JPH055761B2 - - Google Patents
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- JPH055761B2 JPH055761B2 JP63323617A JP32361788A JPH055761B2 JP H055761 B2 JPH055761 B2 JP H055761B2 JP 63323617 A JP63323617 A JP 63323617A JP 32361788 A JP32361788 A JP 32361788A JP H055761 B2 JPH055761 B2 JP H055761B2
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- C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
- C01B21/0821—Oxynitrides of metals, boron or silicon
- C01B21/0826—Silicon aluminium oxynitrides, i.e. sialons
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
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- 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
- C04B35/597—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 oxynitride, e.g. SIALONS
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
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- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
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- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
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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βサイアロン微粉末の製造方法に関す
るものである。
るものである。
βサイアロンはβSi3N4のSi位置にAlそしてＮ
の位置に０が置換した固溶体であり、一般式
Si6-zAlzOzN8-z（但し、０＜ｚ≦4.2）で表され
る。
の位置に０が置換した固溶体であり、一般式
Si6-zAlzOzN8-z（但し、０＜ｚ≦4.2）で表され
る。
βサイアロンの焼結体は強度、耐熱性、耐蝕
性、耐酸化性に優れるため、切削工具を始めとし
て、エンジン、ガスタービン部材等への応用が期
待されている。
性、耐酸化性に優れるため、切削工具を始めとし
て、エンジン、ガスタービン部材等への応用が期
待されている。
従来のβサイアロン粉末の合成法としては、天
然に産出するカオリナイトをNH3雰囲気で熱分
解する方法（Journal of Material Science 11，
1972−1974（1976））、SiOz、Al（OH）3の共沈物を
NH3雰囲気で熱分解する方法（Am.Ceram.Soc.
Bull.，58，191−193（1979））、シラスやケイ砂等
の鉱物に金属アルミニウムを加えて不活性雰囲気
に還元する方法（窯業協会誌88，361−367
（1980））、SiO2−Al2O3系の混合物にＣを加え、
窒素気流中で焼成する還元窒化法（窯業協会誌
95，570−574（1987））、アモルフアスSi3N4と
Al2O3、AlNを混合してN2気流中で焼成する方法
（特開昭62−72507号公報）などが知られている。
然に産出するカオリナイトをNH3雰囲気で熱分
解する方法（Journal of Material Science 11，
1972−1974（1976））、SiOz、Al（OH）3の共沈物を
NH3雰囲気で熱分解する方法（Am.Ceram.Soc.
