本發(fā)明涉及鉑系合金粉末的制造方法。更詳細(xì)而言,涉及鉑與選自由銥、銠及鈀組成的組中的至少1種的合金粉末的制造方法。
背景技術(shù):
一直以來,鉑與銥、銠和/或鈀的合金粉末被用于汽車用排氣催化劑、傳感器等高溫腐蝕用途等中。其中,近年來,隨著傳感器、觸點(diǎn)等制品的小型化等,要求這些合金粉末具有期望的粒徑、同時(shí)粒度分布狹窄。
其中,專利文獻(xiàn)1公開了一種鉑一銠合金粉末的制造方法,其將鉑微粉末或鉑化合物微粉末、銠微粉末或銠化合物微粉末、和碳酸鈣粉末混合后進(jìn)行加熱處理。
另外,專利文獻(xiàn)2公開了一種貴金屬微粒的制造方法,其具有:得到貴金屬微粒的凝集物的工序;將貴金屬微粒的凝集物與堿金屬碳酸鹽及堿土金屬碳酸鹽中的至少1種一起破碎,從而得到含有破碎后的貴金屬微粒的混合物的工序;和將上述混合物在不活潑氣體氣氛中在1000℃以上熱處理后,對該熱處理物進(jìn)行酸處理,從而得到貴金屬微粒的工序。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-102107號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-162868號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的問題
但是,專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2任一者中,關(guān)于得到具有期望的粒徑同時(shí)粒度分布狹窄的合金粉末這一點(diǎn),均沒有進(jìn)行充分的研究。
本發(fā)明的目的在于,提供一種可以制造具有期望的粒徑同時(shí)具有狹窄的粒度分布、且純度及結(jié)晶性高的鉑系合金粉末的、鉑系合金粉末的制造方法。
用于解決問題的方法
本發(fā)明人們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)上述目的進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過如下鉑系合金粉末的制造方法可以解決上述課題,從而完成了本發(fā)明,該鉑系合金粉末的制造方法中,使用具有特定范圍的比表面積的作為鉑系合金粉末的原料之一的鉑族金屬系粉末,同時(shí)使用D90在特定范圍內(nèi)的混合粉,該鉑族金屬系粉末含有選自由銥、銠、鈀及含有銥、銠、鈀中的至少一種的化合物組成的組中的至少1種。
即,本發(fā)明提供一種鉑系合金粉末的制造方法,其為包含對含有鉑系粉末、鉑族金屬系粉末和堿土金屬化合物的混合粉進(jìn)行熱處理的步驟的、制造鉑系合金粉末的方法,所述鉑系粉末含有選自由鉑及鉑化合物組成的組中的至少1種,所述鉑族金屬系粉末含有選自由銥、銠、鈀及含有這些中的至少一種的化合物組成的組中的至少1種,上述鉑族金屬系粉末的比表面積為30m2/g以上,并且上述混合粉的D90為1.0μm以下。
在上述鉑系合金粉末的制造方法中,熱處理溫度優(yōu)選為1000℃以上。
在上述鉑系合金粉末的制造方法中,上述鉑系粉末的比表面積優(yōu)選為20~100m2/g。
在上述鉑系合金粉末的制造方法中,上述混合粉中的上述堿土金屬化合物的量以重量基準(zhǔn)計(jì)相對于上述鉑系粉末和上述鉑族金屬系粉末的合計(jì)量優(yōu)選為0.5~10倍量。
在上述鉑系合金粉末的制造方法中,優(yōu)選得到的鉑系合金粉末的D90/D10為4以下。
在上述鉑系合金粉末的制造方法中,優(yōu)選得到的鉑系合金粉末的D50為10μm以下。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的鉑系合金粉末的制造方法,可以得到具有期望的粒徑同時(shí)具有狹窄的粒度分布、且純度及結(jié)晶性高的鉑系合金粉末。如此得到的鉑系合金粉末可以特別適用于在傳感器等中使用的電極、電觸點(diǎn)、催化劑等。
