JPH06107499A - ＳｉＣウイスカーの製造方法 - Google Patents
ＳｉＣウイスカーの製造方法Info
- Publication number
- JPH06107499A JPH06107499A JP27949892A JP27949892A JPH06107499A JP H06107499 A JPH06107499 A JP H06107499A JP 27949892 A JP27949892 A JP 27949892A JP 27949892 A JP27949892 A JP 27949892A JP H06107499 A JPH06107499 A JP H06107499A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sic
- less
- diameter
- sio
- whiskers
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 昇華再結晶法を用いて直径２μm 以上の径太
ＳｉＣウイスカーを効率よく製造する方法。 【構成】 直径０．３〜１．５μm 、長さ１０〜１００
μm のアスペクト性状を有するβ結晶型主体のＳｉＣウ
イスカーを、Ｃ／ＳｉＯ2 モル比２．５以下の成分系を
還元炭化した際に反応生成物中に残留するカーボン成分
が０．５重量％以下で、生成するＳｉＣ粉末の粒径が１
μm 以下または（１１１）回折線の半価幅が０．１８de
g 以上になるように配合したＣ／ＳｉＯ2 混合原料もし
くはこの混合原料から生成させたＳｉＣ粉末と混合す
る。ついで、混合物を非酸化雰囲気中で１３００〜２２
００℃の温度で熱処理する。
ＳｉＣウイスカーを効率よく製造する方法。 【構成】 直径０．３〜１．５μm 、長さ１０〜１００
μm のアスペクト性状を有するβ結晶型主体のＳｉＣウ
イスカーを、Ｃ／ＳｉＯ2 モル比２．５以下の成分系を
還元炭化した際に反応生成物中に残留するカーボン成分
が０．５重量％以下で、生成するＳｉＣ粉末の粒径が１
μm 以下または（１１１）回折線の半価幅が０．１８de
g 以上になるように配合したＣ／ＳｉＯ2 混合原料もし
くはこの混合原料から生成させたＳｉＣ粉末と混合す
る。ついで、混合物を非酸化雰囲気中で１３００〜２２
００℃の温度で熱処理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、径太性状のＳｉＣウイ
スカーを製造する方法に係り、詳しくはＳｉＣ粉末を昇
華源としてＳｉＣウイスカーを熱処理する工程により効
率よく直径２μm 以上に径太化することが可能なＳｉＣ
ウイスカーの製造方法に関する。
スカーを製造する方法に係り、詳しくはＳｉＣ粉末を昇
華源としてＳｉＣウイスカーを熱処理する工程により効
率よく直径２μm 以上に径太化することが可能なＳｉＣ
ウイスカーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳｉＣの針状単結晶で構成されるウイス
カーは、比強度、比弾性率、耐熱性、化学的安定性等の
特性面で卓越した性能を示すことから、各種の金属、セ
ラミックス、プラスチックス材料の複合強化材として有
用されている。このうち、特に破壊靭性に乏しいセラミ
ックス材の複合強化には、直径の大きな径太ＳｉＣウイ
スカーが効果的とされている。また、ウイスカーは微細
な針状繊維形態を呈しているため、人体の呼吸器系に吸
入された場合に呼吸器障害を起こす危険性が指摘されて
以来、この障害危険度が少ない直径２μm 以上の径太ウ
イスカーの開発が強く要請されている。
カーは、比強度、比弾性率、耐熱性、化学的安定性等の
特性面で卓越した性能を示すことから、各種の金属、セ
ラミックス、プラスチックス材料の複合強化材として有
用されている。このうち、特に破壊靭性に乏しいセラミ
ックス材の複合強化には、直径の大きな径太ＳｉＣウイ
スカーが効果的とされている。また、ウイスカーは微細
な針状繊維形態を呈しているため、人体の呼吸器系に吸
入された場合に呼吸器障害を起こす危険性が指摘されて
以来、この障害危険度が少ない直径２μm 以上の径太ウ
イスカーの開発が強く要請されている。
【０００３】このような事態に対処するため、本出願人
は直径２μm を越える径太タイプのＳｉＣウイスカーを
製造する技術として、直径０．３〜１．５μm 、長さ１
０〜１００μm の性状を有するβ結晶型を主体とするＳ
ｉＣウイスカーを非酸化性雰囲気中で１８００〜２２０
０℃の温度に熱処理する方法（特開平３−37198 号公
