JP2018178153A - Cu−Si合金粒子を製造する方法、Cu−Si合金粒子、Ni−Si合金粒子を製造する方法、Ni−Si合金粒子、Ti−Si合金粒子を製造する方法、Ti−Si合金粒子、Fe−Si合金粒子を製造する方法、及びFe−Si合金粒子 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、高温での金属の蒸気圧が大きい場合には、金属原料の蒸発を抑制するために、高圧容器内で溶融する必要がある。また、状態図にも依るが、種々の組成の合金が混在し、偏析が生ずるおそれがある。
そのために、金属原料粉末とSi粉末を比較的低温で固相−固相反応によって均質な組成の金属シリサイド合金粉末を製造するための製造条件を見出すべく鋭意研究した。
固相−固相反応によってCu粉末とSi粉末からCu−Si合金粒子を製造する実施例について比較例とともに説明する。
原料として、Cu粉末とSi粉末を使用し、反応助剤を使用しなかった。
高純度化学品のCu粉末の純度は99.9%であり、粒子径は45μm以下であった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
得られた試料粉末は銅色が残っていた。
断面を作成し、得られた試料粉末の断面について、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡によるCOMP:反射電子組成像を観察した。図3、図4は得られた試料粉末の断面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図4の(b)は図3の部分拡大写真であり、図4の(a)は拡大位置を示している。
形態観察の結果、明度の高い樹状結晶物や球状物及び明度の低い棒状物や粉状物が散在していることが認められ、また、樹状物を拡大すると、表層近傍に明度のやや低い球状物が認められる。
樹状結晶物にCuが認められ、棒状物にSi及びわずかなOが認められる。表層近傍の球状物にCu及びわずかなSiの分布が認められる。なお、Oは包埋樹脂の成分からも検出される。
原料として、Cu粉末とSi粉末を使用し、反応助剤を使用しなかった。
高純度化学品のCu粉末の純度は99.9%であり、粒子径は45μm以下であった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
得られた試料粉末は黒色になっていたが、わずかに未反応のSiが残っていた。
試料粉末の断面を作成し、得られた試料粉末のミクロ観察を、ニコン製金属顕微鏡エクリプスLV100を用いて行った。図7、図8は、得られた試料の断面の金属顕微鏡ミクロ観察写真である。
灰色物を内包する淡褐色の球状物、微小な灰色棒状物及び粒状物、灰色物を内包しない淡褐色の球状物が認められる。
表面の形態観察の結果、明度の高い球状物及び明度の低い球状物が認められる。また、明度の低い粒状物を内包する明度の高い球状物及び明度の低い物質と明度の高い物質が融合したような球状物が認められる。その他、微小な球状物や粉状物が認められる。
明度の低い塊状物を内包する明度の高い球状物について、詳しく断面観察を行った。この視野1についての断面観察の結果、球状物表層部を拡大すると、棒状物から球状物内部へ向かう線状模様が認められる。
面分析の結果、明度の高い領域にCu及びSiの分布が認められ、明度の低い内包物及び粒状物にSiの分布が認められる。Oは球状物の表面にSiとともにわずかに分布している。
視野2では明度のほぼ均一な明度の高い球状物を観察した。球状物表面を覆うように明度の低い針状物が認められる。
面分析の結果、球状物にCu及びSiの均一な分布が見られる。球状物を覆っている針状物に、Si及びOの分布が認められる。なお、Oは包埋樹脂の成分からも検出される。
銅の酸化物及びケイ素の酸化物が存在する可能性があるが、ピーク強度が低く、特定が困難であった。
原料として、Cu粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例A−3ではNaClを用いた。
塩化ナトリウムの蒸気圧表は表1のとおりである。
高純度化学品のCu粉末の純度は99.9%であり、粒子径は45μm以下であった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末は、原料混合粉末の色とも違い、比較例A−2での黒色とも違い、緑茶色であった。未反応のSiが残っていなかった。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。図18、図19は得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図19の(b)は図18の部分拡大写真であり、図19の(a)は拡大位置を示している。
表面の形態観察の結果、比較的大きな塊状物と、棒状物が凝集し、一部が融合した形態が認められた。
原料として、Cu粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例A−4ではNaClを用いた。
高純度化学品のCu粉末の純度は99.9%であり、粒子径は45μm以下であった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末は、実施例A−3で得られた試料粉末よりサラサラしていた。色は黄土色に近かった。水洗すると凝集物ができた。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。図21、図22は得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図22の(b)は図21の部分拡大写真であり、図22の(a)は拡大位置を示している。
表面の形態観察の結果、大きさの異なる球状物が認められた。球状物をさらに拡大すると、粉状物や微小な球状物の付着が認められた。
原料として、Cu粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例A−5ではNaClを用いた。
