JP2003192314A - Method of manufacturing boron nitride nanostructure - Google Patents

Method of manufacturing boron nitride nanostructure

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JP2003192314A
JP2003192314A JP2001388122A JP2001388122A JP2003192314A JP 2003192314 A JP2003192314 A JP 2003192314A JP 2001388122 A JP2001388122 A JP 2001388122A JP 2001388122 A JP2001388122 A JP 2001388122A JP 2003192314 A JP2003192314 A JP 2003192314A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method manufacturing for a boron nitride nanostructure such as a BN nanotube inexpensively, easily and at a high formation rate. <P>SOLUTION: The boron nitride nanostructure is manufactured by melting a boron containing material in the presence of nitrogen, which contains boron and one or more kinds of elements selected from the group consisting of yttrium, niobium, and zirconium. Melting of the boron containing material is conducted, for example, by arc melting. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、窒化ホウ素ナノチ
ューブ、ナノコーンなどの窒化ホウ素系ナノ構造物の新
規な製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel method for producing boron nitride-based nanostructures such as boron nitride nanotubes and nanocones.

【0002】[0002]

【従来の技術】窒素・ホウ素の6員環ネットが円筒状と
なった窒化ホウ素ナノチューブ(以下、BNナノチュー
ブと称する)は、カーボンナノチューブと比較して耐熱
性に優れ、絶縁性が高く、また高強度であることが知ら
れており、例えば、水素貯蔵材料や半導体材料としての
利用が期待されている。
2. Description of the Related Art Boron nitride nanotubes (hereinafter referred to as BN nanotubes) in which a nitrogen / boron 6-membered ring net has a cylindrical shape are superior in heat resistance, high in insulation property and high in comparison with carbon nanotubes. It is known to have high strength, and is expected to be used as, for example, a hydrogen storage material or a semiconductor material.

【0003】BNナノチューブは、1995年にChopra
らによりアーク放電法を用いて初めて合成された物質で
ある(N.G.Chopra, R.J.Luyken, K.Cherrey, V.H.Cresp
i, M.L.Cohen, S.G.Louie and A.Zettl: Science 269,p
66-(1995))。より具体的には、Chopraらは、タングス
テンチューブにh-BN(六方晶BN)粉末を詰めた複
合陽極を用い、ヘリウムガス(圧力650Torrすなわち約
8.65×104Pa)中にてアーク放電(放電電圧30V,アーク
電流50A〜150A)を行うことでBN粉末を気化させ、カ
ソードである銅電極上に堆積する煤としてBNナノチュ
ーブを得ている。
The BN nanotube was introduced by Chopra in 1995.
Was the first substance synthesized by the authors using the arc discharge method (NGChopra, RJLuyken, K. Cherrey, VHCresp
i, MLCohen, SGLouie and A. Zettl: Science 269, p
66- (1995)). More specifically, Chopra et al. Used a composite anode in which a tungsten tube was filled with h-BN (hexagonal BN) powder and used helium gas (pressure 650 Torr or about
Arc discharge (discharge voltage 30V, arc current 50A to 150A) is performed in 8.65 × 10 4 Pa) to vaporize the BN powder, and BN nanotubes are obtained as soot deposited on the copper electrode serving as the cathode.

【0004】同様に、Terronesらは、タンタルチューブ
にBN粉末(窒化ホウ素粉末)を詰めた複合陽極を用
い、窒素ガス中でアーク放電を行うことで、BNナノチ
ューブの合成に成功している(M.Terrones et al.:Che
m. Phys. Lett. 259, p68-(1996))。その他、アーク放
電法を用いたBNナノチューブの合成法として、HfB
2をロッド状電極(陽極)に成形し、窒素ガス中でのア
ーク放電を行うことでHfB2を気化させる方法(A.Lois
eau, F.Willaime, N.Demoncy, G.Hug, H.Pascard:Phys.
Rev. Lett.76, p4737-(1996))や、2)ZrB2を成形
したロッド状電極(陽極)を用いて、アーク放電を行う
方法(M.Terauchi, M.Tanaka, T.Matsumoto,Y.Saito:Jou
rnal of Electron Microscopy 47, p319(1998))が既に
開発されている。
Similarly, Terrones et al. Succeeded in synthesizing BN nanotubes by performing arc discharge in nitrogen gas using a composite anode in which tantalum tube was filled with BN powder (boron nitride powder) (M .Terrones et al.:Che
m. Phys. Lett. 259, p68- (1996)). In addition, as a method for synthesizing BN nanotubes using the arc discharge method, HfB
2 is formed into a rod-shaped electrode (anode) and HfB 2 is vaporized by performing arc discharge in nitrogen gas (A.Lois
eau, F. Willaime, N. Demoncy, G. Hug, H. Pascard: Phys.
Rev. Lett.76, p4737- (1996)) and 2) A method of performing arc discharge using a rod-shaped electrode (anode) formed by molding ZrB 2 (M. Terauchi, M. Tanaka, T. Matsumoto, Y. .Saito: Jou
rnal of Electron Microscopy 47, p319 (1998) has already been developed.

【0005】また、アーク放電以外にBNナノチューブ
の成長が観察された例として、高圧窒素ガス雰囲気(5
〜15GPa)において、c-BN(立方晶BN)の単
結晶平板をレーザ加熱する方法(D.P.Yu, X.S.Sun, C.S.
Lee, I.Bello, S.T.Lee, H.D.Gu, K.M.Leung, G.W.Zho
u, Z.F.Dong, Z.Zhang:Appl.Phys.Lett.72, p16(1998))
や、h-BNるつぼに入れた非晶質ホウ素を、窒素ガス
雰囲気下で加熱する方法(G.W.Zhou, Z.Zhang, Z.G.Bai,
D.P.Yu:Solid State Commun.109, p555(1999))などが
挙げられる。
Further, as an example in which the growth of BN nanotubes was observed in addition to the arc discharge, a high pressure nitrogen gas atmosphere (5
Laser heating of c-BN (cubic BN) single crystal flat plate at ˜15 GPa) (DPYu, XSSun, CS
Lee, I. Bello, STLee, HDGu, KMLeung, GWZho
u, ZFDong, Z.Zhang: Appl.Phys.Lett.72, p16 (1998))
Alternatively, a method of heating amorphous boron put in an h-BN crucible under a nitrogen gas atmosphere (GWZhou, Z.Zhang, ZGBai,
DPYu: Solid State Commun. 109, p555 (1999)) and the like.

