Tokiti Noda

Glass-like carbons

Abstract The preparation, structure, properties and some applications of glass-like carbons are outlined by reviewing the published studies made on these materials.

Microscopic observations of hard carbon heat-treated under pressure

Abstract The two hard carbons PH-7, a phenolformaldehyde resin char carbonized to 700°C and PH-15, which was the same PH-7 heat-treated for 60 min at 1500°C under reduced pressure, were heat-treated at various temperatures under pressure of 5 kbar and examined using a polarized light microscope. Bright golden-yellow areas with birefringence are observed at contacts between angular grains and these areas increase with the increase in HTT. The percentage increase in these optically anisotropic areas corresponds to the increase in the content of the graphitic component as determined by X-rays. The results show that large strains due to the concentration of the compressive stress at the contacts of the grains causes graphitization of hard carbons.

Graphitization of carbon under high pressure

Abstract A review of the recent work on acceleration of graphitization under high pressure by electric spark shock and in the presence of mineral matter is presented.

Preferred orientation of crystallite in carbons heat-treated under high pressure

A soft carbon and a hard carbon which were prepared from Polyvinylchloride and phenolformaldehyde resin, respectively, both by carbonizing to about 700°C, were obtained as sintered cakes by heat-treatment up to about 1800°C under the quasihydrostatic pressure of 5 kbar. Preferred orientation of crystallites relative to the compressing direction in these cakes was determined by X-ray difraction technique by using the (004) or (002) diffraction line. The soft carbon showed remarkable preferred orientation of crystallites, but the degree of orientation was dependent only a little on heat-treatment temperature (HTT). At 1200°C under 5 kbar, the hard carbon gave a sintered cake which had no appreciably preferred orientation. The degree of preferred orientation of crystallites in the cake of the hard carbon greatly increased with the increase in HTT. The difference in the dependence of preferred orientation of crystallites in the soft and hard carbons on HTT was interpreted by referring to the texture of the original carbons.

Crystal growth and graphitization

Abstract A survey of the research concerning crystal growth with respect to the calcination of lime-stone and the preparation of synthetic mica cryatals and also those on carbon and graphite is described. Starting with X-ray diffraction investigation of carbon brushes, development of crystallinity in carbon, such as the composite structure of 00l diffraction profile of carbon products, crystallization of graphite from carbon melt, graphitization under high pressure as observed by X-ray diffraction technique and by microscopy, and growth of single crystals of graphite are discussed in some detail.

Density of Synthetic Fluor-Phlogopite Glass

合成雲母融液の過冷却度は熱処理温度, 時間とともに増加し, 最大に達したのち, ゆるやかに減少することは既に報告された。融液の電気伝導度, 粘度, 表面張力も融解温度とともに変化し, これは融液の構造の変化によるためと推定されたが, 測定精度が不十分であったため明確なことはいえなかった。本報は融液を急冷して得たガラスの密度を測定し, 融解温度による融液の構造の変化を明らかにしようとした。合成雲母結晶を1380～1470℃ 間で融解,一時間保持し,急冷したのち560℃,16時間焼きなましてひずみを除いた。試料ガラスの密度は浮沈法に準じた方法で測定した。1380～1400℃ 間では融解温度が高くなるに従い密度は減少するが,1410℃ 以上では密度は上昇する傾向が見られた。雲母結晶の構造はすき間の多い板状ケイ酸塩構造で,融解直後の融液の構造はこれに近いものと考えられる。融解温度が上昇するとこの構造は崩壊し,Bockrisらの提案した単離錯陰イオンが形成され,さらに高温では単離錯陰イオンは分解して単独イオンの密充填に近い構造となると推定される。

Relationship of Fluorine Content and Lattice Constants of Fluorine-hydroxylphlogopite with Condition of Formation

