JPS6148585B2

JPS6148585B2 -

Info

Publication number: JPS6148585B2
Application number: JP56133314A
Authority: JP
Inventors: Shinroku Kawakado
Original assignee: KAWASUMI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: KAWASUMI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1981-08-27
Filing date: 1981-08-27
Publication date: 1986-10-24
Also published as: JPS5836627A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、卑金属被覆粉末の製造法に関する。
更に詳しくは、本発明は、卑金属から成る被覆層
による実質的に完全な被覆状態にある基体物質の
粒子からなる卑金属被覆粉末を製造する方法に関
する。

銅、ニツケル、亜鉛、鉄などの金属粉末とセラ
ミツクス粉末を成形した後、焼結して得られる複
合焼結体は金属とセラミツクスの両者の特性を併
せ持つため、軸受材料、耐摩耗材料、耐高温材料
など各種の用途に用いられる。しかし金属と金属
との複合焼結体の製造の場合では、多くの組み合
わせにおいては金属間の比重差が余り大きくない
ため一方の金属粉と他方の金属粉との通常の混合
により均質な混合粉末を得ることができるが、金
属とセラミツクス粉末は一般に比重差が大きいた
め、均質な混合粉末の調整そして均質な焼成物を
得るには特別な混合装置、成形装置などが必要と
なりまた操作も複雑になる。そして得られる焼成
物の均質度も高くない。

本発明は上述のような金属とセラミツクスから
なる複合焼結体の製造に特に適した卑金属被覆粉
末の製造法を提供するものである。

本発明は、卑金属化合物、非金属性アンモニウ
ム塩、及びアンモニア水又はカ性アルカリを含む
PH５−10のゲル状水性溶液にセラミツクス基体粉
末が均一に分散されている分散液に還元剤を撹拌
下に加えることを特徴とする卑金属被覆粉末の製
造法である。

本発明により製造される粉末は、セラミツクス
基体粒子を核として、この核の周囲に卑金属から
なる被覆層が設けられた複合体粒子からなる被覆
粉末である。本発明の製造法によれば均質で強固
な卑金属の被覆層をセラミツクス基体粒子に設け
ることができ、更にこの被覆層は従来の化学メツ
キ法により製造される被覆層と異なり基体となる
セラミツクス成分による汚染を実質的に全く受け
ないため、高純度の卑金属被覆層として形成する
ことができる。また本発明では従来の化学メツキ
法に比べて層厚が大きく、均質、強固な被覆層が
得られる。更に従来の化学メツキ法では平均粒径
１ミクロン以下の粒子からなる粉末については均
一な金属被覆粉末が得られにくかつたが、本発明
の方法によればそのような微粒子状粉末の均一な
被覆が容易に達成できる。従つて、本発明により
得られる卑金属被覆粉末は、焼結体の製造以外に
も各種の用途に使用することができる。

次に本発明を詳しく説明する。

本発明で用いる卑金属の例としては、チタン、
バナジウム、、クロム、マンガン、鉄、コバル
ト、ニツケル、銅及び亜鉛などの周期律表第４周
期に属する遷移金属を挙げることができる。更
に、鉛、モリブテン、すずなどの空気中で安定な
卑金属も、本発明の被覆層を形成するのに適当で
ある。これらの卑金属は一種のみの単独使用に限
られず、二種以上を組み合せて使用してもよい。
また、貴金属を卑金属に対して相対的に少ない量
（重量比）で混合使用することも可能である。卑
金属化合物はその水性溶液（水溶液、鉱酸溶液、
アルカリ性水溶液等）が調製可能なものであれば
特に制限はない。例えば、卑金属の硫酸塩、硝酸
塩、ハロゲン化物、シアン化物などを挙げること
ができる。更に、卑金属の錯化合物も使用するこ
とができ、また卑金属単体を鉱酸に溶解した溶液
も利用することができる。

非金属性のアンモニウム塩の例としては、塩化
アンモニウム、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニ
ウム、硝酸アンモニウム、リン酸アンモニウムな
どを挙げることができるが、塩化アンモニウムが
特に好ましい。

