(57)【要約】      （修正有）【課題】導電性に優れ、電気伝導度の長期安定性に優れ、低密度であり、かつ低コストで得られうる導電フィラー用粉末の提供。【解決手段】導電フィラー用粉末の材質は、Ｓｉ、導電性の元素Ｘ１及び不可避的不純物を含む合金である。元素Ｘ１は、Ｔｉ、Ｃｏ及びＮｉから選択されたいずれか１種であり、この合金は、Ｓｉと元素Ｘ１とから構成されるシリサイドを主体とするシリサイド相を有し、このシリサイドが、ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２及びＮｉＳｉから選択されたいずれか１種である導電フィラー粉末。合金におけるシリサイドの体積率Ｐｓｃが、９５％以上であり、この粉末の密度が、３．５〜７．０Ｍｇ／ｍ３であり、この合金の酸素含有率は、０．５ｍａｓｓ％以下であり、粉末の表面酸化膜の厚さＴ１は、１．０ｎｍ以下である導電フィラー粉末。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の粒子からなり、それぞれの粒子の材質がＳｉ、導電性の元素Ｘ１及び不可避的不純物を含む合金である導電フィラー用粉末であって、
上記元素Ｘ１がＴｉ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択されたいずれか１種であり、
上記合金が、Ｓｉと上記元素Ｘ１とから構成されるシリサイドを主体とするシリサイド相を有しており、
上記シリサイドが、ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２及びＮｉＳｉからなる群から選択されたいずれか１種であり、
上記合金における上記シリサイドの体積率が、９５％以上であり、
上記粉末の密度が、３．５Ｍｇ／ｍ３以上７．０Ｍｇ／ｍ３以下であり、
上記合金の酸素含有率が、０．５ｍａｓｓ％以下であり、
上記粒子の表面酸化膜の厚さＴ１が、１．０ｎｍ以下であり、
上記粉末が、温度が８５℃であって湿度が８５％ＲＨである環境下に５時間静置された後の、上記粒子の表面酸化膜の厚さＴ２が、２．０ｎｍ以下である導電フィラー用粉末。
【請求項２】
多数の粒子からなり、それぞれの粒子の材質がＳｉ、導電性の元素Ｘ１、Ａｇ及び不可避的不純物を含む合金である導電フィラー用粉末であって、
上記元素Ｘ１がＴｉ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択されたいずれか１種であり、
上記合金が、Ａｇ相と、Ｓｉと上記元素Ｘ１とから構成されるシリサイドを主体とするシリサイド相とを有しており、
上記シリサイドが、ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２及びＮｉＳｉからなる群から選択されたいずれか１種であり、
上記合金のＡｇ相以外の部分における上記シリサイドの体積率が、９５％以上であり、
上記粉末の密度が、３．５Ｍｇ／ｍ３以上７．０Ｍｇ／ｍ３以下であり、
上記合金の酸素含有率が、０．５ｍａｓｓ％以下であり、
上記粒子の表面酸化膜の厚さＴ１が、１．０ｎｍ以下であり、
上記粉末が、温度が８５℃であって湿度が８５％ＲＨである環境下に５時間静置された後の、上記粒子の表面酸化膜の厚さＴ２が、２．０ｎｍ以下である導電フィラー用粉末。
【請求項３】
上記元素Ｘ１がＴｉ及びＮｉからなる群から選択されたいずれか１種であり、
上記シリサイドが、ＴｉＳｉ２及びＮｉＳｉからなる群から選択されたいずれか１種である請求項２に記載の粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性樹脂、導電性プラスチック、導電性ペースト、電子機器、電子部品等に用いられる導電フィラーに適した粉末に関する。詳細には、本発明は、その材質がＳｉを含む合金である粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性物質に含有されるフィラーに、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ及びＣｕのような貴金属の粒子が用いられている。他の金属の表面に貴金属がコーティングされた粒子も、導電フィラーとして用いられている。貴金属の電気抵抗は小さいので、この貴金属を含むフィラーは導電性に優れる。貴金属を含む粒子の凝集により、粒子同士の大きな接触面積が得られるので、この観点からも貴金属はフィラーの導電性に寄与する。貴金属はさらに、熱伝導性にも優れる。
