JPH03159908A - 耐酸化性多孔質炭素材およびその製造方法 - Google Patents
耐酸化性多孔質炭素材およびその製造方法Info
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- JPH03159908A JPH03159908A JP1299662A JP29966289A JPH03159908A JP H03159908 A JPH03159908 A JP H03159908A JP 1299662 A JP1299662 A JP 1299662A JP 29966289 A JP29966289 A JP 29966289A JP H03159908 A JPH03159908 A JP H03159908A
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Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、耐酸化性多孔質炭素材およびその製造方法に
関する。
関する。
［従来の技術およびその課題］
炭素材は、耐薬品性、耐熱性等の特性に優れるため各種
の機能性物質の材料として使用されている。例えば、多
孔質の炭素材は、これらの性質を利用して各種のフィル
ター材として使用されている。
の機能性物質の材料として使用されている。例えば、多
孔質の炭素材は、これらの性質を利用して各種のフィル
ター材として使用されている。
しかしながら、多孔質の炭索材は、耐酸化性に乏しく、
機械的強度が小さい。このため、フィルター材として炭
素材を使用する場合に用途が限定されていた。したがっ
て、多孔質の炭素材の耐酸化性および機械的強度の向上
を目的とした開発がなされている。
機械的強度が小さい。このため、フィルター材として炭
素材を使用する場合に用途が限定されていた。したがっ
て、多孔質の炭素材の耐酸化性および機械的強度の向上
を目的とした開発がなされている。
一方、フィルターに使用される多孔質炭素材の孔径は、
一般に制御されていない。孔径の制御されていない多孔
質炭素材がフィルターに使用されると、目的物を充分に
濾過することができない。
一般に制御されていない。孔径の制御されていない多孔
質炭素材がフィルターに使用されると、目的物を充分に
濾過することができない。
したがって、多孔質炭素材の孔径を制御することが必要
である。
である。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、制御さ
れた孔径を持ち、しかも耐酸化性および機械的強度に優
れた多孔質炭素材およびその製造方法を提供することを
目的とする。
れた孔径を持ち、しかも耐酸化性および機械的強度に優
れた多孔質炭素材およびその製造方法を提供することを
目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明者らは、ピッチ原料にＳｉＯ２を混合してなる微
細な光学的異方性構造を有するピッチ微粒体（以下、Ｒ
ＯＭＳと省略する）、またはＳｉＯ２を被着させたＲＯ
ＭＳを使用することにより、制御された孔径を持ち、し
かも耐酸化性および機械的強度に優れた多孔質炭素材が
得られることを見出だし本発明をするに至った。
細な光学的異方性構造を有するピッチ微粒体（以下、Ｒ
ＯＭＳと省略する）、またはＳｉＯ２を被着させたＲＯ
ＭＳを使用することにより、制御された孔径を持ち、し
かも耐酸化性および機械的強度に優れた多孔質炭素材が
得られることを見出だし本発明をするに至った。
本発明は、ＳｉＯ２粒子が表面に被着された所定形状の
ＲＯＭＳあるいはＳｉＯ２粒子を内包するＲＯＭＳに成
・型、炭化処理、並びに黒鉛化処理が施されてなること
を特徴とする耐酸化性多孔質炭素材である。
ＲＯＭＳあるいはＳｉＯ２粒子を内包するＲＯＭＳに成
・型、炭化処理、並びに黒鉛化処理が施されてなること
を特徴とする耐酸化性多孔質炭素材である。
また、本発明は、ＲＯＭＳの表面に所定の粒径を持つＳ
ｉＯ２粒子を被着させる工程あるいはＳｉＯ２粒子を内
包するＲＯＭＳを製造する工程と、これを所定の形状で
成型する工程と、該成型体に所定の温度で炭化処理およ
び黒鉛化処理を順次施す工程とを具備することを特徴と
する耐酸化性多孔質炭素材の製造方法である。
ｉＯ２粒子を被着させる工程あるいはＳｉＯ２粒子を内
包するＲＯＭＳを製造する工程と、これを所定の形状で
