JPH0543642B2 - - Google Patents
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- JPH0543642B2 JPH0543642B2 JP61285536A JP28553686A JPH0543642B2 JP H0543642 B2 JPH0543642 B2 JP H0543642B2 JP 61285536 A JP61285536 A JP 61285536A JP 28553686 A JP28553686 A JP 28553686A JP H0543642 B2 JPH0543642 B2 JP H0543642B2
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- carbon
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- reactive gas
- carbide gas
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、結晶構造を有する炭素を主成分とし
た粒状の材料（ここではそれらを総称して単に炭
素という）に関する。
た粒状の材料（ここではそれらを総称して単に炭
素という）に関する。
本発明は、かかる炭素が光学的エネルギバンド
巾2.0eV以上特に2.6〜4.5eVを有し、かつその大
きさが10μ以下の粒状を有することを目的として
いる。
巾2.0eV以上特に2.6〜4.5eVを有し、かつその大
きさが10μ以下の粒状を有することを目的として
いる。
本発明は、アセチレンまたはエチレンの如き炭
化水素反応性気体をプラズマ放電雰囲気内に導入
し、前記雰囲気を150〜650℃に加熱することによ
り反応性気体を反応せしめ、光学的バンド巾が
2.0eV以上、好ましくは2.6〜4.5eVを有する炭素
を主成分とするダイヤモンド構造を有する粒状の
炭素を作製することを目的とする。
化水素反応性気体をプラズマ放電雰囲気内に導入
し、前記雰囲気を150〜650℃に加熱することによ
り反応性気体を反応せしめ、光学的バンド巾が
2.0eV以上、好ましくは2.6〜4.5eVを有する炭素
を主成分とするダイヤモンド構造を有する粒状の
炭素を作製することを目的とする。
従来炭素とはグラフアイトの如き導電性の炭素
を考えていた。炭素の単結晶はダイヤモンドが知
られ、これは硬度、絶縁物中最大の熱伝導係数を
有する等の多くの特性が知られていた。このダン
ヤモンドは超高圧超高温においてのみ初めて合成
され、それ以外の炭素はグラフアイト的な硬度的
にもろい不良導体であつた。
を考えていた。炭素の単結晶はダイヤモンドが知
られ、これは硬度、絶縁物中最大の熱伝導係数を
有する等の多くの特性が知られていた。このダン
ヤモンドは超高圧超高温においてのみ初めて合成
され、それ以外の炭素はグラフアイト的な硬度的
にもろい不良導体であつた。
しかし本発明は、このダイヤモンド構造を有す
る炭素がプラズマ気相法を用いると光学的エネル
ギバンド巾が2.6〜4.5eVを有する絶縁性を有し、
しかもその合成温度が650℃以下、特に200〜400
℃で形成可能であるというきわめて工業上重要な
特性を有していることが判明した。本発明は、こ
の炭素を微粉末状に形成し、さらにこれら微粉末
をプラスチツク等と混合して強化有機物を得んと
するものである。
る炭素がプラズマ気相法を用いると光学的エネル
ギバンド巾が2.6〜4.5eVを有する絶縁性を有し、
しかもその合成温度が650℃以下、特に200〜400
℃で形成可能であるというきわめて工業上重要な
特性を有していることが判明した。本発明は、こ
の炭素を微粉末状に形成し、さらにこれら微粉末
をプラスチツク等と混合して強化有機物を得んと
するものである。
微粉末を形成せんとする場合は、アセチレンま
たはエチレンの如き炭化水素反応性気体をプラズ
マ放電雰囲気中にて反応せしめ、粉末化した。
たはエチレンの如き炭化水素反応性気体をプラズ
マ放電雰囲気中にて反応せしめ、粉末化した。
その大きさは平均的には10μｍ以下、特に50〜
5000Åを有していた。
5000Åを有していた。
以下に図面に従つて本発明を記す。
第１図は本発明に用いたプラズマCVD（気相
法）装置の概要を示す。
法）装置の概要を示す。
図面において反応炉１は誘導また容量方式によ
り電磁エネルギ２が与えられている。さらに炭化
水素であるアセチレン８より流量計５を経て励起
室に至る。この反応性気体は水素よりなり、キヤ