【0006】さらに、カーボンナノチューブとB23
を窒素ガス雰囲気下で加熱することで、カーボンナノチ
ューブをBNナノチューブに置換する方法も開発されて
いる(特開2000-109306号公報)。
Furthermore, a method has also been developed in which carbon nanotubes and B 2 O 3 are heated in a nitrogen gas atmosphere to replace the carbon nanotubes with BN nanotubes (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-109306).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、アーク放電法
を用いたBNナノチューブの製造方法では、窒素化合物
またはホウ素化合物(ホウ化物)を均一に含んでなる陽
極を作製するという複雑な工程が必要であり、手間がか
かるうえコスト高を招来することとなる。また、反応条
件の制御が複雑であるため、BNナノチューブの製造に
特化したアーク放電装置が必要となる。さらに、BNナ
ノチューブの生成率が比較的低いなどの課題を有する。
However, the method for producing BN nanotubes using the arc discharge method requires a complicated process of producing an anode uniformly containing a nitrogen compound or a boron compound (boride). Yes, it is time-consuming and costly. In addition, since the control of reaction conditions is complicated, an arc discharge device specialized for manufacturing BN nanotubes is required. Further, there is a problem that the production rate of BN nanotubes is relatively low.

【0008】また、c-BNの単結晶平板をレーザ加熱
する方法や、非晶質ホウ素を窒素ガス雰囲気下で加熱す
る方法でも、BNナノチューブの生成率が比較的低いな
どの課題を有する。
Further, the method of heating a c-BN single crystal flat plate by laser and the method of heating amorphous boron in a nitrogen gas atmosphere also have problems such as a relatively low production rate of BN nanotubes.

【0009】一方、特開2000-109306号公報に記載のB
Nナノチューブの製造方法では、カーボンナノチューブ
の骨格を利用し、その組成をC(炭素)からBNに置換
する反応を利用するので、アーク放電法などと比較して
BNナノチューブの生成率が著しく高くなる。しかしな
がら、カーボンナノチューブを合成する工程を余分に必
要とし、手間がかかるうえにコスト高を招来することと
なる。
On the other hand, B described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-109306
In the method for producing N nanotubes, the skeleton of carbon nanotubes is used, and the reaction of substituting its composition from C (carbon) to BN is used. Therefore, the production rate of BN nanotubes is significantly higher than that of the arc discharge method or the like. . However, an extra step of synthesizing the carbon nanotubes is required, which is time-consuming and costly.

【0010】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、BNナノチューブなどの窒
化ホウ素系ナノ構造物を、安価、容易かつ高生成率で製
造可能な方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object thereof is to provide a method capable of inexpensively and easily producing a boron nitride nanostructure such as a BN nanotube at a high production rate. To do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、窒化ホ
ウ素系ナノ構造物の新規な製造方法について鋭意検討し
た。その結果、適切な組成のホウ素含有材料を溶解する
ことで、BNナノチューブなどの窒化ホウ素系ナノ構造
物を、安価、容易かつ高生成率で製造可能となることを
見出し、本願発明を完成させるに至った。
[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have earnestly studied a novel method for producing a boron nitride nanostructure. As a result, it has been found that by dissolving a boron-containing material having an appropriate composition, a boron nitride-based nanostructure such as a BN nanotube can be manufactured at low cost, easily and with a high production rate, and the present invention is completed. I arrived.

【0012】すなわち、本発明にかかる窒化ホウ素系ナ
ノ構造物の製造方法は、上記の課題を解決するために、
イットリウム、ニオブおよびジルコニウムからなる群よ
り選択される1種以上の元素とホウ素とを含むホウ素含
有材料を、窒素の存在下で溶解する工程を含んでなるこ
とを特徴としている。
That is, in order to solve the above problems, the method for producing a boron nitride nanostructure according to the present invention is
It is characterized in that it comprises a step of dissolving a boron-containing material containing boron and one or more elements selected from the group consisting of yttrium, niobium and zirconium in the presence of nitrogen.

【0013】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の
製造方法では、上記ホウ素含有材料の溶解を、アーク溶
解により行うことがより好ましく、上記ホウ素含有材料
にアークで直接通電することで、当該ホウ素含有材料を
溶解することがさらに好ましい。
In the method for producing a boron nitride-based nanostructure according to the present invention, it is more preferable that the above-mentioned boron-containing material is melted by arc melting. More preferably, the contained material is dissolved.

【0014】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の
製造方法では、上記ホウ素含有材料が、YB6、Nb
2、ZrB2から選択される1種以上の化合物を含んで
なることがより好ましい。
In the method for producing a boron nitride nanostructure according to the present invention, the boron-containing material is YB 6 , Nb.
More preferably, it comprises one or more compounds selected from B 2 and ZrB 2 .

【0015】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の
製造方法では、1種以上の8族遷移金属の存在下で、上
記ホウ素含有材料を溶解することがより好ましい。
In the method for producing a boron nitride-based nanostructure according to the present invention, it is more preferable to dissolve the boron-containing material in the presence of one or more Group 8 transition metals.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】〔実施の形態1〕本発明の一実施
の形態について図面に基づいて説明すれぱ、以下のとお
りである。なお、本発明の権利範囲は、特にこの実施の
形態の記載のみに限定されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [First Embodiment] The following will describe one embodiment of the present invention with reference to the drawings. The scope of rights of the present invention is not particularly limited to the description of this embodiment.

