JP2020186144A - Method for manufacturing graphene joined body in which flat faces of graphene are bonded together by assembly of metal fine particles composed of any metal of silver, copper, gold or aluminum - Google Patents

Method for manufacturing graphene joined body in which flat faces of graphene are bonded together by assembly of metal fine particles composed of any metal of silver, copper, gold or aluminum Download PDF

Info

Publication number
JP2020186144A
JP2020186144A JP2019090295A JP2019090295A JP2020186144A JP 2020186144 A JP2020186144 A JP 2020186144A JP 2019090295 A JP2019090295 A JP 2019090295A JP 2019090295 A JP2019090295 A JP 2019090295A JP 2020186144 A JP2020186144 A JP 2020186144A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graphene
metal
container
fine particles
production method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019090295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
小林 博
Hiroshi Kobayashi
博 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2019090295A priority Critical patent/JP2020186144A/en
Publication of JP2020186144A publication Critical patent/JP2020186144A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

To provide a method for producing a graphene joined body excellent in both thermal conductivity and electrical conductivity.SOLUTION: First, a raw material of a metal is made into a liquid phase. Second, a group of graphene is produced from graphite particles in a liquid. Third, each sheet of graphene is separated in a liquid. Fourth, flat faces of the graphene are superposed on a bottom surface of a container containing the liquid. Fifth, a group of metal fine particles is deposited on the flat faces of the graphene. Sixth, the flat faces of graphene are bonded together by the group of metal fine particles. More specifically, a graphene joined body is produced in the shape of the bottom surface on the bottom surface of the container by dispersing a metal compound of silver, copper, gold or aluminum in an alcohol, superimposing flat faces of graphene produced by the separation of graphite particles through an alcohol dispersion, thermally decomposing the metal compound, and bonding the flat faces of graphene 2 by a group of fine particles 1 made of a metal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで、グラフェンの扁平面同士を結合したグラフェン接合体を製造する製造方法に関する。つまり、グラフェンは、銀の熱伝導率の4.5倍に相当する熱伝導性と、銅の比抵抗の23倍に過ぎない電気導電性とを兼備する。このため、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで、グラフェンの扁平面同士を結合したグラフェン接合体は、熱が金属より伝わりやすいグラフェンの扁平面に優先して熱が伝達し、電流がグラフェンより流れやすい金属微粒子の集まりに優先して電流が流れる。この結果、グラフェン接合体は、銀より優れた熱伝導性と、金属に近い導電性を持つ。なお、金属は銀、銅、金、アルミニウムの順で、熱伝導性と電気導電性との双方に優れる。 The present invention relates to a production method for producing a graphene junction in which flat surfaces of graphene are bonded to each other by a collection of metal fine particles made of any metal of silver, copper, gold, or aluminum. That is, graphene has both thermal conductivity equivalent to 4.5 times the thermal conductivity of silver and electrical conductivity equivalent to only 23 times the specific resistance of copper. For this reason, graphene junctions, which are a collection of metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum, and which bond the graphene flat surfaces together, give priority to the graphene flat surfaces where heat is more easily transferred than metal. The heat is transferred, and the current flows in preference to the collection of metal fine particles, which are easier to flow than graphene. As a result, the graphene conjugate has better thermal conductivity than silver and near metal conductivity. The metals are silver, copper, gold, and aluminum in that order, and are excellent in both thermal conductivity and electrical conductivity.

2004年に英国マンチェスター大学の物理学者が、セロファンテープを使用して、グラファイトから1枚の結晶子、すなわち、炭素原子が六角形からなる網目構造を二次元的に形成する基底面を引きはがし、炭素原子の大きさが厚みとなる平面状の物質を取り出すことに初めて成功した。この新たな物質をグラフェンと呼んだ。この研究成果に対して、2010年のノーベル物理学書が授与されている。 In 2004, a physicist at the University of Manchester, UK, used cellophane tape to tear off a single crystallite from graphite, a basal plane that two-dimensionally forms a network of hexagonal carbon atoms. For the first time, we succeeded in extracting a planar substance having a thickness of carbon atoms. This new substance was called graphene. The 2010 Nobel Prize in Physics has been awarded for this research result.

グラフェンは、厚みが炭素原子の大きさに相当する極めて薄い物質で、かつ、質量を殆ど持たない全く新しい炭素材料である。このため、従来の物質とは大きくかけ離れた物性を持ち、新しい量子物質、新しい電子デバイス材料、新しい熱伝導材料、新しい導電材料といった幅広い用途に応用できる材料として注目されている。
例えば、厚みが0.332nmからなる最も薄い材料である。また、単位質量当たりの表面積が3000m/gからなる最も広い表面積を持つ。さらに、ヤング率が1020GPaと大きな値を持ち、最も伸長でき、折り曲げができる材料である。また、せん断弾性率が440GPaという大きな数値を持つ最も強靭な物質である。さらに、熱伝導率が19.5W/Cmで、金属の中で最も熱伝導率が高い銀の熱伝導率の4.5倍に相当する。また、電流密度は銅の1000倍を超える。さらに、電子移動度が15000cm/ボルト・秒であり、シリコーンの電子移動度の1400cm/ボルト・秒より一桁高い値を持つ。さらに、融点が3000℃を超える単結晶材料で、耐熱性が極めて高い材料である。
さらに、グラフェンは電気抵抗についても優れた性質を持つ。天然黒鉛粒子における基底面に平行な方向の比抵抗は3.8×10−7Ωmであり、基底面に垂直な方向の比抵抗は7.6×10−3Ωmである。従って、グラフェンの比抵抗は銅の比抵抗の23倍に過ぎない。
Graphene is an extremely thin substance whose thickness corresponds to the size of a carbon atom, and is a completely new carbon material having almost no mass. For this reason, it has physical properties far from those of conventional materials, and is attracting attention as a material that can be applied to a wide range of applications such as new quantum materials, new electronic device materials, new heat conductive materials, and new conductive materials.
For example, it is the thinnest material with a thickness of 0.332 nm. It also has the widest surface area of 3000 m 2 / g per unit mass. Further, it has a Young's modulus as large as 1020 GPa, and is the most stretchable and bendable material. Moreover, it is the toughest substance having a large shear modulus of 440 GPa. Further, the thermal conductivity is 19.5 W / Cm, which corresponds to 4.5 times the thermal conductivity of silver, which has the highest thermal conductivity among metals. Moreover, the current density exceeds 1000 times that of copper. Further, the electron mobility is 15000 cm 2 / volt / sec, which is an order of magnitude higher than the electron mobility of silicone of 1400 cm 2 / volt / sec. Further, it is a single crystal material having a melting point of more than 3000 ° C. and has extremely high heat resistance.
In addition, graphene has excellent electrical resistance. The specific resistance of the natural graphite particles in the direction parallel to the basal plane is 3.8 × 10 -7 Ωm, and the specific resistance in the direction perpendicular to the basal plane is 7.6 × 10 -3 Ωm. Therefore, the resistivity of graphene is only 23 times that of copper.

いっぽう、グラフェンは様々な方法で製造される。例えば、前記したマンチェンスター大学の教授は、人の手でグラファイトからグラフェンを物理的に引きはがした。この方法は、大量のグラフェンを短時間に引き剥がすことは困難で、また、グラファイトから剥がされたものが単一の結晶子、つまり、グラフェンになるとは限らない。
また、特許文献1に、炭化ケイ素の単結晶を熱分解することでグラフェンを製造する方法が記載されている。つまり、炭化ケイ素を不活性雰囲気で加熱し、表面を熱分解させる。この際、昇華温度が相対的に低いケイ素が優先的に昇華し、残存した炭素によってグラフェンが生成する。しかし、炭化ケイ素の単結晶が非常に高価な材料である。さらに、1600℃を超える高温で、かつ、真空度が高い雰囲気でケイ素を昇華させ、ケイ素が僅かでも残存した場合は、熱分解後の残渣物としてグラフェンが生成されない。このため、炭化ケイ素単結晶の生成と、単結晶の熱分解処理に係わる費用は非常に高価になる。また、大量のグラフェンを製造するには、さらに高価な費用が必要になる。
さらに、特許文献2に、シート状の単結晶のグラファイト化金属触媒に、炭素系物質を接触させ、還元性雰囲気で熱処理することで、グラフェンを生成する方法が記載されている。しかしながら、この製造方法も、安価な製造方法とは言えず、かつ、量産性に優れた製造方法ではない。第一に、単結晶のグラファイト化金属触媒を製造する製造コストは、前記の炭化ケイ素の単結晶よりさらに高い。第二に、単結晶のグラファイト化金属触媒を炭素系物質に接触させる方法は量産性に劣る。第三に、水素ガスを含む窒素ガスがリッチな雰囲気の1000℃を超える高温度で、グラファイト化金属触媒を還元処理するには、高価な費用が必要になる。第四に、大量のグラフェンを製造するには、さらに高価な費用を要する。
Graphene, on the other hand, is produced in a variety of ways. For example, the professor at Manchenster University mentioned above physically peeled graphene from graphite by hand. In this method, it is difficult to peel off a large amount of graphene in a short time, and what is peeled off from graphite is not always a single crystallite, that is, graphene.
Further, Patent Document 1 describes a method for producing graphene by thermally decomposing a single crystal of silicon carbide. That is, the silicon carbide is heated in an inert atmosphere to thermally decompose the surface. At this time, silicon having a relatively low sublimation temperature is preferentially sublimated, and graphene is produced by the remaining carbon. However, a single crystal of silicon carbide is a very expensive material. Further, when silicon is sublimated at a high temperature exceeding 1600 ° C. and an atmosphere having a high degree of vacuum and even a small amount of silicon remains, graphene is not produced as a residue after thermal decomposition. Therefore, the cost of producing the silicon carbide single crystal and the thermal decomposition treatment of the single crystal becomes very expensive. In addition, producing a large amount of graphene requires an even higher cost.
Further, Patent Document 2 describes a method for producing graphene by bringing a carbon-based substance into contact with a sheet-shaped single crystal graphitized metal catalyst and heat-treating it in a reducing atmosphere. However, this manufacturing method is not an inexpensive manufacturing method, and is not a manufacturing method having excellent mass productivity. First, the production cost of producing a single crystal graphitized metal catalyst is even higher than that of the silicon carbide single crystal described above. Second, the method of contacting a single crystal graphitized metal catalyst with a carbon-based substance is inferior in mass productivity. Thirdly, the reduction treatment of the graphitized metal catalyst at a high temperature exceeding 1000 ° C. in an atmosphere rich in nitrogen gas including hydrogen gas requires an expensive cost. Fourth, producing large quantities of graphene is even more expensive.

現在までのグラフェンの製造方法はいずれも、第一に、安価な製造方法で大量のグラフェンを同時に製造する方法ではない。第二に、製造したグラフェンが必ずしもグラフェンではない。つまり、グラフェンは、不純物が全くない雰囲気で、炭素原子の結晶成長のみの反応が進行しなければ、グラフェンが生成されない。さらに、生成したグラフェンの厚みが極薄く、極軽量であるため、グラフェンであることを検証する方法が困難を極める。
このため、本発明者は、製造したグラフェンが全て完全なグラフェンであり、かつ、極めて簡単な方法で大量のグラフェンを瞬時に製造する方法を見出した(特許文献3)。すなわち、黒鉛の単結晶のみからなり、黒鉛の結晶化率が100%進み、最も安価な炭素材料である、鱗片状黒鉛粒子または塊状黒鉛粒子の集まりに対し、電界を印加し、黒鉛粒子を形成する黒鉛結晶の層間結合の全てを瞬時に破壊し、これによって、黒鉛結晶の基底面からなるグラフェンを大量に製造する製造方法である。
None of the graphene production methods to date have been, first of all, a method of simultaneously producing a large amount of graphene by an inexpensive production method. Second, the graphene produced is not necessarily graphene. That is, graphene is not produced unless the reaction of only the crystal growth of carbon atoms proceeds in an atmosphere without impurities. Furthermore, since the graphene produced is extremely thin and extremely lightweight, it is extremely difficult to verify that it is graphene.
Therefore, the present inventor has found a method in which all the graphene produced is complete graphene and a large amount of graphene is instantly produced by an extremely simple method (Patent Document 3). That is, an electric field is applied to a collection of scaly graphite particles or massive graphite particles, which are composed of only a single crystal of graphite, the crystallization rate of graphite is 100% advanced, and the cheapest carbon material, that is, graphite particles are formed. This is a production method in which all of the interlayer bonds of the graphite crystals are instantly broken, thereby producing a large amount of graphene composed of the basal plane of the graphite crystals.

特開2015−110485号公報JP-A-2015-110485 特開2009−143799号公報JP-A-2009-143799 特許第6166860号Patent No. 6166860

グラフェンは、単一の結晶子からなる極めて薄い物質であるため、極めて軽量で、殆ど質量を持たない。このため、特許文献3における電界の印加によって、鱗片状黒鉛粒子または塊状黒鉛粒子における黒鉛結晶の層間結合を同時に破壊して製造したグラフェンは、製造時と製造後とにおいて、極めて容易に飛散する。さらに、グラフェンは、厚みが極めて薄いため、厚みに対する結晶面の大きさの比率であるアスペクト比が極めて大きい扁平面を持つ。従って、特許文献3における製造方法でグラフェンを製造した際に、グラフェン同士が容易に扁平面で重なり合う。さらに、重なり合ったグラフェンの枚数はバラツキを持つ。いっぽう、グラフェンが極めて軽量でごく薄い物質であるため、大気中で重なり合ったグラフェンを1枚1枚のグラフェンに分離することは、極めて困難である。こうした扁平面同士で重なり合ったグラフェンを用いて、グラフェンの扁平面同士を結合したグラフェン接合体は、重なり合ったグラフェンの扁平面で、グラフェン接合体が分離する。なお、鱗片状黒鉛粒子または塊状黒鉛粒子からなる黒鉛粒子は、天然の黒鉛結晶の塊を破砕し、破砕した黒鉛結晶を選別した黒鉛粒子であり、黒鉛の単結晶のみからなり、黒鉛の結晶化率が100%進んだ、最も安価な炭素材料である。
いっぽう、容器に充填された液体中で、鱗片状黒鉛粒子または塊状黒鉛粒子における黒鉛結晶の層間結合を同時に破壊し、グラフェンの集まりを製造すれば、製造時も製造後もグラフェンは飛散しない。また、僅かな黒鉛粒子の集まりで、莫大な数のグラフェンが製造できる。さらに、液体中で製造したグラフェンの集まりを、第一に、容器に充填された液体中で1枚1枚のグラフェンに分離し、第二に、1枚1枚に分離したグラフェンの集まりを、容器の底面において、グラフェンの扁平面同士を重ね合わせ、第三に、グラフェンの扁平面同士を、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合できれば、グラフェン接合体が容器の底面に、底面の形状として形成される。これによって、安価な黒鉛粒子を用いて、厚みが薄く、任意の面積と任意の形状からなるグラフェン接合体が、容器の底面に底面の形状として、安価に製造できる。こうしたグラフェン接合体は、グラフェンの扁平面同士の接合面で分離しない。さらに、グラフェン接合体は、熱が金属より伝わりやすいグラフェンの扁平面に優先して熱が伝達し、電流がグラフェンより流れやすい金属微粒子の集まりに優先して電流が流れる。この結果、グラフェン接合体は、銀より優れた熱伝導性をもち、金属に近い導電性を持つ。
従って、本発明に関わる、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで、グラフェンの扁平面同士を結合した安価なグラフェン接合体を製造するにあたり、次の6つ課題が存在する。第一に、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属の原料が、汎用的な工業用の薬品であり、この原料を液相化する。これによって、液相化された液体が容器に充填できる。第二に、鱗片状黒鉛粒子または塊状黒鉛粒子からなる黒鉛粒子をグラフェンの原料として用い、容器に充填された液体中で、黒鉛粒子における全ての黒鉛結晶の層間結合を同時に破壊し、グラフェンの集まりを製造する。第三に、グラフェンの集まりを、容器に充填された液体中で1枚1枚のグラフェンに分離する。第四に、グラフェンの扁平面同士が重なり合ったグラフェンの集まりを、液体が充填された容器の底面に、底面の形状として形成する。第五に、液体を熱処理し、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりを、グラフェンの扁平面に析出させる。第六に、金属微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりによって、グラフェンの扁平面同士を結合し、熱伝導性と電気導電性との双方に優れた安価なグラフェン接合体を、容器の底面に底面の形状として製造する。本発明が解決しようとする課題は、前記6つの課題を解決し、熱伝導性と電気導電性との双方に優れたグラフェン接合体を製造する製造方法を見出すことにある。
Graphene is an extremely thin substance consisting of a single crystallite, so it is extremely lightweight and has almost no mass. Therefore, graphene produced by simultaneously breaking the interlayer bond of graphite crystals in scaly graphite particles or lump graphite particles by applying an electric field in Patent Document 3 is extremely easily scattered during and after production. Further, since graphene is extremely thin, it has a flat surface having an extremely large aspect ratio, which is the ratio of the size of the crystal plane to the thickness. Therefore, when graphene is produced by the production method in Patent Document 3, graphenes easily overlap each other on a flat surface. Furthermore, the number of overlapping graphenes varies. On the other hand, since graphene is an extremely lightweight and extremely thin substance, it is extremely difficult to separate graphenes that overlap in the atmosphere into individual graphenes. The graphene junction in which the graphene flat planes are bonded to each other by using the graphenes overlapping the graphene planes is the graphene junction separated by the flat planes of the overlapping graphenes. The graphite particles composed of scaly graphite particles or lump graphite particles are graphite particles obtained by crushing a mass of natural graphite crystals and selecting crushed graphite crystals, and are composed of only a single crystal of graphite and crystallize graphite. It is the cheapest carbon material with a 100% advanced rate.
On the other hand, if the interlayer bonds of the graphite crystals in the scaly graphite particles or the massive graphite particles are simultaneously broken in the liquid filled in the container to produce a graphene aggregate, the graphene will not scatter during and after the production. In addition, a huge number of graphene can be produced with a small collection of graphite particles. Further, the graphene aggregate produced in the liquid is firstly separated into individual graphenes in the liquid filled in the container, and secondly, the graphene aggregates separated into individual graphenes are separated into individual graphenes. On the bottom surface of the container, the graphene flat surfaces are overlapped with each other, and third, if the graphene flat surfaces can be bonded by a collection of metal fine particles made of any metal such as silver, copper, gold, or aluminum, graphene bonding is performed. The body is formed on the bottom of the container in the shape of the bottom. As a result, a graphene conjugate having a thin thickness, an arbitrary area and an arbitrary shape can be inexpensively manufactured on the bottom surface of the container by using inexpensive graphite particles. Such graphene joints do not separate at the joint surfaces of the flat planes of graphene. Further, in the graphene junction, heat is transferred preferentially to the flat surface of graphene where heat is more easily transferred than metal, and current flows preferentially to a collection of metal fine particles in which current is more easily flowed than graphene. As a result, the graphene conjugate has better thermal conductivity than silver and has conductivity close to that of metal.
Therefore, in producing an inexpensive graphene junction in which the flat surfaces of graphene are bonded to each other by a collection of metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum according to the present invention, the following six There are challenges. First, the raw material for any metal, silver, copper, gold, or aluminum, is a general-purpose industrial chemical that liquefies the raw material. As a result, the liquid phased liquid can be filled in the container. Second, using graphite particles composed of scaly graphite particles or lump graphite particles as a raw material for graphene, the interlayer bonds of all graphite crystals in the graphite particles are simultaneously destroyed in the liquid filled in the container, and the graphene aggregates. To manufacture. Third, the graphene collection is separated into individual graphenes in the liquid filled in the container. Fourth, a group of graphene in which the flat surfaces of graphene overlap each other is formed on the bottom surface of a container filled with liquid as a shape of the bottom surface. Fifth, the liquid is heat treated to deposit a collection of fine metal particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum on the flat surface of graphene. Sixth, metal bonds are formed at the sites where the metal fine particles are in contact with each other, and the flat surfaces of graphene are bonded to each other by the collection of the metal-bonded metal fine particles, which is inexpensive and has excellent both thermal conductivity and electric conductivity. A graphene bond is manufactured on the bottom surface of the container as a bottom surface shape. An object to be solved by the present invention is to solve the above six problems and find a manufacturing method for producing a graphene conjugate excellent in both thermal conductivity and electric conductivity.

銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を熱分解で析出する金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を介して、グラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりを、前記アルコール分散液が充填された容器の底面に該底面の形状として製造する製造方法は、
銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を熱分解で析出する金属化合物を、アルコールに分散してアルコール分散液を作成し、該アルコール分散液を容器に充填する、この後、2枚の平行平板電極のうちの一方の平行平板電極の表面に、鱗片状黒鉛粒子の集まりないしは塊状黒鉛粒子の集まりを平坦に引き詰め、該平行平板電極を前記容器に充填されたアルコール分散液に浸漬する、さらに、他方の平行平板電極を前記一方の平行平板電極の上に重ね合わせ、前記アルコール分散液中で、前記2枚の平行平板電極を、前記鱗片状黒鉛粒子の集まりないしは前記塊状黒鉛粒子の集まりを介して離間させる、この後、該2枚の平行平板電極の間隙に直流の電位差を印加する、これによって、該電位差の大きさを前記2枚の平行平板電極の間隙の大きさで割った値に相当する電界が、前記鱗片状黒鉛粒子の集まりないしは前記塊状黒鉛粒子の集まりに印加され、該電界の印加によって、前記鱗片状黒鉛粒子ないしは前記塊状黒鉛粒子を形成する全ての黒鉛結晶の層間結合が同時に破壊され、前記2枚の平行平板電極の間隙にグラフェンの集まりが製造される、この後、前記2枚の平行平板電極の間隙を拡大し、該2枚の平行平板電極を前記アルコール分散液中で傾斜させ、さらに、前記容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記グラフェンの集まりを、前記2枚の平行平板電極の間隙から前記アルコール分散液中に移動させ、この後、前記容器から前記2枚の平行平板電極を取り出す、さらに、前記容器内のアルコール分散液中でホモジナイザー装置を稼働させ、該ホモジナイザー装置の稼働によって、前記アルコール分散液を介して前記グラフェンの集まりに衝撃を繰り返し加え、該グラフェンの集まりを、前記アルコール分散液中で1枚1枚のグラフェンに分離させ、この後、前記容器から前記ホモジナイザー装置を取り出す、さらに、前記容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記アルコール分散液中で1枚1枚のグラフェンに分離したグラフェンの集まりを、該グラフェンの扁平面を上にして前記容器の底面の全体に拡散させるとともに、前記グラフェンの扁平面同士を、前記アルコール分散液を介して重なり合わせる、これによって、前記アルコール分散液を介して扁平面同士が重なり合ったグラフェンの集まりが、前記容器の底面に該底面の形状として形成される、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を熱分解で析出する金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を介して、グラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりを、前記アルコール分散液が充填された容器の底面に該底面の形状として製造する製造方法である。
The alcohol is a collection of graphene in which the flat surfaces of graphene are overlapped with each other via an alcohol dispersion in which a metal compound that precipitates a metal of silver, copper, gold, or aluminum by thermal decomposition is dispersed in alcohol. The manufacturing method of manufacturing the bottom surface of the container filled with the dispersion liquid as the shape of the bottom surface is as follows.
A metal compound that precipitates any metal of silver, copper, gold, or aluminum by thermal decomposition is dispersed in alcohol to prepare an alcohol dispersion, and the alcohol dispersion is filled in a container. On the surface of one of the parallel plate electrodes of the above, a collection of scaly graphite particles or a collection of massive graphite particles is flatly packed, and the parallel plate electrode is immersed in an alcohol dispersion filled in the container. Further, the other parallel plate electrode is superposed on the one parallel plate electrode, and in the alcohol dispersion, the two parallel plate electrodes are formed by a collection of the scaly graphite particles or the massive graphite particles. After that, a DC potential difference is applied to the gap between the two parallel plate electrodes, whereby the magnitude of the potential difference is determined by the size of the gap between the two parallel plate electrodes. An electric field corresponding to the divided value is applied to the group of scaly graphite particles or the group of lump graphite particles, and the application of the electric field causes all the graphite crystals forming the scaly graphite particles or the lump graphite particles. The interlayer bond of the two parallel plate electrodes is simultaneously broken, and a collection of graphite is produced in the gap between the two parallel plate electrodes. After that, the gap between the two parallel plate electrodes is expanded to form the two parallel plate electrodes. It is tilted in the alcohol dispersion, and further vibrated in three directions of left and right, front and back, and up and down repeatedly to the container, and the graphite aggregate is put into the alcohol dispersion through the gap between the two parallel plate electrodes. After moving, the two parallel graphite electrodes are taken out from the container, and the homogenizer device is operated in the alcohol dispersion in the container. By the operation of the homogenizer, the homogenizer device is operated through the alcohol dispersion. The impact is repeatedly applied to the graphite aggregate to separate the graphite aggregate into individual graphite particles in the alcohol dispersion, and then the homogenizer device is taken out from the container, and the right and left sides of the container are further affected. , Front-back, up-and-down vibrations are repeatedly applied, and a collection of graphite separated into individual graphite in the alcohol dispersion is diffused over the entire bottom surface of the container with the graphite flat surface facing up. At the same time, the graphite flat surfaces are overlapped with each other via the alcohol dispersion liquid, whereby a collection of graphite having the graphite planes overlapped with each other via the alcohol dispersion liquid is formed on the bottom surface of the container. Formed as a shape , Silver, copper, gold, or aluminum is thermally decomposed to precipitate a metal compound, which is dispersed in alcohol via an alcohol dispersion, and the graphene aggregates in which the flat surfaces of graphene overlap each other are described above. This is a manufacturing method in which the bottom surface of a container filled with an alcohol dispersion is manufactured as the shape of the bottom surface.

