JPH042686B2 - - Google Patents

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JPH042686B2
JPH042686B2 JP60257824A JP25782485A JPH042686B2 JP H042686 B2 JPH042686 B2 JP H042686B2 JP 60257824 A JP60257824 A JP 60257824A JP 25782485 A JP25782485 A JP 25782485A JP H042686 B2 JPH042686 B2 JP H042686B2
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fibers
perhydropolysilazane
fiber
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    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/10—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material by decomposition of organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • C04B35/589—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高純度窒化珪素繊維およびその製法に
係り、この高純度窒化珪素繊維は耐熱・高絶縁性
材料あるいは複合材料の強化材として非常に有用
である。
〔従来の技術〕
近年セラミツクの研究開発は飛躍的に進展して
おり、特に機械的強度、耐熱衝撃性、電気絶縁性
に優れた性質を有する窒化珪素を注目されてい
る。実際に窒化珪素は広範囲にわたる工業におい
て、耐熱材料、耐摩耗材料として広く用いられ始
めている。例えば、切削バイト、メカニカル、シ
ール等は既に実用化されており、軸受、ターボチ
ヤージヤ・ロータ等への商業的な適用は間近であ
る。更にガスタービンのブレード、自動車断熱エ
ンジン、高温ガス炉の熱交換器等の過酷な条件下
で作動する機器の材料として窒化珪素は将来増々
重要視されるものと予想されている。
ところで、各セラミツク材料を繊維状に賦形化
させるとその機械的強度が飛躍的に向上するほ
か、成形の自由度も増大することが知られてい
る。一般に窒化珪素は強度、耐熱性、耐衝撃性、
耐酸化性、耐薬品性、高絶縁性及び金属との漏れ
性に優れていことから繊維状に賦形化することに
より、これらの特徴を有する窒化珪素を各種の形
態で提供することが可能となる。即ち、窒化珪素
繊維を織布、フエルト、ロープ、ヤーン、チヨツ
プ等の形態に加工することにより、メツシユベル
ト、コンベアベルト、カーテン、フイルター等の
耐熱材料として、あるいはエンジン部品、フアン
ブレード、機体構造材等の複合材料として広範な
応用分野が期待される。
このような性質を有する窒化珪素繊維の製造を
目的として従来いくつかの方法が提案されてきて
おり、その代表例を以下に列記する。
() 珪酸塩の高温還元によつて得られる一酸化
珪素（SiO）とアンモニアと水素を1425〜1455
℃の温度下で反応させて黒鉛基板上に窒化珪素
を繊維状に析出させ、直径５〜30μｍ、長さ
370mmの窒化珪素繊維を得る方法（カニンガム
他、15Th Nat.SAMPE Symp，1969）、 () シラザン（Si−Ｎ）基を含む有機重縮合体
を溶融紡糸することによつて得た繊維重合体を
アンモニア雰囲気下で焼成する方法（石川他、
特開昭57−200210号公報）、 () オルガノシラザンを、溶融紡糸あるいは乾
式紡糸することによつて得たオルガノシラザン
繊維を不活性ガス雰囲気下で焼成することによ
つて炭化珪素／窒化珪素の混合繊維を製造する
方法（ヴインテル他、特開昭49−69717号公
報；フエルベーク他、特開昭49−20206号公
報；ペン他、J.of Appl.Polym.Scie，Vol.27，
3751−3761，1982；ペン他、I.E.C.，Proc.Des.
