JPH02149337A - 気固相反応容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 奮栗上側■朋分界 本発明は、固体成形物を内部に収容し、気体を流して該
固体成形物を気固相反応させるための気固相反応容器に
関する。

丈来夏技生 近年、ファインセラミックスが各分野において用途を拡
げつつあるが、これらの中でも例えばＡＱＮ、ＢＮ、Ｓ
ｊ、Ｎ、等のように、気固相反応を利用して酸化物を高
温で還元窒化反応（例えば、ＡＱ２０．＋３Ｃ＋Ｎ、→
２ＡＱＮ＋３ＣＯ）させて得られる材料が多くなってき
ている。

この場合、気固相反応においては、反応する気体と固体
との接触面積を大きくすること、また反応によって生じ
た生成ガスを系外にいち早く排出させることが、反応を
活発かつ完全に遂行させる上で重要である。

従来、かかる気固相反路に使用される反応容器としては
、第５，６図に示す如き四角筒状の容器本体ａからなる
ものが使用され、その内底面すに固体成形物Ｃを載置す
ると共に、一方の開口部ｄから原料気体（反応ガス）を
流入し、他方の開口部ｅから反応によって生じた生成ガ
スを排出するよう構成されている。なお、図中矢印はガ
スの流れ方向を示す。

■が　　しよ゛と　る しかしながら、このような従来の反応容器は。

その容器本体ａの内底面すが平坦に形成されているため
、この内底面すに載置された固体成形物（反応物）Ｃの
下面は反応ガスとの接触が妨げられる。この結果、反応
が活発に行なわれ難いのみならず、不完全な反応物を生
じたり、あるいは未反応物が残留することがある。特に
、ＡＱＮ、ＢＮ。

Ｓｉ３Ｎ４等のセラミックスを得る場合、これらは高純
度が要求されるため、未反応物や中間反応物を生成する
ことは重大な問題である。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、気固相反応
を活発にし、未反応物の残留や中間反応物の生成を可及
的に防止できる気固相反応容器を提供することを目的と
する。

課舅ｌ邂スするためへ１殺− 本発明は、上記目的を達成するため、内部に収容した固
体成形物に気体を流して気固相反応させる低固相反応容
器において、この反応容器の上記固体成形物載置部を凹
凸状に形成して、該凹凸部の頂部で固体成形物を支持す
ると共に、凹部間に気体を流通させるよう構成したもの
である。

ここで、上記凹凸部の凸部間の間隔は固体成形物の底部
の大きさよりも小さいものであり、凹部間に気体流通空
間を形成されるように固体成形物を凸部頂部で支持する
ものである。

なお、上記固体成形物としては、アルミナ、シリカ、ホ
ウ酸、水酸化アルミニウム等の酸化物やカーボンなどの
単独又は混合成形物を用いることができ、また、気体と
しては窒素、水素、アンモニア、−酸化炭素ガス等のガ
スを用いることができる。

従って、本発明の反応容器は、例えばＡｎ、０３゜Ｓｉ
ｏ２．Ｂ２Ｏ３等の酸化物の還元窒化反応などに好適に
使用され、これら酸化物或いはこれと炭素との混合物を
Ｎ２ガス、ＮＨ，ガスなどと反応を行なって、ＡＱＮ、
ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の窒化物を得るために利用される。

務朋 本発明によれば、気固相反応容器の固体成形物載置部が
凹凸状に形成され、その頂部で固体成形物が支持される
と共に、凹部間に気体が流通するよう構成されているの
で、固体成形物の底面が平坦であっても、載置部と固体
成形物との接触面積が極少になり、固体成形物の実質反
応表面積が増大する。かつ、設けられた四部がガス流れ
方向に対してガス流通空間を形成し、反応ガスがこの凹
凸部間に速やかに流入、流通し、固体成形物底面に確実
に接触すると共に、生成ガスも該凹部内を容易に流通し
、反応容器からの排出が可及的にすみやかに行なわれる
。この結果、固体反応物と気体との反応が固体反応物の
載置部側においても活発になり、中間生成物を生じたり
、未反応物が残留することを可及的に防止できるもので
ある。

以下、本発明の実施例につき第１図乃至第４図を参照し
て説明する。

失に貫 第１図は本発明に係る低固相反応容器の一実施例を示す
もので、この容器１は両側端が開放した四角箱型の気固
相反応容器本体２の内底面３に底部及び頂部がそれぞれ
丸味を帯びた波型状の凹溝及び凸条部（凹凸部）４が気
体の流れ方向に沿って気体流入口５側端部から気体排出
ロ６側端部にかけて形成されており、上記内底面３（凹
凸部４）が固体成形物７の載置部として構成されている
。

