JPH06172099A - 繊維状導電性酸化錫(iv)の製造方法 - Google Patents
繊維状導電性酸化錫(iv)の製造方法Info
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- JPH06172099A JPH06172099A JP32449392A JP32449392A JPH06172099A JP H06172099 A JPH06172099 A JP H06172099A JP 32449392 A JP32449392 A JP 32449392A JP 32449392 A JP32449392 A JP 32449392A JP H06172099 A JPH06172099 A JP H06172099A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単に収率良く高導電率の繊維状酸化錫(I
V)の製造方法を提供する 【構成】 錫化合物にアンチモン化合物を混ぜ、錫金属
や炭素など還元性のものを加え加熱しSnO蒸気を発生
させ、その雰囲気中で酸化されSnO2が過飽和になる
よう雰囲気調整し、近傍に結晶成長の始発点になるもの
を配置させ導電性SnO2ウイスカーを成長させ、繊維
状導電性酸化錫(IV)を製造する。またこのときの残
査を繰り返しアンチモンを含む錫化合物として利用する
ことにより収率よく高導電率の繊維状導電性酸化錫(I
V)を製造する。
V)の製造方法を提供する 【構成】 錫化合物にアンチモン化合物を混ぜ、錫金属
や炭素など還元性のものを加え加熱しSnO蒸気を発生
させ、その雰囲気中で酸化されSnO2が過飽和になる
よう雰囲気調整し、近傍に結晶成長の始発点になるもの
を配置させ導電性SnO2ウイスカーを成長させ、繊維
状導電性酸化錫(IV)を製造する。またこのときの残
査を繰り返しアンチモンを含む錫化合物として利用する
ことにより収率よく高導電率の繊維状導電性酸化錫(I
V)を製造する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は繊維状導電性酸化錫(I
V)の製造方法に関し、特に、簡単かつ効率よく導電性
に優れた透明導電性酸化錫(IV)ウイスカーの製造方
法に関する。
V)の製造方法に関し、特に、簡単かつ効率よく導電性
に優れた透明導電性酸化錫(IV)ウイスカーの製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、静電気防止や電磁波シールドの目
的で導電性微粉末をプラスチック・繊維等の各種材料に
混入し導電性を付加することが広く行なわれている。ま
た耐薬品性の高いものは二次電池の正極または負極に添
加され蓄電池の効率及び寿命向上に役立っている。この
ような導電性粉は、金属、カーボン、酸化錫(IV)あ
るいはITO(インジウム酸化錫)が用いられている。
金属系の材料は低抵抗であるが可視域で透明ではなく
酸、アルカリなどの薬品に弱いものも多い。カーボンも
同様に可視域で黒色となる。また一般的に耐薬品性は優
れているが、例えばロウレットによって開示された公開
特許昭60−1758号に記載されているように鉛電池
のような電気化学的に活性な環境では酸化される。
的で導電性微粉末をプラスチック・繊維等の各種材料に
混入し導電性を付加することが広く行なわれている。ま
た耐薬品性の高いものは二次電池の正極または負極に添
加され蓄電池の効率及び寿命向上に役立っている。この
ような導電性粉は、金属、カーボン、酸化錫(IV)あ
るいはITO(インジウム酸化錫)が用いられている。
金属系の材料は低抵抗であるが可視域で透明ではなく
酸、アルカリなどの薬品に弱いものも多い。カーボンも
同様に可視域で黒色となる。また一般的に耐薬品性は優
れているが、例えばロウレットによって開示された公開
特許昭60−1758号に記載されているように鉛電池
のような電気化学的に活性な環境では酸化される。
【0003】これに対し酸化錫を主体とした導電性粉末
は可視域で透明であり耐薬品性に優れていることにより
近年ますます重要になっている。特に酸化錫(IV)に
弗素あるいはアンチモンをドープしたものはほとんどの
酸アルカリに不溶であるため今後ますます応用範囲が広
がっていくものと期待されている。酸化錫(IV)透明
導電性微粉末の製造方法としては主としてゾルゲル法即
ちSnのアルコレート・カルボン酸・ハロゲン化物の加
水分解による沈澱により作製されてきた。
は可視域で透明であり耐薬品性に優れていることにより
近年ますます重要になっている。特に酸化錫(IV)に
弗素あるいはアンチモンをドープしたものはほとんどの
酸アルカリに不溶であるため今後ますます応用範囲が広
がっていくものと期待されている。酸化錫(IV)透明
導電性微粉末の製造方法としては主としてゾルゲル法即
ちSnのアルコレート・カルボン酸・ハロゲン化物の加
水分解による沈澱により作製されてきた。
【0004】また用途によってはガラスあるいはチタニ
アの粉末あるいは繊維を上記加水分解物生成物中に浸し
コーティング後濾過焼成することにより表面に導電性S
nO2膜を形成し導電性粉末として用いられてきた。導
電性粉末は静電防止あるいは電磁波シールドの目的では
不導体と混ぜ合わせて、また二次電池の場合には良導体
と混ぜ合わせて使用される。これらの目的のため混ぜ合
わせて所定の導電性を得るには導電性微粉の形状が重要
であり、形状が針状の場合球状に比較しその添加量は半
分以下で足りる。上記沈澱法では針状のSnO2の合成
は知られておらず、他の酸化錫(IV)の単結晶の合成
法としては気相法とフラックス法が知られている。フラ
ックス法ではCu2Oなどが用いられているが坩堝材に
適当なものが無く、工業的に発展させることが困難であ
る。
アの粉末あるいは繊維を上記加水分解物生成物中に浸し
コーティング後濾過焼成することにより表面に導電性S
nO2膜を形成し導電性粉末として用いられてきた。導
電性粉末は静電防止あるいは電磁波シールドの目的では
不導体と混ぜ合わせて、また二次電池の場合には良導体
と混ぜ合わせて使用される。これらの目的のため混ぜ合
わせて所定の導電性を得るには導電性微粉の形状が重要
であり、形状が針状の場合球状に比較しその添加量は半
分以下で足りる。上記沈澱法では針状のSnO2の合成
は知られておらず、他の酸化錫(IV)の単結晶の合成