成型する工程と、該成型体に所定の温度で炭化処理およ
び黒鉛化処理を順次施す工程とを具備することを特徴と
する耐酸化性多孔質炭素材の製造方法である。
ここで、ＳｉＯ２の粒径は、１ないし５００μｍである
ことが好ましい。これは、ＳｉＯ２の粒径が１μｍ未満
であると凝集性が増し、分散が均一でなくなり、粒径が
５００μｍを超えるとＲＯＭＳの寸法が大きくなり過ぎ
て、自己焼結性に悪影響を及ぼすからである。好ましく
は、Ｓｉ０２の粒径が１ないし１００μｍである。また
、Ｓｉ０２粒子は、市販のものを使用してもよいし、Ｓ
ｉの酸化物焼結体を粉砕等の方法によって所定の粒径に
調整したものでもよい。
ことが好ましい。これは、ＳｉＯ２の粒径が１μｍ未満
であると凝集性が増し、分散が均一でなくなり、粒径が
５００μｍを超えるとＲＯＭＳの寸法が大きくなり過ぎ
て、自己焼結性に悪影響を及ぼすからである。好ましく
は、Ｓｉ０２の粒径が１ないし１００μｍである。また
、Ｓｉ０２粒子は、市販のものを使用してもよいし、Ｓ
ｉの酸化物焼結体を粉砕等の方法によって所定の粒径に
調整したものでもよい。
Ｓｉ０２粒子が表面に被着された、あるいはＳｉＯ２を
内包する所定形状のＲＯＭＳは、ＲＯＭＳ表面にＳｉ０
２粒子が噴霧されたもの、ＲＯＭＳを担体としてＳｉＯ
２粒子をそれに担持させたもの、並びにピッチ原料とＳ
ｉＯ２粒子とを所定量混合した後適当な方法で分散させ
たものでもよい。このとき、ピッチ原料にＳｉＯ２粒子
を混合する量は、５ないし５０重量％であることが好ま
しい。これは、混合量が５重量％未満であると得られる
炭素材の気孔率が小さくなり、混合量が５０重量％を超
えるとＲＯＭＳ自信の焼結性が悪くなり、得られる多孔
質炭素材の強度が低くなるからである。
内包する所定形状のＲＯＭＳは、ＲＯＭＳ表面にＳｉ０
２粒子が噴霧されたもの、ＲＯＭＳを担体としてＳｉＯ
２粒子をそれに担持させたもの、並びにピッチ原料とＳ
ｉＯ２粒子とを所定量混合した後適当な方法で分散させ
たものでもよい。このとき、ピッチ原料にＳｉＯ２粒子
を混合する量は、５ないし５０重量％であることが好ま
しい。これは、混合量が５重量％未満であると得られる
炭素材の気孔率が小さくなり、混合量が５０重量％を超
えるとＲＯＭＳ自信の焼結性が悪くなり、得られる多孔
質炭素材の強度が低くなるからである。
Ｒ Ｏ Ｍ Ｓ ｌ： Ｓ ｉ ０ ２粒子を被着させ
る方法は、ＲＯＭＳ表面にＳＩ０２粒子を噴霧するもの
、ＲＯＭＳを担体としてＳｉＯ２粒子をそれに担持させ
るもの等が挙げられる。
る方法は、ＲＯＭＳ表面にＳＩ０２粒子を噴霧するもの
、ＲＯＭＳを担体としてＳｉＯ２粒子をそれに担持させ
るもの等が挙げられる。
成型は、冷間静水圧成型（Ｃ Ｉ Ｐ） 、あるいは一
軸加圧成型機等の方法によって行う。
軸加圧成型機等の方法によって行う。
炭化処理は、０．０１ないし５℃／分の昇温速度で約１
０００ないし１２００℃にまで昇温しで行う。また、黒
鉛化処理は、１ないし２０．”Ｃ／分の昇温速度で約２
０００ないし２５００℃にまで昇温しで行う。
０００ないし１２００℃にまで昇温しで行う。また、黒
鉛化処理は、１ないし２０．”Ｃ／分の昇温速度で約２
０００ないし２５００℃にまで昇温しで行う。
５
［作用］
本発明の耐酸化性多孔質炭素材は、Ｓｉ０２粒子が表面
に被着された所定形状のＲＯＭＳに成型、炭化処理、並
びに黒鉛化処理が施されてなるものである。また、本発
明の耐酸化性多孔質炭素材の製造方法は、ＲＯＭＳの、
表面に所定の粒径を持つＳｉＯ２粒子を被着させる工程
あるいはＳｉＯ２粒子を内包するＲＯＭＳを製造する工
程と、これを所定の形状で成型する工程と、成型体に所
定の温度で炭化処理および黒鉛化処理を順次施す工程と
を具備するものである。
に被着された所定形状のＲＯＭＳに成型、炭化処理、並
びに黒鉛化処理が施されてなるものである。また、本発
明の耐酸化性多孔質炭素材の製造方法は、ＲＯＭＳの、
表面に所定の粒径を持つＳｉＯ２粒子を被着させる工程
あるいはＳｉＯ２粒子を内包するＲＯＭＳを製造する工
程と、これを所定の形状で成型する工程と、成型体に所
定の温度で炭化処理および黒鉛化処理を順次施す工程と
を具備するものである。
ＳｉＯ２粒子は、炭化処理または黒鉛化処理中に以下の
式に示すように反応する。
式に示すように反応する。
ＳｉＯ２＋Ｃ→Ｓｉ＋ＣＯ２
Ｓ ｉ Ｏ２＋Ｃ−＋Ｓ ｉ Ｃ＋０２このため、Ｓｉ
Ｏ２粒子を炭化して得られたＳｉＳＳｉＣが、ＲＯＭＳ