【０００３】
貴金属は、高価である。従って、貴金属を含む導電性物質は、高コストである。しかも、貴金属は高比重である。従って、貴金属を含む導電性物質は、重い。コスト低減及び軽量化の観点から、貴金属以外の元素を含む合金の検討が、種々なされている。
【０００４】
特開２００４−４７４０４公報には、Ｓｉ系化合物からなる粒子の表面に、炭素がコーティングされた導電フィラー用合金が開示されている。この粒子では、Ｓｉの微結晶がＳｉ系化合物に分散している。
【０００５】
特開２００６−５４０６１公報には、Ａｇからなる粒子の表面に、Ｓｉ又はＳｉ系化合物がコーティングされた導電フィラー用合金が開示されている。
【０００６】
特開２００８−２６２９１６公報には、Ａｇと、０．０１−１０質量％のＳｉとを含有する導電フィラー用合金が開示されている。この合金では、Ａｇの粒子の表面に、ＳｉＯ２のゲルがコーティングされている。
【０００７】
特開２００６−３０２５２５公報には、Ａｌ又はＳｉを含むＡｇ合金からなる導電フィラー用粉末が開示されている。
【０００８】
国際公開ＷＯ９９／２２４１１号公報には、Ｓｉと、０．００１ａｔ％以上２０ａｔ％以下の添加元素とを含む導電性合金が開示されている。
【０００９】
特許第４３３７５０１号公報には、Ｎｉがベースであり、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ又はＳｉを含む導電性ペーストが開示されている。この公報にはさらに、Ｃｕがベースであり、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ又はＳｉを含む導電性ペーストも開示されている。
【００１０】
特許第４６７８６５４号公報には、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｓｉ又はＮｉを含む高融点金属粒子と、Ｓｎ、Ｉｎ又はＢｉを含む低融点金属粒子とを有する導電層が開示されている。
【００１１】
特開２０１６−１１０７７３公報には、Ｓｉを含む導電フィラー用粉末が開示されている。この粉末の比重は、２−６Ｍｇ／ｍ３と小さく、樹脂と混練されやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−４７４０４公報
【特許文献２】特開２００６−５４０６１公報
【特許文献３】特開２００８−２６２９１６公報
【特許文献４】特開２００６−３０２５２５公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ９９／２２４１１号公報
【特許文献６】特許第４３３７５０１号公報
【特許文献７】特許第４６７８６５４号公報
【特許文献８】特開２０１６−１１０７７３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述の通り、導電フィラーとして貴金属からなる粒子が用いられている。典型的な粒子は、Ａｇ粒子、Ａｇコーティング粒子及びＣｕ粒子である。Ａｇ粒子は導電性に極めて優れるが、このＡｇ粒子ではイオンマイグレーションによって劣化が生じやすい。このＡｇ粒子は、電気伝導度の長期的安定性に劣る。
【００１４】
Ａｇコーティング粒子は、Ａｇ粒子よりもコストの点で優位であるが、このＡｇコーティング粒子では、コート層の剥離が生じやすい。さらに、基材がＣｕである場合は電気伝導度の長期安定性に劣り、この基材がＳｉ、ガラス等の場合は導電性が不足する。
