JPH04132700A - Continuous production of zinc oxide whisker - Google Patents
Continuous production of zinc oxide whiskerInfo
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- JPH04132700A JPH04132700A JP25580290A JP25580290A JPH04132700A JP H04132700 A JPH04132700 A JP H04132700A JP 25580290 A JP25580290 A JP 25580290A JP 25580290 A JP25580290 A JP 25580290A JP H04132700 A JPH04132700 A JP H04132700A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、テトラポット状の酸化亜鉛ウィスノノの連続
製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for continuously producing zinc oxide in the form of tetrapods.
従来の技術
酸化亜鉛ウィスカは、各種材料の補強材、制振材、導電
性や電波吸収性等を活かした電子部品材料等、広い範囲
の用途を有している。BACKGROUND OF THE INVENTION Zinc oxide whiskers have a wide range of uses, such as reinforcing materials for various materials, vibration damping materials, and electronic component materials that take advantage of their electrical conductivity and radio wave absorbing properties.
この酸化亜鉛ウィスノ1の製造方法としては、次のもの
が知られ、あるいは提案されている。As a method for producing this zinc oxide Wisno 1, the following methods are known or proposed.
(1) 特開昭50−6597号公報においては、亜
鉛および亜鉛よりも沸点の高い金属よりなる亜鉛合金ま
たはその混合物を酸素を含有する雰囲気下において加熱
して、アルミナ焼結体、ムライト焼結体等の下地物質上
に酸化亜鉛ウィスノノを生成さぜることか示されている
。(1) In JP-A-50-6597, zinc and a zinc alloy made of a metal with a boiling point higher than zinc or a mixture thereof are heated in an oxygen-containing atmosphere to form an alumina sintered body and a mullite sintered body. It has been shown that zinc oxide can be formed on the underlying material such as the body.
(2) 特公昭60−5529号公報においては、外
筒の内部に設けた内筒に亜鉛原料を入れ、その内筒内に
窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを流し、上記亜
鉛原料を加熱して亜鉛蒸気を発生させ、この蒸気を上記
不活性ガスをキャリアガスとして外筒内の酸素含有雰囲
気中に噴出させて酸化燃焼させたのち、冷却用空気を吹
き込み生成した酸化亜鉛を480°C,/ s e c
以上の冷却速度で急冷することが開示されている。(2) In Japanese Patent Publication No. 60-5529, a zinc raw material is placed in an inner cylinder provided inside an outer cylinder, and an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is flowed into the inner cylinder to remove the zinc raw material. After heating to generate zinc vapor, this vapor is injected into the oxygen-containing atmosphere inside the outer cylinder using the above-mentioned inert gas as a carrier gas to oxidize and burn it, and then cooling air is blown in to heat the generated zinc oxide at 480°. C, / sec
It is disclosed that rapid cooling is performed at a cooling rate higher than that.
また、この方法に関連して日本化学会誌(1984゜V
o l 6.P2S5)には、亜鉛蒸気をキャリアガス
きともに燃焼室に導(ノズルの構造について三重構造と
し、中心の亜鉛蒸気の噴出孔のまわりに二重にアルゴン
ガスを流して、ノズル先端から酸素を遮断することが示
されている。In addition, regarding this method, the Journal of the Chemical Society of Japan (1984゜V
o l 6. In P2S5), zinc vapor is introduced into the combustion chamber together with a carrier gas (the nozzle structure is triple-layered, and argon gas is flowed twice around the central zinc vapor nozzle to block oxygen from the nozzle tip). It has been shown that
(3)特願平0i10743号明細書においては、流動
層炉内に酸化皮膜を有する亜鉛粉末を連続的に供給する
とともに、その亜鉛粉末を不活性ガスで流動させながら
加熱して亜鉛蒸気を発生させ、上記流動層炉内の亜鉛蒸
気を含む部分に酸素ガスまたは酸素含有ガスを連続的に
供給して、上記亜鉛蒸気を酸化反応させる方法が提案さ
れている。(3) In Japanese Patent Application No. 0i10743, zinc powder having an oxide film is continuously supplied into a fluidized bed furnace, and the zinc powder is heated while being fluidized with an inert gas to generate zinc vapor. A method has been proposed in which oxygen gas or oxygen-containing gas is continuously supplied to a portion of the fluidized bed furnace containing zinc vapor to cause the zinc vapor to undergo an oxidation reaction.
