(57)【要約】【課題】粉末圧延処理によって確実に粉末を成型可能とする。【解決手段】ロウ材組成からなるロウ付け層を備えるロウ材シートの上記ロウ付け層の形成に用いられる粉末粒子であって、少なくとも上記ロウ材組成に含まれる成分を含む粒子１１０の凝集体からなり、内部に上記粒子１１０同士の間である空隙１２０を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロウ材組成からなるロウ付け層を備えるロウ材シートの前記ロウ付け層の形成に用いられる粉末粒子であって、
少なくとも前記ロウ材組成に含まれる成分を含む粒子の凝集体からなり、
内部に前記粒子同士の間である空隙を有する
ことを特徴とする粉末粒子。
【請求項２】
前記粒子が前記ロウ材組成を有するロウ材組成粒子であり、前記凝集体が前記ロウ材組成粒子のみからなることを特徴とする請求項１記載の粉末粒子。
【請求項３】
前記凝集体が異なる組成を有する複数種類の前記粒子からなり、前記凝集体全体で前記ロウ材組成となることを特徴とする請求項１記載の粉末粒子。
【請求項４】
ロウ材組成からなるロウ付け層を備えるロウ材シートの前記ロウ付け層の形成に用いられる粉末粒子の製造方法であって、
前記ロウ材組成に含まれる成分を少なくとも含む粒子が溶媒に分散されたスラリーをスプレードライヤにて噴射及び乾燥させることによって、前記粒子の凝集体からなる前記粉末粒子を製造することを特徴とする粉末粒子の製造方法。
【請求項５】
前記スラリーを噴射する際に用いる噴射ガスの供給量及び前記スラリーの供給量を調節することによって、所望の粒径の前記粉末粒子を製造することを特徴とする請求項４記載の粉末粒子の製造方法。
【請求項６】
前記噴射ガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする請求項５記載の粉末粒子の製造方法。
【請求項７】
前記粒子が前記ロウ材組成を有するロウ材組成粒子であることを特徴とする請求項４〜６いずれかに記載の粉末粒子の製造方法。
【請求項８】
前記溶媒中に異なる組成を有する複数種類の前記粒子が分散され、前記溶媒中の粒子全体で前記ロウ材組成となることを特徴とする請求項４〜６いずれかに記載の粉末粒子の製造方法。
【請求項９】
複数の粉末粒子からなる粉末の圧延処理を含む処理を行うことによって、ロウ材組成からなるロウ付け層を備えるロウ材シートを製造するロウ材シートの製造方法であって、
前記粉末粒子として、請求項４〜８いずれかに記載の粉末粒子の製造方法にて製造された粉末粒子を用いることを特徴とするロウ材シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末粒子、粉末粒子の製造方法、及びロウ材シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロウ材組成を有するクラッド層と基材とを備えるクラッドシートや、ロウ材組成を有するロウ材そのものからなるアモルファスシート等がロウ材シートとして用いられている。
【０００３】
近年、ロウ材組成を有する粉末を圧延ローラの周面と圧延ローラの周面との間にて圧延することによって、上記ロウ材シートを製造する粉末圧延処理が提案されている。
このような粉末圧延処理においては、全体としてロウ材組成となるように複数種類の粉末を混合し、その結果得られた混合粉末を圧延ローラ間に供給して圧延することによってシート状に成型し、さらに焼成することによってロウ材シートを製造している。
【特許文献１】特開２００４−８２２１８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８６１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、混合粉末に含まれる粉末粒子の中には、延性に乏しいものが含まれる場合がある。
このような場合には、粉末圧延処理による成型が困難となると共に、シート状に成型体そのものが脆弱な加工性が悪いものとなる。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、粉末圧延処理によって確実に粉末を成型可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の粉末粒子は、ロウ材組成からなるロウ付け層を備えるロウ材シートの上記ロウ付け層の形成に用いられる粉末粒子であって、少なくとも上記ロウ材組成に含まれる成分を含む粒子の凝集体からなり、内部に上記粒子同士の間である空隙を有することを特徴とする。
