JP4517135B2 - 超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法 - Google Patents
超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カーボンナノチューブは、そのすぐれた機械的物性や電気的物性等の点から、新しい工業素材として注目されている。
これまでに知られているカーボンナノチューブの硬度は非常に低く、モース硬度において、１程度であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法を提供することをその課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以下に示す超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法が提供される。
（１）立方晶窒化ホウ素以上の硬さを有することを特徴とする超硬度カーボンナノチューブ。
（２）体積弾性率が４００ＧＰａ以上である前記（１）に記載の超硬度カーボンナノチューブ。
（３）前記（１）又は（２）に記載の超硬度カーボンナノチューブを製造する方法において、カーボンナノチューブを、２４〜５５ＧＰａの加圧下に保持することを特徴とする超硬度カーボンナノチューブの製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で超硬度カーボンナノチューブの製造原料として用いるカーボンナノチューブは、従来公知のものであり、その平均直径は０．７ｎｍ〜５ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜１．５ｎｍ程度の中空の炭素繊維である。その長さは、０．１〜５０μｍ、好ましくは１〜３０μｍ程度である。本発明で用いるカーボンナノチューブには単層及び多層カーボンナノチューブが包含される。
【０００６】
本発明の超硬度カーボンナノチューブを製造するには、前記カーボンナノチューブを、２４ＧＰａ以上、好ましくは３０ＧＰａ以上の高圧に剪断変形を加えながら加圧すればよい。その加圧の上限値は特に制約されず、その原料カーボンナノチューブが破壊される圧力より低い圧力であればよい。原料として多層カーボンナノチューブを用いる場合には、その圧力は単層カーボンナノチューブの場合よりも、高くなる傾向がある。加圧時間は１０〜９００秒、好ましくは６０〜１２０秒程度である。加圧装置としては、剪断変形を加えることのできる加圧装置を好ましく用いることができる。
【０００７】
前記のようにして得られる製品は、カーボンナノチューブ壁部が超硬度の炭素に変換したものであるが、その硬度は、立方晶窒化ホウ素以上の硬さである。モース硬度（１５段階）で表わすと、その硬度は１４以上である。
また、ナノインデンテーション法（nanoindentation technigue）で表わすと、その硬さは６２〜１５０ＧＰａである。
本発明の製品の硬さは、通常、窒化ホウ素とダイヤモンドとの間の硬さであるが、場合によっては、ダイヤモンドと同等又はそれ以上の硬さを示す。
本発明による超硬度カーボンナノチューブの体積弾性率は、４００〜６００ＧＰａ、特に４６２〜５４６ＧＰａであり、高い弾性率を有する。
【０００８】
【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。
【０００９】
実施例１
カーボンナノチューブとして、その平均直径が１．２ｎｍ、その長さが１〜１０μｍの単層カーボンナノチューブを用いた。
この単層カーボンナノチューブ０．２〜１．０μｇを原料として用いて、以下の条件で加圧処理した。
（１）加圧装置
加圧装置としては、剪断変形ダイヤモンドアンヴィルセルを用いた。
（２）加圧条件
（ｉ）圧力：２４ＧＰａ以上
（ii）加圧時間：６０〜１２０秒
前記のようにして得られる製品の物性を表１に示す。
なお、表中に示した硬さは、ナノインデンテーション法（文献「Diamond and Rilated Materials 9 (2000)」の第１７０〜第１８４頁参照）によるものである。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】
本発明の超硬度カーボンナノチューブは、通常のカーボンナノチューブと同様に利用することができるが、そのダイヤモンド並みの硬さを利用して、例えば、切削用工具や、ＳＡＷデバイス用基板等に利用することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カーボンナノチューブは、そのすぐれた機械的物性や電気的物性等の点から、新しい工業素材として注目されている。
これまでに知られているカーボンナノチューブの硬度は非常に低く、モース硬度において、１程度であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法を提供することをその課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以下に示す超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法が提供される。
（１）立方晶窒化ホウ素以上の硬さを有することを特徴とする超硬度カーボンナノチューブ。
（２）体積弾性率が４００ＧＰａ以上である前記（１）に記載の超硬度カーボンナノチューブ。
（３）前記（１）又は（２）に記載の超硬度カーボンナノチューブを製造する方法において、カーボンナノチューブを、２４〜５５ＧＰａの加圧下に保持することを特徴とする超硬度カーボンナノチューブの製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で超硬度カーボンナノチューブの製造原料として用いるカーボンナノチューブは、従来公知のものであり、その平均直径は０．７ｎｍ〜５ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜１．５ｎｍ程度の中空の炭素繊維である。その長さは、０．１〜５０μｍ、好ましくは１〜３０μｍ程度である。本発明で用いるカーボンナノチューブには単層及び多層カーボンナノチューブが包含される。
【０００６】
