JPH07216417A - エーロゾル分解による銀−パラジウム合金粉末の製造法 - Google Patents
エーロゾル分解による銀−パラジウム合金粉末の製造法Info
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- JPH07216417A JPH07216417A JP7000193A JP19395A JPH07216417A JP H07216417 A JPH07216417 A JP H07216417A JP 7000193 A JP7000193 A JP 7000193A JP 19395 A JP19395 A JP 19395A JP H07216417 A JPH07216417 A JP H07216417A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 銀−パラジウム合金の微粒子の製造法の提
供。 【構成】 Ａ． 熱揮発性溶媒中における熱分解性の銀
含有化合物および熱分解性のパラジウム含有化合物の混
合物の不飽和溶液を生成し； Ｂ． キャリヤーガス中に分散された工程Ａからの溶液
の微小滴から本質的になるエーロゾルを生成し； Ｃ． それにより（１）溶媒が揮発し、（２）銀含有化
合物およびパラジウム含有化合物が分解して銀、パラジ
ウム、銀−パラジウム合金またはこれらの混合物の微粒
子を生成し、そして（３）微粒子が合金を生成し、緻密
化される、銀含有化合物およびパラジウム含有化合物の
両方の分解温度より高いが銀−パラジウム合金の融点よ
り低い作業温度までエーロゾルを加熱し；そして Ｄ． 銀−パラジウム合金粒子をキャリヤーガス、反応
副生成物および溶媒揮発生成物から分離する工程から順
次なる十分に緻密化された銀−パラジウム合金の微粒子
の製造法。
供。 【構成】 Ａ． 熱揮発性溶媒中における熱分解性の銀
含有化合物および熱分解性のパラジウム含有化合物の混
合物の不飽和溶液を生成し； Ｂ． キャリヤーガス中に分散された工程Ａからの溶液
の微小滴から本質的になるエーロゾルを生成し； Ｃ． それにより（１）溶媒が揮発し、（２）銀含有化
合物およびパラジウム含有化合物が分解して銀、パラジ
ウム、銀−パラジウム合金またはこれらの混合物の微粒
子を生成し、そして（３）微粒子が合金を生成し、緻密
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両方の分解温度より高いが銀−パラジウム合金の融点よ
り低い作業温度までエーロゾルを加熱し；そして Ｄ． 銀−パラジウム合金粒子をキャリヤーガス、反応
副生成物および溶媒揮発生成物から分離する工程から順
次なる十分に緻密化された銀−パラジウム合金の微粒子
の製造法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は改良された銀−パラジウ
ム合金粉末の製造法に関する。特に、本発明は高純度で
球形の、十分に緻密な粉末の製造法に関する。
ム合金粉末の製造法に関する。特に、本発明は高純度で
球形の、十分に緻密な粉末の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】金属
および金属合金粉末は特にエレクトロニクスおよび歯科
産業において多くの重要な用途がある。パラジウムおよ
び銀の混合物はハイブリッド集積回路用の導体組成物に
おいて幅広く使用される。これらは金組成物よりも安価
であり、殆どの誘電体および抵抗体システムと適合し、
また超音波ワイヤ結合に適している。銀へのパラジウム
の添加は回路のはんだ付けに対する適合性を大幅に増大
し、誘電体の燃焼温度との適合性のため銀の融点を上
げ、また誘電性の低下およびショートをひき起こしうる
銀の移行という問題を和らげる。
および金属合金粉末は特にエレクトロニクスおよび歯科
産業において多くの重要な用途がある。パラジウムおよ
び銀の混合物はハイブリッド集積回路用の導体組成物に
おいて幅広く使用される。これらは金組成物よりも安価
であり、殆どの誘電体および抵抗体システムと適合し、
また超音波ワイヤ結合に適している。銀へのパラジウム
の添加は回路のはんだ付けに対する適合性を大幅に増大
し、誘電体の燃焼温度との適合性のため銀の融点を上
げ、また誘電性の低下およびショートをひき起こしうる
銀の移行という問題を和らげる。
【０００３】銀粉末、パラジウム粉末、銀およびパラジ
ウム粉末の混合物、並びに銀−パラジウム合金粉末は多
層セラミックコンデンサー用の電極材料において使用さ
れる。多層セラミックコンデンサーの内部電極のための
厚膜インキの金属成分の特性は金属粉末とインキの有機
媒質との間の、またインキそれ自体とその周囲の誘電体
材料との間の適合性が必要であるため、非常に重要であ
る。均一な大きさで約０.１〜１.０ミクロンの直径を有
し、純粋で結晶性の凝集していない金属粒子が導電性厚
膜ペーストの所望の性質を最大にするため必要である。
