多孔质碳系材料和多孔质碳系材料的制造方法技术

本发明专利技术提供多孔质碳系材料和多孔质碳系材料的制造方法，提供一种即使在使用粒度分布宽的原料粉的情况下也能够防止微粉末的产生的多孔质碳系材料和该多孔质碳系材料的制造方法。多孔质碳系材料由2次粒子形成，该2次粒子由碳系粒子和将碳系粒子相互结合的碳质粘结剂构成，其中，2次粒子不是独立的而是相互结合的。另外，该多孔质碳系材料的制造方法包括下述工序：原料工序，将碳系粒子和软化点为70～200℃的沥青进行混炼，得到原料粉；成型工序，将上述原料粉装入成型模具中，加热至高于上述软化点的温度，得到规定形状的成型体；以及烧制工序，对上述成型体进行烧制。对上述成型体进行烧制。对上述成型体进行烧制。

【技术实现步骤摘要】
多孔质碳系材料和多孔质碳系材料的制造方法


[0001]本专利技术涉及多孔质碳系材料和多孔质碳系材料的制造方法。

技术介绍

[0002]碳系材料对各种化学药品具有耐蚀性、耐热性，因此被广泛用于半导体制造装置、各种电极材料、冶金领域、放电加工用电极、高温炉等领域中。
[0003]这样的碳系材料中广泛使用了采用微粒原材料并各向同性地施加高成型压力进行成型而得到的致密且强度高的各向同性石墨材料。另一方面，在过滤器、催化剂载体等领域中，需要多孔质的碳系材料，进行了以低密度提高强度的各种研究。
[0004]专利文献1中公开了一种多孔质碳成型体的制造方法，其用于解决多孔质碳系材料由于强度弱等原因而容易产生微粉并污染水、空气等环境的问题。该制造方法中，在制造气孔率为20％以上、且开气孔容积占总气孔容积的比例为50％以上、弯曲强度为10kg/cm2以上的多孔质碳成型体时，使用将以1吨/cm2的成型压力进行成型得到的成型体烧制至1000℃时的弯曲强度达到100kg/cm2以上的碳质粉末进行成型并进行烧制或石墨化。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开平10
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45483号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]专利文献1所记载的专利技术的
技术实现思路
为，针对产生微粉的课题，通过使用具有某种一定特性的碳质粉末进行成型并进行烧制或石墨化而得到高强度的碳质碳成型体，解决该课题。但是，用于制造多孔体的最初的原材料中，粗粒子、细粒子广泛分布。在制造多孔质碳系材料时，细粒子容易不进入到材料中而发生游离，成为微粉末的发生源。
[0010]本专利技术鉴于上述课题，其目的在于提供即使在使用粒度分布宽的原料粉的情况下也能够防止微粉末的发生的多孔质碳系材料和该多孔质碳系材料的制造方法。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]用于解决上述课题的手段包括下述方式。
[0013]<1>
[0014]本专利技术的多孔质碳系材料是由2次粒子形成的多孔质碳系材料，该2次粒子由碳系粒子和将上述碳系粒子相互结合的碳质粘结剂构成，其中，
[0015]上述2次粒子不是独立的而是相互结合的。
[0016]本专利技术的多孔质碳系材料中，由于2次粒子不是独立的而是相互结合的，因此能够抑制从多孔质碳系材料的内部脱落的2次粒子脱出到多孔质碳系材料的外部的情况。
[0017]另外，本专利技术的多孔质碳系材料优选为下述方式。
[0018]<2>
[0019]如<1>所述的多孔质碳系材料，其中，上述多孔质碳系材料的最大气孔径为50～1000μm。
[0020]最大气孔径为50μm以上时，作为多孔质碳系材料能够适当地用于各种用途。最大气孔径为1000μm以下时，可得到充分的比表面积，能够充分利用气孔内部的表面。
[0021]<3>
[0022]如<1>或<2>所述的多孔质碳系材料，其中，上述多孔质碳系材料的堆积密度为1.0～1.5g/cm3。
