JP2010143820A - 金属カーバイドの製造方法及びこれから製造された金属カーバイド - Google Patents
金属カーバイドの製造方法及びこれから製造された金属カーバイド Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010143820A JP2010143820A JP2009286382A JP2009286382A JP2010143820A JP 2010143820 A JP2010143820 A JP 2010143820A JP 2009286382 A JP2009286382 A JP 2009286382A JP 2009286382 A JP2009286382 A JP 2009286382A JP 2010143820 A JP2010143820 A JP 2010143820A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- oxide
- carbon
- metal carbide
- based material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 115
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 135
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 48
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- BFRGSJVXBIWTCF-UHFFFAOYSA-N niobium monoxide Chemical compound [Nb]=O BFRGSJVXBIWTCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 7
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium(II) oxide Chemical compound [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- HFLAMWCKUFHSAZ-UHFFFAOYSA-N niobium dioxide Chemical compound O=[Nb]=O HFLAMWCKUFHSAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 6
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N tungsten(iv) oxide Chemical compound O=[W]=O DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N Oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021541 Vanadium(III) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021542 Vanadium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PRJCXLZLFQTCLE-UHFFFAOYSA-N [W+]=O Chemical compound [W+]=O PRJCXLZLFQTCLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011818 carbonaceous material particle Substances 0.000 description 2
- IAQWMWUKBQPOIY-UHFFFAOYSA-N chromium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Cr+4] IAQWMWUKBQPOIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AYTAKQFHWFYBMA-UHFFFAOYSA-N chromium(IV) oxide Inorganic materials O=[Cr]=O AYTAKQFHWFYBMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- QHMGFQBUOCYLDT-RNFRBKRXSA-N n-(diaminomethylidene)-2-[(2r,5r)-2,5-dimethyl-2,5-dihydropyrrol-1-yl]acetamide Chemical compound C[C@@H]1C=C[C@@H](C)N1CC(=O)N=C(N)N QHMGFQBUOCYLDT-RNFRBKRXSA-N 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFAFTZQGYMGWLU-UHFFFAOYSA-N oxo(oxovanadiooxy)vanadium Chemical compound O=[V]O[V]=O KFAFTZQGYMGWLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DUSYNUCUMASASA-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);vanadium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[V+4] DUSYNUCUMASASA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 2
- GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N titanium(III) oxide Chemical compound O=[Ti]O[Ti]=O GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001931 tungsten(III) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- IBYSTTGVDIFUAY-UHFFFAOYSA-N vanadium monoxide Chemical compound [V]=O IBYSTTGVDIFUAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OVHDZBAFUMEXCX-UHFFFAOYSA-N benzyl 4-methylbenzenesulfonate Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)OCC1=CC=CC=C1 OVHDZBAFUMEXCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten(VI) oxide Inorganic materials O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