法としては気相法とフラックス法が知られている。フラ
ックス法ではCu2Oなどが用いられているが坩堝材に
適当なものが無く、工業的に発展させることが困難であ
る。
【0005】酸化錫(IV)の単結晶の合成法のうち、
気相法では下記三つの反応を利用したものが知られてい
る。
気相法では下記三つの反応を利用したものが知られてい
る。
【0006】 SnCl4+2H2O→SnO2+4HCl SnO2→SnO+1/2O2→SnO2 Sn+O2→SnO2 このうち酸化錫(IV)針状単結晶の合成として知られ
ているのは松下ら(窯協誌、84、147(1976)
及び日化、1974、1893)が示した上記式の反
応を利用したものである。彼らは酸化錫(IV)中に還
元材としてSn、Sb2O3、あるいは黒鉛を添加し雰囲
気を制御することにより酸化錫(IV)単結晶を成長さ
せている。また内田ら(特許公告平3−51658、特
許公告平1−55240、公開特許昭60−16133
7)や坂内ら(特許公告平3−51657)は出発物質
をいろいろ変えて不活性雰囲気中で酸化錫を蒸発させ蒸
発物を低温部に導き酸化錫(IV)繊維を析出成長させ
る方法を開示している。この方法は上記式の出発物質
を変化させ合金溶媒中から酸化錫(II)を揮発させそ
の後酸化して酸化錫(IV)にする方法である。
ているのは松下ら(窯協誌、84、147(1976)
及び日化、1974、1893)が示した上記式の反
応を利用したものである。彼らは酸化錫(IV)中に還
元材としてSn、Sb2O3、あるいは黒鉛を添加し雰囲
気を制御することにより酸化錫(IV)単結晶を成長さ
せている。また内田ら(特許公告平3−51658、特
許公告平1−55240、公開特許昭60−16133
7)や坂内ら(特許公告平3−51657)は出発物質
をいろいろ変えて不活性雰囲気中で酸化錫を蒸発させ蒸
発物を低温部に導き酸化錫(IV)繊維を析出成長させ
る方法を開示している。この方法は上記式の出発物質
を変化させ合金溶媒中から酸化錫(II)を揮発させそ
の後酸化して酸化錫(IV)にする方法である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記松下らの方法は比
較的短時間でSnO2繊維を成長でき、また他の成分を
加えないため不純物の混入を避けることが出来るという
利点があるが、出発原料5グラムに対しせいぜい100
mgしかSnO2針状結晶が出来ず(窯協誌、84、1
47(1976))、また雰囲気制御せず密閉式の坩堝
では坩堝と蓋の間隙から流入する空気で微妙に結晶が成
長したりしなかったりし(日化、1974、189
3)、収率や工程安定性の面で実用化が困難であること
が予想される。また上記内田らや坂内らによって開示さ
れた方法では不純物として他成分例えば銅を含む可能性
があり、またプロセスとして酸化錫を蒸発する部分と酸
化錫(IV)繊維を成長させる部分が別であり、その成
長には1日以上の時間がかかり、得られたものの導電率
も100Ω・cm以下としか記載がなく、低抵抗のもの
が得られるという記載が無い。
較的短時間でSnO2繊維を成長でき、また他の成分を
加えないため不純物の混入を避けることが出来るという
利点があるが、出発原料5グラムに対しせいぜい100
mgしかSnO2針状結晶が出来ず(窯協誌、84、1
47(1976))、また雰囲気制御せず密閉式の坩堝
では坩堝と蓋の間隙から流入する空気で微妙に結晶が成
長したりしなかったりし(日化、1974、189
3)、収率や工程安定性の面で実用化が困難であること
が予想される。また上記内田らや坂内らによって開示さ
れた方法では不純物として他成分例えば銅を含む可能性
があり、またプロセスとして酸化錫を蒸発する部分と酸
化錫(IV)繊維を成長させる部分が別であり、その成
長には1日以上の時間がかかり、得られたものの導電率
も100Ω・cm以下としか記載がなく、低抵抗のもの
が得られるという記載が無い。
【0008】本発明は上記従来技術の抱える問題点を鑑
み、鋭意研究の結果比較的短時間で収率よく高導電性の
繊維状導電性酸化錫(IV)を製造できる方法を提供す
るものである。
み、鋭意研究の結果比較的短時間で収率よく高導電性の
繊維状導電性酸化錫(IV)を製造できる方法を提供す
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本課題を解決するため、
本発明は上記の式の反応を基本とし、錫化合物、アン
チモン化合物、および還元剤の混合物を坩堝の中で所定
の温度で加熱することによりSnOガスを発生させ、飽
和させ、酸化させて繊維状導電性SnO2を析出成長さ
せる繊維状導電性酸化錫(IV)の製造方法において、
坩堝内に導入される前記混合物から理論的に生成できる
SnOの最大モル数をAモル、坩堝の容積をBcc、坩
堝の開口部面積をC平方cm、坩堝の加熱温度をD℃と
したとき、次式で定義される開口率Xが300以下に保
たれるように坩堝を加熱することを特徴とする繊維状導
電性酸化錫(IV)の製造方法である。
本発明は上記の式の反応を基本とし、錫化合物、アン
チモン化合物、および還元剤の混合物を坩堝の中で所定
の温度で加熱することによりSnOガスを発生させ、飽
和させ、酸化させて繊維状導電性SnO2を析出成長さ
せる繊維状導電性酸化錫(IV)の製造方法において、
坩堝内に導入される前記混合物から理論的に生成できる
SnOの最大モル数をAモル、坩堝の容積をBcc、坩
堝の開口部面積をC平方cm、坩堝の加熱温度をD℃と
したとき、次式で定義される開口率Xが300以下に保
たれるように坩堝を加熱することを特徴とする繊維状導
電性酸化錫(IV)の製造方法である。
【0010】 X=Cx1010/{AB(D−1000)3} 本発明において、原料として錫化合物、アンチモン化合
物、および還元剤の混合物を使用する。錫化合物として
SnO,SnO2、Sn(OH)2等の酸化物及び有機錫
化合物が、アンチモン化合物としてSb2O3等の全ての
化合物及びアンチモン金属が、還元剤として炭素、S
n、SnOなどがそれぞれ用いられる。SnOは錫化合
物としても還元剤として働くので、これを用いれば混合
物は2種類で済むことになる。原料としてのこれら錫化
合物、アンチモン化合物、および還元剤の混合比率は重
量%で表して、通常、それぞれ0〜90%(ただし還元
剤がSnを含有しないときは2〜90%)、2〜40
