JPS5832007A - 焼結用炭化珪素粉末およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高密度でかつ高強度の炭化珪素焼結体を製造
するに適した炭化珪素粉末およびその製造方法に関し、
特に本発明は、窒素を含有する焼結用炭化珪素粉末およ
びその製造方法に関する。

炭化珪３ＩＣは、極めて優れた化学的および物理的性質
を有しており、特に高密度の焼結体はガスタ□−ビン部
品、高潟熱交換器のような苛酷な条件下で使用される高
温構造材の如き用途に対して好適な材料である。

従来、炭化珪素の焼結方法としては加圧焼結法および反
応焼結法が広く知られている。しかしながら前者の加圧
焼結法によれば、複雑な形状の焼結体を製造し鈍く、生
産性もあがらη「い欠点が、一方後者の反応焼結法によ
れば高強度の焼結体を得難く、シかも遊離珪棄を多用に
含有するため高温域における使用が困難である欠点があ
った。

また、酸化物セラミックスをｆＪＢ造するのに一般的に
行なわれている無加圧焼結法すなわち常温で成形した生
成形体を無加圧下で焼結する方法を炭化珪素の焼結に用
いることはこれまで国都であるとされていたが、最近に
なって炭化珪素、ホウ素含有添加剤および炭素質添加剤
から成る混合粉末を成形し、不活性雰囲気中で焼結する
無加圧焼結体法が報告されている。

ところで、炭化珪素はその結晶型が数多く知られており
、従来六方晶系のα型と立方晶系のβ型との２種類に大
別されている。このうち前者のα型には高温例えば−〇
００″Ｃ以上でも安定なグＨ２ＡＩＩ型等の高温安定タ
イプの炭化珪素と１ｓｏｏ℃以下で安定な−Ｈ型炭化珪
素とが知られている。

従来、炭化珪素の熱加圧焼結方法の出発原料として目、
例えば、特開昭！ｆ３−　ｇ’１０１３号公報によれば
アチェソン決の炉において最も普通に製造される炭化珪
素を粉砕し、粒度分級して得られる高温安定タイプのα
型炭化珪累の粉末が使用されているが、前記高温安定タ
イプのα型炭化珪素は焼結に際して結晶型の変態転移を
伴わず、焼結速度が遅いため、高密度の焼結体を得よう
とすると焼′結温度を高めて焼結する必要があり、さら
に高温安定タイプのα型炭化珪素を出発原料として得ら
れる焼結体は異方性のない種球状の比較的粗大な結晶粒
よりｌＪる構造となるため高強度の焼結体を得ることは
困難であった。

これに対し、特開昭ｋＯ−／／、０：１０θ号公報によ
ればハロゲン化珪素および炭化水素等よりプラズマジェ
ット反応によって製造されるサブミク四ン粒度のβ型炭
化珪素粉末が、また特開昭、１−　Ａりｊ？、、９号公
報によれば有機珪素高分子化合物を熱分解して得られる
高純度のβ型炭化珪素粉末の製置方法が開示されている
。さらに本発明者等は特公昭＆５−り０５３７号公報に
シリカと炭素とを出発１（＜料とする主としてβ型結晶
よりな２）炭化珪素の製Ｚｉｉ方法を提案した。しかし
ながら、＋ｌｆｌ記開公報記載のβ型結晶よりなる炭化
珪素粉末を無加圧焼結体の出発原料とすると焼結に際し
てＳｉＧの熱分解に、１：る気相が生成し、この気相を
介して焼結が進行するため、α型結晶よりなる結晶粒が
急速に成長し粗大な板状結晶が生成して焼結体の高密１
（Ｉ化が阻害される欠点があった。

上述の如〈従来知られた炭化珪素粉末を使用して高密度
でかつ高強度の炭化珪素無加圧焼結体を製造することは
困難であった。

本発明は、無加圧焼結体を製造するに極めて適した炭−
化珪素粉末およびその製造方法を提供することを目的と
するものである。

本発明によれば、０．０／夕〜Ｏ，：ｌＯ重量％の窒素
およびθ、θ／〜八〇重四への酸累を含有し、残部がＳ
ｉＯと不可避的不純物よりなり、前記ＳｉＯのうち少な
くともｇｏ重量％がβ型結晶よりなる８１０であり、か
つ比表面積が左〜左Ｏｍ２／９である焼結用炭化珪素粉
末およびその製造方法を提供することによって前記目的
を達成することができる。