ウム粉末の混合物、並びに銀−パラジウム合金粉末は多
層セラミックコンデンサー用の電極材料において使用さ
れる。多層セラミックコンデンサーの内部電極のための
厚膜インキの金属成分の特性は金属粉末とインキの有機
媒質との間の、またインキそれ自体とその周囲の誘電体
材料との間の適合性が必要であるため、非常に重要であ
る。均一な大きさで約０.１〜１.０ミクロンの直径を有
し、純粋で結晶性の凝集していない金属粒子が導電性厚
膜ペーストの所望の性質を最大にするため必要である。
【０００４】プリント回路技術はより緻密でより精密な
電子回路を必要としている。これらの要求を満たすため
に、導線は幅がより細くなり、線間距離がより小さくな
っている。これは多層セラミックコンデンサーがより薄
く、より細い電極を必要としている場合に、特にそうで
ある。緻密で密に詰まった細い線を形成する必要のある
金属粒子は単一の大きさの十分に緻密で滑らかな球形に
できるだけ近いものでなければならない。導線性金属粒
子は小さな粒径、均一な粒度および一様な組成を持たな
ければならない。一般に、銀およびパラジウム粉末の混
合物は所定の比率の銀−パラジウム粉末を生成するため
に使用される。導線のプリントおよび燃焼後、銀および
パラジウム粒子は合金にされる。プリントされる導線が
より小さくなるにつれ、均質性のための要求条件はます
ます重要なものとなる。合金の均質性を確実にするた
め、所望の比率の十分に緻密な銀−パラジウム合金を使
用することが好ましい。
電子回路を必要としている。これらの要求を満たすため
に、導線は幅がより細くなり、線間距離がより小さくな
っている。これは多層セラミックコンデンサーがより薄
く、より細い電極を必要としている場合に、特にそうで
ある。緻密で密に詰まった細い線を形成する必要のある
金属粒子は単一の大きさの十分に緻密で滑らかな球形に
できるだけ近いものでなければならない。導線性金属粒
子は小さな粒径、均一な粒度および一様な組成を持たな
ければならない。一般に、銀およびパラジウム粉末の混
合物は所定の比率の銀−パラジウム粉末を生成するため
に使用される。導線のプリントおよび燃焼後、銀および
パラジウム粒子は合金にされる。プリントされる導線が
より小さくなるにつれ、均質性のための要求条件はます
ます重要なものとなる。合金の均質性を確実にするた
め、所望の比率の十分に緻密な銀−パラジウム合金を使
用することが好ましい。
【０００５】金属粉末を製造するために現在使用されて
いる多くの方法は銀−パラジウム粉末の製造に応用する
ことができる。例えば、化学還元法、微粒化または微粉
砕のような物理的方法、熱分解および電気化学的方法を
使用することができる。電子用途に使用される銀粉末お
よびパラジウム粉末は一般に化学沈殿法を使用して製造
される。銀粉末および／またはパラジウム粉末の製造に
おいて、金属塩はヒドラジン、ホルムアルデヒド、次亜
リン酸、ヒドロキノン、水素化ホウ素ナトリウム、ギ酸
およびギ酸ナリトウムのような還元剤を使用することに
より還元される。これらの方法は制御するのが非常に難
しく、凝集した異形の粒子になる傾向を示す。所望の銀
／パラジウム比率を達成するために、各粉末は厚膜ペー
ストの製造中に混合される。ある場合には共沈が使用さ
れるが、得られる粉末は通常銀粒子およびパラジウム粒
子の適当な混合物である。本発明は銀−パラジウム合金
の製造のためエーロゾル分解を使用する。
いる多くの方法は銀−パラジウム粉末の製造に応用する
ことができる。例えば、化学還元法、微粒化または微粉
砕のような物理的方法、熱分解および電気化学的方法を
使用することができる。電子用途に使用される銀粉末お
よびパラジウム粉末は一般に化学沈殿法を使用して製造
される。銀粉末および／またはパラジウム粉末の製造に
おいて、金属塩はヒドラジン、ホルムアルデヒド、次亜
リン酸、ヒドロキノン、水素化ホウ素ナトリウム、ギ酸
およびギ酸ナリトウムのような還元剤を使用することに
より還元される。これらの方法は制御するのが非常に難
しく、凝集した異形の粒子になる傾向を示す。所望の銀
／パラジウム比率を達成するために、各粉末は厚膜ペー
ストの製造中に混合される。ある場合には共沈が使用さ
れるが、得られる粉末は通常銀粒子およびパラジウム粒
子の適当な混合物である。本発明は銀−パラジウム合金
の製造のためエーロゾル分解を使用する。
【０００６】エーロゾル分解法は先駆物質溶液の粉末へ
の変換を含む。本法は小滴の生成、ガスを用いた小滴の
熱反応器中への輸送、蒸発による溶媒除去、多孔性固体
粒子を生成するための塩の分解、および十分に緻密で球
形の純粋な粒子を得るための粒子の緻密化を含む。条件
は小滴間または粒子間の相互作用がないようなものであ
る。粉末生成のためのエーロゾル分解法の利用が成功し
にくい主な問題点は粒子形態における制御がしにくいこ
とである。特に、材料は十分に緻密な粒子を生成するた
めにその融点より高い温度で処理する必要があり、また
