JPH022802B2 - - Google Patents

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JPH022802B2
JPH022802B2 JP58012889A JP1288983A JPH022802B2 JP H022802 B2 JPH022802 B2 JP H022802B2 JP 58012889 A JP58012889 A JP 58012889A JP 1288983 A JP1288983 A JP 1288983A JP H022802 B2 JPH022802 B2 JP H022802B2
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carbon
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reaction
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manufacturing
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Akira Enomoto
Toshikazu Amino
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Ibiden Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、主として炭化珪素焼結体製造用原料
として優れた超微細炭化珪素粉末の製造方法に関
し、特に本発明は、平均粒径が1μmを大きく下ま
わる超微細炭化珪素粉末の製造方法に関するもの
である。 本発明者らは、先に特開昭54―33899号および
特公昭55―40527号により、主としてβ型結晶よ
りなる炭化珪素の製造方法に係る発明を提案し、
世界において初めて工業的なβ型結晶よりなる炭
化珪素の連続的な製造方法を確立した。 前記β型結晶よりなる炭化珪素は最近無加圧焼
結体製造用原料としての用途において極めて優れ
た特性を有していることが認められ、かかる用途
によれば微細なものほど焼結性あるいは均一収縮
性に優れるため、特に微細なものが要求されてお
り、例えば、特開昭50―160200号公報によればハ
ロゲン化珪素および炭化水素よりプラズマジエツ
ト反応によるサブミクロン粒度のβ型炭化珪素粉
末およびその製造方法が、また特開昭54―67599
号公報によれば、有機珪素高分子化合物を熱分解
して得られる1μm以下の高純度β型炭化珪素粉末
の製造方法が開示されている。しかしながら、前
記公報記載の方法において使用される出発原料は
いずれも極めて高価であり、かかる要求を満足す
るようなβ型結晶よりなる超微細炭化珪素粉末を
安価に供給することのできる工業的な製造方法は
未だ知られていない。 ところで、シリカと炭素とを出発原料として微
細な炭化珪素粉末を製造する方法としては、例え
ば特公昭45―10413号公報に「ピグメントシリコ
ンカーバイドの製法」にかかる発明が開示されて
おり、前記発明によれば、微細な炭化珪素粉末を
製造するためにはなるべく微細な炭素粉末を使用
することが重要であることが記載されている。 本発明者らは先に本発明者らが提案した方法に
おいて、極めて微細な炭素粉末を使用することを
試みた。しかしながら先に本発明者らが提案した
方法において、特に比表面積が1m2/g以上の極
めて微細な炭素粉末を使用すると反応域における
粒状原料の圧潰強度が著しく劣化して崩壊し、反
応域におけるガス抜けが悪化するため安定して連
続操業を行なうことができないことを知見した。
すなわち前記方法はシリカと炭素よりなる粒状原
料を竪型の反応容器の上部より装入して連続的に
SiC化反応を行なわしめる方法であり、前記粒状
原料は取扱い時および反応時において崩壊せず当
初の形状を保ち得る強度を有するものであること
が必要である。また微細な炭化珪素粉末を製造す
るためにはなるべく低い反応温度で反応せしめる
ことが好ましいが、前記本発明者らが提案してい
る如き連続的にSiC化反応を行なわしめる方法は
前述の如き理由で微細な炭素粉末を使用すること
ができず、比較的粗い粒径の反応性に劣る炭素粉
末を使用せざるを得なかつたため、操業時の生産
効率および作業性を考慮すると比較的高い反応温
度で操業を行なわなければならない欠点を有して
いた。 このような観点に基づき、本発明者らは微細な
炭素粉末を使用した粒状原料の反応域における圧
潰強度を向上させるべく種々研究し、先に特願昭
57―75324号により極めて微細な炭素粉末を出発
原料として使用し原料を造粒するに際し、粒状原
料の結合剤として有機溶剤可溶性成分を含有する
炭素系の結合剤を使用し、かつ前記出発原料の混
合時あるいは造粒時に有機溶剤を使用することに
よつて反応域においても圧潰強度が強く、当初の
形状を保ち得る粒状原料となすことができ、極め
て微細なβ型結晶よりなる炭化珪素粉末を安価に
かつ容易に連続製造することができる発明および
特願昭57―147701号により、極めて微細な炭素粉
末を出発原料として使用し原料を造粒するに際
し、前記炭素粉末と炭素系の結合剤を溶解してい
る分散媒液との濡れ性を著しく改善することので
きる界面活性剤を使用することによつて反応域に
おいても圧潰強度が強く、当初の形状を保ち得る
粒状原料を容易に製造することができ、極めて微
細なβ型結晶よりなる炭化珪素粉末を安価にかつ
容易に連続製造することができる発明を提案して
いる。 ところで、本発明者らが先に提案した方法によ
れば、反応域においても十分な圧潰強度を有する
粒状原料を製造するには炭素系の結合剤を比較的
多量に配合することが必要である。しかしなが
ら、前記炭素系の結合剤を余り多量に配合する
と、結合剤が炭化する際に生成する炭素によつて
微細な炭素粉末が相互に結合され一体化した粗大
粒子が形成されるため、生成物中に前記粗大粒子
に起因する比較的粗い炭化珪素粒子を含有し易い
欠点を有していた。 本発明は、本発明者らが先に提案した方法をさ
らに改良し、粒状原料を製造する際における炭素
系の結合剤の使用量をさらに減少させ、微細な炭
化珪素粉末を安定して製造できる方法を提供する
ことを目的とするものである。 シリカと炭素と炭素系の結合剤とを配合し粒状
に成形せしめた原料を、予熱帯と加熱帯と冷却帯
を有する反応容器の上方より装入し、予熱帯内を
連続的あるいは間歇的に自重降下させつつ加熱帯
に至らせると共に該加熱帯内で水平方向に間接電
気加熱し、反応域における装入原料ならびに反応
生成物の水平方向の温度分布がほぼ均一になるよ
う電力を負荷すると同時に装入原料ならびに反応
生成物の降下速度を制御してSiC化反応を行わ
せ、次いで前記反応生成物を非酸化性雰囲気下の
冷却帯に降下させて冷却し、その後反応生成物を
冷却帯下部より連続的あるいは間歇的に排出させ
る炭化珪素の製造方法において、 粒状に成形せしめる前記原料として、 (a) 1〜1000m2/gの範囲内の比表面積を有する
炭素粉末と炭素系の結合剤とを、水を主成分と
する分散媒液を使用して混合する工程;もしく
は (b) 1〜1000m2/gの範囲内の比表面積を有する
炭素粉末と炭素系の結合剤とを水あるいは有機
溶剤を主成分とする分散媒液および界面活性剤
を使用して混合する工程; 上記(a),(b)工程のいずれかの工程を経た後、得
られた混合物とシリカと炭素系の結合剤とを混合
し造粒されたものを使用し、 そして、加熱帯における反応温度を1500〜2000
℃の範囲内に制御するという方法によつて、前記
目的を達成することができる。 次に本発明を詳細に説明する。 シリカと炭素とを出発原料とする炭化珪素生成
反応は一般に下記式(1)によつて示されている。 SiO2+3C→SiC+2CO ……(1) しかしながら実際に主体となる生成機構は下記
式(2)によつてSiOガスが生成し、前記SiOガスと
炭素が下記式(3)にしたがつて反応して炭化珪素が
生成することが知られている。 SiO2+C→SiO+CO ……(2) SiO+2C→SiC+CO ……(3) ところで、本発明によれば、前記式(2)によつて
生成したSiOガスは前記式(3)にしたがつて速やか
にSiC化反応せしめ、反応容器内のSiOガス分圧
をそれ程上昇させないことが望ましい。なぜなら
ば、本発明において反応容器内のSiOガス分圧が
上昇するとSiOガス分圧の上昇に伴つて前記式(3)
にしたがう反応速度が相対的に速くなるが、この
場合の前記式(3)にしたがう反応はSiC結晶が成長
し粗大化する反応が主体となるので、SiOガス分
圧の高い条件下では、微細なSiC粒子を得ること
が困難になり、さらに著しい場合にはSiOガスの
一部が予熱帯へ上昇して下記式(4),(5),(6)に示す
如き反応を生起し、予熱帯においてSiO2,Si,
SiC,C等が混合した状態で析出する。前記析出
物は粘着性を有するため、原料が互いに凝結し、
炭化珪素を連続的に製造する上で最も重要な原料
の円滑な移動降下が著しく阻害され、長期間にわ
たる安定した連続操業が困難になる。 2SiO→SiO2+Si ……(4) SiO+CO→SiO2+C ……(5) 3SiO+CO→2SiO2+SiC ……(6) 本発明によれば、前記SiOガス分圧の上昇を抑
制し、極めて微細な炭化珪素粉末を得るために、
比表面積が1〜1000m2/gの範囲内の炭素粉末を
使用することが必要である。その理由は、前記比
表面積が1m2/gより小さいと前記式(3)にしたが
う反応の生起する箇所が少なく、結晶の成長によ
るSiCの生成反応が主体となるため、本発明の目
的とする微細な炭化珪素粉末を製造することが困
難であるし、一方1000m2/gより大きい比表面積
を有する炭素粉末は反応性の面から考慮すると極
めて好適であると考えられるが、そのような炭素
粉末は入手が困難であるばかりでなく、嵩比重が
極めて低いため、粒状物の気孔率が高くなり圧潰
強度が著しく低くなる欠点を有するからであり、
なかでも10〜500m2/gの範囲内の炭素粉末が入
手も比較的容易であり、かつ好適な結果を得るこ
とができる。 前記炭素粉末は主としてコンタクトブラツク、
フアーネスブラツク、サーマルブラツク、ランプ
ブラツクより選ばれるいずれか少なくとも1種の
カーボンブラツクであることが好ましいが、なか
でもサーマルブラツクはカーボンブラツク粒子の
連鎖構造あるいは鎖状構造すなわちストラクチヤ
ーが低く圧潰強度の強い粒状原料を容易に製造で
き最も好適である。 本発明によれば、シリカと炭素とを配合し、造
粒した原料が使用される。シリカと炭素とを粉体
のまま造粒せずに使用すると、反応時に生成する
COガスのガス抜けが悪化し反応が進み難くなる
欠点を有するからであり、前記粒状物の平均粒径
は3〜18mmの範囲内とすることが有利である。そ
の理由は、前記粒状物の平均粒径が3mmより小さ
いと粒状物とした効果が殆どなく、一方18mmより
大きいと粒状物内における反応速度が遅くなり、
経済的でないからである。 本発明によれば、前記粒状に成形せしめた原料
は反応域の高温にさらされても当初の形状を維持
することが重要であり、前記粒状に成形せしめた
原料は(a)1〜1000m2/gの範囲内の比表面積を有
する炭素粉末と炭素系の結合剤とを水を主成分と
する分散媒液を使用して混合する工程;もしくは
(b)1〜1000m2/gの範囲内の比表面積を有する炭
素粉末と炭素系の結合剤とを水あるいは有機溶剤
を主成分とする分散媒液および界面活性剤を使用
して混合する工程;上記(a),(b)工程のいずれかの
工程を経た後得られた混合物とシリカと炭素系の
結合剤とを混合し造粒されたものであることが必
要である。 前記原料を粒状に成形するに際し、炭素系の結
合剤を(a)あるいは(b)の工程および造粒工程におい
てそれぞれ配合する理由は、(a)あるいは(b)の工程
は炭素粉末を相互に結合させるために炭素系の結
合剤を混合する工程であり、また造粒工程は前記
(a)あるいは(b)のいずれかの工程を経た後得られた
混合物とシリカを結合させるために炭素系の結合
剤を混合する工程であり、(a)あるいは(b)の工程お
よび造粒工程においてそれぞれ炭素系の結合剤を