つまり、本グラフェンの集まりを製造する製造方法は、次の簡単な8つの処理からなり、8つの処理を連続して実施すると、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を析出する金属化合物のアルコール分散液を介して、グラフェンの扁平面同士が重なり合ったグラフェンの集まりが、容器の底面に該底面の形状として安価な費用で形成される。
第一に、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を熱分解で析出する金属化合物の粉粒体を、アルコールに分散してアルコール分散液を作成し、該アルコール分散液を容器に充填する。これによって、金属化合物がアルコールに分子状態で分散され、金属化合物の粉粒体が液相化される。このアルコール分散液は、アルコールの粘度を持つ低粘度の液体である。なお、金属は、銀、銅、金、アルミニウムの順番で、熱伝導性と電気導電性との双方が優れる。また、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を熱分解で析出する金属化合物は、汎用的な工業用の薬品である。
第二に、2枚の平行平板電極のうちの一方の平行平板電極の表面に、鱗片状黒鉛粒子の集まりないしは塊状黒鉛粒子の集まりを、隙間がないように平坦に引き詰め、この平行平板電極を前記容器内のアルコール分散液に浸漬する。なお、鱗片状黒鉛粒子または塊状黒鉛粒子からなる黒鉛粒子は、天然の黒鉛結晶の塊を破砕して黒鉛結晶を選別した黒鉛粒子であり、黒鉛の単結晶のみからなり、黒鉛の結晶化率が100%進んだ、最も安価な炭素材料である。
第三に、2枚の平行平板電極のうちの他方の平行平板電極を、前記した一方の平行平板電極の上に重ね合わせ、アルコール分散液中で、鱗片状黒鉛粒子ないしは塊状黒鉛粒子の集まりを介して、2枚の平行平板電極を離間させる。なお、2枚の平行平板電極の間隙の大きさは、次の処理における2枚の平行平板電極の間隙に印加する直流の電位差の大きさを、この電極間隙の大きさで割った値からなる電界が、電極間隙に存在する鱗片状黒鉛粒子ないしは塊状黒鉛粒子の集まりに印加された際に、黒鉛粒子の全ての黒鉛結晶の層間結合が同時に破壊するのに必要な電界の大きさになるように、2枚の平行平板電極の間隙と印加する電位差とを予め求めておく。従って、予め求めた2枚の平行平板電極の間隙の大きさに基づいて、2枚の平行平板電極の間隙に、鱗片状黒鉛粒子の集まりないしは塊状黒鉛粒子の集まりを引き詰める。なお、より多くのグラフェンの集まりを製造するために、2枚の平行平板電極の間隙に、隙間がないように引き詰めた鱗片状黒鉛粒子ないしは塊状黒鉛粒子の集まりを圧縮して予め破壊させ、より多くの鱗片状黒鉛粒子ないしは塊状黒鉛粒子の集まりを電極間隙に引き詰めても支障はない。なぜなら、この後、黒鉛粒子における全ての黒鉛結晶の層間結合を、電界によって同時に破壊するため、予め黒鉛粒子の層間結合を破壊しても支障はない。
第四に、黒鉛粒子の全ての層間結合を同時に破壊するのに必要な大きさからなる直流の電位差を、2枚の平行平板電極の間隙に印加する。これによって、印加した電位差の大きさを2枚の平行平板電極の間隙の大きさで割った値に相当する電界が、2枚の平行平板電極の間隙に存在する鱗片状黒鉛粒子ないしは塊状黒鉛粒子の集まりに印加され、該電界の印加によって、鱗片状黒鉛粒子ないしは塊状黒鉛粒子を形成する全ての黒鉛結晶の層間結合が同時に破壊され、2枚の平行平板電極の間隙にグラフェンの集まりが製造される。電界の印加によって、黒鉛粒子を形成する黒鉛結晶の層間結合が、同時に破壊される現象は、下記で説明する。なお、絶縁体であるアルコール中に浸漬した2枚の平行平板電極間に、電位差を印加させると、2枚の平行平板電極の間隙に電界が発生する。すなわち、メタノールは誘電率が33で、エタノールは誘電率が24からなる絶縁体である。また、エタノールの電気導電率は1.35×10−7S/mで、鱗片状黒鉛粒子の電気伝導度が43.9S/mである。従って、エタノールは、導電体である鱗片状黒鉛粒子に比べ、電気導電度が3.3×10倍低い絶縁体である。
第五に、2枚の平行平板電極の間隙を拡大し、さらに、2枚の平行平板電極をアルコール分散液中で傾斜させ、さらに、容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加える。これによって、グラフェンの集まりが、2枚の平行平板電極の間隙からアルコール分散液中に移動する。なお、グラフェンが極めて軽量であるため、容器に加える振動加速度は0.2G程度である。
第六に、容器から2枚の平行平板電極を取り出す。これによって、容器内には、グラフェンの集まりが金属化合物のアルコール分散液中に分散した懸濁体のみが存在する。
第七に、容器内のアルコール分散液中で、ホモジナイザー装置を稼働させる。つまり、グラフェンは、厚みが0.332nmからなる最も薄い材料であり、単位質量当たりの表面積が3000m/gからなる最も広い表面積を持つ材料であるため、厚さに対する表面積の比率であるアスペクト比が極めて大きい扁平面を有する。さらに、天然の黒鉛結晶の塊を破砕し、微細になった黒鉛結晶を選別して製造した黒鉛粒子は一定の形状を持ち、個々の黒鉛粒子の形状が同一でない。このため、黒鉛粒子の層間結合を破壊して製造したグラフェンは、個々のグラフェンの形状は同一でない。従って、2枚の平行平板電極の狭い間隙にグラフェンの集まりが析出する際に、グラフェンは扁平面同士が容易に重なり合い、3層以上の多層に重なり合ったグラフェンが存在し、また、扁平面同士の重なり方も一様でない。さらに、グラフェンの厚みが極微小であるため、扁平面同士が重なり合っているか否かは識別しにくい。また、扁平面同士が重なり合ったグラフェンを用い、グラフェン接合体を製造すると、扁平同士が重なり合った接合面で、グラフェン接合体は分離する。従って、グラフェン接合体を製造するに当たり、予めグラフェンの集まりを、アルコール分散液中で、1個1個のグラフェンに分離する必要がある。いっぽう、ホモジナイザー装置をアルコール分散液中で稼働させると、アルコール分散液を介してグラフェンの集まりの全体に衝撃が繰り返し加えられる。この際、扁平面同士が多層に重なり合ったグラフェンの集まりに衝撃が加わると、表層のグラフェンにより多くの衝撃が加わり、表層のグラフェンが重なり合ったグラフェンの集まりから移動し、扁平面同士の重なり合いが順次解消される。従って、一定の時間衝撃を加えることによって、グラフェンの集まりが、アルコール分散液中で1枚1枚のグラフェンに分離され、分離されたグラフェンの集まりがアルコール分散液中に分散した懸濁体が製造される。なお、超音波方式のホモジナイザー装置を用いると、超音波の振動周波数に基づく振動周期で、グラフェンの扁平面よりさらに1桁以上小さい極微細で莫大な数からなる気泡の発生と気泡の消滅とが、アルコール分散液中で連続して繰り返され(この現象をキャビテーションという)、気泡がはじける際に発生する衝撃波がグラフェンの集まり全体に繰り返し加わる。これによって、グラフェンの集まりが、短時間で1枚1枚のグラフェンにアルコール分散液中で分離する。
第八に、容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加える。この際、第七の処理によって、全てのグラフェンの扁平面がアルコール分散液と接触しているため、アルコール分散液に振動が加わると、全てのグラフェンが低粘度のアルコール分散液中を移動する。つまり、低粘度のアルコール分散液と接している1個1個のグラフェンは、アスペクト比が極めて大きいため、扁平面を上にして液体中で移動を繰り返す。これによって、容器の底面の全体に、扁平面を上にしたグラフェンが拡散するとともに、グラフェンの扁平面同士の間隙に、扁平面が小さいグラフェンが入り込む配列と、全てのグラフェンがアルコール分散液を介して扁平面同士で重なり合う配列とが、液体中で進む。最後に上下方向の振動を加え、容器への加振を停止すると、扁平面同士がアルコール分散液を介して重なり合ったグラフェンの集まりが、容器の底面の全体に底面の形状として形成される。従って、扁平面同士が重なり合ったグラフェンの集まりの厚みは、容器の底面積と、製造したグラフェンの量で決まる。従って、使用するグラフェンの量が少ないほど、重なり合ったグラフェンの集まりの厚みは薄い。また、容器の底面積が大きくなるほど、重なり合ったグラフェンの集まりの面積が広がる。さらに、重なり合ったグラフェンの集まりの形状は、容器の底面の形状になる。従って、任意の厚みと任意の面積と任意の形状からなる扁平面同士が重なり合ったグラフェンの集まりが、容器の底面に底面の形状として形成される。なお、グラフェンが極めて軽量であり、容器に加える振動加速度は0.2G程度である。
この結果、7段落に記載した1−4の課題が解決された。
なお、鱗片状黒鉛粒子または塊状黒鉛粒子は、最も安価な炭素材料である。また、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を熱分解で析出する金属化合物とアルコールとは、いずれも汎用的な工業用の薬品である。さらに、前記した8つの処理は、いずれも極めて簡単な処理である。従って、安価な材料を用い、安価な加工費用で、熱分解で銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を析出する金属化合物のアルコール分散液を介して、グラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりが、容器の底面に底面の形状として製造できる。
ここで、2枚の平行平板電極の間隙に印加された電界によって、2枚の平行平板電極の間隙に引き詰められた黒鉛粒子を形成する黒鉛結晶の層間結合が、同時に破壊される現象を説明する。
黒鉛粒子における黒鉛結晶を形成する炭素原子は4つの価電子を持つ。このうちの3つの価電子は、黒鉛結晶の基底面、すなわち、グラフェンを形成するσ電子である。このσ電子は、基底面上で隣り合う3つの炭素原子が持つσ電子と互いに120度の角度をなして共有結合し、六角形の強固な網目構造を2次元的に形成する。残り一つの価電子はπ電子であり、基底面に垂直な方向に伸びるπ軌道上に存在する。このπ電子は、基底面に垂直な上下方向で隣り合う炭素原子が持つπ電子と弱い結合力で結合し、この弱い結合力に基づいて基底面同士が層状に積層される。つまり基底面、すなわちグラフェンは、弱い結合力であるπ軌道の相互作用によって互いに層状に結合されている。このため、黒鉛粒子は、黒鉛結晶からなる基底面で剥がれ易い性質、すなわち、機械的な異方性を持つ。この機械的な異方性は、黒鉛粒子の潤滑性として良く知られている。
こうした黒鉛粒子に電界を印加させると、全てのπ電子に電界によるクーロン力が作用する。π電子に作用するクーロン力が、π電子に作用しているπ軌道の相互作用より大きな力としてπ電子に作用すると、π電子はπ軌道上の拘束から解放される。この結果、全てのπ電子がπ軌道から離れて自由電子となる。これによって、黒鉛結晶の層間結合の担い手である全てのπ電子がπ軌道上にいなくなるため、黒鉛結晶の全ての層間結合は同時に破壊される。すなわち、π電子がクーロン力Fによって黒鉛結晶の層間距離bの距離を動く際に、π電子は仕事W(W=b・F)を行う。この仕事Wが、π電子に作用する1原子当たりのπ軌道の相互作用の大きさである35ミリエレクトロンボルト(エレクトロンボルトは電子が持つエネルギーの大きさを表す単位で、1エレクトロンボルトは1.62×10−19Jに相当する)を超えると、π電子はπ軌道の相互作用の拘束から解放されて自由電子になる。例えば、2枚の平行平板電極の間隙を100μmで離間させ、この電極に10.6キロボルト以上の直流の電位差を印加させると、黒鉛結晶の層間結合が瞬時に破壊される。このように、安価な黒鉛粒子の集まりに電界を印加するという極めて簡単な手段によって、大量のグラフェンが安価に製造できる。また、全ての黒鉛結晶の層間結合が同時に破壊するため、得られる微細な物質は、確実に黒鉛結晶の基底面であるグラフェンである。
なお、ここで言う黒鉛粒子の集まりとは、1gから100g程度の比較的少量の黒鉛粒子の集まりを言う。つまり、鱗片状黒鉛粒子ないしは塊状黒鉛粒子は、嵩密度が0.2−0.5g/cmで、粒子の大きさが1−300ミクロンの分布を持つ微細な粒子である。従って、黒鉛粒子の集まりを2枚の平行平板電極の間隙に引き詰めることは容易で、2枚の平行平板電極に電位差を印加することも容易である。2枚の平行平板電極の間隙に電位差を印加すると、黒鉛粒子が引きつめられた全ての領域に電界が発生する。この電界が、π軌道の相互作用より大きなクーロン力としてπ電子に作用し、π電子はπ軌道上の拘束から解放され、自由電子になる。この結果、黒鉛粒子における黒鉛結晶の層間結合の全てが同時に破壊され、2枚の平行平板電極の間隙に、大量のグラフェンが製造される。
ここで、懸濁体中に分散されるグラフェンの数を算術で求める。全ての黒鉛粒子が、直径が25ミクロンの球から構成されると仮定し、黒鉛の真密度が2.25×10kg/mであるから、黒鉛粒子の1個の重さは僅かに1.84×10−8gになる。また、黒鉛粒子の厚みの平均値が10ミクロンと仮定すると、層間距離が3.354オングストロームであるので、10ミクロンの厚みを持つ鱗片状黒鉛粒子には297,265個のグラフェンが積層されている。従って、黒鉛結晶の層間結合を全て破壊すると、僅か1個の球状の黒鉛粒子から297,265個のグラフェンが得られる。従って、球状の黒鉛粒子の僅か1gについて、全ての黒鉛結晶の層間結合を破壊すると、1.62×1013個からなるグラフェンが得られる。従って、本製造方法によって製造した懸濁体は、僅かな量の黒鉛粒子の集まりから、莫大な数からなるグラフェンの集まりの1個1個がアルコール分散液に分散された懸濁体になる。
In other words, the manufacturing method for manufacturing this graphene aggregate consists of the following eight simple treatments, and when the eight treatments are carried out in succession, a metal that precipitates any metal of silver, copper, gold, or aluminum. An aggregate of graphene in which the flat surfaces of graphene are overlapped with each other is formed on the bottom surface of the container as the shape of the bottom surface at low cost through the alcohol dispersion of the compound.
First, powders and granules of a metal compound that thermally decomposes any of silver, copper, gold, or aluminum are dispersed in alcohol to prepare an alcohol dispersion, and the alcohol dispersion is placed in a container. Fill. As a result, the metal compound is dispersed in the alcohol in a molecular state, and the powder or granular material of the metal compound is liquid-phased. This alcohol dispersion is a low-viscosity liquid having the viscosity of alcohol. The metal is excellent in both thermal conductivity and electrical conductivity in the order of silver, copper, gold, and aluminum. Further, a metal compound that precipitates any metal of silver, copper, gold, or aluminum by thermal decomposition is a general-purpose industrial chemical.
Secondly, on the surface of one of the two parallel plate electrodes, a collection of scaly graphite particles or a collection of massive graphite particles is flatly packed so as not to have a gap, and the parallel plate electrode is used. Is immersed in the alcohol dispersion in the container. The graphite particles composed of scaly graphite particles or lump graphite particles are graphite particles obtained by crushing a mass of natural graphite crystals to select graphite crystals, and are composed of only a single crystal of graphite and have a high graphite crystallization rate. It is the cheapest carbon material that is 100% advanced.
Third, the other parallel plate electrode of the two parallel plate electrodes is superposed on the one parallel plate electrode described above, and a collection of scaly graphite particles or massive graphite particles is formed in the alcohol dispersion. The two parallel plate electrodes are separated from each other. The size of the gap between the two parallel plate electrodes is the value obtained by dividing the size of the DC potential difference applied to the gap between the two parallel plate electrodes in the next process by the size of the electrode gap. When an electric field is applied to a collection of scaly graphite particles or lump graphite particles existing in the electrode gap, the magnitude of the electric field required to simultaneously break the interlayer bonds of all graphite crystals of the graphite particles is set. In addition, the gap between the two parallel plate electrodes and the potential difference to be applied are obtained in advance. Therefore, based on the size of the gap between the two parallel plate electrodes obtained in advance, a collection of scaly graphite particles or a collection of massive graphite particles is narrowed to the gap between the two parallel plate electrodes. In addition, in order to produce a larger collection of graphene, a collection of scaly graphite particles or lump graphite particles that are narrowed so as not to have a gap between the two parallel plate electrodes is compressed and destroyed in advance. There is no problem in pulling a collection of more scaly graphite particles or lump graphite particles into the electrode gap. This is because, after that, the interlayer bonds of all the graphite crystals in the graphite particles are simultaneously broken by the electric field, so that there is no problem even if the interlayer bonds of the graphite particles are broken in advance.
Fourth, a DC potential difference of a magnitude required to simultaneously break all the interlayer bonds of the graphite particles is applied to the gap between the two parallel plate electrodes. As a result, an electric field corresponding to the magnitude of the applied potential difference divided by the size of the gap between the two parallel plate electrodes is a scaly graphite particle or a lump graphite particle existing in the gap between the two parallel plate electrodes. By applying the electric field, the interlayer bonds of all the graphite crystals forming the scaly graphite particles or the massive graphite particles are simultaneously destroyed, and a graphene aggregate is produced in the gap between the two parallel plate electrodes. To. The phenomenon in which the interlayer bonds of graphite crystals forming graphite particles are simultaneously destroyed by the application of an electric field will be described below. When a potential difference is applied between the two parallel plate electrodes immersed in alcohol, which is an insulator, an electric field is generated in the gap between the two parallel plate electrodes. That is, methanol is an insulator having a dielectric constant of 33, and ethanol is an insulator having a dielectric constant of 24. The electric conductivity of ethanol is 1.35 × 10-7 S / m, and the electric conductivity of the scaly graphite particles is 43.9 S / m. Thus, ethanol, compared to the scaly graphite particles is a conductor, the electric conductivity is 3.3 × 10 8 times lower insulator.
Fifth, the gap between the two parallel plate electrodes is expanded, the two parallel plate electrodes are tilted in the alcohol dispersion, and vibrations in three directions of left and right, front and back, and up and down are repeatedly applied to the container. .. As a result, the graphene aggregate moves from the gap between the two parallel plate electrodes into the alcohol dispersion. Since graphene is extremely lightweight, the vibration acceleration applied to the container is about 0.2 G.
Sixth, take out two parallel plate electrodes from the container. As a result, only the suspension in which the graphene aggregate is dispersed in the alcohol dispersion of the metal compound is present in the container.
Seventh, the homogenizer device is operated in the alcohol dispersion in the container. That is, graphene is the thinnest material with a thickness of 0.332 nm and the widest surface area with a surface area of 3000 m 2 / g per unit mass, so the aspect ratio is the ratio of the surface area to the thickness. Has an extremely large flat surface. Further, the graphite particles produced by crushing a mass of natural graphite crystals and selecting fine graphite crystals have a certain shape, and the shapes of the individual graphite particles are not the same. For this reason, graphene produced by breaking the interlayer bond of graphite particles does not have the same shape of each graphene. Therefore, when a collection of graphene is deposited in the narrow gap between the two parallel plate electrodes, the graphenes are easily overlapped with each other, and there are graphenes having three or more layers overlapping with each other. The way they overlap is not uniform. Furthermore, since the thickness of graphene is extremely small, it is difficult to distinguish whether or not the flat surfaces overlap each other. Further, when a graphene junction is manufactured using graphene in which flat surfaces overlap each other, the graphene junction is separated at the junction surface in which the flat surfaces overlap. Therefore, in producing the graphene conjugate, it is necessary to separate the aggregate of graphene into individual graphenes in the alcohol dispersion in advance. On the other hand, when the homogenizer device is operated in the alcohol dispersion, the impact is repeatedly applied to the entire graphene aggregate via the alcohol dispersion. At this time, when an impact is applied to a group of graphene in which the flat surfaces are overlapped in multiple layers, a large amount of impact is applied to the graphene on the surface layer, the graphene on the surface layer moves from the group of graphene on which they are overlapped, and the overlapping of the flat surfaces is sequentially performed. It will be resolved. Therefore, by applying an impact for a certain period of time, the graphene aggregates are separated into individual graphenes in the alcohol dispersion, and a suspension in which the separated graphene aggregates are dispersed in the alcohol dispersion is produced. Will be done. In addition, when an ultrasonic homogenizer device is used, the generation and disappearance of bubbles consisting of an enormous number of ultrafine particles, which are one order of magnitude smaller than the flat surface of graphene, are generated in the vibration cycle based on the vibration frequency of ultrasonic waves. , It is continuously repeated in the alcohol dispersion (this phenomenon is called cavitation), and the shock wave generated when the bubbles burst is repeatedly added to the entire collection of graphenes. As a result, the graphene aggregate is separated into individual graphenes in an alcohol dispersion in a short time.
Eighth, vibrations in three directions of left-right, front-back, and up-down are repeatedly applied to the container. At this time, since the flat surfaces of all graphene are in contact with the alcohol dispersion by the seventh treatment, when vibration is applied to the alcohol dispersion, all graphene moves in the low-viscosity alcohol dispersion. That is, since each graphene in contact with the low-viscosity alcohol dispersion has an extremely large aspect ratio, it repeatedly moves in the liquid with the flat surface facing up. As a result, graphene with the flat surface facing up diffuses throughout the bottom surface of the container, and graphene with a small flat surface enters the gap between the graphene flat surfaces, and all graphene passes through the alcohol dispersion. The array of overlapping flat planes advances in the liquid. Finally, when vibration in the vertical direction is applied to stop the vibration to the container, a collection of graphene in which the flat surfaces are overlapped with each other via the alcohol dispersion is formed as the shape of the bottom surface of the entire bottom surface of the container. Therefore, the thickness of the graphene cluster in which the flat surfaces overlap is determined by the bottom area of the container and the amount of graphene produced. Therefore, the smaller the amount of graphene used, the thinner the thickness of the overlapping graphene clusters. In addition, the larger the bottom area of the container, the larger the area of the overlapping graphene clusters. Further, the shape of the overlapping graphene clusters is the shape of the bottom surface of the container. Therefore, a collection of graphene in which flat planes having an arbitrary thickness, an arbitrary area, and an arbitrary shape are overlapped with each other is formed on the bottom surface of the container as the shape of the bottom surface. Graphene is extremely lightweight, and the vibration acceleration applied to the container is about 0.2 G.
As a result, the problems 1-4 described in paragraph 7 were solved.
The scaly graphite particles or the massive graphite particles are the cheapest carbon materials. Further, the metal compound and alcohol that precipitate any metal of silver, copper, gold, or aluminum by thermal decomposition are general-purpose industrial chemicals. Further, all of the above eight processes are extremely simple processes. Therefore, the flat surfaces of graphene overlap each other via an alcohol dispersion of a metal compound that precipitates a metal of silver, copper, gold, or aluminum by thermal decomposition using an inexpensive material and at an inexpensive processing cost. The aggregate of graphene can be produced as a bottom surface shape on the bottom surface of the container.
Here, the phenomenon that the interlayer bond of the graphite crystals forming the graphite particles narrowed in the gap between the two parallel plate electrodes is simultaneously destroyed by the electric field applied to the gap between the two parallel plate electrodes will be described. To do.
The carbon atom forming the graphite crystal in the graphite particles has four valence electrons. Three of these valence electrons are the basal plane of the graphite crystal, that is, the σ electrons that form graphene. These σ electrons covalently bond with the σ electrons of three adjacent carbon atoms on the basal plane at an angle of 120 degrees to form a strong hexagonal network structure two-dimensionally. The remaining one valence electron is a π electron, which exists in a π orbit extending in a direction perpendicular to the basal plane. These π electrons are bonded to the π electrons of carbon atoms adjacent to each other in the vertical direction perpendicular to the basal plane with a weak bonding force, and the basal planes are laminated in layers based on this weak bonding force. That is, the basal plane, that is, graphene, is layered to each other by the interaction of π orbitals, which is a weak bonding force. Therefore, the graphite particles have a property of being easily peeled off at the basal plane made of graphite crystals, that is, having mechanical anisotropy. This mechanical anisotropy is well known as the lubricity of graphite particles.
When an electric field is applied to these graphite particles, a Coulomb force due to the electric field acts on all π electrons. When the Coulomb force acting on the π electron acts on the π electron as a force larger than the interaction of the π orbit acting on the π electron, the π electron is released from the constraint on the π orbit. As a result, all π electrons move away from the π orbital and become free electrons. As a result, all the π electrons that are responsible for the interlayer bonding of the graphite crystal are not in the π orbital, so that all the interlayer bonds of the graphite crystal are destroyed at the same time. That is, when the π electron moves a distance of the interlayer distance b of the graphite crystal by the Coulomb force F, the π electron performs work W (W = b · F). This work W is 35 millielectronvolts, which is the magnitude of the interaction of π orbitals per atom acting on π electrons (electron volt is a unit that expresses the magnitude of energy possessed by an electron, and 1 electron volt is 1. Beyond (corresponding to 62 × 10-19 J), the π electron is released from the constraint of the interaction of the π orbit and becomes a free electron. For example, if the gap between the two parallel plate electrodes is separated by 100 μm and a DC potential difference of 10.6 kilovolts or more is applied to the electrodes, the interlayer bond of the graphite crystal is instantly broken. As described above, a large amount of graphene can be inexpensively produced by an extremely simple means of applying an electric field to a collection of inexpensive graphite particles. Further, since the interlayer bonds of all graphite crystals are broken at the same time, the obtained fine substance is surely graphene, which is the basal plane of the graphite crystals.
The group of graphite particles referred to here means a group of relatively small amounts of graphite particles of about 1 g to 100 g. That is, the scaly graphite particles or the massive graphite particles are fine particles having a bulk density of 0.2-0.5 g / cm 3 and a particle size of 1-300 microns. Therefore, it is easy to pull the aggregate of graphite particles into the gap between the two parallel plate electrodes, and it is also easy to apply a potential difference to the two parallel plate electrodes. When a potential difference is applied to the gap between the two parallel plate electrodes, an electric field is generated in all the regions where the graphite particles are attracted. This electric field acts on the π electron as a Coulomb force larger than the interaction of the π orbit, and the π electron is released from the constraint on the π orbit and becomes a free electron. As a result, all the interlayer bonds of the graphite crystals in the graphite particles are simultaneously broken, and a large amount of graphene is produced in the gap between the two parallel plate electrodes.
Here, the number of graphene dispersed in the suspension is calculated by arithmetic. Assuming that all graphite particles are composed of spheres with a diameter of 25 microns, the true density of graphite is 2.25 × 10 3 kg / m 3 , so the weight of one graphite particle is slight. It becomes 1.84 × 10-8 g. Assuming that the average thickness of the graphite particles is 10 microns, the interlayer distance is 3.354 angstroms. Therefore, 297,265 graphenes are laminated on the scaly graphite particles having a thickness of 10 microns. .. Therefore, if all the interlayer bonds of the graphite crystals are broken, 297,265 graphenes can be obtained from only one spherical graphite particle. Therefore, if the interlayer bonds of all graphite crystals are broken for only 1 g of spherical graphite particles, graphene consisting of 1.62 × 10 13 particles can be obtained. Therefore, the suspension produced by this production method changes from a small amount of graphite particles to a suspension in which each of a huge number of graphene particles is dispersed in an alcohol dispersion.

