(57)【要約】最終製品を通じてより均一な密度勾配を提供する固体の多孔質グラファイトを製造する方法。その方法は、沸騰を誘発するために処理中に圧力低下を使用し、そして１０００ｐｓｉｇを超える初期圧力と、初期圧力を一般に超える最終処理圧との間で処理圧を変化させる。使用される特定の処理技術は、最終製品における改良された密度勾配特性を可能にすることは勿論、追加の粘度操作を可能にする。最終製品は、約０．６７８ｇ／ｃｃ〜１．５ｇ／ｃｃの範囲の見掛け密度と共に、９０〜３００Ｗ／ｍＫの範囲の体積熱伝導度を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の圧力で且つ一定の温度についての特徴的沸点を有するピッチを型中に導入し；
該型から空気をパージし；
予め選ばれた初期処理圧と、相対的により低い最終処理圧との間でピッチを加圧し、該予め選ばれた初期圧は該最終処理圧での沸点以上にピッチの沸点を上昇させるために役に立ち；
初期処理圧である間に、固化点以下の温度であって、しかし最終処理圧で典型的に起こる沸点以上の温度にピッチを加熱し；
最終圧力で典型的に沸騰する温度以上に処理温度を維持しながら、初期処理圧から最終処理圧にピッチを減圧して、それにより多孔質人工物を生成し；
該多孔質人工物を固化し且つコークス化する温度に該多孔質人工物を加熱して固体の多孔質炭素を形成し；そして
圧力の同時放出と共に、該固体の多孔質炭素人工物を室温に冷却し；
該固体の多孔質炭素を９００℃〜１１００℃の温度に加熱して該人工物を完全に炭化し；そして
該固体の多孔質炭素人工物を２５００℃〜３２００℃の温度に加熱して該人工物をグラファイト化し、かくして多孔質グラファイト人工物を生成する；
諸工程からなる、多孔質グラファイトの製造方法。
【請求項２】
型に導入されるピッチが顆粒化ピッチ、粉末化ピッチ及びペレット化ピッチからなる群から選ばれる、請求項１の方法。
【請求項３】
ピッチが中間相ピッチ、等方性ピッチ及びそれらの混合物からなる群から選ばれる、請求項１の方法。
【請求項４】
ピッチが合成ピッチ、石炭をベースとするピッチ、石油をベースとするピッチ及びそれらの混合物からなる群から選ばれた中間相ピッチである、請求項３の方法。
【請求項５】
初期処理圧が１０００ｐｓｉより大きい、請求項１の方法。
【請求項６】
初期処理圧が最終処理圧の２倍よりも大きい、請求項１の方法。
【請求項７】
最終処理圧が１０００ｐｓｉより大きい、請求項１の方法。
【請求項８】
一定の圧力で且つ一定の温度についての特徴的沸点を有するピッチを型中に導入し；
該型から空気をパージし；
予め選ばれた初期処理圧と、相対的により低い最終処理圧との間でピッチを加圧し、該予め選ばれた初期圧は該最終処理圧での沸点以上にピッチの沸点を上昇させるのに役に立ち；
初期処理圧である間に、固化点以下の温度であって、しかし最終処理圧で典型的に起こる沸点以上の温度にピッチを加熱し；
最終圧力で典型的に沸騰する温度以上に処理温度を維持しながら、初期処理圧から最終処理圧にピッチを減圧して、それにより多孔質人工物を生成し；
該多孔質人工物を固化し且つコークス化する温度に該多孔質人工物を加熱して固体の多孔質炭素を形成し；そして
圧力の同時放出と共に、該固体の多孔質炭素人工物を室温に冷却し；
該固体の多孔質炭素を９００℃〜１１００℃の温度に加熱して該人工物を完全に炭化し；そして
該固体の多孔質人工物を２５００℃〜３２００℃の温度に加熱して該人工物をグラファイト化し、かくして約１５０Ｗ／ｍＫより大きい熱伝導度及びフォームより大きい密度を有する多孔質グラファイト人工物を生成する；
諸工程からなる、固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイトを製造する方法。
【請求項９】
初期処理圧が１０００ｐｓｉより大きい請求項８の方法。
【請求項１０】
初期処理圧が最終処理圧の２倍より大きい、請求項８の方法。
【請求項１１】
最終処理圧が１０００ｐｓｉより大きい、請求項８の方法。
【請求項１２】
初期処理圧が少なくとも８０００ｐｓｉであるように選ばれる、請求項８の方法。
【請求項１３】
最終処理圧が少なくとも２０００ｐｓｉであるように選ばれる、請求項８の方法。