【００１５】
Ｃｕ粒子の場合、腐食が生じやすい。このＣｕ粒子も、電気伝導度の長期的安定性に劣る。電気伝導度の長期的安定性に優れた粉末が、望まれている。
【００１６】
導電フィラー用粉末が樹脂粉末とブレンドされ、このブレンドによって得られた混合物から成形体が成形されることが多い。この成形では、一般的には、混合物が加熱される。加熱により、樹脂が溶融する。導電フィラー用粉末の密度が過大であると、樹脂が溶融した状態では、混合物中で導電フィラー用粉末が沈降する。沈降により、導電フィラー用粉末の偏在が生じる。この成形体では、局部的に電気伝導ネットワークが寸断される。密度が小さな導電フィラー用粉末が、望まれている。
【００１７】
導電フィラー用粉末の効率のよい製造方法として、アトマイズが知られている。アトマイズで得られる粒子は、通常は、電解法、化学還元法等で得られる粒子に比べて大きい。従って、用途によっては、この粒子に分級処理が施される必要がある。しかし、分級により材料の歩留が低下する。高い歩留が達成されるには、アトマイズで得られた粒子に粉砕処理が施され、微細化される必要がある。展延性が大きい材質からなる粒子に粉砕処理が施された場合、扁平化が生じ、微細化しにくい。粉砕しやすいフィラー用合金が、望まれている。
【００１８】
前述の通り、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ及びＣｕのような貴金属は、高価である。さらに、貴金属以外の導電性元素であるＡｌ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｋ、Ｃｄ、Ｒｕ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｒｂ、Ｔｌ、Ｔｈ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｖ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｃａ等も、比較的高価である。これらの元素は、導電フィラー用粉末のコストを押し上げる。Ｆｅは比較的低コストで得られるが、酸化されやすい。Ｆｅからなる粒子には、防錆対策が必要である。この防錆対策は、粉末のコストを押し上げる。さらに、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｂｅ、Ｋ、Ｌｉ、Ｐ、Ｒｂ、Ｔｌ、Ｔｈ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｚｒ及びＣａの純金属元素は活性であり、微細粉末の状態では粉塵爆発の危険性を有する。これらの元素からなる粉末には、爆発防止対策が必要である。この対策は、粉末のコストを押し上げる。低コストで得られる粉末が、望まれている。
【００１９】
特開２００４−４７４０４公報に開示された粉末は、Ｓｉの微結晶を多量に含有する。この粉末の導電性は、不十分である。
【００２０】
特開２００６−５４０６１公報に開示された粉末はＡｇを多量に含むので、高価である。同様に、特開２００８−２６２９１６公報に開示された粉末及び特開２００６−３０２５２５公報に開示された粉末も、高価である。
【００２１】
国際公開ＷＯ９９／２２４１１号公報に開示された合金は、多量のＳｉを含む。この合金からアトマイズによって得られた粉末では、Ｓｉ相が導電性を阻害する。
【００２２】
特許第４３３７５０１号公報に開示されたペーストに適した粉末は、アトマイズでは得られにくい。この粉末の製造コストは、高い。
【００２３】
特開２０１６−１１０７７３号公報に開示された導電性フィラー粉末の比重は軽いが、絶縁性であるＳｉを多量に含むので、導電性は十分ではない。
【００２４】