8段落に記載した製造方法で製造したグラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりを用い、該グラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を製造する製造方法は、
8段落に記載したグラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりが底面に形成された容器を、8段落に記載した金属化合物が熱分解する温度に昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記グラフェンの扁平面に前記金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出し、この後、前記金属化合物の微細な結晶が熱分解し、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる粒状の金属微粒子の集まりが、前記グラフェンの扁平面に一斉に析出し、該金属微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合することによって、前記グラフェンの扁平面同士が、前記金属結合した金属微粒子の集まりを介して結合され、該グラフェンの扁平面同士が、前記銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体が、前記容器の底面に該底面の形状からなるグラフェン接合体として製造される、8段落に記載した製造方法で製造したグラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりを用い、該グラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を製造する製造方法である。
Using a group of graphene in which the flat surfaces of graphene produced by the production method described in paragraph 8 are overlapped with each other, the flat surfaces of the graphene are metal fine particles made of any metal of silver, copper, gold, or aluminum. The manufacturing method for manufacturing graphene conjugates bonded by a collection of
The container in which the aggregates of graphenes described in paragraph 8 are overlapped with each other on the flat surfaces of the graphenes is heated to a temperature at which the metal compounds described in paragraph 8 are thermally decomposed, whereby alcohol is first released. After vaporization, a collection of fine crystals of the metal compound is deposited all at once on the flat surface of the graphene, and then the fine crystals of the metal compound are thermally decomposed to be either silver, copper, gold, or aluminum. A collection of granular metal fine particles made of the same metal are deposited all at once on the flat surface of the graphene, and the metal fine particles are metal-bonded at a site where the metal fine particles are in contact with each other, so that the flat surfaces of the graphene are bonded to each other. The container is a graphene bond in which the flat surfaces of the graphene are bonded to each other by a collection of metal fine particles made of any of the silver, copper, gold, or aluminum. Using a group of graphenes produced by the manufacturing method described in paragraph 8 in which the flat surfaces of the graphenes produced as a graphene bond having the shape of the bottom surface are overlapped with each other, the flat surfaces of the graphenes are formed. It is a manufacturing method for producing a graphene bond bonded by a collection of metal fine particles made of any metal of silver, copper, gold, or aluminum.

つまり、容器を金属化合物が熱分解する温度に昇温すると、最初にアルコールが気化し、重なり合ったグラフェンの扁平面同士の間隙に、金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出し、微細な結晶の集まりが極薄い被膜となって、扁平面を覆う。すなわち、金属化合物のアルコール分散液は、金属化合物がアルコールに分子状態で分散されているため、アルコール分散液からアルコールを気化させると、金属化合物の微細な結晶の集まりが、扁平面同士が重なり合った間隙に一斉に析出し、扁平面を覆う。なお、グラフェンの厚みが0.332nmと極めて薄いため、グラフェンの側面には金属化合物の微細な結晶は析出しない。いっぽう、扁平面同士が重なり合ったグラフェンの集まりの2つの平面と側面も、アルコール分散液と接していたため、2つの平面と側面にも、金属化合物の微細な結晶の集まりが析出する。なお、微細な結晶の大きさは、析出する微粒子の大きさに近い。次に、金属化合物が熱分解を始める温度に達すると、金属化合物が無機物ないしは有機物と金属とに分解する。無機物ないしは有機物の密度が金属の密度より小さいため、無機物ないしは有機物が上層に、金属が下層に析出し、上層の無機物ないしは有機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した直後に、40−60nmの大きさの銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる粒状の金属微粒子の集まりが、1個1個のグラフェンの扁平面の全体に、扁平面を覆うように一斉に析出する。この金属微粒子は、不純物を持たず活性状態にあるため、互いに接触する部位で金属結合する。このため、グラフェンの扁平面に析出した金属微粒子の集まりが、互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりがグラフェンの扁平面同士を結合し、厚みが薄い一枚のグラフェン接合体が、容器の底面に底面の形状として形成される。また、グラフェン接合体の2つの平面と側面も、金属結合した金属微粒子の集まりで覆われ、グラフェン接合体の表面全体が、金属結合した金属微粒子の集まりで覆われる。なお、アルコールに分散した金属化合物の量が増えると、析出する金属微粒子が増え、これによって、グラフェンの扁平面に析出する金属微粒子が増え、金属結合した金属微粒子の集まりが積層し、積層した金属微粒子の集まりで、グラフェンの扁平面同士が結合される。また、グラフェン接合体の2つの平面と側面も、金属結合した金属微粒子の集まりが積層するため、グラフェン接合体の表面全体が、積層した金属微粒子の集まりで覆われる。
この結果、7段落に記載した第5と第6との課題が解決され、7段落に記載した全ての課題が解決された。
なお、グラフェン接合体の表面全体が、金属結合した金属微粒子の集まりで覆われるとともに、金属結合した金属微粒子の集まりでグラフェンの扁平同士が結合されるため、金属微粒子の集まりは一定の結合力を持ち、また、グラフェンの扁平面も一定の結合力によってグラフェン接合体を形成する。このため、容器からグラフェン接合体を取り出す際に、容器に前後、左右、上下の3方向の振動を短時間加えると、グラフェン接合体が容器から解離し、グラフェン接合体を容器から取り出すことができる。
以上に説明した製造方法で製造したグラフェン接合体は、次の作用効果をもたらす。
第一に、容器の底面に該底面の形状からなるグラフェン接合体が製造される。従って、厚みがサブミクロンのグラフェン接合体が製造でき、また、容器の底面の形状に応じて、グラフェン接合体の形状と面積とが自在に変えられる。このため、熱伝導性と電気導電性との双方に優れたグラフェン接合体は、面積が小さい電極や接点、細長い配線パターン、面積が広い熱伝導シートに至るまで、任意の大きさと形状と厚みを持つグラフェン接合体として、自在に製造することができる。
第二に、グラフェン接合体は熱伝導性と電気導電性との双方に優れる。すなわち、グラフェンは、前記したように、銀の熱伝導率の4.5倍に相当する熱伝導性と、銅の比抵抗の23倍に過ぎない電気導電性とを兼備する。従って、グラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体は、相対的に熱伝導率が高い、つまり、熱が伝わりやすいグラフェンの扁平面に優先して熱が伝達し、相対的に電気導電率が高い、つまり、電流が流れやすい金属微粒子の集まりに優先して電流が流れる。この結果、グラフェン接合体は、銀より優れた熱伝導性をもち、金属に近い導電性を持つ。なお、アルミニウムの比抵抗は、銅の比抵抗の1.6倍であり、アルミニウムのほうがグラフェンより導電率が高い。
第三に、グラフェン接合体の表面全体が、40−60nmの軟質金属からなる金属微粒子の集まりで覆われ、表面は鏡面研磨より1桁小さい表面粗さを持ち、表面は撥水性、防汚性、潤滑性の性質を持つ。
第四に、グラフェン接合体の2つの平面が金属微粒子の集まりで覆われるため、グラフェン接合体を部品や基材に圧着できる。つまり、熱伝導性と電気導電性との双方に優れた銀、銅、金、アルミニウムからなる金属は、硬度が低い軟質金属であり、グラフェン接合体の一方の平面に圧縮応力を加えると、この平面に形成された金属微粒子の集まりが、部品や基材の表面に塑性変形ないしは弾性変形して食い込み、あるいは圧接し、グラフェン接合体が部品や基材に圧着する。このため、圧着によって、部品や基材にグラフェン接合体が一体化でき、部品や基材に熱伝導性と電気導電性との双方の性質が付与できる。
第五に、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属が腐食するないしは溶解する液体に、グラフェン接合体が接触ないしは浸漬した際に、グラフェン接合体の表面に形成された金属微粒子の腐食ないしは溶解が徐々に進む。しかし、グラフェンの扁平面同士の間隙が、金属微粒子の集まりの厚みに相当するサブミクロン以下であり、液体は自らの表面張力で、扁平面同士の間隙に侵入できない。従って、グラフェン接合体の表面に形成された金属微粒子の腐食ないしは溶解が徐々に進んでも、扁平面同士を結合する金属微粒子は浸食されない。このため、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属が腐食するないしは溶解する液に、グラフェン接合体が接触ないしは浸漬しても、扁平面同士を結合する金属微粒子が侵食されないため、扁平面同士が結合されたグラフェン接合体は液体で侵されない。同様に、部品や基材に圧着したグラフェン接合体は、圧着面における間隙が、金属微粒子の集まりの大きさに相当し、液体は表面張力で圧着面に侵入できず、圧着面も液体で侵されない。なお、グラフェンは、化学的に極めて安定した単結晶材料で、どのような強酸、強アルカリの液体とも反応しない。
第六に、グラフェンの原料が安価な黒鉛粒子であり、熱分解で銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を析出する金属化合物とアルコールとは汎用的な工業用の薬品であり、極めて簡単な処理で、グラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体が製造できるため、安価な材料を用い、安価な費用で、任意の大きさと形状と厚みを持つグラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体が、容器の底面に任意に製造できる。
In other words, when the temperature of the container is raised to the temperature at which the metal compound thermally decomposes, the alcohol first evaporates, and a collection of fine crystals of the metal compound is deposited all at once in the gaps between the flat surfaces of the overlapping graphene, resulting in fine particles. A collection of crystals forms an ultra-thin film that covers the flat surface. That is, in the alcohol dispersion of a metal compound, the metal compound is dispersed in the alcohol in a molecular state. Therefore, when the alcohol is vaporized from the alcohol dispersion, a collection of fine crystals of the metal compound overlaps with each other. It precipitates all at once in the gap and covers the flat surface. Since the thickness of graphene is as thin as 0.332 nm, fine crystals of the metal compound do not precipitate on the side surface of graphene. On the other hand, since the two planes and the side surfaces of the graphene cluster in which the flat planes overlap each other are also in contact with the alcohol dispersion, the fine crystal clusters of the metal compound are deposited on the two planes and the side surfaces. The size of the fine crystals is close to the size of the precipitated fine particles. Next, when the temperature at which the metal compound begins to thermally decompose is reached, the metal compound decomposes into an inorganic substance or an organic substance and a metal. Since the density of the inorganic or organic matter is lower than the density of the metal, the inorganic or organic matter is deposited in the upper layer and the metal is deposited in the lower layer, and the inorganic or organic matter in the upper layer takes away the heat of vaporization and vaporizes, and immediately after the vaporization is completed, 40- A collection of granular metal fine particles made of any metal of silver, copper, gold, or aluminum having a size of 60 nm is deposited all at once on the entire flat surface of each graphene so as to cover the flat surface. To do. Since these metal fine particles have no impurities and are in an active state, they form metal bonds at sites where they come into contact with each other. Therefore, a collection of metal fine particles deposited on the flat surface of graphene is metal-bonded at a site where they come into contact with each other, and the collection of metal-bonded metal fine particles bonds the flat surfaces of graphene to each other, resulting in a thin graphene sheet. The bonded body is formed on the bottom surface of the container in the shape of the bottom surface. Further, the two planes and side surfaces of the graphene junction are also covered with a collection of metal-bonded metal fine particles, and the entire surface of the graphene junction is covered with a collection of metal-bonded metal fine particles. As the amount of the metal compound dispersed in the alcohol increases, the amount of metal fine particles precipitated increases, and as a result, the amount of metal fine particles precipitated on the flat surface of graphene increases, and a collection of metal-bonded metal fine particles is laminated to form a laminated metal. A collection of fine particles binds the flat surfaces of graphene to each other. Further, since the group of metal-bonded metal fine particles is laminated on the two planes and the side surface of the graphene bonded body, the entire surface of the graphene bonded body is covered with the group of laminated metal fine particles.
As a result, the problems of the fifth and sixth paragraphs described in paragraph 7 were solved, and all the problems described in paragraph 7 were solved.
The entire surface of the graphene junction is covered with a collection of metal-bonded metal fine particles, and the flats of graphene are bonded to each other by the collection of metal-bonded metal fine particles. Therefore, the collection of metal fine particles has a certain binding force. It also has a flat surface of graphene that forms a graphene junction with a constant binding force. Therefore, when the graphene joint is taken out from the container, if vibrations in three directions of front-back, left-right, and up-down are applied to the container for a short time, the graphene joint is dissociated from the container and the graphene joint can be taken out from the container. ..
The graphene conjugate produced by the production method described above brings about the following effects.
First, a graphene joint having the shape of the bottom surface is manufactured on the bottom surface of the container. Therefore, a graphene joint having a submicron thickness can be manufactured, and the shape and area of the graphene joint can be freely changed according to the shape of the bottom surface of the container. For this reason, graphene conjugates with excellent both thermal and electrical conductivity can be of any size, shape, and thickness, including electrodes and contacts with small areas, elongated wiring patterns, and heat conductive sheets with large areas. It can be freely manufactured as a graphene joint to have.
Second, graphene conjugates are excellent in both thermal and electrical conductivity. That is, as described above, graphene has both thermal conductivity equivalent to 4.5 times the thermal conductivity of silver and electrical conductivity corresponding to only 23 times the specific resistance of copper. Therefore, a graphene junction in which the flat surfaces of graphene are bonded by a collection of metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum has a relatively high thermal conductivity, that is, heat is generated. Heat is transferred preferentially to the flat surface of graphene, which is easily transmitted, and the electric conductivity is relatively high, that is, the current flows preferentially to the collection of metal fine particles in which the current easily flows. As a result, the graphene conjugate has better thermal conductivity than silver and has conductivity close to that of metal. The specific resistance of aluminum is 1.6 times that of copper, and aluminum has a higher conductivity than graphene.
Third, the entire surface of the graphene joint is covered with a collection of metal fine particles made of soft metal of 40-60 nm, the surface has a surface roughness that is an order of magnitude smaller than that of mirror polishing, and the surface is water repellent and stain resistant. , Has lubricity properties.
Fourth, since the two planes of the graphene joint are covered with a collection of metal fine particles, the graphene joint can be crimped to the component or the base material. In other words, the metal composed of silver, copper, gold, and aluminum, which has excellent both thermal conductivity and electrical conductivity, is a soft metal with low hardness, and when compressive stress is applied to one plane of the graphene joint, this is applied. A collection of metal fine particles formed on a flat surface undergoes plastic deformation or elastic deformation on the surface of a part or a base material and bites into or pressure-bonds, and the graphene joint presses against the part or the base material. Therefore, the graphene joint can be integrated with the component or the base material by crimping, and both the properties of thermal conductivity and electric conductivity can be imparted to the component and the base material.
Fifth, corrosion of metal fine particles formed on the surface of a graphene joint when the graphene joint comes into contact with or is immersed in a liquid that corrodes or dissolves any of silver, copper, gold, or aluminum. Or dissolution progresses gradually. However, the gap between the flat surfaces of graphene is submicron or less, which corresponds to the thickness of a collection of metal fine particles, and the liquid cannot penetrate the gap between the flat surfaces due to its own surface tension. Therefore, even if the metal fine particles formed on the surface of the graphene joint gradually corrode or dissolve, the metal fine particles that bond the flat surfaces are not eroded. Therefore, even if the graphene joint comes into contact with or is immersed in a liquid that corrodes or dissolves any of silver, copper, gold, or aluminum, the metal fine particles that bond the flat surfaces are not eroded, resulting in flatness. Graphene conjugates with face-to-face bonds are not corroded by liquid. Similarly, in a graphene joint crimped to a part or base material, the gap on the crimping surface corresponds to the size of a collection of metal fine particles, the liquid cannot penetrate the crimping surface due to surface tension, and the crimping surface also penetrates with the liquid. Not done. Graphene is a chemically extremely stable single crystal material and does not react with any strong acid or strong alkaline liquid.
Sixth, the raw material of graphene is inexpensive graphite particles, and metal compounds and alcohols that precipitate any metal of silver, copper, gold, or aluminum by thermal decomposition are general-purpose industrial chemicals. Using an inexpensive material, it is possible to produce a graphene conjugate in which the flat surfaces of graphene are bonded together by a collection of metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum with a very simple process. At a low cost, a graphene junction is a container in which the flat surfaces of graphenes of any size, shape and thickness are bonded together by a collection of metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum. Can be manufactured arbitrarily on the bottom of the.

10段落に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、銀、銅、金、及びアルミニウムとは異なる金属の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法は、
10段落に記載した製造方法に従って、グラフェンの扁平面同士が結合されたグラフェン接合体を容器の底面に製造し、該容器に、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属が、熱分解で析出する金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を充填し、該容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記グラフェン接合体を前記アルコール分散液に浸漬させる、この後、該容器を前記金属化合物が熱分解する温度に昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記グラフェン接合体が前記アルコール分散液と接触した部位に、前記金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出し、この後、前記金属化合物の微細な結晶が熱分解し、前記グラフェン接合体が前記アルコール分散液と接触した部位に、前記銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属からなる金属微粒子の集まりが一斉に析出し、該金属微粒子は、前記グラフェン接合体の表面全体に形成されていた銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子と金属結合するとともに、該金属微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりが前記グラフェン接合体の表面全体を覆う、これによって、前記グラフェン接合体の表面に、前記銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属の性質が付与されたグラフェン接合体が、前記容器の底面に、該容器の底面の形状からなるグラフェン接合体として製造される、10段落に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、銀、銅、金、及びアルミニウムとは異なる金属の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法である。
The manufacturing method for producing a graphene joint obtained by imparting metal properties different from silver, copper, gold, and aluminum to the surface of the graphene joint manufactured by the manufacturing method described in paragraph 10.
A graphene bond in which the flat surfaces of graphene are bonded to each other is produced on the bottom surface of the container according to the production method described in paragraph 10, and metals other than silver, copper, gold, and aluminum are deposited on the container by thermal decomposition. The metal compound to be metal compound is filled with an alcohol dispersion liquid dispersed in alcohol, and vibrations in three directions of left and right, front and back, and up and down are repeatedly applied to the container to immerse the graphene bond in the alcohol dispersion liquid. The temperature of the container is raised to a temperature at which the metal compound is thermally decomposed, whereby the alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of the metal compound is formed at a site where the graphene bond is in contact with the alcohol dispersion. It precipitates all at once, after which fine crystals of the metal compound are thermally decomposed, and a metal made of a metal other than silver, copper, gold, and aluminum is formed at a site where the graphene bond is in contact with the alcohol dispersion. A collection of fine particles is precipitated all at once, and the metal fine particles are metal-bonded to the metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum formed on the entire surface of the graphene joint, and the metal fine particles are bonded to the metal fine particles. Metallic bonds are formed at sites where the metal fine particles are in contact with each other, and a collection of the metal-bonded metal fine particles covers the entire surface of the graphene joint, whereby the silver, copper, gold, A graphene bond having the properties of a metal other than aluminum is produced on the bottom surface of the container as a graphene bond having the shape of the bottom surface of the container, and the graphene bond produced by the production method described in paragraph 10. This is a manufacturing method for producing a graphene bond in which the surface of the body is endowed with metal properties different from those of silver, copper, gold, and aluminum.

つまり、10段落に記載した製造方法で、容器の底面にグラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を製造し、さらに、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属が、熱分解で析出する金属化合物のアルコール分散液を、容器に充填する。この後、容器に3方向の振動を繰り返し加えると、グラフェン接合体はアルコール分散液に浸漬する。なお、容器内にグラフェン接合体が存在するため、9段落で記載したグラフェンの扁平面同士を重ね合わせる際に加える振動加速度より大きい、0.4G程度の振動加速度を加える。さらに、容器を金属化合物が熱分解する温度に昇温する。最初にアルコールが気化し、グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位、すなわち、グラフェン接合体の表面全体に、金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出する。つまり、金属化合物のアルコール分散液は、金属化合物がアルコールに分子状態で分散されているため、アルコール分散液からアルコールを気化させると、金属化合物の微細な結晶が一斉に析出する。この後、金属化合物の微細な結晶が熱分解し、グラフェン接合体が前記アルコール分散液と接触した部位、すなわち、グラフェン接合体の表面全体に、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属からなる金属微粒子の集まりが一斉に析出する。この際、金属微粒子は、不純物を持たず活性状態にあるため、グラフェン接合体の表面全体に形成された銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子と金属結合するとともに、該金属微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりが、グラフェン接合体の表面全体に形成される。これによって、グラフェン接合体の表面は、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属の性質を持つ。なお、アルコールに分散した金属化合物の量が増えると、析出する金属微粒子が増え、これによって、グラフェン接合体の表面に析出する金属微粒子が増え、金属結合した金属微粒子の集まりが積層し、積層した金属微粒子の集まりで、グラフェン接合体の表面全体が覆われる。
つまり、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属からなる金属微粒子は、グラフェン接合体のアルコール分散液と接触した部位、すなわち、グラフェン接合体の表面全体に析出する。このため、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属が析出する原料となる金属化合物の僅かな量を用いるだけで、グラフェン接合体の表面全体に、新たな金属微粒子の集まりが形成される。この結果、グラフェン接合体は10段落に説明した熱伝導性と電気導電性との双方に優れた性質とともに、グラフェン接合体の表面は、新たな金属の性質を持つ。つまり、グラフェン接合体の表面に新たな性質が付与される。
なお、グラフェン接合体の表面全体が、金属結合した銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属からなる金属微粒子の集まりで覆われ、また、金属結合した銀、銅、金、及ないしはアルミニウムからなる金属微粒子の集まりでグラフェンの扁平同士が結合されるため、金属微粒子の集まりは一定の結合力を持ち、また、グラフェンの扁平面も一定の結合力によってグラフェン接合体を形成する。このため、11段落に記載したグラフェン接合体と同様に、容器からグラフェン接合体を取り出す際に、容器に前後、左右、上下の3方向の振動を短時間加えると、グラフェン接合体が容器から解離し、グラフェン接合体を容器から取り出すことができる。
ところで、9段落と11段落とに記載した銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属として、例えば、磁性を有する鉄、ニッケルないしはコバルトからなる金属であれば、グラフェン接合体の表面は、強磁性の性質を持つ。これによって、グラフェン接合体の平面が、強磁性及び軟磁性の性質を持つ部品や基材に磁気吸着する。この結果、グラフェン接合体が磁気吸着した部品や基材に、熱伝導性と電気導電性との双方に優れた性質が付与できる。また、磁気吸着面における間隙が、金属微粒子の集まりの大きさに相当する僅かな間隙であり、この間隙に液体は侵入できない。このため、磁気吸着したグラフェン接合体が、腐食性の液体に接触ないしは浸漬しても、磁気吸着面は継時変化しない。
また、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属が、例えば、クロムまたはマンガンからなるいずれかの金属であれば、グラフェン接合体の表面は、耐摩耗性に優れた性質を持つ。つまり、クロムはモース硬度が8.5と高く、また、マンガンはモース硬度が6.0と高いため、グラフェン接合体の表面は耐摩耗性を持つ。従って、グラフェン接合体の平面を、部品や基材の表面に配置し、グラフェン接合体に圧縮応力を加えると、グラフェン接合体の平面の金属微粒子の集まりが硬いため、金属微粒子が部品や基材の表面に食い込み、グラフェン接合体が部品や基材に圧着し、部品や基材に、熱伝導性と電気導電性とともに耐摩耗性が付与される。また、圧着されたグラフェン接合体の圧着面における間隙が、金属微粒子の集まりの大きさに相当する僅かな間隙であるため、この間隙に液体は侵入できない。このため、グラフェン接合体が腐食性の液体に接触ないしは浸漬しても、圧着面は継時変化しない。なお、クロムとマンガンとは、熱伝導性と電気導電性との双方に優れる銀、銅、金、及びアルミニウムより、また、磁性を有する鉄、ニッケル、コバルトより、耐食性に優れる金属であり、グラフェン接合体の表面は耐食性を持つ。
さらに、また、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属が、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムないしはイリジウムからなるいずれかの白金族の金属であれば、グラフェン接合体の表面は、白金族の金属による触媒作用を持つ。つまり、グラフェン接合体の表面に形成された金属微粒子は、微粒子であるがゆえに、体積に対する表面積の比率である比表面積が大きい。さらに、触媒作用を有する金属微粒子が、グラフェン接合体の表面全体に形成されるため、金属微粒子による触媒作用の効率が上がる。また、触媒作用をもたらす金属微粒子の集まりが、単層でグラフェン接合体の表面に形成すれば、白金族の金属が熱分解で析出する高価な金属化合物の使用量が減る。こうした触媒作用の効率が高く、安価な製造費で製造できる金属微粒子が、グラフェン接合体の表面全体に莫大な数として形成される。また、白金族の金属の種類は、触媒作用に応じて自在に変えられる。従って、グラフェン接合体は、触媒作用を有するチップ部品や扁平シートとして利用できる。また、グラフェン接合体の一方の平面に形成された白金族の金属からなる金属微粒子の集まりは、圧着の手段として利用でき、グラフェン接合体を圧着した部品や基材に、熱伝導性と電気導電性とともに、触媒作用を付与することができる。
以上に説明した、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属の事例は、一例であり、前記した3つの事例にとどまらない。
以上に説明したように、10段落に記載した製造方法でグラフェン接合体を製造し、このグラフェン接合体の表面全体に、9段落と11段落とに記載した銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属微粒子を析出させると、表面全体が銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属からなる金属微粒子の集まりで覆われ、グラフェン接合体の表面全体は、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属の性質を持つ。このように、僅かな量の金属微粒子を析出するだけで、グラフェン接合体の表面は、熱伝導性と電気導電性とともに、新たに析出した金属微粒子を構成する金属の種類に応じた性質を持つことになる。
That is, the manufacturing method described in paragraph 10 is used to manufacture a graphene junction in which the flat surfaces of graphene are bonded to the bottom surface of the container by a collection of metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum. Further, the container is filled with an alcohol dispersion of a metal compound in which metals other than silver, copper, gold, and aluminum are precipitated by thermal decomposition. After that, when vibrations in three directions are repeatedly applied to the container, the graphene conjugate is immersed in the alcohol dispersion. Since the graphene joint exists in the container, a vibration acceleration of about 0.4 G, which is larger than the vibration acceleration applied when the flat planes of graphene described in paragraph 9 are overlapped with each other, is applied. Further, the temperature of the container is raised to a temperature at which the metal compound is thermally decomposed. Alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of the metal compound is deposited all at once on the site of the graphene conjugate in contact with the alcohol dispersion, that is, on the entire surface of the graphene conjugate. That is, in the alcohol dispersion of the metal compound, the metal compound is dispersed in the alcohol in a molecular state. Therefore, when the alcohol is vaporized from the alcohol dispersion, fine crystals of the metal compound are precipitated all at once. After that, the fine crystals of the metal compound are thermally decomposed, and the portion where the graphene conjugate comes into contact with the alcohol dispersion, that is, the entire surface of the graphene conjugate is composed of a metal other than silver, copper, gold, and aluminum. A collection of metal fine particles is deposited all at once. At this time, since the metal fine particles have no impurities and are in an active state, they are metal-bonded to the metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum formed on the entire surface of the graphene joint, and are also metal-bonded. The metal fine particles are metal-bonded at a site where the metal fine particles are in contact with each other, and a collection of the metal-bonded metal fine particles is formed on the entire surface of the graphene junction. As a result, the surface of the graphene joint has the properties of metals other than silver, copper, gold, and aluminum. As the amount of the metal compound dispersed in the alcohol increases, the amount of metal fine particles precipitated increases, and as a result, the amount of metal fine particles precipitated on the surface of the graphene junction increases, and a collection of metal-bonded metal fine particles is laminated and laminated. A collection of fine metal particles covers the entire surface of the graphene junction.
That is, the metal fine particles made of metals other than silver, copper, gold, and aluminum are deposited on the portion of the graphene joint that comes into contact with the alcohol dispersion, that is, on the entire surface of the graphene joint. For this reason, new collections of metal fine particles are formed on the entire surface of the graphene junction by using only a small amount of the metal compound as a raw material for depositing metals other than silver, copper, gold, and aluminum. As a result, the graphene junction has excellent properties in both thermal conductivity and electrical conductivity described in paragraph 10, and the surface of the graphene junction has new metallic properties. That is, new properties are imparted to the surface of the graphene conjugate.
The entire surface of the graphene joint is covered with a collection of metal fine particles made of metal other than metal-bonded silver, copper, gold, and aluminum, and is also made of metal-bonded silver, copper, gold, or aluminum. Since the flats of the graphene are bonded to each other by the collection of the metal fine particles, the collection of the metal fine particles has a constant bonding force, and the flat surface of the graphene also forms a graphene bond by the constant bonding force. Therefore, similarly to the graphene joint described in paragraph 11, when the graphene joint is taken out from the container, if vibrations in three directions of front-back, left-right, and up-down are applied to the container for a short time, the graphene joint is dissociated from the container. The graphene conjugate can be removed from the container.
By the way, if the metal other than silver, copper, gold, and aluminum described in paragraphs 9 and 11 is, for example, a metal made of magnetic iron, nickel, or cobalt, the surface of the graphene junction is ferromagnetic. Has the nature of. As a result, the flat surface of the graphene junction is magnetically attracted to parts and substrates having ferromagnetic and soft magnetic properties. As a result, it is possible to impart excellent properties of both thermal conductivity and electrical conductivity to the parts and the base material magnetically attracted by the graphene joint. Further, the gap on the magnetic adsorption surface is a small gap corresponding to the size of a collection of metal fine particles, and no liquid can enter the gap. Therefore, even if the magnetically adsorbed graphene conjugate comes into contact with or is immersed in a corrosive liquid, the magnetically adsorbed surface does not change over time.
Further, if the metal other than silver, copper, gold, and aluminum is any metal made of, for example, chromium or manganese, the surface of the graphene joint has excellent wear resistance. That is, since chromium has a high Mohs hardness of 8.5 and manganese has a high Mohs hardness of 6.0, the surface of the graphene joint has wear resistance. Therefore, when the flat surface of the graphene joint is placed on the surface of the part or base material and compressive stress is applied to the graphene joint, the metal fine particles on the flat surface of the graphene joint are hard to collect, so that the metal fine particles become the part or base material. The graphene joint is crimped to the part or base material, and the part or base material is imparted with abrasion resistance as well as thermal conductivity and electric conductivity. Further, since the gap on the crimping surface of the crimped graphene joint is a small gap corresponding to the size of the aggregate of metal fine particles, the liquid cannot enter the gap. Therefore, even if the graphene joint comes into contact with or immersed in a corrosive liquid, the pressure-bonded surface does not change over time. Chromium and manganese are metals that are superior in corrosion resistance to silver, copper, gold, and aluminum, which are excellent in both thermal conductivity and electric conductivity, and iron, nickel, and cobalt, which are magnetic, and are graphene. The surface of the bonded body is corrosion resistant.
Furthermore, if the metal other than silver, copper, gold, and aluminum is a platinum group metal consisting of platinum, palladium, rhodium, ruthenium, or iridium, the surface of the graphene conjugate is a platinum group metal. Has a catalytic action by. That is, since the metal fine particles formed on the surface of the graphene bonded body are fine particles, the specific surface area, which is the ratio of the surface area to the volume, is large. Further, since the metal fine particles having a catalytic action are formed on the entire surface of the graphene conjugate, the efficiency of the catalytic action by the metal fine particles is increased. Further, if a collection of metal fine particles having a catalytic action is formed on the surface of the graphene conjugate in a single layer, the amount of an expensive metal compound in which platinum group metals are precipitated by thermal decomposition is reduced. A huge number of metal fine particles, which are highly efficient in catalysis and can be produced at low production cost, are formed on the entire surface of the graphene conjugate. Further, the type of platinum group metal can be freely changed according to the catalytic action. Therefore, the graphene conjugate can be used as a chip component or a flat sheet having a catalytic action. In addition, a collection of metal fine particles made of platinum group metal formed on one plane of the graphene joint can be used as a means of crimping, and the parts and the base material on which the graphene joint is crimped have thermal conductivity and electrical conductivity. Catalytic action can be imparted as well as sex.
The examples of metals other than silver, copper, gold, and aluminum described above are examples, and are not limited to the above three examples.
As described above, the graphene joint is manufactured by the manufacturing method described in paragraph 10, and the silver, copper, gold, and aluminum described in paragraphs 9 and 11 are excluded from the entire surface of the graphene joint. When metal fine particles are deposited, the entire surface is covered with a collection of metal fine particles consisting of metals other than silver, copper, gold, and aluminum, and the entire surface of the graphene junction is made of metal other than silver, copper, gold, and aluminum. Has the nature of. In this way, the surface of the graphene junction has thermal conductivity and electrical conductivity as well as properties according to the type of metal constituting the newly precipitated metal fine particles by only depositing a small amount of metal fine particles. It will be.