【請求項１４】
そのようにして生成された多孔質グラファイト人工物が０．６７８ｇ／ｃｃより大きい密度を有する、請求項８の方法。
【請求項１５】
そのようにして生成された多孔質グラファイト人工物が２００Ｗ／ｍＫより大きい熱伝導度を有する、請求項８の方法。
【請求項１６】
型が容器中で、不活性ガスを用いて４，０００〜３０，０００の初期処理圧に加圧される、請求項８の方法。
【請求項１７】
型内のピッチが１．０℃／分〜１０℃／分の速度で室温から２５０℃〜３５０℃の溶融温度に加熱される、請求項１６の方法。
【請求項１８】
ピッチが次に４時間までの時間にわたって２５０℃〜４５０℃に維持される、請求項１７の方法。
【請求項１９】
減圧前の温度を維持しながら、容器が５０〜７００ｐｓｉｇ／分の速度で初期処理圧から、最終処理圧まで減圧される、請求項１８の方法。
【請求項２０】
減圧後、多孔質人工物が１．０℃／分〜１０．０℃／分の速度で減圧前の温度から４００℃〜８００℃の温度に加熱される、請求項１９の方法。
【請求項２１】
人工物が４時間までの時間にわたって４００℃〜８００℃に維持される、請求項２０の方法。
【請求項２２】
人工物が１．０℃／分〜３０℃／分の速度で４００℃〜８００℃から室温に冷却される、請求項２１の方法。
【請求項２３】
１５０Ｗ／ｍＫより大きい熱伝導度及び０．６７８ｇ／ｃｃより大きい密度を有する、固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイト。
【請求項２４】
１５０Ｗ／ｍＫより大きい熱伝導度及びグラファイトフォームより大きい密度を有する、固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイト。
【請求項２５】
１５０Ｗ／ｍＫより大きい熱伝導度を有しそして０．６７８ｇ／ｃｃ〜１．５ｇ／ｃｃの範囲にある密度を有する、固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に多孔質の固体を製造する方法に関し、さらに特定的には固体の高度に熱伝導性の多孔質グラファイト人工物（ａｒｔｉｆａｃｔ）の製造方法に関し、そしてそのように形成された人工物の性質を高めるための該製造方法における改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この発明は種々の形での、そして特に固体多孔質グラファイトから形成された人工物への炭素を取り扱っている。炭素繊維は多年にわたって産業において商業的に用いられてきた。炭素繊維は押し出されたフィラメントのユニークなグラファイト形態に起因して並外れた機械的性質を示すことが知られている。適当なマトリックスにより一緒に保持されたグラファイトフィラメントの分離された網状組織を造ることによりこれらの性質を有利に利用する進歩した構造的複合材料が造られた。
【０００３】
さらに、炭素繊維の現在の適用の多くは、構造的強化適用から、熱的又は吸熱的適用に発展した。例えば熱吸収性は、迅速な熱生成が見い出されるミサイル及び航空機のような適用においてエネルギーを吸収するための航空宇宙産業において利用されてきた。多くの熱吸収適用がまた、自動車産業のために目論まれている。
【０００４】
これらの及び他の適用は、炭素材料の新規な強化材及び複合品の加工方法への研究が奨励されてきた。受け入れることができる材料は、他の必要な性質の中で、高い熱伝導性、低い重量及び低い膨張率を示さなければならない。
【０００５】
本発明の譲受人である、テキサス州ディケータ−のＰＯＣＯグラファイト  インコーポレーテッドは、以前に広い範囲の高度に技術的な且つ産業的適用化においてごく普通に用いられる一系列の特製品グラファイト材料を生成した。以下の等級の多孔質グラファイトが形成された：
【０００６】
2004537488.tif 000002
【０００７】
これらの高い強度の微粒子状化等方性グラファイトは、慣用の機械加工方法により容易に機械加工される。これらの高い強度及び小さい粒子寸法は、狭い許容誤差（ｔｉｇｈｔ  ｔｏｌｅｒａｎｃｅｓ）の複合成分の製造を可能にする。それらの材料の等方性の性質は均一な電気的及び熱的性質を提供する。
【０００８】