配合することにより、炭素系の結合剤をそれぞれ
の目的に応じて最適の量で効率的に配合すること
ができるからである。 なお前記炭素粉末と炭素系の結合剤とを上記(a)
の水を主成分とする分散媒液を使用して混合する
工程あるいは上記(b)の水あるいは有機溶剤を主成
分とする分散媒液および界面活性剤を使用して混
合する工程のいずれかによつて混合する理由は、
本発明で使用される如き極めて比表面積の大きな
炭素粉末は凝集性が強く通常微細な粒子が多数凝
集した粒子群すなわち2次粒子の形態で存在して
いるため、単に微粉状の結合剤を配合して混合す
るだけでは前記炭素粉末の凝集をほぐして結合剤
を均一に分散させることが困難であり、炭素粉末
相互の結合が極めて弱いことから反応域における
粒状原料の圧潰強度を維持することが困難である
が、上記(a)の水を主成分とする分散媒液を使用し
て混合する工程あるいは(b)の水あるいは有機溶剤
を主成分とする分散媒液および界面活性剤を使用
して混合する工程のいずれかによつて炭素粉末と
炭素系の結合剤を混合することによつて炭素粉末
の2次粒子の内部にまで炭素系の結合剤を均一に
分散させることができるからである。 本発明によれば、前記(a)あるいは(b)の工程にお
ける炭素系の結合剤は分散媒液可溶性成分を少な
くとも30重量%含有し、かつ固定炭素を5〜80重
量%含有するものであることが好ましい。前記分
散媒液可溶性成分を少なくとも30重量%含有する
ことが好ましい理由は、前記分散媒液可溶性成分
が30重量%より少ないと結合剤を炭素粉末の2次
粒子の内部にまで均一に分散させることが困難で
あり目的とする圧潰強度を得るためには大量の炭
素系の結合剤を必要とするからであり、一方固定
炭素を5〜80重量%含有するものであることが好
ましい理由は、前記固定炭素が5重量%より少な
いと目的とする圧潰強度を得るためには大量の結
合剤を配合しなければならず作業性に劣るばかり
でなく、粒状原料中に占める結合剤の容積が大き
くなるため、高温域における圧潰強度を維持する
ことが困難であるし、80重量%より多いと実質的
な結合剤としての作用効果が低く効率的に適用す
ることが困難であるからである。 本発明によれば、前記(a)あるいは(b)の工程にお
ける炭素系の結合剤の配合量は固定炭素量に換算
して炭素粉末100重量部に対して0.1〜10重量部の
範囲内とすることが好ましい。その理由は前記固
定炭素量に換算した配合量が0.1重量部より少な
いと粒状原料の反応域における圧潰強度が低く、
反応容器内で生成物が崩壊し易くなり、一方10重
量部より多いと結合剤が炭化する際に生成する炭
素によつて微細な炭素粉末が相互に結合され一体
化した粗大粒子となり易く、生成物中に前記粗大
粒子に起因する比較的粗い炭化珪素粒子を含有し
易くなるからであり、なかでも0.5〜8重量部の
範囲内において最も良い結果が得られる。 本発明によれば、炭素粉末と炭素系の結合剤と
を混合するに際し、炭素系の結合剤を炭素粉末の
2次粒子の内部にまで均一に分散し混合すること
が重要であり、前記(a)の工程によれば界面活性剤
的な特性を有する水溶性の炭素系の結合剤を水と
共に使用することが好ましく、また前記(b)の工程
によれば有機溶剤あるいは水のいずれかを主成分
とする分散媒液と分散媒液の炭素粉末に対する濡
れ性を改善するための界面活性剤とを使用するこ
とが好ましい。 本発明の(a)の工程によれば、炭素粉末と炭素系
の結合剤は水を主成分とする分散媒液を使用して
混合される。 前記(a)の工程において水を主成分とする分散媒
液を用いる本発明によれば、界面活性剤的な特性
を有する水溶性の炭素系の結合剤としてリグニン
スルホン酸塩、糖類、アルギン酸塩等を使用する
ことができる。 本発明の(b)の工程によれば、炭素粉末と炭素系
の結合剤は有機溶剤あるいは水のいずれかを主成
分とする分散媒液と界面活性剤を使用して混合さ
れる。 前記(b)の工程において有機溶剤を主成分とする
分散媒液を使用する場合には、炭素系の結合剤は
石油ピツチ、コールタールピツチ、木タールピツ
チ、アスフアルト、フエノール樹脂、石油ター
ル、コールタール、木タールより選ばれるいずれ
か少なくとも1種を使用し、界面活性剤としてア
ミン、カルボキシル基を有する有機化合物、スル
ホ基を有する有機化合物、エステルより選ばれる
いずれか少なくとも1種を使用することが好まし
い。 前記界面活性剤は例えばポリオキシ脂肪酸アミ
ン、ソルビタン脂肪酸エステル、ジアルキルスル
ホこはく酸エステル塩、脂肪酸、アルキルアミン
塩、ベンゼンスルホン酸、ポリオキシソルビタン
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン
脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸
エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステ
ル、プロピレングリコール酸エステル、しよ糖脂
肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、
脂肪酸アルカノールアミドあるいはアミンオキシ
ドがあり、これらを単独あるいは混合して使用す
ることができる。 前記有機溶剤は炭素系の結合剤の有機溶剤可溶
性成分をなるべく多く溶出できるものが有利であ
り、例えばベンゼン、アセトン、トルエン、ヘキ
サン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、
イソオクタン、シクロヘキサン、エチルベンゼ
ン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタ
ン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、ノ
ナン、キシレン、メチルアルコール、エチルアル
コール、ブチルアルコール、イソブチルアルコー
ル、プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ギ
酸エステル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソ
プロピル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ア
ミル、酪酸ブチル、炭酸ジエチル、フツ化酢酸、
ジエチレンジメチルエーテル、エチルメチルケト
ン、キノリンおよびこれらと同等の機能を有する
ものを使用することができる。 前記(b)の工程において水を主成分とする分散媒
液を使用する場合には、炭素系の結合剤はフエノ
ール樹脂、リグニンスルホン酸塩、糖類、アルギ
ン酸塩より選ばれるいずれか少なくとも1種を使
用し、界面活性剤としてアミン、カルボキシル基
を有する有機化合物、スルホ基を有する有機化合
物、エステル、アンモニウム化合物、エーテル結
合を有する有機化合物より選ばれるいずれか少な
くとも1種を使用することが好ましい。 前記界面活性剤として例えば脂肪酸塩、アルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、直鎖アルキルベンゼン
スルホン酸塩、α―オレフインスルホン酸塩、ナ
フタレン―ホルマリン縮合物のスルホン酸塩、ポ
リオキシエチレンアルキルフエニルエーテルがあ
り、これらを単独あるいは混合して使用すること
ができる。 本発明によれば、前記(b)の工程における界面活
性剤の配合量は炭素粉末100重量部に対して0.05
〜5重量部の範囲内であることが好ましい。前記
界面活性剤の添加量が前記範囲より少ないと炭素
粉末と分散媒液との濡れ性を改善する効果が不充
分であり、一方前記範囲より多いと界面活性剤を
必要以上に添加することになり不経済である。 本発明によれば、前記(a)あるいは(b)の工程にお
ける分散媒液の配合量は前記炭素系の結合剤と炭
素粉末とを均一に分散させる効果および経済性を
考慮すると炭素粉末100重量部に対し10〜700重量
部とすることが有利である。 本発明によれば、前記(a)あるいは(b)のいずれか
の工程を経た後得られた混合物は造粒工程におい
てシリカと炭素系の結合剤と混合され、造粒され
る。 本発明によれば、前記造粒工程において使用さ
れる結合剤は炭素系の結合剤であることが必要で
ある。その理由は、前記炭素系の結合剤は高温域
でも強固な結合力を保持することができ、かつこ
の造粒原料がSiC化反応し、反応生成物になると
きも結合剤中の炭素がSiOガスと反応してSiC化
し形状を保持するため、反応域においても崩壊し
て再粉化することなく、一定の形状を保ち得るか
らである。 前記造粒工程において使用される炭素系の結合
剤の固定炭素含有量は5〜80重量%の範囲内であ
ることが好ましい。その理由は前記固定炭素含有
量が前記範囲より少ないと目的とする圧潰強度を
得るためには大量に配合しなければならず、一方
前記範囲より多いと実質的な結合剤としての作用
が小さくなり、効率的に適用することが困難であ
るからである。 本発明によれば、前記造粒工程における炭素系
の結合剤の配合量は固定炭素量に換算してシリカ
と炭素粉末の合計100重量部に対して1〜20重量
部の範囲内とすることが好ましい。その理由は前
記固定炭素量に換算した配合量が1重量部より少
ないと粒状原料の反応域における圧潰強度が低
く、反応容器内で生成物が崩壊し易くなり、一方
20重量部より多いと結合剤に要する費用が増加す
るし、結合剤が炭化する際に生成する炭素に起因
する粗大な炭化珪素粒子が生成し易くなるからで
あり、なかでも2〜15重量部の範囲内で最も良い
結果が得られる。 本発明によれば、前記造粒工程において使用さ
れる炭素系の結合剤は溶液状あるいは微粉末状の
いずれの形態でも混合することができる。 また前記造粒工程における造粒時にはCMC等
の粘着性溶液を使用することもできる。上記粘着
性溶液は造粒原料の常温における圧潰強度を高く
して、造粒原料を反応容器へ装入するまでの取扱
い時における崩壊を防止する効果を有する。前記
の粘着性溶液としてはCMCの溶液の他に例えば
澱粉、PVA、酢酸ビニール等の溶液を使用する
ことができる。 本発明によれば、微細な炭化珪素粉末を製造す
る上で、原料中の炭素量を増加させて前記式(3)の
反応が生起する箇所を増加させ、前記SiOガス分
圧の上昇を抑制することが有効であり、前記配合
原料におけるシリカと炭素のC/SiO2モル比を
3.2〜5.0の範囲内とすることが有利である。前記
C/SiO2モル比を3.2〜5.0の範囲内とすることが
有利である理由は、前記C/SiO2モル比が3.2よ
り小さいと、前記式(3)に従う反応を充分に行なわ
せ、SiOガス分圧を低く維持することが困難であ
り、一方5.0より大きいと反応に寄与しない過剰
の炭素を高温に加熱するために熱効率が低くなる
し、炭素原料に要する費用が増加するので不経済
であるからである。 本発明者らは、本発明の出発原料として使用さ
れるシリカと炭素および反応条件について種々研
究した結果、炭素粉末の比表面積が1〜1000m2
gの範囲内でかつシリカと炭素とからなる粒状原
料を用いて操業するに当り、シリカの平均粒径
(Xμm)、炭素粉末の比表面積(Sm2/g)、反応
温度(T〓)およびシリカと炭素とのC/SiO2
モル比(R)が下記関係式(7)を満足する場合に極
めて良好な結果を得ることができることを知見し
た。 S-1≦3.1×10-2R・X+1.1×104T-1 …(7) また、本発明によれば、原料内の通気性を向上
させて反応容器内のSiOガス分圧を均一にするた
めに、前記配合原料を造粒し、粒状物の気孔率が
10〜60%、粒状物嵩密度が0.40〜1.13g/cm3の範
囲内の粒状原料となすことが有利である。 前記配合原料を造粒し、粒状物の気孔率を10〜
60%の範囲内とすることが有利である理由は、前
記気孔率が10%より低いと粒状物中における通気
性が悪く、反応生成ガスが放出され難く、粒状物
内で局部的にSiOガス分圧が高くなり、前述の如
く結晶粒の粗大化が発生し易いからであり、一方
前記気孔率は反応生成ガスの放出性の点を考慮す
ればなるべく高い方が好ましいが、60%より高い
と粒状物の強度が極めて低く、反応容器中で潰れ
