JPH0192373A - 比表面積の大きい原料へのｃｖｄによるカーボン薄膜製造方法 - Google Patents
比表面積の大きい原料へのｃｖｄによるカーボン薄膜製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、セラミックス原料等のｌａ細で比表面積が
大きい原料に均一にカーボン薄膜をコーティングするこ
とができる製造方法に関し、ガスタービン部品等の高温
あるいはｔｍａ−ｐｎ性環境等で使用される機械ｍ造部
品等の原料として好適なものである。
大きい原料に均一にカーボン薄膜をコーティングするこ
とができる製造方法に関し、ガスタービン部品等の高温
あるいはｔｍａ−ｐｎ性環境等で使用される機械ｍ造部
品等の原料として好適なものである。
（従来の技術）
エネルギ、素材、輸送などの分野で使用される新材料と
して種々のセラミックス等が研究開発されつつあり、ガ
スタービン部品、ディーゼルエンジン部品、過給機部品
、熱交換器部品、 Ｉｒ＊受など高温または腐食・摩耗
性環境で強度と靭性が必要とされる成域４＋、５３７部
品等にもセラミックスの使用が考えられ、一部に採用さ
れている。
して種々のセラミックス等が研究開発されつつあり、ガ
スタービン部品、ディーゼルエンジン部品、過給機部品
、熱交換器部品、 Ｉｒ＊受など高温または腐食・摩耗
性環境で強度と靭性が必要とされる成域４＋、５３７部
品等にもセラミックスの使用が考えられ、一部に採用さ
れている。
このような機械構造部品等では、−層の強度および靭性
の向上に対する研究が行なわれており、原料となるセラ
ミックス粉や強化剤として使用されるセラミックス短繊
維に薄膜をコーティングすることがにえられている。
の向上に対する研究が行なわれており、原料となるセラ
ミックス粉や強化剤として使用されるセラミックス短繊
維に薄膜をコーティングすることがにえられている。
この薄膜コーティング法のひとつにＣＶＤ法（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）があ
り、平坦な基板上や連続的艮繊帷の表面上に薄膜や入面
被膜をつくる方法は知られている。
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）があ
り、平坦な基板上や連続的艮繊帷の表面上に薄膜や入面
被膜をつくる方法は知られている。
このようなＣＶＤ法ににるコーディングでは、基板等の
外表面については均−ｔ≧薄膜を形成できるのであるが
、セラミックス扮やセラミックス短繊維のように多数の
微細な物質の集合体からなるセラミックス原料に対して
、従来のＣＶＤ法と同様に、反応容器内にセラミックス
原料を入れ、この容器内に反応ガスを導するものでは、
凝集・堆積した状態のセラミックス原１１集合体の外部
表面しか薄膜がコーティングされない。
外表面については均−ｔ≧薄膜を形成できるのであるが
、セラミックス扮やセラミックス短繊維のように多数の
微細な物質の集合体からなるセラミックス原料に対して
、従来のＣＶＤ法と同様に、反応容器内にセラミックス
原料を入れ、この容器内に反応ガスを導するものでは、
凝集・堆積した状態のセラミックス原１１集合体の外部
表面しか薄膜がコーティングされない。
このため集合体を構成づ゛る１つ１つの粉や短繊維の表
面に均一にコーディングすることができないという問題
があり、ひいては高強度・高靭性のセラミックス製品が
得られないという問題がある。
面に均一にコーディングすることができないという問題
があり、ひいては高強度・高靭性のセラミックス製品が
得られないという問題がある。
この発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたも
ので、比表面積の大きい原料であってもカーボン薄膜を
均一にコーティングすることができる比表面積の大きい
原料へのＣＶＤによるカーボン薄膜製造方法を提供しよ
うとするものである。
ので、比表面積の大きい原料であってもカーボン薄膜を
均一にコーティングすることができる比表面積の大きい
原料へのＣＶＤによるカーボン薄膜製造方法を提供しよ
うとするものである。
上記問題点を解決するためこの発明は、比表面積の大き
い原料の表面にＣＶＤ法によりカーボン薄膜を製造する
に際し、比表面積の大きい原料を反応槽内に入れて流動
状態としながら反応温度を１０００〜１６００℃にする
とともに、炭化水素ガス、水素ガス、ＨｅまたはＡｒ等
の不活性ガスでなる反応ガスの圧力をそれぞれ０．０１
〜５０．０〜３６０，０〜３６０Ｔｏｒｒの範囲として
反応槽に供給するようにしたことを特徴とするものであ
る。
い原料の表面にＣＶＤ法によりカーボン薄膜を製造する
に際し、比表面積の大きい原料を反応槽内に入れて流動
状態としながら反応温度を１０００〜１６００℃にする
とともに、炭化水素ガス、水素ガス、ＨｅまたはＡｒ等