金雲母の生成条件と金雲母結晶中のフッ素イオンおよび水酸イオン含有量との関係を明らかにする目的で本研究を行なった。フッ素水酸金雲母[KMg3AlSi3O10Fx(OH)2-x]に相当するゲル混合物中のxの値を変えた5種の調合物について,温度600～900℃,圧力300～500atmの条件下で水熱合成を行なった。調合物中のフッ素含量x の多いほど合成雲母結晶中のx もますが, 調合物中のx=1.5～2.0では温度800～90 ℃で合成された合成雲母結晶中のxには大きな差がない。フッ素金雲母理論量より10倍過剰のフッ素を調合した場合,x =1.54の金雲母が得られ,それ以上含有する金雲母はこの実験範囲内では得がたいようであった。同一調合物より生成した金雲母結晶中のフッ素含有量は,合成温度の上昇とともに増加する傾向を示し,合成圧力にはほとんど関係ないようであった。反応液のpHと金雲母結晶中のフッ素含有量との間にはpH=-2.21x+7.79の相関関係が認められ,フッ素水酸金雲母の格子定数c0値と金雲母結晶中のフッ素含有量(x値)との間にはc0(Fx)=c0(OH)-0.098xなる直線関係がある。

Effect of Platinum Used as a Container on Crystallization of Fluor-Phlogopite Melt

フッ素金雲母の溶融体よりの結晶化に及ぼす溶融体の熱履歴の影響を研究した際,加熱時間と共に過冷却度が増し,遂にはほとんど結晶化しなくなるが,さらに加熱時間が増すと再び過冷却度が減少することを認めた。後段の過冷却度の減少は容器にもちいた白金の溶融体中への溶解によって促進されるものではないかとの懸念から,種々の熱処理をうけたフッ素金雲母試料中の白金の分析を行なった。分析は発光分光分析法により白金の3064.7Åのスペクトル線をもちいておこなった。100%フッ素金雲母溶融体の場合,試料中の白金量は極めて微量であったが加熱処理と共にます傾向にあり,フッ化カリウム添加試料の場合はその添加量が20wt%以上になるとかなりの白金量を認めた。しかしながらフッ化カリウム添加試料では白金による影響よりもフッ化カリウムの添加の影響が著しく,白金の影響が懸念された100%フッ素金雲母でも専ら試料の加熱覆歴によって決まることを認めた。従ってフッ素金雲母溶融体よりの結晶化現象については,白金の影響はほとんど無視できるとの結論に達した。

Surface Tention of Synthetic Mica Melts

含フッ素ケイ酸塩溶融体の表面張力を最大泡圧法で測定した。また測定の深さを変え,同時に溶融体の密度の測定も行なった。試料はフッ素金霊母(KMg3AlSi3O10F2),調合原料POM2(KMg3AlSi3O9.88F2.24)およびホウ素金雲母(KMg3BSi3O10F2)をとった。表面張力はそれぞれ235～220dyne/cm(1390～1442℃),218～190dyne/cm(1355～1425℃),217～193dyne/cm(1177～1430℃)となった。表面張力の温度係数は負で,温度が高くなると表面張力は小さくなった。密度は測定温度範囲内ではほぼ一定で,平均値はそれぞれ2.49,2.44,2.45g/cm3となった。

The System Fluor-Phiogopite-Potassium Fluoride (3) Results of Quenching Experiments.

フッ素金雲母- フッ化カリウム系の生成鉱物の析出過程を明らかにするため, 急冷法によりフッ化カリウム分58wt%以下の範囲の組成の溶融体から常温までに生成する鉱物と液相の範囲を調べた。フッ素金雲母-フッ化カリウム反応系の生成する鉱物の析出過程は,組成中に存在するMgF2-KF系の鉱物の生成量に著しく影響され, フッ化カリウム分が20～30wt% まではKF・MgF2の生成量は少なく, 初晶としてフッ素金雲母が析出し,KF・MgF2の析出量が最大となるフッ化カリウム分35.6wt%の組成および2KF・MgF2の生成をみるフッ化カリウム分35.6wt%以上の組成ではK2O・Al2O3・2SiO2とK2O・Al2O3・4SiO2の両者がまず析出する。K2O・Al2O3・2SiO2の析出量は高温度では多く,KF・MgF2の析出温度以下の低温度ではK2O・Al2O3・4SiO2の析出量を増すようである。またKF・MgF2の析出後K2O・MgO・SiO2およびβ-K2O・MgO・3SiO2が析出し,フッ化カリウム分が少ない35.6wt%以下ではK2O・MgO・SiO2とβ-K2O・MgO・3SiO2はほぼ同時に析出するようであるが, フッ化カリウム分が35.6wt%より多くなるとβ-K2O・MgO・3SiO2の析出量が少なくなり, K2O・MgO・SiO2の析出後β-K2O・MgO・3SiO2が析出することを認めた。