リアガス７により希釈され、ともに2.45GHzのマ
イクロ波の電磁エネルギ３が与えられて活性化ま
たは分解する。この活性化または分解した反応性
気体は、直流、高周波またはマイクロ波代表的に
は13.56MHzの電磁エネルギ２によりさらに結合
が促進され、Ｃ≡Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結合を分解し、
＞Ｃ−Ｃ＜結合または−Ｃ−Ｃ−結合を作り、炭
素の不対結合手同志を互いに衝突させて共有結合
させ、安定なダイヤモンド構造となるよう微粉末
の核の重合化がなされる。
り電磁エネルギ２が与えられている。さらに炭化
水素であるアセチレン８より流量計５を経て励起
室に至る。この反応性気体は水素よりなり、キヤ
リアガス７により希釈され、ともに2.45GHzのマ
イクロ波の電磁エネルギ３が与えられて活性化ま
たは分解する。この活性化または分解した反応性
気体は、直流、高周波またはマイクロ波代表的に
は13.56MHzの電磁エネルギ２によりさらに結合
が促進され、Ｃ≡Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結合を分解し、
＞Ｃ−Ｃ＜結合または−Ｃ−Ｃ−結合を作り、炭
素の不対結合手同志を互いに衝突させて共有結合
させ、安定なダイヤモンド構造となるよう微粉末
の核の重合化がなされる。
反応性気体はヒータ１４および１５により150
〜650℃に加熱され反応が促進される。反応後の
不要物は排気１１を経てロータリーポンプ１１に
至る。これは反応中に0.001〜10torr代表的には
0.1〜0.5torrの雰囲気を反応性気体に与えるため
にきわめて重要である。
〜650℃に加熱され反応が促進される。反応後の
不要物は排気１１を経てロータリーポンプ１１に
至る。これは反応中に0.001〜10torr代表的には
0.1〜0.5torrの雰囲気を反応性気体に与えるため
にきわめて重要である。
励起室４は50〜5000W代表的には200〜500Wで
マイクロ波が導かれ、Ｃ−Ｈ結合の水素の切断に
有効であつた。さらに活性化した炭素に運動エネ
ルギを与え、互いに衝突させ結合させるのに
13.56MHzの周波数の電磁エネルギを100〜300W
を２により与えることは大きい光学的バンド巾
（Egという）を作るために重要であつた。
マイクロ波が導かれ、Ｃ−Ｈ結合の水素の切断に
有効であつた。さらに活性化した炭素に運動エネ
ルギを与え、互いに衝突させ結合させるのに
13.56MHzの周波数の電磁エネルギを100〜300W
を２により与えることは大きい光学的バンド巾
（Egという）を作るために重要であつた。
形成された炭素は単に熱分解するのみではEg
は0.1〜1.5eVであり、またその場合は硬度も十分
ではなかつた。更に電磁エネルギ３，２を与える
と2.6〜4.5eV代表的には3.0〜3.5eVとなつて、こ
の場合はビツカース硬度も4500〜5500Kg／mm以上
というすぐれた値を有していた。また熱伝導度も
5.0（Ｗ／cmdeg）という高い値を有していた。
は0.1〜1.5eVであり、またその場合は硬度も十分
ではなかつた。更に電磁エネルギ３，２を与える
と2.6〜4.5eV代表的には3.0〜3.5eVとなつて、こ
の場合はビツカース硬度も4500〜5500Kg／mm以上
というすぐれた値を有していた。また熱伝導度も
5.0（Ｗ／cmdeg）という高い値を有していた。
また得られた微粉末状の炭素は研磨材、補強材
としても使用可能である。特に本発明の炭素は、
アセチレンまたはエチレンの如き三重結合または
二重結合を有する材料を主として用いているた
め、低い電気エネルギでも結晶化させることがで
きた。しかし、もし補助のマイクロ波を1KW以
上と高いエネルギを与えると、プロパンガスから
も作ることが可能である。これは使用原料が安価
であり、また必要なエネルギが高温を必要としな
い等きわめて多くの工業的応用を産むことができ
る。
としても使用可能である。特に本発明の炭素は、
アセチレンまたはエチレンの如き三重結合または
二重結合を有する材料を主として用いているた
め、低い電気エネルギでも結晶化させることがで
きた。しかし、もし補助のマイクロ波を1KW以
上と高いエネルギを与えると、プロパンガスから
も作ることが可能である。これは使用原料が安価
であり、また必要なエネルギが高温を必要としな
い等きわめて多くの工業的応用を産むことができ
る。
本発明において、主として形成された炭素は電
磁エネルギを弱く加える場合は非晶質（アモルフ
アス）構造を示していた。しかし電磁エネルギの