本発明の超硬度カーボンナノチューブを製造するには、前記カーボンナノチューブを、２４ＧＰａ以上、好ましくは３０ＧＰａ以上の高圧に剪断変形を加えながら加圧すればよい。その加圧の上限値は特に制約されず、その原料カーボンナノチューブが破壊される圧力より低い圧力であればよい。原料として多層カーボンナノチューブを用いる場合には、その圧力は単層カーボンナノチューブの場合よりも、高くなる傾向がある。加圧時間は１０〜９００秒、好ましくは６０〜１２０秒程度である。加圧装置としては、剪断変形を加えることのできる加圧装置を好ましく用いることができる。
【０００７】
前記のようにして得られる製品は、カーボンナノチューブ壁部が超硬度の炭素に変換したものであるが、その硬度は、立方晶窒化ホウ素以上の硬さである。モース硬度（１５段階）で表わすと、その硬度は１４以上である。
また、ナノインデンテーション法（nanoindentation technigue）で表わすと、その硬さは６２〜１５０ＧＰａである。
本発明の製品の硬さは、通常、窒化ホウ素とダイヤモンドとの間の硬さであるが、場合によっては、ダイヤモンドと同等又はそれ以上の硬さを示す。
本発明による超硬度カーボンナノチューブの体積弾性率は、４００〜６００ＧＰａ、特に４６２〜５４６ＧＰａであり、高い弾性率を有する。
【０００８】
【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。
【０００９】
実施例１
カーボンナノチューブとして、その平均直径が１．２ｎｍ、その長さが１〜１０μｍの単層カーボンナノチューブを用いた。
この単層カーボンナノチューブ０．２〜１．０μｇを原料として用いて、以下の条件で加圧処理した。
（１）加圧装置
加圧装置としては、剪断変形ダイヤモンドアンヴィルセルを用いた。
（２）加圧条件
（ｉ）圧力：２４ＧＰａ以上
（ii）加圧時間：６０〜１２０秒
前記のようにして得られる製品の物性を表１に示す。
なお、表中に示した硬さは、ナノインデンテーション法（文献「Diamond and Rilated Materials 9 (2000)」の第１７０〜第１８４頁参照）によるものである。
【００１０】
【表１】
【発明の効果】
本発明の超硬度カーボンナノチューブは、通常のカーボンナノチューブと同様に利用することができるが、そのダイヤモンド並みの硬さを利用して、例えば、切削用工具や、ＳＡＷデバイス用基板等に利用することができる。
Claims (3)
- 立方晶窒化ホウ素以上の硬さを有することを特徴とする超硬度カーボンナノチューブ。
- 体積弾性率が４００ＧＰａ以上である請求項１に記載の超硬度カーボンナノチューブ。
- 請求項１又は２に記載の超硬度カーボンナノチューブを製造する方法において、カーボンナノチューブを、２４〜５５ＧＰａの加圧下に保持することを特徴とする超硬度カーボンナノチューブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001238144A JP4517135B2 (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001238144A JP4517135B2 (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003048707A JP2003048707A (ja) | 2003-02-21 |
| JP4517135B2 true JP4517135B2 (ja) | 2010-08-04 |
Family
ID=19069112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001238144A Expired - Lifetime JP4517135B2 (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 超硬度カーボンナノチューブ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4517135B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7917711B2 (en) | 2003-11-14 | 2011-03-29 | International Business Machines Corporation | System, apparatus, and method for automatic copy function selection |
| WO2024048142A1 (ja) * | 2022-08-30 | 2024-03-07 | 株式会社3Dc | 炭素材料およびこれを用いた蓄電デバイス用正極、負極、ならびに蓄電デバイス |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001502287A (ja) * | 1996-10-11 | 2001-02-20 | ダヴィドヴィッチ ブランク，ウラジミール | 超硬炭素材料、その製造方法及びその材料から製造された物品 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2000015548A2 (en) * | 1998-09-14 | 2000-03-23 | Diamond Materials Inc. | Fullerene based sintered carbon materials |
-
2001
- 2001-08-06 JP JP2001238144A patent/JP4517135B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001502287A (ja) * | 1996-10-11 | 2001-02-20 | ダヴィドヴィッチ ブランク，ウラジミール | 超硬炭素材料、その製造方法及びその材料から製造された物品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003048707A (ja) | 2003-02-21 |
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