の表面で耐酸化性を発揮する。したがって、得られた多
孔質炭素材は、優れた耐酸化性を持つ。また、ＳｉＳＳ
ｉＣの高い硬度が作用するので、多孔質炭素材は優れた
機６ 械的特性を有する。
Ｏ２粒子を炭化して得られたＳｉＳＳｉＣが、ＲＯＭＳ
の表面で耐酸化性を発揮する。したがって、得られた多
孔質炭素材は、優れた耐酸化性を持つ。また、ＳｉＳＳ
ｉＣの高い硬度が作用するので、多孔質炭素材は優れた
機６ 械的特性を有する。
また、前記に示した式中のＣＯ２および０２ガスの発生
量により、得られる多孔質炭素材の孔径が決定する。す
なわち、戒型体の炭化処理または黒鉛化処理の条件に対
応して、反応速度が変化することによって、ＣＯ２ガス
および０２ガスの発生量が変化する。したがって、炭化
処理または黒鉛化処理の条件を規定することによって、
得られる耐酸化性多孔質炭素材の孔径を制御することが
できる。また、式中で示した反応するＳｉ０２粒子の大
きさにより、得られる耐酸化性多孔質炭素材の孔径を制
御することができる。
量により、得られる多孔質炭素材の孔径が決定する。す
なわち、戒型体の炭化処理または黒鉛化処理の条件に対
応して、反応速度が変化することによって、ＣＯ２ガス
および０２ガスの発生量が変化する。したがって、炭化
処理または黒鉛化処理の条件を規定することによって、
得られる耐酸化性多孔質炭素材の孔径を制御することが
できる。また、式中で示した反応するＳｉ０２粒子の大
きさにより、得られる耐酸化性多孔質炭素材の孔径を制
御することができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
実施例
まず、平均粒径が２３μｍであるＳｉＯ２粒子１０重量
％をピッチ原料に混合した。この混合物を充分に攪拌し
ながらノズルを通して分散させて、平均粒径３０μｍの
ＲＯＭＳを作製した。
％をピッチ原料に混合した。この混合物を充分に攪拌し
ながらノズルを通して分散させて、平均粒径３０μｍの
ＲＯＭＳを作製した。
得られたＲＯＭＳの自己焼結性を制御し、このＲＯＭＳ
を３ Ｔ ／ ｃ−で冷間静水圧成型して成型体を得た
。得られた成型体を０．１℃／分の昇温速度で１０００
℃まで昇温しで、炭化処理を施した。
を３ Ｔ ／ ｃ−で冷間静水圧成型して成型体を得た
。得られた成型体を０．１℃／分の昇温速度で１０００
℃まで昇温しで、炭化処理を施した。
さらに、この成型体を６０℃／分の昇温速度で２２００
℃まで昇温して、黒鉛化処理を施した。
℃まで昇温して、黒鉛化処理を施した。
このようにして、耐酸化性多孔質炭素材を作製した。
得られた耐酸化性多孔質炭素材の嵩密度、気孔率、孔径
、曲げ強度、並びに空気中での耐酸化性を調べた。その
結果を下記第１表に示した。なお、嵩密度、気孔率はＪ
ＩＳ Ｋ２１５１により、孔径は顕微鏡写真の画像処
理により、曲げ強度は３点曲げ試験、空気中の耐酸化性
は熱天秤による熱重量変化により測定した。
、曲げ強度、並びに空気中での耐酸化性を調べた。その
結果を下記第１表に示した。なお、嵩密度、気孔率はＪ
ＩＳ Ｋ２１５１により、孔径は顕微鏡写真の画像処
理により、曲げ強度は３点曲げ試験、空気中の耐酸化性
は熱天秤による熱重量変化により測定した。
比較例
平均粒径３０μｍの発泡剤を混入したＲＯＭＳの自己焼
結性を制御したＲＯＭＳを３ Ｔ ／ ｃ−で冷間静水
圧成型して成型体を得た。得られた戒型体を１℃／分の
昇温速度で１０００℃まで昇温しで、炭化処理を施した
。さらに、この成型体を６０℃／分の昇温速度で２２０
０℃まで昇温して、黒鉛化処理を施した。このようにし
て、多孔質炭素材を作製した。
結性を制御したＲＯＭＳを３ Ｔ ／ ｃ−で冷間静水
圧成型して成型体を得た。得られた戒型体を１℃／分の
昇温速度で１０００℃まで昇温しで、炭化処理を施した
。さらに、この成型体を６０℃／分の昇温速度で２２０
０℃まで昇温して、黒鉛化処理を施した。このようにし
て、多孔質炭素材を作製した。
得られた多孔質炭素材の嵩密度、気孔率、孔径、曲げ強
度、並びに空気中での耐酸化性を実施例と同様にして調
べた。その結果を下記第１表に併記した。
度、並びに空気中での耐酸化性を実施例と同様にして調
べた。その結果を下記第１表に併記した。
第１表
第１表から明らかなように、本発明の方法によって得ら
れた耐酸化性多孔質炭素材（実施例）は、優れた空気中
での耐酸化性、高い曲げ強度を示し、しかも孔径を制御
できるものであった。これに対して、従来の方法によっ
て得られた耐酸化性多孔質炭素材（比較例）は、空気中