8段落に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法は、8段落に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物からなる金属錯体を用い、8段落に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法に従って、グラフェンの集まりを製造する製造方法であり、
ないしは、
10段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、10段落に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物からなる金属錯体を用い、10段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、グラフェン接合体を製造する製造方法であり、
ないしは、
12段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、12段落に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物からなる金属錯体を用い、12段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、グラフェン接合体を製造する製造方法である。
In the production method for producing a graphene aggregate described in paragraph 8, a ligand composed of an inorganic ion or a molecule is coordinate-bonded to the metal ion as a metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition described in paragraph 8. It is a production method for producing a graphene aggregate according to the production method for producing a graphene aggregate described in paragraph 8 using a metal complex composed of an inorganic metal compound having a metal complex ion.
Or
In the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 10, as a metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition described in paragraph 10, a ligand composed of an inorganic ion or a molecule is coordinate-bonded to the metal ion. It is a production method for producing a graphene conjugate according to the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 10, using a metal complex composed of an inorganic metal compound having a metal complex ion.
Or
In the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 12, as a metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition described in paragraph 12, a ligand composed of an inorganic ion or a molecule is coordinate-bonded to the metal ion. This is a production method for producing a graphene conjugate according to the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 12, using a metal complex composed of an inorganic metal compound having a metal complex ion.

つまり、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物からなる金属錯体を、還元雰囲気で熱処理すると、180−220℃で金属が析出する。すなわち、無機金属化合物からなる金属錯体は、還元雰囲気で熱処理すると、無機物と金属とに分解され、無機物が気化熱を奪って気化し、180−220℃で無機物の気化が完了し、金属が析出して熱分解反応を終える。
つまり、金属錯体を構成するイオンの中で、分子の中央に位置する金属イオンが最も大きく、金属イオンと配位子との距離が最も長い。この金属錯体を還元雰囲気で熱処理すると、金属イオンが配位子と結合する配位結合部が最初に分断され、金属と無機物とに分解する。さらに温度が上がると、無機物が気化熱を奪って気化し、無機物の気化が完了すると金属が析出する。こうした無機金属化合物からなる金属錯体は、分子量が小さいため、無機物の気化が180−220℃で完了し、金属が析出する温度は、金属化合物の熱分解で金属が析出する温度の中で最も低い。
また、無機物からなる分子ないしはイオンが配位子になって、金属イオンに配位結合する金属錯イオンは、他の金属錯イオンに比べて合成が容易である。このような金属錯イオンとして、アンモニアNHが配位子となって金属イオンに配位結合するアンミン金属錯イオン、水HOが配位子となって金属イオンに配位結合するアクア金属錯イオン、水酸基OHが配位子となって金属イオンに配位結合するヒドロキソ金属錯イオン、塩素イオンClが、ないしは塩素イオンClとアンモニアNHとが配位子となって金属イオンに配位結合するクロロ金属錯イオンなどがある。こうした配位子は、いずれも分子量が小さい。さらに、このような金属錯イオンを有する塩化物、硫酸塩、硝酸塩などの無機塩からなる金属錯体は、無機塩の分子量が小さい。このため、180−220℃の温度範囲で無機物の気化が完了し金属を析出する。この金属が析出する温度は、金属化合物の熱分解で金属を析出する温度の中で最も低い。
従って、8段落に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法は、熱分解で金属を析出する金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属イオンに配位結合した無機金属化合物からなる金属錯体を用い、8段落に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法に従って、前記グラフェンの集まりを製造すると、無機金属化合物からなる金属錯体のアルコール分散液を介して、グラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりが製造される。
ないしは、10段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、熱分解で金属を析出する金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属イオンに配位結合した無機金属化合物からなる金属錯体を用い、10段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、前記グラフェン接合体を製造すると、還元雰囲気の180−220℃の熱処理で、容器の底面にグラフェン接合体が製造される。
ないしは、12段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、熱分解で金属を析出する金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属からなる金属イオンに配位結合した無機金属化合物からなる金属錯体を用い、12段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、グラフェン接合体を製造すると、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属の性質が表面に付与されるグラフェン接合体が、還元雰囲気の180−220℃の熱処理で容器の底面に製造される。
That is, when a metal complex composed of an inorganic metal compound having a metal complex ion in which a ligand composed of an inorganic ion or a molecule is coordinated to a metal ion is heat-treated in a reducing atmosphere, a metal is precipitated at 180-220 ° C. .. That is, when the metal complex composed of the inorganic metal compound is heat-treated in a reducing atmosphere, it is decomposed into an inorganic substance and a metal, the inorganic substance takes away heat of vaporization and vaporizes, and the vaporization of the inorganic substance is completed at 180-220 ° C., and the metal precipitates. And finish the thermal decomposition reaction.
That is, among the ions constituting the metal complex, the metal ion located in the center of the molecule is the largest, and the distance between the metal ion and the ligand is the longest. When this metal complex is heat-treated in a reducing atmosphere, the coordination bond portion where the metal ion binds to the ligand is first separated and decomposed into a metal and an inorganic substance. When the temperature rises further, the inorganic substance takes away the heat of vaporization and vaporizes, and when the vaporization of the inorganic substance is completed, the metal precipitates. Since the metal complex composed of such an inorganic metal compound has a small molecular weight, the vaporization of the inorganic substance is completed at 180-220 ° C., and the temperature at which the metal is precipitated is the lowest among the temperatures at which the metal is precipitated by the thermal decomposition of the metal compound. ..
Further, a metal complex ion in which a molecule or an ion composed of an inorganic substance serves as a ligand and is coordinate-bonded to the metal ion is easier to synthesize than other metal complex ions. As such metal complex ions, ammonia NH 3 serves as a ligand to coordinate bond to metal ions, and water H 2 O serves as a ligand to coordinate bond to metal ions. Hydroxometal complex ion, chlorine ion Cl −, which is coordinated to metal ion with complex ion, hydroxyl group OH as a ligand, or chlorine ion Cl and ammonia NH 3 serve as ligand for metal ion. There are chlorometal complex ions that are coordinated to. All of these ligands have a small molecular weight. Further, a metal complex composed of an inorganic salt such as a chloride, a sulfate or a nitrate having such a metal complex ion has a small molecular weight of the inorganic salt. Therefore, the vaporization of the inorganic substance is completed in the temperature range of 180-220 ° C., and the metal is precipitated. The temperature at which this metal precipitates is the lowest among the temperatures at which the metal is precipitated by the thermal decomposition of the metal compound.
Therefore, in the production method for producing a graphene aggregate described in paragraph 8, the ligand consisting of inorganic ions or molecules is any of silver, copper, gold, or aluminum as a metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition. When the graphene aggregate is produced according to the production method for producing a graphene aggregate described in paragraph 8, using a metal complex composed of an inorganic metal compound coordinated to a metal ion composed of the metal, the graphene aggregate is composed of the inorganic metal compound. A collection of graphenes in which the flat surfaces of graphenes are overlapped with each other is produced via an alcohol dispersion of a metal complex.
Or, in the production method for producing a graphene bond described in paragraph 10, the ligand consisting of inorganic ions or molecules is any of silver, copper, gold, or aluminum as a metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition. When the graphene conjugate is produced according to the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 10, using a metal complex composed of an inorganic metal compound coordinated to a metal ion composed of the metal, 180- of a reducing atmosphere is produced. A graphene bond is produced on the bottom surface of the container by heat treatment at 220 ° C.
Or, in the production method for producing a graphene bond described in paragraph 12, the ligand consisting of an inorganic ion or molecule is excluded from silver, copper, gold, and aluminum as a metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition. When a graphene conjugate is produced according to the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 12, using a metal complex composed of an inorganic metal compound coordinated to a metal ion composed of a metal, silver, copper, gold, and aluminum are produced. A graphene bond having metal properties other than the above is produced on the bottom surface of the container by heat treatment at 180-220 ° C. in a reducing atmosphere.

8段落に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法は、8段落に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物を用い、8段落に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法に従って、グラフェンの集まりを製造する製造方法であり、
ないしは、10段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法が、10段落に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物を用い、10段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、グラフェン接合体を製造する製造方法であり、
ないしは、
12段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、12段落に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物を用い、12段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、グラフェン接合体を製造する製造方法である。
In the production method for producing a graphene aggregate described in paragraph 8, the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid is covalently bonded to the metal ion as the metal compound that precipitates the metal by thermal decomposition described in paragraph 8. Manufacture of producing a graphene aggregate according to the production method for producing a graphene aggregate described in paragraph 8 using a carboxylic acid metal compound having both one characteristic and the second characteristic of the carboxylic acid being a saturated fatty acid. Is the way
Alternatively, in the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 10, the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid is covalently bonded to the metal ion as the metal compound that precipitates the metal by thermal decomposition described in paragraph 10. A graphene conjugate is produced according to the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 10, using a carboxylic acid metal compound having both the first characteristic of the carboxylic acid and the second characteristic of the carboxylic acid being a saturated fatty acid. It is a manufacturing method to
Or
In the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 12, as a metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition described in paragraph 12, oxygen ions constituting a carboxyl group of a carboxylic acid are covalently bonded to the metal ions. Manufacture of producing a graphene conjugate according to the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 12 using a carboxylic acid metal compound having one characteristic and the second characteristic of the carboxylic acid being a saturated fatty acid. The method.

つまり、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合する第一の特徴と、カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物は、金属イオンが最も大きいイオンであり、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの距離が、他のイオン同士の距離より長い。こうした分子構造上の特徴を持つカルボン酸金属化合物を、大気雰囲気で熱処理すると、カルボン酸の沸点を超えると、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの結合部が最初に分断され、カルボン酸と金属とに分離する。カルボン酸が飽和脂肪酸から構成される場合は、炭素原子が水素原子に対して過剰となる不飽和構造を持たないため、カルボン酸を構成する炭化水素の構造と、カルボン酸の分子量と数とに応じて、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、気化が完了すると金属が析出する。
こうしたカルボン酸金属化合物として、オクチル酸金属化合物、ラウリン酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物などがある。なお、オクチル酸は、炭化水素が分岐構造であるため鎖の長さが短く、沸点が228℃と低い。また、炭化水素が直鎖構造であるカルボン酸は、カルボン酸の分子量が小さいほど、すなわち、直鎖の鎖が短いほど沸点が低く、ラウリン酸の沸点は296℃であり、ステアリン酸の沸点は361℃である。従って、これらのカルボン酸金属化合物は、前記した沸点に応じて、大気雰囲気の290−430℃の温度で熱分解が完了する。
なお、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物は、飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物に比べて、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、熱分解によって金属酸化物、例えば、オレイン酸銅の場合は、酸化第一銅CuOと酸化第二銅CuOとが同時に析出し、酸化第一銅CuOと酸化第二銅CuOとを銅に還元する処理を要する。特に、酸化第一銅CuOは、大気雰囲気より酸素がリッチな雰囲気で一度酸化第二銅CuOに酸化させ、さらに、還元雰囲気で銅に還元させるため、処理費用がかさむ。
さらに、カルボン酸金属化合物は、容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、最も汎用的な有機酸であるカルボン酸を、強アルカリと反応させるとカルボン酸アルカリ金属化合物が生成され、カルボン酸アルカリ金属化合物を無機金属化合物と反応させると、様々な金属からなるカルボン酸金属化合物が合成される。従って、有機金属化合物の中で最も安価な有機金属化合物である。このため、15段落で説明した無機金属化合物からなる金属錯体より熱処理温度が高いが、金属錯体より安価な金属化合物である。
従って、8段落に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法は、熱分解で金属を析出する金属化合物として、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなるカルボン酸金属化合物を用い、8段落に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法に従って、前記グラフェンの集まりを製造すると、カルボン酸金属化合物のアルコール分散液を介して、グラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりが製造される。
ないしは、10段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、熱分解で金属を析出する金属化合物として、銀、銅、金ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなるカルボン酸金属化合物を用い、10段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、前記グラフェン接合体を製造すると、大気雰囲気の290−430℃の熱処理で容器の底面に前記グラフェン接合体が製造される。
ないしは、12段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、熱分解で金属を析出する金属化合物として、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属からなるカルボン酸金属化合物を用い、12段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、前記グラフェン接合体を製造すると、大気雰囲気の290−430℃の熱処理で、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属の性質が表面に付与されるグラフェン接合体が、容器の底面に製造される。
That is, the metal ion is the most common carboxylic acid metal compound having both the first characteristic that the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid is covalently bonded to the metal ion and the second characteristic that the carboxylic acid is composed of a saturated fatty acid. It is a large ion, and the distance between the oxygen ion constituting the carboxyl group and the metal ion is longer than the distance between other ions. When a metal carboxylic acid compound having such molecular structural characteristics is heat-treated in an air atmosphere, when the boiling point of the carboxylic acid is exceeded, the bond portion between the oxygen ion and the metal ion constituting the carboxyl group is first separated, and the carboxylic acid. And metal. When a carboxylic acid is composed of a saturated fatty acid, it does not have an unsaturated structure in which carbon atoms are excessive with respect to hydrogen atoms. Therefore, the structure of the hydrocarbon constituting the carboxylic acid and the molecular weight and number of the carboxylic acid Correspondingly, the carboxylic acid takes away the heat of vaporization and vaporizes, and when the vaporization is completed, the metal precipitates.
Examples of such metal carboxylate compounds include metal octylate compounds, metal laurate compounds, and metal stearate compounds. Since the hydrocarbon has a branched structure, the octyl acid has a short chain length and a low boiling point of 228 ° C. Further, the boiling point of carboxylic acid having a linear structure of hydrocarbon is lower as the molecular weight of carboxylic acid is smaller, that is, the shorter the linear chain is, the boiling point of lauric acid is 296 ° C, and the boiling point of stearic acid is. It is 361 ° C. Therefore, these metal carboxylate compounds are thermally decomposed at a temperature of 290-430 ° C. in the atmospheric atmosphere according to the boiling point described above.
The metal carboxylate compound composed of unsaturated fatty acids has an excess of carbon atoms with respect to hydrogen atoms as compared with the metal carboxylate compound composed of saturated fatty acids. Therefore, metal oxides such as copper oleate are thermally decomposed. In the case of, the cuprous oxide Cu 2 O and the cupric oxide Cu O are precipitated at the same time, and a treatment for reducing the cuprous oxide Cu 2 O and the cupric oxide CuO to copper is required. In particular, cuprous oxide Cu 2 O is once oxidized to cupric oxide Cu O in an atmosphere richer in oxygen than in the air atmosphere, and further reduced to copper in a reducing atmosphere, which increases the processing cost.
Further, the metal carboxylate compound is an inexpensive industrial chemical that can be easily synthesized. That is, when a carboxylic acid, which is the most general-purpose organic acid, is reacted with a strong alkali, a carboxylic acid alkali metal compound is produced, and when a carboxylic acid alkali metal compound is reacted with an inorganic metal compound, a carboxylic acid composed of various metals is produced. Metal compounds are synthesized. Therefore, it is the cheapest organometallic compound among the organometallic compounds. Therefore, the heat treatment temperature is higher than that of the metal complex composed of the inorganic metal compound described in paragraph 15, but the metal compound is cheaper than the metal complex.
Therefore, the production method for producing the graphene aggregate described in paragraph 8 uses a metal carboxylate compound composed of any metal of silver, copper, gold, or aluminum as the metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition. When the graphene aggregate is produced according to the production method for producing the graphene aggregate described in paragraph 8, the graphene aggregate in which the flat surfaces of the graphene are overlapped with each other is produced via the alcohol dispersion of the metal carboxylate compound. To.
Or, in the production method for producing the graphene conjugate described in paragraph 10, a metal carboxylate compound composed of any metal of silver, copper, gold or aluminum is used as the metal compound for precipitating a metal by thermal decomposition. When the graphene junction is produced according to the production method for producing a graphene conjugate described in the paragraph, the graphene conjugate is produced on the bottom surface of the container by heat treatment at 290-430 ° C. in an air atmosphere.
Alternatively, the manufacturing method for producing the graphene conjugate described in paragraph 12 uses a metal carboxylate compound composed of a metal other than silver, copper, gold, and aluminum as the metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition, paragraph 12. When the graphene junction is produced according to the production method for producing a graphene conjugate described in the above, the surface is imparted with the properties of metals other than silver, copper, gold, and aluminum by heat treatment at 290-430 ° C. in an air atmosphere. A graphene conjugate is manufactured on the bottom of the container.

10段落に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、合金の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法は、
10段落に記載した製造方法に従って、容器の底面にグラフェン接合体を製造し、該容器に、熱分解で複数の金属が同時に析出する複数種類の金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を充填し、該容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記グラフェン接合体を前記アルコール分散液に浸漬させる、この後、該容器を前記複数種類の金属化合物が同時に熱分解する温度に昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位に、前記複数種類の金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出し、この後、前記複数種類の金属化合物の微細な結晶が同時に熱分解し、前記グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位に、前記複数種類の金属化合物を構成する複数の金属が同時に一斉に析出し、該複数の金属からなる合金の微粒子が、前記グラフェン接合体の表面全体に形成された銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子と金属結合するとともに、該合金微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した合金微粒子の集まりが、前記グラフェン接合体の表面全体に形成される、これによって、前記グラフェン接合体の表面に合金の性質が付与されたグラフェン接合体が、前記容器の底面に、該容器の底面の形状からなるグラフェン接合体として製造される、10段落に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、合金の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法である。
The production method for producing a graphene joint in which the properties of an alloy are imparted to the surface of the graphene joint produced by the production method described in paragraph 10 is described.
A graphene alloy is produced on the bottom surface of the container according to the production method described in paragraph 10, and the container is filled with an alcohol dispersion in which a plurality of types of metal compounds in which a plurality of metals are simultaneously precipitated by thermal decomposition are dispersed in alcohol. Then, vibrations in three directions of left-right, front-back, and up-down are repeatedly applied to the container to immerse the graphene alloy in the alcohol dispersion, and then the temperature at which the plurality of types of metal compounds are simultaneously thermally decomposed in the container. As a result, the alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of the plurality of types of metal compounds is simultaneously precipitated at the site of contact with the alcohol dispersion of the graphene alloy, and then , Fine crystals of the plurality of types of metal compounds are thermally decomposed at the same time, and a plurality of metals constituting the plurality of types of metal compounds are simultaneously precipitated at the site of contact with the alcohol dispersion liquid of the graphene conjugate. The fine particles of the alloy made of the plurality of metals are metal-bonded to the fine metal particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum formed on the entire surface of the graphene joint, and the fine particles of the alloy are bonded to each other. Are metal-bonded at the sites where they come into contact with each other, and a collection of the metal-bonded alloy fine particles is formed on the entire surface of the graphene joint, whereby the surface of the graphene joint is endowed with alloy properties. The properties of the alloy are imparted to the surface of the graphene bond produced by the production method described in paragraph 10, wherein the bond is produced on the bottom surface of the container as a graphene bond having the shape of the bottom surface of the container. This is a manufacturing method for manufacturing a graphene alloy.

