JPS5874598A - 繊維状窒化珪素の製造方法 - 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】 は含窒素シ２ン化合物を本素を主成分タする雰囲気中で
熱分解し、、結晶性の嵐い、繊維状α盤窒化坤素に転化
せ．しめ高収量で製造する方法に関するものである。

窒化珪素社耐熱性，イ．ヒ学的安定性，絶縁性，熱伝導
性等に優れている良め高級耐火物，耐火材料耐摩耗材料
，電気絶縁材料などに使用されている。

また、窒化珪素の繊維状結晶は上記の特性以外に機械的
一度の点で優すており、各柚複合材料の強化基材の他、
シール材，パッキング材，濾過材。

触媒担体等への応用が期待されている。

繊維状窒化珪素の製埠法としては、１）シリコン含有蒸
気を炉内の基体と接触させ、これに窒化珪素を析出させ
、繊維状結晶を成長させる、いわゆる気相法・　２）″
リ，°′の窒化の際に金属等！反応系に添加し、融液の
媒介によシ繊維状結晶を成長させる方法等が知られてい
るが、１）の方法では大量Ｋｌｌ（ｌ：、珪素繊維を”
産す″′″ザ非常に困難１経済性に欠ける欠点があり、
又、２）の方法は大量に高能率で繊維状窒化珪素を得る
ことができるが、生成窒化珪素の純度が低いためその耐
熱性，絶縁性等力ｉそこなわれる欠点がある・ 本発明者らは上記の点に鑑み、耐熱性．ｌ！縁性等に優
れた高純度窒化珪素の繊維状峙晶を容易かつ高収量！得
ることを目的として鋭意竺究の結果含窒＠ｙラ７化合一
哀水素を主成盆とするガ１の流通下で熱分解する全く新
規な製造法を見失し本発明を完成した。

以下本発明の詳細な説明する。本発明の製造法は含窒素
シラン化合物を、水素を主成分とするガスの流通下で加
熱分解することを特徴とす、る。

本発明に使用する含窒素シラン化合物とはノ・ロゲン化
珪素とアンモニアとの反応生成物である、シリコンジイ
ミド（阻（ＮＨ）、）トノ飄ロゲン化アンモニウムの混
合物を液体アンモニアで洗浄して得た５ｉ（Ｎ′Ｈ）鵞
、或いはシリコンジイミド、塩化アンモニウムを窒素或
いはアンモニア中で加熱して得た分解生成物、即ちＳｉ
＊Ｎａ、及び非晶質窒化珪素粉末等である。

本発明においては、上述したような含窒素シラン化合物
を水素を主成分とするガスの流通下で熱分解する。更に
首えは繊維状窒化珪素を収率よ〈合成するためには熱分
−雰囲気中の水素ガスは少なくとも体積にして８〇哄以
上を含む仁とを賛する。上記の条件が満たされる限シに
おいては、加熱雰囲気中には水素以外に窒素、アルゴン
、ヘリウム等の不活性ガス、塩素等のＩ・ロゲンガスを
含んでいても何ら支障はないが、特に窒素に関してはそ
の含有量は１〇−以下であることが望ましい、その理由
としては、１０％を越える窒素を含むと繊維状窒化珪素
の他に粒状の窒化珪素が副生ずる′九９である。

熱分解の際、流通させるガスの流通量は特に限定するも
のではないが、例えば熱分解に際して窒素。

塩素等のガスを発生する含窒素シフン化合物を原料とし
て使用する場合は上記のよ□うな発生ガスによって雰囲
気中の水素濃度が低下せぬようにガスの流通量を増加す
るなどして制御する必要がある。

本発明において含窒素シラン化合物を上述のような雰囲
気中で熱分解する温度は１３００℃〜１４００℃が好ま
しい。熱分解温度が１３００℃未満の場合は含窒素シラ
ン化合物が充分分解゛ゝ・、結晶化せず、所−〇繊維状
窒化珪素を得ること力；できない。また、熱分解温度が
１４００℃を越える１１、。

と粒状の窒化珪素が副生ずるので、繊維状窒化珪素を収
率よく得ることができない。

上述のような熱分解反応が完了するのに要する時間は通
常１１５〜１時間である。

以上、本発明について説明したが、本発明は＾純度の繊
維状窒化珪素を容易に大量に製造できる以下実施例によ
り本発明番更に詳述する。

実−例を 四塩化珪素とアンモニアを反応させて得た反応生成物÷
ある５ｉ（Ｂ）・、　ＮＨ４Ｃ！１の混合粉末を“石英
で形成された管状炉内に仕込み、アンモニア気流中１０
００　”Ｃ，ｔ）ｍｉｌｌ：Ｔ”ｔ”　１０時間保持し
、ｉ素して、白色の非晶質粉末を得た。化学分析にょシ
この粉末の組成は８１ｔＮｓＨであることがわかった。

′　次に上記のＳｉｍＩＪａＨ粉末５ｇをモリブデン製
ボートに充填し、あらかじめ水素ガスを満した管状炉Ｋ
ｍ人して水素ガｘ　（９？、　９　ｖｏｌｌＧ）を毎分
３００−の割合÷管状炉内に流通しながら１３５０’Ｃ
に加熱した。この状態で１時間保持することによってフ
ェルト状の白色粉体を得た。Ｘ線粉末回折の結果、この
粉末はα型窒化珪素であ志ことがわかった。またこの粉
末の電子顕微鏡写真（３’ｏｏ。

倍）を第１図に示したつこの写真に見るように、生成物
のほとんどは径が約（１１μ諷、長さが数μ鳳の繊維状
又は針状の窒化珪素であっ光。゛実施例Ｚ 四塩化珪素とアンモニアを反応させて得た反応生成物で
あるＳｉ　（ＮＨ）ｍ　、　１ＪＨａｃ１（７）混合粉
末を一７０℃の液体アンモニアで洗浄置−ｊ生した凪の
を除去し８１（ＮＨ）ｔを単離した。

次に上記の５ｉ（ＮＨ）、粉末５９をモリブデン製ボー
トに充填しあらか−じめ水素ガスを満した管状炉に装入
し、水素含有ガス（Ｈｌ　：　ｑ　ｏｖ：ｚ１’％）’
に毎分３００ｄの割合で管状炉内に流握しなから１４０
０”Ｃに加熱また。この状態で１時間保持することによ
ってフ・ｋト状の白色粉”体をｉだ。Ｘ線粉末回折の結
果この粉末はα型窒化珪素であることがわかった。

また−子顕微鋺による観察の結果は、生成物のほとんど
が径約ｒ１．１μ鳳、長さが数μ覗の繊維状又は岬状の
窒化珪素であ・た。

比較例を 実施例ｔと同様にして得喪ＥｌｉｓＮａＨ粉末５ｇをモ
リブデン製ボートに充填、あらかじめ１：１の水素、窒
素混合ガスを毎分３００−の割合で管状炉内に流通し表
から管状炉によって１５５０℃に加熱した。この状態で
１時間保持することにより窒化珪素粉末を得九。得られ
た窒化珪素粉末の電子顕微鏡写真（ＩＱＯＯＯ倍）を第
２図に示した。

この写真に見るように生成物線繊維状又は針状の窒化珪
素の他に粒状の窒化珪素を含んでい次。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例１．及び比較例１．
で得た窒化珪素の電子−微鏡写真を夫々示す。 特許出願人　東洋曹達工業株式会社 第　　１　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　含窒素シラ／化合物を、８０容量−以上の水
   素を含む雰囲気下で加熱分解することを特徴とする繊維
   状窒化珪素の製造μ法。