高純度化学品のCu粉末の純度は99.9%であり、粒子径は45μm以下であった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末は、大きな溶融物もなく、全体的にきれいな球状物が得られた。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。図24、図25は得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。
表面の形態観察の結果、粉状体や大きさの異なる球状物が認められた。
面分析の結果、球状物にCu及びSiの均一な分布が見られる。
図111は得られた試料粉末の粒度分布を示すグラフである。測定結果から、得られた試料粉末の粒度分布は0.1〜50μm程度であり、平均粒子径D50は1〜5μm程度であった。
固相−固相反応によってNi粉末とSi粉末からNi−Si合金粒子を製造する実施例について比較例とともに説明する。
原料として、Ni粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例B−1ではNaClを用いた。
高純度化学品のNi粉末の純度は99.9%であり、粒子径は3〜5μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末はサラサラしており、色は薄緑色系であった。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。図30、図31は得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図31の(b)は図30の部分拡大写真であり、図31の(a)は拡大位置を示している。
表面の形態観察の結果、大きさの異なる塊状物や球状物が認められた。さらに拡大すると、微粉末が塊状物や粉状物に付着していることが認められた。
原料として、Ni粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例B−2ではNaClを用いた。
高純度化学品のNi粉末の純度は99.9%であり、粒子径は3〜5μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末には目視で一部分に小さな球状溶融物が見られた。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。図33、図34は得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図34の(b)は図33の部分拡大写真であり、図34の(a)は拡大位置を示している。
表面の形態観察の結果、不定形や球状の塊状物が認められた。
原料として、Ni粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例B−3ではNaClを用いた。
高純度化学品のNi粉末の純度は99.9%であり、粒子径は3〜5μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末には目視で一部分に小さな球状溶融物が見られた。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。図36、図37は得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図37の(b)は図36の部分拡大写真であり、図37の(a)は拡大位置を示している。
表面の形態観察の結果、粉状体や不定形や球状の塊状物が認められた。
原料として、Ni粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例B−4ではNaClを用いた。
高純度化学品のNi粉末の純度は99.9%であり、粒子径は3〜5μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末について、島津製作所製粒度測定装置SALD−3100を用いて粒度分布を測定した。
図112は得られた試料粉末の粒度分布を示すグラフである。測定結果から、得られた試料粒子の粒度分布は0.1〜50μm程度であり、得られた試料粉末の平均粒子径D50は1〜20μmであった。
固相−固相反応によってTi粉末とSi粉末からTi−Si合金粒子を製造する実施例について比較例とともに説明する。
原料として、Ti粉末とSi粉末を使用し、反応助剤を使用しなかった。
トーホーテック製のTi粉末の純度は99.8%であり、粒子径は10〜45μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
得られた試料粉末は色の異なる4種類の部分に分かれていた。
比較例C−1はるつぼ内の上部から採取し、図39に示すように黄褐色であった。
比較例C−2はるつぼ内の中央上部から採取し、図41に示すように黒褐色であった。
比較例C−3はるつぼ内の中央下部から採取し、図43に示すように黒褐色であった。
比較例C−4はるつぼ内の下部から採取した。図45に示すように茶褐色であった。
得られた試料粉末(比較例C−1)について、リガク製X線回折装置RINT 2200VK/PCを用いてX線回析分析を行った。図40の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はSiの標準ピークパターンであり、(c)はTiSiの標準ピークパターンであり、(d)はTiSi2の標準ピークパターンであり、(e)はTi5Si3の標準ピークパターンである。
原料として、Ti粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてKClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例C−5ではKClを用いた。
トーホーテック製のTi粉末の純度は99.8%であり、粒子径は10〜45μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
また、高純度化学品のKCl粉末を使用した。
黒鉛るつぼのガス抜き穴の断熱材は黄色に変色していた。
得られた試料粉末の中には金属色の粒子が認められた。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。図47、図48は得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図48の(b)は図47の部分拡大写真であり、図48の(a)は拡大位置を示している。
