JPH04300271A - 熱分解窒化ほう素複合材および高温炉用断熱材 - Google Patents
熱分解窒化ほう素複合材および高温炉用断熱材Info
- Publication number
- JPH04300271A JPH04300271A JP3087623A JP8762391A JPH04300271A JP H04300271 A JPH04300271 A JP H04300271A JP 3087623 A JP3087623 A JP 3087623A JP 8762391 A JP8762391 A JP 8762391A JP H04300271 A JPH04300271 A JP H04300271A
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- JP
- Japan
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- boron nitride
- pyrolytic boron
- composite material
- nitride composite
- carbon fiber
- Prior art date
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱分解窒化ほう素複合
材、特には炭素質繊維製品に熱分解窒化ほう素を被覆し
てカ−ボンの劣化を防止したことにより、電子材料や半
導体工業用材料を製造する高温炉用断熱材として有用と
される熱分解窒化ほう素複合材に関するものである。
材、特には炭素質繊維製品に熱分解窒化ほう素を被覆し
てカ−ボンの劣化を防止したことにより、電子材料や半
導体工業用材料を製造する高温炉用断熱材として有用と
される熱分解窒化ほう素複合材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子材料や半導体工業用材料の製造は一
般に可成りの高温工程で行なわれているが、この高温作
業を実施するために使用される高温炉は耐熱性がすぐれ
ているということから、この断熱材として炭素繊維製品
を使用するものが汎用されている。
般に可成りの高温工程で行なわれているが、この高温作
業を実施するために使用される高温炉は耐熱性がすぐれ
ているということから、この断熱材として炭素繊維製品
を使用するものが汎用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この炭素繊維
製品にはこの炭素繊維が本来粒子間結合の弱いもので、
構造的にも疎密があるために、変形破損し易く、取扱い
の難しいものであるし、これはハンドリングミス、長期
の使用、腐蝕ガスの存在によって炭素繊維自体が劣化す
るために使用時に雰囲気をカ−ボンで汚染し、製品など
にカ−ボンが混入するという不利がある。
製品にはこの炭素繊維が本来粒子間結合の弱いもので、
構造的にも疎密があるために、変形破損し易く、取扱い
の難しいものであるし、これはハンドリングミス、長期
の使用、腐蝕ガスの存在によって炭素繊維自体が劣化す
るために使用時に雰囲気をカ−ボンで汚染し、製品など
にカ−ボンが混入するという不利がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不利
を解決する窒化ほう素複合材に関するものであり、これ
は炭素繊維製品の表面を熱分解窒化ほう素で被覆してな
ることを特徴とするものである。
を解決する窒化ほう素複合材に関するものであり、これ
は炭素繊維製品の表面を熱分解窒化ほう素で被覆してな
ることを特徴とするものである。
【０００５】すなわち、本発明者らは炭素繊維製品につ
いての前記した不利を解決する方法について種々検討し
た結果、これについては炭素繊維製品の表面に熱分解窒
化ほう素を被覆すると、この熱分解窒化ほう素は金属不
純物量が１ｐｐｍ 以上で含有炭素量も１００ｐｐｍ以
下の高純度のものであるし、窒化ほう素自体は融点が３
，０００ ℃である耐熱性のものであり、この熱分解窒
化ほう素は炭素繊維製品との密着性もよいのでこのよう
にして得られた炭素繊維製品は高温炉用断熱材として使
用すると劣化することがなく、したがって処理対象品を
汚染することもなくなるということを確認して本発明を
完成させた。
いての前記した不利を解決する方法について種々検討し