%、および2〜95%である。この混合物から理論的に
生成できるSnOの最大モル数(Aモル)は、混合物中
に含まれる還元剤によって錫化合物がすべてSnOに変
換するものとして計算することにより求められる。
物、および還元剤の混合物を使用する。錫化合物として
SnO,SnO2、Sn(OH)2等の酸化物及び有機錫
化合物が、アンチモン化合物としてSb2O3等の全ての
化合物及びアンチモン金属が、還元剤として炭素、S
n、SnOなどがそれぞれ用いられる。SnOは錫化合
物としても還元剤として働くので、これを用いれば混合
物は2種類で済むことになる。原料としてのこれら錫化
合物、アンチモン化合物、および還元剤の混合比率は重
量%で表して、通常、それぞれ0〜90%(ただし還元
剤がSnを含有しないときは2〜90%)、2〜40
%、および2〜95%である。この混合物から理論的に
生成できるSnOの最大モル数(Aモル)は、混合物中
に含まれる還元剤によって錫化合物がすべてSnOに変
換するものとして計算することにより求められる。
【0011】この原料は坩堝の中で所定の温度、通常は
1100℃から1400℃の間で加熱する。この坩堝に
は所定の開口部面積(C平方cm)をもたせる。この開
口部面積の調整は坩堝にかぶせる蓋に、開口孔穴を1〜
数個設けることにより行うことが好ましい。この時の開
口孔の直径は0.1〜100mmであることが好まし
い。坩堝およびその蓋は例えばアルミナ製で容量(Bc
c)が20cc〜5000リットル(500万cc)の
ものが好ましい。
1100℃から1400℃の間で加熱する。この坩堝に
は所定の開口部面積(C平方cm)をもたせる。この開
口部面積の調整は坩堝にかぶせる蓋に、開口孔穴を1〜
数個設けることにより行うことが好ましい。この時の開
口孔の直径は0.1〜100mmであることが好まし
い。坩堝およびその蓋は例えばアルミナ製で容量(Bc
c)が20cc〜5000リットル(500万cc)の
ものが好ましい。
【0012】坩堝の加熱によって、還元剤の存在下で原
料混合物からSnOおよびアンチモン化合物はガス状に
なり揮発する。両ガスの圧力が坩堝の中で次第に高くな
り、坩堝内の温度における両ガスの飽和蒸気圧に達する
と、ほぼ同時に坩堝の壁(基材)の表面にSnOおよび
Sb2O3の析出がはじまる。この析出と同時にまたは析
出の前にSnOは雰囲気中の酸素によりアンチモンがド
ープされたSnO2に変化している。この析出は雰囲気
の気流速度と結晶析出成長の始発点での核成長速度との
速度論的競合によってきめられる。この析出が成長し
て、ウイスカの繊維状導電性酸化錫(IV)となる。こ
の繊維状導電性酸化錫(IV)の中には、通常Sb2O3
が0.01〜20重量%含まれていて導電性に役だって
いる。
料混合物からSnOおよびアンチモン化合物はガス状に
なり揮発する。両ガスの圧力が坩堝の中で次第に高くな
り、坩堝内の温度における両ガスの飽和蒸気圧に達する
と、ほぼ同時に坩堝の壁(基材)の表面にSnOおよび
Sb2O3の析出がはじまる。この析出と同時にまたは析
出の前にSnOは雰囲気中の酸素によりアンチモンがド
ープされたSnO2に変化している。この析出は雰囲気
の気流速度と結晶析出成長の始発点での核成長速度との
速度論的競合によってきめられる。この析出が成長し
て、ウイスカの繊維状導電性酸化錫(IV)となる。こ
の繊維状導電性酸化錫(IV)の中には、通常Sb2O3
が0.01〜20重量%含まれていて導電性に役だって
いる。
【0013】坩堝内に導入される前記混合物から理論的
に生成できるSnOの最大モル数をAモル、坩堝の容積
をBcc、坩堝の開口部面積をC平方cm、坩堝の加熱
温度をD℃としたとき、前記式で定義される開口率Xが
300以下に保たれるように坩堝を加熱する。通常は前
記開口部面積を調節することにより開口率Xが維持され
る。開口率Xが300を越えると、いいかえれば、雰囲
気内の気流速度が上記核成長速度よりも相対的に大きす
ぎると、アンチモンはガス状になり揮発し、析出物とし
て得られる繊維状導電性酸化錫(IV)の導電率が低下
し、高導電率10Scm-1以上のものが得られなくな
る。
に生成できるSnOの最大モル数をAモル、坩堝の容積
をBcc、坩堝の開口部面積をC平方cm、坩堝の加熱
温度をD℃としたとき、前記式で定義される開口率Xが
300以下に保たれるように坩堝を加熱する。通常は前
記開口部面積を調節することにより開口率Xが維持され
る。開口率Xが300を越えると、いいかえれば、雰囲
気内の気流速度が上記核成長速度よりも相対的に大きす
ぎると、アンチモンはガス状になり揮発し、析出物とし
て得られる繊維状導電性酸化錫(IV)の導電率が低下
し、高導電率10Scm-1以上のものが得られなくな
る。
【0014】この際、雰囲気及びトータルの酸素量を調
整し原料近傍に結晶成長を促進する核形成の場を配置す
ることにより収率よく繊維状導電性酸化錫(IV)が得
られる。更に詳しく説明すれば原料表面から6cm好ま
しくは2cm以内に結晶成長の場(核形成の場)例えば
坩堝壁(または基材)等があれば収率が上がる。この調
節によって高導電率10Scm-1以上のものが収率よく
得られる。
整し原料近傍に結晶成長を促進する核形成の場を配置す
ることにより収率よく繊維状導電性酸化錫(IV)が得
られる。更に詳しく説明すれば原料表面から6cm好ま
しくは2cm以内に結晶成長の場(核形成の場)例えば
坩堝壁(または基材)等があれば収率が上がる。この調
節によって高導電率10Scm-1以上のものが収率よく
得られる。
【0015】またこの際雰囲気中の酸素濃度が大き過ぎ
たり、気流速度が速すぎた場合には、繊維状導電性酸化
錫(IV)が出来る代わりに粉末状導電性酸化錫(I
V)が形成されたり、系外にSnOガスとして逃げて行
ったりする。気流速度が小さすぎ、雰囲気中の酸素濃度
(トータルの酸素量が少なかった)が低い場合には繊維
状導電性酸化錫(IV)が出来る代わりにメタリックな
ものが形成され易くなる。また錫化合物に加えてSnO
に還元するための還元剤も多すぎると、メタル系の化合
物しか作らず繊維状導電性酸化錫(IV)の形成は認め
られなくなる。温度と繊維状結晶成長とは相関があり低
温では結晶成長速度が遅く高温になるほど速くなる。1
100℃以下では繊維状になりにくく、1400℃以上
ではSnOガスになる反応が速く繊維に成長する前に逃
