JPH07189040A - 円筒状黒鉛繊維の製造方法 - Google Patents
円筒状黒鉛繊維の製造方法Info
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- JPH07189040A JPH07189040A JP5330210A JP33021093A JPH07189040A JP H07189040 A JPH07189040 A JP H07189040A JP 5330210 A JP5330210 A JP 5330210A JP 33021093 A JP33021093 A JP 33021093A JP H07189040 A JPH07189040 A JP H07189040A
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- metal
- carbon
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- graphite fiber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】大量かつ太さ、方向の揃った円筒状黒鉛繊維を
得る製造方法、及び金属を内包する円筒状黒鉛繊維を得
る製造方法を提供する。 【構成】ガス供給系5より炭化水素ガスを供給し、炭素
電極7、10間に直流アーク放電を起こさせ、円筒状黒
鉛繊維を大量に成長させる。また、正電極を金属にする
ことにより金属を内包した円筒状黒鉛繊維を成長させ
る。さらに成長の核として炭素クラスター、金属クラス
ターを用い、気相成長により太さ、向きの揃った円筒状
黒鉛繊維を成長させる。
得る製造方法、及び金属を内包する円筒状黒鉛繊維を得
る製造方法を提供する。 【構成】ガス供給系5より炭化水素ガスを供給し、炭素
電極7、10間に直流アーク放電を起こさせ、円筒状黒
鉛繊維を大量に成長させる。また、正電極を金属にする
ことにより金属を内包した円筒状黒鉛繊維を成長させ
る。さらに成長の核として炭素クラスター、金属クラス
ターを用い、気相成長により太さ、向きの揃った円筒状
黒鉛繊維を成長させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、円筒状黒鉛繊維の製造
方法に関する。
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、円筒状黒鉛繊維を得る方法とし
て、アルゴンガスあるいはヘリウムガス中で炭素電極間
にアーク放電を起こさせ、陰極上に成長させる製造方法
が考案された。
て、アルゴンガスあるいはヘリウムガス中で炭素電極間
にアーク放電を起こさせ、陰極上に成長させる製造方法
が考案された。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法で
は、原料の炭素は放電により蒸発した電極から供給され
るのみで、成長速度が遅く、また、繊維の太さの一様性
にも欠けているという欠点があった。
は、原料の炭素は放電により蒸発した電極から供給され
るのみで、成長速度が遅く、また、繊維の太さの一様性
にも欠けているという欠点があった。
【0004】本発明の目的は、このような事情に鑑みて
なされたものであり、大量かつ一様に円筒状黒鉛繊維を
製造する方法を提供することにある。
なされたものであり、大量かつ一様に円筒状黒鉛繊維を
製造する方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の円筒状黒鉛繊維
の製造方法は、炭化水素ガスを含む雰囲気において炭素
電極間にアーク放電を起こさせて陰極上より円筒状黒鉛
繊維を得ることを特徴としている。また、基板上に配列
させた金属微粒子、あるいは炭素クラスターを核として
用いれば、円筒状黒鉛繊維を大量かつ配向した状態で成
長させることもできる。
の製造方法は、炭化水素ガスを含む雰囲気において炭素
電極間にアーク放電を起こさせて陰極上より円筒状黒鉛
繊維を得ることを特徴としている。また、基板上に配列
させた金属微粒子、あるいは炭素クラスターを核として
用いれば、円筒状黒鉛繊維を大量かつ配向した状態で成
長させることもできる。
【0006】さらに、炭素電極の陽極にタングステン等
の金属を用いることにより、金属を中に含んだ円筒状黒
鉛繊維を成長させる製造方法である。
の金属を用いることにより、金属を中に含んだ円筒状黒
鉛繊維を成長させる製造方法である。
【0007】
【作用】本発明においては、炭素の供給源が電極だけで
なく、雰囲気ガスから連続的に供給できることから、大
量に円筒状黒鉛繊維を製造することができる。また、基
板上に配列させた金属微粒子、あるいは炭素クラスター
を核として成長させることにより、太さおよび向きの揃
った円筒状黒鉛繊維を製造することができる。この場
合、金属粒子とは遷移金属粒子を、炭素クラスターとし