【0017】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の
新規な製造方法は、後述するホウ素含有材料を、窒素の
存在下で溶解する工程を含んでなる方法である。この方
法を採用すれば、安価、容易かつ極めて高い収率で窒化
ホウ素系ナノ構造物を大量生成可能となる(実施例参
照)。この理由は必ずしも定かではないが、ホウ素含有
材料に含まれるイットリウム(Y)、ニオブ(Nb)、
またはジルコニウム(Zr)とホウ素との間で化合物を
生成する際の生成エンタルピーが極めて小さい(すなわ
ちこの化合物の反応性が高い)ため、ホウ素と、Y、N
b、またはZrとを共存させることで特異な触媒活性が
生じるためと考えられる。加えて、通常のアーク放電法
のようにホウ素含有材料を瞬時に気化させる方法では、
ホウ素含有材料の加熱から冷却にいたる時間(反応可能
な時間)は数秒以下と考えられるが、本発明にかかる製
造方法では、ホウ素含有材料を溶解させることで反応可
能な時間がより長時間持続する。このため、窒化ホウ素
系ナノ構造物の収率がより高くなり、またその結晶粒を
より大きく成長させることができると考えられる。さら
に、ホウ素含有材料として粉末状のものも使用可能とな
る。以下、本発明についてより詳細に説明する。
A novel method for producing a boron nitride nanostructure according to the present invention is a method comprising a step of dissolving a boron-containing material described below in the presence of nitrogen. If this method is adopted, it becomes possible to inexpensively and easily produce a large amount of boron nitride nanostructures at an extremely high yield (see Examples). The reason for this is not entirely clear, but yttrium (Y), niobium (Nb), which are contained in the boron-containing material,
Alternatively, since the enthalpy of formation when forming a compound between zirconium (Zr) and boron is extremely small (that is, the reactivity of this compound is high), boron, Y, N
It is considered that the coexistence of b or Zr causes a specific catalytic activity. In addition, in the method of instantly vaporizing the boron-containing material like the normal arc discharge method,
The time from the heating of the boron-containing material to the cooling (reaction time) is considered to be several seconds or less, but in the production method according to the present invention, the reaction time is longer by dissolving the boron-containing material. . Therefore, it is considered that the yield of the boron nitride-based nanostructure is higher and the crystal grains can be grown larger. Further, a powdery material can be used as the boron-containing material. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0018】本発明において「窒化ホウ素系ナノ構造
物」とは、窒素とホウ素との結合により生じた網目構造
(ネット)を基本骨格とする、ナノチューブ、ナノコー
ン、ナノケージ、ナノカプセル、ナノチャプレット、フ
ラーレンなどのナノスケール構造物を指す。これらナノ
スケール構造物は、単層構造であっても複層構造であっ
てもよい。また、基本骨格の一部が、窒素やホウ素以外
の原子、例えば炭素原子(C)や酸素原子(O)などで
置換されていてもよく、あるいは、窒素(N)やホウ素
(B)以外の原子(例えば、イットリウム、ニオブ、ジ
ルコニウムまたは8族遷移金属など)または当該原子を
含む化合物(例えば、ホウ化物、窒化物など)の少なく
とも一つを内包するものであってもよい。
In the present invention, the term "boron nitride nanostructure" means a nanotube, a nanocone, a nanocage, a nanocapsule, a nanochaplet, or a fullerene, which has a network structure (net) formed by a bond between nitrogen and boron as a basic skeleton. Refers to nanoscale structures such as. These nanoscale structures may have a single-layer structure or a multi-layer structure. Further, a part of the basic skeleton may be substituted with an atom other than nitrogen or boron, for example, a carbon atom (C) or an oxygen atom (O), or other than nitrogen (N) or boron (B). It may include at least one of an atom (eg, yttrium, niobium, zirconium, or a Group 8 transition metal) or a compound containing the atom (eg, boride, nitride, etc.).

【0019】本発明において上記「ホウ素含有材料」と
は、イットリウム、ニオブおよびジルコニウムからなる
群より選択される1種以上の元素(必須金属aと称す
る)とホウ素とを含む混合物、あるいは化合物を指す。
In the present invention, the above "boron-containing material" refers to a mixture or compound containing one or more elements selected from the group consisting of yttrium, niobium and zirconium (referred to as essential metal a) and boron. .

【0020】化合物としてのホウ素含有材料は、必須金
属aのホウ化物(常温・常圧で固形物)であれば特に限
定されないが、具体的には例えば、YB6、NbB2、Z
rB 2が特に好適なものとして例示される。一方、混合
物としてのホウ素含有材料は、必須金属aの単体または
化合物の何れかと、ホウ素単体またはホウ化物の何れか
とを含む混合物(常温・常圧で固形物)であれば特に限
定されない。例えば、ホウ素の対必須金属a比を大きく
するために、必須金属aのホウ化物とホウ素単体とを混
合した混合物なども、上記ホウ素含有材料の範疇に含ま
れる。また、いうまでもないが、これらホウ素含有材料
は一種のみを使用してもよく、あるいは複数種を併用し
てもよい。
The boron-containing material as a compound is an essential gold
Especially limited if it is a boride of genus a (solid at room temperature and pressure)
Although not specified, specifically, for example, YB6, NbB2, Z
rB 2Are exemplified as particularly preferable. Meanwhile, mixed
The boron-containing material as a substance is a simple substance of the essential metal a or
Any of the compounds, either elemental boron or boride
Especially limited as long as it is a mixture containing and (solid at room temperature and pressure)
Not determined. For example, increase the ratio of boron to essential metal a
In order to achieve this, the boride of the essential metal a and boron alone are mixed.
Combined mixtures are also included in the category of boron-containing materials above.
Be done. Needless to say, these boron-containing materials
May be used alone or in combination of two or more
May be.

【0021】ホウ素含有材料における必須金属Aとホウ
素との含有比率は特に限定されるものではないが、窒化
ホウ素系ナノ構造物の生成率が特に良好となる観点か
ら、原子比率(必須金属a:B)で10:1〜1:10
0の範囲内であることがより好ましく、1:1〜1:1
0の範囲内であることがさらに好ましい。
The content ratio of the essential metal A and the boron in the boron-containing material is not particularly limited, but from the viewpoint that the production rate of the boron nitride nanostructure is particularly good, the atomic ratio (essential metal a: B) 10: 1 to 1:10
More preferably within the range of 0, 1: 1 to 1: 1
More preferably, it is within the range of 0.

【0022】また、上記ホウ素含有材料の形状は特に限
定されるものではないが、その溶解を均一かつ容易に行
うために、平均粒径0.001μm〜1000μmの範
囲内にある粉末状とすることがより好ましく、0.01
μm〜10μmの範囲内にある粉末状とすることがさら
に好ましい。なお、粉末状のホウ素含有材料は、成形し
て固形状(ペレット状)としてもよい。
The shape of the above-mentioned boron-containing material is not particularly limited, but in order to uniformly and easily dissolve the material, it should be in the form of powder having an average particle size of 0.001 to 1000 μm. Is more preferable, and 0.01
More preferably, it is in the form of powder in the range of μm to 10 μm. The powdery boron-containing material may be molded into a solid (pellet) form.

【0023】本発明において「窒素」とは、窒化物ある
いは窒素単体のかたちで上記ホウ素含有材料に対して供
給される。「窒素」の種類および態は特に限定されるも
のではないが、供給容易であるという観点からアンモニ
アガスや窒素ガスなどの窒素系ガス、特に中性、還元性
の窒素系ガスがより好ましく、さらに、反応不要物を含
まず、安価かつ安全性が高いという観点から窒素ガスが
特に好ましい。なお、上記ホウ素含有材料が分子状窒素
または窒化物を含む場合には、「窒素」が当該ホウ素含
有材料から供給されるようにしてもよい。
In the present invention, "nitrogen" is supplied to the above boron-containing material in the form of nitride or nitrogen alone. The type and state of "nitrogen" are not particularly limited, but from the viewpoint of easy supply, a nitrogen-based gas such as ammonia gas or nitrogen gas, particularly a neutral or reducing nitrogen-based gas is more preferable, and Nitrogen gas is particularly preferable from the viewpoint that it does not contain reaction unnecessary substances and is inexpensive and highly safe. When the boron-containing material contains molecular nitrogen or nitride, “nitrogen” may be supplied from the boron-containing material.