げてしまい繊維状のものの収率が悪くなる。
たり、気流速度が速すぎた場合には、繊維状導電性酸化
錫(IV)が出来る代わりに粉末状導電性酸化錫(I
V)が形成されたり、系外にSnOガスとして逃げて行
ったりする。気流速度が小さすぎ、雰囲気中の酸素濃度
(トータルの酸素量が少なかった)が低い場合には繊維
状導電性酸化錫(IV)が出来る代わりにメタリックな
ものが形成され易くなる。また錫化合物に加えてSnO
に還元するための還元剤も多すぎると、メタル系の化合
物しか作らず繊維状導電性酸化錫(IV)の形成は認め
られなくなる。温度と繊維状結晶成長とは相関があり低
温では結晶成長速度が遅く高温になるほど速くなる。1
100℃以下では繊維状になりにくく、1400℃以上
ではSnOガスになる反応が速く繊維に成長する前に逃
げてしまい繊維状のものの収率が悪くなる。
【0016】繊維状導電性酸化錫(IV)が形成された
ときに出来る粉末状のものもアンチモンがドーピングさ
れた酸化錫(IV)でありこれを繰り返し出発原料の錫
化合物及びアンチモン化合物として再利用することで工
業的に収率を上げることが可能である。またこの繊維状
導電性酸化物は気流分級やフルイによる分級によりウイ
スカー状の繊維長、繊維径のそろったものとして回収す
ることも可能であり、このときの残査物も出発原料の錫
化合物及びアンチモン化合物として再利用することで工
業的収率を上げられる。
ときに出来る粉末状のものもアンチモンがドーピングさ
れた酸化錫(IV)でありこれを繰り返し出発原料の錫
化合物及びアンチモン化合物として再利用することで工
業的に収率を上げることが可能である。またこの繊維状
導電性酸化物は気流分級やフルイによる分級によりウイ
スカー状の繊維長、繊維径のそろったものとして回収す
ることも可能であり、このときの残査物も出発原料の錫
化合物及びアンチモン化合物として再利用することで工
業的収率を上げられる。
【0017】
【実施例】以下に実施例を示す。
【0018】実施例−1 アルミナ製の内容積30ml、開口部直径44mmの蓋
付坩堝を用意し、蓋として直径1mmの穴あるいは直径
5mmの穴を1〜3ケあけたものおよび穴をあけないも
のを準備した。純度がそれぞれ99.99%、99.9
99%、および99.999%のSn試薬3種を用意
し、以下に示す条件で調合し、上記坩堝に入れて、それ
を電気炉の中で加熱した。この加熱処理は保持温度より
も100℃低い温度に設定した電気炉に入れた後に、以
下に示す所定の保持温度まで徐々に20分かけて昇温
し、保持温度で2時間加熱処理を行った。この後数時間
徐冷したものを取り出し重量を測るとともに導電率測定
を実施した結果を表1に示す。できた繊維状導電性酸化
錫(IV)の結晶性をX線回折で評価したところSnO
2であることが確認された。また表1で繊維以外の残査
になったものを同様にX線回折で評価した結果同様にS
nO2であった。これを再度3グラム取り上記Sb2O3
0.2グラムと上記Sn3グラムを上記坩堝にいれ上記
条件と同様の方法で1230℃2時間加熱処理を行っ
た。その結果3グラムの繊維状導電性酸化錫(IV)が
得られこれと残査共にX線回折の結果SnO2であるこ
とが確認された。繊維状導電性酸化錫(IV)の導電率
は10Scm-1以上であった。
付坩堝を用意し、蓋として直径1mmの穴あるいは直径
5mmの穴を1〜3ケあけたものおよび穴をあけないも
のを準備した。純度がそれぞれ99.99%、99.9
99%、および99.999%のSn試薬3種を用意
し、以下に示す条件で調合し、上記坩堝に入れて、それ
を電気炉の中で加熱した。この加熱処理は保持温度より
も100℃低い温度に設定した電気炉に入れた後に、以
下に示す所定の保持温度まで徐々に20分かけて昇温
し、保持温度で2時間加熱処理を行った。この後数時間
徐冷したものを取り出し重量を測るとともに導電率測定
を実施した結果を表1に示す。できた繊維状導電性酸化
錫(IV)の結晶性をX線回折で評価したところSnO
2であることが確認された。また表1で繊維以外の残査
になったものを同様にX線回折で評価した結果同様にS
nO2であった。これを再度3グラム取り上記Sb2O3
0.2グラムと上記Sn3グラムを上記坩堝にいれ上記
条件と同様の方法で1230℃2時間加熱処理を行っ
た。その結果3グラムの繊維状導電性酸化錫(IV)が
得られこれと残査共にX線回折の結果SnO2であるこ
とが確認された。繊維状導電性酸化錫(IV)の導電率
は10Scm-1以上であった。
【0019】
【表1】 表1 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 調合量(g) 坩堝蓋 保持 開 生成繊維状物 生成 −−−−−−− 穴径と 温度 口 −−−−−−− 残査 番号 Sn SnO2 Sb2O3 個数 (℃) 率 重量g Scm-1 (g) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 1 1.7 3.0 0.3 穴ナシ 1230 0 1.2 10以上 4.5 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2 1.7 3.0 0.3 1mm,1 1230 8 0.8 10以上 4.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 3 1.7 3.0 0.3 1mm,2 1230 15 1.0 10以上 4.0 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 4 1.7 3.0 0.3 穴ナシ 1280 0 1.0 10以上 3.6 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 1.7 3.0 0.3 1mm,2 1280 9 1.8 10以上 2.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 6 1.7 3.0 0.3 1mm,3 1280 13 1.4 10以上 3.6 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 7 1.7 3.0 0.3 5mm,1 1280 110 1.0 10以上 4.0 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 8 1.7 3.0 0.3 5mm,2 1280 210 0.9 10以上 4.4 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 9 1.7 3.0 0.3 穴ナシ 1330 0 2.0 10以上 2.