JPH0310007A - Method and apparatus for manufacturing metal fine powder - Google Patents
Method and apparatus for manufacturing metal fine powderInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
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
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for producing fine metal powder and an apparatus therefor.
[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7図(A)。[Prior Art] Conventionally, as a method and apparatus for manufacturing fine metal powder using ultrasonic vibration, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-110604
No. 61-295306 is disclosed. These conventional techniques will be explained with reference to the drawings. Figure 7(A).
(B)はいずれも円錐状の共振器61にその上方から溶
融金属62を流下させるもので、共振器61の超音波振
動により霧化された溶融金属62は微小粒子63となり
、冷却ガス供給管64から噴出される冷却ガス65によ
り冷却されて金属微粉末が製造される。第8図は溶融金
属72に共振器71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72の表面から微小の金
属粒子73が発生し、これが不活性雰囲気に保持された
チャンバー74内で冷却ガス導入ロア5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。In both cases (B), molten metal 62 is made to flow down from above into a conical resonator 61, and the molten metal 62 atomized by the ultrasonic vibration of the resonator 61 becomes minute particles 63, and the cooling gas supply pipe It is cooled by cooling gas 65 ejected from 64 to produce fine metal powder. In FIG. 8, a resonator 71 is immersed in a molten metal 72, and the ultrasonic vibrations generated from this generate minute metal particles 73 from the surface of the molten metal 72, which are then deposited into a chamber 74 maintained in an inert atmosphere. The metal powder is cooled by the cooling gas introduced from the cooling gas introduction lower 5, and a fine metal powder is produced.
[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。[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional technology has the following problems.
■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、溶融金属が共振器に接触すると、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。■The temperature of the molten metal flowing down or immersed into the resonator is generally high, so when the molten metal comes into contact with the resonator, alloying elements or impurities contained in the resonator mix into the molten metal, resulting in high-purity fine metal powder. is not obtained.
■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。■If a heat-resistant ceramic material is used to withstand the temperature of molten metal, the vibration characteristics will be poor and the desired vibration will not be obtained.
■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。(2) Fluctuations in the thickness of the molten metal formed on the resonator result in variations in the directly produced fine metal powder, but it is difficult to control the thickness.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、高純度
の金属微粉末を安定して、且つ、容易に製造することが
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。The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for producing fine metal powder that can stably and easily produce fine metal powder of high purity. do.
[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、前記金属融液の表面に超音波を集束させて
該金属融液を微小液滴に霧化させる工程と、前記金属融
液表面近傍の雰囲気温度をM1定する工程と、該雰囲気
温度111J定信号に基づいて超音波のエネルギーおよ
び周波数を制御する工程と、前記超音波のエネルギーお
よび周波数を制御しつつ、前記金属融液の表面に前記超
音波を集束させて引続き前記金属融液を前記微小液滴に
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。[Means for Solving the Problems] The manufacturing method of the present invention includes a step of melting a metal material to create a metal melt, and focusing an ultrasonic wave on the surface of the metal melt to turn the metal melt into a fine liquid. a step of atomizing the metal melt into droplets, a step of determining the ambient temperature near the surface of the metal melt, a step of controlling the energy and frequency of the ultrasonic waves based on the ambient temperature constant signal of 111 J, and the energy of the ultrasonic waves. and a step of atomizing the metal melt into the micro droplets by focusing the ultrasonic waves on the surface of the metal melt while controlling the frequency, and a step of cooling and solidifying the micro droplets. It is characterized by
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、前記金属融液の表面に超音波を集束
させて該金属融液を微小液滴に霧化させる工程と、該微
小液滴の粒径および生成量を測定する工程と、前記粒径
・生成量測定信号に基づいて前記超音波の集束点の位置
を制御する工程と、集束点の位置を制御しつつ前記金属
融液の表面に前記超音波を集束させて引続き前記金属融
液を前記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。ここ
で、超音波の音圧を測定する工程と、音圧111J定信
号に基づいて超音波のエネルギーを制御する工程と、超
音波のエネルギーを制御しつつ金属融液の表面に超音波
を集束させて引続き金属融液を微小液滴に霧化させる工
程を具備することが好ましい。The manufacturing method of the present invention also includes a step of melting a metal material to create a metal melt, and a step of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt to atomize the metal melt into minute droplets. , a step of measuring the particle size and production amount of the micro droplets, a step of controlling the position of the focal point of the ultrasonic wave based on the particle size/production amount measurement signal, and a step of controlling the position of the focal point. The method is characterized by comprising a step of focusing the ultrasonic waves on the surface of the metal melt to subsequently atomize the metal melt into the micro droplets, and a step of cooling and solidifying the micro droplets. Here, there are a step of measuring the sound pressure of the ultrasonic wave, a step of controlling the energy of the ultrasonic wave based on a constant sound pressure signal of 111 J, and a step of focusing the ultrasonic wave on the surface of the metal melt while controlling the energy of the ultrasonic wave. It is preferable to include a step of atomizing the metal melt into fine droplets.
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、該金属融液を流下させて金属融液流
を作る工程と、前記金属融液流の表面に超音波を集束さ
せて該金属融液を微小液滴に霧化させる工程と、前記金
属融液流表面近傍の雰囲気温度を測定する工程と、該雰
囲気温度測定信号に基づいて超音波のエネルギーおよび
周波数を制御する工程と、前記超音波のエネルギーおよ
び周波数を制御しつつ、前記金属融液流の表面に前記超
音波を集束させて引続き前記金属融液を前記微小液滴に
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特また、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、該金
属融液を流下させて金属融液流を作る工程と、前記金属
融液流の表面に超音波を集束させて該金属融液を微小液
滴に霧化させる工程と、該微小液滴の粒径および生成量
を測定する工程と、該粒径・生成i 71p+定信号に
基づいて流下している前記金属融液表面に接触する雰囲
気の圧力を所定値に設定しつつ、前記金属融液の表面に
超音波を集束させて引続き前記金属融液を前記微小液滴
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。Further, the manufacturing method of the present invention includes a step of melting a metal material to create a metal melt, a step of causing the metal melt to flow down to create a metal melt flow, and an ultrasonic wave applied to the surface of the metal melt flow. atomizing the metal melt into minute droplets; measuring the ambient temperature near the surface of the metal melt flow; and adjusting the energy and frequency of the ultrasonic waves based on the ambient temperature measurement signal. controlling the energy and frequency of the ultrasonic waves while focusing the ultrasonic waves on the surface of the metal melt stream to subsequently atomize the metal melt into the micro droplets; Particularly, the manufacturing method of the present invention is characterized by comprising a step of cooling and solidifying minute droplets, and a step of melting a metal material to form a metal melt, and flowing down the metal melt to form a metal melt. A process of creating a melt flow, a process of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow to atomize the metal melt into micro droplets, and measuring the particle size and production amount of the micro droplets. and focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt while setting the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt flowing down to a predetermined value based on the particle size/generation i71p+ constant signal. The method is characterized in that the method further comprises the steps of atomizing the metal melt into the micro droplets, and cooling and solidifying the micro droplets.
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、該金属融液を流下させて金属融液流
を作る工程と、前記金属融液流の表面に超音波を集束さ
せて該金属融液を微小液滴に霧化させる工程と、該微小
液滴の粒径および生成量を測定する工程と、前記粒径・
生成量n1定信号に基づいて前記超音波の集束点の位置
を制御する工程と、集束点の位置を制御しつつ前記金属
融液流の表面に前記超音波を集束させて引続き前記金属
融液を前記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。こ
こで、超音波の音圧を測定する工程と、音圧測定信号に
基づいて超音波のエネルギーを制御する工程と、超音波
のエネルギーを制御しつつ金属融液流の表面に超音波を
集束させて引続き金属融液を微小液滴に霧化させる工程
を具備することが好ましい。Further, the manufacturing method of the present invention includes a step of melting a metal material to create a metal melt, a step of causing the metal melt to flow down to create a metal melt flow, and an ultrasonic wave applied to the surface of the metal melt flow. a step of atomizing the metal melt into micro droplets by focusing the metal melt, a step of measuring the particle size and production amount of the micro droplets, and a step of measuring the particle size and amount of the micro droplets.
controlling the position of the focal point of the ultrasonic wave based on the generation amount n1 constant signal, and focusing the ultrasonic wave on the surface of the metal melt flow while controlling the position of the focal point, and subsequently The method is characterized by comprising a step of atomizing the liquid into the minute droplets, and a step of cooling and solidifying the minute droplets. Here, a process of measuring the sound pressure of the ultrasonic wave, a process of controlling the energy of the ultrasonic wave based on the sound pressure measurement signal, and a process of focusing the ultrasonic wave on the surface of the metal melt flow while controlling the energy of the ultrasonic wave. It is preferable to include a step of atomizing the metal melt into fine droplets.
さらに、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、
該金属融液の表面と接触する雰囲気の圧力を所定値に設
定する工程と、
該金属融液を流下させて金属融液流を作る工程と、
加圧状態で該金属融液流の表面に超音波を集束させて前
記金属融液を微小液滴に霧化させる工程と、
該微小液滴の粒径及び生成量を測定する工程と、該粒径
・生成量測定信号に基づいて前記超音波の集束点位置を
制御する工程と、
該粒径・生成量測定信号に基づいて流下している前記金
属融液流の表面に接触する雰囲気の圧力を所定値に設定
する工程と、
前記金属融液流の表面近傍の雰囲気温度を測定する工程
と、
該雰囲気温度n1定信号に基づいて超音波のエネルギー
および周波数を制御する工程と、前記金属融液の表面に
超音波を集束させて引続き前記金属融液を前記微小液滴
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、
を具備することを鵜徴とする。Further, the manufacturing method of the present invention includes a step of melting a metal material to create a metal melt, a step of setting the pressure of an atmosphere in contact with a surface of the metal melt to a predetermined value, and a step of causing the metal melt to flow down. a step of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow under pressure to atomize the metal melt into micro droplets; and a step of atomizing the metal melt into micro droplets. a step of measuring the particle size and production amount; a step of controlling the focal point position of the ultrasonic wave based on the particle size/production amount measurement signal; a step of setting the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt flow to a predetermined value; a step of measuring the atmosphere temperature near the surface of the metal melt flow; and a step of emitting ultrasonic waves based on the ambient temperature n1 constant signal. controlling energy and frequency; focusing ultrasound on the surface of the metal melt to subsequently atomize the metal melt into the micro droplets; cooling and solidifying the micro droplets; It is considered a sign of cormorant to have the following.
本発明の製造装置は、金属材料を保持する保持体と、該
保持体に隣設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、超音波発生手段から発生した超音波を前
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
に霧化させる集束手段と、前記金属融液表面近傍の雰囲
気温度を測定する雰囲気温度測定手段と、該雰囲気温度
測定によって得た信号に基づいて超音波エネルギーおよ
び周波数を制御する超音波制御手段と、前記微小液滴を
冷却する冷却手段とを具備することを特徴とする。The manufacturing apparatus of the present invention includes a holder for holding a metal material, a heating means disposed adjacent to the holder to heat the metal material to produce a metal melt, and an ultrasonic wave generator that generates an ultrasonic wave. a focusing means for atomizing the metal melt into minute droplets by focusing on the surface of the metal melt; an atmosphere temperature measurement means for measuring the ambient temperature near the surface of the metal melt; The present invention is characterized by comprising an ultrasonic control means for controlling ultrasonic energy and frequency based on a signal, and a cooling means for cooling the micro droplets.
また、本発明の製造装置は、金属材料を保持する保持体
と、該保持体に隣設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、超音波発生手段から発生した超音
波を流下している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集束手段と、該微小液滴の
粒径を71P1定する粒径測定手段と、該集束手段が集
束させる前記超音波の集束点の位置を前記粒径測定手段
の信号に基づいて制御する集束点制御手段と、前記微小
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、金属融液表面に集束される超音波の音圧を測
定する音圧測定手段と、該音圧測定手段によって得た音
圧a11定信号に基づいて超音波のエネルギーを制御す
る超音波制御手段が設けられていることが好ましい。Further, the manufacturing apparatus of the present invention includes a holder for holding a metal material, a heating means installed adjacent to the holder to heat the metal material to produce a metal melt, and an ultrasonic wave generated from an ultrasonic wave generating means. a focusing means for atomizing the metal melt into micro droplets by focusing the metal melt on the surface of the flowing metal melt; a particle size measuring means for determining the particle size of the micro droplets; and a particle size measuring means for determining the particle size of the micro droplets. The method is characterized by comprising a focusing point control means for controlling the position of a focusing point of the ultrasonic waves focused by the particle size measuring means based on a signal from the particle size measuring means, and a cooling means for cooling the micro droplet. Here, a sound pressure measuring means for measuring the sound pressure of the ultrasonic waves focused on the surface of the metal melt, and an ultrasonic wave controlling the energy of the ultrasound waves based on the sound pressure a11 constant signal obtained by the sound pressure measuring means. Preferably, control means are provided.