【0024】なお、上記「窒素」の供給量は特に限定さ
れるものではないが、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率
が特に良好となる観点から、ホウ素との原子比率(窒
素:ホウ素)が10:1以上となるように供給すること
がより好ましく、1:1以上となるように供給すること
がさらに好ましい。
The supply amount of the above "nitrogen" is not particularly limited, but from the viewpoint that the production rate of the boron nitride nanostructures is particularly good, the atomic ratio to boron (nitrogen: boron) is set. The supply is more preferably 10: 1 or more, further preferably 1: 1 or more.

【0025】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物
は、上記説明のホウ素含有材料を、上記「窒素」の存在
下で溶解する工程(溶解工程)をへて製造される。ホウ
素含有材料を溶解する温度は、当該ホウ素含有材料が液
体状(液相)となる温度、すなわちその融点以上であれ
ば特に限定されるものではない。ただし、ホウ素含有材
料がYB6、NbB2、ZrB2の何れかである場合に
は、窒素との反応促進という理由から、溶解工程時の温
度の下限値は3300度以上であることがより好まし
く、3500度以上であることがさらに好ましい。
The boron nitride-based nanostructure according to the present invention is produced by a step (dissolution step) of dissolving the above-described boron-containing material in the presence of "nitrogen". The temperature at which the boron-containing material is dissolved is not particularly limited as long as it is a temperature at which the boron-containing material becomes liquid (liquid phase), that is, the melting point or higher. However, when the boron-containing material is YB 6 , NbB 2 , or ZrB 2 , the lower limit of the temperature during the melting step is more preferably 3300 ° C. or higher for the reason of accelerating the reaction with nitrogen. It is more preferably 3500 degrees or more.

【0026】上記溶解工程は、ニッケル(Ni),パラ
ジウム(Pd),白金(Pt),コバルト(Co),ロ
ジウム(Rh),イリジウム(Ir),鉄(Fe),ル
テニウム(Ru),オスミウム(Os)からなる群より
選択される1種以上の8族遷移金属の存在下で、行うこ
とがより好ましい。これら、8族遷移金属は、窒化ホウ
素系ナノ構造物の生成反応(主にホウ素と窒素ガスとの
反応)を促進する良好な金属触媒として機能すると考え
られる。また、これら8族遷移金属を添加することで、
反応条件によっては、異なる構成の窒化ホウ素系ナノ構
造物を得ることができる。
In the melting step, nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), cobalt (Co), rhodium (Rh), iridium (Ir), iron (Fe), ruthenium (Ru), osmium ( More preferably, it is carried out in the presence of at least one Group 8 transition metal selected from the group consisting of Os). It is considered that these Group 8 transition metals function as good metal catalysts that accelerate the formation reaction of boron nitride nanostructures (mainly the reaction between boron and nitrogen gas). In addition, by adding these Group 8 transition metals,
Depending on the reaction conditions, different configurations of boron nitride nanostructures can be obtained.

【0027】上記8族遷移金属を使用する場合、その使
用量は特に限定されるものではないが、ホウ素含有材料
中に含まれるホウ素との原子比(8族遷移金属:ホウ
素)が、10:1〜1:100の範囲内であることがよ
り好ましく、1:1〜1:100の範囲内であることが
さらに好ましい。また、使用される8族遷移金属は、単
体であっても化合物であってもよく、さらに、当該8族
遷移金属が粉体状として使用される場合の粒系なども特
に限定されるものではない。
When the above Group 8 transition metal is used, the amount used is not particularly limited, but the atomic ratio to boron contained in the boron-containing material (Group 8 transition metal: boron) is 10: It is more preferably within the range of 1 to 1: 100, and even more preferably within the range of 1: 1 to 1: 100. Further, the Group 8 transition metal used may be a simple substance or a compound, and the grain system and the like when the Group 8 transition metal is used in the form of powder are not particularly limited. Absent.

【0028】上記溶解工程に引き続き、反応系を冷却す
る工程(冷却工程)が行われ、本発明にかかる窒化ホウ
素系ナノ構造物が製造される。冷却工程は、特に冷却源
を用いた強制冷却である必要はなく、溶解工程後に反応
系を放置して、例えば、室温程度にまで自然に冷却する
のを待ってもよい。
Subsequent to the melting step, a step of cooling the reaction system (cooling step) is performed to manufacture the boron nitride nanostructure according to the present invention. The cooling step does not have to be forced cooling using a cooling source, and the reaction system may be left after the dissolution step and wait until it naturally cools down to, for example, room temperature.

【0029】窒化ホウ素系ナノ構造物が生成したか否
か、及びその組成の確認は、例えば、エックス線分光解
析(EDX)による解析(組成分析法)や、高分解能電
子顕微鏡(HREM)による格子像観察および電子回折
解析、などの従来公知の方法により行えばよい。
Whether or not a boron nitride nanostructure is formed and its composition are confirmed by, for example, analysis by X-ray spectroscopy (EDX) (composition analysis method) or a lattice image by high resolution electron microscope (HREM). It may be performed by a conventionally known method such as observation and electron diffraction analysis.

【0030】窒化ホウ素系ナノ構造物は、類似した構造
をもつカーボンナノ構造物と比較して、化学的に安定か
つ機械的に強靭であることが知られている。よって、本
発明にて得られた窒化ホウ素系ナノ構造物は、例えば、
エミッタ材料、耐熱性材料、高強度材料、ガス貯蔵材
料、などとしてカーボンナノ構造物より好適に使用され
る。なお、水素ガス、アルゴンガスなどのガスを、ナノ
構造物に貯蔵させる工程は加圧条件下で行われるため、
ナノ構造物をガス貯蔵材料として利用する際に、その機
械的強靭性は重要となる。また、半導体としての窒化ホ
ウ素系ナノ構造物は、カーボンナノ構造物と比較してバ
ンドギャップが広い、化学的に安定、直径のサイズやヘ
リシティの有無によらず半導体特性がほぼ変化しない、
などの特性を有するため、本発明にて得られる窒化ホウ
素系ナノ構造物を半導体材料として利用する利点も大き
い。その他、本発明にて得られる窒化ホウ素系ナノ構造
物を、ナノケーブル用被覆材などの絶縁性材料、あるい
は触媒として利用してもよい。
It is known that boron nitride-based nanostructures are chemically stable and mechanically tougher than carbon nanostructures having a similar structure. Therefore, the boron nitride-based nanostructure obtained in the present invention is, for example,
The carbon nanostructure is more preferably used as an emitter material, a heat resistant material, a high strength material, a gas storage material, and the like. Since hydrogen gas, a gas such as argon gas, the step of storing in the nanostructure is performed under pressure conditions,
When the nanostructure is used as a gas storage material, its mechanical toughness is important. Further, the boron nitride-based nanostructure as a semiconductor has a wider bandgap than the carbon nanostructure, is chemically stable, and has substantially no change in semiconductor characteristics regardless of the diameter size or the presence or absence of helicity.
Since the boron nitride-based nanostructure obtained in the present invention is used as a semiconductor material, it has a great advantage. In addition, the boron nitride-based nanostructure obtained in the present invention may be used as an insulating material such as a coating material for nanocable, or as a catalyst.