その融点より低い温度での作業は緻密でない不純な中空
タイプの粒子を与える傾向がある。
の変換を含む。本法は小滴の生成、ガスを用いた小滴の
熱反応器中への輸送、蒸発による溶媒除去、多孔性固体
粒子を生成するための塩の分解、および十分に緻密で球
形の純粋な粒子を得るための粒子の緻密化を含む。条件
は小滴間または粒子間の相互作用がないようなものであ
る。粉末生成のためのエーロゾル分解法の利用が成功し
にくい主な問題点は粒子形態における制御がしにくいこ
とである。特に、材料は十分に緻密な粒子を生成するた
めにその融点より高い温度で処理する必要があり、また
その融点より低い温度での作業は緻密でない不純な中空
タイプの粒子を与える傾向がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は Ａ． 熱揮発性溶媒中における熱分解性の銀含有化合物
および熱分解性のパラジウム含有化合物の混合物の不飽
和溶液を生成し； Ｂ． その小滴濃度は小滴の衝突およびその後の合着に
より小滴濃度が１０％減少する濃度より低い、キャリヤ
ーガス中に分散された工程Ａからの溶液の微小滴から本
質的になるエーロゾルを生成し； Ｃ． それにより（１）溶媒が揮発し、（２）銀含有化
合物およびパラジウム含有化合物が分解して銀、パラジ
ウム、銀−パラジウム合金またはこれらの混合物の微粒
子を生成し、そして（３）微粒子が合金を生成し、緻密
化される、銀含有化合物およびパラジウム含有化合物の
両方の分解温度より高いが銀−パラジウム合金の融点よ
り低い作業温度までエーロゾルを加熱し；そして Ｄ． 銀−パラジウム合金粒子をキャリヤーガス、反応
副生成物および溶媒揮発生成物から分離する 工程から順次なる、十分に緻密化された銀−パラジウム
合金の微粒子の製造法に関する。
および熱分解性のパラジウム含有化合物の混合物の不飽
和溶液を生成し； Ｂ． その小滴濃度は小滴の衝突およびその後の合着に
より小滴濃度が１０％減少する濃度より低い、キャリヤ
ーガス中に分散された工程Ａからの溶液の微小滴から本
質的になるエーロゾルを生成し； Ｃ． それにより（１）溶媒が揮発し、（２）銀含有化
合物およびパラジウム含有化合物が分解して銀、パラジ
ウム、銀−パラジウム合金またはこれらの混合物の微粒
子を生成し、そして（３）微粒子が合金を生成し、緻密
化される、銀含有化合物およびパラジウム含有化合物の
両方の分解温度より高いが銀−パラジウム合金の融点よ
り低い作業温度までエーロゾルを加熱し；そして Ｄ． 銀−パラジウム合金粒子をキャリヤーガス、反応
副生成物および溶媒揮発生成物から分離する 工程から順次なる、十分に緻密化された銀−パラジウム
合金の微粒子の製造法に関する。
【０００８】銀含有化合物およびパラジウム含有化合物
のための溶媒に関して本明細書で使用される「揮発性」
なる用語は溶媒が蒸発および／または分解により最高の
作業温度に到達するまで蒸気または気体に完全に変化す
ることを意味する。銀含有化合物およびパラジウム含有
化合物に関して本明細書で使用される「熱分解性」なる
用語は本化合物が最高の作業温度に到達するまで完全に
金属に分解し、副生成物を揮発させることを意味する。
例えば、ＡｇＮＯ3およびＰｄ(ＮＯ 3)2は分解してＮＯx
とそれぞれＡｇおよびＰｄ金属を生成する。
のための溶媒に関して本明細書で使用される「揮発性」
なる用語は溶媒が蒸発および／または分解により最高の
作業温度に到達するまで蒸気または気体に完全に変化す
ることを意味する。銀含有化合物およびパラジウム含有
化合物に関して本明細書で使用される「熱分解性」なる
用語は本化合物が最高の作業温度に到達するまで完全に
金属に分解し、副生成物を揮発させることを意味する。
例えば、ＡｇＮＯ3およびＰｄ(ＮＯ 3)2は分解してＮＯx
とそれぞれＡｇおよびＰｄ金属を生成する。
【０００９】銀含有化合物およびパラジウム含有化合
物：可溶性の銀塩およびパラジウム塩は何れも、それが
エーロゾルを生成するのに使用されるキャリヤーガスに
関して不活性であれば本発明の方法に使用することがで
きる。適当な塩の例はＡｇＮＯ 3、Ａｇ3ＰＯ4、Ａｇ2Ｓ
Ｏ4、Ｐｄ(ＮＯ3)2、ＰｄＳＯ4、Ｐｄ3(ＰＯ4)2などで
ある。不溶性の銀またはパラジウム塩は適当でない。銀
含有化合物およびパラジウム含有化合物は０.００２モ
ル／リットルから特定の塩の限界溶解度までの濃度で使
用されうる。０.００２モル／リットル未満または飽和
の９０％より高い濃度を使用しないことが好ましい。
物：可溶性の銀塩およびパラジウム塩は何れも、それが
エーロゾルを生成するのに使用されるキャリヤーガスに
関して不活性であれば本発明の方法に使用することがで
きる。適当な塩の例はＡｇＮＯ 3、Ａｇ3ＰＯ4、Ａｇ2Ｓ
Ｏ4、Ｐｄ(ＮＯ3)2、ＰｄＳＯ4、Ｐｄ3(ＰＯ4)2などで
ある。不溶性の銀またはパラジウム塩は適当でない。銀
含有化合物およびパラジウム含有化合物は０.００２モ
ル／リットルから特定の塩の限界溶解度までの濃度で使
