JPH0643248B2 - 遷移金属ほう化物繊維の製造法 - Google Patents
遷移金属ほう化物繊維の製造法Info
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- JPH0643248B2 JPH0643248B2 JP62232368A JP23236887A JPH0643248B2 JP H0643248 B2 JPH0643248 B2 JP H0643248B2 JP 62232368 A JP62232368 A JP 62232368A JP 23236887 A JP23236887 A JP 23236887A JP H0643248 B2 JPH0643248 B2 JP H0643248B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/02—Boron; Borides
- C01B35/04—Metal borides
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は遷移金属ほう化物繊維の製造法に関する。該繊
維は耐熱性高強度の繊維材料として有用である他、繊維
分散強化耐熱合金用繊維として有用なものである。また
化学的に安定であるため耐食材料として、さらに電気伝
導度も大きいので導電材料としても使用し得られる。
維は耐熱性高強度の繊維材料として有用である他、繊維
分散強化耐熱合金用繊維として有用なものである。また
化学的に安定であるため耐食材料として、さらに電気伝
導度も大きいので導電材料としても使用し得られる。
従来技術 従来遷移金属ほう化物薄膜、それらのバルク結晶及びそ
れらの粉末の製造法は知られている。遷移金属ほう化薄
膜は気相反応法によって製造されている。例えば、遷移
金属ハロゲン化物蒸気、ハロゲン化ほう素蒸気及び水素
ガスを、下地としてアルミナ板またはグラファイト板を
装填した開管中に導入し、同時に下地を加熱し、遷移金
属ハロゲン化物蒸気とハロゲン化ほう素蒸気を水素ガス
により還元して薄膜状遷移金属ほう化物を下地上に析出
させている。
れらの粉末の製造法は知られている。遷移金属ほう化薄
膜は気相反応法によって製造されている。例えば、遷移
金属ハロゲン化物蒸気、ハロゲン化ほう素蒸気及び水素
ガスを、下地としてアルミナ板またはグラファイト板を
装填した開管中に導入し、同時に下地を加熱し、遷移金
属ハロゲン化物蒸気とハロゲン化ほう素蒸気を水素ガス
により還元して薄膜状遷移金属ほう化物を下地上に析出
させている。
遷移金属ほう化物バルク結晶は、遷移金属ほう化物の構
成元素を化学量論的組成でFe、Co、NiあるいはAlの溶媒に
溶解した飽和溶液から析出させている。これにより最大
で数mm程度の単結晶あるいは多結晶体が得られている。
成元素を化学量論的組成でFe、Co、NiあるいはAlの溶媒に
溶解した飽和溶液から析出させている。これにより最大
で数mm程度の単結晶あるいは多結晶体が得られている。
遷移金属ほう化物粉末は、直接反応法によって製造され
ている。この方法は化学量論的組成に混合した遷移金属
とほう素を真空中で1000℃以上に加熱して直接反応させ
ている。
ている。この方法は化学量論的組成に混合した遷移金属
とほう素を真空中で1000℃以上に加熱して直接反応させ
ている。
以上の方法では遷移金属ほう化物の繊維は製造すること
はできなかった。
はできなかった。
発明の目的 本発明の目的は、従来得られなかった遷移金属ほう化物
の繊維を製造する方法を提供するにある。
の繊維を製造する方法を提供するにある。
発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、気
化しうるほう素化合物と気化しうる遷移金属化合物とを
気相反応法によって反応させて遷移金属ほう化物を製造
する際、Pt、Cu、Au及びPdから選ばれた金属を触媒として
存在させると遷移金属ほう化物を繊維状に育成し得られ
ることを知見し得た。この知見に基づいて本発明を構成
した。
化しうるほう素化合物と気化しうる遷移金属化合物とを
気相反応法によって反応させて遷移金属ほう化物を製造
する際、Pt、Cu、Au及びPdから選ばれた金属を触媒として
存在させると遷移金属ほう化物を繊維状に育成し得られ
ることを知見し得た。この知見に基づいて本発明を構成
した。