[0023]堆积密度为1.0g/cm3以上时，可得到足以维持作为多孔质材料的形状的强度。堆积密度为1.5g/cm3以下时，可得到充分的气孔体积，因此作为多孔质材料能够发挥出充分的功能。堆积密度依据JIS R7212:1995进行测定。
[0024]<4>
[0025]如<1>～<3>中任一项所述的多孔质碳系材料，其中，上述多孔质碳系材料的弯曲强度为2～30MPa。
[0026]弯曲强度为2MPa以上时，具备充分的强度，因此能够适当地用作结构物、各种部件等。弯曲强度为30MPa以下时，能够容易地进行加工，因此能够容易地得到目的形状。弯曲强度依据JIS R7212:1995进行测定。
[0027]解决上述课题的多孔质碳系材料的制造方法中包括下述方式。
[0028]<5>
[0029]一种多孔质碳系材料的制造方法，其包括下述工序：
[0030]原料工序，将碳系粒子与软化点为70～200℃的沥青进行混炼，得到原料粉；
[0031]成型工序，将上述原料粉装入成型模具中，加热至高于上述软化点的温度，得到特定形状的成型体；以及
[0032]烧制工序，对上述成型体进行烧制。
[0033]根据本专利技术的多孔质碳系材料的制造方法，由于将碳系粒子与软化点为70℃以上的沥青进行混炼而得到原料粉，因此在室温下不会附着在一起，能够按照在室温形成规定粒径的方式对原料粉的粒度进行调整。另外，由于混炼有软化点为200℃以下的沥青，因此即使在为了进行混炼而将沥青熔融时也不必暴露于高温，在将沥青进行熔融的阶段不容易进行缩合反应，能够防止软化点的上升。
[0034]另外，为了得到多孔质碳系材料，主要以基于热的熔接作用为中心而几乎不加压，因此即使为粒度分布宽的2次粒子也可得到相互结合而成的多孔体，而且容易形成连续气孔，在后续的烧制工序中原料粉中包含的挥发成分不会蓄积在成型体内部而能够除去。
[0035]另外，本专利技术的多孔质碳系材料的制造方法优选为下述方式。
[0036]<6>
[0037]如<5>所述的多孔质碳系材料的制造方法，其中，在烧制工序后进一步具有石墨化工序。
[0038]通过设置石墨化工序，可得到化学稳定、反应性低的多孔质碳系材料，能够适当地用于需要石墨质的用途中。
[0039]<7>
[0040]如<5>或<6>所述的多孔质碳系材料的制造方法，其中，在上述成型工序中，加热10
分钟以上。
[0041]通过在成型工序中加热10分钟以上，可促进沥青的熔接，能够确实地将2次粒子相互结合。另外，在成型工序中，能够在模具中传递并由热源直接对原料粉进行加热，因此与沥青发生缩合而提高分子量相比，更快地发生熔接，能够牢固地结合。
[0042]<8>
[0043]如<5>至<7>中任一项所述的多孔质碳系材料的制造方法，其中，在上述烧制工序中，将上述成型体埋在平均粒径大于上述原料粉的平均粒径的填充材料中进行烧制。
[0044]在烧制工序中，沥青熔化、2次粒子容易发生变形，成为由沥青中产生挥发成分的原因，但通过将成型体埋在填充材料中，可抑制2次粒子的变形。此外，通过使填充材料的平均粒径比原料粉粗(大)，所产生的挥发成分可迅速排出到成型体外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔质碳系材料，其是由2次粒子形成的多孔质碳系材料，该2次粒子由碳系粒子和将所述碳系粒子相互结合的碳质粘结剂构成，其中，所述2次粒子不是独立的而是相互结合的。2.如权利要求1所述的多孔质碳系材料，其中，所述多孔质碳系材料的最大气孔径为50μm～1000μm。3.如权利要求1或2所述的多孔质碳系材料，其中，所述多孔质碳系材料的堆积密度为1.0g/cm3～1.5g/cm3。4.如权利要求1～3中任一项所述的多孔质碳系材料，其中，所述多孔质碳系材料的弯曲强度为2MPa～30MPa。5.一种多孔质碳系材料的制造方法，其包括下述工序：原料工序，将碳系粒子与软化点为70℃～200℃的沥青进行混炼，...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛明柱，柴田贤一，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，
类型：发明
国别省市：