用されうる。０.００２モル／リットル未満または飽和
の９０％より高い濃度を使用しないことが好ましい。
【００１０】本発明の方法において銀源として水溶性の
銀塩を、またパラジウム源として水溶性のパラジウム塩
を使用することが望ましいが、にも関わらず本法は水性
または有機溶媒中に溶解された有機金属銀、パラジウム
または混合された銀−パラジウム化合物のような他の溶
媒に溶解しうる化合物を使用することにより効果的に行
うことができる。
銀塩を、またパラジウム源として水溶性のパラジウム塩
を使用することが望ましいが、にも関わらず本法は水性
または有機溶媒中に溶解された有機金属銀、パラジウム
または混合された銀−パラジウム化合物のような他の溶
媒に溶解しうる化合物を使用することにより効果的に行
うことができる。
【００１１】作業変数：本発明の方法は次の基本的な規
準を満たしさえすれば広範囲の作業条件下で行うことが
できる。 １． エーロゾル中の銀含有化合物およびパラジウム含
有化合物の濃度は供給温度における飽和濃度より低いも
のでなければならず、好ましくは液状溶媒を除去する前
の固体の沈殿を防止するため飽和濃度より少なくとも１
０％低い； ２． エーロゾル中の小滴の濃度は小滴の衝突およびそ
の後の合着により小滴濃度が１０％減少する濃度より低
いような十分に低いものでなければならない; ３． 反応器の温度は生成した合金の融点より低い。例
えば、７０／３０のＡｇ／Ｐｄの融点１１７０℃、４０
／６０のＡｇ／Ｐｄの融点１３３５℃、および２０／８
０のＡｇ／Ｐｄの融点１４２０℃より低い。
準を満たしさえすれば広範囲の作業条件下で行うことが
できる。 １． エーロゾル中の銀含有化合物およびパラジウム含
有化合物の濃度は供給温度における飽和濃度より低いも
のでなければならず、好ましくは液状溶媒を除去する前
の固体の沈殿を防止するため飽和濃度より少なくとも１
０％低い； ２． エーロゾル中の小滴の濃度は小滴の衝突およびそ
の後の合着により小滴濃度が１０％減少する濃度より低
いような十分に低いものでなければならない; ３． 反応器の温度は生成した合金の融点より低い。例
えば、７０／３０のＡｇ／Ｐｄの融点１１７０℃、４０
／６０のＡｇ／Ｐｄの融点１３３５℃、および２０／８
０のＡｇ／Ｐｄの融点１４２０℃より低い。
【００１２】銀含有化合物およびパラジウム含有化合物
の飽和点下で作業することが重要であるが、それらの濃
度は本法の作業においてそれ程重要なものではない。非
常に低い濃度の銀含有化合物およびパラジウム化合物を
使用することもできる。しかしながら、通常は単位時間
あたり製造することのできる粒子の量を最大にするため
より高い濃度を使用することが好ましい。
の飽和点下で作業することが重要であるが、それらの濃
度は本法の作業においてそれ程重要なものではない。非
常に低い濃度の銀含有化合物およびパラジウム化合物を
使用することもできる。しかしながら、通常は単位時間
あたり製造することのできる粒子の量を最大にするため
より高い濃度を使用することが好ましい。
【００１３】本発明のエーロゾルを製造するために慣用
の小滴生成装置、例えば噴霧器、衝突噴霧器、超音波噴
霧器、振動オリフィスエーロゾル発生器、遠心アトマイ
ザー、二液アトマイザー、エレクトロスプレーアトマイ
ザーなどを使用してもよい。粉末の粒度は生成した小滴
の大きさの一次関数である。エーロゾル中の小滴の大き
さは本発明の方法の実施において厳密ではない。しかし
ながら、小滴の数は上記したように粒度分布の幅を広げ
粒度を大きくする過剰の合着を生じさせるほど多くない
ことが重要である。
の小滴生成装置、例えば噴霧器、衝突噴霧器、超音波噴
霧器、振動オリフィスエーロゾル発生器、遠心アトマイ
ザー、二液アトマイザー、エレクトロスプレーアトマイ
ザーなどを使用してもよい。粉末の粒度は生成した小滴
の大きさの一次関数である。エーロゾル中の小滴の大き
さは本発明の方法の実施において厳密ではない。しかし
ながら、小滴の数は上記したように粒度分布の幅を広げ
粒度を大きくする過剰の合着を生じさせるほど多くない
ことが重要である。
【００１４】さらに、所定のエーロゾル発生器において
は、銀含有化合物およびパラジウム含有化合物の溶液の
濃度は粒度に影響を与える。特に、粒度は濃度の立方根
の近似関数である。したがって、銀含有化合物およびパ
ラジウム含有化合物の濃度がより高いと、沈殿した銀の
粒度はより大きくなる。粒度のより大きな変化が必要な
場合、異なるエーロゾル発生器を使用しなければならな
い。
は、銀含有化合物およびパラジウム含有化合物の溶液の
濃度は粒度に影響を与える。特に、粒度は濃度の立方根
の近似関数である。したがって、銀含有化合物およびパ
ラジウム含有化合物の濃度がより高いと、沈殿した銀の
粒度はより大きくなる。粒度のより大きな変化が必要な
場合、異なるエーロゾル発生器を使用しなければならな
い。
【００１５】実際に、銀含有化合物とパラジウム含有化
合物のための溶媒およびこれらの化合物に関して不活性