発明か解決しようとする課題
しかしながら上記(1)の方法は、ウィスカ生成に下地
物質を必要とすることから連続生産に適用するには不適
当である。Problems to be Solved by the Invention However, the method (1) above is unsuitable for continuous production because it requires a base material to generate whiskers.
また上記(2)の方法では、亜鉛蒸気の噴出孔の詰りの
問題がある。すなわち、キャリアガスとともに亜鉛蒸気
を噴出する噴出孔が酸素含有雰囲気に接しているため完
全に酸素を遮断てきす、長時間にわたって酸化反応を行
うと噴出孔のまわりに酸化亜鉛の固い堆積物が付着し、
噴出孔をふさぐ現象である。この問題に関しては、上記
したように噴出孔のまわりに二重に不活性ガスを流す改
善案もあるが、噴出孔の径が大きくなる大規模な工業装
置では充分な効果は望めない。また、寸法の大きなウィ
スカを得るためには、亜鉛蒸気の噴出速度を遅くする必
要があるが、噴出速度を遅(するほど、上記現象は顕著
に現われる。このため、この方法では10μm以上の長
さのウィスカを製造することはできなかった。Furthermore, the method (2) above has the problem of clogging of the zinc vapor nozzle. In other words, the nozzle that spews out zinc vapor along with the carrier gas is in contact with an oxygen-containing atmosphere, so oxygen is completely cut off, and if the oxidation reaction continues for a long time, hard deposits of zinc oxide will form around the nozzle. death,
This is a phenomenon that blocks the vent. Regarding this problem, as mentioned above, there is an idea to improve the flow of inert gas around the nozzle, but this method cannot be expected to be sufficiently effective in large-scale industrial equipment where the diameter of the nozzle is large. In addition, in order to obtain whiskers with large dimensions, it is necessary to slow down the ejection speed of zinc vapor, but the slower the ejection speed, the more pronounced the above phenomenon becomes.For this reason, this method It was not possible to produce a whisker.
さらに上記(3)の方法では、亜鉛原料をいったん粉末
にする必要があり、また流動層炉内での粉末の流動管理
が精密に要求されるという問題がある。Furthermore, in the method (3) above, there is a problem that the zinc raw material must be once powdered, and that precise flow control of the powder in the fluidized bed furnace is required.
このように、従来の方法はそれぞれに課題を有しており
、亜鉛インゴットのような単純な原料を用いて、平均の
長さが数10μm以上の寸法を有する大きなテトラボッ
ド状酸化亜鉛ウィスカを安定して連続的に生産できる製
造方法はまだ見い出されていなかった。As described above, the conventional methods each have their own problems, and it is difficult to stabilize large tetrabod-shaped zinc oxide whiskers with an average length of several tens of micrometers or more using a simple raw material such as a zinc ingot. A manufacturing method that allows continuous production has not yet been found.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、亜鉛イン
ゴットから平均の長さが数10μm以上の寸法を有する
大きなテトラボッド状酸化亜鉛ウィスカを安定に連続し
て生産できる製造方法を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a manufacturing method that can stably and continuously produce large tetrabod-shaped zinc oxide whiskers having an average length of several tens of μm or more from a zinc ingot. purpose.
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために本発明は、加熱炉内を鉛直方
向に非酸化性雰囲気と酸化性雰囲気とに分離し、前記非
酸化性雰囲気中に亜鉛蒸気供給口に設け、その亜鉛蒸気
供給口から亜鉛蒸気を連続的に供給し、その亜鉛蒸気を
上記酸化性雰囲気に導き、亜鉛蒸気を酸化反応さぜ、テ
トラボッド状酸化亜鉛ウィスカを製造しようとするもの
である。亜鉛蒸気を酸化性雰囲気中に導(ためにはキャ
リアガスを用いる。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention vertically separates the inside of a heating furnace into a non-oxidizing atmosphere and an oxidizing atmosphere, and a zinc vapor supply port is provided in the non-oxidizing atmosphere. The purpose is to continuously supply zinc vapor from the zinc vapor supply port, introduce the zinc vapor into the above-mentioned oxidizing atmosphere, cause the zinc vapor to undergo an oxidation reaction, and produce tetrabod-shaped zinc oxide whiskers. A carrier gas is used to introduce the zinc vapor into an oxidizing atmosphere.