報）、前記と同一のＳｉＣウイスカーを原料として少な
くとも３０重量％の比率で粒径１μm 以下もしくは（１
１１）回折線の半価幅０．１８deg 以上のＳｉＣ粉末と
混合し、該混合物を非酸化性雰囲気中で１８００〜２２
００℃の温度で熱処理する方法（特開平３−141200号公
報）を開発した。
は直径２μm を越える径太タイプのＳｉＣウイスカーを
製造する技術として、直径０．３〜１．５μm 、長さ１
０〜１００μm の性状を有するβ結晶型を主体とするＳ
ｉＣウイスカーを非酸化性雰囲気中で１８００〜２２０
０℃の温度に熱処理する方法（特開平３−37198 号公
報）、前記と同一のＳｉＣウイスカーを原料として少な
くとも３０重量％の比率で粒径１μm 以下もしくは（１
１１）回折線の半価幅０．１８deg 以上のＳｉＣ粉末と
混合し、該混合物を非酸化性雰囲気中で１８００〜２２
００℃の温度で熱処理する方法（特開平３−141200号公
報）を開発した。
【０００４】これらの先行技術は、一定条件下の加熱処
理を施すことによりＳｉＣウイスカーが昇華再結晶して
径太化する改質機構を利用したものであるが、特に後者
（特開平３−141200号公報）の方法では混合する特定性
状のＳｉＣ粉末が昇華原子の供給源となって比較的簡単
な加熱処理を介して効率よく直径２μm 以上の径太Ｓｉ
Ｃウイスカーを得ることができる。
理を施すことによりＳｉＣウイスカーが昇華再結晶して
径太化する改質機構を利用したものであるが、特に後者
（特開平３−141200号公報）の方法では混合する特定性
状のＳｉＣ粉末が昇華原子の供給源となって比較的簡単
な加熱処理を介して効率よく直径２μm 以上の径太Ｓｉ
Ｃウイスカーを得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記の製造方法では、
昇華源として粒径が１μm 以下であるか（１１１）回折
線の半価幅が０．１８deg 以上のＳｉＣ粉末を使用する
ことが要件となる。この理由は、前記の要件を満たさな
いと得られるＳｉＣウイスカーに粒状物が多量に混在す
る現象が生じて歩留りの低下を招くためであるが、その
ほかにＳｉＣ粉末にカーボン成分が多く含まれていると
径太化が円滑に進行しなくなる問題点がある。
昇華源として粒径が１μm 以下であるか（１１１）回折
線の半価幅が０．１８deg 以上のＳｉＣ粉末を使用する
ことが要件となる。この理由は、前記の要件を満たさな
いと得られるＳｉＣウイスカーに粒状物が多量に混在す
る現象が生じて歩留りの低下を招くためであるが、その
ほかにＳｉＣ粉末にカーボン成分が多く含まれていると
径太化が円滑に進行しなくなる問題点がある。
【０００６】一般にＳｉＣ粉末の製造手段には、シリカ
を炭素によって還元炭化する方法、ハロゲン化珪素化合
物と炭化水素を気相反応させる方法、有機珪素化合物を
熱分解させる方法が知られている。このうちでは還元炭
化法（アチソン法）が最も工業生産に適しており、直接
にＳｉＣ微粉末を製造するための還元炭化法としてＣ／
ＳｉＯ2 モル比を３．２〜５．０の範囲に配合した原料
を予熱帯、加熱帯、冷却帯を備える反応容器内で連続的
に自重降下させながら１６５０〜２１００℃の温度に加
熱してＳｉＣ化反応をおこなわせる方法（特開昭54−33
899 号公報）も提案されている。ところが、従来の還元
炭化条件では総じて反応生成物中に余剰のカーボン成分
が多く残留するため、本発明の目的にはそのまま適用す
ることができない。
を炭素によって還元炭化する方法、ハロゲン化珪素化合
物と炭化水素を気相反応させる方法、有機珪素化合物を
熱分解させる方法が知られている。このうちでは還元炭
化法（アチソン法）が最も工業生産に適しており、直接
にＳｉＣ微粉末を製造するための還元炭化法としてＣ／
ＳｉＯ2 モル比を３．２〜５．０の範囲に配合した原料
を予熱帯、加熱帯、冷却帯を備える反応容器内で連続的
に自重降下させながら１６５０〜２１００℃の温度に加
熱してＳｉＣ化反応をおこなわせる方法（特開昭54−33
899 号公報）も提案されている。ところが、従来の還元
炭化条件では総じて反応生成物中に余剰のカーボン成分
が多く残留するため、本発明の目的にはそのまま適用す
ることができない。
【０００７】本発明は、特開平３−141200号公報に記載
した発明において昇華源に用いるＳｉＣ粉末の生成条件
およびＳｉＣウイスカーの生成工程に改良を加えたもの
で、その目的は、昇華再結晶法を用いて直径２μm 以上
の径太ウイスカーを効率よく生成させることができるＳ
ｉＣウイスカーの製造方法を提供することにある。
した発明において昇華源に用いるＳｉＣ粉末の生成条件