【0031】なお、上記したホウ素含有材料の溶解工程
は、特に好ましくはアーク溶解法により行われる。アー
ク溶解法とは、アークによって発生する熱により上記ホ
ウ素含有材料を加熱し溶解する方法であり、溶解工程に
必要な高温条件を用意し易く、かつ条件制御が比較的容
易である、などの利点を有する。アーク溶解法の種類
は、直流アークによる方法、交流アークによる方法の何
れでもよく、一般には制御の容易さや生成物回収の容易
さから、直流アークによる方法がより好適に採用され
る。また、ホウ素含有材料に対してアークによる直接通
電を行い溶解してもよく(直接式)、電極間に生じたア
ークを用いてホウ素含有材料を間接的に加熱、溶解して
もよい(間接式)。電極を対に設ける必要がなくアーク
溶解炉の構成が簡易となることや、電力の利用効率の観
点などから、上記直接式がより好適に採用される。
The above-described step of melting the boron-containing material is particularly preferably performed by the arc melting method. The arc melting method is a method of heating and melting the above boron-containing material by heat generated by an arc, and it is easy to prepare high temperature conditions necessary for the melting step, and the condition control is relatively easy, and the like. Have. The type of the arc melting method may be either a method using a direct current arc or a method using an alternating current arc. Generally, the method using a direct current arc is more suitably adopted because of the ease of control and the easy recovery of products. Further, the boron-containing material may be melted by directly applying an electric current with an arc (direct method), or the boron-containing material may be indirectly heated and melted using an arc generated between the electrodes (indirect method). ). From the viewpoint of simplifying the structure of the arc melting furnace without providing electrodes in pairs and in terms of power utilization efficiency, the direct formula is more preferably adopted.

【0032】アーク溶解を行う工程におけるアーク電
圧、アーク電流、アーク時間などのアーク条件は、上記
ホウ素含有材料の溶解、および窒化ホウ素系ナノ構造体
の生成が可能な限り特に限定されるものではないが、例
えば、上記直接式の場合には、アーク電圧は50V〜3
00Vの範囲内であることがより好ましく、アーク電流
は50A〜300Aの範囲内であることがより好まし
く、また、アーク時間は1秒〜1000秒の範囲内であ
ることがより好ましい。
The arc conditions such as arc voltage, arc current and arc time in the process of performing arc melting are not particularly limited as long as the above boron-containing material can be melted and the boron nitride-based nanostructure can be produced. However, for example, in the case of the direct type, the arc voltage is 50 V to 3 V.
More preferably, it is in the range of 00 V, the arc current is more preferably in the range of 50 A to 300 A, and the arc time is more preferably in the range of 1 second to 1000 seconds.

【0033】また、アーク溶解を行う工程における気圧
条件はアークの発生が可能な限りにおいて特に限定され
るものではないが、一般には真空に近い条件で行うこと
がより好ましい。アーク溶解に際しては、原料となる窒
素ガスと、必要に応じて同伴させる、アルゴンガス、ヘ
リウムガス、ネオンガスなどの不活性ガスとが、原料ガ
スとして一般に使用される。この原料ガスの全圧は特に
限定されるものではないが、真空に近いアーク溶解条件
の実現のためには、0.5MPa以下であることがより
好ましく、0.1MPa以下であることがさらに好まし
い。
The atmospheric pressure condition in the step of performing arc melting is not particularly limited as long as arc generation is possible, but in general, it is more preferable to carry out under conditions close to vacuum. At the time of arc melting, a nitrogen gas as a raw material and an inert gas such as an argon gas, a helium gas or a neon gas, which is optionally accompanied, are generally used as a raw material gas. The total pressure of the raw material gas is not particularly limited, but is preferably 0.5 MPa or less, and more preferably 0.1 MPa or less in order to realize arc melting conditions close to vacuum. .

【0034】また、アーク溶解において上記「窒素」を
窒素系ガスとして供給する場合、全ガスに占める窒素系
ガスの割合(体積%)は、反応必要量を供給する限りに
おいて特に限定されるものではない。ただし、窒化ホウ
素系ナノ構造物の生成率向上の観点から、上記割合の下
限値が20%以上であることがより好ましく、40%以
上であることがさらに好ましく、45%以上であること
が特に好ましい。また、アーク放電電圧(アーク電圧と
同義)が工業的に好適な範囲となりスムーズな放電が容
易となる観点から、上記割合の上限値が80%以下であ
ることがより好ましく、60%以下であることがさらに
好ましく、55%以下であることが特に好ましい。
When the above-mentioned "nitrogen" is supplied as a nitrogen-based gas in arc melting, the ratio (volume%) of the nitrogen-based gas to the total gas is not particularly limited as long as the required reaction amount is supplied. Absent. However, from the viewpoint of improving the production rate of boron nitride nanostructures, the lower limit of the above ratio is more preferably 20% or more, further preferably 40% or more, and particularly preferably 45% or more. preferable. Further, from the viewpoint that the arc discharge voltage (synonymous with the arc voltage) is in an industrially suitable range and smooth discharge is facilitated, the upper limit value of the above ratio is more preferably 80% or less, and 60% or less. More preferably, it is particularly preferably 55% or less.

【0035】上記直接式のアーク溶解を行うためのアー
ク溶解炉の要部は、図1にその断面を示すように、例え
ばタングステン(W)などからなる電極1と、ホウ素含
有材料を含むペレット2を載置する銅ハース(炉床)3
と、を含む真空室4を備えてなる。真空室4にはさら
に、内部の真空度を調整するための真空ポンプや真空バ
ルブ、上記窒素ガス・不活性ガスなどの気体を内部に導
入するための気体導入路、電気回路系統などが接続され
るが、これらは図示しない。なお、このような構成を備
えたアーク溶解炉は、例えば、金属溶解用のアーク溶解
炉として既に公知であり、詳細な説明は省略する。
The main part of the arc melting furnace for performing the above-mentioned direct type arc melting is, as shown in the cross section in FIG. 1, an electrode 1 made of, for example, tungsten (W), and a pellet 2 containing a boron-containing material. Copper hearth (hearth) on which to place 3
And a vacuum chamber 4 including. The vacuum chamber 4 is further connected with a vacuum pump and a vacuum valve for adjusting the degree of vacuum inside, a gas introduction path for introducing a gas such as the above-mentioned nitrogen gas and inert gas, and an electric circuit system. However, these are not shown. An arc melting furnace having such a configuration is already known as, for example, an arc melting furnace for melting a metal, and detailed description thereof will be omitted.