である気相性物質を本発明の実施においてキャリヤーガ
スとして使用してもよい。適当な気相性物質の例は空
気、窒素、酸素、蒸気、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭
素などである。窒素のような酸素を含まないガスは十分
に緻密化された銀−パラジウム合金粒子を最低温度およ
び最高純度で製造することができるため、好ましいキャ
リヤーガスである。
合物のための溶媒およびこれらの化合物に関して不活性
である気相性物質を本発明の実施においてキャリヤーガ
スとして使用してもよい。適当な気相性物質の例は空
気、窒素、酸素、蒸気、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭
素などである。窒素のような酸素を含まないガスは十分
に緻密化された銀−パラジウム合金粒子を最低温度およ
び最高純度で製造することができるため、好ましいキャ
リヤーガスである。
【００１６】本発明の方法を行うことのできる温度範囲
は非常に広く、どちらかがより大きい銀含有化合物また
はパラジウム含有化合物の分解温度から生成する銀−パ
ラジウム合金の融点までの範囲である。パラジウムの比
率がより大きい程、銀−パラジウム合金の融点も大きく
なる。キャリヤーガスとして空気が使用される場合、十
分に緻密化された銀−パラジウム合金粒子を製造するた
めに必要な温度は窒素ガスを使用する場合よりも高い。
は非常に広く、どちらかがより大きい銀含有化合物また
はパラジウム含有化合物の分解温度から生成する銀−パ
ラジウム合金の融点までの範囲である。パラジウムの比
率がより大きい程、銀−パラジウム合金の融点も大きく
なる。キャリヤーガスとして空気が使用される場合、十
分に緻密化された銀−パラジウム合金粒子を製造するた
めに必要な温度は窒素ガスを使用する場合よりも高い。
【００１７】本発明によりそれぞれの融点よりかなり低
い温度で十分に緻密化された球形の銀−パラジウム合金
の製造が可能になる。例えば、１１７０℃の融点を有す
る十分に緻密な７０／３０のＡｇ／Ｐｄ合金は７００℃
付近で製造されうる。１３３５℃の融点を有する十分に
緻密な４０／６０のＡｇ／Ｐｄ合金は約８００℃で製造
されうる。温度の低下は品質を損ねることなく合金粉末
の製造法における有意なエネルギーの節約をもたらす。
エーロゾルを加熱するために使用される装置の種類はそ
れ自体厳密なものではないが、直接または間接加熱の何
れかが使用されうるものである。例えば、チューブ炉を
使用したり、または燃焼炎での直接加熱を使用したりす
ることができる。
い温度で十分に緻密化された球形の銀−パラジウム合金
の製造が可能になる。例えば、１１７０℃の融点を有す
る十分に緻密な７０／３０のＡｇ／Ｐｄ合金は７００℃
付近で製造されうる。１３３５℃の融点を有する十分に
緻密な４０／６０のＡｇ／Ｐｄ合金は約８００℃で製造
されうる。温度の低下は品質を損ねることなく合金粉末
の製造法における有意なエネルギーの節約をもたらす。
エーロゾルを加熱するために使用される装置の種類はそ
れ自体厳密なものではないが、直接または間接加熱の何
れかが使用されうるものである。例えば、チューブ炉を
使用したり、または燃焼炎での直接加熱を使用したりす
ることができる。
【００１８】反応温度に到達し、粒子が十分に緻密にさ
れた後、それらはキャリヤーガス、反応副生成物および
溶媒揮発生成物から分離され、そして濾過器、サイクロ
ン、静電分離器、バッグフィルター、フィルターディス
クなどのような装置の１つ以上を使用して粉末が集めら
れる。反応完了時のガスはキャリヤーガス、銀含有化合
物およびパラジウム含有化合物の分解生成物、並びに溶
媒蒸気からなる。したがって、Ｎ2をキャリヤーガスと
して使用して水性硝酸銀および硝酸パラジウムから銀−
パラジウム合金粒子を製造する場合、本発明の方法から
の流出ガスは酸化窒素、水およびＮ2からなる。
れた後、それらはキャリヤーガス、反応副生成物および
溶媒揮発生成物から分離され、そして濾過器、サイクロ
ン、静電分離器、バッグフィルター、フィルターディス
クなどのような装置の１つ以上を使用して粉末が集めら
れる。反応完了時のガスはキャリヤーガス、銀含有化合
物およびパラジウム含有化合物の分解生成物、並びに溶
媒蒸気からなる。したがって、Ｎ2をキャリヤーガスと
して使用して水性硝酸銀および硝酸パラジウムから銀−
パラジウム合金粒子を製造する場合、本発明の方法から
の流出ガスは酸化窒素、水およびＮ2からなる。
【００１９】
試験装置：本実施例で使用される実験装置を図１に示
す。キャリヤーガス源は調節器およびガス流量計を通し
てＮ2または空気を供給する。キャリヤーガスの流量は
反応器中のエーロゾルの滞留時間を決定した。硝酸塩先
駆物質溶液は９５／５、７０／３０、４０／６０および
２０／８０のＡｇ／Ｐｄ重量比で製造されたＡｇＮＯ3
およびＰｄ(ＮＯ3)2の混合物であった。溶液濃度は０.