およびＳｉＣウイスカーの生成工程に改良を加えたもの
で、その目的は、昇華再結晶法を用いて直径２μm 以上
の径太ウイスカーを効率よく生成させることができるＳ
ｉＣウイスカーの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるＳｉＣウイスカーの製造方法は、直径
０．３〜１．５μm 、長さ１０〜１００μm のアスペク
ト性状を有するβ結晶型主体のＳｉＣウイスカーを、Ｃ
／ＳｉＯ2 モル比２．５以下の成分系を還元炭化した際
に反応生成物中に残留するカーボン成分が０．５重量％
以下で、生成するＳｉＣ粉末の粒径が１μm 以下または
（１１１）回折線の半価幅が０．１８deg 以上になるよ
うに配合したＣ／ＳｉＯ2 混合原料もしくは該混合原料
から生成させたＳｉＣ粉末と混合し、ついで非酸化雰囲
気中で１３００〜２２００℃の温度に熱処理することを
構成上の特徴とする。
めの本発明によるＳｉＣウイスカーの製造方法は、直径
０．３〜１．５μm 、長さ１０〜１００μm のアスペク
ト性状を有するβ結晶型主体のＳｉＣウイスカーを、Ｃ
／ＳｉＯ2 モル比２．５以下の成分系を還元炭化した際
に反応生成物中に残留するカーボン成分が０．５重量％
以下で、生成するＳｉＣ粉末の粒径が１μm 以下または
（１１１）回折線の半価幅が０．１８deg 以上になるよ
うに配合したＣ／ＳｉＯ2 混合原料もしくは該混合原料
から生成させたＳｉＣ粉末と混合し、ついで非酸化雰囲
気中で１３００〜２２００℃の温度に熱処理することを
構成上の特徴とする。
【０００９】本発明に用いられるＳｉＣウイスカーは、
製造履歴に影響されることなくいずれの方法によって製
造されたものであってもよい。例えばＳｉＣｌ4 、Ｓｉ
ＨＣｌ3 、（ＣＨ）3 Ｓｉのような分解性珪素化合物を
ＣＨ4 、ＣＣｌ4 、Ｃ3 Ｈ8などの炭材成分と気相反応
させる方法、ＳｉＯ2 を含む固形状の珪素源原料とカー
ボン粉末を混合するか、籾殻炭のように前記成分を複合
的に含有する物質を加熱反応させる方法等によって製造
されるＳｉＣウイスカー等が使用対象となる。
製造履歴に影響されることなくいずれの方法によって製
造されたものであってもよい。例えばＳｉＣｌ4 、Ｓｉ
ＨＣｌ3 、（ＣＨ）3 Ｓｉのような分解性珪素化合物を
ＣＨ4 、ＣＣｌ4 、Ｃ3 Ｈ8などの炭材成分と気相反応
させる方法、ＳｉＯ2 を含む固形状の珪素源原料とカー
ボン粉末を混合するか、籾殻炭のように前記成分を複合
的に含有する物質を加熱反応させる方法等によって製造
されるＳｉＣウイスカー等が使用対象となる。
【００１０】しかし、ＳｉＣウイスカーのアスペクト性
状として直径０．３〜１．５μm 、長さ１０〜１００μ
m を有するβ結晶型主体のものを選択使用する必要があ
る。この理由は、前記範囲のアスペクト性状を備えるＳ
ｉＣウイスカーが昇華再結晶による径太効果が最も顕著
に現出し、またβ結晶型主体のものでないと目的とする
直径２μm 以上の径太化改質ができなくなるためであ
る。なお、β結晶型主体のものとは、ＳｉＣウイスカー
の結晶系が全てβ型か、α／β混在型であってもβ型が
支配的な形態を意味するが、特に積層欠陥密度が低い高
β比率のものほど少ない粒状物含有量で径太化が進行す
る。最も好適なＳｉＣウイスカーの結晶性状は、下式に
よるα度が２０以下で、（１１１）回折線の半価幅が
０．１４deg以下の場合である。 α度 ＝ (Ｈ1 ×２／Ｈ2)×100 ただし上式において、Ｈ1 は粉末Ｘ線回折法でＣｕＫα
を線源とした際の２θ約３３．５deg に出る回折強度、
Ｈ2 は２θ約３５．６deg に出る回折強度である。
状として直径０．３〜１．５μm 、長さ１０〜１００μ
m を有するβ結晶型主体のものを選択使用する必要があ
る。この理由は、前記範囲のアスペクト性状を備えるＳ
ｉＣウイスカーが昇華再結晶による径太効果が最も顕著
に現出し、またβ結晶型主体のものでないと目的とする
直径２μm 以上の径太化改質ができなくなるためであ
る。なお、β結晶型主体のものとは、ＳｉＣウイスカー
の結晶系が全てβ型か、α／β混在型であってもβ型が
支配的な形態を意味するが、特に積層欠陥密度が低い高
β比率のものほど少ない粒状物含有量で径太化が進行す
る。最も好適なＳｉＣウイスカーの結晶性状は、下式に
よるα度が２０以下で、（１１１）回折線の半価幅が
０．１４deg以下の場合である。 α度 ＝ (Ｈ1 ×２／Ｈ2)×100 ただし上式において、Ｈ1 は粉末Ｘ線回折法でＣｕＫα
を線源とした際の２θ約３３．５deg に出る回折強度、
Ｈ2 は２θ約３５．６deg に出る回折強度である。