Bull.，58，191−193（1979））、シラスやケイ砂等
の鉱物に金属アルミニウムを加えて不活性雰囲気
に還元する方法（窯業協会誌88，361−367
（1980））、SiO2−Al2O3系の混合物にＣを加え、
窒素気流中で焼成する還元窒化法（窯業協会誌
95，570−574（1987））、アモルフアスSi3N4と
Al2O3、AlNを混合してN2気流中で焼成する方法
（特開昭62−72507号公報）などが知られている。
〔発明が解決しようとする課題）
上記の方法のうち、カオリナイト、シラス、ケ
イ砂等の天然原料を用いる方法の場合は合成粉中
に不純物が混入し易く、一方、SiO2とAl（OH）3
の共沈物、SiO2−Al2O3系の混合物、アモルフア
スSi3N4とAl2O3、AlNの混合物等を焼成する方
法の場合は基本的に固相同志の反応であるため合
成時間が長く、また未反応物も残存するという欠
点を有している。さらに、従来法で得られたβサ
イアロン粉末は固相反応であるためAlのSi位置
への置換あるいは０のＮ位置への置換が不完全
で、焼結体を作成した時の結合強度も不十分とな
り強度や耐酸化性を劣化させる要因となつてい
る。
イ砂等の天然原料を用いる方法の場合は合成粉中
に不純物が混入し易く、一方、SiO2とAl（OH）3
の共沈物、SiO2−Al2O3系の混合物、アモルフア
スSi3N4とAl2O3、AlNの混合物等を焼成する方
法の場合は基本的に固相同志の反応であるため合
成時間が長く、また未反応物も残存するという欠
点を有している。さらに、従来法で得られたβサ
イアロン粉末は固相反応であるためAlのSi位置
への置換あるいは０のＮ位置への置換が不完全
で、焼結体を作成した時の結合強度も不十分とな
り強度や耐酸化性を劣化させる要因となつてい
る。
本発明はこれらの欠点を解消するべくなされた
ものであり、SiとAl、あるいは０とＮとが原子
レベルで均一に混合または結合された高純度βサ
イアロン粉末の製造方法を提供することを目的と
する。
ものであり、SiとAl、あるいは０とＮとが原子
レベルで均一に混合または結合された高純度βサ
イアロン粉末の製造方法を提供することを目的と
する。
本発明者は前記目的を達成するために鋭意研究
を重ねた結果、Si源として一般式SiHxCl4-x（０≦
ｘ≦４）で表されるシラン化合物、Al源として
塩化アルミニウムを使用し、これらを一般式
（ROR′（Ｒ，R′＝CyH2y+1）で表されるエーテル
を相互溶解が可能な有機溶媒中に溶解させること
によりSi、Al及び０が原子レベルで均一に混合
された溶液を得、これにNH3を導入することに
よつて生成したSiイミドとAlアミドの共沈物を
非酸化性雰囲気中で焼成することによつてSi、
Al、Ｏ、Ｎが原子レベルで均一に混合されたβ
サイアロン粉末が得られることを見い出した。
を重ねた結果、Si源として一般式SiHxCl4-x（０≦
ｘ≦４）で表されるシラン化合物、Al源として
塩化アルミニウムを使用し、これらを一般式
（ROR′（Ｒ，R′＝CyH2y+1）で表されるエーテル
を相互溶解が可能な有機溶媒中に溶解させること
によりSi、Al及び０が原子レベルで均一に混合
された溶液を得、これにNH3を導入することに
よつて生成したSiイミドとAlアミドの共沈物を
非酸化性雰囲気中で焼成することによつてSi、
Al、Ｏ、Ｎが原子レベルで均一に混合されたβ
サイアロン粉末が得られることを見い出した。
本発明はかかる知見に基づいてなされたもので
あり、Si源として一般式SiHxCl4-x（０≦ｘ≦４）
で表されるシラン化合物、Al源として塩化アル
ミニウム（AlCl3）、そして酸素源としては一般
式ROR′（Ｒ，R′＝CyH2y+1，０≦ｙ≦５）で表さ
れるエーテルを用い、これらを相互溶解の可能な
有機溶媒中に溶解せしめた後、該溶液中にガス状
NH3を導入し、生成した沈澱物を分離して非酸
化性雰囲気中で焼成することを特徴とするβサイ
アロン粉末の製造方法に関するものである。
あり、Si源として一般式SiHxCl4-x（０≦ｘ≦４）
で表されるシラン化合物、Al源として塩化アル
ミニウム（AlCl3）、そして酸素源としては一般
式ROR′（Ｒ，R′＝CyH2y+1，０≦ｙ≦５）で表さ
れるエーテルを用い、これらを相互溶解の可能な
有機溶媒中に溶解せしめた後、該溶液中にガス状
NH3を導入し、生成した沈澱物を分離して非酸
化性雰囲気中で焼成することを特徴とするβサイ