次に本発明の詳細な説明する。

従来、焼結体製造用原料としての炭化珪素粉末は、炭素
含有添加剤およびホウ素含有添加剤等の焼結助剤以外の
不純物含有量のなるべく少ない高純度のＪ’Ｍ化珪素粉
末が有利であると考えられており、窒素を比較的多量に
含有させた炭化珪素粉末が焼結体製造用原料として適し
ていることは知られていなかった。

本発明者は、β型結晶を主体とする炭化珪素粉末を製造
するに際し、反応炉中に窒素ガスを装入して窒素を含有
させた炭化珪素粉末を調製し、前記炭化珪素粉末を焼結
体製造用原料として使用したところ、従来、焼結体製造
用原料として良好であるとは推測だにされなかったとこ
ろの前記窒素を含有する欣化珪素粉末が焼結特性に優れ
、しかも該粉末を使用して製造された焼結体は窒素含有
量の少ない従来のβ型結晶を主体とする炭化珪素粉末を
使用して製造された焼結体に比較して極めて優れた特性
を有していることを新規に知見した。

すなわら、Ｏ２０，ｌ左〜θ０．２０爪ム↓％の窒累お
よびＯ０θ／〜／、θ重置％の酸素を含有し、残部がＳ
ｌ、０と不可避的不純物よりなり、前記ＳｉＯのうち少
なくともｇθ重は％がβ型結晶よりなるＳｔＯであり、
かつ比表面積が５〜りθｍ２／ｇである焼結用炭化珪素
粉末を使用することにより、焼結時における炭化珪素の
熱分解反応を抑制してβ型結晶のα型結晶へのｆｌ変態
を適正化し、かつ相変態に伴う粗大な板状結晶の生成を
防止することができ、高密度で均一な微細構造を有する
高強度焼結体を得ることができる。

本発明によれば、炭化珪素粉末は０．０／！　−０，，
２０重量％の窒素および０００７〜７．０月（ｒｌｉ％
の酸素を含有し、残部がＳｉＯと不可避的不純物よりな
ることが必要である。

前記窒素の含有量を０．０／！；〜θ６．２０重駁％の
範凹型結晶のα型結晶への相変態を適正化する作用が充
分に発揮されず、α型化に伴ってα型結晶の粗大な板状
結晶が焼結初期に生成し、焼成収縮を妨害するため高密
度でかつ均一な微細構造を有する焼結体を得ることが困
難であり、一方０．Ｘ重量％よりも多いとＢｉＯ中のβ
型結晶が著しく安定化され、焼結時におけるＳｉＯの拡
散が抑制されるため、焼結時の焼成収縮が生起し難く、
高密度の焼結体を？Ｕることか困難となるからであり、
θ、０３〜０．／θ重欺％の範囲でさらに好適な結果が
得られる。

次に、前記酸素の含有量を０．０／〜八〇へ量％の範囲
内に限定する理由を述べる。前記炭化珪素粉末に含有さ
れる酸素は焼結助剤として添加された炭素ど焼結時に反
応し、次式に示される如き機構で除去される。

５ｉ０２　十〇　−＋　ＳｉＯ＋　００　　・・・（１
）ＳｉＯ＋コａ　−＋　ｓｔａ　＋ｏｏ　　・・・（２
）したがって、前記酸素がへ〇重量％よりも多量に存在
すると炭素質添加剤を多量に使用しなければならないば
かりでなく、ｏｏガスが大量に発生するため焼結時にガ
ス抜きの必要が生じる等焼結が困難になるばかりでなく
、また高密度の焼結体を得ることが困難になるからであ
る。一方前記酸素量が０．０／重量％よりも少ない炭化
珪素粉末は例えば弗酸と硝酸の混酸で処理することによ
って得ることができるが、このようにして得た高純度の
炭化珪素粉末は極めて活性であり、空気雰囲気中で乾燥
したりすると常温でも容易に酸化してしまうため、酸素
量を低く維持するには酸処理後の雰囲気を例えば非酸化
性に保持しなければならず実用的でないからであり、前
記炭化珪素粉末中に含有される酸素量はθ、ＯＪ〜θ、
ｙ重Ｕ％の範囲内とすることが比較的容易であり、しが
も焼結用原料として適している。