１〜１.０重量％のＡｇ／Ｐｄと変えた。超音波発生器
は修正 Pollenex 家庭用給湿器であり、それはプラスチ
ック膜底を有するガラス室が先駆物質溶液で満たされ、
給湿器の圧電素子の上に配置されるとエーロゾルを発生
した。反応器は９０cmの熱領域を有するLindberg３ゾー
ン炉であった。１５２.４cmの Coors ムライトレクター
チューブ（外径９cm、内径８cm）を使用した。キャリヤ
ーガス流量は表１の実施例１を除いて９.４秒の一定反
応器滞留時間を維持するように各温度について調節し
た。熱ステンレス鋼フィルターホルダーにより支えられ
た膜フィルター上で粒子を集めた。フィルターは直径１
４７mmの Gelman フィルターホルダーで支えられた Tuf
fryn 膜フィルター（直径142mm、孔径０.４５）であっ
た。本発明の方法を示す１４の実験を行った。これらの
実施例の作業条件をそれから生成した銀−パラジウム合
金粒子の所定の特性とともに下の表１に示す。
す。キャリヤーガス源は調節器およびガス流量計を通し
てＮ2または空気を供給する。キャリヤーガスの流量は
反応器中のエーロゾルの滞留時間を決定した。硝酸塩先
駆物質溶液は９５／５、７０／３０、４０／６０および
２０／８０のＡｇ／Ｐｄ重量比で製造されたＡｇＮＯ3
およびＰｄ(ＮＯ3)2の混合物であった。溶液濃度は０.
１〜１.０重量％のＡｇ／Ｐｄと変えた。超音波発生器
は修正 Pollenex 家庭用給湿器であり、それはプラスチ
ック膜底を有するガラス室が先駆物質溶液で満たされ、
給湿器の圧電素子の上に配置されるとエーロゾルを発生
した。反応器は９０cmの熱領域を有するLindberg３ゾー
ン炉であった。１５２.４cmの Coors ムライトレクター
チューブ（外径９cm、内径８cm）を使用した。キャリヤ
ーガス流量は表１の実施例１を除いて９.４秒の一定反
応器滞留時間を維持するように各温度について調節し
た。熱ステンレス鋼フィルターホルダーにより支えられ
た膜フィルター上で粒子を集めた。フィルターは直径１
４７mmの Gelman フィルターホルダーで支えられた Tuf
fryn 膜フィルター（直径142mm、孔径０.４５）であっ
た。本発明の方法を示す１４の実験を行った。これらの
実施例の作業条件をそれから生成した銀−パラジウム合
金粒子の所定の特性とともに下の表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】本発明の実施例を示すために、銀−パラジ
ウム合金粒子を７０／３０、４０／６０、２０／８０お
よび９５／５の銀／パラジウム比率で製造した。実施例
１〜５はキャリヤーガスとしてＮ2を使用して６００℃
以上の温度で製造した比率が７０／３０の純粋な銀−パ
ラジウム合金粉末を示す。図２のＸ線回折は６００℃で
はＰｄＯがまだ存在し、他方、十分に緻密なＡｇ／Ｐｄ
合金粉末が７００℃で製造されることを示している。さ
らに、最も強いピークはＡｇ／Ｐｄ合金を表示するＡｇ
およびＰｄの予想値の間に位置した。
ウム合金粒子を７０／３０、４０／６０、２０／８０お
よび９５／５の銀／パラジウム比率で製造した。実施例
１〜５はキャリヤーガスとしてＮ2を使用して６００℃
以上の温度で製造した比率が７０／３０の純粋な銀−パ
ラジウム合金粉末を示す。図２のＸ線回折は６００℃で
はＰｄＯがまだ存在し、他方、十分に緻密なＡｇ／Ｐｄ
合金粉末が７００℃で製造されることを示している。さ
らに、最も強いピークはＡｇ／Ｐｄ合金を表示するＡｇ
およびＰｄの予想値の間に位置した。
【００２２】実施例６および７はキャリヤーガスとして
空気を使用して７０／３０のＡｇ／Ｐｄ比率で行った。
Ｎ2ガスと違って、７００℃での実験は減量により示さ
れる少量の不純物を与えた。このことはキャリヤーガス
として空気を使用して同様の粉末を製造するためにはよ
り高温にする必要があることを意味する。実施例８〜１
０は７００℃以上の温度で製造した比率が４０／６０の
純粋な銀−パラジウム合金粉末を示す。図３のＸ線回折
パターンは７００℃では少量のＰｄＯがまだ存在するこ