Der.，Vol.23，No.２，217−220，1984年；サイ
フアース他，米国特許第4482669号公報）。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記の方法あるいはそれらの方法により製造さ
れる窒化珪素繊維は以下の問題点を有している。
即ち、前記（）の方法では、連続繊維を製造す
ることができない他、反応制御が困難で、工業的
量産に不適であるという欠点がある。前記（）
及び（）の方法では、原料繊維中の炭素原子含
有量が高いため、これを熱分解して得られた最終
生成物の繊維中には炭化珪素あるいは遊離炭素が
高い含有量で残存し、時には熱分解過程でクラツ
ク、空隙あるいは気孔が生じる。従つて、このよ
うな（）及び（）の方法では窒化珪素に本来
固有の高絶縁性、高強度、耐熱衝撃性等を著しく
低下させてしまうことになる。更には、（）及
び（）の方法による繊維の強度、及び電気抵抗
値で公知となつているものは、それぞれ41〜142
Kg／mm2、及び７×108Ωcm程度であるので、宇宙
航空用材料としては適当でない。
本発明は以上の窒化珪素繊維あるいはこれ等を
製造する方法に内包される各種の問題点を解決し
ようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記の如き問題点を解決すべく
鋭意研究開発を行なつている過程で、主たる出発
原料としてペルヒドロポリシラザンを用いること
によつて、従来の窒化珪素繊維およびその製法に
伴なわれていた各種問題点を解決し得ることを見
い出し、本発明を完成するに至つた。
すなわち、本発明は、炭素含有量が５重量％以
下の連続繊維であることを特徴とする新規な窒化
珪素繊維を提供する。そして、この新規な高純度
窒化珪素繊維はペルヒドロポリシラザンを主たる
出発原料として粘度１〜5000ポイズ、ペルヒドロ
ポリシラザンの含有量５〜70重量％の紡糸液を調
製し、この紡糸液で紡糸し、それを焼成すること
によつて製造され、本発明はこの新規な製法にも
係る。
本発明の製法において主たる出発原料として用
いるペルヒドロポリシラザンとは、SiH2X2，
Si2H4X4（これらの式中、ＸはＦ、Cl、Br、１で
ある）などで表わされるジハロシランを直接ある
いはルイス塩基とアダクタを形成後、アンモニア
分解して得られるものであり、珪素、水素および
窒素の各原子からなる炭素原子を含まないことを
特徴としている。本発明においては、ペルヒドロ
ホリシラザンとして、特にSiH2X2を出発原料と
して得られる、主として、式(1)： で表わされる骨格を有する重合体が好ましい。
本発明による窒化珪素繊維は、炭素含有量が極
めて少ないことを特徴としており、従つて、その
製造に用いる出発原料には炭素原子が全くあるい
はできるだけ含まれていないことが望ましいわけ
であるが、最終生成物（窒化珪素繊維）の炭素含
有量が５重量％以下になる範囲内であれば、出発
原料中に炭素原子を含むシラザン等が含まれてい
てもよい。炭素原子を含むシラザンには、式(2)： （式中、R1、R2、R3はそれぞれ同じかまたは異
なり、水素、アルキル基、アリール基、ビニル
基、またはアリル基であるがR1、R2、R3のうち
少なくとも１つは炭素原子を有し、ｎは重合度で
ある。） で表わされる骨格を有するシラザン；分子内に式
(1)で表わされる骨格と式(2)で表わされる骨格を共
に有するシラザン；あるいは、式(2)で表わされる
以外のCH3Si（NHCH3）3，（CH3）2Si（NHCH3）2，
RSiX3〔この式中、ＲはCH3、またはC6H5であ
り、Ｘはハロゲンである。〕のアンモニア分解生
成物などのシラザン；あるいはこれらの熱重合物
などがある。更に、出発原料中に、ポリシラン、
ポリカルボシラン等を添加することも可能であ
る。
本発明に用いるペルヒドロポリシラザンの重合
度ｎは、特に制約されないが、ｎが14以下では流
動性が高くて紡糸が困難であるのでｎは15以上で
あることが好ましい。また、重合度の上限は、溶
剤に可溶なものであれば特に制約はないが、合成
反応の容易さから一般に重合度40以下のものが望
ましく用いられる。
なお、本出願人は、上記式(1)を有するペルヒド
ロポリシラザン、特に重合度（ｎ）が15〜40のそ
れを製造する方法を前に開示した（特開昭59−
207812号公報）。本出願人による高重号度ペルヒ
