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【特集】炭素材料応用の最新動向

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黒鉛負極材の開発と今後の展開
Development and Future Trend of Graphite Anode Material

　当社(昭和電工)は,長年の人造黒鉛電極事業で培ってきた高温熱処理技術や炭素粉体処理技術を活用し,LIB負極用に人造黒鉛負極材SCMGR(SCMG:Structure-Controlled-Micro-Graphite)を商業生産している。SCMGRは,車載用LIBや蓄電用LIBのような,長サイクル寿命,保存特性が要求される大型LIB向けグレードに適している。さらに当社は高容量次期負極材料として有望視されているSi黒鉛複合系材料の開発も進めている。本稿では,当社SCMGR負極材や開発中のSi黒鉛負極材の特徴などを例示しながら,LIB負極材の現状と開発動向を解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 炭素系LIB負極材料の開発状況
　2.1　LIB負極材料の種類と代表特性
　2.2　LIB及び負極材料要求項目
3. 人造黒鉛負極材のサイクル特性,保存特性,低膨張特性,入出力特性の改善
　3.1　人造黒鉛SCMGRの特徴
　3.2　人造黒鉛SCMGR(AGr),カーボンコート球状化天然黒鉛(NGr)のサイクル特性,保存特性比較とその解析
　3.3　人造黒鉛SCMGRの低膨張特性
　3.4　人造黒鉛SCMGRの高入出力特性
　3.5　人造黒鉛SCMGRのさらなる高容量化:Si黒鉛負極材の開発

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メソポーラス炭素の工業製品化とその用途展開
Industrialization of Mesoporous Carbons and its Applica

　ナノオーダーの多孔性を持つ炭素材料は古くから工業材料として存在し,化学工業や医薬,食品工場などで,分離・生成,濃縮などに用いられ,近年では蓄電デバイスの電極などへの適用がなされるなど用途の拡充が進んでいる。これら新たな用途に適合しうる細孔のサイズ,構造を制御されたメソ孔を多く有する多孔質炭素材料を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 細孔を有する多孔質材料
3. MgOテンプレートを使用したメソポーラスカーボン
　3.1　調製方法
　3.2　メソポーラスカーボンの物性
4. メソポーラスカーボンの用途展開
5. メソポーラスカーボンの高結晶化
6. おわりに

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DLC膜とその応用展開
Characteristics and Applications of Diamond Like Carbon(DLC)Films

　DLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)膜はアモルファスの炭素膜の総称であるが,極めて優れた低摩擦性,耐摩耗性,耐焼き付き性また耐食性を有するという特徴を持つこと,また構成元素としてもC,Hなど環境負荷の小さい物質で構成されることから,1980年代より注目を集め,工業製品への適用が図られてきた。近年では省エネルギー・省資源が叫ばれる中,輸送機器や機械装置などの摺動部品に適用することによって低燃費・潤滑剤の低減・長寿命化を求める流れが加速し,様々な製品に適用されるようになっている。本稿ではまずDLC膜とその製法について解説し,応用展開については特に自動車部品を中心に概説する。

【目次】
1. DLC膜の特徴と製法
2. DLCの応用例
　2.1　自動車エンジン部品
　2.2　エンジン以外の自動車部品
　2.3　自動車部品以外の応用例
3. まとめ

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CNT充填エポキシ樹脂ナノコンポジットの開発と展開
Development and Deployment of CNT Reinforced Epoxy Resin Nano-Composites

　現在実用化されているカーボンナノチューブ(CNT)充填エポキシ樹脂ナノコンポジットのほとんどは,CNTをエポキシ樹脂中に均一に分散(均一化手法と呼ぶ)させた繊維強化複合材料であるが,さらなる特性向上を目指し,CNTを必要とされる箇所に局在化させる手法(局在化手法)が試みられていて,その開発動向について文献例を中心に解説する。

【目次】
1. CNT充填エポキシ樹脂ナノコンポジットについて
2. 局在化CNT充填エポキシ樹脂ナノコンポジット
　2.1　繊維織物などへのCNTグラフトによる局在化
　2.2　層間補強によるCNT/繊維ハイブリッド化手法
　2.3　その他のCNT/繊維ハイブリッド化手法
　2.4　局在化CNT充填エポキシ樹脂ナノコンポジットの応用例