た結果、これについては炭素繊維製品の表面に熱分解窒
化ほう素を被覆すると、この熱分解窒化ほう素は金属不
純物量が１ｐｐｍ 以上で含有炭素量も１００ｐｐｍ以
下の高純度のものであるし、窒化ほう素自体は融点が３
，０００ ℃である耐熱性のものであり、この熱分解窒
化ほう素は炭素繊維製品との密着性もよいのでこのよう
にして得られた炭素繊維製品は高温炉用断熱材として使
用すると劣化することがなく、したがって処理対象品を
汚染することもなくなるということを確認して本発明を
完成させた。
【０００６】
【作用】本発明は熱分解窒化ほう素複合体および高温炉
用断熱材に関するものであり、これは炭素繊維製品の表
面に熱分解窒化ほう素を被覆した複合材およびこれを使
用した高温炉用断熱材を要旨とするものである。
用断熱材に関するものであり、これは炭素繊維製品の表
面に熱分解窒化ほう素を被覆した複合材およびこれを使
用した高温炉用断熱材を要旨とするものである。
【０００７】本発明の複合材は炭素繊維製品の表面に熱
分解窒化ほう素を被覆したものであるが、ここに使用さ
れる炭素繊維製品は公知のものでよく、これは各種有機
物を不活性ガス中で加熱分解して得た炭素を主成分とす
る炭素繊維を加工して作ったカ−ボンフェルト、カ−ボ
ンクロス、カ−ボンヤ−ンから作られたものとすればよ
いが、このものは嵩密度が０．０３ｇ／ｃｍ３ 未満で
は強度が弱く、０．２８ｇ／ｃｍ３ 以上のものは断熱
効果が減少するので、嵩密度が０．０３〜０．５ｇ／ｃ
ｍ３、 好ましくは０．１ 〜０．２ｇ／ｃｍ３で厚さ
が０．１ 〜１０ｃｍ、好ましくは１〜５ｃｍのものと
することがよい。
分解窒化ほう素を被覆したものであるが、ここに使用さ
れる炭素繊維製品は公知のものでよく、これは各種有機
物を不活性ガス中で加熱分解して得た炭素を主成分とす
る炭素繊維を加工して作ったカ−ボンフェルト、カ−ボ
ンクロス、カ−ボンヤ−ンから作られたものとすればよ
いが、このものは嵩密度が０．０３ｇ／ｃｍ３ 未満で
は強度が弱く、０．２８ｇ／ｃｍ３ 以上のものは断熱
効果が減少するので、嵩密度が０．０３〜０．５ｇ／ｃ
ｍ３、 好ましくは０．１ 〜０．２ｇ／ｃｍ３で厚さ
が０．１ 〜１０ｃｍ、好ましくは１〜５ｃｍのものと
することがよい。
【０００８】また、この炭素繊維製品に被覆される窒化
ほう素は熱分解窒化ほう素とされるが、この熱分解窒化
ほう素はハロゲン化ほう素とアンモニアとを高温、低圧
で反応させ、熱分解することによって得ることができる
。したがって本発明の熱分解窒化ほう素複合体は炭素繊
維製品を電気炉内に設置して炉内を真空に保持し、この
炉内にハロゲン化ほう素とアンモニアガスとの混合ガス
を供給し、炉内を１．９００ ℃以上に加熱し、ここに
発生した熱分解窒化ほう素を炭素繊維製品の表面に被着
させることによって得ることができる。
ほう素は熱分解窒化ほう素とされるが、この熱分解窒化
ほう素はハロゲン化ほう素とアンモニアとを高温、低圧
で反応させ、熱分解することによって得ることができる
。したがって本発明の熱分解窒化ほう素複合体は炭素繊
維製品を電気炉内に設置して炉内を真空に保持し、この
炉内にハロゲン化ほう素とアンモニアガスとの混合ガス
を供給し、炉内を１．９００ ℃以上に加熱し、ここに
発生した熱分解窒化ほう素を炭素繊維製品の表面に被着
させることによって得ることができる。
【０００９】このよにして作られた熱分解窒化ほう素複
合体は熱分解窒化ほう素における金属不純物量が１ｐｐ
ｍ 以下で、炭素含有量が１００ｐｐｍ以下という純度
の高いもので、この窒化ほう素が融点３，０００ ℃以
上という耐熱性のものであり、この熱分解窒化ほう素が
炭素繊維製品との密着性のよいものであるということか
ら、高温炉用断熱材として有用にとされるものであり、
これを使用した高温炉を使用すれば、このものは高温に
おいても変形、破損することがなく、雰囲気をカ−ボン
で汚染したり、処理製品にカ−ボンが混入するというこ
ともないという有利性が与えられる。
合体は熱分解窒化ほう素における金属不純物量が１ｐｐ
ｍ 以下で、炭素含有量が１００ｐｐｍ以下という純度
の高いもので、この窒化ほう素が融点３，０００ ℃以
上という耐熱性のものであり、この熱分解窒化ほう素が
炭素繊維製品との密着性のよいものであるということか
ら、高温炉用断熱材として有用にとされるものであり、
