JPH0454610B2 - - Google Patents
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- JPH0454610B2 JPH0454610B2 JP59091353A JP9135384A JPH0454610B2 JP H0454610 B2 JPH0454610 B2 JP H0454610B2 JP 59091353 A JP59091353 A JP 59091353A JP 9135384 A JP9135384 A JP 9135384A JP H0454610 B2 JPH0454610 B2 JP H0454610B2
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Description
本発明は窒化珪素と炭化珪素とからなる複合微
粉末の製造方法に関する発明である。更に詳しく
は、一般式が〔R1，R2，R3，Si〕2NR4、又は〔−
R1，R2，Si−NR3〕−ｎ（但し式中R1〜R4はそれ
ぞれ水素、アルキル基、アリル基、フエニル，メ
チルアミノ基基等を示し、ｎは３又は４である）
で示されるシラザン化合物を気相で反応すること
を特徴とする窒化珪素と炭化珪素とからなる複合
微粉末の製造方法に関する発明である。 窒化珪素や炭化珪素等の非酸化物系セラミツク
スはアルミナを中心とする酸化物系セラミツクス
に比べて高温強度や耐熱衝撃性等の高温特性に優
れているので、その製造方法及びその応用に関す
る研究が最近盛んに行われており、高温で作動さ
せるガスタービン、ジーゼルエンジン、熱交換器
等の耐熱構造材料等の高温材料にその用途が拓け
つつある。 高温材料としての炭化珪素は高温での耐酸化性
や強度特性及び熱伝導度が優れている。また窒化
珪素は耐熱衝撃性、熱膨張係数、破壊靱性等が優
れている。その為に両者の長所を取り入れた新規
材料としての複合セラミツクスの開発が最近進め
られている。 この様な窒化珪素や炭化珪素は主として焼結に
より加工成形されるが、高密度の焼結体を得る為
の重要な因子としては、出発原料の組成、純度、
結晶型、粒子径、粒子の形状等があげられる。 非酸化系のシリコン系セラミツクスは一般に難
焼結性であり、このため焼結特性が優れた原料粉
末としてはサブミクロン級の粒子径を有し、均一
なことが特に必要である。 従来、窒化珪素単品の主な製法としては下記の
方法が知られている。 (1) 金属珪素粉末を窒素またはアンモニアガス中
で高温に加熱して窒化する方法。 (2) シリカ粉末とカーボンとの混合物を窒素中で
高温に加熱して還元と窒化とを同時に行う方
法。 (3) 常温または低温で四塩化珪素とアンモニアを
反応させ、生成したシリコンアミドあるいはシ
リコンイミドを分離した後窒素またはアンモニ
ア雰囲気中で高温に加熱するアミドあるいはイ
ミドの熱分解法。 (4) 四塩化珪素とアンモニアとを高温で気相反応
させる方法。 しかし、これらの方法はそれぞれ次の様な解決
すべき問題点を有している。 (1)については、現在工業的に用いられている方
法ではあるが、この方法では微細な粉末が得難
く、この方法で得た生成物は、これを長時間粉砕
する必要がある。このため原料Si中に含まれてい
るFe，Ca，Al，等の不純物が窒化後も残つた
り、粉砕過程で不純物が混入する。 (2)の方法は、原料として充分精製したシリカ粉
末及びカーボン粉末を用いる必要があるばかりで
なく、得られる生成物はα型Si3N4，β型Si3N4，
酸窒化珪素等の混合物であり、粒径及び粒径のバ
ラツキを小さくする事が困難である。 (3)の方法には液相法と気相法とがあるが、いず
れの方法もシリコンアミドやシリコンイミドと共
に大量の塩化アンモニウムが副生する。このため
生成物の分離や熱分解工程における塩化アンモニ
ウムを除去するわずらわしさや腐食あるいは溶媒