とを示している。
空気を使用して７０／３０のＡｇ／Ｐｄ比率で行った。
Ｎ2ガスと違って、７００℃での実験は減量により示さ
れる少量の不純物を与えた。このことはキャリヤーガス
として空気を使用して同様の粉末を製造するためにはよ
り高温にする必要があることを意味する。実施例８〜１
０は７００℃以上の温度で製造した比率が４０／６０の
純粋な銀−パラジウム合金粉末を示す。図３のＸ線回折
パターンは７００℃では少量のＰｄＯがまだ存在するこ
とを示している。
【００２３】実施例１１〜１３は８００℃以上の温度で
製造した比率が２０／８０の純粋な銀−パラジウム合金
粉末を示す。６００℃での実験は少量の減量をもたら
し、８００℃での実施例はさらに図４のＸ線回折パター
ンで少量のＰｄＯが存在することを示した。実施例１４
は９５／５のような銀のパラジウムに対する割合が非常
に高い比率において、純粋で緻密な銀−パラジウム合金
粒子がキャリヤーガスとしてＮ2を使用して６００℃の
ような低い温度で製造されることを証明している。Ｘ線
回折パターンを図５に示す。
製造した比率が２０／８０の純粋な銀−パラジウム合金
粉末を示す。６００℃での実験は少量の減量をもたら
し、８００℃での実施例はさらに図４のＸ線回折パター
ンで少量のＰｄＯが存在することを示した。実施例１４
は９５／５のような銀のパラジウムに対する割合が非常
に高い比率において、純粋で緻密な銀−パラジウム合金
粒子がキャリヤーガスとしてＮ2を使用して６００℃の
ような低い温度で製造されることを証明している。Ｘ線
回折パターンを図５に示す。
【００２４】本発明にしたがって製造された粒状生成物
（実施例３〜５、７、１１、１３および１４）の走査電
子顕微鏡法（ＳＥＭ）および透過型電子顕微鏡法（ＴＥ
Ｍ）による検査は粒子が緻密で球形であることを示し
た。本発明のエーロゾル分解法により製造された銀−パ
ラジウム合金粉末は純粋で緻密な合着していない球形粒
子であり、またエーロゾル発生器および金属塩溶液の濃
度に応じて制御された粒度を有する。本発明により製造
された銀−パラジウム合金粉末は不純物、異形、凝集が
なく、または溶液沈殿により製造される銀−パラジウム
粉末で一般に見られる非合金混合物ではない。さらに、
十分に反応して緻密化された銀−パラジウム合金粉末は
特定の合金の融点よりも有意に低い温度で製造された。
（実施例３〜５、７、１１、１３および１４）の走査電
子顕微鏡法（ＳＥＭ）および透過型電子顕微鏡法（ＴＥ
Ｍ）による検査は粒子が緻密で球形であることを示し
た。本発明のエーロゾル分解法により製造された銀−パ
ラジウム合金粉末は純粋で緻密な合着していない球形粒
子であり、またエーロゾル発生器および金属塩溶液の濃
度に応じて制御された粒度を有する。本発明により製造
された銀−パラジウム合金粉末は不純物、異形、凝集が
なく、または溶液沈殿により製造される銀−パラジウム
粉末で一般に見られる非合金混合物ではない。さらに、
十分に反応して緻密化された銀−パラジウム合金粉末は
特定の合金の融点よりも有意に低い温度で製造された。
【００２５】本発明の方法による銀−パラジウム合金粒
子は反応系が水性ＡｇＮＯ3およびＰｄ(ＮＯ3)2をベー
スにし、キャリヤーガスが窒素である場合、次の順序に
従って製造される： （１） エーロゾルを溶媒の蒸発温度以上に加熱する
と、エーロゾル小滴から溶媒が蒸発し、それによりＡｇ
ＮＯ3およびＰｄ(ＮＯ3)2の両方を含有する多孔性粒子
を生成し； （２） 粒子をさらに加熱すると、ＡｇＮＯ3が分解し
て多孔性Ａｇ粒子を、またＰｄ(ＮＯ3)2が分解して多孔
性ＰｄＯ粒子を生成し； （３） 温度の上昇を継続すると、ＰｄＯ粒子が分解し
てＰｄ粒子を生成し、それはＡｇ粒子と反応して合金を
生成し； （４） 反応炉中で残りの滞留時間の間に多孔性銀−パ
ラジウム合金粒子は十分に緻密化され、結晶化する。こ
の反応スキームの略図を図６に示す。
子は反応系が水性ＡｇＮＯ3およびＰｄ(ＮＯ3)2をベー
スにし、キャリヤーガスが窒素である場合、次の順序に
従って製造される： （１） エーロゾルを溶媒の蒸発温度以上に加熱する