前記炭化珪素粉末を構成するＢｉＯは少なくとも１０重
量％がβ型結晶よりなるＳｉＯであることが必要な理由
について次に述べる。

適音β型結晶を主体とする炭化珪素に混在する結晶はβ
型結晶より低温域で安定なａＨ型結晶あるいはβ型結晶
より高温域で安定なｌＩＨｒ　ＩＩ型等１のα型結晶で
ある。前記、２Ｈ型炭化珪素は通常の焼結反応の生じる
温度域において極めて不安定であり、焼結に際して異常
粒成長の原因となり易いし、一方１　＊　ＡＨ型等の高
温域で安定なα型炭化珪素を含有すると焼結中にβ型結
晶からα型結晶への相変態が促進され、α型化に伴って
α型炭化珪素の粗大な板状結晶が生成し、焼結収縮を妨
害するため高密度でかつ均一な微細構造を有する高強度
の焼結体をｒ（トることか困難である。したがって、本
発明の目的とする高強度の焼結体を得るには炭化珪素粉
末を構成するＳｉＯは少なくともざ０重量％がβ型結晶
よりなるＳｉ、Ｏであることが必要であり、なかでも９
０重■％以上がβ型結晶よりなるＳ１０であることがよ
り好適である。

本発明によれば、本発明の炭化珪素粉末に含有される不
可避的不純物のうち主体をなすものはＯ６θ／〜３．０
重量％の遊離炭素２０．３重服％以下のアルミニウム、
　０．０／〜ｏ、ｒ重量％の鉄９θ、０／〜Ｏ，Ｓ重量
％のアルカリ金属およびアルカリ土類金属である。

前記不可避的不純物の含有鼠を前記範囲内とすることが
好ましい理由は、遊離炭素は炭素質添加剤としての作用
効果を有するが、前記範囲よりも多量に含有すると焼結
時に焼結を著しく１ｇ１害し、また焼結体内の介在物相
が増加し、焼結体の物性特に強度を著しく低下させるか
らであり、アルミニウムは焼結体中に板状結晶を生成さ
せる効果を有するため、前記範囲よりも多量に含有する
と高密度の焼結体を得ることが困難になり、鉄やアルカ
リ全便およびアルカリ土類金属は前記範囲よりも多量に
含有すると焼結体の物性を著しく劣化させるからである
。

本発明によれば、高密度の焼結体を得る上で焼結が開始
される際に炭化珪素粉末粒子相互の接触部に生起する焼
結開始結合点すなわちネックを均一に発生させることが
重要であり、前記炭化珪素粉末の比表面積はｋ　−Ａ；
Ｏｍ２／ｇの範囲内とすることが必要である。前記比表
面積をま〜ｋＯｍ２　／　１の範囲内に限定する理由は
、前記比表面積がｓ　ｍＶ１生箇所が少なく焼結時にお
ける収縮が不均一となるため、本発明の目的とする高い
密度と強度とをイｆする焼結体を得ることが困難である
し、一方５０ｍ２／Ｉより大きな比表面積を有する炭化
珪素粉末はネックの発生箇所も多く焼結性にも優れてい
ると考えられるが、このような炭化珪素粉末は入手する
ことが困難で、例え入手できたとしても極めて高価とな
り実用的でないからであり、／ｊ〜３５ｍ２７ｇの範囲
内でより好適な結果が得られる。

次に本発明の炭化珪素粉末の製造方法について１１７、
明する。

本発明の炭化珪素は、金属シリコンと炭素粉末の混合物
を加熱する方法、ハロゲン化珪素と炭化水素のような混
合ガスを気相反応させる方法によって製造することもで
きるが、これらの方法によって製造される炭化珪素はコ
ストが非常に高い。

本発明の窒素をｏ、ｏｉｚ〜θ、〃重量ヲ≦含有し、全
９１０のうち少なくともｐｒｏ重量％がβ型結晶よりな
るＳｉＯである炭化珪素は、シリカ粉末と炭素粉末とを
混合して粒状に成形せしめた原料を間接加熱炉へ装入し
、炉内の反応温度を／りθ０−．２／ｒＯ″Ｃの範囲内
でかつ窒素分圧を３〜．２θθ龍■ｇの範囲内に維持し
ながら加熱することによって製造することができる。