通気性が著しく悪化するからであり、なかでも25
〜55%の範囲内において最も良い結果が得られ
る。 前記粒状原料の粒状物嵩密度を0.40〜1.13g/
cm3の範囲内とすることが有利である理由は前記嵩
密度はなるべく低い方が通気性その他の点で有利
であるが、0.40g/cm3より低い粒状原料となすた
めには、前記粒状物の気孔率を著しく高めるか、
あるいは粒状物の粒径を極めて均一に揃えなけれ
ばならず、前記気孔率は余り高くすると前述の如
く粒状物の強度が著しく低下するし、また粒状物
の粒径を均一に揃えることは原料コストの著しい
増大につながるからであり、一方1.13g/cm3より
高いと反応生成ガスの通気性が悪く予熱帯におけ
る高温ガスの流れが不均一になり、原料と高温ガ
スとの熱交換が不充分になるからであり、さらに
また前記SiOガスよりの析出物の影響を受け易く
なり原料の円滑な自重降下が阻害され長期間の安
定した操業を維持することが困難になるからであ
る。前記粒状物嵩密度は0.50〜0.90g/cm3の範囲
内において最も良い結果が得られる。 なお、本発明によれば、前記粒状物嵩密度(D
g/cm3)は加熱帯における装入物の充填幅
(Wm)と粒状物の気孔率(A%)で示される下
記関係式(8)を満足する場合にさらに好適な結果を
得ることができる。 0.0146A(W−0.82)3+0.3≦D≦−2.52A (W−0.22)3+1.0 ……(8) なお、前記粒状物の気孔率は単位嵩容積当りに
気孔の占める容積比率であり、嵩容積というのは
粒状物中に占める固体と内部空隙を含んだ容積で
ある。前記粒状物嵩密度は粒状物の一定容積の重
量、すなわち固体、内部空隙および外部空隙を含
んだ単位容積当りの重量である。前記装入物の充
填幅は反応容器の側壁から水平方向に最も遠くに
存在する装入物迄の距離の2倍である。 本発明によれば、前記粒状原料を予熱帯と加熱
帯と冷却帯を有する反応容器の上方より装入し、
前記装入された原料を前記反応容器の予熱帯内を
連続的あるいは間歇的に自重降下させつつ加熱帯
に至らせ、前記加熱帯内で水平方向に間接電気加
熱し、反応域における装入原料ならびに反応生成
物の水平方向の温度分布がほぼ均一になるよう電
力負荷と反応域を降下する装入原料ならびに反応
生成物の降下速度を制御してSiC化反応を行なわ
せ、次いで反応生成物を冷却帯に降下させ非酸化
性雰囲気下で冷却後、前記反応容器の冷却帯下部
より連続的あるいは間歇的に反応生成物が排出さ
れる。 本発明によれば、極めて微細な炭化珪素粉末を
製造する上で、加熱帯における反応温度を1500〜
2000℃の範囲内に制御することが必要である。そ
の理由は、前記反応温度が1500℃より低いと前記
式(2)で示される反応の反応速度が極めて遅く効率
的に炭化珪素粉末を製造することが困難であるか
らであり、一方2000℃より高いと一且生成した炭
化珪素が結晶成長してα型炭化珪素に変化するた
め、本発明の目的とする極めて微細なβ型炭化珪
素粉末を製造することが困難であるからである。 なお前記反応温度は従来本発明者らが発明し提
案した炭化珪素の連続操業方法において必要とさ
れた反応温度に比較して低く、操業に要するエネ
ルギー量も少なくてすみ、かつ生産設備の耐久性
が著しく向上する等の利点をも有する。 また、前記加熱帯における装入物の降下速度
(Um/hr)を加熱帯における装入物の充填幅
(Wm)と加熱帯の高さ(Hm)の下記関係式(9)
で示される範囲内とすることが有利である。 H(8.3W2−5.8W+1.16)≦U≦H(50W2
36.7W+7.3) ……(9) 前記加熱帯の高さは装入物を加熱する手段、す
なわち発熱体の発熱部における高さ方向の長さで
ある。 次に本発明の方法の実施に直接使用する製造装
置の1例を図面を参照しながら説明する。 本発明の方法の実施に直接使用する装置は、第
1図に示す如く原料装入口1と予熱帯2と加熱帯
3と冷却帯4と密閉自在の生成物排出口5とを有
し、それらが縦方向にそれぞれ連接されてなる反
応容器6であつて、前記加熱帯を形成する筒7は
黒鉛製であり、加熱帯の装入物を間接電気加熱す
る手段8,9を具備し、少なくとも前記加熱帯の
外側に炭素あるいは黒鉛質よりなる断熱層10を
有するものである。 前記反応容器6は装置の中心部に設置され、間
接加熱手段8,9は黒鉛製発熱体8と前記発熱体
の外側に近接して設けられた黒鉛製反射筒9から
なる。前記加熱帯を形成する筒と黒鉛製反射筒に
囲まれた空間内には非酸化性ガス装入口11より
例えばアルゴン、ヘリウム、窒素、一酸化炭素、
水素、その他の非酸化性ガスが封入され、空気の
侵入による黒鉛製発熱体の酸化消耗が防止され
る。 以下、本発明を実施例について説明する。 実施例 1 比表面積が25m2/gのサーマルブラツク粉末
(F.C.=98.5重量%)100重量部とノボラツク型フ
エノール樹脂(F.C.=51.6重量%)10重量部とポ
リオキシエチレンアルキルフエニルエーテル1重
量部とイソプロピルアルコール400重量部を配合
し、高速ミキサーを使用して充分に混合した後、
噴霧乾燥して、平均粒径が約0.3mmの顆粒状混合
物を得た。ついで前記顆粒状混合物110重量部と
平均粒径が153μmのシリカ粉末(SiO2=99.7重量
%)140重量部と高ピツチ粉40重量部を配合し、
パン型造粒機に投入しCMC0.5%水溶液をスプレ
ーしながら造粒し、さらに篩とバーグリズリーで
整粒した後、バンド型通気乾燥機に入れて150℃
の熱風で90分間乾燥した。得られた粒状原料は平
均粒径が11mm,粒状物の気孔率が50%、粒状物嵩
密度が0.61g/cm3,C/SiO2モル比が4.4であつ
た。 この粒状原料を第1図に示すような竪型の間接
加熱炉の上部より装入し、前記加熱炉内を連続的
に自重降下させて、反応温度が1650℃に制御され
た加熱帯に至らせ、加熱帯における装入物を
0.60m/hrの降下速度で自重降下させつつ水平方
向に間接加熱してSiC化反応を行わせた後、冷却
帯に自重降下させ、排出口より反応生成物を連続
的に排出させた。 使用した間接加熱炉の仕様は第1表に示した如
くであり、加熱帯における装入物の充填幅は0.24
mである。 得られた反応生成物から遊離炭素を除去した
後、内径が250mmφのボールミルを用いて回転数
48rpmで5hr湿式解砕し、さらに10%HF水溶液に
3hr浸漬して遊離シリカを除去精製した。前記精
製して得られた炭化珪素中のβ型結晶よりなる炭
化珪素の含有率は、X線回折によつて測定したと
ころ97.2%であり、その比表面積は35.3m2/gで
あつた。またその粒子計上を走査型電子顕微鏡で
観察したところ、極めて丸い形状の微粉末である
ことが認められた。 使用した間接加熱炉の仕様は第1表に示した如
くであり、加熱帯における装入物の充填幅は0.24
mである。
The present invention mainly relates to a method for producing ultrafine silicon carbide powder that is excellent as a raw material for producing sintered silicon carbide, and in particular, the present invention relates to a method for producing ultrafine silicon carbide powder having an average particle size of significantly less than 1 μm. It is. The present inventors previously proposed an invention relating to a method for producing silicon carbide mainly composed of β-type crystals in Japanese Patent Application Laid-open No. 54-33899 and Japanese Patent Publication No. 55-40527,
For the first time in the world, we established an industrial continuous manufacturing method for silicon carbide made of β-type crystals. Silicon carbide consisting of the β-type crystals has recently been recognized to have extremely excellent properties when used as a raw material for producing pressureless sintered bodies, and according to such uses, the finer the silicon carbide, the better the sinterability or In order to have excellent uniform shrinkability, a particularly fine material is required. For example, according to Japanese Patent Application Laid-open No. 160200/1987, β-type silicon carbide with a submicron particle size produced by a plasma jet reaction than silicon halides and hydrocarbons is required. Powder and its manufacturing method are also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1986-67599.
According to the publication, a method for producing high purity β-type silicon carbide powder of 1 μm or less obtained by thermally decomposing an organosilicon polymer compound is disclosed. However, the starting materials used in the method described in the above-mentioned publication are all extremely expensive, and an industrial manufacturing method that can inexpensively supply ultrafine silicon carbide powder consisting of β-type crystals that satisfies such requirements is required. The method is still unknown. By the way, as a method for producing fine silicon carbide powder using silica and carbon as starting materials, for example, Japanese Patent Publication No. 10413/1977 discloses an invention related to a "method for producing pigment silicon carbide"; According to the publication, it is described that it is important to use carbon powder as fine as possible in order to produce fine silicon carbide powder. The present inventors previously attempted to use extremely fine carbon powder in the method proposed by the present inventors. However, in the method previously proposed by the present inventors, when extremely fine carbon powder with a specific surface area of 1 m 2 /g or more is used, the crushing strength of the granular raw material in the reaction zone deteriorates significantly and collapses. It was discovered that stable continuous operation could not be performed due to deterioration of gas leakage.
