JPH03113018A - Production of acid nitride ceramic fiber - Google Patents

Production of acid nitride ceramic fiber

Info

Publication number
JPH03113018A
JPH03113018A JP1248132A JP24813289A JPH03113018A JP H03113018 A JPH03113018 A JP H03113018A JP 1248132 A JP1248132 A JP 1248132A JP 24813289 A JP24813289 A JP 24813289A JP H03113018 A JPH03113018 A JP H03113018A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
fibers
nitrogen
gel
alkoxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1248132A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Sekine
正裕 関根
Mamoru Mitomo
護 三友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOROIDO RES KK
National Institute for Materials Science
Original Assignee
KOROIDO RES KK
National Institute for Research in Inorganic Material
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KOROIDO RES KK, National Institute for Research in Inorganic Material filed Critical KOROIDO RES KK
Priority to JP1248132A priority Critical patent/JPH03113018A/en
Publication of JPH03113018A publication Critical patent/JPH03113018A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は酸窒化物セラミックスファイバーの製造方法に
関するものであり、特に、繊維強化プラスチック(FR
P)、繊維強化コンクリート(FRC)に有用な強度、
弾性率、耐食性に優れた強化繊維あるいは、耐熱性、耐
食性に優れ、化学フィルター、耐熱性断熱材等の用途が
考えられるセラミックスファイバーの製造方法に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing oxynitride ceramic fibers, and in particular to fiber reinforced plastics (FR).
P), strength useful for fiber reinforced concrete (FRC),
The present invention relates to a method for producing reinforcing fibers with excellent elastic modulus and corrosion resistance, or ceramic fibers with excellent heat resistance and corrosion resistance, which can be used as chemical filters, heat-resistant heat insulating materials, etc.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プラスチック、コンクリートの補強用として繊維素材は
重要であり、その他にも断熱カーテン、断熱クツション
材、触媒担体、高温フィルター等の高温材料分野でも種
々の繊維素材が使用されている。
Fiber materials are important for reinforcing plastics and concrete, and various other fiber materials are also used in the field of high-temperature materials such as heat-insulating curtains, heat-insulating cushioning materials, catalyst carriers, and high-temperature filters.

繊維素材としては、従来よりガラス繊維、カーボン繊維
、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、有機高分子繊維等が
使用されているが、材料として要求される特性が多様化
しており、新たな機能を有する繊維が゛待望されている
Glass fibers, carbon fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, organic polymer fibers, etc. have traditionally been used as fiber materials, but the properties required of materials are diversifying, and fibers with new functions are being developed. is long-awaited.

酸窒化物セラミンクスフアイバーもその中の−つであり
、酸窒化物セラミックスがガラスの場合、すなわちオキ
シナイトライドガラスの場合、酸化物ガラスに比して、
硬度、強度、弾性率、耐熱性、耐食性が向上する。又、
酸窒化物セラミックスが多結晶セラミックスの場合例え
ばサイアロン等の場合、酸化物セラミックスに比して高
温強度、強度、耐熱衝撃性等が向上する。
Oxynitride ceramic fiber is one of them, and when the oxynitride ceramic is glass, that is, oxynitride glass, compared to oxide glass,
Improves hardness, strength, elastic modulus, heat resistance, and corrosion resistance. or,
When the oxynitride ceramic is a polycrystalline ceramic, such as Sialon, the high temperature strength, strength, thermal shock resistance, etc. are improved compared to oxide ceramics.

これらの酸窒化物セラミックスあるいは酸化物と窒化物
との混成セラミックスをファイバー状で得る方法として
、従来より大別して2種の方法が検討されている。
As a method for obtaining these oxynitride ceramics or hybrid ceramics of oxide and nitride in the form of fibers, two types of methods have been studied.

1、fll化物、窒化物から融液を経て紡糸する方法酸
化物、窒化物を熔融するのに高温を要す、また窒化物の
分解、あるいは酸化物の還元により好ましくない結晶相
、金属相を生成する。安定してオキシナイトライドガラ
スを製造するには特殊な紡糸装置を要する(特開昭63
−310747)。
1. Spinning method from flylide and nitride through melt It requires high temperature to melt oxide and nitride, and undesirable crystal phase and metal phase are generated due to decomposition of nitride or reduction of oxide. generate. A special spinning device is required to stably produce oxynitride glass (Japanese Patent Application Laid-open No. 1983
-310747).

■、金属アルコキシド、無機高分子を出発物質として前
駆体繊維を得、窒化焼成する方法(1)ポリカルボシラ
ンを紡糸して窒化する方法がChe−mistry L
etters 2059−2060(1984)に開示
されているが、ポリカルボシランの合成が煩雑であるこ
と、得られるオキシナイトライドガラスの組成系に制限
がある等の問題がある。
(1) A method of obtaining precursor fibers using metal alkoxides and inorganic polymers as starting materials and nitriding and firing them (1) A method of spinning polycarbosilane and nitriding it is Che-mistry L.
etters 2059-2060 (1984), however, there are problems such as complicated synthesis of polycarbosilane and limitations on the composition of the oxynitride glass obtained.