てはC60,C70等を用いれば配向性が高く、高品質
な黒鉛繊維を得ることができる。
なく、雰囲気ガスから連続的に供給できることから、大
量に円筒状黒鉛繊維を製造することができる。また、基
板上に配列させた金属微粒子、あるいは炭素クラスター
を核として成長させることにより、太さおよび向きの揃
った円筒状黒鉛繊維を製造することができる。この場
合、金属粒子とは遷移金属粒子を、炭素クラスターとし
てはC60,C70等を用いれば配向性が高く、高品質
な黒鉛繊維を得ることができる。
【0008】さらに、金属を円筒状黒鉛繊維の中空部分
に入れることができる。
に入れることができる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。 (実施例1)図1は、炭化水素ガスを含む雰囲気で円筒
状黒鉛繊維を製造する装置の例を示したものである。図
において、円筒状黒鉛繊維が成長する一対の炭素棒電極
7、10を真空容器1の中央に配置し、容器1内を真空
排気系2で排気する。所定の圧力、例えば、真空計3で
計測して10-6Torr程度になった段階で真空バルブ
4を閉じ、ガス供給系5でにより炭化水素ガス、希ガス
を供給する。圧力計により圧力を測定し、真空容器1内
が所定の圧力になるように設定する。
る。 (実施例1)図1は、炭化水素ガスを含む雰囲気で円筒
状黒鉛繊維を製造する装置の例を示したものである。図
において、円筒状黒鉛繊維が成長する一対の炭素棒電極
7、10を真空容器1の中央に配置し、容器1内を真空
排気系2で排気する。所定の圧力、例えば、真空計3で
計測して10-6Torr程度になった段階で真空バルブ
4を閉じ、ガス供給系5でにより炭化水素ガス、希ガス
を供給する。圧力計により圧力を測定し、真空容器1内
が所定の圧力になるように設定する。
【0010】一方の炭素電極7は、アーク放電源8の正
導電端子9に、他方の炭素棒電極10を負導電端子11
に接続する。正の炭素棒電極7は、可動装置12により
電極間のギャップを適当に調整することができる。
導電端子9に、他方の炭素棒電極10を負導電端子11
に接続する。正の炭素棒電極7は、可動装置12により
電極間のギャップを適当に調整することができる。
【0011】炭素棒電極7、10に、直径1センチ炭素
棒を用い、メタンガス20Torr、アルゴンガス80
Torrの混合ガス雰囲気中で、電極7、10間に直流
アーク放電を起こさせる。放電電圧を30Vとし、放電
電流を200Aに設定して放電を行った。その結果、負
電極である炭素棒電極10の先端に、炭素の堆積物が成
長した。
棒を用い、メタンガス20Torr、アルゴンガス80
Torrの混合ガス雰囲気中で、電極7、10間に直流
アーク放電を起こさせる。放電電圧を30Vとし、放電
電流を200Aに設定して放電を行った。その結果、負
電極である炭素棒電極10の先端に、炭素の堆積物が成
長した。
【0012】この堆積物を電子顕微鏡で観察すると円筒
状黒鉛繊維であった。
状黒鉛繊維であった。
【0013】この実施例においてガスの供給量と真空ポ
ンプの排気量を適当に調整することにより、連続的に原
料ガスが供給でき、大量生産が可能となった。 (実施例2)図2は、金属をその中空部分に含んだ円筒
状黒鉛繊維を製造する装置の例を示したものである。図
において、円筒状黒鉛繊維が成長する一対の炭素棒電極
19と、金属棒電極(あるいは金属を含む炭素棒電極)
22を真空容器13の中央に配置し、容器13内を真空
排気系15で排気する。所定の圧力、例えば、真空計1
5で計測して10-6Torr程度になった段階で真空バ
ルブ16を閉じ、ガス供給系17により希ガスを供給す
る。圧力計18により圧力を測定し、真空容器13内が
所定の圧力になるように設定する。ここで、ガス供給系
17より供給するガスとして炭化水素ガスを含んだもの
を供給すれば、さらに大量に高品質なものが得られる。
ンプの排気量を適当に調整することにより、連続的に原
料ガスが供給でき、大量生産が可能となった。 (実施例2)図2は、金属をその中空部分に含んだ円筒
状黒鉛繊維を製造する装置の例を示したものである。図
において、円筒状黒鉛繊維が成長する一対の炭素棒電極
19と、金属棒電極(あるいは金属を含む炭素棒電極)
22を真空容器13の中央に配置し、容器13内を真空
排気系15で排気する。所定の圧力、例えば、真空計1
5で計測して10-6Torr程度になった段階で真空バ
ルブ16を閉じ、ガス供給系17により希ガスを供給す
る。圧力計18により圧力を測定し、真空容器13内が
所定の圧力になるように設定する。ここで、ガス供給系
17より供給するガスとして炭化水素ガスを含んだもの
を供給すれば、さらに大量に高品質なものが得られる。
【0014】金属棒電極(金属を含む炭素棒電極)22
は、アーク放電源20の正導電端子23に、炭素棒電極
19を負導電端子21に接続する。炭素棒電極19は可
動装置24により電極間のギャップを調整することがで
きる。
