JPS5959802A - リチウム金属マスタ−アロイの製造法 - 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】 技術の歴史および問題 粉末状のリチウムのマスターアロイ（ｍａｓｔｅｒａｌ
ｌｏｙｓ）は、特に機械的合金化法によるリチウム含有
合金の製造法において有用である。機械的合金化に関す
る一般的情報については、米国特許第３　、５９１　、
３６２号明細書に言及されている。アルミニウム合金の
機械的合金化に関しては、背景情報は米国特許第３，８
１６，０８０号明細書に含まれている。

粉末状のリチウムおよび他のアルカリ金属のマスターア
ロイは、他の技術、例えば化学還元、触媒作用等におい
ても有用である。出願人が知っている限りにおいては、
アルカリ金属マスターアロイは２つの方法のいずれかに
よって商業上製造されている。第一の方法においては、
アルカリ金属（以下、開示の目的のために「リチウム」
と称す）および第二の金属（以下、開示の目的のために
「アルミニウム」と称す）を適当な条件下で一緒に溶融
し、鋳造し、次いで鋳造ビレットを破砕して粉末を形成
する。この方法は、実用目的用には脆性、即ち破砕され
るのに適応しているマスターアロイしか製造できず、そ
して第二にリチウムの揮発損失がほとんどまたは全くな
い温度において溶融するマスターアロイしか容易には製
造できないという不利を有している。大気圧において、
例えば金属ナトリウムは８９２℃で沸騰し、金属カリウ
ムは７７４℃で沸騰し、そして金属セシウムは６９０℃
で沸騰する。従って、アルカリ金属の沸点の若干の有意
フラクションまたはそのよりも高い温度で溶融するこれ
らの元素のマスターアロイの実際的製造は、複雑な溶融
／鋳造装置および高価な技術によってのみでしか解決で
きない実際的問題を生じさせる。

米国特許第３，５６３，７３０号明細書に記載されてい
ると考えられる第二の商業的方法においては、アルミニ
ウム粉末およびリチウムを高沸点不活性有機液体、例え
ば炭化水素油に分散し、そしてリチウムの融点以上の温
度に加熱する。溶融リチウムは、前記米国特許第３，５
６３，７３０号明細書に記載の期間後にアルミニウム粉
末によって収着される。

粉末製品が適当に洗浄されて不活性液体を含まず、そし
て制御が組成について維持されるならば、比較的長時間
がリチウムをアルミニウム粉末によって収着するのに必
要であること以外は、この第二の商業的方法には欠点は
ない。

最近、アルミニウム粉末を乾燥不活性雰囲気、例えばア
ルゴン中で溶融リチウムにさらすことによってマスター
アロイを製造する方法を開示する米国特許出願が、１９
８２年７月９日出願の米国特許出願第３９６．８９２号
明細書で本発明者らによって出願されている。この方法
においては、リチウムがアルミニウムによって収着され
るまでアルミニウム粉末および溶融リチウムが一緒に混
練され、そして容易に粉末化できる砕けやすいクリンカ
ー状製品が製造される。前記液体媒体法と同様に、この
新しく開示された方法は、各種の組成物を製造できるが
、アルミニウムによるリチウムの収着に比較的長時間を
要する。

本発明の主要目的は、前記の第二の商業的方法および前
記の新しく開示された方法を速くすることができる手段
を提供することにある。

本発明によれば、溶融リチウムを粉末状アルミニウムに
さらす工程を包含する前記の第二の商業的方法および前
記の新しく開示された米国特許出願第３９６，８９２号
明細書の方法は、アルミニウム粉末として、機械的に合
金化されたアルミニラ・ム粉末を使用することによって
速くされ得る。

「機械的に合金化されたアルミニウム粉末」なる用語は
、本明細書の目的では前記米国特許第３．５９１　、３
６２号明細書に記載の加工に付されて本質上飽和硬さを
有し、更に詳細には安定な超微細粒径を有する金属製品
を与える金属粉末を意味する。