つまり、10段落に記載した製造方法で、容器の底面にグラフェン接合体を、該底面の形状として形成する。さらに、熱分解で複数の金属が同時に析出する複数種類の金属化合物をアルコールに分散し、このアルコール分散液を、前記容器に充填する。これによって、複数種類の金属化合物は、アルコールに分散することで液相化される。この後、容器に3方向の振動を繰り返し加えると、容器の底面にあるグラフェン接合体は、複数種類の金属化合物のアルコール分散液に浸漬し、グラフェン接合体の表面がアルコール分散液と接触する。なお、13段落で説明したように、容器内にグラフェン接合体が存在するため、0.4G程度の振動加速度を加える。さらに、容器を複数種類の金属化合物が同時に熱分解する温度に昇温する。最初にアルコールが気化し、グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位に、複数種類の金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出する。つまり、複数種類の金属化合物のアルコール分散液には、複数種類の金属化合物がアルコールに分子状態で分散されているため、アルコール分散液からアルコールを気化させると、複数種類の金属化合物の微細な結晶が一斉に析出する。この後、複数種類の金属化合物の微細な結晶が同時に熱分解し、複数種類の金属化合物を構成する複数の金属が同時に一斉に析出し、グラフェン接合体が前記アルコール分散液と接触した部位、すなわち、グラフェン接合体の表面全体に、複数の金属からなる合金微粒子の集まりが析出する。この際、該合金微粒子は不純物を持たず活性状態にあるため、グラフェン接合体の表面全体に形成された銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子と金属結合するとともに、該合金微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した合金微粒子の集まりが、グラフェン接合体の表面全体に形成される。これによって、グラフェン接合体の表面は合金の性質を持つ。なお、アルコールに分散した複数種類の金属化合物の量が増えると、析出する合金微粒子が増え、これによって、グラフェン接合体の表面に析出する合金微粒子が増え、金属結合した合金微粒子の集まりが積層し、積層した合金微粒子の集まりで、グラフェン接合体の表面全体が覆われる。つまり、析出する複数の金属は、不純物を持たず活性状態にあるため、複数種類の金属化合物の各々のモル数の比率からなる組成で構成される合金の微粒子が、グラフェン接合体の表面全体に形成され、グラフェン接合体の表面は合金の性質を持つ。
なお、グラフェン接合体の表面全体が、金属結合した合金微粒子の集まりで覆われ、また、金属結合した銀、銅、金、及ないしはアルミニウムからなる金属微粒子の集まりでグラフェンの扁平同士が結合されるため、合金微粒子の集まりは一定の結合力を持ち、また、グラフェンの扁平面も一定の結合力によってグラフェン接合体を形成する。このため、11段落に記載したグラフェン接合体と同様に、容器からグラフェン接合体を取り出す際に、容器に前後、左右、上下の3方向の振動を短時間加えると、グラフェン接合体が容器から解離し、グラフェン接合体を容器から取り出すことができる。
つまり、10段落に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体が、複数種類の金属化合物のアルコール分散液と接触した部位、すなわち、グラフェン接合体の表面全体に、熱分解で同時に析出した複数の金属からなる合金の微粒子の集まりが析出する。このため、複数の金属が同時に析出する原料となる複数種類の金属化合物の僅かな量を用いるだけで、グラフェン接合体の表面全体に合金微粒子の集まりが形成される。この結果、グラフェン接合体は10段落に説明した熱伝導性と電気導電性との双方に優れた性質とともに、グラフェン接合体の表面全体は、合金の性質を持つ。
例えば、合金が、鉄−ニッケル合金である場合は、合金の組成割合によって、グラフェン接合体の表面は様々な性質を持つ。例えば、鉄とニッケルが1対1の組成割合からなる合金は、パーマロイと呼ばれる極めて大きな透磁率を有する軟磁性材料である。また、ニッケルが42%の組成割合からなる合金は、42アロイと呼ばれる低膨張率の合金で、ICリードフレームなどに用いられている。さらに、ニッケルが36%の組成割合からなる合金は、インバーと呼ばれる高強度の低膨張率の合金である。従って、鉄−ニッケル合金の組成割合に応じて、鉄化合物とニッケル化合物とのモル数の比率を設定し、この比率からなる同時に熱分解する2種類の金属化合物を用い、鉄−ニッケルの合金微粒子の表層に形成すると、グラフェン接合体の表面は、鉄−ニッケルの合金の性質を持つ。
また、合金が、スズ−ニッケル合金である場合は、合金の組成割合によって、グラフェン接合体の表面は様々な性質を持つ。例えば、スズとニッケルとが4対3の組成割合からなる合金は、はんだ付け性がよいはんだ材料になる。このため、グラフェン接合体の表面は、はんだ付け性に優れた性質を持つ。あるいは、スズ−ニッケル合金の組成割合に応じて、耐食性、耐変色性、耐熱性などに優れた材料となる。これによって、グラフェン接合体の表面は、スズとニッケルとの組成割合に応じたスズ−ニッケル合金の性質を持つ。
さらに、合金が白金族の複数の金属からなる合金、ないしは白金族の金属とコバルトとの合金であれば、グラフェン接合体の表面は触媒作用を持つ。このような白金族の金属として、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウムなどの金属が挙げられる。なお、触媒作用を有する合金微粒子は、13段落に説明した触媒作用を有する金属微粒子の作用効果と同様の作用効果をもたらす。
以上に説明した合金の事例は、一例であり、前記した3つの事例にとどまらない。
That is, the graphene joint is formed on the bottom surface of the container as the shape of the bottom surface by the manufacturing method described in paragraph 10. Further, a plurality of types of metal compounds in which a plurality of metals are simultaneously precipitated by thermal decomposition are dispersed in alcohol, and the alcohol dispersion is filled in the container. As a result, the plurality of types of metal compounds are liquid-phased by being dispersed in alcohol. After that, when vibrations in three directions are repeatedly applied to the container, the graphene junction on the bottom surface of the container is immersed in an alcohol dispersion of a plurality of types of metal compounds, and the surface of the graphene junction comes into contact with the alcohol dispersion. As described in paragraph 13, since the graphene junction is present in the container, a vibration acceleration of about 0.4 G is applied. Further, the temperature of the container is raised to a temperature at which a plurality of types of metal compounds are thermally decomposed at the same time. Alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of a plurality of types of metal compounds is deposited all at once on the site of the graphene conjugate in contact with the alcohol dispersion. That is, in the alcohol dispersion of a plurality of types of metal compounds, a plurality of types of metal compounds are dispersed in the alcohol in a molecular state. Therefore, when the alcohol is vaporized from the alcohol dispersion, fine crystals of the plurality of types of metal compounds are formed. Precipitate all at once. After that, fine crystals of a plurality of types of metal compounds are simultaneously thermally decomposed, and a plurality of metals constituting the plurality of types of metal compounds are simultaneously precipitated at the same time, and the site where the graphene conjugate comes into contact with the alcohol dispersion, that is, , A collection of alloy fine particles made of a plurality of metals is deposited on the entire surface of the graphene conjugate. At this time, since the alloy fine particles have no impurities and are in an active state, they are metal-bonded to the metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum formed on the entire surface of the graphene joint, and are also metal-bonded. The alloy fine particles are metal-bonded at a portion where they come into contact with each other, and a collection of the metal-bonded alloy fine particles is formed on the entire surface of the graphene junction. As a result, the surface of the graphene joint has alloy properties. As the amount of the plurality of types of metal compounds dispersed in the alcohol increases, the number of alloy fine particles precipitated increases, which increases the number of alloy fine particles precipitated on the surface of the graphene junction, and a collection of metal-bonded alloy fine particles is laminated. The entire surface of the graphene junction is covered with a collection of laminated alloy particles. That is, since the plurality of precipitated metals are in an active state without impurities, fine particles of the alloy composed of the ratio of the number of moles of each of the plurality of types of metal compounds are spread over the entire surface of the graphene conjugate. Formed, the surface of the graphene conjugate has alloying properties.
The entire surface of the graphene junction is covered with a collection of metal-bonded alloy fine particles, and the flats of graphene are bonded to each other by a collection of metal-bonded metal fine particles made of silver, copper, gold, or aluminum. Therefore, the aggregate of alloy fine particles has a constant bonding force, and the flat surface of graphene also forms a graphene bonding body with a constant bonding force. Therefore, similarly to the graphene joint described in paragraph 11, when the graphene joint is taken out from the container, if vibrations in three directions of front-back, left-right, and up-down are applied to the container for a short time, the graphene joint is dissociated from the container. The graphene conjugate can be removed from the container.
That is, a plurality of metals simultaneously precipitated by thermal decomposition on the site where the graphene conjugate produced by the production method described in paragraph 10 comes into contact with the alcohol dispersion of a plurality of metal compounds, that is, on the entire surface of the graphene conjugate. A collection of fine particles of an alloy composed of is deposited. Therefore, a collection of alloy fine particles is formed on the entire surface of the graphene junction by using only a small amount of a plurality of types of metal compounds as raw materials for simultaneously precipitating a plurality of metals. As a result, the graphene joint has excellent properties in both thermal conductivity and electrical conductivity described in paragraph 10, and the entire surface of the graphene joint has alloy properties.
For example, when the alloy is an iron-nickel alloy, the surface of the graphene conjugate has various properties depending on the composition ratio of the alloy. For example, an alloy having a composition ratio of iron and nickel in a ratio of 1: 1 is a soft magnetic material called permalloy, which has an extremely large magnetic permeability. An alloy having a composition ratio of nickel of 42% is an alloy having a low expansion coefficient called 42 alloy, which is used for IC lead frames and the like. Further, the alloy in which nickel has a composition ratio of 36% is an alloy with high strength and low expansion coefficient called Invar. Therefore, the ratio of the number of moles of the iron compound and the nickel compound is set according to the composition ratio of the iron-nickel alloy, and two kinds of metal compounds which are thermally decomposed at the same time are used, and the iron-nickel alloy fine particles are used. When formed on the surface layer of, the surface of the graphene conjugate has the properties of an iron-nickel alloy.
When the alloy is a tin-nickel alloy, the surface of the graphene joint has various properties depending on the composition ratio of the alloy. For example, an alloy in which tin and nickel have a composition ratio of 4: 3 is a solder material having good solderability. Therefore, the surface of the graphene joint has excellent solderability. Alternatively, the material has excellent corrosion resistance, discoloration resistance, heat resistance, and the like, depending on the composition ratio of the tin-nickel alloy. As a result, the surface of the graphene conjugate has the properties of a tin-nickel alloy according to the composition ratio of tin and nickel.
Further, if the alloy is an alloy composed of a plurality of platinum group metals, or an alloy of a platinum group metal and cobalt, the surface of the graphene conjugate has a catalytic action. Examples of such platinum group metals include metals such as platinum, palladium, rhodium, ruthenium, and iridium. The alloy fine particles having a catalytic action bring about the same action and effect as those of the metal fine particles having a catalytic action described in paragraph 13.
The examples of alloys described above are examples, and are not limited to the above three cases.

18段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、18段落に記載した熱分解で複数の金属が同時に析出する複数種類の金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合した複数種類の無機金属化合物からなる金属錯体を用い、18段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、グラフェン接合体を製造する製造方法である。 In the production method for producing a graphene bond described in paragraph 18, the same ligand composed of inorganic ions or molecules is used as a plurality of types of metal compounds in which a plurality of metals are simultaneously precipitated by the thermal decomposition described in paragraph 18. , A production method for producing a graphene conjugate according to the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 18, using a metal complex composed of a plurality of types of inorganic metal compounds coordinated to different metal ions.

つまり、15段落に記載した無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物からなる金属錯体について、同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合した複数種類の無機金属化合物からなる金属錯体は、配位子が同一であるため、還元雰囲気で熱処理すると、180−220℃の温度で、複数種類の金属錯体が同時に熱分解し、複数種類の金属錯体を構成する複数の金属が同時に析出し、複数種類の金属錯体の各々のモル数の比率からなる組成で構成される合金が析出する。
従って、18段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、18段落に記載した熱分解で複数の金属が同時に析出する複数種類の金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合した複数種類の無機金属化合物からなる金属錯体を用い、18段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、グラフェン接合体を製造すると、還元雰囲気の180−220℃の熱処理で、容器の底面に合金の性質が表面に付与されたグラフェン接合体が製造される。
That is, for a metal complex composed of an inorganic metal compound having a metal complex ion in which a ligand composed of an inorganic ion or a molecule described in paragraph 15 is coordinated to a metal ion, the same ligand has a different metal ion. Since the metal complex composed of multiple types of inorganic metal compounds coordinated with is the same ligand, when heat-treated in a reducing atmosphere, the multiple types of metal complex are simultaneously thermally decomposed at a temperature of 180-220 ° C. , A plurality of metals constituting a plurality of types of metal complexes are precipitated at the same time, and an alloy composed of a ratio of the number of moles of each of the plurality of types of metal complexes is precipitated.
Therefore, the production method for producing a graphene bond described in paragraph 18 is the same coordination consisting of inorganic ions or molecules as a plurality of types of metal compounds in which a plurality of metals are simultaneously precipitated by the thermal decomposition described in paragraph 18. When a graphene conjugate is produced according to the production method for producing a graphene conjugate described in paragraph 18, using a metal complex composed of a plurality of types of inorganic metal compounds coordinated to different metal ions, the child has a reducing atmosphere of 180. The heat treatment at −220 ° C. produces a graphene bond having the properties of an alloy on the bottom surface of the container.

18段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、18段落に記載した熱分解で複数の金属が同時に析出する複数種類の金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が同一の飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備する複数種類のカルボン酸金属化合物を用い、18段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、グラフェン接合体を製造する製造方法である。 In the production method for producing a graphene bond described in paragraph 18, the oxygen ions constituting the carboxyl group of the carboxylic acid are different as a plurality of types of metal compounds in which a plurality of metals are simultaneously precipitated by the thermal decomposition described in paragraph 18. The graphene conjugate described in paragraph 18 is produced using a plurality of types of metal carboxylic acid compounds having both the first characteristic of covalently bonding to a metal ion and the second characteristic of the carboxylic acid being the same saturated fatty acid. It is a manufacturing method for manufacturing a graphene conjugate according to the manufacturing method.

つまり、17段落に記載したカルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合する第一の特徴と、カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物について、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が同一の飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備する複数種類のカルボン酸金属化合物は、カルボン酸が同一であるため、大気雰囲気で熱処理すると、290−430℃の温度で、複数種類のカルボン酸金属化合物が同時に熱分解し、複数の金属が同時に析出し、複数種類のカルボン酸金属化合物の各々のモル数の比率からなる組成で構成される合金が析出する。
従って、18段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、18段落に記載した熱分解で複数の金属が同時に析出する複数種類の金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が同一の飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備する複数種類のカルボン酸金属化合物を用い、18段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、グラフェン接合体を製造すると、大気雰囲気の290−430℃の熱処理で、容器の底面に合金の性質が表面に付与されたグラフェン接合体が製造される。
That is, the carboxylic acid metal compound having both the first characteristic that the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid described in paragraph 17 is covalently bonded to the metal ion and the second characteristic that the carboxylic acid is composed of a saturated fatty acid. , A plurality of types of carboxylic acid metals having the first characteristic that the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid is covalently bonded to different metal ions and the second characteristic that the carboxylic acid is composed of the same saturated fatty acid. Since the compounds have the same carboxylic acid, when heat-treated in an air atmosphere, a plurality of types of carboxylic acid metal compounds are simultaneously thermally decomposed at a temperature of 290-430 ° C., a plurality of metals are simultaneously precipitated, and a plurality of types of carboxylic acids are formed. An alloy composed of the ratio of the number of moles of each of the acid metal compounds is precipitated.
Therefore, in the production method for producing a graphene bond described in paragraph 18, the oxygen ions constituting the carboxyl group of the carboxylic acid are used as a plurality of types of metal compounds in which a plurality of metals are simultaneously precipitated by the thermal decomposition described in paragraph 18. , The graphene conjugate described in paragraph 18 using a plurality of types of carboxylic acid metal compounds having both the first characteristic of covalently bonding to different metal ions and the second characteristic of the carboxylic acid being the same saturated fatty acid. When the graphene bond is produced according to the production method for producing the above, the graphene bond having the properties of an alloy on the bottom surface of the container is produced by heat treatment at 290-430 ° C. in the air atmosphere.

10段落に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、絶縁性の金属酸化物の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法は、
10段落に記載した製造方法に従って、容器の底面にグラフェン接合体を製造し、該容器に、熱分解で絶縁性の金属酸化物を析出する金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を充填し、該容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記グラフェン接合体を前記アルコール分散液に浸漬させる、この後、該容器を前記金属化合物が熱分解する温度に昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位に、前記金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出し、この後、前記金属化合物の微細な結晶が熱分解し、前記グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位に、前記絶縁性の金属酸化物の微粒子の集まりが一斉に析出し、該金属酸化物の微粒子が前記グラフェン接合体の表面の全体を覆う、これによって、前記グラフェン接合体の表面に前記絶縁性の金属酸化物の性質が付与されたグラフェン接合体が、前記容器の底面に、該容器の底面の形状からなるグラフェン接合体として製造される、10段落に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、絶縁性の金属酸化物の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法である。
The production method for producing a graphene junction in which the properties of an insulating metal oxide are imparted to the surface of the graphene conjugate produced by the production method described in paragraph 10.
A graphene conjugate is produced on the bottom surface of the container according to the production method described in paragraph 10, and the container is filled with an alcohol dispersion in which a metal compound that precipitates an insulating metal oxide by thermal decomposition is dispersed in alcohol. , The container is repeatedly vibrated in three directions of left and right, front and back, and up and down to immerse the graphene conjugate in the alcohol dispersion, and then the temperature of the container is raised to a temperature at which the metal compound is thermally decomposed. As a result, the alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of the metal compound is deposited all at once on the site of the graphene conjugate in contact with the alcohol dispersion, and then the fine crystals of the metal compound are deposited. Is thermally decomposed, and a collection of fine particles of the insulating metal oxide is deposited all at once on the portion of the graphene junction in contact with the alcohol dispersion, and the fine particles of the metal oxide are deposited on the surface of the graphene conjugate. A graphene junction having the properties of the insulating metal oxide imparted to the surface of the graphene conjugate, thereby covering the entire surface of the vessel, and a graphene conjugate having the shape of the bottom surface of the container. This is a production method for producing a graphene conjugate in which the properties of an insulating metal oxide are imparted to the surface of the graphene conjugate produced by the production method described in paragraph 10.

つまり、最初に、10段落に記載した製造方法で、容器の底面にグラフェン接合体を、該底面の形状として形成する。次に、熱分解で絶縁性の金属酸化物が析出する金属化合物を、アルコールに分散し、このアルコール分散液を、前記した容器に充填する。これによって、金属化合物は、アルコールに分散して液相化される。この後、容器に3方向の振動を繰り返し加えると、容器の底面にあるグラフェン接合体は、金属化合物のアルコール分散液に浸漬し、グラフェン接合体の表面がアルコール分散液と接触する。なお、13段落で説明したように、容器内にグラフェン接合体が存在するため、0.4G程度の振動加速度を加える。さらに、容器を金属化合物が熱分解する温度に昇温する。最初にアルコールが気化し、グラフェン接合体のアルコール分散液と接触した部位に、金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出する。つまり、金属化合物のアルコール分散液には、金属化合物がアルコールに分子状態で分散されているため、アルコール分散液からアルコールを気化させると、金属化合物の微細な結晶が一斉に析出する。この後、金属化合物の微細な結晶が熱分解し、グラフェン接合体のアルコール分散液と接触した部位、すなわち、グラフェン接合体の表面全体に、絶縁性の金属酸化物の微粒子の集まりが一斉に析出し、グラフェン接合体の表面全体を金属酸化物の微粒子が覆う。これによって、グラフェン接合体の表面は絶縁性の金属酸化物の性質を持つ。なお、アルコールに分散した金属化合物の量が増えると、析出する金属酸化物の微粒子が増え、これによって、グラフェン接合体の表面に析出する金属酸化物の微粒子が増え、金属酸化物の微粒子同士が積層し、積層した金属酸化物の微粒子の集まりで、グラフェン接合体の表面全体が覆われる。
なお、導電性ないしは絶縁性が低い不純物を金属酸化物として、マグネタイトFe(酸化鉄の一種で四酸化三鉄ともいう)、酸化クロムCrO、酸化ニッケルNiO、酸化亜鉛ZnO、酸化スズSnO、酸化銅CuOなどの金属酸化物がある。これらの金属酸化物を除く絶縁性の金属酸化物は、いずれも軟質金属より高度が高い。モース硬度は、例えば、酸化アルミニウムAlで9、酸化クロムCrで8−8.5、酸化チタンTiO(ルチル型)で7−7.5である。これに対し、熱伝導性と電気導電性に優れる軟質金属のモース硬度は、銀で2.5、銅で2.5−3、金で2.5−3、アルミニウムで2であり、前記した絶縁性の金属酸化物より高度が低い。また、体積抵抗率は、酸化アルミニウムAlで1014−15Ω・cm、酸化チタンTiOで10Ω・cm、酸化クロムCrで1012Ω・cmで、いずれも絶縁性が高い。なお、金属酸化物は、不純物を含む、あるいは化学量論組成からずれることで、絶縁性が低下する。上記の3種類の絶縁性が高い金属酸化物は、化学量論組成からずれた物質を含まず、また、不純物を含まない金属酸化物の絶縁性である。
That is, first, a graphene junction is formed on the bottom surface of the container as the shape of the bottom surface by the manufacturing method described in paragraph 10. Next, the metal compound in which the insulating metal oxide is precipitated by thermal decomposition is dispersed in alcohol, and the alcohol dispersion is filled in the above-mentioned container. As a result, the metal compound is dispersed in alcohol and liquid-phased. After that, when vibrations in three directions are repeatedly applied to the container, the graphene junction on the bottom surface of the container is immersed in the alcohol dispersion of the metal compound, and the surface of the graphene junction comes into contact with the alcohol dispersion. As described in paragraph 13, since the graphene junction is present in the container, a vibration acceleration of about 0.4 G is applied. Further, the temperature of the container is raised to a temperature at which the metal compound is thermally decomposed. Alcohol evaporates first, and a collection of fine crystals of the metal compound is deposited all at once at the site of contact with the alcohol dispersion of the graphene conjugate. That is, since the metal compound is dispersed in the alcohol in the molecular state in the alcohol dispersion of the metal compound, when the alcohol is vaporized from the alcohol dispersion, fine crystals of the metal compound are precipitated all at once. After that, the fine crystals of the metal compound were thermally decomposed, and a collection of fine particles of insulating metal oxide was simultaneously deposited on the site of contact with the alcohol dispersion of the graphene conjugate, that is, on the entire surface of the graphene conjugate. However, the entire surface of the graphene conjugate is covered with fine metal oxide particles. As a result, the surface of the graphene conjugate has the property of an insulating metal oxide. As the amount of the metal compound dispersed in the alcohol increases, the number of fine particles of the metal oxide precipitated increases, which increases the number of fine particles of the metal oxide precipitated on the surface of the graphene conjugate, and the fine particles of the metal oxide are separated from each other. The entire surface of the graphene conjugate is covered with a collection of laminated and laminated metal oxide fine particles.
In addition, impurities having low conductivity or insulating property are used as metal oxides as metal oxides, such as magnetite Fe 3 O 4 (a type of iron oxide and also called triiron tetroxide), chromium CrO 2 , nickel oxide NiO, zinc oxide ZnO, and tin oxide. There are metal oxides such as SnO 2 and copper oxide CuO. Insulating metal oxides other than these metal oxides are all higher in altitude than soft metals. Mohs hardness, for example, aluminum oxide Al 2 O 3 at 9, chromium oxide Cr 2 O 3 8-8.5, is 7-7.5 titanium oxide TiO 2 (rutile). On the other hand, the moth hardness of soft metals having excellent thermal conductivity and electrical conductivity is 2.5 for silver, 2.5-3 for copper, 2.5-3 for gold, and 2 for aluminum, as described above. Lower in altitude than insulating metal oxides. The volume resistivity of aluminum oxide Al 2 O 3 is 10 14-15 Ω · cm, titanium oxide TiO 2 is 10 7 Ω · cm, and chromium oxide Cr 2 O 3 is 10 12 Ω · cm, all of which are insulated. Highly sex. The metal oxide contains impurities or deviates from the stoichiometric composition, so that the insulating property is lowered. The above-mentioned three types of highly insulating metal oxides are the insulating properties of metal oxides that do not contain substances deviating from the stoichiometric composition and do not contain impurities.

24段落に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体を容器から取り出す方法は、
24段落に記載した製造方法に従って、容器の底面にグラフェン接合体を製造し、該グラフェン接合体の上方の平面を均等に圧縮し、該グラフェン接合体の双方の平面の表層に形成された金属酸化物の微粒子の集まりを、該金属酸化物の微粒子と接触する銀、銅、金、ないしはアルミニウムからなる金属微粒子に食い込ませ、該金属酸化物の微粒子を前記金属微粒子と接合させるとともに、該金属酸化物の微粒子同士が互いに接触する部位に摩擦熱が発生し、該摩擦熱によって前記金属酸化物の微粒子同士を接合させる、さらに、前記容器に前後、左右、上下の3方向の振動を加え、この後、該容器から前記グラフェン接合体を取り出す、請求項9に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体を容器から取り出す方法である。
The method for removing the graphene conjugate produced by the production method described in paragraph 24 from the container is
According to the manufacturing method described in paragraph 24, a graphene junction is produced on the bottom surface of the container, the upper plane of the graphene junction is evenly compressed, and the metal oxidation formed on the surface layer of both planes of the graphene junction. A collection of fine particles of an object is allowed to bite into metal fine particles made of silver, copper, gold, or aluminum that come into contact with the fine particles of the metal oxide, and the fine particles of the metal oxide are bonded to the metal fine particles, and the metal oxidation is performed. Friction heat is generated at a portion where fine particles of an object come into contact with each other, and the frictional heat causes the fine particles of the metal oxide to be bonded to each other. Further, vibrations in three directions of front-back, left-right, and up-down are applied to the container. After that, the graphene junction is taken out from the container, which is a method of taking out the graphene junction produced by the production method according to claim 9 from the container.