の不活性ガスでなる反応ガスの圧力をそれぞれ０．０１
〜５０．０〜３６０，０〜３６０Ｔｏｒｒの範囲として
反応槽に供給するようにしたことを特徴とするものであ
る。
この発明の比表面積の大きい原料へのＣＶＤによるカー
ボン薄膜製造方法では、従来の基板上にＣＶＤ法で薄膜
を生成する方法と叙なり、基板に相当するものがセラミ
ックス粉やセラミックス短ｕ１雑等の多数の微覇な物質
で構成されるとともに、比表面積が極めて高いことから
、１つ１つの粉または短Ｉｆｆの表面にできるだけ均一
に反応ガスが接触するよう、反応槽内でこれら原料を流
動状態とするようにしている。
ボン薄膜製造方法では、従来の基板上にＣＶＤ法で薄膜
を生成する方法と叙なり、基板に相当するものがセラミ
ックス粉やセラミックス短ｕ１雑等の多数の微覇な物質
で構成されるとともに、比表面積が極めて高いことから
、１つ１つの粉または短Ｉｆｆの表面にできるだけ均一
に反応ガスが接触するよう、反応槽内でこれら原料を流
動状態とするようにしている。
この原料を流動状態にする方法としては、反応槽として
流動層を用い、原料を流動層とし、原料の集合体の外部
表面だけでなく、ＩＩη々の粒子等の間にも反応ガスが
導入されるようにしたり、反応４ｆｆとしてその中心軸
回りに回転できる横型回転式のものを用い、反応槽内の
原料を固定状態とせず、流動状態として反応ガスとの均
一な接触状態を確保するもの等を利用する。
流動層を用い、原料を流動層とし、原料の集合体の外部
表面だけでなく、ＩＩη々の粒子等の間にも反応ガスが
導入されるようにしたり、反応４ｆｆとしてその中心軸
回りに回転できる横型回転式のものを用い、反応槽内の
原料を固定状態とせず、流動状態として反応ガスとの均
一な接触状態を確保するもの等を利用する。
また、反応槽での反応速度を通常の基板上へのコーティ
ング速度より遅くなるようにして微ｍな粒子等の間にも
均一なコーティングができるようにするとともに、副反
応を抑制し、生成した薄膜中への不純物の混入を防止す
る反応条件として反応温度をｉ ｏｏｏ〜１６００℃の
範囲とし、反応ガスとして供給される炭化水素ガス（例
えばＣｌ−１４，Ｃ３）−１８，ＣＩ−１、ＣＨ、：Ｃ
）−１等）を０．０１〜５ Ｑ Ｔｏｒｒ、ト１２を０
へ・３６０Ｔｏｒｒ、 １−１ｅ、 Ａ ｒ等の不活性
ガスを０〜３６０ Ｔｏｒｒの範囲の圧力で反応槽内に
導入ηるようにしている。 このような反応条件で通常
のＣＶＤ法と同様にしてコーティングを行なうことで、
比表面積が大きい原料であっても個々の粒子等の表面に
均一なカーボンの７＋９１を形成することができる。
ング速度より遅くなるようにして微ｍな粒子等の間にも
均一なコーティングができるようにするとともに、副反
応を抑制し、生成した薄膜中への不純物の混入を防止す
る反応条件として反応温度をｉ ｏｏｏ〜１６００℃の
範囲とし、反応ガスとして供給される炭化水素ガス（例
えばＣｌ−１４，Ｃ３）−１８，ＣＩ−１、ＣＨ、：Ｃ
）−１等）を０．０１〜５ Ｑ Ｔｏｒｒ、ト１２を０
へ・３６０Ｔｏｒｒ、 １−１ｅ、 Ａ ｒ等の不活性
ガスを０〜３６０ Ｔｏｒｒの範囲の圧力で反応槽内に
導入ηるようにしている。 このような反応条件で通常
のＣＶＤ法と同様にしてコーティングを行なうことで、
比表面積が大きい原料であっても個々の粒子等の表面に
均一なカーボンの７＋９１を形成することができる。
このような比表面積の大きい原料へのＣＶＤによるカー
ボン薄膜を製造づる具体的な装置としては、例えば第１
図に示ずように、反応槽１を反応容器２とこれを加熱す
るヒータ３で構成し、この反応容器２に原ｉ１ガスであ
る炭化水素ガス（例えばＯＨ，ＣＨ，ＣＩ−（、ＣＨ。
ボン薄膜を製造づる具体的な装置としては、例えば第１
図に示ずように、反応槽１を反応容器２とこれを加熱す
るヒータ３で構成し、この反応容器２に原ｉ１ガスであ
る炭化水素ガス（例えばＯＨ，ＣＨ，ＣＩ−（、ＣＨ。
Ｃ６Ｈ６等）、Ｈ２，ト１ｅまたはＡｒ等をそれぞれ炭
化水素ガスボンベ４．水素ガスボンベ５．不活性ガスボ
ンベ６からそれぞれ圧力調整器７．流量調整器８．スト
ップバルブ９を介して調整して供給するよう構成してあ
り、さらに、反応容器２には、ストップバルブ９を介し
てトラップ１０が接続されている。
化水素ガスボンベ４．水素ガスボンベ５．不活性ガスボ
ンベ６からそれぞれ圧力調整器７．流量調整器８．スト
ップバルブ９を介して調整して供給するよう構成してあ
り、さらに、反応容器２には、ストップバルブ９を介し
てトラップ１０が接続されている。
このような装置を用いることで、反応容器２内の原料を
流動状態として反応温度および反応ガスの圧力を調整し
て供給するようにすれば、原料粒子に均一なＣｖＤ法に
よるカーボン薄膜のコーティングができる。
流動状態として反応温度および反応ガスの圧力を調整し
て供給するようにすれば、原料粒子に均一なＣｖＤ法に