また、本発明の製造装置は、金属材料を溶融して金属融
液を作る加熱手段と、該加熱手段に隣接され前記金属融
液を流下させる流下手段を備え、該金属融液を保持する
保持体と、超音波発生手段から発生した超音波を前記金
属融液流の表面に集束させて前記金属融液を微小液滴に
霧化させる集束手段と、前記金属融液流表面近傍の雰囲
気温度を測定する雰囲気温度測定手段と、該雰囲気温度
測定によって得た信号に基づいて超音波エネルギーおよ
び周波数を制御する超音波制御手段と、前記微小液滴を
冷却する冷却手段とを具備することを特徴とする。Further, the manufacturing apparatus of the present invention includes a heating means for melting a metal material to produce a metal melt, and a flow means adjacent to the heating means for causing the metal melt to flow down, and a holder for holding the metal melt. a focusing means for atomizing the metal melt into minute droplets by focusing the ultrasonic waves generated from the ultrasonic wave generating means on the surface of the metal melt flow, and an ambient temperature near the surface of the metal melt flow. , an ultrasonic control means for controlling ultrasonic energy and frequency based on a signal obtained by measuring the atmospheric temperature, and a cooling means for cooling the microdroplet. shall be.
また、本発明の製造装置は、金属材料を溶融して金属融
液を作る加熱手段と、該加熱手段に隣設され前記金属融
液を流下させる流下手段を備え、該金属融液を保持する
保持体と、超音波発生手段から発生した超音波を流下し
ている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集束手段と、該微小液滴の粒径お
よび生成量を測定する粒径・生成量測定手段と、該粒径
・生成量測定手段の信号に基づいて流下している前記金
属融液の表面と接触する雰囲気の圧力を所定値に設定す
る雰囲気圧力制御手段と、前記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。Further, the manufacturing apparatus of the present invention includes a heating means for melting a metal material to form a metal melt, and a flowing means disposed adjacent to the heating means for causing the metal melt to flow down, and holding the metal melt. a holding body, a focusing means for atomizing the metal melt into minute droplets by focusing the ultrasonic waves generated from the ultrasonic generation means on the surface of the flowing metal melt, and particles of the minute droplets. A particle size/production amount measuring means for measuring the diameter and production amount, and setting the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt flowing down to a predetermined value based on the signal of the particle size/production amount measuring means. and a cooling means for cooling the micro droplets.
また、本発明の製造装置は、金属材料を溶融して金属融
液を作る加熱手段と、該加熱手段に隣設され前記金属融
液を流下させる流下手段を備え、該金属融液を保持する
保持体と、超音波発生手段から発生した超音波を前記金
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
化させる集束手段と、該微小液滴の粒径および生成量を
測定する粒径・生成量測定手段と、前記集束手段が集束
させる前記超音波の集束点の位置を前記粒径・生成量測
定手段の信号に基づいて制御する集束点制御手段と、前
記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、金属融液表面に集束される超音波の音
圧を測定する音圧測定手段と、該音圧測定手段によって
得た音圧測定信号に基づいて超音波のエネルギーを制御
する超音波制御手段が設けられていることが好ましい。Further, the manufacturing apparatus of the present invention includes a heating means for melting a metal material to form a metal melt, and a flowing means disposed adjacent to the heating means for causing the metal melt to flow down, and holding the metal melt. a holding body, a focusing means for focusing the ultrasonic waves generated from the ultrasonic generating means on the surface of the metal melt to atomize the metal melt into minute droplets, and the particle size and production amount of the minute droplets. a particle size and production amount measuring means for measuring the ultrasonic waves; a focusing point control means for controlling the position of a focal point of the ultrasonic waves focused by the focusing means based on a signal from the particle size and production amount measuring means; It is characterized by comprising a cooling means for cooling the droplets. Here, a sound pressure measuring means for measuring the sound pressure of the ultrasound focused on the surface of the metal melt, and an ultrasonic control for controlling the energy of the ultrasound based on the sound pressure measurement signal obtained by the sound pressure measuring means. Preferably, means are provided.
さらに、本発明の製造装置は、金属材料を溶融して金属
融液を作る加熱手段と、
該金属融液の表面と接触する雰囲気の圧力を所定値に設
定する雰囲気圧力設定手段と、前記加熱手段に隣設され
、前記金属融液を流下させる流下手段を備え、前記金属
融液を保持する保持体と、
流−ドしている金属融液流を一定の加圧状態に保・つ加
圧手段と、
所定の超音波を発生する超音波発生手段と、該超音波発
生手段と前記保持体間に設けられ前記超音波を流下して
いる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、
該微小液滴の粒径及び生成量をINIJ定する粒径・生
成量測定手段と、
前記集束手段が集束させる前記超音波の集束点の位置を
前記粒径・生成量測定手段の信号に基づいて制御する集
束点制御手段と、
前記粒径・生成量測定手の信号に基づいて流下している
前記金属融液の表面と接触する雰囲気の圧力を所定値に
設定する雰囲気圧力制御手段と、前記金属融液流の表面
近傍の雰囲気温度をn1定する雰囲気温度11?3定手
段と、
該雰囲気温度測定によって得た信号に基づいて超音波の
エネルギーおよび周波数を制御する超音波制御手段と、
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。Further, the manufacturing apparatus of the present invention includes: a heating means for melting a metal material to produce a metal melt; an atmosphere pressure setting means for setting the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt to a predetermined value; A holder for holding the metal melt, and a flow means for keeping the flowing metal melt in a constant pressurized state. a pressure means; an ultrasonic generating means for generating a predetermined ultrasonic wave; and an ultrasonic wave generating means provided between the ultrasonic generating means and the holding body to focus the ultrasonic wave on the surface of the metal melt flowing down to generate the metal. a focusing means for atomizing the melt into micro droplets; a particle size/production amount measuring means for determining the particle size and production amount of the micro droplets; and a focusing point of the ultrasonic waves focused by the focusing means. a focusing point control means for controlling the position based on the signal from the particle size and production amount measuring means; and an atmosphere that comes into contact with the surface of the metal melt flowing down based on the signal from the particle size and production amount measuring means. atmospheric pressure control means for setting the pressure of the metal melt to a predetermined value; atmospheric temperature control means for determining the atmospheric temperature near the surface of the metal melt flow to a predetermined value; The present invention is characterized by comprising: ultrasonic control means for controlling the energy and frequency of sound waves; and cooling means for cooling the micro droplets.
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。Any heating means may be used as long as it can easily melt the metal material into a metal melt. Examples of such devices include heater radiant tubes, lasers, and the like.
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6図(A)に示すような冷間ルツボ50や同
図CB)に示すような保持容器51、あるいは金属の板
、ロッド、ワイヤ等を直接保持するものを包含するもの
である。また、保持体をチャンバーの上方に取り付けて
金属融液を流下させて金属融液流を作成してもよい。こ
のとき、金属融液流は、円柱状または薄膜状とするのが
好ましい。また、金属融液流の流下速度は、0゜4ない
し2.4m/secであることが好ましい。これは、0
.4m/sec未満では安定した微小液滴が得られず、
2.4m/seeを超えると金属融液流表面に確実に超
音波を集束させることができないためである。最も好ま
しい流下速度は、0.7m/seeである。Heat melting of metal materials can be done by placing the metal material in a container that is a holder and heating the container to melt the entire metal material, or by holding a metal plate, rod, wire, etc. with a holder and melting the metal material. This is done by heating only the tip of the. Therefore, the holding body includes a cold crucible 50 as shown in FIG. 6(A), a holding container 51 as shown in FIG. It is something. Alternatively, a metal melt flow may be created by attaching a holding body above the chamber and causing the metal melt to flow down. At this time, it is preferable that the metal melt flow has a cylindrical shape or a thin film shape. Further, the flow rate of the metal melt flow is preferably 0°4 to 2.4 m/sec. This is 0
.. If the speed is less than 4 m/sec, stable microdroplets cannot be obtained;
This is because if the speed exceeds 2.4 m/see, the ultrasonic waves cannot be reliably focused on the surface of the metal melt flow. The most preferred flow rate is 0.7 m/see.
加圧手段は、超音波の伝達効率を良くする圧力状態を維
持できるものであればよい。このようなものとして、例
えば、金属融液の雰囲気ガス圧を直接調節によるものが
あり、これを装置内に直接設けてもよいし、装置とは別
にバッヂ式のチャンバー類を設けて装置内に接続しても
よい。The pressurizing means may be of any type as long as it can maintain a pressure state that improves the transmission efficiency of ultrasonic waves. For example, there is a method that directly adjusts the atmospheric gas pressure of the metal melt, and this may be installed directly within the device, or a badge-type chamber or the like may be installed separately from the device. May be connected.
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。The ultrasonic wave generating means may be any device that can generate ultrasonic waves having energy that can atomize the metal melt into minute droplets by focusing. An example of such a device is an ultrasonic generator that uses a normal high-frequency power source.
また、超音波の集束手段は、金属融液表面で超音波が集
中してその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く、
これらを複数個取り付けてもよい。但し、このとき、金
属融液表面、金属融液を流下させる場合には金属融液流
表面で集束するように取り付ける。これは、−度微粒子
化したものに超音波を集束させて更に微粒子化させるこ
とが困難であること、及び、超音波の集束点が一定でな
いと、微粒子化の効率が悪くなる不都合が生じるためで
ある。Further, as the ultrasonic focusing means, one is used that concentrates the ultrasonic waves on the surface of the metal melt and increases the energy of the ultrasonic waves. In this case, it is preferable to focus the ultrasonic waves on one point or a negative line. Furthermore, during the operation of pulverizing metal, a combination of point focusing type and line focusing type focusing means may be used.
A plurality of these may be attached. However, at this time, when the metal melt is flowing down, the metal melt is attached so as to converge on the metal melt flowing surface. This is because it is difficult to focus ultrasonic waves on particles that have been made into fine particles to further make them fine particles, and also because if the focusing point of the ultrasonic waves is not constant, the efficiency of making fine particles will deteriorate. It is.
また、超音波を集束する際に、金属融液流に対する超音
波の進行方向は、金属融液流に対して直交する直線を中
心に±45@の振れ角内であることが好ましい。しかし
て、金属融液流に対して直交する方向から超音波が進行
するのが特に好ましい。Further, when focusing the ultrasonic waves, it is preferable that the traveling direction of the ultrasonic waves with respect to the metal melt flow is within a deflection angle of ±45@ around a straight line orthogonal to the metal melt flow. Therefore, it is particularly preferable that the ultrasonic waves travel in a direction perpendicular to the flow of the metal melt.
粒径・生成量測定手段としては、パーティクルサイザー
と称せられる粒径分布測定器や光学的手段による生成f
f1a定器等を使用することができる。As means for measuring particle size and production amount, particle size distribution measurement equipment called particle sizer or optical means can be used to measure the production f.
An f1a meter or the like can be used.
雰囲気温度測定手段としては、温度計等が挙げられる。Examples of the atmospheric temperature measuring means include a thermometer.
また、超音波の音速が温度に依存するため、音速計を用
いて音速を測定し、その測定信号から雰囲気温度信号に
変換してもよい。この雰囲気温度測定手段を設置する場
所は、金属融液表面の雰囲気温度を正確に検知するため
に金属融液表面または金属融液を流下させる場合には金
属融液流表面の超音波の集束点の近傍であることが好ま
しい。Furthermore, since the sound speed of ultrasonic waves depends on temperature, the sound speed may be measured using a sonic speed meter, and the measured signal may be converted into an ambient temperature signal. In order to accurately detect the ambient temperature on the surface of the metal melt, the location where this atmospheric temperature measuring means is installed is the focal point of the ultrasonic waves on the surface of the metal melt or, if the metal melt is flowing down, on the surface of the metal melt flow. It is preferable that it be in the vicinity of .
音圧測定手段としては、レーザーやマイクロフォン等を
使用することができる。また、この音圧測定手段を設置
する場所は、金属融液表面の音圧を正確に検知するため
に金属融液表面または金属融液を流下させる場合には金
属融液流表面の超音波の集束点の近傍であることが好ま
しい。A laser, a microphone, etc. can be used as the sound pressure measuring means. In addition, in order to accurately detect the sound pressure on the surface of the metal melt, the location where this sound pressure measurement means is installed is determined by the location of the ultrasonic wave on the surface of the metal melt or, if the metal melt is flowing down, on the surface of the metal melt. Preferably, it is near the focal point.
雰囲気圧力設定手段は、流下している金属融液の表面に
接触する雰囲気の圧力を所定値に設定することにより、
流下する金属融液の流速つまり供給量を一定なものにし
て、常に最適な状態で微小液滴を霧化させるものであれ
ば良い。例えば、−粒径7I−1定手段の信号に応じて
圧力調節弁と圧力検出器の組合せにより、金属融液に接
触する雰囲気の圧力を直接変化させるものを採用するこ
とができる。The atmospheric pressure setting means sets the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the flowing metal melt to a predetermined value.
