1997 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
07044109
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
稲垣 道夫 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20023054)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
BONNAMY S 北海道大学, 微粒子研究所, 主任研究員
KOTOSONOV A 国立グラファイト研究所, 教授
竹市 力 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (90126938)
菱山 幸宥 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (90061499)
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Keywords | グラファイト / フィルム / ポリイミド / 結晶性 / ボロン / 鉄 / 構造 / ド-ピング |
Research Abstract |
1)構造の設計,制御と評価 : 芳香族ポリイミドフィルムの内,カプトンフィルムについて,その構造・組織および電磁物性(残留抵抗比,磁気抵抗およびホール係数)の処理温度に伴う変化を詳細に追跡した.2200℃以下の熱処理によっては,構造の発達はかなり強く抑制されており,コ-クスなどの易黒鉛化性炭素よりも劣っている.しかし,2300℃以上では急激に構造が発達し,極めて高い結晶性が得られることを明らかにした.これらのポリイミドフィルムから得られたグラファイトフィルムは現在モノクロメータなどとして実用化されている高配向性熱分解黒鉛に匹敵する.また,ユ-ピレックスフィルムに付いては,3000℃への熱処理によってもグラファイト構造の発達はほとんどみられず,フィルムの厚さ方向での構造傾斜が認められた. 2)機能の制御と評価 : グラファイト構造への変化の段階で,イミド分子中に存在した窒素が2100〜2200℃の高温まで残留し,グラファイト構造の発達を抑制している.この残留した窒素は炭素の六角網平面中に炭素原子を置換固溶していることをXPSの詳細な解析から明らかにした.このことは,窒素原子のグラファイト構造中ヘの置換固溶が可能であることを示唆している. 2300℃付近での窒素の放出は急激で,フイルムを変形させる.従って,高結晶性のグラファイトフィルムの調製には,2200℃付近にいったん保持し,充分窒素ガスを放出させることが必須要件である. 3)機能の拡張 : ポリイミドフィルムの合成段階で,ボロンを添加することによって,そのド-ピングを行うとともに,その化学結合状態をXPSによって倹討した.ボロンはポリイミド分子の熱分解の過程でその窒素と反応し,B‐Nのペア-を作って炭素六角網面中に存在することが明らかとなった.さらに,同様な手法で鉄のド-ピングを検討した.ポリイミドの炭素化の段階で鉄原子が凝集し,鉄微粒子として分散したカーボンフィルが得られることを,XRDおよび磁性測定から明らかにした.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Y.Hishiyama: "Graphitization behavior of Kapton-derived carbon film related to structure,microtexture and transport properties" Carbon. 35. 657-668 (1997)
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[Publications] H.Konno: "State analysis of nitrogen in carbon film derived from polyimide kapton" Carbon. 35. 669-674 (1997)
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[Publications] T.Takeichi: "Carobnization and graphitization of Kapton-type polyimide film prepared from poilyimide alkyl ester" Carbon. 36. 117-122 (1997)
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[Publications] T.Takeichi: "Polyimide cotaining internal acetylene units linked para to aromatic ring" J.Polym.Sci.: Part A: Polym.Chem.35. 2395-2402 (1997)
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[Publications] M.Inagaki: "Chemical bonding state of nitrogen in Kapton-derived carbon film and its effect on the graphitization process" Carbon. 印刷中.
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[Publications] Y.Hishiyama: "Structure and microtexture of graphitized carbon film derived from aromatic polyimide film upilex" Carbon. 印刷中.