In other words, in the method described above, granular raw materials made of silica and carbon are charged from the top of a vertical reaction vessel and continuously processed.
This is a method of carrying out a SiC conversion reaction, and the granular raw material needs to have a strength that allows it to maintain its original shape without collapsing during handling and reaction. In addition, in order to produce fine silicon carbide powder, it is preferable to carry out the reaction at as low a reaction temperature as possible, but the method of carrying out the SiC conversion reaction continuously as proposed by the present inventors is not suitable for the reasons mentioned above. Because it is not possible to use fine carbon powder, and it is necessary to use carbon powder with a relatively coarse particle size and poor reactivity, the reaction temperature is relatively high considering production efficiency and workability during operation. The disadvantage was that the operation had to be carried out at Based on this viewpoint, the present inventors conducted various studies to improve the crushing strength in the reaction zone of granular raw materials using fine carbon powder, and first published a patent application.
No. 57-75324, when granulating a raw material using extremely fine carbon powder as a starting material, a carbon-based binder containing an organic solvent-soluble component is used as a binder for the granular raw material, and the starting material is By using an organic solvent during mixing or granulation, it is possible to create a granular raw material that has strong crushing strength even in the reaction zone and can maintain its original shape. According to the invention and Japanese Patent Application No. 147701/1989, which enables continuous production at low cost and easily, when granulating raw materials using extremely fine carbon powder as a starting material, the carbon powder and a carbon-based binder are combined. By using a surfactant that can significantly improve wettability with the dissolved dispersion medium, it is easy to produce a granular raw material that has strong crushing strength even in the reaction zone and can maintain its original shape. The present invention proposes an invention that enables continuous production of silicon carbide powder consisting of extremely fine β-type crystals at low cost and easily. By the way, according to the method previously proposed by the present inventors, it is necessary to mix a relatively large amount of carbon-based binder in order to produce a granular raw material that has sufficient crushing strength even in the reaction zone. . However, if too much of the carbon-based binder is blended, fine carbon powders will be bound to each other by the carbon produced when the binder carbonizes, forming integrated coarse particles. It has the disadvantage that it tends to contain relatively coarse silicon carbide particles caused by the coarse particles. The present invention further improves the method previously proposed by the inventors, further reduces the amount of carbon-based binder used when producing granular raw materials, and enables stable production of fine silicon carbide powder. The purpose is to provide a method. A raw material made by blending silica, carbon, and a carbon-based binder and forming it into granules is charged from above the reaction vessel, which has a pre-heating zone, a heating zone, and a cooling zone. While lowering its own weight, it reaches the heating zone, and is indirectly electrically heated horizontally within the heating zone, and at the same time, electric power is applied so that the horizontal temperature distribution of the charged raw materials and reaction products in the reaction zone is almost uniform. The SiC formation reaction is carried out by controlling the rate of descent of the charged raw materials and reaction products, and then the reaction products are lowered into a cooling zone under a non-oxidizing atmosphere to be cooled, and then the reaction products are transferred to the lower part of the cooling zone. In a method for producing silicon carbide in which silicon carbide is discharged more continuously or intermittently, the raw materials to be formed into granules include (a) carbon powder having a specific surface area within the range of 1 to 1000 m 2 /g and a carbon-based binder; or (b) mixing a carbon powder having a specific surface area within the range of 1 to 1000 m 2 /g and a carbon-based binder using water or an organic A process of mixing using a dispersion medium containing a solvent as a main component and a surfactant; After passing through either of the above steps (a) and (b), the resulting mixture is bonded with silica and carbon. The reaction temperature in the heating zone is set to 1500 to 2000.