は、アーク放電源20の正導電端子23に、炭素棒電極
19を負導電端子21に接続する。炭素棒電極19は可
動装置24により電極間のギャップを調整することがで
きる。
【0015】金属棒電極22に、直径5ミリのタングス
テン棒、炭素棒電極19に、直径10ミリのものを用
い、アルゴンガス100Torr雰囲気中で電極19、
22間に直流アーク放電を起こさせる。放電電圧を30
V、放電電流を200Aに設定して放電を行った。その
結果、負電極である炭素棒電極19の先端には、炭素の
堆積物が成長した。
テン棒、炭素棒電極19に、直径10ミリのものを用
い、アルゴンガス100Torr雰囲気中で電極19、
22間に直流アーク放電を起こさせる。放電電圧を30
V、放電電流を200Aに設定して放電を行った。その
結果、負電極である炭素棒電極19の先端には、炭素の
堆積物が成長した。
【0016】この堆積物を電子顕微鏡で調べると、タン
グステンをその中空部分に含んだ円筒状黒鉛繊維であっ
た。 (実施例3)図3、4は、基板上に配列した円筒状黒鉛
繊維を製造する方法の例を示したものである。
グステンをその中空部分に含んだ円筒状黒鉛繊維であっ
た。 (実施例3)図3、4は、基板上に配列した円筒状黒鉛
繊維を製造する方法の例を示したものである。
【0017】図3は、基板31に二硫化モリブデン結晶
を用いた場合の図である。この基板31上に、MBE法
によりC60炭素クラスター32の結晶を成長させ、こ
のクラスターを円筒状黒鉛繊維成長の核に用いるもので
ある。
を用いた場合の図である。この基板31上に、MBE法
によりC60炭素クラスター32の結晶を成長させ、こ
のクラスターを円筒状黒鉛繊維成長の核に用いるもので
ある。
【0018】図4は、基板41にシリコン結晶を用い、
電子ビームリソグラフィーの手法により直径2ナノメー
ターの鉄クラスター42を析出させ、このクラスターを
円筒状黒鉛繊維成長の核に用いるものである。
電子ビームリソグラフィーの手法により直径2ナノメー
ターの鉄クラスター42を析出させ、このクラスターを
円筒状黒鉛繊維成長の核に用いるものである。
【0019】実際の成長は、電気管状炉により、CVD
法で行った。メタンガスを成長用ガスとして用い、炉の
温度を1000℃に設定して成長させたところ、直径が
およそ2ナノメーターによく揃った円筒状黒鉛繊維が基
板に垂直に成長していた。
法で行った。メタンガスを成長用ガスとして用い、炉の
温度を1000℃に設定して成長させたところ、直径が
およそ2ナノメーターによく揃った円筒状黒鉛繊維が基
板に垂直に成長していた。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、大量に、
また、太さと向きの揃った円筒状黒鉛繊維が提供でき
る。さらに、複合材料としても期待できるその中空部分
に金属を含んだ円筒状黒鉛繊維も提供することができ
る。
また、太さと向きの揃った円筒状黒鉛繊維が提供でき
る。さらに、複合材料としても期待できるその中空部分
に金属を含んだ円筒状黒鉛繊維も提供することができ
る。
【図1】円筒状黒鉛繊維製造装置の概略図である。
【図2】金属を含んだ円筒状黒鉛繊維製造装置の概略図
である。
である。
【図3】炭素クラスターを円筒状黒鉛繊維成長の核とす
る基板の模式図である。
る基板の模式図である。
【図4】金属クラスターを円筒状黒鉛繊維成長の核とす
る基板の模式図である。
る基板の模式図である。
1 真空容器 2 真空排気系 3 真空計 4 真空バルブ 5 ガス供給系 6 圧力計 7 炭素棒電極 8 アーク放電源 9 正導電端子 10 炭素棒電極 11 負導電端子 12 可動装置 13 真空容器 14 真空排気系 15 真空計 16 真空バルブ 17 ガス供給系 18 圧力計 19 炭素棒電極 20 アーク放電源 21 負導電端子 22 金属棒電極 23 正導電端子 24 可動装置 31 二硫化モリブデン基板 32 C60炭素クラスター結晶 41 シリコン基板 42 鉄クラスター
Claims (4)
- 【請求項1】 炭化水素ガスを含む雰囲気中において、
炭素電極間にアーク放電を起こさせることを特徴とする
円筒状黒鉛繊維の製造方法。 - 【請求項2】 基板上に配列させた炭素クラスターを成
長の核として、炭化水素ガスを用いたCVD法を行うこ
とを特徴とする円筒状黒鉛繊維の製造方法。 - 【請求項3】 基板上に配列させた金属微粒子を成長の
核として、炭化水素ガスを用いたCVD法を行うことを
特徴とする円筒状黒鉛繊維の製造方法。 - 【請求項4】 アーク放電電極の陽極にタングステン等
の金属を用いることにより、金属を中に含ませることを