(2) T i OtゲルファイバーあるいはTiを含
有するゲルファイバーを窒化して、TiNあるいは、T
iNで被覆されたTie、繊維あるいは、Tiを含む赤
外線透過性オキシナイトライドガラスを製造する方法が
、Journal of Materials 5ci
ence 22.937〜941(1987) 、特開
昭62−263322 、同63−40742等に開示
されているが、得られるセラミックスの組成が窒素と極
めて反応性の高いTiを含有する系に制限されると言う
欠点がある。
(2) TiOt gel fiber or Ti-containing gel fiber is nitrided to form TiN or T
A method for producing TiN-coated Ti, fiber, or infrared-transparent oxynitride glass containing Ti is described in Journal of Materials 5ci.
ence 22.937-941 (1987), JP-A-62-263322, JP-A-63-40742, etc., the composition of the ceramics obtained is limited to a system containing Ti, which is extremely reactive with nitrogen. There is a drawback.

(3)Siを含有するゲルファイバーの窒化により製造
する方法として、journal of Non−Cr
ystallineSoljdSfii、208−22
2(1986) 、特開昭63−112437、同63
−242943等に開示されている。しかし、これらに
おいて、テトラエトキシシラン等の4官能のアルコキシ
ド単独から製造されたゲルファイバーはアンモニア気流
下の窒化でもほとんど窒素は導入されない為、メチルト
リエトキシシランのようなモノアルキルトリアルコキシ
シランを採用すると窒素の導入が効率よくなるため、こ
れを単独もしくは混合して用いる技術を開示している。
(3) Journal of Non-Cr
ystallineSoljdSfii, 208-22
2 (1986), JP-A-63-112437, JP-A-63
-242943 etc. However, in these cases, gel fibers manufactured solely from tetrafunctional alkoxides such as tetraethoxysilane contain almost no nitrogen even when nitrided under a stream of ammonia, so if monoalkyltrialkoxysilanes such as methyltriethoxysilane are used, In order to improve the efficiency of introducing nitrogen, a technique is disclosed in which nitrogen is used alone or in combination.

しかし、メチルトリエトキシシランは高価であり、かつ
Si系酸窒化物の組成成分に限定されると言う問題があ
った。
However, methyltriethoxysilane is expensive and has the problem of being limited to Si-based oxynitride compositions.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明は、上述した従来法の欠点、即ち、高温プロセス
が必要である、ポリカルボシランのような前駆体の合成
が煩雑である、Tjのような特殊な元素を含むもののみ
可である、メチルトリエトキシシランのように高価な出
発物質を使用しなければならない等の為、複雑かつ高価
な装置を必要とする、製造プロセスが煩雑である、セラ
ミックス組成が限定されるなどの欠点を解消し、組成に
制限のない容易な手法で酸窒化物セラミックスファイバ
ーを得る方法を提供することを解決課題とするものであ
る。
The present invention overcomes the drawbacks of the conventional methods mentioned above, namely, high temperature process is required, synthesis of precursors such as polycarbosilane is complicated, and only those containing special elements such as Tj can be used. Eliminates disadvantages such as the need to use expensive starting materials such as methyltriethoxysilane, the need for complex and expensive equipment, the complicated manufacturing process, and the limited ceramic composition. The object of the present invention is to provide a method for obtaining oxynitride ceramic fibers by a simple method with no restrictions on composition.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、シリコンアルコキシド及びアルミニウムアル
コキシドを主たる原料とする酸窒化物セラミックスファ
イバーの製造において、シリコンアルコキシド及びアル
ミニウムアルコキシドを加水分解して得られるゾルと非
酸化性雰囲気下の焼成で炭素を残存しろる有機高分子か
らなる混合物を、10ポイズ以上の粘度領域で紡糸して
得られるゲルファイバーを窒素及び/またはアンモニア
気流下で焼成することを特徴とする酸窒化物セラミック
スファイバーの製造方法であり、これにより上記課題を
解決することができる。
In the production of oxynitride ceramic fibers using silicon alkoxide and aluminum alkoxide as the main raw materials, the present invention uses a sol obtained by hydrolyzing silicon alkoxide and aluminum alkoxide and sintering the sol in a non-oxidizing atmosphere so that carbon remains. A method for producing oxynitride ceramic fibers, which comprises firing gel fibers obtained by spinning a mixture of organic polymers at a viscosity of 10 poise or higher in a nitrogen and/or ammonia stream. Accordingly, the above problem can be solved.