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 10 1.7 3.0 0.3 1mm,1 1330 3 2.1 10以上 2.0 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 11 1.7 3.0 0.3 1mm,2 1330 6 1.9 10以上 2.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 12 1.7 3.0 0.3 1mm,3 1330 8 1.9 10以上 2.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 13 1.7 3.0 0.3 5mm,1 1330 65 1.0 10以上 3.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 14 1.7 3.0 0.3 穴ナシ 1380 0 2.0 10以上 1.7 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 15 1.7 3.0 0.3 1mm,1 1380 2 1.3 10以上 0.9 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 16 1.7 3.0 0.3 1mm,2 1380 3 2.1 10以上 1.6 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 17 1.7 3.0 0.3 1mm,3 1380 5 2.5 10以上 1.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 18 2.55 3.0 0.3 1mm,1 1230 5 1.0 10以上 3.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 19 2.55 3.0 0.3 1mm,2 1230 10 3.2 10以上 2.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 20 2.55 3.0 0.3 1mm,3 1230 15 2.4 10以上 3.7 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 21 3.4 3.0 0.3 1mm,2 1230 5 3.6 10以上 3.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 22 3.4 3.0 0.3 1mm,3 1230 9 4.4 10以上 2.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 23 3.4 3.0 0.3 5mm,1 1230 110 3.6 10以上 3.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 24 4.25 3.0 0.3 1mm,2 1230 8 5.9 10以上 1.4 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 25 5.1 3.0 0.6 1mm,2 1230 7 5.6 10以上 2.1 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 26 5.1 3.0 0.3 1mm,3 1230 10 6.2 10以上 1.7 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 27 5.95 3.0 1.0 1mm,2 1230 6 5.6 10以上 2.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 28 5.95 3.0 0.3 1mm,3 1230 9 5.9 10以上 1.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 29 6.8 3.0 0.3 1mm,2 1230 6 5.0 10以上 4.1 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 30 6.8 3.0 0.3 1mm,3 1230 8 6.0 10以上 2.0 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 31 10 3.0 0.3 1mm,2 1230 4 8.2 10以上 1.6 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 32 10 3.0 0.3 1mm,3 1230 6 6.4 10以上 2.4 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例−1 実施例1で使用したものと同じ坩堝及び坩堝蓋及び試薬
を用意し以下の条件で実施例1と同じように加熱処理を
行った。この結果を表2に示す。生成物の結晶性をX線
回折で評価した結果SnO2であった。
を用意し以下の条件で実施例1と同じように加熱処理を
行った。この結果を表2に示す。生成物の結晶性をX線
回折で評価した結果SnO2であった。
【0020】
【表2】 表2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 調合量(g) 坩堝蓋 保持 開 生成繊維状物 生成 −−−−−−− 穴径と 温度 口 −−−−−−− 残査 番号 Sn SnO2 Sb2O3 個数 (℃) 率 重量g Scm-1 (g) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 1 1.7 3.0 0.3 5mm穴2 1230 380 なし 5g以上 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2 1.7 3.0 0.3 蓋無し 1380 3300 なし 3.6 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例−2 実施例1で使用したものと同じ坩堝及び坩堝蓋を用意し
