(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯粒子粉体を被覆空間に投入し、該被覆空間において、被覆形成物質前駆体を、この芯粒子粉体の粒子に接触及び／又は衝突させて、芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で均一に被覆して被覆セラミックス粒子を製造する方法であって、
（Ａ）撹拌式分散機、エジェクタ型分散機、細管分散機よりなる分散手段を有する微粒子高分散処理手段群により、平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、分散度βが７０％以上の分散状態で気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程と、
（Ｂ）この分散工程で分散させた芯粒子粉体の粒子を、前記被覆空間に直接放出することにより、分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
によって、芯粉体の粒子の表面に均一な被覆を形成することを特徴とする、被覆セラミックス粒子の製造方法。
【請求項２】
被覆セラミックス粒子の集合塊を解砕及び／又は破砕する工程及び／又はこの被覆セラミックス粒子の集合塊と一次粒子単位の被覆セラミックス粒子とを選択分離する選択分離工程を更に経て被覆セラミックス粒子を調製する、請求項１に記載の被覆セラミックス粒子の製造方法。
【請求項３】
前記芯粒子粉体の粒子を構成する物質のビッカース硬度が４０００を越えないものである、請求項１又は請求項２に記載の被覆セラミックス粒子の製造方法。
【請求項４】
平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体を、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする分散性能を有する微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させる分散工程の一部以上と前記被覆工程の一部以上とを空間を一部以上共有して行うことにより被覆セラミックス粒子を調製する、請求項１に記載の被覆セラミックス粒子の製造方法。
【請求項５】
平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体を微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする空間領域の内の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子の全ての粒子が通過する面を含む空間領域に被覆空間の被覆開始領域を位置せしめる工程、又は平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体を微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする空間領域の内の回収手段の回収部に回収する全ての粒子が通過する面を含む空間領域に被覆空間の被覆開始領域を位置せしめる工程、により被覆セラミックス粒子を調製する、請求項１又は請求項４に記載の被覆セラミックス粒子の製造方法。
【請求項６】
使用する、芯粒子粉体の粒子の粒度分布が、平均粒子径をＤＭとしたとき、体積基準頻度分布で（〔ＤＭ／５，５ＤＭ〕，≧９０％）である、請求項１、請求項４、又は請求項５に記載の被覆セラミックス粒子の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の被覆セラミックス粒子又は被覆セラミックス粒子を含む混合物を焼結することを特徴とするセラミックス基焼結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、セラミックス微粒子表面に被覆形成物質を被覆した被覆されたセラミックス粒子、この被覆されたセラミックス粒子又はこの被覆されたセラミックス粒子を含む混合物を焼結するセラミックス基焼結体の製造法、及びこの方法で得られるセラミックス基焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックス基焼結体の高性能化には、このセラミックス基焼結体の微組織を高度に複合化した上で、その組織の微細化及び均質化といった微組織のミクロな領域での制御が必要である。そのためには原料粉体の段階でのその目的に合致する原料粉体の調製が不可欠である。
【０００３】
従来、この原料の調製は、ボールミル法や振動ミル法を始めとする粉体混合法により行われてきた。しかし、粉体混合法は、混合時の不純物の混入が避けられないのみならず、原理的に組織の均一化に限度があり、焼結助剤を始めとする種々の添加物質の粉体粒子が微細であっても理想的な均一な混合、即ちセラミックス粒子に添加物質の粉体粒子がむらなく行き渡る均一な分散は極めて困難である。仮にこの均一な分散が表現されたとしても、添加物質の粉体粒子が粒子単位で混合されるために、粒子個々のレベルでは均一の意味にも限界がある。特に相対的にその量が少ない場合、分布むらが必然的に出来る。
【０００４】
現実には、多くの場合、セラミックス粉体粒子や添加物質の粉体粒子は凝集してセラミックス基焼結体中に塊状に存在したり、或いは焼結体中で偏在してセラミックス基材料の性能を著しく低下させる。
【０００５】
従って、均質化を実現するためには、セラミックス粉体粒子一個一個に確実に目的のセラミックス基材料とする前記添加物質を分布させる必要があり、そのために、セラミックス粉体粒子一個一個に添加物質を被覆法により均一に被覆を施した被覆されたセラミックス粒子の製造、及びこの被覆されたセラミックス粒子を焼結することによる高性能セラミックス基焼結体の製造が強く望まれている。
【０００６】
被覆法としては気相法、湿式メッキ法など種々の方法があるが、中でも気相法は、原理的に、（１）雰囲気の制御が容易である、（２）基本的に目的のセラミックス基焼結体とする前記添加物質を被覆形成物質とする被覆形成物質の選択に制限がなく、活性金属を始めとする金属単体物質、窒化物、炭化物、硼化物、酸化物など、いろいろな種類の物質を被覆できる、（３）目的とする被覆形成物質を、不純物を混入することなく被覆できる、（４）被覆量を任意に制御できるなど、他の被覆法では成し得ない大きな利点がある。
【０００７】
しかし気相法では、セラミックス粉体粒子が、微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子でなる個々のセラミックス粒子への被覆は、以下の理由により不可能であった。
【０００８】
即ち、微粒子のセラミックス粒子である、芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子のセラミックス粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、セラミックス粒子同士の付着力が強いため凝集性が高く、殆どの単一粒子が凝集体を形成する。そしてこの凝集体は、その凝集力を上回る特別な作用を加えないと崩し壊すことができないために、凝集体をそのままで被覆形成物質で被覆しても、一個一個の粒子表面への前記被覆形成物質での被覆は不可能で、結局その表面が被覆形成物質で被覆された被覆凝集体が生成することになる。
【０００９】
これにより凝集体を形成する個々の粒子は、凝集体表面に位置する粒子では粒子表面は被覆量は多いものの被覆むらが生じたり、凝集体内部に位置する粒子では全く被覆されないという問題があった。
【００１０】
上記の問題を解決しようとして、被覆されるべきセラミックス粒子が微粒子である場合のこの被覆されるべき芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子の個々の表面に被覆する目的で粒子を分散させて被覆するという試みは既になされていた。
【００１１】
例えば、特開昭５８−３１０７６号公報に開示されている装置・方法によれば、ＰＶＤ装置内に設置された容器の中に芯粒子粉体の粒子を入れ、容器を電磁気的な方法により振動させ、前記容器内の芯粒子を転動させながらＰＶＤ法により被覆する。又、特開昭６１−３０６６３号公報に開示されている装置によれば、ＰＶＤ装置内に設置された容器の中に芯粒子粉体の粒子を入れ、容器を機械的な方法により振動させ、前記容器内の芯粒子を転動させながらＰＶＤ法により被覆することができるとされている。しかし、これらの容器の振動により芯粒子粉体の粒子を転動させながら被覆する装置或いは方法では、実際には、微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であるセラミックス粒子の凝集体を崩すに要するその凝集力を上回る作用を加えることができないため、凝集体を崩せずに、むしろ造粒作用が働き、容器内に導入する前以上に、より多く、或いはより大きな凝集体を形成するだけであった。
【００１２】
特開平３−１５３８６４号公報に開示されている装置及び方法は、内面に障壁及び／又は凹凸を備えた回転容器内に粒子を入れ、回転容器を回転させながら蒸着法により芯粒子表面に被覆を行うことを目的とするものであるが、このような装置或いは方法においては、微粒子の芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であるセラミックス粒子の凝集体を崩すのに要する凝集力を上回る作用を加えることができないため、凝集体を壊すことができないばかりか、より多く、或いはより大きな凝集体を形成するだけであった。
【００１３】
特開昭５８−１４１３７５号公報には、反応ガス雰囲気中に置かれた粉体を反応ガスの流れと重力の作用とによって浮遊させて、反応ガスの化学反応により生成される析出物質によって粉体の表面を被覆する装置が開示されている。又、特開平２−４３３７７号公報には、微粒子を減圧下において流動化させながら、熱化学反応処理を行い被覆を行う方法が開示されている。これらの気流による流動層を利用する装置或いは方法では、微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなるセラミックスの芯粒子粉体の粒子一個一個を流動化させることが事実上不可能で、このセラミックス粒子の凝集体を崩せなかった。
【００１４】
特開昭５４−１５３７８９号公報には、金属の蒸気を発生させた真空容器内を粉末材料を落下させ金属を被覆する装置が開示されている。又、特開昭６０−４７００４号公報には真空槽中の高周波プラズマ領域にモノマーガスと粉体粒子を導入し、プラズマ重合により有機物の被覆膜を形成させる方法が開示されている。これらの装置或いは方法の如く、単に導入するだけでは微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であるセラミックス粒子凝集体を壊せなかった。
【００１５】
特開昭６４−８０４３７号公報には、低・高周波合成音波により芯粒子粉体の凝集体を崩して流動化させ被覆する方法が開示されている。しかし、流動層に振動を与える方法では、微粒子の芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であるセラミックス粒子凝集体を崩せなかった。
【００１６】
特開昭６２−２５０１７２号公報には、前処理として、ジェットミル処理した粉体を、減圧加熱処理室に滞留させ、ここで加熱処理を施した後、粉体フィーダーでスパッタリング室に自然落下で導入し、ターゲットを垂直に設けた円筒状のスパッタリング室に自然落下させて被覆する装置及び方法が開示されている。又特開平２−１５３０６８号公報には、前処理として、ジェットミル処理した粉体を、減圧加熱処理室で滞留させ、ここで加熱処理を施した後、粉体フィーダーでスパッタリング室のスパッタリング源を納めた回転容器に単一粒子でない粉体状で導入し、容器を回転さた状態でスパッタリングする装置及び方法が開示されている。これらの装置及び方法では、ジェットミル処理によりその時だけ粉体は一時的に分散されるが、被覆前の加熱工程で、この粉体を滞留させる構造であり、そのような方法のため、仮にジェットミル処理で一時的に一次粒子状態に分散しても加熱工程でのこの粉体の滞留のため再凝集し、結局、被覆工程に導入される時には凝集したままである。
【００１７】
以上のように、これまでのものでは、いずれも微粒子のセラミックス粒子である芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子のセラミックス粒子からなる芯粒子粉体の粒子に被覆する装置或いは方法としての問題解決はなされておらず、微粒子のセラミックス粒子である芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子のセラミックス粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、現実には凝集体を形成していてこれを崩すことができず、そのために単一粒子状態に分散した状態で微粒子のセラミックス粒子の表面を被覆形成物質で被覆を施した被覆されたセラミックス粒子の製造方法及び装置は知られていなかった。そのため、セラミックス粒子一個一個に結合材となる物質及び／又は焼結助剤となる物質を被覆形成物質として、気相被覆法により均一に被覆を施した被覆されたセラミックス粒子が作製できず、前記高性能なセラミックス基焼結体も製造できなかった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、現実に、被覆されるべきセラミックス粒子であって、例えば１０μｍ以下の平均粒子径の粒子である微粒子の芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子の単一粒子単位に、結合材となる物質及び／又は焼結助剤となる物質を被覆形成物質として被覆を施した被覆されたセラミックス粒子の提供と、この被覆されたセラミックス粒子による高性能なセラミックス基焼結体及びその製造方法が強く求められている。
