JPH054922B2 - - Google Patents
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- JPH054922B2 JPH054922B2 JP60100535A JP10053585A JPH054922B2 JP H054922 B2 JPH054922 B2 JP H054922B2 JP 60100535 A JP60100535 A JP 60100535A JP 10053585 A JP10053585 A JP 10053585A JP H054922 B2 JPH054922 B2 JP H054922B2
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は導電性クロム化合物粉末に関し、更に
詳しくは炭化クロム（Cr2Ｃ）と窒化クロム（Cr2
Ｎ）との固溶体である炭窒化クロム［Cr2（Ｃ，
Ｎ）］の導電性クロム化合物粉末及びその製造方
法に関する。
詳しくは炭化クロム（Cr2Ｃ）と窒化クロム（Cr2
Ｎ）との固溶体である炭窒化クロム［Cr2（Ｃ，
Ｎ）］の導電性クロム化合物粉末及びその製造方
法に関する。
［従来の技術及び問題点］
従来より、非金属導電性粉末、代表的にはカー
ボンブラツクをプラスチツクに充填して電磁波シ
ールド材料として使用することは周知である。
ボンブラツクをプラスチツクに充填して電磁波シ
ールド材料として使用することは周知である。
他の材料としては例えば酸化スズ、沃化銅、硫
化銅などがあるが、これらの導電性は金属に比べ
れば小さいものである。
化銅などがあるが、これらの導電性は金属に比べ
れば小さいものである。
従来、クロム化合物系で導電性を示すことがあ
る化合物の報告は全く皆無であり、本発明は新し
いクロム化合物系導電性粉末を提供するものであ
る。
る化合物の報告は全く皆無であり、本発明は新し
いクロム化合物系導電性粉末を提供するものであ
る。
［問題点を解決するための手段］
本発明者らはクロム化合物のセラミツクス材料
を長年検討していたところ、炭窒化クロム［Cr2
（Ｃ，Ｎ）］のクロム化合物が、炭化クロム単味が
示す導電性よりも著しく高い導電性を示すことを
知見して本発明を完成した。
を長年検討していたところ、炭窒化クロム［Cr2
（Ｃ，Ｎ）］のクロム化合物が、炭化クロム単味が
示す導電性よりも著しく高い導電性を示すことを
知見して本発明を完成した。
すなわち、本発明は炭化クロム（Cr2Ｃ）と窒
化クロム（Cr2Ｎ）との固溶体である炭窒化クロ
ム［Cr2（Ｃ，Ｎ）］であつて、且つ該炭窒化クロ
ムの常温における体積固有抵抗が１〜10-5Ωcmの
範囲にあることを特徴とする導電性炭窒化クロム
粉末及びその製造方法を提供するにある。
化クロム（Cr2Ｎ）との固溶体である炭窒化クロ
ム［Cr2（Ｃ，Ｎ）］であつて、且つ該炭窒化クロ
ムの常温における体積固有抵抗が１〜10-5Ωcmの
範囲にあることを特徴とする導電性炭窒化クロム
粉末及びその製造方法を提供するにある。
［作用］
上記のように本発明にかかる導電性炭窒化クロ
ム粉末は炭化クロム（Cr2Ｃ）と窒化クロム（Cr2
Ｎ）との相互固溶体であるが、これは両者の不定
比化合物［Cr2（Ｃ，Ｎ）］であつて、その割合は
焼成雰囲気あるいは焼成温度等により変化し、ま
たその割合の相違により導電性も変化する。
ム粉末は炭化クロム（Cr2Ｃ）と窒化クロム（Cr2
Ｎ）との相互固溶体であるが、これは両者の不定
比化合物［Cr2（Ｃ，Ｎ）］であつて、その割合は
焼成雰囲気あるいは焼成温度等により変化し、ま
たその割合の相違により導電性も変化する。
なお、上記した炭化クロム（Cr2Ｃ）は充分に
明らかにされた化合物ではなく、高温で安定に存
在しないとの報告［エイチ・ラツクス（Ｈ・
Lux）らのChem.Ber.，94 1562〜71（1961）］が
ある。
明らかにされた化合物ではなく、高温で安定に存
在しないとの報告［エイチ・ラツクス（Ｈ・
Lux）らのChem.Ber.，94 1562〜71（1961）］が
ある。
事実、Cr粉末とＣとの混合物を1000℃以上で
焼成してもCr2Ｃは生成しないけれども、Cr2Ｎと
固溶体を形成して［Cr2（Ｃ，Ｎ）］となると安定
に存在するようになる。
焼成してもCr2Ｃは生成しないけれども、Cr2Ｎと
固溶体を形成して［Cr2（Ｃ，Ｎ）］となると安定
に存在するようになる。
換言すれば、本発明における炭窒化クロム
［Cr2（Ｃ，Ｎ）］はCr2ＣにＮが固溶して安定化し
た化合物、あるいはCr2ＮにＣが固溶した化合物
ともみなすことかできる。
［Cr2（Ｃ，Ｎ）］はCr2ＣにＮが固溶して安定化し
た化合物、あるいはCr2ＮにＣが固溶した化合物
