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炭素材料の不均一度測定法の確立と材料機能性との相関に関する研究

碳材料异质性测量方法的建立及其与材料功能的相关性研究

基本信息

批准号：
10137209
负责人：
西川恵子
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

様々な炭素材料を炭素部分と孔(pore)との二元系ととらえ、炭素材料の炭素の構造とporeの分布状態を調べるのには、小角X線散乱法が最も適していることを我々は示してきた。以下の3つの成果を得た。1) 小角X線散乱装置の立ち上げ高エネルギー加速器研究機構(KEK)の放射光実験施設(PF)では、実験室レベルのX線よりはるかに強いX線が得られ、小角X線散乱実験もそこでできる。しかし、共同利用施設であるための様々な制約があった。炭素材料に小角X線散乱を利用するためには、様々な条件の試料を作り、系統的にデータを収集する必要があり、実験室レベルでの装置の立ち上げが急務であった。装置を設計・製作してきたが、今年度完成した。散乱強度はPFに比べ弱いものの分解能および測定範囲は本装置のほうが優れていることが明らかになった。特に空気からの散乱を除去したため質の良いデータが得られた。また、有効な散乱強度を得るための測定時間は、一試料あたり30〜60である。2) 出発物質の違いによるガラス状炭素の構造の違いフラン樹脂を出発物質として焼成したガラス状炭素の構造について、フェノール樹脂を出発物質としたものと比較した。炭素6員環では、グラファイド的な平面構造をとり易いが、出発物質に5員環が含まれている場合には曲面形成が考えられ、フラーレンやカーボンナノチューブとの関わりの点からも、興味深い。焼成温度1200〜1400℃の試料について出発物質の相違による構造の違いがみられた。さらに高温の黒鉛化過程においﾞては、出発物質の相違による構造の違いは存在しない。フラン樹脂からのガラス状炭素においては、1000〜1400°C付近で五員環の折れまがり、あるいは六員環化が起こっていると思われる。3) 石炭のフラクタル構造非微粘結炭であるウイットバンク炭を試料として、小角X線散乱実験を行った。試料を様々な温度で熱処理し気孔構造の変化を表面フラクタル次元の変化としてとらえた。その結果、軟化温度(660K)以前に、化学変化を伴わない構造緩和を観測した。熱測定で、他の研究者から構造緩和は示唆されていたが、直接構造の立場からの報告は本研究が始めてである。石炭は炭素を上体とした混合物で、その研究を"科学"とするのには、多くの困難があるが、小角X線散乱から求まるフラクタル次元は石炭の構造やその変化を議論する良いパラメータとなる可能性がある。

Carbon material, carbon part, pore, binary system, carbon structure, pore distribution, small angle X-ray scattering, etc. The following 3 results were achieved. 1)Small angle X-ray scattering device is installed on the high-rise accelerator research institute (KEK) radiation light implementation (PF), the room is equipped with X-ray scattering device, the high-intensity X-ray scattering device is equipped with X-ray scattering device, the small-angle X-ray scattering device is equipped with X-ray scattering device.しかし、共同利用施设であるための様々な制约があった。Carbon materials for small angle X-ray scattering utilization, the conditions of sample preparation, system design, collection, necessary, room design, equipment installation and urgent work. Device design, production and completion this year Scattered intensity is higher than that of the decomposition energy and measurement range of the device. In particular, the quality of the air and the quality of the air The measurement time is 30 ~ 60 ℃. 2)There is a comparison between the production of substances from the structure of glass-shaped carbon and the production of substances from the structure of glass-shaped carbon from the structure of glass-shaped carbon from the resin and the production of substances from the resin. Carbon 6-member ring has a planar structure that is easy to form, and the emission material has a 5-member ring that contains carbon. When the surface is formed, the carbon 6-member ring has a curved surface. The sintering temperature is 1200 ~ 1400℃, and the phase of the emitting substance is different from the structure. In the process of high temperature and black lead, there is no contradiction between the structure and the substance. The temperature of 1000 ~ 1400°C is close to the five-membered ring. 3)Carboniferous structure of non-microbonded carbon sample, small angle X-ray scattering Sample temperature, heat treatment, pore structure, surface temperature, pore structure, pore Results, softening temperature (660K), chemical transformation, structural relaxation, etc. Thermal measurement, other researchers, structural mitigation, direct structural position, and report on this study The study of carbon upper body mixture is "scientific" and difficult.