【００１９】
本発明は、微粒子のセラミックス粒子である芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子のセラミックス粒子からなる芯粒子粉体の粒子へ単一粒子単位に、結合材となる物質及び／又は焼結助剤となる物質を被覆形成物質として被覆を施された被覆セラミックス粒子、及びこの被覆されたセラミックス粒子による、組織が微細でかつ均質であり、そして高性能なセラミックス基焼結体及びその製造法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、微粒子のセラミックス粒子である芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子のセラミックス粒子からなる芯粒子粉体の粒子の単一粒子単位に、目的のセラミックス基焼結体製造のための添加物質を被覆形成物質として被覆させるためには、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下のセラミックス粒子である芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子に、分散度βが７０％以上である高い分散状態の被覆空間の被覆開始領域で、被覆を開始しなければならないことを見い出した。
【００２１】
すなわち、本発明の被覆されたセラミックス粒子は、セラミックスの微粒子からなる芯粒子粉体を被覆空間に投入し、気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体を、この芯粒子粉体の粒子に接触及び／又は衝突させて、芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で被覆して得られる被覆されたセラミックス粒子であって、
（Ａ）  微粒子高分散処理手段群の最終処理手段が、
（ａ）  この芯粒子粉体の粒子を気中に分散させる分散手段、および
（ｂ）  芯粒子粉体の粒子を気中に分散させた芯粒子粉体の粒子と気体との混合物において低分散芯粒子粉体部分を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段とこの高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段により選択分離された低分散芯粒子粉体部分を微粒子高分散処理手段群中の分散手段の内の最終分散手段及び／又は最終分散手段以前の処理手段に搬送するフィードバック手段とを備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段、
から選ばれる微粒子高分散処理手段群により、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた芯粒子粉体の粒子を、分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
からなる被覆手段によって調製された被覆セラミックス粒子に関する。
【００２２】
更に本発明は、前記被覆されたセラミックス粒子が、被覆されたセラミックス粒子の被覆形成物質を介して接触状態で集合塊を形成した被覆されたセラミックス粒子の集合塊を、解砕及び／又は破砕する被覆されたセラミックス粒子集合塊の解砕・破砕工程、及び／又は
被覆されたセラミックス粒子集合塊と一次粒子単位の被覆されたセラミックス粒子とを選択分離する選択分離工程
を更に経て調製されたものであることを特徴とする、被覆セラミックス粒子にも関するものである。
【００２３】
更に本発明は、前記セラミックスの微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を構成する物質のビッカース硬度が４０００を越えないものである被覆セラミックス粒子にも関するものである。
【００２４】
更に本発明は、被覆されたセラミックス粒子が、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする分散性能を有する微粒子高分散処理手段群による分散工程を設け、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を被覆工程に直接放出するか、又は分散工程と被覆工程の間に、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する放出部から、搬送に不可避の、中空部材、中空を形成せしめる部材からなる中間部材、及びパイプから選択される１種類またはそれ以上の部材を介して搬送するか、及び／又は、前記分散性能で気中に分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の粒子の気中分散状態を維持する気中分散維持手段、前記分散性能で気中に分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の粒子の気中分散状態を高める気中分散促進手段、芯粒子粉体の粒子と気体との混合物の内の、低分散芯粒子粉体部分を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の１種又はそれ以上を介して搬送して調製されたものであることを特徴とする被覆セラミックス粒子にも関するものである。
【００２５】
更に本発明は、被覆されたセラミックス粒子が、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする分散性能を有する微粒子高分散処理手段群による分散工程の一部以上と前記被覆工程の一部以上とを、空間を一部以上共有して行うことにより調製されたものであることを特徴とする、被覆セラミックス粒子にも関するものである。
【００２６】
更に本発明は、被覆されたセラミックス粒子が、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする空間領域の内の、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子のすべての粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置せしめるか、又は体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする空間領域の内の、回収手段の回収部に回収する全ての粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置せしめることにより調製されたものであることを特徴とする被覆セラミックス粒子にも関するものである。
【００２７】
更に本発明は、使用する、芯粒子粉体の粒子の粒度分布が、平均粒子径をＤMとしたとき、体積基準頻度分布で(〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）であることを特徴とする被覆セラミックス粒子にも関するものである。
【００２８】
そして本発明は、上記した被覆されたセラミックス又は被覆されたセラミックス粒子を含む混合物を焼結することを特徴とするセラミックス基焼結体の製造法にも関する。
【００２９】
そして本発明はまた上記したセラミックス基焼結体の製造法により製造したセラミックス基焼結体にも関する。
【００３０】
而して、本発明によれば、セラミックスの微粒子からなる芯粒子粉体の粒子又は主に同微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であって、その表面が被覆形成物質で被覆されたものを、焼結してセラミックス基焼結体を製造するに際して、上記した表面が被覆形成物質で被覆されたセラミックス粒子として、気相法により気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体と、微粒子高分散処理手段群の最終処理手段により気中に分散させた平均粒子径１０μｍ以下の微粒子からなる高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とを、被覆空間の被覆開始領域で、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子の分散度がβ≧７０％である分散状態で合流させ、接触及び／又は衝突させてセラミックス粒子の表面を被覆形成物質で被覆したものを用いることにより、これまでに得られなかった組織が微細で均質でありそして高性能なセラミックス基焼結体を得ることができた。そして、上記した被覆芯粒子の調製に際して、被覆形成物質前駆体は、原子、分子、イオン、クラスター、原子クラスター、分子クラスター、クラスターイオン等からなる気相状態の、或は気相を経て生成したばかりのもので、高分散状態のセラミックス粒子と接触及び／又は衝突を始めることにより、一次粒子状態の個々の芯粒子の表面に被覆形成物質は強固に結合し、その結果、芯粒子の表面を被覆形成物質により単一粒子単位で被覆を施した被覆されたセラミックス粒子が製造できるのである。
【００３１】
以下に本発明を詳細に説明する前に、本明細書中に使用する用語をはじめに定義することにし、そして必要によってその用語の具体的内容を説明し、次いで被覆形成物質で被覆されたセラミックス粒子の調製がどのような技術的手段によって行なわれるものであるのかの説明を行うことにする。
【００３２】
被覆されたセラミックス粒子
被覆されたセラミックス粒子とは、被覆が施された下記するセラミックス粒子をいう。例えば、具体的には、被覆形成物質が、超微粒子状、島状、連続質状、一様な膜状、突起物状等の内の一種以上の形態で芯粒子としてのセラミックス粒子に被覆された粒子をいう。
【００３３】
セラミックス粒子用原料粉体粒子
本発明に係る、セラミックス粉体粒子が微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子でなるセラミックス粒子の表面に、被覆形成物質で被覆を施した被覆されたセラミックス粒子用のセラミックス粒子の原料粉体粒子には、セラミックス粒子を構成する物質のビッカース硬度が４０００を越えないセラミックス粒子が選択される。
このセラミックス粒子を構成する物質のビッカース硬度が４０００を越えないセラミックス粒子とは、ダイヤモンド粒子及び高圧型窒化硼素粒子を除くセラミックス粒子のことである。この理由は以下の通りである。
【００３４】
ダイヤモンド、及び高圧型窒化硼素は、何れも高圧安定相で超高硬度物質である。これらは、常圧下では何れも準安定に存在し、高温下では、それぞれ極めて軟質のグラファイト、及びグラファイト型相に相転移する。しかも何れも超難焼結性である。従って、ダイヤモンドや高圧型窒化硼素の優れた特性を生かした焼結体を作製するためには、これらが熱力学的に安定な超高圧力を印加しなければならない等、これらの焼結は特別厳しい。
このことに比べ、ダイヤモンドや高圧型窒化硼素を除くセラミックスは、例えば、上記の如く相転移によって突出した優れた特性を著しく失うということはなく、しかも、ダイヤモンドや高圧型窒化硼素以上に難焼結性のものはないので焼結が特別厳しいということはない。
【００３５】
従って、このセラミックス粒子を構成する物質のビッカース硬度が４０００を越えないセラミックス粒子とは、ダイヤモンド粒子及び高圧型窒化硼素粒子を除くセラミックス粒子を言う。
このセラミックス粒子は、被覆形成物質と反応及び／又は固溶等をしないセラミックス粒子を始め、一種類以上の被覆形成物質と反応及び／又は固溶して目的とする無機化合物、合金、金属間化合物等の一種類以上を生成するセラミックスが選択できる。
【００３６】
気相被覆法
気相被覆法とは、被覆形成物質の原料が、分子流、イオン流、プラズマ、ガス、蒸気、エアロゾルの一種以上からなる気相状態を少なくとも一度は経て被覆する方法、又は気相状態の被覆形成物質の原料により被覆する方法をいう。
【００３７】
芯粒子
芯粒子とは、被覆を施す対象物となるセラミックス粒子をいう。これはまた、母材粒子、種粒子或は被覆される粒子ともいう。
この芯粒子を構成する物質は、周期律表第１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族の金属、半導体、半金属、希土類金属、非金属の元素の一種類または二種類以上を構成成分とする無機化合物からなるもので、その具体例にはＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＷＣ、ＳｉＣ、Ｂ4Ｃ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、ＴａＮ、ＴｉＢ、ＴｉＢ2、ＺｒＢ2、ＨｆＢ、ＨｆＢ2、ＢＰ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2ＳｉＯ5（ムライト）、ＺｒＯ2（Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ又はＣａＯ安定剤を添加したジルコニア：ＰＳＺ又は正方晶ジルコニア多結晶体：ＴＺＰ）、ＭｇＡｌ2Ｏ4（スピ ネル）、グラファイト、無定形炭素、アモルファス炭素などが挙げられる。
そしてこれらのセラミックス粒子を構成する物質のビッカース硬度は４００００を越えないものとする。
【００３８】
芯粒子粉体
芯粒子粉体とは、芯粒子からなる粉体をいう。芯粒子粉体の粒子とは、芯粒子粉体を構成する粒子をいう。本発明において被覆に供する微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子は、平均粒子径が体積基準頻度分布で１０μｍ以下である。
好ましくは、平均粒子径をＤＭとしたとき、ＤＭが１０μｍ以下で、粒度分布が体積基準頻度分布で（〔ＤＭ／５，５ＤＭ〕，≧９０％）のものである。このような比較的分布の幅の狭い粉体では、平均粒子径で粉体の分散特性又は凝集特性が特徴付けられ、ＤＭの値に適した条件で微粒子高分散処理手段群を作動させれば分散できる。
