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METAL OXIDE STRUCTURE, AND METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THE SAME

Patent code P03A000578
File No. U2000P151
Posted date Aug 28, 2003
Application number P2001-031833
Publication number P2002-241200A
Patent number P3530936
Date of filing Feb 8, 2001
Date of publication of application Aug 28, 2002
Date of registration Mar 12, 2004
Inventor
  • (In Japanese)斎藤 秀俊
  • (In Japanese)大塩 茂夫
  • (In Japanese)波岡 義哲
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人長岡技術科学大学
Title METAL OXIDE STRUCTURE, AND METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal oxide structure containing whiskers which is obtained without lowering the functions and properties of a metal oxide whisker base material and has markedly improved mechanical strength and durability, and to provide a method and a device for producing the same.
SOLUTION: The metal oxide structure contains the whiskers of a metal oxide, which whiskers have each a diameter of the cross section approximated to a circle of 0.01 to 100 μm and the ratio of the length to the diameter of the cross section approximated to the circle of ≥1. Each whisker has a reinforced structure which is obtained by adding an element different from those of base materials constituting the whisker. The metal oxide structure containing the whiskers mentioned above is produced by an atmospheric pressure open type CVD method.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


金属酸化物は、セラミックコンデンサー、アクチュエーター、光波長変換素子、レーザー発振素子、冷陰極素子等の電子材料や光材料、抗菌、防汚効果等を目的とする表面改質剤、気相や液相やその両方の相における触媒やその担体等幅広い用途に使用されている。そして、これらの用途に使用する金酸化物としては、容積当たりの表面積が大きいものが求められている。本発明者らは、加熱された基材表面に気化された金属化合物をキャリアガスとともに大気圧開放下で吹き付けることによって、狭い面積に多数のウイスカーを有する金属酸化物構造体が得られることを見出し、先に提案した。(特開2000-58365号公報等)

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は機械的強度の改善されたウイスカーを有する金属酸化物構造体、その製造方法及び製造装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
円近似断面径が0.01~100μmで、円近似断面径に対する長さの比が1以上である金属酸化物のウイスカーを有する金属酸化物構造体において、ウイスカーがウイスカー内部にウイスカーの長軸方向に沿ってウイスカーを構成する母材とは異なる元素添加によって得られる母材組成とは異なる組成の強化層を有することを特徴とする金属酸化物構造体。

【請求項2】
 
異種元素の割合が母材を構成する元素に対して0.1~10原子%であることを特徴とする請求項1に記載の金属酸化物構造体。

【請求項3】
 
ウイスカーが基板表面上の10μm×10μm の面積当たり0.1~10000個の密度で存在することを特徴とする請求項1又は2に記載の金属酸化物構造体。

【請求項4】
 
ウイスカーがウイスカーの長軸方向に沿って一貫した性状を有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の金属酸化物構造体。

【請求項5】
 
ウイスカーを構成する母材と強化層が化学的に結合していることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の金属酸化物構造体。

【請求項6】
 
ウイスカーを構成する母材と強化層の結晶関係がエピタキシャルであることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の金属酸化物構造体。

【請求項7】
 
ウイスカーを構成する母材元素および異種元素が、周期律表において水素を除く1族、2族、ホウ素を除く13族、炭素を除く14族、窒素とリンと砒素を除く15族及び3,4,5,6,7,8,9,10,11,12族から選ばれる少なくとも一種の金属を含むものであることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の金属酸化物構造体。

【請求項8】
 
金属がZn、Si、Al、Sn、Ti、Zr及びPbから選ばれたものであることを特徴とする請求項7に記載の金属酸化物構造体。

【請求項9】
 
有機物質、無機物質、金属から選ばれる材料でウイスカーの間を充填したことを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の金属酸化物構造体。

【請求項10】
 
気化させた金属酸化物ウイスカー母材構成元素を含むガスと気化させた母材とは異なる元素を含むガスを、キャリアガスとともに均一に混合した後に、大気圧開放下に加熱された基材表面に吹き付けて基材表面に円近似断面径が0.01~100μmで、円近似断面径に対する長さの比が1以上である金属酸化物のウイスカーを有する金属酸化物構造体を堆積することを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載の金属酸化物構造体の製造方法。

【請求項11】
 
さらに、得られた金属酸化物構造体のウイスカーの間を有機物質、無機物質、金属から選ばれる材料で充填することを特徴とする請求項10に記載の金属酸化物構造体の製造方法。

【請求項12】
 
金属酸化物ウイスカーを構成する母材の気化器、該母材とは異なる元素の気化器、気化させた母材及び母材とは異なる元素をキャリアガスとともに均一に混合する原料混合器、混合原料ガスを噴出するノズル及び基材加熱台を有することを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載の金属酸化物構造体の製造装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2001031833thum.jpg
State of application right Registered
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