本発明で用いられるシリコンアルコキシドは、一般式(
RO)4si(R:アルキル基)で表わされるものであ
り、具体的にはRはメチル、エチル、nプロピル、n−
ブチル、1so−ブチル、see −ブチル、ter 
t−ブチル等がある。
The silicon alkoxide used in the present invention has the general formula (
RO)4si (R: alkyl group), specifically R is methyl, ethyl, n-propyl, n-
butyl, 1so-butyl, see-butyl, ter
Examples include t-butyl.

また、シリコンアルコキシドとして、あらかじめ重縮合
反応の進んだオリゴマーを使用しても良い。
Further, as the silicon alkoxide, an oligomer which has undergone a polycondensation reaction in advance may be used.

本発明で用いられるアルミニウムアルコキシドは、一般
式(RO)3八〇(R:アルキル基)で表わされるもの
であり、具体的にはRはメチル、エチル、n−プロピル
、1so−プロピル、n−ブチル、1so−ブチル、5
ec−ブチル、tert−ブチル等がある。
The aluminum alkoxide used in the present invention is represented by the general formula (RO)380 (R: alkyl group), and specifically R is methyl, ethyl, n-propyl, 1so-propyl, n- Butyl, 1so-butyl, 5
Examples include ec-butyl and tert-butyl.

これらのシリコンアルコキシド及びアルミニウムのアル
コキシドを加水分解することにより曳糸性のあるゾルが
得られるが、この加水分解は、両者の混和性、反応の均
一性の面から有機溶媒存在下で行うのが好ましい。ここ
で用いる有機溶媒としてはシリコンアルコキシド及びア
ルミニウムアルコキシドを溶解するものが好ましく、具
体的にはメタノール、エタノール、n−プロパツール、
rs。
A spinnable sol can be obtained by hydrolyzing these silicon alkoxides and aluminum alkoxides, but this hydrolysis is best carried out in the presence of an organic solvent from the standpoint of miscibility between the two and uniformity of the reaction. preferable. The organic solvent used here is preferably one that dissolves silicon alkoxide and aluminum alkoxide, specifically methanol, ethanol, n-propanol,
rs.

−7’ロバノール、sec −ブタノール等に代表され
るアルコール類、トルエン、ベンゼン、キシレン等に代
表される芳香族系炭化水素、テトラヒドロフラン、ジメ
チルホルムアミド、四塩化炭素等が例示されるが、溶解
度の観点からアルコール類が好ましい。
Examples include alcohols such as -7' lovanol and sec-butanol, aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene, and xylene, tetrahydrofuran, dimethylformamide, and carbon tetrachloride, but from the viewpoint of solubility. Alcohols are preferred.

また、曳糸性に優れたゾルを安定に、再現性よく製造す
るために、シリコンアルコキシド1モルに対して、塩酸
、硝酸、フッ酸、硫酸、スルホン酸化合物等の強酸性触
媒の存在下、4モル倍以下の水で部分的に加水分解した
ものをアルミニウムアルコキシドと反応させ、この反応
混合物を全アルコキシド(アルミニウムアルコキシド、
出発物質のシリコンアルコキシド、シリコンアルコキシ
ド誘導体のオリゴマー、後述する他の金属アルコキシド
等からなる)1モルに対して2モル倍以下、より好まし
くは1.5モル倍以下の水の量となるように水を追添加
して加水分解することが好ましい。
In addition, in order to stably and reproducibly produce a sol with excellent spinnability, in the presence of a strong acid catalyst such as hydrochloric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, or a sulfonic acid compound, per mol of silicon alkoxide, Partially hydrolyzed with 4 moles or less of water, the product is reacted with aluminum alkoxide, and the reaction mixture is converted into total alkoxide (aluminum alkoxide,
The amount of water is 2 moles or less, more preferably 1.5 moles or less, per 1 mole of the starting material (silicon alkoxide, oligomers of silicon alkoxide derivatives, other metal alkoxides described below, etc.). It is preferable to additionally add and perform hydrolysis.

本発明の組成物には、さらに種々の目的に応じてSi、
Aj!以外の金属元素も使用される。例えばガラス化を
容易にしてオキシナイトライドガラスとするためにLj
%Na、に、Cs等のアルカリ金属、Be、Mg、Ca
5Sr、Ba等のアルカリ土類金属、その他、Ti%Z
r、Ge、Y、B、Sb等の使用が例示される。
The composition of the present invention may further include Si,
Aj! Other metal elements may also be used. For example, in order to facilitate vitrification and obtain oxynitride glass, Lj
%Na, alkali metals such as Cs, Be, Mg, Ca
5Sr, alkaline earth metals such as Ba, others, Ti%Z
Examples include the use of r, Ge, Y, B, Sb, etc.

