JPH03208898A - ＴｉＣウィスカーの製造方法 - Google Patents
ＴｉＣウィスカーの製造方法Info
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- JPH03208898A JPH03208898A JP311190A JP311190A JPH03208898A JP H03208898 A JPH03208898 A JP H03208898A JP 311190 A JP311190 A JP 311190A JP 311190 A JP311190 A JP 311190A JP H03208898 A JPH03208898 A JP H03208898A
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- whiskers
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、繊維強化プラスチック（Ｆ ＲＰ）や繊維強
化金属（ＦＲＭ）、繊維強化セラミックス（Ｆ ＲＣ”
）等の複合材料の強化材として有用な高純度で高品質な
ＴｉＣウィスカーの製造方法に関するものである。
化金属（ＦＲＭ）、繊維強化セラミックス（Ｆ ＲＣ”
）等の複合材料の強化材として有用な高純度で高品質な
ＴｉＣウィスカーの製造方法に関するものである。
［従来技術］
ＴｉＣウィスカーの製造方法としては、従来より気相法
による方法が知られており、例えば、四塩化チタン−メ
タン−水素系から触媒にニッケル等の金属あるいはムラ
イト等の耐火酸化物を用いて、１０５０〜１４５０℃で
ＴｉＣウィスカーを製造する方法［Ｊｏｒｎａｌ ｏｆ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ４４ｆｉ（１９７９
）２２１〜２３７１や触媒となるＡｕ等の貴金属塩の水
溶液を含浸、乾燥させた黒鉛および活性炭からなる成形
体上に、ハロゲン化チタンーー酸化炭素−水素系からＴ
ｉＣウィスカーを１１００〜１４００℃で合成する方法
（特公昭５９−４５６３８号）が知られている。前者の
方法においてはカーボン源として高価なメタンを用いる
ためコスト高となり、また後者の方法においては、カー
ボン源に一酸化炭素を用いるため合成されるＴｉＣウィ
スカー中に酸素が混入し、高純度で高品質なＴｉＣウィ
スカーが得られない。
による方法が知られており、例えば、四塩化チタン−メ
タン−水素系から触媒にニッケル等の金属あるいはムラ
イト等の耐火酸化物を用いて、１０５０〜１４５０℃で
ＴｉＣウィスカーを製造する方法［Ｊｏｒｎａｌ ｏｆ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ４４ｆｉ（１９７９
）２２１〜２３７１や触媒となるＡｕ等の貴金属塩の水
溶液を含浸、乾燥させた黒鉛および活性炭からなる成形
体上に、ハロゲン化チタンーー酸化炭素−水素系からＴ
ｉＣウィスカーを１１００〜１４００℃で合成する方法
（特公昭５９−４５６３８号）が知られている。前者の
方法においてはカーボン源として高価なメタンを用いる
ためコスト高となり、また後者の方法においては、カー
ボン源に一酸化炭素を用いるため合成されるＴｉＣウィ
スカー中に酸素が混入し、高純度で高品質なＴｉＣウィ
スカーが得られない。
また、触媒となる貴金属塩は一般に高価である。
一方、安価なカーボン源を用い、酸素の混入のない製造
方法として四塩化チタン−プロパン−水素系から触媒と
してマンガン、金、白金、パラジウム、銀等の金属を用
いる方法（Ｊ 、 Ｅ ｌｅｃ ｔｒｏｃｈｅａ＋ 、
Ｓｏｃ。
方法として四塩化チタン−プロパン−水素系から触媒と
してマンガン、金、白金、パラジウム、銀等の金属を用
いる方法（Ｊ 、 Ｅ ｌｅｃ ｔｒｏｃｈｅａ＋ 、
Ｓｏｃ。
１１７（１９７０）５４１〜５４５）が知られている。
しかしこの方法においても金、白金等の貴金属は高価で
あり、マンガンはＴｉＣウィスカーの収率が低く効率的
ではない。
あり、マンガンはＴｉＣウィスカーの収率が低く効率的
ではない。
［問題点を解決するための手段］
本発明者らはかかる従来の方法における問題点に鑑み、
鋭意検討の結果、カーボン源としてプロパンを用い、高
純度で高品質なＴｉＣウィスカーを効率よく製造できる
ことを見出し本発明に到達した。すなわち本発明は、ニ
ッケルまたはその化合物を含む系内にて、四塩化チタン
、プロパンおよび水素からなり、かつ四塩化チタンとプ
ロパンの混合比率がカーボンのチタンに対する原子比で
０．８〜２である原料ガスを、反応温度１０５０〜１３
５０℃で気相反応させることを特徴とするＴｉＣウィス
カーの製造方法である。
鋭意検討の結果、カーボン源としてプロパンを用い、高
純度で高品質なＴｉＣウィスカーを効率よく製造できる
ことを見出し本発明に到達した。すなわち本発明は、ニ
ッケルまたはその化合物を含む系内にて、四塩化チタン
、プロパンおよび水素からなり、かつ四塩化チタンとプ
ロパンの混合比率がカーボンのチタンに対する原子比で
０．８〜２である原料ガスを、反応温度１０５０〜１３
５０℃で気相反応させることを特徴とするＴｉＣウィス
カーの製造方法である。
本発明においてはカーボン源に安価でウィスカーへの酸
素混入の可能性がほとんどないプロパンを用いるもので
あり、ブタン、ペンタン、ヘキサン等では、熱分解温度
が低過ぎるため、効率よくＴｉＣウィスカーが得られな
い。
素混入の可能性がほとんどないプロパンを用いるもので
あり、ブタン、ペンタン、ヘキサン等では、熱分解温度
が低過ぎるため、効率よくＴｉＣウィスカーが得られな
い。
触媒としては、ニッケルまたはその化合物を用いるもの