【０００７】
このような特徴を有する本発明の粉末粒子によれば、内部に空隙を有している。このため、粉末粒子全体として見れば、変形が容易となり、延性の高いものとなる。このため、圧延された場合には、空隙を埋めるように変形することによって緻密化される。
なお、本発明において粉末粒子とは、粉末を構成する最小単位の塊を意味する。
【０００８】
また、本発明の粉末粒子においては、上記粒子が上記ロウ材組成を有するロウ材組成粒子であり、上記凝集体が上記ロウ材組成粒子のみからなるという構成を採用する。
【０００９】
また、本発明の粉末粒子においては、上記凝集体が異なる組成を有する複数種類の上記粒子からなり、上記凝集体全体で上記ロウ材組成となるという構成を採用する。
【００１０】
次に、本発明の粉末粒子の製造方法は、ロウ材組成からなるロウ付け層を備えるロウ材シートの上記ロウ付け層の形成に用いられる粉末粒子の製造方法であって、上記ロウ材組成に含まれる成分を少なくとも含む粒子が溶媒に分散されたスラリーをスプレードライヤにて噴射及び乾燥させることによって、上記粒子の凝集体からなる上記粉末粒子を製造することを特徴とする。
【００１１】
このような特徴を有する本発明の粉末粒子の製造方法によれば、スプレードライヤによってスラリーが噴射されて乾燥されることでスラリーに含まれる粒子が凝集し、これによって内部に空隙を有する凝集体からなる粉末粒子が製造される。
【００１２】
また、本発明の粉末粒子の製造方法においては、上記スラリーを噴射する際に用いる噴射ガスの供給量及び上記スラリーの供給量を調節することによって、所望の粒径の上記粉末粒子を製造するという構成を採用する。
【００１３】
また、本発明の粉末粒子の製造方法においては、上記噴射ガスとして不活性ガスを用いるという構成を採用する。
【００１４】
また、本発明の粉末粒子の製造方法においては、上記粒子が上記ロウ材組成を有するロウ材組成粒子であるという構成を採用する。
【００１５】
また、本発明の粉末粒子の製造方法においては、上記溶媒中に異なる組成を有する複数種類の上記粒子が分散され、上記溶媒中の粒子全体で上記ロウ材組成となるという構成を採用する。
【００１６】
次に、本発明のロウ材シートの製造方法は、複数の粉末粒子からなる粉末の圧延処理を含む処理を行うことによって、ロウ材組成からなるロウ付け層を備えるロウ材シートを製造するロウ材シートの製造方法であって、上記粉末粒子として、本発明の粉末粒子の製造方法にて製造された粉末粒子を用いることを特徴とする。
【００１７】
このような特徴を有する本発明のロウ材シートの製造方法によれば、本発明の粉末粒子の製造方法にて製造された粉末粒子からなる粉末の圧延処理を含む処理によってロウ材シートが製造される。
なお、本発明において粉末とは、粉末粒子の集合体を示す。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の粉末粒子によれば、内部に空隙を有しているため、圧延された場合には、空隙を埋めるように変形することによって緻密化される。このため、成型が容易となり、圧延処理によって確実に粉末を成型することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の粉末粒子の製造方法によれば、内部に空隙からなる凝集体を製造することができる。すなわち、本発明の粉末粒子を製造することができる。
【００２０】
また、本発明のロウ材シートの製造方法によれば、本発明の粉末粒子の製造方法によって製造された粉末粒子からなる粉末の圧延処理を含む処理を行うことによってロウ材シートが製造される。
したがって、本発明のロウ材シートの製造方法によれば、圧延処理によって確実に粉末を成型することが可能となり、損傷がなく加工性の高いロウ材シートを容易に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明に係る粉末粒子、粉末粒子の製造方法及びロウ材シートの製造方法の一実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、本発明のロウ材シートの製造方法をクラッドシートの製造方法に適応した場合の実施形態について説明する。また、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２２】