金属元素としてSi、Aj!のみ含有する組成物の場合
、還元窒化の過程におていSiがSiOとして飛散しや
すく、これを防止する上でも他の金属元素成分を添加す
ることは好ましく、Ca、Mg等のアルカリ土類金属の
添加が特に好ましい。
Si, Aj! as a metal element! In the case of a composition containing only Si, Si is likely to scatter as SiO during the reductive nitriding process, and to prevent this, it is preferable to add other metal elements, such as alkaline earth metals such as Ca and Mg. The addition of is particularly preferred.

これらの金属元素成分を添加する際の、化合物の種とし
ては特に制限はなく、金属アルコキシド、酢酸塩、塩化
物、硝酸塩等の使用が例示される。
When adding these metal element components, there is no particular restriction on the type of compound, and examples include metal alkoxides, acetates, chlorides, nitrates, and the like.

またアルカリ金属、アルカリ土類金属のように、金属か
ら容易にアルコキシドが合成されるものについては、ア
ルコールを媒体とする反応系中に金属として添加するこ
ともできる。
Further, alkoxides of metals such as alkali metals and alkaline earth metals whose alkoxides are easily synthesized can also be added as metals to a reaction system using alcohol as a medium.

上記の加水分解により得られたゾルはある程度の粘性を
有し、曳糸性を有するが、これは紡糸をするのには濃度
が低くて不十分なので、適当に濃縮操作を行うことによ
り紡糸可能な粘性ゾルが得られる。この濃縮操作は常圧
蒸留でも減圧蒸留でもどちらでもよい。
The sol obtained by the above hydrolysis has a certain degree of viscosity and threadability, but the concentration is low and insufficient for spinning, so it can be spun by performing an appropriate concentration operation. A viscous sol is obtained. This concentration operation may be either normal pressure distillation or reduced pressure distillation.

上記粘性ゾルには紡糸以前に酸素を含有しない雰囲気下
、即ち、非酸化性雰囲気下の焼成で炭素を残存しうる有
機高分子が添加される。有機高分子は使用する溶媒、あ
るいはアルコキシドに溶解性を示すものが好ましく、ま
た、フェノール樹脂、エポキシ樹脂のように付加反応、
縮合反応等により高分子量化するプレポリマーであって
もよい。これらの有機高分子としては、ブチルセルロー
ス、ニトロセルロース、ポリビニルブチラール、ポリア
クリル酸、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が例示され
るが残炭率が高く曳糸性に悪影響を及ぼさないものとし
てフェノール樹脂が好ましい。
An organic polymer capable of retaining carbon when fired in an oxygen-free atmosphere, that is, a non-oxidizing atmosphere, is added to the viscous sol before spinning. The organic polymer is preferably one that is soluble in the solvent or alkoxide used, and is also resistant to addition reactions, such as phenol resins and epoxy resins.
It may also be a prepolymer whose molecular weight is increased by a condensation reaction or the like. Examples of these organic polymers include butylcellulose, nitrocellulose, polyvinyl butyral, polyacrylic acid, phenolic resin, and epoxy resin, but phenolic resin is preferred because it has a high residual carbon content and does not adversely affect stringiness. preferable.

これらの有機高分子の添加時期は紡糸以前へどの段階で
も良く、加水分解前、濃縮前等の適当な時期に添加され
るが、有機高分子の添加量は、その種類によって残炭率
が異なるため一概には決定されないが、一般に、使用し
た金属アルコキシド、金属塩の酸化物換算重量100重
量部に対して、10〜100重量部の範囲である。10
重量部より少ないと還元窒化温度領域で有機高分子から
生成した炭素が酸化物セラミックス中に封入されるため
還元窒化反応に寄与できないため好ましくなく、100
重量部より多いと還元窒化後も未反応の炭素が多量に残
存するため好ましくない。
These organic polymers can be added at any stage before spinning, or at an appropriate time such as before hydrolysis or concentration, but the amount of organic polymers added varies depending on the type of carbon remaining. Therefore, although it cannot be determined unconditionally, it is generally in the range of 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal alkoxide or metal salt used in terms of oxide. 10
If it is less than 100 parts by weight, the carbon generated from the organic polymer in the reductive nitriding temperature range is encapsulated in the oxide ceramic and cannot contribute to the reductive nitriding reaction, which is undesirable.
If the amount is more than 1 part by weight, a large amount of unreacted carbon remains even after reductive nitridation, which is not preferable.

上記のような有機高分子を添加して得られた粘性ゾルは
10ポイズ以上の粘度領域で紡糸してゲルファイバーを
得る。
The viscous sol obtained by adding the organic polymer as described above is spun at a viscosity of 10 poise or more to obtain gel fibers.

10ポイズ未満の場合、ゾルを繊維状に成形することは
可能であるが、ゲル化によって形状を保持するのに時間
を要し、ゲルファイバーを得ることが極めて困難である
When the sol is less than 10 poise, it is possible to form the sol into fibers, but it takes time to maintain the shape through gelation, making it extremely difficult to obtain gel fibers.