The above object can be achieved by controlling the temperature within the range of .degree. Next, the present invention will be explained in detail. A reaction for producing silicon carbide using silica and carbon as starting materials is generally represented by the following formula (1). SiO 2 +3C→SiC+2CO... (1) However, the actual main generation mechanism is that SiO gas is generated according to the following formula (2), and the SiO gas and carbon react according to the following formula (3). It is known that silicon carbide is produced by SiO 2 +C→SiO+CO ...(2) SiO+2C→SiC+CO ...(3) By the way, according to the present invention, the SiO gas generated according to the above formula (2) is quickly converted according to the above formula (3). It is desirable that the SiO gas partial pressure in the reaction vessel not be increased so much during the SiC conversion reaction. This is because, in the present invention, when the SiO gas partial pressure in the reaction vessel increases, the equation (3)
However, in this case, the reaction according to equation (3) above is mainly a reaction in which SiC crystals grow and become coarse, so under conditions of high SiO gas partial pressure, fine It becomes difficult to obtain suitable SiC particles, and in even more extreme cases, a part of the SiO gas rises to the pre-preparation zone and causes reactions as shown in equations (4), (5), and (6) below, causing pre-preparation. In the tropics, SiO 2 , Si,
SiC, C, etc. precipitate in a mixed state. Since the precipitate is sticky, the raw materials coagulate together,
The smooth movement and descent of the most important raw material in the continuous production of silicon carbide is significantly hindered, making stable continuous operation over a long period of time difficult. 2SiO→SiO 2 +Si ……(4) SiO+CO→SiO 2 +C ……(5) 3SiO+CO→2SiO 2 +SiC ……(6) According to the present invention, the rise in the SiO gas partial pressure is suppressed, and extremely fine To obtain silicon carbide powder,
It is necessary to use carbon powder with a specific surface area in the range of 1 to 1000 m 2 /g. The reason for this is that when the specific surface area is smaller than 1 m 2 /g, there are few places where the reaction according to the above formula (3) occurs, and the SiC production reaction due to crystal growth becomes the main reaction, which is the object of the present invention. It is difficult to produce fine silicon carbide powder, and on the other hand, carbon powder with a specific surface area larger than 1000 m 2 /g is considered to be extremely suitable from the viewpoint of reactivity. This is because it is not only difficult to obtain, but also has an extremely low bulk specific gravity, which has the disadvantage of increasing the porosity of the granules and significantly lowering the crushing strength.
Among them, carbon powder in the range of 10 to 500 m 2 /g is relatively easy to obtain, and suitable results can be obtained. The carbon powder is mainly used as contact black,
It is preferable to use at least one type of carbon black selected from furnace black, thermal black, and lamp black. Among them, thermal black has a chain structure or chain structure of carbon black particles, that is, a low structure and high crushing strength. This is the most preferred method because it allows easy production of granular raw materials. According to the present invention, a raw material obtained by blending silica and carbon and granulating the mixture is used. If silica and carbon are used as powder without granulation, they will be generated during the reaction.
This is because it has the disadvantage that the outgassing of CO gas deteriorates, making it difficult for the reaction to proceed. Therefore, it is advantageous for the average particle diameter of the granules to be within the range of 3 to 18 mm. The reason for this is that if the average particle diameter of the granules is smaller than 3 mm, there is almost no effect as a granule, while if it is larger than 18 mm, the reaction rate within the granules slows down.
This is because it is not economical. According to the present invention, it is important that the raw material formed into granules maintains its original shape even when exposed to the high temperature of the reaction zone, and the raw material formed into granules has a size of (a) 1 to 1000 m 2 . a step of mixing carbon powder having a specific surface area within the range of /g and a carbon-based binder using a dispersion medium mainly composed of water; or
(b) A step of mixing carbon powder having a specific surface area within the range of 1 to 1000 m 2 /g and a carbon-based binder using a dispersion medium mainly composed of water or an organic solvent and a surfactant. ; It is necessary that the mixture obtained after passing through either of the above steps (a) and (b) is mixed with silica and a carbon-based binder and then granulated. The reason why a carbon-based binder is added in the step (a) or (b) and the granulation step when forming the raw materials into granules is that in the step (a) or (b), the carbon powder is not mutually mixed. This is the process of mixing a carbon-based binder for bonding, and the granulation process is the same as described above.
This is a process of mixing a carbon-based binder to bond silica with the mixture obtained after passing through either process (a) or (b), and the process of (a) or (b) and granulation. This is because by blending a carbon-based binder in each step, it is possible to efficiently blend the carbon-based binder in an optimum amount according to each purpose. Note that the carbon powder and the carbon-based binder are used in the above (a).
Either the step of mixing using a dispersion medium mainly composed of water or the step of mixing using a dispersion medium mainly composed of water or an organic solvent and a surfactant as described in (b) above. The reason for mixing is
The carbon powder used in the present invention, which has an extremely large specific surface area, has a strong cohesive property and usually exists in the form of a particle group in which many fine particles are aggregated, that is, in the form of secondary particles. Therefore, a fine powder binder is simply added. It is difficult to loosen the agglomeration of the carbon powder and disperse the binder uniformly by simply mixing the carbon powder, and since the bonds between the carbon powders are extremely weak, it is difficult to maintain the crushing strength of the granular raw material in the reaction zone. Although it is difficult, it is possible to use the above (a) mixing process using a dispersion medium mainly composed of water or (b) using a dispersion medium mainly composed of water or an organic solvent and a surfactant. By mixing the carbon powder and the carbon-based binder in any of the mixing steps, the carbon-based binder can be uniformly dispersed even inside the secondary particles of the carbon powder. be. According to the present invention, the carbon-based binder in step (a) or (b) contains at least 30% by weight of dispersion medium soluble components and 5 to 80% by weight of fixed carbon. It is preferable. The reason why it is preferable to contain the dispersion medium soluble component at least 30% by weight is that if the dispersion medium soluble component is less than 30% by weight, the binder can be uniformly dispersed even inside the secondary particles of the carbon powder. This is because it is difficult and requires a large amount of carbon-based binder to obtain the desired crushing strength.On the other hand, the reason why it is preferable to use a binder containing 5 to 80% by weight of fixed carbon is as follows. If the fixed carbon content is less than 5% by weight, a large amount of binder must be added to obtain the desired crushing strength, which not only deteriorates workability but also increases the volume of binder in the granular raw material. Therefore, it is difficult to maintain crushing strength in a high temperature range, and if the amount exceeds 80% by weight, the practical effect as a binder is low and it is difficult to apply it efficiently. According to the present invention, the blending amount of the carbon-based binder in the step (a) or (b) is within the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of carbon powder in terms of fixed carbon amount. It is preferable to do so. The reason for this is that if the blended amount converted to the amount of fixed carbon is less than 0.1 part by weight, the crushing strength of the granular raw material in the reaction zone will be low.
The product tends to disintegrate in the reaction vessel, and on the other hand, if the amount exceeds 10 parts by weight, the carbon produced when the binder carbonizes tends to bond fine carbon powder to each other and form integrated coarse particles. This is because it becomes easier to contain relatively coarse silicon carbide particles caused by the coarse particles in the product, and the best results can be obtained within the range of 0.5 to 8 parts by weight. According to the present invention, when mixing carbon powder and a carbon-based binder, it is important to uniformly disperse and mix the carbon-based binder even inside the secondary particles of the carbon powder. According to step a), it is preferable to use a water-soluble carbon-based binder with surfactant-like properties, and according to step (b), either an organic solvent or water is used. It is preferable to use a dispersion medium as a main component and a surfactant for improving the wettability of the dispersion medium to the carbon powder. According to step (a) of the present invention, the carbon powder and the carbon-based binder are mixed using a dispersion medium containing water as a main component. According to the present invention, in which a dispersion medium mainly composed of water is used in the step (a), lignin sulfonate, saccharide, alginate is used as a water-soluble carbon-based binder having surfactant-like properties. etc. can be used. According to step (b) of the present invention, carbon powder and a carbon-based binder are mixed using a dispersion medium containing either an organic solvent or water as a main component and a surfactant. When using a dispersion medium containing an organic solvent as a main component in step (b) above, the carbon-based binder may be petroleum pitch, coal tar pitch, wood tar pitch, asphalt, phenolic resin, petroleum tar, or coal tar. It is preferable to use at least one selected from , wood tar, and at least one selected from amines, organic compounds having a carboxyl group, organic compounds having a sulfo group, and esters as a surfactant. . The surfactants include, for example, polyoxy fatty acid amines, sorbitan fatty acid esters, dialkyl sulfosuccinic acid ester salts, fatty acids, alkyl amine salts, benzene sulfonic acid, polyoxysorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene glycerin fatty acid esters, polyethylene glycol fatty acid esters, penta Erythritol fatty acid ester, propylene glycolic acid ester, sucrose fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester,
There are fatty acid alkanolamides and amine oxides, and these can be used alone or in combination. The organic solvent is advantageously one that can elute as much of the organic solvent-soluble components of the carbon-based binder as possible, such as benzene, acetone, toluene, hexane, isohexane, heptane, isoheptane,
Isooctane, cyclohexane, ethylbenzene, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, dichloroethylene, trichloroethylene, nonane, xylene, methyl alcohol, ethyl alcohol, butyl alcohol, isobutyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl ether, isopropyl ether, formic acid ester, acetic acid Methyl, ethyl acetate, isopropyl acetate, ethyl propionate, amyl propionate, butyl butyrate, diethyl carbonate, acetic acid fluoride,
Diethylene dimethyl ether, ethyl methyl ketone, quinoline and those having equivalent functions can be used. When using a dispersion medium mainly composed of water in step (b) above, the carbon-based binder contains at least one selected from phenolic resin, lignin sulfonate, sugar, and alginate. It is preferable to use at least one selected from amines, organic compounds having a carboxyl group, organic compounds having a sulfo group, esters, ammonium compounds, and organic compounds having an ether bond as a surfactant. Examples of the surfactants include fatty acid salts, alkylbenzene sulfonates, linear alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, naphthalene-formalin condensate sulfonates, and polyoxyethylene alkyl phenyl ethers. They can be used alone or in combination. According to the present invention, the amount of surfactant blended in the step (b) is 0.05 parts by weight per 100 parts by weight of carbon powder.