【００３９】
平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体の粒子の粒度分布が、幅広い分布又は互いに離れた複数のピークを持つ分布の粉体では、好適には適当な選択分離処理、例えば分級処理を行ってそれぞれ分級された粉体ごとに、被覆処理を施す。これにより、それぞれ分級された粉体ごとに上記条件の下で、被覆空間の被覆開始領域で分散度βが７０％以上の状態で被覆が開始され、芯粒子粉体の粒子一つ一つの粒子に被覆が可能となる。
【００４０】
被覆形成物質
被覆形成物質とは、被覆を施す対象物に被覆を形成する物質をいう。例えば、具体的には、超微粒子状、島状、連続質状、一様な膜状、突起物状等の内の一種以上からなる形態で芯粒子粉体の粒子に被覆を形成する物質をいう。
特に、被覆形成物質の形態が超微粒子状の場合、当該超微粒子の粒子径は、例えば０.００５μｍ〜０.５μｍの範囲のものをいう。
【００４１】
この被覆形成物質は、被覆形成物質自体がそのままで被覆を形成するか、又は被覆形成物質と芯粒子のセラミックスとが反応して及び／又はセラミックス粒子に固溶して及び／又は二種類以上の被覆形成物質同志が反応して及び／又は固溶して被覆を形成するための目的とする無機化合物、合金、金属間化合物等の一種類又はそれ以上を生成し、被覆されたセラミックス粒子の焼結を促進する焼結助剤及び／又は結合材となる単体物質及び／又は化合物及び／又はセラミックス粒子の表面改質剤となる単体物質及び／又は化合物から選択される。セラミックス粒子の粒界を制御させる表面改質剤を被覆形成物質としても選択可能である。必要に応じて、例えばセラミックス粒子と焼結助剤及び／又は結合材との化学結合性を高めたり、又は個々のセラミックス粒子を任意の物質から隔離させ、これにより、セラミックス粒子と任意の物質との反応を抑止させることができる。
何れも、焼結助剤及び／又は結合材としての被覆形成物質の選択の幅が飛躍的に大きく広がり好適である。
【００４２】
これらの被覆形成物質は、周期律表１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族の金属、半導体、半金属、希土類金属、非金属、及びその酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、酸炭化物、炭窒化物、酸炭窒化物、硼化物、珪化物の一種類又はそれ以上、例えばＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｙ、Ｌａ、ＴｉＡｌ、Ｔｉ3Ａｌ、ＴｉＡｌ3、ＴｉＮｉ、ＮｉＡｌ、Ｎｉ3Ａｌ、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、Ｂ4Ｃ、ＷＣ、Ｗ2Ｃ、ＨｆＣ、ＶＣ、ＴａＣ、Ｔａ2Ｃ、ＮｂＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ｃｒ3Ｃ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、ＡｌＮ、ＨｆＮ、ＶｘＮ(ｘ＝１〜３)、ＮｂＮ、ＴａＮ、Ｔａ2Ｎ、ＴｉＢ、ＴｉＢ2、ＺｒＢ2、ＶＢ、Ｖ3Ｂ2、ＶＢ2、ＮｂＢ、ＮｂＢ2、ＴａＢ、ＴａＢ2、ＭｏＢ、ＭｏＢ2、ＭｏＢ4、Ｍｏ2Ｂ、ＷＢ、Ｗ2Ｂ、Ｗ2Ｂ5、ＬａＢ6、Ｂ13Ｐ2、ＭｏＳｉ2、ＢＰ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＭｇＡｌ2Ｏ4（スピネル）、Ａｌ2ＳｉＯ5(ムライト）の一種類又はそれ以上を含むことができる。
【００４３】
この被覆されたセラミックス粒子表面を被覆する被覆形成物質の被覆による添加量は、何れの焼結法を選択しても特に制限はなく、微量から多量までの任意の量を選択できる。
【００４４】
被覆空間に投入の定義
被覆空間に投入とは、例えば、自由落下等の落下によって芯粒子粉体を被覆空間に導入することをいう。搬送ガスにより投入する場合には、芯粒子粉体を芯粒子粉体の粒子・気体混合物の流れの方向に乗せて導入したり、気体に乗せて流れの方向へ、或いは気体に乗り方向が変えられて導入することをいう。または、搬送ガスの作用を受けて導入することをもいう。例えば、搬送ガスの波動現象、具体的には非線系波動によって導入することをもいう。或いは、ガス中の音波、超音波、磁場、電子線等によって被覆空間に導入することをもいう。また、外場、例えば電場、磁場、電子線等により導入することをもいう。具体的には、電場、磁場、電子線等により粉体粒子を帯電させ、または帯磁させ引力又は斥力により被覆空間に導入することをもいう。また、ガスの背圧や減圧によって吸い込まれ、導入することも含む。
【００４５】
被覆空間
被覆空間とは、被覆形成物質の原料から気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体と芯粒子粉体の粒子が接触及び／又は衝突する空間をいう。あるいは、芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で被覆する空間領域をいう。
【００４６】
被覆室
被覆室とは、被覆空間を一部以上有する室をいう。より具体的には、被覆室とは、被覆空間を含む仕切られた、又は略仕切られた（略閉じた、半閉じた）室であって、被覆空間を一部以上含む室である。
【００４７】
気中
気中とは、真空又は気相状態の空間内をいう。ここで、本発明において、気相状態とは、分子流、イオン流、プラズマ、ガス、蒸気などの状態をいう。真空とは、技術的には、減圧状態をさす。どんな減圧下でも、厳密にはガス、分子、原子、イオン等が含まれる。
【００４８】
被覆形成物質前駆体
被覆形成物質前駆体とは、被覆形成物質の前駆体である。より詳しくは、気相状態の被覆形成物質の原料がそのまま、又は被覆形成物質の原料から気相を経て形成及び／又は合成され、被覆を施す対象物となる粒子である芯粒子に被覆を形成する直前までの物質をいう。被覆形成物質前駆体は、被覆形成物質の原料から、気相を経て形成及び／又は合成する限り、状態の制限はない。被覆形成物質の原料が気相の場合、この原料が被覆形成物質前駆体にもなりうる。被覆形成物質前駆体そのものが気相であってもよい。また、被覆形成物質前駆体が反応性物質の場合は、反応前でも良く、反応中でもよく、反応後でもよい。被覆形成物質前駆体の具体例としては、イオン、原子、分子、クラスター、原子クラスター、分子クラスター、クラスターイオン、超微粒子、ガス、蒸気、エアロゾル等が挙げられる。
【００４９】
被覆形成物質の原料
被覆形成物質の原料とは、気相を経て被覆を形成する物質となる原料物質をいう。被覆形成物質の原料の形態の具体例として、塊状の固体、粉体粒子、気体、液体等が挙げられる。
【００５０】
分散度β
分散度βとは、粉体分散装置の分散性能を評価する指数として増田、後藤氏らが提案（化学工学、第２２回、秋季大会研究発表講演要旨集、Ｐ３４９（１９８９）参照）したように、全粒子の重量に対する、見かけの一次粒子状態の粒子の重量の割合と定義する。ここで、見かけの一次粒子状態の粒子とは、任意の分散状態の粉体粒子の質量基準の頻度分布ｆm2と完全分散されている粉体粒子の質量基準の頻度分布ｆm1のオーバーラップしている部分の割合を示し、次の式のβで表される。
【００５１】
【数１】
0004016091.tif 000002
上式において、粒子径の単位（μｍ）は規定されるものではない。
【００５２】
上式は質量基準で表した粒度分布を基準にして分散度を評価しているが、本来分散度は体積基準で表した粒度分布を基にして評価されるべきものである。しかし粉体粒子密度が同じである場合には質量基準で表した粒度分布と体積基準で表した粒度分布は同じになる。そこで実用上測定が容易な質量基準の粒度分布を測定し、それを体積基準の粒度分布として用いている。従って本来の分散度βは次の式及び図１(ａ)の斜線部分の面積で表される。
【００５３】
【数２】
0004016091.tif 000003
上式において、粒子径の単位（μｍ）は規定されるものではない。
そして芯粒子粉体の分布及び平均粒子径は、特に断らない限り基本的には体積基準を用いることとする。
【００５４】
体積基準頻度分布
体積基準頻度分布とは、粒子径の分布をある粒子径に含まれる体積割合をもって表したものをいう。
【００５５】
（〔Ｄ1,Ｄ2〕，≧９０％）の定義
（〔Ｄ1,Ｄ2〕，≧９０％）分布とは、Ｄ1、Ｄ2を粒子径、但しＤ1＜Ｄ2とするとき、Ｄ1以上でＤ2以下の粒子が体積で９０％以上含まれる分布を表し、図１(ｂ)のように斜線の部分の割合が９０％以上である粒子からなる粉体を表す。
【００５６】
体積基準頻度分布（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の定義
粒度分布が、体積基準頻度分布で（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）分布とは、ＤMを体積基準の平均粒子径とするとき、ＤMの１／５倍の粒子径以上、ＤMの５倍の粒子径以下の粒子を体積で９０％以上含む分布を表す。例えば、平均粒子径ＤMが５μｍで体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）とは、体積基準の平均粒子径が５μｍで、１μｍ以上且つ２５μｍ以下の粒子径の粒子が体積で９０％以上含まれるような分布を表す。ここで、体積基準の平均粒子径ＤMは、
【数３】
0004016091.tif 000004
又は技術的には、ある粒子径間隔をＤi±△Ｄi／２（△Ｄiは区分の幅）内にある粒子群の体積をｖiとすると、
ＤM＝Σ(ｖiＤi)／Σｖi
と表される。
【００５７】
被覆開始領域
微粒子高分散処理手段群の最終処理後、初めて被覆が開始される領域を被覆開始領域という。従って、微粒子高分散処理手段群の最終処理以前では、始めて被覆が開始される領域でも、ここでいう被覆開始領域ではない。
【００５８】
被覆開始領域での分散度β
本発明では、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とした領域に被覆空間の被覆開始領域を位置せしめる被覆室を設ける。被覆空間の被覆開始領域における分散度であれば、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、実質的に粒子一個一個の単位に気中に分散して被覆に供することができ、被覆空間の被覆開始領域を通過する全ての芯粒子粉体の粒子の表面の少なくとも一部と、被覆形成物質前駆体とは接触及び／又は衝突するため、必ず粒子一個一個の単位に被覆形成物質を付けることができる。
【００５９】
好適には、被覆空間の被覆開始領域において、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終の分散処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを８０％以上とする。この被覆空間の被覆開始領域での分散度であれば、芯粒子粉体の粒子が体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子に対して事実上芯粒子同士による閉ざされた部分がなく、一個一個の粒子の表面のいたるところに被覆形成物質前駆体を接触及び／又は衝突させることが可能であり、一個一個の粒子表面にほぼ一様に被覆できる。
【００６０】
より好適には、被覆空間の被覆開始領域において、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を、微粒子高分散処理手段群の最終の分散処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを９０％以上とする。この被覆空間の被覆開始領域の分散度であれば、芯粒子粉体の粒子が体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子の芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子であっても事実上凝集しておらず、一個一個の粒子の表面全てに事実上一様に被覆できる。
【００６１】
特に、処理能率が低くてもよいから、高品位な被覆を行いたいときは、分散度は、９５％以上がより好ましい。
【００６２】
微粒子高分散処理手段群
微粒子高分散処理手段群とは、
（Ａ）  少なくとも分散手段を１以上有し、
（Ｂ）  最終の処理手段として、
（ａ）  芯粒子粉体の粒子を気中に分散させる分散手段、又は
（ｂ）  芯粒子粉体の粒子を気中に分散させた芯粒子粉体の粒子と気体との混合物において低分散芯粒子粉体部分を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段とこの高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段により分離された低分散芯粒子粉体部分を微粒子高分散処理手段群中の分散手段の内の最終分散手段及び／又は最終分散手段以前の処理手段に搬送するフィードバック手段とを備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段、
を有するものである。
【００６３】
好適には、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体を微粒子高分散処理手段群の最終処理により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とし、その芯粒子粉体の粒子の分散度βを７０％以上とする分散性能を有するものである。
前記被覆開始領域における種々の分散度、例えばβ≧７０％、８０％、９０％、に対応してそれらと同等以上の分散性能の微粒子高分散処理手段群を設けることにより、被覆開始領域において、各分散度に応じた商品位な被覆を施すことができる。
【００６４】
最終処理手段