表面の形態観察の結果、表面の滑らかな塊状物及び粉状物等が見られた。塊状物を拡大すると、一部に粒状物同士が溶融して成長したような形態が認められた。
原料として、Ti粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例C−6ではNaClを用いた。
トーホーテック製のTi粉末の純度は99.8%であり、粒子径は10〜45μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
また、高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末は均一な濃い灰色であった。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。図50、図51は得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図51の(b)は図50の部分拡大写真であり、図51の(a)は拡大位置を示している。
表面の形態観察の結果、粒状物が互いに半溶融化状態で凝集し、一体化した多孔体の形態が認められた。
断面のミクロ観察の結果、白色の粒状物が半溶融して連なり、多孔質体となっている状態が認められる。
面分析の結果、明度が異なる塊状物等が、大きく分類して4相認められる。
カラーマップデータを考慮すると、Ti5Si3がリッチな相とTiSi2がリッチな相とTiSiがリッチな相とSiO2がリッチな相が見られる。
原料として、Ti粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例C−7ではNaClを用いた。
トーホーテック製のTi粉末の純度は99.8%であり、粒子径は10〜45μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
また、高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末は黒色の粉体であった。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。図57、図58は得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図58の(b)は図57の部分拡大写真であり、図58の(a)は拡大位置を示している。
表面の形態観察の結果、粒状物が半溶融化状態で互いに凝集し、一体化した多孔体の形態が認められた。
図113は得られた試料粉末の粒度分布を示すグラフである。測定結果から、得られた試料粉末の粒度分布は0.5〜50μmであり、平均粒子径D50は25μm程度であった。
固相−固相反応によってFe粉末とSi粉末からFe−Si合金粒子を製造する実施例について比較例とともに説明する。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤を使用しなかった。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
得られた試料粉末はフェライト色であった。得られた試料粉末について、磁石を用いて分離し、非磁性のものを比較例D−1とし、磁性のものを比較例D−2とした。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。
図63、図64、図65は比較例D−1について得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図64の(b)は図63の部分拡大写真であり、図64の(a)は拡大位置を示している。また、図65の(b)は図64の(b)の部分拡大写真であり、図65の(a)は拡大位置を示している。
図67、図68、図69は比較例D−2について得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図68の(b)は図67の部分拡大写真であり、図68の(a)は拡大位置を示している。また、図69の(b)は図68の(b)の部分拡大写真であり、図69の(a)は拡大位置を示している。
比較例D−1及び比較例D−2について表面の形態観察の結果、塊状物及び粒状物等が見え、それらの表面に微小な球状物が複数付着した形態が認められる。
比較例D−1について、図66の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はSiの標準ピークパターンであり、(c)はFeの標準ピークパターンであり、(d)はFe2SiO4の標準ピークパターンである。
比較例D−1について、X線回折プロファイルから、非常に強いSiの回折パターンと非常に強いFeの回折パターンと弱いFe2SiO4の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄であると推定される。
比較例D−2について、図70の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はSiの標準ピークパターンであり、(c)はFeの標準ピークパターンである。
比較例D−2について、X線回折プロファイルから、非常に強いSiの回折パターンと弱いFeの回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄であると推定される。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤を使用しなかった。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
得られた試料粉末について、磁石を用いて分離し、非磁性のものを比較例D−3とし、磁性のものを比較例D−4とした。
得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。
また、図76、図77は比較例D−3について得られた試料粉末の表面の走査電子顕微鏡観察写真である。なお、図77の(b)は図76の部分拡大写真であり、図77の(a)は拡大位置を示している。