卑金属化合物、非金属性のアンモニウム塩、及
びアンモニア水又はカ性アルカリを含むPH５−10
のゲル状水性溶液は、例えば、次のようにして調
製する。卑金属単体又は卑金属化合物を、水、希
酸、濃厚酸、混合酸、アルカリ性水溶液などの任
意の水性溶媒（対象の卑金属単体又は卑金属化合
物を溶解する溶媒）に一旦溶解させ、この溶液と
塩化アンモニウム（NH₄Cl）などのアンモニウム
塩を混合し、この混合液にアンモニア水又はカ性
アルカリ水溶液（カ性ソーダ、カ性カリなどの水
溶液）を加えることにより混合液のPHを５−10
（好ましくは６−８）に調整する。卑金属の溶液
にアンモニウム塩を加えることにより、あるいは
更にアンモニア水又はカ性アルカリ水溶液を加え
て混合液のPHを５−10に調整することにより該混
合液をゲル状とする。塩化アンモニウムなどのア
ンモニウム塩の添加量は卑金属化合物の卑金属に
対して当量以浄かつ当量の３倍以下の量であるこ
とが好ましい。この範囲より少ない量でアンモニ
ウム塩を加えるとセラミツクス基体の粉末を安定
な状態で均一に分散させることが困難になり、一
方、アンモニウム塩の量が上記の範囲より多い場
合にはゲルの粘度が高くなり過ぎ、反応が不均一
になりやすく、また生成後の卑金属被覆粉末の被
覆層にアンモニウム塩が混入しやすくなる。

本発明で用いるセラミツクス基体は、上記のゲ
ル状水性溶液に実質的に溶解性を示さないもので
あれば特に限定なく、その例としては、酸化ケイ
素、酸化ジルコニウム、二酸化チタン、アルミ
ナ、チタン酸バリウムなどの酸化物系セラミツク
ス及び炭化チタン、窒化チタン、炭化タングステ
ン、炭化ケイ素などの非酸化物系セラミツクスな
どのようなセラミツクスを挙げることができる。

セラミツクス基体の粉末は通常は平均粒径が30
ミクロン以下程度のものが用いられるが、好まし
い粉末は平均粒径10ミクロン以下のものであり、
粒度は特に均一である必要はない。また前述のよ
うに平均粒径が１ミクロン以下の粉末の均一な被
覆も充分可能である。

分散液に含有されるセラミツクス基体粉末と卑
金属化合物の比率には特に制限はないが、生成す
る卑金属被覆粉末の用途として複合焼結体を想定
した場合には、セラミツクス基体と、金属化合物
中の卑金属との比率は２：98から98：２（重量
比）の範囲にあることが望ましい。更に望ましい
範囲は、セラミツクス基体：卑金属＝５：95−
95：５（重量比）である。

本発明の分散液は、前記のようにして調製した
卑金属化合物、非金属性のアンモニウム塩、及び
アンモニア水又はカ性アルカリを含むPH５−10の
ゲル状水性溶液にセラミツクス基体粉末を撹拌下
に添加するなどの方法により生成し、この方法に
より均一な分散液が得られる。撹拌は任意の方
法、任意の時期により行なうことができ、撹拌器
具、装置の種類を問わず使用することができる。

分散液への還元剤の添加は撹拌下に行なう。撹
拌の方法には特に制限はないが、ゲル状水性溶液
とセラミツクス基体粉末との分散液が撹拌対象で
あるため、強力な撹拌が可能な方法が望ましい。

還元剤は、ゲル状水性溶液中の卑金属化合物を
還元して卑金属単体に変換し得るものであれば特
に制限はない。還元剤の例としては、水素化リチ
ウムアルミニウム、水素化ホウ素ナトリウムなど
が挙げられるが、これらの還元剤に限定されるも
のではない。還元剤はゲル状水性溶液中の卑金属
化合物を還元して卑金属単体とするのに充分な量
添加する。

撹拌下のゲル状水性溶液とセラミツクス基体粉
末との分散液への還元剤の添加により、該分散液
のゲル状態は解消し、同時に卑金属被覆粉末が生
成する。

生成した卑金属被覆粉末は次いでデカンテーシ
ヨン、取などにより取り出され、洗浄、乾燥さ
れて各種の用途に用いられる。

次に本発明の実施例を示す。

実施例１塩化第二銅（CuCl₂）６ｇを水450mlに溶解
し、これに塩化アンモニウム５ｇ（銅に対して
1.05当量倍）次いでアンモニア水（28％水溶液）
7.5mlを加えることにより青色のゲル状溶液（PH
約７）が得られた。この溶液にチタン酸バリウム
（BaTiO₃）の粉末（平均粒径0.13ミクロン）40ｇ
を加え、充分撹拌して均一な分散液を得た。この
分散液を充分撹拌しながら水素化ホウ素ナトリウ
ム水溶液（NaBH₄2ｇ／100mlH₂O）を100ml加え
たところゲル状態は解消し、灰色の粉末が生成し
た。次いで粉末を取し、水及び湯を用いて洗浄
し、65℃で乾燥することにより、41.12ｇの銅被
覆チタン酸バリウム粉末を得た。収率96％。被覆
粉末中のチタン酸バリウム／銅重量比：93.4／
6.6。