これらの利点にもかかわらず、１．９ｇ／ｃｃ及びそれ未満の見掛け密度と共に、これらの多孔質固体グラファイトの体積熱伝導度（ｂｕｌｋ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｉｅｓ）は一般に約１００Ｗ／ｍＫ未満であった。現在及び将来の市場での期待を満足させるための、はるかに高い熱伝導度を示す多孔質グラファイトを生成するために努力がはらわれた。
【０００９】
ピッチに基づく炭素“フォーム”材料の生成により固体グラファイト材料の性質について改良するための試みがなされた。そのような材料の見掛け密度は上に挙げられた特製品グラファイトの見掛け密度よりも低い。たいていの部分について、以前に記載された成功技術のフォーム処理はまた、一般に約５８Ｗ／ｍＫ未満の、低い熱伝導度を示したフォームを生じた。
【００１０】
改良された炭素“フォーム”を生成するための１つの試みは、２０００年３月７日にＫｌｅｔｔに与えられた現在出ている米国特許第６，０３３，５０６号に及び２０００年３月１４日にＫｌｅｔｔ、等に与えられた現在出ている米国特許第６，０３７，３０２号に記載されている。それらのＫｌｅｔｔの特許に記載されている方法は、グラファイトフォームを生成するために早期の既知の技術よりも低い消費時間であって、そしてより低い生産及び製造費用に潜在能力を提供した工程を包含していた。恐らく、さらに重要なことには、Ｋｌｅｔｔの方法は、一般に５８Ｗ／ｍＫよりも大きい熱伝導度を有する炭素フォームを生成することを特許請求している。
【００１１】
Ｋｌｅｔｔの方法はピッチをベースとする炭素泡立て処理における改良であったけれども、Ｋｌｅｔｔの方法は生地人工物（ｇｒｅｅｎ  ａｒｔｉｆａｃｔ）（ビレット（ｂｉｌｌｅｔ））の形成中に静圧を使用した。ごく普通に、選ばれたこの静圧は約１０００ｐｓｉｇであった。この方法で調製されたグラファイトフォームは、一般に生産ビレットの上部での約０．２５ｇ／ｃｃからビューレットの下部での約０．６０ｇ／ｃｃまでの範囲にわたる重大な密度勾配を示していて、空隙及び割れを示した。特許請求の範囲に示された熱伝導度はまた、或る場合には達成されなかった。
【００１２】
２００１年５月２２日に出願された、“処理減圧により誘発された炭素フォームを調製するための方法”と題する、共係続中の出願シリアル第０９／８６２，５６０号において記載された、始めのＫｌｅｔｔの方法に対する本出願人自身の改良は、ピッチ前駆体の沸騰を誘発するための“フラッシュ（ｆｌａｓｈ）”方法を使用し、そしてはじめのＫｌｅｔｔ法におけるような空隙及び割れを示すことなしに、０．４０〜０．６５ｇ／ｃｃの範囲の見掛け密度及び５８Ｗ／ｍＫを超える熱伝導度を有する多孔質グラファイト“フォーム”を生成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
はるかに高い熱伝導度、例えば７０Ｗ／ｍＫよりも大きい熱伝導度を有するグラファイト人工物の必要性が存在し続けている。したがって、上に記載されたグラファイトフォームの見掛け密度を超える見掛け密度を有し、そして７０Ｗ／ｍＫよりも大きい熱伝導度特性を有する固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイトの必要性が存在する。
【００１４】
人工物が、密度勾配、空隙及び割れを実質的に有しない、これらの特性を有する人工物を生成するための改良された方法の必要性が存在する。
【００１５】
本発明の１つの目的は、先行技術に比較して、仕上げ製品として割れる傾向が少ないいっそう均一な密度勾配プロフィールを有する固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイトを提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、約０．６７８ｇ／ｃｃより大きい見掛け密度を有する、そのような固体の多孔質グラファイトを提供することである。
本発明の他の目的は７０Ｗ／ｍＫより大きい熱伝導度を有する、そのような固体の多孔質グラファイトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