【0036】[0036]

【実施例】以下、図面を用い、実施例1〜3および比較
例1〜2に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。な
お、本発明は、特に以下の実施例の記載のみに限定され
るものではない。
The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings based on Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. The present invention is not particularly limited to the description of the following examples.

【0037】〔実施例1〕ホウ素含有材料であるYB6
粉末(純度99.6%、粒径3〜6μm、高純度化学研
究所製)3gのアーク溶解を、日新技研株式会社製の超
小型真空アーク溶解炉(製品番号:NEV−AD03)
を用いて、以下の要領で行った。なお、上記超小型真空
アーク溶解炉の要部構造は、図1に示す通りである。
Example 1 YB 6 which is a boron-containing material
Ultra-small vacuum arc melting furnace (product number: NEV-AD03) manufactured by Nisshin Giken Co., Ltd., for arc melting of 3 g of powder (purity 99.6%, particle size 3 to 6 μm, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory)
Was performed in the following manner. The structure of the main part of the micro vacuum arc melting furnace is as shown in FIG.

【0038】まず、アーク溶解炉が備える銅ハース3上
に上記YB6粉末を載置し、真空室4の内部を10-3
aまで減圧した。ついで、アルゴンガス(分圧0.02
5MPa)と窒素ガス(分圧0.025MPa)との混
合気体を、真空室4の内部に導入し、アーク電圧200
V、アーク電流125A、時間10秒のアーク溶解条件
でアーク溶解を行った(アーク溶解工程)。次いで、真
空室4の内部が室温と同等となるまで放置し(冷却工
程)、銅ハース3上に白色〜灰白色の粉末(窒化ホウ素
系ナノ構造物)10mgを得た。
First, the YB 6 powder was placed on the copper hearth 3 provided in the arc melting furnace, and the inside of the vacuum chamber 4 was set to 10 -3 P.
The pressure was reduced to a. Then, argon gas (partial pressure 0.02
A mixed gas of 5 MPa) and nitrogen gas (partial pressure 0.025 MPa) was introduced into the vacuum chamber 4, and an arc voltage of 200
Arc melting was performed under the arc melting conditions of V, arc current of 125 A, and time of 10 seconds (arc melting step). Then, the interior of the vacuum chamber 4 was allowed to stand until it became equivalent to room temperature (cooling step), and 10 mg of white to off-white powder (boron nitride nanostructure) was obtained on the copper hearth 3.

【0039】生成した粉末の組成は、R−TEM(ED
AX社製の商品名)を用いたエックス線分光解析(ED
X)により、また、該粉末の構造解析は、透過型高分解
能電子顕微鏡(HREM)JEM−3000F(日本電
子株式会社製の商品名)により行った。図2にはエック
ス線分光解析の結果を、図3(a)〜(c)および図4
(a)〜(c)にはJEM−3000Fの観察結果を示
す。図2に示すように、生成した粉末は、窒素およびホ
ウ素を主組成分とし、他にイットリウム(YB 6粉末に
由来)、銅(銅ハース3またはHREM試料メッシュに
由来)、並びに酸素を副組成分として含んでいた。ま
た、ホウ素(B)、窒素(N)のピークは何れもシャー
プであり、得られた窒化ホウ素系ナノ構造物の原子組成
(B:N)はほぼ1:1であると測定された。さらに、
図3(a)〜(c)および図4(a)〜(c)に示すよ
うに、生成した粉末は複層のナノチューブ構造(窒化ホ
ウ素系ナノ構造物)を構成していることが確認された。
The composition of the produced powder is R-TEM (ED
X-ray spectroscopic analysis (ED) (trade name of AX)
X), and the structural analysis of the powder is transparent high resolution.
Noh electron microscope (HREM) JEM-3000F
(Trade name, manufactured by Kako Co., Ltd.). In Figure 2, Eck
The results of the X-ray spectroscopic analysis are shown in FIGS.
The observation results of JEM-3000F are shown in (a) to (c).
You As shown in FIG. 2, the produced powder has nitrogen and hydrogen.
The main component is silicon, and yttrium (YB 6Into powder
Origin), copper (copper hearth 3 or HREM sample mesh
Origin) and oxygen as sub-components. Well
In addition, the peaks of boron (B) and nitrogen (N) are both shear.
Atomic composition of the obtained boron nitride nanostructure
(B: N) was determined to be approximately 1: 1. further,
3 (a)-(c) and 4 (a)-(c).
As described above, the produced powder has a multi-walled nanotube structure (nitride foil).
It has been confirmed that they form a silicon-based nanostructure).

【0040】また、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率
(窒化ホウ素系ナノ構造物の生成量(mg)/採取した
粉末量(10mg)×100(%))を算出したところ
90%と極めて高くなることが確認された。
The production rate of the boron nitride-based nanostructure (production amount of boron nitride-based nanostructure (mg) / amount of powder collected (10 mg) × 100 (%)) was calculated to be extremely high at 90%. It was confirmed that

【0041】〔実施例2〕YB6粉末3gに代えて、ホ
ウ素含有材料であるNbB2粉末(純度99%、粒径約
5μm、高純度化学研究所製)3gを用いた以外は、上
記実施例1の記載に従ってアーク溶解工程および冷却工
程を行い、銅ハース3上に白色〜灰白色の粉末(窒化ホ
ウ素系ナノ構造物)10mgを得た。
[Example 2] The same procedure as described above was performed except that 3 g of NbB 2 powder (purity: 99%, particle size: about 5 μm, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.), which is a boron-containing material, was used instead of 3 g of YB 6 powder. The arc melting step and the cooling step were performed as described in Example 1 to obtain 10 mg of white to off-white powder (boron nitride nanostructure) on the copper hearth 3.

【0042】生成した粉末の構造解析は、透過型高分解
能電子顕微鏡(HREM)JEM−3000F(日本電
子株式会社製の商品名)により行った。図5(a)には
JEM−3000Fの観察結果を、図5(b)には図5
(a)中の丸囲み個所を拡大した観察結果を示す。該図
に示すように、生成した粉末は複層のナノチューブ構造
(窒化ホウ素系ナノ構造物)を構成していることが確認
された。
The structural analysis of the produced powder was performed by a transmission high resolution electron microscope (HREM) JEM-3000F (trade name of JEOL Ltd.). 5 (a) shows the observation results of JEM-3000F, and FIG. 5 (b) shows the results of FIG.
The observation result which expanded the circled part in (a) is shown. As shown in the figure, it was confirmed that the produced powder had a multi-layered nanotube structure (boron nitride nanostructure).