使用に依る不純物の混入が起こりやすい。 また、シリコンアミドやシリコンイミドを熱分
解して得られる粉末の粒径や結晶型は、微小粒子
にしたり、整つた等軸的な粒状粒子とするには限
界がある。 これらの中では(4)の気相法が高品質の物が得ら
れると言われている。しかしながら四塩化珪素と
アンモニアの反応が速いため各原料ガス供給管の
出口部分でも反応が起こり、出口部分が閉塞され
てしまい長期の連続運転が出来なくなるばかりで
なく、(3)の方法と同様に副生する塩化アンモニウ
ムを除去する煩わしさや、装置の腐食対策等を講
じなければならない。 更には塩化アンモニウムを完全に除去したとし
ても微量の塩素は除去し難く、以後の結晶化工程
において窒化珪素がβ晶化したり、結晶型が針状
になつたりして焼結せしめる際にも悪影響を及ぼ
すようになる。 また、従来炭化珪素単味の主な製法としては下
記の方法が知られている。 (1) 珪石（SiO2）とコークス(C)を混合してアチ
ソン炉で加熱する方法。 (2) 金属珪素粉末と炭素粉末の固相反応法。 (3) シリカ粉末と炭素粉末との固相反応法。 しかし、いずれの方法も原料中に不揮発性の金
属不純物などが含有されているために、これが製
品中に濃縮して蓄積されたり、あるいは粒径のバ
ラツキを小さくすることが困難である等の欠点が
あつた。 以上のような製法で得られた窒化珪素や炭化珪
素の各単品の粉末は、通常知られたホツトプレ
ス、常圧焼結、反応焼結などの各種の方法で成
形、焼結されるが、前記のような窒化珪素と炭化
珪素の両者の長所を取り入れた複合焼結体の製法
も種々検討されており、例えば、次の様な製法が
知られている。 (1) 窒化珪素と炭化珪素粉末を機械的に混合して
ホツトプレスなどで成形、焼結する方法。 (2) 反応焼結的な手法を用いて、あらかじめ炭化
珪素と珪素の混合物を成形後、窒化反応を行わ
せて窒化珪素質を生成させたり、窒化珪素と炭
素の混合物を成形後、珪素を浸透させて炭化珪
素質を生成させる方法。 (3) 有機珪素ポリマーを原料とし、これに珪素粉
末を加えて、直接あるいは熱処理した後成形
し、窒化反応を行わせて、炭化珪素質と窒化珪
素質を生成させる方法。 しかしながら、これらの試みは通常の原料粉末
を用いたのでは、粒径、形状などの粒子特性のほ
かに混合程度を十分に制御し、各成分を均一に混
合することに限界があること、また機械的粉砕、
混合により不純物が混入しやすいので、好ましい
焼結体が得られない欠点がある。また、反応焼結
的な手法でも多孔質化や、工程、操作が複雑にな
つたり、あるいは組成の均一性にも限界があるこ
とから好ましい焼結体が得られない等の欠点があ
る。 本発明者等は、高温特性に優れた窒化珪素と炭
化珪素の複合系焼結体を得るべく窒化珪素と炭化
珪素の微粉末の合成法について種々の方法を鋭意
研究を行つた。 その結果、特定の有機珪素化合物を気相で反応
せしめる際の反応条件を制御して、窒化珪素と炭
化珪素との複合微粉末を得ることにより、前記の
様な高温特性に優れた焼結体が得られることを見
出して本発明を完成するに至つた。 即ち、本発明は、一般式が〔R1，R2，R3Si〕2
NR4，又は〔−R1，R2，Si−NR3〕−ｎ（但し式中R1
〜R4はそれぞれ水素、アルキル基、アリル基、
フエニル基、メチルアミノ基等を示し、ｎは３又
は４である）で示されるシラザン化合物を反応に
供するに先立ちアンモニアおよび／または不活性
ガスと均一に混合して反応帯域に供給し、特定の
原料ガス分圧、反応時間、すなわち0.01〜0.5atm
で、60〜0.1秒で気相で反応させて得られる複合
微粉末を1400〜1600℃で熱処理することを特徴と
する結晶質の窒化珪素と炭化珪素とからなる複合
微粉末の製造方法に関するものである。 本発明方法によれば、１ミクロン以下の微粒子
オーダーで窒化珪素と炭化珪素を均一に含む複合
微粉末が容易に得られる。 次に本発明について詳述する。 本発明において、原料として用いるSi，Ｎ，Ｃ