ドロポリシラザン（重合度15〜40）は、ストツク
やサイフアースらによる低重合度ペルヒドロポリ
シラザン（重合度７〜15）（ストツク他Berichte，
Vol.54，740，1921，サイフアース他米国特許第
4397828号公報）に比べて重合度が高いので、単
離すると後者の低重合度ペルヒドロポリシラザン
が液状であり固化しないあるいは固化するのに数
日を要するのに対して、前者の高重合度ペルヒド
ロポリシラザンは高粘度油あるいは固体状である
というように全く異なつた性質を有する。
ペルヒドロポリシラザン等の出発原料は紡糸す
るために非反応性溶剤を用いて溶液にする。ペル
ヒドロポリシラザンは重合度がかなり大きいもの
でも溶媒を完全に除去して単離しなければ、非反
応性溶剤に可溶である。非反応性溶剤としては、
炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、窒素
化合物、硫黄化合物等が使用できる。好ましい溶
剤は、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、メチ
ルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタ
ン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシク
ロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキ
サン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベ
ンゼン等の炭化水素、塩化メチレン、クロロホル
ム、四塩化炭素、ブロモホルム、塩化エチレン、
塩化エチリデン、トリクロロエタン、テトラクロ
ロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水
素、エチルエーテル、プロピルエーテル、エチル
ブチルエーテル、ブチルエーテル、１，２−ジオ
キシエタン、ジオキサン、ジメチルオキサン、テ
トラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、アニソ
ール等のエーテル、ジエチルアミン、トリエチル
アミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミ
ン、ブチルアミン、アニリン、ピペリジン、ピリ
ジン、ピリコン、ルチジン、エチレンジアミン、
プロピレンジアミン等の窒素化合物、二硫化炭
素、硫化ジエチル、チオフエン、テトラヒドロチ
オフエン等の硫黄化合物である。
ペルヒドロポリシラザンは適当な溶剤量で粘調
性の溶液となる。この溶液はそのままでは望まし
い紡糸方法である乾式紡糸を実施するのに十分な
曳糸性を示さないが、少量の有機高分子系の紡糸
助剤を添加することにより十分な曳糸性を示すよ
うになる。このような有機高分子の例として、ポ
リエーテル類、ポリアミド類、ポリエステル類、
ビニル重合体類、ポリチオエーテル類、ポリペプ
チド類、等が挙げられ、これ等の中でもポリエチ
レンオキサイド、ポリイソブチレン、ポリメチル
メタクリレート、ポリイソブレンおよびポリスチ
レンが特に望ましい。
ペルヒドロポリシラザンの濃度とその溶液を曳
糸性との関係は、用いるペルヒドロポリシラザン
の重合度、溶媒、紡糸助剤の種類と添加量によつ
て異なり、一義的に述べることができないが、一
般に、室温での粘度が１〜5000ポイズの溶液が適
当である。従つて、紡糸液はこの範囲の粘度を与
えるように調製しなければならないが、このこと
と前述した如くの最終生成物中の炭素含有量を５
重量％以下におさえることを同時に達成するた
め、紡糸助剤の添加量は、紡糸溶液中のペルヒド
ロポリシラザンに対して0.0001〜0.1重量比程度
にすれば良い。適切な粘度を有する紡糸液を調整
するための溶液の濃縮操作は減圧蒸留等の通常の
方法が用いられる。このような濃縮操作により得
られた紡糸液は５〜70重量％のペルヒドロポリシ
ラザンを含有している。
紡糸を行なうには、乾式紡糸が好都合である
が、遠心紡糸、吹き出し紡糸も利用することがで
きる。紡糸は不活性ガス雰囲気下で常温で行なわ
れるが、必要に応じて紡糸液を加熱して行なうこ
ともできる。但し、100℃を超えて加熱すると、
ペルヒドロポリシラザンの熱分解が開始するので
注意を要する。繊維の乾燥は、紡糸後に、加熱し