附圖說明
圖1為示出實(shí)施例1中制備的漿料的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖2為示出實(shí)施例1中得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖3為示出實(shí)施例1中得到的鉑銥合金粉末的X射線衍射測定結(jié)果的圖。
圖4為示出實(shí)施例1中得到的鉑銥合金粉末的SEM照片。
圖5為示出實(shí)施例2中制備的漿料的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖6為示出實(shí)施例2中得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖7為示出實(shí)施例2中得到的鉑銥合金粉末的X射線衍射測定結(jié)果的圖。
圖8為示出實(shí)施例2中得到的鉑銥合金粉末的SEM照片。
圖9為示出實(shí)施例3中制備的漿料的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖10為示出實(shí)施例3中得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖11為示出實(shí)施例3中得到的鉑銥合金粉末的X射線衍射測定結(jié)果的圖。
圖12為示出實(shí)施例3中得到的鉑銥合金粉末的SEM照片。
圖13為示出比較例1中制備的漿料的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖14為示出比較例1中得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖15為示出比較例1中得到的鉑銥合金粉末的X射線衍射測定結(jié)果的圖。
圖16為示出比較例1中得到的鉑銥合金粉末的SEM照片。
圖17為示出比較例2中制備的漿料的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖18為示出比較例2中得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果的圖。
圖19為示出比較例2中得到的鉑銥合金粉末的X射線衍射測定結(jié)果的圖。
圖20為示出比較例2中得到的鉑銥合金粉末的SEM照片。
圖21為示出各實(shí)施例及比較例中的漿料的D90和合金粉末的D90/D10的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施方式
以下對本發(fā)明的鉑系合金粉末的制造方法的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是,以下有時(shí)將本發(fā)明的鉑系合金粉末的制造方法簡稱為本發(fā)明的制造方法。
在本發(fā)明的制造方法中,首先,準(zhǔn)備含有鉑系粉末、鉑族金屬系粉末和堿土金屬化合物的混合粉末,所述鉑系粉末含有選自由鉑及鉑化合物組成的組中的至少1種,所述鉑族金屬系粉末含有選自由銥、銠、鈀及含有這些中的至少一種的化合物組成的組中的至少1種。
本發(fā)明的制造方法中使用的鉑系粉末(第1原料粉末)含有選自由鉑(金屬鉑)及鉑化合物組成的組中的至少1種。鉑系粉末優(yōu)選至少含有鉑(金屬鉑),更優(yōu)選由鉑(金屬鉑)組成。
鉑化合物含有例如60重量%以上的鉑。另外,作為鉑化合物,可以列舉:鉑氧化物、鉑氫氧化物、鉑氯化物等。其中,優(yōu)選使用鉑氧化物及鉑氫氧化物。
