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公開番号2024124377
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2024029339
出願日2024-02-29
発明の名称複合ナノワイヤーおよび電波吸収材
出願人ユニチカ株式会社
代理人個人,個人
主分類B22F 1/16 20220101AFI20240905BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】酸化や溶出等による組成変化(特に鉄含有量の変化)が十分に小さい、安定性に優れた、鉄を主成分とする複合ナノワイヤーを提供すること。
【解決手段】粒子連結形状の金属ナノワイヤーの表面に、平均厚みが5～50nmのシリカ被膜を有し、鉄を主成分とする、複合ナノワイヤー。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
粒子連結形状の金属ナノワイヤーの表面に、平均厚みが５～５０ｎｍのシリカ被膜を有し、鉄を主成分とする、複合ナノワイヤー。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
鉄の含有率が７０質量％以上である、請求項１に記載の複合ナノワイヤー。
【請求項３】
アスペクト比が６０以上である、請求項１または２に記載の複合ナノワイヤー。
【請求項４】
平均繊維径が９０ｎｍ以上である、請求項１または２に記載の複合ナノワイヤー。
【請求項５】
前記金属ナノワイヤーにおける直径の最大値をＡ（ｎｍ）、最小値をＢ（ｎｍ）とし、前記直径の最大値Ａが前記金属ナノワイヤーにおいて端から１００ｎｍ以内の端部ではないところでの直径の最大値である場合に、前記金属ナノワイヤーは１．２～３．０のＡ／Ｂ値を有する、請求項１または２に記載の複合ナノワイヤー。
【請求項６】
体積抵抗率が１×１０
７
Ω・ｃｍ以上である、請求項１または２に記載の複合ナノワイヤー。
【請求項７】
複合化による飽和磁化の維持率が８０％以上である、請求項１または２に記載の複合ナノワイヤー。
【請求項８】
酸化による鉄含有量の低下率が５％以下である、請求項１または２に記載の複合ナノワイヤー。
【請求項９】
水への溶出による鉄含有量の低下率が５％以下である、請求項１または２に記載の複合ナノワイヤー。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の複合ナノワイヤーを含む、電波吸収材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ナノワイヤーの表面にシリカ被膜を有する複合ナノワイヤーおよびそれを含む電波吸収材に関するものである。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄を主成分とするナノワイヤーは電波吸収材などに用いる磁性材料として検討されている（例えば、特許文献１、２）。一般に、鉄は飽和磁化が高く優れた磁性材料であるが、安定な環境条件の領域が狭く、水、酸素、ｐＨの影響で酸化や溶出が起きやすい材料である。特に、ナノワイヤーの形状は、表面積が広くなるため、バルクの形状よりも酸化や溶出が起きやすく、ナノワイヤーの組成が変化しやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１００８９５号公報
特開２０２２－１５９１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、酸化や溶出等による組成変化（特に鉄含有量の変化）が十分に小さい、安定性に優れた、鉄を主成分とする複合ナノワイヤーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の要旨は、以下の通りである。
＜１＞粒子連結形状の金属ナノワイヤーの表面に、平均厚みが５～５０ｎｍのシリカ被膜を有し、鉄を主成分とする、複合ナノワイヤー。
＜２＞鉄の含有率が７０質量％以上である、＜１＞に記載の複合ナノワイヤー。
＜３＞アスペクト比が６０以上である、＜１＞または＜２＞に記載の複合ナノワイヤー。
＜４＞平均繊維径が９０ｎｍ以上である、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤー。
＜５＞前記金属ナノワイヤーにおける直径の最大値をＡ（ｎｍ）、最小値をＢ（ｎｍ）とし、前記直径の最大値Ａが前記金属ナノワイヤーにおいて端から１００ｎｍ以内の端部ではないところでの直径の最大値である場合に、前記金属ナノワイヤーは１．２～３．０のＡ／Ｂ値を有する、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤー。
＜６＞体積抵抗率が１×１０
７
Ω・ｃｍ以上である、＜１＞～＜５＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤー。
＜７＞複合化による飽和磁化の維持率が８０％以上である、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤー。
＜８＞酸化による鉄含有量の低下率が５％以下である、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤー。
