【実施例】
【0034】
以下、本発明による銀被覆ニッケル粉末およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。
【0035】
[実施例1]
純度99.99%のニッケル15kgを1600℃に加熱して溶解した溶湯をタンディッシュ下部から落下させながら、大気雰囲気中において水圧150MPaで高圧水を吹き付けて急冷凝固させ、得られたスラリーを固液分離し、固形分を水洗し、乾燥し、解砕し、分級して、ニッケル粉末を得た。
【0036】
このようにして水アトマイズ法により得られたニッケル粉末を、水素雰囲気(水素100体積%)中において200℃で10時間加熱して熱処理を行い、水素還元したニッケル粉末を得た。
【0037】
このように水素還元したニッケル粉末(銀被覆前のニッケル粉末)について、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めた。
【0038】
BET比表面積は、測定器内に105℃で20分間窒素ガスを流して脱気した後、BET比表面積測定器(ユアサアイオニクス株式会社製の4ソーブUS)を使用し、測定器内に105℃で20分間窒素ガスを流して脱気した後、30体積%の窒素と70体積%のヘリウムの混合ガスを流しながら、BET1点法により測定した。その結果、BET比表面積は0.45m
2/gであった。
【0039】
タップ密度(TAP)は、ニッケル粉末0.5gを内径6mmの有底円筒形のダイに充填してニッケル粉末層を形成し、このニッケル粉末層の上面に0.16N/m
2の圧力を均一に加えた後、ニッケル粉末粉層の高さを測定し、このニッケル粉末層の高さの測定値と、充填されたニッケル粉末の重量とから、ニッケル粉末の密度を求めて、ニッケル粉末のタップ密度とした。その結果、タップ密度は4.3g/cm
3であった。
【0040】
酸素含有量は、酸素・窒素・水素分析装置(株式会社堀場製作所製のEMGA−920)により測定した。その結果、酸素含有量は0.37質量%であった。なお、BET比表面積に対する酸素含有量は0.82質量%・g/m
2になる。
【0041】
炭素含有量は、炭素・硫黄分析装置(株式会社堀場製作所製のEMIA−220V)により測定した。その結果、炭素含有量は0.01質量%であった。
【0042】
粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置(SYMPATEC社製のへロス粒度分布測定装置(HELOS&RODOS(気流式の分散モジュール))を使用して、分散圧5barで測定した。その結果、累積10%粒子径(D
10)は1.1μm、累積50%粒子径(D
50)は2.9μm、累積90%粒子径(D
90)は7.0μmであった。
【0043】
また、EDTA−2Na二水和物 119.0gと炭酸アンモニウム119.0gを純水1385.0gに溶解して70℃まで昇温した溶液(溶液1)と、EDTA−2Na二水和物554.1gと炭酸アンモニウム277.1gを純水2207.2gに溶解して70℃まで昇温した溶液に、30%硝酸銀水溶液192.4gを純水185.3gに溶解した溶液を加えて得られた溶液(溶液2)を用意した。
【0044】
次に、窒素雰囲気下において、上記の水素還元したニッケル粉末250gを溶液1に加えて攪拌し、この水素還元したニッケル粉末が分散した溶液に溶液2を30分間かけて添加して攪拌した後、固液分離し、水洗し、真空中において70℃で10時間乾燥し、解砕し、篩分して、銀により被覆されたニッケル粉末(銀被覆ニッケル粉末)を得た。
【0045】
このようにして得られた銀被覆ニッケル粉末について、上記と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めるとともに、銀被覆量、色差(L
*、a
*、b
*)および圧粉体抵抗を求めた。
【0046】
その結果、銀被覆ニッケル粉末のBET比表面積は0.62m
2/g、タップ密度は4.4g/cm
3、酸素含有量は0.36質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は0.58質量%・g/m
2、炭素含有量は0.02質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.2μm、累積50%粒子径(D
50)は3.3μm、累積90%粒子径(D
90)は8.1μmであった。
【0047】
銀被覆ニッケル粉末の銀被覆量は、銀被覆ニッケル粉末を硝酸で溶解した後、塩酸を添加して生成した塩化銀(AgCl)の沈殿を乾燥し、重量を測定することにより求めた。その結果、銀被覆ニッケル粉末中の銀含有量(銀被覆量)は20.8質量%であった。
【0048】
銀被覆ニッケル粉末の色差は、測定試料として銀被覆ニッケル粉末5gを秤量して直径30mmの丸セルに入れ、10回タッピングして表面を平らにし、色差計(日本電色工業株式会社製のSpectro Color Meter SQ2000)を使用して、SCE(正反射光除去)モードで測定した。その結果、銀被覆ニッケル粉末の色差L
