[發明專利]碳材料的制造方法

無效

• 申請號: 201080053145.8
• 申請日: 2010-09-22
• 公開（公告）號: CN102666379A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 松永纮明;瀨谷薰;石井琢悟;武田章義
• 申請（專利權）人: 東洋炭素株式會社
• 主分類號: C01B31/30
• 分類號: C01B31/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及經表面改性的碳材料的制造方法。

背景技術

碳材料具有以下特性：輕量，且化學穩定性和熱穩定性優異，雖為非金屬但熱導性及電導性良好。然而，碳材料存在以下問題：作為基本特性，具有起塵性，難以與陶瓷或金屬、以及樹脂粘接。

作為改善其密合性的方法，例如專利文獻1中提出了以下方法：通過在石墨表面附著或印刷與碳反應而形成碳化物的金屬粉末，將其在非氧化性氣氛中加熱至800～2000℃，從而在石墨表面形成碳化金屬層后，對該碳化金屬層的表面實施金屬鍍覆而將石墨表面金屬化(metallize)，進一步通過軟焊料或硬焊料與其它構件接合。

此外，專利文獻2及專利文獻3中記載了在產生鹵化鉻氣體的滲透劑中埋入碳材料并進行熱處理。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平1-203209號

專利文獻2：日本特開平8-143384號

專利文獻3：日本特開平8-143385號

發明內容

發明所要解決的問題

然而，如上述專利文獻1中所示那樣，僅通過單純附著或印刷金屬粉末，進而進行加熱，具有以下問題：在碳基材上存在未形成碳化金屬層的部分，被膜產生斑駁或者被膜的密合性降低等。此外，在如上述專利文獻2及專利文獻3那樣在滲透劑中埋入碳材料進行處理的方法中，具有滲透劑的成分粘在碳材料上的問題；以及，由于構成滲透劑的物質中需要流過氫氣，所以伴隨溫度不均而產生品質的參差不齊，或需要用于能夠在設備自身中流過氫的探測機，導致成本的增大。

本發明考慮了上述課題，提供如下碳材料：通過抑制在碳基材上產生未形成碳化金屬層的部分，從而能夠抑制被膜產生斑駁或者被膜的密合性降低；以及，通過附著金屬粉末，從而能夠僅在所選擇的部分形成碳化金屬，且不需要過多的設備。

用于解決問題的方案

其特征在于，具有以下步驟：使金屬粉末附著于碳基材上的第1步驟；以及，在處于鹵化氫氣體的氣氛的容器內對上述附著有金屬粉末的碳基材進行熱處理的第2步驟。

若如上述制造方法那樣的金屬粉末在鹵化氫氣體的氣氛下進行熱處理，則在碳基材的表面均勻地形成碳化金屬層，因此能夠抑制在碳基材上產生未形成碳化金屬層的部分。其結果是，能夠抑制被膜上產生斑駁或者被膜的密合性降低。

此外，在碳化金屬層的形成后，通過鍍覆法、噴鍍法等形成金屬層等的情況下，該金屬層的粘接強度提高，此外，在碳化金屬層的形成后直接使用碳材料的情況下，能夠抑制粉塵的產生。

在上述第1步驟中，期望通過將包含粘合劑和金屬粉末的漿料涂布到碳基材上或者將碳基材浸漬到上述漿料中，從而使金屬粉末附著于碳基材上。

這是因為若使用存在粘合劑的漿料將金屬粉末涂布到碳基材上，則能夠在碳基材的表面均勻且順利地涂布金屬粉末。作為上述粘合劑，優選可溶于溶劑的樹脂成分，特別優選可溶于水的水溶性樹脂。作為該水溶性樹脂，優選在熱處理時燒毀、不殘留在碳材料中且不造成影響的水溶性樹脂，特別是聚乙烯醇(PVA)由于容易獲得、廉價，故優選。

上述第2步驟中的鹵化氫氣體優選為氯化氫氣體。

若鹵化氫氣體為氯化氫氣體，則能夠進一步抑制被膜上產生斑駁或者被膜的密合性降低，此外，能夠以低成本制作碳材料。

上述第2步驟中，優選將附著有金屬粉末的碳基材和氯化銨收納到同一容器內進行熱處理。

這是因為若使用氯化銨作為氯化氫產生劑，則由于氯化銨為固體，所以容易處理，能夠利用通過加熱由氯化銨產生的氯化氫氣體將容器內變成氯化氫氣體氣氛，能夠容易地執行本發明的方法。

添加到上述容器中的上述氯化銨的量相對于該容器的容積優選為1.00×10^-4g/cm³以上。

其理由是，若每單位體積的氯化銨的量低于1.00×10^-4g/cm³，則難以形成優質的被膜。但是，即使氯化銨的量過多，不僅無法發揮一定水平以上的添加效果，而且碳材料的生產成本高漲，所以氯化銨的量優選為1.00×10^-2g/cm³以下。

上述金屬粉末優選為鉻粉末。

但是，金屬粉末并不限定于鉻粉末，也可以使用不銹鋼等含鉻的合金粒子。

發明的效果