JPH0331679B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0331679B2 JPH0331679B2 JP60174016A JP17401685A JPH0331679B2 JP H0331679 B2 JPH0331679 B2 JP H0331679B2 JP 60174016 A JP60174016 A JP 60174016A JP 17401685 A JP17401685 A JP 17401685A JP H0331679 B2 JPH0331679 B2 JP H0331679B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- silicon nitride
- silicon carbide
- weight
- parts
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/005—Growth of whiskers or needles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/36—Carbides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は炭化珪素ウイスカーの製造に関する。
（従来の技術及びその問題点）
炭化珪素ウイスカーは欠陥のない繊維状に成長
した単結晶であつて、非常に高い引張強度及び弾
性率を有しており、複合材料、特に高い温度で用
いられる金属又はセラミツクス複合材料用の素材
として期待されている。
した単結晶であつて、非常に高い引張強度及び弾
性率を有しており、複合材料、特に高い温度で用
いられる金属又はセラミツクス複合材料用の素材
として期待されている。
炭化珪素ウイスカーの製法としては、
(1) 珪素源として二酸化珪素と使用し、これを炭
材と共に不活性気流中で加熱反応させる方法、 (2) テトラクロロシラン、テトラメチルシランの
ような珪素化合物と、メタン、プロパン、四塩
化炭素のような炭素化合物の蒸気とを水素気流
によつて高温雰囲気の反応器に搬送し、気相で
反応させた後、反応器の下流側の低温部に析出
させる方法、 (3) 金属珪素と炭素源とを反応させる方法などが
知られている。
材と共に不活性気流中で加熱反応させる方法、 (2) テトラクロロシラン、テトラメチルシランの
ような珪素化合物と、メタン、プロパン、四塩
化炭素のような炭素化合物の蒸気とを水素気流
によつて高温雰囲気の反応器に搬送し、気相で
反応させた後、反応器の下流側の低温部に析出
させる方法、 (3) 金属珪素と炭素源とを反応させる方法などが
知られている。
これらの方法には、粒状結晶の副生が多いと
か、気相反応であるため反応時間の割にはウイス
カーの収量が少ないとかの欠点がある。
か、気相反応であるため反応時間の割にはウイス
カーの収量が少ないとかの欠点がある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記欠点のない炭化珪素ウイスカーの
製法を提供する。
製法を提供する。
本発明によれば、非晶質窒化珪素粉末に特定量
の鉄、ニツケル、コバルト及びそれらの化合物か
ら選ばれる添加剤が配合された混合物、あるいは
これにさらに炭素が配合された混合物を、一酸化
炭素及び／又は二酸化炭素を含有する非酸化性ガ
ス雰囲気下で焼成することを特徴とする炭化珪素
ウイスカーの製法が提供される。
の鉄、ニツケル、コバルト及びそれらの化合物か
ら選ばれる添加剤が配合された混合物、あるいは
これにさらに炭素が配合された混合物を、一酸化
炭素及び／又は二酸化炭素を含有する非酸化性ガ
ス雰囲気下で焼成することを特徴とする炭化珪素
ウイスカーの製法が提供される。
本発明で使用される非晶質窒化珪素粉末は、そ
れ自体公知の方法、例えば、四ハロゲン化珪素と
アンモニアとを、液相又は気相で反応させた反応
生成物を加熱処理することによつて得ることがで
き、通常のＸ線回折によつて明確な回析現象が現
れない、いわゆる非晶質の粉末である。
れ自体公知の方法、例えば、四ハロゲン化珪素と
アンモニアとを、液相又は気相で反応させた反応
生成物を加熱処理することによつて得ることがで
き、通常のＸ線回折によつて明確な回析現象が現
れない、いわゆる非晶質の粉末である。
鉄化合物、ニツケル化合物及びコバルト化合物
としては、焼成時に少なくとも一部が分解してそ
れぞれ鉄、ニツケル及びコバルトを生成するもの
を使用することができるが、焼成時に容易に鉄、
ニツケル又はコバルトに分解するものが好まし
い。その具体例としては、鉄、ニツケル、コバル
トの酸化物、ハロゲン化物、硫化物、オキシハロ
ゲン化物、及び鉄、ニツケル又はコバルトを一成
分とする合金が挙げられる。添加剤の配合量は、
窒化珪素粉末100重量部当たり、金属換算で0.05
〜10重量部、好ましくは0.1〜２重量部である。
添加剤の配合量が前記範囲をはずれるとウイスカ
ーの収量が低下するようになる。
としては、焼成時に少なくとも一部が分解してそ
れぞれ鉄、ニツケル及びコバルトを生成するもの
を使用することができるが、焼成時に容易に鉄、
ニツケル又はコバルトに分解するものが好まし
い。その具体例としては、鉄、ニツケル、コバル
トの酸化物、ハロゲン化物、硫化物、オキシハロ