本発明における非酸化性雰囲気を作るガスとしては、ヘ
リウム、ネオン、アルゴン、窒素、炭酸ガス等のいわゆ
る不活性ガスのほか、プロパンや木炭等を燃焼させてで
きる酸素を含まない燃焼排ガスを用いる。In the present invention, gases for creating a non-oxidizing atmosphere include so-called inert gases such as helium, neon, argon, nitrogen, and carbon dioxide, as well as oxygen-free combustion exhaust gas produced by burning propane, charcoal, and the like.
本発明の方法においては、上記ガスの密度の大小、すな
わち、そのガスの密度が酸素より大きいか、または小さ
いかによって、さらに2つの方法に分けられる。The method of the present invention is further divided into two methods depending on the density of the gas, that is, whether the density of the gas is higher or lower than that of oxygen.
非酸化性雰囲気を作るガスとして、ヘリウム。Helium is used as a gas to create a non-oxidizing atmosphere.
ネオン、窒素等の密度が酸素より小さいガスを用いる場
合には、加熱炉内部の上方に非酸化性雰囲気を、加熱炉
内部の下方に酸化性雰囲気を形成させ、ガス排出口を酸
化性雰囲気の下部に設け、生成した酸化亜鉛ウィスカは
落下させて捕集するようにする。加熱炉はガス排出口以
外は密閉構造とする。When using a gas with a lower density than oxygen, such as neon or nitrogen, create a non-oxidizing atmosphere above the heating furnace and an oxidizing atmosphere below the heating furnace, and close the gas outlet to the oxidizing atmosphere. It is installed at the bottom to allow the generated zinc oxide whiskers to fall and be collected. The heating furnace shall have a closed structure except for the gas outlet.
また、非酸化性雰囲気を作るガスとして、アルゴン、炭
酸ガス、燃焼排ガス等の密度が酸素より大きいガスを用
いる場合には、加熱炉内部の下方に非酸化性雰囲気を、
加熱炉内部の上方に酸化性雰囲気を形成さぜ、ガス排出
口を酸化性雰囲気の上部に設けて上向きのガス流を作り
、生成した酸化亜鉛ウィスカはガス流により所定箇所に
導いて捕集するようにする。この場合も、加熱炉はガス
排出口以外は密閉構造とする。In addition, when using a gas with a higher density than oxygen, such as argon, carbon dioxide, or combustion exhaust gas, as the gas for creating a non-oxidizing atmosphere, a non-oxidizing atmosphere is created in the lower part of the heating furnace.
An oxidizing atmosphere is formed above the inside of the heating furnace, and a gas outlet is provided above the oxidizing atmosphere to create an upward gas flow, and the generated zinc oxide whiskers are guided to a predetermined location by the gas flow and collected. do it like this. In this case as well, the heating furnace has a closed structure except for the gas outlet.
一方、酸化性ガスとしては、酸素ガスや空気に代表され
る酸素含有ガスを用い、これらのガスを加熱炉の所定の
位置より連続して炉内に供給し、所定の酸素濃度を維持
する。On the other hand, as the oxidizing gas, an oxygen-containing gas such as oxygen gas or air is used, and these gases are continuously supplied into the furnace from a predetermined position in the heating furnace to maintain a predetermined oxygen concentration.
上記した亜鉛蒸気を搬送するキャリアガスさしては、前
述した非酸化性雰囲気を形成するガスを用いる。したが
って、キャリアガスは亜鉛蒸気の搬送とおもに、非酸化
性雰囲気の形成にも寄与する。As the carrier gas for transporting the zinc vapor, the gas that forms the non-oxidizing atmosphere described above is used. Therefore, the carrier gas primarily contributes to the transport of zinc vapor, but also to the formation of a non-oxidizing atmosphere.
作用
上記した手段によれば、亜鉛蒸気はキャリアガスによっ
て、加熱炉の非酸化性雰囲気中に設けられた亜鉛蒸気供
給口から酸化性雰囲気に搬送され、酸化反応によって酸
化亜鉛ウィスカが生成される。Effect: According to the above-described means, zinc vapor is transported by the carrier gas from the zinc vapor supply port provided in the non-oxidizing atmosphere of the heating furnace to the oxidizing atmosphere, and zinc oxide whiskers are generated by an oxidation reaction.
