JPH07243058A - 複合粉体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 母粒子の表面にこの母粒子と異なる材料の子
粒子が付着した複合粉体及びその製造方法において、母
粒子に付着する子粒子の量を増大でき、母粒子材料と子
粒子材料との割合を所望の割合とすることができる複合
粉体及びその製造方法を提供する。 【構成】 母粒子１は例えば直径が２〜５０μｍのニッ
ケル粉であり、この母粒子１の表面には、大きさが母粒
子１の約１／１０の第１及び第２の子粒子２ａ，２ｂが
付着されている。第１の子粒子２ａは、ジルコニアによ
り構成されており、第２の子粒子２ｂは、母粒子１と同
様にニッケルにより構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、母粒子の表面にこの母
粒子と異なる材料からなる子粒子が付着した複合粉体及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複合粉体は、母粒子の表面に母粒子と異
なる材料の子粒子をコート（被覆）又は固定化すること
により形成されたものであり、母粒子の性質（物理的性
質又は化学的性質）と異なる性質の表面層を有してい
る。このような複合粉体は、種々の分野において使用さ
れている。

【０００３】例えば、燃料電池の電極には、ニッケル粉
を母粒子とし安定化ジルコニア粉を子粒子とする複合粉
体を原料とし、溶射法又はスラリー法等により形成され
た高導電性の複合膜が設けられている。前記複合粉体
は、略球形のニッケル粉（母粒子）の表面にこのニッケ
ル粉の約１／１０の大きさの安定化ジルコニア粉（子粒
子）を付着させた後、酸化処理を施すことにより形成さ
れている。この場合に、母粒子の表面に子粒子を強固に
付着させる方法としては、静電気により母粒子の表面に
子粒子を付着させた後、高速気流中において粉体に衝撃
力を加えて母粒子と子粒子との付着強度を向上させる高
速気流中混合法と、粉体同士を相互に摩擦して、摩擦力
により母粒子の表面に子粒子を強固に付着させる粉体系
混合法とがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複合粉体においては、子粒子が展性を有しない材料であ
る場合に、母粒子に付着する子粒子の量の上限は、（母
粒子の表面積）と（子粒子の断面積×個数）との割合に
より決定される。例えば、直径が１０μｍのニッケル粉
（母粒子）の周面に直径が１μｍのジルコニア粉（子粒
子）を密に付着させた場合に、ニッケルとジルコニアと
の重量割合（ニッケル：ジルコニア）は８：２となり、
これ以上ジルコニアの重量割合を増大させることはでき
ない。このため、従来は、例えばニッケルとジルコニア
との重量割合が６：４の複合粉体を得ることはできな
い。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、母粒子に付着する子粒子の量を増大でき、
母粒子材料と子粒子材料との割合を所望の割合とするこ
とができる複合粉体及びその製造方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る複合粉体
は、展性を有する第１の材料により形成された母粒子
と、この母粒子よりも小径に形成され前記母粒子に付着
された第１及び第２の子粒子とを有し、前記第１の子粒
子は第２の材料により形成されており、前記第２の子粒
子は前記第１の材料により形成されていることを特徴と
する。

【０００７】また、本発明に係る複合粉体の製造方法
は、展性を有する第１の材料により形成された母粒子
に、第２の材料により前記母粒子よりも小径に形成され
た第１の子粒子と前記第１の材料により前記母粒子より
も小径に形成された第２の子粒子との混合粉を付着させ
る工程を有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明においては、展性を有する第１の材料に
より形成された母粒子に、第２の材料により形成された
第１の子粒子と前記第１の材料により形成された第２の
子粒子とを混合した状態で付着させる。そうすると、第
２の子粒子は母粒子と同一の材料であり展性を有するた
め、例えば母粒子に付着した第１の子粒子に第２の子粒
子が付着し、更にこの第２の子粒子に第１の子粒子が付
着するというように、第１及び第２の子粒子が重なり合
った状態で母粒子に付着する。これにより、第１の子粒
子の割合を従来に比して増大することができる。

【０００９】なお、母粒子に第１及び第２の子粒子を付
着させる際に、第１及び第２の子粒子の混合割合を経時
的に変化させると、その表面層における第１及び第２の
子粒子材料の含有量が厚さ方向で変化する複合粉体を得
ることができる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係
る複合粉体を示す模式図である。母粒子１は平均粒径が
２乃至５０μｍのニッケル粉であり、その表面には、母
粒子１の約１／１０の大きさのジルコニアからなる第１
の子粒子２ａと、このジルコニア粉と略等しい大きさの
ニッケルからなる第２の子粒子２ｂとが付着している。

【００１１】本実施例においては、母粒子１及び第２の
子粒子２ｂがいずれも金属であり、展性を有するため、
例えば母粒子１に付着した第１の子粒子２ａに第２の子
粒子２ｂが付着し、更にこの第２の子粒子２ｂに第１の
子粒子２ａが付着するというように、第１及び第２の子
粒子２ａ，２ｂが重なり合った状態で母粒子１に付着す
る。このため、第１の子粒子２ａの付着量を従来に比し
て増大することができる。従って、従来不可能であると
されていた割合で第１の子粒子材料を含有する複合粉体
を得ることができる。例えば、本実施例によれば、ニッ
ケルとジルコニアとの重量割合（ニッケル：ジルコニ
ア）が、６：４の複合粉体を得ることも可能である。

