(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白金微粉末と、ロジウム微粉末と、炭酸カルシウム粉末とを混合後、この混合体を加熱処理して前記炭酸カルシウム粉末を酸化カルシウムと二酸化炭素とに熱分解させ、酸化カルシウム介在下で前記白金微粉末とロジウム微粉末とを焼結粒成長させ、次いでこの加熱処理体を水に接触させて前記酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させ、しかる後に、前記水酸化カルシウムを酸処理によって溶解して水洗除去後乾燥させて残余の粒成長した白金ロジウム焼結合金粉末を得る白金ロジウム合金粉末の製造方法。
【請求項２】
白金微粉末と、加熱によりロジウム微粉末を熱分解するロジウム化合物の微粉末と、炭酸カルシウム粉末とを混合後、この混合体を加熱処理して前記炭酸カルシウム粉末を酸化カルシウムと二酸化炭素とに熱分解させ、前記ロジウム化合物の微粉末からロジウム微粉末を熱分解生起させると共にこの生起したロジウム微粉末と前記白金微粉末とを酸化カルシウム介在下で焼結粒成長させ、次いでこの加熱処理体を水に接触させて前記酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させ、しかる後に、前記水酸化カルシウムを酸処理によって溶解して水洗除去後乾燥させて残余の粒成長した白金ロジウム焼結合金粉末を得る白金ロジウム合金粉末の製造方法。
【請求項３】
ロジウム微粉末と、加熱により白金微粉末を熱分解する白金化合物の微粉末と、炭酸カルシウム粉末とを混合後、この混合体を加熱処理して前記炭酸カルシウム粉末を酸化カルシウムと二酸化炭素とに熱分解させ、前記白金化合物の微粉末から白金微粉末を熱分解生起させると共にこの熱分解生起した白金微粉末と前記ロジウム微粉末とを酸化カルシウム介在下で焼結粒成長させ、次いでこの加熱処理体を水に接触させて前記酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させ、しかる後に、前記水酸化カルシウムを酸処理によって溶解して水洗除去後乾燥させて残余の粒成長した白金ロジウム焼結合金粉末を得る白金ロジウム合金粉末の製造方法。
【請求項４】
加熱により白金微粉末を熱分解する白金化合物の微粉末と、加熱によりロジウム微粉末を熱分解するロジウム化合物の微粉末と、炭酸カルシウム粉末とを混合後、この混合体を加熱処理して前記炭酸カルシウム粉末を酸化カルシウムと二酸化炭素とに熱分解させ、前記白金化合物の微粉末から白金微粉末を熱分解生起させ、前記ロジウム化合物の微粉末からロジウム微粉末を熱分解生起させると共にこの熱分解生起した白金微粉末とロジウム微粉末とを酸化カルシウム介在下で焼結粒成長させ、次いでこの加熱処理体を水に接触させて前記酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させ、しかる後に、前記水酸化カルシウムを酸処理によって溶解して水洗除去後乾燥させて残余の粒成長した白金ロジウム焼結合金粉末を得る白金ロジウム合金粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ペースト用金属粉末等のような焼結材料粉末等として用いて好適な白金ロジウム合金粉末を経済的に提供するもので、任意の合金組成、任意の粒子外径、任意の結晶子サイズでの製造を再現性良く可能にする白金ロジウム合金粉末の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、合金粉末を得る場合、所望の組成比率の複数の金属を溶解炉に投入して組成金属の最高融点以上の温度で溶解後、この溶融金属を気中または液中に噴霧して冷却することによって得ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この様な、従来方法によって合金粉末を得る場合、白金もロジウムもそれぞれ融点が１７７０゜C又は１９７０゜Cと高く、大気中での溶解は困難である。
そこで、真空高周波溶解炉等の大型で高価な装置によらねばならなかった。
また、真空中の溶解物を大気中や液体中に噴霧するのは極めて困難であり、粉末粒径の制御も極めて不安定なものであった。