この反応容器を用いて気固相反応を行なう場合、固体成
形物７を容器本体２の内底面３上に載置するもので、こ
れにより固体反応物７は−Ｅ記凹凸部４の頂部（凸条部
頂部）により支持される。次いで、気体流入口５から反
応ガスを流入するもので、この反応ガスは容器本体２内
を流れるが、この際固体成形物７の上面及び両側面に接
触すると共に、上記凹凸部４の凹溝内を流れ、固体成形
物７の下面とも良好に接触する。従って、反応ガスは固
体成形物７の全面に接触し、反応ガスと固体成形物７と
の反応が確実に効率よく行なわれ、また生成ガスも速や
かに上記凹溝内を含む容器本体内から速やかに排出され
るため、不完全な反応を生じたり、未反応物が残留する
ことが可及的に防止されるものである。

この場合、上記凹凸部は凹溝及び凸条から形成され、凸
条の頂部が丸味を帯びているので、固体成形物との接触
面積が非常に小さく、また反応ガスが流れる凹溝は気体
（反応ガス）流入口５側の端部から気体（生成ガス）排
出口６側の端部にかけてガスの流れ方向に連続して形成
されているため、反応ガスがスムーズに該凹溝内に流入
、流通すると共に、生成ガスがスムーズに流通、排出す
るものである。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、この実施例
においては、第１．２図の実施例と同様に凹凸部４が容
器本体２の内底面に形成され、該凹凸部４が凹溝及び凸
条により形成されているものであるが、凹溝部が断面７
字状、凸条が断面逆Ｖ字状に形成されたものである。

また、第４図は本発明の更に他の実施例を示すもので、
この例は容器本体２の内底面３上に上面に等間隔づつ離
間して断面逆Ｖ字状の凸条４ａを−ｔに突設することに
より凹凸部４を形成した載置板８を置いであるもので、
この載置板８が容器本体２の載置部を形成する。

なお、第３，４図のその他の構成及び作用効果は第１，
２図の実施例と同様であるからその説明を省略する。

ここで、気固相反応容器に設けられる凹凸部は上記実施
例に制限されるものではなく、例えば連続した凸条では
なく、不連続的な凸条とすることもでき、また円錐状、
角錐状等の凸部を形成することにより凹凸部を形成する
ことができるなど、適宜変更し得、その他の構成につい
ても本発明の要旨の範囲内で種々変更することができる
。

次に実験例により本発明を更に具体的に説明する。

去１１は 平均粒径０．９−の水酸化アルミニウム１００重量部、
平均粒径０．７−のカーボンブラック３０重量部、有機
バインダー１０重量部を十分に混合し、粉末プレスを用
いて同じ大きさの直方体状（２，Ｏｘ　５．ＯＸ　７．
０ａｎ）の成形体を３個作製した。

この成形体を同じ大きさの第５図、第１図及び第３図に
示した気固相反応容器Ａ、Ｂ及びＣの内底面上に載置し
た。なお、気固相反応容器Ｂの凸条頂部間の間隔は１．
０ａｍ、凹溝の深さは０．７国、気固相反応容器Ｃの凸
条頂部間の間隔は１、０ａｎ、溝の深さは０．７ａｎで
ある。

次に、これらの反応容器に２０　Ｑ　／ｍｉｎの窒素気
流を流し、１６５０℃で５時間焼成した。

得られた反応生成物を粉砕し、粉砕した焼成粉を空気中
で７００℃、５時間処理し、残存するカーボンを酸化除
去した。

得られた窒化アルミニウム粉末中の酸素及び炭素を分析
した。結果を第１表に示す。

第１表 第１表より、本発明に係る気固相反応容器で焼成された
製品は、従来の気固相反応答器で焼成されたものより残
留カーボン及び酸素が少なく、反応がより完全に行なわ
れたことが認められた。

充ＩＦυ弧果 以上説明したように、本発明の気固相反応容器はその固
体成形物載置部を凹凸状に形成したので、成形物全面に
確実に反応ガスが接触し、気固相反応が確実に効率よく
行なわれ、未反応物の残留や中間反応物の生成を可及的
に防止でき、ＡＱＮ。

ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の生成物質の純度を向−ヒさせるこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１・図
は斜視図、第２図は断面図、第３図及び第４図はそれぞ
れ本発明の他の実施例を示す断面図、第５図及び第６図
は従来の気固相反応容器を示し、第５図は斜視図、第６
図は断面図である。 １・・・気固相反応答器　２・・・気固相反応容器本体
３・・・内底面　　　　　４・・・凹凸部７・・・固体
成形物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内部に収容した固体成形物に気体を流して気固相反
   応させる気固相反応容器において、この反応容器の上記
   固体成形物載置部を凹凸状に形成して、該凹凸部の頂部
   で固体成形物を支持すると共に、凹部間に気体を流通さ
   せるよう構成したことを特徴とする気固相反応容器。