JP2733191B2 - 強磁性炭素材料およびその製造方法 - Google Patents
強磁性炭素材料およびその製造方法Info
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- H01F1/42—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of organic or organo-metallic materials, e.g. graphene
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遷移金属元素を主成分
としては含まず炭素質実質上１００％からなる強磁性炭
素材料およびその製造方法に関するものである。
としては含まず炭素質実質上１００％からなる強磁性炭
素材料およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これまで、強磁性材料としては、鉄、コ
バルト、ニッケル、などの遷移金属の単体、合金、酸化
物などが用いられてきている。これらの強磁性材料は磁
化率が大きく、保磁力及び残留磁化値が大きいなど、磁
性材料として多くの長所を有する反面、幾つかの短所を
有する。その（１）は、重金属元素であるために比重が
大きく宇宙空間などへ運搬するためには不都合である。
その（２）は、鉄以外の元素は、地球上に資源として偏
在するため、将来的に資源の枯渇が心配されることであ
る。その（３）は、金属元素であるため、硬度が大き
く、軟質な材料とはなりにくいことである。その（４）
は、不要になった場合に、消磁して処分したい場合があ
るが、多大のエネルギーを要することである。その
（５）は、金属系の強磁性材料は生体への適合性が良く
なく、血液中で溶解して毒性を示すなど、生物体の中へ
埋め込んだり或いは血液中に微粉状態で分散して磁気的
なイメージングなどに利用することがしにくい。これに
対して、炭素強磁性体では、このような問題が少ない。
バルト、ニッケル、などの遷移金属の単体、合金、酸化
物などが用いられてきている。これらの強磁性材料は磁
化率が大きく、保磁力及び残留磁化値が大きいなど、磁
性材料として多くの長所を有する反面、幾つかの短所を
有する。その（１）は、重金属元素であるために比重が
大きく宇宙空間などへ運搬するためには不都合である。
その（２）は、鉄以外の元素は、地球上に資源として偏
在するため、将来的に資源の枯渇が心配されることであ
る。その（３）は、金属元素であるため、硬度が大き
く、軟質な材料とはなりにくいことである。その（４）
は、不要になった場合に、消磁して処分したい場合があ
るが、多大のエネルギーを要することである。その
（５）は、金属系の強磁性材料は生体への適合性が良く
なく、血液中で溶解して毒性を示すなど、生物体の中へ
埋め込んだり或いは血液中に微粉状態で分散して磁気的
なイメージングなどに利用することがしにくい。これに
対して、炭素強磁性体では、このような問題が少ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の強磁性材料の有
する欠点を克服した材料、言い換えると、従来の強磁性
材料と相補的に使える強磁性材料は、上記に述べたよう
に、（１）比重が小さく、（２）資源的に豊富であり、
（３）非金属元素であり、（４）簡単に焼却処分がで
き、（５）生体への適合性が良い、等の性質を有するも
のである。このような材料の候補の一つとしては炭素材
料がある。本発明は、磁気特性にすぐれた新規な強磁性
炭素材料及びその製造方法を提供するものである。
する欠点を克服した材料、言い換えると、従来の強磁性
材料と相補的に使える強磁性材料は、上記に述べたよう
に、（１）比重が小さく、（２）資源的に豊富であり、
（３）非金属元素であり、（４）簡単に焼却処分がで
き、（５）生体への適合性が良い、等の性質を有するも
のである。このような材料の候補の一つとしては炭素材
料がある。本発明は、磁気特性にすぐれた新規な強磁性