多孔質グラファイトを生成するための本発明の特に好ましい方法において、一定の圧力で、そして一定の温度について特徴的沸点を有するピッチが型（ｍｏｌｄ）に導入される。次に型から空気をパージする。次に該ピッチは予め選ばれた初期処理圧と、相対的に低い最終処理圧との間で加圧される。予め選ばれた初期処理圧は最終処理圧での沸点以上にピッチの沸点を増大させるために役に立つ。初期の処理圧力での間に、固化点以下の温度であって、最終処理圧で典型的に起こる沸点以上の温度にピッチは加熱される。次にピッチは、最終圧で該典型的な沸騰温度以上に処理温度を維持しながら、初期処理圧から最終処理圧まで減圧されて、それにより多孔質人工物を生成する。多孔質人工物は、その多孔質人工物を固化し且つコークス化する温度に加熱されて固体多孔質炭素を形成する。次にその固体炭素人工物は、圧力の同時放出と共に室温に冷却されることができる。次に、その多孔質炭素人工物は、追加の熱処理を受けて７０Ｗ／ｍＫより大きい熱伝導度及びグラファイトフォームより大きい密度を有する多孔質グラファイト人工物を生成する。
【００１８】
そのようにして生成された好ましい固体の多孔質グラファイト人工物は１５０Ｗ／ｍＫより大きい熱伝導度及び０．６７８ｇ／ｃｃより大きい密度を有する。１５０Ｗ／ｍＫより大きい熱伝導度を有する人工物は０．６７８ｇ／ｃｃ〜１．５ｇ／ｃｃの範囲の密度を有して、生成された。
【００１９】
追加の目的、特徴及び利点は以下の記載において明らかになるだろう。
【００２０】
図１は、本発明の固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイトと比較しての、幾つかの先行技術の多孔質グラファイト材料における、ｇ／ｃｃでの見掛け密度に対するＷ／ｍＫでの熱伝導度のグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の記載において、グラファイト“フォーム”と“固体の多孔質グラファイト材料”との間で区別することが重要である。“フォーム”とは、０．３に等しいか又は０．３未満の相対密度（ＲＤ）を有する、即ち少なくとも７０％の多孔性である材料であると、本明細書において定義される。この定義を用いて、本発明の方法に従って調製された人工物は、約０．６７８ｇ／ｃｃより大きい見掛け密度、０．３より大きい相対密度を有し、したがってフォームよりもむしろ“多孔質固体”を構成する。
【００２２】
約０．３以上の相対密度（ＲＤ）で、細胞状構造（フォーム）から、分離された細孔を含有する固体（多孔質固体）として良好に考えられるものへの移行が存在する。ＲＤは下記のとおりに定義されることができる：
ＲＤ  ＝  ｐＯ／ｐｓ
（式中、ｐＯ＝細胞状材料の密度、
ｐｓ＝固体細胞壁を形成する材料の密度（理論密度））。
参照：（米国、ＭＡ（マサチューセッツ州）０２１１３９、ケンブリッジのＭＴ（マサチューセッツ工科大学）のＭａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇの部門の）Ｌｏｒｎａ  Ｊ．Ｇｉｂｓｏｎ及び（ニューヨーク州、ニューヨーク第２０街、４０Ｗ、ケンブリッジＵＫ，ケンブリッジ大学プレス、ケンブリッジ大学のＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇの部門の）Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｆ．Ａｓｈｂｙによる、“Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓｏｌｉｄｓ，Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ”第２版、第２頁（１９８８）
【００２３】
例えば、０．５０ｇ／ｃｃの見掛け密度を有するグラファイトフォームは
ＲＤ＝０．５０／２．２６＝０．２２
（但し、０．５ｇ／ｃｃは細胞状材料の密度であり、そして２．２６ｇ／ｃｃは細胞壁におけるグラファイトの密度である）を有するであろう。
【００２４】
０．６７８ｇ／ｃｃの見掛け密度を有するサンプルは、
ＲＤ＝０．６７８／２．２６＝０．３