ゲン化物、及び鉄、ニツケル又はコバルトを一成
分とする合金が挙げられる。添加剤の配合量は、
窒化珪素粉末100重量部当たり、金属換算で0.05
〜10重量部、好ましくは0.1〜２重量部である。
添加剤の配合量が前記範囲をはずれるとウイスカ
ーの収量が低下するようになる。
本発明で使用されることのある炭素について
は、その形態に特に制限はなく、粉末のものから
塊状のものまで使用することができるが、細かい
粉状の炭素が好ましい。炭素を使用すると、非晶
質窒化珪素の炭化が促進されるため、より低い温
度での焼成が可能となる。炭素の使用量は原料窒
化珪素粉末に対して３倍モル以下である。炭素の
使用量が上記範囲をはずれると、焼成後の脱炭工
程が必要となる。
は、その形態に特に制限はなく、粉末のものから
塊状のものまで使用することができるが、細かい
粉状の炭素が好ましい。炭素を使用すると、非晶
質窒化珪素の炭化が促進されるため、より低い温
度での焼成が可能となる。炭素の使用量は原料窒
化珪素粉末に対して３倍モル以下である。炭素の
使用量が上記範囲をはずれると、焼成後の脱炭工
程が必要となる。
非晶質窒化珪素粉末と添加剤、場合により炭素
との混合物を調製する方法については特に制限は
なく、それ自体公知の方法、例えば、各原料を乾
式混合する方法、不活性液体中で各原料を湿式混
合した後に不活性液体を除去する方法などを適宜
採用し得る。混合装置としては、Ｖ型混合機、ボ
ールミル又は振動ボールミルが好ましく使用され
る。上記混合物の別の調製方法としては、非晶質
窒化珪素粉末の前駆体、例えば、シリコンジイミ
ドないしシリコンテトラミドに添加剤及び場合に
より炭素を混合分散させ、この分散物を加熱処理
する方法を採用することもできる。これらの各調
製方法においては、非晶質窒化珪素及びその前駆
体は酸素や水に対して極めて敏感であるので、制
御された不活性雰囲気下で取り扱うことが必要と
される。
との混合物を調製する方法については特に制限は
なく、それ自体公知の方法、例えば、各原料を乾
式混合する方法、不活性液体中で各原料を湿式混
合した後に不活性液体を除去する方法などを適宜
採用し得る。混合装置としては、Ｖ型混合機、ボ
ールミル又は振動ボールミルが好ましく使用され
る。上記混合物の別の調製方法としては、非晶質
窒化珪素粉末の前駆体、例えば、シリコンジイミ
ドないしシリコンテトラミドに添加剤及び場合に
より炭素を混合分散させ、この分散物を加熱処理
する方法を採用することもできる。これらの各調
製方法においては、非晶質窒化珪素及びその前駆
体は酸素や水に対して極めて敏感であるので、制
御された不活性雰囲気下で取り扱うことが必要と
される。
焼成時の非酸化性ガス雰囲気を構成する非酸化
性ガスの具体例としては、窒素、アルゴン、アン
モニア、あるいはこれらの混合ガスが挙げられ
る。一酸化炭素及び／又は二酸化炭素と非酸化性
ガスとの比は、容積比で１：0.5〜２であること
が好ましい。
性ガスの具体例としては、窒素、アルゴン、アン
モニア、あるいはこれらの混合ガスが挙げられ
る。一酸化炭素及び／又は二酸化炭素と非酸化性
ガスとの比は、容積比で１：0.5〜２であること
が好ましい。
焼成条件としては、混合粉末が1000℃から最高
温度までに数秒ないし数十時間、好ましくは１〜
20時間で昇温されるような条件を選択することが
望ましい。最高温度は通常1900℃以下、好ましく
は1650℃以下である。
温度までに数秒ないし数十時間、好ましくは１〜
20時間で昇温されるような条件を選択することが
望ましい。最高温度は通常1900℃以下、好ましく
は1650℃以下である。
混合粉末の焼成の際に使用される炉については
特に制限がなく、例えば、高周波誘導加熱方式又
は抵抗加熱方式などによるバツチ式炉、ロータリ
ー炉、流動化炉、プツシヤー炉などを使用するこ
とができる。
特に制限がなく、例えば、高周波誘導加熱方式又
は抵抗加熱方式などによるバツチ式炉、ロータリ
ー炉、流動化炉、プツシヤー炉などを使用するこ
とができる。
（実施例）
以下に実施例を示す。
実施例 １
シリコンジイミドを1200℃で加熱分解して得ら
れた非晶質窒化珪素粉末５ｇ、硫化鉄0.02ｇを窒
素雰囲気下で振動ボールミルに入れ１時間混合し
た。混合物を内径40mm、内容積50c.c.の黒鉛製ルツ
ボに入れ、抵抗加熱炉中にセツトした。上記ルツ
ボを、窒素と一酸化炭素との比が１：１である混
合ガス雰囲気下に、室温から1650℃までを250
℃／分で昇温し、さらに1650℃に５時間保持し
た。
れた非晶質窒化珪素粉末５ｇ、硫化鉄0.02ｇを窒
素雰囲気下で振動ボールミルに入れ１時間混合し
た。混合物を内径40mm、内容積50c.c.の黒鉛製ルツ
ボに入れ、抵抗加熱炉中にセツトした。上記ルツ
ボを、窒素と一酸化炭素との比が１：１である混
合ガス雰囲気下に、室温から1650℃までを250
℃／分で昇温し、さらに1650℃に５時間保持し
た。
得られた炭化珪素粉末をＸ線回折によつて調べ
たところ結晶形態は主としてβ型であり、わずか
にα型が認められた。走査型電子顕微鏡による観
察では長さ10〜20μ、径0.1〜2μのウイスカー形状
であつた。
たところ結晶形態は主としてβ型であり、わずか
にα型が認められた。走査型電子顕微鏡による観
察では長さ10〜20μ、径0.1〜2μのウイスカー形状
であつた。
実施例 ２
硫化鉄に代えて、鉄粉0.02ｇを使用した以外は
