JPH0310007A - 金属微粉末の製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属微粉末の製造方法及びその装置に関する
。

［従来の技術］ 従来、超音波振動を用いて金属微粉末を製造する方法及
びその装置として、例えば、特開昭５８−１１０６０４
号、特開昭６１−２９５３０６号が開示されている。こ
れらの従来技術について、図面を参照しながら説明する
。第７図（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。

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

■共振器に流下または浸漬される溶融金属の温度は一般
に高いので、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。

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

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

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、高純度
の金属微粉末を安定して、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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

金属材料の加熱溶融は、保持体である容器内に金属材料
を入れて容器を加熱して金属材料全体を溶融するか、あ
るいは、金属の板、ロッド、ワイヤ等を保持体で保持し
、これらの先端部のみを加熱して行う。したがって、保
持体は、第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。

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。

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

また、超音波の集束手段は、金属融液表面で超音波が集
中して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。

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。

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。

雰囲気温度測定手段としては、温度計等が挙げられる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

したがって、超音波の共振器が金属融液と非接触である
ため、霧化される金属融液へ不純物を混入させず、高純
度の微粒子を製造できると共に、共振器の寿命を延ばす
ことができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

実施例１ 第１図は、本発明の一実施例の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。

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。

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。

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。

次いで、このように構成された金属微粉末の製造装置の
作用について説明する。

まず、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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次いで、このように構成された金属微粉末の製造装置の
作用について説明する。

まず、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次いで、このように構成された金属微粉末の製造装置の
作用について説明する。

まず、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次いで、このように構成された金属微粉末の製造装置の
作用について説明する。

まず、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。

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。

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。

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。

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。

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。

図中１０は、溶患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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次いで、このように構成された金属微粉末の製造装置の
作用について説明する。

まず、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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
。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属材料を溶融させて金属融液を作る工程と、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。
2. （２）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金属微粉末の製造方法。
3. （３）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。
4. （４）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
   とする金属微粉末の製造方法。
5. （５）金属材料を溶融させて金属融液を作る工程と、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。
6. （６）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。
7. （７）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
   を具備する請求項６記載の金属微粉末の製造方法。
8. （８）金属融液流が円柱状または薄膜状である請求項４
   ないし７記載の金属微粉末の製造方法。
9. （９）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。
10. （１０）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金属微粉末の製造装
    置。
11. （１１）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。
12. （１２）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請求項１１記載の金属微粉
    末の製造装置。
13. （１３）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金属微粉末の製造装置。
14. （１４）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
    とを特徴とする金属微粉末の製造装置。
15. （１５）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金属微粉末の
    製造装置。
16. （１６）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請求項１５記載の金属微粉
    末の製造装置。
17. （１７）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。