對鉑系粉末的比表面積沒有特別限定,例如,優(yōu)選為20~100m2/g,更優(yōu)選為30~80m2/g,進(jìn)一步優(yōu)選為40~60m2/g。鉑系粉末的比表面積為20m2/g以上時(shí),富于反應(yīng)性,具有熱處理中的合金化變?nèi)菀椎膬A向。另外,鉑系粉末的比表面積為100m2/g以下時(shí),與現(xiàn)有技術(shù)相比,能夠更穩(wěn)定、廉價(jià)地制造,熱處理中反應(yīng)性不會過高,顯示適度的反應(yīng)性,因此具有合金的粒徑控制變?nèi)菀椎膬A向。需要說明的是,本發(fā)明中,鉑系粉末的比表面積通過BET法來測定。BET比表面積通過例如JIS Z 8830(基于氣體吸附的粉體(固體)比表面積測定方法)來測定。另外,對通過電子顯微鏡(TEM)觀察測定的鉑系粉末的一次粒徑?jīng)]有特別限定,優(yōu)選為2~20nm。
本發(fā)明的制造方法中使用的鉑族金屬系粉末(第2原料粉末)含有選自由銥(金屬銥)、銠(金屬銠)、鈀(金屬鈀)及含有這些中的至少一種的化合物組成的組中的至少1種。該鉑族金屬系粉末優(yōu)選至少包含含有銥、銠及鈀中的至少一種的化合物,更優(yōu)選由含有銥、銠及鈀中的至少一種的化合物組成。
含有銥、銠及鈀中的至少一種的化合物例如含有60重量%以上的銥、銠及鈀中的至少一種。另外,作為含有銥、銠及鈀中的至少一種的化合物,可以列舉例如:含有銥的化合物(銥化合物)、含有銠的化合物(銠化合物)、含有鈀的化合物(鈀化合物)等。
銥化合物含有例如60重量%以上的銥。另外,作為銥化合物,優(yōu)選使用銥水合物、銥氧化物、銥水合氧化物、銥氫氧化物、或這些的混合物等銥無機(jī)化合物。特別是,更優(yōu)選使用由銥、氫及氧構(gòu)成的銥無機(jī)化合物。
銠化合物含有例如60重量%以上的銠。另外,作為銠化合物,優(yōu)選使用銠水合物、銠氧化物、銠水合氧化物、銠氫氧化物、或這些的混合物等銠無機(jī)化合物。特別是,更優(yōu)選使用由銠、氫及氧構(gòu)成的銠無機(jī)化合物。
鈀化合物含有例如60重量%以上的鈀。另外,作為鈀化合物,優(yōu)選使用鈀水合物、鈀氧化物、鈀水合氧化物、鈀氫氧化物、或這些的混合物等鈀無機(jī)化合物。特別是,更優(yōu)選使用由鈀、氫及氧構(gòu)成的鈀無機(jī)化合物。
本發(fā)明的制造方法中使用的上述鉑族金屬系粉末的比表面積為30m2/g以上。上述鉑族金屬系粉末的比表面積小于30m2/g時(shí),鉑族金屬系粉末粒子的粒徑大,因此,混合粉在熱處理工序中的反應(yīng)性降低,發(fā)生反應(yīng)性更高的鉑系粉末的粒子彼此的縮頸、燒結(jié)。因此,得到的鉑系合金粉末含有粗粉等,難以使粒度分布狹窄,另外,難以得到均勻的金屬組成及高結(jié)晶性。需要說明的是,本發(fā)明中,該鉑族金屬系粉末的比表面積通過BET法來測定。
該鉑族金屬系粉末的比表面積優(yōu)選為30m2/g以上,更優(yōu)選為35m2/g以上,最佳為36m2/g以上。另一方面,對該鉑族金屬系粉末的比表面積的上限沒有特別限制,例如為200m2/g以下,優(yōu)選為100m2/g以下,更優(yōu)選為80m2/g以下,最佳為71m2/g以下。
本發(fā)明的制造方法中使用的堿土金屬化合物在后述的熱處理工序中作為合金粉末的晶粒生長防止劑發(fā)揮作用。作為本發(fā)明的制造方法中使用的堿土金屬化合物,可以列舉例如:堿土金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽等無機(jī)鹽,堿土金屬的氧化物、氯化物、硫化物、氫氧化物、氰化物等無機(jī)化合物。作為該堿土金屬化合物,優(yōu)選使用堿土金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽。其中,更優(yōu)選碳酸鈣、碳酸鎂及碳酸鍶,特別優(yōu)選碳酸鈣。需要說明的是,堿土金屬化合物可以單獨(dú)使用僅一種,也可以將兩種以上組合使用。