と、エーロゾル小滴から溶媒が蒸発し、それによりＡｇ
ＮＯ3およびＰｄ(ＮＯ3)2の両方を含有する多孔性粒子
を生成し； （２） 粒子をさらに加熱すると、ＡｇＮＯ3が分解し
て多孔性Ａｇ粒子を、またＰｄ(ＮＯ3)2が分解して多孔
性ＰｄＯ粒子を生成し； （３） 温度の上昇を継続すると、ＰｄＯ粒子が分解し
てＰｄ粒子を生成し、それはＡｇ粒子と反応して合金を
生成し； （４） 反応炉中で残りの滞留時間の間に多孔性銀−パ
ラジウム合金粒子は十分に緻密化され、結晶化する。こ
の反応スキームの略図を図６に示す。
【図１】本実施例で使用される実験装置を示す図。
【図２】実施例１〜３および５で得られたＡｇ／Ｐｄ合
金粉末のＸ線回折パターンを示す図。
金粉末のＸ線回折パターンを示す図。
【図３】実施例８〜１０で得られたＡｇ／Ｐｄ合金粉末
のＸ線回折パターンを示す図。
のＸ線回折パターンを示す図。
【図４】実施例１１〜１３で得られたＡｇ／Ｐｄ合金粉
末のＸ線回折パターンを示す図。
末のＸ線回折パターンを示す図。
【図５】実施例１４で得られたＡｇ／Ｐｄ合金粉末のＸ
線回折パターンを示す図。
線回折パターンを示す図。
【図６】キャリヤーガスとして窒素を使用する水性Ａｇ
ＮＯ3およびＰｄ(ＮＯ3)2の反応スキームの略図。
ＮＯ3およびＰｄ(ＮＯ3)2の反応スキームの略図。
フロントページの続き (71)出願人 593184385 ザ・ユニバーシテイ・オブ・ニユーメキシ コ ＴＨＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ Ｎ ＥＷ ＭＥＸＩＣＯ アメリカ合衆国ニユーメキシコ州87131− 6003．アルバカーキ．ノースイースト．ロ ーマストリート（番地なし) (72)発明者 ハワード・デイビツド・グリツクスマン アメリカ合衆国デラウエア州19807．ウイ ルミントン．ハーレクドライブ20 (72)発明者 トイヴオ・タルモ・コーダス アメリカ合衆国ニユーメキシコ州87122. アルバカーキ．ノースイースト．サンラフ イエルアベニユー11102 (72)発明者 タミー・キヤロル・プルイム アメリカ合衆国ミネソタ州56080．セント クレア．ピー・オー・ボツクス225
Claims (6)
- 【請求項１】 Ａ． 熱揮発性溶媒中における熱分解性
の銀含有化合物および熱分解性のパラジウム含有化合物
の混合物の不飽和溶液を生成し； Ｂ． その小滴濃度は小滴の衝突およびその後の合着に
より小滴濃度が１０％減少する濃度より低い、キャリヤ
ーガス中に分散された工程Ａからの溶液の微小滴から本
質的になるエーロゾルを生成し； Ｃ． それにより（１）溶媒が揮発し、（２）銀含有化
合物およびパラジウム含有化合物が分解して銀、パラジ
ウム、銀−パラジウム合金またはこれらの混合物の微粒
子を生成し、そして（３）微粒子が合金を生成し、緻密
化される、銀含有化合物およびパラジウム含有化合物の
両方の分解温度より高いが銀−パラジウム合金の融点よ
り低い作業温度までエーロゾルを加熱し；そして Ｄ． 銀−パラジウム合金粒子をキャリヤーガス、反応
副生成物および溶媒揮発生成物から分離する工程から順
次なる、十分に緻密化された銀−パラジウム合金の微粒
子の製造法。 - 【請求項２】 合金は５０％以上の銀および５０％以下
のパラジウムを含有し、キャリヤーガスは窒素であり、
そして温度は６００〜９００℃である請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 合金は５０％より多いパラジウムおよび
５０％より少ない銀を含有し、キャリヤーガスは窒素で
あり、そして温度は８００〜１０００℃である請求項１
記載の方法。 - 【請求項４】 銀含有化合物は硝酸銀であり、そしてパ
ラジウム含有化合物は硝酸パラジウムである請求項１記
載の方法。 - 【請求項５】 熱揮発性溶媒は脱イオン水である請求項
１記載の方法。 - 【請求項６】 キャリヤーガスは空気である請求項１記
載の方法。
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