及びＨからなるシラザン化合物としては、一般式
が、〔R1，R2，R3Si〕2NR4または〔−R1，R2，Si−
NR3〕−ｎ（式中R1〜R4はそれぞれ水素、アルキル
基、アリル基、フエニル基、メチルアミノ基等を
示し、ｎは３または４である）で表される化合物
であり、例えば〔HSi（CH3）2〕2NH，〔（CH3）3
Si〕2NH，〔（CH3）Si〕2NCH3，〔（CH2＝CH）Si
（CH3）2〕NH，〔−（CH3）2Si−NH〕−3，〔−
（CH3）2Si−NCH3〕−3または、次の様な構造式で
示される珪素上の装置基としてメチルアミノ基を
有する６員環状のトリス（Ｎメチルアミノ）トリ
−Ｎ−メチル−シクロトリシラゼン等である。 これらの原料は必要に応じて２種以上を混合し
て用いてもよく、また炭化水素類を共存させても
良い。 これらの原料の反応帯への供給は、原料が常温
で液体や固体状の場合、均一な反応を速やかに実
施し、所望の複合粉体を得るために、例えば、適
当な間接加熱等の手段により、原料をガス化しア
ンモニアおよび／または不活性ガスと均一に混合
し、あるいは原料珪素化合物をガス化しながらア
ンモニアおよび／または不活性ガスとを均一に混
合して反応帯域に供給することが均一な複合微粉
末を得るのに重要である。 また、実施例で示す様に原料をNH3，H2，
N2，Ar，He，等の非酸化性ガスに同伴させるこ
とにより、原料分圧の調節や供給速度を制御して
行うこともできるのみならず、同伴させるNH3，
H2，N2，Ar，He，等の非酸化性ガスの選択や
その混合比により生成粉体の組成（SiC，Si3N4
比）を任意にコントロールすることが可能であ
る。 例えばSi3N4の割合を多くしたい場合には、
NH3やH2の量を増加させるのが有効であるが、
珪素化合物の種類や濃度、反応温度、反応時間等
に依つてその必要量が異なつてくる。 反応時間帯における原料ガスの分圧及び反応時
間は生成物の粒径や形状及び空時収量等により決
定されるが、例えば原料ガス分圧は0.01〜0.5atm
程度の範囲が好適である。反応時間は一般的には
120〜0.0.5秒の広い範囲で実施し得るが、均一な
微粉末を得るには60〜0.1秒の範囲が好適である。 これらの値より反応分圧が小さかつたり、反応
時間が長くなる場合は、反応装置が不必要に大型
化して工業的には不利となり、逆にこれらの値よ
り反応分圧が大きかつたり、反応時間が短くなる
場合は実質的に反応が進行しない場合があるので
好ましくない。 また、反応温度は一般的には600〜1600℃の範
囲であり、好ましくは800〜1500℃である。温度
が600℃より低い場合には反応が十分に進行せず
珪素の窒化物及び炭化物の生成率が低く、逆に
1600℃を超える場合には多大のエネルギーを要す
るので経済的でない。 本発明方法の具体的な実施手段としては、例え
ば原料である有機珪素化合物を予めガス化せしめ
て必要な場合にはアンモニア及び非酸化性ガスで
あるH2，N2等と十分に均一に混合したのち、外
部加熱式反応管に導入する。 反応管は空塔あるいは充填塔式の流通型が用い
られるが、ガスの流れが脈動あるいは乱流状にな
らず、熱的にも均一性が保たれる様な構造とする
ことが生成複合微粉末の均一性に重要である。 珪素の窒化物と炭化物を含む生成ガスは冷却さ
れて捕集装置へ導入されるが、本発明に用いられ
る捕集装置は特に制約はなく、通常用いられてい
る充填層形式や濾過方式の集塵機、電気集塵機、
サイクロン等を適宜用いることができるが、生成
ガス中に腐食性ガスの塩化水素や500℃以下に冷
却されると固体となつて析出する塩化アンモニウ
ムなどが含まれていないため、従来の様な高級材
質を用いたり、塩化アンモニウムを除去するため
の処理装置を必要としないので経済的な捕集方式
を選択できる。このようにして得られた非晶質複
合粉末は、そのまま成形、焼結工程へ供給するこ