需要說明的是,對混合分散前的堿土金屬化合物的形狀沒有特別限定,從處理性等觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為粉末狀。另外,對粉末狀的堿土金屬化合物的平均粒徑?jīng)]有特別限定,例如為0.2~1.0μm。需要說明的是,粉末狀的堿土金屬化合物的平均粒徑可以通過激光衍射式粒度分布測定裝置來測定。
上述混合粉通過將鉑系粉末(第1原料粉末)、鉑族金屬系粉末(第2原料粉末)及堿土金屬化合物投入球磨機(jī)、行星式球磨機(jī)、珠磨機(jī)、行星式珠磨機(jī)、磨碎機(jī)等合適的混合機(jī)中并對它們進(jìn)行混合分散而得到。需要說明的是,在對鉑系粉末、鉑族金屬系粉末及堿土金屬化合物進(jìn)行混合分散時(shí),可以僅對它們進(jìn)行混合分散而制備混合粉,也可以在它們中添加溶劑后進(jìn)行混合分散而以懸浮液(漿料)形式來制備。從防止鉑系粉末及鉑族金屬系粉末的過度凝集、可以以更高的分散效率使其分散的角度出發(fā),優(yōu)選制備漿料。需要說明的是,作為制備漿料時(shí)的溶劑,可以使用水、有機(jī)溶劑等,可以優(yōu)選使用無起火風(fēng)險(xiǎn)的水,可以使水中適當(dāng)含有表面活性劑等分散劑。另外,對漿料的濃度(固態(tài)成分濃度)沒有特別限定,例如為20~45重量%。
在本發(fā)明的制造方法中,通過對鉑系粉末、鉑族金屬系粉末及堿土金屬化合物進(jìn)行混合分散而將這些的混合粉的D90調(diào)整為1.0μm以下?;旌戏鄣腄90大于1.0μm時(shí),鉑系粉末及鉑族金屬系粉末的凝集物未被充分破碎,此外作為晶粒生長防止劑的堿土金屬化合物未充分地分散,因此難以制作具有期望的粒徑、粒度分布狹窄的鉑系合金粉末。另外,有得到的鉑系合金粉末的組成變得不均一之虞。需要說明的是,混合粉的D90優(yōu)選為0.9μm以下,更優(yōu)選為0.8μm以下。這里,混合粉的D90是指:將混合粉懸浮于不溶解混合粉的溶劑,在通過濕式激光衍射法測定粒度分布而得到的累積粒子量曲線中,其累積量占90%時(shí)的粒徑。例如,在制備漿料時(shí),可以對所制備的漿料通過濕式激光衍射法測定粒度分布,從而導(dǎo)出D90。
在配合鉑系粉末、鉑族金屬系粉末及堿土金屬化合物的階段,通常鉑系粉末及鉑族金屬系粉末以微粒凝集的狀態(tài)存在。在本發(fā)明的制造方法中,在對鉑系粉末、鉑族金屬系粉末及堿土金屬化合物進(jìn)行混合分散的過程中,通過破碎微粒凝集狀態(tài)的鉑系粉末及鉑族金屬系粉末,從而制備D90為1.0μm以下的混合粉。
這里,可以通過對以下條件進(jìn)行適當(dāng)選擇而將混合粉的D90適當(dāng)調(diào)整到上述范圍,所述條件為:鉑系粉末、鉑族金屬系粉末及堿土金屬化合物的尺寸,鉑系粉末、鉑族金屬系粉末及堿土金屬化合物的混合時(shí)間(分散時(shí)間),混合機(jī)中使用的球或珠的粒徑、量,混合機(jī)的攪拌槳葉的圓周速度,以及制備漿料時(shí)漿料的濃度(固態(tài)成分濃度),分散劑等。另外,上述混合粉可以在后述的熱處理工序之前根據(jù)需要用水等合適的溶劑進(jìn)行洗滌,另外,可以使其通過具有適當(dāng)篩眼的篩子。
另外,混合粉的最大粒徑Dmax優(yōu)選為2.0μm以下。混合粉的最大粒徑Dmax為2.0μm以下時(shí),具有在熱處理而合金化處理后得到具有狹窄的粒度分布的合金粉末的傾向。需要說明的是,混合粉的Dmax表示將混合粉懸浮于不溶解混合粉的溶劑、通過濕式激光衍射法測定粒度分布而得到的最大粒徑。