であり、ニッケルを基板として用いるが、あるいは各種
基板上にニッケルおよびニッケル化合物の粉末を散布す
るようにする。また化合物として塩化ニッケル等のニッ
ケル塩の水溶液を用い、黒鉛や多孔質の耐火物、例えば
多孔質アルミナ、ムライト等の基板に含浸、乾燥させて
使用してもよい。
であり、ニッケルを基板として用いるが、あるいは各種
基板上にニッケルおよびニッケル化合物の粉末を散布す
るようにする。また化合物として塩化ニッケル等のニッ
ケル塩の水溶液を用い、黒鉛や多孔質の耐火物、例えば
多孔質アルミナ、ムライト等の基板に含浸、乾燥させて
使用してもよい。
また各ガスの混合比率は、四塩化チタンとプロパンの比
がカーボンのチタンに対する原子比で０゜８〜２の範囲
が好ましく、この範囲未満ではＴｉＣ１ｌｉが主生成物
となり、ウィスカー収率が著しく低下する。また、この
範囲を越えると形状のいびつな針状結晶が得られるため
好ましくない。反応温度は１０５０〜１３５０℃の範囲
が好ましく、この範囲未満ではＴｉＣ膜が主生成物とな
り、また、この範囲を越えるとＴｉＣ粉末が主生成物と
なり、いずれもウィスカー収率が著しく低下する。
がカーボンのチタンに対する原子比で０゜８〜２の範囲
が好ましく、この範囲未満ではＴｉＣ１ｌｉが主生成物
となり、ウィスカー収率が著しく低下する。また、この
範囲を越えると形状のいびつな針状結晶が得られるため
好ましくない。反応温度は１０５０〜１３５０℃の範囲
が好ましく、この範囲未満ではＴｉＣ膜が主生成物とな
り、また、この範囲を越えるとＴｉＣ粉末が主生成物と
なり、いずれもウィスカー収率が著しく低下する。
反応の圧力は、特に限定的てはないが、大気圧で十分で
ある。
ある。
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例１
内径３５ｍ ｍ 、長さ１０００ｍ ｍのアルミナ管か
らなる反応管を具備した横型流通方式の熱ＣＶＤ装置を
用いて反応をおこなった。以下の実施例、比較例のいず
れも同じ装置を用いておこなった。
らなる反応管を具備した横型流通方式の熱ＣＶＤ装置を
用いて反応をおこなった。以下の実施例、比較例のいず
れも同じ装置を用いておこなった。
反応管の中央に幅２０ｍ ｍ 、長さ２００ｍｍ、厚さ
３ｍｍのニッケル板を設置し、反応管中央を１２００℃
に加熱、保持した。その後四塩化チタン、プロパンおよ
び水素からなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した
。なお、反応圧力は大気圧である。
３ｍｍのニッケル板を設置し、反応管中央を１２００℃
に加熱、保持した。その後四塩化チタン、プロパンおよ
び水素からなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した
。なお、反応圧力は大気圧である。
四塩化チタン：５５ｓｃｃｍ
プロパン ：２５ｓｃｃｍ
水素 ：２．５０ｓ１ｍ
Ｃ／Ｔｉ ：１．２
９０分間反応後ニッケル板を取り出すと、板の上に約１
．２ｇのウィスカーが生成していた。このウィスカーを
ＳＥＭ観察したところ、直径１０μｍ以下の形状良好な
ウィスカーであった。また、Ｘ線回折パターンはＴｉＣ
のそれと良好に一致した。
．２ｇのウィスカーが生成していた。このウィスカーを
ＳＥＭ観察したところ、直径１０μｍ以下の形状良好な
ウィスカーであった。また、Ｘ線回折パターンはＴｉＣ
のそれと良好に一致した。
第１図はこのウィスカーの繊維形状を示すＳＥＭ写真で
ある。
ある。
実施例２
反応管の中央に幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ３ｍ
ｍのニッケル板を設置し、反応管中央を１３００℃に加
熱、保持した。その後、四塩化チタン、プロパンおよび
水素からなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した。
ｍのニッケル板を設置し、反応管中央を１３００℃に加
熱、保持した。その後、四塩化チタン、プロパンおよび
水素からなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した。
なお、反応圧力は大気圧である。
四塩化チタン：６２ｓｃｃｍ
プロパン ：１３ｓｅｃｍ
水素 ：１．５０ｓ１ｍ
Ｃ／Ｔｉ ：０．８７
９０分間反応後ニッケル板を取り出すと、板の上に約０
．６ｇのウィスカーが生成していた。このウィスカーを
ＳＥＭ観察したところ、直径１０μｍ以下の形状良好な
ウィスカーであった。またＸ線回折パターンはＴｉＣの
それとよく一致した。
．６ｇのウィスカーが生成していた。このウィスカーを
ＳＥＭ観察したところ、直径１０μｍ以下の形状良好な
ウィスカーであった。またＸ線回折パターンはＴｉＣの
それとよく一致した。
実施例３
１モル／ｌの塩化ニッケル水溶液を含浸、乾燥した黒鉛
板（幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ５ｍｍ）を反応
管の中央に設置し、反応管中央を１１００℃に加熱、保
持した。その後、四塩化チタン、プロパンおよび水素か
らなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した。なお、
反応圧力は大気圧である。
板（幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ５ｍｍ）を反応
管の中央に設置し、反応管中央を１１００℃に加熱、保
持した。その後、四塩化チタン、プロパンおよび水素か
らなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した。なお、