【００１１】上記性状のＳｉＣウイスカーは、還元炭化
法によりＳｉＣ粉末を生成させるＣ／ＳｉＯ2 混合原料
もしくは該混合原料から生成させたＳｉＣ粉末と混合す
る。この際の重要な要件は、混合原料におけるＣ／Ｓｉ
Ｏ2 モル比が２．５以下の成分系になるように設定し、
反応生成物中に残留するカーボン成分が０．５重量％以
下で、かつ生成するＳｉＣ粉末の粒径が１μm 以下また
は（１１１）回折線の半価幅が０．１８deg 以上になる
ように原料配合することである。Ｃ／ＳｉＯ2のモル比
を２．５以下に設定するのは、余剰カーボン成分の含有
量を０．５重量％以下に減少させ、同時に生成するＳｉ
Ｃ粉末の粒径を１μm 以下または（１１１）回折線の半
価幅を０．１８deg に保持するための条件となる。
法によりＳｉＣ粉末を生成させるＣ／ＳｉＯ2 混合原料
もしくは該混合原料から生成させたＳｉＣ粉末と混合す
る。この際の重要な要件は、混合原料におけるＣ／Ｓｉ
Ｏ2 モル比が２．５以下の成分系になるように設定し、
反応生成物中に残留するカーボン成分が０．５重量％以
下で、かつ生成するＳｉＣ粉末の粒径が１μm 以下また
は（１１１）回折線の半価幅が０．１８deg 以上になる
ように原料配合することである。Ｃ／ＳｉＯ2のモル比
を２．５以下に設定するのは、余剰カーボン成分の含有
量を０．５重量％以下に減少させ、同時に生成するＳｉ
Ｃ粉末の粒径を１μm 以下または（１１１）回折線の半
価幅を０．１８deg に保持するための条件となる。
【００１２】反応生成物中にカーボン成分が０．５重量
％を越えて残留すると、ＳｉＣウイスカーの径太化が減
退すると共に微細な粉末状ＳｉＣの混在量が多くなる。
またＳｉＣ粉末の粒径が１μm を上廻り、（１１１）回
折線の半価幅が０．１８ｄeg未満になると昇華原子に転
化する比率が減少し、粒状物として残留する率が高くな
る。本発明に最も好適な原料配合は、Ｃ／ＳｉＯ2 のモ
ル比を２．５〜２．０の範囲に調整し、ＳｉＣウイスカ
ーの配合量をＣ／ＳｉＯ2 混合原料に配合する場合には
少なくとも１０重量％、生成ＳｉＣ粉末に配合する場合
には３０重量％以上になるような比率に設定することで
ある。この配合条件により残留カーボン成分が０．５重
量％以下で、粒径１μm 以下または（１１１）回折線の
半価幅０．１８deg 以上のＳｉＣ粉末を効率よく確保す
ることができる。そのうえ、残留ＳｉＯ2 粉末の混在も
すくなくなるから、何ら後処理を施すことなく、そのま
ま使用に供することが可能となる。
％を越えて残留すると、ＳｉＣウイスカーの径太化が減
退すると共に微細な粉末状ＳｉＣの混在量が多くなる。
またＳｉＣ粉末の粒径が１μm を上廻り、（１１１）回
折線の半価幅が０．１８ｄeg未満になると昇華原子に転
化する比率が減少し、粒状物として残留する率が高くな
る。本発明に最も好適な原料配合は、Ｃ／ＳｉＯ2 のモ
ル比を２．５〜２．０の範囲に調整し、ＳｉＣウイスカ
ーの配合量をＣ／ＳｉＯ2 混合原料に配合する場合には
少なくとも１０重量％、生成ＳｉＣ粉末に配合する場合
には３０重量％以上になるような比率に設定することで
ある。この配合条件により残留カーボン成分が０．５重
量％以下で、粒径１μm 以下または（１１１）回折線の
半価幅０．１８deg 以上のＳｉＣ粉末を効率よく確保す
ることができる。そのうえ、残留ＳｉＯ2 粉末の混在も
すくなくなるから、何ら後処理を施すことなく、そのま
ま使用に供することが可能となる。
【００１３】Ｃ／ＳｉＯ2 を構成する成分系としては、
Ｃ成分として炭素粉末、コークス粉末、カーボンブラッ
ク等を、またＳｉＯ2 成分として珪砂、シリカゲル、シ
リカゾル等を用いることができるが、これら成分系は可
及的に微細で分散性の良好な混合原料に調製できること
が好ましい。本発明の目的には、カーボンブラックをシ
リカゾル溶液とともに機械的に撹拌して分散混合したの
ち乾燥したものが最適な混合原料となる。
Ｃ成分として炭素粉末、コークス粉末、カーボンブラッ
ク等を、またＳｉＯ2 成分として珪砂、シリカゲル、シ
リカゾル等を用いることができるが、これら成分系は可
及的に微細で分散性の良好な混合原料に調製できること
が好ましい。本発明の目的には、カーボンブラックをシ
リカゾル溶液とともに機械的に撹拌して分散混合したの
ち乾燥したものが最適な混合原料となる。
【００１４】ＳｉＣウイスカーをＣ／ＳｉＯ2 混合原料
に配合する態様を採る場合には、前記のＣ／ＳｉＯ2 混
合原料に１０重量％以上の配合比率でＳｉＣウイスカー
を均一に混合し、混合物を反応容器に充填したのち非酸