Sn(OH)2、SnO、Sb2O3、Sn、SnO2、C
の各試薬を以下の条件で混合し実施例1と同様な方法で
加熱処理を実施した。この結果を表3に示す。繊維状の
ものをX線回折した結果SnO2であり、それぞれ導電
率10Scm-1以上の繊維状導電性酸化錫(IV)が得
られた。
Sn(OH)2、SnO、Sb2O3、Sn、SnO2、C
の各試薬を以下の条件で混合し実施例1と同様な方法で
加熱処理を実施した。この結果を表3に示す。繊維状の
ものをX線回折した結果SnO2であり、それぞれ導電
率10Scm-1以上の繊維状導電性酸化錫(IV)が得
られた。
【0021】
【表3】 表3 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 調合量(g) 坩堝蓋 保持 開 生成繊維状物 生成 −−−−−−− 穴径と 温度 口 −−−−−−− 残査 番号 Sn SnO2 Sb2O3 個数 (℃) 率 重量g Scm-1 (g) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Sn Sn(OH)2 1 1.7 3.0 0.3 1mm穴2 1230 13 2.8 10以上 0.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− SnO 2 3.0 0 0.3 1mm穴2 1230 22 0.9 10以上 2.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− C SnO2 3 0.5 3.0 0.3 1mm穴2 1230 22 1.0 10以上 1.9 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例−2 実施例1で使用したものと同じ坩堝及び坩堝蓋を用意
し、SnO23グラム、Sb2O30.3グラム及びC
1.7グラムを混合し、実施例1と同様な方法で123
0℃2時間の加熱処理を実施した。その結果カーボンが
残りメタル化したもの及び錫の酸化物粉末のみ得られ
た。
し、SnO23グラム、Sb2O30.3グラム及びC
1.7グラムを混合し、実施例1と同様な方法で123
0℃2時間の加熱処理を実施した。その結果カーボンが
残りメタル化したもの及び錫の酸化物粉末のみ得られ
た。
【0022】実施例−3 内径約50mmで長さ約1000mmの炉芯管を有する
雰囲気制御できる横型電気炉を用意し、実施例1で用い
たものと同じ試薬を用意し以下に示す条件で調合を実施
した。これを幅約20mm高さ約10mm長さ約80m
mの船型のアルミナ坩堝にいれ、この上を直径25mm
長さ100mmのアルミナの半円筒のもので覆い以下に
示す雰囲気条件及び保持温度で電気炉の中にいれた。原
料の端から半円筒状の覆いの内表面までの距離は約2c
mであった。電気炉は予め昇温して保持温度より50度
低い温度になっており、試料導入後30分で所定温度に
し3時間保持した後6時間かけて徐冷した。坩堝を半円
筒状の覆いと共に取り出し、半円筒状の覆いの内表面に
析出成長して出来た繊維及び粉体の重量及び繊維の導電
率を測定した。また出来た繊維状のもの及び粉末状のも
のはX線回折の結果SnO2であった。その結果を表4
に示す。
雰囲気制御できる横型電気炉を用意し、実施例1で用い
たものと同じ試薬を用意し以下に示す条件で調合を実施
した。これを幅約20mm高さ約10mm長さ約80m
mの船型のアルミナ坩堝にいれ、この上を直径25mm
長さ100mmのアルミナの半円筒のもので覆い以下に
示す雰囲気条件及び保持温度で電気炉の中にいれた。原
料の端から半円筒状の覆いの内表面までの距離は約2c
mであった。電気炉は予め昇温して保持温度より50度
低い温度になっており、試料導入後30分で所定温度に
し3時間保持した後6時間かけて徐冷した。坩堝を半円
筒状の覆いと共に取り出し、半円筒状の覆いの内表面に
析出成長して出来た繊維及び粉体の重量及び繊維の導電
率を測定した。また出来た繊維状のもの及び粉末状のも
のはX線回折の結果SnO2であった。その結果を表4
に示す。
【0023】またSn1.7g、SnO23.0g、S
b2O30.3g調合し、保持温度1208℃でN2ガス
150cc/min及び空気45cc/minの速度で
雰囲気制御し加熱処理を実施した結果、生成した繊維状
導電性SnO2及びその残りのSnO2粉体のうちSnO
2粉体1.5gをとりこれをSn0.85g及びSb2O
30.1gと混合し上記と同様の方法で加熱処理を実施
した。保持温度は1208℃で雰囲気調整はN2ガス1
50cc/min、空気45cc/minで実施した。
この結果導電性酸化錫(IV)が0.7グラム形成され
このときの導電率が10Scm-1であった。またこのと
き酸化錫(IV)粉末が1.7グラム生成された。
b2O30.3g調合し、保持温度1208℃でN2ガス
150cc/min及び空気45cc/minの速度で
雰囲気制御し加熱処理を実施した結果、生成した繊維状
導電性SnO2及びその残りのSnO2粉体のうちSnO
2粉体1.5gをとりこれをSn0.85g及びSb2O
30.1gと混合し上記と同様の方法で加熱処理を実施
した。保持温度は1208℃で雰囲気調整はN2ガス1
50cc/min、空気45cc/minで実施した。
この結果導電性酸化錫(IV)が0.7グラム形成され
このときの導電率が10Scm-1であった。またこのと
き酸化錫(IV)粉末が1.7グラム生成された。
【0024】