It is preferably within the range of 5 parts by weight. If the amount of the surfactant added is less than the above range, the effect of improving the wettability between the carbon powder and the dispersion medium is insufficient, while if it is more than the above range, the surfactant may be added more than necessary. It is uneconomical. According to the present invention, the blending amount of the dispersion medium in the step (a) or (b) is 100% by weight of the carbon powder, considering the effect of uniformly dispersing the carbon-based binder and the carbon powder and economical efficiency. 10 to 700 parts by weight. According to the present invention, the mixture obtained after passing through the step (a) or (b) is mixed with silica and a carbon-based binder in the granulation step, and granulated. According to the present invention, the binder used in the granulation step needs to be a carbon-based binder. The reason for this is that the carbon-based binder can maintain strong bonding strength even in high-temperature ranges, and when this granulation raw material undergoes a reaction to form SiC and becomes a reaction product, the carbon in the binder becomes SiO2. This is because it reacts with gas to form SiC and maintains its shape, so it can maintain a constant shape even in the reaction zone without collapsing and re-powdering. The fixed carbon content of the carbon-based binder used in the granulation step is preferably in the range of 5 to 80% by weight. The reason for this is that if the fixed carbon content is less than the above range, a large amount must be blended in order to obtain the desired crushing strength, whereas if it is greater than the above range, the actual action as a binder will be reduced. This is because it is difficult to apply efficiently. According to the present invention, the blending amount of the carbon-based binder in the granulation step is within the range of 1 to 20 parts by weight based on the total of 100 parts by weight of silica and carbon powder in terms of fixed carbon amount. is preferred. The reason for this is that if the blended amount converted to the amount of fixed carbon is less than 1 part by weight, the crushing strength of the granular raw material in the reaction zone will be low, and the product will easily collapse in the reaction vessel.
This is because if the amount is more than 20 parts by weight, the cost required for the binder increases and coarse silicon carbide particles due to carbon generated when the binder is carbonized are likely to be generated. The best results are obtained within this range. According to the present invention, the carbon-based binder used in the granulation step can be mixed in either solution or fine powder form. Furthermore, a sticky solution such as CMC can also be used during granulation in the granulation step. The above-mentioned sticky solution has the effect of increasing the crushing strength of the granulated raw material at room temperature and prevents the granulated raw material from collapsing during handling until it is charged into a reaction vessel. As the above-mentioned adhesive solution, in addition to the CMC solution, for example, starch, PVA, vinyl acetate, and other solutions can be used. According to the present invention, in producing fine silicon carbide powder, the amount of carbon in the raw material is increased to increase the number of locations where the reaction of formula (3) occurs, thereby suppressing the increase in the SiO gas partial pressure. It is effective to change the C/SiO 2 molar ratio of silica and carbon in the blended raw materials.
Advantageously, it is in the range 3.2 to 5.0. The reason why it is advantageous to set the C/SiO 2 molar ratio within the range of 3.2 to 5.0 is that when the C/SiO 2 molar ratio is smaller than 3.2, the reaction according to the formula (3) can be sufficiently carried out; It is difficult to maintain the SiO gas partial pressure low, and on the other hand, if it is greater than 5.0, excess carbon that does not contribute to the reaction is heated to a high temperature, resulting in low thermal efficiency and an increase in the cost of carbon raw materials, which is uneconomical. This is because. The present inventors conducted various studies on the silica and carbon used as starting materials in the present invention and the reaction conditions, and found that the specific surface area of the carbon powder was 1 to 1000 m 2 /
When operating within the range of C/SiO 2 of silica and carbon
It has been found that extremely good results can be obtained when the molar ratio (R) satisfies the following relational expression (7). S -1 ≦3.1×10 -2 R・X+1.1×10 4 T -1 …(7) Furthermore, according to the present invention, the permeability in the raw materials is improved to reduce the SiO gas partial pressure in the reaction vessel. In order to make the mixture uniform, the raw materials are granulated to reduce the porosity of the granules.
It is advantageous to use a granular raw material with a bulk density of 0.40 to 1.13 g/cm 3 . The above blended raw materials are granulated, and the porosity of the granules is reduced to 10~10.
The reason why it is advantageous to keep the porosity within the range of 60% is that if the porosity is lower than 10%, the permeability in the granules will be poor, making it difficult for the reaction product gas to be released, and SiO gas will be generated locally within the granules. This is because the partial pressure becomes high, which tends to cause coarsening of crystal grains as described above.On the other hand, the porosity is preferably as high as possible considering the release of reaction product gas, but it is higher than 60%. This is because the strength of the granules is extremely low, and they will collapse in the reaction vessel, resulting in a marked deterioration of air permeability.
Best results are obtained within a range of ~55%. The granular bulk density of the granular raw material is 0.40 to 1.13 g/
The reason why it is advantageous to keep the bulk density within the range of 0.40 g/cm 3 is that the lower the bulk density is, the more advantageous it is in terms of air permeability and other aspects. Significantly increase the porosity of the material, or
Alternatively, the particle size of the granules must be made extremely uniform, and if the porosity is too high, the strength of the granules will decrease significantly as described above, and making the granules uniform in size also costs raw materials. On the other hand, if it is higher than 1.13 g/ cm3 , the permeability of the reaction product gas will be poor and the flow of high temperature gas in the preheating zone will become uneven, resulting in insufficient heat exchange between the raw material and the high temperature gas. This is because it becomes susceptible to the influence of precipitates from the SiO gas, which inhibits the smooth fall of the raw material under its own weight, making it difficult to maintain stable operation over a long period of time. The best results can be obtained when the bulk density of the granules is within the range of 0.50 to 0.90 g/cm 3 . According to the present invention, the bulk density of the granules (D
g/cm 3 ) satisfies the following relational expression (8), which is expressed by the charging width (Wm) of the charging material in the heating zone and the porosity (A%) of the granular material, to obtain more favorable results. can. 0.0146A (W-0.82) 3 +0.3≦D≦-2.52A (W-0.22) 3 +1.0 ...(8) The porosity of the granular material is the volume ratio occupied by pores per unit bulk volume. The bulk volume is the volume including the solids occupied in the granules and the internal voids. The bulk density of the granules is the weight of a given volume of the granules, ie the weight per unit volume including solids, internal voids and external voids. The filling width of the charge is twice the distance from the side wall of the reaction vessel to the farthest horizontal charge. According to the present invention, the granular raw material is charged from above into a reaction vessel having a preheating zone, a heating zone, and a cooling zone,
The charged raw material is allowed to fall continuously or intermittently under its own weight in the pre-heating zone of the reaction vessel until it reaches the heating zone, and is indirectly electrically heated horizontally within the heating zone to cool the charged raw material in the reaction zone. In addition, the SiC conversion reaction is carried out by controlling the power load and the rate of descent of the charged raw materials and reaction products descending through the reaction zone so that the horizontal temperature distribution of the reaction products is almost uniform. After being lowered into the cooling zone and cooled in a non-oxidizing atmosphere, the reaction product is continuously or intermittently discharged from the lower part of the cooling zone of the reaction vessel. According to the present invention, in producing extremely fine silicon carbide powder, the reaction temperature in the heating zone is set at 1500-
It is necessary to control the temperature within the range of 2000℃. The reason for this is that when the reaction temperature is lower than 1500°C, the reaction rate of the reaction represented by formula (2) is extremely slow and it is difficult to efficiently produce silicon carbide powder; This is because if the temperature is too high, the produced silicon carbide will undergo crystal growth and change into α-type silicon carbide, making it difficult to produce extremely fine β-type silicon carbide powder, which is the object of the present invention. Note that the reaction temperature is lower than that required in the conventional continuous operation method for silicon carbide invented and proposed by the present inventors, and the amount of energy required for operation is small, and the durability of the production equipment is improved. It also has advantages such as significantly improved performance. In addition, the rate of descent of the charge in the heating zone (Um/hr) can be calculated using the following relational expression (9) between the filling width of the charge in the heating zone (Wm) and the height of the heating zone (Hm).
