JPWO2020031883A1 - 窒化ホウ素ナノチューブ材料、窒化ホウ素ナノチューブ複合材料、及び窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施例では、本発明のBNNT材料(実施例1の試料)と、比較として、本発明のBNNT材料からBNフラーレン中空粒子を除いて作製したBNNT(比較例1の試料)を作製した。また、BNNT合成後にBNフラーレン中空粒子を添加してBNNTのバンドル化を抑制できるか否かを確認するため、BNNTとBNフラーレン中空粒子を別々に用意して混合して作製したBNNT材料(比較例2の試料)を作製した。以上の実施例1、比較例1、比較例2について、バンドル化の程度を評価した。
実施例1の試料を用いて、母材をアルミニウムとするBNNT複合材料を作製した。本発明のバンドル化が抑制され、高分散化されたBNNT材料を用いて、金属複合材料や樹脂複合材料などの各種のBNNT複合材料を作製することが可能である。本実施例では、BNNT複合材料として、BNNTとアルミニウムの複合材料(BNNT/Al複合材料)と、BNNTとフッ素樹脂の複合材料(BNNT/フッ素樹脂複合材料)を作製した。
次に、母材をフッ素含有樹脂とするBNNTとフッ素樹脂の複合材料を作製した。
BNNT/フッ素樹脂複合材料は、フッ素含有樹脂の有機溶液と、上記実施例1のBNNT材料の有機溶液を混合し、その後、有機溶媒を乾燥除去することにより作製した。BNNT材料の含有量は5質量%である。
Claims (22)
- 窒化ホウ素ナノチューブと、窒化ホウ素フラーレン中空粒子とを含み、
前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子が前記窒化ホウ素ナノチューブの間に分散されていることを特徴とする窒化ホウ素ナノチューブ材料。 - 前記窒化ホウ素ナノチューブは、前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子と接触しているものを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料。
- 前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子は、窒化ホウ素フラーレン中空粒子の表面から窒化ホウ素ナノチューブが成長した成長体付き窒化ホウ素フラーレン中空粒子を含んでいることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料。
- 前記窒化ホウ素ナノチューブおよび前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子が、2層以上5層以下の多層構造を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料。
- 前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子の平均粒子径が、5nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料。
- 前記窒化ホウ素ナノチューブの平均直径が、1nm以上50nm以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料。
- 前記窒化ホウ素ナノチューブは、前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子の比表面積の0.1倍以上10倍以下の比表面積を有することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料。
- 母材と、窒化ホウ素ナノチューブと、窒化ホウ素フラーレン中空粒子とを含み、
前記窒化ホウ素ナノチューブと前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子とが前記母材に分散されていることを特徴とする窒化ホウ素ナノチューブ複合材料。 - 前記窒化ホウ素ナノチューブは、前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子と接触していることを特徴とする請求項8に記載の窒化ホウ素ナノチューブ複合材料。
- 前記母材が、アルミニウム、チタン、ニッケル、鉄またはこれらの合金であることを特徴とする請求項8または9に記載の窒化ホウ素ナノチューブ複合材料。
- 前記母材が、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂またはフッ素含有樹脂であることを特徴とする請求項8または9に記載の窒化ホウ素ナノチューブ複合材料。
- (a)窒化ホウ素ナノチューブと、ホウ素粒子の表面に窒化ホウ素フラーレンが形成された窒化ホウ素フラーレン粒子とを含み、前記窒化ホウ素フラーレン粒子が前記窒化ホウ素ナノチューブの間に分散されている第1の生成物を得る工程と、
(b)前記(a)の工程で得られた前記第1の生成物に含まれる前記窒化ホウ素フラーレン粒子からホウ素成分を除去して窒化ホウ素フラーレン中空粒子を生成し、前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子が前記窒化ホウ素ナノチューブの間に分散されている第2の生成物を得る工程と、を有することを特徴とする窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。 - 前記第1の生成物は、前記窒化ホウ素フラーレン粒子の表面から前記窒化ホウ素ナノチューブが成長した、成長体付き窒化ホウ素フラーレン粒子を含んでおり、
前記第2の生成物は、前記成長体付き窒化ホウ素フラーレン粒子からホウ素成分を除去して成長体付き窒化ホウ素フラーレン中空粒子を生成し、前記窒化ホウ素ナノチューブの中に、前記成長体付き窒化ホウ素フラーレン中空粒子を含む構成を有する窒化ホウ素ナノチューブ材料を作製することを特徴とする請求項12に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。 - 前記(b)の工程が、前記第2の生成物を熱処理して前記ホウ素粒子を酸化ホウ素とする酸化熱処理工程と、
前記酸化熱処理工程後の前記第2の生成物から前記酸化ホウ素を除去する酸化物除去工程と、を有することを特徴とする請求項12または13に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。 - 前記(a)の工程における第1の生成物が気相合成法を用いて得られることを特徴とする請求項12から14のいずれか1項に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。
- 前記気相合成法は、レーザー気化、熱分解、直流プラズマまたは高周波誘導プラズマから選択されることを特徴とする請求項15に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。
- 前記酸化熱処理工程において、前記熱処理を450℃以上1000℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項14に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。
- 前記酸化物除去工程において、前記酸化ホウ素を、エタノール、メタノール又は水により洗浄除去することを特徴とする請求項14に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。
- 前記窒化ホウ素フラーレン粒子、前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子及び前記窒化ホウ素ナノチューブを、2層以上5層以下からなる多層構造にすることを特徴とする請求項12から18のいずれか1項に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。
- 前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子の平均粒子径を、5nm以上100nm以下に生成させることを特徴とする請求項12から19のいずれか1項に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。
- 前記窒化ホウ素ナノチューブを、平均直径1nm以上50nm以下に成長させることを特徴とする請求項12から20のいずれか1項に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。
- 前記窒化ホウ素ナノチューブを、前記窒化ホウ素フラーレン中空粒子の比表面積の0.1倍以上10倍以下の比表面積に成長させることを特徴とする請求項12から21のいずれか1項に記載の窒化ホウ素ナノチューブ材料の製造方法。
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