とは可能であるが、これは化学的に不安定であり
焼結中にガスが発生し易く焼結体に欠陥部を生じ
ることがある。このため得られた非晶質微粉末を
さらに非酸化性ガス雰囲気下に1200〜1700℃、好
ましくは1400〜1600℃で熱処理し安定化、結晶化
される。この熱処理の時間は複合粉末の組成、結
晶化の程度などによりことなるが通常0.5〜５時
間程度である。 得られた複合微粉末は図面の写真が示す様にい
ずれも１ミクロン以下の粒径を持つものであり、
しかも均一な粒度分布を持つものである。 以下に本発明を実施例によつて更に詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 実施例 １〜６ 電気炉中に設置された内径25mm、長さ700mmの
高純度アルミナ質反応管と反応管出口部に取りつ
けた反応生成物捕集器とからなる装置を用い所定
の反応温度に保持した。 シラザン化合物をガス化したのち、アンモニア
や非酸化性ガスであるN2またはH2ガスと予め良
く混合し、反応管入口部から吹込み反応させた。 捕集器に捕集された微粉末は、いずれも１ミク
ロン以下の粒子径を有し且つ等軸状の均一な微粒
子であつた。実施例３で得られた捕集微粒子の走
査電子顕微鏡写真を図１に示した。 次にこの生成物を不活性雰囲気下で高純度アル
ミナ管に充填して、アルゴン雰囲気下、1500℃に
加熱されている電気炉中で２時間熱処理を行つ
た。反応条件と得られた粉末の分析結果を表１に
示したが、いずれもＸ線的に、β−sicとα−Si3
N4成分だけであつた。また、螢光Ｘ線分析で不
純物を測定したところ、Fe，Al，Ca，Kaの含有
量はそれぞれ10ppm以下及びClの含有量は
100ppm以下であつた。
粉末の製造方法に関する発明である。更に詳しく
は、一般式が〔R1，R2，R3，Si〕2NR4、又は〔−
R1，R2，Si−NR3〕−ｎ（但し式中R1〜R4はそれ
ぞれ水素、アルキル基、アリル基、フエニル，メ
チルアミノ基基等を示し、ｎは３又は４である）
で示されるシラザン化合物を気相で反応すること
を特徴とする窒化珪素と炭化珪素とからなる複合
微粉末の製造方法に関する発明である。 窒化珪素や炭化珪素等の非酸化物系セラミツク
スはアルミナを中心とする酸化物系セラミツクス
に比べて高温強度や耐熱衝撃性等の高温特性に優
れているので、その製造方法及びその応用に関す
る研究が最近盛んに行われており、高温で作動さ
せるガスタービン、ジーゼルエンジン、熱交換器
等の耐熱構造材料等の高温材料にその用途が拓け
つつある。 高温材料としての炭化珪素は高温での耐酸化性
や強度特性及び熱伝導度が優れている。また窒化
珪素は耐熱衝撃性、熱膨張係数、破壊靱性等が優
れている。その為に両者の長所を取り入れた新規
材料としての複合セラミツクスの開発が最近進め
られている。 この様な窒化珪素や炭化珪素は主として焼結に
より加工成形されるが、高密度の焼結体を得る為
の重要な因子としては、出発原料の組成、純度、
結晶型、粒子径、粒子の形状等があげられる。 非酸化系のシリコン系セラミツクスは一般に難
焼結性であり、このため焼結特性が優れた原料粉
末としてはサブミクロン級の粒子径を有し、均一
なことが特に必要である。 従来、窒化珪素単品の主な製法としては下記の
方法が知られている。 (1) 金属珪素粉末を窒素またはアンモニアガス中
で高温に加熱して窒化する方法。 (2) シリカ粉末とカーボンとの混合物を窒素中で
高温に加熱して還元と窒化とを同時に行う方
法。 (3) 常温または低温で四塩化珪素とアンモニアを
反応させ、生成したシリコンアミドあるいはシ
リコンイミドを分離した後窒素またはアンモニ
ア雰囲気中で高温に加熱するアミドあるいはイ
ミドの熱分解法。 (4) 四塩化珪素とアンモニアとを高温で気相反応
させる方法。 しかし、これらの方法はそれぞれ次の様な解決
