JPH06680B2 - Carbonaceous whisker manufacturing method - Google Patents

Carbonaceous whisker manufacturing method

Info

Publication number
JPH06680B2
JPH06680B2 JP62252466A JP25246687A JPH06680B2 JP H06680 B2 JPH06680 B2 JP H06680B2 JP 62252466 A JP62252466 A JP 62252466A JP 25246687 A JP25246687 A JP 25246687A JP H06680 B2 JPH06680 B2 JP H06680B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbonaceous
whisker
compound
whiskers
less
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62252466A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0196098A (en
Inventor
甫 南方
敏明 神野
政博 神田
均 牛島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP62252466A priority Critical patent/JPH06680B2/en
Publication of JPH0196098A publication Critical patent/JPH0196098A/en
Publication of JPH06680B2 publication Critical patent/JPH06680B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、炭素質ウィスカの製造方法に関し、とくに各
種複合材料用の補強材や導電材等として有用なウィスカ
の製造方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a carbonaceous whisker, and more particularly to a method for producing a whisker useful as a reinforcing material or a conductive material for various composite materials.

従来の技術 炭素質ウィスカは高強度、高弾性を有するために、樹脂
材料、炭素材料あるいはセラミックス等と組合せて種々
の複合材料を製造することが行われている。また、炭素
質ウィスカを高温処理することにより黒鉛化物とし、あ
るいはまた、その黒鉛化物に対して種々の物質を黒鉛に
挿入させて層間化合物とし、導電材料として用いること
も知られている。
2. Description of the Related Art Since carbonaceous whiskers have high strength and high elasticity, various composite materials have been manufactured by combining them with resin materials, carbon materials, ceramics and the like. It is also known that a carbonaceous whisker is treated at high temperature to form a graphitized product, or various substances are inserted into graphite to form an intercalation compound and used as a conductive material.

かかる炭素質ウィスカを製造する方法としては、遷移金
属触媒の存在下に炭化水素を気相熱分解する方法(たと
えば特開昭57−117622)が知られている。しか
し、このような方法においては触媒の調製や生成ウィス
カの回収等が面倒で手数がかかるほか、均質なウィスカ
を得にくいという問題があった。更にまた、この方法に
よって得られた炭素質ウィスカは、繊維軸方向に平行に
同心状の炭素六角網面が発達し、しかもその先端部分が
閉じているために、黒鉛層間化合物の生成が進みにくい
という欠点を有している。
As a method of producing such a carbonaceous whisker, a method of vapor-phase pyrolyzing a hydrocarbon in the presence of a transition metal catalyst is known (for example, JP-A-57-117622). However, in such a method, preparation of the catalyst and recovery of the generated whiskers are troublesome and troublesome, and there is a problem that it is difficult to obtain a homogeneous whisker. Furthermore, the carbonaceous whiskers obtained by this method have a concentric carbon hexagonal mesh plane developed parallel to the fiber axis direction, and the tip portion is closed, so that the formation of graphite intercalation compounds is difficult to proceed. It has the drawback of

解決しようとする問題点 そこで本発明は、均質な黒鉛層間化合物を容易に製造で
きてしかも複合材料に用いるに適した性状の炭素質ウィ
スカを、収率よく製造できる方法を提供することを目的
とした。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Therefore, the present invention has an object to provide a method capable of easily producing a homogeneous graphite intercalation compound and producing a carbonaceous whisker having properties suitable for use in a composite material in a high yield. did.

問題点を解決するための手段 かかる目的を達成することができる本発明の炭素質ウィ
スカの製造方法は、有機ケイ素化合物または有機ケイ素
化合物と炭化水素化合物との混合物を、イオウ化合物を
含有する還元性または不活性のキャリヤガスの存在下に
高温で気相熱分解するに当り、系中のケイ素と炭素のモ
ル比を0.1未満0.005以上とし、かつ熱分解温度を120
0〜1400℃とするとともに、反応帯域でのガスの線
速度を10cm/min以下とすることを特徴とするものであ
る。
Means for Solving the Problems The method for producing a carbonaceous whisker of the present invention which can achieve such an object is to reduce an organosilicon compound or a mixture of an organosilicon compound and a hydrocarbon compound with a reducing compound containing a sulfur compound. Alternatively, in the vapor phase pyrolysis at a high temperature in the presence of an inert carrier gas, the molar ratio of silicon to carbon in the system is less than 0.1 and 0.005 or more, and the pyrolysis temperature is 120.
It is characterized in that the linear velocity of the gas in the reaction zone is set to 0 to 1400 ° C. and 10 cm / min or less.