Any method may be used as long as the flow rate, that is, the supply amount of the metal melt flowing down is constant, and the fine droplets are always atomized in an optimal state. For example, it is possible to directly change the pressure of the atmosphere in contact with the metal melt using a combination of a pressure control valve and a pressure detector in response to a signal from a particle size 7I-1 determining means.
超音波制御手段は、金属融液流を微小液滴に霧化させる
際に、常に超音波が集束点で位相を重ね、霧化に必要な
超音波エネルギーを持つように設定できるものであれば
良い。例えば、雰囲気温度測定手段の信号に応じて周波
数を微調整したり、装置内に供給する雰囲気ガスの量を
制御するものや音圧測定手段の信号に応じて超音波発生
装置への入力を変化させたり、装置内の雰囲気圧力を変
化させたりするもの等が挙げられる。また、所望の音圧
が得られない場合は、警報を鳴らすようにしたり、操業
を停止させるようにしてもよい。The ultrasonic control means can be set so that when atomizing the metal melt flow into minute droplets, the ultrasonic waves always overlap in phase at the focal point and have the ultrasonic energy necessary for atomization. good. For example, the frequency may be finely adjusted according to the signal from the ambient temperature measuring means, the amount of atmospheric gas supplied to the device may be controlled, or the input to the ultrasonic generator may be changed depending on the signal from the sound pressure measuring means. Examples include those that change the atmospheric pressure within the device. Furthermore, if the desired sound pressure cannot be obtained, an alarm may be sounded or the operation may be stopped.
集束点制御手段は、霧化された微小液滴が常に所望の粒
径・生成量を有するように、超音波の集束点の位置を所
定の位置に制御して、霧化に必要なエネルギーを最適な
ものに設定できるものであれば良い。例えば、粒径・生
成量測定手段の信号に応じて集束手段をの位置を移動さ
せたり、エネルギーや周波数を調整するもの等が挙げら
れる。The focusing point control means controls the position of the focusing point of the ultrasonic waves to a predetermined position so that the atomized micro droplets always have the desired particle size and production amount, and controls the energy necessary for atomization. It is fine as long as it can be set optimally. For example, there is a method in which the position of the focusing means is moved or the energy or frequency is adjusted depending on the signal from the particle size/production amount measuring means.
また、金属融液流の量を変化させて、超音波の集束点の
位置を調節するものとしても良い。Furthermore, the position of the focal point of the ultrasonic wave may be adjusted by changing the amount of metal melt flow.
雰囲気圧力制御手段は、流下している金属融液の表面に
接触する雰囲気の圧力を所定値に設定することにより、
流下する金属融液の流速あるいは供給量を最適なもにし
て、常に所望の粒径を有する微小液滴を霧化させるもの
であれば良い。例えば、粒径測定手段の信号に応じて保
持体の流下口の開口大きさを変化させて、流下する金属
融液の流速・供給量を変化させ、金属融液の表面に接触
する雰囲気の圧力を所定値に設定するものや、粒径測定
手段の信号に応じて圧力調節弁と圧力検出器の組合せに
より、金属融液の表面に接触する雰囲気の圧力を直接変
化させるものを採用することができる。The atmospheric pressure control means sets the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the flowing metal melt to a predetermined value.
Any method may be used as long as the flow rate or supply amount of the metal melt flowing down is optimized to always atomize micro droplets having a desired particle size. For example, by changing the opening size of the flow port of the holder in accordance with the signal from the particle size measuring means, the flow rate and supply amount of the metal melt flowing down can be changed, and the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt can be changed. It is possible to adopt a method in which the pressure is set to a predetermined value, or a method in which the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt is directly changed by a combination of a pressure control valve and a pressure detector according to the signal from the particle size measuring means. can.
雰囲気温度測定手段または粒径・生成量測定手段により
雰囲気温度または粒径・生成量を測定して、その信号に
応じて超音波の周波数や金属融液表面周辺の音圧を制御
して金属融液の霧化を安定化させてもよい。Metal melting is performed by measuring the ambient temperature, particle size, and production amount using an ambient temperature measuring means or particle size/formation amount measuring means, and controlling the ultrasonic frequency and sound pressure around the surface of the metal melt according to the signals. Atomization of the liquid may be stabilized.
また、粒径と同様に霧化Uた金属微粉末の生成量を測定
して金属微粉末の生成量を制御してもよい。Further, the amount of atomized metal fine powder produced may be measured in the same manner as the particle size to control the amount of produced metal fine powder.
これらの粒径・生成量、雰囲気温度、音圧の測定手段、
および超音波エネルギー、超音波周波数、集束点位置、
音圧の制御手段を複数種類組み合わせて取り付けて操業
を安定化させてもよいことは勿論である。Measuring means of particle size, production amount, ambient temperature, and sound pressure,
and ultrasound energy, ultrasound frequency, focal point position,
Of course, a combination of multiple types of sound pressure control means may be installed to stabilize the operation.
[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。[Operation] According to the method and apparatus for producing fine metal powder according to the present invention, ultrasonic waves are generated, the phases of the ultrasonic waves are aligned, and the ultrasonic waves are focused on the surface of the metal melt. The metal melt is atomized into minute droplets by the energy of this ultrasonic wave.
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。Therefore, since the ultrasonic resonator is not in contact with the metal melt, it is possible to produce high-purity fine particles without introducing impurities into the atomized metal melt, and to extend the life of the resonator. .
原料となる金属を定量投入することにより、安定して効
率良く金属微粉末を製造することができる。さらに、流
下状態にあっても常に清浄な金属融液から金属微粉末を
製造することができる。また、金属融液流の霧化を金属
融液流および金属融液の雰囲気ガスを所定の圧力状態に
保って行うことにより、媒体であるガスの密度を高くす
ると共に金属融液流の流れ状態を最適状態に設定して、
超音波の伝達効率を充分に高くすることができる。By adding a fixed amount of metal as a raw material, fine metal powder can be produced stably and efficiently. Furthermore, fine metal powder can always be produced from a clean metal melt even in a flowing state. In addition, by atomizing the metal melt flow while maintaining the metal melt flow and the atmospheric gas of the metal melt at a predetermined pressure state, it is possible to increase the density of the medium gas and improve the flow condition of the metal melt flow. Set to the optimal state,
The transmission efficiency of ultrasonic waves can be made sufficiently high.
霧化した微小液滴の粒径・生成量を測定し、この粒径・
生成量信号に応じて超音波の集束点の位置を制御するこ
とにより、放射超音波を常に霧化に最適のエネルギーお
よび周波数にして金属融液の所定の表面で集束させるこ
とができる。Measure the particle size and amount of atomized microdroplets, and
By controlling the position of the focal point of the ultrasonic waves in accordance with the production amount signal, the emitted ultrasonic waves can be focused at a predetermined surface of the metal melt with the energy and frequency optimal for atomization at all times.
また、雰囲気温度を測定し、この雰囲気温度測定信号に
応じて装置内の雰囲気温度を制御することにより、放射
超音波を常に霧化に最適のエネルギーまたは周波数にし
て金属融液の所定の表面で集束させることができる。In addition, by measuring the ambient temperature and controlling the ambient temperature inside the device according to this ambient temperature measurement signal, the radiated ultrasonic waves are always set at the optimal energy or frequency for atomization at a predetermined surface of the metal melt. It can be focused.
また、霧化した微小液滴の粒径・生成量を測定し、この
粒径・生成量信号に応じて雰囲気圧力を所定値に設定す
ることにより、一定流速の金属融液流を作ることができ
る。このため、・放射超音波を常に霧化に最適のエネル
ギーにして金属融液の表面で集束させることができる。In addition, by measuring the particle size and production amount of the atomized minute droplets and setting the atmospheric pressure to a predetermined value according to the particle size and production amount signals, it is possible to create a metal melt flow with a constant flow rate. can. Therefore, the radiated ultrasonic waves can always be focused at the surface of the metal melt with optimal energy for atomization.
また、音圧を測定し、この音圧信号に応じて超音波エネ
ルギー制御することにより、放射超音波を常に霧化に最
適のエネルギーにして金属融液の所定の表面で集束させ
ることができる。Furthermore, by measuring the sound pressure and controlling the ultrasonic energy in accordance with this sound pressure signal, the emitted ultrasonic waves can always be focused at the optimum energy for atomization on a predetermined surface of the metal melt.
この結果、これらの作用を単独もしくは2つ以上を組み
合わせることにより、連続して安定して、且つ、効率良
く金属微粉末の製造をすることができる。As a result, by performing these actions alone or in combination of two or more, fine metal powder can be produced continuously, stably, and efficiently.
[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。[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the explanation of the manufacturing method of the present invention includes the explanation of the operation of the apparatus of the embodiment.
実施例1
第1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及びヒーター11が不活性ガス雰
囲気に保持されたチャンバー13の上方に設けられてい
る。また、保持容器10の底部には金属融液12をチャ
ンバー13内に流下させるノズル14が設けられている
。チャンバー13の側方には、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15、及び高周波の振動子16と
、チャンバー13内に設けられた共振器18、この共振
器18を囲むように設けられた超音波を集束させるだめ
の放射方向変換器1つと、チャンバー13と放射方向変
換器19を貫挿して振動子16と共振器18間に接続さ
れた振幅拡大器17とで構成されている。Example 1 FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a manufacturing apparatus for fine metal powder according to an example of the present invention. In the figure, 10 is a holding container that holds molten metal. A heater 11 for melting the metal material is installed outside the holding container 10, and a metal melt 12 is held inside the holding container 10. This holding container 10 and heater 11 are provided above a chamber 13 maintained in an inert gas atmosphere. Further, a nozzle 14 for causing the metal melt 12 to flow down into the chamber 13 is provided at the bottom of the holding container 10. An ultrasonic generator 1 is provided on the side of the chamber 13. The ultrasonic generator 1 includes a high-frequency power source 15 and a high-frequency vibrator 16 provided outside a chamber 13, a resonator 18 provided inside the chamber 13, and an ultrasonic generator provided surrounding the resonator 18. It consists of one radial direction converter for focusing sound waves, and an amplitude expander 17 inserted between the chamber 13 and the radial direction converter 19 and connected between the vibrator 16 and the resonator 18.
ここで、共振器18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
19は、共振器18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。Here, the material of the resonator 18 is preferably a titanium alloy or an aluminum alloy. Furthermore, since the radiation direction converter 19 has opposite phases on the vibrator side and the anti-vibrator side of the resonator 18, it is possible to superimpose these antiphase radiated sound waves in the same phase on the surface of the metal melt. is set up.
また、放射方向変換器19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。Further, the radiation direction converter 19 has a reflecting surface set in a parabolic shape in order to efficiently cause the sound waves to reach the surface of the metal melt.
また、チャンバー13の側方の端部には、チャンバ71
゛3内と連通して冷却ガスを供給する装置20が設けら
れている。この装置20は、圧力検出器21と、これに
基づく圧力3!J整弁22と、チャンバー13内に冷却
ガスを流入させる圧縮機23とを有している。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24が接続されている。チャン
バー13内には、後述する霧化によって発生しな微小液
滴の粒径・生成量を測定するを粒径・生成量測定手段2
6が設置されている。粒径・生成量測定手段26は、パ
ーティクルサイザーからなる粒径・生成量分布測定器で
構成されている。また、粒径・生成置数測定手段26は
、放射方向変換機19と連結して設けられている集束点
制御手段27に電気的に接続されている。Further, a chamber 71 is provided at the side end of the chamber 13.
A device 20 is provided which communicates with the interior of the device 3 and supplies cooling gas. This device 20 includes a pressure detector 21 and a pressure 3! based on the pressure detector 21. It has a J valve 22 and a compressor 23 that causes cooling gas to flow into the chamber 13. moreover,
A recovery device 24 for recovering the manufactured fine metal powder is connected to the other end of the chamber 13. Inside the chamber 13 is a particle size/amount measuring means 2 for measuring the particle size/amount of micro droplets generated by atomization, which will be described later.
6 is installed. The particle size/production amount measuring means 26 is constituted by a particle size/production amount distribution measuring device consisting of a particle sizer. Further, the particle size/production number measuring means 26 is electrically connected to a focusing point control means 27 which is provided in conjunction with the radial direction converter 19.
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。Next, the operation of the apparatus for manufacturing fine metal powder constructed as described above will be explained.