在制備混合粉時(shí),鉑系粉末和鉑族金屬系粉末的混合比率可以根據(jù)得到的鉑系合金粉末所要求的合金組成來適當(dāng)選擇,沒有特別限定,以鉑系粉末和鉑族金屬系粉末的重量比(鉑系粉末:鉑族金屬系粉末)計(jì)為95∶5~5∶95,優(yōu)選為90∶10~20∶80。
另外,對制備混合粉時(shí)的堿土金屬化合物的量沒有特別限制。其中,混合粉中的堿土金屬化合物的量相對于鉑系粉末和鉑族金屬系粉末的合計(jì)量以重量基準(zhǔn)計(jì)優(yōu)選為0.5~10倍量,更優(yōu)選為1~5倍量。混合粉中的堿土金屬化合物的量相對于鉑系粉末和鉑族金屬系粉末的合計(jì)量以重量基準(zhǔn)計(jì)為0.5倍量以上時(shí),良好地發(fā)揮晶粒生長防止劑的作用,可以適當(dāng)?shù)乜刂屏?,因此是?yōu)選的。另外,混合粉中的堿土金屬化合物的量相對于鉑系粉末和鉑族金屬系粉末的合計(jì)量以重量基準(zhǔn)計(jì)為10倍量以下時(shí),制造效率良好,可以進(jìn)行成本上有優(yōu)勢的適當(dāng)?shù)牧娇刂?,因此是?yōu)選的。
另外,在制備漿料的情況下,優(yōu)選在后述的熱處理工序之前對漿料進(jìn)行干燥而除去溶劑,從而形成混合粉。干燥條件可以根據(jù)所使用的溶劑的種類、量而適當(dāng)調(diào)整,例如使用水作為溶劑時(shí),干燥溫度為90~150℃,干燥時(shí)間為16~36小時(shí)。
在本發(fā)明的制造方法中,通過對如上述那樣制備的混合粉進(jìn)行熱處理來制造鉑系合金粉末。
以下,以使用由鉑(金屬鉑)組成的鉑系粉末(鉑粉末)、由銥(金屬銥)組成的鉑族金屬系粉末(銥粉末)及使用碳酸鈣作為堿土金屬化合物的情況為例,對混合粉在熱處理下生成鉑系合金粉末的機(jī)制進(jìn)行說明。
已知鉑在高溫下具有比銥高的熱擴(kuò)散能力。因此,鉑粉末中的鉑通過熱處理逐漸向鄰接的銥粉末中的銥粒子擴(kuò)散。另一方面,混合粉中的碳酸鈣通過約800℃的熱處理釋放二氧化碳而成為氧化鈣。因此,該熱處理中,在氧化鈣存在(在碳酸鈣的熱分解不發(fā)展的情況下,則是在碳酸鈣、或碳酸鈣與氧化鈣混合存在)下,在鄰接的鉑粉末和銥粉末之間進(jìn)行鉑向銥粒子的擴(kuò)散。在此,混合存在的氧化鈣或碳酸鈣(粉末)不與鉑發(fā)生反應(yīng),因此作為合金的晶粒生長抑制因子起作用,有助于生成具有目標(biāo)性狀的合金粉末。在此,銥的比表面積小于30m2/g時(shí),即銥的一次粒子的粒徑大時(shí),與鉑粒子的反應(yīng)性變小,先發(fā)生鉑粒子彼此的結(jié)合或晶粒生長。結(jié)果形成含有粗粉的合金粉末,粒度分布也變寬,進(jìn)而粉末中產(chǎn)生組成不均。
在熱處理后通過使用硝酸、鹽酸、硫酸等的酸處理而將氧化鈣溶解除去,另外,根據(jù)需要進(jìn)行水洗處理、干燥處理等,從而可以得到作為目標(biāo)的鉑-銥合金粉末。
需要說明的是,上述以使用鉑粉末、銥粉末及作為堿土金屬化合物的碳酸鈣的情況為例進(jìn)行了說明,但其它情況下也基于同樣的生成機(jī)制生成鉑系合金粉末。
例如,使用由鉑化合物構(gòu)成的鉑系粉末(鉑化合物粉末)的情況下,通過熱處理,鉑化合物粉末熱分解而生成鉑粉末,該鉑粉末與上述同樣地供于鉑系合金粉末的生成。
另外,例如,使用由銥化合物構(gòu)成的鉑族金屬系粉末(銥化合物粉末)的情況下,通過熱處理,銥化合物粉末熱分解而生成銥粉末,該銥粉末與上述同樣地供于鉑系合金粉末的生成。另外,例如,使用銠粉末、鈀粉末等的情況下,為與使用銥粉末時(shí)同樣的生成機(jī)制。另外,使用銠化合物粉末、鈀化合物粉末等的情況下,也為與使用銥化合物粉末時(shí)同樣的生成機(jī)制。
