1995 Fiscal Year Annual Research Report

CVD法によるコイル状カーボンファイバーの連続合成法の開発

Research Project

Project/Area Number	06555185
Research Institution	Gifu University
Principal Investigator	元島栖二岐阜大学, 工学部, 教授 (80021608)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	徳永敦之セントラル硝子(株), 宇部研究所, 主任研究員岩永浩長崎大学, 教養部, 教授 (40039772) 長谷川功岐阜大学, 工学部, 助手 (20237960)
Keywords	炭素繊維 / 気相成長炭素繊維(VGCF) / コイル状ファイバー / CVD / アセチレン
Research Abstract	1.バッチ式基礎実験装置(内径23mm,横型)を用いて、アセチレンの金属触媒活性化熱分解法によりコイル状のカーボンファイバーを合成し、コイルの合成条件を詳細に検討すると共に、その成長メカニズムの検討を行った。 (1)触媒としては、これまで全くコイル成長が観察されなかった、FeおよびNiS粉末でも、合成条件を厳密に制御することにより10-20%のコイル収率が得られた。 (2)種々の遷移金属炭化物の中で、TiCのみがコイル成長をもたらした。またTi酸化物の中で、Ti_2O_3および空気中で酸化したTi板がコイル成長をもたらした(収率:13-27%). (3)Ni単結晶を用いて、各結晶面での全炭素およびコイル析出量を検討した。各結晶面での触媒活性の順位は、Ni(100)>(111)>(110)であり、Ni(100)のコイル収率は、(110)の3倍の高い値を示した。すなわち、この触媒結晶面での炭素析出の異方性がコイル化の駆動力と考えられる。 2.直径60mmの透明石英製横型反応管を用い、触媒を塗布したブラファイト基板あるいは金属板(触媒兼基板)を間欠的または連続的に移動しながらコイル合成を行い、コイル成長の特徴、問題点、装置設計などについて検討を行った。その結果次の事が明らかにされた。 (1)コイルは、原料ガス導入口のごく近く(〜20mm)でのみ成長し、それ以上になるとコイルは全く成長しない。 (2)コイル収量は、反応時間と共にほぼ直線的に増加し、1-2mmの長さのコイルが得られる。 (3)反応時間が10分以上になると硬い炭素層の析出速度が急激に増加する、 (4)触媒としてはNiが最も適している。 (5)得られたコイルをエメリ-紙で削ることにより、長さが数十ミクロンのコイルが得られた。その長さ分布は、用いたエメリ-紙の粒度に依存する。 3.上記で得られた結果をもとに、現在サンプル合成のための、大型の合成装置(生産能力:数百グラム/月)の設計、製作を行っている。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 元島栖二他: "Vapour phase preparation of micro-coiled carbon fibers using Ni catalystand PH3 impurity" Mater. Sci. Eng.B34. 47-52 (1995)
[Publications] 元島栖二他: "preparation of micro-coiled carbon fibers by metal powder activated pyrolysis of acetylene containing a small amount of sulfur compounds" J. Mater. Sci.30. 5049-5055 (1995)
[Publications] 元島栖二他: "Vapour growth of micro-coiled ceramic fibers and their properties" J. de Physique. C5. 1061-1068 (1995)
[Publications] 元島栖二他: "Effect of metal impurities on the growth of micro-coiled carbon fibers by pyrolysis of acetylene." Mater. Sci. Eng.B34. L9-L11 (1995)
[Publications] 元島栖二他: "Impurity-activated chemical vapor growth of the micro-coiled carbon fibers" J. Chem. Vapor Deposition.4. in press (1995)
[Publications] 元島栖二他: "Preparation of micro-coiled Si3N_4 fibers by impurity metal activated chemical vapor deposition and their mechamical properties" J. Electrochem. Soc.142(9). 3141-3148 (1995)

1995 Fiscal Year Annual Research Report

CVD法によるコイル状カーボンファイバーの連続合成法の開発

Principal Investigator

元島 栖二 岐阜大学, 工学部, 教授 (80021608)

Research Products

[Publications] 元島栖二 他: "Vapour phase preparation of micro-coiled carbon fibers using Ni catalystand PH3 impurity" Mater. Sci. Eng.B34. 47-52 (1995)

[Publications] 元島栖二 他: "preparation of micro-coiled carbon fibers by metal powder activated pyrolysis of acetylene containing a small amount of sulfur compounds" J. Mater. Sci.30. 5049-5055 (1995)

[Publications] 元島栖二 他: "Vapour growth of micro-coiled ceramic fibers and their properties" J. de Physique. C5. 1061-1068 (1995)

[Publications] 元島栖二 他: "Effect of metal impurities on the growth of micro-coiled carbon fibers by pyrolysis of acetylene." Mater. Sci. Eng.B34. L9-L11 (1995)

[Publications] 元島栖二 他: "Impurity-activated chemical vapor growth of the micro-coiled carbon fibers" J. Chem. Vapor Deposition.4. in press (1995)

[Publications] 元島栖二 他: "Preparation of micro-coiled Si3N_4 fibers by impurity metal activated chemical vapor deposition and their mechamical properties" J. Electrochem. Soc.142(9). 3141-3148 (1995)

元島栖二岐阜大学, 工学部, 教授 (80021608)

[Publications] 元島栖二他: "Vapour phase preparation of micro-coiled carbon fibers using Ni catalystand PH3 impurity" Mater. Sci. Eng.B34. 47-52 (1995)

[Publications] 元島栖二他: "preparation of micro-coiled carbon fibers by metal powder activated pyrolysis of acetylene containing a small amount of sulfur compounds" J. Mater. Sci.30. 5049-5055 (1995)

[Publications] 元島栖二他: "Vapour growth of micro-coiled ceramic fibers and their properties" J. de Physique. C5. 1061-1068 (1995)

[Publications] 元島栖二他: "Effect of metal impurities on the growth of micro-coiled carbon fibers by pyrolysis of acetylene." Mater. Sci. Eng.B34. L9-L11 (1995)

[Publications] 元島栖二他: "Impurity-activated chemical vapor growth of the micro-coiled carbon fibers" J. Chem. Vapor Deposition.4. in press (1995)

[Publications] 元島栖二他: "Preparation of micro-coiled Si3N_4 fibers by impurity metal activated chemical vapor deposition and their mechamical properties" J. Electrochem. Soc.142(9). 3141-3148 (1995)