・・回収器、２６
・・・微小液滴、２７・・・冷却ジャケット、２７ａ・
・・流入口、２７ｂ・・・排出口、２７ｃ・・・通流部
、２８ａ・・・冷媒ガス供給管、２８ｂ・・・冷媒ガス
供給源、２８ｃ・・・共振器冷却手段、２９・・・熱電
素子、４１・・・冷媒通流路。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属材料を溶融させて金属融液を作る工程と、超
   音波発生手段を冷却しながら所定の周波数の超音波を発
   生させる工程と、該超音波を前記金属融液の表面に集束
   させて前記金属融液を微小液滴に霧化させる工程と、該
   微小液滴を冷却凝固させる工程とを具備することを特徴
   とする金属微粉末の製造方法。
2. （２）超音波発生手段を冷却しながら所定の周波数の超
   音波を発生させる工程が、超音波振動子を冷却しながら
   行う工程である請求項１記載の金属微粉末の製造方法。
3. （３）超音波発生手段を冷却しながら所定の周波数の超
   音波を発生させる工程が、放射方向変換器を冷却しなが
   ら行う工程である請求項１記載の金属微粉末の製造方法
   。
4. （４）超音波発生手段を冷却しながら所定の周波数の超
   音波を発生させる工程が、超音波共振器を冷却しながら
   行う工程である請求項１記載の金属微粉末の製造方法。
5. （５）金属材料を溶融させて金属融液を作る工程と、所
   定の周波数の超音波を発生させる工程と、該超音波を前
   記金属融液の表面に集束させて前記金属融液を微小液滴
   に霧化させる工程と、前記超音波を発生させる超音波発
   生手段の動作中に発生する熱を熱−電気変換手段によっ
   て電気に変換する工程と、該電気を超音波発生手段の駆
   動に使用する工程と、前記微小液滴を冷却凝固させる工
   程とを具備することを特徴とする金属微粉末の製造方法
   。
6. （６）金属材料を保持する保持体と、該保持体に隣接さ
   れ前記金属材料を加熱して金属融液を作る加熱手段と、
   所定の超音波を発生する超音波発生手段と、該超音波発
   生手段に設けられ、超音波発生手段を冷却する超音波発
   生手冷却手段と、前記超音波発生手段と前記保持体間に
   設けられ前記超音波を前記金属融液の表面に集束させて
   該金属融液を微小液滴に霧化させる集束手段と、該微小
   液滴を冷却する冷却手段とを具備することを特徴とする
   金属微粉末の製造装置。
7. （７）超音波発生手段の冷却手段が、超音波振動子を冷
   却する超音波振動子冷却手段である請求項６記載の金属
   微粉末の製造装置。
8. （８）超音波発生手段の冷却手段が、放射方向変換器を
   冷却する放射方向変換器冷却手段である請求項６記載の
   金属微粉末の製造装置。
9. （９）超音波発生手段の冷却手段が、超音波共振器を冷
   却する共振器冷却手段である請求項６記載の金属微粉末
   の製造装置。
10. （１０）超音波発生手段の動作中に発生する熱を、超音
    波発生手段の駆動に使用するための電気に変換する熱−
    電気変換手段が設けられている請求項６ないし９のいず
    れか１項記載の金属微粉末の製造装置。