を有し、それ故、０．０６７８ｇ／ｃｃより大きい見掛け密度を有する、生成されたいずれの材料も上記定義に従って分離された細胞を含有する“固体”であろう。以下の本発明の記載において、フォーム及び固体の両方に言及がなされ、本発明は多孔質固体に向けられていることが理解されるだろう。
【００２５】
予め生成された“フォーム化”生成物の有する１つの問題は、生産ビレットの上部からその下部への密度変動が存在することであった。最終製品における密度変動は、フォーム化ピッチが依然として液体状態にある間に先行技術の方法のフォーム形成と固体化との間で起こることが分かった。液体ピッチは重力に起因して移動する傾向があり、それにより生産ビレットの下部を、ビレットの上部よりいっそう濃密にする。
【００２６】
本願出願人の以前の出願であるシリアル第０９／８６２，５６０号は１０００ｐｓｉｇ以上に増大した圧力下にピッチを加熱することにより、処理温度はピッチが実際にフォームを形成することなしにピッチの正規のフォーム形成点を超えるたとができ、即ち熱フォーム形成点を上昇させることの発見に関係していた。そのような選ばれた温度でピッチを維持することにより、ピッチ内の中間相（ｍｅｓｏｐｈａｓｅ）領域の増大を可能にし、それによりピッチの粘度を増大させる。その方法においてのこの点でのいっそう高い粘度は、前記の移動問題を減少させる。
【００２７】
本発明は、上記タイプの人工物の見掛け密度が１０００ｐｓｉより大きな圧力で処理し、そして最終“沸騰圧力”を操作することにより“固体”グラファイトを生成するために操作することができることの発見に関する。より高いそして変化可能な処理圧力の結果として、１５０Ｗ／ｍＫを超える熱伝導度と共に、最終生成物の見掛け密度は０．６７８ｇ／ｃｃより大に増大した。
【００２８】
図１は本発明の固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイト（ＨＴＣＰＧ）と比較しての、幾つかのＰＯＣＯ特製品グラファイトについての、ｇ／ｃｃでの見掛け密度に対するＷ／ｍＫでの熱伝導度のグラフを示す。図１のサンプルのＨＴＣＰＧの熱伝導度は２５０Ｗ／ｍＫを超えている。
【００２９】
本発明の方法において、ピッチ粉末、顆粒又はペレットを、製造されるべき人工物の所望の最終の形を有する型または容器中にまず入れることにより、固体の多孔質グラファイトが製造される。そのピッチは、中間相（ｍｅｓｏｐｈａｓｅ）ピッチ、等方性ピッチ及びそれらの混合物から選ばれることができる。中間相ピッチは、例えば合成ピッチ、石炭をベースとするピッチ及び石油をベースとするピッチを包含する。これらのピッチ材料は所望に応じて、溶媒和されることができる。ピッチは顆粒化形、粉末化形又はペレット化形で導入されることができる。１つの例の前駆体材料はミツビシＡＲＡ−２４中間相ピッチである。適当な離型剤又はフイルムは、部分の取り出しを可能にするために型の側方に適用されることができる。好ましくはアルミニウムフォイルライナーのような適当なライナーが使用される。もし型が純粋なアルミニウムから造られているならば、溶融されたピッチはアルミニウムを濡らさず、したがって型にくっつかないので、典型的な離型剤は必要がない。
【００３０】
ピッチは、すべての残留する湿気を除去するのを助けるために乾燥されることができる。乾燥後に、加熱中にピッチ材料の酸化を避けるために、実質的に酸素が存在しない環境においてピッチは処理される。好ましくは、2 トル未満に真空排気された“ＨＩＰ”炉にピッチが入れられる。ＨＩＰ容器は、最終処理圧での沸点より高く沸点を上昇させる、高い初期圧、例えば８０００ｐｓｉｇに加圧される。次にピッチは軟化点より約５０〜１００℃上の温度に加熱される。例えばミツビシＡＲＡ−２４中間相ピッチが使用される場合、３００℃の温度が十分である。１時間３００℃でピッチを維持した後、ピッチは３００℃から、４５０℃に加熱され、そして液体ピッチの粘度を増大させるために予め定められた量の時間にわたって４５０℃で維持される。
【００３１】
次に、初期処理圧の温度を維持しながら、容器は初期処理圧（８０００ｐｓｉｇ）から最終処理圧、例えば２０００ｐｓｉｇに減圧される。この減圧化は液体ピッチを沸騰させ、そして多孔性を生じさせる。