微粒子高分散処理手段群の最終の処理手段が分散手段の場合、分散処理手段を微粒子高分散処理手段群の最終処理手段という。又、微粒子高分散処理手段群の最終の処理手段が、微粒子高分散処理手段の最終の分散手段へ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択処理工程時に於いて低分散状態であったために選択分離された部分を搬送するフィードバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段、又は最終の分散手段より前の処理手段に、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択処理工程時に於いて低分散状態であったために選択分離された部分を搬送するフィードバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の場合、この高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段を微粒子高分散処理手段群の最終処理手段という。
【００６５】
尚、微粒子高分散処理手段群の最終処理手段であるフィードバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段より前に設ける（例えば、フィードバック手段を備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段と最終分散手段の間、或いは最終分散手段より前）高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段は、フィードバック手段の有無にかかわらず微粒子高分散処理手段群の構成要素である。
【００６６】
分散手段
微粒子を分散するために用いる手段を分散手段という。この分散手段は、少しでも或いは僅かでも分散効果を有するものは分散手段として使用可能であり、これを分散手段とする。例えば、一般に供給手段として用いる空気輸送用のロータリーフィーダーやインジェクションフィーダー（粉体工学会編：“粉体工学便覧”、日刊工業新聞社（１９８６）Ｐ５６８、Ｐ５７１）は、分散効果も有するので、分散目的の手段として使用する場合は分散手段である。後述の分散維持・促進手段も分散目的で（βを高める目的で）使用する場合は分散手段となる。そしてこの分散手段は単一の装置、機器である場合も、複合された装置、機器である場合もあり、これらを総称して微粒子高分散処理手段群と呼ぶ。
【００６７】
この微粒子高分散処理手段群は、芯粒子粉体の粒子の加速及び／又は速度勾配に置く気流による分散、芯粒子粉体の粒子の静止障害物及び／又は回転体でなる障害物への衝突による分散、芯粒子粉体の粒子の流動層及び／又は脈流及び／又は回転ドラム及び／又は振動及び／又は掻取りからなる機械的解砕による分散等の選択された一種類以上の分散の機構を備えたものをいう。
【００６８】
具体的には、微粒子高分散処理手段群は、エジェクタ型分散機、ベンチュリ型分散機、細管、撹拌機、気流中の障害物を利用した分散機、ジェットの吹付けを利用した分散機、螺旋管、回転羽根を利用した分散機、回転するピンを利用した分散機（ケージミル）、流動層型分散機、脈流を利用した分散機、回転ドラムを利用した分散機、振動を利用した分散機、振動ふるい、スクレーパによる掻き取りを利用した分散機、SAEI、Gonell式分散機、中条式分散機、Roller式分散機、オリフィス型分散機、B.M式分散機、Timbrell式分散機、Wright式分散機等の選択された一種以上からなる分散手段を備えたものである（粉体工学会編：“粉体工学便覧”、日刊工業新聞社（１９８６）Ｐ４３０）。
【００６９】
また、特開昭５６−１３３６号に記載の撹拌羽根を利用した分散機、特開昭５８−１６３４５４号に記載の高速気流と分散ノズルを利用した分散機、特開昭５９−１９９０２７号に記載の回転羽根による分散作用とプラズマイオンによる分散作用を利用した分散機、特開昭５９−２０７３１９号に記載のプラズマイオンによる分散作用を利用した分散機、特開昭５９−２１６６１６号に記載のエジェクタとプラズマイオンによる分散作用を利用した分散機、特開昭５９−２２５７２８号に記載のエジェクタとイオン流の分散作用を利用した分散機、特開昭５９−１８３８４５号に記載のプラズマイオンの分散作用を利用した分散機、特開昭６３−１６６４２１号に記載の分散羽根と圧力気体による分散作用を利用した分散機、特開昭６２−１７６５２７号に記載のライン状又はリング状スリット型噴出口を用いた分散機、特開昭６３−２２１８２９号に記載の網状羽根を利用した分散機、特開昭６３−１６２９号に記載の噴射ノズルからの高速気流による分散作用を利用した分散機、実開昭６３−９２１８号に記載の多数の細孔を利用した分散機、実開昭６２−１５６８５４号に記載のエジェクタ型分散機、実開昭６３−６０３４号に記載の細孔とオリフィスを利用した分散機等の公報に記載のものも使用可能である。
微粒子高分散処理手段群に好適な分散手段として、特願昭６３−３１１３５８号、特願平１−７１０７１号、特願平２−２１８５３７号等に記載の装置が挙げられる。
【００７０】
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段とは、芯粒子粉体の粒子・気体混合物から、低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を分離し、主に単一粒子状態の微粒子を含む高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する手段をいう。一次粒子の集合体である凝集粒子は、見かけの粒子径が一次粒子の粒子径に比べ大きくなることから、例えば乾式分級手段により分離が可能である。高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の例としては、重力を利用した分級手段、慣性力を利用した分級手段、遠心力を利用した分級手段、静電気を利用した分級手段、流動層を利用した分級手段等から一種以上選択された乾式分級手段が挙げられる。
【００７１】
この高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の例としては、重力分級機、慣性分級機、遠心分級機、サイクロン、エアセパレータ、ミクロンセパレータ、ミクロプレックス、ムルチプレックス、ジグザグ分級機、アキュカット、コニカルセパレータ、ターボクラシファイア、スーパセパレータ、ディスパージョンセパレータ、エルボジェット、流動層分級機、バーチュアルインパクタ、O-Sepa、ふるい、バイブレーティングスクリーン、シフタ（粉体工学会編：“粉体工学便覧”日刊工業新聞社、Ｐ５１４（１９８６））等が挙げられる。
【００７２】
芯粒子粉体の粒子・気体混合物
芯粒子粉体の粒子・気体混合物とは、(ａ)芯粒子粉体の粒子が気中に一様に浮遊した均質流れ（一様な浮遊流れ）、(ｂ)芯粒子粉体の粒子が気中のある領域で非一様な分布を示す不均質流れ（非均質浮遊流れ）、(ｃ)芯粒子粉体の粒子の摺動層を伴う流れ（摺動流れ）、又は(ｄ)芯粒子粉体の粒子の静止層を伴う流れをいう。
【００７３】
低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物
低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とは、芯粒子粉体の粒子・気体混合物の内、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態以外の状態で気中に存在する芯粒子粉体の粒子・気体混合物をいう。
【００７４】
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物
高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とは、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する芯粒子粉体の粒子・気体混合物をいう。高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物は、極めて高分散であっても、実際には凝集粒子を含む。低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物は、実際には、凝集していない単粒子を含み、選択分離して低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物と高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物に分けられる。低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物は、凝集粒子の選択分離及び／又は再分散により、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物となる。
【００７５】
回収手段
被覆空間で被覆した被覆粒子を取り出す手段を回収手段という。回収手段の内で回収処理の行われる部分を回収部という。被覆空間の被覆開始領域を通過して被覆した被覆粒子は、気中から直接取り出して回収するか、又は気中から取り出して一時的に蓄えてから回収するか、又は、気体と共に回収される。
【００７６】
回収手段の回収部としては、隔壁（障害物）を利用した回収手段の回収部、重力を利用した回収手段の回収部、慣性力を利用した回収手段の回収部、遠心力を利用した回収手段の回収部、帯電による引力を利用した回収手段の回収部、熱泳動力を利用した回収手段の回収部、ブラウン拡散を利用した回収手段の回収部、ガスの背圧や減圧等による吸引力を利用した回収手段の回収部等が利用可能である。
この回収手段の回収部の好適な例として、重力集塵機、慣性集塵機、遠心力集塵機、濾過集塵機、電気集塵機、洗浄集塵機、粒子充填層、サイクロン、バグフィルター、セラミックスフィルター、スクラバー等が挙げられる。
【００７７】
次に、本発明で用いる被覆セラミックス粒子を調製する場合に採用される微粒子高分散処理手段群を添付の図面に基づいて説明することにする。
【００７８】
微粒子高分散処理手段群の図の説明
図２(ａ)は被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の基本的な構成の一例を表すブロック図である。芯粒子粉体の粒子を分散させる最終の分散手段Ａ、最終の分散手段以前の分散処理手段群の構成要素ｄで構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。構成要素ｄとしては、分散手段、供給手段、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｄは、必ずしも設けなくとも良い。微粒子高分散処理手段群は、好適には最終の処理手段である分散手段Ａの処理後、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の芯粒子粉体に対し、分散度が分散度βで７０％以上を実現できる構成のものである。
【００７９】
図２(ｂ)は、被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の基本的な構成の第２の例を表すブロック図である。芯粒子粉体の粒子を分散させる最終の分散手段Ａ、最終の分散手段Ａへ芯粒子粉体の粒子が、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηをフィードバックさせるフィードバック手段Ｃを備えた最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂ、最終の分散手段以前の分散処理手段群の構成要素ｄ、最終分散手段と最終選択手段の間の微粒子高分散処理手段群の構成要素ｅで構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。構成要素ｄとしては、分散手段、供給手段、選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｅとしては、分散手段以外の処理手段、例えば供給手段、選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｄ及びｅは、必ずしも設けなくとも良い。微粒子高分散処理手段群は、好適には最終の処理手段である選択手段Ｂによる処理後、前記分布の芯粒子粉体に対し分散度が分散度βで７０％以上を実現できる構成である。
【００８０】
図２(ｃ)は、被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の基本的な構成の第３の例を表すブロック図である。芯粒子粉体の粒子を分散させる最終の分散手段Ａ、最終の分散手段Ａより前の処理手段へ芯粒子粉体の粒子が、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηをフィードバックさせるフィードバック手段Ｃを備えた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂ、最終の分散手段以前の微粒子高分散処理手段群の構成要素ｄ、最終の分散手段と最後の選択手段の間の微粒子高分散処理手段群の構成要素ｅで構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。構成要素ｄとしては、分散手段、供給手段、選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｄとしては、分散手段以外の処理手段、例えば供給手段、選択手段等任意の処理手段を単独又は組み合わせて使用できる。構成要素ｄ及びｅは、必ずしも設けなくとも良い。微粒子高分散処理手段群は、好適には最終の処理手段である選択手段Ｂによる処理後、前記分布の芯粒子粉体に対し分散度が分散度βで７０％以上を実現できる構成である。