アロン粉末の製造方法に関するものである。
シラン化合物は一般式SiHxCl4-x（０≦ｘ≦４）
で表されるものであり、例としてはモノシラン、
ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロ
シラン等を挙げることができる。また、エーテル
は一般式ROR′（Ｒ，R′＝CyH2y+1）（但し、ｙは
１ないし５、好ましくは１ないし３）で表される
ものであり、例としては、ジメチルエーテル、エ
チルエーテルなどである。
で表されるものであり、例としてはモノシラン、
ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロ
シラン等を挙げることができる。また、エーテル
は一般式ROR′（Ｒ，R′＝CyH2y+1）（但し、ｙは
１ないし５、好ましくは１ないし３）で表される
ものであり、例としては、ジメチルエーテル、エ
チルエーテルなどである。
シラン化合物と塩化アルミニウムの混合比は
Si／Al比が0.5〜60の範囲であることが好ましい。
0.5より低いとAlがサイアロンの固溶範囲を越え、
一方、60よりも大きいとSiとAlの均一混合が困
難になる。またエーテル量はAlCl3に対してモル
比で１以上であればよい。“Ber.dtsch.Chem.G−
es.，75，P1055（1942）”にも示されているように
Alのハロゲン化物とエーテルとは１：１の付加
化合物をつくることが知られている。エーテル量
が１より小さいとこの付加反応が十分に起こら
ず、未反応のAlCl3が残つてしまう。
Si／Al比が0.5〜60の範囲であることが好ましい。
0.5より低いとAlがサイアロンの固溶範囲を越え、
一方、60よりも大きいとSiとAlの均一混合が困
難になる。またエーテル量はAlCl3に対してモル
比で１以上であればよい。“Ber.dtsch.Chem.G−
es.，75，P1055（1942）”にも示されているように
Alのハロゲン化物とエーテルとは１：１の付加
化合物をつくることが知られている。エーテル量
が１より小さいとこの付加反応が十分に起こら
ず、未反応のAlCl3が残つてしまう。
シラン化合物と塩化アルミニウムの相互溶解が
可能な有機溶媒は特に限定されるものではない。
但し、これらはシラン化合物及び塩化アルミニウ
ムを溶解するが反応して異種の化合物を作る溶媒
であつてはならない。好ましい有機溶媒の例とし
てはジメチルエーテル、ベンゼン、ニトロベンゼ
ン、四塩化炭素、クロロホルムなどを挙げること
ができる。これらの溶媒を用いることにより、溶
液中にAlとSiが均一に分散した溶液を作成する
ことが可能である。
可能な有機溶媒は特に限定されるものではない。
但し、これらはシラン化合物及び塩化アルミニウ
ムを溶解するが反応して異種の化合物を作る溶媒
であつてはならない。好ましい有機溶媒の例とし
てはジメチルエーテル、ベンゼン、ニトロベンゼ
ン、四塩化炭素、クロロホルムなどを挙げること
ができる。これらの溶媒を用いることにより、溶
液中にAlとSiが均一に分散した溶液を作成する
ことが可能である。
この溶液中にガス状のアルモニアを導入する。
この時のNH3との反応は流通式でもバツチ式で
もよい。また圧力はゲージ圧で０〜10Kg/cm2程度
の任意の圧力を選ぶことが可能である。
この時のNH3との反応は流通式でもバツチ式で
もよい。また圧力はゲージ圧で０〜10Kg/cm2程度
の任意の圧力を選ぶことが可能である。
反応温度は用いる原料により異なるが、一般に
シラン化合物の蒸気圧は高いので−30℃から50℃
の範囲がよく、−20℃から10℃程度の範囲が特に
好ましい。例えばシラン化合物としてテトラクロ
ロシランを用いた場合、10℃でも120mmHgの蒸気
圧を持つ。そこでこれよりも高温になると溶液操
作中に、流通式の場合はさらに反応中にも蒸気に
より失なわれて組成の変動を引き起こすため好ま
しくない。また−30℃以下ではNH3との反応速
度が遅くなり、反応時間が長くかかつたり、未反
応物が混入するなどの問題が生ずる。冷却装置も
大型のものが必要となり経済的にも不利となる。
シラン化合物の蒸気圧は高いので−30℃から50℃
の範囲がよく、−20℃から10℃程度の範囲が特に
好ましい。例えばシラン化合物としてテトラクロ
ロシランを用いた場合、10℃でも120mmHgの蒸気
圧を持つ。そこでこれよりも高温になると溶液操