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カーボンファイバーの垂直配向制御と放熱シートの開発
Vertical Aligned Control of the Carbon Fiber and Development of Thermal Conductive Sheet

　放熱シートは,発熱源と冷却器の間に介在する形で使用される伝熱部材であり,自身が高熱伝導率であることが求められる。高熱伝導化処方として,熱伝導率・形状に異方性を有する熱伝導フィラーの垂直配向制御に取り組んでいる。成果として,26 W/m・Kの極めて高い熱伝導率を実現し,これを適用した放熱シートを開発した。

【目次】
1. 開発の背景
2. 放熱シートにおけるカーボンファイバー垂直配向制御の効果
　2.1　放熱シートの課題
　2.2　放熱シートの高熱伝導率化処方
　2.3　狙いのフィラー充填構造と検討に用いた熱伝導フィラー
　2.4　放熱シートにおけるCF垂直配向構造の適用効果
3. 高熱伝導放熱シートHEATEXRの開発
　3.1　CF垂直配向放熱シートの低熱抵抗化
　3.2　CF垂直配向シート開発品(HEATEXRTS201)の代表特性
　3.3　h-BN垂直配向放熱シート(HEATEXRTS106)
4. おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

小型SMD音叉型水晶振動子の高付加価値化
High Added Value of Small SMD Tuning Fork Crystal Unit

　音叉型水晶振動子は,SMDタイプの普及をきっかけに,小型化,低背化が急速に進められてきた。しかし近年,小型化と並行して更に高付加価値を追加する要求があり,新しい仕様の製品が開発されている。本稿では,その中から医療用途製品と直列等価抵抗を下げた仕様の製品を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. MRI対応ペースメーカー用の音叉型水晶振動子
　2.1　MRI対応ペースメーカー用の音叉型水晶振動子への要求
　2.2　ペースメーカー用の音叉型水晶振動子の構造
　2.3　実験結果
3. 低ESRの音叉型水晶振動子
　3.1　低消費電力と低ESRの関係
　3.2　音叉型振動片の低ESR化
　3.3　実験結果
4. まとめ

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[ 機能材料マーケットデータ ]

触媒工業の市場動向
Market Trend of Catalyst Industry

　2016年度の国内における触媒工業市場は,自動車排気ガス浄化用,石油精製用,石油化学品製造用の三大用途の出荷量が堅調に推移した結果,前年比105.8%と微増であった。出荷金額の構成比では自動車排気ガス用触媒が6割近くを占めており,今後も電気自動車をはじめとした多様な自動車技術の開発に伴って増加するものと見込まれる。大気環境の保全という観点を踏まえると,大気中のNO2や浮遊粒子状物質の濃度は年々改善されてはいるが,国内の自動車保有台数の増加ならびに種々の新たな排気ガス規制が浸透してくることが予想され,各自動車メーカーは今後も自動車排気ガス浄化用触媒の開発に注力すると考えられる。

【目次】

1. 業界概要
2. 市場動向
　2.1　石油精製用
　2.2　石油化学製品製造用
　2.3　高分子重合用
　2.4　油脂加工・医薬・食品製造用
　2.5　自動車排ガス浄化用
　2.6　その他の環境保全用
3. 輸出入動向
4. 需要
5. 企業・技術動向
　5.1　日本触媒
　5.2　日揮触媒化成
　5.3　エボニックジャパン
　5.4　エヌ・イーケムキャット
　5.5　クラリアント触媒
　5.6　ジョンソン・マッセイ
　5.7　日揮ユニバーサル

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[ 機能材料マーケットデータ ]

プラスチック添加剤工業の市場動向
Market Trend of Plastic Additives Industry

　プラスチック材料やプラスチック製品には,その物性や性能を向上させるために多くの添加剤が用いられている。2016年のプラスチック材料の生産量は,前年比0.8%増の1092万6387トンとなった。

【目次】
1. 概要
2. 添加剤の需給動向
　2.1　可塑剤
　2.2　安定剤
　2.3　酸化防止剤
　2.4　紫外線吸収剤・光安定剤
　2.5　難燃剤
　2.6　その他の添加剤