- C01B32/921—Titanium carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
- C01B32/949—Tungsten or molybdenum carbides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
【課題】工程が簡単であり、所望の形態に製造が可能である金属カーバイドの製造方法を提供する。また、前記金属カーバイドの製造方法によって製造された金属カーバイドを提供する。さらにまた、前記金属カーバイドを利用して製造された成形品を提供する。
【解決手段】（Ａ）金属または金属酸化物と炭素系物質の混合物に物理的力を加えることによって、金属または金属酸化物表面に炭素系物質が被覆された、および／または炭素系物質の表面に金属または金属酸化物が被覆されたハイブリッド粒子を製造する段階；及び（Ｂ）前記ハイブリッド粒子を熱処理する段階；を含む金属カーバイドの製造方法、並びにこれから製造された金属カーバイドが提供される。
【選択図】図１
【解決手段】（Ａ）金属または金属酸化物と炭素系物質の混合物に物理的力を加えることによって、金属または金属酸化物表面に炭素系物質が被覆された、および／または炭素系物質の表面に金属または金属酸化物が被覆されたハイブリッド粒子を製造する段階；及び（Ｂ）前記ハイブリッド粒子を熱処理する段階；を含む金属カーバイドの製造方法、並びにこれから製造された金属カーバイドが提供される。
【選択図】図１
Description
本発明は、金属カーバイドの製造方法及びこれから製造された金属カーバイドに関するものである。
金属カーバイドは、優れた硬度、機械的強度及び剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）、圧縮強度、及びクリープ（ｃｒｅｅｐ）特性を含んでいて、非常に低い熱膨張係数、高い熱及び電気伝導特性、そして高い熱的化学的安定性により、耐磨耗、切削または耐熱、耐化学用途、さらに核反応器のコーティング剤としても使用されている。
このような優れた特性の金属カーバイドは、金属、金属塩または金属酸化物を入れた反応器にアルキンガス気流を加え、アルキンガス雰囲気下で熱分解（ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）を行って、アルキンガスから遊離する炭素により金属粒子をコーティングした後、不活性雰囲気で高い熱を加える熱炭素還元反応（ｃａｒｂｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｃｕｃｔｉｏｎ）によって化学変化を誘導してなる、ガス−固体反応（ｇａｓ−ｓｏｌｉｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ）によって製造される（例えば、特許文献１、２参照）。
しかしながら、上記特許文献１、２に記載の方法は、アルキンガスの炭素濃度、アルキンガス気流の強さ、金属粒子の表面積、不活性雰囲気内酸素の濃度などによって金属カーバイドの物性が決定されるため、全体的なプロセスが多少複雑に調節される。また、この方法によって製造された金属カーバイドは全てパウダー形態を有するため、特化された形状である針状などの金属カーバイド合成においては限界がある。
そこで、本発明の目的（一側面）は、工程が簡単であり、所望の形態に製造が可能である金属カーバイドの製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的（一側面）は、前記金属カーバイドの製造方法によって製造された金属カーバイドを提供することにある。
本発明のまた他の目的（一側面）は、前記金属カーバイドを利用して製造された成形品を提供することにある。
本発明の目的（一側面）は、金属または金属酸化物と炭素系物質の混合物に物理的力を加えることによって、金属または金属酸化物表面に炭素系物質が被覆された、および／または炭素系物質の表面に金属または金属酸化物が被覆されたハイブリッド粒子を製造する段階；及び前記ハイブリッド粒子を熱処理する段階；を含む金属カーバイドの製造方法により達成することができる。ここで、「被覆された」という形態には、「埋立てられた（filled into）」ないし「埋め尽くされた」ないし「一杯詰まった」ないし「充満された」ないし「充填された」という形態を含むものとする（以下、同様とする。）。
前記物理的力は、物理的圧縮力または剪断力であるのが好ましい。
前記金属または金属酸化物は、チタン、ジルコニウム、タングステン、シリコン（ケイ素）、アルミニウム、ニオブ、ホウ素、クロム、バナジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される金属またはこれらの酸化物であるのが好ましい。
前記炭素系物質は、石炭、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、カーボン繊維、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるのが好ましい。
前記炭素系物質が表面に被覆された金属または金属酸化物（からなるハイブリッド粒子）において、前記金属または金属酸化物が母粒子であり、前記炭素系物質が子粒子であり、前記金属または金属酸化物が表面に被覆された炭素系物質（からなるハイブリッド粒子）において、前記炭素系物質が母粒子であり、前記金属または金属酸化物が子粒子であり、前記子粒子の粒径は、前記母粒子の粒径の１／１０以下であるのが好ましく、具体的には１／５００乃至１／１０であるのが好ましい。
前記熱処理は不活性雰囲気で行われるのが望ましく、１２００℃乃至１８００℃の温度で行われる。
本発明の他の目的（一側面）は、前記金属カーバイドの製造方法によって製造された金属カーバイドにより達成することができる。
本発明のまた他の目的（一側面）は、前記金属カーバイドを利用して製造された成形品により達成することができる。
その他の本発明の目的（側面）の具体的な事項は以下の詳細な説明に含まれている。