非酸化性雰囲気を形成するガスがヘリウム、ネオン、窒
素等の密度が酸素より小さいガスである場合は、非酸化
性雰囲気ガスは加熱炉内で酸化性雰囲気ガスより上方に
集り、排気口が下部にあるため炉内のガスの流れは下向
きとなり、非酸化性雰囲気と酸化性雰囲気とが分離され
た状態が維持される。非酸化性雰囲気を形成するガスが
、アルゴン、炭酸ガス、燃焼排ガス等の酸素より密度の
大きいガスである場合、非酸化性雰囲気ガスは加熱炉内
で酸化性雰囲気ガスより下方に集り、ガス排出口か上部
にあるため炉内のガスの流れは上向きとなり、非酸化性
雰囲気と酸化性雰囲気とが分離された状態が維持される
。If the gas forming the non-oxidizing atmosphere is a gas with a lower density than oxygen, such as helium, neon, or nitrogen, the non-oxidizing atmosphere gas will gather above the oxidizing atmosphere gas in the heating furnace, and the exhaust port will be located at the bottom. Because of this, the gas flow in the furnace is directed downward, and the non-oxidizing atmosphere and the oxidizing atmosphere are kept separated. If the gas forming the non-oxidizing atmosphere is a gas with a higher density than oxygen, such as argon, carbon dioxide, or combustion exhaust gas, the non-oxidizing atmosphere gas will collect below the oxidizing atmosphere gas in the heating furnace, and the gas will be exhausted. Since the outlet is located at the top, the gas flow in the furnace is directed upward, and the non-oxidizing atmosphere and the oxidizing atmosphere are kept separated.
このように゛して、亜鉛蒸気供給口は常に非酸化性雰囲
気の中に位置し酸化性ガスから隔離されているため、亜
鉛蒸気供給口における亜鉛蒸気の噴出速度に関係なく、
亜鉛蒸気噴出口の周辺に酸化亜鉛が堆積することがなく
、したがって、亜鉛蒸気の速度を任意に選べるので、平
均の長さが数10μmの寸法を有する大きなテトラポッ
ト状の酸化亜鉛ウィスカを安定して連続して生産するこ
とができる。In this way, since the zinc vapor supply port is always located in a non-oxidizing atmosphere and isolated from oxidizing gases, regardless of the jetting velocity of zinc vapor at the zinc vapor supply port,
Since zinc oxide is not deposited around the zinc vapor spout and the speed of the zinc vapor can be arbitrarily selected, large tetrapod-shaped zinc oxide whiskers with an average length of several tens of micrometers can be stabilized. can be produced continuously.
実施例 以下、その実施例を図面を参照して説明する。Example Examples thereof will be described below with reference to the drawings.
第1図は、その第1の実施例、すなわち非酸化性雰囲気
を形成するガスの密度が、酸素より小さい場合の酸化亜
鉛ウィスカの製造装置の一実施例の構成を示している。FIG. 1 shows the structure of a first embodiment of the zinc oxide whisker production apparatus, in which the density of the gas forming the non-oxidizing atmosphere is lower than that of oxygen.
第1図において、1は加熱炉本体、2はその加熱炉本体
1の上部に設けられた金属亜鉛蒸発室、3は酸化性ガス
導入口、4はキャリアガス導入口、5は非酸化性ガス導
入口、6は金属亜鉛投入口、7はガス排出口、8はウィ
スカ捕集口、9は加熱炉本体1および亜鉛蒸発室2を加
熱するヒーター、10は金属亜鉛、11は金属亜鉛1o
を溶かするつぼ、12a、12b、12cは加熱炉本体
内部の酸素濃度を測定する酸素濃度計、13は亜鉛蒸気
供給口、14は生成した酸化亜鉛ウィスカ、15は非酸
化性雰囲気領域、16は酸化性雰囲気領域である。In Fig. 1, 1 is a heating furnace main body, 2 is a metal zinc evaporation chamber provided at the upper part of the heating furnace main body 1, 3 is an oxidizing gas inlet, 4 is a carrier gas inlet, and 5 is a non-oxidizing gas inlet. 6 is a metal zinc inlet, 7 is a gas outlet, 8 is a whisker collection port, 9 is a heater that heats the heating furnace main body 1 and the zinc evaporation chamber 2, 10 is metal zinc, 11 is metal zinc 1o
12a, 12b, 12c are oxygen concentration meters that measure the oxygen concentration inside the heating furnace main body, 13 is a zinc vapor supply port, 14 is the generated zinc oxide whisker, 15 is a non-oxidizing atmosphere area, and 16 is an oxidizing It is a sexual atmosphere area.