【００３２】
以下の実施例においてより詳細に説明されるように、沸騰している液体は、次に１つ以上の段階で人工物を固化する温度、例えば５００℃に加熱される。そのシステムの温度は次に、５００℃から６００℃に、又はピッチをコークス化するのに十分な温度（約５００〜６００℃）に上昇されることができる。これは約５℃／分以下、好ましくは約１℃／分の速度で行われる。最終温度は、約２時間６００℃で維持され、次に炉の電力が切られ、そして室温に冷却される。冷却サイクル中圧力は大気の状態まで徐々に放出される。何らかの残留する圧力は、約３０ｐｓｉ／分の速度で放出される。人工物は次に型から分離される。
【００３３】
ピッチ前駆体に依存して、グラファイト構造への変換のために人工物は２００℃以上の温度に、後熱処理されることができる。一般に、（石炭由来の又は石油由来の）中間相（ｍｅｓｏｐｈａｓｅ）ピッチは、等方性ピッチよりも非常に容易にグラファイト化される。材料が、よりグラファイト性であればあるほど、得られたグラファイトフォームの熱伝導度がそれだけ高くなる。
【００３４】
本発明の方法に従う特定の工程を以下に要約する：
１．  型にペレット又は粉末形の中間相ピッチを充たす。
２．  次にすべての残留する湿気を除去するのに助けとなるように、ピッチを乾燥させる。
３．  熱い静水圧プレス（Ｈｏｔ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓ）（ＨＩＰ）中にピッチを入れる。
４．  プレスを空気パージする。
５．  ピッチを高い初期処理圧に加圧し、これは最終処理圧での沸点よりも高く沸点を上昇させる。
６．  固化点未満であるが、しかし液体及びもし最終処理圧で処理されたならば典型的に生ずる沸点を超える温度にピッチを加熱する。
７．  最終処理圧でのピッチの沸点以上である温度に維持しながら、ピッチを初期処理圧から最終処理圧に減圧し、かくして多孔質人工物を生成する。
８．  多孔質人工物を固化し且つコークス化する温度に該人工物を加熱する。
９．  冷却中に自然に減圧させながら、人工物を室温に冷却する。
１０．  人工物は、何らかの残留する圧力が大気圧に減圧される。
１１．  人工物を該ＨＩＰ及び型から取り出す。
１２．  次に人工物を完全に炭化するために十分な温度に人工物を熱処理する。
１３．  次に、人工物をグラファイト化するために十分な温度に人工物を熱処理する。
【００３５】
本発明の方法は、“増大された圧力”下にピッチを加熱し、この増大した圧力は熱沸点を有効に増大させる。即ち、その処理温度は、実際にピッチを沸騰させることなしにピッチの“正規の”沸点を超えることができる。
【００３６】
以下の第１例において、ＨＩＰは“初期処理圧”として８０００ｐｓｉに加圧された。この増大した圧力は、約４０００から３０，０００ｐｓｉｇまでの範囲においてのいずれかにあることができる、任意の数値であることが理解されるだろう。言い換えると、２倍の圧力は一般に約１０℃だけ沸点を増大させると仮定して、影響されるべきピッチの沸騰温度が以下のとおりであるとおおざっぱに概算することができるだろう：
１０００ｐｓｉ      ４２５℃
２０００ｐｓｉ      ４３５℃
４０００ｐｓｉ      ４４５℃
８０００ｐｓｉ      ４５５℃
【００３７】
この理論的分析に基づいて、８０００ｐｓｉは、所望の加圧誘導沸騰効果を達成させるために受け入れられることができる“初期処理圧”として選ばれた。
【００３８】
最終処理圧はまた、一般に約１０００〜３０，０００ｐｓｉｇの範囲にある任意の数である。以下の諸例から明らかであるように、最終の処理圧は、仕上がり人工物の究極の熱伝導度及び見掛け密度の両方に影響する。約１０００ｐｓｉｇよりも大きい最終処理圧を使用することにより、見掛け密度は０．７０ｇ／ｃｃ以上に増大し、そして熱伝導度は２５０Ｗ／ｍＫを超える。
【実施例】
【００３９】
以下の諸例は限定されることなしに、本発明の処理工程の例示であることが意図される。
【００４０】
例  Ｉ
１．  型を、適当なフォーム高さを与えるために予め定められた量のピッチで充たす。
２．  該型をＨＩＰに入れる。
３．  １５分間維持される真空を用いてＨＩＰ容器を＜２トルに真空排気する。