另外,例如,使用碳酸鎂作為堿土金屬化合物的情況下,通過熱處理形成氧化鎂,與上述同樣地供于鉑系合金粉末的生成。
這里,對混合粉的熱處理的熱處理溫度沒有特別限定,優(yōu)選為1000℃以上,在為銥的情況下更優(yōu)選為1200℃以上,在為銠的情況下更優(yōu)選為1300℃以上。熱處理溫度為1000℃以上時(shí),混合粉的擴(kuò)散發(fā)展,可以得到結(jié)晶性高、具有更狹窄的粒度分布的鉑系合金,因此是優(yōu)選的。另外,對熱處理溫度的上限也沒有特別限定,優(yōu)選為1500℃以下,更優(yōu)選為1400℃以下。熱處理溫度超過1500℃時(shí),合金粒子彼此發(fā)生縮頸,有時(shí)生成粗粉。
另外,對混合粉的熱處理的熱處理時(shí)間也沒有特別限定,優(yōu)選為1~5小時(shí)、更優(yōu)選為2~4小時(shí)。熱處理時(shí)間為1小時(shí)以上時(shí),合金的晶粒生長充分,因此是優(yōu)選的。另外,熱處理時(shí)間為5小時(shí)以下時(shí),生產(chǎn)效率高,因此是優(yōu)選的。
另外,混合粉的熱處理優(yōu)選在非氧氣氛下進(jìn)行,更優(yōu)選在氮?dú)鈿夥障隆鍤鈿夥障碌炔换顫姎夥障逻M(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法,可以得到具有期望的粒徑同時(shí)具有狹窄的粒度分布、且純度及結(jié)晶性高的鉑系合金粉末。
這里,得到的鉑系合金粉末的D50優(yōu)選為10μm以下,更優(yōu)選為0.05~10μm,最佳為0.05~0.8μm。這里,鉑系合金粉末的D50是指:鉑系合金粉末的通過濕式激光衍射法得到的粒度分布測定結(jié)果的累積粒子量曲線中,其累積量占50%時(shí)的粒徑。
另外,得到的鉑系合金粉末是D90/D10優(yōu)選為4以下、更優(yōu)選為2以下的具有狹窄的粒度分布的粉末。這里,鉑系合金粉末的D10及D90是指:鉑系合金粉末的通過濕式激光衍射法得到的粒度分布測定結(jié)果的累積粒子量曲線中,其累積量分別占10%及90%時(shí)的粒徑。另外,D90/D10表示D90除以D10的數(shù)值,數(shù)值越小表示粒度分布越狹窄。
另外,得到的鉑系合金粉末的純度優(yōu)選為99%以上,更優(yōu)選為99.9%以上。需要說明的是,鉑系合金粉末的純度可以通過ICP測定對化學(xué)方式溶解的溶液進(jìn)行測定。
通過本發(fā)明的制造方法制造的鉑系合金粉末可以適用于在傳感器等中使用的電極、電觸點(diǎn)、催化劑等中。
實(shí)施例
以下通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明,但本發(fā)明不受下述例子限定。
(實(shí)施例1)
首先,配合鉑粉末(比表面積:50m2/g)13重量份、氧化銥粉末(比表面積:36m2/g)7重量份、碳酸鈣80重量份,相對于該配合后的混合粉,加入以重量計(jì)為3倍量的水,投入行星珠磨機(jī)(伊藤制作所公司制)中。作為珠,使用相對于鉑粉末、氧化銥粉末、碳酸鈣及水的總量以重量計(jì)為4倍量的氧化鋯珠(粒徑:1mm),以轉(zhuǎn)速200rpm進(jìn)行4小時(shí)混合分散,從而制作漿料。對于得到的漿料,用激光衍射式粒度分布測定裝置(日機(jī)裝公司制、制品名:MT3300II)進(jìn)行測定。將漿料的粒度分布的測定結(jié)果示于圖1。根據(jù)該測定結(jié)果,漿料的D90為0.734μm。另外,Dmax為1.6μm。