本発明の一実施態様による金属カーバイドの製造方法によれば、多様な種類の金属カーバイドを容易に合成すると同時に、大量生産も容易であり、特に、その形状において、パウダー形状だけでなく、針状などのような特化された金属カーバイドも容易に製造することができる。
以下、本発明の実施態様を詳しく説明する。ただし、これは例示のために提示されるものであって、これによって本発明が制限されるわけではなく、本発明は、特許請求の範囲の範疇によってのみ定義される。
金属カーバイドは、耐磨耗性、切削性などの機械的特性のほか、耐腐食性、断熱性、電気伝導性、熱伝導性に優れていて、耐磨耗材、切削材、耐腐食材、断熱材、電気及び／又は熱伝導体として広く使用されている。本発明の一実施態様では、このような金属カーバイドを簡単でかつ便利に製造することができ、また、形状を特化させて製造可能である金属カーバイドの製造方法を提供することができる。
つまり、本発明の一実施態様による金属カーバイドの製造方法によれば、多様な種類の金属カーバイドを容易に合成すると同時に、大量生産も容易であり、特に、その形状において、パウダー形状だけでなく、針状などのような特化された金属カーバイドも容易に製造することができる。
前記本発明の一実施態様による金属カーバイドの製造方法は、金属または金属酸化物と炭素系物質の混合物に物理的力を加えることによって、金属または金属酸化物表面に炭素系物質が被覆された、および／または炭素系物質の表面に金属または金属酸化物が被覆されたハイブリッド粒子を製造する段階、そして前記ハイブリッド粒子を熱処理する段階を含む。ここで、「被覆された」という形態には、「埋立てられた（filled into）」ないし「埋め尽くされた」ないし「一杯詰まった」ないし「充満された」ないし「充填された」という形態を含むものとする（以下、同様である。）。
以下で、各段階について詳しく説明する。
＜ハイブリッド粒子の製造段階＞
本発明の一実施態様によれば、金属または金属酸化物と炭素系物質の混合物に物理的力を加えることによって、ハイブリッド粒子を製造する。
本発明の一実施態様によれば、金属または金属酸化物と炭素系物質の混合物に物理的力を加えることによって、ハイブリッド粒子を製造する。
前記金属または金属酸化物は、チタン、ジルコニウム、タングステン、シリコン（ケイ素）、アルミニウム、ニオブ、ホウ素、クロム、バナジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される金属またはこれらの酸化物を使用することができる。
前記金属酸化物の具体的な例としては、チタニウム（ＩＩ）酸化物（酸化チタン（ＩＩ），ＴｉＯ；ｔｉｔａｎｉｕｍ（ＩＩ） ｏｘｉｄｅ）、チタニウム（ ＩＩＩ ）酸化物（酸化チタン（ ＩＩＩ ），Ｔｉ２Ｏ３；ｔｉｔａｎｉｕｍ（ ＩＩＩ ） ｏｘｉｄｅ）、チタニウム（ＩＶ）酸化物（酸化チタン（ＩＶ），ＴｉＯ２；ｔｉｔａｎｉｕｍ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ）、チタニウム（ＩＩＩ，ＩＶ）酸化物（酸化チタン（ＩＩＩ，ＩＶ），Ｔｉ３Ｏ５；ｔｉｔａｎｉｕｍ（ＩＩＩ，ＩＶ） ｏｘｉｄｅ）、ジルコニウム（ＩＩ）酸化物（酸化ジルコニウム（ＩＩ），ＺｒＯ；ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ（ＩＩ） ｏｘｉｄｅ）、ジルコニウム（ＩＶ）酸化物（酸化ジルコニウム（ＩＶ）；ＺｒＯ２；ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ）、タングステン（ＩＩＩ）酸化物（酸化タングステン（ＩＩＩ），Ｗ２Ｏ３；ｔｕｎｇｓｔｅｎ（ＩＩＩ） ｏｘｉｄｅ）、タングステン（ＩＶ）酸化物（酸化タングステン（ＩＶ），ＷＯ２；ｔｕｎｇｓｔｅｎ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ）、タングステン（ＶＩ）酸化物（酸化タングステン（ＶＩ）、ＷＯ３；ｔｕｎｇｓｔｅｎ（ＶＩ） ｏｘｉｄｅ）、シリコン酸化物（酸化ケイ素；ＳｉＯ２；ｓｉｌｌｉｃｏｎ ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム酸化物（酸化アルミニウム；Ａｌ２Ｏ３；ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ニオブ（ＩＩ）酸化物（酸化ニオブ（ＩＩ），ＮｂＯ；ｎｉｏｂｉｕｍ（ＩＩ） ｏｘｉｄｅ）、ニオブ（ＩＶ）酸化物（酸化ニオブ（ＩＶ），ＮｂＯ２；ｎｉｏｂｉｕｍ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ）、ニオブ（Ｖ）酸化物（酸化ニオブ（Ｖ），Ｎｂ２Ｏ５；ｎｉｏｂｉｕｍ（Ｖ） ｏｘｉｄｅ）、ボロン酸化物（酸化ボロン；Ｂ２Ｏ３；ｂｏｒｉｃ ｏｘｉｄｅ）、クロム（ＩＩＩ）酸化物（酸化クロム（ＩＩＩ），Ｃｒ２Ｏ３；ｃｈｒｏｍｉｕｍ（ＩＩＩ） ｏｘｉｄｅ）、クロム（ＩＶ）酸化物（酸化クロム（ＩＶ），ＣｒＯ２；ｃｈｒｏｍｉｕｍ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ）、クロム（ＶＩ）酸化物（酸化クロム（ＶＩ），ＣｒＯ３；ｃｈｒｏｍｉｕｍ（ＶＩ） ｏｘｉｄｅ）、クロム（ＩＩ，ＩＩＩ）酸化物（酸化クロム（ＩＩ，ＩＩＩ），Ｃｒ３Ｏ４；ｃｈｒｏｍｉｕｍ（ＩＩ，ＩＩＩ） ｏｘｉｄｅ）、バナジウム（ＩＩ）酸化物（酸化バナジウム（ＩＩ），ＶＯ；ｖａｎａｄｉｕｍ（ＩＩ） ｏｘｉｄｅ）、バナジウム（ＩＩＩ）酸化物（酸化バナジウム（ＩＩＩ），Ｖ２Ｏ３；ｖａｎａｄｉｕｍ（ＩＩＩ） ｏｘｉｄｅ）、バナジウム（ＩＶ）酸化物（酸化バナジウム（ＩＶ），ＶＯ２；ｖａｎａｄｉｕｍ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ）、バナジウム（Ｖ）酸化物（酸化バナジウム（Ｖ），Ｖ２Ｏ５；ｖａｎａｄｉｕｍ（Ｖ） ｏｘｉｄｅ）、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるものが挙げられる。
前記金属または金属酸化物の形態は、粒状（粉末状ないしパウダー形状）とすることもできるが、板状、針状など、分野に応じて所望の形状に適切に調節して、使用することができる。この形態によって最終の複合材の形態が決定されるので、最終の複合材の形態を自由に調節することができる。
前記炭素系物質は、石炭、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、カーボン繊維、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるものを使用することができる。