炭素材料及びその製造方法を提供するものである。
【０００４】本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検
討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明によれば、第一に、炭素質実質上１００％の未グラ
フアイト化炭素からなる強磁性炭素材料が提供される。
第二に、環中に少なくとも２つ以上の異種元素を含む複
素芳香環式化合物を熱分解することを特徴とする炭素質
実質上１００％の未グラフアイト化炭素からなる強磁性
炭素材料の製造方法が提供される。第三に、環中に少な
くとも２つ以上の異種元素を含む複素芳香環式化合物
を、強磁性金属化合物の存在下で熱分解することを特徴
とする炭素質実質上１００％の未グラフアイト化強磁性
炭素材料及び強磁性金属材料からなる混合物の製造方法
が提供される。第四に、上記第三の製造方法で得られる
炭素質実質上１００％の未グラフアイト化強磁性炭素材
料及び強磁性金属材料からなる混合物を希塩酸及びアン
モニア水で処理し、強磁性金属材料を除去することを特
徴とする炭素質実質上１００％の未グラフアイト化強磁
性材料の製造方法が提供される。本発明でいう、炭素質
実質上１００％とは、原料とする有機材料より現在得ら
れる化学的操作によって炭素以外の元素を取り去って実
現可能な炭素の純度を指す。
討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明によれば、第一に、炭素質実質上１００％の未グラ
フアイト化炭素からなる強磁性炭素材料が提供される。
第二に、環中に少なくとも２つ以上の異種元素を含む複
素芳香環式化合物を熱分解することを特徴とする炭素質
実質上１００％の未グラフアイト化炭素からなる強磁性
炭素材料の製造方法が提供される。第三に、環中に少な
くとも２つ以上の異種元素を含む複素芳香環式化合物
を、強磁性金属化合物の存在下で熱分解することを特徴
とする炭素質実質上１００％の未グラフアイト化強磁性
炭素材料及び強磁性金属材料からなる混合物の製造方法
が提供される。第四に、上記第三の製造方法で得られる
炭素質実質上１００％の未グラフアイト化強磁性炭素材
料及び強磁性金属材料からなる混合物を希塩酸及びアン
モニア水で処理し、強磁性金属材料を除去することを特
徴とする炭素質実質上１００％の未グラフアイト化強磁
性材料の製造方法が提供される。本発明でいう、炭素質
実質上１００％とは、原料とする有機材料より現在得ら
れる化学的操作によって炭素以外の元素を取り去って実
現可能な炭素の純度を指す。
【０００５】
【図１】
【０００６】本発明において、強磁性を有する炭素材料
を得るには、未グラファイト化炭化物において、それに
含まれる水素原子を、そのグラファイト化を回避させな
がら、徹底的に除去し、炭素質実質上１００％の未グラ
ファイト化炭化物とすることが必要である。このような
炭化物が強磁性を有することは、本発明者らが初めて見
いだしたものである。
を得るには、未グラファイト化炭化物において、それに
含まれる水素原子を、そのグラファイト化を回避させな
がら、徹底的に除去し、炭素質実質上１００％の未グラ
ファイト化炭化物とすることが必要である。このような
炭化物が強磁性を有することは、本発明者らが初めて見
いだしたものである。
【０００７】有機物質の加熱処理によって得られる従来
の炭化物には、水素原子が含有されているが、このよう
な炭化物は強磁性を示さない。しかし、ハロゲン又はハ
ロゲン発生剤の存在下で加熱処理を行うと、水素原子
は、炭素に結合するよりも、ハロゲンと結合した方がよ
り安定化するので、炭化物中の水素はハロゲンと反応し
て炭化物中から除去され、炭素質実質上１００％の炭化
物を得ることができる。また、加熱処理を８００℃を超
えないようにコントロールすることで、炭化物のグラフ
ァイト化を制止し、ｓｐ2−シグマ不対電子を有する強
磁性を示す炭素原子を生成させることができる。
