安定同位体と特殊ガスのタツオカ

研究分野に特化したガスのトータルサポーター、タツオカ。
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高純度ガス

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シリンダーキャビネット

アセチレンガスとは

アセチレンの物性

外観 常温で無色透明の気体
臭気 わずかなエーテル臭
化学式 C2H2
分子量 26.04
ガス比重 0.9073 (air = 1) 空気より軽い
ガス密度 1.171 kg/m3 (0 ℃, 1 atm)
1.110 kg/m3 (15 ℃, 1 atm)
沸点 -83.8 ℃
凝固点 -81.5 ℃
臨界温度  35.7 ℃
臨界圧力 61.5 atm
定圧比熱 0.383 kcal/kg℃
定容比熱 0.304 kcal/kg℃
蒸発潜熱 197.83 kcal/kg (沸点)
蒸気圧 26.05 atm (0 ℃)
液密度 0.631 kg/L (沸点)

アセチレンの化学的性質

爆発範囲 2.5〜100% (in air)
着火温度 335 ℃ (in air)
総発熱量 12,004 kcal/kg  14,055 kcal/Nm3
真発熱量 11,590 kcal/kg  13,571 kcal/Nm3
分解爆発 アセチレンは圧力下では不安定で、1 kg/cm2G以上では酸素または空気と混合しなくても、火花、加熱、衝撃、摩擦などによって爆発的に自己分解(分解爆発)して炭素と水素になることがある。分解爆発は、一般に、147 KPa以上の圧力で起こりやすく196 KPa以上では、その危険性が著しく増大する。
金属アセチライド アセチレンは化学反応性に富んでおり、銅、銀、水銀などの金属または、金属化合物との反応で爆発性の金属アセチライドを生成する。これらは、いずれも乾燥状態で爆発を起こしやすい。従って圧力下でのアセチレンに触れる部分には、これらの金属を含んだものを使用してはならない。
銅合金は銅の含有率が62%以上含んだものは使用してはならない。

アセチレン取扱注意事項

  • 1. 容器の移動、運搬時の注意
    • 移動、運搬には引きずったり、倒したり、落としたり、ぶつけるなどの乱暴な取扱をしないこと。
    • 作業所での移動は、専用の手押し車で行うか、または、手で移動する場合は、容器を少し傾けて底の縁で転がす。他の車で移動する場合は、縄がけ等を確実に行って転落しないようにする。
    • 使用時以外は容器バルブにキャップをし、また、容器バルブ保護キャップを装着し、バルブ保護には特に注意する。
    • 直射日光を避け、温度が 40°C 以上にならないようシート等でおおう。
  • 2. 容器の貯蔵、保管等の注意事項
    • 容器の貯蔵は、不燃物の材料で作った通風のよい場所でする。
    • 直射日光を避け、 40°C 以下に保つ。また地下室、多数の人の出入りするところには置かない。
    • 電気器具、配線等の電気設備やアース線の近くに置かないようにし、また、容器の近くに油ぼろ、灯油、ガソリン等の燃えやすいものを置かない。
    • 酸素、塩素などの容器と一緒に置かない。
    • 空容器は充填された容器と区別して置く。
  • 3. 使用時の注意事項
    • 容器の使用に先立って、パッキンの有無、破損を調べ悪いものは取り換える。
    • 通風のよい場所で、直射日光を受けないようにし、充填容器は常に 40°C 以下に保つ。
    • 転倒、転落の防止の措置を講じる。
    • 付近に発火しやすいものは置かない。
    • 漏洩検査を行う。
    • バルブの開閉は静かに行う。

アセチレンの用途

  • 1.
    太陽電池

    物質に光を当てると電気が流れやすくなり、また、電気を発生する現象(光電効果)があるが 半導体はこの光電効果にたいへん敏感でこれを利用したものが太陽電池である。種類としては 結晶型シリコン、アモルファスシリコン(a-Si)、化合物半導体があり、最近はアモルファス シリコンが8割を占める。

    太陽電池図のp層(窓層)に光があたると電気が流れるが そのp層にカーボンを入れてa-SiCとすると、より 光透過性が良くなり性能が向上する。
    製造方法は、プラズマCVD法、光CVD法等が あるが、最近は光CVD法の研究熱が高まっており 炭化水素源としてはメタン、アセチレンを用いる。

  • 2.
    感光体用材料

    複写機用感光体ドラムの表面に塗布する感光体材料
    最近a-Siが感光体材料として脚光を浴びている。
    a-Siにカーボンを入れると耐摩耗性等の性能が向上する。

  • 3.
    SiC基盤

    高温用半導体基盤として注目を集めている。
    プロパンを使う合成方法が主流だが、最近はアセチレンを使ったときの合成温度がプロパンを 使ったときよりも低いため注目され、アセチレンによる研究が盛んになりつつある。

  • 4.
    ダイヤモンド状膜

    CVD法などにより炭化水素ガスを分解して基盤上にダイヤモンド状膜を得る。ダイヤモンド は硬いだけでなく、電気絶縁体でありながら熱をよく伝え、銅の数倍にも達する熱伝導率を示 す。
    しかも、不純物をドープすれば半導体化することもできる。
    このため、工具や刃物のコーティングの他超LSIといった発熱の激しい素子の放熱基盤など への利用が大きくひらけている。
    新しい動きとして、アセチレン酸素炎中でダイヤモンドを合成出来ることが判り、今後の動向 が注目されている。

  • 5.
    表面コーティング

    CVD法などにより工具、刃物、時計の部品等の表面にTiC,TiNCその他金属の炭化物でコー ティングをし、耐摩耗性の向上、または色彩の良いものを得る。
    実用例として、電気カミソリの刃のコーティング、眼鏡フレームのコーティング等に高純度 アセチレンが使用されている。

  • 6.
    ポリアセチレン

    導電性高分子の代表的なもの。
    本来高分子は非導電性であるが、連続したΦ結合を有することにより自由電子が存在し、導電 性を有することが出来る。また、微量の不純物をドープすることによりいろいろな性質を有す ることが出来る。
    ポリアセチレンは最も単純にして基本的な構造を有するため、導電構造の解明、導電率の向上等の研究に多く利用されている。
    ポリアセチレンの応用例としては次のようなものが考えられている。

    • バッテリーの電極材料
    • 電磁波シールド材
    • 光機能素子
    • 半導体素子
    • 表示素子
    • 各種センサー
  • 7.
    原子吸光用アセチレン
  • 8.
    CVD法の炭素源として
  • 9.
    その他カーボン源