新規のコイル状セラミックファイバ-の化学気相合成

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01550594
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 元島 栖二 岐阜大学, 工学部, 助教授 (80021608)
• キーワード: CVD / ファイバ- / コイル / 窒化ケイ素 / カ-ボンファイバ- / 炭化ケイ素 / 炭化チタン

研究概要

1.コイル状窒化ケイ素ファイバ-の合成
(1)コイル状窒化ケイ素ファイバ-の化学気相成長は、温度分布、原料ガス組成、ガスの導入方法、不純物、等多くのCVDパラメ-タ-に極めて敏感であり、再現性が悪く、定量的な結果は得られなかった。
(2)コイル状窒化ケイ素ファイバ-は、普通の金属製バネと同様の性質があり、約2.5倍まで弾性的に伸び縮みすることが確認された。
2.コイル状カ-ボンファイバ-の合成
(1)アセチレンを450〜800℃でニッケル触媒存在下で熱分解することにより、コイル状のカ-ボンファイバ-をかなり再現性良く合成できることを見出した。
(2)コイルは、ニッケル触媒(粒)から2本のコイルが互いに組合わさりながら成長して1本のコイルとなった組合わせコイルであることが初めて明らかにされた。
(3)コイルの断面は、多くの場合少し楕円形をしているが、時々、四角形や偏平(きしめん状)をしたものも認められた。
(4)コイルは約3倍まで弾性的に伸び縮みが可能である。また4.5倍位まで伸ばすことが可能であるが、この場合、少し歪が残ることが認められた。
(5)コイル状カ-ボンファイバ-を、1200〜1400℃で気相シリコナイジングあるいはチタナイジングすることにより、もとのコイル形態をほとんど保持したまま、ファイバ-表面あるいは芯まで炭化ケイ素あるいは炭化チタンとすることができることが見出された。この方法は、コイル状カ-ボンファイバ-がかなり再現性良く合成できる点を考えると、新しいコイル状炭化ケイ素、炭化チタンあるいはそれ以外の金属炭化物のコイル状ファイバ-の合成法として注目される。

研究成果

• [文献書誌] S.Motojima、S.Ueno,T.Hattori and K.Goto: "Growth of regularly coiled spring-like fibers of Si_3N_4 by iron impurity-activated chemical vapor deposition" Appl.Phys.Lett.54. 1001-1003 (1989)
• [文献書誌] S.Motojima、S.Ueno,T.Hattori and H.Iwanaga: "Preparation of whiskers and spring-like fibers of Si_3N_4 by impurity-activated chemical vapor deposition" J.Cryst.Growth. 96. 383-389 (1989)
• [文献書誌] S.Motojima,M.Kawaguchi,K.Nozaki and H.Iwanaga: "Growth of regularly-coiled carbon fibers by Ni catalyzed pyrolysis of acetylene,and their morphology and extension characteristics" Appl.Phys.Lett.56. 321-323 (1990)
• [文献書誌] S.Motojima,M.Kawaguchi,K.Nozaki and H.Iwanaga: "Preparation of coiled carbon fibers by catalytic pyrolysis of acetylene、and its morphology and extension characteristics" J.Cryst.Growth.