本発明の要旨は 気化しうるほう素化合物と気化しうる遷移金属化合物の
それぞれの蒸気を含む混合ガスを原料ガスとして用い、
かつPt、Cu、Au及びPdから選ばれた金属触媒を用いて化学
気相反応を行うことを特徴とする遷移金属ほう化物繊維
の製造法にある。
それぞれの蒸気を含む混合ガスを原料ガスとして用い、
かつPt、Cu、Au及びPdから選ばれた金属触媒を用いて化学
気相反応を行うことを特徴とする遷移金属ほう化物繊維
の製造法にある。
気化しうるほう素化合物としては、例えばハロゲン化ほ
う素、ジボラン、トリメチルボラン等があげられる。
う素、ジボラン、トリメチルボラン等があげられる。
気化しうる遷移金属化合物としては、V、Cr、Hf、Zr、Nb、M
o、W、Sc、Ta、Ti等の遷移金属のハロゲン化物、カーボニ
ル、メチル化合物、アルコキシドがあげられる。これら
の化合物は、前示したものに限定されず、気化し得るも
のであればよい。
o、W、Sc、Ta、Ti等の遷移金属のハロゲン化物、カーボニ
ル、メチル化合物、アルコキシドがあげられる。これら
の化合物は、前示したものに限定されず、気化し得るも
のであればよい。
金属触媒は、微粒子状（直径１０Å〜100μｍ）または
薄膜状であってもよい。これらを使用する場合は、グラ
ファイトやアルミナ等の下地の上に該触媒を担持させ
て、これを反応質中に設置することが好ましい。またこ
の代りに分解しうる該触媒元素を含む金属化合物をキャ
リアーガスと共に反応管内に導入して、その場で金属微
粒子触媒を生成させてもよい。
薄膜状であってもよい。これらを使用する場合は、グラ
ファイトやアルミナ等の下地の上に該触媒を担持させ
て、これを反応質中に設置することが好ましい。またこ
の代りに分解しうる該触媒元素を含む金属化合物をキャ
リアーガスと共に反応管内に導入して、その場で金属微
粒子触媒を生成させてもよい。
本発明の方法の一実施態様を第１図に基づいて説明す
る。図中、１は遷移金属化合物蒸発器、２はほう素化合
物蒸発器、３、４はキャリアーガス導入口で、キャリア
ーガスは例えばH2、Ar、N2またはHeガスが使用される。５
は原料ガスの蒸気圧を制御するための恒温槽である。
る。図中、１は遷移金属化合物蒸発器、２はほう素化合
物蒸発器、３、４はキャリアーガス導入口で、キャリア
ーガスは例えばH2、Ar、N2またはHeガスが使用される。５
は原料ガスの蒸気圧を制御するための恒温槽である。
気化し得る遷移金属化合物１とほう素化合物２のそれぞ
れの蒸気を混合し、この混合ガスを反応管６に導入す
る。７は金属触媒で、微粒子である場合は得られる繊維
の直径はこの微粒子径に依存するので、例えば直径数10
0Åの繊維を得ようとするときは、数１０Åの粒径を持
つ微粒子を用いることが好ましい。金属触媒が薄膜状で
あっても、気相反応時の温度いおいて微小な金属を融滴
を作り得る程度に薄いものであればよい。８は金属触媒
を担持するための下地であり、例えばグラファイトやア
ルミナが用いられる。９は反応管の加熱装置である。加
熱方法は電気抵抗加熱法、赤外線加熱法、電磁誘導加熱
法などいずれでもよく、加熱温度は800〜1500℃程度で
ある。
れの蒸気を混合し、この混合ガスを反応管６に導入す
る。７は金属触媒で、微粒子である場合は得られる繊維
の直径はこの微粒子径に依存するので、例えば直径数10
0Åの繊維を得ようとするときは、数１０Åの粒径を持
つ微粒子を用いることが好ましい。金属触媒が薄膜状で
あっても、気相反応時の温度いおいて微小な金属を融滴
を作り得る程度に薄いものであればよい。８は金属触媒
を担持するための下地であり、例えばグラファイトやア
ルミナが用いられる。９は反応管の加熱装置である。加
熱方法は電気抵抗加熱法、赤外線加熱法、電磁誘導加熱
法などいずれでもよく、加熱温度は800〜1500℃程度で
ある。
遷移金属ほう化物繊維の育成機構は以下のように考えら
れる。即ち、第２図に示すように金属微粒子触媒７上に
優先的に遷移金属ほう化物１３が析出し、これが金属微
粒子触媒の表面あるいは名部に拡散し、金属微粒子−基
板間に堆積して単結晶層が形成される。これをくり返す
ことにより金属微粒子は押し上げられ、その下方に遷移
金属ほう化物繊維14が形成される。
れる。即ち、第２図に示すように金属微粒子触媒７上に
優先的に遷移金属ほう化物１３が析出し、これが金属微
粒子触媒の表面あるいは名部に拡散し、金属微粒子−基