の炭化物には、水素原子が含有されているが、このよう
な炭化物は強磁性を示さない。しかし、ハロゲン又はハ
ロゲン発生剤の存在下で加熱処理を行うと、水素原子
は、炭素に結合するよりも、ハロゲンと結合した方がよ
り安定化するので、炭化物中の水素はハロゲンと反応し
て炭化物中から除去され、炭素質実質上１００％の炭化
物を得ることができる。また、加熱処理を８００℃を超
えないようにコントロールすることで、炭化物のグラフ
ァイト化を制止し、ｓｐ2−シグマ不対電子を有する強
磁性を示す炭素原子を生成させることができる。
【０００８】本発明においては、出発物質として、前記
した環中に少なくとも２つ以上の異種元素を含む複素芳
香環式化合物を用いるが、その理由は、これらの複素芳
香環式化合物から水素原子を取り去った場合のＣ・シグ
マ電子軌道の相互関係がお互いにシスの位置関係になっ
ているからである。（図２）
した環中に少なくとも２つ以上の異種元素を含む複素芳
香環式化合物を用いるが、その理由は、これらの複素芳
香環式化合物から水素原子を取り去った場合のＣ・シグ
マ電子軌道の相互関係がお互いにシスの位置関係になっ
ているからである。（図２）
【０００９】
【図２】
【００１０】図２（Ａ）はＣ2とＣ3のシグマ結合がトラ
ンスの関係にある場合でこの場合にはこれらに属する不
対電子の間の交換積分が負であるためこれらのスピン関
数が異なる方がエネルギーが低くなるが、その場合いず
れか一方は強磁性金属元素による局所磁場に対して逆平
行になるのでその分だけ不安定になる。これに対して図
２（Ｂ）ではＣ2とＣ3のシグマ結合がシスの関係にある
ためこれらのスピン関数が同じである方がエネルギーが
低くなり両者が強磁性金属元素による局所磁場に対して
平行になる。そこで図２（Ａ）の場合に比べてずっと安
定になる。そこで図２（Ａ）でＣ4が水素であれば安定
化のエネルギーは近似的に図２（Ｂ）の半分になる計算
であるので、水素原子は飛び飛びにではなくて連続して
取れたほうが安定化することになる。
ンスの関係にある場合でこの場合にはこれらに属する不
対電子の間の交換積分が負であるためこれらのスピン関
数が異なる方がエネルギーが低くなるが、その場合いず
れか一方は強磁性金属元素による局所磁場に対して逆平
行になるのでその分だけ不安定になる。これに対して図
２（Ｂ）ではＣ2とＣ3のシグマ結合がシスの関係にある
ためこれらのスピン関数が同じである方がエネルギーが
低くなり両者が強磁性金属元素による局所磁場に対して
平行になる。そこで図２（Ａ）の場合に比べてずっと安
定になる。そこで図２（Ａ）でＣ4が水素であれば安定
化のエネルギーは近似的に図２（Ｂ）の半分になる計算
であるので、水素原子は飛び飛びにではなくて連続して
取れたほうが安定化することになる。
【００１１】前記した複素芳香環式化合物から水素原子
を取り去る場合に、水素原子が連続して一気に取り去れ
る場合と、水素原子がとびとび又はひとつおきに取り去
れる場合がある。連続して取り去れるような条件を作る
のが強磁性金属化合物の添加である。溶液中から複素芳
香環式化合物中に取り込まれた強磁性化合物はＣーＨ結
合付近に強い局部的な磁場を作るので、隣りあった２つ
のから２つの水素原子が取れて生成するＣ・Ｃ・の電子
スピンが共にこの強磁性化合物の作り出す磁場に平行な
方がゼーマン効果によって安定化するわけである（図
２）。したがって水素原子がとびとびに取れるよりもな
るべく隣りあって取れたほうが結果的に生成するスピン
系が安定する。この理由で強磁性金属化合物の添加が強
磁性炭素の生成を触媒するのである。
を取り去る場合に、水素原子が連続して一気に取り去れ
る場合と、水素原子がとびとび又はひとつおきに取り去
れる場合がある。連続して取り去れるような条件を作る
のが強磁性金属化合物の添加である。溶液中から複素芳
香環式化合物中に取り込まれた強磁性化合物はＣーＨ結
合付近に強い局部的な磁場を作るので、隣りあった２つ
のから２つの水素原子が取れて生成するＣ・Ｃ・の電子
スピンが共にこの強磁性化合物の作り出す磁場に平行な