これを使用した高温炉を使用すれば、このものは高温に
おいても変形、破損することがなく、雰囲気をカ−ボン
で汚染したり、処理製品にカ−ボンが混入するというこ
ともないという有利性が与えられる。
【００１０】なお、この熱分解窒化ほう素複合材におけ
る熱分解窒化ほう素の膜厚はそれが２０μｍ 未満では
断熱効果が不充分となるし、ピンホ−ルなどで基材とし
ての炭素繊維製品からのカ−ボンの揮散などで炉内が汚
染するおそれがあり、５００ μｍ 以上とすると価格
的に不利になるので２０〜５００ μｍ の範囲とすれ
ばよい。
る熱分解窒化ほう素の膜厚はそれが２０μｍ 未満では
断熱効果が不充分となるし、ピンホ−ルなどで基材とし
ての炭素繊維製品からのカ−ボンの揮散などで炉内が汚
染するおそれがあり、５００ μｍ 以上とすると価格
的に不利になるので２０〜５００ μｍ の範囲とすれ
ばよい。
【００１１】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。
【実施例】５００× ２００×５０ｍｍのカ−ボンフェ
ルト製品を電気炉内に設置し、この炉に真空ポンプを接
続して炉内を１ト−ルに減圧したのち、ここに三塩化ほ
う素１リットル／分とアンモニアガス２リットル／分と
の混合ガスを供給し、１，９００ ℃に加熱して６時間
反応させたところ、カ−ボンフェルト製品に熱分解窒化
ほう素が約３００μｍ の厚さで被覆された複合材が得
られた。
ルト製品を電気炉内に設置し、この炉に真空ポンプを接
続して炉内を１ト−ルに減圧したのち、ここに三塩化ほ
う素１リットル／分とアンモニアガス２リットル／分と
の混合ガスを供給し、１，９００ ℃に加熱して６時間
反応させたところ、カ−ボンフェルト製品に熱分解窒化
ほう素が約３００μｍ の厚さで被覆された複合材が得
られた。
【００１２】ついで、このようにして得られた熱分解窒
化ほう素複合材を断熱材とした高温炉を作り、この炉内
に直径１５０ｍｍ φ、高さ２００ｍｍ のグラファイ
ト製の円筒型基体を設置し、炉に真空ポンプを接続して
炉内を１ト−ルに減圧しながら、ここに三塩化ほう素１
リットル／分とアンモニアガス２リットル／分との混合
ガスを供給し、１，９００ ℃に加熱して３０時間反応
させて、基体上に熱分解窒化ほう素を成長させ、ガスを
停止して冷却後基体を取り出して厚さ１．５ｍｍ の熱
分解窒化ほう素ルツボを作り、これを洗浄、乾燥後、こ
れに透過光をあてて観察したところ、このものは全体が
微黄色をしており、この熱分解窒化ほう素にカ−ボン粒
子はみられなかった。
化ほう素複合材を断熱材とした高温炉を作り、この炉内
に直径１５０ｍｍ φ、高さ２００ｍｍ のグラファイ
ト製の円筒型基体を設置し、炉に真空ポンプを接続して
炉内を１ト−ルに減圧しながら、ここに三塩化ほう素１
リットル／分とアンモニアガス２リットル／分との混合
ガスを供給し、１，９００ ℃に加熱して３０時間反応
させて、基体上に熱分解窒化ほう素を成長させ、ガスを
停止して冷却後基体を取り出して厚さ１．５ｍｍ の熱
分解窒化ほう素ルツボを作り、これを洗浄、乾燥後、こ
れに透過光をあてて観察したところ、このものは全体が
微黄色をしており、この熱分解窒化ほう素にカ−ボン粒
子はみられなかった。
【００１３】
【比較例】実施例において使用された熱分解窒化ほう素
複合材を使用した高温炉の代わりに、熱分解窒化ほう素
を被覆していないカ−ボンフェルト製品を断熱材とする
高温炉を使用して、実施例と同じ方法で熱分解窒化ほう
素を作り、このものに透過光をあてて観察したところ、
このものは熱分解窒化ほう素層の中に０・１ 〜 ０．
５ｍｍ程度の黒いカ−ボンの斑点状のものが数多くみら
れ、その数は１個／ｃｍ２ 程度であった。
複合材を使用した高温炉の代わりに、熱分解窒化ほう素
を被覆していないカ−ボンフェルト製品を断熱材とする
高温炉を使用して、実施例と同じ方法で熱分解窒化ほう
素を作り、このものに透過光をあてて観察したところ、
このものは熱分解窒化ほう素層の中に０・１ 〜 ０．
５ｍｍ程度の黒いカ−ボンの斑点状のものが数多くみら
れ、その数は１個／ｃｍ２ 程度であった。
【００１４】
【発明の効果】本発明は熱分解窒化ほう素複合材および
高温炉用断熱材に関するもので、これは前記したように
炭素繊維製品の表面に熱分解窒化ほう素を被覆してなる
複合材およびこの複合材からなる高温炉用断熱材を要旨