*、a
*およびb
*はそれぞれ58.1、0.0および6.1であった。
【0049】
銀被覆ニッケル粉末の圧粉体抵抗として、銀被覆ニッケル粉末6.0gを粉体抵抗測定システムの測定容器(三菱化学アナリテック株式会社製のMCP−PD51型)内に詰めた後に加圧を開始して、それぞれ5.6MPaおよび10MPaの荷重がかかった時点の(圧粉体の)体積抵抗率を測定した。その結果、銀被覆ニッケル粉末の圧粉体の体積抵抗率はそれぞれ0.27mΩ・cmおよび0.19mΩ・cmであった。
【0050】
[実施例2]
EDTA−2Na二水和物 238.0gと炭酸アンモニウム238.0gを純水2770.0gに溶解して70℃まで昇温した溶液(溶液1)と、EDTA−2Na二水和物248.7gと炭酸アンモニウム124.3gを純水990.5gに溶解して70℃まで昇温した溶液に、30%硝酸銀水溶液86.3gを純水86.2gに溶解した溶液を加えて得られた溶液(溶液2)を使用し、実施例1と同様の水素還元したニッケル粉末500gを使用した以外は、実施例1と同様の方法により、銀により被覆されたニッケル粉末(銀被覆ニッケル粉末)を得た。
【0051】
このようにして得られた銀被覆ニッケル粉末について、実施例1と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量、粒度分布、銀被覆量、色差(L
*、a
*、b
*)および圧粉体抵抗を求めた。
【0052】
その結果、銀被覆ニッケル粉末のBET比表面積は0.74m
2/g、タップ密度は4.6g/cm
3、酸素含有量は0.55質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は0.74質量%・g/m
2、炭素含有量は0.03質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.1μm、累積50%粒子径(D
50)は3.0μm、累積90%粒子径(D
90)は14.1μmであった。また、銀含有量(銀被覆量)は5.2質量%であり、色差L
*、a
*およびb
*はそれぞれ52.1、0.2および5.9であった。また、圧粉体抵抗として、銀被覆ニッケル粉末の圧粉体の体積抵抗率はそれぞれ1.6mΩ・cmおよび0.9mΩ・cmであった。
【0053】
[実施例3]
EDTA−2Na二水和物166.6gと炭酸アンモニウム166.6gを純水1939.0gに溶解して70℃まで昇温した溶液(溶液1)と、EDTA−2Na二水和物367.5gと炭酸アンモニウム183.7gを純水1463.7gに溶解して70℃まで昇温した溶液に、30%硝酸銀水溶液127.6gを純水122.9gに溶解した溶液を加えて得られた溶液(溶液2)を使用し、実施例1と同様の水素還元したニッケル粉末350gを使用した以外は、実施例1と同様の方法により、銀により被覆されたニッケル粉末(銀被覆ニッケル粉末)を得た。
【0054】
このようにして得られた銀被覆ニッケル粉末について、実施例1と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量、粒度分布、銀被覆量、色差(L
*、a
*、b
*)および圧粉体抵抗を求めた。
【0055】
その結果、銀被覆ニッケル粉末のBET比表面積は0.84m
2/g、タップ密度は4.5g/cm
3、酸素含有量は0.54質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は0.64質量%・g/m
2、炭素含有量は0.03質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.2μm、累積50%粒子径(D
50)は3.1μm、累積90%粒子径(D
90)は8.0μmであった。また、銀含有量(銀被覆量)は10.1質量%であり、色差L
*、a
*およびb
*はそれぞれ51.8、0.2および5.6であった。また、圧粉体抵抗として、銀被覆ニッケル粉末の圧粉体の体積抵抗率はそれぞれ1.1mΩ・cmおよび0.66mΩ・cmであった。
【0056】
[実施例4]
EDTA−2Na二水和物142.8gと炭酸アンモニウム142.8gを純水1662.0gに溶解して70℃まで昇温した溶液(溶液1)と、EDTA−2Na二水和物480.7gと炭酸アンモニウム240.4gを純水1914.9gに溶解して70℃まで昇温した溶液に、30%硝酸銀水溶液166.9gを純水160.8gに溶解した溶液を加えて得られた溶液(溶液2)を使用し、実施例1と同様の水素還元したニッケル粉末300gを使用した以外は、実施例1と同様の方法により、銀により被覆されたニッケル粉末(銀被覆ニッケル粉末)を得た。
【0057】
このようにして得られた銀被覆ニッケル粉末について、実施例1と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量、粒度分布、銀被覆量、色差(L