接著,將漿料在120℃干燥16小時(shí)而除去水,得到混合粉。然后,將得到的混合粉投入電爐中,在氮?dú)鈿夥障略?300℃熱處理2小時(shí),從而使碳酸鈣熱分解為氧化鈣和二氧化碳,同時(shí)在氧化鈣和/或碳酸鈣的夾雜下進(jìn)行鉑向銥粒子的擴(kuò)散。然后,用硝酸對該熱處理物進(jìn)行酸處理,從而除去氧化鈣。進(jìn)而,對酸處理后的殘余物進(jìn)行水洗,在120℃干燥2小時(shí),從而得到目標(biāo)的鉑銥合金粉末。
對于得到的鉑銥合金粉末,用激光衍射式粒度分布測定裝置(日機(jī)裝公司制、制品名:MT3300II)進(jìn)行測定。將得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果示于圖2。根據(jù)該測定結(jié)果,鉑銥合金粉末的D50為0.539μm。另外,D10為0.313μm,D90為1.05μm,因此,D90/D10為3.4。
另外,對得到的鉑銥合金粉末的純度進(jìn)行測定,結(jié)果為99.9%。進(jìn)而,對得到的鉑系合金粉末用X射線衍射裝置(Rigaku公司制、制品名:ULTRA IV)進(jìn)行測定,結(jié)果在2θ=81.850°觀察到半值寬度0.120°的尖銳的表示[331]面的峰,確認(rèn)為具有高結(jié)晶性的鉑銥合金粉末。將測定結(jié)果示于圖3。
將通過實(shí)施例1得到的鉑銥合金粉末的SEM照片示于圖4。
(實(shí)施例2)
將制作漿料時(shí)的分散時(shí)間設(shè)為6小時(shí),除此以外,與實(shí)施例1同樣進(jìn)行,制作混合粉。需要說明的是,將漿料的粒度分布的測定結(jié)果示于圖5。根據(jù)該測定結(jié)果,漿料的D90為0.73μm,另外,Dmax為0.972μm。
然后,通過與實(shí)施例1同樣的條件及方法得到鉑銥合金粉末。將得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果示于圖6。根據(jù)該測定結(jié)果,鉑銥合金粉末的D50為0.648μm。另外,D10為0.37μm,D90為1.154μm,因此,D90/D10為3.1。
另外,對得到的鉑銥合金粉末的純度進(jìn)行測定,結(jié)果為99.9%。另外,對得到的鉑銥合金粉末進(jìn)行X射線衍射測定,結(jié)果與實(shí)施例1同樣地,確認(rèn)是表示[331]面的峰的2θ=81.906°、半值寬度0.114°的具有高結(jié)晶性的鉑銥合金粉末。將測定結(jié)果示于圖7。
將通過實(shí)施例2得到的鉑銥合金粉末的SEM照片示于圖8。
(實(shí)施例3)
使用比表面積為71m2/g的氧化銥粉末代替比表面積為36m2/g的氧化銥粉末,除此以外,與實(shí)施例1同樣進(jìn)行,制作混合粉。需要說明的是,將漿料的粒度分布的測定結(jié)果示于圖9。根據(jù)該測定結(jié)果,漿料的D90為0.686μm,另外,Dmax為1.635μm。
然后,通過與實(shí)施例1同樣的條件及方法得到鉑銥合金粉末。將得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果示于圖10。根據(jù)該測定結(jié)果,鉑銥合金粉末的D50為0.639μm。另外,D10為0.531μm,D90為0.807μm,因此,D90/D10為1.5。
另外,對得到的鉑銥合金粉末的純度進(jìn)行測定,結(jié)果為99.9%。另外,對得到的鉑銥合金粉末進(jìn)行X射線衍射測定,結(jié)果與實(shí)施例1同樣地,確認(rèn)是表示[331]面的峰的2θ=81.860°、半值寬度0.110°的具有高結(jié)晶性的鉑銥合金粉末。將測定結(jié)果示于圖11。
將通過實(shí)施例3得到的鉑銥合金粉末的SEM照片示于圖12。
(比較例1)