比較例D−3について、図88の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はSiの標準ピークパターンであり、(c)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(d)はFeSi2の標準ピークパターンであり、(e)はα−Feの標準ピークパターンであり、(f)はFe5Si3の標準ピークパターンであり、(g)はSiO2の標準ピークパターンである。
比較例D−3について、X線回折プロファイルから、非常に強いSiの回折パターンと強いε−FeSiの回折パターンと強いFeSi2の回折パターンと強いα−Feの回折パターンと弱いFe5Si3の回折パターンと弱いSiO2の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄ケイ化物であると推定される。
比較例D−4について、X線回折プロファイルから、非常に強いSiの回折パターンと強いFeSi2の回折パターンと強いε−FeSiの回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素及び鉄ケイ化物であると推定される。
断面のミクロ観察の結果、塊状物や粒状物、及び塊状物を覆う粉状物が認められる。多くの塊状物の内部に、色調の異なる相が見える。
面分析の結果、塊状物にFe、Siの分布が見られる。異なる相で覆われた領域にFe、Si及びOが検出された。また、表面に見られる球状の突起物(明度の高い箇所)にSi、Oの分布が見られる。
カラーマップデータから、塊状物は明度の異なる領域において、FeとSiの検出強度が異なることが認められる。塊状体を覆っている粉状物にはSi及びOの分布が認められる。塊状物と同様に、検出強度の異なる領域が認められる。
カラーマップデータから、塊状物は,周囲に存在する明度の低い粉状物にSiの分布が見られ、明度のやや高い塊状物にFeとSiの分布が見られる。
後述するXRD分析結果も考慮すると、中央に位置する明度の高い領域には、全体としてFe5Si3等が分布するとともに、明度の高い微細粒子としてFeが点在し、その下方及びその右下に位置するやや明度の高い領域にはFeSi2が分布していると考えられる。
カラーマップデータから、断面がハート形の塊状物の左部分にはFeSiが分布し、右部分にはFe5Si3等が分布していると推測される。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてKClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例D−5ではKClを用いた。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のKCl粉末を用いた。
黒鉛るつぼのガス抜き穴に蒸発した後凝固したKClが付着していた。得られた試料粉末の約1/3は非磁性であった。
実施例D−5について得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。
実施例D−5について、図95の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(c)はSiの標準ピークパターンであり、(d)はFeSi2の標準ピークパターンであり、(e)はSiO2の標準ピークパターンである。
実施例D−5について、X線回折プロファイルから、非常に強いε−FeSiの回折パターンと非常に強いSiの回折パターンと強いFeSi2の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてKClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例D−6ではKClを用いた。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のKCl粉末を用いた。
一部溶融した大きな球状バルクが目視で観察された。Siとの反応は進んでいる様子が推測できる。
実施例D−6について得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。
実施例D−6について、図98の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(c)はFeSi2の標準ピークパターンであり、(d)はSiの標準ピークパターンである。
実施例D−6について、X線回折プロファイルから、非常に強いε−FeSiの回折パターンと強いFeSi2の回折パターンと強いSiの回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。なお、鉄シリサイドのX線回析線強度がケイ素のX線回析線強度よりも強い。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例D−7ではNaClを用いた。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末は磁性を持った生成物の割合が多かった。
実施例D−7について得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。
実施例D−7について、図101の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はSiの標準ピークパターンであり、(c)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(d)はFeSi2(Iron Silicide)の標準ピークパターンであり、(e)はFe5Si3の標準ピークパターンであり、(f)はFeSi2(Linzhiite)の標準ピークパターンであり、(g)はFe11Si5の標準ピークパターンである。
実施例D−7について、X線回折プロファイルから、非常に強いSiの回折パターンと強いε−FeSiの回折パターンと弱いFeSi2(Iron Silicide)の回折パターンと弱いFe5Si3の回折パターンと弱いFeSi2(Linzhiite)の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。なお、鉄シリサイドのX線回析線強度がケイ素のX線回析線強度よりも強い。