つまり、24段落に記載した製造方法でグラフェン接合体を製造する際に、不純物を持たず活性状態にある金属酸化物の微粒子の集まりが、不純物を持たない銀、銅、金、及びアルミニウムの金属微粒子の集まりの表面に析出するが、金属酸化物の微粒子は金属微粒子と金属結合しないため、両者の結合力は小さい。また、金属酸化物の微粒子は、微粒子同士が互いに接触して析出するが、金属酸化物の微粒子同士は、金属結合しないため、金属酸化物の微粒子同士の結合力も小さい。このため、24段落に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体を容器から取り出す際に、金属酸化物の微粒子がグラフェン接合体から容易に解離する。
いっぽう、絶縁性の金属酸化物は、25段落に記載したように、硬度が銀、銅、金、及びアルミニウムの硬度より高い。このため、容器の底面に形成されたグラフェン接合体の平面全体を均等に圧縮すると、グラフェン接合体の双方の平面の表層に形成された金属酸化物の微粒子が、グラフェン接合体に形成されていた銀、銅、金、ないしはアルミニウムからなる軟質金属の微粒子と接触し、さらに、軟質金属の金属微粒子に食い込み、金属酸化物の微粒子は、接触した軟質金属の金属微粒子と接合する。また、金属酸化物の微粒子同士が互いに接触する部位に摩擦熱が発生し、該摩擦熱によって金属酸化物の微粒子同士が接合する。これによって、グラフェン接合体の双方の平面は、摩擦熱で接合した金属酸化物の微粒子の集まりで覆われるとともに、金属酸化物の微粒子は、金属微粒子に一定の結合力で結合する。この後、容器に前後、左右、上下の3方向の振動を加え、容器からグラフェン接合体を取り出す。
このグラフェン接合体は、表層の金属酸化物の微粒子同士が摩擦熱で接合され、また、金属酸化物の微粒子が接触した軟質金属の微粒子に食い込むため、表層に形成された金属酸化物の微粒子の集まりは、一定の結合力を持つ。これによって、グラフェン接合体はハンドリングが可能になる。
このグラフェン接合体の双方の平面は、金属酸化物の微粒子の集まりが形成されているため、グラフェン接合体を基材や部品に圧着させることができる。すなわち、グラフェン接合体を部品や基材の表面に配置し、グラフェン接合体の表面に均等な圧縮応力を加えると、グラフェン接合体の一方の平面の金属酸化物の微粒子が、部品や基材の表面に食い込む。これによって、グラフェン接合体が部品や基材に圧着されるとともに、圧着されたグラフェン接合体のもう一方の平面は絶縁性を持つ。この結果、部品や基材に、熱伝導性と電気導電性に優れ、表面が絶縁性であるグラフェン接合体が圧着される。また、圧着されたグラフェン接合体の圧着面における間隙が、金属酸化物の微粒子の大きさに相当する僅かな間隙であるため、この間隙に液体は侵入できない。このため、グラフェン接合体が腐食性の液体に接触ないしは浸漬しても、圧着面は継時変化しない。
That is, when the graphene conjugate is produced by the production method described in paragraph 24, a collection of fine particles of metal oxide in an active state without impurities is a metal of silver, copper, gold, and aluminum having no impurities. Although it precipitates on the surface of a collection of fine particles, the fine particles of metal oxide do not form a metal bond with the metal fine particles, so the binding force between the two is small. Further, the fine particles of the metal oxide are precipitated by contacting the fine particles with each other, but since the fine particles of the metal oxide do not form a metal bond, the bonding force between the fine particles of the metal oxide is also small. Therefore, when the graphene conjugate produced by the production method described in paragraph 24 is taken out from the container, the fine particles of the metal oxide are easily dissociated from the graphene conjugate.
On the other hand, insulating metal oxides have a hardness higher than that of silver, copper, gold, and aluminum, as described in paragraph 25. Therefore, when the entire flat surface of the graphene junction formed on the bottom surface of the container is uniformly compressed, fine metal oxide fine particles formed on the surface layers of both planes of the graphene junction are formed on the graphene junction. It comes into contact with fine particles of a soft metal made of silver, copper, gold, or aluminum, and further bites into the fine metal particles of the soft metal, and the fine particles of the metal oxide are bonded to the fine metal particles of the contacted soft metal. Further, frictional heat is generated at a portion where the fine particles of the metal oxide come into contact with each other, and the fine particles of the metal oxide are bonded to each other by the frictional heat. As a result, both planes of the graphene conjugate are covered with a collection of metal oxide fine particles bonded by frictional heat, and the metal oxide fine particles are bonded to the metal fine particles with a constant binding force. After that, the container is vibrated in three directions of front-back, left-right, and up-down, and the graphene joint is taken out from the container.
In this graphene junction, the metal oxide fine particles on the surface layer are bonded to each other by frictional heat, and the metal oxide fine particles bite into the contacted soft metal fine particles, so that the metal oxide fine particles formed on the surface layer The gathering has a certain binding force. This allows the graphene joint to be handled.
Since a collection of fine particles of metal oxide is formed on both planes of the graphene joint, the graphene joint can be pressure-bonded to a base material or a component. That is, when the graphene junction is placed on the surface of the component or base material and an even compressive stress is applied to the surface of the graphene junction, the fine particles of the metal oxide on one plane of the graphene junction become the surface of the component or substrate. It bites into the surface. As a result, the graphene joint is crimped to the component or the base material, and the other flat surface of the crimped graphene joint has an insulating property. As a result, a graphene joint having excellent thermal conductivity and electrical conductivity and an insulating surface is pressure-bonded to the component or the base material. Further, since the gap on the crimping surface of the crimped graphene joint is a small gap corresponding to the size of the fine particles of the metal oxide, the liquid cannot enter into this gap. Therefore, even if the graphene joint comes into contact with or immersed in a corrosive liquid, the pressure-bonded surface does not change over time.

24段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、24段落に記載した熱分解で絶縁性の金属酸化物を析出する金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子になって、金属イオンに配位結合したカルボン酸金属化合物を用い、24段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法に従って、前記グラフェン接合体を製造する製造方法である。 In the production method for producing a graphene bond described in paragraph 24, the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid is a ligand as the metal compound that precipitates an insulating metal oxide by thermal decomposition described in paragraph 24. This is a production method for producing the graphene conjugate according to the production method for producing the graphene conjugate described in paragraph 24, using the carboxylic acid metal compound coordinated to the metal ion.

つまり、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子になって、金属イオンに配位結合したカルボン酸金属化合物は、熱分解によって金属酸化物を析出する。このため、24段落に記載したグラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体に、絶縁性の金属酸化物の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法は、金属酸化物を熱分解で析出する金属化合物として、前記カルボン酸金属化合物を用い、24段落に記載した製造方法に従ってグラフェン接合体を製造すると、グラフェン接合体の表面に電気絶縁性が付与される。なお、カルボン酸金属化合物の熱分解温度は、ナフテン酸金属化合物が330℃で熱分解する温度が最も高い。また、カルボン酸金属化合物の大気雰囲気での熱分解は、窒素雰囲気での熱分解より30−50℃低いため、大気雰囲気での熱分解は、熱処理費用が安価で済む。また、これらのカルボン酸金属化合物は、アルコールに10重量%近くまで分散する。
すなわち、カルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子になって、金属イオンに近づいて配位結合するカルボン酸金属化合物は、最も大きいイオンである金属イオンに酸素イオンが近づいて配位結合するため、両者の距離は短くなる。このため、金属イオンに配位結合する酸素イオンが、金属イオンの反対側で共有結合するイオンとの距離が最も長くなる。こうした分子構造上の特徴を持つカルボン酸金属化合物は、カルボン酸金属化合物を構成するカルボン酸の沸点を超えると、カルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンの反対側で共有結合するイオンとの結合部が最初に分断され、金属イオンと酸素イオンとの化合物である金属酸化物とカルボン酸とに分解する。さらに昇温すると、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の気化が完了した直後に金属酸化物が析出する。こうしたカルボン酸金属化合物として、酢酸金属化合物、カプリル酸金属酸化物、安息香酸金属酸化物、ナフテン酸金属酸化物などがある。
なお、酢酸金属酸化物の一部は、熱分解でアモルファス化した金属酸化物や不安定な金属酸化物を析出するため、熱分解で金属酸化物を析出するカルボン酸金属酸化物化合物は、カプリル酸金属酸化物、安息香酸金属酸化物、ナフテン酸金属酸化物からなるカルボン酸金属酸化物が望ましい。
また、カルボン酸金属化合物は、いずれも容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、汎用的なカルボン酸を強アルカリと反応させるとカルボン酸アルカリ金属化合物が生成される。この後、カルボン酸アルカリ金属化合物を、無機金属化合物と反応させると、カルボン酸金属化合物が合成される。また、原料となるカルボン酸は、有機酸の沸点の中で相対的に低い沸点を有する有機酸であり、大気雰囲気においては330℃程度の低い熱処理温度で、金属酸化物が析出する。
以上に説明したように、24段落に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、24段落に記載した絶縁性の金属酸化物が熱分解で析出する金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子になって、金属イオンに配位結合したカルボン酸金属化合物を用い、24段落に記載した製造方法に従ってグラフェン接合体を製造すると、表面に電気絶縁性が付与されたグラフェン接合体が製造される。
That is, the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid serves as a ligand, and the metal carboxylic acid compound coordinated to the metal ion precipitates a metal oxide by thermal decomposition. For this reason, the flat surfaces of graphene described in paragraph 24 are bonded to the graphene junction formed by a collection of metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum, and the insulating metal oxide is formed. In the production method for producing a graphene conjugate to which the properties are imparted, the above metal carboxylate compound is used as the metal compound that precipitates the metal oxide by thermal decomposition, and the graphene conjugate is produced according to the production method described in paragraph 24. , Electrical insulation is imparted to the surface of the graphene joint. The thermal decomposition temperature of the metal carboxylate compound is the highest at which the metal naphthenate compound thermally decomposes at 330 ° C. Further, since the thermal decomposition of the carboxylic acid metal compound in the atmospheric atmosphere is 30 to 50 ° C. lower than the thermal decomposition in the nitrogen atmosphere, the thermal decomposition in the atmospheric atmosphere requires a low heat treatment cost. Further, these metal carboxylate compounds are dispersed in alcohol up to nearly 10% by weight.
That is, the oxygen ion constituting the carboxyl group serves as a ligand, and the carboxylate metal compound which approaches the metal ion to coordinate bond is because the oxygen ion approaches the metal ion which is the largest ion and coordinates bond. , The distance between the two becomes shorter. Therefore, the oxygen ion coordinate-bonded to the metal ion has the longest distance from the ion covalently bonded on the opposite side of the metal ion. A carboxylic acid metal compound having such molecular structural characteristics is bonded to an ion in which an oxygen ion constituting a carboxyl group is covalently bonded on the opposite side of the metal ion when the boiling point of the carboxylic acid constituting the carboxylic acid metal compound is exceeded. The part is first divided and decomposed into a metal oxide and a carboxylic acid, which are compounds of a metal ion and an oxygen ion. When the temperature is further raised, the carboxylic acid takes away the heat of vaporization and vaporizes, and the metal oxide precipitates immediately after the vaporization of the carboxylic acid is completed. Examples of such a metal carboxylate compound include a metal acetate compound, a metal caprylate oxide, a metal benzoate oxide, and a metal naphthenate oxide.
Since some of the metal acetate oxides precipitate metal oxides that have been amorphized by thermal decomposition and unstable metal oxides, the carboxylic acid metal oxide compound that precipitates metal oxides by thermal decomposition is capryl. A carboxylic acid metal oxide composed of an acid metal oxide, a benzoate metal oxide, and a naphthenate metal oxide is desirable.
In addition, the metal carboxylate compounds are inexpensive industrial chemicals that can be easily synthesized. That is, when a general-purpose carboxylic acid is reacted with a strong alkali, an alkali metal carboxylate compound is produced. After that, when the alkali metal carboxylate compound is reacted with the inorganic metal compound, the metal carboxylate compound is synthesized. The carboxylic acid used as a raw material is an organic acid having a relatively low boiling point among the boiling points of the organic acid, and a metal oxide is precipitated at a low heat treatment temperature of about 330 ° C. in an air atmosphere.
As described above, the production method for producing a graphene bond described in paragraph 24 constitutes a carboxyl group of a carboxylic acid as a metal compound in which the insulating metal oxide described in paragraph 24 is precipitated by thermal decomposition. When a graphene conjugate is produced according to the production method described in paragraph 24 using a carboxylic acid metal compound coordinated to a metal ion using the oxygen ion as a ligand, graphene having an electrically insulating surface is imparted. The joint is manufactured.

グラフェンの扁平面同士が、銀微粒子の集まりを介して10層に重なって結合したグラフェン接合体の側面の一部を拡大し、模式的に表した説明図である。It is explanatory drawing which enlarged and represented a part of the side surface of the graphene junction in which the flat planes of graphene were overlapped and bonded in 10 layers through the collection of silver fine particles.

実施例1
本実施例は、8段落に記載した製造方法に従って、グラフェンの扁平面同士が金属化合物のメタノール分散液を介して重なり合ったグラフェンの集まりを、容器の底面に形成する実施例である。本実施例では、熱分解で銀を析出する金属化合物を用いる。
最初に、熱分解で銀を析出する金属化合物をメタノールに分散し、メタノール分散液を作成する。銀化合物として、最も合成が容易である銀錯イオンの一つである2個のアンミンが、銀イオンAgに配位結合したジアンミン銀イオン[Ag(NH+1の塩化物であるジアンミン銀塩化物[Ag(NH]Cl(例えば、田中貴金属販売株式会社の製品)を用い、ジアンミン銀塩化物の1モルを2リットルのメタノールに分散し、1.2m×1.2mの底面をもち、底が浅い容器にメタノール分散液を充填した。
次に、2枚の平行平板電極の間隙に電界が発生する電極の有効面積が、1m×1mである平行平板電極を用意し、2枚の平行平板電極を100μmの間隙で重ね合わせ、この間隙に黒鉛粒子を満遍なく引き詰める。なお、黒鉛粒子を粒径が25μmの球と仮定し、黒鉛粒子の厚みの平均値が10μmと仮定した場合、2枚の平行平板電極で作られる100μmの間隙に、黒鉛粒子を満遍なく引き詰めた場合、6.4×10個の黒鉛粒子が存在する。この黒鉛粒子の集まりに、10.6キロボルト以上の直流電圧を印加すれば、全ての黒鉛粒子の層間結合は同時に破壊される。この際、1.9×1013個のグラフェンの集まりが得られる。この際に用いる黒鉛粒子の集まりは、僅かに1.18gである。
このため、電界が発生する電極の有効面積が1m×1mである平行平板電極の表面に、鱗片状黒鉛粒子(例えば、伊藤黒鉛工業株式会社のXD100)の10gを重ねて引き詰めた。この平行平板電極を、ジアンミン銀塩化物のメタノール分散液が充填された容器に浸漬し、さらに、もう一方の平行平板電極を前記の平行平板電極の上に重ね合わせ、2枚の平行平板電極を100μmの間隙で離間させ、12キロボルトの直流電圧を電極間に加え、グラフェンの集まりを製造した。次に、2枚の平行平板電極の間隙を拡大し、さらに、2枚の平行平板電極をメタノール分散液中で傾斜させ、0.2Gからなる3方向の振動加速度を容器に繰り返し加え、この後、容器から2枚の平行平板電極を取り出した。さらに、容器内のメタノール分散液に、超音波ホモジナイザー装置(ヤマト科学株式会社の製品LUH300)によって20kHzの超音波振動を2分間加え、グラフェンの1枚1枚が、メタノール分散液中に分散した懸濁体を作成した。この後、再度、0.2Gからなる3方向の振動加速度を容器に繰り返し加え、メタノール分散液中に分散したグラフェンの集まりを、グラフェンの扁平面同士がメタノール分散液を介して重なり合ったグラフェンの集まりとして、容器の底面に該底面の形状として形成した。
なお、実施例1では、熱伝導性と電気導電性とに優れる金属として銀を選択し、熱分解で銀を析出する金属化合物を用いたが、熱伝導性と電気導電性とに優れる金属として、銅、金、ないしはアルミニウムを選択し、これら金属のいずれかを熱分解で析出する金属化合物を用い、グラフェンの扁平面同士が金属化合物のメタノール分散液を介して重なり合ったグラフェンの集まりを、容器の底面に該底面の形状として形成することができる。
Example 1
This example is an example in which a group of graphene in which the flat surfaces of graphene are overlapped with each other via a methanol dispersion of a metal compound is formed on the bottom surface of the container according to the production method described in paragraph 8. In this example, a metal compound that precipitates silver by thermal decomposition is used.
First, a metal compound that precipitates silver by thermal decomposition is dispersed in methanol to prepare a methanol dispersion. As a silver compound, two ammines, which are one of the most easily synthesized silver complex ions, are chlorides of diammine silver ion [Ag (NH 3 ) 2 ] + 1 coordinated to silver ion Ag +. Using diammine silver chloride [Ag (NH 3 ) 2 ] Cl (for example, a product of Tanaka Kikinzoku Sales Co., Ltd.), 1 mol of diammine silver chloride was dispersed in 2 liters of methanol and 1.2 m × 1.2 m. A container having a bottom surface and a shallow bottom was filled with a methanol dispersion.
Next, a parallel plate electrode having an effective area of 1 m × 1 m in which an electric field is generated in the gap between the two parallel plate electrodes is prepared, and the two parallel plate electrodes are superposed with a gap of 100 μm, and this gap is formed. The graphite particles are evenly squeezed into the parallel. Assuming that the graphite particles are spheres having a particle size of 25 μm and the average thickness of the graphite particles is 10 μm, the graphite particles are evenly packed in the gap of 100 μm formed by the two parallel plate electrodes. In the case, there are 6.4 × 10 7 graphite particles. If a DC voltage of 10.6 kilovolts or more is applied to this group of graphite particles, the interlayer bonds of all the graphite particles are broken at the same time. At this time, a collection of 1.9 × 10 13 graphenes is obtained. The aggregate of graphite particles used at this time is only 1.18 g.
For this reason, 10 g of scaly graphite particles (for example, XD100 manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd.) were stacked and pulled on the surface of a parallel plate electrode having an effective area of an electrode in which an electric field is generated of 1 m × 1 m. This parallel plate electrode is immersed in a container filled with a methanol dispersion of diammine silver chloride, and the other parallel plate electrode is further superposed on the parallel plate electrode to form two parallel plate electrodes. A cluster of graphenes was produced by applying a DC voltage of 12 kilovolts between the electrodes, separated by a gap of 100 μm. Next, the gap between the two parallel plate electrodes was expanded, the two parallel plate electrodes were tilted in a methanol dispersion, and vibration acceleration in three directions consisting of 0.2 G was repeatedly applied to the container, after which. , Two parallel plate electrodes were taken out from the container. Further, ultrasonic vibration of 20 kHz was applied to the methanol dispersion in the container by an ultrasonic homogenizer device (product LUH300 of Yamato Scientific Co., Ltd.) for 2 minutes, and each graphene was dispersed in the methanol dispersion. Created a turbid body. After that, the vibration acceleration in three directions consisting of 0.2 G is repeatedly applied to the container to form a collection of graphene dispersed in the methanol dispersion, and the graphene flat surfaces are overlapped with each other via the methanol dispersion. As a result, it was formed on the bottom surface of the container as the shape of the bottom surface.
In Example 1, silver was selected as a metal having excellent thermal conductivity and electrical conductivity, and a metal compound that precipitates silver by thermal decomposition was used. However, as a metal having excellent thermal conductivity and electrical conductivity. , Copper, gold, or aluminum is selected, and a metal compound that precipitates one of these metals by thermal decomposition is used, and a collection of graphenes in which the flat surfaces of the graphenes are overlapped via a methanol dispersion of the metal compound is stored in a container. It can be formed on the bottom surface of the surface as the shape of the bottom surface.

実施例2
本実施例は、10段落に記載した製造方法に従って、グラフェンの扁平面同士が、銀の微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を、容器の底面に該底面の形状として形成する実施例である。すなわち、実施例1において作成した、グラフェンの扁平面同士がジアンミン銀塩化物のメタノール分散液を介して重なり合ったグラフェンの集まりを熱処理し、ジアンミン銀塩化物を熱分解し、銀の微粒子を析出させ、銀微粒子同士の金属結合によって、グラフェンの扁平面同士が結合したグラフェン接合体を、容器の底面に形成する。
実施例1において、グラフェンの扁平面同士がメタノール分散液を介して重なり合ったグラフェンの集まりを容器の底面に形成した該容器を、水素ガスの雰囲気で180℃まで昇温し、180℃に5分間放置し、ジアンミン銀塩化物を熱分解し、グラフェンの扁平面の表面に銀微粒子の集まりを析出させ、銀微粒子同士の金属結合によって、グラフェンの扁平面同士が結合したグラフェン接合体を、容器の底面に形成した。この後、容器に0.4Gからなる3方向の振動加速度を短時間加え、容器の底から試料を取り出した。
次に、試料の2つの平面と側面との観察と分析を、電子顕微鏡を用いて行なった。電子顕微鏡は、JFEテクノリサーチ株式会社の極低加速電圧SEMを用いた。この装置は、100ボルトからの極低加速電圧による表面観察が可能で、試料に導電性の被グラフェン接合体を形成せずに直接試料の表面が観察できる特徴を持つ。最初に、反射電子線の900−1000ボルトの間にある2次電子線を取り出して画像処理を行った。表面には、40−60nmの大きさからなる粒状粒子が、満遍なく形成されていた。次に、反射電子線の900−1000ボルトの間にあるエネルギーを抽出して画像処理を行い、画像の濃淡によって材質の違いを観察した。濃淡が認められなかったので、同一の物質から形成されていた。さらに、特性エックス線のエネルギーとその強度を画像処理し、微粒子を構成する元素を分析した。銀原子のみが存在し、粒状微粒子が銀微粒子であることが確認できた。
次に、試料の側面に形成された銀微粒子の集まりをはぎ取り、試料の側面を電子顕微鏡で観察した。試料の側面からの反射電子線の900−1000ボルトの間にある2次電子線を取り出して画像処理を行った。銀微粒子の大きさより著しく厚みが薄い物質が、250nmに近い間隔で10層重なっていた。
これらの結果から、グラフェンの扁平面同士が、銀微粒子を介して10層に重なって結合され、グラフェン接合体が容器の底面に形成された。図1は、試料側面の銀微粒子の集まりをはぎ落した後の側面の一部を、模式的に拡大した図である。1は銀微粒子で、2はグラフェンである。なお、作成した試料に5kgの重りを載せたが、試料は破壊されなかったため、一定の機械的強度を持つことが分かった。
この後、試料の複数個所の表面抵抗を表面抵抗計によって測定した(例えばシムコジャパン株式会社の表面抵抗計ST−4)。表面抵抗値はいずれも1×10Ω/□未満であったため、試料は銀に近い表面抵抗を有する。さらに、試料の複数個所の熱伝導率を熱伝導率測定装置によって測定した(例えば、株式会社リガクの熱伝導率測定装置)。熱伝導率は、銀の熱伝導率の428W/mKの4倍前後の値を持った。従って、本実施例で作成したグラフェン接合体は、熱伝導性と電気導電性との双方に優れたグラフェン接合体である。
以上の結果から、実施例1において、扁平面同士が10層になって重なり合ったグラフェンの集まりが容器の底面に形成し、実施例2において、扁平面同士が重なり合った間隙に、銀の粒状微粒子の集まりが析出し、銀の微粒子が5層を形成して積み重なり、銀の微粒子同士が接触する部位で金属結合し、グラフェンの扁平面同士が、金属結合した銀の微粒子の集まりによって結合され、グラフェン接合体が容器の底面に形成された。このグラフェン接合体は、一定の機械的強度を持つとともに、銀に近い導電性と、グラフェンに近い熱伝導性を持った。
Example 2
In this embodiment, according to the production method described in paragraph 10, graphene conjugates in which the flat surfaces of graphene are bonded by a collection of silver fine particles are formed on the bottom surface of the container as the shape of the bottom surface. .. That is, the graphene aggregates prepared in Example 1 in which the flat surfaces of graphene overlap each other via the methanol dispersion of diammine silver chloride are heat-treated, the diammine silver chloride is thermally decomposed, and silver fine particles are precipitated. , A graphene junction in which the flat surfaces of graphene are bonded to each other is formed on the bottom surface of the container by metal bonding between the silver fine particles.
In Example 1, the graphene having flat planes of graphene overlapping each other via a methanol dispersion was formed on the bottom surface of the graphene, and the temperature of the container was raised to 180 ° C. in a hydrogen gas atmosphere, and the temperature was raised to 180 ° C. for 5 minutes. When left to stand, the diammine silver chloride is thermally decomposed to precipitate a collection of silver fine particles on the surface of the flat surface of graphene, and the graphene junction in which the flat surfaces of graphene are bonded by metal bonding between the silver fine particles is formed in a container. Formed on the bottom. After that, a vibration acceleration of 0.4 G in three directions was applied to the container for a short time, and the sample was taken out from the bottom of the container.
Next, observation and analysis of the two planes and sides of the sample were performed using an electron microscope. As the electron microscope, an extremely low accelerating voltage SEM manufactured by JFE Techno Research Co., Ltd. was used. This device is capable of observing the surface with an extremely low accelerating voltage from 100 volts, and has a feature that the surface of the sample can be directly observed without forming a conductive graphene-coated conjugate on the sample. First, the secondary electron beam between 900 and 1000 volts of the backscattered electron beam was taken out and image processed. Granular particles having a size of 40-60 nm were evenly formed on the surface. Next, the energy between 900 and 1000 volts of the reflected electron beam was extracted and image processing was performed, and the difference in material was observed depending on the shade of the image. Since no shade was observed, it was formed from the same substance. Furthermore, the energy of the characteristic X-ray and its intensity were image-processed, and the elements constituting the fine particles were analyzed. It was confirmed that only silver atoms were present and the granular fine particles were silver fine particles.
Next, a collection of silver fine particles formed on the side surface of the sample was peeled off, and the side surface of the sample was observed with an electron microscope. The secondary electron beam between 900 and 1000 volts of the backscattered electron beam from the side surface of the sample was taken out and image processing was performed. A substance whose thickness was significantly thinner than the size of the silver fine particles was layered in 10 layers at intervals close to 250 nm.
From these results, the flat planes of graphene were bonded to each other in 10 layers via silver fine particles, and a graphene junction was formed on the bottom surface of the container. FIG. 1 is a schematic enlarged view of a part of the side surface after peeling off the collection of silver fine particles on the side surface of the sample. 1 is silver fine particles and 2 is graphene. Although a weight of 5 kg was placed on the prepared sample, it was found that the sample had a certain mechanical strength because the sample was not destroyed.
After that, the surface resistance of a plurality of samples was measured with a surface resistance meter (for example, surface resistance meter ST-4 of Simco Japan Co., Ltd.). Since the surface resistance values were all less than 1 × 10 3 Ω / □, the sample had a surface resistance close to that of silver. Further, the thermal conductivity of a plurality of samples was measured by a thermal conductivity measuring device (for example, a thermal conductivity measuring device of Rigaku Co., Ltd.). The thermal conductivity was about four times the thermal conductivity of silver, which was 428 W / mK. Therefore, the graphene junction prepared in this example is a graphene conjugate excellent in both thermal conductivity and electrical conductivity.
From the above results, in Example 1, a group of graphene in which the flat surfaces overlapped in 10 layers was formed on the bottom surface of the container, and in Example 2, silver granular fine particles were formed in the gaps where the flat surfaces overlapped. A collection of silver particles is deposited to form five layers, and silver particles are piled up to form five layers, metal bonds are formed at the sites where the silver particles are in contact with each other, and the flat surfaces of graphene are bonded by the metal-bonded collection of silver particles. A graphene bond was formed on the bottom of the vessel. This graphene conjugate has a certain mechanical strength, and also has a conductivity close to that of silver and a thermal conductivity close to that of graphene.