作中に、流通式の場合はさらに反応中にも蒸気に
より失なわれて組成の変動を引き起こすため好ま
しくない。また−30℃以下ではNH3との反応速
度が遅くなり、反応時間が長くかかつたり、未反
応物が混入するなどの問題が生ずる。冷却装置も
大型のものが必要となり経済的にも不利となる。
一方、“J.Chem.Soc，（Ａ），P1508（1966）”や
“J.Am，Chem.Soc.1988，110，3231−3238”に
も示されているように、AlCl3やシラン化合物
は、ピリジン、ピコリンなどのルイス塩基と反応
して常温付近でも安定な付加化合物をつくること
が知られている。従つて、NH3と反応するに先
立つてこのような化合物を形成させておくことに
よつてシラン化合物の揮発を防止して組成変化を
防ぐことができる。
“J.Am，Chem.Soc.1988，110，3231−3238”に
も示されているように、AlCl3やシラン化合物
は、ピリジン、ピコリンなどのルイス塩基と反応
して常温付近でも安定な付加化合物をつくること
が知られている。従つて、NH3と反応するに先
立つてこのような化合物を形成させておくことに
よつてシラン化合物の揮発を防止して組成変化を
防ぐことができる。
また、AlCl3とエーテルを下記の反応式に従つ
て反応せしめあらかじめAlとＯとが均一に混合
した化合物をつくつておきこれとシラン化合物を
共通の溶媒に溶解して全く同一な手順でアンモニ
ア化反応を行わせることもできる。
て反応せしめあらかじめAlとＯとが均一に混合
した化合物をつくつておきこれとシラン化合物を
共通の溶媒に溶解して全く同一な手順でアンモニ
ア化反応を行わせることもできる。
120℃
――――→
CyH2y+1−Ｏ−AlCl2… (B)
180℃
――――→
AlOCl… (C)
ここで用いる化合物は(A)，(B)，(C)の１種又は２
種以上の混合物でよい。
種以上の混合物でよい。
NH3との反応が終了した溶液はSi，Alの共沈
物副生成NH4Cl又は溶媒から成つている。そこ
で、このうち溶媒、NH4Cl、未反応物等は濾過、
乾燥、昇華などの公知の操作で分離除去する。
物副生成NH4Cl又は溶媒から成つている。そこ
で、このうち溶媒、NH4Cl、未反応物等は濾過、
乾燥、昇華などの公知の操作で分離除去する。
次に、非酸化性雰囲気中で焼成する。この焼成
は、例えばN2、NH3中で1200℃から1600℃で行
えばよい。1200℃より低いと共沈物の熱分解が不
完全となり、不純物ＣやＨあるいはClが残り易
く、一方、1600℃を越えると生成物の熱分解や
SiCの生成が起こつて好ましくない。雰囲気の一
部をAr、H2等の不活性ガスで置換してもよい。
は、例えばN2、NH3中で1200℃から1600℃で行
えばよい。1200℃より低いと共沈物の熱分解が不
完全となり、不純物ＣやＨあるいはClが残り易
く、一方、1600℃を越えると生成物の熱分解や
SiCの生成が起こつて好ましくない。雰囲気の一
部をAr、H2等の不活性ガスで置換してもよい。
このようにして得られたサイアロン粉末はSi、
Al、Ｎ、Ｏが原子レベルで制御された粒径0.2〜
0.5μmの微細粉である。粉末中のＣ、Clはそれぞ
れＣ≦5wt％、Cl≦5wt％であることが好ましい。
これ以上だと緻密化が阻害されたり、焼結体中の
欠陥となつて強度低下の原因になるからである。
Al、Ｎ、Ｏが原子レベルで制御された粒径0.2〜
0.5μmの微細粉である。粉末中のＣ、Clはそれぞ
れＣ≦5wt％、Cl≦5wt％であることが好ましい。
これ以上だと緻密化が阻害されたり、焼結体中の
欠陥となつて強度低下の原因になるからである。
この粉末を一軸プレス、CIP等で成形後、N2気
流中1700〜1800℃で焼成することにより高密度、
高強度なβサイアロン焼結体が作成できる。
流中1700〜1800℃で焼成することにより高密度、
高強度なβサイアロン焼結体が作成できる。
一般式SiHxCl4-x（０≦ｘ≦４）のシラン化合物
と塩化アルミニウムと一般式ROR′（Ｒ，R′＝Cy
H2y+1）（１≦ｙ≦５）で表わされるエーテルを
用いることにより、これらを溶解して均一混合状
態を作成することを可能にしている溶液中でエー
テルは塩化アルミニウムと１：１の付加化合物を
形成しているものと思われる。この溶液にガス状
のアンモニアを導入するとシラン化合物と塩化ア
ルミニウムのエーテル付加化合物のアンモニア化