板間に堆積して単結晶層が形成される。これをくり返す
ことにより金属微粒子は押し上げられ、その下方に遷移
金属ほう化物繊維14が形成される。
15は中空を示す。
気相反応による排ガスはトラップ10を通して排出口11か
ら排出される。12は反応管６のパージングのための排気
装置で気相反応の開始時に系内を反応ガスによって置換
すること並びに反応終了時に系内の残留排ガスをAr、N2
またはHeガスで置換するのに使用する。
ら排出される。12は反応管６のパージングのための排気
装置で気相反応の開始時に系内を反応ガスによって置換
すること並びに反応終了時に系内の残留排ガスをAr、N2
またはHeガスで置換するのに使用する。
実施例１． 第１図に示す装置を使用し、遷移金属化合物蒸発器１に
TiCl4、ほう素化合物蒸発器２にBBr3を装填し恒温槽５
を30℃に保った。これらの原料ガスはガス導入口４から
導入したH2ガスと共に反応管６内に導入した。
TiCl4、ほう素化合物蒸発器２にBBr3を装填し恒温槽５
を30℃に保った。これらの原料ガスはガス導入口４から
導入したH2ガスと共に反応管６内に導入した。
反応管中の各反応ガスの分圧は、 PTiCl4＝15.8Torr、PBBr3＝89.1Torr、PH2＝655Torr、
であり、全ガス流量を200ml／minとした。
であり、全ガス流量を200ml／minとした。
下地８にグラファイト板を用い、金属触媒７として粒系
50〜1000ÅのPt微粒子を用いた。加熱装置９として電気
抵抗炉を用い、これにより下地８を870〜1100℃に加熱
し、90分間化学気相反応を行ったところ、下地８上にほ
う化チタン繊維が成長した。得られた繊維は直径が、約
100〜4000Åの範囲に分布しており、長さは数μｍ（最
大20μｍ、平均８μｍ）であった。
50〜1000ÅのPt微粒子を用いた。加熱装置９として電気
抵抗炉を用い、これにより下地８を870〜1100℃に加熱
し、90分間化学気相反応を行ったところ、下地８上にほ
う化チタン繊維が成長した。得られた繊維は直径が、約
100〜4000Åの範囲に分布しており、長さは数μｍ（最
大20μｍ、平均８μｍ）であった。
実施例２． 金属触媒としてグラファイト板上にPtを数100Å程度の
厚さに真空蒸着させてPt薄膜を用い、下地の加熱温度11
10〜1120℃にした他は実施例１と同じに化学気相反応を
行った。得られたほう化チタン繊維は直径が数10Å〜20
0Åの範囲に分布しており、長さは数10μｍ（最大30μ
ｍ、平均20μｍ）であった。
厚さに真空蒸着させてPt薄膜を用い、下地の加熱温度11
10〜1120℃にした他は実施例１と同じに化学気相反応を
行った。得られたほう化チタン繊維は直径が数10Å〜20
0Åの範囲に分布しており、長さは数10μｍ（最大30μ
ｍ、平均20μｍ）であった。
実施例３〜５ 金属触媒として平均粒系500ÅのCu、AuまたはPdの微粒子
をグラファイト板上に担持したものを用い、下地加熱温
度を900〜950℃とした他は実施例１と同様にして化学気
相反応を行った。得られたほう化チタン繊維は、いずれ
も直径約2000Åであり、長さは数μｍであった。
をグラファイト板上に担持したものを用い、下地加熱温
度を900〜950℃とした他は実施例１と同様にして化学気
相反応を行った。得られたほう化チタン繊維は、いずれ
も直径約2000Åであり、長さは数μｍであった。
しかし、繊維の発生頻度はPt触媒を用いた場合よりも少
なかった。
なかった。
発明の効果 本発明の方法によると、従来製造されなかった遷移金属
ほう化繊維を効率よく製造することができる。
ほう化繊維を効率よく製造することができる。
第１図は本発明方法の一実施概要図、第２図は遷移金属
ほう化物繊維の育成機構の概要説明図である。 １：遷移金属化合物蒸発器、２：ほう素化合物蒸発器、
３．４：キヤリアーガス導入口、５：恒温槽、６：反応
管、７：金属触媒、８：下地、９：加熱装置、10：トラ
ップ、11：排出口、12：排気装置、13：遷移金属ほう化
物微結晶、14：遷移金属ほう化物繊維、15：中空
ほう化物繊維の育成機構の概要説明図である。 １：遷移金属化合物蒸発器、２：ほう素化合物蒸発器、
３．４：キヤリアーガス導入口、５：恒温槽、６：反応
管、７：金属触媒、８：下地、９：加熱装置、10：トラ
ップ、11：排出口、12：排気装置、13：遷移金属ほう化
物微結晶、14：遷移金属ほう化物繊維、15：中空