【表4】 表4 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 調合量(g) ガスcc/min 温度 生成繊維物 生成残 −−−−−−−−−− −−−−− −−−−−−− 番号 Sn SnO2 Sb2O3 N2 空気 (℃) 重量g Scm-1 査(g) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 1 3.4 6.0 0.6 150 45 1168 1.5 10以上 8.5 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2 1.7 3.0 0.3 150 45 1173 0.6 10以上 4.4 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 3 1.7 3.0 0.3 150 45 1208 1.2 10以上 3.6 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 4 0.85 1.5 0.15 150 45 1208 0.5 10以上 1.9 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 0.85 3.0 0.3 150 45 1208 0.5 10以上 3.2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 6 2.55 3.0 0.3 150 45 1208 2.8 10以上 1.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 7 4.25 3.0 0.3 150 45 1208 2.2 10以上 2.6 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 8 6.8 3.0 0.3 150 45 1208 2.6 10以上 6.8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例−3 実施例3と同じ電気炉及び坩堝及び試薬を用い、Sn
1.7g、SnO23.0g、Sb2O30.3g調合
し、半円筒状の覆いをしないで坩堝を電気炉にいれ実施
例3と同様な加熱処理方法を実施した。保持温度は12
08℃で雰囲気はN2ガス150cc、空気45ccを
ながした。この結果坩堝上の繊維及び炉芯管内部に繊維
状酸化錫(IV)が形成されていたが可能な限り回収し
ても0.1g以下であった。また坩堝上の繊維状酸化錫
(IV)及び炉芯管内部の繊維状酸化錫(IV)の導電
率は大きく相違し一定のものが得られなかった。また上
記と同じ量試薬を調合し実施例3と同じ半円筒のもので
覆いをし、同様に1208℃の保持温度で雰囲気調整を
以下の条件に変化させたその結果を表5に示す。ガス量
が多すぎると繊維の成長が起こらず、またガス量が少な
すぎると繊維は成長するが坩堝を還元し坩堝が割れたり
して繊維状酸化錫(IV)の回収が困難になる。
1.7g、SnO23.0g、Sb2O30.3g調合
し、半円筒状の覆いをしないで坩堝を電気炉にいれ実施
例3と同様な加熱処理方法を実施した。保持温度は12
08℃で雰囲気はN2ガス150cc、空気45ccを
ながした。この結果坩堝上の繊維及び炉芯管内部に繊維
状酸化錫(IV)が形成されていたが可能な限り回収し
ても0.1g以下であった。また坩堝上の繊維状酸化錫
(IV)及び炉芯管内部の繊維状酸化錫(IV)の導電
率は大きく相違し一定のものが得られなかった。また上
記と同じ量試薬を調合し実施例3と同じ半円筒のもので
覆いをし、同様に1208℃の保持温度で雰囲気調整を
以下の条件に変化させたその結果を表5に示す。ガス量
が多すぎると繊維の成長が起こらず、またガス量が少な
すぎると繊維は成長するが坩堝を還元し坩堝が割れたり
して繊維状酸化錫(IV)の回収が困難になる。
【0025】
【表5】 表5 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ガスcc/min 生成繊維物 生成残査g 備考 −−−−− −−−−−−−− 番号 N2 空気 重量g Scm-1 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 1 500 150 なし 3g以上 合金化している −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 2 50 15 1.0 未測定 2.4g以上 坩堝が侵食割れる −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 3 20 5 0.8 未測定 1.2g以上 坩堝が侵食割れる −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例−4 実施例1と同じ電気炉及び坩堝及び坩堝蓋及び試薬を用
いSn4.25g、SnO23g、Sb2O30.3gを
調合し、坩堝に入れて直径1mmの穴が2個開いている
坩堝蓋をして実施例1と同様な方法で1230℃で加熱
処理を実施した。繰り返し調合し加熱処理を実施し繊維
状導電性酸化錫(IV)を集めおおよそ60グラム集ま
ったところでこれをメノウ入鉢で軽くすりつぶしフルイ
を用意し下から開口径38ミクロン、105ミクロン、
250ミクロン、500ミクロンの順で重ね、軽くすり
つぶした繊維状導電性酸化錫(IV)を上におき振動フ
ルイで分級した。この結果38ミクロン以下のものが8
グラム、38ミクロンから105ミクロンのものが18
グラム、105ミクロンから250ミクロンのものが2
5グラム250ミクロンから500ミクロンのものが6
グラム得られた。それぞれ光学顕微鏡で観察した結果、
繊維径及びアスペクト比のそろったウイスカー状のもの
が得られた。またそれぞれにつき導電率を測定した結果
何れもが10Scm-1以上であった。またこの分級で得
られたもののうち38ミクロン以下のものと250ミク
ロン以上のものを集め、これを3グラム取り上記試薬の
Sn4.25gとSb2O30.1グラムを調合し上記と
同様に加熱処理を実施した。この結果繊維状導電性酸化
錫(IV)が5.6グラム得られた。
いSn4.25g、SnO23g、Sb2O30.3gを
調合し、坩堝に入れて直径1mmの穴が2個開いている
坩堝蓋をして実施例1と同様な方法で1230℃で加熱
処理を実施した。繰り返し調合し加熱処理を実施し繊維
状導電性酸化錫(IV)を集めおおよそ60グラム集ま
ったところでこれをメノウ入鉢で軽くすりつぶしフルイ
を用意し下から開口径38ミクロン、105ミクロン、
250ミクロン、500ミクロンの順で重ね、軽くすり