方がゼーマン効果によって安定化するわけである（図
２）。したがって水素原子がとびとびに取れるよりもな
るべく隣りあって取れたほうが結果的に生成するスピン
系が安定する。この理由で強磁性金属化合物の添加が強
磁性炭素の生成を触媒するのである。
【００１２】未炭化の有機物質は、その物質の種類によ
っては、加熱条件下でガス化や昇華を起こすという問題
がある。この問題を解決するためには、有機物質を予め
多孔質物質に吸着坦持させる方法がある。それ以外の方
法としては、コバルトやニッケルのような原子をキレー
ト状に芳香族化合物に配位させていくつかの分子をお互
いに連結して蒸発、昇華を防ぐ方法がある。そのほかの
方法としては、加熱中に有機物分子がお互いに重合反応
でくっつきあって蒸発、昇華をさける方法である。コバ
ルトやニッケル塩を加える効果には、強磁性炭素の生成
反応を触媒させる以外に、キレート化によって蒸発、昇
華を押さえる効果も含まれている。
っては、加熱条件下でガス化や昇華を起こすという問題
がある。この問題を解決するためには、有機物質を予め
多孔質物質に吸着坦持させる方法がある。それ以外の方
法としては、コバルトやニッケルのような原子をキレー
ト状に芳香族化合物に配位させていくつかの分子をお互
いに連結して蒸発、昇華を防ぐ方法がある。そのほかの
方法としては、加熱中に有機物分子がお互いに重合反応
でくっつきあって蒸発、昇華をさける方法である。コバ
ルトやニッケル塩を加える効果には、強磁性炭素の生成
反応を触媒させる以外に、キレート化によって蒸発、昇
華を押さえる効果も含まれている。
【００１３】得られた強磁性炭素分子の分子としての大
きさが比較的小さい場合には、自分自身の熱運動の結果
として、それが有する電子スピンの配列方向を一定方向
に安定化できない。従って、強磁性を巨視的に観測でき
る強磁性炭素を作るには、『熱分解』と『熱重合』反応
の両方が起こって炭素分子の寸法が成長することが必要
である。この目的のためには、芳香環中に炭素以外の原
子が少なくとも２カ所存在して、この部分から分子が開
裂することによって、周辺分子と開環結合を起こして高
分子量炭素分子に変化することが必要である。
きさが比較的小さい場合には、自分自身の熱運動の結果
として、それが有する電子スピンの配列方向を一定方向
に安定化できない。従って、強磁性を巨視的に観測でき
る強磁性炭素を作るには、『熱分解』と『熱重合』反応
の両方が起こって炭素分子の寸法が成長することが必要
である。この目的のためには、芳香環中に炭素以外の原
子が少なくとも２カ所存在して、この部分から分子が開
裂することによって、周辺分子と開環結合を起こして高
分子量炭素分子に変化することが必要である。
【００１４】有機物質としては、前記した環中に少なく
とも２つ以上の異種元素を含む複素芳香環式化合物であ
ればいずれも使用可能であるが、塩化コバルトのような
金属化合物に溶解するものすなわち該金属化合物と共通
溶媒を有するものの使用が好ましい。上に述べた炭素以
外の元素としては、酸素原子や、窒素原子、イオウ原子
等の非金属元素が候補たり得るが、使用目的によっては
金属元素も使い得る。
とも２つ以上の異種元素を含む複素芳香環式化合物であ
ればいずれも使用可能であるが、塩化コバルトのような
金属化合物に溶解するものすなわち該金属化合物と共通
溶媒を有するものの使用が好ましい。上に述べた炭素以
外の元素としては、酸素原子や、窒素原子、イオウ原子
等の非金属元素が候補たり得るが、使用目的によっては
金属元素も使い得る。
【００１５】希塩酸、希アンモニア水の濃度は、濃いほ
うが溶解能が高くて効率が良いが、他方ＨＣlやＮＨ3の
大気中への蒸発の問題もあり、水との比率が１：１程度
の希塩酸と希アンモニア水を使用するのが得策と判断さ
れる。
うが溶解能が高くて効率が良いが、他方ＨＣlやＮＨ3の
大気中への蒸発の問題もあり、水との比率が１：１程度
の希塩酸と希アンモニア水を使用するのが得策と判断さ
れる。
【００１６】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