It is advantageous to keep it within the range shown in . H(8.3W 2 −5.8W+1.16)≦U≦H(50W 2
36.7W+7.3) ...(9) The height of the heating zone is the length in the height direction of the means for heating the charge, that is, the heat generating part of the heating element. Next, an example of a manufacturing apparatus directly used for carrying out the method of the present invention will be explained with reference to the drawings. The apparatus directly used for carrying out the method of the present invention has a raw material charging port 1, a preheating zone 2, a heating zone 3, a cooling zone 4, and a sealable product outlet 5, as shown in FIG. The tube 7 forming the heating zone is made of graphite and is equipped with means 8 and 9 for indirectly electrically heating the charge in the heating zone, and includes at least A heat insulating layer 10 made of carbon or graphite is provided outside the heating zone. The reaction vessel 6 is installed in the center of the apparatus, and the indirect heating means 8 and 9 are composed of a graphite heating element 8 and a graphite reflection tube 9 provided close to the outside of the heating element. In the space surrounded by the cylinder forming the heating zone and the graphite reflector cylinder, for example, argon, helium, nitrogen, carbon monoxide,
Hydrogen and other non-oxidizing gases are sealed to prevent the graphite heating element from being consumed by oxidation due to air intrusion. Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. Example 1 100 parts by weight of thermal black powder with a specific surface area of 25 m 2 /g (FC = 98.5% by weight), 10 parts by weight of novolak type phenolic resin (FC = 51.6% by weight) and 1 part by weight of polyoxyethylene alkyl phenyl ether and 400 parts by weight of isopropyl alcohol, and after thorough mixing using a high-speed mixer,
Spray drying gave a granular mixture with an average particle size of about 0.3 mm. Next, 110 parts by weight of the granular mixture, 140 parts by weight of silica powder (SiO 2 =99.7% by weight) with an average particle size of 153 μm, and 40 parts by weight of high pitch powder were blended,
Pour into a pan-type granulator and granulate while spraying a 0.5% CMC aqueous solution. After granulating with a sieve and burr grizzly, put into a band-type aerated dryer and dry at 150°C.
Dry with hot air for 90 minutes. The obtained granular raw material had an average particle diameter of 11 mm, a porosity of the granules of 50%, a bulk density of the granules of 0.61 g/cm 3 , and a C/SiO 2 molar ratio of 4.4. This granular raw material is charged from the top of a vertical indirect heating furnace as shown in Figure 1, and is continuously lowered by its own weight inside the heating furnace until it reaches a heating zone where the reaction temperature is controlled at 1650°C. and the charge in the heating zone.
After the SiC formation reaction was performed by indirect heating in the horizontal direction while lowering the reactor by its own weight at a descending speed of 0.60 m/hr, the reactor was lowered by its own weight into a cooling zone, and the reaction product was continuously discharged from the outlet. The specifications of the indirect heating furnace used are as shown in Table 1, and the filling width of the charge in the heating zone is 0.24.
It is m. After removing free carbon from the obtained reaction product, the rotation speed was reduced using a ball mill with an inner diameter of 250 mmφ.
Wet crushing at 48 rpm for 5 hours, and then into a 10% HF aqueous solution.
Free silica was removed and purified by immersion for 3 hours. The content of silicon carbide consisting of β-type crystals in the purified silicon carbide was measured by X-ray diffraction to be 97.2%, and the specific surface area was 35.3 m 2 /g. Furthermore, when the particle count was observed using a scanning electron microscope, it was found that it was a fine powder with an extremely round shape. The specifications of the indirect heating furnace used are as shown in Table 1, and the filling width of the charge in the heating zone is 0.24.
It is m.

【表】【table】

【表】 実施例2、比較例1 実施例1と同様であるが、第2表に示した如く
顆粒状混合物を製造する際の界面活性剤および分
散媒液の配合量を換えて調整した粒状混合物を使
用して反応生成物を得た。 得られた反応生成物の物性は実施例1と同様の
方法で測定し、結果は第2表に示した。 前記実施例2はいずれも長期間安定して連続操
業することができた。これに対し比較例1は反応
容器内で装入物が崩壊し、連続操業が困難であつ
た。
[Table] Example 2, Comparative Example 1 Granules were prepared in the same manner as in Example 1, but by changing the blending amounts of the surfactant and dispersion medium when producing the granule mixture as shown in Table 2. The mixture was used to obtain the reaction product. The physical properties of the obtained reaction product were measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. All of the above-mentioned Example 2 were able to operate stably and continuously for a long period of time. On the other hand, in Comparative Example 1, the charge collapsed in the reaction vessel, making continuous operation difficult.

【表】 実施例 3 実施例1と同様であるが、ポリオキシエチレン
アルキルフエニルエーテルに換えて脂肪酸塩、ア
ルキルベンゼンスルホン酸塩、直鎖アルキルベン
ゼンスルホン酸塩、α―オレフインスルホン酸
塩、ナフタレン―ホルマリン縮合物のスルホン酸
塩、ポリオキシエチレンノニルフエノールエーテ
ルをそれぞれ使用して粒状原料を調製し、反応生
成物を得た。 前記反応生成物を精製して得られた炭化珪素粉
末はいずれも極めて微細で本発明の目的を充分に
満足させるものであつた。また操業も長時間安定
して行なうことができた。 実施例 4 実施例1と同様であるが、結合剤としてフエノ
ール樹脂に換えてリグニンスルホン酸塩、液糖お
よびアルギン酸を使用し、分散媒液として水を使
用して粒状原料を調製し、実施例1と同様に反応
生成物を得た。 前記反応生成物の圧潰強度は実施例1で得られ
た反応生成物に比較していずれも若干低かつた
が、精製して得られた炭化珪素粉末はいずれも極
めて微細で本発明の目的を充分に満足させるもの
であり、また操業も長時間安定して行なうことが
できた。 なお前記粒状原料中のC/SiO2モル比はいず
れも4.0になるよう調製した。 実施例 5 実施例1で使用したサーマルブラツク粉末100
重量部と石油タール(F.C.=19.6重量%)15重量
部とポリオキシエチレンドデシルアミン0.5重量
部とトルエン300重量部を使用して実施例1と同
様の方法で顆粒状混合物を得た。ついで前記顆粒
状混合物115重量部と実施例1で使用したと同様
のノボラツク型フエノール樹脂(平均粒径=約
32μm)30重量部を配合し、実施例1と同様の方
法で粒状原料を調製し、実施例1と同様にして反
応生成物を得た。 得られた反応生成物の物性を実施例1と同様の
方法で測定したところβ型結晶よりなる炭化珪素
の含有率は98.3%であり、その比表面積は34.1
m2/gであつた。 実施例 6 実施例5と同様であるが、ポリオキシドデシル
アミンに換えてプロピレングリコール脂肪酸エス
テル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポ
リエチレングリコール脂肪酸エステル、ペンタエ
リスリトール脂肪酸エステル、しよ糖脂肪酸エス
テル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸ア
ルカノールアミドおよびアミンオキシドを使用し
て粒状原料を調製し、実施例1と同様にして反応
生成物を得た。 前記反応生成物はいずれも連続操業を行なうに
好適な圧潰強度を有しており、長時間安定して連
続操業を行なうことができた。なお前記反応生成
物を精製して得られた炭化珪素はいずれも極めて
微細であつた。 以上、本発明によれば、炭化珪素無加圧焼結体
を製造するに適した平均粒径が1μmを大きく下ま
わる比表面積の極めて大きな超微細炭化珪素粉末
を高収率にかつ容易に製造することができるので
産業上に寄与する効果は極めて大きい。
[Table] Example 3 Same as Example 1, but fatty acid salt, alkylbenzene sulfonate, linear alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, naphthalene-formalin were used instead of polyoxyethylene alkyl phenyl ether. Granular raw materials were prepared using the sulfonic acid salt of the condensate and polyoxyethylene nonylphenol ether, respectively, to obtain a reaction product. All of the silicon carbide powders obtained by purifying the reaction products were extremely fine and fully satisfied the purpose of the present invention. In addition, stable operation was possible for a long period of time. Example 4 A granular raw material was prepared in the same manner as in Example 1, except that lignin sulfonate, liquid sugar, and alginic acid were used as the binder instead of the phenolic resin, and water was used as the dispersion medium. A reaction product was obtained in the same manner as in 1. Although the crushing strength of the reaction products was slightly lower than that of the reaction product obtained in Example 1, the silicon carbide powders obtained by purification were all extremely fine and could not meet the purpose of the present invention. This was fully satisfactory, and the operation could be carried out stably for a long period of time. The C/SiO 2 molar ratio in each of the granular raw materials was adjusted to 4.0. Example 5 Thermal black powder 100 used in Example 1
A granular mixture was obtained in the same manner as in Example 1 using 15 parts by weight of petroleum tar (FC=19.6% by weight), 0.5 parts by weight of polyoxyethylene dodecylamine, and 300 parts by weight of toluene. Next, 115 parts by weight of the granular mixture and the same novolac type phenolic resin used in Example 1 (average particle size = approx.