本実施形態の粉末粒子は、後述するクラッドシートのクラッド層（ロウ付け層）を形成するための材料である。
図１は、粉末粒子１００の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態の粉末粒子１００は、クラッドシートのクラッド層の組成（すなわちロウ材組成）を有する粒子１１０（ロウ材組成粒子）の凝集体からなるものである。そして、内部には、粒子１１０同士の間である複数の空隙１２０を有している。このように、本実施形態の運松粒子１００は、多孔質体とされている。
【００２３】
例えば、クラッドシートのクラッド層がＢＮｉ−５の組成を有している場合には、粒子１１０は、ＢＮｉ−５の組成を有する合金によって形成されている。この粒子１１０は、例えば、数μｍの粒径を有している。そして、粉末粒子１００全体としては、数十μｍの粒径を有している。なお、粉末粒子１００の粒径は、従来からロウ材シートの製造に用いられていた粉末を構成する粉末粒子の粒径と略同一とされている。
【００２４】
なお、粉末粒子１００は、図２に示すように、複数種類の粒子１１０，１３０，１４０の凝集体であっても良い。図２に示す粉末粒子１００は、上述したクラッド層の組成を有する粒子１１０と、ニッケル粒子１３０と、ニッケル、クロム、シリコンの合金粒子１４０とによって構成されている。
このような複数種類の粒子１１０，１３０，１４０からなる粉末粒子１００は、粉末粒子１００全体の組成（すなわち、粒子１１０，１３０，１４０を合わせた組成）がクラッド層の組成となっている。
【００２５】
このように、本実施形態においては、粉末粒子１００は、全体としてクラッド層の組成とされている。
【００２６】
このような本実施形態の粉末粒子１００によれば、内部に空隙１２０を有している。このため、粉末粒子１００全体として見れば、変形が容易となり、延性の高いものとなる。このため、圧延された場合には、空隙１２０を埋めるように変形することによって緻密化される。したがって、成型が容易となり、圧延処理によって確実に粉末を成型することが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態の粉末粒子１００によれば、粉末粒子１００全体がクラッド層３の組成を有しているため、粉末粒子１００の集合体である粉末を圧延処理し、さらに焼結するのみで成分調整することなくクラッド層を形成することができる。
このため、複数の種類の粉末を混合して圧延処理を行う必要がなくなるため、クラッド層における材料の偏りを防止することができる。
したがって、均一な機能性を有するクラッド層を形成することが可能となる。
【００２８】
次に、本実施形態の粉末粒子１００の製造方法について説明する。
なお、以下の説明では、クラッド層の組成を有する粒子１１０のみからなる粉末粒子１００（図１に示す粉末粒子１００）を製造する例について説明する。
【００２９】
図３は、本実施形態の粉末粒子１００を製造するための粉末粒子製造装置Ｓの概略構成図である。
この図に示すように、粉末粒子製造装置Ｓは、スプレードライヤであり、溶媒中に粒子１１０が分散されたスラリー２００を容器３００内に配置されたノズル４００に供給するスラリー供給装置５００と、ノズル４００にスラリー２００を噴射するための噴射ガス６００を供給するための噴射ガス供給装置７００と、容器３００内を加熱するヒータ８００とを備えている。
【００３０】
このような粉末粒子製造装置Ｓにおいては、スラリー供給装置５００からノズル４００へのスラリー２００の供給量及び噴射ガス供給装置７００からノズル４００への噴射ガス６００の供給量に応じて、所定の滴径のスラリー２００が容器３００内に噴射される。
そして、容器３００内に噴射されたスラリー２００がヒータ８００によって加熱された容器３００内において瞬時に乾燥される。この結果、スラリー２００に含まれる溶媒が蒸発すると共にスラリー２００に含まれる複数の粒子１１０が凝集することによって粉末粒子１００が製造される。
