JPH09159366A - 加熱炉及び金属粉末の熱処理方法 - Google Patents
加熱炉及び金属粉末の熱処理方法Info
- Publication number
- JPH09159366A JPH09159366A JP34550195A JP34550195A JPH09159366A JP H09159366 A JPH09159366 A JP H09159366A JP 34550195 A JP34550195 A JP 34550195A JP 34550195 A JP34550195 A JP 34550195A JP H09159366 A JPH09159366 A JP H09159366A
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- Japan
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- metal powder
- heat treatment
- muffle
- powder
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 金属粉末を一酸化ケイ素ガスが存在する
雰囲気下で熱処理するに際し、上記金属粉末を炭素繊維
強化炭素基材のマッフル内に入れて熱処理することを特
徴とする金属粉末の熱処理方法。 【効果】 本発明によれば、例えば金属ケイ素粉末など
の不活性ガス雰囲気下又は減圧下での熱処理により発生
する一酸化ケイ素ガスに対する耐久性が高く、マッフル
寿命が大幅に伸びるため、このような金属ケイ素粉末等
の金属粉末の熱処理を有効に行うことができる。
雰囲気下で熱処理するに際し、上記金属粉末を炭素繊維
強化炭素基材のマッフル内に入れて熱処理することを特
徴とする金属粉末の熱処理方法。 【効果】 本発明によれば、例えば金属ケイ素粉末など
の不活性ガス雰囲気下又は減圧下での熱処理により発生
する一酸化ケイ素ガスに対する耐久性が高く、マッフル
寿命が大幅に伸びるため、このような金属ケイ素粉末等
の金属粉末の熱処理を有効に行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一酸化ケイ素ガス
の発生する雰囲気で使用しても強度劣化のない加熱炉及
びこれを用いた金属ケイ素粉末等の金属粉末の熱処理方
法に関する。
の発生する雰囲気で使用しても強度劣化のない加熱炉及
びこれを用いた金属ケイ素粉末等の金属粉末の熱処理方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
金属ケイ素粉末を、その窒化反応の促進のため予め不活
性ガス雰囲気下又は減圧下で熱処理し、下記反応 ＳｉＯ2（ｓ）＋Ｓｉ（ｓ）→２ＳｉＯ（ｇ） により脱酸素を行い、このように脱酸素した金属ケイ素
粉末を窒化ケイ素原料とすることが知られている。
金属ケイ素粉末を、その窒化反応の促進のため予め不活
性ガス雰囲気下又は減圧下で熱処理し、下記反応 ＳｉＯ2（ｓ）＋Ｓｉ（ｓ）→２ＳｉＯ（ｇ） により脱酸素を行い、このように脱酸素した金属ケイ素
粉末を窒化ケイ素原料とすることが知られている。
【０００３】しかしながら、上記金属ケイ素粉末の脱酸
素に用いる加熱炉は、一般に炉内壁が黒鉛にて形成され
ており、このため上記反応で発生する一酸化ケイ素と黒
鉛とで下記反応 ＳｉＯ（ｇ）＋２Ｃ（ｓ）→ＳｉＣ（ｓ）＋ＣＯ（ｇ） が生じ、炉内壁を形成する黒鉛材料の寿命が低下する要
因になっていた。
素に用いる加熱炉は、一般に炉内壁が黒鉛にて形成され
ており、このため上記反応で発生する一酸化ケイ素と黒
鉛とで下記反応 ＳｉＯ（ｇ）＋２Ｃ（ｓ）→ＳｉＣ（ｓ）＋ＣＯ（ｇ） が生じ、炉内壁を形成する黒鉛材料の寿命が低下する要
因になっていた。
【０００４】このため、このような問題に対しては、黒
鉛材料のかさ密度等の物性を変えることによって延命を
行っているが、黒鉛材料が劣化することは避けられず、
この点の解決が望まれている。
鉛材料のかさ密度等の物性を変えることによって延命を
行っているが、黒鉛材料が劣化することは避けられず、
この点の解決が望まれている。
【０００５】この場合、黒鉛材料の表面をＳｉＣやガラ
ス質炭素等で化学的に被覆することは有効な手段である
が、その表面被覆層の一部が剥がれると、そこから酸化
が進展したり、コスト高となるなどの問題がある。
ス質炭素等で化学的に被覆することは有効な手段である
が、その表面被覆層の一部が剥がれると、そこから酸化
が進展したり、コスト高となるなどの問題がある。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
一酸化ケイ素ガスの存在する雰囲気下で金属粉末を熱処
理しても強度劣化のない加熱炉及び該加熱炉を用いた金
属粉末の熱処理方法を提供することを目的とする。
一酸化ケイ素ガスの存在する雰囲気下で金属粉末を熱処
理しても強度劣化のない加熱炉及び該加熱炉を用いた金
属粉末の熱処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、炭素を母体とする炭素繊維強化炭素材質よりなる
マッフルを用い、この中で金属ケイ素粉末等の金属粉末
を熱処理した場合、一酸化ケイ素ガスが発生しても、マ
ッフルに割れや劣化を生じることなく強度を保持できる
ことを知見した。
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、炭素を母体とする炭素繊維強化炭素材質よりなる
マッフルを用い、この中で金属ケイ素粉末等の金属粉末
を熱処理した場合、一酸化ケイ素ガスが発生しても、マ
ッフルに割れや劣化を生じることなく強度を保持できる
ことを知見した。
【０００８】即ち、発生する一酸化ケイ素ガスは、マッ
フルの内側で炭素と反応して炭素が炭化ケイ素に変質