化性雰囲気中で１３００〜２２００℃の温度範囲で熱処
理する。この工程の加熱段階は、まず約１７００℃まで
の温度に加熱してＳｉＣ粉末の生成を十分におこなわ
せ、ついで１７００〜２２００℃の温度に上昇してＳｉ
Ｃウイスカーの径太化処理をおこなう。この方法を適用
すると、ＳｉＣ粉末の生成と径太ＳｉＣウイスカーの生
成を一連工程でおこなうことができ、工程操作の上で有
利となる。
に配合する態様を採る場合には、前記のＣ／ＳｉＯ2 混
合原料に１０重量％以上の配合比率でＳｉＣウイスカー
を均一に混合し、混合物を反応容器に充填したのち非酸
化性雰囲気中で１３００〜２２００℃の温度範囲で熱処
理する。この工程の加熱段階は、まず約１７００℃まで
の温度に加熱してＳｉＣ粉末の生成を十分におこなわ
せ、ついで１７００〜２２００℃の温度に上昇してＳｉ
Ｃウイスカーの径太化処理をおこなう。この方法を適用
すると、ＳｉＣ粉末の生成と径太ＳｉＣウイスカーの生
成を一連工程でおこなうことができ、工程操作の上で有
利となる。
【００１５】また、ＳｉＣウイスカーをＳｉＣ粉末に配
合する態様を採るときには、予めＣ／ＳｉＯ2 混合粉末
を反応容器に充填して非酸化性雰囲気中で約１７００℃
までの温度に処理してＳｉＣ粉末を調製し、このＳｉＣ
粉末にＳｉＣウイスカーを３０重量％以上の比率になる
ように配合して非酸化性雰囲気下で１７００〜２２００
℃の温度域でＳｉＣウイスカーの径太化処理をおこな
う。したがって、この方法では２段階の熱処理工程とな
る。
合する態様を採るときには、予めＣ／ＳｉＯ2 混合粉末
を反応容器に充填して非酸化性雰囲気中で約１７００℃
までの温度に処理してＳｉＣ粉末を調製し、このＳｉＣ
粉末にＳｉＣウイスカーを３０重量％以上の比率になる
ように配合して非酸化性雰囲気下で１７００〜２２００
℃の温度域でＳｉＣウイスカーの径太化処理をおこな
う。したがって、この方法では２段階の熱処理工程とな
る。
【００１６】
【作用】本発明によれば、径太化の熱処理過程で積層欠
陥密度の低いβ型ＳｉＣウイスカーが種となり、粒子径
が小さく、欠陥密度の高いＳｉＣ粉末は昇華原子の供給
源として機能する。すなわち、ＳｉＣウイスカーと混合
状態で介在するＳｉＣ粉末は熱を受けて昇華再結晶しな
がら大粒化する。この段階で、積層欠陥等で挟まれた微
細結晶子や小粒径の粒子は他の箇所に比べて界面エネル
ギーが高く不安定な状態となるため、容易に昇華する。
そして昇華した原子は、種となる安定なβ型ＳｉＣウイ
スカーの表面に析出して円滑に径太化を進行させる。
陥密度の低いβ型ＳｉＣウイスカーが種となり、粒子径
が小さく、欠陥密度の高いＳｉＣ粉末は昇華原子の供給
源として機能する。すなわち、ＳｉＣウイスカーと混合
状態で介在するＳｉＣ粉末は熱を受けて昇華再結晶しな
がら大粒化する。この段階で、積層欠陥等で挟まれた微
細結晶子や小粒径の粒子は他の箇所に比べて界面エネル
ギーが高く不安定な状態となるため、容易に昇華する。
そして昇華した原子は、種となる安定なβ型ＳｉＣウイ
スカーの表面に析出して円滑に径太化を進行させる。
【００１７】上記の機構において、ＳｉＣウイスカーに
混合するＳｉＣ粉末として、Ｃ／ＳｉＯ2 モル比が２．
５以下の成分系を還元炭化して反応生成物中に残留する
余剰カーボン成分量を０．５重量％以下とし、かつ粒径
が１μm 以下または（１１１）回折線の半価幅が０．１
８ｄeg以上の性状とすることにより、常にＳｉＣ粒状物
の残留量が少なく、重量損失が少ない状態で円滑にＳｉ
Ｃウイスカーの径太化を進行させることが可能となる。
また、ＳｉＣウイスカーをＣ／ＳｉＯ2 混合原料に直接
混合した場合には、一連工程で径太ＳｉＣウイスカーの
製造ができ、生産工程を有利に展開させることができ
る。
混合するＳｉＣ粉末として、Ｃ／ＳｉＯ2 モル比が２．
５以下の成分系を還元炭化して反応生成物中に残留する
余剰カーボン成分量を０．５重量％以下とし、かつ粒径
が１μm 以下または（１１１）回折線の半価幅が０．１
８ｄeg以上の性状とすることにより、常にＳｉＣ粒状物
の残留量が少なく、重量損失が少ない状態で円滑にＳｉ
Ｃウイスカーの径太化を進行させることが可能となる。
また、ＳｉＣウイスカーをＣ／ＳｉＯ2 混合原料に直接
混合した場合には、一連工程で径太ＳｉＣウイスカーの
製造ができ、生産工程を有利に展開させることができ
る。
【００１８】
実施例１〜３、比較例１〜２ (1) ＳｉＣ粉末の生成 ＤＢＰ吸油量１２９ml/100g 、窒素吸着比表面積９９m2
/g、凝集体ストークスモード径０．０９μm の粒子特性
を備えるカーボンブラック〔東海カーボン（株）製、
