JP2013212980A - 炭素線および集合線材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭素線の製造方法では、複数の炭素フィラメントが接触した集合体部を準備する工程(S20)を実施する。そして、集合体部の表面を液体ガリウムに接触させることにより集合体部の表面にグラファイト層を形成する工程(S30)を実施する。このようにすれば、集合体部において表面に露出する炭素フィラメントの部分を、液体ガリウムに接触させることによって、当該液体ガリウムの触媒作用によりグラファイト層を形成することができる。このため、集合体部の表面に直接グラファイト層を気相成長させるといった場合より、処理温度を低くした状態でグラファイト層を形成し、本発明による炭素線を得ることができる。
【選択図】図4
Description
試料の準備:
アーク法で作製した未精製の単層カーボンナノチューブ(CNT)からなる、集合体部としての0.3mm径のCNTフィラメント撚り線を準備した。当該撚り線の長さは10mmとした。
グラファイト層を形成した炭素線について、電気抵抗値を測定した。測定方法としては、4端子法を用いた。
グラファイト層を形成した炭素線の電気抵抗値は、後述する比較例1の試料の電気抵抗値と比べて1/5程度に低下していた。
試料の準備:
アーク法で作製した未精製の単層カーボンナノチューブ(CNT)からなる、集合体部としての5μm径のCNTフィラメント撚り線を準備した。当該撚り線の長さは10mmとした。
グラファイト層を形成した炭素線について、電気抵抗値を測定した。測定方法としては、4端子法を用いた。
グラファイト層を形成した炭素線の電気抵抗値は、実施例1の比較例と比べて1/20程度に低下していた。
試料の準備:
直径が10nm、長さが300μmのカーボンナノチューブ(CNT)を準備し、これらのCNTを100μmづつ重ね合わせることで、集合体部としてのCNTフィラメント接合線を準備した。当該接合線の長さは50mmであり、接合線の直径は2μmとした。
グラファイト層を形成した炭素線について、電気抵抗値を測定した。測定方法としては、4端子法を用いた。
グラファイト層を形成した炭素線の電気抵抗値は、比較例と比べて1桁小さくなっていた。これは、炭素線の内部においてカーボンナノチューブ同士が強く密着し、一体化しているためであると考えられる。
試料の準備:
触媒CVD法を用いて、直径が30nm、長さが500μmの多層カーボンナノチューブ(CNT)を準備し、これらのCNTを200μmづつ重ね合わせることで、集合体部としてのCNTフィラメント接合線を準備した。当該接合線の長さは10mmであり、接合線の直径は0.6μmとした。
グラファイト層を形成した炭素線について、電気抵抗値を測定した。測定方法としては、4端子法を用いた。
グラファイト層を形成した炭素線の電気抵抗値は、比較例と比べて2桁以上小さくなっていた。これは、炭素線の内部においてカーボンナノチューブ同士が強く密着し、一体化しているためであると考えられる。
試料の準備:
アーク法で作製した未精製の単層カーボンナノチューブ(CNT)からなる、集合体部としての0.3mm径のCNTフィラメント撚り線を準備した。当該撚り線の長さは10mmとした。
CNTフィラメント撚り線について、電気抵抗値を測定した。測定方法としては、4端子法を用いた。
比較例であるCNTフィラメント撚り線の電気抵抗値は、7.8×10−3Ω・cmとなった。この値は、銅と比較して3桁以上高い値であった。
試料の準備:
アーク法で作製した未精製の単層カーボンナノチューブ(CNT)からなる、集合体部としての0.3mm径のCNTフィラメント撚り線を準備した。当該撚り線の長さは10mmとした。
上記のように液体Gaに撚り線を浸漬した結果、当該撚り線は液体Ga中で分解し、消失した。このため、撚り線を浸漬する液体ガリウムの加熱温度は800℃未満、より好ましくは750℃以下とすることが好ましい。
Claims (8)
- 複数の炭素フィラメントが接触した集合体部を準備する工程と、
前記集合体部の表面を液体ガリウムに接触させることにより前記集合体部の表面にグラファイト層を形成する工程とを備える、炭素線の製造方法。 - 前記グラファイト層を形成する工程において、前記集合体部に対して圧縮応力が加えられる、請求項1に記載の炭素線の製造方法。
- 前記グラファイト層を形成する工程では、前記液体ガリウムを加圧することにより、前記集合体部に対して圧縮応力が加えられる、請求項2に記載の炭素線の製造方法。
- 前記グラファイト層を形成する工程では、前記液体ガリウムに接触する雰囲気ガスの圧力を調整することにより、前記液体ガリウムを加圧する、請求項3に記載の炭素線の製造方法。
- 前記グラファイト層を形成する工程において、前記液体ガリウムの温度は450℃以上750℃以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の炭素線の製造方法。
- 前記グラファイト層を形成する工程より前に、前記集合体部の表面層としてアモルファスカーボン層を形成する工程を備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の炭素線の製造方法。
- 前記グラファイト層を形成する工程の後、前記炭素線の表面に付着するガリウムを除去する工程をさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭素線の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の炭素線の製造方法を用いて炭素線を複数本形成する工程と、
前記複数の炭素線を撚り合わせて集合線材を形成する工程とを備える、集合線材の製造方法。
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