また紡糸は公知の手法を応用することが可能であり、ノ
ズルからの押出し等により容易にゲルファイバーが得ら
れる。
Further, known methods can be applied to the spinning, and gel fibers can be easily obtained by extrusion from a nozzle or the like.

得られたゲルファイバーは窒素及び/またはアンモニア
気流下で焼成することにより酸窒化物セラミックスファ
イバーが得られる。焼成条件は、ケルファイバーの組成
、ガスとして窒素を使用するかアンモニアを使用するか
によって異なるが、−m的にアンモニアの場合600’
C以上、窒素ガスの場合800℃以上の温度領域が例示
される。
The obtained gel fiber is fired under a nitrogen and/or ammonia stream to obtain an oxynitride ceramic fiber. Firing conditions vary depending on the composition of Kelfiber and whether nitrogen or ammonia is used as the gas, but -m is 600' in the case of ammonia.
For example, the temperature range is 800° C. or higher in the case of nitrogen gas.

〔作用〕[Effect]

ゲルファイバー中への窒素原子の導入は、酸化物セラミ
ックスが炭素により還元され、その過程で雰囲気中の窒
素が導入される還元窒化反応によるものであるが、本発
明の場合、シリコンアルコキシド及びアルミニウムアル
コキシドを主成分とする出発物質から曳糸性に優れた前
駆体を合成することが可能であり、なおかつ、非酸化性
雰囲気下で炭素を残存しうる有機高分子がその曳糸性に
悪影響を及ぼさず、還元窒化反応が起こる温度領域で有
機高分子由来の炭素をファイバー中に均一に分散した状
態が達成され、還元窒化が進行しやすい条件が整うため
酸窒化物セラミックスファイバーが容易に得られるもの
と考えられる。
Nitrogen atoms are introduced into gel fibers through a reductive nitriding reaction in which oxide ceramics are reduced with carbon and nitrogen in the atmosphere is introduced in the process. In the case of the present invention, silicon alkoxide and aluminum alkoxide It is possible to synthesize a precursor with excellent spinnability from a starting material whose main component is First, in the temperature range where the reductive nitriding reaction occurs, a state in which carbon derived from organic polymers is uniformly dispersed in the fiber is achieved, and conditions are established that facilitates the progress of reductive nitriding, making it easy to obtain oxynitride ceramic fibers. it is conceivable that.

また、シリコンアルコキシドを部分的に加水分解したも
のをアルミニウムアルコキシドと反応させることにより
特に曳糸性に優れた前駆体を合成する上で有効であった
が、これは、反応生成物が加水分解に対して比較的安定
なものに変化したためと考えられる。さらに、アルカリ
土類金属を含む組成物においては、Si源の飛散も少な
く、均一に還元窒化が進行したが、窒化過程での液相の
生成が寄与するものと考えられる。
In addition, it was effective to synthesize a precursor with particularly excellent spinnability by reacting partially hydrolyzed silicon alkoxide with aluminum alkoxide; This is thought to be due to the change to something relatively stable. Furthermore, in the composition containing an alkaline earth metal, there was little scattering of the Si source and the reduction nitridation progressed uniformly, but it is thought that the formation of a liquid phase during the nitriding process contributed.

〔実施例] 実施例1 テトラエトキシシラン1モルをエタノール4モルに熔解
した。これに、1規定塩酸酸性に調整された水1モルと
エタノール2モルの混合溶液を添加し、室温で30分反
応させた。この反応混合液を、アルミニウムトリsec
 −ブトキシド1モルをsee−ブタノール4モルに溶
解した溶液に添加し、反応、混合させた。
[Example] Example 1 1 mole of tetraethoxysilane was dissolved in 4 moles of ethanol. To this was added a mixed solution of 1 mole of water and 2 moles of ethanol acidified with 1N hydrochloric acid, and the mixture was allowed to react at room temperature for 30 minutes. This reaction mixture was mixed with aluminum trisec
A solution of 1 mole of -butoxide dissolved in 4 moles of see-butanol was added, reacted and mixed.

この反応混合液に、水1モルとエタノール1モルの混合
溶液を添加し、加水分解、重縮合を行なった。この溶液
にフェノール樹脂(ノボラック)54g、架橋剤として
ヘキサメチレンテトラミン6gを添加し、均一溶液とし
た後、減圧蒸留で溶媒を留去し、粘度530ポイズの粘
性溶液を得た。この粘性溶液を押出し紡糸することによ
り連続ゲルファイバーを得た。
A mixed solution of 1 mole of water and 1 mole of ethanol was added to this reaction mixture to carry out hydrolysis and polycondensation. To this solution, 54 g of phenol resin (novolac) and 6 g of hexamethylenetetramine as a crosslinking agent were added to make a homogeneous solution, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a viscous solution with a viscosity of 530 poise. Continuous gel fibers were obtained by extruding and spinning this viscous solution.