＜９＞水への溶出による鉄含有量の低下率が５％以下である、＜１＞～＜８＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤー。
＜１０＞＜１＞～＜９＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤーを含む、電波吸収材。
＜１１＞磁界を印加しながら、金属ナノワイヤーを作製する工程；および
前記金属ナノワイヤーの表面にシリカ被膜を形成する工程
を含む、複合ナノワイヤーの製造方法。
＜１２＞＜１＞～＜９＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤーを製造する、＜１１＞に記載の複合ナノワイヤーの製造方法。
＜１３＞前記複合ナノワイヤーのアスペクト比が６０以上である、＜１１＞または＜１２＞に記載の複合ナノワイヤーの製造方法。
＜１４＞前記複合ナノワイヤーの平均繊維径が９０ｎｍ以上である、＜１１＞～＜１３＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤーの製造方法。
＜１５＞前記金属ナノワイヤーにおける直径の最大値をＡ（ｎｍ）、最小値をＢ（ｎｍ）とし、前記直径の最大値Ａが前記金属ナノワイヤーにおいて端から１００ｎｍ以内の端部ではないところでの直径の最大値である場合に、前記金属ナノワイヤーは１．２～３．０のＡ／Ｂ値を有する、＜１１＞～＜１４＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤーの製造方法。
＜１６＞前記複合ナノワイヤーの体積抵抗率が１×１０
７
Ω・ｃｍ以上である、＜１１＞～＜１５＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤーの製造方法。
＜１７＞前記複合ナノワイヤーの複合化による飽和磁化の維持率が８０％以上である、＜１１＞～＜１６＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤーの製造方法。
＜１８＞前記複合ナノワイヤーの酸化による鉄含有量の低下率が５％以下である、＜１１＞～＜１７＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤーの製造方法。
＜１９＞前記複合ナノワイヤーの水への溶出による鉄含有量の低下率が５％以下である、＜１１＞～＜１８＞のいずれかに記載の複合ナノワイヤーの製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、酸化や溶出等による組成変化（特に鉄含有量の変化）が十分に小さい、安定性に優れた、鉄を主成分とする複合ナノワイヤーを提供することができる。
本発明の複合ナノワイヤーは、被膜を有するにもかかわらず、被膜形成前の金属ナノワイヤーの飽和磁化に対する維持率が比較的高い。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の複合ナノワイヤーのＴＥＭ画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［複合ナノワイヤー］
本発明の複合ナノワイヤーは、金属ナノワイヤーおよび当該金属ナノワイヤー表面に配置されるシリカ被膜を含む。金属ナノワイヤーは芯材として配置されてもよい。シリカ被膜は鞘材として配置されてもよい。本発明の複合ナノワイヤーは、金属ナノワイヤーに由来する鉄を主成分として含有し、シリカ被膜に由来するケイ素をさらに含有する。本発明において、複合ナノワイヤーの主成分や含有する元素は、ＩＣＰ－ＡＥＳで評価し、最も含有量の多い元素を主成分とする。本発明の複合ナノワイヤーを構成する金属ナノワイヤーは鉄ナノワイヤーと称されてもよい。
【０００９】
複合ナノワイヤー中の金属の含有量は、複合ナノワイヤーを希塩酸希硝酸混合溶液に溶解し、ＩＣＰ－ＡＥＳ法により、各種金属（例えば、鉄、ケイ素、ニッケル、コバルト、クロム、マンガン、銅、銀、金、白金、ルテニウム）の標準液を用いて検量線法により、測定された値を用いている。複合ナノワイヤー中の金属の含有量は複合ナノワイヤーを構成する全原子に対する質量割合で表される。複合ナノワイヤー中のケイ素以外の金属の全ては通常、複合ナノワイヤーを構成する金属ナノワイヤー（または金属ナノワイヤー部）に由来のものである。
【００１０】
本発明の効果は安定性の低い鉄に関するものである。鉄の比率が低い場合、本発明の適正がないわけではないが、例えば、安定性の高い元素との合金化などの他の方法を選択することもできる。一方で、飽和磁化などの磁気特性を高くするため、鉄を主成分とした場合、本発明の効果は高くなる。そのため、複合ナノワイヤー中における鉄の含有量は、６０質量％以上、特に６５質量％以上であることが好ましく、６８質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることがさらに好ましく、７５質量％以上であることが十分に好ましく、８０質量％以上であることがより十分に好ましく、８５質量％以上であることがさらに十分に好ましい。一方、ケイ素を含むため、鉄の含有量の上限は９５質量％以下、特に９０質量％以下であることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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