[發明專利]被覆金屬微粒及其制造方法

有效

• 申請號: 200980109412.6
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101977711A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 所久人;中林崇;藤井重男
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F9/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張寶榮

技術領域

本發明涉及在磁帶或磁記錄盤等磁記錄介質、電波吸收體、電感器或印刷電路板等電子器件(磁軛等軟磁性體)、光催化劑、核酸提取用磁珠子、醫療用微球體等中使用的被覆金屬微粒及其制造方法。

背景技術

隨著電子機器及電子器件的高性能化及小型輕質化，對于構成它們的材料要求實現高性能化及微粒化。例如對于涂布在磁帶上的磁性粒子，出于提高磁記錄密度的目的，要求同時實現微粒化和磁化的提高。

另外，為了將抗原等蛋白質分離、回收而診斷過敏等疾病，磁分離法逐漸得到廣泛地使用，對具有高磁化且耐腐蝕性優異的微粒的磁珠子的要求不斷提高。

磁性微粒主要是利用共沉淀法或水熱合成法等液相合成法制造的。利用液相合成法得到的磁性微粒是鐵氧體或四氧化三鐵等氧化物粒子。最近還采用利用了有機金屬化合物的熱分解的方法，例如由Fe(CO)₆來制造Fe的磁性微粒。

由于金屬的磁性粒子與鐵氧體等氧化物粒子相比磁化更大，因此對于在工業上的利用的期待更大。例如，由于金屬Fe的飽和磁化為218Am²/kg，與氧化鐵相比非常大，因此具有磁場響應性優異、可以獲得大的信號強度的優點。但是，金屬Fe等的金屬微粒容易氧化，例如如果制成具有100μm以下、特別是1μm以下的粒徑的微粒狀，則由于比表面積的增大，在大氣中劇烈地燃燒，因此在干燥狀態下很難處理。由此，鐵氧體或四氧化三鐵等氧化物粒子被廣泛地應用。

在處置干燥了的金屬微粒的情況下，不使金屬直接接觸大氣(氧)地將粒子表面被覆是不可缺少的。但是，日本特開2000-30920號中記載的用粒子自身的金屬氧化物將表面被覆的方法常常會使金屬氧化劣化。

日本特開平9-143502號提出如下的方法，即，通過將炭黑、天然石墨等碳物質粒子、與金屬單質的粒子或金屬化合物粒子(金屬化合物選自金屬氧化物、金屬碳化物及金屬鹽。)混合，在惰性氣體氣氛中以1600～2800℃進行熱處理，以45℃/分鐘以下的冷卻速度冷卻，從而制造石墨被覆金屬微粒。但是，該方法由于在1600～2800℃這樣極高的溫度下對含有金屬的物質粒子進行熱處理，因此有可能造成金屬微粒的燒結，并且生產效率低。另外，由于石墨具有石墨烯片層疊的結構，因此在將球狀的金屬微粒被覆的情況下，必然會導入晶格缺陷。由此，不能滿足磁珠子等要求高耐腐蝕性的用途。所以，希望有高耐腐蝕性的金屬微粒、以及可以廉價制造它的工業生產性優異的方法。

發明內容

所以，本發明的目的在于，提供耐腐蝕性優異、具有高磁化的被覆金屬微粒及其制造方法。

鑒于上述目的，進行了深入研究，結果本發明人等發現，通過將含有TiC及TiN的粉末和具有比TiO₂更高的標準生成自由能的金屬氧化物粉末混合，進行熱處理，就可以得到由Ti氧化物被覆了的金屬粒子，此外通過將上述Ti氧化物被覆金屬粒子的表面再用硅氧化物被覆，進行篩分，就可以得到分散穩定性優異的磁性二氧化硅粒子。

即，制造被覆金屬微粒的本發明的方法的特征在于，其是制造在金屬的核粒子上依次被覆Ti氧化物和硅氧化物而成的被覆金屬微粒的方法，其通過將含有TiC及TiN的粉末、與標準生成自由能(ΔG_MO)滿足ΔG_MO＞ΔG_TiO2的關系的金屬M的氧化物粉末混合，在非氧化性氣氛中進行熱處理，而將上述金屬M的氧化物利用上述含有TiC及TiN的粉末還原，并且在將所得的金屬M的粒子表面用Ti氧化物被覆，然后再將上述Ti氧化物被覆的表面用硅氧化物被覆，篩分所得的粒子，以使得中值粒徑(d50)為0.4～0.7μm以及表示粒徑分布寬度的變動系數(＝標準偏差/平均粒徑)達到35％以下。

上述篩分優選利用借助磁分離的方法、借助傾析的方法、借助過濾器的方法、借助離心分離裝置的方法、或它們的組合來進行。

上述含有TiC及TiN的粉末優選含有10～50質量％的TiN。TiN的含有率是利用以下的式(1)定義的。

TiN含有率(質量％)＝[TiN(質量％)]/[TiC(質量％)+TiN(質量％)]…式(1)