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フラ―レン分散セラミックスの製造方法 コモンズ

国内特許コード P03A000547
整理番号 U1998P080
掲載日 2003年8月28日
出願番号 特願平11-072937
公開番号 特開2000-264740
登録番号 特許第3007973号
出願日 平成11年3月18日(1999.3.18)
公開日 平成12年9月26日(2000.9.26)
登録日 平成11年12月3日(1999.12.3)
発明者
  • 宮沢 薫一
  • 本間 格
  • 矢野 純也
  • 伊藤 邦夫
  • 葛巻 徹
出願人
  • 国立大学法人東京大学
発明の名称 フラ―レン分散セラミックスの製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】 セラミックス中におけるフラーレンの分散が均一で、しかもフラーレン以外の残留炭素が存在しないフラーレン分散セラミックスを得る。
【解決手段】 金属イオンの水溶液に、界面活性剤とフラーレンを溶解させて得られるコロイド溶液(ゾル)を、水素イオン濃度を変化させてゲル化させた後、このゲルを乾燥し、ついで残留する溶媒と界面活性剤を除去するための熱処理を施す。
従来技術、競合技術の概要


発明者らは、先に、カーボン60 (以下、C60で示す)に代表されるフラーレンをセラミックス中に複合させる方法として、トルエン等の有機溶媒を用いてC60と金属アルコキシドの溶液を作製し、その乾燥と焼成によってC60-セラミックス複合粉末を得たのち、この複合粉末を、銅カプセル中に充填して、焼結する方法を提案した(参考文献、 Kun'ichi Miyazawa et al., “Characterization ofC60-Doped Zirconia Prepared from Organic Solutions”, Processing andFabrication of Advanced Materials VI, Volume:I,The Institute of Materials, 1998, pp.775~784)。図1に、上記した従来技術の適用例のフローチャートを示す。この場合の組成は、 ZrO2-3~30mass%C60である。
しかしながら、上記の方法では、セラミックス中でC60の一様な分散が得られないという問題があった。図2に、上記のようにして得られたZrO2-3~30mass%C60粉末を銅カプセルに詰め、ホットプレスすることによって作製したC60添加ジルコニアセラミックスの走査電子顕微鏡像(a) とその観察面における炭素の面分析X線像(b) を示す。同図において、炭素が一様に分散していないことから明らかなように、 上記の方法ではC60の一様な分散が達成されず、図示例では、焼結体の炭素が10μmサイズで偏析している。

産業上の利用分野


本発明は、フラーレンとセラミックスの効果的な複合を可能ならしめたフラーレン分散セラミックスの製造方法に関するものであり、自己潤滑性研磨材料、低摩擦耐摩耗材料、界面分極効果による高誘電率強誘電体・圧電体、計算機メモリーおよびマイクロアクチュエータ材料などの製造に有効に適用できるので、自動車産業、家電産業およびコンピュータ産業等の幅広い分野において好適に利用することができる。また、本発明は、フラーレンとセラミックスを複合させるための普遍的な技術と成り得る可能性を持つ基本技術であるので、上記の分野のみならず、農業、医療および薬学等の広い産業分野にわたって利用できる可能性を有するものである。
本発明を適用して特に好適な製品としては、圧電素子、軸受け、摺動部材、自己潤滑性研磨剤、自己潤滑性研磨盤、ガス分離膜、酸化物超伝導セラミックス、高潤滑性・耐磨耗セラミックス皮膜、界面分極型強誘電セラミックスおよび圧電セラミックス等が挙げられる。また、超高圧ホットプレスを利用して、C60の重合や変態を促進させることにより、ポリマー化C60分散セラミックスや超微粒ダイヤモンド分散セラミックス等の製品の製造も可能である。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属イオンの水溶液に、界面活性剤とフラーレンを溶解させて得られるコロイド溶液(ゾル)を、水素イオン濃度を変化させてゲル化させた後、このゲルを乾燥し、ついで残留する溶媒と界面活性剤を除去するための熱処理を施すことを特徴とするフラーレン分散セラミックス粉末の製造方法。

【請求項2】
請求項1で製造したフラーレンを含むセラミックス粉末を、焼結することを特徴とするフラーレンが一様に分散したバルクセラミックス体の製造方法。

【請求項3】
硝酸ジルコニルの水溶液に、C16TMA とC60粉末を溶解させて、C60を含むC16TMA のミセルを形成し、ついで水酸化ナトリウムを添加して、このミセルを内包する水酸化ジルコニムの沈殿を得、さらにこの沈殿をろ過後、乾燥し、ついで残留する溶媒とC16TMA を除去するための熱処理を施すことを特徴とするC60分散ジルコニア粉末の製造方法。

【請求項4】
請求項3で製造したC60分散ジルコニア粉末を、金または銅カプセル等の容器に詰め、焼結することを特徴とするC60分散ジルコニア焼結体の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1999072937thum.jpg
出願権利状態 登録


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