まず、高周波電源15によって超音波振動子16を振動
させて振動子16に連結している共振器18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・生成量を変えることができる。共
振器18の振動によら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
で超音波を同位相にして重ねるように設置された放射方
向変換器19で金属融液12の表面に集束される。そし
て、金属融液12の表面から微小液滴25を霧化させる
。微小液滴25は、粒径・生成量 a1定手段26の粒
径・生成量分布測定器によりその粒径・生成量が411
1定されている。粒径・生成量測定手段26は、この粒
径・生成量測定信号を集束点制御手段27に供給する。First, the ultrasonic transducer 16 is vibrated by the high frequency power source 15, and the resonator 18 connected to the transducer 16 is vibrated. By appropriately selecting the frequency of this ultrasonic wave, the particle size and production amount of the fine metal powder can be changed. Ultrasonic waves are emitted by the vibration of the resonator 18 using the atmospheric gas as a medium. This radiated ultrasonic wave is focused on the surface of the metal melt 12 by a radiation direction converter 19 installed so that the ultrasonic waves are in phase and overlapped on the surface of the metal melt 12 . Then, minute droplets 25 are atomized from the surface of the metal melt 12. The particle size and production amount of the micro droplets 25 are determined by the particle size and production amount distribution measuring device of the a1 determination means 26 to be 411.
1 is fixed. The particle size and production amount measuring means 26 supplies this particle size and production amount measurement signal to the focusing point control means 27.
集束点制御手段27は、粒径・生成量fllJ定信号に
基づいて放射方向変換器19を所定位置まで上下又は前
後させ、また、周波数を微調整する。すなわち、放射超
音波を常に霧化に最適のエネルギーにして流下している
金属融液12の所定の表面で集束させるべ(、放射方向
変換器19の位置を設定する。このようにして、操業中
、常に超音波の集束点の位置を最適位置にして集束超音
波を流下している金属融液12の表面に作用させる。こ
れによって、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、所望の粒径・生成量で微小液滴25を飛上がらせる
。The focusing point control means 27 moves the radiation direction converter 19 up and down or back and forth to a predetermined position based on the particle size/production amount fllJ constant signal, and finely adjusts the frequency. That is, the radiated ultrasonic waves should always have the optimum energy for atomization and be focused on a predetermined surface of the flowing metal melt 12 (the position of the radial direction converter 19 should be set). During the process, the focused ultrasonic wave is always set at the optimal position to act on the surface of the metal melt 12 flowing down.This creates capillary waves on the surface of the metal melt 12, which The micro droplets 25 are made to fly up from the surface of the metal melt 12 with a desired particle size and production amount by overcoming the tension.
飛上がった微小液滴25は冷却ガスによって冷却凝固さ
れるとともに、冷却ガスの流れにより回収器24に運ば
れ回収される。このようにして、連続して安定して所望
の粒径・生成量及び生成量の金属微粒子を得ることがで
きる。The flying micro droplets 25 are cooled and solidified by the cooling gas, and are carried to the collector 24 and collected by the flow of the cooling gas. In this way, metal fine particles having a desired particle size, production amount, and production amount can be obtained continuously and stably.
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。Next, an experimental example conducted to confirm the effects of the present invention will be described.
実験例1
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、流下状態の金属融液の表面近傍
で172dBの音圧レベルの超音波が得られた。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流下状態の
アルミニウム合金融液表面にこの超音波を作用させて、
微小成畝を発生させた。なお、アルミニウム合金融液の
流下速度は、0.7m/secとした。この微小液滴の
粒径を測定したところ、粒径は平均70μmであった。Experimental Example 1 Using the apparatus shown in Figure 1, an argon gas atmosphere was maintained at an absolute pressure of 1 kg/c-, and a resonator was vibrated at a frequency of 20 KHz, producing a vibration of approximately 12 microns with a single amplitude. When this was carried out, ultrasonic waves with a sound pressure level of 172 dB were obtained near the surface of the metal melt in a flowing state. A titanium alloy was used as the resonator, and an aluminum alloy was used as the molten metal. By applying ultrasonic waves with these characteristics to the surface of the flowing aluminum alloy liquid,
Small growth ridges were generated. Note that the flow rate of the aluminum alloy liquid was 0.7 m/sec. When the particle size of these micro droplets was measured, the average particle size was 70 μm.
この粒径を保つべく、放射方向変換器の位置を制御手段
により移動させ、超音波の集束位置を変化させた。In order to maintain this particle size, the position of the radiation direction converter was moved by a control means to change the focusing position of the ultrasonic waves.
得られた微小成畝である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。The obtained aluminum alloy powder with microscopic ribs was spherical particles with a particle size of 40 to 100 microns and an average particle size of 70 microns. In addition, there was no oxidation on the particle surface or any contamination of impurity elements, and the metal powder was of extremely high purity. Note that the amount of particles produced was approximately 700 grams/hour.
実施例2
第2図は、本発明の一実施例の金属微粉末の製造装置の
構成を示す説明図である。なお、実施例1と重複する部
分の説明は省略する。Embodiment 2 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of an apparatus for manufacturing fine metal powder according to an embodiment of the present invention. Note that explanations of parts that overlap with those of Example 1 will be omitted.
図中10は、溶融金属を保持しておく保持容器である。In the figure, 10 is a holding container that holds molten metal.
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及び
ヒーター11が不活性ガス雰囲気に保持されたチャンバ
ー13の下方に設けられている。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。超音波発生装
置1は、チャンバー13の外側に設けられた高周波電源
15、及び高周波の振動子16と、チャンバー13内に
設けられた共振器18、この共振器18を囲むように設
けられた超音波を集束のための放射方向変換器19と、
チャンバー13と放射方向変換器19を貫挿して振動子
16と共振器18間に接続された振幅拡大器17とで構
成されている。A heater 11 for melting the metal material is installed outside the holding container 10, and a metal melt 12 is held inside the holding container 10. This holding container 10 and heater 11 are provided below a chamber 13 maintained in an inert gas atmosphere. An ultrasonic generator 1 is provided above the chamber 13. The ultrasonic generator 1 includes a high-frequency power source 15 and a high-frequency vibrator 16 provided outside a chamber 13, a resonator 18 provided inside the chamber 13, and an ultrasonic generator provided surrounding the resonator 18. a radial direction converter 19 for focusing the sound waves;
It is composed of an amplitude expander 17 inserted between a chamber 13 and a radial direction converter 19 and connected between a vibrator 16 and a resonator 18.
また1、保持容器10内の金属融液12の表面の上方に
は、金属融液を微小液滴に霧化する際の雰囲気温度を測
定する温度計28が設置されている。Further, 1. Above the surface of the metal melt 12 in the holding container 10, a thermometer 28 is installed to measure the ambient temperature when the metal melt is atomized into minute droplets.
この温度計19は、チャンバー13の外側に圧力調整弁
22と連結して設けられている雰囲気温度制御手段29
と電気的に接続されている。This thermometer 19 is connected to an atmosphere temperature control means 29 provided outside the chamber 13 in connection with a pressure regulating valve 22.
electrically connected to.
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。Next, the operation of the apparatus for manufacturing fine metal powder constructed as described above will be explained.
まず、高周波電源15によって超音波振動子16を振動
させて振動子16に連結している共振器18を振動させ
る。共振器18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
の表面で超音波を同位相にして重ねるように設置された
放射方向変換器19で金属融液12の表面に集束される
。そして、金属融液12の表面から微小液滴25に霧化
させる。霧化の際に雰囲気温度が、温度計28によって
n1定されている。温度計28は、この雰囲気温度測定
信号を雰囲気温度制御手段29に供給する。雰囲気温度
制御手段29は、雰囲気温度測定信号に基づいて圧力調
整弁22の開閉を調節する。すなわち、雰囲気温度制御
手段29は、雰囲気内、特に、超音波の集束点近傍の温
度をモニターし、その情報に基づいて所定の雰囲気温度
に保ち、超音波の位相がズレるのを防止して、常に霧化
に最適のエネルギーを持つ放射超音波を金属融液12の
表面で集束させるべく、雰囲気温度を設定する。このよ
うにして、操業中、常に最適なエネルギーを持つ超音波
を金属融液12の表面に作用させる。これによって、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2
5を飛上がらせる。飛上がった微小液滴25は冷却ガス
によって冷却凝固されるとともに、冷却ガスの流れによ
り回収器24に運ばれ回収される。このようにして、連
続して安定して効率良く所望粒径・生成量の金属微粒子
を得ることができる。First, the ultrasonic transducer 16 is vibrated by the high frequency power source 15, and the resonator 18 connected to the transducer 16 is vibrated. Ultrasonic waves are emitted by the vibration of the resonator 18 using the atmospheric gas as a medium. This radiated ultrasonic wave is transmitted to the metal melt 12
The ultrasonic waves are focused on the surface of the metal melt 12 by a radiation direction converter 19 installed so that the ultrasonic waves are in phase and overlapped on the surface of the metal melt 12 . Then, the surface of the metal melt 12 is atomized into minute droplets 25 . At the time of atomization, the ambient temperature is set to n1 by a thermometer 28. Thermometer 28 supplies this ambient temperature measurement signal to ambient temperature control means 29. The ambient temperature control means 29 controls the opening and closing of the pressure regulating valve 22 based on the ambient temperature measurement signal. That is, the ambient temperature control means 29 monitors the temperature in the atmosphere, particularly near the focal point of the ultrasonic waves, maintains the ambient temperature at a predetermined level based on the information, and prevents the phase of the ultrasonic waves from shifting. The ambient temperature is set so that the radiated ultrasonic waves having the optimum energy for atomization are always focused on the surface of the metal melt 12. In this way, during operation, ultrasonic waves with optimum energy are always applied to the surface of the metal melt 12. As a result, capillary waves are created on the surface of the metal melt 12, which overcomes the surface tension and causes the micro droplets to form from the surface of the metal melt 12.
Make 5 fly up. The flying micro droplets 25 are cooled and solidified by the cooling gas, and are carried to the collector 24 and collected by the flow of the cooling gas. In this way, metal fine particles having a desired particle size and production amount can be obtained continuously, stably and efficiently.
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。Next, an experimental example conducted to confirm the effects of the present invention will be described.
実験例2
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。また、金属融液表
面近傍の雰囲気温度を温度計を用いて制御しながら操業
した。Experimental Example 2 Using the apparatus shown in Figure 2, an argon gas atmosphere was maintained at an absolute pressure of 1 kg/cd, and a resonator with a frequency set to 20 KHz was vibrated to produce vibrations of approximately 12 microns with a single amplitude. 172d near the surface of the metal melt
Ultrasonic waves with a sound pressure level of B were obtained. In addition, the operation was carried out while controlling the atmospheric temperature near the surface of the metal melt using a thermometer.
なお、操業中の雰囲気温度は、200℃±5℃に保たれ
た。共振器としてチタン合金を用い、溶融金属としてア
ルミニタム合金を用いた。この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小液滴を発生させた。Note that the atmospheric temperature during operation was maintained at 200°C±5°C. A titanium alloy was used as the resonator, and an aluminum alloy was used as the molten metal. This ultrasonic wave was applied to the surface of the aluminum alloy liquid to generate micro droplets.
このようにして、粒径40〜100ミクロン、平均粒径
70ミクロンのアルミニウム合金球状の粒子をが得られ
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が得られた。なお、粒子
の生成量は、800グラム/時間であった。In this way, aluminum alloy spherical particles with a particle size of 40 to 100 microns and an average particle size of 70 microns were obtained. There was no oxidation of the particle surface or contamination of impurity elements, and extremely high purity metal fine powder was obtained. Note that the amount of particles produced was 800 grams/hour.
実施例3
第3図は、本発明の一実施例の金属微粉末の製造装置の
構成を示す説明図である。なお、実施例1と重複する部
分の説明は省略する。Embodiment 3 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of an apparatus for manufacturing fine metal powder according to an embodiment of the present invention. Note that explanations of parts that overlap with those of Example 1 will be omitted.
図中10は、溶融金属を保持しておく保持容器である。In the figure, 10 is a holding container that holds molten metal.
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及び
ヒーター11が不活性ガス雰囲気に保持されたチャンバ
ー13の内に設けられている。また、保持容器10の底
部には金属融液12をチャンバー13内に流下させるノ
ズル14が設けられている。チャンバー13の側方には
、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15、
及び高周波の振動子16と、チャンバー13内に設けら
れた共振器18、この共振器18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19と、チ
ャンバー13と放射方向変換器19を貫挿して振動子1
6と共振器18間に接続された振幅拡大器17とで構成
されている。A heater 11 for melting the metal material is installed outside the holding container 10, and a metal melt 12 is held inside the holding container 10. This holding container 10 and heater 11 are provided in a chamber 13 maintained in an inert gas atmosphere. Further, a nozzle 14 for causing the metal melt 12 to flow down into the chamber 13 is provided at the bottom of the holding container 10. An ultrasonic generator 1 is provided on the side of the chamber 13. The ultrasonic generator 1 includes a high frequency power source 15 provided outside the chamber 13;
and a high-frequency vibrator 16, a resonator 18 provided in the chamber 13, a radial direction converter 19 provided surrounding the resonator 18 for focusing the ultrasonic waves, and a radial direction converter 19 that surrounds the resonator 18. The vibrator 1 is inserted through the container 19.
6 and an amplitude expander 17 connected between the resonator 18.