実施例と同様の方法を繰り返した。
実施例と同様の方法を繰り返した。
長さ10〜20μ、径0.1〜5μのウイスカー状の炭化
珪素粉末が得られた。
珪素粉末が得られた。
実施例 ３
硫化鉄に代えて、塩化ニツケル0.02ｇを使用し
た以外は実施例と同様の方法を繰り返した。
た以外は実施例と同様の方法を繰り返した。
長さ10〜40μ、径0.1〜2μのウイスカー状の炭化
珪素粉末が得られた。
珪素粉末が得られた。
実施例 ４
硫化鉄に代えて、硫化コバルト0.02ｇを使用し
た以外は実施例と同様の方法を繰り返した。
た以外は実施例と同様の方法を繰り返した。
長さ10〜20μ、径0.1〜2μのウイスカー状の炭化
珪素粉末が得られた。
珪素粉末が得られた。
実施例 ５
一酸化炭素に代えて二酸化炭素を使用した以外
は実施例１と同様の方法を繰り返した。
は実施例１と同様の方法を繰り返した。
得れらた結晶はβ型及び少量のα型の炭化珪素
ウイスカーであり、その長さは５〜10μ、径は0.1
〜1μであつた。
ウイスカーであり、その長さは５〜10μ、径は0.1
〜1μであつた。
実施例 ６
実施例１における混合物にさらに活性炭0.96ｇ
が配合された混合物を、焼成温度を1600℃に変え
た以外は実施例１と同様に処理した。
が配合された混合物を、焼成温度を1600℃に変え
た以外は実施例１と同様に処理した。
得られた結晶はβ型及び少量のα型の炭化珪素
ウイスカーであり、その長さは５〜10μ、径は0.1
〜1μであつた。
ウイスカーであり、その長さは５〜10μ、径は0.1
〜1μであつた。
比較例 １
硫化鉄に代えて、粉末状炭素１ｇを使用した以
外は実施例１と同様の方法を繰り返した。
外は実施例１と同様の方法を繰り返した。
得られた炭化珪素粉末を走査型電子顕微鏡によ
り観察したところ、粒状の炭化珪素であつた。
り観察したところ、粒状の炭化珪素であつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非晶質窒化珪素粉末100重量部に、鉄、ニツ
ケル、コバルト及びそれらの化合物から選ばれる
添加剤が金属換算で0.05〜10重量部配合された混
合物を、一酸化炭素及び／又は二酸化炭素を含有
する非酸化性ガス雰囲気下で焼成することを特徴
とする炭化珪素ウイスカーの製造法。 ２ 非晶質窒化珪素粉末100重量部に、鉄、ニツ
ケル、コバルト及びそられの化合物から選ばれる
添加剤が金属換算で0.05〜10重量部配合され、さ
らに非晶質窒化珪素に対して３倍モル以下の炭素
が配合された混合物を、一酸化炭素及び／又は二
酸化炭素を含有する非酸化性ガス雰囲気下で焼成
することを特徴とする炭化珪素ウイスカーの製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174016A JPS6236100A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 炭化珪素ウイスカ−の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174016A JPS6236100A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 炭化珪素ウイスカ−の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236100A JPS6236100A (ja) | 1987-02-17 |
| JPH0331679B2 true JPH0331679B2 (ja) | 1991-05-08 |
Family
ID=15971164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60174016A Granted JPS6236100A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 炭化珪素ウイスカ−の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236100A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3918073B2 (ja) | 2001-06-25 | 2007-05-23 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ３Ｃ−ＳｉＣナノウィスカーの合成方法及び３Ｃ−ＳｉＣナノウィスカー |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131899A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-13 | Tokai Kounetsu Kogyo Kk | 炭化ケイ素ウイスカ−の製造方法 |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP60174016A patent/JPS6236100A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6236100A (ja) | 1987-02-17 |
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