*、a
*、b
*)および圧粉体抵抗を求めた。
【0058】
その結果、銀被覆ニッケル粉末のBET比表面積は0.80m
2/g、タップ密度は4.4g/cm
3、酸素含有量は0.52質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は0.65質量%・g/m
2、炭素含有量は0.03質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.2μm、累積50%粒子径(D
50)は3.1μm、累積90%粒子径(D
90)は7.7μmであった。また、銀含有量(銀被覆量)は15.5質量%であり、色差L
*、a
*およびb
*はそれぞれ55.3、0.2および5.7であった。また、圧粉体抵抗として、銀被覆ニッケル粉末の圧粉体の体積抵抗率はそれぞれ1.2mΩ・cmおよび0.7mΩ・cmであった。
【0059】
[実施例5]
EDTA−2Na二水和物88.1gと炭酸アンモニウム88.1gを純水1024.9gに溶解して70℃まで昇温した溶液(溶液1)と、EDTA−2Na二水和物731.5gと炭酸アンモニウム365.7gを純水2913.6gに溶解して70℃まで昇温した溶液に、30%硝酸銀水溶液254.0gを純水244.6gに溶解した溶液を加えて得られた溶液(溶液2)を使用し、実施例1と同様の水素還元したニッケル粉末185gを使用した以外は、実施例1と同様の方法により、銀により被覆されたニッケル粉末(銀被覆ニッケル粉末)を得た。
【0060】
このようにして得られた銀被覆ニッケル粉末について、実施例1と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量、粒度分布、銀被覆量、色差(L
*、a
*、b
*)および圧粉体抵抗を求めた。
【0061】
その結果、銀被覆ニッケル粉末のBET比表面積は0.70m
2/g、タップ密度は4.1g/cm
3、酸素含有量は0.34質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は0.49質量%・g/m
2、炭素含有量は0.02質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.4μm、累積50%粒子径(D
50)は3.8μm、累積90%粒子径(D
90)は10.2μmであった。また、銀含有量(銀被覆量)は34.0質量%であり、色差L
*、a
*およびb
*はそれぞれ59.4、−0.1および6.4であった。また、圧粉体抵抗として、銀被覆ニッケル粉末の圧粉体の体積抵抗率はそれぞれ1.8mΩ・cmおよび0.13mΩ・cmであった。
【0062】
[実施例6]
溶液2を30分間かけて添加する代わりに5秒間で一挙に添加した以外は、実施例1と同様の方法により、銀により被覆されたニッケル粉末(銀被覆ニッケル粉末)を得た。
【0063】
このようにして得られた銀被覆ニッケル粉末について、実施例1と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量、粒度分布、銀被覆量、色差(L
*、a
*、b
*)および圧粉体抵抗を求めた。
【0064】
その結果、銀被覆ニッケル粉末のBET比表面積は0.53m
2/g、タップ密度は4.7g/cm
3、酸素含有量は0.38質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は0.72質量%・g/m
2、炭素含有量は0.02質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.2μm、累積50%粒子径(D
50)は3.4μm、累積90%粒子径(D
90)は7.8μmであった。また、銀含有量(銀被覆量)は21.3質量%であり、色差L
*、a
*およびb
*はそれぞれ56.6、−0.1および5.2であった。また、圧粉体抵抗として、銀被覆ニッケル粉末の圧粉体の体積抵抗率はそれぞれ1.0mΩ・cmおよび0.61mΩ・cmであった。
【0065】
[比較例1]
水素還元を行わなかった以外は、実施例1と同様の方法により、銀により被覆されたニッケル粉末(銀被覆ニッケル粉末)を得た。なお、銀被覆前のニッケル粉末について、実施例1と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量および粒度分布を求めたところ、BET比表面積は0.44m
2/g、タップ密度は5.0g/cm
3、酸素含有量は0.96質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は2.18質量%・g/m
2、炭素含有量は0.01質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.1μm、累積50%粒子径(D
50)は2.7μm、累積90%粒子径(D