よるカーボン薄膜のコーティングができる。
以上のように、この発明の比表面積の大きい原料へのＣ
ｖＤによるカーボン薄膜買込方法によれば、次のような
効果が得られた。
ｖＤによるカーボン薄膜買込方法によれば、次のような
効果が得られた。
■ 微細なセラミックス原料等の比表面積の大ぎい原料
であっても流動状態とし、反応温度および反応ガスの供
給圧力を適切に選定したので、原料の１つ１つの表面に
カーボン薄膜を均一にコーティングすることができると
とも”に１、副反応を抑えることもできるので、高品質
なノｊ−ボン薄膜をコーティングすることができる。
であっても流動状態とし、反応温度および反応ガスの供
給圧力を適切に選定したので、原料の１つ１つの表面に
カーボン薄膜を均一にコーティングすることができると
とも”に１、副反応を抑えることもできるので、高品質
なノｊ−ボン薄膜をコーティングすることができる。
■ したがって、こうしてカーボン薄膜がコーティング
された原料を用いることで、−層強度が大きく、高靭性
の機械構造部品等を作ることが可能となる。
された原料を用いることで、−層強度が大きく、高靭性
の機械構造部品等を作ることが可能となる。
以下、実施例により、本発明の特徴をざらに肝しく説明
する。
する。
〔実施例 １〕
内径８０ｉ＊、長さ２００ａｍで両端にふたのついた黒
鉛製円筒容器で軸方向に平行な高さ１０ｍ。
鉛製円筒容器で軸方向に平行な高さ１０ｍ。
長さ５０ｍ１１１の突起物を４５度の角度で等間隔に取
付けてセラミックス原料容器とした。
付けてセラミックス原料容器とした。
この原料容器の両端に内径２０ｍの黒ｌＩＩ製円管を取
付け、炭素質のすべり軸受で支持し、シリコーンゴム製
のリングでシールを行なってその一端を反応ガス導入口
へ、他端を反応ガス排出口へそ・れぞれ接続した。
付け、炭素質のすべり軸受で支持し、シリコーンゴム製
のリングでシールを行なってその一端を反応ガス導入口
へ、他端を反応ガス排出口へそ・れぞれ接続した。
これら黒鉛製円筒容器と両端の忠鉛製円管とをステンレ
ス鋼製の気密容器に収納し、気密容器内も独立に雰囲気
調整が可能な構造とした。
ス鋼製の気密容器に収納し、気密容器内も独立に雰囲気
調整が可能な構造とした。
気密容器内部には、テフロンライニングを施し、更にセ
ラミックス１１維質の被覆を施した鋼管製のコイルを配
置し、銅管内部を水冷しつつ、原料容器を誘導加熱する
ヒータとした。
ラミックス１１維質の被覆を施した鋼管製のコイルを配
置し、銅管内部を水冷しつつ、原料容器を誘導加熱する
ヒータとした。
原料容器の延長部の反応ガス排出側において、ギアおよ
び気密シールを通して外部１１ＪＪ １１により原料容
器を回転駆動するようにした。
び気密シールを通して外部１１ＪＪ １１により原料容
器を回転駆動するようにした。
このような装置の原料容器内にセラミックス短ｌ！雑の
一種である炭化番プい素ウィスカー５０ｇを装荷し、原
料容器を２ Ｑ ＲＭＩで回転しながら第１表に示す諸
条件にて、炭化けい素ウィスカーの表面にカーボンのコ
ーティングを行ない第１表中に承りような結果を得た。
一種である炭化番プい素ウィスカー５０ｇを装荷し、原
料容器を２ Ｑ ＲＭＩで回転しながら第１表に示す諸
条件にて、炭化けい素ウィスカーの表面にカーボンのコ
ーティングを行ない第１表中に承りような結果を得た。
この表から明らかなように、反応温度が１０００〜１６
００℃の範囲であれば、薄膜の状態が良＜（ＯまたはΔ
であり）、各反応ガスの圧力の範囲は、炭化水素ガスが
０．０１〜５０ Ｔｏｒｒ。
００℃の範囲であれば、薄膜の状態が良＜（ＯまたはΔ
であり）、各反応ガスの圧力の範囲は、炭化水素ガスが
０．０１〜５０ Ｔｏｒｒ。
ト１２が０〜３６０Ｔｏｒｒ、 ＨｅまたはＡｒがｏ〜
３６０ Ｔｏｒｒであれば、′ａＩＩ２の状態が良いこ
とがわかる。
３６０ Ｔｏｒｒであれば、′ａＩＩ２の状態が良いこ
とがわかる。
第１図はこの発明の比表面積の大きい原料へのＣｖＤに
よるカーボン薄膜製造方法を用いる％ｌ ３？ｊ装置の
概略構成図である。 １・・・反応槽、２・・・反応容器、３・・・ヒータ、
４・・・炭化水素ガスボンベ、５・・・水素ガスボンベ
、６・・・不活性ガスボンベ、７・・・圧力調！！！！
器、８・・・流■調整器、９・・・ストップバルブ、１
０・・・トラップ。 出願人 石川島揺磨重工梨株式会社
よるカーボン薄膜製造方法を用いる％ｌ ３？ｊ装置の
概略構成図である。 １・・・反応槽、２・・・反応容器、３・・・ヒータ、
４・・・炭化水素ガスボンベ、５・・・水素ガスボンベ
、６・・・不活性ガスボンベ、７・・・圧力調！！！！
器、８・・・流■調整器、９・・・ストップバルブ、１
０・・・トラップ。 出願人 石川島揺磨重工梨株式会社
Claims (3)
- （１）比表面積の大きい原料の表面にＣＶＤ法によりカ
ーボン薄膜を製造するに際し、比表面積の大きい原料を