する。
【００１７】実施例１ フェナジン１.０ｇを取り、ＣｏＣｌ2・６Ｈ2Ｏの０．
５ｇと共にエタノールに溶かし、完全に溶かしてからエ
タノールを蒸発してフェナジンと塩化コバルトの混合物
を得た。これを１．０ｇのシリカゲル粉末とよくかきま
ぜて磁性ボートにいれ窒素雰囲気中で３００℃で６０分
加熱する。以後温度を５００℃に上げて６０分加熱し
た。内容物を別の磁性ボートに入れて０．１トールの四
塩化炭素雰囲気中で５５０℃に２００分加熱した。その
後でこのボートと内容物を真空中（０．０００１トー
ル）で６５０℃に２００分加熱して、シリカ分、コバル
ト分を含む炭化物を得た。これに１０％ＫＯＨ溶液を加
えて７０℃に保って２０時間おきシリカ分を溶かし、非
溶解部分を水洗乾燥ののち塩酸（１２Ｎ塩酸を等量の水
で希釈）１０ｍｌを加えて７０℃に２０時間おいてコバ
ルト分を溶かし、水洗乾燥の後にアンモニア水（濃アン
モニア水を等量の水で希釈）１０ｍｌを加えて７０℃に
２０時間おいて塩化物を溶解し、水洗乾燥した。炭素分
９９．５％、コバルト０．１％、シリカ０．３％，その
他０．１％の炭化物が得られた。外径１．５ｍｍのガラ
ス毛細管中に封入して真空排気し封じ切って磁化率測定
の試料とした。残留磁化０．１８０ｅｍｕ／ｇ、保磁力
２８．６ｍＴの磁気特性が得られた。
５ｇと共にエタノールに溶かし、完全に溶かしてからエ
タノールを蒸発してフェナジンと塩化コバルトの混合物
を得た。これを１．０ｇのシリカゲル粉末とよくかきま
ぜて磁性ボートにいれ窒素雰囲気中で３００℃で６０分
加熱する。以後温度を５００℃に上げて６０分加熱し
た。内容物を別の磁性ボートに入れて０．１トールの四
塩化炭素雰囲気中で５５０℃に２００分加熱した。その
後でこのボートと内容物を真空中（０．０００１トー
ル）で６５０℃に２００分加熱して、シリカ分、コバル
ト分を含む炭化物を得た。これに１０％ＫＯＨ溶液を加
えて７０℃に保って２０時間おきシリカ分を溶かし、非
溶解部分を水洗乾燥ののち塩酸（１２Ｎ塩酸を等量の水
で希釈）１０ｍｌを加えて７０℃に２０時間おいてコバ
ルト分を溶かし、水洗乾燥の後にアンモニア水（濃アン
モニア水を等量の水で希釈）１０ｍｌを加えて７０℃に
２０時間おいて塩化物を溶解し、水洗乾燥した。炭素分
９９．５％、コバルト０．１％、シリカ０．３％，その
他０．１％の炭化物が得られた。外径１．５ｍｍのガラ
ス毛細管中に封入して真空排気し封じ切って磁化率測定
の試料とした。残留磁化０．１８０ｅｍｕ／ｇ、保磁力
２８．６ｍＴの磁気特性が得られた。
【００１８】実施例２ インジゴ０．３ｇを取り、ＣｏＣｌ 2 ・６Ｈ2Ｏの０．２
７ｇ、シリカゲル粉末２．０ｇを加えてから水１ｍｌを
加えてよく練る。空気中に放置して乾燥してから、窒素
雰囲気４００℃に６０分おいて揮発成分、分解可能な成
分を追い出す。さらに６５０℃に２００分おいて分解を
促進する。これを５５０℃において０．１トールの四塩
化炭素炭素雰囲気中において１８０分処理して脱水素を
行う。このものは塩化物および吸着塩素を含むので、１
０-4トールに排気しながら６５０℃に３６０分おいて揮
発成分を追い出す。シリカ分を除くため１０％ＫＯＨ１
０ｍｌにつけて２０時間７０℃に保って放置する。非溶
解部分を水洗乾燥ののち塩酸（１２Ｎ塩酸を等量の水で
希釈）１０ｍｌを加えて７０℃に２０時間おいてコバル
ト分を溶かし、水洗乾燥の後にアンモニア水（濃アンモ
ニア水を等量の水で希釈）１０ｍｌを加えて７０℃に２
０時間おいて塩化物を溶解し、水洗乾燥した。この希塩
酸及び希アンモニア水処理のサイクルを３回繰り返し行
った。その結果、炭素分９９．１、コバルト０．５％、
シリカ０．３％、その他０．１％の炭化物が得られた。
外径１．５ｍｍのガラス毛細管中に封入して真空排気し
封じ切って磁化率測定の資料とした。残留磁化０．７２
１ｅｍｕ／ｇ、保磁力５３．３ｍＴの磁気特性が得られ
た。これらの値は、表１に示すように、純コバルト金属
粉の測定値、すなわち１０００Ｇの磁化値、残留磁化値