本発明の目的は、導電性に優れ、電気伝導度の長期安定性に優れ、低密度であり、かつ低コストで得られうる導電フィラー用粉末の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係る導電フィラー用粉末は、多数の粒子からなる。それぞれの粒子の材質は、Ｓｉ、導電性の元素Ｘ１及び不可避的不純物を含む合金である。この元素Ｘ１は、Ｔｉ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択されたいずれか１種である。この合金は、Ｓｉと元素Ｘ１とから構成されるシリサイドを主体とするシリサイド相を有する。このシリサイドは、ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２及びＮｉＳｉからなる群から選択されたいずれか１種である。シリサイド相におけるこのシリサイドの体積率は、９５％以上である。この粉末の密度は、３．５Ｍｇ／ｍ３以上７．０Ｍｇ／ｍ３以下である。この合金の酸素含有率は、０．５ｍａｓｓ％以下である。この粒子の表面酸化膜の厚さＴ１は、１．０ｎｍ以下である。この粉末が、温度が８５℃であって湿度が８５％ＲＨである環境下に５時間静置された後の、この粒子の表面酸化膜の厚さＴ２は、２．０ｎｍ以下である。
【００２６】
他の観点によれば、それぞれの粒子の材質は、Ｓｉ、導電性の元素Ｘ１、Ａｇ及び不可避的不純物を含む合金である。この元素Ｘ１は、Ｔｉ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択されたいずれか１種である。この合金は、Ａｇ相と、Ｓｉと元素Ｘ１とから構成されるシリサイドを主体とするシリサイド相とを有する。このシリサイドは、ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２及びＮｉＳｉからなる群から選択されたいずれか１種である。シリサイド相におけるこのシリサイドの体積率は、９５％以上である。この粉末の密度は、３．５Ｍｇ／ｍ３以上７．０Ｍｇ／ｍ３以下である。この合金の酸素含有率は、０．５ｍａｓｓ％以下である。この粒子の表面酸化膜の厚さＴ１は、１．０ｎｍ以下である。この粉末が、温度が８５℃であって湿度が８５％ＲＨである環境下に５時間静置された後の、この粒子の表面酸化膜の厚さＴ２は、２．０ｎｍ以下である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る導電フィラー用粉末は、材質がＳｉを含む合金であるため、低コストで得られうる。この粉末は、低密度でもある。この粉末では、シリサイドが、導電性に寄与する。この粉末では、優れた電気伝導度が長期間にわたって発揮されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、粉末の表面酸化膜の厚みと電気伝導度の減少率との相関が示されたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に係る導電フィラー用粉末は、多数の粒子の集合である。この粒子の材質は、合金である。この合金は、Ｓｉと元素Ｘ１とを含んでいる。元素Ｘ１は、導電性である。元素Ｘ１の電気伝導度は、１×１０７ＡＶ−１ｍ−１以上である。好ましくは、この合金は、Ｓｉと元素Ｘ１とを含み、残部は不可避的不純物である。
【００３０】
この合金では、Ｓｉと元素Ｘ１とは、シリサイドを形成している。後述されるように、このシリサイドが粉末の導電性に寄与する。この合金は、このシリサイドを主体とするシリサイド相を有する。
【００３１】
Ｓｉは、貴金属に比べて低価格である。Ｓｉを含む導電フィラー用粉末は、この粉末を含む物体の低コストを達成する。さらにこの粉末は、コーティングの手間がなく製造されうる。
【００３２】
従来の導電フィラー粉末には、前述の通り、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ及びＣｕのような貴金属が用いられている。Ａｕの密度は１９．３２Ｍｇ／ｍ３であり、Ａｇの密度は１０．５０Ｍｇ／ｍ３であり、Ｐｔの密度は２１．４５Ｍｇ／ｍ３であり、Ｃｕの密度は８．９６０Ｍｇ／ｍ３である。一方、Ｓｉの密度は２．３２９Ｍｇ／ｍ３である。Ｓｉの密度は、金属の中では小さい。Ｓｉを含む導電フィラー用粉末は、軽量である。この粉末を含む物体（例えば電子機器）は、軽量である。