前記炉内の窒素分圧を５〜コθθｗｓＩＩｇの範囲内に
限定する理由番才、炉内の窒素量［ｒ：、がｊｓｍｌ（
ｇより低いと本発明の目的とする窒素含有ｈ（の炭化珪
素を製造することができないばかりでなく　、ｓｔＣ生
戊反応時に結晶粒が粗大化し易く微細な炭化珪素粉末を
製造することが困難となり、一方：１００簡■■ｇより
高いと炭化珪素粉末に含有される窒素量が著しく多く］
より、本発明の［１的とする窒素含有量の範囲内とする
ことが困難となるばかりでなく、Ｓ１０生成反応が著し
く抑制されるため炭化珪素を効率よく製造することが困
難になるからである０ また前記反ｊ）ｆ、；　？Ｍ度を／　７００〜コ／Ｎ、
９°Ｃのざｒｉ邑囲内に限定する理由は、本発明によれ
ば前述の如く炉内の窒素分圧を比較的高く維持すること
により、ＳｉＯ生成反応が抑制されるため、１７００°
Ｃより低いとＳｉＯ生成反応が著しく遅く効率的に５ｉ
（３を製造することが困難であり、一方：１／ｒＯ”ｃ
より高いと生成する炭化珪素の殆どがα型結晶よりなる
炭化珪素に結晶変態するため、焼結体製造用原料として
適したβ型結晶よりなるＳｉＯを少なくともｇ。

重ｉｔ％含有する炭化珪素を製造することが困難である
からである。

本発明によれば、シリカと炭素とのＯ／　Ｓ　ｉｏ　２
モル比が３．−〜！、ｏの範囲内の原料を下部に窒素ガ
スの装入手段を有する竪型の間接加熱炉へ装入し、前記
間接加熱炉内を自重降下させっつ５ｔ（ｊ生成反応を生
起させるに際し、前記装入手段より装入された窒素ガス
と向流接触させることが好すしい。

シリカと炭素とから生成される炭化珪素の反応式は一般
に下記式（３）で示されている。

５ｉ０２　＋　ＪＯ４ＳｉＯ＋、２００　　　・・・（
３）しかしながら、実際の主体をなす生成機構は前記式
（１）の反応によって生成されるＳｉＯガスが前記式（
２）にしたがって炭素と反応することにより炭化珪素が
生成されることが知られている。

ところで、本発明によれば炉内の窒素分圧がＳｍ２Ｏ３
ｌｌｌｌＨｇの範囲内に維持される。前記炉内の窒素は
前記式（２）の反応を抑制し、炉内におけるＳｉＯガス
量を増加させる作用効果を有する。ｆ’＋Ｑ記ＳｉＯガ
ス量が増加すると、予熱帯において下記式（４）（５）
　（６）に従って生成する５１０２　＋　８１．　＋　
ＳｉＯ＋　Ｏ等の混合した析出物量が増大し、炭化伴奏
を連続的に製造する上で重要な原料の円滑な自重降下を
１１４害するため、長期間の安定した連続操業が困難と
なる。

、２８１０　　→５ｉ０２　＋　Ｓｉ　　　　　　・・
・（４）ＳｉＯ＋　Ｃｏ　−＊　５ｉ０２　＋　Ｏ・・
・（５）、？ＳｉＯ＋　００→コ５ｉ０２　＋ＳｉＯ・
・・（６）したがって、本発明によれば、原料中の炭素
量を増加して前記式（２）の生起する箇所を増加させる
ことが望ましく、前記０／５ｉ０２モル比を３．−〜Ｓ
。０の範囲内とすることが好ましい。その理由は前記０
／５ｉ０２モル比が３０．２より低いと前述の如くに原
料の円滑な自重降下を長期間にわたって維持することが
難しく、他方よ、θより高いと反応に寄与しない炭素を
高温に加熱するために熱効率が低くなり、また炭素原料
に要する費用が増加するので経済的でないからである。

なお、前記予熱帯における析出物の影響を少なくするこ
とを目的として、第１図に示す如き予熱帯を形成する筒
の任意の位置より上部の内部水平断面積を加熱帯の内部
水平断面積よりも大きく形成された竪型の間接加熱炉を
使用することも有利である。

さらに、前記欠点を解決する上で、シリカの平均粒径を
７ｔ〜コ！ｒＯ７４ｍの範囲内となし、かつシリカと炭
素との平均粒径の関係を下記式（７）を満足するように
調整し、 前記式（１）と（２）との反応速度を好適な範囲内に維
持することが有利である。

なお、上記式中Ｘはシリカの平均粒径（μｍ）、。

Ｙは炭素の平均粒径（μ！ＩＩ）、Ｔは反応温度（０Ｋ
）、Ｒは出発原料中のシリカと炭素の０７５１０２モル
比である。

また、本発明において下部に窒素ガスの装入手段を有す
る竪型の間接加熱炉の」二部より原料を装入し、加熱炉
内を自重降下させつつＳｔＯ生成反応を生起させるに際
し、前記装入手段より装入された窒素ガスと向流接触さ
せることが好ましい。なぜならば、シリカと炭素とから
なるＳｉＯ生成反応は前記式（３）に示した如くであり
、反応に伴って大量のＣＯガスが生成する。前記ＣＯガ
スは炉の上部より窒素ガスを装入すると窒素ガスはＣＯ
ガスとともに排出されてしまい、効率的に窒康ガスを装
入物と接触させることが困難であり、また加熱炉内にお
ける窒素分圧の制御も極めて困難となるからである。

本発明によれば、０．０／！　−０，２０重世％の窒素
を含有し、Ｓ１０のうち少なくとも１０重量％がβ型結
晶よりなる炭化珪素を製造するには炉内の窒素分圧と反
応温度とを下記の関係式（８）を満足する範囲内とする
ことが有利である。

３．３×７０−４　Ｔ２−　／、３！ｒＴ＋　／３ざグ
≦ＰＮ２≦Ｌ、！−×７Ｏ−４Ｔ２−３．４ｔｔＴ　＋
３１９３　　　−・・（８）なお、上記式中ＰＮ２は炉
内の窒素分圧（ｗｍＨｇ）、Ｔは反応温度（０Ｋ）であ
る。

次に、本発明の方法において使眉することのできる竪型
の間接加熱炉の一例を図面を参照しながら説明する。

本発明の方法で使用することのできる間接加熱炉は、第
１図に示す如く原料装入口／と予熱帯−と加熱帯Ｊと冷
却帯ダと密閉自在の生成物排出口！とを有し、それらが
縦方向にそれぞれ連接されてなる反応容器６であって、
前記加熱帯を形成する筒７は黒鉛製であり、加熱帯の装
入物を間接電気加熱する手段ｔｔ’ｌを具備し、前記反
応容器下部の冷却帯には窒素ガスの装入口１０が設けら
れたものである。

前記反応容器６は間接加熱炉の中心部に設置され、間接
加熱手段ｔ＋９は黒鉛製発熱体ｇと前記発熱体の外側に
近接して設けられた黒鉛製反射筒９からなり、前記黒鉛
製反射筒の外側に炭素あるいは黒鉛質微粉よりなる断熱
Ｊｆ！　’／が設けられている。前記加熱帯を形成する
筒と黒鉛製反射筒に囲まれた空間内には非酸化性ガス封
入口／、２より例えばアルゴン、ヘリウム、窒素を一酸
化炭＊を水素。

その他の非酸化性ガスが封入され、空気の侵入による黒
鉛製発熱体の酸化消耗が防止される。

次に、本発明の炭化珪素粉末を使用する焼結体の製造方
法の一例について説明する。

本発明の炭化珪素粉末を使用する焼結体は、本発明の炭
化珪素粉末１００重量部に対し、ホウ素含有量に換算し
て０．／〜３．０市社部のホウ来含有添加剤と固定炭素
含有量に換算して０．／〜３゜０重量部の炭素質添加剤
とを添加して均質混合し、前記均質混合した混合物を任
意の形状の生成形体に成形した後、前記生成形体をアル
ゴン、ヘリウム、′ネオン、クリプトンｔキ七ノン、水
素のなかから選択されるいずれか少なくとも７種からな
るガス雰囲気中で２０！；０〜２．２！ｒθ℃で焼結す
ることにより製造することができる。