実施例3
本実施例は、12段落に記載した製造方法に従って、グラフェン接合体の表面に、銀、銅、金、及びアルミニウムとは異なる金属の性質が付与されるグラフェン接合体を、容器の底面に形成する実施例である。すなわち、実施例2で作成したグラフェン接合体の表面にクロムを析出させ、グラフェン接合体の表面に形成された銀微粒子の表面にクロムの微粒子を析出させ、グラフェン接合体の表面をクロムの微粒子で覆う。本実施例で作成するグラフェン接合体は、表面に耐摩耗性が付与される。
最初に、オクチル酸クロムCr(C15COO)(CAS番号3444−17−5、輸入品)の0.1モルを、100ccのメタノールに分散し、メタノール分散液を作成した。このメタノール分散液を、実施例2において、グラフェンの扁平面同士が、銀微粒子の集まりによって結合されたグラフェン接合体が、容器の底面に形成された該容器に充填した。この後、容器に0.4Gからなる3方向の振動加速度を容器に繰り返し加えた。さらに、容器を、大気雰囲気で290℃まで昇温し、290℃に1分間放置し、オクチル酸クロムを熱分解した。この後、再度、容器に0.4Gからなる3方向の振動加速度を短時間加え、容器から試料を取り出した。
さらに、実施例2と同様に、電子顕微鏡によって、試料の2つの平面と側面の観察と分析とを行った。試料の表面に、40−60nmの大きさからなる粒状の微粒子が、満遍なく積み重なって形成され、微粒子の表面はクロムで構成されていた。なお、試料の側面においても、40−60nmの大きさからなるクロムの粒状微粒子が、満遍なく積み重なって形成されていた。
この後、試料側面の粒状の微粒子の集まりをはぎ落し、側面を再度電子顕微鏡で観察した。この結果、グラフェンの扁平面同士が、銀の微粒子の集まりによって結合された扁平面同士の間隙に、クロムは存在しなかった。
以上の結果から、実施例2において、グラフェンの扁平面同士が、銀微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を容器の底面に形成し、このグラフェン接合体に対し、実施例3において、グラフェン接合体の表面に形成された銀微粒子の表面にクロムを析出し、グラフェン接合体の表面が、クロムの微粒子で覆われたグラフェン接合体を作成した。これによって、グラフェン接合体の表面は、クロムの性質を持つ。
なお、実施例3では、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属としてクロムを選択し、グラフェン接合体にクロムの性質を付与させたが、クロムに限定されることはなく、他の金属を熱分解で析出する金属化合物を用いれば、グラフェン接合体に、該金属の性質を付与させることができる。
Example 3
In this embodiment, according to the manufacturing method described in paragraph 12, a graphene joint having metal properties different from silver, copper, gold, and aluminum is formed on the surface of the graphene joint on the bottom surface of the container. It is an embodiment. That is, chromium is deposited on the surface of the graphene bonded body prepared in Example 2, chromium fine particles are precipitated on the surface of silver fine particles formed on the surface of the graphene bonded body, and the surface of the graphene bonded body is made of chromium fine particles. cover. The surface of the graphene joint prepared in this embodiment is provided with abrasion resistance.
First, chromium octoate Cr (C 7 H 15 COO) 3 (CAS No. 3444-17-5, imports) 0.1 mol, and dispersed in methanol 100 cc, was prepared methanol dispersion. In Example 2, this methanol dispersion was filled in the container formed on the bottom surface of the container with a graphene conjugate in which the flat surfaces of graphene were bonded by a collection of silver fine particles. After that, vibration acceleration in three directions consisting of 0.4 G was repeatedly applied to the container. Further, the container was heated to 290 ° C. in an air atmosphere and left at 290 ° C. for 1 minute to thermally decompose chromium octylate. After that, a vibration acceleration of 0.4 G in three directions was applied to the container again for a short time, and the sample was taken out from the container.
Further, as in Example 2, the two planes and sides of the sample were observed and analyzed by an electron microscope. Granular fine particles having a size of 40-60 nm were evenly stacked and formed on the surface of the sample, and the surface of the fine particles was composed of chromium. Also on the side surface of the sample, granular fine particles of chromium having a size of 40-60 nm were formed by being evenly stacked.
After that, a collection of granular fine particles on the side surface of the sample was peeled off, and the side surface was observed again with an electron microscope. As a result, chromium was not present in the gap between the flat planes of graphene bonded by the collection of silver fine particles.
From the above results, in Example 2, the flat planes of graphene formed a graphene junction formed by a collection of silver fine particles on the bottom surface of the container, and the graphene junction was bonded to the graphene junction in Example 3. Chromium was deposited on the surface of the silver fine particles formed on the surface of the body, and the surface of the graphene conjugate was covered with the fine particles of chromium to prepare a graphene conjugate. As a result, the surface of the graphene conjugate has chrome properties.
In Example 3, chromium was selected as the metal other than silver, copper, gold, and aluminum to impart the properties of chromium to the graphene joint, but the metal is not limited to chromium, and other metals can be used. By using a metal compound precipitated by thermal decomposition, the properties of the metal can be imparted to the graphene conjugate.

実施例4
本実施例は、18段落に記載した製造方法に従って、グラフェンの扁平面同士が、銀の微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体に、合金の性質が付与されるグラフェン接合体を、容器の底面に形成する実施例である。すなわち、実施例2で作成したグラフェン接合体の表面に、パラジウムとロジウムとを3対1の組成割合で析出させ、グラフェン接合体の表面に形成された銀微粒子の表面に、パラジウムとロジウムとの組成割合が3対1となる合金微粒子を析出させ、グラフェン接合体の表面を、パラジウムとロジウムとからなる合金微粒子で覆う。このため、グラフェン接合体の表面は触媒作用を持つ。
なお、パラジウムの原料として、ヘキサクロロパラジウム酸ジアンモニウム(NH[PdCl](CAS番号19168−23−1、輸入品)を用い、また、ロジウムの原料として、ヘキサクロロロジウム酸アンモニウム(NH[RhCl](例えば、三津和化学薬品株式会社の製品)を用いた。
最初に、ヘキサクロロパラジウム酸ジアンモニウムの0.03モルと、ヘキサクロロロジウム酸アンモニウムの0.01モルとを、100ccのメタノールに分散し、メタノール分散液を作成した。このメタノール分散液を、実施例2において、グラフェンの扁平面同士が、金属結合した銀の微粒子の集まりによって結合されたグラフェン接合体が、容器の底面に形成された該容器に充填した。この後、容器に0.4Gからなる3方向の振動加速度を容器に繰り返し加えた。さらに、容器を、水素ガスの雰囲気で200℃まで昇温し、200℃に5分間放置し、ヘキサクロロパラジウム酸ジアンモニウムとヘキサクロロロジウム酸アンモニウムとを熱分解した。この後、再度、容器に0.4Gからなる3方向の振動加速度を短時間加え、容器から試料を取り出した。
さらに、実施例2と同様に、電子顕微鏡によって、試料の2つの平面と側面の観察と分析とを行った。試料の表面に、40−60nmの大きさからなる粒状の微粒子が、満遍なく積み重なって形成され、粒状微粒子は、パラジウムとロジウムとが3対1の組成割合からなる合金で構成されていた。なお、試料の側面においても、40−60nmの大きさからなる粒状微粒子が、満遍なく積み重なって形成されていた。この粒状微粒子は、パラジウムとロジウムとが3対1の組成割合からなる合金で構成されていた。
この後、試料側面の粒状微粒子の集まりをはぎ落し、側面を再度電子顕微鏡で観察した。この結果、グラフェンの扁平面同士が、銀の微粒子の集まりによって結合された扁平面同士の間隙に、パラジウムとロジウムとの合金は存在しなかった。
以上の結果から、実施例2において、グラフェンの扁平面同士が、銀の微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を容器の底面に形成し、このグラフェン接合体に対し、実施例4において、グラフェン接合体の表面に形成された銀微粒子の表面に、パラジウムとロジウムとからなる合金の微粒子を析出し、グラフェン接合体の表面が、パラジウムとロジウムとからなる合金の微粒子で覆われたグラフェン接合体を作成した。これによって、グラフェン接合体の表面は、パラジウムとロジウムとからなる合金の性質を持つ。
Example 4
In this embodiment, according to the manufacturing method described in paragraph 18, the graphene joint in which the flat surfaces of graphene are bonded by a collection of silver fine particles is provided with the graphene joint in which the properties of an alloy are imparted to the bottom surface of the container. It is an example which forms in. That is, palladium and rhodium were precipitated on the surface of the graphene conjugate prepared in Example 2 at a composition ratio of 3: 1, and palladium and rhodium were added to the surface of the silver fine particles formed on the surface of the graphene conjugate. The alloy fine particles having a composition ratio of 3: 1 are precipitated, and the surface of the graphene conjugate is covered with the alloy fine particles composed of palladium and rhodium. Therefore, the surface of the graphene conjugate has a catalytic action.
As a raw material for palladium, diammonium hexachloropalladium (NH 4 ) 2 [PdCl 6 ] (CAS No. 19168-23-1, imported product) is used, and as a raw material for rhodium, ammonium hexachlorolodiadium (NH 4 ) is used. ) 3 [RhCl 6 ] (for example, a product of Mitsuwa Chemical Co., Ltd.) was used.
First, 0.03 mol of diammonium hexachloropalladium acid and 0.01 mol of ammonium hexachlororodium acid were dispersed in 100 cc of methanol to prepare a methanol dispersion. In Example 2, this methanol dispersion was filled in the container formed on the bottom surface of the container with a graphene conjugate in which the flat surfaces of graphene were bonded by a collection of metal-bonded silver fine particles. After that, vibration acceleration in three directions consisting of 0.4 G was repeatedly applied to the container. Further, the container was heated to 200 ° C. in an atmosphere of hydrogen gas and left at 200 ° C. for 5 minutes to thermally decompose diammonium hexachloropalladium acid and ammonium hexachlororodium acid. After that, a vibration acceleration of 0.4 G in three directions was applied to the container again for a short time, and the sample was taken out from the container.
Further, as in Example 2, the two planes and sides of the sample were observed and analyzed by an electron microscope. Granular fine particles having a size of 40-60 nm were evenly stacked and formed on the surface of the sample, and the granular fine particles were composed of an alloy having a composition ratio of palladium and rhodium in a ratio of 3: 1. Also on the side surface of the sample, granular fine particles having a size of 40-60 nm were formed by evenly stacking them. The granular fine particles were composed of an alloy in which palladium and rhodium had a composition ratio of 3: 1.
After that, a collection of granular fine particles on the side surface of the sample was peeled off, and the side surface was observed again with an electron microscope. As a result, there was no alloy of palladium and rhodium in the gaps between the flat surfaces of graphene bonded by a collection of silver fine particles.
From the above results, in Example 2, the flat planes of graphene formed a graphene zygote formed by a collection of silver fine particles on the bottom surface of the container, and in contrast to this graphene zygote, in Example 4, graphene was formed. A graphene junction in which fine particles of an alloy composed of palladium and rhodium are precipitated on the surface of silver fine particles formed on the surface of the conjugate, and the surface of the graphene junction is covered with fine particles of an alloy composed of palladium and rhodium. It was created. As a result, the surface of the graphene conjugate has the properties of an alloy composed of palladium and rhodium.

実施例5
本実施例は、18段落に記載した製造方法に従って、グラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体に、合金の性質が付与されるグラフェン接合体を、容器の底面に形成する実施例である。すなわち、実施例2で作成したグラフェン接合体の表面に、スズとニッケルとを4対3の組成割合で析出させ、グラフェン接合体の表面に形成された銀微粒子の表面に、スズとニッケルとの組成割合が4対3となる合金微粒子を析出させ、グラフェン接合体の表面を、スズとニッケルとからなる合金微粒子で覆う実施例である。本実施例で作成するグラフェン接合体の表面は、はんだ付け性に優れる性質を持つ。
スズの原料として、オクチル酸スズSn(C15COO)(例えば、富士フィルム和光純薬株式会社の製品)を用い、また、ニッケルの原料としてオクチル酸ニッケルNi(C15COO)(例えば、富士フィルム和光純薬株式会社の製品)を用いた。
最初に、オクチル酸スズの0.04モルと、オクチル酸ニッケルの0.03モルとを、100ccのメタノールに分散し、メタノール分散液を作成した。このメタノール分散液を、実施例2において、グラフェンの扁平面同士が、金属結合した銀の微粒子の集まりによって結合されたグラフェン接合体が、容器の底面に形成された該容器に充填した。この後、容器に0.4Gからなる3方向の振動加速度を容器に繰り返し加えた。さらに、容器を、大気雰囲気で290℃まで昇温し、290℃に1分間放置し、オクチル酸スズとオクチル酸ニッケルとを熱分解した。この後、再度、容器に0.4Gからなる3方向の振動加速度を短時間加え、容器から試料を取り出した。
さらに、実施例2と同様に、電子顕微鏡によって、試料の2つの平面と側面の観察と分析とを行った。試料の表面に、40−60nmの大きさからなる粒状の微粒子が、満遍なく積み重なって形成され、粒状微粒子は、スズとニッケルとが4対3の組成割合からなる合金で構成されていた。なお、試料の側面においても、40−60nmの大きさからなる粒状微粒子が、満遍なく積み重なって形成されていた。この粒状微粒子も、スズとニッケルとが4対3の組成割合からなる合金で構成されていた。
この後、試料側面の粒状の微粒子の集まりをはぎ落し、側面を再度電子顕微鏡で観察した。この結果、グラフェンの扁平面同士が、銀の微粒子の集まりによって結合された扁平面同士の間隙に、スズとニッケルとの合金は存在しなかった。
以上の結果から、実施例2において、グラフェンの扁平面同士が、銀微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を容器の底面に形成し、このグラフェン接合体に対し、実施例5において、グラフェン接合体の表面に形成された銀微粒子の表面に、スズとニッケルとの合金の微粒子を析出させ、グラフェン接合体の表面が、スズとニッケルとの合金の微粒子で覆われたグラフェン接合体を作成した。これによって、グラフェン接合体の表面は、スズとニッケルとの合金の性質を持つ。
なお、グラフェン接合体に、合金の性質を付与する実施例として、2つの実施例を記載したが、合金はこれら2つの事例に限定されない。
Example 5
In this example, according to the manufacturing method described in paragraph 18, the flat planes of graphene are alloyed with a graphene junction in which the flat surfaces of graphene are bonded by a collection of metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum. This is an example of forming a graphene alloy having the above-mentioned properties on the bottom surface of a container. That is, tin and nickel were precipitated on the surface of the graphene alloy prepared in Example 2 at a composition ratio of 4: 3, and tin and nickel were added to the surface of the silver fine particles formed on the surface of the graphene alloy. This is an example in which alloy fine particles having a composition ratio of 4: 3 are precipitated, and the surface of the graphene conjugate is covered with alloy fine particles composed of tin and nickel. The surface of the graphene joint produced in this example has excellent solderability.
Tin octylate Sn (C 7 H 15 COO) 2 (for example, a product of Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used as a raw material for tin, and nickel Ni octylate (C 7 H 15 COO) is used as a raw material for nickel. 2 (for example, a product of Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used.
First, 0.04 mol of tin octylate and 0.03 mol of nickel octylate were dispersed in 100 cc of methanol to prepare a methanol dispersion. In Example 2, this methanol dispersion was filled in the container formed on the bottom surface of the container with a graphene conjugate in which the flat surfaces of graphene were bonded by a collection of metal-bonded silver fine particles. After that, vibration acceleration in three directions consisting of 0.4 G was repeatedly applied to the container. Further, the container was heated to 290 ° C. in an air atmosphere and left at 290 ° C. for 1 minute to thermally decompose tin octylate and nickel octylate. After that, a vibration acceleration of 0.4 G in three directions was applied to the container again for a short time, and the sample was taken out from the container.
Further, as in Example 2, the two planes and sides of the sample were observed and analyzed by an electron microscope. Granular fine particles having a size of 40-60 nm were evenly stacked and formed on the surface of the sample, and the granular fine particles were composed of an alloy having a composition ratio of tin and nickel in a composition ratio of 4: 3. Also on the side surface of the sample, granular fine particles having a size of 40-60 nm were formed by evenly stacking them. The granular fine particles were also composed of an alloy in which tin and nickel had a composition ratio of 4: 3.
After that, a collection of granular fine particles on the side surface of the sample was peeled off, and the side surface was observed again with an electron microscope. As a result, there was no alloy of tin and nickel in the gaps between the flat surfaces of graphene bonded by a collection of silver fine particles.
From the above results, in Example 2, the flat planes of graphene formed a graphene junction formed by a collection of silver fine particles on the bottom surface of the container, and the graphene junction was bonded to the graphene junction in Example 5. Fine particles of an alloy of tin and nickel were precipitated on the surface of fine silver particles formed on the surface of the body, and a graphene junction in which the surface of the graphene junction was covered with fine particles of an alloy of tin and nickel was created. .. As a result, the surface of the graphene conjugate has the properties of an alloy of tin and nickel.
Although two examples have been described as examples for imparting the properties of the alloy to the graphene joint, the alloy is not limited to these two cases.

実施例6
本実施例は、24段落に記載した製造方法に従って、グラフェンの扁平面同士が、銀の微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体に、絶縁性の金属酸化物の性質が付与されるグラフェン接合体を、容器の底面に形成する実施例である。すなわち、実施例2で作成したグラフェン接合体の表面に、酸化アルミニウムAlの微粒子を析出させ、グラフェン接合体の表面を、酸化アルミニウムの粒子で覆う実施例である。本実施例で作成するグラフェン接合体の表面は絶縁性になる。なお、酸化アルミニウムは、1014−15Ω・cmの体積抵抗率をもち、10−15キロボルト/mmの絶縁耐力を持つ絶縁体である。
最初に、安息香酸アルミニウムAl(CCOO)(例えば、三津和化学薬品株式会社の製品)の0.1モルを、100ccのメタノールに分散し、メタノール分散液を作成した。このメタノール分散液を、実施例2において、グラフェンの扁平面同士が、銀微粒子の集まりによって結合されたグラフェン接合体が、容器の底面に形成された該容器に充填した。この後、容器に0.4Gからなる3方向の振動加速度を容器に繰り返し加えた。さらに、容器を、大気雰囲気で310℃まで昇温し、310℃に1分間放置し、安息香酸アルミニウムを熱分解した。この後、容器の底面の形状からなるアルミニウムの板を容器内の試料の上に載せ、アルミニウムの板に5kgの重りを載せ、この後、重りとアルミニウムの板を取り出した。さらに、容器に0.2Gからなる3方向の振動加速度を短時間加え、容器から試料を取り出した。取り出した試料に再度5kgの重りを載せたが、試料の表面から微粒子は剥離されなかった。
この後、実施例2と同様に、電子顕微鏡によって、試料の2つの平面と側面の観察と分析とを行った。試料の表面に、40−60nmの大きさからなる粒状の微粒子が、満遍なく積み重なって形成され、粒状微粒子は酸化アルミニウムで構成されていた。
この後、試料側面の粒状の微粒子の集まりを全てはぎ落し、側面を再度電子顕微鏡で観察した。この結果、グラフェンの扁平面同士が、銀の微粒子の集まりによって結合された扁平面同士の間隙に、酸化アルミニウムは存在しなかった。
以上の結果から、実施例2において、グラフェンの扁平面同士が、銀微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を容器の底面に形成し、このグラフェン接合体に対し、実施例6において、グラフェン接合体の表面に形成された銀微粒子の表面に酸化アルミニウムの微粒子を析出させ、グラフェン接合体の表面を、酸化アルミニウムの微粒子で覆った。この後、グラフェン接合体の平面の全体に圧縮応力を均等に加えると、グラフェン接合体の表面の酸化アルミニウムの微粒子が、銀微粒子に食い込むとともに、酸化アルミニウム同士が、互いに接触する部位で摩擦熱によって接合した。このため、5kgの重りを載せても、グラフェン接合体から酸化アルミニウムの微粒子が剥離されなかった。これによって、グラフェン接合体はハンドリングが可能になり、また、グラフェン接合体の表面は、酸化アルミニウムの性質を持つ。
なお、実施例6では、絶縁性の金属酸化物として酸化アルミニウムを選択し、グラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体に酸化アルミニウムの性質を付与させたが、酸化アルミニウムに限定されることはなく、酸化チタンTiOや酸化クロムCrを熱分解で析出するカルボン酸金属化合物を用いれば、グラフェン接合体に、酸化チタンないしは酸化クロムの性質を付与させることができる。
Example 6
In this example, according to the production method described in paragraph 24, a graphene junction in which the flat surfaces of graphene are bonded by a collection of silver fine particles is endowed with the properties of an insulating metal oxide. Is an embodiment of forming on the bottom surface of the container. That is, it is an example in which fine particles of aluminum oxide Al 2 O 3 are precipitated on the surface of the graphene conjugate prepared in Example 2, and the surface of the graphene conjugate is covered with aluminum oxide particles. The surface of the graphene joint prepared in this example becomes insulating. Aluminum oxide is an insulator having a volume resistivity of 10 14-15 Ω · cm and a dielectric strength of 10-15 kilovolts / mm.
First, 0.1 mol of aluminum benzoate Al (C 6 H 5 COO) 3 (for example, a product of Mitsuwa Chemical Co., Ltd.) was dispersed in 100 cc of methanol to prepare a methanol dispersion. In Example 2, this methanol dispersion was filled in the container formed on the bottom surface of the container with a graphene conjugate in which the flat surfaces of graphene were bonded by a collection of silver fine particles. After that, vibration acceleration in three directions consisting of 0.4 G was repeatedly applied to the container. Further, the container was heated to 310 ° C. in an air atmosphere and left at 310 ° C. for 1 minute to thermally decompose aluminum benzoate. After that, an aluminum plate having the shape of the bottom surface of the container was placed on the sample in the container, a weight of 5 kg was placed on the aluminum plate, and then the weight and the aluminum plate were taken out. Further, a vibration acceleration of 0.2 G in three directions was applied to the container for a short time, and the sample was taken out from the container. A weight of 5 kg was placed on the sample taken out again, but the fine particles were not peeled off from the surface of the sample.
After that, as in Example 2, the two planes and sides of the sample were observed and analyzed with an electron microscope. Granular fine particles having a size of 40-60 nm were evenly stacked and formed on the surface of the sample, and the granular fine particles were composed of aluminum oxide.
After that, all the aggregates of granular fine particles on the side surface of the sample were peeled off, and the side surface was observed again with an electron microscope. As a result, aluminum oxide was not present in the gap between the flat surfaces of graphene bonded by a collection of silver fine particles.
From the above results, in Example 2, a graphene junction in which the flat surfaces of graphene were bonded by a collection of silver fine particles was formed on the bottom surface of the container, and the graphene junction was bonded to the graphene junction in Example 6. Fine particles of aluminum oxide were precipitated on the surface of fine silver particles formed on the surface of the body, and the surface of the graphene conjugate was covered with fine particles of aluminum oxide. After that, when compressive stress is evenly applied to the entire plane of the graphene joint, the aluminum oxide fine particles on the surface of the graphene joint bite into the silver fine particles, and the aluminum oxides come into contact with each other due to frictional heat. Joined. Therefore, even if a weight of 5 kg was placed, the fine particles of aluminum oxide were not peeled off from the graphene joint. This allows the graphene joint to be handled, and the surface of the graphene joint has the properties of aluminum oxide.
In Example 6, aluminum oxide was selected as the insulating metal oxide, and the flat surfaces of graphene were bonded to each other by a collection of metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum. Although the graphene conjugate is imparted with the properties of aluminum oxide, it is not limited to aluminum oxide, and if a metal carboxylate compound that precipitates titanium oxide TiO 2 and chromium Cr 2 O 3 by thermal decomposition is used, graphene is used. The bonded body can be imparted with the properties of titanium oxide or chromium oxide.

以上に、グラフェン接合体の実施例として、5つの実施例を説明したが、グラフェン接合体はこれらの実施例に限定されない。この理由は、熱伝導性と電気導電性との双方に優れた金属は、銀に限定されず、銅、金ないしはアルミニウムを用いることができる。また、クロム以外の金属、ないしは、パラジウムとロジウムとの合金、及び、スズとニッケルとの合金以外の合金を、グラフェン接合体に析出させることで、グラフェン接合体の表面は、様々な金属ないしは合金の性質を持つ。さらに、グラフェン接合体が、容器の底面に該底面の形状として形成されるため、グラフェン接合体の用途に応じて、グラフェン接合体の厚みと表面積と形状とが自在に変えられる。また、本実施例において、安価な金属化合物を用い、極めて簡単な処理で、グラフェン接合体が製造でき、さらに、グラフェン接合体の表面にクロムの性質、ないしは、パラジウムとロジウムとの合金、ないしは、スズとニッケルとの合金の性質を付与することができた。 Although five examples have been described above as examples of the graphene conjugate, the graphene conjugate is not limited to these examples. The reason for this is that the metal excellent in both thermal conductivity and electrical conductivity is not limited to silver, and copper, gold or aluminum can be used. Further, by precipitating a metal other than chromium or an alloy other than an alloy of palladium and rhodium and an alloy of tin and nickel on the graphene joint, the surface of the graphene joint can be made of various metals or alloys. Has the nature of. Further, since the graphene joint is formed on the bottom surface of the container as the shape of the bottom surface, the thickness, surface area and shape of the graphene joint can be freely changed according to the use of the graphene joint. Further, in this embodiment, a graphene conjugate can be produced by using an inexpensive metal compound with an extremely simple treatment, and further, the surface of the graphene conjugate has the properties of chromium, or an alloy of palladium and rhodium, or It was possible to impart the properties of an alloy of tin and nickel.