そこでこの発明は、任意の合金組成、任意の粒子外径、任意の結晶子サイズの白金ロジウム合金粉末を再現性良く経済的に得る事が出来る白金ロジウム合金粉末の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、白金微粉末と、ロジウム微粉末と、炭酸カルシウム粉末とを混合後、この混合体を加熱処理して前記炭酸カルシウム粉末を酸化カルシウムと二酸化炭素とに熱分解させ、酸化カルシウム介在下で前記白金微粉末とロジウム微粉末とを焼結粒成長させ、次いでこの加熱処理体を水に接触させて前記酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させ、しかる後に、前記水酸化カルシウムを酸処理によって溶解して水洗除去後乾燥させて残余の粒成長した白金ロジウム焼結合金粉末を得る白金ロジウム合金粉末の製造方法によって達成することができる。
この発明の目的は、白金微粉末と、加熱によりロジウム微粉末を熱分解するロジウム化合物の微粉末と、炭酸カルシウム粉末とを混合後、この混合体を加熱処理して前記炭酸カルシウム粉末を酸化カルシウムと二酸化炭素とに熱分解させ、前記ロジウム化合物の微粉末からロジウム微粉末を熱分解生起させると共にこの生起したロジウム微粉末と前記白金微粉末とを酸化カルシウム介在下で焼結粒成長させ、次いでこの加熱処理体を水に接触させて前記酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させ、しかる後に、前記水酸化カルシウムを酸処理によって溶解して水洗除去後乾燥させて残余の粒成長した白金ロジウム焼結合金粉末を得る白金ロジウム合金粉末の製造方法によって達成することができる。
この発明の目的は、ロジウム微粉末と、加熱により白金微粉末を熱分解する白金化合物の微粉末と、炭酸カルシウム粉末とを混合後、この混合体を加熱処理して前記炭酸カルシウム粉末を酸化カルシウムと二酸化炭素とに熱分解させ、前記白金化合物の微粉末から白金微粉末を熱分解生起させると共にこの熱分解生起した白金微粉末と前記ロジウム微粉末とを酸化カルシウム介在下で焼結粒成長させ、次いでこの加熱処理体を水に接触させて前記酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させ、しかる後に、前記水酸化カルシウムを酸処理によって溶解して水洗除去後乾燥させて残余の粒成長した白金ロジウム焼結合金粉末を得る白金ロジウム合金粉末の製造方法によって達成することができる。
この発明の目的は、加熱により白金微粉末を熱分解する白金化合物の微粉末と、加熱によりロジウム微粉末を熱分解するロジウム化合物の微粉末と、炭酸カルシウム粉末とを混合後、この混合体を加熱処理して前記炭酸カルシウム粉末を酸化カルシウムと二酸化炭素とに熱分解させ、前記白金化合物の微粉末から白金微粉末を熱分解生起させ、前記ロジウム化合物の微粉末からロジウム微粉末を熱分解生起させると共にこの熱分解生起した白金微粉末とロジウム微粉末とを酸化カルシウム介在下で焼結粒成長させ、次いでこの加熱処理体を水に接触させて前記酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させ、しかる後に、前記水酸化カルシウムを酸処理によって溶解して水洗除去後乾燥させて残余の粒成長した白金ロジウム焼結合金粉末を得る白金ロジウム合金粉末の製造方法によって達成することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この発明の方法によれば、合金原料として、粒子径１ｎｍから１００ｎｍ程度の白金ブラック等の白金微粉末、又は、加熱により白金微粉末を熱分解する白金化合物（ＰｔＯ2、有機白金化合物等）の微粉末、及び、粒子径１ｎｍから５００ｎｍ程度のロジウム微粉末、又は、加熱によりロジウム微粉末を熱分解するロジウム化合物（Ｒｈ2Ｏ3、ＲｈＯ2等）の微粉末が用いられる。
白金系とロジウム系の合金原料には、炭酸カルシウム粉末が加えられ、ボールミル、遊星型ボールミル、アトライター等の適宜な混合機にかけられて充分に混合分散される。
【０００６】
充分に交互分散された混合体は、その後加熱処理される。
この加熱処理の初期において、白金微粉末又はロジウム微粉末のうち、極粒子径の小さなものは粒成長を開始する一方、加えられた炭酸カルシウムは、酸化カルシウムと二酸化炭素に熱分解され、二酸化炭素は、加熱処理中或いは加熱処理後に放出される。加熱処理は、非酸素雰囲気下で行うのが好ましく、白金化合物の微粉末又は／及びロジウム化合物の微粉末から白金微粉末又は／及びロジウム微粉末を熱分解させる。ここで熱分解生起した白金微粉末、ロジウム微粉末又は、当初合金原料として加えた白金微粉末、ロジウム微粉末等は、酸化カルシウム（炭酸カルシウムの熱分解が進んでいない場合は、炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムと酸化カルシウムの混在）介在下で隣接する金属粉末同士が接触して融合し、いわゆるネックグロース（ｎｅｃｋ  ｇｒｏｗｔｈ）を生じ、次いで一体粒子に成長し、温度条件によっては、これを繰り返してついには多面体の合金結晶体に成長する。この間、混在する酸化カルシウム又は炭酸カルシウム（粉末）は、合金の粒成長の阻害因子となり、炭酸カルシウム粉末の投入量が多い場合は、拡散粒成長が阻止されるので、得られる合金粒子径は小さなものとなり、炭酸カルシウム粉末の投入量が少ない場合は、多重拡散粒成長を許容する所となるので、得られる合金粒子径は大きくなる。その結果、任意の粒子径の白金ロジウム合金粉末を簡単かつ精度良く得る事ができる。また、加熱処理の温度条件と加熱時間も粒子成長速度や流動機構による粒子成長を決定する因子となるので、合金粒子径や結晶子サイズ等に関与する。