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装置20が設けられ
ている。この装置20は、圧力検出器21と、これに基
づく圧力調整弁22と、チャンバー13内に冷却ガスを
流入させる圧縮機23とを有している。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24が接続されている。チャンバー1
3内には、後述する霧化によって発生した微小液滴の粒
径・生成量を測定するを粒径・生成量測定手段30が設
置されてい′る。粒径・生成量測定手段30は、パーテ
ィクルサイザーからなる粒径・生成量分布測定器で構成
されている。また、粒径・生成置数測定手段30は、圧
力調整手段31に電気的に接続された雰囲気圧力制御手
段32に電気的に接続されている。Further, at the side end of the chamber 13, the chamber 1
A device 20 is provided which communicates with the inside of the cooling gas and supplies cooling gas. This device 20 includes a pressure detector 21 , a pressure regulating valve 22 based thereon, and a compressor 23 that causes cooling gas to flow into the chamber 13 . Furthermore, a recovery device 24 is connected to the other end of the chamber 13 for recovering the manufactured fine metal powder. chamber 1
A particle size/amount measuring means 30 for measuring the particle size/amount of micro droplets generated by atomization, which will be described later, is installed in the chamber 3. The particle size/production amount measuring means 30 is constituted by a particle size/production amount distribution measuring device consisting of a particle sizer. Further, the particle size/production number measuring means 30 is electrically connected to an atmospheric pressure control means 32 which is electrically connected to a pressure regulating means 31 .
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。Next, the operation of the apparatus for manufacturing fine metal powder constructed as described above will be explained.
まず、高周波電源15によって超音波振動子16を振動
させて振動子16に連結している共振器18を振動させ
る。共振器18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
の表面で超音波を同位相にして重ねるように設置された
放射方向変換器19で金属融液12の表面に集束される
。そして、金属融液12の表面から微小液滴25を霧化
させる。微小液滴25は、粒径・生成量測定手段30の
粒径・生成量分布測定器によりその粒径・生成量が測定
されている。粒径・生成量測定手段30は、この粒径・
生成量測定信号を雰囲気圧力制御手段32に供給する。First, the ultrasonic transducer 16 is vibrated by the high frequency power source 15, and the resonator 18 connected to the transducer 16 is vibrated. Ultrasonic waves are emitted by the vibration of the resonator 18 using the atmospheric gas as a medium. This radiated ultrasonic wave is transmitted to the metal melt 12
The ultrasonic waves are focused on the surface of the metal melt 12 by a radiation direction converter 19 installed so that the ultrasonic waves are in phase and overlapped on the surface of the metal melt 12 . Then, minute droplets 25 are atomized from the surface of the metal melt 12. The particle size and production amount of the micro droplets 25 are measured by a particle size/production amount distribution measuring device of the particle size/production amount measuring means 30 . The particle size/production amount measuring means 30 measures this particle size/production amount.
The production amount measurement signal is supplied to the atmospheric pressure control means 32.
雰囲気圧力制御手段32は、粒径・生成量測定信号に基
づいて圧力調整手段31の開閉度を制御してチャンバー
13内の圧力を所定値に設定する。すなわち、放射超音
波を常に霧化に最適のエネルギーにして流下している金
属融液12の所定の表面で集束させるべく、チャンバー
13内の圧力を設定する。このようにして、操業中、常
に超音波の集束エネルギーを最適値にして集束超音波を
流下している金属融液12の表面に作用させる。これに
よって、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、
所望の粒径・生成量で微小液滴25を飛上がらせる。The atmospheric pressure control means 32 controls the degree of opening and closing of the pressure adjustment means 31 based on the particle size/production amount measurement signal to set the pressure in the chamber 13 to a predetermined value. That is, the pressure in the chamber 13 is set so that the radiated ultrasonic waves always have the optimum energy for atomization and are focused on a predetermined surface of the flowing metal melt 12. In this manner, during operation, the focused ultrasonic waves are always set at an optimal value and the focused ultrasonic waves are applied to the surface of the metal melt 12 flowing down. As a result, capillary waves are created on the surface of the metal melt 12,
This overcomes the surface tension and from the surface of the metal melt 12,
Micro droplets 25 are made to fly up with a desired particle size and production amount.
飛上がった微小液滴25は冷却ガスによって冷却凝固さ
れるとともに、冷却ガスの流れにより回収器24に運ば
れ回収される。このようにして、連続して安定して所望
の粒径・生成量の金属微粒子を得ることができる。The flying micro droplets 25 are cooled and solidified by the cooling gas, and are carried to the collector 24 and collected by the flow of the cooling gas. In this way, fine metal particles of desired particle size and production amount can be obtained continuously and stably.
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。Next, an experimental example conducted to confirm the effects of the present invention will be described.
実験例3
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/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、流下状態の金属融液の表面近傍
で172dBの音圧レベルの超音波が得られた。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流下状態の
アルミニウム合金融液表面にこの超音波を作用させて、
微小波数を発生させた。なお、アルミニウム合金融液の
流下速度は、0.7m/secとした。この微小液滴の
粒径を測定したところ、粒径は平均70μmであった。Experimental Example 3 Using the apparatus shown in Figure 3, an argon gas atmosphere was maintained at an absolute pressure of 1 kg/c-, and a resonator was vibrated at a frequency of 20 KHz to produce a vibration of about 12 microns with a single amplitude. When this was carried out, ultrasonic waves with a sound pressure level of 172 dB were obtained near the surface of the metal melt in a flowing state. A titanium alloy was used as the resonator, and an aluminum alloy was used as the molten metal. By applying ultrasonic waves with these characteristics to the surface of the flowing aluminum alloy liquid,
It generated minute wave numbers. Note that the flow rate of the aluminum alloy liquid was 0.7 m/sec. When the particle size of these micro droplets was measured, the average particle size was 70 μm.
この粒径を所望値にすべく、チャンバー内の雰囲気圧力
・の制御手段により調整弁の開閉度を制御してチャンバ
ー内の雰囲気圧力を金属融液の量に応じて制御させた。In order to adjust the particle size to a desired value, the atmospheric pressure in the chamber was controlled in accordance with the amount of metal melt by controlling the degree of opening and closing of the regulating valve using a control means for controlling the atmospheric pressure in the chamber.
得られた微小液滴である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。The obtained aluminum alloy powder, which was a micro droplet, was a spherical particle with a particle size of 40 to 100 microns and an average particle size of 70 microns. In addition, there was no oxidation on the particle surface or any contamination of impurity elements, and the metal powder was of extremely high purity. Note that the amount of particles produced was approximately 700 grams/hour.
実施例4
第4図は、本発明の一実施例の金属微粉末の製造装置の
構成を示す説明図である。なお、実施例1と重複する部
分の説明は省略する。Embodiment 4 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of an apparatus for manufacturing fine metal powder according to an embodiment of the present invention. Note that explanations of parts that overlap with those of Example 1 will be omitted.
図中10は、溶融金属を保持しておく保持容器である。In the figure, 10 is a holding container that holds molten metal.
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及び
ヒーター11が不活性ガス雰囲気に保持されたチャンバ
ー13の下方に設けられている。保持容器10内の金属
融液12の表面の上方には、霧化によって発生した微小
液滴の粒径・生成量を測定するを粒径・生成量測定手段
としてパーティクルサイザー33が設置されている。ま
た、パーティクルサイザー33は、チャンバー13の外
側に保持容器10と連結して設けられている集束点制御
手段34に電気的に接続されている。また、金属融液1
2の表面の上方には、金属融液12表面近傍の音圧を測
定する音圧測定手段としてマイクロフォン35が設置さ
れている。また、マイクロフォン35は、チャンバー1
3の外側に圧力調整弁22と連結して設けられている雰
囲気温度制御手段36に電気的に接続されている。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。超音波発生装置1は、チャンバー13の外側に設け
られた高周波電源15、及び高周波の振動子16と、チ
ャンバー13内に設けられた共振器18、この共振器1
8を囲むように設けられた超音波を集束のための放射方
向変換器19と、チャンバー13と放射方向変換器19
を貫挿して振動子16と共振器18間に接続された振幅
拡大器17とで構成されている。A heater 11 for melting the metal material is installed outside the holding container 10, and a metal melt 12 is held inside the holding container 10. This holding container 10 and heater 11 are provided below a chamber 13 maintained in an inert gas atmosphere. Above the surface of the metal melt 12 in the holding container 10, a particle sizer 33 is installed as a particle size/amount measuring means for measuring the particle size/amount of micro droplets generated by atomization. . Further, the particle sizer 33 is electrically connected to a focusing point control means 34 provided outside the chamber 13 in connection with the holding container 10. In addition, metal melt 1
A microphone 35 is installed above the surface of the metal melt 12 as a sound pressure measuring means for measuring the sound pressure near the surface of the metal melt 12. Further, the microphone 35 is connected to the chamber 1.
It is electrically connected to an ambient temperature control means 36 provided outside of the pressure regulating valve 22 and connected to the pressure regulating valve 22 . An ultrasonic generator 1 is provided above the chamber 13. The ultrasonic generator 1 includes a high-frequency power source 15 and a high-frequency vibrator 16 provided outside the chamber 13, a resonator 18 provided inside the chamber 13, and the resonator 1.
a radial direction converter 19 for focusing ultrasonic waves provided surrounding the chamber 13 and the radial direction converter 19;
The amplitude expander 17 is connected between the vibrator 16 and the resonator 18 by penetrating the oscillator 16 and the resonator 18.
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。Next, the operation of the apparatus for manufacturing fine metal powder constructed as described above will be explained.
まず、高周波電源15によって超音波振動子16を振動
させて振動子16に連結している共振器18を振動させ
る。共振器18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
の表面で超音波を同位相にして重ねるように設置された
放射方向変換器19で金属融液12の表面に集束される
。そして、金属融液12の表面から微小液滴25を霧化
させる。霧化された微小液滴25は、パーティクルサイ
ザー33によって粒径・生成量が測定されている。パー
ティクルサイザー33は、この粒径・生成量測定信号を
集束点制御手段34に供給する。集束点制御手段34は
、粒径・生成量測定信号に基づいて保持容器10を所定
位置まで上下させる。すなわち、放射超音波を常に霧化
に最適のエネルギーにして金属融液12の所定の表面で
集束させるべく、保持容器10の位置を設定する。First, the ultrasonic transducer 16 is vibrated by the high frequency power source 15, and the resonator 18 connected to the transducer 16 is vibrated. Ultrasonic waves are emitted by the vibration of the resonator 18 using the atmospheric gas as a medium. This radiated ultrasonic wave is transmitted to the metal melt 12
The ultrasonic waves are focused on the surface of the metal melt 12 by a radiation direction converter 19 installed so that the ultrasonic waves are in phase and overlapped on the surface of the metal melt 12 . Then, minute droplets 25 are atomized from the surface of the metal melt 12. The particle size and production amount of the atomized micro droplets 25 are measured by a particle sizer 33. The particle sizer 33 supplies this particle size/production amount measurement signal to the focusing point control means 34. The focusing point control means 34 moves the holding container 10 up and down to a predetermined position based on the particle size/production amount measurement signal. That is, the position of the holding container 10 is set so that the radiated ultrasonic waves always have the optimum energy for atomization and are focused on a predetermined surface of the metal melt 12.
このようにして、操業中、常に超音波の集束点の位置を
最適位置にして集束超音波を金属融液12の表面に作用
させる。一方、金属融液表面近傍に設置されたマイクロ
フォン35によって、金属励液周辺部の音圧が測定され
る。マイクロフォン3弓は、この音圧17111定信号
を雰囲気温度制御手段36に供給する。雰囲気温度制御
手段36は、音圧測定信号に基づいて圧力調整弁22を
操作して、装置内の雰囲気温度を変える。すなわち、放
射超音波を常に霧化に最適のエネルギーにして金属融液
12の所定の表面で集束させるべく、超音波を伝播する
雰囲気の温度を設定する。このようにして、操業中、常
に超音波の集束点の位置を最適位置にし、且つ、霧化に
最適な超音波のエネルギーを伝播できる雰囲気の温度に
して超音波を金属融液12の表面に作用させる。これに
よって、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25を飛上がらせる。飛上がった微小液滴25
は冷却ガスによって冷却凝固されるとともに、冷却ガス
の流れにより回収器24に運ばれ回収される。このよう
にして、連続して安定して効率良く所望粒径・生成量の
金属微粒子を得ることができる。In this way, during operation, the focused ultrasonic wave is always set at the optimal position to act on the surface of the metal melt 12. On the other hand, a microphone 35 installed near the surface of the metal melt measures the sound pressure around the metal excitation liquid. The microphone 3 bow supplies this sound pressure 17111 constant signal to the ambient temperature control means 36. The ambient temperature control means 36 operates the pressure regulating valve 22 based on the sound pressure measurement signal to change the ambient temperature within the apparatus. That is, the temperature of the atmosphere in which the ultrasonic waves are propagated is set so that the radiated ultrasonic waves always have the optimum energy for atomization and are focused on a predetermined surface of the metal melt 12. In this way, during operation, the ultrasonic focusing point is always set at the optimum position, and the temperature of the atmosphere is such that the optimum ultrasonic energy can be propagated for atomization, and the ultrasonic waves are applied to the surface of the metal melt 12. Let it work. As a result, capillary waves are created on the surface of the metal melt 12,
This overcomes the surface tension and from the surface of the metal melt 12,
The minute droplets 25 are made to fly up. Flying micro droplet 25
is cooled and solidified by the cooling gas, and is carried to the recovery device 24 and recovered by the flow of the cooling gas. In this way, metal fine particles having a desired particle size and production amount can be obtained continuously, stably and efficiently.
