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

• 批准号: 11124206
• 负责人: 西川 恵子
• 金额: $ 1.09万
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11124206/
• 关键词: 小角X線散乱; 細孔構造; ガラス状炭素; フェノール炭; フラン炭; イミド炭; 表面フラクタル; 炭素繊維

炭素材料は、存在の形態の多様性で特徴づけられる。その多様性を構造の面から表すならば多孔性であるか否か、また多孔性であるならばその孔の形状や分布がどのようになっているかに集約できると思われる。炭素の物性の多様性、材料としての機能の多様性も、多くの場合この空孔の多様性に起因していると言える。本研究は、さまざまな炭素材料を炭素部分と空孔との二元系ととらえ、構造と分布をX線回析法(広角散乱、小角散乱)を用いて探ることを目的としてスタートした。そして、多孔性炭素材料のporeの構造と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示した。この間に行なった研究は、1)実験室で使える精度良い小角X線散乱装置の立ち上げおよび実際の炭素材料への適用と解析法の模索である。形態からみた細孔構造の代表的なものとして、2)ガラス状炭素、3)石炭、4)ポリマーブレンドから調整した多孔性炭素繊維を取り上げた。2)のガラス状炭素は、閉孔構造の代表として位置付けられる。出発物質をフェノール樹脂、フラン樹脂、イミド樹脂と変え、出発物質の違いによる細孔構造への影響、また、それぞれについて焼成温度による細孔構造の違いを議論した。3)の石炭については、石炭を孔の階層構造を形成している代表例と位置付け、フラクタル的概念での構造表現を試み、フラクタル次元が石炭の性質や機能と結びつけられるか否かを検討した。4)の試料は、熱分解により消失する気孔形成樹脂の大きさや形状は出発段階でわかっているが、紡糸や焼成する際どのように気孔を生じ変形するか、その大きさと形を解明した。

Carbon materials で have the characteristics of <s:1> morphology <e:1> diversity で. そ の multiple others を の surface か ら table す な ら ば porous で あ る か no か, ま た porous で あ る な ら ば そ の の hole shape distribution が や ど の よ う に な っ て い る か に intensive で き る と think わ れ る. Carbon has multiple physical properties, materials と て て, functions, multiple properties, multiple く occasions, <s:1>, voids, multiple に causes, て ると ると words える. は, this study さ ま ざ ま な carbon material を carbon part と empty hole と の binary system と と ら え distribution, tectonic と を X-ray back chromatography (hiroo Angle scattered, small Angle scattered) を with い て agent る こ と を purpose と し て ス タ ー ト し た. そ し て, porous carbon materials の pore の structure と distribution state を adjustable べ る の に は, small Angle X-ray scattered が most も し て い る こ と を shown し た. Line between こ の に な っ た research は, 1) be 験 chamber で make え る precision fine い small Angle X ray scattered device の made ち げ お よ び be interstate の carbon material へ の is used analytical method の と cable で あ る. Form か ら み た pores structure の represent な も の と し て, 2) ガ ラ ス carboniferous carbon, 3), 4) ポ リ マ ー ブ レ ン ド か ら adjustment し た on porous carbon 繊 d を take り げ た. 2) The ガラス carbon in the form of ガラス and the closed-cell structure <e:1> represent the と て て position of けられる. を 発 substance フ ェ ノ ー ル resin, フ ラ ン resin, イ ミ ド resin と - え, の 発 substance violations い に よ る pores structure へ の influence, ま た, そ れ ぞ れ に つ い て 焼 temperature に よ る pores structure の violations い を comment し た. 3) の carboniferous に つ い て は, carboniferous を の を class structure formation し て い る representative example と position pay け, フ ラ ク タ ル concept で の を み, structure performance フ ラ ク タ ル dimensional が nature of carboniferous の や function と knot び つ け ら れ る か no か を beg し 検 た. 4) try の は, thermal decomposition に よ り disappear す る 気 の big hole forming resin き さ や shape は out 発 Duan Jie で わ か っ て い る が, spinning si や 焼 into す る interstate ど の よ う に 気 born hole を じ - shaped す る か, そ の big き さ と form を interpret し た.

项目成果

T.Ohkubo、T.Iiyama、K.Nishikawa、T.Suzuki and K.Kaneko: "Pore-Width-Dependent Ordering of C_2H_5OH Molecules Contained in Graphitic Slit Nanopores"The Journal of Physical Chemistry. B103. 1859-1863 (1999)

T. Ohkubo、T. Iiyama、K. Nishikawa、T. Suzuki 和 K. Kaneko：“图形狭缝纳米孔中包含的 C_2H_5OH 分子的孔宽度依赖性排序”物理化学杂志 B103（1999）。

K.Fukuyama、Y.Kasahara、N.Kasahara、A.Ohya and K.Nishikawa: "Small Angle X-ray Scattering Study on Pore Structure of Porous Carbon Fiber Prepared by Polymer Blend Technique"Carbon. (印刷中). (2000)

K. Fukuyama、Y. Kasahara、N. Kasahara、A. Ohya 和 K. Nishikawa：“聚合物共混技术制备的多孔碳纤维的孔结构的小角度 X 射线散射研究”（出版中）。 ）

T.Nakagawa、K.Nishikawa and I.Komaki: "Change of Surface Fractal Dimension for Witbank Coal with Heat Treatment Studied by Small Angle X-ray Scattering"Carbon. 37. 520-522 (1999)

T. Nakakawa、K. Nishikawa 和 I. Komaki：“通过小角度 X 射线散射研究威特班克煤热处理后表面分形维数的变化”Carbon。

西川恵子: "小角X線散乱法による多孔質炭素材料の細孔構造の研究"炭素. 192. 71-76 (2000)

Keiko Nishikawa：“利用小角X射线散射法研究多孔碳材料的孔结构”Carbon. 192. 71-76 (2000)。

Y.Kasahara and K.Nishikawa: "Construction of Small-angle X-ray Scattering Diffractometer by Use of Asymmetric-Cut Monochromator"Japanese Journal of Applied Physics. 39. 343-344 (2000)

Y.Kasahara 和 K.Nishikawa：“利用非对称切割单色仪构建小角度 X 射线散射衍射仪”日本应用物理学杂志。