前記炭素系物質の形態としては、粒状（粉末状ないしパウダー形状）、繊維状、ナノサイズのナのチューブ状などが挙げられるが、これらに制限されるものではなく、前記金属または金属酸化物の形態と同様に、板状、針状など、所望の形状のものが使用できる。
前記金属または金属酸化物及び前記炭素系物質の平均粒径は、各々、１０ｎｍ乃至１００μｍであることが望ましい。具体的には、ハイブリッド粒子において、金属酸化物が子粒子である場合は、母粒子の炭素系物質粒子の１／５００乃至１／１０の平均粒径を有し、金属酸化物が母粒子である場合は、子粒子の炭素系物質粒子の１０倍乃至５００倍の大きい平均粒径を有するのが、ハイブリッド粒子の製造工程に有利である。なお、前記金属または金属酸化物、及び前記炭素系物質の形態が粒状（粉末状ないしパウダー形状）の場合には、上記平均粒径を用い、板状、針状、繊維状、チューブ状等の場合、上記平均粒径に変えて、これら板状、針状、繊維状、チューブ状等の長手方向に垂直な断面の平均直径を用いるものとする。ここで、「粒径」（または「直径」）とは、粒状（粉末状）物である粒子（パウダー）、板状物、針状物、繊維、チューブなどの断面形状の輪郭線上の任意の２点間の距離のうち、最大の距離を意味する。「平均粒径」（または「平均直径」）の値としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などの観察手段を用い、数〜数十視野中に観察される粒子（パウダー）の粒子径（または板状物、針状物、繊維、チューブなどの直径）の平均値として算出される値を採用してもよいし、レーザ回折式粒度分布測定（レーザ回折散乱法）により測定された値を採用してもよい。
前記ハイブリッド粒子を製造する段階は、物理的力、つまり、物理的な衝突、摩擦、及び力を加えて行うことであって、前記物理的力の具体的な例には、物理的圧縮力または剪断力が挙げられる。
本発明の一実施態様において、ハイブリッド粒子とは、有機物（炭素系物質）及び無機物（金属または金属酸化物）が混合された状態を意味し、二つのうち一つの表面に他の成分が被覆された粒子を意味する。つまり、ハイブリッド粒子は、金属または金属酸化物の表面に炭素系物質が被覆された、および／または炭素系物質の表面に金属または金属酸化物が被覆されたものを意味する。ここで、「被覆された」という形態には、「埋立てられた（filled into）」ないし「埋め尽くされた」ないし「一杯詰まった」ないし「充満された」ないし「充填された」という形態を含むものとする（以下、同様である。）。なお、ハイブリッド粒子の「粒子」には、上記した粒状（粉末状）物である粒子（ないしパウダー）、板状物、針状物、繊維、チューブなど、分野に応じて所望の形状に適切に調節された形態を含むものとする。
前記ハイブリッド粒子において、粒子中の大きさが大きい粒子を母粒子、大きさが小さい粒子を子粒子と称する。本発明の一実施態様では、金属または金属酸化物が子粒子である場合は炭素系物質が母粒子となり、炭素系物質が子粒子である場合は金属または金属酸化物が母粒子となる。
つまり、本発明の一実施態様によれば、如何なる粒子が子粒子または母粒子となるとしても、金属カーバイドを合成することには問題にならない。
如何なる粒子が母粒子となるとしても、母粒子の表面に子粒子が被覆されることであるので、子粒子より母粒子の平均粒径が大きく、具体的には、子粒子が母粒子の１／１０以下の平均粒径を有することが望ましく、より具体的には、子粒子が母粒子の１／５００乃至１／１０の平均粒径を有することが望ましい。子粒子及び母粒子が前記範囲の平均粒径の粒径比率を有する場合、母粒子の表面に子粒子が均等に分布することができるので、ハイブリッド粒子の製造効率に優れている。ここで、「被覆される」という形態には、「埋立てられる」ないし「埋め尽くされる」ないし「充満される」ないし「充填される」という形態を含むものとする（以下、同様である。）。
前記ハイブリッド粒子を製造する方法は、米国特許第６，８９２，４７５号明細書（及び対応する日本出願の特開２００３−１２６，６８０号公報及び特開２００４−０４１，８６９号公報参照）に開示された気流を利用した粒子ハイブリッド製造方法、または米国特許第４，７８９，１０５号明細書（及び対応する日本出願の特開昭６２−２４７，８４６号公報、特開昭６３−１５８，１４０号公報及び特開昭６３−０４２，７２８号公報参照）に開示されたブレード（ｂｌａｄｅ）を利用した粒子ハイブリッド製造方法などが挙げられる。詳しくは、炭素系物質と金属または金属酸化物を米国特許第６、８９２、４７５号明細書または米国特許第４、７８９、１０５号明細書で提示された粒子ハイブリッド装備を利用して物理的に結合した後、熱炭素還元反応法で熱処理して金属カーバイド粒子を製造することができる。前記気流またはブレードを利用した粒子ハイブリッド製造方法は、全て物理的圧縮力または剪断力の物理的力を加えた場合である。前記米国特許に各々の粒子ハイブリッド製造方法を実施する具体的方法及び装置が開示されているので、本明細書でこれに対する詳しい内容は記載しない。つまり、このように公知な粒子ハイブリッド製造方法を使って、母粒子の表面に子粒子が被覆されるハイブリッド粒子を製造することができる。ただし、このような粒子ハイブリッド製造方法に制限されず、物理的力を加えることによって、母粒子の表面に子粒子を被覆する任意の公知な方法によっても前記ハイブリッド粒子を製造することができ、ハイブリッド粒子を製造できる方法であればいかなる方法で実施しても差し支えない。ここで、「被覆する」という形態には、「埋めたてる」ないし「埋め尽す」ないし「充満する」ないし「充填する」という形態を含むものとする。
前記金属または金属酸化物と前記炭素系物質の混合比率は、金属の種類による化学変化式を通して容易に計算される。
例えば、チタニウム（ＩＶ）酸化物とカーボンは、下記反応式１のような化学変化が可能である。
この場合、チタニウム（ＩＶ）酸化物及びカーボンを８０：３６の質量比の混合比率でハイブリッド粒子を製造することができる。具体的には、前記反応式１で計算されたカーボンの含有量より１０質量％程度多い量のカーボンを混合した方が好ましい。これは、熱処理段階（つまり、熱炭素還元反応）で、炭素系物質の含有量が少ないよりは多い方が、金属カーバイドの収率を向上させることができるためである。但し、炭素系物質を過量用いると、ハイブリッド粒子が不良な状態に、つまり、母粒子に子粒子が不均一に分布した形態に製造される恐れがある。かかる観点から、例えば、前記反応式１で計算された炭素系物質（カーボン）の含有量より５〜２０質量％多い量の炭素系物質（カーボン）を混合するのが、金属カーバイドの収率を向上させることができ、尚且つハイブリッド粒子が良好な状態に、つまり、母粒子に子粒子が均一に分布した形態に製造することができる点で好ましい。なお、他の金属または金属酸化物と前記炭素系物質の混合比率についても、金属の種類による化学変化式を通して容易に計算されるが、かかる計算結果と、上記炭素系物質（カーボン）含有量に関する技術的事項（技術的知見）から、最適な他の金属または金属酸化物と前記炭素系物質の混合比率を予備実験などを通じて適宜決定すればよい。