上記の第1図に示す構成の装置において、まず加熱炉本
体1の内部を900℃以上℃以上望950〜1050℃
に、金属亜鉛蒸発室2を880 ℃以上望しくは920
〜980℃に加熱する。次に、キャリアガス導入口4よ
りキャリアガスを、非酸化性ガス導入口5より非酸化性
ガスを供給して金属亜鉛蒸発室2および加熱炉本体1の
内部の上方を非酸化性雰囲気とする。この非酸化性ガス
導入口5から供給する非酸化性ガスはキャリアガス導入
口4から供給するキャリアガスが兼ねることもできる。In the apparatus having the configuration shown in FIG.
Then, heat the metal zinc evaporation chamber 2 to a temperature of 880°C or higher, preferably 920°C.
Heat to ~980°C. Next, a carrier gas is supplied from the carrier gas inlet 4 and a non-oxidizing gas is supplied from the non-oxidizing gas inlet 5 to create a non-oxidizing atmosphere above the interior of the metal zinc evaporation chamber 2 and the heating furnace main body 1. . The non-oxidizing gas supplied from the non-oxidizing gas inlet 5 may also serve as the carrier gas supplied from the carrier gas inlet 4.
同時に酸化性ガス導入口3より酸化性ガスを供給して、
加熱炉本体1の内部の下半分を酸化性雰囲気にする。加
熱炉本体1内部の雰囲気の状態は酸素濃度計12a、1
2b、12Cにより測定し、酸素濃度計12aが非酸化
性雰囲気であることを示す酸素濃度0%付近の値または
=(マイナス)の値を示し、酸素濃度計12.bおよび
12cが酸素濃度+(プラス)の数値を示せば、加熱炉
1内の雰囲気の分離ができていることを示している。こ
の場合−(マイナス)は還元性雰囲気であることを示す
。したがって非酸化性雰囲気領域15と酸化性雰囲気領
域16の境界は酸素濃度計12aと121〕の中間に位
置することになる。このとき亜鉛蒸気供給口13は全て
非酸化性雰囲気の中に存在しており、酸化性雰囲気から
は隔離されている。なお、上記2つの雰囲気領域の境界
の位置は、非酸化性ガスまたはキャリアガスの流量によ
って移動する。At the same time, oxidizing gas is supplied from oxidizing gas inlet 3,
The lower half of the interior of the heating furnace body 1 is made into an oxidizing atmosphere. The state of the atmosphere inside the heating furnace main body 1 is determined by the oxygen concentration meters 12a, 1.
2b, 12C, the oxygen concentration meter 12a shows a value near 0% oxygen concentration or a value of = (minus), indicating that the oxygen concentration meter 12a is in a non-oxidizing atmosphere. If b and 12c show values of oxygen concentration + (plus), it indicates that the atmosphere in the heating furnace 1 has been separated. In this case, - (minus) indicates a reducing atmosphere. Therefore, the boundary between the non-oxidizing atmosphere region 15 and the oxidizing atmosphere region 16 is located between the oxygen concentration meters 12a and 121]. At this time, all the zinc vapor supply ports 13 exist in a non-oxidizing atmosphere and are isolated from an oxidizing atmosphere. Note that the position of the boundary between the two atmospheric regions is moved depending on the flow rate of the non-oxidizing gas or the carrier gas.