すべき問題点を有している。 (1)については、現在工業的に用いられている方
法ではあるが、この方法では微細な粉末が得難
く、この方法で得た生成物は、これを長時間粉砕
する必要がある。このため原料Si中に含まれてい
るFe，Ca，Al，等の不純物が窒化後も残つた
り、粉砕過程で不純物が混入する。 (2)の方法は、原料として充分精製したシリカ粉
末及びカーボン粉末を用いる必要があるばかりで
なく、得られる生成物はα型Si3N4，β型Si3N4，
酸窒化珪素等の混合物であり、粒径及び粒径のバ
ラツキを小さくする事が困難である。 (3)の方法には液相法と気相法とがあるが、いず
れの方法もシリコンアミドやシリコンイミドと共
に大量の塩化アンモニウムが副生する。このため
生成物の分離や熱分解工程における塩化アンモニ
ウムを除去するわずらわしさや腐食あるいは溶媒
使用に依る不純物の混入が起こりやすい。 また、シリコンアミドやシリコンイミドを熱分
解して得られる粉末の粒径や結晶型は、微小粒子
にしたり、整つた等軸的な粒状粒子とするには限
界がある。 これらの中では(4)の気相法が高品質の物が得ら
れると言われている。しかしながら四塩化珪素と
アンモニアの反応が速いため各原料ガス供給管の
出口部分でも反応が起こり、出口部分が閉塞され
てしまい長期の連続運転が出来なくなるばかりで
なく、(3)の方法と同様に副生する塩化アンモニウ
ムを除去する煩わしさや、装置の腐食対策等を講
じなければならない。 更には塩化アンモニウムを完全に除去したとし
ても微量の塩素は除去し難く、以後の結晶化工程
において窒化珪素がβ晶化したり、結晶型が針状
になつたりして焼結せしめる際にも悪影響を及ぼ
すようになる。 また、従来炭化珪素単味の主な製法としては下
記の方法が知られている。 (1) 珪石（SiO2）とコークス(C)を混合してアチ
ソン炉で加熱する方法。 (2) 金属珪素粉末と炭素粉末の固相反応法。 (3) シリカ粉末と炭素粉末との固相反応法。 しかし、いずれの方法も原料中に不揮発性の金
属不純物などが含有されているために、これが製
品中に濃縮して蓄積されたり、あるいは粒径のバ
ラツキを小さくすることが困難である等の欠点が
あつた。 以上のような製法で得られた窒化珪素や炭化珪
素の各単品の粉末は、通常知られたホツトプレ
ス、常圧焼結、反応焼結などの各種の方法で成
形、焼結されるが、前記のような窒化珪素と炭化
珪素の両者の長所を取り入れた複合焼結体の製法
も種々検討されており、例えば、次の様な製法が
知られている。 (1) 窒化珪素と炭化珪素粉末を機械的に混合して
ホツトプレスなどで成形、焼結する方法。 (2) 反応焼結的な手法を用いて、あらかじめ炭化
珪素と珪素の混合物を成形後、窒化反応を行わ
せて窒化珪素質を生成させたり、窒化珪素と炭
素の混合物を成形後、珪素を浸透させて炭化珪
素質を生成させる方法。 (3) 有機珪素ポリマーを原料とし、これに珪素粉
末を加えて、直接あるいは熱処理した後成形
し、窒化反応を行わせて、炭化珪素質と窒化珪
素質を生成させる方法。 しかしながら、これらの試みは通常の原料粉末
を用いたのでは、粒径、形状などの粒子特性のほ
かに混合程度を十分に制御し、各成分を均一に混
合することに限界があること、また機械的粉砕、
混合により不純物が混入しやすいので、好ましい
焼結体が得られない欠点がある。また、反応焼結
的な手法でも多孔質化や、工程、操作が複雑にな
つたり、あるいは組成の均一性にも限界があるこ
とから好ましい焼結体が得られない等の欠点があ
る。 本発明者等は、高温特性に優れた窒化珪素と炭
化珪素の複合系焼結体を得るべく窒化珪素と炭化
珪素の微粉末の合成法について種々の方法を鋭意
研究を行つた。 その結果、特定の有機珪素化合物を気相で反応
せしめる際の反応条件を制御して、窒化珪素と炭
化珪素との複合微粉末を得ることにより、前記の
様な高温特性に優れた焼結体が得られることを見
