ホイスカー（その他表記）whisker

改訂新版　世界大百科事典

ホイスカー
whisker

ウィスカー，ねこのひげ，ひげ結晶などとも呼ばれる針状または繊維状の結晶体。1948年，アメリカのベル電話研究所で電話回路用コンデンサーの故障を調査中，めっきされたスズおよびカドミウム層から成長した針状の結晶が原因であることをつきとめた。さらに，この金属針状結晶が理論強度に近い引張強さをもっていることを発見し，注目されるようになった。このように長い時間をかけ自然に固体表面から発生するものを真性ホイスカーと呼ぶ。このほかに各種ホイスカーが作られるようになり，ホイスカーの定義も広くなった。大きさは径0.1～100μm，長さ10～100μm程度で，欠陥のない完全結晶であるため強度が大きい。ホイスカーの成長機構としては，基部から気化した物質がホイスカー先端にできた不純物による液相部で液化し，さらに固体となって成長するとするVLS機構が最も有名である（VLSはvapour-liquid-solidの略）。

　ホイスカーは引張強さが大きいことにより，複合材の強化用として注目されている。しかし，工業規模での生産が困難であること，量産型のホイスカーは欠陥をもつようになり強度が低下し，信頼性に欠けるなどの問題点があり，実用化にはもう一歩である。一般にホイスカーを作るには気相からの固体析出を利用する。たとえば金属ホイスカーでは，金属のハロゲン化物（塩化物，臭化物，ヨウ化物など）を高温で気化し，それに水素を混ぜて低温部へ送ると基板上にホイスカーが成長する。

　次に製法の具体例を2例あげる。（1）酸化アルミニウムAl₂O₃ホイスカー　金属アルミニウムを水蒸気と水素の混合雰囲気中で1300～1500℃に加熱溶融する。発生ガスを低温部へ送ると基板上に成長する。（2）炭化ケイ素SiCホイスカー　四塩化ケイ素SiCl₄とトルエンC₆H₅・CH₃を不活性ガス中で加熱分解反応させると低温部基板上に成長してくる。

　代表的ホイスカーの引張強さを示すと，銅300kgf/mm²，鉄1300kgf/mm²，黒鉛（炭素）2000kgf/mm²，Al₂O₃2100kgf/mm²，SiC2100kgf/mm²，Si₃N₄1400kgf/mm²などの値となり，塊状のものの引張強さよりそれぞれ，10～100倍程度の高い強度をもっている。
執筆者：清水 紀夫

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

日本大百科全書(ニッポニカ)

ホイスカー
ほいすかー
whisker

ウイスカー、ひげ結晶などともよばれる針状晶で、純粋なまた理論的な原子配列によって、ほとんど完全に成長した単結晶であると考えられる。適当な条件のもとで溶液から析出したり、金属酸化物を水素その他で還元あるいは熱分解することなどによって、また蒸気の凝縮などによって、長時間かかって生成することがあるが、ひげ状の針状晶となることが特徴である。長時間かけ、自然に固体表面から発生するものを真性ホイスカーという。

　初め1948年にアメリカのベル研究所で、電話回路コンデンサーの故障を調査したところ、その原因として発見されたひげ状の金属針状晶が、理論強度に近い引張り強さをもっていることがわかり、これから注目されるようになった。普通の結晶は、単結晶といっても格子欠陥その他で完全な結晶ではないため、機械的な強さが原子間結合力から計算した理論値の100分の1程度にしかならないが、真性ホイスカーではほとんど理論値に近い。ホイスカーは、基結晶の先端に気化した物質が付着して成長するものと、基底部から成長するものとがあると考えられている。太さは0.1マイクロメートル程度からあり、はっきりした上限はないが、長さは数十マイクロメートル程度まである。

　これまでにきわめて多くの金属ホイスカーが知られており、また複雑な化合物やアスベストのような天然鉱物のホイスカーもある。ホイスカーを量産しようとすると、多くの場合欠陥をもち、強度が低下する。ホイスカーは引張り強さが大きいことから、複合材の強化用として注目されている。

［中原勝儼］

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

百科事典マイペディア

ホイスカー

ひげ結晶とも。直径0.1〜100μm程度のきわめて細い針状または繊維状の単結晶。めっきした金属や共晶合金から長さ1mm程度のものが自然に成長することは以前から知られていたが，1940年代後半から1950年代初めに米国のベル電話研究所でその機械的強さが異常に大きいことを発見してから急に注目を集めた。ふつうの単結晶には格子欠陥があるため，降伏強さや破壊強さは原子間結合力から計算した理論値の数十分の１から100分の１にしかならないが，欠陥のないホイスカーの強さは理論値に近い。ホイスカーは金属塩の高温水素還元，気相からの凝結，溶液から急冷晶出など種々の方法により，数十種の金属や化合物で人工的に作られ，プラスチックや金属の強化材料として注目されている。

出典　株式会社平凡社

化学辞典 第2版

ホイスカー
ホイスカー
whisker

[同義異語]ひげ結晶

出典　森北出版「化学辞典（第2版）」

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

ホイスカー

「ひげ結晶」のページをご覧ください。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

世界大百科事典（旧版）内のホイスカーの言及

【金属繊維】より

…なお，ホウ素などの繊維には，直径10μm程度のタングステン繊維を芯線として，その上にホウ素を析出して作られるものがある。ホイスカーwhiskerあるいはウィスカーと呼ばれるものは直径数μm以下の針状あるいはひげ状結晶のものをいい，格子欠陥が少なくきわめて強度が高い。【大久保 忠恒】。…

【金属繊維】より

…なお，ホウ素などの繊維には，直径10μm程度のタングステン繊維を芯線として，その上にホウ素を析出して作られるものがある。ホイスカーwhiskerあるいはウィスカーと呼ばれるものは直径数μm以下の針状あるいはひげ状結晶のものをいい，格子欠陥が少なくきわめて強度が高い。【大久保 忠恒】。…

【転位】より

…　転位のもつその他の重要な性質として，転位が点欠陥の生成消滅を起こす場所となること，また，結晶成長をつかさどることなどがあげられる。逆に，結晶中に転位が存在しないとき，われわれが日常経験するのと非常に異なる性質を示すことは，ホイスカー(ひげ結晶)と呼ばれる細い物質について見ることができる。これは，猫のひげのように繊維状にぴんとまっすぐに伸びた，直径が2～3μm程度の単結晶である。…

※「ホイスカー」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」