(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも９０ｍ2／ｇの表面積を有するヘテロゲナイト粉末を還元することを含む、フィッシャーのサブシーブサイザー（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｕｂ−Ｓｉｅｖｅ  Ｓｉｚｅｒ；ＦＳＳＳ）により決定される粒子寸法が０．４〜０．９μｍであるコバルト粉末を作る方法。
【請求項２】
ヘテロゲナイト粉末が９０ｍ2／ｇから１１０ｍ2／ｇの表面積を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ヘテロゲナイト粉末を水素含有雰囲気中で３２５℃から４２５℃の温度で、０．５時間から２．０時間にわたってヘテロゲナイト粉末を加熱することを含む請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コバルト化合物及びコバルト粉末を製造する方法に関する。特に、本発明は、ＨＣｏＯ2（ヘテロゲナイト）及びサブミクロン寸法のコバルト粉末を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サブミクロン粒子寸法（＜１μｍ）のコバルト粉末は、それより大きいミクロン寸法（＞１μｍ）の粉末よりも顕著に有利な性質を呈する。例えば、サブミクロン寸法のコバルト粒子は、タングステンカーバイドの用途においてミクロン寸法のコバルト粉末に要求される焼結温度よりもかなり低い温度で焼結適性及び物質輸送をかなり改善する。典型的には、サブミクロン寸法のコバルト金属粉末は、シュウ酸コバルト（ＣｏＣ2Ｏ4）の熱分解により作られる。しかしながら、この方法は、Ｃｏ（ＯＨ）3中の５３．６重量％のＣｏと比較してＣｏＣ2Ｏ4はわずか４０重量％のＣｏを含有するに過ぎないのであまり効率的ではない。それゆえ、水酸化コバルトのような高コバルト含有量を有する化合物を使用してサブミクロン寸法のコバルト粉末を作れば好都合である。
【０００３】
米国特許４，２１８，２４０号は、Ｃｏ（ＯＨ）3をＦＳＳＳ値１．３〜１．４μｍを有するミクロン寸法のコバルト金属粉末に変換することを教示している。溶液状の不純なＣｏＣｌ2が、Ｃｏ（ＮＨ3）6Ｃｌ3に変換され、次いでそれはＮａＯＨで分解することによりＣｏ（ＯＨ）3に変換される。コバルト粉末は、この湿潤水酸化コバルトを３００〜５００℃で水素中で直接還元することにより生成される。この特許は、Ｃｏ（ＯＨ）3を１００℃で空気乾燥して酸化第二コバルト水和物を形成することを記載しているが、コバルトを含有する沈殿物を還元する前に空気乾燥は不必要であることも教示している。サブミクロン粉末は記載されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、先行技術の不都合を事前に除去することである。
【０００５】
本発明の別の目的は、サブミクロン寸法のコバルト金属粉末を作る高コバルト含有量前駆物質を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的に従って、少なくとも約９０ｍ2／ｇの表面積を有するヘテロゲナイト粉末を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のよりよき理解のために、他の及び更なる目的、その利点及び性能とともに、本発明の開示を以下の図面と結びつけて参照されたい。
【０００８】
ここに、湿潤水酸化コバルト沈殿物を１１０℃の中温で乾燥させることにより高表面積ＨＣｏＯ2(ヘテロゲナイト)物質が作れることが発見された。周知のＢＥＴ法により測定されたときの表面積は、少なくとも約９０ｍ2／ｇであり、好ましくは約９０ｍ2／ｇ〜約１１０ｍ2／ｇであった。次いで、この高表面積ＨＣｏＯ2は、水素含有雰囲気下で還元されてサブミクロン寸法のコバルト金属粉末を形成する。好ましくは、ＨＣｏＯ2は約３２５℃〜約４２５℃の温度で０．５時間〜２．０時間にわたって還元される。その結果として生ずるコバルト金属粉末の粒子寸法は、フィッシャーのサブシーブサイザー（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｕｂ−Ｓｉｅｖｅ  Ｓｉｚｅｒ；ＦＳＳＳ）により決定して、０．４〜０．９μｍの範囲である。ＨＣｏＯ2は約６４重量％のＣｏを含有している。