このようにして製造された粉末粒子１００は、容器３００の下方の開口部から回収される。
【００３１】
なお、噴射ガス６００としては、不活性ガスを用いることが好ましい。これによって、容器３００内における粒子１１０の酸化を防止することができる。
具体的には、不活性ガスとしてアルゴンガスや窒素ガスを用いることができる。
【００３２】
また、容器３００内にノズル４００から噴射されるスラリー２００の滴径は、スラリー供給装置５００からノズル４００へのスラリー２００の供給量及び噴射ガス供給装置７００からノズル４００への噴射ガス６００の供給量を調節することによって任意に設定することができる。容器３００内にノズル４００から噴射されるスラリー２００の滴径に比例して、噴射されるスラリー２００に含まれる粒子１１０の数が変化し、製造される粉末粒子１００の粒径が変化する。
したがって、スラリー供給装置５００からノズル４００へのスラリー２００の供給量及び噴射ガス供給装置７００からノズル４００への噴射ガス６００の供給量を調節することによって、製造される粉末粒子１００の粒径を任意に設定することができる。
【００３３】
なお、クラッド層の組成を有する粒子１１０、及びニッケル粒子１３０及びニッケル、クロム、シリコンの合金粒子１４０からなる粉末粒子１００（図２に示す粉末粒子１００）を製造する場合には、スラリー供給装置５００から、粒子１１０、ニッケル粒子１３０及び合金粒子１４０が分散されたスラリーをノズル４００に供給すれば良い。
【００３４】
次に、クラッドシート及びクラッドシートの製造方法について説明する。
【００３５】
図４は、クラッドシート１の全体構成を示す斜視図である。
この図に示すように、クラッドシート１は、ＳＵＳや銅の金属板からなる基材２１と、該基材２１の両面に固着されると共にロウ材組成を有するクラッド層２２とから構成されている。
【００３６】
図５は、クラッドシート１の製造装置Ｄの概略構成図である。  
製造装置Ｄは、上記実施形態の粉末粒子１００の集合体であるロウ材粉末２を貯蓄するホッパ３Ａ，３Ｂと、ホッパ３Ａからロウ材粉末２を後述する圧延ローラ４Ａの周面に供給するベルトフィーダ５Ａと、ホッパ３Ｂからロウ材粉末２を後述する圧延ローラ４Ｂの周面に供給するベルトフィーダ５Ｂと、供給されたロウ材粉末２と基材２１とを圧延する圧延ローラ４Ａ、４Ｂと、圧延加工されたロウ材粉末２と基材２１とを加熱処理する加熱炉６と、加熱処理の後に形成されるクラッドシート１を巻き取る回収ローラ８とを有する。
【００３７】
ホッパ３Ａは、ロウ材粉末２を貯蓄する中空構造を有し、ベルトフィーダ５Ａを介して圧延ローラ４Ａの周面にロウ材粉末２を供給する構成となっている。
ホッパ３Ｂは、ロウ材粉末２を貯蓄する中空構造を有し、ベルトフィーダ５Ｂを介して圧延ローラ４Ｂの周面にロウ材粉末２を供給する構成となっている。
【００３８】
ベルトフィーダ５Ａは、ロウ材粉末２を搬送し、圧延ローラ４Ａ上から下方にロウ材粉末２を落下させることによって、圧延ローラ４Ａの周面にロウ材粉末２を供給する構成となっている。
ベルトフィーダ５Ｂは、ロウ材粉末２を搬送し、圧延ローラ４Ｂ上から下方にロウ材粉末２を落下させることによって、圧延ローラ４Ｂの周面にロウ材粉末２を供給する構成となっている。
【００３９】
圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、ベルトフィーダ５Ａ，５Ｂの下方に一対となって設けられる。また、圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、互いの周面が所定の間隔で平行対峙するように配置される。そして、圧延ローラ４Ａ、４Ｂは、不図示の回転駆動機構により回転駆動することによって、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの間に挿入される部材を圧延する構成となっている。
【００４０】
加熱炉６は、圧延ローラ４Ａ、４Ｂの下方に設置される。そして、加熱炉６は、圧延ローラ４Ａ，４Ｂにより圧延され、送出されたロウ材粉末２及び基材２１を加熱炉６内へプーリ９を介して挿入することによって加熱処理する構成となっている。
【００４１】
回収ローラ８は、不図示の回転駆動機構により回転駆動可能に担持される。そして、回収ローラ８は、加熱炉６による加熱処理の工程を経て得たクラッドシート１を巻き取る構成となっている。