ながら減圧下で充分行う。
こうしてペルヒドロポリシラザンの繊維に、特
に連続繊維が紡糸される。このペルヒドロポリシ
ラザン繊維は無色であるが、焼成前でも高い強度
を有するので、最初に、繊維をヤーン、織布等の
形態に加工し、その後焼成することによつて窒化
珪素製品を製造することもできる。
本発明による窒化珪素繊維の製法は高純度窒化
珪素の連続繊維を提供しうることを重要な特徴と
しているが、この製法自体は、長繊維（連続繊
維）の製造のみならず短繊維の製造にも適用でき
るものである。このような短繊維は、焼成して得
られた最終の連続窒化珪素繊維を切断したり、プ
リカーサすなわちペルヒドロポリシラザンの連続
繊維を切断して短繊維とし、それを焼成して窒化
珪素短繊維としたり、さらには、ペルヒドロポリ
シラザン（プリカーサ）を直接短繊維に紡糸し、
それを焼成して窒化珪素の短繊維にすることによ
つて製造することができる。
乾燥したポリヒドロポリシラザ繊維は、不活性
ガス雰囲気下、100℃付近で熱処理を施すことが
望ましい。この熱処理の目的は、溶剤除去を更に
確実にすると共に、ペルヒドロポリシラザンの分
子鎖間に架橋反応を促進させることにより、焼成
過程におけるクラツク、空隙、及び気孔の生成を
最小限にするためである。
本発明で作られるペルヒドロポリシラザン繊維
は、熱に対して不融であることから、そのまま雰
囲気ガス下で焼成することができる。雰囲気ガス
としては窒素が好都合であるが、アンモニア、あ
るいは窒素、アンモニア、アルゴン、水素等の混
合ガスを利用することもできる。
焼成温度は、一般的には、700〜1900℃の範囲
内とする。焼成温度が低すぎると焼成に長時間を
要し、また焼成温度をあまり高くしてもエネルギ
ー的に有利でないばかりか繊維が損傷するおそれ
があるからである。ここで、本発明の重要な特徴
の１つとして、焼成を1300℃以下、特に800〜
1300℃、より好ましくは900〜1200℃の温度で行
なうことによつて、非晶質の窒化珪素繊維を得る
ことが可能である。一般に先駆体法で調製された
無機繊維、たとえば炭素繊維、炭化珪素繊維、酸
窒化珪素繊維、アルミナ繊維等においては、非晶
質繊維は結晶の発達した繊維よりも、機械強度が
優れているが、弾性率は低いという特徴がある。
また非晶質窒化珪素は約1200℃以上でα型結晶の
窒化珪素に転移すると言われており、従来の窒化
珪素連続繊維あるいは繊維状窒化珪素の製法で約
1200℃以上の高温で熱処理するものは非晶質の窒
化珪素繊維を得ることができなかつた。勿論、オ
ルガノシラザン連続繊維を約1200℃以下で焼成し
て非晶質連続繊維を得ることができるが、これに
はより高温で炭化珪素や遊離炭素となる高濃度の
不純物炭化原子を含有しており、高純度の非晶質
窒化珪素連続繊維を得ることはできなかつた。こ
うして、本発明は、高純度窒化珪素の非晶質繊維
をも新規に提供する。但し、本発明により製造さ
れる窒化珪素繊維は、このように非晶質のものに
限られるわけではなく、より高温で焼成すること
によつて結晶質としてもよいものである。
なお、焼成行程中、繊維に張力をかけておくこ
とは窒化珪素繊維の強度を向上させる上で好まし
い。
こうして、本発明品である新規な窒化珪素繊維
の製造上の最大の特徴は前記の(1)式で表わされる
構造を有するペルヒドロポリシラザンを主な出発
原料として使用することである。分子内に炭素原
子を有しているポリシラザンと異なり、ペルヒド
ロポリシラザンの出発原料としての使用は生成物
中の炭化珪素や遊離炭素のような不純物濃度を激
減させる。これにより、前記の従来方法（）お
よび（）に内包される生成物中の高い不純物濃
度という問題を著しく解消している。以下に本発
明品の典型的な元素組成を示す。
Si：55〜70重量％ Ｎ：25〜40重量％ Ｃ：５重量％以下 上に示される如く、本発明品の炭素含有量は従
来方法（）および（）の方法による繊維に比
べて著しく低く、この理由により特に高比抵抗値
（２〜７×1010Ω・cm）にみられるように優れた
性質を有するようになる。
ところで、本発明品は不純物として酸素原子を
含有している。このような酸素原子は出発原料の
ジハロシラン及びこれをアンモニア分解して得ら
れるペルヒドロポリシラザンが空気中の酸素や湿
気に敏感であるので、原料合成工程から焼成工程
までの一連の工程を経る過程で生成物中に混入し
てくるもので、通常は最大５重量％含有されてい