A granular raw material was prepared in the same manner as in Example 1, and a reaction product was obtained in the same manner as in Example 1. The physical properties of the obtained reaction product were measured in the same manner as in Example 1, and the content of silicon carbide consisting of β-type crystals was 98.3%, and its specific surface area was 34.1%.
m 2 /g. Example 6 Same as Example 5, but propylene glycol fatty acid ester, polyoxysorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyethylene glycol fatty acid ester, pentaerythritol fatty acid ester, sucrose instead of polyoxydodecylamine. A granular raw material was prepared using a fatty acid ester, a polyglycerin fatty acid ester, a fatty acid alkanolamide, and an amine oxide, and a reaction product was obtained in the same manner as in Example 1. All of the reaction products had a crushing strength suitable for continuous operation, and it was possible to carry out stable continuous operation for a long period of time. Note that the silicon carbide obtained by purifying the reaction product was extremely fine. As described above, according to the present invention, ultrafine silicon carbide powder with an extremely large specific surface area and an average particle diameter well below 1 μm, which is suitable for producing a pressureless sintered silicon carbide body, can be easily produced in high yield. Therefore, the effect of contributing to industry is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例および比較例において
使用した竪型連続製造装置の縦断面図である。 1…原料装入口、2…予熱帯、3…加熱帯、4
…冷却帯、5…生成物排出口、6…反応容器、7
…加熱帯を形成する筒、8…黒鉛製発熱体、9…
黒鉛製反射筒、10…断熱層、11…非酸化性ガ
ス装入口、12…案内電極、13…可とう導体、
14…ブスバー、15…測温パイプ、16…外
殻、17…耐火煉瓦、18…排気ダクト、19…
原料ホツパー。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vertical continuous manufacturing apparatus used in Examples and Comparative Examples of the present invention. 1... Raw material charging port, 2... Pre-preparation zone, 3... Heating zone, 4
...Cooling zone, 5...Product outlet, 6...Reaction vessel, 7
...Cylinder forming a heating zone, 8...Graphite heating element, 9...
Graphite reflector, 10... Heat insulating layer, 11... Non-oxidizing gas charging port, 12... Guide electrode, 13... Flexible conductor,
14...Bus bar, 15...Temperature measuring pipe, 16...Outer shell, 17...Firebrick, 18...Exhaust duct, 19...
Raw material hopper.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 シリカと炭素と炭素系の結合剤とを配合し粒
状に成形せしめた原料を、予熱帯と加熱帯と冷却
帯を有する反応容器の上方より装入し、予熱帯内
を連続的あるいは間歇的に自重降下させつつ加熱
帯に至らせると共に該加熱帯内で水平方向に間接
電気加熱し、反応域における装入原料ならびに反
応生成物の水平方向の温度分布がほぼ均一になる
よう電力を負荷すると同時に装入原料ならびに反
応生成物の降下速度を制御してSiC化反応を行わ
せ、次いで前記反応生成物を非酸化性雰囲気下の
冷却帯に降下させて冷却し、その後反応生成物を
冷却帯下部より連続的あるいは間歇的に排出させ
る炭化珪素の製造方法において、 粒状に成形せしめる前記原料として、 (a) 1〜1000m2/gの範囲内の比表面積を有する
炭素粉末と炭素系の結合剤とを、水を主成分と
する分散媒液を使用して混合する工程;もしく
は (b) 1〜1000m2/gの範囲内の比表面積を有する
炭素粉末と炭素系の結合剤とを水あるいは有機
溶剤を主成分とする分散媒液および界面活性剤
を使用して混合する工程; 上記(a),(b)工程のいずれかの工程を経た後、得
られた混合物とシリカと炭素系の結合剤とを混合
し造粒されたものを使用し、 そして、加熱帯における反応温度を1500〜2000
℃の範囲内に制御してSiC化反応を行わせること
を特徴とする超微細炭化珪素粉末の製造方法。 2 前記炭素粉末は主としてコンタクトブラツ
ク、フアーネスブラツク、サーマルブラツク、ラ
ンプブラツクより選ばれるいずれか少なくとも1
種である特許請求の範囲第1項に記載の製造方
法。 3 前記(a)あるいは(b)の工程における炭素系の結
合剤は、分散媒液可溶性成分を少なくとも30重量
%含有し、かつ固定炭素を5〜80重量%含有する
ものである特許請求の範囲第1項あるいは第2項
に記載の製造方法。 4 前記(a)あるいは(b)の工程における炭素系の結
合剤の配合量は、固定炭素量に換算して炭素粉末
100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲内とする
ことを特徴とする特許請求の範囲第1〜3項のい
ずれか1つに記載の製造方法。 5 前記(b)の工程において、水を主成分とする分
散媒液を使用し、炭素系の結合剤としてフエノー
ル樹脂、リグニンスルホン酸塩、糖類、アルギン
酸塩より選ばれるいずれか少なくとも1種を使用
する特許請求の範囲第1〜第4項のいずれか1つ
に記載の製造方法。 6 前記(b)の工程において有機溶剤を主成分とす
る分散媒液を使用し、炭素系の結合剤として石油
ピツチ、コールタールピツチ、木タールピツチ、
アスフアルト、フエノール樹脂、石油タール、コ
ールタール、木タールより選ばれるいずれか少な
くとも1種を使用し、界面活性剤としてアミン、
カルボキシル基を有する有機化合物、スルホ基を
有する有機化合物、エステルより選ばれるいずれ
か少なくとも1種を使用する特許請求の範囲第1
〜第4項のいずれか1つに記載の製造方法。 7 前記(b)の工程において水を主成分とする分散
媒液を使用し、炭素系の結合剤としてフエノール
樹脂、リグニンスルホン酸塩、糖類、アルギン酸
塩より選ばれるいずれか少なくとも1種を使用
し、界面活性剤としてアミン、カルボキシル基を
有する有機化合物、スルホ基を有する有機化合
物、エステル、アンモニウム化合物、エーテル結
合を有する有機化合物より選ばれるいずれか少な
くとも1種を使用する特許請求の範囲第1〜第4
項のいずれか1つに記載の製造方法。 8 前記界面活性剤の配合量は炭素粉末100重量
部に対して0.05〜5重量部の範囲内である特許請
求の範囲第1〜第4項、第6項あるいは第7項の
いずれか1つに記載の製造方法。 9 前記造粒工程において使用される炭素系の結
合剤の固定炭素含有量は5〜80重量%の範囲内で
ある特許請求の範囲第1〜第8項のいずれか1つ
に記載の製造方法。 10 前記造粒工程における炭素系の結合剤の配
合量は固定炭素量に換算してシリカと炭素粉末の
合計100重量部に対して1〜20重量部の範囲内で
ある特許請求の範囲第1〜第9項のいずれか1つ
に記載の製造方法。
[Claims] 1. A raw material prepared by blending silica, carbon, and a carbon-based binder and molding it into granules is charged from above a reaction vessel having a preheating zone, a heating zone, and a cooling zone. is brought to the heating zone while continuously or intermittently lowering its own weight, and is indirectly electrically heated horizontally within the heating zone, so that the horizontal temperature distribution of the charged raw materials and reaction products in the reaction zone is almost uniform. At the same time, the SiC formation reaction is carried out by applying electric power so as to control the rate of descent of the charged raw materials and reaction products, and then cooling the reaction products by lowering them into a cooling zone under a non-oxidizing atmosphere. In a method for producing silicon carbide in which a reaction product is discharged continuously or intermittently from the lower part of a cooling zone, the raw material to be formed into granules is (a) carbon powder having a specific surface area within the range of 1 to 1000 m 2 /g. and a carbon-based binder using a dispersion medium containing water as a main component; A step of mixing a binder with a dispersion medium mainly composed of water or an organic solvent and a surfactant; the mixture obtained after passing through either of the steps (a) and (b) above. A granulated mixture of silica and a carbon-based binder is used, and the reaction temperature in the heating zone is set to 1500 to 2000.
1. A method for producing ultrafine silicon carbide powder, characterized in that the SiC formation reaction is controlled within a temperature range of °C. 2. The carbon powder is mainly at least one selected from contact black, furnace black, thermal black, and lamp black.
The manufacturing method according to claim 1, which is a seed. 3 The carbon-based binder in step (a) or (b) contains at least 30% by weight of dispersion medium soluble components and 5 to 80% by weight of fixed carbon. The manufacturing method according to item 1 or 2. 4 The blending amount of the carbon-based binder in the step (a) or (b) above is calculated by converting the amount of fixed carbon into carbon powder.
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the amount is in the range of 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight. 5 In the step (b) above, a dispersion medium containing water as a main component is used, and at least one selected from phenol resin, lignin sulfonate, saccharide, and alginate is used as a carbon-based binder. A manufacturing method according to any one of claims 1 to 4. 6 In the step (b) above, a dispersion medium containing an organic solvent as a main component is used, and as a carbon-based binder, petroleum pitch, coal tar pitch, wood tar pitch,
At least one selected from asphalt, phenolic resin, petroleum tar, coal tar, and wood tar is used, and as a surfactant, amine,
Claim 1 in which at least one selected from an organic compound having a carboxyl group, an organic compound having a sulfo group, and an ester is used.
~The manufacturing method according to any one of Items 4 to 4. 7 In the step (b) above, a dispersion medium containing water as a main component is used, and at least one selected from phenolic resin, lignin sulfonate, saccharide, and alginate is used as a carbon-based binder. , Claims 1 to 3 use as a surfactant at least one selected from amines, organic compounds having a carboxyl group, organic compounds having a sulfo group, esters, ammonium compounds, and organic compounds having an ether bond. Fourth
The manufacturing method according to any one of paragraphs. 8. Any one of claims 1 to 4, 6, or 7, wherein the amount of the surfactant is within the range of 0.05 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of carbon powder. The manufacturing method described in. 9. The manufacturing method according to any one of claims 1 to 8, wherein the fixed carbon content of the carbon-based binder used in the granulation step is within the range of 5 to 80% by weight. . 10 The blending amount of the carbon-based binder in the granulation step is within the range of 1 to 20 parts by weight based on a total of 100 parts by weight of silica and carbon powder in terms of fixed carbon amount. -The manufacturing method according to any one of Items 9 to 9.
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