実施例D−8においては実施例D−7において得られた試料粉末を水洗して試料粉末を得た。
実施例D−8について得られた試料粉末の形態観察として、日本電子製JXA−8530Fを用いて、走査電子顕微鏡による二次電子像(SEI)を観察した。
実施例D−8について、図104の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はSiの標準ピークパターンであり、(c)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(d)はFeSi2(Iron Silicide)の標準ピークパターンであり、(e)はFe5Si3の標準ピークパターンであり、(f)はFeSi2(Linzhiite)の標準ピークパターンである。
実施例D−8について、X線回折プロファイルから、非常に強いSiの回折パターンと強いε−FeSiの回折パターンと弱いFeSi2(Iron Silicide)の回折パターンと弱いFe5Si3の回折パターンと弱いFeSi2(Linzhiite)の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。なお、ケイ素のX線回析線強度が鉄シリサイドのX線回析線強度よりも強い。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてKClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例D−9ではKClを用いた。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のKCl粉末を用いた。
得られた試料粉末は、大きな溶融物がなかったが、磁性を持った生成物の割合が多かった。
実施例D−9について、図105の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はSiの標準ピークパターンであり、(c)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(d)はFeSi2(Linzhiite)の標準ピークパターンであり、(e)はFe5Si3の標準ピークパターンであり、(f)はSiO2の標準ピークパターンである。
実施例D−9について、X線回折プロファイルから、非常に強いSiの回折パターンと強いε−FeSiの回折パターンと弱いFeSi2(Linzhiite)の回折パターンと弱いFe5Si3の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例D−10ではNaClを用いた。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
実施例D−10について、図106の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はSiの標準ピークパターンであり、(c)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(d)はFeSi2(Linzhiite)の標準ピークパターンであり、(e)はFe5Si3の標準ピークパターンであり、(f)はSiO2の標準ピークパターンである。
実施例D−10について、X線回折プロファイルから、非常に強いSiの回折パターンと強いε−FeSiの回折パターンと弱いFeSi2(Linzhiite)の回折パターンと弱いFe5Si3の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例D−11ではNaClを用いた。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
得られた試料粉末は、他の試料粉末よりも磁性が強い。
実施例D−11について、図107の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(c)はSiの標準ピークパターンであり、(d)はFe5Si3の標準ピークパターンであり、(e)はFeSi2(Linzhiite)の標準ピークパターンであり、(f)はSiO2の標準ピークパターンであり、(g)はFeの標準ピークパターンであり、(h)はFe2.603Siの標準ピークパターンである。
実施例D−11について、X線回折プロファイルから、非常に強いε−FeSiの回折パターンと弱いSiの回折パターンと弱いFe5Si3の回折パターンと弱いFeSi2(Linzhiite)の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例D−12ではNaClを用いた。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
反応助剤としてのNaClを増量することによって、FeとSiの反応が多少進むことを確認した。
実施例D−12について、図108の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はSiの標準ピークパターンであり、(c)はε−FeSiであり、(d)はFeSi2(Linzhiite)の標準ピークパターンであり、(e)はFe5Si3の標準ピークパターンであり、(f)はSiO2の標準ピークパターンである。
実施例D−12について、X線回折プロファイルから、非常に強いε−FeSiの回折パターンと弱いSiの回折パターンと弱いFe5Si3の回折パターンと弱いFeSi2(Linzhiite)の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例D−13ではNaClを用いた。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
加熱保持時間を長く(2倍)することによって、FeとSiの反応が多少進むことを確認した。