“シースト５Ｈ”〕とＳｉＯ2 含有率５０重量％のシリ
カゾル溶液〔旭電化工業（株）製、“アデライトＡＴ−
５０”〕をＣ／ＳｉＯ2 モル比を変えて配合し、撹拌混
合機〔（株）ダルトン製、万能混合撹拌機２５ＡＭ型〕
を用いて十分に分散混合した。混合物を１１０℃に設定
された乾燥器中で一晩乾燥したのち黒鉛反応容器に充填
し、上部に黒鉛板を載せて窒素ガス雰囲気に保持された
電気加熱炉にセットし、１６５０℃の温度で２時間熱処
理を施した。
/g、凝集体ストークスモード径０．０９μm の粒子特性
を備えるカーボンブラック〔東海カーボン（株）製、
“シースト５Ｈ”〕とＳｉＯ2 含有率５０重量％のシリ
カゾル溶液〔旭電化工業（株）製、“アデライトＡＴ−
５０”〕をＣ／ＳｉＯ2 モル比を変えて配合し、撹拌混
合機〔（株）ダルトン製、万能混合撹拌機２５ＡＭ型〕
を用いて十分に分散混合した。混合物を１１０℃に設定
された乾燥器中で一晩乾燥したのち黒鉛反応容器に充填
し、上部に黒鉛板を載せて窒素ガス雰囲気に保持された
電気加熱炉にセットし、１６５０℃の温度で２時間熱処
理を施した。
【００１９】冷却後、反応生成物を取り出し、未反応Ｓ
ｉＯ2 の有無、酸化重量減の度合、ＳｉＣ粉末の５０重
量％平均径を測定した。その結果を、用いた混合原料の
Ｃ／ＳｉＯ2 モル比と対比させて表１に示した。なお、
未反応ＳｉＯ2 の確認は粉末Ｘ線回折により、酸化重量
減の測定は反応生成物を大気中６００℃の温度で２４時
間処理する方法で、また平均径は粉末Ｘ線回折でＳｉＯ
2 が検出されなかった生成物を酸化処理し、５％ＨＦ溶
液で洗浄処理したＳｉＣ粉末の沈降法による５０重量％
平均径を測る方法でおこなった。
ｉＯ2 の有無、酸化重量減の度合、ＳｉＣ粉末の５０重
量％平均径を測定した。その結果を、用いた混合原料の
Ｃ／ＳｉＯ2 モル比と対比させて表１に示した。なお、
未反応ＳｉＯ2 の確認は粉末Ｘ線回折により、酸化重量
減の測定は反応生成物を大気中６００℃の温度で２４時
間処理する方法で、また平均径は粉末Ｘ線回折でＳｉＯ
2 が検出されなかった生成物を酸化処理し、５％ＨＦ溶
液で洗浄処理したＳｉＣ粉末の沈降法による５０重量％
平均径を測る方法でおこなった。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１の結果から明らかなとおり、Ｃ／Ｓｉ
Ｏ2 モル比が２．５を越える混合原料を用いた比較例
１、２では酸化重量減が多く、０．５重量％以上のカー
ボンブラックが残留していた。
Ｏ2 モル比が２．５を越える混合原料を用いた比較例
１、２では酸化重量減が多く、０．５重量％以上のカー
ボンブラックが残留していた。
【００２２】(2) ＳｉＣウイスカーの径太化 直径１．０μm 、長さ５０μm のアスペクト性状を有
し、α度が０．５で（１１１）回折線の半価幅が０．１
３７５deg のβ結晶型を主体とするＳｉＣウイスカー
〔東海カーボン（株）製、“トーカウイスカーＴＷＳ−
４００”〕を、上記で生成したＳｉＣ粉末に対し５０重
量％の比率で配合した。配合物をエタノールとともにジ
ューサーミキサーに入れ、２分間撹拌混合処理したの
ち、真空乾燥してエタノール分を揮散除去した。つい
で、混合物を黒鉛ルツボに詰め、Ａｒガス雰囲気に保持
された電気炉中で１８００℃の温度で熱処理した。熱処
理後におけるＳｉＣウイスカーのアスペクト性状、Ｓｉ
Ｃ粒状物の混在度合、大気中６００℃酸化時の重量変化
等を測定し、その結果を表２に示した。
し、α度が０．５で（１１１）回折線の半価幅が０．１
３７５deg のβ結晶型を主体とするＳｉＣウイスカー
〔東海カーボン（株）製、“トーカウイスカーＴＷＳ−
４００”〕を、上記で生成したＳｉＣ粉末に対し５０重
量％の比率で配合した。配合物をエタノールとともにジ
ューサーミキサーに入れ、２分間撹拌混合処理したの
ち、真空乾燥してエタノール分を揮散除去した。つい
で、混合物を黒鉛ルツボに詰め、Ａｒガス雰囲気に保持
された電気炉中で１８００℃の温度で熱処理した。熱処
理後におけるＳｉＣウイスカーのアスペクト性状、Ｓｉ
Ｃ粒状物の混在度合、大気中６００℃酸化時の重量変化
等を測定し、その結果を表２に示した。
【００２３】
【表１】
【００２４】表２の結果から、本発明の実施例によれば
直径２μm 以上の径太ＳｉＣウイスカーが粒状物の混在
および酸化重量変化が少ない状態で製造されることが認
められる。これに対し、比較例では径太化効果が殆ど認
められず、粒状物の混在、酸化重量変化も大きくなって
いる。
直径２μm 以上の径太ＳｉＣウイスカーが粒状物の混在
および酸化重量変化が少ない状態で製造されることが認