Claims (3)
- 【請求項１】気化しうるほう素化合物と気化しうる遷移
金属化合物のそれぞれの蒸気を含む混合ガスを原料ガス
として用い、かつPt、Cu、Au及びPdから選ばれた金属触媒
を用いて化学気相反応を行うことを特徴とする遷移金属
ほう化物繊維の製造法。 - 【請求項２】気化しうるほう素化合物がハロゲン化ほう
素化合物、ジボラン、トリメチルボランである特許請求
の範囲第１項記載の製造法。 - 【請求項３】気化しうる遷移金属化合物が遷移金属のハ
ロゲン化合物、カーボニル、メチル化合物、アルコキシ
ドである特許請求の範囲第１項記載の製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232368A JPH0643248B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 遷移金属ほう化物繊維の製造法 |
| US07/245,298 US5055280A (en) | 1987-09-18 | 1988-09-16 | Process for producing transition metal boride fibers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232368A JPH0643248B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 遷移金属ほう化物繊維の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6476910A JPS6476910A (en) | 1989-03-23 |
| JPH0643248B2 true JPH0643248B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=16938123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62232368A Expired - Lifetime JPH0643248B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 遷移金属ほう化物繊維の製造法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5055280A (ja) |
| JP (1) | JPH0643248B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3656612B2 (ja) * | 2001-06-08 | 2005-06-08 | 株式会社村田製作所 | 金属膜およびその製造方法ならびに積層セラミック電子部品およびその製造方法 |
| WO2004033736A1 (en) | 2002-10-07 | 2004-04-22 | International Titanium Powder, Llc. | System and method of producing metals and alloys |
| JP4352783B2 (ja) * | 2002-08-23 | 2009-10-28 | 東京エレクトロン株式会社 | ガス供給系及び処理システム |
| JP2005538252A (ja) | 2002-09-07 | 2005-12-15 | インターナショナル・タイテイニアム・パウダー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | ＴｉスラリーからＴｉを分離する方法 |
| WO2005042158A1 (en) * | 2003-10-22 | 2005-05-12 | Degussa Ag | The use of ir, near ir, visible and uv radiation for the preparation of catalysts |
| US20070017319A1 (en) | 2005-07-21 | 2007-01-25 | International Titanium Powder, Llc. | Titanium alloy |
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