このようにして雰囲気の調整をしたのち、金属亜鉛投入
口6より亜鉛インゴットを投入してるつぼ11で溶融し
、亜鉛蒸・気を発生させれば、亜鉛蒸気はキャリアガス
によって搬送され加熱炉本体1内に入り、酸化性雰囲気
16に入ると同時に酸素反応を開始してウィスカ]4が
生成し、成長しながら落下し、ウィスノノ捕集装置(図
示せず)によってウィスカ捕集口8から捕集されろ。After adjusting the atmosphere in this way, a zinc ingot is introduced from the metal zinc inlet 6 and melted in the crucible 11 to generate zinc vapor and gas. 1, and as soon as it enters the oxidizing atmosphere 16, an oxygen reaction is started and whiskers] 4 are generated, fall while growing, and are collected from the whisker collection port 8 by a whisker collection device (not shown). Be it.
一方、連続的に供給される非酸化性ガスおよび酸化性ガ
スは酸化反応で消費された酸素以外はガス排出ロアより
連続的に排出される。On the other hand, the continuously supplied non-oxidizing gas and oxidizing gas are continuously discharged from the gas exhaust lower, except for oxygen consumed in the oxidation reaction.
本実施例においては、午ヤリアガスにヘリウムを用い、
非酸化性雰囲気形成ガスもキャリアガスが兼ねた。酸化
性ガスには空気を用いた。加熱炉本体1内部の温度は9
50℃、金属亜鉛蒸発室2の温度は9300Cとした。In this example, helium is used for the hourly gas,
The carrier gas also served as a non-oxidizing atmosphere forming gas. Air was used as the oxidizing gas. The temperature inside the heating furnace body 1 is 9
The temperature of the metal zinc evaporation chamber 2 was 9300C.
キャリアガスの流量は3e /min、空気は20e/
m i nを供給し、雰囲気の分離状態を示す酸素濃
度計の値は予備調整の段階で酸素濃度計12aが0.0
5%、12F)が−1−1,3、1%、]、 2 cが
1−17%を示し、酸化反応中はそれぞれ12aが1.
05%、12bが+0.5%、12cが10.7%であ
った。The flow rate of carrier gas is 3e/min, and the flow rate of air is 20e/min.
The value of the oxygen concentration meter 12a indicating the separation state of the atmosphere is 0.0 at the preliminary adjustment stage.
5%, 12F) is -1-1,3,1%, ], 2c is 1-17%, and during the oxidation reaction, 12a is 1.
05%, 12b +0.5%, and 12c 10.7%.
実験により得られた酸化亜鉛ウィスカの電子顕微鏡写真
を第3図に示す。テトラボッド状酸化亜鉛つィスノ1の
寸法は核部から先端までの長さが30〜100μmであ
る。FIG. 3 shows an electron micrograph of zinc oxide whiskers obtained in the experiment. The length of the tetrabod-shaped zinc oxide tube 1 from the core to the tip is 30 to 100 μm.
第2図は、本発明の第2の実施例、すなわち非酸化性雰
囲気を形成するガスの密度が酸素より大きい場合の酸化
亜鉛ウィスカの製造装置の一実施例を示してしる。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, that is, an embodiment of a zinc oxide whisker manufacturing apparatus in which the density of the gas forming the non-oxidizing atmosphere is higher than that of oxygen.
第2図において第1図と同じ部分については同じ番号を
イマ1し、詳しい説明は省略し、異なる点について説明
する。In FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are designated by the same numbers, detailed explanations are omitted, and differences will be explained.
第2図においては非酸化性雰囲気を形成するガスとして
、酸素より重いガスを用いるため、非酸化性雰囲気領域
15が下部に、酸化性雰囲気領域16が上部に形成され
、亜鉛蒸発室2.キャリアガス導入口4.非酸化性ガス
導入口5.金属亜鉛投入]」6.るつぼ11が加熱炉本
体1の下部に、ガス排出口を兼ねたウィスカ捕集口8か
加熱炉本体1の上部に位置していることが実施例1と異
なる主要な点である。本装置を運転し酸化亜鉛ウィスカ
を製造する手順は実施例1と同様である。酸素濃度計1
2 a 、 12 b 、 ]−2cの配列は実施例
1と上下逆になっているが、酸化性雰囲気領域16と非
酸化性雰囲気15の境界は、酸素濃度計12aと12b
または12aと12cの中間に形成される。In FIG. 2, since a gas heavier than oxygen is used as the gas forming the non-oxidizing atmosphere, a non-oxidizing atmosphere region 15 is formed in the lower part, an oxidizing atmosphere region 16 is formed in the upper part, and the zinc evaporation chamber 2. Carrier gas inlet 4. Non-oxidizing gas inlet 5. Addition of metallic zinc] 6. The main difference from Example 1 is that the crucible 11 is located at the bottom of the heating furnace body 1, and the whisker collection port 8, which also serves as a gas discharge port, is located at the top of the heating furnace body 1. The procedure for operating this apparatus and producing zinc oxide whiskers is the same as in Example 1. Oxygen concentration meter 1
2a, 12b, ]-2c is upside down from Example 1, but the boundary between the oxidizing atmosphere region 16 and the non-oxidizing atmosphere 15 is the same as the oxygen concentration meters 12a and 12b.