る。酸素含有量は、窒化珪素繊維の製造の各工程
で酸素や湿気を排除することにより大幅に低下す
ることは可能である。また各工程で酸素濃度や水
濃度を制御したり、酸素原子を含む化合物で処理
したりすることによつて、生成物中の酸素濃度を
所定の組成たとえば酸窒化珪素の組成にすること
も可能である。
本発明では、ペルヒドロポリシラザンを主成分
とする紡糸溶液に前述の如く適切な紡糸助剤を適
量添加することにより、以下に示す優れた性状を
有する窒化珪素の連続繊維を製造を可能にする。
繊維径 10〜30μｍ 引張強度 30〜220Kg／mm2 弾性率 ７〜30t／mm2 比抵抗値 ２〜７×1010Ω・cm 上記のような連続繊維の製造は、気相法により
窒化珪素短繊維製造する前出の従来法（）では
不可能である。
本発明品の主な出発原料として望ましい高重合
度ペルヒドロポリシラザン（重合度15〜40）の前
出の低重合度ペルヒドロポリシラザン（重合度７
〜15）に対するきわだつた特徴は、前述した如く
前者が単離されると高粘度油あるいは固体状であ
るということである。このような性質により、高
重合度ペルヒドロポリシラザンは不純物濃度の少
い生成物を与えるというペルヒドロポリシラザン
に共通な利点の他に、以下に示す工業的量産上極
めて重要な利点を有する。
() 曳糸性、及び紡糸直後の凝固性が著しく向
上する。低重合度ペルヒドロポリシラザンの場
合には紡糸助剤を添加すれば曳糸性は有するも
のの、凝固性が極めて低いため、紡糸後、長時
間加熱するか、プラズマ照射するなどしてペル
ヒドロポリシラザンの架橋反応を促進させる必
要があり、工業的量産に不利である。
() 焼成工程中における軽質分や熱分解物の飛
散量が少ないので、焼成後のセラミツクス収率
が、低重合度ペルヒドロポリシラザンを原料と
した場合の収率69％程度に比べて80％程度と高
い。
本発明の窒化珪素繊維は、前述の如く、焼成温
度に依存して非晶質であることが可能である。非
晶質窒化珪素繊維は結晶質窒化珪素繊維に比較し
て機械的強度が10〜120Kg／cm2ほど高く、弾性率
が０〜6t／mm2ほど低いという特性がある。したが
つて耐熱構造材料としては非晶質窒化珪素繊維
を、高弾性複合材料としては結晶質窒化珪素繊維
を、用途に応じて選ぶことが可能である。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれにより限定されるものではな
い。
実施例 １ 内容積１の四つ口フラスコにガス吹き込み
管、メカニカルスターラー、ジユワーコンデンサ
ーを装置した。反応器内部を脱酸素した乾燥窒素
で置換した後、四つ口フラスコに脱気した乾燥ピ
リジン490mlを入れ、これを氷冷した。次にジク
ロロシラン51.6ｇを加えると無色固定状のアダク
ト（SiH2Cl2・2C5H5N）が生成した。反応混合
物を氷冷し、撹拌しながら、水酸化ナトリウム管
及び活性炭管を通して精製したアンモニア51.3ｇ
を窒素ガスと混合して吹き込んだ。
反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥塩
化メチレンを用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気
下で濾過して濾液850mlを得た。濾液５mlから溶
媒を減圧留去すると樹脂状固体ペルヒドロポリシ
ラザン0.103ｇが得られた。
ペルヒドロポリシラザンを含む濾液240mlにポ
リエチレンオキサイド（分子量５×106）50.2mg
を加え、１時間激しく撹拌した後、溶媒を減圧留
去して濃縮することにより、紡糸溶液として30重
量％のペルヒドロポリシラザンを含むピリジン溶
液が得られた。紡糸溶液を濾液、脱泡した尾、窒
素雰囲気下で乾式紡糸法により、白色繊維を得
た。これを減圧下50℃で４時間乾燥し、窒素雰囲
気下、100℃で３時間熱処理した後、電気炉を閉
じて窒素雰囲気下、1050℃で５時間加熱すること
により黒色繊維が得られた。
得られた繊維の化学分析による元素組成（重量
％）は、珪素62.5、窒素34.3、炭素0.4、酸素3.1、
その他金属元素（不純物）0.01以下であつた。ま
たＸ線回析したところ第１図に示す様に非晶質の
窒化珪素であることが認められた。この繊維の電
子顕微鏡（SEM）写真を第２図および第３図に
示す。クラツクや空隙のない緻密な繊維が観察さ