められる。これに対し、比較例では径太化効果が殆ど認
められず、粒状物の混在、酸化重量変化も大きくなって
いる。
【００２５】実施例４〜６、比較例３〜４ 実施例１〜３、比較例１〜２の同一のＣ／ＳｉＯ2 混合
原料に、同一のＳｉＣウイスカーを２３重量％の比率で
配合した。配合物を実施例１と同様に撹拌混合と乾燥処
理を施したのち黒鉛反応容器に充填し、室温から１６５
０℃まで１０℃／min で昇温して３時間保持し、その後
１０℃／min の速度で１９００℃に昇温し３０分間保持
した。このようにして製造されたＳｉＣウイスカーのア
スペクト性状、粒状物の混在度合、大気中６００℃酸化
時の重量変化等を測定し、結果を表３に示した。
原料に、同一のＳｉＣウイスカーを２３重量％の比率で
配合した。配合物を実施例１と同様に撹拌混合と乾燥処
理を施したのち黒鉛反応容器に充填し、室温から１６５
０℃まで１０℃／min で昇温して３時間保持し、その後
１０℃／min の速度で１９００℃に昇温し３０分間保持
した。このようにして製造されたＳｉＣウイスカーのア
スペクト性状、粒状物の混在度合、大気中６００℃酸化
時の重量変化等を測定し、結果を表３に示した。
【００２６】
【表３】
【００２７】表３から、ＳｉＣウイスカーをＣ／ＳｉＯ
2 混合原料に直接混合して径太化処理をおこなった場合
にも、実施例のものは比較例と比べて良好な結果が得ら
れることが判明する。
2 混合原料に直接混合して径太化処理をおこなった場合
にも、実施例のものは比較例と比べて良好な結果が得ら
れることが判明する。
【００２８】
【発明の効果】以上のとおり、本発明の方法に従えばＳ
ｉＣウイスカーに特定のＣ／ＳｉＯ2もしくはＳｉＣ粉
末を混合して昇華再結晶化させることにより、粒状物が
混在しない状態で直径２μm 以上の径太ＳｉＣウイスカ
ーを効率よく製造することができる。したがって、とく
に各種セラミックス材の靭性改善を目的とする複合強化
材用のＳｉＣウイスカーを得るための製造技術として極
めて有用である。
ｉＣウイスカーに特定のＣ／ＳｉＯ2もしくはＳｉＣ粉
末を混合して昇華再結晶化させることにより、粒状物が
混在しない状態で直径２μm 以上の径太ＳｉＣウイスカ
ーを効率よく製造することができる。したがって、とく
に各種セラミックス材の靭性改善を目的とする複合強化
材用のＳｉＣウイスカーを得るための製造技術として極
めて有用である。
Claims (4)
- 【請求項１】 直径０．３〜１．５μm 、長さ１０〜１
００μm のアスペクト性状を有するβ結晶型主体のＳｉ
Ｃウイスカーを、Ｃ／ＳｉＯ2 モル比２．５以下の成分
系を還元炭化した際に反応生成物中に残留するカーボン
成分が０．５重量％以下で、生成するＳｉＣ粉末の粒径
が１μm 以下または（１１１）回折線の半価幅が０．１
８deg 以上になるように配合したＣ／ＳｉＯ2 混合原料
もしくは該混合原料から生成させたＳｉＣ粉末と混合
し、ついで非酸化雰囲気中で１３００〜２２００℃の温
度に熱処理することを特徴とするＳｉＣウイスカーの製
造方法。 - 【請求項２】 β結晶型主体のＳｉＣウイスカーが、α
度２０以下で、（１１１）回折線の半価幅が０．１４de
g 以下である請求項１記載のＳｉＣウイスカーの製造方
法。 - 【請求項３】 Ｃ／ＳｉＯ2 混合原料を、カーボンブラ
ックをシリカゾルに混合分散させて調製する請求項１ま
たは２記載のＳｉＣウイスカーの製造方法。 - 【請求項４】 ＳｉＣ粉末の生成を約１７００℃までの
温度でおこない、ＳｉＣウイスカーの径太化を１７００
〜２２００℃の温度域でおこなう請求項１または２記載
のＳｉＣウイスカーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27949892A JPH06107499A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | ＳｉＣウイスカーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27949892A JPH06107499A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | ＳｉＣウイスカーの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06107499A true JPH06107499A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17611889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27949892A