JPH0718521A - 窒化ほう素繊維およびその製造方法 - Google Patents
窒化ほう素繊維およびその製造方法Info
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- JPH0718521A JPH0718521A JP5148158A JP14815893A JPH0718521A JP H0718521 A JPH0718521 A JP H0718521A JP 5148158 A JP5148158 A JP 5148158A JP 14815893 A JP14815893 A JP 14815893A JP H0718521 A JPH0718521 A JP H0718521A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 六方晶および/またはターボストラティック
型窒化ほう素からなり、その結晶子径が10〜30オン
グストロームである窒化ほう素繊維。また、三塩化ほう
素等の三ハロゲン化ほう素とアセトニトリルやベンゾニ
トリル等のニトリル化合物との付加物と、ハロゲン化ア
ンモニウムあるいは一級アミンハロゲン化水素酸塩と
を、三ハロゲン化ほう素の存在下に125℃前後で加熱
して得られる窒化ほう素前駆体をN,N’-ジメチルホ
ルムアミド等の該前駆体可溶性溶媒に溶解した後、この
溶解液を紡糸し、次いで不活性ガス雰囲気下にて加熱処
理し、さらにはアンモニアガス雰囲気下で加熱処理して
当該窒化ほう素繊維を製造する。 【効果】 本発明の結晶子径が10〜30オングストロ
ームである窒化ほう素繊維は、炭素含有量が少なく且つ
高強度で熱による強度劣化を起こさない窒化ほう素繊維
である。また、工業的に有用なその製造方法を提供す
る。
型窒化ほう素からなり、その結晶子径が10〜30オン
グストロームである窒化ほう素繊維。また、三塩化ほう
素等の三ハロゲン化ほう素とアセトニトリルやベンゾニ
トリル等のニトリル化合物との付加物と、ハロゲン化ア
ンモニウムあるいは一級アミンハロゲン化水素酸塩と
を、三ハロゲン化ほう素の存在下に125℃前後で加熱
して得られる窒化ほう素前駆体をN,N’-ジメチルホ
ルムアミド等の該前駆体可溶性溶媒に溶解した後、この
溶解液を紡糸し、次いで不活性ガス雰囲気下にて加熱処
理し、さらにはアンモニアガス雰囲気下で加熱処理して
当該窒化ほう素繊維を製造する。 【効果】 本発明の結晶子径が10〜30オングストロ
ームである窒化ほう素繊維は、炭素含有量が少なく且つ
高強度で熱による強度劣化を起こさない窒化ほう素繊維
である。また、工業的に有用なその製造方法を提供す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は窒化ほう素繊維およびそ
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】窒化ほう素繊維は、化学的安定性,耐熱
性などに優れ、セラミックスや金属を母相とする複合材
料用強化繊維として有用である。
性などに優れ、セラミックスや金属を母相とする複合材
料用強化繊維として有用である。
【0003】これまで得られている六方晶あるいはター
ボストラティック型窒化ほう素繊維の結晶子径について
は、以下の2例が知られている。
ボストラティック型窒化ほう素繊維の結晶子径について
は、以下の2例が知られている。
【0004】R.Y.Linらは、酸化ほう素を溶融紡
糸した後、アンモニアガス中800℃に加熱した後、窒
素中2000℃まで加熱して窒化ほう素繊維を得た。そ
の結晶子径は焼成温度1700℃で48オングストロー
ム,2000℃で105オングストロームであった〔ア
プライド ポリマー シンポジウム(AppliedP
olymer Symposium),29,175−
188(1976).〕。
糸した後、アンモニアガス中800℃に加熱した後、窒
素中2000℃まで加熱して窒化ほう素繊維を得た。そ
の結晶子径は焼成温度1700℃で48オングストロー
ム,2000℃で105オングストロームであった〔ア
プライド ポリマー シンポジウム(AppliedP
olymer Symposium),29,175−
188(1976).〕。
【0005】D.A.Lindquistらは、アミノ
基により架橋したボラジン重合体のアンモニア溶液より
前駆体繊維を紡糸し、アンモニアガス中1200℃に加
熱した後、窒素中1650℃に加熱して窒化ほう素繊維
を得た。その結晶子径は120オングストロームであっ
た〔ケミストリー オブ マテリアルズ(Chemis
try of Materials),4,1,17−
19(1992).〕。
基により架橋したボラジン重合体のアンモニア溶液より
前駆体繊維を紡糸し、アンモニアガス中1200℃に加
熱した後、窒素中1650℃に加熱して窒化ほう素繊維
を得た。その結晶子径は120オングストロームであっ
た〔ケミストリー オブ マテリアルズ(Chemis
try of Materials),4,1,17−
19(1992).〕。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】窒化ほう素繊維を強化
用繊維として使用する場合、繊維の強度が高いことが求
められると同時に、該窒化ほう素繊維を用いて複合材料
を製造する過程,あるいは使用環境での高温状態におい
て、強度劣化を起こさないことが要求される。一般に、
セラミックス繊維の強度はその結晶子径に著しく依存
し、結晶子径の粗大化とともに強度は低下する。しかし
ながら、これまで結晶子径が小さい、具体的には30オ
ングストローム以下の窒化ほう素繊維を得ることはでき
なかった。
用繊維として使用する場合、繊維の強度が高いことが求
められると同時に、該窒化ほう素繊維を用いて複合材料
を製造する過程,あるいは使用環境での高温状態におい
て、強度劣化を起こさないことが要求される。一般に、
セラミックス繊維の強度はその結晶子径に著しく依存
し、結晶子径の粗大化とともに強度は低下する。しかし
ながら、これまで結晶子径が小さい、具体的には30オ
ングストローム以下の窒化ほう素繊維を得ることはでき
なかった。
【0007】従って、強化用窒化ほう素繊維には、その
結晶子径がより微細で、高温においても結晶子径の粗大
化を生じない窒化ほう素繊維およびその製造方法の確立
が強く望まれていた。
結晶子径がより微細で、高温においても結晶子径の粗大
化を生じない窒化ほう素繊維およびその製造方法の確立
が強く望まれていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、三ハロゲ
ン化ほう素とニトリル化合物の付加物と、ハロゲン化ア
ンモニウムまたは一級アミンハロゲン化水素酸塩との反
応生成物である窒化ほう素前駆体より紡糸した窒化ほう
素前駆体繊維を、特定条件下にて加熱処理することによ
り、結晶子径が微細で高温においても著しい粗大化を示
さない窒化ほう素繊維を見いだし、本発明を完成しここ
に提案するに至った。
ン化ほう素とニトリル化合物の付加物と、ハロゲン化ア
ンモニウムまたは一級アミンハロゲン化水素酸塩との反
応生成物である窒化ほう素前駆体より紡糸した窒化ほう
素前駆体繊維を、特定条件下にて加熱処理することによ
り、結晶子径が微細で高温においても著しい粗大化を示
さない窒化ほう素繊維を見いだし、本発明を完成しここ
に提案するに至った。
【0009】即ち、本発明は、六方晶および/またはタ
ーボストラティック型窒化ほう素からなり、その結晶子
径が10〜30オングストロームであることを特徴とす
る窒化ほう素繊維であり、他の発明は、三ハロゲン化ほ
う素とニトリル化合物との付加物と、ハロゲン化アンモ
ニウムあるいは一級アミンハロゲン化水素酸塩とを三ハ
ロゲン化ほう素の存在下に反応させて得られる窒化ほう
素前駆体を溶媒に溶解し、該溶解液を紡糸した後、不活
性ガス雰囲気下にて加熱処理し次いでアンモニアガス雰
囲気下で加熱処理することを特徴とする当該窒化ほう素
繊維の製造方法である。
ーボストラティック型窒化ほう素からなり、その結晶子
径が10〜30オングストロームであることを特徴とす
る窒化ほう素繊維であり、他の発明は、三ハロゲン化ほ
う素とニトリル化合物との付加物と、ハロゲン化アンモ
ニウムあるいは一級アミンハロゲン化水素酸塩とを三ハ
ロゲン化ほう素の存在下に反応させて得られる窒化ほう
素前駆体を溶媒に溶解し、該溶解液を紡糸した後、不活
性ガス雰囲気下にて加熱処理し次いでアンモニアガス雰
囲気下で加熱処理することを特徴とする当該窒化ほう素
繊維の製造方法である。
【0010】本発明の窒化ほう素繊維の結晶構造は六方
晶および/またはターボストラティック構造である。
晶および/またはターボストラティック構造である。
【0011】六方晶構造は、ほう素と窒素が結合してな
る六員環により構成される面が規則的に積層した構造で
ある。また、ターボストラティック構造は、ほう素と窒
素が結合してなる六員環により構成される面が、垂直方
向の規則性を有することなく積層した構造で、乱層構造
と表される場合もある。一般に、六方晶窒化ほう素とタ
ーボストラティック型窒化ほう素とは、粉末X線回折に
よる(110)面からの回折ピークなど、窒化ほう素結
晶のc軸に垂直な面内の対称性に起因する回折ピークの
有無により区別することができる。しかしながら、本発
明の窒化ほう素繊維の窒化ほう素のように結晶子径が非
常に微細な場合には、粉末X線回折による回折ピークの
幅が非常に広くなるため、(110)ピークなどの六方
晶構造とターボストラティック構造とを区別する回折ピ
ークを検出することが困難である。
る六員環により構成される面が規則的に積層した構造で
ある。また、ターボストラティック構造は、ほう素と窒
素が結合してなる六員環により構成される面が、垂直方
向の規則性を有することなく積層した構造で、乱層構造
と表される場合もある。一般に、六方晶窒化ほう素とタ
ーボストラティック型窒化ほう素とは、粉末X線回折に
よる(110)面からの回折ピークなど、窒化ほう素結
晶のc軸に垂直な面内の対称性に起因する回折ピークの
有無により区別することができる。しかしながら、本発
明の窒化ほう素繊維の窒化ほう素のように結晶子径が非
常に微細な場合には、粉末X線回折による回折ピークの
幅が非常に広くなるため、(110)ピークなどの六方
晶構造とターボストラティック構造とを区別する回折ピ
ークを検出することが困難である。
【0012】従って、本発明における窒化ほう素繊維は
六方晶窒化ほう素、またはターボストラティック型窒化
ほう素、あるいは六方晶窒化ほう素とターボストラティ
ック型窒化ほう素との混合物からなるといえる。尚、本
発明の窒化ほう素繊維は、約5%以下の炭素を含有して
もよい。炭素含有量が5%を越えると、該窒化ほう素繊
維を高温の酸化性雰囲気にさらしたときに炭素成分が燃
焼してボイド等が発生する傾向にあるため好ましくな
い。
六方晶窒化ほう素、またはターボストラティック型窒化
ほう素、あるいは六方晶窒化ほう素とターボストラティ
ック型窒化ほう素との混合物からなるといえる。尚、本
発明の窒化ほう素繊維は、約5%以下の炭素を含有して
もよい。炭素含有量が5%を越えると、該窒化ほう素繊
維を高温の酸化性雰囲気にさらしたときに炭素成分が燃
焼してボイド等が発生する傾向にあるため好ましくな
い。
【0013】本発明の窒化ほう素繊維を構成する窒化ほ
う素の結晶子径は、分解あるいは燃焼条件下にさらされ
ない限り、通常の状態では窒化ほう素繊維製造時または
使用時の熱履歴によらず10〜30オングストロームの
範囲に保たれる。
う素の結晶子径は、分解あるいは燃焼条件下にさらされ
ない限り、通常の状態では窒化ほう素繊維製造時または
使用時の熱履歴によらず10〜30オングストロームの
範囲に保たれる。
【0014】本発明における結晶子径は、窒化ほう素繊
維を構成する六方晶および/またはターボストラティッ
ク構造を有する窒化ほう素結晶のc軸方向の大きさを示
す。
維を構成する六方晶および/またはターボストラティッ
ク構造を有する窒化ほう素結晶のc軸方向の大きさを示
す。
【0015】上記結晶子径は、得られた窒化ほう素繊維
について、粉末X線回折おける回折ピークの広がりを測
定し、シェラー(Scherrer)の式〔B.D.C
ullity著,松村源太郎訳,”新版X線回折要論”
アグネ(1980).〕を用いて算出する。具体的に以
下説明する。
について、粉末X線回折おける回折ピークの広がりを測
定し、シェラー(Scherrer)の式〔B.D.C
ullity著,松村源太郎訳,”新版X線回折要論”
アグネ(1980).〕を用いて算出する。具体的に以
下説明する。
【0016】窒化ほう素繊維をめのう乳鉢で粉砕し、粉
末X線回折の試料とする。得られた粉末X線回折図よ
り、2θ=25°付近に現れる六方晶窒化ほう素の(0
02)面による回折ピークまたはターボストラティック
型窒化ほう素のほう素と窒素が結合してなる六員環が構
成する面による回折ピークの半値幅を求める。粉末X線
回折図に現れる回折ピークの半値幅には、X線源の幅な
どに起因する装置固有の広がりが含まれるのでWarr
enの方法(式1)により補正する。
末X線回折の試料とする。得られた粉末X線回折図よ
り、2θ=25°付近に現れる六方晶窒化ほう素の(0
02)面による回折ピークまたはターボストラティック
型窒化ほう素のほう素と窒素が結合してなる六員環が構
成する面による回折ピークの半値幅を求める。粉末X線
回折図に現れる回折ピークの半値幅には、X線源の幅な
どに起因する装置固有の広がりが含まれるのでWarr
enの方法(式1)により補正する。
【0017】 B2=(Bm)2−(Bs)2 (1) 〔ただし、Bは試料の結晶子径に依存する半値幅,Bm
は実際の測定により求められる試料の半値幅,Bsは標
準試料の半値幅(それぞれ単位はラジアン)を表す。〕 標準試料は十分大きな結晶子径、即ち、1000オング
ストローム以上の結晶子径を有すればよく、例えば高純
度シリコン粉末を使用することができる。シリコンを標
準試料とした場合、Bsは(111)面からの回折ピー
クの半値幅とする。
は実際の測定により求められる試料の半値幅,Bsは標
準試料の半値幅(それぞれ単位はラジアン)を表す。〕 標準試料は十分大きな結晶子径、即ち、1000オング
ストローム以上の結晶子径を有すればよく、例えば高純
度シリコン粉末を使用することができる。シリコンを標
準試料とした場合、Bsは(111)面からの回折ピー
クの半値幅とする。
【0018】Warrenの方法で補正して求めた六方
晶窒化ほう素の(002)面による回折ピークまたはタ
ーボストラティック型窒化ほう素のほう素と窒素が結合
してなる六員環が構成する面による回折ピークの半値幅
よりScherrerの式(式2)を用いて該窒化ほう
素繊維を構成する六方晶および/またはターボストラテ
ィック構造の窒化ほう素の結晶子径を求める。
晶窒化ほう素の(002)面による回折ピークまたはタ
ーボストラティック型窒化ほう素のほう素と窒素が結合
してなる六員環が構成する面による回折ピークの半値幅
よりScherrerの式(式2)を用いて該窒化ほう
素繊維を構成する六方晶および/またはターボストラテ
ィック構造の窒化ほう素の結晶子径を求める。
【0019】 t=0.9・λ/(B・cosθ) (2) 〔ただし、tは回折ピークの面方向の結晶子径,λは粉
末X線回折に用いるX線の波長で、単位は共にオングス
トロームである。また、BはWarrenの方法により
補正した試料の半値幅で単位はラジアンである。〕 次ぎに本発明の窒化ほう素繊維を得る方法について説明
する。
末X線回折に用いるX線の波長で、単位は共にオングス
トロームである。また、BはWarrenの方法により
補正した試料の半値幅で単位はラジアンである。〕 次ぎに本発明の窒化ほう素繊維を得る方法について説明
する。
【0020】本発明で用いる三ハロゲン化ほう素は、三
フッ化ほう素,三塩化ほう素,三臭化ほう素,三ヨウ化
ほう素等が挙げられ、特に制限なく用いることができ
る。
フッ化ほう素,三塩化ほう素,三臭化ほう素,三ヨウ化
ほう素等が挙げられ、特に制限なく用いることができ
る。
【0021】ニトリル化合物としては、ニトリル基を有
する公知の化合物が特に限定なく使用することができ
る。具体的にはアセトニトリル、プロピオニトリル、カ
プロニトリル、アクリロニトリル、クロトンニトリル、
トルニトリル、ベンゾニトリルなどが挙げられる。ニト
リル化合物に含まれる炭素数が多くなると、得られる窒
化ほう素前駆体に含まれる炭素が増大し、その結果加熱
処理により該窒化ほう素前駆体を窒化ほう素化する際の
脱離成分が増大するので、最終的に得られ窒化ほう素繊
維にボイドなどの欠陥が生じ易い傾向にある。従って、
アセトニトリル、アクリロニトリル等の炭素数の少ない
ニトリル化合物を使用することがより好ましい。
する公知の化合物が特に限定なく使用することができ
る。具体的にはアセトニトリル、プロピオニトリル、カ
プロニトリル、アクリロニトリル、クロトンニトリル、
トルニトリル、ベンゾニトリルなどが挙げられる。ニト
リル化合物に含まれる炭素数が多くなると、得られる窒
化ほう素前駆体に含まれる炭素が増大し、その結果加熱
処理により該窒化ほう素前駆体を窒化ほう素化する際の
脱離成分が増大するので、最終的に得られ窒化ほう素繊
維にボイドなどの欠陥が生じ易い傾向にある。従って、
アセトニトリル、アクリロニトリル等の炭素数の少ない
ニトリル化合物を使用することがより好ましい。
【0022】ハロゲン化アンモニウムまたは一級アミン
ハロゲン化水素酸塩としては、塩化アンモニウム、臭化
アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、フッ化アンモニウ
ム、メチルアミン塩酸塩、エチルアミン塩酸塩、プロピ
ルアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩、メチルアミン臭化水
素酸塩、アニリン臭化水素酸塩、メチルアミンヨウ化水
素酸塩、アニリンヨウ化水素酸塩等が具体的に挙げられ
る。上記ニトリル化合物と同じ理由によりできるだけ炭
素数が少ない方が好ましく、また入手し易さの点から塩
化アンモニウムや低級アルキルの一級アミン塩酸塩が好
適に利用される。
ハロゲン化水素酸塩としては、塩化アンモニウム、臭化
アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、フッ化アンモニウ
ム、メチルアミン塩酸塩、エチルアミン塩酸塩、プロピ
ルアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩、メチルアミン臭化水
素酸塩、アニリン臭化水素酸塩、メチルアミンヨウ化水
素酸塩、アニリンヨウ化水素酸塩等が具体的に挙げられ
る。上記ニトリル化合物と同じ理由によりできるだけ炭
素数が少ない方が好ましく、また入手し易さの点から塩
化アンモニウムや低級アルキルの一級アミン塩酸塩が好
適に利用される。
【0023】本発明の窒化ほう素繊維を得るためには、
先ず、上記三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物との付
加物を合成し、次いで該付加物とハロゲン化アンモニウ
ムあるいは一級アミンハロゲン化水素酸塩とを反応させ
ることにより窒化ほう素前駆体を合成する。
先ず、上記三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物との付
加物を合成し、次いで該付加物とハロゲン化アンモニウ
ムあるいは一級アミンハロゲン化水素酸塩とを反応させ
ることにより窒化ほう素前駆体を合成する。
【0024】三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物との
付加物とは、ニトリル基の窒素原子の非結合電子対にハ
ロゲン化ほう素が付加結合した生成物であり、三ハロゲ
ン化ほう素とニトリル化合物とは容易に反応して付加物
を生成する。
付加物とは、ニトリル基の窒素原子の非結合電子対にハ
ロゲン化ほう素が付加結合した生成物であり、三ハロゲ
ン化ほう素とニトリル化合物とは容易に反応して付加物
を生成する。
【0025】該付加物を生成させる方法は、特に限定さ
れない。例えば、室温において前記有機溶媒にニトリル
化合物を溶解した溶液に三ハロゲン化ほう素を滴下する
方法,有機溶媒にニトリル化合物を溶解し、次いで三ハ
ロゲン化ほう素を吹き込む方法,または有機溶媒に三ハ
ロゲン化ほう素を溶解し、次いでニトリル化合物を滴下
する方法などにより付加物を生成させることができる。
三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物とは容易に反応し
て付加物を生成するので反応直前に両者を接触させても
良い。
れない。例えば、室温において前記有機溶媒にニトリル
化合物を溶解した溶液に三ハロゲン化ほう素を滴下する
方法,有機溶媒にニトリル化合物を溶解し、次いで三ハ
ロゲン化ほう素を吹き込む方法,または有機溶媒に三ハ
ロゲン化ほう素を溶解し、次いでニトリル化合物を滴下
する方法などにより付加物を生成させることができる。
三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物とは容易に反応し
て付加物を生成するので反応直前に両者を接触させても
良い。
【0026】上記付加物とハロゲン化アンモニウムまた
は一級アミンハロゲン化水素酸塩とを反応させて窒化ほ
う素前駆体を生成させる時には三ハロゲン化ほう素を存
在させることが必須である。反応時に三ハロゲン化ほう
素が存在しない場合は本発明の窒化ほう素前駆体の収率
が低く、後述する紡糸時の紡糸用溶媒、例えばN,N-
ジメチルホルムアミド(以下DMFともいう)に不溶の
反応副生成物が生成してくる。
は一級アミンハロゲン化水素酸塩とを反応させて窒化ほ
う素前駆体を生成させる時には三ハロゲン化ほう素を存
在させることが必須である。反応時に三ハロゲン化ほう
素が存在しない場合は本発明の窒化ほう素前駆体の収率
が低く、後述する紡糸時の紡糸用溶媒、例えばN,N-
ジメチルホルムアミド(以下DMFともいう)に不溶の
反応副生成物が生成してくる。
【0027】該三ハロゲン化ほう素は、少なくとも三ハ
ロゲン化ほう素とニトリル化合物の付加物とハロゲン化
アンモニウムまたは一級アミンハロゲン化水素酸塩との
反応時に存在すれば良くその添加時期は問わない。例え
ば、ニトリル化合物と三ハロゲン化ほう素との付加物を
生成させる際に三ハロゲン化ほう素を過剰に用いて、未
反応の三ハロゲン化ほう素を付加物中に予め含有させて
おいても良い。
ロゲン化ほう素とニトリル化合物の付加物とハロゲン化
アンモニウムまたは一級アミンハロゲン化水素酸塩との
反応時に存在すれば良くその添加時期は問わない。例え
ば、ニトリル化合物と三ハロゲン化ほう素との付加物を
生成させる際に三ハロゲン化ほう素を過剰に用いて、未
反応の三ハロゲン化ほう素を付加物中に予め含有させて
おいても良い。
【0028】三ハロゲン化ほう素のニトリル化合物に対
する添加量は、モル比(三ハロゲン化ほう素/ニトリル
化合物)で1.05〜2.00の範囲より任意に選ぶこ
とができる。しかし、三ハロゲン化ほう素の添加量が少
ないとDMF不溶成分が生成し、また三ハロゲン化ほう
素添加量が多いと反応に寄与しない三ハロゲン化ほう素
が増大するので、より好ましいニトリル化合物に対する
三ハロゲン化ほう素の添加モル比は1.1〜1.5であ
る。このとき三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物は1
対1の付加物を生成するので、引き続いて付加物とハロ
ゲン化アンモニウム等とを反応させる時には、三ハロゲ
ン化ほう素が、付加物に対してモル比(三ハロゲン化ほ
う素/付加物)で0.1〜0.5の範囲で存在すること
になる。
する添加量は、モル比(三ハロゲン化ほう素/ニトリル
化合物)で1.05〜2.00の範囲より任意に選ぶこ
とができる。しかし、三ハロゲン化ほう素の添加量が少
ないとDMF不溶成分が生成し、また三ハロゲン化ほう
素添加量が多いと反応に寄与しない三ハロゲン化ほう素
が増大するので、より好ましいニトリル化合物に対する
三ハロゲン化ほう素の添加モル比は1.1〜1.5であ
る。このとき三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物は1
対1の付加物を生成するので、引き続いて付加物とハロ
ゲン化アンモニウム等とを反応させる時には、三ハロゲ
ン化ほう素が、付加物に対してモル比(三ハロゲン化ほ
う素/付加物)で0.1〜0.5の範囲で存在すること
になる。
【0029】また、反応溶媒に対するニトリル化合物の
濃度は特に限定されないが、0.1〜10mol/lの
範囲であることが好ましい。ニトリル化合物の濃度が
0.1mol/lよりも少ないと、得られる窒化ほう素
前駆体の量が少なく、効率的でないので好ましくない。
また、ニトリル化合物の濃度が10mol/lを越える
と、溶媒に対して固体として生成する付加物の量が多く
なりすぎ、付加物の生成が不均一になるので好ましくな
い。
濃度は特に限定されないが、0.1〜10mol/lの
範囲であることが好ましい。ニトリル化合物の濃度が
0.1mol/lよりも少ないと、得られる窒化ほう素
前駆体の量が少なく、効率的でないので好ましくない。
また、ニトリル化合物の濃度が10mol/lを越える
と、溶媒に対して固体として生成する付加物の量が多く
なりすぎ、付加物の生成が不均一になるので好ましくな
い。
【0030】ハロゲン化アンモニウムまたは一級アミン
ハロゲン化水素酸塩の添加量は、ニトリル化合物に対す
るモル比(ハロゲン化アンモニウムまたは一級アミンハ
ロゲン化水素酸塩/ニトリル化合物)で、0.67〜
1.5の範囲より選ぶことが好ましい。ハロゲン化アン
モニウムまたは一級アミンハロゲン化水素酸塩が多いと
DMFに不溶の成分が生成し、ニトリル化合物の方が多
いと未反応付加物の量が増大する傾向にあるので、より
好ましくは0.83〜1.2の範囲より選べば良い。
ハロゲン化水素酸塩の添加量は、ニトリル化合物に対す
るモル比(ハロゲン化アンモニウムまたは一級アミンハ
ロゲン化水素酸塩/ニトリル化合物)で、0.67〜
1.5の範囲より選ぶことが好ましい。ハロゲン化アン
モニウムまたは一級アミンハロゲン化水素酸塩が多いと
DMFに不溶の成分が生成し、ニトリル化合物の方が多
いと未反応付加物の量が増大する傾向にあるので、より
好ましくは0.83〜1.2の範囲より選べば良い。
【0031】本発明の窒化ほう素前駆体を合成するため
に用いる溶媒は特に限定されないが、反応生成物である
窒化ほう素前駆体を分離する際、反応副生成物であるボ
ラジン化合物を溶解して除去し易いことが好ましい。こ
のような観点から、ベンゼン,トルエン,キシレン,ク
ロロベンゼン等の非極性有機溶媒が好ましく選択され
る。
に用いる溶媒は特に限定されないが、反応生成物である
窒化ほう素前駆体を分離する際、反応副生成物であるボ
ラジン化合物を溶解して除去し易いことが好ましい。こ
のような観点から、ベンゼン,トルエン,キシレン,ク
ロロベンゼン等の非極性有機溶媒が好ましく選択され
る。
【0032】付加物とハロゲン化アンモニウムまたは一
級アミンハロゲン化水素酸塩を反応させるための加熱温
度は、一般に低温では反応に長時間を要し、高温ではD
MFに不溶な成分が増大し反応収率が低下する。従っ
て、加熱温度は100℃〜160℃の範囲より選べばよ
い。又、加熱時間は温度により異なるが3〜30時間の
範囲より選べばよい。
級アミンハロゲン化水素酸塩を反応させるための加熱温
度は、一般に低温では反応に長時間を要し、高温ではD
MFに不溶な成分が増大し反応収率が低下する。従っ
て、加熱温度は100℃〜160℃の範囲より選べばよ
い。又、加熱時間は温度により異なるが3〜30時間の
範囲より選べばよい。
【0033】上記加熱処理を行うことにより、窒化ほう
素前駆体が橙色ないし褐色の沈澱として生成する。
素前駆体が橙色ないし褐色の沈澱として生成する。
【0034】窒化ほう素前駆体を得るための反応装置と
しては、特に制限されない。しかしながら、三ハロゲン
化ほう素とニトリル化合物の付加物,窒化ほう素前駆体
ともに加水分解するため、反応系内は予め窒素ガスなど
により十分に乾燥しておくとともに、反応中も反応系外
より空気中の水分が侵入しないよう装置開放部には塩化
カルシウムなどの吸湿剤を配する必要がある。
しては、特に制限されない。しかしながら、三ハロゲン
化ほう素とニトリル化合物の付加物,窒化ほう素前駆体
ともに加水分解するため、反応系内は予め窒素ガスなど
により十分に乾燥しておくとともに、反応中も反応系外
より空気中の水分が侵入しないよう装置開放部には塩化
カルシウムなどの吸湿剤を配する必要がある。
【0035】この窒化ほう素前駆体より窒化ほう素前駆
体繊維を作製する方法は、公知の紡糸方法を制限なく用
いることができる。
体繊維を作製する方法は、公知の紡糸方法を制限なく用
いることができる。
【0036】例えば、湿式紡糸を行う場合には、該窒化
ほう素前駆体を可溶性溶媒に溶解して紡糸液を調製す
る。前駆体可溶性溶媒としては例えばDMF等をあげる
ことができる。該窒化ほう素前駆体をDMFに溶解する
ことにより、橙色ないしは褐色で透明な紡糸液が得られ
る。紡糸液の好ましい濃度範囲は、紡糸方法にもよる
が、0.01〜3.0g/mlであり、そのときの粘性
率は10〜100000ポアズである。
ほう素前駆体を可溶性溶媒に溶解して紡糸液を調製す
る。前駆体可溶性溶媒としては例えばDMF等をあげる
ことができる。該窒化ほう素前駆体をDMFに溶解する
ことにより、橙色ないしは褐色で透明な紡糸液が得られ
る。紡糸液の好ましい濃度範囲は、紡糸方法にもよる
が、0.01〜3.0g/mlであり、そのときの粘性
率は10〜100000ポアズである。
【0037】得られる紡糸液より窒化ほう素前駆体繊維
を紡糸する方法は、広く公知の方法を用いることがで
る。例えば、紡糸液を入れた小孔を有する容器を回転さ
せることにより、遠心力を利用して紡糸液を吐出させる
方法、小孔よりガス圧により紡糸液を吐出させる方法、
小孔よりギヤーポンプを用いて紡糸液を吐出させる方法
などを用いて窒化ほう素前駆体繊維を紡糸することがで
きる。
を紡糸する方法は、広く公知の方法を用いることがで
る。例えば、紡糸液を入れた小孔を有する容器を回転さ
せることにより、遠心力を利用して紡糸液を吐出させる
方法、小孔よりガス圧により紡糸液を吐出させる方法、
小孔よりギヤーポンプを用いて紡糸液を吐出させる方法
などを用いて窒化ほう素前駆体繊維を紡糸することがで
きる。
【0038】このようにして得られる窒化ほう素前駆体
繊維を加熱処理することにより、窒化ほう素繊維が得ら
れる。本発明の結晶子径が10〜30オングストローム
である窒化ほう素からなる窒化ほう素繊維を製造するた
めには、先ず不活性ガス雰囲気下で加熱処理(以下、不
活性ガス下熱処理という)を行い、次いでアンモニア雰
囲気下で加熱処理(以下、アンモニア下熱処理という)
を行うことが必須である。不活性ガス下熱処理だけを行
うと窒化ほう素前駆体由来の炭素を除くことができず、
得られる繊維は黒色を呈する。又、アンモニア下熱処理
だけを行うと、得られる窒化ほう素繊維の窒化ほう素の
結晶子径が粗大化するとともに、繊維表面に欠陥,傷が
生成し、高強度な窒化ほう素繊維が得られない。
繊維を加熱処理することにより、窒化ほう素繊維が得ら
れる。本発明の結晶子径が10〜30オングストローム
である窒化ほう素からなる窒化ほう素繊維を製造するた
めには、先ず不活性ガス雰囲気下で加熱処理(以下、不
活性ガス下熱処理という)を行い、次いでアンモニア雰
囲気下で加熱処理(以下、アンモニア下熱処理という)
を行うことが必須である。不活性ガス下熱処理だけを行
うと窒化ほう素前駆体由来の炭素を除くことができず、
得られる繊維は黒色を呈する。又、アンモニア下熱処理
だけを行うと、得られる窒化ほう素繊維の窒化ほう素の
結晶子径が粗大化するとともに、繊維表面に欠陥,傷が
生成し、高強度な窒化ほう素繊維が得られない。
【0039】不活性ガス下熱処理における雰囲気ガスと
しては、窒素,アルゴン,ヘリウム等を用いることがで
きる。不活性ガス下熱処理における加熱処理温度は、1
00〜600℃の範囲より任意に選ぶことができる。1
00℃より低い温度で加熱処理を行うと、この不活性ガ
ス下熱処理の後に行うアンモニア下熱処理において、窒
化ほう素の結晶子径が増大してしまい本発明の結晶子径
の小さい窒化ほう素繊維は得られない。また、600℃
より高い温度で加熱処理を行うと、前駆体由来の炭素が
黒鉛化し易くなり、これを除去することが困難となる。
その結果、窒化ほう素繊維中に5〜15重量%の炭素が
残存してしまう。
しては、窒素,アルゴン,ヘリウム等を用いることがで
きる。不活性ガス下熱処理における加熱処理温度は、1
00〜600℃の範囲より任意に選ぶことができる。1
00℃より低い温度で加熱処理を行うと、この不活性ガ
ス下熱処理の後に行うアンモニア下熱処理において、窒
化ほう素の結晶子径が増大してしまい本発明の結晶子径
の小さい窒化ほう素繊維は得られない。また、600℃
より高い温度で加熱処理を行うと、前駆体由来の炭素が
黒鉛化し易くなり、これを除去することが困難となる。
その結果、窒化ほう素繊維中に5〜15重量%の炭素が
残存してしまう。
【0040】不活性ガス雰囲気下での窒化ほう素前駆体
繊維の加熱処理を行う加熱装置は、雰囲気を制御するた
めのチャンバーあるいは炉心管を有するものであれば良
く、電気炉,ガス炉など公知の加熱装置のが特に制限な
く用いられる。加熱処理方法としては、一度に一定量の
窒化ほう素前駆体繊維を加熱処理するバッチ式加熱処
理,及び連続した窒化ほう素前駆体繊維を予め加熱処理
温度に加熱した加熱装置に順次送り込んで加熱処理し、
加熱処理した繊維を巻き取って回収する連続式加熱処理
があり、本発明においてはいずれの加熱処理方法を用い
てもよい。
繊維の加熱処理を行う加熱装置は、雰囲気を制御するた
めのチャンバーあるいは炉心管を有するものであれば良
く、電気炉,ガス炉など公知の加熱装置のが特に制限な
く用いられる。加熱処理方法としては、一度に一定量の
窒化ほう素前駆体繊維を加熱処理するバッチ式加熱処
理,及び連続した窒化ほう素前駆体繊維を予め加熱処理
温度に加熱した加熱装置に順次送り込んで加熱処理し、
加熱処理した繊維を巻き取って回収する連続式加熱処理
があり、本発明においてはいずれの加熱処理方法を用い
てもよい。
【0041】不活性ガス雰囲気下でバッチ式加熱処理を
行う場合には、加熱処理温度に予め昇温された加熱処理
装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れて加熱処理を行う
か、加熱処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れた後に
昇温して加熱処理温度に到達させて加熱処理を行うこと
ができる。ただし、窒化ほう素前駆体繊維が急激に加熱
されると、溶媒であるDMFの蒸発,熱分解生成物の脱
離が急激に起こり、得られる窒化ほう素繊維にボイド,
亀裂などの欠陥が生じ強度の低下を招くことがある。そ
のため、加熱処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を設置し
た後徐々に昇温して加熱処理温度の到達させる方法によ
り加熱処理を行うことが好ましく、その場合の昇温速度
を20℃/min以下とすることがより好ましい。
行う場合には、加熱処理温度に予め昇温された加熱処理
装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れて加熱処理を行う
か、加熱処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れた後に
昇温して加熱処理温度に到達させて加熱処理を行うこと
ができる。ただし、窒化ほう素前駆体繊維が急激に加熱
されると、溶媒であるDMFの蒸発,熱分解生成物の脱
離が急激に起こり、得られる窒化ほう素繊維にボイド,
亀裂などの欠陥が生じ強度の低下を招くことがある。そ
のため、加熱処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を設置し
た後徐々に昇温して加熱処理温度の到達させる方法によ
り加熱処理を行うことが好ましく、その場合の昇温速度
を20℃/min以下とすることがより好ましい。
【0042】加熱処理温度における保持時間は0〜10
時間の範囲より任意に選ぶことができる。保持時間が0
時間とは、窒化ほう素前駆体繊維が加熱処理温度に達し
た直後に、加熱装置を降温するか、窒化ほう素前駆体繊
維を加熱装置から取り出すなどして加熱処理を終了する
ことを意味する。
時間の範囲より任意に選ぶことができる。保持時間が0
時間とは、窒化ほう素前駆体繊維が加熱処理温度に達し
た直後に、加熱装置を降温するか、窒化ほう素前駆体繊
維を加熱装置から取り出すなどして加熱処理を終了する
ことを意味する。
【0043】不活性ガス雰囲気下での連続式加熱処理の
場合も窒化ほう素前駆体繊維が急激に加熱されると欠陥
の生成により得られる窒化ほう素繊維の強度が低下する
場合があるので、20℃/min以下の昇温速度で所定
の熱処理温度まで昇温加熱することが好ましい。また、
加熱処理温度における保持時間は、0〜10時間の範囲
より選べば良い。連続式加熱処理の場合には、窒化ほう
素前駆体繊維の供給速度,加熱処理を終えた繊維の巻き
取り速度,加熱装置の均熱部分の長さ,加熱装置の温度
勾配などにより、窒化ほう素前駆体繊維の昇温速度およ
び加熱処理温度における保持時間を制御することができ
る。
場合も窒化ほう素前駆体繊維が急激に加熱されると欠陥
の生成により得られる窒化ほう素繊維の強度が低下する
場合があるので、20℃/min以下の昇温速度で所定
の熱処理温度まで昇温加熱することが好ましい。また、
加熱処理温度における保持時間は、0〜10時間の範囲
より選べば良い。連続式加熱処理の場合には、窒化ほう
素前駆体繊維の供給速度,加熱処理を終えた繊維の巻き
取り速度,加熱装置の均熱部分の長さ,加熱装置の温度
勾配などにより、窒化ほう素前駆体繊維の昇温速度およ
び加熱処理温度における保持時間を制御することができ
る。
【0044】不活性ガス下熱処理における加熱処理雰囲
気は、加熱処理時はもちろんのこと、加熱処理温度に到
達するまでの昇温過程,加熱処理温度における保持過
程,加熱処理終了後の降温過程の何れの過程において
も、即ち、窒化ほう素前駆体繊維が不活性ガス雰囲気で
の加熱装置のチャンバー,炉心管などの中にあるうち
は、不活性ガス雰囲気とするのが好ましい。不活性ガス
雰囲気とするためには、不活性ガスで置換した加熱装置
のチャンバー,炉心管などを密閉するか、あるいは加熱
装置のチャンバー、炉心管などに不活性ガスを流通させ
ればよい。
気は、加熱処理時はもちろんのこと、加熱処理温度に到
達するまでの昇温過程,加熱処理温度における保持過
程,加熱処理終了後の降温過程の何れの過程において
も、即ち、窒化ほう素前駆体繊維が不活性ガス雰囲気で
の加熱装置のチャンバー,炉心管などの中にあるうち
は、不活性ガス雰囲気とするのが好ましい。不活性ガス
雰囲気とするためには、不活性ガスで置換した加熱装置
のチャンバー,炉心管などを密閉するか、あるいは加熱
装置のチャンバー、炉心管などに不活性ガスを流通させ
ればよい。
【0045】不活性ガス下熱処理に続くアンモニア下熱
処理の温度は、600〜1300℃の範囲より任意に選
ぶことができる。アンモニア下熱処理を600℃より低
い温度で行うと、前駆体由来の炭素が十分に除去され
ず、窒化ほう素繊維中に5〜15重量%の炭素が残存し
てしまう。また、600〜1300℃の温度で加熱処理
することにより、前駆体由来の炭素はほぼ分解除去され
るので、アンモニア下熱処理を1300℃より高温で行
う必要は特にない。
処理の温度は、600〜1300℃の範囲より任意に選
ぶことができる。アンモニア下熱処理を600℃より低
い温度で行うと、前駆体由来の炭素が十分に除去され
ず、窒化ほう素繊維中に5〜15重量%の炭素が残存し
てしまう。また、600〜1300℃の温度で加熱処理
することにより、前駆体由来の炭素はほぼ分解除去され
るので、アンモニア下熱処理を1300℃より高温で行
う必要は特にない。
【0046】アンモニアガス雰囲気下での窒化ほう素前
駆体繊維の加熱処理を行う加熱装置は、雰囲気を制御す
るためのチャンバーあるいは炉心管を有するものであれ
ば良く、電気炉,ガス炉など公知の加熱装置のが特に制
限なく用いられる。加熱処理方法としては、不活性ガス
雰囲気下での加熱処理と同様にバッチ式加熱処理あるい
は連続式加熱処理のいずれの加熱処理方法を用いてもよ
い。
駆体繊維の加熱処理を行う加熱装置は、雰囲気を制御す
るためのチャンバーあるいは炉心管を有するものであれ
ば良く、電気炉,ガス炉など公知の加熱装置のが特に制
限なく用いられる。加熱処理方法としては、不活性ガス
雰囲気下での加熱処理と同様にバッチ式加熱処理あるい
は連続式加熱処理のいずれの加熱処理方法を用いてもよ
い。
【0047】アンモニアガス雰囲気下でバッチ式加熱処
理を行う場合には、加熱処理温度に予め昇温された加熱
処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れて加熱処理を行
うか、加熱処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れた後
に昇温して加熱処理温度に到達させて加熱処理を行う。
ただし、窒化ほう素前駆体繊維が急激に加熱されると、
熱分解生成物の脱離が急激に起こり、得られる窒化ほう
素繊維にボイド,亀裂などの欠陥が生じ強度の低下を招
くことがある。そのため、加熱処理装置に窒化ほう素前
駆体繊維を設置した後徐々に昇温して加熱処理温度に到
達させる方法により加熱処理を行うことが好ましく、そ
の場合の昇温速度を20℃/min以下とすることがよ
り好ましい。
理を行う場合には、加熱処理温度に予め昇温された加熱
処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れて加熱処理を行
うか、加熱処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れた後
に昇温して加熱処理温度に到達させて加熱処理を行う。
ただし、窒化ほう素前駆体繊維が急激に加熱されると、
熱分解生成物の脱離が急激に起こり、得られる窒化ほう
素繊維にボイド,亀裂などの欠陥が生じ強度の低下を招
くことがある。そのため、加熱処理装置に窒化ほう素前
駆体繊維を設置した後徐々に昇温して加熱処理温度に到
達させる方法により加熱処理を行うことが好ましく、そ
の場合の昇温速度を20℃/min以下とすることがよ
り好ましい。
【0048】加熱処理温度における保持時間は、加熱処
理を行う窒化ほう素前駆体繊維の量にもよるが0〜10
時間の範囲より任意に選ぶことができる。保持時間が0
時間とは、窒化ほう素前駆体繊維が加熱処理温度に達し
た直後に、加熱装置を降温するか、窒化ほう素前駆体繊
維を加熱装置から取り出して加熱処理を終了することを
意味する。
理を行う窒化ほう素前駆体繊維の量にもよるが0〜10
時間の範囲より任意に選ぶことができる。保持時間が0
時間とは、窒化ほう素前駆体繊維が加熱処理温度に達し
た直後に、加熱装置を降温するか、窒化ほう素前駆体繊
維を加熱装置から取り出して加熱処理を終了することを
意味する。
【0049】アンモニアガス雰囲気下での連続式加熱処
理の場合も、窒化ほう素繊維を急激に加熱すると欠陥の
生成により得られる窒化ほう素繊維の強度が低下する場
合があるので、20℃/min以下の昇温速度で所定加
熱処理温度まで昇温加熱することが好ましい。また、加
熱処理温度における保持時間は、加熱処理を行う窒化ほ
う素前駆体繊維の量にもよるが0〜10時間の範囲より
選べば良い。連続式加熱処理の場合には、窒化ほう素前
駆体繊維の供給速度,加熱処理を終えた繊維の巻き取り
速度,加熱装置の均熱部分の長さ,加熱装置の温度勾配
などにより、窒化ほう素前駆体繊維の昇温速度および加
熱処理温度における保持時間を制御することができる。
理の場合も、窒化ほう素繊維を急激に加熱すると欠陥の
生成により得られる窒化ほう素繊維の強度が低下する場
合があるので、20℃/min以下の昇温速度で所定加
熱処理温度まで昇温加熱することが好ましい。また、加
熱処理温度における保持時間は、加熱処理を行う窒化ほ
う素前駆体繊維の量にもよるが0〜10時間の範囲より
選べば良い。連続式加熱処理の場合には、窒化ほう素前
駆体繊維の供給速度,加熱処理を終えた繊維の巻き取り
速度,加熱装置の均熱部分の長さ,加熱装置の温度勾配
などにより、窒化ほう素前駆体繊維の昇温速度および加
熱処理温度における保持時間を制御することができる。
【0050】アンモニア下熱処理における加熱処理雰囲
気は、加熱処理温度での加熱処理時はもちろん、加熱処
理温度に到達するまでの昇温過程,加熱処理温度におけ
る保持過程,加熱処理終了後の降温過程の何れの過程に
おいても、即ち、窒化ほう素前駆体繊維がアンモニア雰
囲気での加熱装置のチャンバー,炉心管などの中にある
うちは、アンモニアガス雰囲気とするのが好ましい。ア
ンモニアガス雰囲気とするためには、アンモニアガスで
置換した加熱装置のチャンバー,炉心管などを密閉する
か、あるいは加熱装置のチャンバー、炉心管などにアン
モニアガスを流通させればよい。
気は、加熱処理温度での加熱処理時はもちろん、加熱処
理温度に到達するまでの昇温過程,加熱処理温度におけ
る保持過程,加熱処理終了後の降温過程の何れの過程に
おいても、即ち、窒化ほう素前駆体繊維がアンモニア雰
囲気での加熱装置のチャンバー,炉心管などの中にある
うちは、アンモニアガス雰囲気とするのが好ましい。ア
ンモニアガス雰囲気とするためには、アンモニアガスで
置換した加熱装置のチャンバー,炉心管などを密閉する
か、あるいは加熱装置のチャンバー、炉心管などにアン
モニアガスを流通させればよい。
【0051】本発明では、先ず不活性ガス雰囲気下で加
熱処理を行い、次いでアンモニア雰囲気下で加熱処理を
行う。その加熱処理雰囲気の切り替え方法としては、先
ず、不活性ガス雰囲気下での加熱処理を行い、不活性ガ
ス雰囲気下での加熱処理が終了した時点で雰囲気ガスを
アンモニアに切り替えて引き続きアンモニアガス雰囲気
下での加熱処理を行っても良いし、加熱装置を降温する
か、加熱装置より窒化ほう素繊維を取り出すこと等によ
り不活性ガス雰囲気下での加熱処理を終了し、改めてア
ンモニアガス雰囲気下での加熱処理を行っても良い。
熱処理を行い、次いでアンモニア雰囲気下で加熱処理を
行う。その加熱処理雰囲気の切り替え方法としては、先
ず、不活性ガス雰囲気下での加熱処理を行い、不活性ガ
ス雰囲気下での加熱処理が終了した時点で雰囲気ガスを
アンモニアに切り替えて引き続きアンモニアガス雰囲気
下での加熱処理を行っても良いし、加熱装置を降温する
か、加熱装置より窒化ほう素繊維を取り出すこと等によ
り不活性ガス雰囲気下での加熱処理を終了し、改めてア
ンモニアガス雰囲気下での加熱処理を行っても良い。
【0052】
【発明の効果】本発明の結晶子径が10〜30オングス
トロームの範囲にある窒化ほう素繊維は、炭素含有量が
少なく且つ高強度の、しかも熱履歴の影響をほとんど受
けず、従って、熱による強度劣化を起こさない窒化ほう
素繊維である。また、工業的に有用な当該窒化ほう素繊
維の製造技術も提供する。
トロームの範囲にある窒化ほう素繊維は、炭素含有量が
少なく且つ高強度の、しかも熱履歴の影響をほとんど受
けず、従って、熱による強度劣化を起こさない窒化ほう
素繊維である。また、工業的に有用な当該窒化ほう素繊
維の製造技術も提供する。
【0053】
【実施例】以下実施例を用いて本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらに何等限定されるものではない。特
に、繊維の強度は結晶子径の他に、紡糸方法、紡糸条件
の違いによっても大きく左右される。従って、同一紡糸
方法、条件で作製した場合の結晶子径の変化及びその時
の強度の変化が意味を持つ。
が、本発明はこれらに何等限定されるものではない。特
に、繊維の強度は結晶子径の他に、紡糸方法、紡糸条件
の違いによっても大きく左右される。従って、同一紡糸
方法、条件で作製した場合の結晶子径の変化及びその時
の強度の変化が意味を持つ。
【0054】実施例1 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを連結したデュ
ワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管を
それぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コール
ドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口に
塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素を
毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した後、
無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン30
0ml及びアセトニトリル16.4gを加えた。2つの
コールドフィンガーにドライアイス−アセトンを満た
し、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに直接
取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素60g
を2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色の三
塩化ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三塩化
ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り付け
たコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩乾燥
した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この懸濁液
を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発生がほと
んどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した沈澱を濾
別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、減圧乾燥し
て窒化ほう素前駆体24g(収率83%)を得た。
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを連結したデュ
ワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管を
それぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コール
ドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口に
塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素を
毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した後、
無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン30
0ml及びアセトニトリル16.4gを加えた。2つの
コールドフィンガーにドライアイス−アセトンを満た
し、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに直接
取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素60g
を2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色の三
塩化ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三塩化
ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り付け
たコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩乾燥
した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この懸濁液
を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発生がほと
んどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した沈澱を濾
別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、減圧乾燥し
て窒化ほう素前駆体24g(収率83%)を得た。
【0055】この窒化ほう素前駆体10gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
【0056】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理を行い、400℃に到達した後に室温ま
で冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速
度2℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱
処理を行い、1000℃に到達した後に室温まで冷却し
た。この結果、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維
を得た。
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理を行い、400℃に到達した後に室温ま
で冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速
度2℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱
処理を行い、1000℃に到達した後に室温まで冷却し
た。この結果、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維
を得た。
【0057】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.2オングストロームであっ
た。この窒化ほう素繊維の引張り強度は191MPaで
あった。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素
含有量は1.4重量%であった。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.2オングストロームであっ
た。この窒化ほう素繊維の引張り強度は191MPaで
あった。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素
含有量は1.4重量%であった。
【0058】得られた窒化ほう素繊維を、別途窒素気流
中,昇温速度2℃/minで室温から1600℃まで昇
温し、次いで1600℃で1時間保持して加熱処理を行
い、その後室温まで冷却した。粉末X線回折の結果、該
窒化ほう素繊維を構成する結晶相としては、六方晶ある
いはターボストラティック型窒化ほう素のみが検出され
た。この窒化ほう素結晶の結晶子径は19.8オングス
トロームであり、高温加熱しても結晶子径の変化はわず
かであることが分かる。また、この窒化ほう素繊維の引
張り強度は194MPaであった。燃焼法により求めた
この窒化ほう素繊維の炭素含有量は0.7重量%であっ
た。
中,昇温速度2℃/minで室温から1600℃まで昇
温し、次いで1600℃で1時間保持して加熱処理を行
い、その後室温まで冷却した。粉末X線回折の結果、該
窒化ほう素繊維を構成する結晶相としては、六方晶ある
いはターボストラティック型窒化ほう素のみが検出され
た。この窒化ほう素結晶の結晶子径は19.8オングス
トロームであり、高温加熱しても結晶子径の変化はわず
かであることが分かる。また、この窒化ほう素繊維の引
張り強度は194MPaであった。燃焼法により求めた
この窒化ほう素繊維の炭素含有量は0.7重量%であっ
た。
【0059】得られた窒化ほう素繊維を、同様に別途窒
素気流中,昇温速度2℃/minで室温から2000℃
まで昇温し、次いで2000℃で1時間保持して加熱処
理を行い、その後室温まで冷却した。粉末X線回折の結
果、該窒化ほう素繊維を構成する結晶相としては、六方
晶あるいはターボストラティック型窒化ほう素のみが検
出された。この窒化ほう素結晶の結晶子径は21.6オ
ングストロームであり、更に高温で加熱しても結晶子径
は大きく変化しないことが分かる。この窒化ほう素繊維
の引張り強度は202MPaであった。燃焼法により求
めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有量は0.7重量%で
あった。
素気流中,昇温速度2℃/minで室温から2000℃
まで昇温し、次いで2000℃で1時間保持して加熱処
理を行い、その後室温まで冷却した。粉末X線回折の結
果、該窒化ほう素繊維を構成する結晶相としては、六方
晶あるいはターボストラティック型窒化ほう素のみが検
出された。この窒化ほう素結晶の結晶子径は21.6オ
ングストロームであり、更に高温で加熱しても結晶子径
は大きく変化しないことが分かる。この窒化ほう素繊維
の引張り強度は202MPaであった。燃焼法により求
めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有量は0.7重量%で
あった。
【0060】実施例2 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から40
0℃まで昇温して加熱処理し、400℃に到達した後に
室温まで冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,
昇温速度2℃/minで室温から800℃まで昇温して
加熱処理し、800℃に到達した後に室温まで冷却し