ともみなすことかできる。
炭化クロムまたは窒化クロムのそれぞれ単味
は、酸化クロムよりも良好な導電性を示すもの
の、それほど良導体ではない。しかし、炭窒化ク
ロムが非金属であるにも拘わらず、場合によつて
は金属材料並に著しく良好な導電性を示すことは
全く予想外の現象である。
は、酸化クロムよりも良好な導電性を示すもの
の、それほど良導体ではない。しかし、炭窒化ク
ロムが非金属であるにも拘わらず、場合によつて
は金属材料並に著しく良好な導電性を示すことは
全く予想外の現象である。
すなわち、本発明にかかる炭窒化クロム粉末の
導電性は上記のように固溶比によつて変化する
が、多くの場合体積固有抵抗で表して１〜10-5Ω
cmの範囲にある。
導電性は上記のように固溶比によつて変化する
が、多くの場合体積固有抵抗で表して１〜10-5Ω
cmの範囲にある。
また、このような炭窒化クロムの粉末は多くの
場合、平均粒子径が0.1〜20μmの範囲にあること
が好ましい。この理由は導電性添加剤またはセラ
ミツクス材料としての用途に基づくことのほか
に、製造上、この範囲以外のものは難しいことに
よる。
場合、平均粒子径が0.1〜20μmの範囲にあること
が好ましい。この理由は導電性添加剤またはセラ
ミツクス材料としての用途に基づくことのほか
に、製造上、この範囲以外のものは難しいことに
よる。
更に、本発明にかかる炭窒化クロム粉末は粉末
自体が均質系の炭窒化クロムは勿論のことである
が、他の粉末として芯材が酸化クロムで、その表
面層を導電性炭窒化クロム層で被覆した状態のも
のも含むものである。
自体が均質系の炭窒化クロムは勿論のことである
が、他の粉末として芯材が酸化クロムで、その表
面層を導電性炭窒化クロム層で被覆した状態のも
のも含むものである。
このような粉末は後述する如く、酸化クロムを
原料とした場合に製造できるもので、比較的粒子
径の大きい酸化クロムを用いたときに容易に得る
ことができる。
原料とした場合に製造できるもので、比較的粒子
径の大きい酸化クロムを用いたときに容易に得る
ことができる。
上記の導電性炭窒化クロム粉末は金属クロム粉
末または酸化クロム粉末またはそれら両者をCO
及びN2の混合ガス雰囲気において焼成し、該粉
末を炭窒化させることを特徴として製造すること
ができる。
末または酸化クロム粉末またはそれら両者をCO
及びN2の混合ガス雰囲気において焼成し、該粉
末を炭窒化させることを特徴として製造すること
ができる。
本発明方法における出発原料としては金属クロ
ム粉末または酸化クロム粉末を挙げることがで
き、金属クロム粉末の粒度は特に限定することな
く用いることができるが、他方、酸化クロムは平
均粒子径が0.1〜20μmの範囲にあるものを用いる
ことが好ましい。
ム粉末または酸化クロム粉末を挙げることがで
き、金属クロム粉末の粒度は特に限定することな
く用いることができるが、他方、酸化クロムは平
均粒子径が0.1〜20μmの範囲にあるものを用いる
ことが好ましい。
ここで酸化クロムというのは酸化クロム（Cr2
O3）自体は勿論であるが、その先駆体、すなわ
ち通常の酸化焼成雰囲気でCr2O3に転換しうるク
ロムの酸化物、例えばCrO3，CrO2及びCr3O8等、
水酸化クロム、蟻酸クロム、酢酸クロムまたはシ
ユウ酸クロムなどの有機酸クロムをも包含する。
O3）自体は勿論であるが、その先駆体、すなわ
ち通常の酸化焼成雰囲気でCr2O3に転換しうるク
ロムの酸化物、例えばCrO3，CrO2及びCr3O8等、
水酸化クロム、蟻酸クロム、酢酸クロムまたはシ
ユウ酸クロムなどの有機酸クロムをも包含する。
次に、CO及びN2の混合ガス雰囲気というのは
前記原料粉末の焼成雰囲気が、COガス分圧及び
N2ガス分圧が充分に高い焼成雰囲気の状態をい
い、これらのガス雰囲気は多くの場合、同時に構
成されるが、必ずしもこれに限らず経時的に各ガ
ス分圧を高めた焼成雰囲気を生成させ、結果的に
混合ガス雰囲気を構成させても差支えない。
前記原料粉末の焼成雰囲気が、COガス分圧及び
N2ガス分圧が充分に高い焼成雰囲気の状態をい
い、これらのガス雰囲気は多くの場合、同時に構
成されるが、必ずしもこれに限らず経時的に各ガ
ス分圧を高めた焼成雰囲気を生成させ、結果的に
混合ガス雰囲気を構成させても差支えない。
なお、これらの混合ガス源としては、それらの
ガス自体は勿論のこと、焼成温度において、それ
らのガスを発生または含有するものであつてもよ
い。
ガス自体は勿論のこと、焼成温度において、それ
らのガスを発生または含有するものであつてもよ
い。
例えば、原料粉末にグラフアイト等の炭素粉末
を混合充填しておき、N2ガスまたはNH3ガスを
導入する場合、炭素粉末が残存する限りにおいて
O2ガスや空気を一緒に導入しても、結果として
CO及びN2の混合ガス雰囲気が構成されるので、
本発明の好ましい焼成態様としてあげることがで
きる。
を混合充填しておき、N2ガスまたはNH3ガスを
導入する場合、炭素粉末が残存する限りにおいて
O2ガスや空気を一緒に導入しても、結果として
CO及びN2の混合ガス雰囲気が構成されるので、
本発明の好ましい焼成態様としてあげることがで
きる。
しかして、上記雰囲気による原料粉末の焼成は
炭窒化クロムが生成しうるに必要且つ充分な焼成
温度で行なわれるが、多くの場合、焼成は少なく
とも約900℃以上、好ましくは1100〜1500℃の範
囲において行なわれる。
炭窒化クロムが生成しうるに必要且つ充分な焼成
温度で行なわれるが、多くの場合、焼成は少なく
とも約900℃以上、好ましくは1100〜1500℃の範
囲において行なわれる。
また、焼成時間は上記の温度条件や雰囲気組成
または特に原料粉末の種類によつて大幅に異な
る。
または特に原料粉末の種類によつて大幅に異な
る。
例えば、金属クロム粉末は酸化クロム粉末に比
して著しく速やかに炭窒化クロムを生成するが、
酸化クロムを均質な炭窒化クロムへ転換するため
にはそれよりも充分に時間をかける必要がある。
して著しく速やかに炭窒化クロムを生成するが、
酸化クロムを均質な炭窒化クロムへ転換するため
にはそれよりも充分に時間をかける必要がある。
更に、この場合、焼成時間をコントロールする
ことにより表面層のみを炭窒化クロムにし、芯材
として酸化クロムの部分を意図的に残留させるこ
とも可能である。
ことにより表面層のみを炭窒化クロムにし、芯材
として酸化クロムの部分を意図的に残留させるこ
とも可能である。
このようなことから焼成時間は16時間以内にあ
れば、任意の焼成時間を使用することができる
が、多くの10分〜３時間の範囲内が好ましい。
れば、任意の焼成時間を使用することができる
が、多くの10分〜３時間の範囲内が好ましい。
焼成操作は上記の焼成雰囲気が構成しうる限り
特に限定されるものではなく、動的または静的な
操作のいずれであつても製造することができる。
特に限定されるものではなく、動的または静的な
操作のいずれであつても製造することができる。
すなわち、動的焼成操作としては流動法または
回転炉を使用して行なうのが代表的であり、また
静的焼成操作としては原料粉末をアルミナ等の適
当なルツボに入れて焼成する方法が挙げられる。
回転炉を使用して行なうのが代表的であり、また
静的焼成操作としては原料粉末をアルミナ等の適
当なルツボに入れて焼成する方法が挙げられる。
かくして製造される粉末は少なくとも粒子表面
に炭窒化クロム［Cr2（Ｃ，Ｎ）］を形成したクロ
ム化合物系粉末であり、その常温における体積固
有抵抗値が１〜10-5Ωcmの範囲にある導電性粉末
であり、必要に応じて粉砕または粒度調整して製
品とすることができる。
に炭窒化クロム［Cr2（Ｃ，Ｎ）］を形成したクロ
ム化合物系粉末であり、その常温における体積固
有抵抗値が１〜10-5Ωcmの範囲にある導電性粉末
であり、必要に応じて粉砕または粒度調整して製
品とすることができる。
本発明にかかる導電性粉末の導電性は高いもの
においては通常金属粉並の導電性を有し、必要に
応じて有機または無機材料に添加して該材料への
導電または制電性を与える用途に利用することが
できる。
においては通常金属粉並の導電性を有し、必要に
応じて有機または無機材料に添加して該材料への
導電または制電性を与える用途に利用することが
できる。
［実施例］
以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明する。
実施例 １
ロータリーキルン（直径200mm、長さ2500mm）
に金属クロム粉末（250メツシユ篩全通）を充填
し、炉内最高温度1350℃で、CO：N2の容量比＝
１：２の割合にある混合ガスを向流で導入し、平
均滞留時間30分となるような条件で焼成した。
に金属クロム粉末（250メツシユ篩全通）を充填
し、炉内最高温度1350℃で、CO：N2の容量比＝
１：２の割合にある混合ガスを向流で導入し、平
均滞留時間30分となるような条件で焼成した。
得られた粉末はＸ線回折では炭化クロムと窒化
クロムとの固溶体と推定できる炭窒化クロムの回
折線が認められ、この粉末の室温における体積固
有抵抗値を測定したところ4.3×10-4Ωcmの導電
性のすぐれた粉末であつた。
クロムとの固溶体と推定できる炭窒化クロムの回
折線が認められ、この粉末の室温における体積固
有抵抗値を測定したところ4.3×10-4Ωcmの導電
性のすぐれた粉末であつた。
実施例 ２
実施例１と同じロータリーキルンにて同じ金属
クロムと同量の炭素粉末との混合物を充填し、向
流で空気を導入した以外は実施例１と同様の操作
で焼成した。
クロムと同量の炭素粉末との混合物を充填し、向
流で空気を導入した以外は実施例１と同様の操作
で焼成した。
次いで得られた焼成物を水簸及び乾燥すると、
得られた粉末は炭窒化クロム粉末であり、その室
温における体積固有抵抗値は7.6×10-3の導電性
を示しめした。
得られた粉末は炭窒化クロム粉末であり、その室
温における体積固有抵抗値は7.6×10-3の導電性
を示しめした。
実施例 ３
平均粒子径0.8μmの酸化クロム粉末100重量部
及び炭素粉末20重量部からなる混合物を実施例１
と同じロータリーキルンに充填し、CO：N2の容
量比＝１：５の割合の混合ガスを向流で導入し
た。このとき炉内最高温度は1400℃であり、平均
滞留時間を約１時間に設定して運転した。
及び炭素粉末20重量部からなる混合物を実施例１
と同じロータリーキルンに充填し、CO：N2の容
量比＝１：５の割合の混合ガスを向流で導入し
た。このとき炉内最高温度は1400℃であり、平均
滞留時間を約１時間に設定して運転した。
得られた粉末は炭窒化クロムであり、その導電
性を測定したところ、室温における体積固有抵抗
値は5.3×10-3Ωcmの導電性を示した。
性を測定したところ、室温における体積固有抵抗
値は5.3×10-3Ωcmの導電性を示した。
実施例 ４
平均粒子径18μmの粗大酸化クロム粉末を用い、
焼成温度を1300℃に設定した以外は実施例３と同
様に操作して粉末を得た。
焼成温度を1300℃に設定した以外は実施例３と同
様に操作して粉末を得た。
この粉末をＸ線回折したところ酸化クロムと炭
窒化クロムの双方の回折線が認められたところか
ら、粒子の表面層のみが炭窒化クロム化している
ことがわかつた。
窒化クロムの双方の回折線が認められたところか
ら、粒子の表面層のみが炭窒化クロム化している
ことがわかつた。
この粉末の導電性を測定したところ、室温にお
ける体積固有抵抗値は0.35Ωcmの導電性を示し
た。
ける体積固有抵抗値は0.35Ωcmの導電性を示し
た。
実施例 ５
酸化クロム粉末（平均粒子径0.5μm）100重量
部及びシユウ酸クロム１００重量部との混合物を
アルミナルツボに充填して電気炉内に入れ、
NH3ガスとCOガス（NH3：CO＝５：２）の混
合ガスをルツボ内に導入し500℃／時間で1400℃
まで昇温し、1400℃に２時間保持した。
部及びシユウ酸クロム１００重量部との混合物を
アルミナルツボに充填して電気炉内に入れ、
NH3ガスとCOガス（NH3：CO＝５：２）の混
合ガスをルツボ内に導入し500℃／時間で1400℃
まで昇温し、1400℃に２時間保持した。
得られた焼成物を軽く粉砕した後、電導度を測
定したところ室温で4.5×10-2Ωcmの導電性を示
した。
定したところ室温で4.5×10-2Ωcmの導電性を示
した。
［発明の効果］
本発明にかかる炭窒化クロム粉末は極めてすぐ
れた導電性を示す特異な物性を有するクロム化合
物である。
れた導電性を示す特異な物性を有するクロム化合
物である。
製造条件により導電性をコントロールでき、そ
れに応じた用途が展開できる。
れに応じた用途が展開できる。
例えば高分子材料に対する導電性フイラーとし
て、あるいは導電性塗料として効果的に用いるこ
とができ、またこれ自体あるいは多の耐火材料と
共にセラミツクスへの素材として適用できるもの
である。
て、あるいは導電性塗料として効果的に用いるこ
とができ、またこれ自体あるいは多の耐火材料と
共にセラミツクスへの素材として適用できるもの
である。
また、本発明にかかる方法によれば工業的に有
利に上記導電性粉末を製造することができ、その
目的とする用途に容易に提供することができる。
利に上記導電性粉末を製造することができ、その
目的とする用途に容易に提供することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭化クロム（Cr2Ｃ）と窒化クロム（Cr2Ｎ）
との固溶体である炭窒化クロム［Cr2（Ｃ，Ｎ）］
であつて、且つ該炭窒化クロムの常温における体
積固有抵抗が１〜10-5Ωcmの範囲にあることを特
徴とする導電性炭窒化クロム粉末。 ２ 炭窒化クロムの芯材が酸化クロムである特許
請求の範囲第１項記載の導電性炭窒化クロム粉
末。 ３ 金属クロム粉末または酸化クロム粉末または
それら両者をCO及びN2の混合ガス雰囲気におい
て焼成し、該粉末を炭窒化させることを特徴とす
る導電性炭窒化クロム粉末の製造方法。 ４ CO及びN2の混合ガス雰囲気の焼成はCOガ
ス及びN2ガスの混合ガスを通気して行なう特許
請求の範囲第３項記載の導電性炭窒化クロム粉末
の製造方法。 ５ CO及びN2の混合ガス雰囲気の焼成は原料粉
末と炭素粉末とを混合してN2ガスまたは空気を
通気して行なう特許請求の範囲第３項記載の導電
性炭窒化クロム粉末の製造方法。 ６ CO及びN2の混合ガス雰囲気の焼成はCOガ
スとNH3ガスとの混合ガスを通気して行なう特
許請求の範囲第３項記載の導電性炭窒化クロム粉
末の製造方法。 ７ CO及びN2の混合ガス雰囲気の焼成は温度
1000℃以上で行なう特許請求の範囲第３項ないし
第６項のいずれかに記載の導電性炭窒化クロム粉
末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10053585A JPS61261204A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 導電性炭窒化クロム粉末及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10053585A JPS61261204A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 導電性炭窒化クロム粉末及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61261204A JPS61261204A (ja) | 1986-11-19 |
| JPH054922B2 true JPH054922B2 (ja) | 1993-01-21 |
Family
ID=14276648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10053585A Granted JPS61261204A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 導電性炭窒化クロム粉末及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61261204A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5756410A (en) * | 1997-02-27 | 1998-05-26 | The Dow Chemical Company | Method for making submicrometer transition metal carbonitrides |
| US6132695A (en) * | 1998-05-29 | 2000-10-17 | The Regents Of The University Of California | Supported metal alloy catalysts |
| JP2001323330A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Koji Hayashi | 炭窒化クロムとその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5734007A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-24 | Ube Ind Ltd | Preparation of metallic carbide nitride |
| JPS61247662A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-11-04 | 日本化学工業株式会社 | 導電性セラミックスの製造方法 |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP10053585A patent/JPS61261204A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5734007A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-24 | Ube Ind Ltd | Preparation of metallic carbide nitride |
| JPS61247662A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-11-04 | 日本化学工業株式会社 | 導電性セラミックスの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61261204A (ja) | 1986-11-19 |
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