【００３３】
元素Ｘ１は、Ｔｉ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択されたいずれか１種である。元素Ｘ１は、粉末の導電性に寄与しうる。導電性の観点から、合金は、不可避的不純物としての混在を除き、２種以上の元素Ｘ１を含まない。このシリサイド相では、酸化等による劣化が生じにくい。この粉末は、電気伝導度の長期的安定性に優れる。
【００３４】
Ｓｉは、電気伝導度の低い金属である。一方、元素Ｘ１を含むシリサイドの電気伝導度は、高い。その理由は、このシリサイドにおける電気伝導を担うキャリアの濃度が、Ｓｉにおけるそれと比べて極めて高いためと推測される。このシリサイドを含む粉末は、導電性に優れる。この粉末を含む物体（例えば電子機器）は、導電性に優れる。
【００３５】
シリサイドは、ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２及びＮｉＳｉからなる群から選択されたいずれか１種である。このシリサイドの電気伝導度は、特に高い。ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２及びＮｉＳｉからなる群から選択された２種以上のシリサイドを、実質的に含まないシリサイド相が好ましい。ここで「実質的に含まない」とは、不可避的不純物である元素に由来したシリサイドの存在は許容されることを意味する。シリサイド相が２種以上のシリサイドを実質的に含まない合金では、電子の散乱が抑制される。
【００３６】
シリサイド相が、Ｓｉと２種以上の元素Ｘ１とから構成される他のシリサイドを、実質的に含まないことが好ましい。ここで「実質的に含まない」とは、不可避的不純物である元素に由来した他のシリサイドの存在は許容されることを意味する。シリサイド相がＳｉと２種以上の元素Ｘ１とから構成されるシリサイドを実質的に含まない合金では、電子の散乱が抑制される。
【００３７】
シリサイド相は、若干の、ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２及びＮｉＳｉ以外の、他のシリサイドを含みうる。合金は、シリサイド相以外に、Ｓｉ相及び不純物相を含みうる。導電性の観点から、合金におけるシリサイド（ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２又はＮｉＳｉ）の体積率Ｐｓｃは、９５％以上が好ましく、９７％以上がより好ましく、９９％以上が特に好ましい。体積率Ｐｓｃは、理想的には、１００％である。粉末が埋め込まれた樹脂において、粒子の断面が顕微鏡で観察されることにより、体積率が算出される。１００個の粒子の観察で得られた結果が平均されて、体積率Ｐｓｃが算出される。
【００３８】
このシリサイド相の靱性は、低い。従って、このシリサイド相を含む粉末は、容易に粉砕されうる。換言すれば、粉末の粒度分布が容易に調整されうる。粒度分布が容易に調整されるので、この粉末の製造にアトマイズが採用されうる。この粉末の製造コストは、低い。なお、粉砕は、必要に応じてなされる。粉砕は必須のプロセスではない。
【００３９】
合金がＡｇを含んでもよい。この場合、好ましくは、合金は、Ｓｉ、導電性の元素Ｘ１、Ａｇ及び不可避的不純物のみを含む。この場合、合金は、シリサイド相と共に、Ａｇ相を有する。Ａｇ相の電気抵抗は、小さい。このＡｇ相は、粉末の導電性を高める。
【００４０】
合金がＡｇ相を含む場合、この合金の、Ａｇ相以外の部分におけるシリサイドの体積率Ｐｓｃは、９５％以上が好ましく、９７％以上がより好ましく、９９％以上が特に好ましい。体積率Ｐｓｃは、理想的には、１００％である。
【００４１】