＜熱処理段階＞
次に、形成されたハイブリッド粒子を熱処理する。
次に、形成されたハイブリッド粒子を熱処理する。
前記ハイブリッド粒子の熱処理は不活性雰囲気下で行われるものであって、このような熱処理を熱炭素還元反応法（ｃａｒｂｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）という。前記熱処理によって、ハイブリッド粒子が金属カーバイドに化学変化される。
前記熱処理は、具体的に、金属または金属酸化物の種類によって多少相違しているが、反応器内にハイブリッド粒子を位置させ（ないし配置させ、あるいは充填しないしは入れ）、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性雰囲気下で行うことができる。ここで、前記反応器としては、特に制限されるものではないが、撹拌翼及び加熱手段（例えば、電熱コール等あるいは反応器に加熱炉を用いる）を備えた密閉式の反応器などを用いることができる。該反応器は、熱処理温度に対し耐熱性を有する材料で形成されており、ハイブリッド粒子と接触する反応器の表面部分や構成部材（例えば、撹拌翼等）は、該ハイブリッド粒子に対して不活性な材料で形成されているのが望ましい。そして熱処理中には、不活性雰囲気ガスを封入し密閉した反応器内で、ハイブリッド粒子同士が熱融着するのを防止し、ハイブリッド粒子（群）全体に不活性雰囲気ガスが接触しやすいように、該反応器内のハイブリッド粒子を反応器に備えられた撹拌翼により撹拌しながら熱処理を行うのが望ましい。
前記熱処理は、１２００℃乃至１８００℃の温度で行われ、好ましくは、１５００℃乃至１８００℃の温度で行われることが望ましい。熱処理が前記温度の範囲内で行われる場合、化学変化が容易に起こり、生産効率も優れているので経済的である。
前記熱処理において、前記熱処理の温度及び雰囲気の条件を満足すれば、熱処理時間は制限する必要がない。即ち、適当な予備実験などを通じて、適宜決定することができるためである。
前述の金属カーバイドの製造方法はハイブリッド粒子を使うものであって、前記ハイブリッド粒子は全て固体を利用して製造するようになる。これは、従来のガスを利用する方法に比べて工程条件の調節が非常に容易であり、特に、針状の金属または金属酸化物と板状の金属または金属酸化物を用いれば、各々の針状の金属カーバイドと板状の金属カーバイドの製造が可能であるので、金属カーバイドの形状を特化させることができる。
また、前述のように、ハイブリッド粒子を使って金属カーバイドを製造する方法による場合、色々な種類の多様な金属カーバイドを容易に合成できるだけでなく、大量生産も可能になる。
本発明の他の一実施態様によれば、前述の金属カーバイドの製造方法によって製造された金属カーバイドを提供する。前記金属カーバイドは多様な分野に有用に用いられるが、特に、前記金属カーバイドを利用して製造された成形品は、耐磨耗性、切削性などの機械的特性のほか、耐腐食性、断熱性、電気伝導性、熱伝導性に優れており、耐磨耗材、切削材、耐腐食材、断熱材、電気伝導体、熱伝導体に有用に用いられることができる。
本発明は、下記の実施例によってさらに具体化されるが、下記の実施例は本発明の具体的な例示に過ぎず、本発明の保護範囲を限定したり制限しようとするものではない。ここに記載されていない内容は、この技術分野にて通常の知識を有する者であれば十分に技術的に類推できるものであるのでその説明を省略する。
［実施例］
Ｉ．使用物質
（１）金属酸化物
ナノサイズのチタニウム（ＩＶ）酸化物を用いた。前記チタニウム（ＩＶ）酸化物は、チタニウムテトライソプロオキシド（ｔｉｔａｎｉｕｍ ｔｅｔｒａｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）をＪ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．９８（１９９４）１３６６に記載された加水分解（ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ）方法で製造した。製造されたチタニウム（ＩＶ）酸化物の平均粒径は２７ｎｍであった。
［実施例］
Ｉ．使用物質
（１）金属酸化物
ナノサイズのチタニウム（ＩＶ）酸化物を用いた。前記チタニウム（ＩＶ）酸化物は、チタニウムテトライソプロオキシド（ｔｉｔａｎｉｕｍ ｔｅｔｒａｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ）をＪ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．９８（１９９４）１３６６に記載された加水分解（ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ）方法で製造した。製造されたチタニウム（ＩＶ）酸化物の平均粒径は２７ｎｍであった。
（２）炭素系物質
ＡＳＴＭＤ３０３７−８９測定法によって、表面積が６５ｍ２／ｇであり、超音波放射器（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｒａｄｉａｔｏｒ）で超音波を５分加えた後の平均粒径が５．１μｍであるカーボンブラックを使用した。
ＡＳＴＭＤ３０３７−８９測定法によって、表面積が６５ｍ２／ｇであり、超音波放射器（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｒａｄｉａｔｏｒ）で超音波を５分加えた後の平均粒径が５．１μｍであるカーボンブラックを使用した。
ＩＩ．製造工程（実施例１及び２と比較例１）
（Ａ）ハイブリッド粒子の製造
前記炭素系物質を母粒子にし、前記金属酸化物を子粒子にして、物理的力、つまり、米国特許第６，８９２，４７５号明細書に開示された粒子ハイブリッド製造方法によって、炭素系物質の表面に金属酸化物が被覆されたハイブリッド粒子を製造した。この時、前記炭素系物質及び金属酸化物の混合比率は１：２（質量比）であった。前記母粒子と子粒子の各々の平均粒径の粒径比は１８９：１であった。
（Ａ）ハイブリッド粒子の製造
前記炭素系物質を母粒子にし、前記金属酸化物を子粒子にして、物理的力、つまり、米国特許第６，８９２，４７５号明細書に開示された粒子ハイブリッド製造方法によって、炭素系物質の表面に金属酸化物が被覆されたハイブリッド粒子を製造した。この時、前記炭素系物質及び金属酸化物の混合比率は１：２（質量比）であった。前記母粒子と子粒子の各々の平均粒径の粒径比は１８９：１であった。
（Ｂ）熱処理（熱炭素還元反応）