出力を500W以上にすると５〜200Åの大きさのダ
イヤモンド構造の結晶性を有する構造となつた。
この微結晶性の方が硬度はさらに強くなつた。
磁エネルギを弱く加える場合は非晶質（アモルフ
アス）構造を示していた。しかし電磁エネルギの
出力を500W以上にすると５〜200Åの大きさのダ
イヤモンド構造の結晶性を有する構造となつた。
この微結晶性の方が硬度はさらに強くなつた。
以上において炭素を主成分として記したが、こ
の中には水素が0.01〜10モル％含まれており、さ
らに価、価または価の不純物を３モル％以
下の量含有させて、平均的には2.6〜4.5eVを有し
つつもＰまたはＮ型の導電性を与えてもよい。
の中には水素が0.01〜10モル％含まれており、さ
らに価、価または価の不純物を３モル％以
下の量含有させて、平均的には2.6〜4.5eVを有し
つつもＰまたはＮ型の導電性を与えてもよい。
また微粉末は第１図において反応炉１の飛翔距
離を調整してその大きさを変更してもよく、本発
明においては、50〜500Åの直径を有しているが、
この反応炉を塔にしてその距離を１〜５ｍとする
と、0.5〜5μｍの大きさのものを作ることが可能
である。
離を調整してその大きさを変更してもよく、本発
明においては、50〜500Åの直径を有しているが、
この反応炉を塔にしてその距離を１〜５ｍとする
と、0.5〜5μｍの大きさのものを作ることが可能
である。
本発明は被形成面がない場合とした。しかし板
状その他を用いることによりそれら基体の機械的
強度を補強する保護材として用いることができる
ことはいうまでもない
状その他を用いることによりそれら基体の機械的
強度を補強する保護材として用いることができる
ことはいうまでもない
第１図は本発明の結晶構造を有する炭素を作製
するための装置の概要を示す。
するための装置の概要を示す。
Claims (1)
- １ 減圧された反応容器の一方より炭化物気体を
導入し他方に排気する系において、前記炭化物気
体に500W以上のマイクロ波エネルギを与えるこ
とにより炭化物気体を活性化または分解させ、か
つ互いに高周波エネルギを与えることにより衝突
せしめることによつて、10μｍ以下の粒径を有し
た粒状のダイヤモンド構造を有する炭素を作製す
ることを特徴とする炭素の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285536A JPS62171910A (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | 炭素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285536A JPS62171910A (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | 炭素 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56146929A Division JPS5849609A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 炭素およびその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62171910A JPS62171910A (ja) | 1987-07-28 |
| JPH0543642B2 true JPH0543642B2 (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=17692804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61285536A Granted JPS62171910A (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | 炭素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62171910A (ja) |
-
1986
- 1986-11-29 JP JP61285536A patent/JPS62171910A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62171910A (ja) | 1987-07-28 |
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