を０．００５倍した値、及び、０．５％のコバルトを活
性炭に含ませてから３５０℃で１時間還元したものから
得られるこれらの値に比して大きく、かつ保磁力の値も
ずっと大きい。従って、得られた値は、強磁性炭素によ
るものでコバルト不純物によるものでないことは明らか
である。
７ｇ、シリカゲル粉末２．０ｇを加えてから水１ｍｌを
加えてよく練る。空気中に放置して乾燥してから、窒素
雰囲気４００℃に６０分おいて揮発成分、分解可能な成
分を追い出す。さらに６５０℃に２００分おいて分解を
促進する。これを５５０℃において０．１トールの四塩
化炭素炭素雰囲気中において１８０分処理して脱水素を
行う。このものは塩化物および吸着塩素を含むので、１
０-4トールに排気しながら６５０℃に３６０分おいて揮
発成分を追い出す。シリカ分を除くため１０％ＫＯＨ１
０ｍｌにつけて２０時間７０℃に保って放置する。非溶
解部分を水洗乾燥ののち塩酸（１２Ｎ塩酸を等量の水で
希釈）１０ｍｌを加えて７０℃に２０時間おいてコバル
ト分を溶かし、水洗乾燥の後にアンモニア水（濃アンモ
ニア水を等量の水で希釈）１０ｍｌを加えて７０℃に２
０時間おいて塩化物を溶解し、水洗乾燥した。この希塩
酸及び希アンモニア水処理のサイクルを３回繰り返し行
った。その結果、炭素分９９．１、コバルト０．５％、
シリカ０．３％、その他０．１％の炭化物が得られた。
外径１．５ｍｍのガラス毛細管中に封入して真空排気し
封じ切って磁化率測定の資料とした。残留磁化０．７２
１ｅｍｕ／ｇ、保磁力５３．３ｍＴの磁気特性が得られ
た。これらの値は、表１に示すように、純コバルト金属
粉の測定値、すなわち１０００Ｇの磁化値、残留磁化値
を０．００５倍した値、及び、０．５％のコバルトを活
性炭に含ませてから３５０℃で１時間還元したものから
得られるこれらの値に比して大きく、かつ保磁力の値も
ずっと大きい。従って、得られた値は、強磁性炭素によ
るものでコバルト不純物によるものでないことは明らか
である。
【００１９】
【表１】
【００２０】実施例３ ビオラントロン１.００ｇを取り、窒素雰囲気中３５０
℃に６０分おいて揮発成分、分解可能な成分を追い出
す。これを３５０℃において０.１トールの四塩化炭素
雰囲気中において１００分処理して脱水素を行う。この
ものは塩化物および吸着塩素を含むので、１０-4トール
に排気しながら６５０℃に３６０分おいて揮発可能成分
を追い出す。この段階で磁化率を測定してみると空気中
における磁化の値が１５ＫＧにおいて７.７ｅｍｕ／ｇ
程度であるので、まだ不十分と考えて、さらに６５０
℃、１０-4トールで３６０分間加熱した。この結果空気
中に於ける１５ＫＧの磁化の値が２３.１ｅｍｕ／ｇま
で増加した。得られたものは、炭素分９９．１％、その
他０.９％の炭化物である。外径１．５ｍｍのガラス毛
細管中に封入して真空排気し封じ切って磁化率測定の試
料とした。残留磁化０.０２９６ｅｍｕ／ｇ、保磁力５.
３８ｍＴの磁気特性が得られた。この結果は、触媒とし
てコバルト塩などを用いなくても、長時間排気加熱すれ
ば強磁性炭素が得られることを示していると同時に、コ
バルト塩等を触媒として用いると短時間に強い炭素強磁
性を実現できることをも示している。
℃に６０分おいて揮発成分、分解可能な成分を追い出
す。これを３５０℃において０.１トールの四塩化炭素
雰囲気中において１００分処理して脱水素を行う。この
ものは塩化物および吸着塩素を含むので、１０-4トール
に排気しながら６５０℃に３６０分おいて揮発可能成分
を追い出す。この段階で磁化率を測定してみると空気中
における磁化の値が１５ＫＧにおいて７.７ｅｍｕ／ｇ
程度であるので、まだ不十分と考えて、さらに６５０
℃、１０-4トールで３６０分間加熱した。この結果空気
中に於ける１５ＫＧの磁化の値が２３.１ｅｍｕ／ｇま
で増加した。得られたものは、炭素分９９．１％、その
他０.９％の炭化物である。外径１．５ｍｍのガラス毛
細管中に封入して真空排気し封じ切って磁化率測定の試
料とした。残留磁化０.０２９６ｅｍｕ／ｇ、保磁力５.