前記ハイブリッド粒子を反応器に入れ、アルゴンガス雰囲気下で、各々、１０００℃（比較例１）、１２００℃（実施例１）、１５００℃（実施例２）で各々、２時間熱処理して、金属カーバイドを製造した。
［実験例］
実施例１及び２と比較例１によって製造された金属カーバイドに対し、ＣｕＫα線を利用してＸ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて測定して、その結果を図１に示した。
前記ハイブリッド粒子を反応器に入れ、アルゴンガス雰囲気下で、各々、１０００℃（比較例１）、１２００℃（実施例１）、１５００℃（実施例２）で各々、２時間熱処理して、金属カーバイドを製造した。
［実験例］
実施例１及び２と比較例１によって製造された金属カーバイドに対し、ＣｕＫα線を利用してＸ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて測定して、その結果を図１に示した。
図１は、実施例１及び２と比較例１により製造された金属カーバイドのＸ線回折分析結果を示すグラフである。
チタニウムカーバイドは、その結晶面（ｘｙｚ）が、ＸＲＤで２θ＝３６．３°（１１１）、４２．１°（２００）、６１．１°（２２０）、７３．３°（３１１）、７７。１°（２２２）に示されるので、ＸＲＤ結果より、前記で言及された角度でピークが現れれば、金属カーバイドに化学変化されたことが確認できる。
図１を参照すれば、１０００℃で熱処理した比較例１の場合、チタニウムカーバイドピークが現れなかったので、チタニウムカーバイドが形成されていないことが分かり、熱処理温度が各々１２００℃及び１５００℃である実施例１及び２の場合、チタニウムカーバイドピークが現れたので、この温度でチタニウムカーバイドが製造されることが分かる。また、熱処理温度が１２００℃から１５００℃まで増加すると共に、チタニウムカーバイドのピークの強さが増加することが分かる。結果的に、実施例１及び２によって金属カーバイドを成功的に合成することができることが確認できる。即ち、熱処理温度が高いほど（実施例２）、化学変化が良く起きてピークが増加しているが、これは、熱処理温度が低いほど（比較例１）決められた処理時間の間に化学変化が十分に進行せず、未反応のカーボンブラック量が多いと見ることができる。
図２は、実施例１によって製造された金属カーバイドの走査電子顕微鏡写真である。
図２を参照すれば、金属カーバイド粒子を確認することができる。ＳＥＭ写真の中間に位置した大きな塊りは、チタニウム（ＩＶ）酸化物とカーボンブラックを２：１の質量比、つまり、カーボンブラックを増量してハイブリッド粒子を製造したことによって残った、反応後の残留カーボンブラックを示す。
本発明は前記実施例に限られるわけではなく、互いに異なる多様な形態に製造されることができ、本発明が属する技術分野にて通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更せずに、他の具体的な形態に実施できることを理解することができる。したがって、以上で説明した実施例は全て例示的なものであり、限定的なものではないことを理解しなければならない。
Claims (10)
- 金属または金属酸化物と炭素系物質の混合物に物理的力を加えることによって、金属または金属酸化物表面に炭素系物質が被覆された、および／または炭素系物質の表面に金属または金属酸化物が被覆されたハイブリッド粒子を製造する段階；及び
前記ハイブリッド粒子を熱処理する段階；
を含む金属カーバイドの製造方法。 - 前記物理的力は物理的圧縮力または剪断力である、請求項１に記載の金属カーバイドの製造方法。
- 前記金属または金属酸化物は、チタン、ジルコニウム、タングステン、シリコン、アルミニウム、ニオブ、ホウ素、クロム、バナジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される金属またはこれらの酸化物である、請求項１または２に記載の金属カーバイドの製造方法。
- 前記炭素系物質は、石炭、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、カーボン繊維、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されるものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属カーバイドの製造方法。
- 前記炭素系物質が表面に被覆された金属または金属酸化物において、前記金属または金属酸化物が母粒子であり、前記炭素系物質が子粒子であり、
前記金属または金属酸化物が表面に被覆された炭素系物質において、前記炭素系物質が母粒子であり、前記金属または金属酸化物が子粒子であり、
前記子粒子の平均粒径は、前記母粒子の平均粒径の１／１０以下であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属カーバイドの製造方法。 - 前記子粒子の平均粒径は、前記母粒子の平均粒径の１／５００乃至１／１０であることを特徴とする、請求項５に記載の金属カーバイドの製造方法。
- 前記熱処理は不活性雰囲気で行われることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の金属カーバイドの製造方法。
- 前記熱処理は、１２００℃乃至１８００℃の温度で行われることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の金属カーバイドの製造方法。
- 請求項１〜８のいずれか１項に記載の金属カーバイドの製造方法によって製造された金属カーバイド。
- 請求項９に記載の金属カーバイドを利用して製造された成形品。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080131353A KR20100072826A (ko) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | 금속 카바이드의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010143820A true JP2010143820A (ja) | 2010-07-01 |
Family
ID=42126452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009286382A Pending JP2010143820A (ja) | 2008-12-22 | 2009-12-17 | 金属カーバイドの製造方法及びこれから製造された金属カーバイド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100158787A1 (ja) |