1 銀微粒子 2 グラフェン
1 silver fine particles 2 graphene

Claims (11)

銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を熱分解で析出する金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を介して、グラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりを、前記アルコール分散液が充填された容器の底面に、該底面の形状として製造する製造方法は、
銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を熱分解で析出する金属化合物を、アルコールに分散してアルコール分散液を作成し、該アルコール分散液を容器に充填する、この後、2枚の平行平板電極のうちの一方の平行平板電極の表面に、鱗片状黒鉛粒子の集まりないしは塊状黒鉛粒子の集まりを平坦に引き詰め、該平行平板電極を前記容器に充填された前記アルコール分散液に浸漬する、さらに、他方の平行平板電極を前記一方の平行平板電極の上に重ね合わせ、前記アルコール分散液中で、前記2枚の平行平板電極を、前記鱗片状黒鉛粒子の集まりないしは前記塊状黒鉛粒子の集まりを介して離間させる、この後、該2枚の平行平板電極の間隙に直流の電位差を印加する、これによって、該電位差の大きさを前記2枚の平行平板電極の間隙の大きさで割った値に相当する電界が、前記鱗片状黒鉛粒子の集まりないしは前記塊状黒鉛粒子の集まりに印加され、該電界の印加によって、前記鱗片状黒鉛粒子ないしは前記塊状黒鉛粒子を形成する全ての黒鉛結晶の層間結合が同時に破壊され、前記2枚の平行平板電極の間隙にグラフェンの集まりが製造される、この後、前記2枚の平行平板電極の間隙を拡大し、該2枚の平行平板電極を前記アルコール分散液中で傾斜させ、さらに、前記容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記グラフェンの集まりを、前記2枚の平行平板電極の間隙から前記アルコール分散液中に移動させ、この後、前記容器から前記2枚の平行平板電極を取り出す、さらに、前記容器内のアルコール分散液中でホモジナイザー装置を稼働させ、該ホモジナイザー装置の稼働によって、前記アルコール分散液を介して前記グラフェンの集まりに衝撃を繰り返し加え、該グラフェンの集まりを、前記アルコール分散液中で1枚1枚のグラフェンに分離させ、この後、前記容器から前記ホモジナイザー装置を取り出す、さらに、前記容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記アルコール分散液中で1枚1枚のグラフェンに分離したグラフェンの集まりを、該グラフェンの扁平面を上にして前記容器の底面の全体に拡散させるとともに、前記グラフェンの扁平面同士を、前記アルコール分散液を介して重なり合わせる、これによって、前記アルコール分散液を介して扁平面同士が重なり合ったグラフェンの集まりが、前記容器の底面に該底面の形状として形成される、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属を熱分解で析出する金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を介して、グラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりを、前記アルコール分散液が充填された容器の底面に、該底面の形状として製造する製造方法である。
The alcohol is a collection of graphene in which the flat surfaces of graphene are overlapped with each other via an alcohol dispersion in which a metal compound that precipitates a metal of silver, copper, gold, or aluminum by thermal decomposition is dispersed in alcohol. The manufacturing method of manufacturing the bottom surface of the container filled with the dispersion liquid as the shape of the bottom surface is as follows.
A metal compound that precipitates any metal of silver, copper, gold, or aluminum by thermal decomposition is dispersed in alcohol to prepare an alcohol dispersion, and the alcohol dispersion is filled in a container. On the surface of one of the parallel plate electrodes, a collection of scaly graphite particles or a collection of massive graphite particles is flatly packed, and the parallel plate electrode is applied to the alcohol dispersion filled in the container. Immerse, further superimpose the other parallel plate electrode on the one parallel plate electrode, and in the alcohol dispersion, place the two parallel plate electrodes on the aggregate of scaly graphite particles or the massive graphite. The particles are separated through a collection of particles, and then a DC potential difference is applied to the gap between the two parallel graphite electrodes, whereby the magnitude of the potential difference is adjusted to the magnitude of the gap between the two graphite plates. An electric field corresponding to the value divided by is applied to the group of scaly graphite particles or the group of lump graphite particles, and the application of the electric field causes all the graphite forming the scaly graphite particles or the lump graphite particles. The interlayer bond of the crystal is broken at the same time, and a collection of graphite is produced in the gap between the two parallel plate electrodes. After that, the gap between the two parallel plate electrodes is expanded to expand the gap between the two parallel plate electrodes. Is tilted in the alcohol dispersion, and further vibrating in three directions of left and right, front and back, and up and down is repeatedly applied to the container, and the graphite aggregate is collected in the alcohol dispersion through the gap between the two parallel plate electrodes. After that, the two parallel graphite electrodes are taken out from the container, and the homogenizer device is operated in the alcohol dispersion liquid in the container. By the operation of the homogenizer device, the homogenizer device is operated through the alcohol dispersion liquid. The impact is repeatedly applied to the graphite aggregate to separate the graphite aggregate into individual graphite particles in the alcohol dispersion, and then the homogenizer device is taken out from the container. A collection of graphite separated into individual graphite in the alcohol dispersion by repeatedly applying vibrations in three directions of left and right, front and back, and up and down is spread over the entire bottom surface of the container with the flat surface of the graphite facing up. While diffusing, the graphite flat surfaces are overlapped with each other via the alcohol dispersion liquid, whereby a collection of graphite having the graphite planes overlapped with each other via the alcohol dispersion liquid is formed on the bottom surface of the container. Formed as the shape of A collection of graphene in which the flat surfaces of graphene are overlapped with each other via an alcohol dispersion in which a metal compound that thermally decomposes any of silver, copper, gold, or aluminum is dispersed in alcohol. This is a manufacturing method in which the bottom surface of a container filled with the alcohol dispersion is manufactured as the shape of the bottom surface.
請求項1に記載した製造方法で製造したグラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりを用い、該グラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を製造する製造方法は、
請求項1に記載したグラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりが底面に形成された容器を、請求項1に記載した金属化合物が熱分解する温度に昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記グラフェンの扁平面に前記金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出し、この後、前記金属化合物の微細な結晶が熱分解し、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる粒状の金属微粒子の集まりが、前記グラフェンの扁平面に一斉に析出し、該金属微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合することによって、前記グラフェンの扁平面同士が、前記金属結合した金属微粒子の集まりによって結合され、該グラフェンの扁平面同士が、前記金属結合した金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体が、前記容器の底面に該底面の形状からなるグラフェン接合体として製造される、請求項1に記載した製造方法で製造したグラフェンの扁平面同士が重なり合った該グラフェンの集まりを用い、該グラフェンの扁平面同士が、銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子の集まりで結合されたグラフェン接合体を製造する製造方法である。
Using a group of graphene in which the flat surfaces of graphene produced by the production method according to claim 1 are overlapped with each other, the flat surfaces of the graphene are a metal made of any metal of silver, copper, gold, or aluminum. The manufacturing method for producing a graphene conjugate bonded by a collection of fine particles is
The container in which the aggregates of graphenes in which the flat surfaces of the graphenes according to claim 1 are overlapped is formed on the bottom surface is heated to a temperature at which the metal compound according to claim 1 is thermally decomposed, whereby first The alcohol evaporates, and a collection of fine crystals of the metal compound is deposited all at once on the flat surface of the graphene, after which the fine crystals of the metal compound are thermally decomposed to form silver, copper, gold, or aluminum. A collection of granular metal fine particles made of any of the metals are deposited all at once on the flat surface of the graphene, and the metal bonds are formed at a site where the metal fine particles are in contact with each other. A graphene junction in which the flat surfaces of the graphenes are bonded by a collection of metal-bonded metal fine particles and the flat surfaces of the graphene are bonded by a collection of the metal-bonded metal fine particles is a graphene junction having the shape of the bottom surface on the bottom surface of the container. Using a group of graphenes in which the flat surfaces of the graphenes produced by the production method according to claim 1 are overlapped with each other, the flat surfaces of the graphenes are made of silver, copper, gold, or aluminum. It is a manufacturing method for manufacturing a graphene bond bonded by a collection of metal fine particles made of the same metal.
請求項2に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、銀、銅、金、及びアルミニウムとは異なる金属の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法は、
請求項2に記載した製造方法に従って、容器の底面にグラフェン接合体を製造し、該容器に、銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属が熱分解で析出する金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を充填し、該容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記グラフェン接合体を前記アルコール分散液に浸漬させる、この後、該容器を前記金属化合物が熱分解する温度に昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記グラフェン接合体が前記アルコール分散液と接触した部位に、前記金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出し、この後、前記金属化合物の微細な結晶が熱分解し、前記グラフェン接合体が前記アルコール分散液と接触した部位に、前記銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属からなる金属微粒子の集まりが一斉に析出し、該金属微粒子は、前記グラフェン接合体の表面全体に形成されていた銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子と金属結合するとともに、該金属微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりが前記グラフェン接合体の表面全体を覆う、これによって、前記グラフェン接合体の表面に、前記銀、銅、金、及びアルミニウムを除く金属の性質が付与されたグラフェン接合体が、前記容器の底面に、該容器の底面の形状からなるグラフェン接合体として製造される、請求項2に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、銀、銅、金、及びアルミニウムとは異なる金属の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法である。
A production method for producing a graphene joint in which properties of a metal different from silver, copper, gold, and aluminum are imparted to the surface of the graphene joint produced by the production method according to claim 2 is
A graphene bond was produced on the bottom surface of the container according to the production method according to claim 2, and a metal compound in which metals other than silver, copper, gold, and aluminum were precipitated by thermal decomposition was dispersed in alcohol in the container. The container is filled with an alcohol dispersion, and vibrations in three directions of left and right, front and back, and up and down are repeatedly applied to immerse the graphene bond in the alcohol dispersion, after which the metal compound thermally decomposes the container. The temperature is raised to a temperature, whereby the alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of the metal compound is simultaneously deposited at the site where the graphene conjugate is in contact with the alcohol dispersion, and then the above. Fine crystals of the metal compound are thermally decomposed, and a collection of metal fine particles made of a metal other than silver, copper, gold, and aluminum is deposited all at once at the site where the graphene bond is in contact with the alcohol dispersion. The metal fine particles form a metal bond with the metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum formed on the entire surface of the graphene joint, and at the site where the metal fine particles come into contact with each other. The metal is bonded, and a collection of the metal-bonded metal fine particles covers the entire surface of the graphene joint, thereby imparting the properties of metals other than silver, copper, gold, and aluminum to the surface of the graphene joint. The finished graphene bond is produced on the bottom surface of the container as a graphene bond having the shape of the bottom surface of the container, and on the surface of the graphene bond produced by the production method according to claim 2, silver, copper. It is a manufacturing method for producing a graphene bond which is endowed with metal properties different from those of gold, gold and aluminum.
請求項1に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法は、請求項1に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物からなる金属錯体を用い、請求項1に記載した製造方法に従って、請求項1に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法であり、
ないしは、
請求項2に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、請求項2に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物からなる金属錯体を用い、請求項2に記載した製造方法に従って、請求項2に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法であり、
ないしは、
請求項3に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、請求項3に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物からなる金属錯体を用い、請求項3に記載した製造方法に従って、請求項3に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法である。
In the production method for producing a graphene aggregate according to claim 1, a ligand composed of an inorganic ion or a molecule is coordinated to the metal ion as the metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition according to claim 1. A production method for producing an aggregate of graphene according to claim 1, according to the production method according to claim 1, using a metal complex composed of an inorganic metal compound having a bonded metal complex ion.
Or
In the production method for producing a graphene conjugate according to claim 2, as the metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition according to claim 2, a ligand composed of an inorganic ion or a molecule is coordinated to the metal ion. A production method for producing a graphene conjugate according to claim 2, according to the production method according to claim 2, using a metal complex composed of an inorganic metal compound having a bonded metal complex ion.
Or
In the production method for producing a graphene conjugate according to claim 3, as the metal compound that precipitates a metal by thermal decomposition according to claim 3, a ligand composed of an inorganic ion or a molecule is coordinated to the metal ion. This is a production method for producing a graphene conjugate according to claim 3, according to the production method according to claim 3, using a metal complex composed of an inorganic metal compound having bonded metal complex ions.
請求項1に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法は、請求項1に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物を用い、請求項1に記載した製造方法に従って、請求項1に記載したグラフェンの集まりを製造する製造方法であり、
ないしは、
請求項2に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、請求項2に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物を用い、請求項2に記載した製造方法に従って、請求項2に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法であり、
ないしは、
請求項3に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、請求項3に記載した熱分解で金属を析出する金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備するカルボン酸金属化合物を用い、請求項3に記載した製造方法に従って、請求項3に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法である。
In the production method for producing an aggregate of graphene according to claim 1, the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid is covalently bonded to the metal ion as the metal compound for precipitating a metal by the thermal decomposition according to claim 1. Using a carboxylic acid metal compound having both the first characteristic of carboxylic acid and the second characteristic of the carboxylic acid being a saturated fatty acid, the aggregate of graphene according to claim 1 is obtained according to the production method according to claim 1. It is a manufacturing method to manufacture,
Or
In the production method for producing a graphene conjugate according to claim 2, the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid is covalently bonded to the metal ion as the metal compound that precipitates the metal by the thermal decomposition according to claim 2. The graphene conjugate according to claim 2 is prepared according to the production method according to claim 2, using a carboxylic acid metal compound having both the first characteristic of carboxylic acid and the second characteristic of the carboxylic acid being a saturated fatty acid. It is a manufacturing method to manufacture,
Or
In the production method for producing a graphene conjugate according to claim 3, the oxygen ion constituting the carboxyl group of the carboxylic acid is covalently bonded to the metal ion as the metal compound that precipitates the metal by the thermal decomposition according to claim 3. The graphene conjugate according to claim 3 is prepared according to the production method according to claim 3, using a carboxylic acid metal compound having both the first characteristic of carboxylic acid and the second characteristic of the carboxylic acid being a saturated fatty acid. It is a manufacturing method for manufacturing.
請求項2に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、合金の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法は、
請求項2に記載した製造方法に従って、容器の底面にグラフェン接合体を製造し、該容器に、熱分解で複数の金属が同時に析出する複数種類の金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を充填し、該容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記グラフェン接合体を前記アルコール分散液に浸漬させる、この後、該容器を前記複数種類の金属化合物が同時に熱分解する温度に昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位に、前記複数種類の金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出し、この後、前記複数種類の金属化合物の微細な結晶が同時に熱分解し、前記グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位に、前記複数種類の金属化合物を構成する複数の金属が同時に一斉に析出し、該複数の金属からなる合金の微粒子が、前記グラフェン接合体の表面全体に形成されていた銀、銅、金、ないしはアルミニウムのいずれかの金属からなる金属微粒子と金属結合するとともに、該合金微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、該金属結合した合金微粒子の集まりが、前記グラフェン接合体の表面全体を覆う、これによって、前記グラフェン接合体の表面に合金の性質が付与されたグラフェン接合体が、前記容器の底面に、該容器の底面の形状からなるグラフェン接合体として製造される、請求項2に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、合金の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法である。
The production method for producing a graphene joint in which the properties of an alloy are imparted to the surface of the graphene joint produced by the production method according to claim 2 is
A graphene alloy is produced on the bottom surface of the container according to the production method according to claim 2, and an alcohol dispersion in which a plurality of types of metal compounds in which a plurality of metals are simultaneously precipitated by thermal decomposition is dispersed in alcohol is placed in the container. The container is filled and vibrated in three directions of left and right, front and back, and up and down repeatedly to immerse the graphene alloy in the alcohol dispersion, and then the container is thermally decomposed by the plurality of types of metal compounds at the same time. The temperature is raised to a temperature, whereby the alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of the plurality of types of metal compounds is simultaneously precipitated at the site of contact with the alcohol dispersion of the graphene alloy. After that, the fine crystals of the plurality of types of metal compounds are thermally decomposed at the same time, and a plurality of metals constituting the plurality of types of metal compounds are simultaneously precipitated at the site of contact with the alcohol dispersion of the graphene bond. Then, the fine particles of the alloy made of the plurality of metals are metal-bonded to the metal fine particles made of any of silver, copper, gold, or aluminum formed on the entire surface of the graphene joint, and the alloy is formed. Metal bonds are formed at the sites where the fine particles are in contact with each other, and a collection of the metal-bonded alloy fine particles covers the entire surface of the graphene joint, whereby the surface of the graphene joint is endowed with alloy properties. The properties of the alloy are imparted to the surface of the graphene bond produced by the production method according to claim 2, wherein the bond is produced on the bottom surface of the container as a graphene bond having the shape of the bottom surface of the container. This is a manufacturing method for manufacturing a graphene alloy.
請求項6に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、請求項6に記載した熱分解で複数の金属が同時に析出する複数種類の金属化合物として、無機物のイオンないしは分子からなる同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合した複数種類の無機金属化合物からなる金属錯体を用い、請求項6に記載した製造方法に従って、請求項6に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法である。 The production method for producing a graphene conjugate according to claim 6 is the same coordination consisting of inorganic ions or molecules as a plurality of types of metal compounds in which a plurality of metals are simultaneously precipitated by the thermal decomposition according to claim 6. A production method for producing a graphene conjugate according to claim 6, wherein the child uses a metal complex composed of a plurality of types of inorganic metal compounds coordinated to different metal ions, according to the production method according to claim 6. .. 請求項6に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、請求項6に記載した熱分解で複数の金属が同時に析出する複数種類の金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属イオンに共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が同一の飽和脂肪酸からなる第二の特徴とを兼備する複数種類のカルボン酸金属化合物を用い、請求項6に記載した製造方法に従って、請求項6に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法である。 In the production method for producing a graphene bond according to claim 6, oxygen ions constituting a carboxyl group of a carboxylic acid are used as a plurality of types of metal compounds in which a plurality of metals are simultaneously precipitated by the thermal decomposition according to claim 6. The production method according to claim 6, wherein a plurality of types of carboxylic acid metal compounds having both the first characteristic of covalently bonding to different metal ions and the second characteristic of the carboxylic acid being the same saturated fatty acid are used. According to the production method for producing the graphene conjugate according to claim 6. 請求項2に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、絶縁性の金属酸化物の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法は、
請求項2に記載した製造方法に従って、容器の底面にグラフェン接合体を製造し、該容器に、熱分解で絶縁性の金属酸化物を析出する金属化合物を、アルコールに分散したアルコール分散液を充填し、該容器に左右、前後、上下の3方向の振動を繰り返し加え、前記グラフェン接合体を前記アルコール分散液に浸漬させる、この後、該容器を前記金属化合物が熱分解する温度に昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位に、前記金属化合物の微細な結晶の集まりが一斉に析出し、この後、前記金属化合物の微細な結晶が熱分解し、前記グラフェン接合体の前記アルコール分散液と接触した部位に、前記絶縁性の金属酸化物の微粒子の集まりが一斉に析出し、該金属酸化物の微粒子が前記グラフェン接合体の表面全体を覆う、これによって、前記グラフェン接合体の表面に前記絶縁性の金属酸化物の性質が付与されたグラフェン接合体が、前記容器の底面に、該容器の底面の形状からなるグラフェン接合体として製造される、請求項2に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体の表面に、絶縁性の金属酸化物の性質が付与されるグラフェン接合体を製造する製造方法である。
The production method for producing a graphene conjugate in which the properties of an insulating metal oxide are imparted to the surface of the graphene conjugate produced by the production method according to claim 2 is
A graphene conjugate is produced on the bottom surface of the container according to the production method according to claim 2, and the container is filled with an alcohol dispersion in which a metal compound that precipitates an insulating metal oxide by thermal decomposition is dispersed in alcohol. Then, vibrations in three directions of left and right, front and back, and up and down are repeatedly applied to the container to immerse the graphene conjugate in the alcohol dispersion, and then the temperature of the container is raised to a temperature at which the metal compound is thermally decomposed. As a result, the alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of the metal compound is deposited all at once on the site of the graphene conjugate in contact with the alcohol dispersion, and then the fine crystals of the metal compound are deposited. The crystals were thermally decomposed, and a collection of fine particles of the insulating metal oxide were simultaneously deposited on the site of contact with the alcohol dispersion of the graphene conjugate, and the fine particles of the metal oxide were deposited on the graphene conjugate. A graphene junction that covers the entire surface, thereby imparting the properties of the insulating metal oxide to the surface of the graphene conjugate, is formed on the bottom surface of the container in the shape of the bottom surface of the container. This is a production method for producing a graphene conjugate in which the properties of an insulating metal oxide are imparted to the surface of the graphene conjugate produced by the production method according to claim 2.
請求項9に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体を容器から取り出す方法は、
請求項9に記載した製造方法に従って、容器の底面にグラフェン接合体を製造し、該グラフェン接合体の上方の平面を均等に圧縮し、該グラフェン接合体の双方の平面の表層に形成された金属酸化物の微粒子を、該金属酸化物の微粒子と接触する銀、銅、金、ないしはアルミニウムからなる金属微粒子に食い込ませ、該金属酸化物の微粒子が前記金属微粒子と接合するとともに、該金属酸化物の微粒子同士が互いに接触する部位に摩擦熱が発生し、該摩擦熱によって前記金属酸化物の微粒子同士が接合する、この後、前記容器に前後、左右、上下の3方向の振動を加え、該容器から前記グラフェン接合体を取り出す、請求項9に記載した製造方法で製造したグラフェン接合体を容器から取り出す方法である。
The method for taking out the graphene conjugate produced by the production method according to claim 9 from the container is
According to the manufacturing method according to claim 9, a graphene joint is produced on the bottom surface of the container, the upper plane of the graphene joint is evenly compressed, and a metal formed on the surface layer of both planes of the graphene joint. The fine particles of the oxide are allowed to bite into the fine metal particles made of silver, copper, gold, or aluminum that come into contact with the fine particles of the metal oxide, and the fine particles of the metal oxide are bonded to the fine metal particles and the metal oxide is formed. A frictional heat is generated at a portion where the fine particles of the metal oxide come into contact with each other, and the fine particles of the metal oxide are joined by the frictional heat. After that, vibrations in three directions of front-back, left-right, and up-down are applied to the container. This is a method of taking out the graphene junction produced by the production method according to claim 9, wherein the graphene conjugate is taken out from the container.
請求項9に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法は、請求項9に記載した熱分解で絶縁性の金属酸化物を析出する金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子になって、金属イオンに配位結合したカルボン酸金属化合物を用い、請求項9に記載した製造方法に従って、請求項9に記載したグラフェン接合体を製造する製造方法である。
In the production method for producing a graphene conjugate according to claim 9, oxygen ions constituting a carboxyl group of a carboxylic acid are arranged as a metal compound that precipitates an insulating metal oxide by thermal decomposition according to claim 9. This is a production method for producing a graphene conjugate according to claim 9, according to the production method according to claim 9, using a metal carboxylate compound coordinated to a metal ion as a ligand.
JP2019090295A 2019-05-12 2019-05-12 Method for manufacturing graphene joined body in which flat faces of graphene are bonded together by assembly of metal fine particles composed of any metal of silver, copper, gold or aluminum Pending JP2020186144A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019090295A JP2020186144A (en) 2019-05-12 2019-05-12 Method for manufacturing graphene joined body in which flat faces of graphene are bonded together by assembly of metal fine particles composed of any metal of silver, copper, gold or aluminum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019090295A JP2020186144A (en) 2019-05-12 2019-05-12 Method for manufacturing graphene joined body in which flat faces of graphene are bonded together by assembly of metal fine particles composed of any metal of silver, copper, gold or aluminum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020186144A true JP2020186144A (en) 2020-11-19

Family

ID=73221361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019090295A Pending JP2020186144A (en) 2019-05-12 2019-05-12 Method for manufacturing graphene joined body in which flat faces of graphene are bonded together by assembly of metal fine particles composed of any metal of silver, copper, gold or aluminum

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020186144A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114989789A (en) * 2022-03-09 2022-09-02 北京创新爱尚家科技股份有限公司 Three-dimensional graphene-based composite heat conduction material and preparation method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114989789A (en) * 2022-03-09 2022-09-02 北京创新爱尚家科技股份有限公司 Three-dimensional graphene-based composite heat conduction material and preparation method thereof
CN114989789B (en) * 2022-03-09 2023-07-11 北京创新爱尚家科技股份有限公司 Three-dimensional graphene-based composite heat conduction material and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pal et al. Interfacial synthesis of electrically conducting palladium bis (dithiolene) complex nanosheet
Cheng et al. Syntheses and properties of metal nanomaterials with novel crystal phases
Maksimuk et al. Roles of twin defects in the formation of platinum multipod nanocrystals
Kobayashi et al. Metal–metal bonding process using metallic copper nanoparticles prepared in aqueous solution
Kubozono et al. Recent progress on carbon-based superconductors
Mendoza-Cruz et al. Helical growth of ultrathin gold–copper nanowires
Song et al. Controllable fabrication, growth mechanism, and gas sensing properties of hollow hematite polyhedra
Sow et al. Noble metal nanomaterials with nontraditional crystal structures
Li et al. Low-temperature Cu-to-Cu bonding using silver nanoparticles stabilised by saturated dodecanoic acid
JP6228765B2 (en) Method for producing nanoparticles
Aghazadeh et al. La2O3 nanoplates prepared by heat-treatment of electrochemically grown La (OH) 3 nanocapsules from nitrate medium
Ghosh et al. Modifying the thermoelectric transport of Sb2Te3 thin films via the carrier filtering effect by incorporating size-selected gold nanoparticles
Leslie-Pelecky et al. Structural properties of chemically synthesized nanostructured Ni and Ni: Ni3C nanocomposites
Li et al. Dual-functional aniline-assisted wet-chemical synthesis of bismuth telluride nanoplatelets and their thermoelectric performance
JP2020186144A (en) Method for manufacturing graphene joined body in which flat faces of graphene are bonded together by assembly of metal fine particles composed of any metal of silver, copper, gold or aluminum
Yamamoto et al. An electroless plating method for conducting microbeads using gold nanoparticles
Halder et al. Gold nanostructures from cube-shaped crystalline intermediates
JP2015161027A (en) Production of scaly base material covered with the assembly of fine particle and production method therefor
Korotcenkov et al. Synthesis by successive ionic layer deposition (SILD) methodology and characterization of gold nanoclusters on the surface of tin and indium oxide films
JP2015161027A5 (en)
Aouini et al. Synthesis and characterization of CoMn2O4 spinel onto flexible stainless-steel mesh for supercapacitor application
Chen et al. Recent Progress on Monoelemental Nanomaterials with Unconventional Crystal Phases
JP2021138566A (en) Method for producing graphene aggregate in which graphenes are superposed and joined to each other through collection of nano-level size fine particles composed of metal or metal oxide
JP7195513B2 (en) A method of producing a graphene sheet consisting of a collection of graphene in which flat planes of graphene are overlapped and joined, and a method of covering the surface of the graphene sheet with a collection of fine particles of metal or insulating metal oxide.
JP2020200210A5 (en)