【０００９】
湿潤水酸化コバルト沈殿物は、米国特許番号４，２１８，２４０号に記載されているようにＮａＯＨでＣｏ（ＮＨ3）6Ｃｌ3を分解することにより作れる。約３０〜３２重量％のＣｏを含有する湿潤水酸化コバルトＣｏ（ＯＨ）3は、化学式Ｃｏ（ＯＨ）3・４Ｈ2Ｏにより表すことができる。室温で乾燥した後、それは、ＨＣｏＯ2・ｘＨ2Ｏ（ここで０＜ｘ＜１）として表すことができる化合物へ変換される。室温乾燥させたＣｏ（ＯＨ）3沈殿物は、水分子がＨＣｏＯ2の層の間に存在する層状化合物である。室温乾燥させたＣｏ（ＯＨ）3沈殿物は、１１０℃で加熱した後にその水分子の全てを失ってＨＣｏＯ2へ変換される。この変化は、室温乾燥させたＣｏ（ＯＨ）3沈殿物のＴＧ−ＤＴＡ曲線である図１に示されている。室温乾燥させたＣｏ（ＯＨ）3からの水の損失は、約１１０℃における示差熱分析（ＤＴＡ）曲線における吸熱反応のピークにより特徴付けられている。１５０℃以上の高い温度に更に加熱するや否や、ＨＣｏＯ2は、酸化コバルトＣｏ3Ｏ4へ変換される。
【００１０】
以下に非限定的な例を表す。
【００１１】
【実施例】
例１
湿潤水酸化コバルトを種々の温度：周囲温度（２４〜２５℃）、１１０℃及び３１６℃で乾燥させた。これらの温度は、Ｃｏ（ＯＨ）3の示差熱分析（ＤＴＡ）に基づいて選択した。ＨＣｏＯ2は、１１０℃で湿潤Ｃｏ（ＯＨ）3を加熱した後に得られた。ＨＣｏＯ2の存在は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により確認された。その化合物は、約６２〜６３．２重量％コバルトを含み、９０〜１１０ｍ2／ｇの高表面積（ＢＥＴ法）を有していた。ＨＣｏＯ2粉末の走査電子顕微鏡写真（例えば図２）は、それが超微細粒子の凝結物を含有していることを示した。
【００１２】
例２
例１において作られたＨＣｏＯ2粉末を、２つのグラファイトボート中に入れ、管状炉に入れた。４℃／分の温度勾配及び２時間の還元時間を用いて、試料を水素（１０ＳＣＦＨの流量）中４００℃で還元した。その結果生じたコバルト金属粉末は、ＳＥＭ及び他の方法により特徴付けられた。コバルト粉末は、０．８７μｍのＦＳＳＳを有するサブミクロン寸法であった。これは、米国特許番号４，２１８，２４０号の方法に従って生成されるコバルト粒子の寸法１．３〜１．４μｍよりもかなり小さい。粒子の形態を図３に表す。粒子の多孔率は０．８１２であり、ＢＥＴ表面積は１．９７ｍ2／ｇであった。
【００１３】
例３
例１に従って作られたＨＣｏＯ2粉末を、例２のように還元したが、ただし、温度勾配を用いなかった。その結果生じたコバルト粉末は、ＦＳＳＳが０．７８μｍ、多孔率が０．８２５、ＢＥＴ表面積が２．０７ｍ2／ｇであった。
【００１４】
例４
例１に従って作られたＨＣｏＯ2粉末を４℃／分の温度変化を用いて、水素（１０ＳＣＦＨの流量）中３５０℃で２時間にわたって還元した。その結果生じたコバルト粉末は、ＦＳＳＳが０．６５μｍ、多孔率が０．８５６、ＢＥＴ表面積が２．１９ｍ2／ｇであった。
【００１５】
例５〜１２
以下の例は、高表面積ＨＣｏＯ2から生成されるコバルト金属粉末の寸法に対する時間、温度及び水素流量の効果を示している。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
本発明の好ましい具体例であると目下考えられるものを示しかつ記述してきたが、一方請求項により規定された本発明の範囲を逸脱せずに、ここにおいて種々の変更及び改変を行うことができるということは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】室温乾燥されたＣｏ（ＯＨ）3沈殿物のＴＧ−ＤＴＡ曲線である。
【図２】本発明のヘテロゲナイト粉末のＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図３】本発明のヘテロゲナイト粉末から作られたサブミクロン寸法のコバルト粉末のＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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