| EP (1) | EP2202203A1 (ja) |
| JP (1) | JP2010143820A (ja) |
| KR (1) | KR20100072826A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012171861A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Research & Business Foundation Of Sungkyunkwan Univ | ナノシリコンカーバイドコーティングを用いる炭素材料の界面強化方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102393503B1 (ko) * | 2020-06-15 | 2022-05-04 | 강원대학교산학협력단 | 리그닌을 이용한 전이금속 카바이드 제조방법, 전이금속 카바이드 및 이를 포함하는 촉매 |
| CN120024897B (zh) * | 2025-03-24 | 2025-12-02 | 赣州有色冶金研究所有限公司 | 一种纳米碳化钨及其制备方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO137856C (no) * | 1973-04-24 | 1978-05-10 | Shinano Electric Refining Co L | Fremgangsmaate for fremstilling av silisiumkarbid |
| US4221762A (en) * | 1978-01-30 | 1980-09-09 | Andrjushin Alexandr I | Apparatus for preparing carbides |
| DE3775597D1 (de) * | 1986-04-18 | 1992-02-13 | Hosokawa Micron Kk | Vorrichtung zur behandlung von teilchenfoermigem material. |
| US5202105A (en) * | 1986-08-22 | 1993-04-13 | Stemcor Corporation | Method for making hexagonal silicon carbide platelets with the addition of a growth additive |
| WO1991019584A1 (en) * | 1990-06-12 | 1991-12-26 | The Australian National University | Metal carbides and derived composites |
| US5567662A (en) * | 1994-02-15 | 1996-10-22 | The Dow Chemical Company | Method of making metallic carbide powders |
| US5746803A (en) * | 1996-06-04 | 1998-05-05 | The Dow Chemical Company | Metallic-carbide group VIII metal powder and preparation methods thereof |
| US6214309B1 (en) * | 1997-09-24 | 2001-04-10 | University Of Connecticut | Sinterable carbides from oxides using high energy milling |
| JP2000072429A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-07 | Tokyo Tungsten Co Ltd | 炭化バナジウム粉末およびその製造方法 |
| KR100346762B1 (ko) * | 1999-07-21 | 2002-07-31 | 한국기계연구원 | 초미립 ＷＣ/ＴｉＣ/Ｃｏ 복합초경분말 제조방법 |
| EP1440729B9 (en) * | 2001-10-29 | 2013-04-03 | Nara Machinery Co., Ltd. | Device for treating powder particles by rotary flow |
| JP4590599B2 (ja) * | 2004-04-30 | 2010-12-01 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 炭化ホウ素ナノベルト及びその製造方法 |
| US20060051281A1 (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-09 | Bhabendra Pradhan | Metal carbides and process for producing same |
| KR100833842B1 (ko) * | 2005-06-16 | 2008-06-02 | 주식회사 코아로직 | 3차원 그래픽 엔진에서의 픽셀 래스터라이제이션 처리방법및 그의장치 |
| FR2899574B1 (fr) * | 2006-04-10 | 2008-12-05 | Commissariat Energie Atomique | Fabrication de materiaux denses, en carbures de metaux de transition. |
| KR100790423B1 (ko) * | 2006-12-20 | 2008-01-03 | 제일모직주식회사 | 친수성 카본블랙 결집체 및 이의 제조 방법과, 이를포함하는 친수성 복합재 및 연료 전지용 바이폴라 플레이트 |
| CN100488873C (zh) * | 2007-04-05 | 2009-05-20 | 哈尔滨工业大学 | 一维SiC纳米线的制备方法 |
-
2008
- 2008-12-22 KR KR1020080131353A patent/KR20100072826A/ko not_active Ceased
-
2009
- 2009-12-15 US US12/637,888 patent/US20100158787A1/en not_active Abandoned
- 2009-12-17 JP JP2009286382A patent/JP2010143820A/ja active Pending