使用比表面積為8.3m2/g的氧化銥粉末代替比表面積為36m2/g的氧化銥粉末,除此以外,與實(shí)施例1同樣進(jìn)行,制作混合粉。需要說明的是,將漿料的粒度分布的測定結(jié)果示于圖13。根據(jù)該測定結(jié)果,漿料的D90為0.699μm,另外,Dmax為0.972μm。
然后,通過與實(shí)施例1同樣的條件及方法得到鉑銥合金粉末。將得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果示于圖14。根據(jù)該測定結(jié)果,鉑銥合金粉末的D50為0.465μm。另外,D10為0.239μm,D90為1.735μm,因此,D90/D10為7.3。
另外,對得到的鉑銥合金粉末的純度進(jìn)行測定,結(jié)果為99.9%。另外,對得到的鉑銥合金粉末進(jìn)行X射線衍射測定,結(jié)果確認(rèn)是表示[331]面的峰的2θ=81.860°、半值寬度0.110°的具有高結(jié)晶性的鉑銥合金粉末。將測定結(jié)果示于圖15。
將比較例1得到的鉑銥合金粉末的SEM照片示于圖16。
(比較例2)
使用粒徑為5mm的氧化鋯珠,除此以外與實(shí)施例3同樣進(jìn)行,制作混合粉。需要說明的是,將漿料的粒度分布的測定結(jié)果示于圖17。根據(jù)該測定結(jié)果,漿料的D90為1.368μm,另外,Dmax為2.3μm。
然后,通過與實(shí)施例1同樣的條件及方法得到鉑銥合金粉末。將得到的鉑銥合金粉末的粒度分布的測定結(jié)果示于圖18。根據(jù)該測定結(jié)果,鉑銥合金粉末的D50為1.015μm。另外,D10為0.485μm,D90為2.989μm,因此,D90/D10為6.2。
另外,對得到的鉑銥合金粉末的純度進(jìn)行測定,結(jié)果為99.9%。另外,對得到的鉑銥合金粉末進(jìn)行X射線衍射測定,結(jié)果在2θ=82.020°處確認(rèn)到半值寬度0.130°的表示[331]面的峰。與實(shí)施例1相比,結(jié)晶峰向高角度側(cè)移動0.17°,由積分強(qiáng)度可確認(rèn)合金中的Pt減少約9重量%。這表明,部分Pt形成粗粉,在干燥時(shí)發(fā)生偏析,從而產(chǎn)生了組成不均。
將比較例2得到的鉑銥合金粉末的SEM照片示于圖20。
關(guān)于各實(shí)施例及比較例,將氧化銥粉末的比表面積、漿料的D90及Dmax、得到的鉑銥合金粉末的D50、D10、D90及D90/D10總結(jié)并示于表1及圖21。需要說明的是,圖21中,將各實(shí)施例及比較例中使用的氧化銥粉末的比表面積記載在括號中。
[表1]
如表1及圖21所示,氧化銥粉末的比表面積為30m2/g以上且漿料的D90為1.0μm以下的實(shí)施例1~3中,得到D90/D10為4以下的粒度分布狹窄的鉑銥合金粉末。
另一方面,漿料的D90為1.0μm以下但氧化銥粉末的比表面積小于30m2/g的比較例1中,得到的鉑銥合金粉末的D90/D10為7.3,未得到粒度分布狹窄的鉑銥合金粉末。
另外,氧化銥粉末的比表面積為30m2/g以上但漿料的D90大于1.0μm的比較例2中,得到的鉑銥合金粉末的D90/D10為6.2,也未得到粒度分布狹窄的鉑銥合金粉末。
雖然參照特定方式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,但可以在不脫離本發(fā)明的主旨和范圍的條件下進(jìn)行各種變更及修正,這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是不言自明的。
需要說明的是,本申請基于2014年8月8日申請的日本專利申請(特愿2014-162725),通過引用而援引其整體。