【００８１】
なお、以上のような構成であるから、供給槽、芯粒子生成手段等の粉体の供給源も本微粒子高分散処理手段群の構成に含めてもよい。例えば図２(ｃ)の場合、フィードバック手段Ｃのフィードバック先を供給槽とする構成も高分散処理手段群の構成として良いことは言うまでもない。又、微粒子高分散処理手段群の分散工程の前に、芯粒子粉体の粒子を解砕及び／又は粉砕する解砕工程を入れても良いことは言うまでもない。
【００８２】
上記した微粒子高分散処理手段群の基本的な構成の具体的な代表例をより詳細にしたブロック図に基づいて更に詳しく説明することにする。
【００８３】
構成１
図３(ａ)は、被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の第１の構成を説明するブロック図であって図２(ａ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００８４】
構成２
図３(ｂ)は、被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の第２の構成を説明するブロック図であって図２(ａ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００８５】
構成３
図３(ｃ)は、被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の第３の構成を説明するブロック図であって図２(ｂ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、分散手段ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段ａへフィードバックさせるフィードバック手段Ｃ、主に高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を最終の分散手段Ａへ導入する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段ｂ、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、から構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００８６】
構成４
図３(ｄ)は、被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の第４の構成を説明するブロック図であって図２(ｂ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段Ａへフィードバックするフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００８７】
構成５
図３(ｅ)は、被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の第５の構成を説明するブロック図であって図２(ｂ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段Ａへフィードバックするフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００８８】
構成６
図３(ｆ)は、被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の第６の構成を説明するブロック図であって図２(ｂ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を取り除き、主に高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を分散手段Ａへ導入する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段ｂ、選択分離された芯粒子粉体の粒子を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段Ａへフィードバックさせるフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００８９】
構成７
図３(ｇ)は、被覆されたセラミックス粒子を調製する際の微粒子高分散処理手段群の第７の構成を説明するブロック図であって図２(ｃ)に対応するものである。本例は、被覆される芯粒子粉体を供給する供給槽１００、被覆される芯粒子粉体を分散させる分散手段ａ、被覆される芯粒子粉体を分散させる最終分散手段Ａ、最終分散手段Ａで分散させた芯粒子粉体の粒子・気体混合物のうちから主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物、以外の低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物ηを分散手段ａへフィードバックするフィードバック手段Ｃ、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を放出する最終の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段Ｂから構成されている。εは、芯粒子粉体の粒子の内、主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物である。
【００９０】
このようにして達成された微粒子の高分散状態を維持するために、気中分散維持手段を微粒子高分散処理手段群と被覆室の間に付加することもできる。ここでいう気中分散維持手段とは、気中に分散担持された芯粒子粉体の粒子の再凝集を防止して分散度βを維持する手段をいう。又、このようにして達成された芯粒子の高分散状態を促進するために、気中分散促進手段を微粒子高分散処理手段群と被覆室の間に付加することもできる。ここでいう気中分散促進手段とは、気中に分散担持された芯粒子粉体の粒子のうち主に再凝集した粒子の再分散を促進し、分散状態の低下を鈍らせたり、一旦低下した分散状態を元の高分散の状態まで回復するように再分散を促す手段をいう。
この気中分散維持手段又は気中分散促進手段の好適な例としては、パイプ振動装置、パイプ加熱装置、プラズマ発生装置、荷電装置等が挙げられる。
【００９１】
パイプ振動装置は、発振器を設置したパイプの振動により、気中に分散している粒子に分散機とは言えない振動を与えることで、再凝集を抑制し高分散状態を維持する手段又は再凝集した粒子の分散を促進する手段である。
【００９２】
パイプ加熱装置は、加熱したパイプにより搬送気体の外側から熱を加えて搬送気体を膨張させ、分散機とは言えないほどに流速を加速して再凝集を抑制し、再凝集した粒子の分散を促進する手段である。
【００９３】
プラズマ発生装置は、芯粒子粉体を分散担持している気中にプラズマを発生させ、そのプラズマイオンと芯粒子との衝突により、再凝集を抑制し高分散状態を維持する手段又は再凝集した粒子の分散を促進する手段である。
【００９４】
荷電装置は、芯粒子粉体を分散担持している気中に、コロナ放電、電子ビーム、放射線等の方法で単極イオンを発生させ、単極イオン雰囲気中を通過させることで粒子を単極に帯電させ、静電気の斥力により再凝集を抑制し高分散状態を維持する手段又は再凝集した粒子の分散を促進する手段である。
【００９５】
このようにして形成された微粒子の高分散状態の芯粒子粉体は粒子の表面を被覆形成物質で被覆するために被覆室に送られる。この被覆室には被覆開始領域を含む被覆空間が設けられている。
【００９６】
微粒子高分散処理手段群と被覆室とは直結することが望ましいが、搬送に不可避の中空部材及び／又はパイプを使って接続しても良い。この場合にも、被覆開始領域でのβ≧７０％を実現することが不可欠である。
【００９７】
微粒子高分散処理手段群と被覆室を別々に置いてその間を連結する場合は、芯粒子粉体をその分散状態のまま被覆室へ導入してやれば良い。そのためには、この間に芯粒子粉体の分散状態を維持するための装置である気中分散維持手段及び／又は分散状態を高めるための装置である気中分散促進手段及び／又は芯粒子粉体の粒子・気体混合物から、低分散芯粒子粉体部分を分離し、主に単一粒子状態の粒子を含む高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段を設けることもできる。
【００９８】
又、被覆されたセラミックス粒子を調製するに際して、微粒子高分散処理手段群が、(１)被覆室、又は(２)被覆空間、又は(３)被覆開始領域と一部以上空間を共有することもできる。
例えば、微粒子高分散処理手段群中の分散空間と被覆室とを、又は微粒子高分散手段群中の分散空間と被覆開始領域を有する被覆空間とを、又は微粒子高分散手段群中の分散空間と被覆開始領域とを、空間的に共有することもできる。
【００９９】
ここで被覆開始領域とは、β≧７０％の分散状態で搬送された高分散状態の芯粒子粉体に気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体が接触及び／又は衝突し、被覆を開始する領域を指し、次の図４(ａ)〜(ｅ)で示される態様が考慮される。
すなわち、図４(ａ)〜(ｅ)において被覆開始領域は２で示される領域である。
【０１００】
図４(ａ)において粉体に対してβ≧７０％の分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域２を微粒子高分散処理手段群又は微粒子高分散処理手段群の放出部１を覆って設ける。
図４(ｂ)において微粒子高分散処理手段群又は微粒子高分散処理手段群の放出部１から放出される芯粒子粉体の粒子４が全て通る前記β≧７０％の分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域２を設ける。
上記の構成により、全ての芯粒子粉体の粒子はβ≧７０％の分散状態で被覆が始められる。
図４(ｃ)において微粒子高分散処理手段群又は微粒子高分散処理手段群の放出部１から放出される芯粒子粉体の粒子４の内、回収部５に入る粒子が必ず通過する前記β≧７０％の分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域２を設ける。
図４(ｄ)において回収部５を囲む前記β≧７０％の分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域２を設ける。
図４(ｅ)において高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の粒子のみが到達可能な位置に回収部５を設ける。従って、ここでの領域６は重力を利用した選択手段となる。回収部に入る高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の粒子が、必ず通過する前記β≧７０％の分散状態で被覆を始める被覆空間の被覆開始領域２を図の斜線部のように設ける。
【０１０１】
β≧７０％の分散状態で被覆始めた芯粒子のみ回収でき、被覆開始領域を通っていない芯粒子と被覆開始領域を通過した被覆粒子とは混ざることはない。
【０１０２】
上記したところから、被覆されたセラミックス粒子を製造するための装置は、微粒子高分散処理手段群と被覆室、又は微粒子高分散処理手段群と被覆室と回収手段から構成されるものであるが、これらの装置の構成要素は、種々の組み合わせ方をすることが可能で、これらの装置の構成例を図面にもとづいて説明するとつぎのとおりである。
【０１０３】
装置の構成１
図５(ａ)は、被覆されたセラミックス粒子を製造するための第一の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄから構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１に直結してある。
【０１０４】
装置の構成２
図５(ｂ)は、被覆されたセラミックス粒子を製造するための第二の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、不可避の中空部材２−Ｃ２、回収手段２−Ｄから構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１に不可避の中空部材２−Ｃ２を介して接続してある。
【０１０５】
装置の構成３
図５(ｃ)は、被覆されたセラミックス粒子を製造するための第三の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、気中分散維持手段２−Ｃ３、回収手段２−Ｄから構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１に気中分散維持手段２−Ｃ３を介して接続してある。
【０１０６】
装置の構成４
図５(ｄ)は、被覆されたセラミックス粒子を製造するための第四の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄから構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１と空間を共有している。
【０１０７】
装置の構成５
図５(ｅ)は、被覆されたセラミックス粒子を製造するための第五の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄから構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１は、被覆室２−Ｂ１中に設けている。
【０１０８】
装置の構成６
図５(ｆ)は、被覆されたセラミックス粒子を製造するための第六の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄから構成されている。微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１の分散空間中に、被覆室２−Ｂ１を設けている。