た。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から40
0℃まで昇温して加熱処理し、400℃に到達した後に
室温まで冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,
昇温速度2℃/minで室温から800℃まで昇温して
加熱処理し、800℃に到達した後に室温まで冷却し
た。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
【0061】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は16.4オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.8重量%であった。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は16.4オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.8重量%であった。
【0062】実施例3 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から40
0℃まで昇温して加熱処理し、400℃に到達した後に
室温まで冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,
昇温速度2℃/minで室温から1200℃まで昇温し
て加熱処理し、1200℃に到達した後に室温まで冷却
した。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から40
0℃まで昇温して加熱処理し、400℃に到達した後に
室温まで冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,
昇温速度2℃/minで室温から1200℃まで昇温し
て加熱処理し、1200℃に到達した後に室温まで冷却
した。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
【0063】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は18.3オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.1重量%であった。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は18.3オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.1重量%であった。
【0064】実施例4 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から20
0℃まで昇温して加熱処理し、200℃に到達した後に
室温まで冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,
昇温速度2℃/minで室温から1000℃まで昇温し
て加熱処理し、1000℃に到達した後に室温まで冷却
した。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から20
0℃まで昇温して加熱処理し、200℃に到達した後に
室温まで冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,
昇温速度2℃/minで室温から1000℃まで昇温し
て加熱処理し、1000℃に到達した後に室温まで冷却
した。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
【0065】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.5オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.5重量%であった。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.5オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.5重量%であった。
【0066】実施例5 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三臭化ほう素128gを入れた滴下ロート,
残りの側管に玉入冷却管を取り付けた。玉入冷却管の出
口に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒
素を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びアセトニトリル16.4gを加えた。ス
ターラーで攪はんしながら、滴下ロートより三臭化ほう
素を2時間かけて滴下した。これにより、白色の三臭化
ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三臭化ほう
素を滴下し終えた後、三口フラスコに取り付けた滴下ロ
ートを取り外し、110℃で一晩乾燥した塩化アンモニ
ウム21.5gを加えた。この懸濁液を125℃に8時
間加熱した後、濾別、クロロベンゼン100mlによる
洗浄、減圧乾燥を行って褐色沈澱48g(収率80%)
を得た。
管の一つに三臭化ほう素128gを入れた滴下ロート,
残りの側管に玉入冷却管を取り付けた。玉入冷却管の出
口に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒
素を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びアセトニトリル16.4gを加えた。ス
ターラーで攪はんしながら、滴下ロートより三臭化ほう
素を2時間かけて滴下した。これにより、白色の三臭化
ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三臭化ほう
素を滴下し終えた後、三口フラスコに取り付けた滴下ロ
ートを取り外し、110℃で一晩乾燥した塩化アンモニ
ウム21.5gを加えた。この懸濁液を125℃に8時
間加熱した後、濾別、クロロベンゼン100mlによる
洗浄、減圧乾燥を行って褐色沈澱48g(収率80%)
を得た。
【0067】この窒化ほう素前駆体15gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
【0068】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
【0069】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は16.8オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.5重量%であった。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は16.8オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.5重量%であった。
【0070】実施例6 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つにアセトニトリル16.4gを入れた滴下ロー
ト,残りの側管に玉入冷却管を取り付けた。玉入冷却管
の出口に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾
燥窒素を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥
した後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベン
ゼン300ml及び三よう化ほう素200gを加えた。
スターラーで攪はんしながら、滴下ロートよりアセトニ
トリルを2時間かけて滴下した。これにより、白色の三
よう化ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三よ
う化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り
付けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩
乾燥した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この懸
濁液を125℃に8時間加熱した後、濾別、クロロベン
ゼン100mlによる洗浄、減圧乾燥を行って褐色沈澱
65g(収率79%)を得た。
管の一つにアセトニトリル16.4gを入れた滴下ロー
ト,残りの側管に玉入冷却管を取り付けた。玉入冷却管
の出口に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾
燥窒素を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥
した後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベン
ゼン300ml及び三よう化ほう素200gを加えた。
スターラーで攪はんしながら、滴下ロートよりアセトニ
トリルを2時間かけて滴下した。これにより、白色の三
よう化ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三よ
う化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り
付けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩
乾燥した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この懸
濁液を125℃に8時間加熱した後、濾別、クロロベン
ゼン100mlによる洗浄、減圧乾燥を行って褐色沈澱
65g(収率79%)を得た。
【0071】この窒化ほう素前駆体20gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
【0072】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
【0073】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.5オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.6重量%であった。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.5オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.6重量%であった。
【0074】実施例7 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデ
ュワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管
をそれぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コー
ルドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口
に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素