出して本発明を完成するに至つた。 即ち、本発明は、一般式が〔R1，R2，R3Si〕2
NR4，又は〔−R1，R2，Si−NR3〕−ｎ（但し式中R1
〜R4はそれぞれ水素、アルキル基、アリル基、
フエニル基、メチルアミノ基等を示し、ｎは３又
は４である）で示されるシラザン化合物を反応に
供するに先立ちアンモニアおよび／または不活性
ガスと均一に混合して反応帯域に供給し、特定の
原料ガス分圧、反応時間、すなわち0.01〜0.5atm
で、60〜0.1秒で気相で反応させて得られる複合
微粉末を1400〜1600℃で熱処理することを特徴と
する結晶質の窒化珪素と炭化珪素とからなる複合
微粉末の製造方法に関するものである。 本発明方法によれば、１ミクロン以下の微粒子
オーダーで窒化珪素と炭化珪素を均一に含む複合
微粉末が容易に得られる。 次に本発明について詳述する。 本発明において、原料として用いるSi，Ｎ，Ｃ
及びＨからなるシラザン化合物としては、一般式
が、〔R1，R2，R3Si〕2NR4または〔−R1，R2，Si−
NR3〕−ｎ（式中R1〜R4はそれぞれ水素、アルキル
基、アリル基、フエニル基、メチルアミノ基等を
示し、ｎは３または４である）で表される化合物
であり、例えば〔HSi（CH3）2〕2NH，〔（CH3）3
Si〕2NH，〔（CH3）Si〕2NCH3，〔（CH2＝CH）Si
（CH3）2〕NH，〔−（CH3）2Si−NH〕−3，〔−
（CH3）2Si−NCH3〕−3または、次の様な構造式で
示される珪素上の装置基としてメチルアミノ基を
有する６員環状のトリス（Ｎメチルアミノ）トリ
−Ｎ−メチル−シクロトリシラゼン等である。 これらの原料は必要に応じて２種以上を混合し
て用いてもよく、また炭化水素類を共存させても
良い。 これらの原料の反応帯への供給は、原料が常温
で液体や固体状の場合、均一な反応を速やかに実
施し、所望の複合粉体を得るために、例えば、適
当な間接加熱等の手段により、原料をガス化しア
ンモニアおよび／または不活性ガスと均一に混合
し、あるいは原料珪素化合物をガス化しながらア
ンモニアおよび／または不活性ガスとを均一に混
合して反応帯域に供給することが均一な複合微粉
末を得るのに重要である。 また、実施例で示す様に原料をNH3，H2，
N2，Ar，He，等の非酸化性ガスに同伴させるこ
とにより、原料分圧の調節や供給速度を制御して
行うこともできるのみならず、同伴させるNH3，
H2，N2，Ar，He，等の非酸化性ガスの選択や
その混合比により生成粉体の組成（SiC，Si3N4
比）を任意にコントロールすることが可能であ
る。 例えばSi3N4の割合を多くしたい場合には、
NH3やH2の量を増加させるのが有効であるが、
珪素化合物の種類や濃度、反応温度、反応時間等
に依つてその必要量が異なつてくる。 反応時間帯における原料ガスの分圧及び反応時
間は生成物の粒径や形状及び空時収量等により決
定されるが、例えば原料ガス分圧は0.01〜0.5atm
程度の範囲が好適である。反応時間は一般的には
120〜0.0.5秒の広い範囲で実施し得るが、均一な
微粉末を得るには60〜0.1秒の範囲が好適である。 これらの値より反応分圧が小さかつたり、反応
時間が長くなる場合は、反応装置が不必要に大型
化して工業的には不利となり、逆にこれらの値よ
り反応分圧が大きかつたり、反応時間が短くなる
場合は実質的に反応が進行しない場合があるので
好ましくない。 また、反応温度は一般的には600〜1600℃の範
囲であり、好ましくは800〜1500℃である。温度
が600℃より低い場合には反応が十分に進行せず
珪素の窒化物及び炭化物の生成率が低く、逆に
1600℃を超える場合には多大のエネルギーを要す
るので経済的でない。 本発明方法の具体的な実施手段としては、例え
ば原料である有機珪素化合物を予めガス化せしめ
て必要な場合にはアンモニア及び非酸化性ガスで
あるH2，N2等と十分に均一に混合したのち、外