【０１０９】
装置の構成７
図５(ｇ)は、被覆されたセラミックス粒子を製造するための第七の装置の構成を説明するブロック図である。本例のこの装置は、被覆装置の製造装置本体２−Ａ、被覆室２−Ｂ１、被覆空間２−Ｂ２、被覆開始領域２−Ｂ３、微粒子高分散処理手段群２−Ｃ１、回収手段２−Ｄ、再被覆供給手段２−Ｅから構成されている。回収手段２−Ｄから被覆後の被覆粒子を高分散処理手段群２−Ｃ１に再被覆供給手段２−Ｅにより搬送して、繰り返して被覆処理が行える。
かかる構成の装置のいずれかにより、被覆セラミックス粒子が製造されるものである。
【０１１０】
上記のようにしてセラミックス粒子である芯粒子粉体を被覆形成物質で被覆した被覆粒子について、再び被覆形成物質で被覆すること、またはこの再被覆を反復することもできる。この場合、被覆粒子は再被覆供給手段に送られる。ここで、再被覆供給手段とは、再被覆を行うために被覆後の被覆粒子を微粒子高分散処理手段群へ搬送する手段をいう。具体的には、(ａ)被覆粒子を回収する回収手段、及び(ｂ)回収手段から微粒子高分散処理手段群に被覆粒子を搬送する被覆粒子搬送手段を備えた手段である。または、(ａ)被覆粒子を回収する回収手段、(ｂ)回収手段から微粒子高分散処理手段群に被覆粒子を搬送する被覆粒子搬送手段、(ｃ)及び被覆後の被覆粒子を分級する被覆粒子分級手段を備えた手段である。被覆量が多い場合、被覆前の芯粒子粉体の粒子の粒度分布と被覆後の被覆粒子の粒度分布は変わってしまう。そこで、被覆後の被覆粒子の粒度分布を被覆粒子分級手段により調整し、再被覆処理を行えば効果的である。
【０１１１】
この再被覆処理は、必要によって繰り返すことができ、そして被覆形成物質の被覆量を所望のものに設定することができる。更に、この被覆形成物質の種類を変えてこの被覆処理を繰り返すことができ、このようにして複数成分の物質を被覆形成物質として多重被覆することもできる。
【０１１２】
本発明で用いる被覆粒子の製造装置は、被覆形成物質が、気相を経る気相法によって、芯粒子粉体の粒子表面に被覆される被覆粒子の製造装置であれば制限はない。例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）装置としては、熱ＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置、電磁波を利用したＣＶＤ（可視光線ＣＶＤ、レーザＣＶＤ、紫外線ＣＶＤ、赤外線ＣＶＤ、遠赤外線ＣＶＤ）装置、ＭＯＣＶＤ装置等、或いは、物理蒸着（ＰＶＤ）装置としては、真空蒸着装置、イオンスパッタリング装置、イオンプレーティング装置等が適用可能である。より具体的には、例えば、特開平３−７５３０２号公報の超微粒子で表面が被覆された粒子およびその製造方法に記載の被覆粒子製造装置が好適である。
【０１１３】
以上述べた通り、本発明ではセラミックス粒子である微粒子芯粒子粉体、又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を被覆空間に投入し気相を経て生成する被覆形成物質前駆体及び／又は気相状態の被覆形成物質前駆体をこの芯粒子粉体の粒子に接触及び／又は衝突させてこの芯粒子粉体の粒子の表面を被覆形成物質で被覆する被覆されたセラミックス粒子が製造されるが、本発明の基本的な工程を要約すると次の通りである。
【０１１４】
Ｉ
（Ａ）  微粒子高分散処理手段群により、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【０１１５】
II
（Ａ）  体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【０１１６】
III
（Ａ）  体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、被覆工程に直接搬送する搬送工程、
（Ｃ）  この搬送工程で搬送した高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【０１１７】
IV
（Ａ）  体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、搬送に不可避の、中空部材、中空を形成する部材からなる中間部材、及びパイプから選択される１種類又はそれ以上の部材を介して搬送する搬送工程、
（Ｃ）  この搬送工程で搬送した高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【０１１８】
Ｖ
（Ａ）  体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程、
（Ｂ）  この分散工程で分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、この分散性能で気中に分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の気中分散状態を維持する気中分散維持手段、この高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の気中分散状態を高める気中分散促進手段、芯粒子粉体の粒子と気体との混合物において低分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を分離し、芯粒子粉体の粒子が主に単一粒子状態で気中に存在する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を選択する高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段の１種類又はそれ以上を介して搬送する搬送工程、
（Ｃ）  この搬送工程で搬送した高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子を、分散度βが７０％以上の分散状態で、被覆空間の被覆開始領域において被覆形成物質前駆体と接触及び／又は衝突させて被覆を開始する被覆工程、
を設けた被覆法。
【０１１９】
以上、Ｉ〜Ｖの全てにおいて、好適には、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βが７０％以上を実現する空間領域の内の、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物中の芯粒子粉体の粒子の全ての粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置させるか、又は、
体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βが７０％以上を実現する空間領域の内の、回収手段の回収部に回収する全てに粒子が通過する面を含む空間領域に、被覆空間の被覆開始領域を位置させるか、
又は、前記Ｉ及びIIにおいて、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子芯粒子粉体の粒子又は主に微粒子からなる芯粒子粉体の粒子を、微粒子高分散処理手段群により分散させた高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の芯粒子粉体の粒子の分散度βが７０％以上を実現する微粒子高分散処理手段群により気中に分散させて高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物とする分散工程の一部以上と前記被覆工程の一部以上とを、空間を一部以上共有して行うものである。
【０１２０】
前記、被覆されたセラミックス粒子は、被覆された粒子の被覆形成物質を介して、接触状態で集合塊を形成する場合がある。この被覆されたセラミックス粒子からなる粉体は、単一粒子状態の被覆された粒子と、この単一粒子状態の被覆された粒子が数個から数十個接触した集合塊、更に多数個の単一粒子状態の被覆された粒子が接触した集合塊から構成され、その形状及び大きさが不均一で不規則になる。この単一粒子状態の被覆された粒子からなる集合塊は、解砕及び／又は破砕してから成形又は焼結処理に供するのが好ましい。この被覆されたセラミックス粒子の集合塊の解砕及び／又は破砕には、種々の解砕手段、例えば、ボールミル、振動ボールミル、乳鉢、ジェットミル等が利用可能である。たま、単一粒子状態の被覆された粒子と、この単一粒子状態の被覆された粒子の集合塊とを選択分離して、単一粒子状態の被覆された粒子のみを成形又は焼結処理に供してもよい。
【０１２１】
本発明によれば、上記のようにして得られた被覆セラミックス粉体粒子はセラミックス粒子焼結のための慣用の圧力および温度で焼結されてセラミックス基の焼結体とされる。
【０１２２】
本発明で用いる被覆されたセラミックス粒子は、上記したように気相法によりその表面を被覆するので基本的に被覆形成物質に制限はない。セラミックス基焼結体を、用途に応じて任意に材料設計する上で必要に応じて、被覆を施す前に、セラミックス粒子表面に事前に、同種及び／又は異種の被覆形成物質を同種及び／又は異種の被覆方法により被覆を施してもよい。
【０１２３】
例えば、セラミックス粒子表面に、目的とする金属の炭化物からなる被覆を形成する場合、事前に炭素で被覆を施した被覆されたセラミックス粒子を使用すればよい。事前に物質を被覆する方法は、特に制限するものではないが、例えば、特開平２−２５２６６０号公報に記載の溶融塩浸漬法を始め、電気メッキ法、無電解メッキ法、クラッド法、物理蒸着法（スパッタリング法、イオンブレーティング法等）や化学蒸着法等が好適である。目的とする金属化合物の金属の種類は、本発明の結合材となる物質及び／又は焼結助剤となる物質として適用可能の範囲であれば特に制限されない。
【０１２４】
セラミックス基焼結体
本発明に係る、セラミックス基焼結体は、被覆されたセラミックス粒子又は被覆されたセラミックス粒子を含む混合物を焼結することにより製造される。
このセラミックス基焼結体は、被覆されたセラミックス粒子又は被覆されたセラミックス粒子を含む混合物を、好ましくは、射出成形、型押し、泥漿鋳込み等の選択される一種以上で成形される。必要により、予備焼結を施して仮焼結体とし、これを更に加工した後、本焼結に共することもできる。
【０１２５】
この成形処理を施した被覆されたセラミックス粒子又は被覆されたセラミックス粒子を含む混合物は、従来公知の焼結法により焼結する。具体的には、真空焼結法又は雰囲気焼結法、大気中常圧焼結法又は、ホットプレス法、カプセルＨＩＰ法、擬ＨＩＰ法、カプセル・フリーＨＩＰ法、カプセル超高圧ＨＩＰ法、カプセル・フリー超高圧ＨＩＰ法、超高圧焼結法等の一種以上で焼結される。
【０１２６】
一例として、ガラスカプセルを用いたカプセルＨＩＰ法について更に詳しく述べる。
先ず、セラミックス粒子表面に被覆形成物質の被覆を施した被覆されたセラミックス粒子を型押し成形し、この成形体を、ｈ−ＢＮ粉体を充填したパイレックスガラス製のカプセルに配置し、脱気後封入する。
このカプセルを、ＨＩＰ装置に配置し、カプセルが軟化する温度まで昇温し、その後加圧しながら所定の焼結温度まで加熱し、所定時間、圧力、温度を保持して焼結する。しかる後、炉冷し、圧力を開放して、焼結体を取り出す。
【０１２７】
このようにして、セラミックスの粒子サイズが制御され或は更に結合材及び／又は焼結助剤及び／又は表面改質剤の分布が制御された均一で緻密で、高度に制御された微組織を有する特徴的なセラミックス基焼結体を得る。
焼結温度は使用する個々のセラミックスによって異なり、例えばほうろうの６５０゜程度の温度からアルミナセラミックスの１７００℃またはそれ以上に至る温度が使用される。
【０１２８】
被覆形成物質による粒界制御で、高めの温度でも粒成長なしに強固に焼結できるので、焼結温度を高めに設定可能である。
或いはまた上記した成形を行うことなく、ホットプレスを用いて焼結と成形を同時に行うこともできる。
【０１２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。
【０１３０】
実施例１
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の硼化ジルコニウム（ＺｒＢ2）粒子を炭化チタン（ＴｉＣ）で被覆した。
使用した装置は、図６及びその部分拡大図である図７に示したものであり、図５（ａ）に示した構成の具体例である。
【０１３１】
本例の装置は、プラズマトーチ３−Ａ、プラズマ室３−ａ、被覆形成物質前駆体生成室の冷却槽３−Ｂ、被覆形成物質前駆体生成室３−ｂ、狭義の被覆室冷却槽３−Ｃ、狭義の被覆室３−ｃ、被覆粒子冷却室の冷却槽３−Ｄ、被覆粒子冷却室３−ｄ、被覆形成物質の原料の供給側に、供給装置３−Ｅ１、芯粒子粉体の供給側に、撹拌式分散機３−Ｆ１とエジェクター式分散機３−Ｈ１、細管分散機１０７及び被覆粒子回収部３−Ｇより成る。供給装置３−Ｅ１は被覆形成物質の原料粉体の供給槽１１２に、撹拌式分散機３−Ｆ１は芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機１１１にそれぞれ結合される。本例における被覆室は、定義ではプラズマ室３−ａ、被覆形成物質前駆体生成室３−ｂ、狭義の被覆室３−ｃ、被覆粒子冷却室３−ｄから構成されており、ここではこれらを広義の被覆室と称する。広義の被覆室の内、主に被覆処理の行われる室３−ｃを狭義の被覆室と称する。
【０１３２】
本例における微粒子高分散処理手段群αは、供給槽を備えた供給機１１１、撹拌式分散機３−Ｆ１とエジェクター式分散機３−Ｈ１及び内径４ｍｍのステンレス製細管分散機１０７で構成されており、図２（ａ）に示したものであり、図３（ｂ）に示した構成に属する微粒子高分散処理手段群の具体例である。微粒子高分散処理手段群は、ＤＭ＝１μｍの（（ＤＭ／５，５ＤＭ），≧９０％）のセラミックス粒子の芯粒子粉体に対して出力時β≧７０％を実現できるように構成されている。微粒子高分散処理手段群の最終処理手段である細管１０７は被覆室３−ｃに直結してあり、被覆空間の３−Ｌ２の被覆開始領域３−Ｌ１においてβ≧７０％を実現できるように構成されている。