上記で得られた銅被覆チタン酸バリウム粉末を
容器に入れ、これに電極を挿入して抵抗値を測定
したところ抵抗値はほぼ０であり、純銅粉の抵抗
値に一致した。

また上記で得られた銅被覆チタン酸バリウム粉
末を圧力１トン／cm²にてプレスで中盤状に成形
し、アルゴン気体ふん囲気下1150℃で１時間焼成
したところ、均質な表面状態を持つ強固な焼成物
が得られた。

実施例２塩化第二銅42.3ｇを水３に溶解し、これに塩
化アンモニウム35.3ｇ（銅に対して1.05当量倍）
次いでカ性ソーダ水溶液（NaOH100ｇ／500ml）
480mlを加えることにより青色のゲル状溶液（PH
約７）を得た。この溶液に二酸化チタン
（TiO₂）の粉末20ｇを加え、充分撹拌して均一な
分散液を得た。この分散液を述分撹拌しながら水
素化ホウ素ナトリウム水溶液（NaBH₄14ｇ／700
mlH₂O）を700ml加えたところゲル状態は解消
し、灰色の粉末が生成した。次いで粉末を取
し、水及び湯を用いて洗浄し、65℃で乾燥するこ
とにより39.2ｇの銅被覆二酸化チタン粉末を得
た。収率98％。被覆粉末中の二酸化チタン／銅重
量比：50／50。

上記で得られた銅被覆二酸化チタン粉末を容器
に入れ、これに電極を挿入して抵抗値を測定した
ところ抵抗値はほぼ０であり、純銅粉の抵抗値に
一致した。

また上記で得られた銅被覆二酸化チタン粉末を
圧力１トン／cm²にプレスで円盤状に成形し、アル
ゴン気体ふん囲気下1000℃で１時間焼成したとこ
ろ、均質な表面状態を持つ強固な焼成物が得られ
た。

実施例３塩化ニツケル（NiCl₂・6H₂O）22ｇを水200ml
に溶解し、これに塩化アンモニウム16ｇ（ニツケ
ルに対して1.6当量倍）次いでカ性ソーダ水溶液
（NaOH50ｇ／250mlH₂O）140mlを加えることに
より青色のゲル状溶液（PH約７）得られた。この
溶液に二酸化チタンの粉末（平均粒径２ミクロ
ン）40ｇを加え、充分撹拌して均一な分散液を得
た。この分散液を充分撹拌しながら水素化ホウ素
ナトリム水溶液（NaBH₄5ｇ／250mlH₂O）を250
ml加えたところゲル状態は解消し、灰色の粉末が
生成した。次いで粉末を取し、水及び湯を用い
て洗浄し、65℃で乾燥することにより44.54ｇの
ニツケル被覆二酸化チタン粉末を得た。収率98
％。被覆粉末中の二酸化チタン／ニツケル重量
比：88／12。

上記で得られたニツケル被覆二酸化チタン粉末
を圧力１トン／cm²にてプレスで円盤状に成形し、
アルゴン気体ふん囲気下で1200℃で１時間焼成し
たところ、均質な表面状態を持つ強固な焼成物が
得られた。

Claims

【特許請求の範囲】１卑金属化合物、非金属性のアンモニウム塩、
及びアンモニア水又はカ性アルカリを含むPH５−
10のゲル状水性溶液にセラミツクス基体粉末が均
一に分散されている分散液に還元剤を撹拌下に加
えることを特徴とする卑金属被覆粉末の製造法。２非金属性のアンモニウム塩が塩化アンモニウ
ムであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の製造法。３非金属性のアンモニウム塩の含有量が卑金属
化合物の卑金属に対して当量以上かつ当量の３倍
以下の量であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の製造法。４卑金属が周期律表第４周期の遷移金属である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製
造法。５基体物質粉末の平均粒径が１ミクロン以下で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の製造法。