【０００７】
加熱処理が終了すると、この加熱処理体を水中に投入するなどして、水に接触させて、前記の合金粒子成長の阻害因子として働いた酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させる。その後、この水酸化カルシウムは硝酸溶液等を用いた酸処理によって溶解され、水洗除去される。この結果残った濡れた残留物が粒成長した合金粉末であるので、これを乾燥させて、白金ロジウム合金粉末を得る。
【０００８】
【実施例１】
粒子径１０ｎｍから１００ｎｍの白金微粒子８７重量部と、粒子径１０ｎｍから１００ｎｍのロジウム微粉末１３重量部と、炭酸カルシウム微粉末４００重量部とをボールミルポットに投入して回転させて、充分に混合分散させた。
その後、この混合体を電気炉に入れて、大気中で１４００゜Cで加熱処理して炭酸カルシウムを酸化カルシウムと二酸化炭素に熱分解させ、二酸化炭素を放出させてから３％Ｈ2／９７％Ｎ2ガス封入雰囲気で８００゜Cに保って加熱処理を続行して、白金微粒子とロジウム微粒子との粒成長を促進させた。
次いで、この加熱処理体を水中に投入して、前記の加熱処理において炭酸カルシウムが熱分解して出来た酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させた。
ここに更に硝酸溶液を投入して酸処理を行い、前記の水酸化カルシウムを溶解させて水洗除去後、残余物を乾燥させて白金ロジウム合金粉末を得た。
得られた白金ロジウム合金粉末は、粒子径０．６μｍ、比表面積２．１ｍ2／ｇ、純度９９．９％であった。
【０００９】
【実施例２】
粒子径１０ｎｍから１００ｎｍの白金微粉末５０重量部と、粒子径１０ｎｍから１００ｎｍのロジウム微粉末５０重量部と、炭酸カルシウム微粉末４００重量部とを計量して混合し、ボールミルにかけて充分に混合拡散させて混合体を得た。この混合体を電気炉に入れて、３％Ｈ2／９７％Ｎ2ガス封入雰囲気下で１４００゜Cで加熱処理して、炭酸カルシウムから酸化カルシウムと二酸化炭素への熱分解、及び白金−ロジウム微粉末間の粒成長を同時進行させて加熱処理体を得た。その後、この加熱処理体を水中に投入して、酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させた。次いで、ここに硝酸溶液を加えて酸処理を行い、先の水酸化カルシウムを溶解させて、水洗除去した。その後、残余物を乾燥させて、白金ロジウム合金粉末を得た。
得られた白金ロジウム合金粉末は、粒子径１．３μｍ、比表面積１．５ｍ2／ｇ、純度９９．９％であった。
【００１０】
【実施例３】
粒子径１０ｎｍから１００ｎｍの白金微粉末２０重量部と、粒子径１０ｎｍから１００ｎｍのロジウム微粉末８０重量部と、炭酸カルシウム微粉末４００重量部とをボールミルにかけて充分混合分散させて混合体を得た。
この混合体を、３％Ｈ2／９７％Ｎ2ガス封入雰囲気で１４００゜Cに設定した電気炉に入れて、加熱処理をして、炭酸カルシウムから酸化カルシウムと二酸化炭素への熱分解と、白金−ロジウム粒子間の粒成長とを同時進行させて加熱処理を終了した。
この加熱処理体を、水中に投入して、前記酸化カルシウムを水酸化カルシウムに変化させた。ここに、硝酸溶液を投入して酸処理を行い、前記水酸化カルシウムを溶解し、更に水洗除去して残留物を乾燥し、白金ロジウム合金粉末を得た。得られた白金ロジウム合金粉末の粒子径は、０．９μｍ、比表面積は、１．８ｍ2／ｇ、純度は９９．９％であった。
【００１１】
【発明の効果】
この発明によれば、
１）高価な装置を用いる事なく簡単かつ経済的に白金ロジウム合金粉末を製造可能となる。
２）高純度な白金ロジウム合金粉末を得ることが出来る。
３）任意の合金比率の白金ロジウム合金粉末を得ることができる。
４）粒子径のほぼ均一な（シャープな粒子径分布の）白金ロジウム合金粉末を得る事ができる。
５）任意の粒子径の白金ロジウム合金粉末を提供出来る。
６）白金ロジウム合金粉末の粒子径の制御が安定しており、再現性良く製造できる。
７）白金ロジウム合金粉末の結晶子サイズを任意に決定できる。
等の諸効果を得る事が出来る。