３８ｍＴの磁気特性が得られた。この結果は、触媒とし
てコバルト塩などを用いなくても、長時間排気加熱すれ
ば強磁性炭素が得られることを示していると同時に、コ
バルト塩等を触媒として用いると短時間に強い炭素強磁
性を実現できることをも示している。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、強磁性を示す炭素材料
が前記複素芳香環式化合物から容易に得られる。そして
このものは前記複素芳香環式化合物を溶媒等に溶解させ
て、薄い膜やその他の形状にして炭化して磁化すること
ができるので、いろいろな形状の強磁性材料作成の道を
開くもので、各種複素芳香環式化合物を原料として薄膜
その他の強磁性炭素材料を容易に製造することができ、
その産業的意義は多大である。
が前記複素芳香環式化合物から容易に得られる。そして
このものは前記複素芳香環式化合物を溶媒等に溶解させ
て、薄い膜やその他の形状にして炭化して磁化すること
ができるので、いろいろな形状の強磁性材料作成の道を
開くもので、各種複素芳香環式化合物を原料として薄膜
その他の強磁性炭素材料を容易に製造することができ、
その産業的意義は多大である。
【００２２】
【図１】強磁性炭素材料（ビオラントロンから得られる
もの）の構造を示す。
もの）の構造を示す。
【図２】強磁性金属イオンによる触媒作用を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】炭素質実質上１００％の未グラフアイト化
炭素からなる強磁性炭素材料。 - 【請求項２】環中に少なくとも２つ以上の異種元素を含
む複素芳香環式化合物を熱分解することを特徴とする炭
素質実質上１００％の未グラフアイト化炭素からなる強
磁性炭素材料の製造方法。 - 【請求項３】環中に少なくとも２つ以上の異種元素を含
む複素芳香環式化合物を、強磁性金属化合物の存在下で
熱分解することを特徴とする炭素質実質上１００％の未
グラフアイト化強磁性炭素材料及び強磁性金属材料から
なる混合物の製造方法。 - 【請求項４】請求項３の製造方法で得られる炭素質実質
上１００％の未グラフアイト化強磁性炭素材料及び強磁
性金属材料からなる混合物を希塩酸及びアンモニア水で
処理し、強磁性金属材料を除去することを特徴とする炭
素質実質上１００％の未グラフアイト化強磁性材料の製
造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5262969A JP2733191B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 強磁性炭素材料およびその製造方法 |
| US08/307,055 US5556570A (en) | 1993-09-27 | 1994-09-16 | Carbonaceous ferromagnetics and method for the preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5262969A JP2733191B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 強磁性炭素材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799108A JPH0799108A (ja) | 1995-04-11 |
| JP2733191B2 true JP2733191B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=17383067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5262969A Expired - Lifetime JP2733191B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 強磁性炭素材料およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5556570A (ja) |
| JP (1) | JP2733191B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003006372A1 (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-23 | Kent State University | Imprinted mesoporous carbons and a method of manufacture thereof |
| US7449165B2 (en) * | 2004-02-03 | 2008-11-11 | Ut-Battelle, Llc | Robust carbon monolith having hierarchical porosity |
| CN111683512A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-18 | 安徽理工大学 | 一种微波合成煤基碳/铁磁金属复合电磁吸收材料及方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2946688A1 (de) * | 1978-11-21 | 1980-06-12 | Shandon Southern Prod | Verfahren zur herstellung von poroesem kohlenstoff sowie poroeser kohlenstoff |
| US4832881A (en) * | 1988-06-20 | 1989-05-23 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Low density microcellular carbon foams and method of preparation |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP5262969A patent/JP2733191B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-09-16 US US08/307,055 patent/US5556570A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0799108A (ja) | 1995-04-11 |
| US5556570A (en) | 1996-09-17 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |