JPH0613440B2 - Method for manufacturing silicon nitride whiskers - Google Patents

Method for manufacturing silicon nitride whiskers

Info

Publication number
JPH0613440B2
JPH0613440B2 JP73886A JP73886A JPH0613440B2 JP H0613440 B2 JPH0613440 B2 JP H0613440B2 JP 73886 A JP73886 A JP 73886A JP 73886 A JP73886 A JP 73886A JP H0613440 B2 JPH0613440 B2 JP H0613440B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
carbon
heating
powder composition
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP73886A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62162696A (en
Inventor
英晃 宮下
紀博 村川
明男 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP73886A priority Critical patent/JPH0613440B2/en
Publication of JPS62162696A publication Critical patent/JPS62162696A/en
Publication of JPH0613440B2 publication Critical patent/JPH0613440B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は窒化ケイ素ウィスカーの改良された製造法に関
するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an improved process for producing silicon nitride whiskers.

ウィスカーとは針状結晶を意味し、針状結晶内の格子欠
陥が皆無に近いので、その機械的強度は材料に期待され
る理想的な最高値に近い強度の素材である。また、窒素
ケイ素は近年注目されている如く耐熱性、耐蝕性の勝れ
た化合物である。
Whiskers mean needle-like crystals, and since there are almost no lattice defects in needle-like crystals, their mechanical strength is a material whose strength is close to the ideal maximum expected for the material. Further, silicon nitrogen is a compound having excellent heat resistance and corrosion resistance, which has been attracting attention in recent years.

従つて窒化ケイ素ウィスカーはこれらの性質を併せ持
つ、即ち機械的強度及び耐熱耐蝕性に勝れた新しい素材
であるので、炭化ケイ素ウィスカーと同様、金属やセラ
ミックなどに加えて、これらの機械的強度や耐熱耐蝕性
を高める補強剤としての用途が期待されている。
Therefore, silicon nitride whiskers combine these properties, that is, they are new materials that excel in mechanical strength and heat / corrosion resistance, so similar to silicon carbide whiskers, in addition to metals and ceramics, these mechanical strength and It is expected to be used as a reinforcing agent that enhances heat and corrosion resistance.

〔従来技術〕[Prior art]

窒化ケイ素ウィスカーを製造する従来の技術としては、
SiCl4などの気体原料を使用して製造する方法も提案さ
れているが、固体原料即ち酸化ケイ素と単体炭素の混合
物から製造する方法が工業的製造方法としては一般的で
あつた。このような固体の原料から窒化ケイ素ウィスカ
ーを製造する方法は、天然ケイ石やSiCl4などの分解性
ケイ素化合物を、水蒸気雰囲気下で加水分解して得られ
る所謂、エアロジルなどの酸化ケイ素とグラファイト、
コークス、カーボンブラックなどの炭素を粉砕混合し、
嵩比重の低い状態で窒素またはアンモニアの雰囲気下、
1200〜1600℃に加熱することによつて得ることが出来
る。しかしながらこの方法を工業的な規模で実施した場
合、我々が検討したところによると、反応の進行ととも
に反応生成物であるウィスカーの占める見掛けの容積
は、ケイ素酸化物と単体炭素の混合物の仕込み時の見掛
けの容積の半分以下に減少するので、この見掛けの容積
の収縮によつて空隙が生ずるためか、反応容器の壁面に
近い部分は長く真直ぐに成長した良好なウィスカーが得
られるものの、中心部は短く湾曲の多いウィスカーや微
粒子状結晶が生成するという問題点があつた。
Conventional techniques for manufacturing silicon nitride whiskers include:
Although a method of producing using a gaseous raw material such as SiCl 4 has been proposed, a method of producing from a solid raw material, that is, a mixture of silicon oxide and elemental carbon is a general industrial production method. The method for producing silicon nitride whiskers from such a solid raw material is a degradable silicon compound such as natural silica stone or SiCl 4, so-called obtained by hydrolyzing in a steam atmosphere, graphite and silicon oxide such as Aerosil,
Crush and mix carbon such as carbon black,
In a state of low bulk specific gravity in an atmosphere of nitrogen or ammonia,
It can be obtained by heating to 1200 to 1600 ° C. However, when this method was carried out on an industrial scale, according to our investigation, the apparent volume occupied by the reaction product, whiskers, with the progress of the reaction was as large as that when the mixture of the silicon oxide and the elemental carbon was charged. Since it decreases to less than half of the apparent volume, probably because the shrinkage of the apparent volume creates voids, although the portion close to the wall of the reaction vessel is long and straight, good whiskers can be obtained, but the central part is There was a problem that whiskers with short curvature and fine particles were generated.

この様な湾曲の多いウィスカーや微粒子状結晶の混入し
たウィスカーは、これを金属やセラミックスなどに添加
しても、その補強効果は満足できる程度でないという欠
点がある。
Such whiskers having a large amount of curvature and whiskers mixed with fine-grained crystals have a drawback in that the reinforcing effect is not satisfactory even if they are added to metals or ceramics.

また固体の原料から窒素ケイ素ウィスカーを製造する方
法としては、上記方法の外に、もみ殻を窒素雰囲気下で
加熱する方法、もみ殻を一旦加熱して得られる、炭化さ
れたもみ殻を再度窒素またはアンモニア雰囲気下で加熱
する方法、もみ殻を燃焼させて得られる灰化物にカーボ
ンブラックを混合した後窒素又はアンモニア雰囲気下で
加熱する方法などが提案されている。
Further, as a method of producing nitrogen silicon whiskers from a solid raw material, in addition to the above method, a method of heating rice husks under a nitrogen atmosphere, a method of once heating the rice husks, the carbonized rice husks are re-nitrogenated Alternatively, a method of heating in an ammonia atmosphere, a method of mixing carbon black with an ashed product obtained by burning rice husks, and then heating in an atmosphere of nitrogen or ammonia have been proposed.

しかしながら、農業副産物であるもみ殻は、その性状が
天候や産出地あるいは品種などによつて異なり、また採
取、運搬過程で種々雑多の不純物や異物が混入し易いた
め、得られる窒化ケイ素ウィスカーの品質が安定し難い
といつた欠点があつた。また、もみ殻を加熱する方法で
は、得られた窒化ケイ素ウィスカーのほぼ2倍の重量割
合で微粒子状の窒化ケイ素結晶が、さらにもみ殻の炭化
物やもみ殻の灰化物とカーボンブラックの混合物を加熱
する方法では、同程度の重量割合で微粒子状の窒化ケイ
素結晶が同時に副生し、ウィスカーと微粒子状結晶との
混合物として得られるので、高収率で窒化ケイ素ウィス
カーを得ることが出来ず、更に、この混合物から窒化ケ
イ素ウィスカーのみを分離して取り出すことは容易では
なく、分離操作を行なつた後にも微粒子状結晶が少なか
らずウィスカー中に残存するという欠点があつた。
However, the properties of rice husks, which are agricultural by-products, differ depending on the weather, the place of origin, the variety, etc., and miscellaneous impurities and foreign substances are easily mixed in during the collection and transportation process. However, there was a shortcoming that it was difficult to stabilize. In addition, in the method of heating rice husks, fine-grained silicon nitride crystals are heated at a weight ratio almost twice that of the obtained silicon nitride whiskers, and further, the carbide of rice husks and the mixture of ash and carbon black of rice husks are heated. In the method, the silicon nitride crystals in the form of fine particles are simultaneously by-produced in the same weight ratio and obtained as a mixture of the whiskers and the fine particles, so that the silicon nitride whiskers cannot be obtained in a high yield, and However, it is not easy to separate and take out only the silicon nitride whiskers from this mixture, and there is a disadvantage that a small amount of fine-grained crystals remain in the whiskers after the separation operation.

本発明者らはこの様な問題を解決すべく鋭意検討を重ね
た結果、ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組
成物を、含窒素化合物雰囲気下で加熱するに当り、該加
熱部に通気性構造体を共存させて加熱すれば、反応生成
物が収縮することによつて生じる空隙が内部に適当に分
散され、この結果生成する窒化ケイ素ウィスカーの形状
の加熱位置による相異が極めて少なくなり、かつ短く湾
曲の多いウィスカーや微粒子状の窒化ケイ素結晶が著し
く減少する現象を見い出し、これにもとづいてケイ素酸
化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成物を窒素または
含窒素化合物雰囲気下で加熱するに当たり、該加熱部に
連続的な空隙部を有する通気性構造体を形成し、該粉末
組成物が該構造体空隙部に充填された状態で加熱を行な
う方法を提案した。
The inventors of the present invention have made extensive studies to solve such problems.
As a result, a powder group containing silicon oxide powder and simple substance carbon powder
When heating the product under a nitrogen-containing compound atmosphere,
If a breathable structure is made to coexist in the heat part and heated, reaction is generated
The voids created by the contraction of an object are
Shape of the resulting silicon nitride whiskers
The difference due to the heating position of the
The whiskers with many bends and fine-grained silicon nitride crystals are remarkable.
We found a phenomenon in which the silicic acid
Compound powder and elemental carbon powder in a powder composition containing nitrogen or
When heating in a nitrogen-containing compound atmosphere,
Forming a breathable structure having continuous voids, the powder
Heating is performed with the composition filled in the voids of the structure.
I proposed a method.

ここで通気性構造体が円柱、円筒などの形状の小片を構
造単位としたものであれば、該粉末組成物とそれら小片
とを単に機械的に混合した後、この混合物を加熱炉内に
装入することによつて、該粉末組成物が通気性構造体の
空隙部に充填された状態で加熱することができる。また
ここで小片の素材をセルロース質を主成分とする素材、
いわゆる紙としておけば、加工が容易で価格が易く燃焼
除去が可能であるなどの点で工業的に極めて有利であ
る。
If the breathable structure has a structural unit of small pieces having a shape such as a cylinder or a cylinder, the powder composition and the small pieces are simply mechanically mixed, and then the mixture is placed in a heating furnace. By adding the powder composition, the powder composition can be heated in a state of being filled in the voids of the breathable structure. In addition, here, the material of the small piece is a material whose main component is cellulose,
So-called paper is industrially extremely advantageous in that it is easy to process, inexpensive, and can be removed by burning.

以上のごとく、通気性構造体の共存下で含炭素組成物を
加熱すれば、従来問題であつた短く、湾曲の多い不良品
のウィスカーが副生混入するといつた問題は著しく減少
させることができ、生成するウィスカーの殆んどは長く
真直ぐに成長した形状となつた。しかしながらそれらの
長さの分布に関しては完全に満足できるということでは
なく、条件によつては、平均の長さの5倍に達するもの
や3分の1以下のものも生成する場合があり、また短く
湾曲の多い不良品のウィスカーも若干ながら副生する場
合もあることがわかつた。
As described above, when the carbon-containing composition is heated in the coexistence of the breathable structure, when the whisker of the defective product which is short and has many bends is mixed as a by-product, which is a conventional problem, the problem can be remarkably reduced. Most of the generated whiskers have a long straight growth shape. However, it is not completely satisfactory with regard to the distribution of these lengths, and depending on the conditions, there are cases in which ones that reach five times the average length or one third or less are generated, and It was discovered that defective short whiskers with many bends may also form as by-products.

〔本発明の目的〕[Purpose of the present invention]

本発明の目的は、我々の提案した方法を一層改良し短く
湾曲の多いウィスカーや微粒子状の窒化ケイ素結晶の副
生を伴うことなく、いつそう高収率に窒化ケイ素ウィス
カーを製造する方法を提供することである。
An object of the present invention is to further improve the method proposed by the present invention, and to provide a method for producing silicon nitride whiskers at a high yield anytime without accompanying short and curved whiskers and by-products of fine-grained silicon nitride crystals. It is to be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、上記の原因が通気性構造体の素材を紙と
した場合、紙が加熱されることによつて熱分解を経て炭
化に至つた状態では、元の寸法に対して一辺が10〜3
5%収縮する。この収縮によつて、ケイ素酸化物粉末と
単体炭素粉末を含む粉末組成物と通気性構造体を構成す
る小片との混合物においては、その内部あるいは外周部
に空隙が発生し、また一方で小片の収縮に伴う圧縮力に
よつて上記粉末組成物の一部は圧密化され、このように
して粉末組成物の炉内における空間的な位置によつて通
気性に不均一性が生じる場合があるためであるとの結論
を得、通気性構造体の材質として炭素質物質を使用すれ
ば上記通気性構造体の収縮を回避出来ることを見出し、
本発明を完成するに至つたものである。
When the cause of the above is paper for the material of the breathable structure, the present inventors have found that when the paper is heated, it is pyrolyzed and carbonized, so that one side of the original dimension is 10-3
Shrink 5%. Due to this shrinkage, in the mixture of the powder composition containing the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder, and the small pieces constituting the breathable structure, voids are generated in the inside or the outer peripheral portion thereof, while the small pieces A part of the powder composition is compacted by the compressive force associated with the shrinkage, and thus the air permeability may be non-uniform due to the spatial position of the powder composition in the furnace. Based on the conclusion that it is possible to avoid shrinkage of the breathable structure by using a carbonaceous substance as the material of the breathable structure,
The present invention has been completed.

即ち本発明の窒化ケイ素ウィスカーの製造方法はケイ素
酸化物粉末と単体炭素粉末を含む嵩比重が0.2g/cc
以下の粉末組成物を窒素または含窒素化合物雰囲気下12
00〜1600℃で加熱するに当り、該加熱部に連続的な空隙
を有する薄肉の炭素質物質からなる通気性構造体を形成
し、該粉末組成物が該通気性構造体空隙部に充填された
状態で加熱を行なうことを特徴とするものであり、特に
はケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む嵩比重が0.
2g/cc以下の粉末組成物が水蒸気を含む熱ガス中に分
解性ケイ素化合物及び分解性炭素化合物を装入、分解し
てケイ素酸化物及び単体炭素のそれぞれのエーロゾルを
含む混合エーロゾル分散質を生成せしめ該生成した分散
質を固−気分理操作により捕集して得た粉末組成物であ
ることがより好ましい。
That is, the method for manufacturing a silicon nitride whisker of the present invention has a bulk specific gravity of 0.2 g / cc including silicon oxide powder and elementary carbon powder.
The following powder composition was prepared under a nitrogen or nitrogen-containing compound atmosphere 12
Upon heating at 00 to 1600 ° C., a breathable structure composed of a thin carbonaceous material having continuous voids is formed in the heating part, and the powder composition is filled in the voids of the breathable structure. It is characterized in that heating is carried out in the state of being kept. Particularly, the bulk specific gravity including the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder is 0.
A powder composition of 2 g / cc or less is charged with a decomposable silicon compound and a decomposable carbon compound in a hot gas containing water vapor and decomposed to produce a mixed aerosol dispersoid containing respective aerosols of silicon oxide and elemental carbon. It is more preferable that the powder composition is obtained by collecting the produced dispersoid by a solid-feeling operation.

〔発明の詳細な開示〕[Detailed Disclosure of the Invention]

以下本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.

本発明で使用可能なケイ素酸化物としてはケイ石、シリ
カゲル、エアロジルなどが挙げられる。他方単体炭素と
してはカーボンブラック、黒鉛、コークスなどが挙げら
れる。これらケイ素酸化物と単体炭素を粉砕してよく混
合することにより、嵩比重が0.2g/cc以下のケイ素
酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成物を得ること
が出来る。
Examples of the silicon oxide usable in the present invention include silica stone, silica gel, aerosil and the like. On the other hand, examples of simple carbon include carbon black, graphite, and coke. By pulverizing and thoroughly mixing these silicon oxides and simple substance carbon, a powder composition containing a silicon oxide powder having a bulk specific gravity of 0.2 g / cc or less and a simple substance carbon powder can be obtained.

ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を混合する装置として
は、混合過程でケイ素酸化物の粉末と単体炭素の粉末が
圧密化を生じにくいもの、例えば二重円スイ型、V型、
リボン型などの各混合機あるいは気流式浮遊混合機など
が適する。
As a device for mixing the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder, a device in which the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder are less likely to be consolidated during the mixing process, for example, a double circle type, a V type,
Each mixer such as ribbon type or air flow type floating mixer is suitable.

粉末状のケイ素酸化物と単体単素から窒化ウィスカーを
製造する場合、一般にウィスカーの成長には気相が関与
していると言われており、アンモニア雰囲気下で窒化ケ
イ素ウィスカーを成長させる場合、(1)式及び(2)式の
様な過程を経て、窒化ケイ素ウィスカーが成長するもの
と考えられます。
When producing nitrided whiskers from powdered silicon oxide and a simple substance, it is generally said that the vapor phase is involved in the growth of whiskers, and when growing silicon nitride whiskers in an ammonia atmosphere, ( It is considered that the silicon nitride whiskers grow through the processes of formulas (1) and (2).

SiO2(s)+C(s)→SiO(g)+CO(g) ………(1) 3SiO(g)+4NH3(g)→Si3N4(s)+3H2O(g)+3H2(g)・・(2) 従つて(1)式のSiOガスをいかに効率よくかつ均一に発
生させるかが重要となる。
SiO 2 (s) + C (s) → SiO (g) + CO (g) ……… (1) 3SiO (g) + 4NH 3 (g) → Si 3 N 4 (s) + 3H 2 O (g) + 3H 2 ( g) ··· (2) Therefore, it is important to efficiently and uniformly generate the SiO gas of formula (1).

このためには、ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末が、可
能な限り極力均一に混合された粉末組成物となつている
ことが望ましい。かくのごとく可能な限り極力均一な混
合を得るためには、ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末は
夫々微細である程好ましく、粒径がサブミクロン単位程
度のものが特に望ましい。
For this purpose, it is desirable that the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder are mixed as uniformly as possible into a powder composition. As described above, in order to obtain a mixture as uniform as possible, the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder are preferably as fine as possible, and particularly preferably those having a particle size of submicron unit.

しかしながら、上記ケイ石、シリカゲル、エアロジルな
どのケイ素酸化物や黒鉛、コークスなどの単体炭素をサ
ブミクロン単位の粒径迄機械的に粉砕するのは場合によ
つては必ずしも容易ではない。
However, it is not always easy to mechanically grind silicon oxide such as silica stone, silica gel, aerosil, etc., or carbon as a simple substance such as coke to a particle size of submicron unit.

かかるサブミクロン程度のケイ素酸化物粉末と単体炭素
粉末を含む微細な粉末組成物が特に必要な場合は、我々
がすでに提案しているように、水蒸気を含む熱ガス中に
分解性ケイ素化合物及び分解性炭素化合物を装入分解し
て、ケイ素酸化物及び単体炭素のそれぞれのエーロゾル
を含む混合エーロゾル分散質を生成せしめ、該生成した
分散質を固−気分離操作により捕集する方法により得る
ことが出来る。
When a fine powder composition containing such a submicron silicon oxide powder and elemental carbon powder is particularly required, as already proposed by us, the decomposable silicon compound and the decomposed silicon compound are decomposed in a hot gas containing steam. It can be obtained by a method of charging and decomposing a reactive carbon compound to form a mixed aerosol dispersoid containing respective aerosols of silicon oxide and elementary carbon, and collecting the generated dispersoid by a solid-gas separation operation. I can.

かかる粉末(以下含炭素粉末組成物を略称する。)自体
は、上記のごとく本発明者らがすでに特開昭59−82
922号明細書に詳細に開示している方法に従つて製造
することができる。
The powder itself (hereinafter abbreviated as carbon-containing powder composition) itself has already been disclosed by the present inventors as described in JP-A-59-82.
It can be manufactured according to the method disclosed in detail in No. 922.

以下該開示されている含炭素粉末組成物の製造方法につ
いて一応念のため詳述しておく。
The method for producing the disclosed carbon-containing powder composition will be described in detail below as a reminder.

まず、単体炭素のエーロゾルは、分解性の炭素化合物を
熱ガス中に装入して容易に得ることができる。他方ケイ
素酸化物のエーロゾルは、例えばSiCl4の如き分解性の
ケイ素化合物を水蒸気を含む熱ガス中に装入し加水分解
あるいは酸化せしめることにより得ることができる。容
易に理解できるように、水蒸気を含む熱ガス中に分解性
の炭素化合物及び分解性のケイ素化合物を同時に装入す
れば、直ちに単体炭素とケイ素酸化物を含む混合エーロ
ゾルとなる。
First, an elemental carbon aerosol can be easily obtained by charging a decomposable carbon compound into hot gas. On the other hand, an aerosol of silicon oxide can be obtained by charging a decomposable silicon compound such as SiCl 4 into a hot gas containing steam to cause hydrolysis or oxidation. As can be easily understood, when a decomposable carbon compound and a decomposable silicon compound are simultaneously charged in a hot gas containing steam, a mixed aerosol containing elemental carbon and silicon oxide is immediately formed.

本発明で使用しうる分解性のケイ素化合物としては、一
般式SinX2n+2(nは1から4の整数)で表わされるもの
で、Xは水素もしくはハロゲン原子またはアルキル基も
しくはアルコキシル基であり、かかる具体的なケイ素化
合物を挙げればSiCl4、HSiCl3、SiH4、Si2H6、(CH3)4S
i、(CH3)2SiCl2、CH3SiCl3、SiF4、Si(OC2H5)4などであ
る。
The decomposable silicon compound that can be used in the present invention is represented by the general formula Si n X 2n + 2 (n is an integer of 1 to 4), and X is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or an alkoxyl group. Yes, such specific silicon compounds include SiCl 4 , HSiCl 3 , SiH 4 , Si 2 H 6 , and (CH 3 ) 4 S.
i, (CH 3 ) 2 SiCl 2 , CH 3 SiCl 3 , SiF 4 , Si (OC 2 H 5 ) 4 and the like.

これらは単独でまたは混合物として使用される。These are used alone or as a mixture.

含炭素粉末組成物の製造に用いる分解性炭素化合物と
は、後に述べるような熱ガス中に装入された場合、容易
に分解して単体炭素を生成しうるようなもので、そのま
まで気相もしくは液相状態か、昇温により容易に液相状
態になり得るものが好適に使用可能である。例えばLP
G、ナフサ、ガソリン、燃料油、灯油、軽油、重油、潤
滑油、流動パラフィンなどの石油製品類;メタン、エタ
ン、プロパン、ブタン、ペンタン、メタノール、エタノ
ール、プロパノール、エチレン、アセチレン、n−パラ
フィン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘ
キセン、ジシクロペンタジエン、エチルベンゼン、スチ
レン、キュメン、プソイドクメン、メシチレン、アルキ
ルベンゼン、α−メチルスチレン、ジシクロドデカトリ
エン、ジイソブチレン、塩化ビニル、クロルベンゼン、
溜分混合物、エチレンボトムなどの石油化学製品
類;タール、ピッチ、クレオソート油、ナフタリン、ア
ントラセン、カルバゾール、タール酸、フェノール、ク
レゾール、キシレノール、ピリジン、ピコリン、キノリ
ンなどのタール製品類;大豆油、ヤシ油、アマニ油、綿
実油、ナタネ油、キリ油、ヒマシ油、鯨油、牛脂、スク
ワラン、オレイン酸、ステアリン酸などの油脂類などが
ある。
The decomposable carbon compound used in the production of the carbon-containing powder composition is a compound that can be easily decomposed to form simple carbon when charged in a hot gas as described later, and is a gas phase as it is. Alternatively, a liquid phase state or one that can easily be brought into a liquid phase state by increasing the temperature can be suitably used. LP
Petroleum products such as G, naphtha, gasoline, fuel oil, kerosene, light oil, heavy oil, lubricating oil, liquid paraffin; methane, ethane, propane, butane, pentane, methanol, ethanol, propanol, ethylene, acetylene, n-paraffin, Butadiene, isoprene, isobutylene, benzene, toluene, xylene, cyclohexane, cyclohexene, dicyclopentadiene, ethylbenzene, styrene, cumene, pseudocumene, mesitylene, alkylbenzene, α-methylstyrene, dicyclododecatriene, diisobutylene, vinyl chloride, chlorobenzene. ,
Petrochemical products such as C 9 distillate mixture and ethylene bottom; tar products such as tar, pitch, creosote oil, naphthalene, anthracene, carbazole, tar acid, phenol, cresol, xylenol, pyridine, picoline and quinoline; large Examples include soybean oil, coconut oil, linseed oil, cottonseed oil, rapeseed oil, tung oil, castor oil, whale oil, beef tallow, squalane, oleic acid, stearic acid and other fats and oils.

上記分解性炭素化合物は炭素の供給が目的であるから、
その種類は広範囲に選択可能である。しかしながら取扱
いの簡便さ、炭素収率の面からトルエン、キシレン、ベ
ンゼン、灯油、軽油、重油、C溜分混合物、エチレン
ボトムなどが好ましい。
The decomposable carbon compound is intended to supply carbon,
The type can be selected in a wide range. However, from the viewpoint of easy handling and carbon yield, toluene, xylene, benzene, kerosene, light oil, heavy oil, C 9 distillate mixture, ethylene bottom and the like are preferable.

これらを水蒸気を含む熱ガス中で分解して微細な含炭素
粉末組成物を得るには炉を用いるのが好適である。この
炉には加熱装置及びケイ素化合物、炭素化合物の装入用
ノズルと、ガス装入ダクト、混合エーロゾル、排出ダク
トとが具備されており、加熱装置としては燃焼バーナ
ー、通電発熱体などがあるが、燃焼バーナーが簡便であ
り、また熱効率の面でも好ましい。第3図はこれに用い
る炉の1例を示すものである。この炉内には少なくとも
600℃以上の空隙領域がなければならない。この温度
以上であれば炭素化合物からは単体炭素が、更に水蒸気
を含む雰囲気下でケイ素化合物からはケイ素酸化物が得
られ、気体とこれらの固形物との混合体である混合エー
ロゾル状態を発生する。
A furnace is preferably used to decompose these in a hot gas containing steam to obtain a fine carbon-containing powder composition. This furnace is equipped with a heating device and a nozzle for charging silicon compounds and carbon compounds, a gas charging duct, a mixed aerosol, and an exhaust duct. The heating device includes a combustion burner, an electric heating element, etc. A combustion burner is simple and preferable in terms of thermal efficiency. FIG. 3 shows an example of the furnace used for this. There must be a void area of at least 600 ° C. or above in this furnace. Above this temperature, elemental carbon is obtained from the carbon compound, and silicon oxide is obtained from the silicon compound under an atmosphere containing water vapor, and a mixed aerosol state that is a mixture of gas and these solids is generated. .

水蒸気を含む熱ガスを得る方法としては、通電発熱方
式、高周波加熱方式、放電方式によつて得た熱ガス中に
水蒸気を注入することによつても得ることができるが、
水素、メタン、エタン、プロパンなどあるいは原料とす
る炭化水素のように燃焼して水蒸気を生成する可燃物を
空気で燃焼させる方法が装置上で簡便であり、熱効率の
面から経済的である。
As a method for obtaining hot gas containing water vapor, it can also be obtained by injecting water vapor into hot gas obtained by an electric heating method, a high frequency heating method, and a discharge method,
A method of combusting a combustible substance such as hydrogen, methane, ethane, propane, etc. or a hydrocarbon as a raw material that combusts to generate water vapor with air is simple on the apparatus and economical in terms of thermal efficiency.

前記ケイ素化合物は、水蒸気を含む熱ガス中で加水分解
反応によつてケイ素酸化物の固形物に変化する性質に加
えて、酸化あるいは熱分解反応によつてケイ素酸化物に
変化する性質を有し、しかもこれらの反応はきわめて速
く、0.1〜0.5秒程度で完結するので、反応帯域に
おける滞溜時間を1〜10秒程度とすれば熱と水蒸気が
共存する雰囲気下では、ケイ素化合物が未反応のガス状
態のままで反応の系外に揮散することはほとんどない。
The silicon compound has a property of being converted into a solid substance of silicon oxide by a hydrolysis reaction in a hot gas containing water vapor, and a property of being converted into a silicon oxide by an oxidation or thermal decomposition reaction. Moreover, these reactions are extremely fast and are completed in about 0.1 to 0.5 seconds. Therefore, if the retention time in the reaction zone is set to about 1 to 10 seconds, the silicon compound is not present in an atmosphere where heat and water vapor coexist. Is rarely volatilized out of the reaction system in the unreacted gas state.

以上のごとくして得られた混合エーロゾルは、炉の外に
排出誘導した後、該エーロゾルに含有されている固形物
分散質をバグフィルター、サイクロン、電子集塵機等の
捕集装置で固−気分離操作を施して捕集すれば、本発明
に使用可能な含炭素粉末組成物を得ることが出来る。
The mixed aerosol obtained as described above is discharged and guided to the outside of the furnace, and then the solid dispersoid contained in the aerosol is subjected to solid-gas separation with a trapping device such as a bag filter, a cyclone, and an electronic dust collector. A carbon-containing powder composition that can be used in the present invention can be obtained by performing an operation and collecting it.

以上の如くして得られたケイ素酸化物粉末と単体炭素粉
末を含む嵩比重が0.2g/cc以下の粉末組成物は、薄
肉の炭素質物質からなる通気性構造体の共存のもと、窒
素または含窒素化合物の雰囲気下、1200〜1600℃好まし
くは1300〜1500℃に加熱することによつて窒化ケイ素ウ
ィスカーとすることができる。
The powder composition having a bulk specific gravity of 0.2 g / cc or less containing the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder obtained as described above is present under the coexistence of a breathable structure made of a thin carbonaceous substance, The silicon nitride whiskers can be obtained by heating to 1200 to 1600 ° C, preferably 1300 to 1500 ° C in an atmosphere of nitrogen or a nitrogen-containing compound.

本発明は、以上のごとくして得られた、ケイ素酸化物粉
末と単体炭素粉末を含む嵩比重が0.2g/cc以下の粉
末組成物を加熱して窒化ケイ素ウィスカーとするに当
り、該加熱部に、連続的な空隙部を有する通気性構造体
を形成し、該ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末と含む粉
末組成物が、本発明の通気性構造体空隙部に充填された
状態で該加熱を行うことを特徴とするものである。
The present invention is to obtain a silicon nitride whiskers by heating a powder composition having a bulk specific gravity of 0.2 g / cc or less containing a silicon oxide powder and a simple substance carbon powder obtained as described above. Part to form a breathable structure having continuous voids, and the powder composition containing the silicon oxide powder and simple carbon powder is filled in the breathable structure voids of the invention, It is characterized by performing heating.

本発明において該ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含
む粉末組成物の比表面積が25m2/g以上であること
は、一層よく本発明の目的を達することが出来る。
In the present invention, the specific surface area of the powder composition containing the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder is 25 m 2 / g or more, so that the object of the present invention can be better achieved.

本発明において該比表面積は、粉体状固形物の平均粒子
径を簡便に示す尺度として用いられる。もともと粉体状
固形物はそれぞれ固有の形状、粒子分布を有するので、
粉体全体について粒子径、粒子径分布を正確に測定し表
示することは極めて困難であつて、このため固形物の表
面に吸着する物質、例えば窒素ガスの量を測定し(BE
T法)これを平均粒子径に対応する尺度として用いるこ
とが便利に行なわれており、本発明においてもこれを用
いることにする。該窒素吸着比表面積が大きいことは、
即ち、平均粒子径が小さいことを意味する。
In the present invention, the specific surface area is used as a measure for simply indicating the average particle size of the powdery solid matter. Originally, each powdery solid has its own unique shape and particle distribution.
Since it is extremely difficult to accurately measure and display the particle size and particle size distribution of the entire powder, the amount of the substance adsorbed on the surface of the solid substance, for example, nitrogen gas is measured (BE
T method) It is convenient to use this as a scale corresponding to the average particle diameter, and this will be used in the present invention. The large nitrogen adsorption specific surface area means that
That is, it means that the average particle diameter is small.

この様にして得られたケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末
を含む粉末組成物は高周波加熱炉、通電抵抗加熱炉など
を用いて、本発明の炭素質からなる通気性構造体の共存
下で、例えば窒素ガスやアンモニアなどの含窒素化合物
雰囲気中で、1200〜1600℃程度好ましくは1300〜1500℃
程度に加熱することによつて、窒素ケイ素ウィスカーと
することができる。
The powder composition containing the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder thus obtained is subjected to high-frequency heating furnace, current resistance heating furnace, etc. in the coexistence of the carbonaceous breathable structure of the present invention, For example, in a nitrogen-containing compound atmosphere such as nitrogen gas or ammonia, about 1200 to 1600 ℃, preferably 1300 to 1500 ℃
A nitrogen silicon whisker can be obtained by heating to a moderate degree.

本発明で言う炭素質物質からなる通気性構造体とは、本
発明者等の出願にかかる特願昭59−221985号の
明細書記載のものと同様の趣旨のものであり、下記のご
とき立体的形状の小片を構造単位とし、これを多数個積
み重ねることによつて保持された、通気が可能な連続的
な空隙部を形成した三次元的な構造体である。そして該
連続した空隙部が、1200〜1600℃の加熱によつても保持
される様な、薄肉の炭素質物質を意味する。構造単位た
る立体的小片の形状としては、円柱、円筒、円錐、球、
三角柱、三角錐、立方体、四角柱、四角錐、テトラポッ
ト形あるいはヒモ状などが好適であり、それらの大きさ
は円柱、円錐、三角柱などの場合 底面積は0.1〜2
0cm2好ましくは0.5〜5cm2、高さは0.2〜10cm
好ましくは0.5〜5cmが好適であり、ヒモ状の場合、
幅は0.1〜5cm好ましくは0.2〜2cm、長さは0.
5〜20cm好ましくは1〜10cmが好適である。
The breathable structure made of a carbonaceous material as used in the present invention has the same meaning as that described in the specification of Japanese Patent Application No. 59-221985, filed by the present inventors. It is a three-dimensional structure in which a plurality of small pieces each having an objective shape are used as a structural unit, and a plurality of the small pieces are stacked to hold a continuous air-permeable space. Further, it means a thin carbonaceous substance in which the continuous voids are retained even by heating at 1200 to 1600 ° C. The shape of the three-dimensional small piece that is a structural unit is a cylinder, a cylinder, a cone, a sphere,
A triangular prism, a triangular pyramid, a cube, a quadrangular prism, a quadrangular pyramid, a tetrapot shape, or a string shape is suitable, and the size thereof is a cylinder, a cone, a triangular prism, or the like.
0 cm 2 Preferably range of from 0.5 to 5 cm 2, the height 0.2~10cm
0.5 to 5 cm is preferable, and in the case of a string,
The width is 0.1 to 5 cm, preferably 0.2 to 2 cm, and the length is 0.1.
5 to 20 cm, preferably 1 to 10 cm is suitable.

第4図は、上記のごとき通気性構造体を形成するため
の、構造単位たる小片の形状の一例を念のため図示した
ものであるが、(イ)〜(ヘ)のごとき規則的な形状のもの
に限られず、(ト)に示した馬の鞍形状のもの、(チ)に示
したテラレット状のもの、さらには(リ)長いひも、(ヌ)
短かいひも状のものなど何れでもよい。これらはその一
種類あるいは2種類以上を規則的にあるいは不規則に多
数個積み重ねることによつて、容易に理解させるように
連続的な空隙部を有する通気性構造体は容易に形成され
る。
FIG. 4 shows an example of the shape of a small piece, which is a structural unit, for forming the breathable structure as described above as a precaution, but the regular shape as shown in (a) to (f) is shown. Not limited to these, but the horse saddle-shaped one shown in (g), the terraret-shaped one shown in (h), and (li) long strings, (nu)
It may be a short string or the like. By stacking a large number of one type or two or more types thereof in a regular or irregular manner, a breathable structure having continuous void portions can be easily formed so as to be easily understood.

この様に形成された構造体空隙部に、ケイ素酸化物粉末
と単体炭素粉末を含む粉末組成物を充填するには、ま
ず、構造単位小片を規則的もしくは不規則的に充填して
から、ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成
物を加えて該空隙部に流入せしめてもよいし、構造単位
小片と該組成物を充分混合してから充填層を形成しても
よい。
In order to fill the voids thus formed with the powder composition containing the silicon oxide powder and the elemental carbon powder, first, the structural unit pieces are regularly or irregularly filled, and then the silicon is added. A powder composition containing an oxide powder and a simple substance carbon powder may be added and allowed to flow into the voids, or the structural unit pieces and the composition may be sufficiently mixed before forming the filling layer.

後者の方法を採用した場合、ケイ素酸化物粉末と単体炭
素粉末を含む粉末組成物はこれら多数個の小片が構成す
る通気性構造体の共存下で加熱することによつて言い換
えればケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成
物と多数個の小片を混合し、これを加熱炉内に充填した
状態が、多数個の小片を積み重ねたことによつて生じる
空隙に、ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組
成物が存在する状態で、1200〜1600℃程度に加熱するこ
とによつて、均一な形状の窒化ケイ素ウィスカーを得る
ことができる。ここで、小片の形状としては例えば円筒
とし小片の内部も連続的な空隙とすれば、加熱炉内で粉
末組成物が占める充填可能容積をさ程低下させずにす
む。
In the case of adopting the latter method, the powder composition containing the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder is heated in the coexistence of the breathable structure composed of these small pieces. And a powder composition containing a simple substance carbon powder and a large number of small pieces are mixed and filled in a heating furnace, a silicon oxide powder and a simple substance are formed in a void generated by stacking a large number of small pieces. By heating the powder composition containing carbon powder to about 1200 to 1600 ° C., a silicon nitride whisker having a uniform shape can be obtained. Here, if the shape of the small piece is, for example, a cylinder and the inside of the small piece is also a continuous void, the fillable volume occupied by the powder composition in the heating furnace does not decrease so much.

ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成物と、
通気性構造体を構成する構造単位たる小片とを混合する
装置も、混合過程でケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を
含む粉末が、圧密化を生じにくい装置、例えば二重円ス
イ型、V型、リボン型などの混合機、あるいは気流式浮
遊混合機などが適する。ここで小片の重量が大きければ
この混合過程でケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む
粉末組成物が圧密化され易く、このため小片は重量の軽
い薄肉状であることが好ましい。したがつてセラミック
や磁製の小片は重量が大で圧密化され易く、また生成物
からの分離の点でも本発明の炭素質物質に比して大きく
劣る。
A powder composition containing a silicon oxide powder and a simple carbon powder,
A device for mixing a small piece that is a structural unit that constitutes a breathable structure is also a device that does not easily cause consolidation of powder containing silicon oxide powder and elemental carbon powder during the mixing process, for example, double circular Sui type, V type. , A ribbon type mixer or an air flow type floating mixer is suitable. Here, if the weight of the small piece is large, the powder composition containing the silicon oxide powder and the elemental carbon powder is likely to be compacted during this mixing process. Therefore, it is preferable that the small piece has a light weight and thin shape. Therefore, the small pieces made of ceramic or porcelain have a large weight and are easily consolidated, and are also inferior to the carbonaceous material of the present invention in terms of separation from the product.

本発明における上記小片の材料としては、炭素質物質が
好適である。その理由は炭素質物質は1200〜1600℃の加
熱によつても寸法や形状にほとんど変化がなく、加熱前
の状態のままの空隙を保つことができるためである。
A carbonaceous substance is suitable as the material of the small pieces in the present invention. The reason is that the carbonaceous material hardly changes in size and shape even when heated at 1200 to 1600 ° C., and can maintain voids in the state before heating.

炭素質物質としては数ミリメートルかあるいはそれ以下
の厚みの黒鉛、木炭、炭化した樹脂成形体あるいは炭化
した木材なども好適に使用可能であるが、さらに望まし
くはセルロース質をその主成分とする素材、いわゆる洋
紙、板紙などの紙で上記構造単位小片を形成しその形状
を保持したまま炭化せしめたものが好適である。けだ
し、紙はそれ自身が薄肉の物質であり、また他の素材に
比較して種々の形状に加工することが容易であり、さら
に価格も安いためである。
As the carbonaceous material, graphite having a thickness of several millimeters or less, charcoal, a carbonized resin molded body or carbonized wood can be preferably used, and more preferably a material containing cellulosic as its main component, It is preferable to use so-called foreign paper, paperboard or the like to form the structural unit small pieces and carbonize them while maintaining their shape. This is because the paper itself is a thin-walled material, is easy to process into various shapes as compared with other materials, and is inexpensive.

これら紙(で形成した構造単位小片)は、不活性ガス雰
囲気中で300℃以上好ましくは450℃以上で5分間以上加
熱すれば元の形状をほぼ保持したまま薄肉の炭状とな
る。この場合、寸法は加熱する前に比較して10〜35
%の収縮が生じるが形状はほぼ原形をとどめており、こ
のような加熱によつて一旦炭化したものは再び炭化ケイ
素ウィスカーの得られる温度である1200〜1600℃に再び
加熱しても寸法や形状はほとんど全く変化がないのであ
る。
These papers (structural unit pieces formed of) are thin-walled charcoal while maintaining their original shape when heated in an inert gas atmosphere at 300 ° C. or higher, preferably 450 ° C. or higher for 5 minutes or longer. In this case, the dimensions are 10-35 compared to before heating.
% Shrinkage occurs, but the shape remains almost the original shape, and once carbonized by such heating, the size and shape can be reheated to 1200 to 1600 ° C, which is the temperature at which silicon carbide whiskers can be obtained again. Is almost unchanged.

なお、炭素質物質の小片は、ウィスカーが形成された後
に、後述するごとく容易に燃焼除去することができる
が、該生成したウィスカーと分離してから再使用するこ
ともできる。炭素質物質からなる通気性構造体と共存す
るケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成物の
嵩比重は、加熱する前の状態で0.2g/cc以下、好ま
しくは0.15g/cc以下が好ましい。けだし、嵩比重
が0.2g/ccを越えると、加熱して得られる窒化ケイ
素が粒状あるいは湾曲した形状となり易い傾向が急激に
増大するという、本発明者らの実験的知見に基づくもの
である。
The small pieces of the carbonaceous material can be easily burned and removed after the whiskers are formed as described later, but they can be reused after being separated from the generated whiskers. The bulk specific gravity of a powder composition containing a silicon oxide powder coexisting with a breathable structure made of a carbonaceous material and a simple carbon powder is 0.2 g / cc or less, preferably 0.15 g / cc before heating. The following are preferred. However, it is based on the experimental findings of the present inventors that when the bulk specific gravity exceeds 0.2 g / cc, the tendency that the silicon nitride obtained by heating tends to have a granular or curved shape rapidly increases. .

ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成物中の
ケイ素酸化物に対する炭素の割合は、C/Si(式量比、
すなわち、g−アトムC/g−アトムSiと定義する)で
少なくとも1.0以上、好ましくは2.5以上が形状の
均一な窒化ケイ素ウィスカーを得る目的で好ましい。C
/Si式量比が1.0未満では窒化ケイ素ウィスカーの形
状が不均一になりやすい傾向があり、またケイ素酸化物
が1部未反応として生成した窒化ケイ素ウィスカー中に
残存するので好ましくない。
The ratio of carbon to silicon oxide in the powder composition containing the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder is C / Si (formula ratio,
That is, g-atom C / g-atom Si is defined as at least 1.0 or more, preferably 2.5 or more for the purpose of obtaining a silicon nitride whisker having a uniform shape. C
When the / Si formula weight ratio is less than 1.0, the shape of the silicon nitride whiskers tends to be non-uniform, and the silicon oxide remains in the silicon nitride whiskers formed as a part of unreacted, which is not preferable.

尚、この残存したケイ素酸化物は生成した窒化ケイ素ウ
ィスカーを弗化水素酸などで洗浄すれば容易に取除くこ
とは出来るが、それだけ操作が煩雑であり、またケイ素
酸化物の損失ともなる。C/Si式量比の上限は特に設け
る必要はないが、これをあまりに大してたとえばC/Si
が20〜30以上と高い条件にすることは炭素化合物の
単なる損失にしかならない。
The remaining silicon oxide can be easily removed by washing the generated silicon nitride whiskers with hydrofluoric acid or the like, but the operation is complicated and the silicon oxide is lost. It is not necessary to set the upper limit of the C / Si formula weight ratio, but it is too large, for example, C / Si.
However, if the condition is as high as 20 to 30 or more, it is merely a loss of the carbon compound.

本発明の実施の結果得られる窒化ケイ素ウィスカーには
単体炭素が含有されている場合があるが、この残存炭素
は該ウィスカーを酸素の存在下に、500〜1000℃に加熱
してこれを燃焼することにより容易に除去することがで
きる。具体的には空気中で加熱するかまたは燃料を過剰
空気で燃焼させた酸素を含む熱ガス雰囲気下におくこと
で簡便に行なうことができる。
The silicon nitride whiskers obtained as a result of carrying out the present invention may contain elemental carbon, and this residual carbon burns the whiskers by heating them to 500 to 1000 ° C. in the presence of oxygen. Therefore, it can be easily removed. Specifically, it can be easily carried out by heating in air or placing the fuel in a hot gas atmosphere containing oxygen burned with excess air.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成物から
窒化ケイ素ウィスカーを製造する場合該粉末組成物が極
めて微細であることが良好なウィスカーを高収率で得る
上で好ましいが、装置を大型化した場合にはこれのみで
は不十分である。本発明は、該粉末組成物が本発明の通
気性構造体の空隙部に充填された状態で加熱することに
より、装置を大型化しても長さの分布の揃つた優れた窒
化ケイ素ウィスカーを高収率で得ることを可能にしたも
のであり、窒化ケイ素ウィスカーの工業的規模での経済
的製造方法を可能にした点で産業上の利用可能性はきわ
めて大なるものである。
When a silicon nitride whisker is produced from a powder composition containing a silicon oxide powder and a simple substance carbon powder, it is preferable that the powder composition is extremely fine in order to obtain good whiskers in high yield, but the size of the device is increased. If this is done, this alone is not enough. The present invention improves the excellent silicon nitride whiskers with uniform length distribution even if the apparatus is upsized by heating the powder composition in a state where the voids of the breathable structure of the present invention are filled. It is possible to obtain it in yield, and the industrial applicability is extremely great in that it enables an economical production method of silicon nitride whiskers on an industrial scale.

〔発明を実施するための好ましい形態〕[Preferred modes for carrying out the invention]

以下、実施例により、本発明の実施の態様をより具体的
に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to Examples.

なお、実験の結果得られたウィスカーの評価は次のごと
くして行つた。すなわち、電子顕微鏡映像によつて多数
(400〜600本程度)のウィスカーについてそれぞ
れ長さ(L)および幅(D)を求め、L及びL/D(アスペ
クト比)の算術平均値さらにLの標準偏差をその形状を
評価する因子とした。これはウィスカーは金属、セラミ
ックスなどに加えて補強剤として用いる場合、枝分れや
湾曲がなく直線状の形状であることが、金属等の中での
分散状態が均一になり易い点で望ましいとされているこ
と、また長さ(L)が充分に長く、更に直径(D)に対する
長の比(上記のごとくアスペクト比:L/D)が大きい
程、補強剤としての効果が大きいとされていること、L
の標準偏差が小さい程補強効果にバラツキが小さいこと
を考慮したものである。
The whiskers obtained as a result of the experiment were evaluated as follows. That is, the length (L) and the width (D) of each of a large number (about 400 to 600) of whiskers are obtained by an electron microscope image, and the arithmetic mean value of L and L / D (aspect ratio) and the standard of L are calculated. The deviation was used as a factor for evaluating the shape. When whiskers are used as a reinforcing agent in addition to metals, ceramics, etc., it is desirable that the whiskers have a linear shape without branching or curving because the dispersed state in the metal or the like tends to be uniform. It is said that the larger the length (L) and the larger the ratio of the length to the diameter (D) (aspect ratio: L / D as described above), the greater the effect as a reinforcing agent. Being, L
This is because the smaller the standard deviation of, the smaller the variation in the reinforcing effect.

実施例1 SiO2粉末(比表面積205m2/g)160gとカーボン
ブラック(比表面積123m2/g)370gをV型混合
機で混合し、SiO2粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成物
350gを得た。
Example 1 SiO 2 powder (specific surface area 205m 2 / g) 160g of carbon black (specific surface area 123m 2 / g) 370g were mixed with a V mixer, a powder composition 350g containing SiO 2 powder and elemental carbon powder Obtained.

このSiO2粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成物530g
と、クラフト紙を素材とした外径40mm、長さ60mm、
肉厚0.4mmの円筒(第4図(ロ))を、窒素ガス雰囲気
中700℃で10分間加熱して得た炭素99.6%灰分
0.4%の組成の炭化した円筒状の小片700個(平均
で外径30mm、長さ40mm、肉厚0.2mm)とを再度V
型混合機を用いて混合した後、内径180mm、高さ60
0mmの加熱空間を有する通電抵抗炉に詰めた。炉内に充
填したケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末の粉末組成物の
嵩比重は0.06g/ccであり、構造単位たる円筒小片
と共存した状態で炉内に占める見掛け容積は8.8で
あつた。
530 g of a powder composition containing this SiO 2 powder and elemental carbon powder
And an outer diameter of 40 mm and a length of 60 mm made from kraft paper,
A carbonized cylindrical small piece having a composition of carbon 99.6% and ash 0.4% obtained by heating a 0.4 mm thick cylinder (Fig. 4 (b)) at 700 ° C for 10 minutes in a nitrogen gas atmosphere. V again with 700 pieces (outer diameter 30 mm, length 40 mm, wall thickness 0.2 mm)
After mixing using a mold mixer, inner diameter 180mm, height 60
It was packed in an electric resistance furnace having a heating space of 0 mm. The bulk specific gravity of the powder composition of the silicon oxide powder and the simple substance carbon powder filled in the furnace is 0.06 g / cc, and the apparent volume occupied in the furnace in the state of coexisting with the cylindrical small piece as the structural unit is 8.8. Atsuta

これをアンモニア雰囲気中で1370℃、2時間の加熱を行
ない窒化ケイ素を生成させた。加熱前後の見掛けの容積
には全く変化はなく、構造単位たる円筒小片も原形をと
どめていた。
This was heated in an ammonia atmosphere at 1370 ° C. for 2 hours to generate silicon nitride. The apparent volume before and after heating did not change at all, and the cylindrical small pieces, which are structural units, remained in their original shape.

これを一旦冷却後空気中で700℃に加熱して残存した単
体炭素及び炭化したクラフト紙を燃焼除去し、更にフッ
酸水溶液で残存したケイ素酸化物及びクラフト紙の灰分
等を洗浄過して窒化ケイ素145gを得た。粉末X線
回析スペクトル解析の結果結晶形状はα型であり、電子
顕微鏡映像観察の結果針状のウィスカーのみが観察さ
れ、長さ(L)、アスペクト比(L/D)の算術平均値は
それぞれ31μm、62でLの標準偏差は4.6μmで
あつた。
After cooling this once, it is heated to 700 ° C in air to burn off the remaining elemental carbon and carbonized kraft paper, and then the remaining silicon oxide and ash of kraft paper are washed with an aqueous solution of hydrofluoric acid for nitriding. 145 g of silicon was obtained. As a result of powder X-ray diffraction spectrum analysis, the crystal shape was α type, and as a result of electron microscope image observation, only needle-like whiskers were observed, and the arithmetic mean values of length (L) and aspect ratio (L / D) were The standard deviation of L was 31 μm and 62, respectively, and was 4.6 μm.

第1図にその電子顕微鏡写真を示す。The electron micrograph is shown in FIG.

参照例1 実施例1で得たケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む
粉末組成物530gとクラフト紙を素材とした円筒その
もの(外径30mm、長さ40mm、肉厚0.2mm)410
個とをV型混合機を用いて混合し、以下実施例1と全く
同様にして加熱し窒化ケイ素を生成させた。炉内に積め
た状態での含炭素粉末組成物の嵩密度は0.06g/cc
で見掛けの容積は8.6であつたが、加熱後の状態で
は見掛けの容積は6.6に低下しており、円筒形のク
ラフト紙は炭化して1辺が約20%の収縮を生じていた
が、円筒形の形状にとどめていた。
Reference Example 1 530 g of a powder composition containing the silicon oxide powder obtained in Example 1 and a simple substance carbon powder and a cylinder itself made of kraft paper (outer diameter 30 mm, length 40 mm, wall thickness 0.2 mm) 410
Were mixed using a V-type mixer, and heated in the same manner as in Example 1 to produce silicon nitride. The bulk density of the carbon-containing powder composition as loaded in the furnace is 0.06 g / cc
Although the apparent volume was 8.6, the apparent volume decreased to 6.6 in the state after heating, and the cylindrical kraft paper was carbonized and contracted about 20% on one side. However, it remained in a cylindrical shape.

これを実施例1と全く同様にして残存した単体炭素及び
ケイ素酸化物を除去し窒化ケイ素135gを得た。粉末
X線回析スペクトル解析の結果結晶形状はα型であり、
電子顕微鏡映像観察の結果では窒化ケイ素が生成した位
置によつてその形状に相異があることが観察され見掛け
の容積が低下することによつて内部あるいは外周部に局
部的に生じた空隙部分には平均の長さの3倍程度の長さ
を持つ真直ぐに成長したウィスカーが生成していること
が確認された。ただし炭化収縮した円筒の内壁面にそつ
て部分的にではあるが第2図の電子顕微鏡写真に示すよ
うに真直ぐなウィスカーのなかに短く湾曲したウィスカ
ーが副生していることが観察され、L,L/Dの算術平
均値はそれぞれ22μm,44でLの標準偏差は11.
8μmであつた。
In the same manner as in Example 1, the remaining elemental carbon and silicon oxide were removed to obtain 135 g of silicon nitride. As a result of powder X-ray diffraction spectrum analysis, the crystal form was α type,
As a result of electron microscopic image observation, it was observed that the shape of silicon nitride was different depending on the position where silicon nitride was generated, and the apparent volume was reduced. It was confirmed that the whiskers grown straight have a length of about 3 times the average length. However, as shown in the electron micrograph of FIG. 2, a short curved whisker was observed as a by-product along the inner wall surface of the carbonized and shrunk cylinder. , L / D have an arithmetic mean value of 22 μm and 44, respectively, and a standard deviation of L is 11.
It was 8 μm.

実施例2 ケイ酸ナトリウム(水ガラス)を塩酸で分解し、凝固物
を水洗乾燥して得られたシリカゲル(SiO299.8%)を粉
砕し、比表面積45m2/gのシリカゲル微粉末を得た。
このシリカゲル微粉末280gとカーボンブラック(比
表面積95m2/g)580gを、V型混合機で混合しSi
O2粉末と炭素粉末を含む粉末組成物860gを得た。
Example 2 Silica gel (SiO 2 99.8%) obtained by decomposing sodium silicate (water glass) with hydrochloric acid and washing the coagulated product with water and drying was pulverized to obtain a silica gel fine powder having a specific surface area of 45 m 2 / g. .
280 g of this silica gel fine powder and 580 g of carbon black (specific surface area 95 m 2 / g) were mixed with a V-type mixer to obtain Si.
860 g of a powder composition containing O 2 powder and carbon powder was obtained.

このSiO2粉末と炭素粉末を含む粉末860gと、ロール
紙を素材とした肉厚0.4mm、幅6mm、長さ7cmの第4
図(ヌ)のごときヒモ状の小片を窒素ガス雰囲気中800℃
で20分間加熱して得た炭素99.4重量%灰分0.6重量
%の組成のヒモ状の小片(肉厚0.3mm、幅4mm、長さ
47mm)3800個とを再度V型混合機を用いて混合した
後、内径180mm、高さ600mmの加熱空間を有する通
電抵抗炉に充填した。炉内に充填したSiO2粉末と炭素粉
末を含む粉末組成物の嵩比重は0.11g/ccであり、
構造単位たるヒモ状小片と共存した状態で炉内に占める
見掛け容積は8.0であつた。
860 g of powder containing this SiO 2 powder and carbon powder and a roll paper 4 mm thick 0.4 mm, width 6 mm, length 7 cm
A string-like piece like the one in the figure (800) is placed in a nitrogen gas atmosphere at 800 ° C.
Using V-type mixer again with 3800 pieces of string-like pieces (wall thickness 0.3 mm, width 4 mm, length 47 mm) of composition 99.4 wt% carbon and 0.6 wt% ash obtained by heating for 20 minutes After mixing, the mixture was charged into an electric resistance furnace having a heating space having an inner diameter of 180 mm and a height of 600 mm. The bulk specific gravity of the powder composition containing SiO 2 powder and carbon powder filled in the furnace is 0.11 g / cc,
The apparent volume occupied in the furnace in the state of coexisting with the string-like small pieces as the structural unit was 8.0.

これを窒素ガス雰囲気中1410℃3時間の加熱を行ない窒
化ケイ素を生成させた。加熱前後の見掛けの容積には全
く変化はなく、構造単位たるヒモ状小片も原形をどとめ
ていた。
This was heated in a nitrogen gas atmosphere at 1410 ° C. for 3 hours to generate silicon nitride. The apparent volume before and after heating did not change at all, and the string-shaped small pieces, which are structural units, also kept their original shape.

これを一旦冷却後空気中で700℃に加熱して残存した
単体炭素及び炭化したクラフト紙を燃焼除去し、更にフ
ッ酸水溶液で残存したケイ素酸化物及びクラフト紙の灰
分等を洗浄過して窒化ケイ素210gを得た。粉末X
線回析スペクトル解析の結果結晶形状は大部分α型であ
り、ごくわずかなβ型ピークが認められた。電子顕微鏡
映像観察の結果針状のウィスカーのみが観察され、長さ
(L)アスペクト比(L/D)の変動は小さく、それらの
算術平均値はそれぞれ23μm,46でLの標準偏差は
5.2μmであつた。
After cooling this once, it is heated to 700 ° C in air to burn off the remaining elemental carbon and carbonized kraft paper, and the remaining silicon oxide and ash of kraft paper are washed with an aqueous solution of hydrofluoric acid for nitriding. 210 g of silicon was obtained. Powder X
As a result of line diffraction spectrum analysis, the crystal shape was mostly α type, and a very small β type peak was observed. As a result of electron microscopic image observation, only needle-shaped whiskers were observed, and the length
The fluctuation of the (L) aspect ratio (L / D) was small, and their arithmetic mean values were 23 μm and 46, respectively, and the standard deviation of L was 5.2 μm.

実施例3 第3図に示す炉(直径300mm、長さ3m)を用い、ダ
クト2より空気を、燃焼バーナー3より熱風用燃料とし
てのプロパンをそれぞれ80Nm3/H、1.7Nm3/Hの流
量で装入し、またケイ素化合物としてSiCl4を、炭素化
合物としてA重油を予め重量比で1:1.6に混合した
ものを19kg/Hの流量でノズル4より炉内に装入し
た。炉内は第3図のAの位置で960℃の温度に保つた。
炉内に生成したエーロゾルはダクト5より抜き出し、バ
ッグフィルターで分散質を捕集して含炭素粉末組成物4
8kg/H(乾燥重量)を得た。このものには炭素50.
0重量%、ケイ素23.4重量%(単体換算)が含まれ
(残りは結合性の酸素26.5重量%、その他0.1重
量%以下)、ESCAスペクトル解析の結果、ケイ素と他元
素の結合形態にはSi−O結合のみが観察された。
Example 3 furnace shown in FIG. 3 (a diameter of 300 mm, length 3m) with the air from the duct 2, the propane as hot air for fuel from the combustion burners 3 of 80Nm 3 /H,1.7Nm 3 / H, respectively A mixture of SiCl 4 as a silicon compound and A heavy oil as a carbon compound in a weight ratio of 1: 1.6 was charged at a flow rate of 19 kg / H into the furnace at a flow rate of 19 kg / H. The inside of the furnace was maintained at a temperature of 960 ° C. at the position A in FIG.
The aerosol generated in the furnace is extracted from the duct 5 and the dispersoid is collected by a bag filter to obtain the carbon-containing powder composition 4
8 kg / H (dry weight) was obtained. This one has carbon 50.
0% by weight and 23.4% by weight of silicon (converted to simple substance) are included (the rest is 26.5% by weight of binding oxygen and 0.1% by weight or less of others). ESCA spectrum analysis shows that silicon and other elements Only Si-O bond was observed in the bond form.

この微細含炭素組成物320gと実施例1で用いたと同
じ形状のクラフト紙を素材とし、これを炭化して得た円
筒状の小片1600個とをV型混合機を用いて混合した後、
内径180mm、高さ600mmの加熱空間を有する通電抵抗
炉に充填した。炉内に充填した含炭素粉末組成物の嵩比
重は0.023g/ccであり、構造単位たる円筒と小片
と共存した状態で炉内に占める見掛け容積は13.9
であつた。
After mixing 320 g of this fine carbon-containing composition and 1600 cylindrical small pieces obtained by carbonizing kraft paper of the same shape as used in Example 1 using a V-type mixer,
It was filled in an electric resistance furnace having a heating space having an inner diameter of 180 mm and a height of 600 mm. The bulk specific gravity of the carbon-containing powder composition filled in the furnace was 0.023 g / cc, and the apparent volume occupied in the furnace in the state of coexisting with the cylinder as the structural unit and the small pieces was 13.9.
It was.

これをアンモニア雰囲気中で1360℃2時間の加熱を行な
い窒化ケイ素を生成させた。加熱後の状態は、見掛けの
容積には全く変化がなかつた。
This was heated in an ammonia atmosphere at 1360 ° C. for 2 hours to generate silicon nitride. After heating, the apparent volume did not change at all.

これを一旦冷却後空気中で700℃に加熱して残存した
単体炭素及び炭化したクラフト紙を燃焼除去し、更にフ
ッ酸水溶液で残存したケイ素酸化物及びクラフト紙の灰
分等を洗浄過して窒化ケイ素104gを得た。粉末X
線回析スペクトル解析の結果結晶形状はα型であり、電
子顕微鏡映像観察の結果針状のウィスカーのみが観察さ
れ、長さ(L)、アスペクト比(L/D)の変動は小さ
く、それらの算術平均値はそれぞれ48μm,78で標
準偏差は3.4μmであつた。
After cooling this once, it is heated to 700 ° C in air to burn off the remaining elemental carbon and carbonized kraft paper, and the remaining silicon oxide and ash of kraft paper are washed with an aqueous solution of hydrofluoric acid for nitriding. 104 g of silicon was obtained. Powder X
As a result of line diffraction spectrum analysis, the crystal shape was α-type, and as a result of electron microscope image observation, only needle-like whiskers were observed, and variations in length (L) and aspect ratio (L / D) were small. The arithmetic mean values were 48 μm and 78, respectively, and the standard deviation was 3.4 μm.

実施例4〜6 実施例3における熱風用燃料には、プロパンの他に水
素、メタンも用い、分解性のケイ素化合物、炭素化合物
としては第1表に示すものを、同表に示す重量比で混合
してノズル4より炉内に装入し、それぞれバッグフィル
ターで捕集して、それぞれ同表に示す捕集量、組成の、
記号イ〜ハで示した含炭素粉末組成物を得た。含炭素粉
末組成物中のケイ素と他元素の結合形態をESCAスペクト
ルで解析した結果、いずれもSi−O結合のみが観察さ
れた。これらそれぞれ第2表に示す記号及び重量の含炭
素粉末組成物に、通気性構造体を構成するための下記の
ごとき小片を加えてV型混合機を用いて混合した後、実
施例3で用いた通電抵抗炉に充填し、アンモニアまたは
窒素雰囲気中でそれぞれ第2表に示す温度、時間の加熱
を行ない窒化ケイ素を生成させた。ここで通気性構造体
を形成する構造単位たる小片は、実施例4においてはク
ラフト紙を素材とし、それを元の形状を保持したまま炭
化して得た実施例3で用いたと同じ形状の円筒1500個を
それぞれ用い、実施例5においてはロール紙を素材とし
た肉厚0.3mm、巾7mm、長さ11cmの第4図(ヌ)のご
ときヒモ状の小片を窒素ガス雰囲気中1000℃で20分間
加熱して得た炭素99.7重量%、灰分0.3重量%の
組成の炭化したヒモ状の小片(肉厚0.2mm、幅4mm、
長さ7.5cm)2100個をそれぞれ用い、実施例6におい
ては板紙を素材とした肉厚0.6mm、底面積1.5c
m2、高さ4.5cmの第4図(ホ)のごとき円錐状の小片
を、窒素ガス雰囲気中900℃で加熱して得た炭素9
9.8重量%、灰分0.2重量%、の組成の炭化した円
錐状の小片(肉厚0.35mm、底面積0.92cm2、高さ
3.3cm)6100個をそれぞれ用いた。加熱炉内に充填し
た状態での含炭素粉末組成物の嵩比重及び見掛けの容積
は、それぞれ第2表に示した通りであつた。これらを加
熱した後の状態としては、見掛けの容積にはほとんど変
化がなく、また小片の形状や寸法にもほとんど変化がな
かつた。
Examples 4 to 6 In addition to propane, hydrogen and methane were used as the hot air fuel in Example 3, and the decomposable silicon compounds and carbon compounds shown in Table 1 were used at the weight ratios shown in the same table. The mixture is mixed and charged into the furnace through the nozzle 4, and each is collected with a bag filter.
A carbon-containing powder composition indicated by symbols I to C was obtained. As a result of analyzing the bond form of silicon and other elements in the carbon-containing powder composition by ESCA spectrum, only Si—O bond was observed in each case. Each of these carbon-containing powder compositions having the symbols and weights shown in Table 2 was added with the following small pieces for forming a breathable structure and mixed using a V-type mixer, and then used in Example 3. It was filled in the current-carrying resistance furnace and heated in the atmosphere of ammonia or nitrogen for the temperature and time shown in Table 2 to generate silicon nitride. Here, the small piece as the structural unit forming the breathable structure is a cylinder having the same shape as that used in Example 3 obtained by carbonizing the kraft paper as a raw material in Example 4 while maintaining the original shape. 1500 pieces were used respectively, and in Example 5, a string-like small piece as shown in FIG. 4 (nu) having a wall thickness of 0.3 mm, a width of 7 mm and a length of 11 cm was made at 1000 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. Carbonized string-like small pieces (wall thickness: 0.2 mm, width: 4 mm; carbon content: 99.7% by weight, ash content: 0.3% by weight) obtained by heating for 20 minutes.
27.5 pieces each having a length of 7.5 cm) are used, and in Example 6, a paperboard is used as a material, a thickness is 0.6 mm, and a bottom area is 1.5 c.
Carbon 9 obtained by heating a conical piece of m 2 and a height of 4.5 cm as shown in Fig. 4 (e) in a nitrogen gas atmosphere at 900 ° C.
6100 pieces of carbonized conical pieces (thickness 0.35 mm, bottom area 0.92 cm 2 , height 3.3 cm) having a composition of 9.8% by weight and ash content of 0.2% by weight were used. The bulk specific gravity and apparent volume of the carbon-containing powder composition filled in the heating furnace were as shown in Table 2, respectively. After heating these materials, the apparent volume was hardly changed, and the shape and size of the small pieces were hardly changed.

これらより実施例1と同様にして、残存した炭素、ケイ
素酸化物等を除去して第2表に示す量の窒化ケイ素を得
た。粉末X線回析スペクトル解析の結果、結晶形状はい
ずれもα型であり、電子顕微鏡映像観察の結果、長さ
(L)、アスペクト比(L/D)の変動が小さく、微粒子
状結晶を殆んど含まない針状のウィスカーであることが
観察され、長さ及びアスペクト比の算術平均値及びLの
標準偏差はそれぞれ第2表に示した値であつた。
From these, in the same manner as in Example 1, residual carbon, silicon oxide, etc. were removed to obtain silicon nitride in the amounts shown in Table 2. As a result of powder X-ray diffraction spectrum analysis, all crystal shapes were α type, and as a result of electron microscope image observation, length was
(L), the aspect ratio (L / D) has a small variation, and it is observed that the whiskers are needle-like whiskers containing almost no fine particle crystals. The arithmetic mean value of the length and aspect ratio and the standard deviation of L Are the values shown in Table 2, respectively.

以上実施例及び比較例から判る通り、ケイ素酸化物粉末
と単体炭素粉末を含む粉末組成物から窒化ケイ素ウィス
カーを製造する場合、該粉末組成物が本発明の通気性構
造体の空隙部に充填された状態で加熱すれば、実施例1
及び2に示すように、装置を大型化しても湾曲の多いウ
ィスカーや、微粒子状の結晶を実質的に副生することな
く、真直ぐに成長した長さの分布のそろつた優れたウィ
スカーが得られる。
As can be seen from the above Examples and Comparative Examples, when a silicon nitride whisker is produced from a powder composition containing a silicon oxide powder and a simple carbon powder, the powder composition is filled in the voids of the breathable structure of the present invention. If heated in a standing state, Example 1
As shown in (2) and (2), whiskers with a large amount of curvature can be obtained even if the device is upsized, and excellent whiskers with a straight-line grown length distribution can be obtained without substantially forming fine-grained crystals as by-products. .

しかしながら、通気性構造体が本発明の如く炭素質物質
ではない場合は、参照例1が示すように窒化ケイ素が生
成した位置により形状に差異があり、特に長さの分布が
広くなることが理解される。
However, it is understood that when the breathable structure is not a carbonaceous material as in the present invention, there is a difference in shape depending on the position where silicon nitride is generated as shown in Reference Example 1, and the length distribution is particularly wide. To be done.

更にケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む粉末組成物
として、本発明者らが提案している特開昭58−498
28号明細書記載の方法に従つて製造された、ケイ素酸
化物粉末と単体炭素粉末を含む微細な粉末組成物を用い
れば実施例3〜6が示すように、より長くかつアスペク
ト比の大きなウィスカーが得られることが理解される。
Further, as a powder composition containing a silicon oxide powder and a simple substance carbon powder, the present inventors have proposed JP-A-58-498.
As shown in Examples 3 to 6, whiskers having a longer aspect ratio and a larger aspect ratio were obtained by using a fine powder composition containing silicon oxide powder and elemental carbon powder, which was manufactured according to the method described in No. 28. It is understood that

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図は走査型電子顕微鏡を用いて撮影し
た窒化ケイ素ウィスカー結晶を示す写真である。倍率は
第1図、第2図ともに800倍である。 第3図は本発明の実施に使用する含炭素組成物を得るた
めの炉の1例を示す断面図である。 第4図は本発明において使用する通気性構造体を形成す
るための構造単位たる小片の形状の1例を示す斜視図で
ある。 図面において 1……炉材、2……ダクト、3……燃焼バーナー4……
ノズル、5……ダクト、を示す。
1 and 2 are photographs showing a silicon nitride whisker crystal taken by using a scanning electron microscope. The magnification is 800 times in both FIG. 1 and FIG. FIG. 3 is a sectional view showing an example of a furnace for obtaining a carbon-containing composition used for carrying out the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing an example of the shape of a small piece which is a structural unit for forming the breathable structure used in the present invention. In the drawing, 1 ... Furnace material, 2 ... Duct, 3 ... Combustion burner 4 ...
Nozzles, 5 ... Ducts are shown.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ケイ素酸化物粉末と単体炭素粉末を含む嵩
比重が0.2g/cc以下の粉末組成物を窒素または含窒
素化合物雰囲気下1200〜1600℃で加熱するに当り、該加
熱部に連続的な空隙を有する薄肉の炭素質物質からなる
通気性構造体を形成し、該粉末組成物が該通気性構造体
の空隙部に充填された状態で上記加熱を行なうことを特
徴とする窒化ケイ素ウィスカーの製造法。
1. When heating a powder composition containing silicon oxide powder and elementary carbon powder and having a bulk specific gravity of 0.2 g / cc or less at 1200 to 1600 ° C. in a nitrogen or nitrogen-containing compound atmosphere, the heating part A nitriding method, characterized in that a breathable structure made of a thin carbonaceous material having continuous voids is formed, and the heating is performed in a state where the powder composition is filled in the voids of the breathable structure. Method of manufacturing silicon whiskers.
【請求項2】粉末組成物が、水蒸気を含む熱ガス中に分
解性ケイ素化合物及び分解性炭素化合物を装入、分解し
てケイ素酸化物及び単体炭素のそれぞれのエーロゾルを
含む混合エーロゾル分散質を生成せしめ、該生成した分
散質を固−気分離操作により捕集して得た粉末組成物で
ある特許請求の範囲第1項記載の方法。
2. A powder composition containing a decomposable silicon compound and a decomposable carbon compound in a hot gas containing water vapor and decomposed to obtain a mixed aerosol dispersoid containing respective aerosols of silicon oxide and elementary carbon. The method according to claim 1, which is a powder composition obtained by producing and disperse the produced dispersoid by a solid-gas separation operation.
【請求項3】通気性構造体が円柱、円筒、三角柱、四角
柱からなる群より選択される形状の小片を構造単位とし
て、立体的に多数積み重ねて構成される特許請求の範囲
第1項または第2項記載の方法。
3. A gas permeable structure comprising a plurality of small pieces each having a shape selected from the group consisting of a cylinder, a cylinder, a triangular prism, and a quadrangular prism, as a structural unit, and stacking them in a three-dimensional manner. The method according to item 2.
【請求項4】通気性構造体の主成分がセルロース質から
なる薄肉の物質の炭化物であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項、第2項または第3項記載の方法。
4. The method according to claim 1, 2, or 3, wherein the main component of the breathable structure is a carbide of a thin material made of cellulosic material.
JP73886A 1986-01-08 1986-01-08 Method for manufacturing silicon nitride whiskers Expired - Lifetime JPH0613440B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP73886A JPH0613440B2 (en) 1986-01-08 1986-01-08 Method for manufacturing silicon nitride whiskers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP73886A JPH0613440B2 (en) 1986-01-08 1986-01-08 Method for manufacturing silicon nitride whiskers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62162696A JPS62162696A (en) 1987-07-18
JPH0613440B2 true JPH0613440B2 (en) 1994-02-23

Family

ID=11482059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP73886A Expired - Lifetime JPH0613440B2 (en) 1986-01-08 1986-01-08 Method for manufacturing silicon nitride whiskers

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0613440B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62162696A (en) 1987-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4500504A (en) Process for preparing silicon carbide whiskers
Koc et al. Synthesis of beta silicon carbide powders using carbon coated fumed silica
Dong et al. Synthesis of SiC nanowires via catalyst-free pyrolysis of silicon-containing carbon materials derived from a hybrid precursor
US4839150A (en) Production of silicon carbide
JPH02289497A (en) Manufacturing process for silicon carbide whisker and nucleating agent
US4963286A (en) Dispersions of silica in carbon and a method of making such dispersions
JPS61232269A (en) Manufacture of boron-containing silicon carbide powder
JPS6332724B2 (en)
JPH0613440B2 (en) Method for manufacturing silicon nitride whiskers
JPS599516B2 (en) Method for manufacturing silicon carbide whiskers
JPH0380759B2 (en)
JP2519347B2 (en) Carbide compound manufacturing method
JPS62265200A (en) Production of whisker of silicon carbide
JPS62162697A (en) Production of silicon carbide whisker
JPS62162695A (en) Production of silicon nitride whisker
JPH0522678B2 (en)
JPH0481544B2 (en)
JPS6346040B2 (en)
CN1182279C (en) Preparation of nano grade Sic/SiO2 by high silicon coal and whisker/fibre thereof
JPH034484B2 (en)
JPH0339988B2 (en)
Li et al. Effects of the addition of nano-MnO2 on in situ catalytic formation of carbon nanotubes during the coking of phenolic resin
JPH06115919A (en) Production of silicon carbide powder
JPS6335590B2 (en)
JPS5983922A (en) Preparation of silicon carbide powder