【００１２】次に、本実施例に係る複合粉体の製造方法
について説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、母
粒子１として、直径が２〜５０μｍのニッケル粉を用意
する。また、図２（ｂ）に示すように、第１の子粒子２
ａとして、大きさが母粒子１の約１／１０のジルコニア
粉を用意する。更に、図２（ｃ）に示すように、第２の
子粒子２ｂとして、大きさが母粒子１の約１／１０のニ
ッケル粉を用意する。

【００１３】次いで、第１及び第２の子粒子２ａ，２ｂ
を混合し、例えば高速気流中混合法又は粉体系混合法等
のように物理的な方法による表面改質装置を使用して、
母粒子１の表面に第１及び第２の子粒子２ａ，２ｂを強
固に付着させる。これにより、図１に示す複合粉体を得
ることができる。

【００１４】例えば、母粒子１と、第２の子粒子２ｂ
と、第１の子粒子２ａとの重量割合（ニッケル母粒子：
ニッケル子粒子：ジルコニア子粒子）を、３：３：４又
は４：２：４とする。これにより、ニッケルとジルコニ
アとの重量割合（ニッケル：ジルコニア）が６：４の複
合粉体を得ることができる。

【００１５】本実施例においては、ジルコニア子粒子と
ニッケル子粒子とを混合して母粒子の表面に付着させる
ので、ニッケルとジルコニアとの割合を任意に設定する
ことができ、従来、不可能であった割合でニッケルとジ
ルコニアとが複合化された粉体を得ることができる。ま
た、従来のニッケル母粒子とジルコニア子粒子とにより
構成される複合粉体の場合は、ニッケル母粒子とジルコ
ニア子粒子との熱膨張率の差に起因して複合粉体の表面
層（ジルコニア子粒子）が剥離する虞れがあるが、本実
施例に係る複合粉体においては、表面層がジルコニア子
粒子とニッケル子粒子とにより構成されるため、母粒子
と表面層との熱膨張率の差が小さく、表面層の剥離を回
避することができる。従って、本実施例に係る複合粉体
を燃料電池用電極の複合膜の原料とすると、導電率が極
めて良好であると共に、長期安定性が優れた電極を得る
ことができる。

【００１６】図３は本発明の第２の実施例に係る複合粉
体を示す模式図である。本実施例においては、母粒子１
に第１及び第２の子粒子２ａ，２ｂを付着させる際に、
第１及び第２の子粒子２ａ，２ｂの混合割合を経時的に
変化させる。即ち、母粒子１に第１及び第２の子粒子２
ａ，２ｂを付着させる工程において、始めは第２の子粒
子２ｂの割合を多くし、経時的に第１の子粒子２ａの割
合を多くする。これにより、図３に示すように、外側ほ
ど第１の子粒子２ａの割合が多い表面層を有する複合粉
体を得ることができる。

【００１７】なお、上述の実施例においては、母粒子が
ニッケル粉であり、子粒子がジルコニア粉である場合に
ついて説明したが、これにより本発明がニッケル粉の表
面にジルコニア粉が付着した複合粉体に限定されるもの
ではないことは勿論である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、展
性を有する第１の材料により形成された母粒子に、第２
の材料により形成された第１の子粒子及び前記第１の材
料により形成された第２の子粒子が付着しているから、
従来不可能であるとされていた割合で前記第２の材料を
含有する複合粉体を得ることが可能になると共に、母粒
子と子粒子との熱膨張率の差に起因する表面層の剥離を
回避できるという効果を奏する。

【００１９】また、本発明方法によれば、母粒子材料と
子粒子材料との割合が所望の割合の複合粉体を製造する
ことができる。例えば、本発明方法によれば、従来不可
能であるとされていたニッケルとジルコニアとの重量割
合が６：４の複合粉体を製造することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る複合粉体を示す模
式図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る複合粉体の製造方
法を示す図であり、（ａ）は母粒子を示す模式図、
（ｂ）は第１の子粒子を示す模式図、（ｃ）は第２の子
粒子を示す模式図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る複合粉体を示す模
式図である。

【符号の説明】

１；母粒子 ２ａ；第１の子粒子 ２ｂ；第２の子粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 武憲 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 山岡 悟 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 展性を有する第１の材料により形成され
   た母粒子と、この母粒子よりも小径に形成され前記母粒
   子に付着された第１及び第２の子粒子とを有し、前記第
   １の子粒子は第２の材料により形成されており、前記第
   ２の子粒子は前記第１の材料により形成されていること
   を特徴とする複合粉体。
2. 【請求項２】 展性を有する第１の材料により形成され
   た母粒子に、第２の材料により前記母粒子よりも小径に
   形成された第１の子粒子と前記第１の材料により前記母
   粒子よりも小径に形成された第２の子粒子との混合粉を
   付着させる工程を有することを特徴とする複合粉体の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記混合粉を前記母粒子に付着させる工
   程において、前記第１の子粒子と前記第２の子粒子との
   混合割合を経時的に変化させることを特徴とする請求項
   ２に記載の複合粉体の製造方法。