４．  窒素ガスを用いて該容器を８０００ｐｓｉｇに加圧する。
５．  ３．５℃／分の速度で、ピッチを室温から３００℃に加熱する。
６．  ピッチを１時間３００℃で維持する。
７．  ２．０℃／分の速度でピッチを３００℃から４５０℃に加熱する。
８．  ピッチを１時間４５０℃で維持する（これは液体ピッチの粘度を増大させる）。
【００４１】
９．  ４５０℃の温度に維持しながら、１７５ｐｓｉ／分の速度で該容器を８０００ｐｓｉｇから２０００ｐｓｉｇに減圧する（この段階で、液体ピッチは沸騰しはじめ、そして細孔を形成する）。
１０．  ２．０℃／分の速度で人工物を４５０℃から４７５℃に加熱する。
１１．  人工物を１時間４７５℃で維持する（これは人工物が硬化しはじめる点である）。
１２．  ０．５℃／分の速度で人工物を４７５℃から５００℃に加熱する。
１３．  人工物を３０分間５００℃に維持する（この時点で人工物は十分に固化する）。
１４．  １．０℃／分の速度で人工物を５００℃から６００℃に加熱する（これは人工物がコークス化し始める段階である）。
１５．  人工物を２時間６００℃で維持する。
１６．  ２．０℃／分の速度で人工物を６００℃から室温に冷却する。
【００４２】
１７．  ６００℃からの室温に冷却中に容器を自然に減圧させる。
１８．  適当に３０ｐｓｉ／分の速度で、残留する容器の圧力を放出させる。
１９．  人工物をＨＩＰ及びその型から取り出す。
２０．  次に炭化のために、人工物を約１０００℃に熱処理する。
２１．  次にグラファイト化のために人工物を約２８００℃に熱処理する。
結果：熱伝導度は１３１〜２０７Ｗ／ｍＫの範囲にあった。見掛け密度は、０．７０〜０．７４ｇ／ｃｃの範囲にあった。
【００４３】
例  ＩＩ
工程９において、４５０℃の温度を維持しながら、１７５ｐｓｉ／分の速度で容器を８０００ｐｓｉから３０００ｐｓｉに減圧する以外は、例Ｉと同じ。
結果：熱伝導度が１８０〜２４７Ｗ／ｍＫの範囲にあった。見掛け密度は、０．８４〜０．８５ｇ／ｃｃの範囲にあった。
【００４４】
例  ＩＩＩ
工程９において、４５０℃の温度に維持しながら、容器の圧力を８０００ｐｓｉｇに維持する以外は例Ｉと同じ。見掛け密度は１．１０ｇ／ｃｃであった。
【００４５】
例  ＩＶ
工程８においてピッチを１．５時間４５０℃に維持し、工程９において４５０℃の温度に維持しながら２６０ｐｓｉ／分の速度で容器を８０００ｐｓｉｇから２８００ｐｓｉｇに減圧する以外は例Ｉと同じ。
結果：熱伝導度は２２２〜２９５Ｗ／ｍＫの範囲にあった。見掛け密度は、０．８８〜０．９０ｇ／ｃｃの範囲にあった。
【００４６】
幾つかの利点を有する本発明が提供された。本発明の方法は、より均一な密度勾配の性質を有する固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイトを結果として生ずる。処理操作中のピッチの増大した粘度は究極の多孔質人工物内の細孔／気泡寸法を減少させる。最終処理温度の操作が細孔寸法についてより大きいコントロールを可能にする。さらに、種々の上方圧力限定及び下方圧力限定と共に、維持時間及び温度を変化させることによって、広い種々の多孔質グラファイト生成物の生産を可能にする。本発明の多孔質固体グラファイトは約０．６７８ｇ／ｃｃ〜１．５ｇ／ｃｃの範囲の見掛け密度と共に、７０Ｗ／ｍＫを超え、一般に約９０Ｗ／ｍＫ〜３００Ｗ／ｍＫの範囲を有する熱伝導度を示す。
【００４７】
本発明は、本発明のほんの１つの形態で示されたけれども、かくして本発明は限定されるものではないが、しかし本発明の精神から離れることなしに種々の変更及び修正を受け入れることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の固体の高度に熱的に伝導性の多孔質グラファイトと比較しての、幾つかの先行技術の多孔質グラファイト材料についてのｇ／ｃｃでの見掛け密度に対するＷ／ｍＫでの熱伝導度のグラフである。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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