反応槽内に入れて流動状態としながら反応温度を１００
０〜１６００℃にするとともに、炭化水素ガス、水素ガ
ス、不活性ガスでなる反応ガスの圧力をそれぞれ０．０
１〜５０、０〜３６０、０〜３６０Ｔｏｒｒの範囲とし
て反応槽に供給するようにしたことを特徴とする比表面
積の大きい原料へのＣＶＤによるカーボン薄膜製造方法
。 - （２）前記反応槽を流動槽として流動状態とすることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の比表面積の大き
い原料へのＣＶＤによるカーボン薄膜製造方法。 - （３）前記反応槽を回転させて流動状態とすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の比表面積の大きい
原料へのＣＶＤによるカーボン薄膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62246807A JP2590937B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 比表面積の大きい原料へのｃｖｄによるカーボン薄膜製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62246807A JP2590937B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 比表面積の大きい原料へのｃｖｄによるカーボン薄膜製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0192373A true JPH0192373A (ja) | 1989-04-11 |
| JP2590937B2 JP2590937B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=17153974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62246807A Expired - Lifetime JP2590937B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 比表面積の大きい原料へのｃｖｄによるカーボン薄膜製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590937B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10894252B2 (en) | 2017-03-03 | 2021-01-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Photocatalytic material and method for fabrication the same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4893589A (ja) * | 1972-03-13 | 1973-12-04 | ||
| JPS491490A (ja) * | 1972-03-09 | 1974-01-08 | ||
| JPS5891100A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | ダイヤモンドの合成法 |
| JPS58136701A (ja) * | 1982-02-08 | 1983-08-13 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 微粒子のコーティング方法 |
| JPS62103367A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 炭素膜の合成方法 |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62246807A patent/JP2590937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10894252B2 (en) | 2017-03-03 | 2021-01-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Photocatalytic material and method for fabrication the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2590937B2 (ja) | 1997-03-19 |
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