このゲルファイバーを窒素流量0.5j!/mjn温度
1400°Cで3時間窒化焼成した。添加したSi源の
39%は飛散していたが得られたファイバー中の窒素含
有率は8.7%でX線で求めた結晶相はSiA l ?
O!N?、AI!N s SiC%ムライト、β−サイ
アロンの微結晶であった。
This gel fiber has a nitrogen flow rate of 0.5J! /mjn temperature and nitriding firing for 3 hours at 1400°C. Although 39% of the added Si source was scattered, the nitrogen content in the obtained fiber was 8.7%, and the crystal phase determined by X-rays was SiAl?
O! N? , AI! NsSiC% mullite, microcrystals of β-sialon.

実施例2 実施例1で得られたゲルファイバーを窒素流量0.5Q
/l1in、温度1500°Cで3時間窒化焼成した。
Example 2 The gel fiber obtained in Example 1 was heated at a nitrogen flow rate of 0.5Q.
/l1in, and nitriding was performed at a temperature of 1500°C for 3 hours.

添加したSi源の55%は飛散していたが、得られたフ
ァイバー中の窒素含有率は22.7%、X線で求めた結
晶相はSiA l 、ogNt   A iAN 、 
SiCの微結晶であった。
Although 55% of the added Si source was scattered, the nitrogen content in the obtained fiber was 22.7%, and the crystal phases determined by X-rays were SiAl, ogNtAiAN,
It was a microcrystal of SiC.

比較例1 実施例1と同様の手法で、フェノール樹脂を添加せず、
粘度650ポイズの粘性溶液を得、これを押出し紡糸し
て連続ゲルファイバーを得た。
Comparative Example 1 Using the same method as Example 1, without adding phenolic resin,
A viscous solution with a viscosity of 650 poise was obtained, and this was extruded and spun to obtain continuous gel fibers.

このゲルファイバーと実施例1と同一条件下で窒化焼成
した。得られたファイバー中の窒素含有率は0.01%
以下で、はとんど窒素は導入されず、結晶相はムライト
であった。
This gel fiber was nitrided and fired under the same conditions as in Example 1. The nitrogen content in the obtained fiber was 0.01%
Below, little nitrogen was introduced and the crystalline phase was mullite.

実施例3 実施例1のフェノール樹脂添加量をノボラック13.5
 g 、ヘキサメチレンテトラミン1.5gとし、他は
同様の操作を行なって粘度410ポイズの粘性溶液を得
、これからゲルファイバーを得た。
Example 3 The amount of phenolic resin added in Example 1 was changed to 13.5
g and 1.5 g of hexamethylenetetramine, and the same procedure was performed except for the same procedure to obtain a viscous solution with a viscosity of 410 poise, from which gel fibers were obtained.

このゲルファイバーをアンモニア流lO,5j2/ra
’rn 、温度1200’Cで3時間窒化焼成した。得
られたファイバー中の窒素含有率は1.9%で、x*H
にはムライトと未知相の微結晶が認められた。
This gel fiber was heated with an ammonia flow of 1O, 5j2/ra
'rn, and nitriding was performed at a temperature of 1200'C for 3 hours. The nitrogen content in the obtained fiber was 1.9%, x*H
Mullite and microcrystals of an unknown phase were observed.

比較例2 比較例1で得られたゲルファイバー(実施例3のフェノ
ール樹脂無添加の系に対応する)を実施例3と同一条件
下で窒化焼成した。得られたファイバー中の窒素含有率
は0.01%以下で、はとんど窒素は導入されず、結晶
相はムライトであった。
Comparative Example 2 The gel fiber obtained in Comparative Example 1 (corresponding to the system without the addition of phenolic resin in Example 3) was nitrided and fired under the same conditions as in Example 3. The nitrogen content in the obtained fiber was 0.01% or less, almost no nitrogen was introduced, and the crystal phase was mullite.

実施例4 テトラエトキシシラン1モルをエタノール41m+に溶
解した。これに、1規定塩酸酸性に調整された水1モル
とエタノール2モルの混合溶液を添堪・し、室温で30
分反応させた。この反応混合液を、アルミニウムトリ5
ec−ブトキシド1モルを5ec−ブタノール4モルに
溶解した溶液に添加し、反応、混合させた。これに酢酸
マグネシウム4水和物を0.167モル添加し、完全に
溶解させた。
Example 4 1 mole of tetraethoxysilane was dissolved in 41 m+ of ethanol. Add a mixed solution of 1 mole of water and 2 moles of ethanol acidified with 1N hydrochloric acid to this, and
It was allowed to react for a minute. This reaction mixture was mixed with aluminum tri5
A solution of 1 mole of ec-butoxide dissolved in 4 moles of 5ec-butanol was added, reacted, and mixed. 0.167 mol of magnesium acetate tetrahydrate was added to this and completely dissolved.

