パルスインジェクション法を用いた気相成長炭素繊維の連続製造法の開発

开发脉冲喷射法气相生长碳纤维的连续制造方法

基本信息

  • 批准号:
    05750688
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    1993
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1993 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

気相成長炭素繊維は、炭化水素を含む還元雰囲気下、鉄などの超微粒子触媒を核として成長する。申請者は触媒源を液パルス状で反応器に導入することにより、繊維成長に適した超微粒子触媒を非常に高密度に発生させ、従来の数十〜数百倍の速度で(10秒で50mmの長繊維)繊維を成長させる全く新しい手法(パルスインジェクション法)を開発した。しかし、超微粒子の成長プロレスは非常に複雑であり、装置依存性が高い。本研究では、この新しい手法を用いての繊維の連続生産の可能性を検討し、以下の成果を得た。1.気相成長炭素繊維の製造実験:石英製の反応器を、購入した菅状開閉炉で加熱し、温度は購入した卓上型精密温度調節装置で制御した。実験の操作因子の影響を調べたところ、装置のスケールアップを行う際には、触媒源導入部温度、キャリア線速、触媒源導入量の最適化が非常に重要であることが明らかになった。つまり、超微粒子触媒の生成過程が繊維の収率に大きく影響する。また、触媒源を間欠的に液パルス状で反応器に導入することにより課題となっていた繊維の連続生産に成功した。また、パルスの間隔を短かすぎると、前後するパルスによって生成する触媒粒子生成の環境が互いに干渉して、繊維の収率が低下してしまうため、連続生産にはパルス間隔がある程度必要であることがわかった。2.鉄超微粒子の解析:得られた繊維をガス化し、残った微粒子を捕集した。また、繊維製造と同じ実験を炭素源を供給せずにおこない、発生した微粒子を捕集した。両者を高分解能走査型電子顕微鏡で観察したところ、いずれの微粒子もほとんどが粒径10〜50nmの範囲にあり、開発したパルスインジェクション法を用いることにより繊維成長に寄与する活性な超微粒子触媒を効率よく生成することが明らかになった。
Phase growth carbon fiber, carbon water element, iron and ultra-fine particle catalyst The applicant developed a completely new method for the growth of ultra-fine particle catalysts at a speed of tens to hundreds of times faster (50mm in length in 10 seconds) than that of a catalyst source introduced into a liquid-like reactor. The growth of ultrafine particles is extremely complex and device dependent. This study discusses the possibility of using new methods to maintain the continuous production of carbon dioxide, and the following results are obtained. 1. Phase growth carbon fiber production: quartz inverter, purchase, furnace heating, temperature, purchase, high-precision temperature control device It is very important to adjust the influence of operation factors, optimize the temperature of catalyst source introduction part, linear velocity of catalyst source introduction and the amount of catalyst source introduction during operation. The formation process of ultrafine particle catalyst has great influence on the production rate. The catalyst source is a liquid crystal reactor. The catalyst source is a liquid crystal reactor. The catalyst particle generation environment is relatively low, and the catalyst particle production interval is relatively low. 2. The analysis of iron ultrafine particles: to obtain the particles, to collect the residual particles The carbon source supply system is used to collect particles. The high resolution electron microscope detects particles in the particle size range of 10 ~ 50nm, and develops the particle size range of 10 ~ 50nm.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
T.Masuda: "Rapid Vapor Grown Carbon Fiber Production Using the Intermittent Liquid Pulse Injection Technique" MATERIALS AND MANUFACTURING PROCESSES. 9. (1994)
T.Masuda:“使用间歇液体脉冲注射技术快速气相生长碳纤维生产”材料和制造工艺。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Masuda: "The Liquid Pulse Injection Technique:A New Method to Obtain Long Vapor Grown Carbon Fibers at High Growth Rates" CARBON. 31. 783-787 (1993)
T.Masuda:“液体脉冲注射技术:一种以高增长率获得长气相生长碳纤维的新方法”CARBON。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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