【0043】また、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率
(窒化ホウ素系ナノ構造物の生成量(mg)/採取した
粉末量(10mg)×100(%))を算出したところ
80%と極めて高くなることが確認された。
The production rate of boron nitride nanostructures (production amount of boron nitride nanostructures (mg) / amount of powder collected (10 mg) × 100 (%)) was calculated to be extremely high at 80%. It was confirmed that

【0044】〔実施例3〕ホウ素含有材料であるYB6
粉末(純度99.6%、粒径3〜6μm、高純度化学研
究所製)と、Ni粉末(純度99%、粒径3〜5μm、
高純度化学研究所製)とを乳鉢で均一に混合し、3gの
混合粉末を調製した。なお混合粉末中のYとNiとの原
子比率は1:1である。次いで、YB6粉末に代えて、
上記3gの混合粉末を用いた以外は、実施例1の記載に
従ってアーク溶解工程および冷却工程を行い、銅ハース
3上に白色〜灰白色の粉末(窒化ホウ素系ナノ構造物)
10mgを得た。
Example 3 YB 6 which is a boron-containing material
Powder (purity 99.6%, particle size 3-6 μm, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) and Ni powder (purity 99%, particle size 3-5 μm,
(Manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) were uniformly mixed in a mortar to prepare 3 g of mixed powder. The atomic ratio of Y and Ni in the mixed powder was 1: 1. Then, instead of YB 6 powder,
The arc melting step and cooling step were performed as described in Example 1 except that 3 g of the mixed powder was used, and white to off-white powder (boron nitride nanostructures) was formed on the copper hearth 3.
10 mg was obtained.

【0045】生成した粉末の構造解析は、透過型高分解
能電子顕微鏡(HREM)JEM−3000F(日本電
子株式会社製の商品名)により行った。図6(a)には
JEM−3000Fの観察結果を、図6(b)には図6
(a)を拡大した観察結果を示す。該図に示すように、
生成した粉末は、ナノチューブ構造物(窒化ホウ素系ナ
ノ構造物)が複数個、束状に集合してなることが確認さ
れた。つまり、本実施例で得られたナノチューブ構造物
の集合体(窒化ホウ素系ナノ構造物)12は、図7
(a)〜(c)に模式的に示すように、ナノチューブ構
成物(窒化ホウ素系ナノ構造物)11が複数個、束状に
集合してなる。なお、図7(a)〜(c)中、黒丸はホ
ウ素原子を示し、白丸は窒素原子を示す。
The structural analysis of the produced powder was carried out with a transmission high resolution electron microscope (HREM) JEM-3000F (trade name of JEOL Ltd.). The observation result of JEM-3000F is shown in FIG.
The observation result which expanded (a) is shown. As shown in the figure,
It was confirmed that the generated powder was composed of a plurality of nanotube structures (boron nitride nanostructures) assembled in a bundle. That is, the aggregate of the nanotube structures (boron nitride nanostructures) 12 obtained in this example is shown in FIG.
As schematically shown in (a) to (c), a plurality of nanotube constituents (boron nitride nanostructures) 11 are gathered in a bundle. 7A to 7C, black circles represent boron atoms and white circles represent nitrogen atoms.

【0046】また、窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率
(窒化ホウ素系ナノ構造物の生成量(mg)/採取した
粉末量(10mg)×100(%))を算出したところ
約90%と極めて高くなることが確認された。
The production rate of the boron nitride nanostructures (production amount of boron nitride nanostructures (mg) / amount of powder collected (10 mg) × 100 (%)) was calculated to be about 90%, which was extremely high. It was confirmed to be high.

【0047】〔比較例1〕YB6粉末3gに代えて、L
aB6粉末(純度99%、粒径約1μm、高純度化学研
究所製)3gを用いた以外は、上記実施例1の記載に従
ってアーク溶解工程および冷却工程を行い、銅ハース3
上に白色〜灰白色の粉末(窒化ホウ素系ナノ構造物)1
0mgを得た。窒化ホウ素系ナノ構造物の生成率(窒化
ホウ素系ナノ構造物の生成量(mg)/採取した粉末量
(10mg)×100(%))を算出したところ約10
%と極めて低くなることが確認された。
Comparative Example 1 Instead of 3 g of YB 6 powder, L
The arc melting step and cooling step were performed as described in Example 1 above, except that 3 g of aB 6 powder (purity 99%, particle size about 1 μm, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was used, and copper hearth 3
White to off-white powder (boron nitride nanostructure) on top 1
0 mg was obtained. The production rate of the boron nitride nanostructures (amount of boron nitride nanostructures produced (mg) / amount of powder collected (10 mg) × 100 (%)) was calculated to be about 10
It was confirmed to be extremely low as%.

【0048】〔比較例2〕YB6粉末3gに代えて、V
2粉末(純度99%、粒径約100μm、高純度化学
研究所製)3gを用いた以外は、上記実施例1の記載に
従ってアーク溶解工程および冷却工程を行った。しか
し、銅ハース3上には、少量の窒化ホウ素ナノカプセル
を除き窒化ホウ素系ナノ構造物がほとんど生成していな
かった。
Comparative Example 2 VB was used instead of 3 g of YB 6 powder.
The arc melting step and cooling step were performed as described in Example 1 above, except that 3 g of B 2 powder (purity 99%, particle size of about 100 μm, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was used. However, almost no boron nitride-based nanostructures were formed on the copper hearth 3, except for a small amount of boron nitride nanocapsules.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物
の製造方法は、以上のように、イットリウム、ニオブお
よびジルコニウムからなる群より選択される1種以上の
元素とホウ素とを含むホウ素含有材料を、窒素の存在下
で溶解する工程を含んでなる方法である。
As described above, the method for producing a boron nitride-based nanostructure according to the present invention is a boron-containing material containing boron and one or more elements selected from the group consisting of yttrium, niobium and zirconium. Is dissolved in the presence of nitrogen.

【0050】上記の方法によれば、窒化ホウ素系ナノ構
造物を、安価、容易かつ高生成率で製造可能な方法を提
供できるという効果を奏する。
According to the above-mentioned method, it is possible to provide a method capable of manufacturing a boron nitride nanostructure at a low cost, easily and with a high production rate.

【0051】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の
製造方法では、上記の方法において、ホウ素含有材料の
溶解を、アーク溶解により行うことがより好ましい。
In the method for producing a boron nitride nanostructure according to the present invention, in the above method, it is more preferable that the boron-containing material is melted by arc melting.

【0052】上記の方法によれば、ホウ素含有材料の溶
解工程に必要な高温条件を用意し易く、かつ反応条件の
制御が比較的容易となるという効果を加えて奏する。
According to the above method, it is possible to easily prepare the high temperature conditions necessary for the step of dissolving the boron-containing material, and it is possible to control the reaction conditions relatively easily.

【0053】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の
製造方法では、上記の方法において、ホウ素含有材料
が、YB6、NbB2、ZrB2から選択される1種以上
の化合物を含んでなることがより好ましい。
In the method for producing a boron nitride nanostructure according to the present invention, in the above method, the boron-containing material contains at least one compound selected from YB 6 , NbB 2 and ZrB 2. Is more preferable.