この反応混合液に、水0.33モルとエタノール1モル
の混合溶液を添加し、加水分解、重縮合を行なった。こ
の溶液にフェノール樹脂(ノボラック)57.7g、架
橋剤としてヘキサメチレンテトラミン6.4gを添加し
、均一溶液とした後、減圧蒸留で溶媒を留去し、粘度4
80ポイズの粘性溶液を得た。
A mixed solution of 0.33 mol of water and 1 mol of ethanol was added to this reaction mixture to carry out hydrolysis and polycondensation. To this solution, 57.7 g of phenol resin (novolak) and 6.4 g of hexamethylenetetramine as a crosslinking agent were added to make a homogeneous solution, and the solvent was distilled off under reduced pressure.
A viscous solution of 80 poise was obtained.

この粘性溶液を押出し紡糸することにより連続ゲルファ
イバーを得た。
Continuous gel fibers were obtained by extruding and spinning this viscous solution.

このゲルファイバーを窒素流it O,51/ win
温度1400°Cで3時間窒化焼成した。添加したSi
源の飛散は3.3%のみであり、得られたファイバー中
の窒素含有率は7,5%、結晶相は、ムライト、β−サ
イアロン、)IgA ll go4であった。
This gel fiber is heated with nitrogen flow it O,51/win
Nitriding firing was performed at a temperature of 1400°C for 3 hours. Added Si
The source scattering was only 3.3%, the nitrogen content in the obtained fiber was 7.5%, the crystalline phase was mullite, β-sialon, )IgA ll go4.

実施例5 実施例4で得られたゲルファイバーを窒素流量0.5f
 /sin 、温度1500°Cで3時間窒化焼成した
Example 5 The gel fiber obtained in Example 4 was heated at a nitrogen flow rate of 0.5f.
/sin, and nitriding was performed at a temperature of 1500°C for 3 hours.

添加したSi源の飛散は3.3%のみで、得られたファ
イバー中の窒素含有率は16.4%、X線で求めた結晶
相はβ−サイアロン、MgA f 、0.の微結晶であ
った。
The scattering of the added Si source was only 3.3%, the nitrogen content in the obtained fiber was 16.4%, and the crystal phase determined by X-rays was β-sialon, MgA f , 0. It was microcrystalline.

比較例3 実施例4七同様の手法で、フェノール樹脂を添加せず、
粘度280ポイズの粘性溶液を得、これを押出し紡糸し
て連続ゲルファイバーを得た。
Comparative Example 3 Using the same method as Example 4, without adding phenolic resin,
A viscous solution with a viscosity of 280 poise was obtained, and this was extruded and spun to obtain continuous gel fibers.

このゲルファイバーを実施例4と同一条件下で窒化焼成
した。得られたファイバー中の窒素含有率は0.01%
以下で、はとんど窒素は導入されず、結晶相はα−コー
ディエライト、ムライトであった。
This gel fiber was nitrided and fired under the same conditions as in Example 4. The nitrogen content in the obtained fiber was 0.01%
Below, nitrogen was hardly introduced, and the crystal phases were α-cordierite and mullite.

実施例6 実施例4のフェノール樹脂添加量をノボラック14.4
 g、ヘキサメチレンテトラミン1.6gとし、他は同
様の操作を行なって粘度750ポイズの粘性溶液を得、
これからゲルファイバーを得た。
Example 6 The amount of phenolic resin added in Example 4 was changed to 14.4
g, hexamethylenetetramine 1.6 g, and the other procedures were the same to obtain a viscous solution with a viscosity of 750 poise,
From this, gel fiber was obtained.

このゲルファイバーをアンモニア流量0.5N/win
 、温度1200’Cで3時間窒化焼成した。得られた
ファイバー中の窒素含有率は2.8%で、X線的にはム
ライトと未知相の微結晶が認められた。
This gel fiber is heated with ammonia flow rate of 0.5N/win.
, Nitriding firing was carried out at a temperature of 1200'C for 3 hours. The nitrogen content in the obtained fiber was 2.8%, and mullite and microcrystals of an unknown phase were observed by X-ray analysis.

比較例4 比較例3で得られたゲルファイバー(実施例6のフェノ
ール樹脂無添加の系に対応する)を実施例6と同一条件
下で窒化焼成した。得られたファイバー中の窒素含有率
は1.2%で、結晶相はムライト、MgA 1 zoa
 であった。
Comparative Example 4 The gel fiber obtained in Comparative Example 3 (corresponding to the system without the addition of phenolic resin in Example 6) was nitrided and fired under the same conditions as in Example 6. The nitrogen content in the obtained fiber was 1.2%, and the crystal phase was mullite, MgA 1 zoa
Met.