Pending JPH06107499A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | ＳｉＣウイスカーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06107499A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118652121A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-09-17 | 西北工业大学 | 一种基于激光近净成形制备的Cf-SiCnws/SiC陶瓷基复合材料及方法 |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP27949892A patent/JPH06107499A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118652121A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-09-17 | 西北工业大学 | 一种基于激光近净成形制备的Cf-SiCnws/SiC陶瓷基复合材料及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4500504A (en) | Process for preparing silicon carbide whiskers | |
| Lu et al. | Growth of SiC nanorods at low temperature | |
| CN1210204C (zh) | 一种制备碳化硅的方法 | |
| US5340417A (en) | Process for preparing silicon carbide by carbothermal reduction | |
| JPS5850929B2 (ja) | 炭化ケイ素粉末の製造方法 | |
| Guo et al. | Preparation of SiC powders by carbothermal reduction with bamboo charcoal as renewable carbon source | |
| JPH02289497A (ja) | 炭化珪素ホイスカーの製造プロセス及び種晶剤 | |
| US4594330A (en) | Fine amorphous powder and process for preparing fine powdery mixture of silicon nitride and silicon carbide | |
| EP0453516B1 (en) | Process for preparing silicon carbide | |
| JP2004210562A (ja) | 窒化ホウ素で被覆された炭化珪素ナノワイヤーおよび窒化珪素ナノワイヤー並びにそれらの製造方法 | |
| JPH0662286B2 (ja) | 炭化珪素の製造方法 | |
| EP0371770B1 (en) | Process for producing silicon carbide platelets and the platelets so-produced | |
| JPH062565B2 (ja) | 炭化珪素の製造方法 | |
| JPH05221799A (ja) | ＳｉＣウイスカーの改質処理方法 | |
| JP3154773B2 (ja) | 微粒子状炭化珪素の製造方法 | |
| JPH02180710A (ja) | 微粉状αまたはβ炭化ケイ素の製造方法 | |
| JPS61168514A (ja) | 易焼結性炭化珪素の製造方法 | |
| JPH0313166B2 (ja) | ||
| JPH05105600A (ja) | α−ＳｉＣウイスカーの製造方法 | |
| EP0179670A2 (en) | Production of silicon carbide cobweb whiskers | |
| JPH044966B2 (ja) | ||
| JPH0264100A (ja) | ＡｌＮウィスカーの製法 | |
| JPH0517200B2 (ja) | ||
| JPH07165408A (ja) | 導電性炭化珪素微粉末および焼結体の製造方法 | |
| JPS6310120B2 (ja) |