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。Next, an experimental example conducted to confirm the effects of the present invention will be described.
実験例4
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/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。この音圧は、操業
中、常にマイクロフォンで測定し、所望の音圧にすべく
雰囲気圧を調整した。共振器としてチタン合金を用い、
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小液滴
を発生・させた。この微小液滴の粒径・生成量を測定し
たところ、粒径・生成量は平均70μmであった。この
粒径・生成量を一定値に保つべく、保持容器の位置を移
動させ、超音波の集束位置変化させた。なお、保持容器
の移動速度は、1.2cm/hであった。Experimental Example 4 Using the apparatus shown in Figure 4, an argon gas atmosphere was maintained at an absolute pressure of 1 kg/cd, and a resonator with a frequency set to 20 KHz was vibrated to produce vibrations of approximately 12 microns with a single amplitude. 172d near the surface of the metal melt
Ultrasonic waves with a sound pressure level of B were obtained. This sound pressure was constantly measured with a microphone during operation, and the atmospheric pressure was adjusted to achieve the desired sound pressure. Using titanium alloy as a resonator,
An aluminum alloy was used as the molten metal. This ultrasonic wave was applied to the surface of this aluminum alloy liquid to generate micro droplets. When the particle size and production amount of these micro droplets were measured, the average particle size and production amount were 70 μm. In order to keep the particle size and production amount constant, the position of the holding container was moved to change the focal position of the ultrasonic waves. Note that the moving speed of the holding container was 1.2 cm/h.
このようにして、粒径・生成量40〜100ミクロン、
平均粒径・生成ff170ミクロンのアルミニウム合金
球状の粒子をか得られた。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
が得られた。なお、粒子の生成量は、800グラム/時
間であった。In this way, the particle size and production amount are 40 to 100 microns,
Aluminum alloy spherical particles with an average particle diameter/formation ff of 170 microns were obtained. There was no oxidation of the particle surface and no contamination of impurity elements, and a metal fine powder of extremely high purity was obtained. Note that the amount of particles produced was 800 grams/hour.
実施例5
第5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。Embodiment 5 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. Note that explanations of parts that overlap with those of Example 1 will be omitted.
図中10は、溶患金属を保持しておく保持容器である。In the figure, 10 is a holding container that holds the molten metal.
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及び
ヒーター11が、第1のチャンバー13内に設置されて
いる。この第1のチャンバー13は、金属融液12の表
面と接触する雰囲気の圧力を、液面レベル計45で金属
融液12の液面をn1定しながら、所定値に設定する雰
囲気圧力調整弁44を有している。第1のチャンバ71
3は、第2のチャンバー49と連通ずるようにしてその
上方に設けられている。第2のチャンバー49には、保
持容器10から流下させる金属融液12を一定の加圧状
態に保つ圧力調整弁41が取り付けられている。A heater 11 for melting the metal material is installed outside the holding container 10, and a metal melt 12 is held inside the holding container 10. This holding container 10 and heater 11 are installed in the first chamber 13. This first chamber 13 has an atmosphere pressure regulating valve that sets the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt 12 to a predetermined value while adjusting the liquid level of the metal melt 12 by a liquid level meter 45. It has 44. First chamber 71
3 is provided above the second chamber 49 so as to communicate with it. A pressure regulating valve 41 is attached to the second chamber 49 to keep the metal melt 12 flowing down from the holding container 10 in a constant pressurized state.
また、保持容器10の底部には第2のチャンバー49を
貫挿するようにして金属融液12を第2のチャンバー4
9内に流下させるノズル14が設けられている。第2の
チャンバー49には操業中の装置の温度を所定の値にす
るために装置全体の外周に冷却ジャケット37が設けら
れている。Further, a second chamber 49 is inserted into the bottom of the holding container 10 to supply the metal melt 12 to the second chamber 4.
A nozzle 14 is provided to allow the flow to flow down into the interior of the container 9 . A cooling jacket 37 is provided in the second chamber 49 around the entire outer periphery of the apparatus in order to maintain the temperature of the apparatus at a predetermined value during operation.
この冷却ジャケット37内には、流入口37aから排出
口37bの方向に冷媒として水を通流している。この水
は、冷却ジャケット37内を通流する間に操業中の過熱
によって発生した熱を吸収して外界に放出する。Water as a refrigerant flows through the cooling jacket 37 from the inlet 37a to the outlet 37b. While flowing through the cooling jacket 37, this water absorbs heat generated by overheating during operation and releases it to the outside world.
第2のチャンバー49内で第1のチャンバー13の下方
には、保持容器10から流下させた金属融液流の表面に
超音波を集束できるように、超音波発生器1及び超音波
発生器1′が設けられている。超音波発生器1及び1′
は、チャンバー13の外に取り付けられた高周波電源1
5゜15′と、高周波の振動子16.16’、共振器1
8.18’ この共振器18.18’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19
.19’ と、放射方向変換器19゜19′を貫挿して
振動子16.16’と共振器18.18’間に接続され
た振幅拡大器17゜17′とで構成されている。An ultrasonic generator 1 and an ultrasonic generator 1 are disposed below the first chamber 13 in the second chamber 49 so as to be able to focus ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow flowing down from the holding container 10. ' is provided. Ultrasonic generators 1 and 1'
is a high frequency power supply 1 installed outside the chamber 13.
5°15', high frequency vibrator 16.16', resonator 1
8.18' Radial direction converter 19 for focusing ultrasonic waves provided so as to surround this resonator 18.18'
.. 19', and an amplitude expander 17.17' connected between the vibrator 16.16' and the resonator 18.18' through the radial direction converter 19.19'.
また、第2のチャンバー49の両側方の収納部38に各
々予備の超音波発生器1′ が収納されている。Further, spare ultrasonic generators 1' are housed in the housing sections 38 on both sides of the second chamber 49, respectively.
保持容器10内から流下する金属融液12の表面の周辺
には、霧化によって発生した微小液滴の粒径・生成量及
び生成量を測定するを粒径・生成量・生成量測定手段3
9が設置されている。粒径・生成量・生成量測定手段3
9は、パーティクルサイザーからなる粒径・生成量分布
測定器39aと、受光素子と発光素子からなる生成量測
定器39bとで構成されている。また、粒径・生成量・
生成量測定手段39は、超音波発生器1及び1′と電気
的に接続されている集束点制御手段40に電気的に接続
されている。さらに、粒径・生成量・生成量測定手段3
・9は、流下している金属融液12の表面と接触する第
2のチャンバー49内の雰囲気の圧力を所定値に設定す
る圧力調整弁41と連結して設けられている圧力制御手
段42と電気的に接続されている。Around the surface of the metal melt 12 flowing down from inside the holding container 10, there is a particle size/production amount/production amount measuring means 3 for measuring the particle size, production amount, and production amount of minute droplets generated by atomization.
9 has been installed. Particle size/production amount/production amount measurement means 3
Reference numeral 9 is composed of a particle size/production amount distribution measuring device 39a consisting of a particle sizer, and a production amount measuring device 39b consisting of a light receiving element and a light emitting element. In addition, particle size, production amount,
The production amount measuring means 39 is electrically connected to a focusing point control means 40 which is electrically connected to the ultrasonic generators 1 and 1'. Furthermore, particle size/production amount/production amount measuring means 3
- 9 is a pressure control means 42 provided in connection with a pressure regulating valve 41 that sets the pressure of the atmosphere in the second chamber 49 in contact with the surface of the metal melt 12 flowing down to a predetermined value; electrically connected.
また、保持容器10内から流下する金属融液12の表面
の周辺には、金属融液12を微小液滴25に霧化する際
の雰囲気温度を#J定する温度計46が設置されている
。この温度計46は、冷却ジャケット37に送り込む水
の量を制御する図示しない給水装置と接続している水量
制御手段43と電気的に接続されている。尚、金属微粉
末を乾式回収させてもよい。この場合、回収器を通過し
た冷却ガスを一度熱交換器を通して冷却した後再循環さ
せて用いるのが好ましい。Further, a thermometer 46 is installed around the surface of the metal melt 12 flowing down from inside the holding container 10 to determine the ambient temperature when the metal melt 12 is atomized into minute droplets 25. . This thermometer 46 is electrically connected to a water amount control means 43 that is connected to a water supply device (not shown) that controls the amount of water fed into the cooling jacket 37 . Incidentally, the metal fine powder may be recovered in a dry manner. In this case, it is preferable to cool the cooling gas that has passed through the recovery device once through a heat exchanger and then recirculate it for use.
さらに、第2のチャンバー49の底部に、霧化された微
小液滴25を冷却するためにアルコール48が溜められ
ている。第2のチャンバー49の底部に11製造された
金属微粉末を回収するための回収器24が接続されてい
る。なお、金属微粉末を乾式で回収する場合は、回収器
24を通過した冷却ガスを熱交換器に通して冷却し、そ
の後その冷却ガスを再循環させて行う。Furthermore, alcohol 48 is stored at the bottom of the second chamber 49 in order to cool the atomized minute droplets 25 . A collector 24 is connected to the bottom of the second chamber 49 to collect the fine metal powder produced in the second chamber 49 . Note that when recovering metal fine powder in a dry manner, the cooling gas that has passed through the recovery device 24 is cooled by passing through a heat exchanger, and then the cooling gas is recirculated.
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。Next, the operation of the apparatus for manufacturing fine metal powder constructed as described above will be explained.
まず、第1のチャンバー13内の保持容器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。First, the metal melt 12 held in the holding container 10 in the first chamber 13 is maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal material by the heater 11.
又、第1のチャンバー内は、圧力調節を行うことができ
るので保持容器10から流下させる金属融液12の流れ
を定速にて安定させる。そして、金属融液には、第2の
チャンバー49内にノズル14から流下される。第2の
チャンバー49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、流
下された金属融液12の酸化あるいはその他の化学反応
を防止している。金属融液12は、流下状態にあり、常
に高い清浄度を保っている。また、第2のチャンバー4
9内は、圧力調整弁41によって不活性ガス圧力を調節
して、少なくとも大気圧以上の所定の加圧状態に保持す
る。Moreover, since the pressure inside the first chamber can be adjusted, the flow of the metal melt 12 flowing down from the holding container 10 is stabilized at a constant speed. Then, the metal melt flows down from the nozzle 14 into the second chamber 49 . The inside of the second chamber 49 is maintained in an inert atmosphere using an inert gas such as A gas, for example. This prevents oxidation or other chemical reactions of the metal melt 12 flowing down. The metal melt 12 is in a flowing state and always maintains a high degree of cleanliness.
9 is maintained at a predetermined pressurized state of at least atmospheric pressure or higher by adjusting the inert gas pressure with a pressure regulating valve 41.
次に、高周波電源15.15’によって各々超音波振動
子16.16’を振動させて振動子16゜16′に連結
している共振器18.18’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・生成量を変えることができる。共振器18.18
’ 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。Next, the ultrasonic transducers 16 and 16' are vibrated by the high frequency power sources 15 and 15', thereby vibrating the resonators 18 and 18' connected to the transducers 16 and 16'. By appropriately selecting the frequency of this ultrasonic wave, the particle size and production amount of the fine metal powder can be changed. Resonator 18.18
' Vibration causes ultrasonic waves to be emitted using the atmospheric gas as a medium.
この場合、雰囲気ガスは、加圧状態であるため密度が高
く、効率良く超音波を伝達する。この放射超音波は、流
下状態にある金属融液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19.19’で集束される。In this case, since the atmospheric gas is in a pressurized state, it has a high density and transmits ultrasonic waves efficiently. The radiated ultrasonic waves are focused by the radial direction converter 19, 19' so that they overlap in phase on the surface of the metal melt 12 in a flowing state.