を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びアセトニトリル16.4gを加えた。2
つのコールドフィンガーにドライアイス−アセトンを満
たし、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに直
接取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素60
gを2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色の
三塩化ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三塩
化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り付
けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩乾
燥したモノメチルアミン塩酸塩27.2gを加えた。こ
の懸濁液を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発
生がほとんどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した
沈澱を濾別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、次
いで減圧乾燥して窒化ほう素前駆体25g(収率80
%)を得た。
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデ
ュワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管
をそれぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コー
ルドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口
に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素
を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びアセトニトリル16.4gを加えた。2
つのコールドフィンガーにドライアイス−アセトンを満
たし、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに直
接取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素60
gを2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色の
三塩化ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三塩
化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り付
けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩乾
燥したモノメチルアミン塩酸塩27.2gを加えた。こ
の懸濁液を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発
生がほとんどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した
沈澱を濾別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、次
いで減圧乾燥して窒化ほう素前駆体25g(収率80
%)を得た。
【0075】この窒化ほう素前駆体10gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
【0076】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
【0077】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は18.1オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.6重量%であった。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は18.1オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.6重量%であった。
【0078】実施例8 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデ
ュワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管
をそれぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コー
ルドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口
に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素
を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びベンゾニトリル41.2gを加えた。2
つのコールドフィンガーにドライアイス−アセトンを満
たし、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに直
接取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素60
gを2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色の
三塩化ほう素−ベンゾニトリル付加物が生成した。三塩
化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り付
けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩乾
燥した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この懸濁
液を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発生がほ
とんどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した沈澱を
濾別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、次いで減
圧乾燥して窒化ほう素前駆体27g(収率79%)を得
た。
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデ
ュワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管
をそれぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コー
ルドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口
に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素
を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びベンゾニトリル41.2gを加えた。2
つのコールドフィンガーにドライアイス−アセトンを満
たし、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに直
接取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素60
gを2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色の
三塩化ほう素−ベンゾニトリル付加物が生成した。三塩
化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り付
けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩乾
燥した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この懸濁
液を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発生がほ
とんどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した沈澱を
濾別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、次いで減
圧乾燥して窒化ほう素前駆体27g(収率79%)を得
た。
【0079】この窒化ほう素前駆体10gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
【0080】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
【0081】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.6オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は2.1重量%であった。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.6オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は2.1重量%であった。
【0082】実施例9 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデ
ュワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管
をそれぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コー
ルドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口
に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素
を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びアクリロニトリル41.2gを加えた。
2つのコールドフィンガーにドライアイス−アセトンを
満たし、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに
直接取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素6
0gを2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色
の三塩化ほう素−アクリロニトリル付加物が生成した。
三塩化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取
り付けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一
晩乾燥した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この
懸濁液を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発生
がほとんどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した沈
澱を濾別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、次い
で減圧乾燥して窒化ほう素前駆体24g(収率77%)
を得た。
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデ
ュワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管
をそれぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コー
ルドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口
に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素
を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びアクリロニトリル41.2gを加えた。
2つのコールドフィンガーにドライアイス−アセトンを
満たし、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに
直接取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素6
0gを2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色
の三塩化ほう素−アクリロニトリル付加物が生成した。
三塩化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取
り付けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一
晩乾燥した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この
懸濁液を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発生
がほとんどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した沈
澱を濾別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、次い
で減圧乾燥して窒化ほう素前駆体24g(収率77%)
を得た。
【0083】この窒化ほう素前駆体10gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
【0084】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
【0085】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は16.7オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.8重量%であった。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は16.7オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.8重量%であった。
【0086】比較例1 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から80
℃まで昇温し、80℃に到達した後に室温まで冷却し
た。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2℃/
minで室温から1000℃まで昇温し、1000℃に
到達した後に室温まで冷却した。これにより白色の窒化
ほう素繊維を得た。
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から80
℃まで昇温し、80℃に到達した後に室温まで冷却し
た。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2℃/
minで室温から1000℃まで昇温し、1000℃に
到達した後に室温まで冷却した。これにより白色の窒化
ほう素繊維を得た。
【0087】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は44.2オングストロームであっ
た。この窒化ほう素繊維の引張り強度は64MPaであ
った。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は44.2オングストロームであっ
た。この窒化ほう素繊維の引張り強度は64MPaであ
った。
【0088】比較例2 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中で加熱処理することなくアンモニアガス
雰囲気中,昇温速度2℃/minで室温から1000℃
まで昇温し、1000℃に到達した後に室温まで冷却し
た。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
を、窒素気流中で加熱処理することなくアンモニアガス
雰囲気中,昇温速度2℃/minで室温から1000℃
まで昇温し、1000℃に到達した後に室温まで冷却し
た。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
【0089】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は54.6オングストロームであっ
た。この窒化ほう素繊維の引張り強度は43MPaであ
った。
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は54.6オングストロームであっ
た。この窒化ほう素繊維の引張り強度は43MPaであ
った。
【0090】比較例3 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から80
0℃まで昇温し、800℃に到達した後に室温まで冷却
した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2℃
/minで室温から1000℃まで昇温し、1000℃
に到達した後に室温まで冷却した。得られた繊維は黒色
で、窒化ほう素の結晶子径は16.8オングストローム
であった。燃焼法により求めた炭素含有量は7.8重量
%であった。
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から80
0℃まで昇温し、800℃に到達した後に室温まで冷却
した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2℃
/minで室温から1000℃まで昇温し、1000℃
に到達した後に室温まで冷却した。得られた繊維は黒色
で、窒化ほう素の結晶子径は16.8オングストローム
であった。燃焼法により求めた炭素含有量は7.8重量
%であった。
【0091】比較例4 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から40
0℃まで昇温し、400℃に到達した後に室温まで冷却
した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2℃
/minで室温から400℃まで昇温し、400℃に到
達した後に室温まで冷却した。得られた繊維は黒色で、
窒化ほう素の結晶子径は15.5オングストロームであ
った。燃焼法により求めた炭素含有量は12.3重量%
であった。
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から40
0℃まで昇温し、400℃に到達した後に室温まで冷却
した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2℃
/minで室温から400℃まで昇温し、400℃に到
達した後に室温まで冷却した。得られた繊維は黒色で、
窒化ほう素の結晶子径は15.5オングストロームであ
った。燃焼法により求めた炭素含有量は12.3重量%
であった。
Claims (2)
- 【請求項1】 六方晶および/またはターボストラティ
ック型窒化ほう素からなり、その結晶子径が10〜30
オングストロームであることを特徴とする窒化ほう素繊
維。 - 【請求項2】 三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物と
の付加物と、ハロゲン化アンモニウムあるいは一級アミ
ンハロゲン化水素酸塩とを三ハロゲン化ほう素の存在下
に反応させて得られる窒化ほう素前駆体を溶媒に溶解
し、該溶解液を紡糸した後、不活性ガス雰囲気下にて1
00〜600℃で加熱処理し次いでアンモニアガス雰囲
気下にて600〜1300℃で加熱処理することを特徴
とする請求項1記載の窒化ほう素繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5148158A JPH0718521A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 窒化ほう素繊維およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5148158A JPH0718521A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 窒化ほう素繊維およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0718521A true JPH0718521A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15446558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5148158A Pending JPH0718521A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 窒化ほう素繊維およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718521A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115573097A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-01-06 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种氮化硼纤维毡及其制备方法 |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP5148158A patent/JPH0718521A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115573097A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-01-06 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种氮化硼纤维毡及其制备方法 |
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