Ａｇと他の金属とが金属間化合物を形成すると、導電性が十分には向上しない。この観点から、Ａｇの含有量に対するＡｇ単相の比率は、９５ａｔ％以上が好ましい。
【００４２】
好ましくは、Ａｇを含む合金は、元素Ｘ１としてＴｉ及びＮｉのいずれかを含む。換言すれば、Ａｇを含む合金が実質的にＣｏを含まないことが、好ましい。その理由は、Ｓｉ、Ｃｏ及びＡｇを含む合金では、純度の高いシリサイド相及びＡｇ相が形成されにくいからである。
【００４３】
軽量及び低コストの観点から、合金におけるＳｉの含有率は４０質量％以上が好ましい。合金が十分な元素Ｘ１を含有しうるとの観点から、Ｓｉの含有率は７０質量％未満が好ましい。
【００４４】
導電性の観点から、合金における元素Ｘ１の含有率は２０質量％以上が好ましく、３０質量％以上がより好ましく、４０質量％以上が特に好ましい。合金が十分なＳｉを含有しうるとの観点から、元素Ｘ１の含有率は６０質量％未満が好ましい。
【００４５】
この合金がＡｇを含む場合、導電性の観点から、Ａｇの含有率は１ａｔ％以上が好ましく、２ａｔ％以上が特に好ましい。低コスト及び軽量の観点から、Ａｇの含有率は１０ａｔ％以下が好ましい。
【００４６】
軽量の観点及び粉末の偏在抑制の観点から、この粉末の密度は７．０Ｍｇ／ｍ３以下が好ましく、６．５Ｍｇ／ｍ３以下がより好ましく、６．０Ｍｇ／ｍ３以下が特に好ましい。導電性の観点から、密度は３．５Ｍｇ／ｍ３以上が好ましく、４．５Ｍｇ／ｍ３以上がより好ましい。
【００４７】
密度は、島津製作所社の乾式自動密度計「アキュピック  II  ３４０シリーズ」により測定される。この装置の容器に粉末が投入され、ヘリウムガス充填される。定容積膨張法に基づき、粉末の密度が検出される。１０回の測定の平均値が算出される。
【００４８】
粉末の電気伝導度は、９０００×１０２ＡＶ−１ｍ−１以上が好ましく、９５００×１０２ＡＶ−１ｍ−１以上がより好ましく、１００００×１０２ＡＶ−１ｍ−１以上が特に好ましい。電気伝導度の測定では、篩によって径が４５μｍを超える粒子が粉末から除去される。粉末の電気伝導度は、三菱化学アナリテック社製の粉体抵抗率測定ユニット「ＭＣＰ−ＰＤ５１」及び低抵抗測定器「ロレスターＧＸ」によって測定される。電気伝導度は、粉末が加圧された充填体の比抵抗である。
【００４９】
粉末の表面酸化膜厚が小さいことが、好ましい。その理由は、以下の通りである。
【００５０】
一般に導電フィラーは、絶縁性である有機系の樹脂中と有機溶剤と共に混練されて導電ペーストとされる。この導電ペーストから有機溶剤が除去することで、ペーストが固化される。融点降下現象を発現するナノ粒子のような、粒子同士を完全に焼結させることが可能な特殊な例を除き、絶縁性の有機系材料中に導電性粒子が分散した複合体では、粒子同士は完全に接触していない。この複合体では、絶縁バリアを介して導通が発現するとの報告がある（「電気特性の測定、評価とデータ解釈」、２０１５年９月、株式会社技術情報協会、第８頁参照）。金属フィラーの場合、フィラー間の電子の移動機構はトンネル伝導、あるいはホッピング伝導とバンド伝導の中間である弱局在状態の伝導となることが、報告されている。電気伝導のメカニズムは明らかにはなっていないが、粒子が物理的に接触していないのであるから、粒子間の絶縁物の厚みが電気伝導度に大きく影響を及ぼすと考えられる。
【００５１】
粒子間の有機物のみならず、粒子表面の酸化膜も、「粒子間の絶縁物」の概念に含まれるとみなされうる。トンネル効果が発現するためには、絶縁物の厚みは１０ｎｍ以下である必要があると考えられる。隣接する第一粒子と第二粒子との両方の酸化膜が絶縁物に含まれるので、有機物の厚みが１ｎｍ以下であると仮定しても、１つの粒子の酸化膜の厚みは５ｎｍ以下である必要がある。この厚みが薄いほど、粉末の電気伝導度は高い。
【００５２】