【0054】上記の方法によれば、窒化ホウ素系ナノ構
造物を、特に高生成率で製造可能な方法を提供できると
いう効果を加えて奏する。
According to the above-mentioned method, there is an additional effect that a method capable of producing a boron nitride-based nanostructure with a particularly high production rate can be provided.

【0055】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の
製造方法では、1種以上の8族遷移金属の存在下で、上
記ホウ素含有材料を溶解することがより好ましい。
In the method for producing a boron nitride nanostructure according to the present invention, it is more preferable to dissolve the above boron-containing material in the presence of one or more Group 8 transition metals.

【0056】上記の方法によれば、窒化ホウ素系ナノ構
造物の生成反応が促進されるとともに、条件によって異
なる構成の窒化ホウ素系ナノ構造物を得ることができる
という効果を加えて奏する。
According to the above method, the production reaction of the boron nitride-based nanostructure is promoted and the boron nitride-based nanostructure having a different structure depending on the conditions can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる窒化ホウ素系ナノ構造物の製造
方法に用いられる、アーク溶解炉の要部概略構成を示す
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a main part of an arc melting furnace used in a method for producing a boron nitride-based nanostructure according to the present invention.

【図2】本発明の一実施例にて得られた窒化ホウ素系ナ
ノ構造物の、エックス線分光解析(EDX)の結果を示
すチャートである。
FIG. 2 is a chart showing the results of X-ray spectroscopic analysis (EDX) of a boron nitride-based nanostructure obtained in one example of the present invention.

【図3】(a)〜(c)は、本発明の一実施例にて得ら
れた窒化ホウ素系ナノ構造物を、透過型高分解能電子顕
微鏡にて構造解析した結果を示す図面である。
3 (a) to 3 (c) are drawings showing the results of structural analysis of a boron nitride nanostructure obtained in one example of the present invention using a transmission high resolution electron microscope.

【図4】(a)〜(c)は、本発明の一実施例にて得ら
れた窒化ホウ素系ナノ構造物を、透過型高分解能電子顕
微鏡にて構造解析した結果を示す図面である。
4 (a) to (c) are drawings showing the results of structural analysis of a boron nitride-based nanostructure obtained in one example of the present invention with a transmission high-resolution electron microscope.

【図5】(a)は、本発明の他の実施例にて得られた窒
化ホウ素系ナノ構造物を、透過型高分解能電子顕微鏡に
て構造解析した結果を示す図面であり、(b)は、
(a)中の丸囲み個所を拡大して示す図面である。
5 (a) is a drawing showing the results of structural analysis of a boron nitride-based nanostructure obtained in another example of the present invention with a transmission high-resolution electron microscope, FIG. Is
It is drawing which expands and shows the circled part in (a).

【図6】(a)〜(b)は、本発明のさらに他の実施例
にて得られた窒化ホウ素系ナノ構造物を、透過型高分解
能電子顕微鏡にて構造解析した結果を示す図面である。
6 (a) and 6 (b) are drawings showing the results of structural analysis of a boron nitride-based nanostructure obtained in still another example of the present invention using a transmission high-resolution electron microscope. is there.

【図7】(a)〜(c)は、図6(a)・(b)に示す
窒化ホウ素系ナノ構造物の立体構造を模式化して示す図
面である。
7 (a) to (c) are drawings schematically showing the three-dimensional structure of the boron nitride-based nanostructure shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ペレット(ホウ素含有材料) 11 ナノチューブ構成物(窒化ホウ素系ナノ構造
物) 12 集合体(窒化ホウ素系ナノ構造物)
2 Pellet (boron-containing material) 11 Nanotube composition (boron nitride nanostructure) 12 Aggregate (boron nitride nanostructure)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イットリウム、ニオブおよびジルコニウム
からなる群より選択される1種以上の元素とホウ素とを
含むホウ素含有材料を、窒素の存在下で溶解する工程を
含んでなることを特徴とする窒化ホウ素系ナノ構造物の
製造方法。
1. A nitriding step, which comprises dissolving a boron-containing material containing boron and one or more elements selected from the group consisting of yttrium, niobium and zirconium in the presence of nitrogen. Method for producing boron-based nanostructure.
【請求項2】上記ホウ素含有材料の溶解を、アーク溶解
により行うことを特徴とする請求項1に記載の窒化ホウ
素系ナノ構造物の製造方法。
2. The method for producing a boron nitride-based nanostructure according to claim 1, wherein the melting of the boron-containing material is performed by arc melting.
【請求項3】上記ホウ素含有材料が、YB6、NbB2
ZrB2から選択される1種以上の化合物を含んでなる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の窒化ホウ素
系ナノ構造物の製造方法。
3. The boron-containing material is YB 6 , NbB 2 ,
The method for producing a boron nitride nanostructure according to claim 1 or 2, comprising one or more compounds selected from ZrB 2 .
【請求項4】1種以上の8族遷移金属の存在下で、上記
ホウ素含有材料を溶解することを特徴とする請求項1な
いし3の何れか一項に記載の窒化ホウ素系ナノ構造物の
製造方法。
4. The boron nitride-based nanostructure according to claim 1, wherein the boron-containing material is dissolved in the presence of one or more Group 8 transition metals. Production method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005336009A (en) * 2004-05-27 2005-12-08 National Institute For Materials Science Silicon nitride nano-wire coated with silicon nitride nano-sheet and its manufacturing method
JP2012516827A (en) * 2009-02-04 2012-07-26 マイケル, ダブリュー. スミス, Boron nitride nanotube fibrils and yarns
JP2013505194A (en) * 2009-09-21 2013-02-14 ディーキン ユニバーシティ Production method
CN110921637A (en) * 2018-09-20 2020-03-27 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 Preparation method of multilayer hexagonal boron nitride film

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005336009A (en) * 2004-05-27 2005-12-08 National Institute For Materials Science Silicon nitride nano-wire coated with silicon nitride nano-sheet and its manufacturing method
JP4581121B2 (en) * 2004-05-27 2010-11-17 独立行政法人物質・材料研究機構 Silicon nitride nanowire coated with boron nitride nanosheet and method for producing the same
JP2012516827A (en) * 2009-02-04 2012-07-26 マイケル, ダブリュー. スミス, Boron nitride nanotube fibrils and yarns
JP2013505194A (en) * 2009-09-21 2013-02-14 ディーキン ユニバーシティ Production method
US9199854B2 (en) 2009-09-21 2015-12-01 Deakin University Method of manufacture
CN110921637A (en) * 2018-09-20 2020-03-27 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 Preparation method of multilayer hexagonal boron nitride film
CN110921637B (en) * 2018-09-20 2022-09-23 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 Preparation method of multilayer hexagonal boron nitride film

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