反応圧力は大気圧である。
四塩化チタン：５５ｓｃｃｍ
プロパン ：４０ｓｅｃｍ
水素 ：３．５０ｓ１ｍ
Ｃ／Ｔｉ ：１．８５
９０分間反応後黒鉛板を取り出すと、板の上に約１．０
ｇのウィスカーが生成していた。このウィスカーをＳＥ
Ｍ観察したところ、直径１０ｍｍ以下の形状良好なウィ
スカーであった。また、Ｘ線回折パターンはＴｉＣのそ
れと良好に一致した。
ｇのウィスカーが生成していた。このウィスカーをＳＥ
Ｍ観察したところ、直径１０ｍｍ以下の形状良好なウィ
スカーであった。また、Ｘ線回折パターンはＴｉＣのそ
れと良好に一致した。
比較例１
１モル／ｌの硝酸マンガン水溶液を含浸、乾燥した黒鉛
板（幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ５ ｍ ｍ ）
を反応管の中央に設置し、反応管中央を１２００℃に加
熱、保持した。その後、四塩化チタン、プロパンおよび
水素からなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した。
板（幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ５ ｍ ｍ ）
を反応管の中央に設置し、反応管中央を１２００℃に加
熱、保持した。その後、四塩化チタン、プロパンおよび
水素からなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した。
なお、反応圧力は大気圧である。
四塩化チタン：６７ｓｅｃｍ
プロパン ：２５ｓｅｃｍ
水素 ：２．５０ｓ１ｍ
Ｃ／Ｔｉ ：１．１
９０分間反応後黒鉛板を取り出したが、板の上には極め
てわずかのウィスカーしか認められなかった。
てわずかのウィスカーしか認められなかった。
比較例２
反応管の中央に幅２０ｍ ｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ３
ｍｍのニッケル板を設置し、反応管中央を１２００℃に
加熱、保持した。その後、四塩化チタン、プロパンおよ
び水素からなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した
。なお、反応圧力は大気圧である。
ｍｍのニッケル板を設置し、反応管中央を１２００℃に
加熱、保持した。その後、四塩化チタン、プロパンおよ
び水素からなる原料ガスを以下に示す流量にて導入した
。なお、反応圧力は大気圧である。
四塩化チタン：５７ｓｃｃｍ
プロパン ：５Ｑｓｃｃｍ
水素 ：２．５０ｓ１ｍ
Ｃ／Ｔｉ ：２．６３
９０分間反応後ニッケル板を取り出すと、板の上に約１
．０ｇの粉末生成物が得られていた。この生成物をＳＥ
Ｍ観察したところ、形状のいびつな針状結晶であった。
．０ｇの粉末生成物が得られていた。この生成物をＳＥ
Ｍ観察したところ、形状のいびつな針状結晶であった。
［発明の効果］
本発明の方法によれば、酸素の混入のない高純度で高品
質なＴｉＣウィスカーを安価に、かつ収率よく製造する
ことができるものである。
質なＴｉＣウィスカーを安価に、かつ収率よく製造する
ことができるものである。
第１図は実施例１で得られたＴｉＣウィスカーの繊維の
形状を示すＳＥＭ写真である。 第 図 １０μｍ
形状を示すＳＥＭ写真である。 第 図 １０μｍ
Claims (1)
- ニッケルまたはその化合物を含む系内にて、四塩化チタ
ン、プロパンおよび水素からなり、かつ四塩化チタンと
プロパンの混合比率がカーボンのチタンに対する原子比
で０．８〜２である原料ガスを、反応温度１０５０〜１
３５０℃で気相反応させることを特徴とするＴｉＣウィ
スカーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP311190A JPH03208898A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | ＴｉＣウィスカーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP311190A JPH03208898A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | ＴｉＣウィスカーの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03208898A true JPH03208898A (ja) | 1991-09-12 |
| JPH0583519B2 JPH0583519B2 (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=11548242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP311190A Granted JPH03208898A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | ＴｉＣウィスカーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03208898A (ja) |
-
1990
- 1990-01-10 JP JP311190A patent/JPH03208898A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0583519B2 (ja) | 1993-11-26 |
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