が直ちに起こり、シリコンイミドとアルミニウム
アミドが分子レベルで混合した共沈澱物が生成す
る。これを非酸化性雰囲気で熱分解することによ
りSiとAlあるいはＮとＯが均一に混合または結
合したβサイアロン微粉末の作成が可能である。
と塩化アルミニウムと一般式ROR′（Ｒ，R′＝Cy
H2y+1）（１≦ｙ≦５）で表わされるエーテルを
用いることにより、これらを溶解して均一混合状
態を作成することを可能にしている溶液中でエー
テルは塩化アルミニウムと１：１の付加化合物を
形成しているものと思われる。この溶液にガス状
のアンモニアを導入するとシラン化合物と塩化ア
ルミニウムのエーテル付加化合物のアンモニア化
が直ちに起こり、シリコンイミドとアルミニウム
アミドが分子レベルで混合した共沈澱物が生成す
る。これを非酸化性雰囲気で熱分解することによ
りSiとAlあるいはＮとＯが均一に混合または結
合したβサイアロン微粉末の作成が可能である。
実施例 １
ガスの出入口のコツクのついた１のフラスコ
にSiCl414.0c.c.、AlCl38.15g（Si／Al＝2.0）及びジ
メチルエーテル100c.c.を投入してよく撹拌した。
溶液は完全に均一に混合した透明な液体であつ
た。フラスコを恒温槽の中で−10℃に保ち、コツ
クを開いて一方からNH3を速度で２／minで導
入し２時間流通させた。フラスコ中には白色の沈
澱が生成した。フラスコの内容物を濾紙で濾過
し、得られた沈澱物を真空排気口をもつ密閉容器
に移しかえてホツトプレート上で加熱しながら真
空排気して内容物を乾燥させた。
にSiCl414.0c.c.、AlCl38.15g（Si／Al＝2.0）及びジ
メチルエーテル100c.c.を投入してよく撹拌した。
溶液は完全に均一に混合した透明な液体であつ
た。フラスコを恒温槽の中で−10℃に保ち、コツ
クを開いて一方からNH3を速度で２／minで導
入し２時間流通させた。フラスコ中には白色の沈
澱が生成した。フラスコの内容物を濾紙で濾過
し、得られた沈澱物を真空排気口をもつ密閉容器
に移しかえてホツトプレート上で加熱しながら真
空排気して内容物を乾燥させた。
以上の操作は全て水分1ppm以下、酸素1ppm以
下に保たれたグローブボツクス内で作つた。
下に保たれたグローブボツクス内で作つた。
得られた固形分を白金ルツボに入れ、環状炉中
に装入した。N2を1l／minで流しながら350℃ま
で10℃／minで昇温し、その後１時間保持して副
生物NH4Clを除去した。350℃から1450℃まで５
℃／minで昇温して２時間保持した。得られた粉
末は白色粉末であつた。透過型電子顕微鏡
（TEM）観察の結果粒子は0.2〜0.5μmの等軸状微
粉末であつた。Ｘ線回折の結果βサイアロン単相
でありａ軸、ｃ軸の値からｚ値を予想すると約
1.9であつた。粒子をエネルギー分散型元素分折
（EDS）で線分折した結果Si，Alは極めて均一に
分布していることがわかつた。また湿式分析によ
り粉体中のＣ、Cl量を測定したところ、Ｃは
0.2wt％、Clは0.1wt％であつた。
に装入した。N2を1l／minで流しながら350℃ま
で10℃／minで昇温し、その後１時間保持して副
生物NH4Clを除去した。350℃から1450℃まで５
℃／minで昇温して２時間保持した。得られた粉
末は白色粉末であつた。透過型電子顕微鏡
（TEM）観察の結果粒子は0.2〜0.5μmの等軸状微
粉末であつた。Ｘ線回折の結果βサイアロン単相
でありａ軸、ｃ軸の値からｚ値を予想すると約
1.9であつた。粒子をエネルギー分散型元素分折
（EDS）で線分折した結果Si，Alは極めて均一に
分布していることがわかつた。また湿式分析によ
り粉体中のＣ、Cl量を測定したところ、Ｃは
0.2wt％、Clは0.1wt％であつた。
実施例 ２
実施例１と同様に１のフラスコ中に
SiCl413.7c.c.、AlCl38.0g（Si／Al＝2.0）及びジメ
チルエーテル100c.c.を投入し、さらにピリジンを
200c.c.を加えると直ちに白色の沈澱を生じた。フ
ラスコを恒温槽に入れて０℃に保ちNH3ガスを
２／minの速度で導入して２時間反応させた。
この後の操作は実施例１と全く同一の方法で行つ
た。
SiCl413.7c.c.、AlCl38.0g（Si／Al＝2.0）及びジメ
チルエーテル100c.c.を投入し、さらにピリジンを
200c.c.を加えると直ちに白色の沈澱を生じた。フ
ラスコを恒温槽に入れて０℃に保ちNH3ガスを