つぶした繊維状導電性酸化錫(IV)を上におき振動フ
ルイで分級した。この結果38ミクロン以下のものが8
グラム、38ミクロンから105ミクロンのものが18
グラム、105ミクロンから250ミクロンのものが2
5グラム250ミクロンから500ミクロンのものが6
グラム得られた。それぞれ光学顕微鏡で観察した結果、
繊維径及びアスペクト比のそろったウイスカー状のもの
が得られた。またそれぞれにつき導電率を測定した結果
何れもが10Scm-1以上であった。またこの分級で得
られたもののうち38ミクロン以下のものと250ミク
ロン以上のものを集め、これを3グラム取り上記試薬の
Sn4.25gとSb2O30.1グラムを調合し上記と
同様に加熱処理を実施した。この結果繊維状導電性酸化
錫(IV)が5.6グラム得られた。
【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単に再
現よく収率よく10Scm-1以上の導電率の繊維状導電
性酸化錫(IV)が得られる。またこれをときほぐし分
級することにより簡単にウイスカー状導電性酸化錫(I
V)が得られる。
現よく収率よく10Scm-1以上の導電率の繊維状導電
性酸化錫(IV)が得られる。またこれをときほぐし分
級することにより簡単にウイスカー状導電性酸化錫(I
V)が得られる。
【0026】
Claims (6)
- 【請求項1】 錫化合物、アンチモン化合物、および還
元剤の混合物を坩堝の中で所定の温度で加熱することに
よりSnOガスを発生させ、飽和させ、酸化させて繊維
状導電性SnO2を析出成長させる繊維状導電性酸化錫
(IV)の製造方法において、坩堝内に導入される前記
混合物から理論的に生成できるSnOの最大モル数をA
モル、坩堝の容積をBcc、坩堝の開口部面積をC平方
cm、坩堝の加熱温度をD℃としたとき、次式で定義さ
れる開口率Xが300以下に保たれるように坩堝を加熱
することを特徴とする繊維状導電性酸化錫(IV)の製
造方法。 X=Cx1010/{AB(D−1000)3} - 【請求項2】 錫化合物、アンチモン化合物、および還
元剤の混合物を坩堝の中で加熱することによりSnOガ
スを発生させ、飽和させ、酸化させて繊維状導電性Sn
O2を析出成長させる繊維状導電性酸化錫(IV)の製
造方法において、坩堝に所定の開口部面積をもたせ、か
つ酸素と不活性ガスとの混合物を流通させた雰囲気で坩
堝を加熱することを特徴とする繊維状導電性酸化錫(I
V)の製造方法。 - 【請求項3】 前記加熱温度が1100℃から1400
℃の間である請求項1〜2に記載の繊維状導電性酸化錫
(IV)の製造方法。 - 【請求項4】 前記錫化合物がSnO、SnO2、錫
酸、または錫の水酸化物であり、かつ前記還元剤が錫、
錫アンチモン合金、またはカーボンである請求項1〜2
に記載の繊維状導電性酸化錫(IV)の製造方法。 - 【請求項5】 前記開口部面積を調整する請求項1また
は2記載の繊維状導電性酸化錫(IV)の製造方法。 - 【請求項6】 錫化合物、アンチモン化合物、および還
元剤の混合物原料を所定の温度で加熱することによりS
nOガスを発生させ、飽和させ、酸化させて繊維状導電
性SnO2を析出成長させる繊維状導電性酸化錫(I
V)の製造方法において、その上に前記繊維状導電性S
nO2を析出成長させるための基材を前記原料の端から
6cm以内に配置することを特徴とする繊維状導電性酸
化錫(IV)の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32449392A JPH06172099A (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 繊維状導電性酸化錫(iv)の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32449392A JPH06172099A (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 繊維状導電性酸化錫(iv)の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06172099A true JPH06172099A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18166426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32449392A Pending JPH06172099A (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 繊維状導電性酸化錫(iv)の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06172099A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014229539A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | 日本電気硝子株式会社 | 蓄電デバイス用負極活物質およびその製造方法 |
| JP2014232680A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-11 | 日本電気硝子株式会社 | 蓄電デバイス用負極活物質およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP32449392A patent/JPH06172099A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014229539A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | 日本電気硝子株式会社 | 蓄電デバイス用負極活物質およびその製造方法 |
| JP2014232680A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-11 | 日本電気硝子株式会社 | 蓄電デバイス用負極活物質およびその製造方法 |
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