本発明において原料として用いられる有機ケイ素化合物
は、ケイ素−炭素結合を有するシラン類またはシロキサ
ン類などが用いられる。このうちシラン類としてはトリ
エチルシラン、テトラエチルシラン、ヘキサメチルジシ
ラン等のアルキル置換シラン類、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン等のアルコキシ置換シラン
類、芳香族置換シラン類などがあげられ、またシロキサ
ン類としてはヘキサメチルジシロキサン、ジメチルポリ
シロキサン、メチルフエニルポリシロキサン等があげら
れる。この他、トリメチルシラノールなどのシラノール
類、アルコキシ置換シロキサン類等も用いることがで
き、これらの混合物または誘導体などもガス化が可能で
あれば使用可能である。
As the organosilicon compound used as a raw material in the present invention, silanes or siloxanes having a silicon-carbon bond are used. Of these, examples of silanes include alkyl-substituted silanes such as triethylsilane, tetraethylsilane, and hexamethyldisilane, alkoxy-substituted silanes such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, and aromatic-substituted silanes. Examples thereof include hexamethyldisiloxane, dimethylpolysiloxane, and methylphenylpolysiloxane. In addition to these, silanols such as trimethylsilanol, alkoxy-substituted siloxanes, and the like can be used, and mixtures or derivatives thereof can also be used as long as they can be gasified.

本発明において有機ケイ素化合物と混合して原料として
用いられる炭化水素化合物は、メタン、エタン、プロパ
ン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン等の芳香
族炭化水素類が用いられるが、少量であれば酸素などの
他種の元素を含んでいても差支えない。
In the present invention, as the hydrocarbon compound mixed with the organosilicon compound and used as a raw material, aliphatic hydrocarbons such as methane, ethane, propane, etc., and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, etc. are used. For example, it does not matter if other elements such as oxygen are included.

本発明において用いられるイオウ化合物は触媒として挙
動するもので、たとえば硫化水素、あるいはメチルメル
カプタン、エチルメルカプタン、トルエンチオール等の
メルカプタン類、またはジエチルスルフィド、チオフェ
ン等のチオエーテル類などが用いうる。イオウ化合物が
有機イオウ化合物であるときは、原料である前記の炭化
水素化合物の一部または全部に置き換えて用いることが
できる。また、イオウ化合物がケイ素を含む有機化合物
であるときは、原料である前記の有機ケイ素化合物の少
くとも一部に置き換えて用いることができ、このような
触媒の例としてたとえばδ−メルカプトプロピル・トリ
メトキシシランなどのメルカプト変性シラン類やメルカ
プト変性ポリシロキサンなどが挙げられる。
The sulfur compound used in the present invention behaves as a catalyst, and for example, hydrogen sulfide, mercaptans such as methyl mercaptan, ethyl mercaptan and toluenethiol, or thioethers such as diethyl sulfide and thiophene can be used. When the sulfur compound is an organic sulfur compound, it can be used by substituting a part or all of the above-mentioned hydrocarbon compound as a raw material. Further, when the sulfur compound is an organic compound containing silicon, it can be used by substituting it for at least a part of the above-mentioned organic silicon compound as a raw material. As an example of such a catalyst, for example, δ-mercaptopropyl triamine is used. Examples thereof include mercapto-modified silanes such as methoxysilane and mercapto-modified polysiloxane.

本発明において用いられるキャリヤガスは、還元性また
は不活性のガスであり、水素、窒素、アルゴン等が挙げ
られるが、中でも水素が好ましく用いられる。
The carrier gas used in the present invention is a reducing or inert gas, and examples thereof include hydrogen, nitrogen, and argon. Among them, hydrogen is preferably used.