本発明者は、種々の粉末の表面酸化膜の厚さと、粉末充填状態の電気伝導度及びペースト固化成形体の電気伝導度とを比較した。その結果、粉末が低い電気伝導度を発現するためには、その表面酸化膜の厚さＴ１が１．０ｎｍ以下である必要があることを突き止めた。好ましくは、この厚さＴ１は０．５ｎｍ以下である。理想的には、この厚さＴ１は０．０ｎｍである。この厚さＴ１は、粉末の製造（すなわちアトマイズ、ミリング等）の後、室内で保管された状態、つまり高温高湿環境に曝されていない状態で測定される。
【００５３】
図１のグラフにおいて横軸は、温度が８５℃であって湿度が８５％ＲＨである環境下に粉末が５時間静置された後の、この粉末の表面酸化膜の厚さＴ２（ｎｍ）である。このグラフにおいて縦軸は、温度が８５℃であって湿度が８５％ＲＨである環境下に粉末が１０００時間静置されたときに生じる電気伝導度の減少率Ｐｄ（％）である。このグラフから明らかなように、厚さＴ２と減少率Ｐｄとには、相関関係がある。
【００５４】
本発明に係る粉末では、厚さＴ２は、２．０ｎｍ以下である。粉末の実用時、マトリクス樹脂は、大気から水分を吸収する。この水分は、表面酸化膜の生成又は成長を、助長する。本発明に係る粉末では、厚さＴ２が２．０ｎｍ以下なので、水分がマトリクス樹脂に侵入しても電気伝導度の低下が生じにくい。一般的に、導電フィラー用粉末には、温度が８５℃であって湿度が８５％ＲＨである環境下に１０００時間静置されることによる電気伝導度の減少率が５０％以下であることが、要求されている。この要求を、厚さＴ２が２．０ｎｍ以下である粉末が満たすことを、本発明者はつきとめた。この厚さＴ２は１．５ｎｍ以下がより好ましく、１．０ｎｍ以下が特に好ましい。理想的には、この厚さＴ２は０．０ｎｍである。
【００５５】
厚さ（Ｔ１又はＴ２）は、オージェ測定装置（例えば、アルバック・ファイ製の電解放射オージェ電子分光分析器ＭＯＤＥＬ６８０）にて測定される。測定では、まず、鋳造法によって得られた、粉末と同成分のインゴットから、ブロックが切り出される。次に、このブロックの表面が酸化させられ、ＴＥＭにより酸化膜の厚さが測定される。このインゴットがオージェ分光分析されて、表面酸化膜のスパッタリングレートが算出される。次に、粉末の粒子がオージェ分光分析されて、厚さ（Ｔ１又はＴ２）が算出される。厚さ（Ｔ１又はＴ２）は、酸素の検出強度が最大強度の１／２となるまでのスパッタ深さとして定義される。
【００５６】
この合金の酸素含有率は、０．５ｍａｓｓ％以下が好ましい。酸素含有率が０．５ｍａｓｓ％以下である合金では、表面酸化膜の成長が抑制される。この観点から、酸素含有率は０．４ｍａｓｓ％以下がより好ましく、０．３ｍａｓｓ％以下が特に好ましい。酸素含有率は、小さいほど好ましい。
【００５７】
本発明に係る粉末の粒子の表面に、必要に応じ、Ａｇのコーティング層が形成されてもよい。このコーティング層は、導電性に寄与する。本発明に係る粉末は、耐酸化性に優れ、かつ電気伝導度が高いので、もしコーティング相が剥離しても、性能が大幅には低下しない。コーティング層は、既知の手法にて形成されうる。
【００５８】
本発明に係る導電フィラー用粉末は、アトマイズ工程を含む液体急冷プロセスによって製造されうる。このプロセスにより、容易かつ安価に粉末が製造されうる。好ましいアトマイズとして、ガスアトマイズ法、ディスクアトマイズ法及びプラズマアトマイズ法が例示される。酸素含有率が抑制されるとの観点から、ガスアトマイズ法及びディスクアトマイズ法が特に好ましい。
【００５９】
以下、好ましいアトマイズの詳細が説明される。以下の記載において、アトマイズの条件は一例に過ぎない。条件は、用途等の事情に応じて適宜変更されうる。
【００６０】
ガスアトマイズ法では、底部に細孔を有する石英坩堝の中に、原料が投入される。この原料が、アルゴンガス雰囲気中で、高周波誘導炉によって加熱され、溶融する。アルゴンガス雰囲気において、細孔から流出する原料に、アルゴンガスが噴射される。原料は急冷されて凝固し、粉末が得られる。噴射圧の調整により、凝固速度がコントロールされうる。噴射圧が大きいほど、凝固速度は大きい。凝固速度のコントロールにより、所望の粒度分布を有する粉末が得られうる。凝固速度が速いほど、粒度分布の幅は小さい。