Or it is formed between 12a and 12c.
第2の実施例における装置において、キャリアガスに炭
酸ガスを用い、非酸化性雰囲気形成ガスも・)−ヤリア
ガスが兼ねて、その他の条件は実施例1と同様にして運
転を行った。その結果、第4図の電子類w1.鏡が示す
ように、核部から先端までの長さが15〜130μmの
酸化亜鉛ウィスカが(qられた。In the apparatus of the second example, carbon dioxide gas was used as the carrier gas, and Yaria gas was also used as the non-oxidizing atmosphere forming gas, and the other conditions were the same as in Example 1. As a result, electronics w1 in FIG. As the mirror shows, a zinc oxide whisker with a length of 15-130 μm from the core to the tip was (q).
さらに、第2の実施例における装置により、キャリアガ
スにプロパンガスの燃料排ガスを用い、非酸化性雰囲気
もキャリアガスと同じプロパンガスの燃焼排ガスを用い
、酸化性ガスとして空気を用いて、酸化亜鉛ウィスカの
製造を行った。Furthermore, with the apparatus of the second embodiment, the carrier gas is propane fuel exhaust gas, the non-oxidizing atmosphere is propane combustion exhaust gas, which is the same as the carrier gas, and air is used as the oxidizing gas to produce zinc oxide. Manufactured whiskers.
燃焼排ガスを作るためプロパンガスは空気の5〜7%の
混合比で燃焼さゼた。Propane gas was combusted at a mixing ratio of 5 to 7% air to create flue gas.
加熱炉の温度は実施例1と同様とし、キャリアガスの流
量は3e/min、空気は20e/minとして連続し
て供給した。加熱炉内の雰囲気の分離状態を示す酸素濃
度計の値は、予備調整の段階では酸素濃度計12aが−
4,2%、12bが+9.5%、12cが12.8%を
示し、酸化反応中はそれぞれ12aが−4,5%、12
bが−0,45%、12cが+0.11%であった。The temperature of the heating furnace was the same as in Example 1, the carrier gas flow rate was 3 e/min, and the air was continuously supplied at a flow rate of 20 e/min. The value of the oxygen concentration meter, which indicates the state of separation of the atmosphere in the heating furnace, is determined when the oxygen concentration meter 12a is -
4.2%, 12b shows +9.5%, 12c shows 12.8%, and during the oxidation reaction, 12a shows -4.5%, 12
b was -0.45% and 12c was +0.11%.
この方法で得られた酸化亜鉛ウィスカの電子顕微鏡写真
を第5図に示している。An electron micrograph of zinc oxide whiskers obtained by this method is shown in FIG.
また、亜鉛蒸気供給口13の長時間安定性を確認するた
め、以上の実施例で述べた全ての方法で、8時間の連続
運転を行ったか、亜鉛蒸気供給口13および蒸気室2の
内部には何らの付着物も存在せず、酸素が十分に遮断さ
れていることが確認できた。In addition, in order to confirm the long-term stability of the zinc vapor supply port 13, continuous operation for 8 hours was performed using all the methods described in the above examples. No deposits were present, and it was confirmed that oxygen was sufficiently blocked.
発明の効果
以」二の説明からも明らかなように本発明によれば、亜
鉛インゴットのように前加工を行っていない原料を用い
て、核部から先端までの平均の長さが数10μmの寸法
を有する大きなテトラボッド状酸化亜鉛ウィスカを安定
して、長時間連続して生産する方法を提供することが可
能で、生産性を著しく高めることができる。Effects of the Invention As is clear from the explanation in Section 2, according to the present invention, by using a raw material that has not been preprocessed, such as a zinc ingot, the average length from the core to the tip is several tens of μm. It is possible to provide a method for stably and continuously producing large tetrabod-shaped zinc oxide whiskers for a long period of time, and productivity can be significantly increased.