特徴とする金属内包の円筒状黒鉛繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5330210A JPH07189040A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 円筒状黒鉛繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5330210A JPH07189040A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 円筒状黒鉛繊維の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07189040A true JPH07189040A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18230080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5330210A Pending JPH07189040A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 円筒状黒鉛繊維の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07189040A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002070406A1 (fr) * | 2001-03-01 | 2002-09-12 | Sony Corporation | Dispositif et procede permettant la production d'un materiau a base de carbone |
WO2002070405A1 (fr) * | 2001-03-01 | 2002-09-12 | Sony Corporation | Dispositif et procede de fabrication d'une matiere carbonee |
JP2005533745A (ja) * | 2002-07-22 | 2005-11-10 | ライプニッツ−インスティトゥート フュア フェストケルパー− ウント ヴェルクシュトフフォルシュング ドレスデン エー ファオ | 内包フラーレンの製造方法 |
JP2007169814A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Jfe Engineering Kk | 微細炭素繊維およびそれを用いたバイオデバイス |
JP2009167031A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Mie Univ | 金属内包カーボンナノチューブの製造方法及びそれにより製造された金属内包カーボンナノチューブ |
CN108046237A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-18 | 中国石油大学(北京) | 弧光等离子制备碳纳米材料的装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61194223A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-28 | Showa Denko Kk | 気相法炭素繊維の製造法 |
JPH02167898A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-28 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | グラファイトウィスカーの製造法 |
JPH06322615A (ja) * | 1993-05-14 | 1994-11-22 | Nec Corp | 炭素繊維とその製造方法 |
JPH0711520A (ja) * | 1992-04-27 | 1995-01-13 | Nec Corp | 円筒状黒鉛繊維と製造方法 |
JPH07165406A (ja) * | 1993-10-19 | 1995-06-27 | Sony Corp | カーボンチューブの製造方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5330210A patent/JPH07189040A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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US6794599B2 (en) | 2001-03-01 | 2004-09-21 | Sony Corporation | Device and method for manufacture of carbonaceous material |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970401 |