部加熱式反応管に導入する。 反応管は空塔あるいは充填塔式の流通型が用い
られるが、ガスの流れが脈動あるいは乱流状にな
らず、熱的にも均一性が保たれる様な構造とする
ことが生成複合微粉末の均一性に重要である。 珪素の窒化物と炭化物を含む生成ガスは冷却さ
れて捕集装置へ導入されるが、本発明に用いられ
る捕集装置は特に制約はなく、通常用いられてい
る充填層形式や濾過方式の集塵機、電気集塵機、
サイクロン等を適宜用いることができるが、生成
ガス中に腐食性ガスの塩化水素や500℃以下に冷
却されると固体となつて析出する塩化アンモニウ
ムなどが含まれていないため、従来の様な高級材
質を用いたり、塩化アンモニウムを除去するため
の処理装置を必要としないので経済的な捕集方式
を選択できる。このようにして得られた非晶質複
合粉末は、そのまま成形、焼結工程へ供給するこ
とは可能であるが、これは化学的に不安定であり
焼結中にガスが発生し易く焼結体に欠陥部を生じ
ることがある。このため得られた非晶質微粉末を
さらに非酸化性ガス雰囲気下に1200〜1700℃、好
ましくは1400〜1600℃で熱処理し安定化、結晶化
される。この熱処理の時間は複合粉末の組成、結
晶化の程度などによりことなるが通常0.5〜５時
間程度である。 得られた複合微粉末は図面の写真が示す様にい
ずれも１ミクロン以下の粒径を持つものであり、
しかも均一な粒度分布を持つものである。 以下に本発明を実施例によつて更に詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 実施例 １〜６ 電気炉中に設置された内径25mm、長さ700mmの
高純度アルミナ質反応管と反応管出口部に取りつ
けた反応生成物捕集器とからなる装置を用い所定
の反応温度に保持した。 シラザン化合物をガス化したのち、アンモニア
や非酸化性ガスであるN2またはH2ガスと予め良
く混合し、反応管入口部から吹込み反応させた。 捕集器に捕集された微粉末は、いずれも１ミク
ロン以下の粒子径を有し且つ等軸状の均一な微粒
子であつた。実施例３で得られた捕集微粒子の走
査電子顕微鏡写真を図１に示した。 次にこの生成物を不活性雰囲気下で高純度アル
ミナ管に充填して、アルゴン雰囲気下、1500℃に
加熱されている電気炉中で２時間熱処理を行つ
た。反応条件と得られた粉末の分析結果を表１に
示したが、いずれもＸ線的に、β−sicとα−Si3
N4成分だけであつた。また、螢光Ｘ線分析で不
純物を測定したところ、Fe，Al，Ca，Kaの含有
量はそれぞれ10ppm以下及びClの含有量は
100ppm以下であつた。
【表】
図１は複合微粉末の粒子の構造を図面により示
すことが出来ないので、図面に代わる写真に依つ
て示したものであり、図１は本発明の実施例３の
方法で得られた複合微粉末の粒子の構造を示す走
査顕微鏡写真である。
すことが出来ないので、図面に代わる写真に依つ
て示したものであり、図１は本発明の実施例３の
方法で得られた複合微粉末の粒子の構造を示す走
査顕微鏡写真である。
Claims (1)
- １ 一般式が［R1，R2，R3，Si］NR4、または
［−R1，R2，Si−NR3］−ｎ（但し式中R1〜R4はそ
れぞれ水素、アルキル基、アリル基、フエニル
基、メチルアミノメチル基等を示し、ｎは３また
は４である）で示されるシラザン化合物を、反応
に供するに先立ちアンモニアおよび／または不活
性ガスと均一に混合して反応帯域に供給し、原料
ガス分圧0.01〜0.5atm、反応時間60〜0.1秒で気
相で反応されて得られる複合微粉末を1400〜1600
℃で熱処理することを特徴とする結晶質の窒化珪
素と炭化珪素とからなる複合微粉末の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59091353A JPS60235707A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | 複合微粉末の製造方法 |