実施例D−13について、図109の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(c)はSiの標準ピークパターンであり、(d)はFeSi2(Linzhiite)の標準ピークパターンであり、(e)はFe5Si3の標準ピークパターンであり、(f)はSiO2の標準ピークパターンである。
実施例D−13について、X線回折プロファイルから、非常に強いε−FeSiの回折パターンと非常に強いSiの回折パターンと強いFeSi2(Linzhiite)の回折パターンと弱いFe5Si3の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。
原料として、Fe粉末とSi粉末を使用し、反応助剤としてNaClを使用した。
アルカリ金属のハロゲン化物として、実施例D−14ではNaClを用いた。
東邦亜鉛製のFe粉末の純度は99.5%であり、粒子径は約75μmであった。
また、Si粉末(東京印刷機材トレーディング(株)製)の純度は99.9999%以上であり、平均粒子径D50は1〜3μmであった。
高純度化学品のNaCl粉末の純度は99.9%であり、パウダー状であった。
表面の一部が微妙に溶融していることを確認した。得られた試料粉末の2/5は非磁性であった。
実施例D−14について、図110の(a)は試料粉末のX線回折プロファイルであり、(b)はε−FeSiの標準ピークパターンであり、(c)はSiの標準ピークパターンであり、(d)はFeSi2(Linzhiite)の標準ピークパターンであり、(e)はFe5Si3の標準ピークパターンであり、(f)はSiO2の標準ピークパターンである。
実施例D−14について、X線回折プロファイルから、非常に強いε−FeSiの回折パターンと強いSiの回折パターンと強いFeSi2(Linzhiite)の回折パターンと弱いFe5Si3の回折パターンが認められ、得られた試料粉末の主成分はケイ素と鉄シリサイドであると推定される。
図114は得られた試料粉末の粒度分布を示すグラフである。測定結果から、得られた試料粉末の粒度分布は0.1〜100μmであり、平均粒子径D50は1〜20μm程度であった。
2 原料混合粉末
3 真空容器
4 高周波加熱装置
5 配管
6 真空ポンプ
11 ガス抜き穴
Claims (20)
- Cu粉末とSi粉末とを均一に混合した混合物を反応助剤としてのアルカリ金属のハロゲン化物の粉末とともにるつぼ内に収納し、真空排気後に、800〜900℃の温度で3〜20時間保持し熱処理して、Cu−Si合金粒子を製造する方法。
- アルカリ金属のハロゲン化物がNaClであることを特徴とする請求項1に記載のCu−Si合金粒子を製造する方法。
- Cu粉末の純度が99.9%であり、平均粒子径D50が45μm以下であり、Si粉末の純度が99.999%以上であり、平均粒子径D50が1〜3μmであることを特徴とする請求項1または2に記載のCu−Si合金粒子を製造する方法。
- 10Pa以下の真空度まで真空排気することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載のCu−Si合金粒子を製造する方法。
- 粒度分布が0.1〜50μmであり、平均粒子径D50が1〜5μmであり、かさ密度が2.0〜3.0g/cm3である、球状のCu−Si合金粒子。
- Ni粉末とSi粉末とを均一に混合した混合物を反応助剤としてのアルカリ金属のハロゲン化物の粉末とともにるつぼ内に収納し、真空排気後に、900〜1100℃の温度で3〜20時間保持し熱処理して、Ni−Si合金粒子を製造する方法。
- アルカリ金属のハロゲン化物がNaClであることを特徴とする請求項6に記載のNi−Si合金粒子を製造する方法。
- Ni粉末の純度が99.9%であり、平均粒子径D50が10μm以下であり、Si粉末の純度が99.999%以上であり、平均粒子径D50が1〜3μmであることを特徴とする請求項6または7に記載のNi−Si合金粒子を製造する方法。
- 10Pa以下の真空度まで真空排気することを特徴とする請求項6から8までのいずれか1項に記載のNi−Si合金粒子を製造する方法。
- 粒度分布が0.1〜100μmであり、平均粒子径D50が1〜30μmであり、かさ密度が0.7〜0.9g/cm3であるNi−Si合金粒子。
- Ti粉末とSi粉末とを均一に混合した混合物を反応助剤としてのアルカリ金属のハロゲン化物の粉末とともにるつぼ内に収納し、真空排気後に、950〜1150℃の温度で3〜20時間保持し熱処理して、Ti−Si合金粒子を製造する方法。
- アルカリ金属のハロゲン化物がNaClまたはKClであることを特徴とする請求項11に記載のTi−Si合金粒子を製造する方法。
- Ti粉末の純度が99.8%であり、平均粒子径D50が45μm以下であり、Si粉末の純度が99.999%以上であり、平均粒子径D50が1〜3μmであることを特徴とする請求項11または12に記載のTi−Si合金粒子を製造する方法。
- 10Pa以下の真空度まで真空排気することを特徴とする請求項11から13までのいずれか1項に記載のTi−Si合金粒子を製造する方法。
- 粒度分布が0.1〜50μmであり、平均粒子径D50が20〜40μmであり、かさ密度が0.2〜0.4g/cm3であり、気孔率が80%以上である、Ti−Si合金粒子。
- Fe粉末とSi粉末とを均一に混合した混合物を反応助剤としてのアルカリ金属のハロゲン化物の粉末とともにるつぼ内に収納し、真空排気後に、900〜1200℃の温度で3〜20時間保持し熱処理して、Fe−Si合金粒子を製造する方法。
- アルカリ金属のハロゲン化物がNaClまたはKClであることを特徴とする請求項16に記載のFe−Si合金粒子を製造する方法。
- Fe粉末の純度が99.5%であり、平均粒子径D50が100μm以下であり、Si粉末の純度が99.999%以上であり、平均粒子径D50が1〜3μmであることを特徴とする請求項16または17に記載のFe−Si合金粒子を製造する方法。
- 10Pa以下の真空度まで真空排気することを特徴とする請求項16から18までのいずれか1項に記載のFe−Si合金粒子を製造する方法。
- 粒度分布が0.1〜100μmであり、平均粒子径D50が1〜20μmであり、かさ密度が0.5〜0.7g/cm3である、Fe−Si合金粒子。
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