【０１３３】
プラズマトーチ３−Ａの上部に設けられたガス噴出口１０１に供給源１０２からアルゴンガスを２０リットル／分の割合で供給する。このアルゴンガスは印加された高周波によってプラズマ化され、プラズマトーチ３−Ａ内プラズマ室３−ａでプラズマ焔を形成する。
【０１３４】
被覆形成物質の原料の供給槽を備えた供給機１１２から供給した被覆形成物質の原料である平均粒子径２μｍの炭化チタンの粉末は、５リットル／分のキャリアガス１０３に担持されて、プラズマトーチ３−Ａの下部に設けられた被覆形成物質の原料の投入口１０４から、プラズマ焔中に０.５ｇ／分の割合で導入され、プラズマ焔の熱により蒸発して気相を経て、被覆形成物質前駆体生成室３−ｂで被覆形成物質前駆体となる。
【０１３５】
芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機１１１から２.０ｇ／分で供給される平均粒子径１μｍの硼化ジルコニウムの芯粒子を、撹拌式分散機３−Ｆ１により分散させ、５リットル／分の割合で供給されるキャリアガス１０５により担持され、１０リットル／分の流量の分散ガス１０６によるエジェクター式分散機３−Ｈ１及び細管分散機１０７により分散度β＝８２％の分散状態に分散させ、被覆室に導入する。
高分散状態の硼化ジルコニウム粒子は、被覆空間の３−Ｌ２の被覆開始領域３−Ｌ１において被覆形成物質前駆体とβ＝８２％の分散状態で接触及び／又は衝突し始める。
【０１３６】
このようにして生成した、被覆形成物質で表面に被覆を施された被覆されたセラミックス粒子は、気体と共に被覆粒子冷却室３−ｄを降下し、被覆粒子回収部３−Ｇに至る。この被覆粒子からなる製品は、フィルター１１０により気体と分離し、集められ取り出される。このようにして、硼化ジルコニウム粒子に体積で２０％の炭化チタンが被覆された被覆粒子が得られた。
【０１３７】
得られた被覆されたセラミックス粒子である、炭化チタン（ＴｉＣ）で表面を被覆した硼化ジルコニウム（ＺｒＢ2）微粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、図８に示す通り、個々の粒子は、いずれも、一様に０.００５μｍ程度の炭化チタンが超微粒子状に被覆したものであった。
【０１３８】
実施例２
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の硼化ジルコニウム（ＺｒＢ2）粒子を炭化チタン（ＴｉＣ）で被覆した。
【０１３９】
使用した装置は、図９及びその部分拡大図である図１０に示したものであり、図５（ｄ）に示した構成の具体例である。本例の被覆形成物質前駆体を生成する装置の構成は実施例１と同一である。微粒子高分散処理手段群αは、供給槽を備えた供給機２１４、撹拌式分散機５−Ｆ１、細管分散機２１１及び衝突板を利用した分散機５−Ｈ２で構成されており、図２（ａ）に示したものであり、図３（ｂ）に示した構成に属する微粒子高分散処理手段群の具体例である。細管分散機２１１は、内径４ｍｍのステンレス製である。微粒子高分散処理手段群αの最終分散手段である衝突板を利用した分散機５−Ｈ２は、ＳｉＣ製の衝突板２１３がステンレス製のホルダー２１２により設置された構成である。衝突板を利用した分散機５−Ｈ２は狭義の被覆室５−ｃの中に設けられており、微粒子高分散処理手段群αと狭義の被覆室５−ｃは共有の空間を有している。また、被覆空間５−Ｌ１及び被覆空間の被覆開始領域５−Ｌ２は、狭義の被覆室５−ｃ内に設けてある。本装置の微粒子高分散処理手段群は、平均粒子径ＤＭが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤＭＭ５，５ＤＭＭ〕，≧９０％）の芯粒子粉体の粒子を、最終の分散処理である衝突板を利用した分散機５−Ｈ２の衝突板２１３を衝突直後、分散度β≧７０％に分散できる。したがって、分散度β≧７０％の状態で被覆が開始される。
【０１４０】
プラズマトーチ５−Ａの上部に設けられたガス噴出口２０１に供給源２０２から２０リットル／分のアルゴンガスを供給する。このアルゴンガスは印加された高周波によってプラズマ化され、プラズマトーチ５−Ａ内プラズマ室５−ａでプラズマ焔を形成する。
【０１４１】
被覆形成物質の原料の供給槽を備えた供給機２１５から０.３ｇ／分で供給した被覆形成物質の原料である平均粒子径２μｍの炭化チタンの粉末は、５リットル／分のキャリアガス２０３に担持されて、プラズマトーチ５−Ａの下部に設けられた被覆形成物質の原料の投入口２０４から、プラズマ焔中に導入され、プラズマ焔の熱により蒸発して気相を経て、被覆形成物質前駆体生成室５−ｂで被覆形成物質前駆体となる。
【０１４２】
芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機２１４から２.０ｇ／分で供給される硼化ジルコニウムの芯粒子は、撹拌式分散機５−Ｆ１により分散せしめ、２０リットル／分の割合で供給されるキャリアガス２０５により担持され、細管分散機２１１を経て、被覆室中に設けた衝突板を利用した分散機５−Ｈ２によって、分散度β＝８２％に気中に分散させる。
高分散状態の硼化ジルコニウムの芯粒子は、被覆空間５−Ｌ２の被覆開始領域５−Ｌ１において被覆形成物質前駆体とβ＝８２％の分散状態で接触及び／又は衝突し始める。
【０１４３】
このようにして生成した、被覆形成物質で表面に被覆を施された被覆されたセラミックス粒子は、気体と共に被覆粒子冷却室５−ｄを降下し、被覆粒子回収部５−Ｇに至る。被覆されたセラミックス粒子からなる製品は、フィルター２１０により気体と分離し、集められ取り出される。このようにして硼化ジルコニウム（ＺｒＢ2）粒子に体積で１５％の炭化チタン（ＴｉＣ）が被覆された被覆粒子が得られた。
【０１４４】
得られた被覆粒子である、炭化チタンで表面を被覆した硼化ジルコニウム微粒子を、走査型電子顕微鏡で観察したところ、個々の粒子は、いずれも、一様に０.００５μｍ程度の炭化チタンが超微粒子状に被覆したものであった。
【０１４５】
実施例３
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の硼化ジルコニウム（ＺｒＢ2）粒子を硼化チタン（ＴｉＢ2）で被覆した。
【０１４６】
使用した装置は、図１１及びその部分拡大図である図１２に示したものであり、図５(ｂ)に示した構成の具体例である。本例の被覆形成物質前駆体を生成する装置の構成は実施例１と同一である。微粒子高分散処理手段群αは、供給槽を備えた供給機３１３、分散手段である撹拌式分散機６−Ｆ１、高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物選択手段であるサイクロン６−Ｉで構成されており、図２(ｂ)に示したものであり、図３(ｄ)に示した構成の具体例である。サイクロン６−Ｉの高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物の放出部は、搬送に不可避のパイプ３０７で狭義の被覆室６−ｃへ接続してあり、低分散芯粒子粉体部分の放出部は、ホッパー６−Ｊ、ロータリーバルブ６−Ｋを介して搬送管３１０で撹拌式分散機６−Ｆ１へ接続してある。本装置の微粒子高分散処理手段群によれば、体積基準の粒度分布として、平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の芯粒子粉体の粒子を、最終の処理手段であるサイクロン６−Ｉの高分散芯粒子粉体流の放出部で、分散度β≧７５％に分散できる。狭義の被覆室６−ｃに図１１及び図１２のごとく被覆空間６−Ｌ２及び被覆空間の被覆開始領域６−Ｌ１が設けてある。６−Ｃと６−Ｄを結合するフランジ部の制約による搬送に不可避のパイプ３０７による分散度βの低下は少なくとどめられる。したがって、被覆開始領域において、分散度β≧７０％で被覆が開始される。
【０１４７】
プラズマトーチ６−Ａの上部に設けられたガス噴出口３０１に供給源３０２からアルゴンガスを２０リットル／分で供給する。このアルゴンガスは印加された高周波によってプラズマ化され、プラズマトーチ６−Ａ内プラズマ室６−ａでプラズマ焔を形成する。
【０１４８】
被覆形成物質の原料の供給槽を備えた供給機３１４から０.４ｇ／分で供給した被覆形成物質の原料である硼化チタン粉末は、５リットル／分のキャリアガス３０３に担持されて、プラズマトーチ６−Ａの下部に設けられた被覆形成物質の原料の投入口３０４から、プラズマ焔中に導入され、プラズマ焔の熱により蒸発して気相を経て、被覆形成物質前駆体生成室６−ｂで被覆形成物質前駆体となる。
【０１４９】
芯粒子粉体の供給槽を備えた供給機３１３から２.０ｇ／分で供給される硼化ジルコニウムの芯粒子は、撹拌式分散機６−Ｆ１により分散させ、１５リットル／分のキャリアガス３０５により担持されパイプ３０６を介してサイクロン６−Ｉに搬送される。サイクロン６−Ｉは、微粉側の最大粒子径が１.５μｍとなるように調節されており、主に単一粒子からなるβ＝８５％の分散状態の高分散芯粒子粉体の粒子・気体混合物を、搬送に不可避のパイプ３０７を介し放出口３０８から狭義の被覆室６−ｃに放出させる。一方、サイクロン６−Ｉにより選択分離した低分散芯粒子粉体部分は、ホッパー６−Ｊ、ロータリーバルブ６−Ｋを経て、１０リットル／分のキャリアガス３０９によりパイプ３１０中を搬送され、撹拌式分散機６−Ｆ１へフィードバックする。
高分散状態の硼化ジルコニウムの芯粒子は、被覆空間６−Ｌ２の被覆開始領域６−Ｌ１において被覆形成物質前駆体とβ＝８２％の分散状態で接触及び／又は衝突し始める。
【０１５０】
このようにして生成した、被覆形成物質で表面に被覆を施された被覆されたセラミックス粒子は、気体と共に被覆粒子冷却室６−ｄを降下し、被覆粒子回収部６−Ｇに至る。被覆されたセラミックス粒子からなる製品は、フィルター３１２により気体と分離し、集められ取り出される。このようにして、硼化ジルコニウム（ＺｒＢ2）粒子に体積で２０％の硼化チタン（ＴｉＢ2）で被覆を施された被覆されたセラミックス粒子が得られた。
【０１５１】
得られた被覆されたセラミックス粒子である、硼化チタンで表面を被覆した硼化ジルコニウム微粒子を、走査型電子顕微鏡で観察したところ、個々の粒子は、いずれも、一様に０.００５μｍ程度の硼化チタンが超微粒子状に被覆したものであった。
【０１５２】
実施例４
実施例１で得られた粒子表面を炭化チタン（ＴｉＣ）で被覆を施した被覆された硼化ジルコニウム（ＺｒＢ2）粒子を用いて焼結体を製造した。
すなわち、この被覆された硼化ジルコニウム粒子を、直径１６mm、厚さ６mmの円盤状に型押し成形し、この成形体を、ｈ−ＢＮ粉体を充填した黒鉛製の型を装備するホットプレス（ＨＰ）装置に配置し、１０-3torrで２００℃まで脱気後、アルゴンガスを流しながら、焼結温度１８００℃、焼結圧力２０MPaで３時間保持して焼結した。しかる後、炉冷し、圧力を開放して、焼結体を取り出した。
焼結体は、測定誤差内で密度が１００％で大変緻密であり、しかもビッカース微小硬度は、Ｈｖ（０.５／１０）約２４００と大変高硬度であった。
【０１５３】
このようにして得られた焼結体の研磨面に観察のための通常の金蒸着を施した研磨面の電子顕微鏡写真（×５０００）を図１３に示す。図１３から焼結体には未焼結部や気孔、欠陥等は全くなく、ＺｒＢ２粒子及びＴｉＣが認められる微細で高度に制御された微組織からなることが分かる。
【０１５４】
比較のために実施例１で用いた硼化ジルコニウム粒子で炭化チタン未被覆のものと、相当する量の炭化チタン微粒子とを用いて実施例４と同一の焼結条件で焼結を行った。このようにして得られた焼結体の研磨面に同様の金蒸着を施し、電子顕微鏡でその表面を観察したところ、図１４を得た。
この図から同一の焼結条件にもかかわらず粒子は粒成長して粗大となり、しかも気孔が多数認められ、微組織が全く制御されてないことが分かる。
【０１５５】
実施例５
実施例２で得られた、体積で１５％の炭化チタンで被覆を施した被覆された硼化ジルコニウム粒子をガラスカプセル法で脱気封入化し、これをＨＩＰ装置を用いて焼結して焼結体を製造した。
すなわち、この被覆硼化ジルコニウム粒子を、直径１６mm、厚さ５mmの円盤状に型押し成形し、この成形体をパイレックスガラス製のカプセルに配置し、１０-6torr、４００℃で１２時間脱気後にカプセルを溶封した。このカプセルをアルゴンガスを圧力媒体とするＨＩＰ装置に配置し、焼結温度１８００℃、焼結圧力２００MPaで３時間保持して焼結した。その後、冷却、圧力開放ののち、焼結体を取り出した。得られた焼結体は、密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約２３００と大変高硬度であった。
第４実施例と同様で、未焼結部や気孔、欠陥等が全くなく微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１５６】
実施例６
実施例３で得られた、体積で２０％の硼化チタンで被覆を施した被覆された硼化ジルコニウム粒子を、焼結温度を２０００℃とする以外は実施例４で行った操作と同一の条件下に焼結した。得られた焼結体は密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約２８００と大変高硬度であった。
本焼結体は、未焼結部や気孔、欠陥等が全くなく、また硼化チタンが硼化ジルコニウム粒子の周りに均一に分布し、硼化ジルコニウム粒子は粒成長することなく、微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１５７】
実施例７
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の硼化ジルコニウム粒子を実施例３の操作でその表面を硼化チタンで被覆し、ＺｒＢ2：ＴｉＢ2＝９０：１０（vol％）の硼化チタンで被覆された硼化ジルコニウム粒子を得た。