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S&12の表
面から微小液滴25を飛散らせる。微小液滴25は、粒
径・生成量・生成量11pノ定手段39の粒径・生成量
分布測定器39aと生成量測定器39bとによりその粒
径・生成量および生成量が測定されている。粒径・生成
量・生成量測定手段3つは、この粒径・生成量・生成量
測定信号を集束点制御手段40及び圧力制御手段42に
供給する。集束点制御手段40は、粒径・生成量・生成
量測定信号に基づいて超音波発生器1及び1′の位置を
変化させる。すなわち、放射超音波を常に霧化に最適の
エネルギーにして金属融液12の所定の表面で集束させ
るべく、超音波発生器1及び1′の位置を設定する。ま
た、圧力制御手段42は、粒径・生成量・生成量測定信
号に基づいて圧力調整弁41の開閉度を制御して第2の
チャンバー49内の圧力を所定値に設定する。In this way, when the focused ultrasonic waves act on the surface of the metal melt 12, capillary waves are created on the surface of the metal melt 12, which overcomes the surface tension and scatters minute droplets 25 from the surface of the metal melt S&12. let The particle size, production amount, and production amount of the micro droplets 25 are measured by the particle size/production amount distribution measuring device 39a and the production amount measuring device 39b of the particle size/production amount/production amount determining means 39. There is. The three particle size, production amount, and production amount measuring means supply the particle size, production amount, and production amount measurement signals to the focusing point control means 40 and the pressure control means 42. The focusing point control means 40 changes the positions of the ultrasonic generators 1 and 1' based on the particle size, production amount, and production amount measurement signal. That is, the positions of the ultrasonic generators 1 and 1' are set so that the emitted ultrasonic waves always have the optimum energy for atomization and are focused on a predetermined surface of the metal melt 12. Further, the pressure control means 42 controls the opening/closing degree of the pressure regulating valve 41 based on the particle size, production amount, and production amount measurement signal to set the pressure in the second chamber 49 to a predetermined value.
すなわち、放射超音波を常に霧化に最適のエネルギーに
して流下している金属融液12の所定の表面で集束させ
るべく、第2のチャンバー49内の圧力を設定する。That is, the pressure in the second chamber 49 is set so that the radiated ultrasonic waves always have the optimum energy for atomization and are focused on a predetermined surface of the flowing metal melt 12.
また、霧化の際に雰囲気温度が、温度計46によって1
11定されている。温度計46は、この雰囲気温度測定
信号を水量制御手段43にaへ給する。Also, during atomization, the ambient temperature is measured by the thermometer 46.
11 has been established. The thermometer 46 supplies this atmospheric temperature measurement signal to the water amount control means 43 a.
水量制御手段43は、雰囲気温度AI定信号に基づいて
装置を冷却する冷却ジャケット37に供給する水量を制
御する。すなわち、水量制御手段43は、雰囲気内、特
に、超音波の集束点近傍の温度をモニターし、その情報
に基づいて所定の雰囲気温度に保ち、超音波の位相がズ
レるのを防止して、常に霧化に最適のエネルギーを持つ
放射超音波を金属融液12の表面で集束させるべく、雰
囲気温度を制御する。また、温度調整が遅れる場合には
、周波数を微調整することによって集束させる。The water amount control means 43 controls the amount of water supplied to the cooling jacket 37 that cools the device based on the ambient temperature AI constant signal. That is, the water amount control means 43 monitors the temperature in the atmosphere, particularly near the focal point of the ultrasonic waves, maintains it at a predetermined ambient temperature based on that information, prevents the phase of the ultrasonic waves from shifting, and constantly The ambient temperature is controlled so that the radiated ultrasonic waves having the optimum energy for atomization are focused on the surface of the metal melt 12. Furthermore, if temperature adjustment is delayed, the frequency is finely adjusted to focus.
飛散った微小液滴25は第2のチャンバー49の底部に
溜めであるアルコール48中に落下して冷却凝固される
と共に、回収器24に運ばれ回収される。このようにし
て、連続して安定して効率良く所望粒径・生成量の金属
微粒子を得ることができる。The scattered minute droplets 25 fall into the alcohol 48, which is a reservoir at the bottom of the second chamber 49, are cooled and solidified, and are transported to the collector 24 and collected. In this way, metal fine particles having a desired particle size and production amount can be obtained continuously, stably and efficiently.
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。Next, an experimental example conducted to confirm the effects of the present invention will be described.
実験例5
第5図に示した装置を用いて、第2のチャンバー内のア
ルゴンガス雰囲気を絶対圧力で3 kg/ 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、流ド
状態の金属融液の表面近傍で182dBの音圧レベルの
超音波が得られた。共振器としてはチタン合金を用い、
溶融金属とじてアルミニウム合金を用いた。このような
特性の超音波を流下状態の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。なお、アルミニ
ウム合金融液の流下速度は、0.7m/secとし、第
1のチャンバー内の圧力は、これを常に満足するように
調節した。た。また、装置内を所定の温度にするために
、第2のチャンバーは、外周に冷却ジャケットを取り付
けたものを使用した。その結果、金属融液の表面付近の
温度は、100±2℃に保たれた。Experimental Example 5 Using the apparatus shown in Figure 5, the argon gas atmosphere in the second chamber was kept at an absolute pressure of 3 kg/cd, and the resonator was vibrated at a frequency of 20 KHz.
When vibration was performed with a single amplitude of about 12 microns, an ultrasonic wave with a sound pressure level of 182 dB was obtained near the surface of the flowing metal melt. A titanium alloy is used as the resonator,
An aluminum alloy was used as the molten metal. Ultrasonic waves with such characteristics were applied to the surface of the aluminum alloy liquid in a flowing state, and the aluminum alloy was pulverized. Note that the flow rate of the aluminum alloy liquid was 0.7 m/sec, and the pressure in the first chamber was adjusted so as to always satisfy this. Ta. Furthermore, in order to maintain a predetermined temperature inside the apparatus, the second chamber was equipped with a cooling jacket around its outer periphery. As a result, the temperature near the surface of the metal melt was maintained at 100±2°C.
得られたアルミニウム合金粉末は、粒径・生成量40〜
100ミクロン、平均粒径・生成量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1100グラム/時間
であった。The obtained aluminum alloy powder has a particle size and production amount of 40~
They were spherical particles with an average particle diameter of 70 microns and a production amount of 100 microns.・Also, there was no oxidation on the particle surface or contamination of impurity elements, and the metal powder was of extremely high purity. Note that the amount of particles produced was approximately 1100 grams/hour.
[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
く且つ容易に連続して製造することができるものである
。[Effects of the Invention] As explained above, according to the method and apparatus for producing fine metal powder according to the present invention, fine metal powder of high purity can be efficiently and easily continuously produced. .
第1図ないし第5図ば本発明の一実施例の金属微粉末の
製造装置Q構成を示す説明図、第6図(A)は冷間ルツ
ボの説明図、第6図(B)は金属材料の保持容器の説明
図、第7図(A)、(B)は溶融金属を共振器に流下さ
せる従来の金属微粉末製造技術を示す説明図、第8図は
共振器を溶融金属に浸漬する従来の金属微粉末製造技術
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・・・第1のチャンバー 14・・・ノ
ズル、15.15’・・・高周波電源、16.16’・
・・振動子、17.17’・・・振幅拡大器、18.1
8’・・・共振器、19.19’・・・放射方向変換器
、20・・・冷却ガス供給装置、21・・・圧力検出器
、22・・・圧力調整弁、23・・・圧縮機、24・・
・回収器、25・・・微小液滴、26,30.39・・
・粒径・生成量測定手段、27,34.40・・・集束
点制御手段、28゜46・・・温度計、29.36・・
・雰囲気温度制御手段、31・・・圧力調整手段、32
.42・・・圧力制御手段、33.39a・・・パーテ
ィクルサイザー 35・・・マイクロフォン、37・・
・冷却ジャケット、37a・・・流入口、37b・・・
排出口、38・・・収納部、39b・・・生成量測定器
、41・・・圧力調整弁、43・・・水量制御手段、4
4・・・雰囲気圧力調整弁、45・・・液面レベル計、
48・・・アルコール、49・・・第2のチャンバFigures 1 to 5 are explanatory diagrams showing the configuration of a metal fine powder production apparatus Q according to an embodiment of the present invention, Figure 6 (A) is an explanatory diagram of a cold crucible, and Figure 6 (B) is an explanatory diagram showing the configuration of a metal fine powder manufacturing apparatus Q according to an embodiment of the present invention. An explanatory diagram of a material holding container. Figures 7 (A) and (B) are explanatory diagrams showing a conventional metal fine powder production technique in which molten metal flows down into a resonator. Figure 8 is an explanatory diagram showing a resonator immersed in molten metal. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a conventional metal fine powder manufacturing technique. 10... Holding container, 11... Heater 12...
Metal melt, 13... First chamber 14... Nozzle, 15.15'... High frequency power supply, 16.16'.
... Vibrator, 17.17'... Amplitude expander, 18.1
8'... Resonator, 19.19'... Radial direction converter, 20... Cooling gas supply device, 21... Pressure detector, 22... Pressure regulating valve, 23... Compression Machine, 24...
・Collector, 25... Micro droplet, 26, 30.39...
・Particle size/production amount measuring means, 27, 34.40... Focusing point control means, 28° 46... Thermometer, 29.36...
・Ambient temperature control means, 31...pressure adjustment means, 32
.. 42...Pressure control means, 33.39a...Particle sizer 35...Microphone, 37...
・Cooling jacket, 37a...Inlet, 37b...
Discharge port, 38... Storage section, 39b... Production amount measuring device, 41... Pressure regulating valve, 43... Water amount control means, 4
4...Atmosphere pressure adjustment valve, 45...Liquid level meter,
48... Alcohol, 49... Second chamber
Claims (17)
記金属融液の表面に超音波を集束させて該金属融液を微
小液滴に霧化させる工程と、前記金属融液表面近傍の雰
囲気温度を測定する工程と、該雰囲気温度測定信号に基
づいて超音波のエネルギーおよび周波数を制御する工程
と、前記超音波のエネルギーおよび周波数を制御しつつ
、前記金属融液の表面に前記超音波を集束させて引続き
前記金属融液を前記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。(1) A step of melting a metal material to create a metal melt; a step of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt to atomize the metal melt into minute droplets; and a step of atomizing the metal melt into minute droplets; a step of measuring the ambient temperature in the vicinity; a step of controlling the energy and frequency of the ultrasonic waves based on the ambient temperature measurement signal; A method for producing fine metal powder, comprising the steps of: focusing ultrasonic waves to atomize the metal melt into the minute droplets; and cooling and solidifying the minute droplets.
記金属融液の表面に超音波を集束させて該金属融液を微
小液滴に霧化させる工程と、該微小液滴の粒径および生
成量を測定する工程と、前記粒径・生成量測定信号に基
づいて前記超音波の集束点の位置を制御する工程と、集
束点の位置を制御しつつ前記金属融液の表面に前記超音
波を集束させて引続き前記金属融液を前記微小液滴に霧
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) a step of melting a metal material to create a metal melt; a step of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt to atomize the metal melt into micro droplets; and a step of atomizing the metal melt into micro droplets; a step of measuring the particle size and production amount; a step of controlling the position of the focal point of the ultrasonic waves based on the particle size and production amount measurement signal; and a step of controlling the surface of the metal melt while controlling the position of the focal point. A method for producing fine metal powder, comprising the steps of: focusing the ultrasonic waves to atomize the metal melt into the minute droplets; and cooling and solidifying the minute droplets.
基づいて超音波のエネルギーを制御する工程と、超音波
のエネルギーを制御しつつ金属融液の表面に超音波を集
束させて引続き金属融液を微小液滴に霧化させる工程を
具備する請求項2記載の金属微粉末の製造方法。(3) A step of measuring the sound pressure of the ultrasonic wave, a step of controlling the energy of the ultrasonic wave based on the sound pressure measurement signal, and a step of focusing the ultrasonic wave on the surface of the metal melt while controlling the energy of the ultrasonic wave. 3. The method for producing fine metal powder according to claim 2, further comprising the step of atomizing the metal melt into fine droplets.