- 2009-12-22 EP EP09180275A patent/EP2202203A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012171861A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Research & Business Foundation Of Sungkyunkwan Univ | ナノシリコンカーバイドコーティングを用いる炭素材料の界面強化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20100072826A (ko) | 2010-07-01 |
| US20100158787A1 (en) | 2010-06-24 |
| EP2202203A1 (en) | 2010-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Recent advancements in boron nitride nanotubes | |
| Zhang et al. | Synthesis of aluminum nitride nanowires from carbon nanotubes | |
| Meng et al. | Growth and characterization of nanostructured β-SiC via carbothermal reduction of SiO2 xerogels containing carbon nanoparticles | |
| Hu et al. | Synthesis and characterization of SiC nanowires through a reduction− carburization route | |
| Ma et al. | Investigation on the growth of boron carbide nanowires | |
| Tang et al. | Synthesis of carbon nanotube/aluminium composite powders by polymer pyrolysis chemical vapor deposition | |
| Hu et al. | Preparation and mechanical properties of Si3N4 nanocomposites reinforced by Si3N4@ rGO particles | |
| Li et al. | In situ synthesis of SiC nanowire porous layer on carbon/carbon composites | |
| KR20070050983A (ko) | 금속 카바이드 및 이를 제조하는 방법 | |
| Hadian et al. | The effect of time, temperature and composition on boron carbide synthesis by sol-gel method | |
| Simonenko et al. | Preparation of HfB2/SiC composite powders by sol–gel technology | |
| Zhong et al. | Fabrication of novel hydrophobic SiC/SiO2 bead-string like core-shell nanochains via a facile catalyst/template-free thermal chemical vapor deposition process | |
| WO2003010114A1 (en) | A method of producing nanometer silicon carbide material | |
| CN116986906A (zh) | 二维过渡金属化合物及其基于MXene的制备方法和用途 | |
| Niu et al. | Synthesis of silicon carbide nanoparticles from amorphous carbon: Based on the domain structure of electrically calcined anthracite | |
| JP2010143820A (ja) | 金属カーバイドの製造方法及びこれから製造された金属カーバイド | |
| CN113213438A (zh) | 氮化硼纳米管及其制备方法 | |
| Shumard et al. | Reactivity of boron nitride nanomaterials with phosphoric acid and its application in the purification of boron nitride nanotubes | |
| He et al. | Fabrication of aluminum carbide nanowires by a nano-template reaction | |
| Debalina et al. | Effect of different nano-carbon reinforcements on microstructure and properties of TiO2 composites prepared by spark plasma sintering | |
| Mi et al. | New discoveries in the growth of SiC whiskers derived from hydrogen silicone oil | |
| He et al. | Fabrication of carbon nanotube-reinforced 6061Al alloy matrix composites by an in situ synthesis method combined with hot extrusion technique | |
| He et al. | Ti–B–O system for catalyzing boron nitride nanotube growth | |
| Chen et al. | High temperature oxidation behavior of titanium matrix composites reinforced by carbon nanotubes: Phase transformation and kinetics mechanism | |
| Peng et al. | Growth and mechanism of network‐like branched Si3N4 nanostructures |