本発明においては、原料となる有機ケイ素化合物または
これと炭化水素化合物との混合物は、触媒と共にキャリ
ヤガスによって高温反応帯域に送られるが、この際、反
応ガス中に含まれるケイ素と炭素とのモル比が0.1未満
0.005以上であることが必要である。すなわち、モル比
が0.1以上であるときは炭化ケイ素質ウィスカが生成
し、純度のよい炭素質ウィスカは得られない。またモル
比が0.005より小さくなるとすすの生成が多くなり、ウ
ィスカの収率が低い。
In the present invention, an organosilicon compound as a raw material or a mixture of the same and a hydrocarbon compound is sent to a high temperature reaction zone by a carrier gas together with a catalyst. At this time, the moles of silicon and carbon contained in the reaction gas are mixed. Ratio less than 0.1
It must be 0.005 or more. That is, when the molar ratio is 0.1 or more, silicon carbide whiskers are produced, and carbonaceous whiskers with high purity cannot be obtained. If the molar ratio is less than 0.005, more soot is produced and the whisker yield is low.

また、触媒としてのイオウ化合物の使用量に関しては特
に制限はないが、多すぎては原料の濃度を制限すること
になるから、反応混合物中の10容量%以下、好ましく
は5容量%以下の有効量を、キャリヤガスまたは原料と
共に送り込み、反応混合物中に均一に存在させるように
することが望ましい。
The amount of the sulfur compound used as a catalyst is not particularly limited, but if the amount is too large, the concentration of the raw material is limited. Therefore, an effective amount of 10% by volume or less, preferably 5% by volume or less in the reaction mixture is effective. It is desirable to have the amount delivered with the carrier gas or feed so that it is evenly present in the reaction mixture.

本発明における熱分解反応は1200〜1400℃で実
施される。そのための装置としては、たとえば横型電気
炉中にアルミナ等の耐熱性の反応管を設けたものを用い
ることができるが、必ずしもこのような装置に限定され
るものではない。
The thermal decomposition reaction in the present invention is carried out at 1200 to 1400 ° C. As a device therefor, for example, a horizontal electric furnace provided with a heat-resistant reaction tube of alumina or the like can be used, but the device is not necessarily limited to such a device.

実施例1 内径70mm、長さ1000mmの反応管を装着した電気炉
に対し、触媒として3容量%の硫化水素を含有する水素
を200cc/minの割合で供給し、また原料としてテトラ
メチルジシロキサンとベンゼンとをSi/Cモル比が0.
03となるように混合し、これを1.3cc/hrの割合で反応管
の蒸発部(温度150℃)へ供給した。こうしてキャリ
ヤガスと混合された気化原料は205cc/minの割合(す
なわち線速度で5.3cm/min)で反応管内を流れて130
0℃の部分で熱分解され、2時間の反応の後、長さ1mm
以下、平均径0.6μmの炭素質ウィスカ1gが得られ
た。得られた炭素質ウィスカの炭素六角網面の間隙d
002、およびC軸方向の結晶の大きさLcは第1表に示す
とおりであり、また結晶面と繊維軸とのなす角は約29
°であった。
Example 1 To an electric furnace equipped with a reaction tube having an inner diameter of 70 mm and a length of 1000 mm, hydrogen containing 3% by volume of hydrogen sulfide as a catalyst was supplied at a rate of 200 cc / min, and tetramethyldisiloxane was used as a raw material. Benzene has a Si / C molar ratio of 0.
The mixture was mixed so as to be 03, and this was supplied at a rate of 1.3 cc / hr to the evaporation section (temperature 150 ° C.) of the reaction tube. The vaporized raw material thus mixed with the carrier gas flows through the reaction tube at a rate of 205 cc / min (that is, a linear velocity of 5.3 cm / min),
It is pyrolyzed at 0 ℃ and after 1 hour of reaction, the length is 1mm.
Then, 1 g of carbonaceous whiskers having an average diameter of 0.6 μm was obtained. The gap d of the carbon hexagonal mesh surface of the obtained carbonaceous whisker
002 , and the crystal size L c in the C-axis direction are as shown in Table 1, and the angle formed between the crystal plane and the fiber axis is about 29.
It was °.