尚、窒素含有量の少ないβ型炭化什素粉末を用いて焼結
体を製造する際に、その雰囲気を窒素ガス雰囲気とする
ことにより窒素を含有する焼結体を造ることのできるこ
とが知られているが、か＼る方法によると焼結体中に固
溶した窒素濃度分布が不均一であるため、焼結体は均一
性に欠は−どの用途が制限される。

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 平均粒径が／に３μｍのシリカ粉末（ｓ１ｏ２−９９．
７重機％）１００重量部、平均粒径が３μｍの石油コー
クス粉（０−９ｇ、７重量％）７６重量部および平均粒
径が１７３μｍの高ピッチ粉（ｃ　−！ｆｏ、４１重量
％）７重に１部を配合し、縦型スクリュー混合機にてｌ
Ｏ分間混合した。前記配合原料にＯＭＯθ、５％水溶液
をスプレーしながらパン型造粒機を用いて成形し、篩と
バーグリズリ−で整粒した後、バンド型通気乾燥機に入
れて７５０°Ｃの熱風で９０分間乾燥して平均粒径が／
θ４ｍｓ、嵩比重が０．Ａｏ　１部ｃｍ３．０／５ｉ０
２モル比かり、Ｏの成形原料を得た。

この成形原料を第１図に示した如き構造でかっ第１表に
示した仕様の間接加熱炉の上部より装入し、前記装入さ
れた原料を連続的に自重降下させて、黒鉛製部の外壁温
度が、：ｌ／！ｒＯ’ｃに制御された加熱帯内に至らせ
、前記加熱？１）内で水平方向に間接電気加熱して約／
時間ＳｉＯ生成反応を行なわせた後、冷却帯に自重降下
させ、排出口より反応生成物を連続的に排出させた。

第　　ｌ　　表 前記炉内の窒素分圧は冷却帯に設けられた窒素ガス装入
口より窒素ガスを装入することによって制御し、１０Ｏ
〜／３θ闘Ｈｇの範囲内に維持した。

得られた反応生成物より遊離炭素及び５ｉ０２を除去精
製したところ、窒素を０．０１重も１％含有し、全Ｓｉ
Ｏのうちざｔ重量％がβ型結晶よりなる炭化珪素粉末が
得られた。

前記炭化珪素粉末をさらに粒度分級し、７μｍ以上の粗
粒を除去した。前記粒度分級した炭化珪素粉末の特性は
第−表に示した。

前記炭化珪素粉末９ｇ、７ｇと市販の、ＸＯＯメツシュ
炭化炭化ホウ全粒砕を粒度分級して比表面積を、２グ、
３ｍ２／９に調製した炭化ホウ素粉末１．、Ｈｌと比表
面積／コ３ｍ２／Ｉのカーボンブラック／、！；Ｉとの
混合物に対し、水、２にＯｇＬｔと酢酸セルロース八〇
ｇとモノエタノールアミン０．３１とを添加し、ボール
ミルにて分散処理を行った後、凍結乾燥を行った。

この乾燥混合物から適量を採取し、金属製押し型を用い
て０゜／、１−　ｔ／ｃ、ｎ２の圧力で円盤状に仮成形
した。次にアイソスタティックプレス機を用いてコ、Ｏ
ｔ／。、終の圧力で成形した。前記生成形体の密度はへ
九Ｉ／ｃｍ３であることが認められた。

前記生成形体をタンマン型焼結炉に装入し、アルゴンガ
ス気流中で最高温度、２／θ０″Ｃで３θ分間保持する
ことにより焼結させた。

得られた焼結体は３．０！　ｌＩｇ、、３の密度を有し
、第２図の走査型電子顕微鏡写真（りＳＯ倍）に示した
如く約３〜りｌ１ｍの均一な結晶粒よりなる微細構造を
有していることがわかった。この焼結体を３×、？Ｘ３
θ闘の棒状に加工し、最終的にＪｌｌｍのダイヤモンド
砥粒で研磨仕−りげし、スパンリθｍｍ　。