での耐酸化性、曲げ強度が悪いものであり、孔径を制御
することが９ できなかった。
れた耐酸化性多孔質炭素材（実施例）は、優れた空気中
での耐酸化性、高い曲げ強度を示し、しかも孔径を制御
できるものであった。これに対して、従来の方法によっ
て得られた耐酸化性多孔質炭素材（比較例）は、空気中
での耐酸化性、曲げ強度が悪いものであり、孔径を制御
することが９ できなかった。
［発明の効果］
以上説明した如く、本発明の耐酸化性多孔質炭素材およ
びその製造方法は、耐酸化性および機械的強度に優れた
多孔質炭素材を粒径を制御しつつ容易に製造することが
できるものである。
びその製造方法は、耐酸化性および機械的強度に優れた
多孔質炭素材を粒径を制御しつつ容易に製造することが
できるものである。
Claims (2)
- （１）ＳｉＯ＿２粒子が表面に被着された所定形状の微
細な光学的異方性構造が不規則に配向したピッチ微粒体
あるいはＳｉＯ＿２粒子の表面に微細な光学的異方性構
造が不規則に配向したピッチを有した微粒体に成型、炭
化処理、並びに黒鉛化処理が施されてなることを特徴と
する耐酸化性多孔質炭素材。 - （２）微細な光学的異方性構造を有するピッチ微粒体の
表面に所定の粒径を持つＳｉＯ＿２粒子を被着させる工
程あるいはＳｉＯ＿２粒子の表面に微細な光学的異方性
構造が不規則に配向したピッチを有した微粒体を製造す
る工程と、これを所定の形状で成型する工程と、該成型
体に所定の温度で炭化処理および黒鉛化処理を順次施す
工程とを具備することを特徴とする耐酸化性多孔質炭素
材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299662A JPH03159908A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 耐酸化性多孔質炭素材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1299662A JPH03159908A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 耐酸化性多孔質炭素材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03159908A true JPH03159908A (ja) | 1991-07-09 |
Family
ID=17875457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1299662A Pending JPH03159908A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | 耐酸化性多孔質炭素材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03159908A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008535755A (ja) * | 2005-03-31 | 2008-09-04 | タッチストーン リサーチ ラボラトリー， リミテッド | 高密度炭素フォーム |
| CN103241728A (zh) * | 2012-02-14 | 2013-08-14 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 利用多孔阳极氧化铝为模板化学气相沉积制备石墨烯纳米孔阵列的方法 |
-
1989
- 1989-11-20 JP JP1299662A patent/JPH03159908A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008535755A (ja) * | 2005-03-31 | 2008-09-04 | タッチストーン リサーチ ラボラトリー， リミテッド | 高密度炭素フォーム |
| CN103241728A (zh) * | 2012-02-14 | 2013-08-14 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 利用多孔阳极氧化铝为模板化学气相沉积制备石墨烯纳米孔阵列的方法 |
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