２／minの速度で導入して２時間反応させた。
この後の操作は実施例１と全く同一の方法で行つ
た。
得られた粉末のＸ線回析、TEM観察、EDSを
行つた結果、粉末はO′相を約15wt％含んだβ′相
でＺ値は約2.0であり、Si、Alが均一に分散した
0.3〜0.6μmの微粉末であることがわかつた。
行つた結果、粉末はO′相を約15wt％含んだβ′相
でＺ値は約2.0であり、Si、Alが均一に分散した
0.3〜0.6μmの微粉末であることがわかつた。
この粉末50gにエタノール300c.c.と成形助剤と
してPVAを1.5wt％になるように加え、ロータリ
ーエバポレーター中に装入して真空に吸引しなが
ら溶媒を乾燥させて顆粒を作成した。これを内径
20mmφの金型で一軸プレス後3t／cm2でCIPして成
形体を得た。この成形体N2、500℃に保持するこ
とにより脱脂し、炭素ルツボの中で1750℃、
1atmのN2気流中に２時間保持したところ、密度
3.10の焼結体が得られた。理論密度を3.11とする
と相対密度は99.7％である。焼結体のＸ線回析の
結果、構成相はO′相を約10wt％含んだβ相であ
り、Ｚ値も約2.0と粉末の組成をほぼ維持してい
た。
してPVAを1.5wt％になるように加え、ロータリ
ーエバポレーター中に装入して真空に吸引しなが
ら溶媒を乾燥させて顆粒を作成した。これを内径
20mmφの金型で一軸プレス後3t／cm2でCIPして成
形体を得た。この成形体N2、500℃に保持するこ
とにより脱脂し、炭素ルツボの中で1750℃、
1atmのN2気流中に２時間保持したところ、密度
3.10の焼結体が得られた。理論密度を3.11とする
と相対密度は99.7％である。焼結体のＸ線回析の
結果、構成相はO′相を約10wt％含んだβ相であ
り、Ｚ値も約2.0と粉末の組成をほぼ維持してい
た。
実施例 ３
ガスの出入口コツク、真空排気口及び撹拌機を
もつタンタル製圧力容器にSiCl415.0c.c.、
AlCl31.59g、ジメチルエーテル100c.c.を投入して
よく撹拌した。容器を恒温槽で−５℃に保ちガス
出口のコツクを閉めた状態でNH3ガスの圧力が
２Kg/cm2で一定になるように導入して３時間保持
した。反応後N2ガスで容器内をパージしてから
温溶中で30℃で真空吸引して溶媒を除去した。得
られた粉末をアルミナルツボにに入れ横型環状炉
で350℃で１時間保持してNH4Clを除去した。次
に粉末を取り出し、ウレタン製のポツトに装入し
てアセトンを加えた後Si3N4製ボールで解砕し
た。この粉末を乾燥後白金ルツボに移し、環状炉
で１／minのNH3ガス気流中で1400℃、３時間
の加熱を行つた。得られた粉末は粒径0.2〜0.4μm
のβサイアロン粉末でありＺ値はほぼ0.5であつ
た。粉末中に残存するＣは1.2wt％であつた。
もつタンタル製圧力容器にSiCl415.0c.c.、
AlCl31.59g、ジメチルエーテル100c.c.を投入して
よく撹拌した。容器を恒温槽で−５℃に保ちガス
出口のコツクを閉めた状態でNH3ガスの圧力が
２Kg/cm2で一定になるように導入して３時間保持
した。反応後N2ガスで容器内をパージしてから
温溶中で30℃で真空吸引して溶媒を除去した。得
られた粉末をアルミナルツボにに入れ横型環状炉
で350℃で１時間保持してNH4Clを除去した。次
に粉末を取り出し、ウレタン製のポツトに装入し
てアセトンを加えた後Si3N4製ボールで解砕し
た。この粉末を乾燥後白金ルツボに移し、環状炉
で１／minのNH3ガス気流中で1400℃、３時間
の加熱を行つた。得られた粉末は粒径0.2〜0.4μm
のβサイアロン粉末でありＺ値はほぼ0.5であつ
た。粉末中に残存するＣは1.2wt％であつた。
実施例 ４
ビーカー中でAlCl38.0gをジメチルエーテル100
c.c.に溶解した後、溶液を加熱していくと約170℃
でやや黄色みがかつた多孔体が得られた。これを
乳鉢で軽く粉砕してビーカー中に入れニトロメタ
ン50c.c.に溶解させた。これにSiCl414.1c.c.を加え
ると完全に２相に分離し、さらにベンゼンを100
c.c.加えると再び１相となつた。溶液を１のフラ
スコに移しかえ実施例１と同様な方法でNH3を
２／minの速度で導入して２時間反応させた。
生成する沈澱物を同様の処理をして加熱まで終了
させたところ、白色の粉末が得られた。Ｘ線回析
から構成相はO′相を5wt％含むβ相でＺ＝2.1と推