れた。繊維径は10〜30μｍで、40〜220Kg／mm2の
引張り強度９〜30t／mm2の弾性率、及び２〜７×
1010Ωcmの電気抵抗を有していた。
実施例 ２ 実施例１で用いたペルヒドロポリシラザンを含
む濾液240mlにポリエチレンオキサイド（分子量
５×106）0.173ｇを加え、１時間激しく撹拌した
後、溶媒を減圧留去して濃縮し、紡糸液溶液を得
た。これを実施例１の同様に紡糸、乾燥、熱処理
することにより、繊維径が10〜30μｍの黒色繊維
が得られた。
この繊維は、Ｘ線回析により非晶質であること
が認められた。また、化学分析による元素組成
（重量％）は珪素：60.6、窒素：33.0、炭素：2.3、
酸素：3.9、その他の金属元素0.01以下であつた。
実施例 ３ 実施例１で用いたペルヒドロポリシラザン含む
濾液240mlにポリスチレン（分子量2.5×107）
0.247ｇを加え、１時間激しく撹拌した後、溶媒
を減圧留去して濃縮し、紡糸溶液を得た。これを
実施例１の同様に紡糸、乾燥、熱処理することに
より、繊維径が18〜30μｍの黒色繊維が得られ
た。
この繊維は、Ｘ線回析により、非晶質であるこ
とが認められた。また、化学分析による元素組成
（重量％）は、珪素：61.4、窒素：32.1、炭素：
3.5、酸素：3.4、その他の金属元素0.01以下であ
つた。
実施例 ４ 実施例１で得た乾燥・熱処理剤のペルヒドロポ
リシラザン繊維を、窒素雰囲気下で1300℃で４時
間加熱することにより黒色繊維が得られた。黒色
繊維を粉末Ｘ線回析したところ、α−Si3N4の強
いピークとβ−Si3N4及びSiの弱いピークが観測
された。また繊維の化学分析による元素組成（重
量％）は珪素：60.4、窒素：39.1、炭素：0.3、酸
素：0.4、その他の金属元素0.01以下であつた。
この繊維の繊維径は15〜20μｍで、30〜100Kg／
cm2の引張強度、15〜30t／mm2の弾性率であつた。
〔発明の効果〕
以上の説明により明らかなように、本発明によ
り、炭素含有量が極めて少ない高純度窒化珪素繊
維が提供される。この高純度窒化珪素繊維は、高
絶縁成（例えば、２〜７×1010Ωcmの比抵抗値）、
高強度（例えば、30〜220Kg／mm2引張強度、７〜
30t／mm2のの弾性率）であり、耐熱・高絶縁性材
料および複合材料の強化材、時に宇宙航空用材料
として有用である。また、本発明いよれば、この
ような優れた特性を有する高純度窒化珪素繊維を
製造する工業的量産に適した製法が提供される。
とりわけ、この製法では、紡糸の際の曳糸性、紡
糸直後の凝固性に優れ、かつ焼成時のセラミツク
収率が高い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明で得られた窒化珪素繊維のＸ線
回析図、第２図および第３図は本発明で得られた
窒化珪素繊維の形状を表わす電子顕微鏡写真であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素含有量が５重量％以下の連続繊維である
    ことを特徴とする窒化珪素繊維。 ２ 下記の元素組成を有する特許請求の範囲第１
    項記載の窒化珪素繊維。 珪素 55〜70重量％ 窒素 25〜40重量％ 炭素 ５重量％以下 ３ 非晶質である特許請求の範囲第１項または第
    ２項記載の窒化珪素繊維。 ４ 炭素含有量が５重量％以下の非晶質短繊維で
    あることを特徴とする窒化珪素繊維。 ５ 下記の元素組成を有する特許請求の範囲第４
    項記載の窒化珪素繊維。 珪素 55〜70重量％ 窒素 25〜40重量％ 炭素 ５重量％以下 ６ ペルヒドロポリシラザンを主たる出発原料と
    して粘度１〜5000ポイズ、ペルヒドロポリシラザ
    ンの含有量５〜70重量％の紡糸液を調製し、この
    紡糸液で紡糸し、それを焼成することを特徴とす
    る窒化珪素繊維の製法。 ７ ペルヒドロポリシラザン等の出発原料の非反
    応性溶媒溶液に紡糸助剤を添加して所望の曳糸性
    を有する紡糸液を調製し、その紡糸液で連続繊維
    を紡糸する特許請求の範囲第６項記載の製法。 ８ 前記焼成を不活性ガス雰囲気下800〜1300℃
    の温度で行う特許請求の範囲第６項または第７項
    記載の製法。
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