クロスヘッドスピード０　、　！ｒ　龍／　ｍｉｎの条
件で３点曲げ強度を測定したところ６グに９ろ艷の平均
強度を有していた。

比較例１ 実施例１と同様の製造方法であるが、反応炉内へ窒素ガ
スを送入することなく炭化珪素を製造した。反応炉内の
窒素ガス分圧はθ〜３　ｖａｎ　）ｌ　ｇであった。得
られた炭化珪素粉末の物性を第二光に示す。この炭化珪
素粉末を使用して実施例１と同様の操作で焼結体を得た
。

得られた焼結体の密度はコ、ｔ３１１／ｃｍ３と低く、
また３点曲げ強度も常温でｌＩｇ　ｋｐｉ−の平均強度
であった。この焼結体は第３図の走査型電子顕微鏡写Ｑ
（ｑｈθ倍）に示した如く、粗大な板状結晶を含んだ構
造であった。

実施例２．比較例２ 実施例１と同様の製造方法であるが、炉内の窒素ガス分
圧および反応温度を変えて炭化珪素を製むし、第２表に
示した如くの物性を有する炭化珪素粉末を得た。この炭
化珪素粉末を使用して実施例１と同様の操作で焼結体を
得た。

得られた焼結体の物性を実施例１に示した方法と同様の
方法で測定し、その結果を第−表に示す。

第２表に示した如く、比較例２の窒素含有量の多い炭化
珪素粉末を使用して得られた焼結体は焼結収縮が劣化し
ており、２．９０１１／ｃＴｎ３と低密度であった。

以上述べた如く、本発明によれば、極めて微細で均一な
結晶構造よりなる炭化珪素焼結体を製造することのでき
る炭化珪素微粉を安価にかつ容易に供給でき、産業上に
寄与する効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第７図は、本発明の実施例および比較例において炭化珪
素を製造するのに使用した竪型連続製造装置の縦断面図
、第２図は実施例］に記載の焼結体の走査型電子顕微鏡
写真（７５０倍）、第３図は比較例１に記載の焼結体の
走査型電子顕微鏡写真（ｑｓｏ倍）である。 ｌ・・・原料装入口、コ・・・予熱帯、３・・・加熱帯
、ダ・・・冷却帯、５・・・生成物排出口、６・・・反
応容器、り・・・加熱帯を形成する筒、ｇ・・・黒船製
発熱体、９・・・黒鉛製反射筒、１０・・・窒素ガス装
入口、／か・・断熱層、／コ・・・非酸化性ガス封入口
、／３・・・案内電極、／グ・・・可とう導体、ｌ左・
・・ブスバー、ｌ乙・・・測温バイブ、／７・・・外殻
、７ｇ・・・耐火煉瓦１．２ｏ・・・排気ダクト、／ｑ
・・・原料ホッパー。 特許出願人　　揖斐川電気工業株式会社代理人弁理士　
　　村　　１）　　政　　治第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、θ、θｌＳ〜θ＋＋２０重Ｍ％の窒素および０．０
   ／〜八〇へ量％の酸素を含有し、残部が８１０と不可避
   的不純物よりなり、前記Ｓ１０のうち少なくとも１０重
   量％がβ型結晶よりｔ「るＳｉＯであり、かつ比表面積
   が５−１θｍ２／ｇである焼結用炭化珪素粉末。 ２、前記不可避的不純物のうぢ主体をなすもののアルカ
   リ金属およびアルカリ土類金属である特許請求の範囲第
   １項記載の焼結用炭化珪素粉末。 ３、シリカ粉末と炭素粉末とを混合して粒状に成形せし
   めた原料を間接加熱炉へ装入し、炉内の反応温度を／’
   １００−　：１／３θ°Ｃの範囲内でかつ窒素分圧をＳ
   −一０θ闘Ｈｇの範囲内に維持しながら加熱することを
   特徴とする窒素を０．０／＆〜Ｏ０−０重量％含有し、
   全ＳｉＯのうち少なくともｇｏ重量％がβ型結晶よりな
   る焼結用炭化珪素粉末の製造方法。 ４゜シリカと炭素とのＯ／　ＳｉＯ２モル比が３．−〜
   ５．０の範囲内の原料を下部に窒素ガスの装入手段を有
   する竪型の間接加熱炉へ装入し、前記間接加熱炉内を自
   重降下させつつＳｉＯ生成反応を生起させるに際し、前
   記装入手段より装入された窒素ガスと向流接触させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の製造方法。