定された。粉末の粒度も同様に0.2〜0.5μmであつ
た。
c.c.に溶解した後、溶液を加熱していくと約170℃
でやや黄色みがかつた多孔体が得られた。これを
乳鉢で軽く粉砕してビーカー中に入れニトロメタ
ン50c.c.に溶解させた。これにSiCl414.1c.c.を加え
ると完全に２相に分離し、さらにベンゼンを100
c.c.加えると再び１相となつた。溶液を１のフラ
スコに移しかえ実施例１と同様な方法でNH3を
２／minの速度で導入して２時間反応させた。
生成する沈澱物を同様の処理をして加熱まで終了
させたところ、白色の粉末が得られた。Ｘ線回析
から構成相はO′相を5wt％含むβ相でＺ＝2.1と推
定された。粉末の粒度も同様に0.2〜0.5μmであつ
た。
本発明のように原料として一般式SiHxCl4-x（０
≦ｘ≦４）で表されるシラン化合物AlCl3、一般
式（ROR′（Ｒ，R′＝CyH2y+1）で表されるエーテ
ル及びNH3の反応、熱分解によつてSi、Al、Ｏ、
Ｎの各元素が化学的に均一に分布したβサイアロ
ン微粉末を得ることができる。そして、このよう
な粉末を用いることにより、比較的低温でも高密
度焼結体を合成することができる。
≦ｘ≦４）で表されるシラン化合物AlCl3、一般
式（ROR′（Ｒ，R′＝CyH2y+1）で表されるエーテ
ル及びNH3の反応、熱分解によつてSi、Al、Ｏ、
Ｎの各元素が化学的に均一に分布したβサイアロ
ン微粉末を得ることができる。そして、このよう
な粉末を用いることにより、比較的低温でも高密
度焼結体を合成することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Si源として一般式SiHxCl4-x（０≦ｘ≦４）で
表されるシラン化合物、Al源として塩化アルミ
ニウム（AlCl3）、そして酸素源としては一般式
ROR′（Ｒ，R′＝CyH2y+1，１≦ｙ≦５）で表され
るエーテルを用い、これらを相互溶解の可能な有
機溶媒中に溶解せしめた後、該溶液中にガス状
NH3を導入し、生成した沈澱物を分離して非酸
化性雰囲気中で焼成することを特徴とするβサイ
アロン粉末の製造方法。 ２ エーテルがAlCl3に対するモル比で１以上で
あることを特徴とする請求項１に記載のβサイア
ロン粉末の製造方法。 ３ NH3との反応温度を−30℃から50℃にする
ことを特徴とする請求項１に記載のβサイアロン
粉末の製造方法。 ４ 焼成温度を1200℃から1600℃にすることを特
徴とする請求項１に記載のβサイアロン粉末の製
造方法。 ５ 塩化アルミニウムとエーテルをあらかじめ反
応させてAlOCl， CyH2y+1−Ｏ−AlCl2の１種又は２種以上の混合
物を得、これとシラン化合物を相互溶解可能な溶
媒に溶解した後ガス状NH3を導入することを特
徴ととした請求項１，２，３又は４に記載のβサ
イアロン粉末の製造方法。 ６ シラン化合物と塩化アルミニウムの混合比が
Si／Alの元素比で0.5〜60であることを特徴とす
る請求項１，２，３又は４に記載のβサイアロン
粉末の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323617A JPH02172808A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | βサイアロン微粉末の合成方法 |
| DE89123809T DE68908681T2 (de) | 1988-12-23 | 1989-12-22 | Verfahren zur Herstellung von feinpulvrigem beta-Sialon. |
| EP89123809A EP0374955B1 (en) | 1988-12-23 | 1989-12-22 | Method of producing beta-sialon fine powder |
| US07/455,013 US4983368A (en) | 1988-12-23 | 1989-12-22 | Method of producing β-sialon fine powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323617A JPH02172808A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | βサイアロン微粉末の合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02172808A JPH02172808A (ja) | 1990-07-04 |