【００６１】
ディスクアトマイズ法では、底部に細孔を有する石英坩堝の中に、原料が投入される。この原料が、アルゴンガス雰囲気中で、高周波誘導炉によって加熱され、溶融する。アルゴンガス雰囲気において、細孔から流出する原料が、高速で回転するディスクの上に落とされる。ディスクによって原料は急冷され、凝固して、粉末が得られる。
【００６２】
これらのアトマイズで得られた粉末が、そのまま導電フィラーとして用いられてもよい。これらのアトマイズで得られた粉末に粉砕加工が施され、導電性フィラーが得られてもよい。粉砕加工された粒子は、微細な結晶粒として存在しうる。粉砕加工の方法として、メカニカルミリングが例示される。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００６４】
表１−２に示された組成を有する実施例１−１４及び比較例１−１６の粉末を得た。各粉末は、表１−２に記載されていない不可避的不純物を含む。なお、表２において、本発明の発明特定事項を満たさない箇所に、下線が付されている。
【００６５】
［電気伝導度］
前述の方法にて、６４ＭＰａの圧力で加圧された粉末の電気伝導度を測定した。この結果が、下記の表１−２に示されている。
【００６６】
［電気伝導度の減少率］
粉末、エポキシ樹脂及び希釈剤（ブチルカルビトール）を混合し、ペーストを得た。このペーストにおいて、粉末とエポキシ樹脂との体積比は１：１であった。希釈剤の量は、ペーストの粘度が適正となるよう、調整した。互いの間隔が１ｃｍである２つの端子を有する基板を用意した。それぞれの端子の材質は、Ａｇである。これらの端子の間に、スクリーン印刷にて導電ペーストを塗布し、線を得た。この線の幅は、５０μｍであった。この基板を、大気圧下で２００℃に昇温させ、３０分間加熱して、試料を得た。この試料のそれぞれの端子にテスターを繋ぎ、端子間の比抵抗Ｒ１を測定した。この試料を湿潤試験機に投入し、温度が８５℃であり湿度が８５％ＲＨである条件下に１０００時間静置した。湿潤試験機から取り出した試料のそれぞれの端子にテスターを繋ぎ、端子間の比抵抗Ｒ２を測定した。下記数式に従い、電気伝導度の減少率Ｐｄを算出した。この結果が、下記の表１−２に示されている。
Ｐｄ ＝ （（１ ／ Ｒ１） − （１ ／ Ｒ２）） ／ （１ ／ Ｒ１） ・ １００
【００６７】
【表１】
2018125148.tif 000003
【００６８】
【表２】
2018125148.tif 000004
【００６９】
表１及び２における製造プロセスの詳細は、下記の通りである。
Ｇ．Ａ．：ガスアトマイズ法
Ｄ．Ａ．：ディスクアトマイズ法
【００７０】
表１に記載された各実施例の粉末は、
（１）ＴｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２及びＮｉＳｉからなる群から選択されたいずれか１種のシリサイドを含むこと、
（２）シリサイドの体積率Ｐｓｃが９５％以上であること、
（３）粉末の密度が３．５Ｍｇ／ｍ３以上７．０Ｍｇ／ｍ３以下であること、
（４）合金の酸素含有率が０．５ｍａｓｓ％以下であること、
（５）厚さＴ１が１．０ｎｍ以下であること
及び
（６）厚さＴ２が２．０ｎｍ以下であること
の、全ての条件を満たす。これらの粉末は、導電性に優れ、かつ電気伝導度の長期安定性にも優れる。
【００７１】
表２に記載された各比較例の粉末は、上記（１）から（６）の条件のいずれかを満たさない。これらの粉末は、導電性又は電気伝導度の長期安定性に劣る。
【００７２】
この評価結果から、本発明の優位性は明かである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る粉末は、導電性樹脂、導電性プラスチック、導電性ペースト、電子機器、電子部品等に用いられ得る。
【図１】
2018125148.tif 000005