金属融液を流下させて金属融液流を作る工程と、前記金
属融液流の表面に超音波を集束させて該金属融液を微小
液滴に霧化させる工程と、前記金属融液流表面近傍の雰
囲気温度を測定する工程と、該雰囲気温度測定信号に基
づいて超音波のエネルギーおよび周波数を制御する工程
と、前記超音波のエネルギーおよび周波数を制御しつつ
、前記金属融液流の表面に前記超音波を集束させて引続
き前記金属融液を前記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。(4) A step of melting a metal material to create a metal melt, a step of making the metal melt flow down to create a metal melt flow, and a step of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow to a step of atomizing the melt into minute droplets, a step of measuring the ambient temperature near the surface of the metal melt flow, a step of controlling the energy and frequency of the ultrasonic wave based on the ambient temperature measurement signal; A step of focusing the ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow while controlling the energy and frequency of the ultrasonic waves to subsequently atomize the metal melt into the micro droplets, and cooling and solidifying the micro droplets. A method for producing fine metal powder, comprising the step of:
金属融液を流下させて金属融液流を作る工程と、前記金
属融液流の表面に超音波を集束させて該金属融液を微小
液滴に霧化させる工程と、該微小液滴の粒径および生成
量を測定する工程と、該粒径・生成量測定信号に基づい
て流下している前記金属融液表面に接触する雰囲気の圧
力を所定値に設定しつつ、前記金属融液の表面に超音波
を集束させて引続き前記金属融液を前記微小液滴に霧化
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。(5) A step of melting a metal material to create a metal melt, a step of causing the metal melt to flow down to create a metal melt flow, and a step of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow to A step of atomizing the melt into micro droplets, a step of measuring the particle size and production amount of the micro droplets, and a step of atomizing the metal melt on the surface of the flowing metal melt based on the particle size and production amount measurement signal. A step of atomizing the metal melt into the micro droplets by focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt while setting the pressure of the contacting atmosphere to a predetermined value, and cooling and solidifying the micro droplets. A method for producing fine metal powder, comprising the step of:
金属融液を流下させて金属融液流を作る工程と、前記金
属融液流の表面に超音波を集束させて該金属融液を微小
液滴に霧化させる工程と、該微小液滴の粒径および生成
量を測定する工程と、前記粒径・生成量測定信号に基づ
いて前記超音波の集束点の位置を制御する工程と、集束
点の位置を制脚しつつ前記金属融液流の表面に前記超音
波を集束させて引続き前記金属融液を前記微小液滴に霧
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。(6) A step of melting a metal material to create a metal melt, a step of causing the metal melt to flow down to create a metal melt flow, and a step of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow to A step of atomizing the melt into micro droplets, a step of measuring the particle size and production amount of the micro droplets, and controlling the position of the focal point of the ultrasonic wave based on the particle size/production amount measurement signal. a step of focusing the ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow while controlling the position of the focusing point and subsequently atomizing the metal melt into the micro droplets; A method for producing fine metal powder, comprising the step of cooling and solidifying it.
基づいて超音波のエネルギーを制御する工程と、超音波
のエネルギーを制御しつつ金属融液流の表面に超音波を
集束させて引続き金属融液を微小液滴に霧化させる工程
を具備する請求項6記載の金属微粉末の製造方法。(7) Measuring the sound pressure of the ultrasonic waves, controlling the energy of the ultrasonic waves based on the sound pressure measurement signal, and focusing the ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow while controlling the energy of the ultrasonic waves. 7. The method for producing fine metal powder according to claim 6, further comprising the step of atomizing the metal melt into fine droplets.
ないし7記載の金属微粉末の製造方法。(8) Claim 4, wherein the metal melt flow has a cylindrical shape or a thin film shape.
8. The method for producing metal fine powder according to 7.
定する工程と、 該金属融液を流下させて金属融液流を作る工程と、 加圧状態で該金属融液流の表面に超音波を集束させて前
記金属融液を微小液滴に霧化させる工程と、 該微小液滴の粒径及び生成量を測定する工程と、該粒径
・生成量測定信号に基づいて前記超音波の集束点位置を
制御する工程と、 該粒径・生成量測定信号に基づいて流下している前記金
属融液流の表面に接触する雰囲気の圧力を所定値に設定
する工程と、 前記金属融液流の表面近傍の雰囲気温度を測定する工程
と、 該雰囲気温度測定信号に基づいて超音波のエネルギーお
よび周波数を制御する工程と、 前記金属融液の表面に超音波を集束させて引続き前記金
属融液を前記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。(9) A step of melting a metal material to create a metal melt; a step of setting the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt to a predetermined value; and a step of causing the metal melt to flow down. A step of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt flow under pressure to atomize the metal melt into micro droplets, and measuring the particle size and production amount of the micro droplets. a step of controlling the focal point position of the ultrasonic wave based on the particle size/production amount measurement signal; and a step of controlling the surface of the metal melt flow flowing down based on the particle size/production amount measurement signal. a step of setting the pressure of the atmosphere in contact with the metal melt to a predetermined value; a step of measuring the ambient temperature near the surface of the metal melt flow; and a step of controlling the energy and frequency of the ultrasonic waves based on the ambient temperature measurement signal. It is characterized by comprising the following steps: a step of focusing ultrasonic waves on the surface of the metal melt to subsequently atomize the metal melt into the micro droplets; and a step of cooling and solidifying the micro droplets. A method for producing fine metal powder.
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
、超音波発生手段から発生した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
集束手段と、前記金属融液表面近傍の雰囲気温度を測定
する雰囲気温度測定手段と、該雰囲気温度測定によって
得た信号に基づいて超音波エネルギーおよび周波数を制
御する超音波制御手段と、前記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。(10) A holder for holding a metal material, a heating means disposed adjacent to the holder to heat the metal material to produce a metal melt, and an ultrasonic wave generator that generates an ultrasonic wave to generate a metal melt. a focusing means for atomizing the metal melt into minute droplets by focusing on a surface; an atmosphere temperature measurement means for measuring the ambient temperature near the surface of the metal melt; and a signal obtained by measuring the ambient temperature. 1. An apparatus for producing fine metal powder, comprising an ultrasonic control means for controlling ultrasonic energy and frequency, and a cooling means for cooling the micro droplets.
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
、超音波発生手段から発生した超音波を流下している金
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
化させる集束手段と、該微小液滴の粒径を測定する粒径
測定手段と、該集束手段が集束させる前記超音波の集束
点の位置を前記粒径測定手段の信号に基づいて制御する
集束点制御手段と、前記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。(11) A holder for holding a metal material, a heating means installed adjacent to the holder to heat the metal material to produce a metal melt, and a metal on which ultrasonic waves generated from an ultrasonic wave generating means are flowing. a focusing means for atomizing the metal melt into minute droplets by focusing on the surface of the melt; a particle size measuring means for measuring the particle size of the minute droplets; and a particle size measuring means for measuring the particle size of the minute droplets; An apparatus for producing fine metal powder, comprising a focusing point control means for controlling the position of a focusing point based on a signal from the particle size measuring means, and a cooling means for cooling the minute droplets.
する音圧測定手段と、該音圧測定手段によって得た音圧
測定信号に基づいて超音波のエネルギーを制御する超音
波制御手段が設けられている請求項11記載の金属微粉
末の製造装置。(12) Sound pressure measuring means for measuring the sound pressure of the ultrasonic waves focused on the surface of the metal melt, and ultrasonic control for controlling the energy of the ultrasonic waves based on the sound pressure measurement signal obtained by the sound pressure measuring means. The apparatus for producing fine metal powder according to claim 11, further comprising means.
、該加熱手段に隣接され前記金属融液を流下させる流下
手段を備え、該金属融液を保持する保持体と、超音波発
生手段から発生した超音波を前記金属融液流の表面に集
束させて前記金属融液を微小液滴に霧化させる集束手段
と、前記金属融液流表面近傍の雰囲気温度を測定する雰
囲気温度測定手段と、該雰囲気温度測定によって得た信
号に基づいて超音波エネルギーおよび周波数を制御する
超音波制御手段と、前記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。(13) A holder for holding the metal melt, comprising a heating means for melting a metal material to produce a metal melt, a flowing means adjacent to the heating means for causing the metal melt to flow down, and an ultrasonic generator. a focusing means for atomizing the metal melt into minute droplets by focusing ultrasonic waves generated from the means on the surface of the metal melt flow; and an atmosphere temperature measurement for measuring the ambient temperature near the surface of the metal melt flow. ultrasonic control means for controlling ultrasonic energy and frequency based on a signal obtained by measuring the atmospheric temperature; and a cooling means for cooling the micro droplets. Manufacturing equipment.
、該加熱手段に隣設され前記金属融液を流下させる流下
手段を備え、該金属融液を保持する保持体と、超音波発
生手段から発生した超音波を流下している前記金属融液
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
る集束手段と、該微小液滴の粒径および生成量を測定す
る粒径・生成量測定手段と、該粒径・生成量測定手段の
信号に基づいて流下している前記金属融液の表面と接触
する雰囲気の圧力を所定値に設定する雰囲気圧力制御手
段と、前記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。(14) A holder for holding the metal melt, comprising a heating means for melting a metal material to produce a metal melt, a flowing means disposed adjacent to the heating means for causing the metal melt to flow down, and an ultrasonic wave. A focusing means for atomizing the metal melt into minute droplets by focusing the ultrasonic waves generated from the generation means on the surface of the flowing metal melt, and measuring the particle size and production amount of the minute droplets. and atmospheric pressure control means for setting the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt flowing down to a predetermined value based on the signal of the particle size and production amount measuring means. An apparatus for producing fine metal powder, comprising: cooling means for cooling the minute droplets.
、該加熱手段に隣設され前記金属融液を流下させる流下
手段を備え、該金属融液を保持する保持体と、超音波発
生手段から発生した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集束手段と
、該微小液滴の粒径および生成量を測定する粒径・生成
量測定手段と、前記集束手段が集束させる前記超音波の
集束点の位置を前記粒径・生成量測定手段の信号に基づ
いて制御する集束点制御手段と、前記微小液滴を冷却す
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。(15) A holder for holding the metal melt, comprising a heating means for melting a metal material to produce a metal melt, a flowing means disposed adjacent to the heating means for causing the metal melt to flow down, and an ultrasonic wave. A focusing means that focuses the ultrasonic waves generated from the generating means on the surface of the metal melt to atomize the metal melt into minute droplets; a generation amount measuring means; a focusing point control means for controlling the position of a focal point of the ultrasonic waves focused by the focusing means based on a signal from the particle size and generation amount measuring means; and a cooling device for cooling the micro droplets. 1. An apparatus for producing fine metal powder, comprising: means.
する音圧測定手段と、該音圧測定手段によって得た音圧
測定信号に基づいて超音波のエネルギーを制御する超音
波制御手段が設けられている請求項15記載の金属微粉
末の製造装置。(16) Sound pressure measuring means for measuring the sound pressure of the ultrasonic waves focused on the surface of the metal melt, and ultrasonic control for controlling the energy of the ultrasonic waves based on the sound pressure measurement signal obtained by the sound pressure measuring means. The apparatus for producing fine metal powder according to claim 15, further comprising means.
、 該金属融液の表面と接触する雰囲気の圧力を所定値に設
定する雰囲気圧力設定手段と、 前記加熱手段に隣設され、前記金属融液を流下させる流
下手段を備え、前記金属融液を保持する保持体と、 流下している金属融液流を一定の加圧状態に保つ加圧手
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
生手段と前記保持体間に設けられ前記超音波を流下して
いる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、 該微小液滴の粒径及び生成量を測定する粒径・生成量測
定手段と、 前記集束手段が集束させる前記超音波の集束点の位置を
前記粒径・生成量測定手段の信号に基づいて制御する集
束点制御手段と、 前記粒径・生成量測定手の信号に基づいて流下している
前記金属融液の表面と接触する雰囲気の圧力を所定値に
設定する雰囲気圧力制御手段と、前記金属融液流の表面
近傍の雰囲気温度を測定する雰囲気温度測定手段と、 該雰囲気温度測定によって得た信号に基づいて超音波の
エネルギーおよび周波数を制御する超音波制御手段と、 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。(17) a heating means for melting a metal material to produce a metal melt; an atmospheric pressure setting means for setting the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt to a predetermined value; and installed adjacent to the heating means, A holding body that holds the metal melt and includes a flowing means for causing the metal melt to flow down; a pressurizing means that maintains the flowing metal melt in a constant pressurized state; and generating a predetermined ultrasonic wave. an ultrasonic generating means provided between the ultrasonic generating means and the holding body to focus the ultrasonic waves on the surface of the flowing metal melt and atomize the metal melt into minute droplets; a focusing means; a particle size and production amount measuring means for measuring the particle size and production amount of the micro droplets; a focusing point control means that controls based on the signal; and an atmosphere pressure control that sets the pressure of the atmosphere in contact with the surface of the metal melt flowing down to a predetermined value based on the signal from the particle size/formation amount measuring device. an atmospheric temperature measuring means for measuring the atmospheric temperature near the surface of the metal melt flow; an ultrasonic control means for controlling the energy and frequency of the ultrasonic waves based on the signal obtained by the atmospheric temperature measurement; An apparatus for producing fine metal powder, comprising: a cooling means for cooling minute droplets;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20134989A JPH0310007A (en) | 1989-03-22 | 1989-08-04 | Method and apparatus for manufacturing metal fine powder |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-67498 | 1989-03-22 | ||
| JP6749889 | 1989-03-22 | ||
| JP1-73947 | 1989-03-28 | ||
| JP1-79962 | 1989-03-30 | ||
| JP1-78378 | 1989-03-31 | ||
| JP1-83628 | 1989-03-31 | ||
| JP20134989A JPH0310007A (en) | 1989-03-22 | 1989-08-04 | Method and apparatus for manufacturing metal fine powder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0310007A true JPH0310007A (en) | 1991-01-17 |
Family
ID=26408720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20134989A Pending JPH0310007A (en) | 1989-03-22 | 1989-08-04 | Method and apparatus for manufacturing metal fine powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0310007A (en) |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP20134989A patent/JPH0310007A/en active Pending
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