| JPH055761B2 true JPH055761B2 (ja) | 1993-01-25 |
Family
ID=18156732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63323617A Granted JPH02172808A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | βサイアロン微粉末の合成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4983368A (ja) |
| EP (1) | EP0374955B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02172808A (ja) |
| DE (1) | DE68908681T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0260810A (ja) * | 1988-08-26 | 1990-03-01 | Nissan Motor Co Ltd | 車高調整装置 |
| US5075265A (en) * | 1990-12-10 | 1991-12-24 | Ford Motor Company | Preparation of aluminum oxynitride from organosiloxydihaloalanes |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5377209A (en) * | 1976-12-20 | 1978-07-08 | Sumitomo Chemical Co | Method of manufacturing *saiaron* *solid solution of silicon nitride and alumina* fine powder and its moldings |
| JPS5520239A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-13 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Production of polycrystalline alumina silica fiber |
| JPS60118615A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-26 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 含炭素組成物の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP63323617A patent/JPH02172808A/ja active Granted
-
1989
- 1989-12-22 EP EP89123809A patent/EP0374955B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-22 US US07/455,013 patent/US4983368A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-22 DE DE89123809T patent/DE68908681T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4983368A (en) | 1991-01-08 |
| DE68908681D1 (de) | 1993-09-30 |
| JPH02172808A (ja) | 1990-07-04 |
| DE68908681T2 (de) | 1993-12-23 |
| EP0374955B1 (en) | 1993-08-25 |
| EP0374955A1 (en) | 1990-06-27 |
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