実施例2 実施例1と同じ装置を使用し、原料としてヘキサメチル
ジシラザンとベンゼンとをSi/Cモル比が0.03となる
ように混合したものを用いたほかは実施例1と同様に2
時間反応させたところ、長さ1mm以下、平均径1.0μm
の炭素質ウィスカ1.2gが得られた。
Example 2 The same apparatus as in Example 1 was used, except that hexamethyldisilazane and benzene were mixed as a raw material so that the Si / C molar ratio was 0.03.
When reacted for a time, the length is 1 mm or less, the average diameter is 1.0 μm
As a result, 1.2 g of carbonaceous whisker was obtained.

比較例1 内径22mm、長さ1200mmの反応管を用いた他は実施
例1と同様な条件で、同様な気化原料の熱分解を行なっ
た。このときのガスの線速度は約21cm/minであり、煤
の生成が多く、多素質ウィスカは少量しか得られなかっ
た。
Comparative Example 1 A similar vaporization raw material was thermally decomposed under the same conditions as in Example 1 except that a reaction tube having an inner diameter of 22 mm and a length of 1200 mm was used. The linear velocity of the gas at this time was about 21 cm / min, soot was generated in a large amount, and only a small amount of the polymorphic whiskers was obtained.

比較例2 熱分解温度を1050℃としたほかは実施例1と同様に
して2時間反応し、長さ5〜30mm、平均径15μmの
炭素質ウィスカ1gを得た。
Comparative Example 2 The reaction was carried out for 2 hours in the same manner as in Example 1 except that the thermal decomposition temperature was 1050 ° C., and 1 g of carbonaceous whiskers having a length of 5 to 30 mm and an average diameter of 15 μm was obtained.

このウィスカのd002およびLcを第1表に合わせて示し
た。また結晶面と繊維軸とはほゞ平行であった。
The d 002 and L c of this whisker are also shown in Table 1. The crystal plane and the fiber axis were almost parallel.

第1表の値を見ると、本発明による炭素質ウィスカは著
しく結晶が発達していることがわかる。
From the values in Table 1, it can be seen that the carbonaceous whiskers according to the present invention are significantly crystallized.

更に実施例1の炭素質ウィスカと比較例の炭素質ウィス
カについて、アルゴンガス雰囲気下で3000℃で30
分間熱処理して黒鉛化し、プロピレンカーボネート中に
溶解した過塩素酸リチウムを電解質としリチウムを負極
物質としたリチウム二次電池の正極物質として、これら
の黒鉛化ウィスカ0.0025gを用い、2mAで150分間
充電したのち、放電電気量を比較した。
Furthermore, regarding the carbonaceous whiskers of Example 1 and the carbonaceous whiskers of Comparative Example, 30 at 3000 ° C. under an argon gas atmosphere.
0.0025 g of these graphitized whiskers were used as a positive electrode material of a lithium secondary battery in which lithium perchlorate dissolved in propylene carbonate was used as an electrolyte and lithium was used as a negative electrode material, and charged at 2 mA for 150 minutes. After that, the discharge electric quantities were compared.

その結果、2mA放電を放電電圧が5.5Vから5.3Vに低
下するまで行なったときの放電電気量は、比較例のウィ
スカでは炭素1g当り80クーロンであったのに対し
て、実施例1のウィスカでは炭素1g当り270クーロ
ンであり、本発明の方法によって得られる炭素質ウィス
カは活性が著しく高いことがわかる。
As a result, the amount of electric discharge when 2 mA discharge was performed until the discharge voltage dropped from 5.5 V to 5.3 V was 80 coulombs per 1 g of carbon in the whiskers of the comparative example, whereas the whiskers of Example 1 were Since it is 270 coulombs per 1 g of carbon, it can be seen that the activity of the carbonaceous whiskers obtained by the method of the present invention is remarkably high.