とするものであるが、この複合材は炭素繊維製品に熱分
解窒化ほう素を被覆したものであり、この熱分解窒化ほ
う素が高純度で耐熱性のもので、この熱分解窒化ほう素
が炭素繊維製品に密着するものであることから、この複
合材は断熱材としてすぐれたものになるし、この複合材
を断熱材とした高温炉には使用中に劣化することがなく
、処理対象品を汚染することがないという有利性が与え
られる。
高温炉用断熱材に関するもので、これは前記したように
炭素繊維製品の表面に熱分解窒化ほう素を被覆してなる
複合材およびこの複合材からなる高温炉用断熱材を要旨
とするものであるが、この複合材は炭素繊維製品に熱分
解窒化ほう素を被覆したものであり、この熱分解窒化ほ
う素が高純度で耐熱性のもので、この熱分解窒化ほう素
が炭素繊維製品に密着するものであることから、この複
合材は断熱材としてすぐれたものになるし、この複合材
を断熱材とした高温炉には使用中に劣化することがなく
、処理対象品を汚染することがないという有利性が与え
られる。
Claims (4)
- 【請求項１】炭素質繊維製品の表面に熱分解窒化ほう素
を被覆してなることを特徴とする熱分解窒化ほう素複合
材。 - 【請求項２】熱分解窒化ほう素被覆の厚みを５０〜５０
０ μｍ とする請求項１に記載した熱分解窒化ほう素
複合材。 - 【請求項３】炭素質繊維製品が嵩密度０．０３〜０．５
ｇ／ｍ３ のものである請求項１に記載した熱分解窒化
ほう素複合材。 - 【請求項４】請求項１に記載した複合材からなることを
特徴とする高温炉用断熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087623A JPH04300271A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 熱分解窒化ほう素複合材および高温炉用断熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087623A JPH04300271A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 熱分解窒化ほう素複合材および高温炉用断熱材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04300271A true JPH04300271A (ja) | 1992-10-23 |
Family
ID=13920103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3087623A Pending JPH04300271A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 熱分解窒化ほう素複合材および高温炉用断熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04300271A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2325151A1 (en) * | 2009-11-16 | 2011-05-25 | ABB Research Ltd. | An insulating composite material with a polymer matrix |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP3087623A patent/JPH04300271A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2325151A1 (en) * | 2009-11-16 | 2011-05-25 | ABB Research Ltd. | An insulating composite material with a polymer matrix |
| WO2011057782A3 (en) * | 2009-11-16 | 2011-07-28 | Abb Research Ltd | An insulating composite material with a polymer matrix |
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