90)は6.5μmであった。
【0066】
得られた銀被覆ニッケル粉末について、実施例1と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量、粒度分布、銀被覆量、色差(L
*、a
*、b
*)および圧粉体抵抗を求めた。
【0067】
その結果、銀被覆ニッケル粉末のBET比表面積は0.66m
2/g、タップ密度は4.7g/cm
3、酸素含有量は0.77質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は1.17質量%・g/m
2、炭素含有量は0.02質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.2μm、累積50%粒子径(D
50)は3.0μm、累積90%粒子径(D
90)は7.6μmであった。また、銀含有量(銀被覆量)は19.6質量%であり、色差L
*、a
*およびb
*はそれぞれ45.6、0.2および8.4であった。また、圧粉体抵抗として、銀被覆ニッケル粉末の圧粉体の体積抵抗率はそれぞれ36mΩ・cmおよび18mΩ・cmであった。
【0068】
[比較例2]
溶液2を30分間かけて添加する代わりに5秒間で一挙に添加した以外は、比較例1と同様の方法により、銀により被覆されたニッケル粉末(銀被覆ニッケル粉末)を得た。
【0069】
このようにして得られた銀被覆ニッケル粉末について、実施例1と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量、粒度分布、銀被覆量、色差(L
*、a
*、b
*)および圧粉体抵抗を求めた。
【0070】
その結果、銀被覆ニッケル粉末のBET比表面積は0.72m
2/g、タップ密度は4.7g/cm
3、酸素含有量は0.80質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は1.11質量%・g/m
2、炭素含有量は0.02質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.1μm、累積50%粒子径(D
50)は2.9μm、累積90%粒子径(D
90)は7.3μmであった。また、銀含有量(銀被覆量)は20.4質量%であり、色差L
*、a
*およびb
*はそれぞれ46.9、0.1および8.9であった。また、圧粉体抵抗として、銀被覆ニッケル粉末の圧粉体の体積抵抗率はそれぞれ1100mΩ・cmおよび310mΩ・cmであった。
【0071】
また、実施例1〜6および比較例1〜2の銀被覆ニッケル粉末中の塩素含有量を求めたところ、いずれも10ppm未満であった。なお、銀被覆ニッケル粉末中の塩素含有量は、銀被覆ニッケル粉末1gと超純水10mLを秤量してフッ素樹脂製の容器に入れ、125℃で20時間抽出して得られた抽出液を採取し、この抽出液を使用して、イオンクロマトグラフ(東ソー株式会社製のIC−2010)により測定した。
【0072】
[比較例3]
水素還元を行わなかった以外は、実施例1と同様の方法により、ニッケル粉末を得た。このニッケル粉末260gを、4Lの純水が入った5Lのステンレスタンクに入れ、さらに51.4mLの希硝酸を加えて撹拌することにより、ニッケル粉末を酸洗した。この水溶液は、ニッケルの溶解により、薄い緑色になった。その後、薄い緑色の上澄みを除去し、純水でデカンテーションして、ニッケル粉末を洗浄して、乾燥させずに水中で保持し、ニッケル分散液とした。
このニッケル分散液を実施例1と同様の溶液1に加えて撹拌し、この溶液に実施例1と同様の溶液2を30分間かけて添加して攪拌した後、固液分離し、水洗し、真空中において70℃で10時間乾燥し、解砕し、篩分して、銀により被覆されたニッケル粉末(銀被覆ニッケル粉末)を得た。
【0073】
このようにして得られた銀被覆ニッケル粉末について、実施例1と同様の方法により、BET比表面積、タップ密度、酸素含有量、炭素含有量、粒度分布、銀被覆量、色差(L
*、a
*、b
*)および圧粉体抵抗を求めた。
【0074】
その結果、銀被覆ニッケル粉末のBET比表面積は0.90m
2/g、タップ密度は4.0g/cm
3、酸素含有量は0.80質量%、BET比表面積に対する酸素含有量は0.89質量%・g/m
2、炭素含有量は0.02質量%であり、累積10%粒子径(D
10)は1.2μm、累積50%粒子径(D
50)は2.9μm、累積90%粒子径(D
90)は7.2μmであった。また、銀含有量(銀被覆量)は20.7質量%であり、色差L
*、a
*およびb
*はそれぞれ42.0、0.3および8.7であった。また、圧粉体抵抗として、銀被覆ニッケル粉末の圧粉体の体積抵抗率はそれぞれ2.2mΩ・cmおよび1.5mΩ・cmであった。
【0075】
これらの実施例および比較例の銀被覆ニッケル粉末の製造条件および銀被覆前後のニッケル粉末の特性を表1〜表3に示す。
【0076】
【表1】
【0077】
【表2】
【0078】
【表3】