この被覆硼化ジルコニウム粒子を直径１６mm、厚さ５mmの円盤状に型押し成形し、この成形体を、パイレックスガラス製のカプセルに配置し、１０-6torr、４００℃で１２時間脱気後にカプセルを溶封した。このカプセルをアルゴンガスを圧力媒体とするＨＩＰ装置に配置し、焼結温度１９５０℃、焼結圧力２００MPaで３時間保持して焼結した。その後、冷却、圧力開放ののち、焼結体を取り出した。得られた焼結体は、密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約２７００と大変高硬度であった。
本焼結体は実施例６と同様で、未焼結部、、気孔、欠陥が全くなく、また硼化ジルコニウム粒子は粒成長することなく、微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１５８】
実施例８
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の炭化ジルコニウム粒子を実施例１の操作でその表面を炭化チタンで被覆し、ＺｒＣ：ＴｉＣ＝８０：２０（vol％）の炭化チタンで被覆された炭化ジルコニウム粒子を得た。
この被覆炭化ジルコニウム粒子を実施例４で行ったのと同一の条件下に焼結した。得られた焼結体は、密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約２２００であった。
本焼結体は、未焼結部、気孔、欠陥等が全くなく、また炭化ジルコニウム粒子は粒成長することなく微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１５９】
実施例９
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の炭化ジルコニウム粒子を実施例１の操作でその表面を炭化チタンで被覆し、ＺｒＣ：ＴｉＣ＝８５：１５（vol％）の炭化チタンで被覆された炭化ジルコニウム粒子を得た。
この被覆炭化ジルコニウム粒子を実施例５で行ったのと同一の条件下に焼結した。得られた焼結体は、密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約２１００であった。
本実施例の焼結体においても、実施例８と同様、高度に制御された微組織が得られた。
【０１６０】
実施例１０
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の窒化ジルコニウム粒子を実施例１の操作でその表面を窒化チタンで被覆し、ＺｒＮ：ＴｉＮ＝７５：２５（vol％）の窒化チタンで被覆された窒化ジルコニウム粒子を得た。
この被覆された窒化ジルコニウム粒子を直径１６mm、厚さ５mmの円盤状に型押し成形し、この成形体を、ｈ−ＢＮ粉体を充填した黒鉛製の型を装備したホットプレス(ＨＰ)装置に配置し、１０-3torrで２００℃に加熱して脱気後窒素ガスを流しながら焼結温度１７００℃、焼結圧力２０MPaで３時間保持して焼結した。得られた焼結体は、密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約１９００であった。
本焼結体は、未焼結部、気孔、欠陥等が全くなく、また窒化ジルコニウム粒子は粒成長することなく微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１６１】
実施例１１
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の窒化ジルコニウム粒子を実施例２の操作でその表面を窒化アルミニウムで被覆し、ＺｒＮ：ＡｌＮ＝７５：２５（vol％）の窒化アルミニウムで被覆された窒化ジルコニウム粒子を得た。
この被覆された窒化ジルコニウム粒子を実施例１０と同様に、但し焼結温度を１７００℃で焼結した。得られた焼結体は、密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約１７００であった。
本実施例の焼結体においても、実施例１０と同様、高度に制御された微組織が得られた。
【０１６２】
実施例１２
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の炭化タングステン粒子を実施例１の操作で炭化チタンおよびコバルトでその表面を被覆し、ＷＣ：ＴｉＣ：Ｃｏ＝８６：５：９（vol％）の炭化チタンおよびコバルトで被覆された炭化タングステン粒子を得た。
この被覆された炭化タングステン粒子を直径１６mm、厚さ５mmの円盤状に型押し成形し、この成形体をホットプレス装置に配置し、１０-3torrで２００℃に加熱して脱気し、真空中で焼結温度１５００℃、焼結圧力２０MPaで２時間保持した。得られた焼結体は密度１００％、Ｈｖ(０.５／１０)約１５００であった。
本焼結体は、未焼結部、気孔、欠陥等が全くなく、また炭化チタンが炭化タングステン粒子の周りに均一に分布し、炭化タングステン粒子は粒成長することなく、微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１６３】
実施例１３
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の硼化チタン粒子を実施例３の操作でその表面を窒化チタンで被覆し、ＴｉＢ2：ＴｉＮ＝８０：２０（vol％）の窒化チタンで被覆された硼化チタン粒子を得た。
この被覆された硼化チタン粒子を実施例４で行ったのと同一の条件で焼結した。得られた焼結体は密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約３１００であった。
本焼結体は、未焼結部、気孔、欠陥等か全くなく、また窒化チタンが硼化チタン粒子の周りに均一に分布し、硼化チタン粒子は粒成長することなく、微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１６４】
実施例１４
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の硼化チタン粒子を実施例１の操作でその表面をチタン金属で被覆し、ＴｉＢ2：ＴｉＮ換算で８０：２０（vol％）に相当する量のチタンで被覆された硼化チタン粒子を得た。
この被覆された硼化チタン粒子を焼結温度が１６００℃であることを除いては実施例１０の焼結条件と同一の条件下に焼結した。得られた焼結体は密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約３３００であった。
本実施例の焼結体においても、実施例１３と同様、高度に制御された微組織が得られた。
【０１６５】
実施例１５
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の窒化チタン粒子を実施例１の操作でその表面を窒化アルミニウムで被覆し、ＴｉＮ：ＡｌＮ＝８０：２０（vol％）の窒化アルミニウムで被覆された窒化チタン粒子を得た。
この被覆された窒化チタン粒子を焼結温度を１８００℃とする以外は実施例１０で行った操作と同一の条件で焼結した。得られた焼結体は密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約１８００であった。
本焼結体は、未焼結部、気孔、欠陥等が全くなく、また窒化チタン粒子は粒成長することなく微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１６６】
実施例１６
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の窒化チタン粒子を実施例１の操作でその表面を窒化アルミニウムで被覆し、ＴｉＮ：ＡｌＮ＝８０：２０（vol％）の窒化アルミニウムで被覆された窒化チタン粒子を得た。
この被覆された窒化チタン粒子をＨＩＰ装置を用い焼結温度１８００℃、焼結圧力２００MPaで３時間保持し、焼結体を得た。密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約１８００であった。
第１５実施例と同様で、未焼結部や気孔、欠陥等が全くなく微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１６７】
実施例１７
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の窒化チタン粒子を実施例１の操作でその表面を酸化アルミニウムで被覆し、ＴｉＮ：Ａｌ2Ｏ3＝８０：２０（vol％）の酸化アルミニウムで被覆された窒化チタン粒子を得た。
この被覆された窒化チタン粒子を焼結温度を１６００℃とする以外は実施例５で行った操作と同一の条件下に焼結した。得られた焼結体は密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約２３００であった。
本焼結体は、未焼結部、気孔、欠陥等が全くなく、また酸化アルミニウムが窒化チタン粒子の周りに均一に分布し、窒化チタン粒子は粒成長することなく、微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１６８】
実施例１８
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の炭化けい素を実施例１の操作でその表面をチタン金属及び炭素で被覆し、ＳｉＣ：ＴｉＣ換算で８０：２０（vol％）に相当する量のチタン金属・炭素で被覆された炭化けい素粒子を得た。
この被覆された炭化けい素粒子を実施例４で行ったのと同一の条件下に焼結した。得られた焼結体は密度１００％、Ｈｖ(０.５／１０)約２９００であった。第１７実施例と同様で、未焼結部や気孔、欠陥等が全くなく微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１６９】
実施例１９
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の炭化けい素を実施例１の操作でその表面を炭化チタンで被覆し、ＳｉＣ：ＴｉＣ＝８０：２０（vol％）の炭化チタンで被覆された炭化けい素粒子を得た。
この被覆された炭化けい素粒子を実施例５で行ったのと同一の条件で焼結した。得られた焼結体は密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約３０００であった。
本焼結体は、未焼結部や気孔、欠陥等が全くなく、また炭化チタンが炭化けい素粒子の周りに均一に分布し、炭化けい素粒子は粒成長することなく、微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１７０】
実施例２０
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の窒化けい素粒子を実施例１の操作でその表面を窒化アルミニウムで被覆し、ＳｉＮ4：ＡｌＮ＝８０：２０（vol％）の窒化アルミニウムで被覆された窒化けい素粒子を得た。
この被覆された窒化けい素粒子を実施例１１で行ったのと同一の条件で焼結した。得られた焼結体は密度１００％、Ｈｖ(０.５／１０)約２２００であった。
本焼結体は、未焼結部、気孔、欠陥等が全くなく、また窒化けい素粒子は粒成長することなく微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１７１】
実施例２１
平均粒子径ＤMが１μｍで、体積基準頻度分布が（〔ＤM／５，５ＤM〕，≧９０％）の酸化アルミニウム粒子を実施例１の操作でその表面を酸化マグネシウムで被覆し、Ａｌ2Ｏ：ＭｇＯ＝９７：３（vol％）の酸化マグネシウムで被覆された酸化アルミニウム粒子を得た。
この被覆された酸化アルミニウム粒子を１６００℃の焼結温度、２０MPaの圧力で３時間大気中でＨＰ焼結に付し、焼結体を得た。密度１００％、Ｈｖ（０.５／１０）約２３００であった。
本焼結体は、未焼結部、気孔、欠陥が全くなく、また酸化アルミニウム粒子は粒成長することなく、微細で高度に制御された微組織が得られた。
【０１７２】
【発明の効果】
本発明によれば、体積基準頻度分布で平均粒子径が１０μｍ以下のセラミックス微粒子からなる芯粒子粉体を気中に分散させ、この分散した芯粒子粉体の粒子を分散度βが７０％以上である分散状態で被覆形成物質前駆体と接触又は衝突させることによって、単一粒子状態でその表面を被覆形成物質で被覆を施した被覆されたセラミックス粒子が得られる。この被覆セラミックス粒子を焼結することにより、均一で、緻密で、且つ強固に焼結された、高度に制御された微組織を有する高性能なセラミックス基焼結体が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉体粒子の分布図であり、(ａ)は分散度βを表わし、(ｂ)は粒径Ｄ1〜Ｄ2の範囲の粒子が体積で９０％を占める粉体の粒径対体積基準頻度を表わす。
【図２】  (ａ)〜(ｃ)は微粒子高分散処理手段群の基本構成を示すブロック図。
【図３】  (ａ)〜(ｇ)は微粒子高分散処理手段群の構成をより詳細に説明するブロック図。
【図４】  (ａ)〜(ｅ)は芯粒子粉体に被覆が開始される態様を示す図。
【図５】  (ａ)〜(ｇ)は被覆されたセラミックス粒子を製造するための装置の構成を説明するブロック図。
【図６】実施例１で用いる装置を示す図。
【図７】実施例１で用いる装置の部分拡大図。
【図８】実施例１で得られた被覆粒子の走査型電子顕微鏡写真。
【図９】実施例２で用いる装置を示す図。
【図１０】実施例２で用いる装置の部分拡大図。
【図１１】実施例３で用いる装置を示す図。
【図１２】実施例３で用いる装置の部分拡大図。
【図１３】実施例４で得られた焼結体の研摩面の走査電子顕微鏡写真。
【図１４】比較例の焼結体の研摩面の走査電子顕微鏡写真。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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