第1図は本発明の酸化亜鉛ウィスカの連続製造方法に用
いられる第1の実施例の装置の構成を示す概略縦断面図
、第2図は他の実施例の装置の構成を示す概略縦断面図
、第3図〜第5図は本発明の方法によって製造された酸
化亜鉛ウィスカの電子顕微鏡写真である。
■・・・・・・加熱炉本体、2・・・・・・金属亜鉛蒸
発室、7・・・・・・ガス排出口、8・・・・・・ウィ
スノ1捕集口、11・・・・・・るつぼ、13・・・・
・・亜鉛蒸気供給口、14・・・・・・酸化亜鉛ウィス
カ、]5・・・・・・非酸化性雰囲気領域、16・・・
・・・酸化性雰囲気領域。
代理人の氏名 弁理士小鍜治明 ほか2名手続補正書嶋
劫
平成3 年 2月20S
田FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view showing the configuration of the apparatus of the first embodiment used in the continuous production method of zinc oxide whiskers of the present invention, and FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing the configuration of the apparatus of another example. Figures 3 to 5 are electron micrographs of zinc oxide whiskers produced by the method of the present invention. ■... Heating furnace body, 2... Metal zinc evaporation chamber, 7... Gas exhaust port, 8... Wisno 1 collection port, 11... ... Crucible, 13...
... Zinc vapor supply port, 14 ... Zinc oxide whisker, ]5 ... Non-oxidizing atmosphere area, 16 ...
... Oxidizing atmosphere area. Name of agent: Patent attorney Haruaki Ogata and two others Procedural amendment Shima Ko February 20, 1991 S.
Claims (3)
囲気に分離し、前記非酸化性雰囲気中に設けた亜鉛蒸気
供給口から亜鉛蒸気を連続的に供給して前記酸化性雰囲
気に導き、酸化反応させることを特徴とする酸化亜鉛ウ
ィスカの連続製造方法。(1) Separate the inside of the heating furnace vertically into a non-oxidizing atmosphere and an oxidizing atmosphere, and continuously supply zinc vapor from a zinc vapor supply port provided in the non-oxidizing atmosphere to the oxidizing atmosphere. 1. A method for continuously producing zinc oxide whiskers, characterized by conducting an oxidation reaction.
いて非酸化性雰囲気を上方に、非酸化性雰囲気を下方に
形成するとともに、酸化性雰囲気の下部にガス排出口を
設け、生成した酸化亜鉛ウィスカを落下させて捕集する
ことを特徴とする請求項1記載の酸化亜鉛ウィスカの連
続製造方法。(2) Using a gas with a lower density than oxygen in the non-oxidizing atmosphere to form a non-oxidizing atmosphere above and a non-oxidizing atmosphere below, and providing a gas outlet at the bottom of the oxidizing atmosphere. 2. The method for continuously producing zinc oxide whiskers according to claim 1, wherein the zinc oxide whiskers are collected by falling.
いて非酸化性雰囲気を下方に、酸化性雰囲気を上方に形
成するとともに、酸化性雰囲気の上部にガス排出口を設
けて上向きのガス流を作り、生成した酸化亜鉛ウィスカ
をガス流により所定箇所に導き捕集することを特徴とす
る請求項1記載の酸化亜鉛ウィスカの連続製造方法。(3) Using a gas with a higher density than oxygen in the non-oxidizing atmosphere to form a non-oxidizing atmosphere downward and an oxidizing atmosphere upward, a gas outlet is provided above the oxidizing atmosphere to direct the upward gas. 2. The method for continuously producing zinc oxide whiskers according to claim 1, wherein the generated zinc oxide whiskers are guided to a predetermined location and collected by the gas flow.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25580290A JPH04132700A (en) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | Continuous production of zinc oxide whisker |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25580290A JPH04132700A (en) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | Continuous production of zinc oxide whisker |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04132700A true JPH04132700A (en) | 1992-05-06 |
Family
ID=17283839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25580290A Pending JPH04132700A (en) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | Continuous production of zinc oxide whisker |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04132700A (en) |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP25580290A patent/JPH04132700A/en active Pending
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