し、その結果、従来の炭素材料では、外側で引張り応
力、内側で圧縮応力がかかり、残留歪みにより割れ及び
劣化が生じるが、上記炭素繊維強化炭素材料は気孔が多
いため、一酸化ケイ素と反応して全体が炭化ケイ素に変
質するものの、高温高強度及び高靭性を維持でき、強度
劣化がないことを知見し、本発明をなすに至ったもので
ある。
フルの内側で炭素と反応して炭素が炭化ケイ素に変質
し、その結果、従来の炭素材料では、外側で引張り応
力、内側で圧縮応力がかかり、残留歪みにより割れ及び
劣化が生じるが、上記炭素繊維強化炭素材料は気孔が多
いため、一酸化ケイ素と反応して全体が炭化ケイ素に変
質するものの、高温高強度及び高靭性を維持でき、強度
劣化がないことを知見し、本発明をなすに至ったもので
ある。
【０００９】従って、本発明は、炉内部に炭素を母体と
する炭素繊維強化炭素基材のマッフルを備えてなること
を特徴とする加熱炉、及び金属粉末を一酸化ケイ素ガス
が存在する雰囲気下で熱処理するに際し、上記金属粉末
を炭素繊維強化炭素基材のマッフル内に入れて熱処理す
ることを特徴とする金属粉末の熱処理方法を提供する。
する炭素繊維強化炭素基材のマッフルを備えてなること
を特徴とする加熱炉、及び金属粉末を一酸化ケイ素ガス
が存在する雰囲気下で熱処理するに際し、上記金属粉末
を炭素繊維強化炭素基材のマッフル内に入れて熱処理す
ることを特徴とする金属粉末の熱処理方法を提供する。
【００１０】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の加熱炉は、炉内部に炭素繊維強化炭素基材
のマッフルを備えたものである。この場合、この炭素繊
維強化炭素材料としては市販のものを使用することがで
きる。
と、本発明の加熱炉は、炉内部に炭素繊維強化炭素基材
のマッフルを備えたものである。この場合、この炭素繊
維強化炭素材料としては市販のものを使用することがで
きる。
【００１１】その形状は筒状、角状など、適宜選定され
るが、マッフルは炉内部の加熱部にこの加熱部内壁を覆
うように内側に配置し、炉内壁を一酸化ケイ素ガスから
保護するようにすることが好ましい。
るが、マッフルは炉内部の加熱部にこの加熱部内壁を覆
うように内側に配置し、炉内壁を一酸化ケイ素ガスから
保護するようにすることが好ましい。
【００１２】本発明においては、このようなマッフルの
内側に金属粉末を入れて熱処理するが、特に好適には、
金属ケイ素粉末をヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰
囲気下又は減圧（通常０．０１〜１０Ｔｏｒｒ）下に熱
処理し、この金属ケイ素粉末中の酸素を除去する目的に
有効である。この熱処理温度は、種々選定されるが、上
記金属ケイ素粉末の脱酸素の目的のためには１１００〜
１４１０℃の範囲で熱処理を行うことが好ましい。
内側に金属粉末を入れて熱処理するが、特に好適には、
金属ケイ素粉末をヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰
囲気下又は減圧（通常０．０１〜１０Ｔｏｒｒ）下に熱
処理し、この金属ケイ素粉末中の酸素を除去する目的に
有効である。この熱処理温度は、種々選定されるが、上
記金属ケイ素粉末の脱酸素の目的のためには１１００〜
１４１０℃の範囲で熱処理を行うことが好ましい。
【００１３】このような熱処理、特に金属ケイ素粉末の
不活性ガス雰囲気下又は減圧下での加熱により、上述し
た通り、 Ｓｉ＋ＳｉＯ2→２ＳｉＯ（ｇ） の反応で一酸化ケイ素ガスが発生し、このガスは炭素を
母体とする炭素繊維強化炭素製マッフルと反応してこれ
を炭化ケイ素化するが、上述したようにマッフルの強度
は維持でき、強度劣化が少ないため、割れ等の不都合な
く長時間安定して使用することができ、多数回の繰り返
し使用に耐えるものである。
不活性ガス雰囲気下又は減圧下での加熱により、上述し
た通り、 Ｓｉ＋ＳｉＯ2→２ＳｉＯ（ｇ） の反応で一酸化ケイ素ガスが発生し、このガスは炭素を
母体とする炭素繊維強化炭素製マッフルと反応してこれ
を炭化ケイ素化するが、上述したようにマッフルの強度
は維持でき、強度劣化が少ないため、割れ等の不都合な
く長時間安定して使用することができ、多数回の繰り返
し使用に耐えるものである。
【００１４】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【００１５】〔実施例〕平均粒子径が４μｍ以上１０μ
ｍ以下の金属ケイ素粉末２５ｋｇを窒化ケイ素製トレイ
に仕込み、炭素を母体とする直径６３０ｍｍの炭素繊維
強化炭素製マッフル内に静置した。なお、マッフルは、
図１，２の加熱炉の加熱部内側に配置した。なお、図中
１は加熱炉本体、２はヒーター、３はマッフル、４は試
料台、５はトレイである。
ｍ以下の金属ケイ素粉末２５ｋｇを窒化ケイ素製トレイ
に仕込み、炭素を母体とする直径６３０ｍｍの炭素繊維
強化炭素製マッフル内に静置した。なお、マッフルは、
図１，２の加熱炉の加熱部内側に配置した。なお、図中
１は加熱炉本体、２はヒーター、３はマッフル、４は試
料台、５はトレイである。
【００１６】上記仕込み後、炉内を１０Ｔｏｒｒ以下の
減圧下、１３５０℃にて２時間加熱を行った。
減圧下、１３５０℃にて２時間加熱を行った。
【００１７】以上の操作を繰り返し行った結果、１４バ
ッチ目の重量増は６５％で炭化ケイ素の存在が確認され
たが、１００バッチを過ぎてもマッフルに割れは生じな
かった。
ッチ目の重量増は６５％で炭化ケイ素の存在が確認され
たが、１００バッチを過ぎてもマッフルに割れは生じな
かった。
【００１８】〔比較例１〕直径６３０ｍｍ、厚さ１０ｍ
ｍのＣＩＰ成形品炭素製マッフルを用いた以外は実施例
と同様に操作した結果、マッフルは６バッチ目で割れが
生じた。
ｍのＣＩＰ成形品炭素製マッフルを用いた以外は実施例
と同様に操作した結果、マッフルは６バッチ目で割れが
生じた。
【００１９】〔比較例２〕直径６３０ｍｍ、厚さ１０ｍ
ｍの押出成形品炭素製マッフルを用いた以外は実施例と
同様に操作した結果、マッフルは１０バッチ目に割れが
生じた。
ｍの押出成形品炭素製マッフルを用いた以外は実施例と
同様に操作した結果、マッフルは１０バッチ目に割れが
生じた。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、例えば金属ケイ素粉末
などの不活性ガス雰囲気下又は減圧下での熱処理により
発生する一酸化ケイ素ガスに対する耐久性が高く、マッ
フル寿命が大幅に伸びるため、このような金属ケイ素粉
末等の金属粉末の熱処理を有効に行うことができる。
などの不活性ガス雰囲気下又は減圧下での熱処理により
発生する一酸化ケイ素ガスに対する耐久性が高く、マッ
フル寿命が大幅に伸びるため、このような金属ケイ素粉
末等の金属粉末の熱処理を有効に行うことができる。
【図１】実施例で用いた加熱炉の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
１ 加熱炉本体 ２ ヒーター ３ マッフル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 進藤 敏彦 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 炉内部に炭素を母体とする炭素繊維強化
炭素基材のマッフルを備えてなることを特徴とする加熱
炉。 - 【請求項２】 一酸化ケイ素ガスが存在する雰囲気下で
の金属粉末熱処理用である請求項１記載の加熱炉。 - 【請求項３】 金属粉末を一酸化ケイ素ガスが存在する
雰囲気下で熱処理するに際し、上記金属粉末を炭素繊維
強化炭素基材のマッフル内に入れて熱処理することを特
徴とする金属粉末の熱処理方法。 - 【請求項４】 金属粉末が金属ケイ素粉末であり、熱処
理温度が１１００〜１４１０℃である請求項３記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34550195A JPH09159366A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 加熱炉及び金属粉末の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34550195A JPH09159366A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 加熱炉及び金属粉末の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09159366A true JPH09159366A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18377016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34550195A Pending JPH09159366A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 加熱炉及び金属粉末の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09159366A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009091195A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 一酸化珪素の製造装置及び製造方法 |
| JP2013121915A (ja) * | 2013-01-25 | 2013-06-20 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 一酸化珪素の製造装置及び製造方法 |
| WO2013141024A1 (en) * | 2012-03-22 | 2013-09-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and system for the production of silicon oxide deposit |
-
1995
- 1995-12-08 JP JP34550195A patent/JPH09159366A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009091195A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 一酸化珪素の製造装置及び製造方法 |
| WO2013141024A1 (en) * | 2012-03-22 | 2013-09-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and system for the production of silicon oxide deposit |
| US9790095B2 (en) | 2012-03-22 | 2017-10-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and system for the production of silicon oxide deposit |
| JP2013121915A (ja) * | 2013-01-25 | 2013-06-20 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 一酸化珪素の製造装置及び製造方法 |
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