| US06/712,036 US4594330A (en) | 1984-03-22 | 1985-03-15 | Fine amorphous powder and process for preparing fine powdery mixture of silicon nitride and silicon carbide |
| DE19853510264 DE3510264A1 (de) | 1984-03-22 | 1985-03-21 | Amorphes feinteiliges pulver und verfahren zur herstellung einer feinteiligen pulvermischung aus siliciumnitrid und siliciumcarbid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59091353A JPS60235707A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | 複合微粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60235707A JPS60235707A (ja) | 1985-11-22 |
| JPH0454610B2 true JPH0454610B2 (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=14024029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59091353A Granted JPS60235707A (ja) | 1984-03-22 | 1984-05-08 | 複合微粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60235707A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0764533B2 (ja) * | 1984-11-26 | 1995-07-12 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 炭化珪素微粉末の製造方法 |
| JPS6148409A (ja) * | 1984-08-16 | 1986-03-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | けい素、炭素、窒素からなる微粉末およびその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2243527A1 (de) * | 1972-09-05 | 1974-04-18 | Bayer Ag | Formkoerper aus homogenen mischungen von siliciumcarbid und siliciumnitrid und verfahren zu ihrer herstellung |
| JPS54132500A (en) * | 1978-04-05 | 1979-10-15 | Toshiba Ceramics Co | Manufacture of silicon nitride powder |
-
1984
- 1984-05-08 JP JP59091353A patent/JPS60235707A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60235707A (ja) | 1985-11-22 |
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