【００４２】
続いて、製造装置Ｄの動作について説明する。
製造装置Ｄは、ホッパ３Ａ，３Ｂに貯蓄されたロウ材粉末２をベルトフィーダ５Ａ，５Ｂに供給し、当該ベルトフィーダ５Ａ，５Ｂを介してロウ材粉末２を圧延ローラ４Ａ，４Ｂの周面に連続的に供給する。
圧延ローラ４Ａ，４Ｂの周面に供給されたロウ材粉末２は、圧延ローラ４Ａ，４Ｂの回転駆動によって、圧延ローラ４Ａ，４Ｂの間に上方から下方へ挿通されて搬送されるシート状の基材２１と圧延される。当該圧延によって、ロウ材粉末２は、基材２１の両面に固着されることとなる。
ロウ材粉末２が固着した基材２１は、圧延ローラ４Ａ，４Ｂの下方に位置する加熱炉６にプーリ９を介して挿入され、ロウ材粉末２の融点以下の温度まで加熱される。この結果、ロウ材粉末２が焼結して層となり、基材２１の表面にしっかりと固着されることによって、クラッド層２２が形成される。
上記工程により製造された、基材２１及びクラッド層２２から成るクラッドシート１は、回収ローラ８の回転駆動により巻き取られることによって回収されることとなる。  
なお、加熱炉６によって焼成されたクラッドシート１は、必要に応じて冷却されてから回収ローラ８によって回収されても良い。
【００４３】
このような本実施形態のクラッドシートの製造方法によれば、ロウ材粉末２として、内部に空隙を有する粉末粒子１００の集合体が用いられている。つまり、延性の高い粉末粒子１００が基材２１に対して圧延される。したがって、本実施形態のクラッドシートの製造方法によれば、ロウ材粉末２の成型が容易となり、基材２１の表面にロウ材粉末２からなる層を確実に形成することが可能となる。
【００４４】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態においては、粉末粒子１００が全体としてクラッド層２２の組成を有する例について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、粉末粒子１００が全体としてクラッド層２２の組成の一部からなる組成を有し、クラッド層２２の残りの組成からなる粉末粒子と、粉末粒子１００とを混合させて圧延処理しても良い。
なお、このような場合には、粉末粒子１００に延性に乏しい粒子（例えば、ＢＮｉ−５粉末）を含ませることが好ましい。延性に乏しい粒子であっても、上記実施形態の粉末粒子１００に組み込まれることによって、成型を容易にすることができる。
【００４６】
また、上記実施形態においては、本発明のロウ材シートの製造方法を基材とクラッド層とからなるクラッドシートの製造方法に適応した例について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、基材を備えず、ロウ付け層のみからなるロウ材シートの製造方法に適応することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態である粉末粒子の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態である粉末粒子の変形例を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態である粉末粒子の製造方法を説明するための製造装置の概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態である粉末粒子によってクラッド層が形成されたクラッドシートの斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態であるクラッドシートの製造方法に用いられる製造装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００……粉末粒子、１１０……粒子（ロウ材組成粒子）、１２０……空隙、１３０……ニッケル粒子（粒子）、１４０……合金粒子（粒子）、１……クラッドシート（ロウ材シート）、２１……基材、２２……クラッド層（ロウ付け層）
【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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