発明の効果 本発明の炭素質ウィスカの製造方法によれば、複合材料
用の補強材や導電材として好適な炭素質ウィスカが効率
よく製造できる利点がある。
Effects of the Invention According to the method for producing a carbonaceous whisker of the present invention, there is an advantage that a carbonaceous whisker suitable as a reinforcing material or a conductive material for a composite material can be efficiently produced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 政博 静岡県御殿場市川島田252 矢崎部品株式 会社内 (72)発明者 牛島 均 静岡県御殿場市川島田252 矢崎部品株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭60−54999(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Masahiro Kanda, 252 Kawashimada, Gotemba, Shizuoka Prefecture, Yazaki Parts Co., Ltd. (72) Inventor, Hitoshi Ushijima, 252, Kawashimada, Gotemba, Shizuoka, Co., Ltd. (56) References, JP 60-6054999 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】有機ケイ素化合物または有機ケイ素化合物
と炭化水素化合物との混合物を、イオウ化合物を含有す
る還元性または不活性のキャリヤガスの存在下に高温で
気相熱分解するに当り、系中のケイ素と炭素とのモル比
を0.1未満0.005以上とし、かつ熱分解温度を1200〜
1400℃とするとともに、反応帯域でのガスの線速度
を10cm/min以下とすることを特徴とする炭素質ウィス
カの製造方法。
1. In the system for the gas phase pyrolysis of an organosilicon compound or a mixture of an organosilicon compound and a hydrocarbon compound at high temperature in the presence of a reducing or inert carrier gas containing a sulfur compound, The molar ratio of silicon to carbon is less than 0.1 and 0.005 or more, and the thermal decomposition temperature is 1200 to
A method for producing a carbonaceous whisker, wherein the temperature is set to 1400 ° C. and the linear velocity of gas in the reaction zone is set to 10 cm / min or less.
JP62252466A 1987-10-08 1987-10-08 Carbonaceous whisker manufacturing method Expired - Lifetime JPH06680B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62252466A JPH06680B2 (en) 1987-10-08 1987-10-08 Carbonaceous whisker manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62252466A JPH06680B2 (en) 1987-10-08 1987-10-08 Carbonaceous whisker manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0196098A JPH0196098A (en) 1989-04-14
JPH06680B2 true JPH06680B2 (en) 1994-01-05

Family

ID=17237776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62252466A Expired - Lifetime JPH06680B2 (en) 1987-10-08 1987-10-08 Carbonaceous whisker manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06680B2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6054999A (en) * 1983-09-06 1985-03-29 Nikkiso Co Ltd Production of carbon fiber grown in vapor phase

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0196098A (en) 1989-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU637429B2 (en) Carbon fibrils, method for producing same and compositions containing same
US4560589A (en) Method for providing a coating layer of silicon carbide on substrate surface
JPH03357B2 (en)
US4492681A (en) Method for the preparation of silicon carbide fibers
JPS62242B2 (en)
CA1330862C (en) Production of silicon carbide by carbonizing silica particles in residual oil
JP4405650B2 (en) Carbonaceous nanotube, fiber assembly, and method for producing carbonaceous nanotube
US4676966A (en) Method for the preparation of a fine powder of silicon carbide
US4552740A (en) Process for producing amorphous and crystalline silicon nitride
JPH0313189B2 (en)
US4963286A (en) Dispersions of silica in carbon and a method of making such dispersions
JPH06680B2 (en) Carbonaceous whisker manufacturing method
Urretavizcaya et al. Growth of SiC whiskers by VLS process
EP0272773A2 (en) Process for production silicon carbide whiskers
JPH03360B2 (en)
JP2505912B2 (en) Production method of vapor grown carbon fiber
JPH03356B2 (en)
JP3631976B2 (en) Method for growing silicon carbide single crystal
JPS62162699A (en) Production of carbonaceous whisker
JP2531739B2 (en) Method for producing vapor grown carbon fiber
JPH03359B2 (en)
JP2604753B2 (en) Method for producing silicon carbide whiskers
JPH05326B2 (en)
JPS61219800A (en) Production of silicon carbide whisker
JPS6126600A (en) Method for producing β-type silicon carbide whiskers

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term