(発明の効果)(Effect of the invention)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) シリコンアルコキシド及びアルミニウムアルコ
キシドを主たる原料とする酸窒化物セラミックスファイ
バーの製造方法において、シリコンアルコキシド及びア
ルミニウムアルコキシドを加水分解して得られるゾルと
非酸化雰囲気下の焼成で炭素を残存しうる有機高分子か
らなる混合物を、10ポイズ以上の粘度領域で紡糸して
得られるゲルファイバーを窒素及び/またはアンモニア
気流下で焼成することを特徴とする酸窒化物セラミック
スファイバーの製造方法。
(1) In a method for producing oxynitride ceramic fibers using silicon alkoxide and aluminum alkoxide as the main raw materials, a sol obtained by hydrolyzing silicon alkoxide and aluminum alkoxide and an organic material that can retain carbon by firing in a non-oxidizing atmosphere are used. A method for producing oxynitride ceramic fibers, which comprises firing a gel fiber obtained by spinning a mixture of polymers at a viscosity of 10 poise or higher in a nitrogen and/or ammonia stream.
JP1248132A 1989-09-26 1989-09-26 Production of acid nitride ceramic fiber Pending JPH03113018A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1248132A JPH03113018A (en) 1989-09-26 1989-09-26 Production of acid nitride ceramic fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1248132A JPH03113018A (en) 1989-09-26 1989-09-26 Production of acid nitride ceramic fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03113018A true JPH03113018A (en) 1991-05-14

Family

ID=17173707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1248132A Pending JPH03113018A (en) 1989-09-26 1989-09-26 Production of acid nitride ceramic fiber

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03113018A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002348740A (en) * 2001-05-25 2002-12-04 Ibiden Co Ltd Alumina-silica-based fiber, method for producing the same, and maintaining sealant for catalyst converter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63165521A (en) * 1986-12-27 1988-07-08 Nippon Steel Corp Production of alumina fiber
JPS63165522A (en) * 1986-12-27 1988-07-08 Nippon Steel Corp Production of alumina fiber
JPS63170237A (en) * 1986-12-29 1988-07-14 Shimadzu Corp Gel fiber manufacturing method
JPH0291220A (en) * 1988-09-27 1990-03-30 Naruyuki Kajiwara Production of non-oxide-based inorganic fiber

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63165521A (en) * 1986-12-27 1988-07-08 Nippon Steel Corp Production of alumina fiber
JPS63165522A (en) * 1986-12-27 1988-07-08 Nippon Steel Corp Production of alumina fiber
JPS63170237A (en) * 1986-12-29 1988-07-14 Shimadzu Corp Gel fiber manufacturing method
JPH0291220A (en) * 1988-09-27 1990-03-30 Naruyuki Kajiwara Production of non-oxide-based inorganic fiber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002348740A (en) * 2001-05-25 2002-12-04 Ibiden Co Ltd Alumina-silica-based fiber, method for producing the same, and maintaining sealant for catalyst converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Babonneau et al. Dimethyldiethoxysilane/tetraethoxysilane copolymers: Precursors for the silicon-carbon-oxygen system
CN1325505C (en) Novel silizane and/or polysilazane compounds and methods of making
KR840001536B1 (en) Manufacturing method of polysilane
Lücke et al. Synthesis and characterization of silazane‐based polymers as precursors for ceramic matrix composites
CA1171871A (en) Preparing polysilanes and silicon carbide ceramics prepared thereby
CA2189985A1 (en) Ceramic materials fabricated from hydridosiloxane-based ceramic precursors and metal and/or ceramic powders
Suttor et al. Formation of mullite from filled siloxanes
JPH03505607A (en) Hydridosiloxane as a precursor for ceramic products
JPS6121568B2 (en)
JPH0959828A (en) Novel silicon-boron-nitrogen-carbon ceramic fiber
US5120689A (en) Coked product containing domains of oxides
US5179048A (en) Preceramic compositions and ceramic products
Babonneau et al. Synthesis and characterization of Si Zr C O ceramics from polymer precursors
JPH0718056B2 (en) Method for producing oxynitride ceramic fiber
JPH0618886B2 (en) Method for producing polysiloxazane
JPH03113018A (en) Production of acid nitride ceramic fiber
US5948714A (en) Silicon-carbide-based inorganic fiber
CN1033500C (en) Continuous process for preparing silicon nitride and the silicon nitride prepared
JPH03113019A (en) Production of nitrogen-containing ceramic fiber
Hasegawa et al. An improved procedure for fabricating SiO2-TiO2-phenolic resin hybrid fibers as precursors for long Si-Ti-C fibers by sol-gel processing
CN113388920B (en) Preparation method of silicon carbide fiber containing heterogeneous elements
Hasegawa Factors affecting the thermal stability of continuous SiC fibres
US5041337A (en) Preceramic compositions and ceramic products
EP0392822A2 (en) Preceramic compositions and ceramic products
JPS59207812A (en) Production of silicon nitride