機械的に合金化された金属粉末は、例えばアルミニウム
またはアルミニウムに富んだ合金、または酸化物、炭化
物または他のデイスズに一ソイドを含有するアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金であることができる。更に、
機械的に合金化された金属粉末は、アルカリ金属との組
み合わせに好適な如何なる金属またはメタロイドである
こともできる。例えば、米国特許第３．５６３．７３０
号明細書に開示されるように、組み合わせ金属は、アル
ミニウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スト
ロンチウム、亜鉛、銅、マンガン、スズ、アンチモン、
ビスマス、カドミウム、金、銀、白金、バナジウム、イ
ンジウム、ヒ素、ケイ素、ホウ素、セレン、ジルコニウ
ム、テルルおよびリンの１種以上または合金であること
ができる。「機械的に合金化された金属粉末」なる用語
に、本明細書では粉末の特性を定義するために使用され
るが、この用語は有意合金含量の必要を意味しようとは
意図していない。本発明の目的には、機械的摩砕は、主
として酸化物および炭化物の微細分散を導入゛するのに
役立ち、そして金属粉末の粒径を減少させるのに役立っ
て、加熱時に安定でありかつリチウムまたは他のアルカ
リ金属を第二の金属によって吸収できる大きな結晶粒界
領域を製造すると考えられる。

リチウムをアルミニウムにさらす（一般に、アルカリ金
属を好適な第二の金属にさらす）温度は、アルカリ金属
の融点を超えかつ第二の金属または合金の自己焼結温度
以下の温度である。不活性液体媒体を使用する米国特許
第３．５６３　、７３０号明細書の前記方法の場合には
、露出が生ずる温度も液体媒体の分解温度以下でなけれ
ばならず、そして、単純化のために、液体媒体の沸点以
下であるべきである。勿論、液体媒体を使用する場合に
は、適当な注意が、火災および爆発の危険およびヒュ・
−ム（ｆｕｍｅｓ）からの健康の害を避けるために払わ
れるべきである。これらのことに関しては、液体上の不
活性気体ブランケット、および蒸気回収または火災ユニ
ットと組み合わされた好適なガス抜きを使用できる。

自然の酸化皮膜を有する平均粒径約５０μｍの噴露アル
ミニウム粉末は、酸化物および炭化物ディス・ξ−ソイ
ドの存在によって安定化された実質的飽和硬さ並びに微
細粒径な有する「機械的に合金化された粉末」が得られ
るまで通常の加工剤、例えばステアリン酸と一緒にアト
ライタ（攪拌ゼールミル）において摩砕に伺される。

次いで、この「機械的に合金化された」アルミニウム粉
末は、液体媒体法および乾燥不活性雰囲気法の両方にお
いて溶融リチウムにさらされる。

大体２００℃〜３００℃の範囲内の温度において、リチ
ウムは［機械的に合金化された］アルミニウムによって
迅速に収着される。

法規の規定に従って、本発明の特定の具体例が本明細書
において説明され、かつ記載されている。

当業者は、変化が特許請求の範囲によってカバーされる
本発明の形態において施すことができること、および本
発明の成る種の特徴が他の特徴の対応の使用なしに有利
に時々使用され得ることを理解するであろう。

出願人代理人　　　猪　股　　　　清

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融アルカリ金属を第二の金屑の粉末中および粉末
   上に収着させる方法において、前記第二の金属の前記粉
   末として、機械的摩砕に付されて前記粉末内に実質的飽
   和硬さおよび安定な微細粒径が達成されている粉末を使
   用することを特徴とする溶融アルカリ金属を収着させる
   方法。 ２、溶融アルカリ金属を不活性液相の存在下に第二の金
   属の粉末中および粉末上に収着させる特許請求の範囲第
   １項に記載の方法。 ３、溶融アルカリ金属を不活性気相の存在下に第二の金
   ４の粉末中オ６よび粉末上に収着させる特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ４、アルカリ金属がリチウムである特許請求の範囲第１
   頂に記載の方法。 ５、第二の金属が、アルミニウムおよびアルミニウム合
   金の群から選択される特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ６、アルカリ金属がリチウムであり、そして第二の金属
   がアルミニウムおよびアルミニウム合金の群から選択さ
   れる特許請求の範囲第１項に記載の方法。