JPS5891006A - α型窒化ケイ素粉末の製造方法 - Google Patents
α型窒化ケイ素粉末の製造方法Info
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- JPS5891006A JPS5891006A JP18844681A JP18844681A JPS5891006A JP S5891006 A JPS5891006 A JP S5891006A JP 18844681 A JP18844681 A JP 18844681A JP 18844681 A JP18844681 A JP 18844681A JP S5891006 A JPS5891006 A JP S5891006A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/068—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with silicon
- C01B21/0685—Preparation by carboreductive nitridation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
本発明はαＳ窒化ケイ素（α型Ｓ ｉ ３Ｎ４）粉末の
製造方法に係る。
製造方法に係る。
（従来技術およびその問題点）
例えば窒化ケイ累−酸化イットリウムもしくけ酸化マグ
ネシウム（Ｓ ｉ ３１’Ｊ４ Ｙ２Ｏ３もしくはＳ
ｉ３Ｎ４−ＭｇＯ系）焼結体は機械的強度が高く巨つ耐
熱性もすぐれているため高温ガスタービン部材への適用
が試みられている。しかして上記ＳＩ３Ｎ４系焼結体を
高温高応力材料として実用に供する場合には高昌時にお
ける物理的、化学的安定性と信頼性が厳しく要求される
。とりわけ重要な因子である熱的、機械的特性は出発原
料の種類、不純物含有着に大きく影響され窒化ケイ素に
ついてはできるだけα型ＳＩ３Ｎ４粉末を多く含んでい
ることが望まれる。
ネシウム（Ｓ ｉ ３１’Ｊ４ Ｙ２Ｏ３もしくはＳ
ｉ３Ｎ４−ＭｇＯ系）焼結体は機械的強度が高く巨つ耐
熱性もすぐれているため高温ガスタービン部材への適用
が試みられている。しかして上記ＳＩ３Ｎ４系焼結体を
高温高応力材料として実用に供する場合には高昌時にお
ける物理的、化学的安定性と信頼性が厳しく要求される
。とりわけ重要な因子である熱的、機械的特性は出発原
料の種類、不純物含有着に大きく影響され窒化ケイ素に
ついてはできるだけα型ＳＩ３Ｎ４粉末を多く含んでい
ることが望まれる。
ところでＳＩ３Ｎ４粉末の合成法としては一般に（１）
金属けい素粉末を窒化させる方法３ｓｉ＋２Ｎ２→５Ｉ
３Ｎ４ （２）四塩化けい素やシランとアンモニアを原料とする
気相反応法 ３５ｉＣ１４＋ ４ ＮＨ３→Ｓ ｉ ３ Ｎ４ ＋１
２ ＨＣｌなど＋３１ノＩＪ力（Ｓｉｎ２）を反応量論
比程匿のカーボンＣで還元して得だＳｉＯを窒化する方
法３ ＳｉＯ２＋６Ｃ＋２Ｎｚ→Ｓ ｉ ３Ｎ４ ＋
６ ＣＯが採られている。
金属けい素粉末を窒化させる方法３ｓｉ＋２Ｎ２→５Ｉ
３Ｎ４ （２）四塩化けい素やシランとアンモニアを原料とする
気相反応法 ３５ｉＣ１４＋ ４ ＮＨ３→Ｓ ｉ ３ Ｎ４ ＋１
２ ＨＣｌなど＋３１ノＩＪ力（Ｓｉｎ２）を反応量論
比程匿のカーボンＣで還元して得だＳｉＯを窒化する方
法３ ＳｉＯ２＋６Ｃ＋２Ｎｚ→Ｓ ｉ ３Ｎ４ ＋
６ ＣＯが採られている。
しかしく１）の場合のＳｉの窒化が発熱反応で、その発
熱制御のためプロセス上工夫を要し例えばＳｉとして比
較的粗粒のものを選び嗜化後微粉砕化している。このた
め不純物の混入が避けられず（粉砕過程）、耐火レンガ
など一般耐熱材料としての使用には支障ないが高温ガス
タービン用などには適さない。
熱制御のためプロセス上工夫を要し例えばＳｉとして比
較的粗粒のものを選び嗜化後微粉砕化している。このた
め不純物の混入が避けられず（粉砕過程）、耐火レンガ
など一般耐熱材料としての使用には支障ないが高温ガス
タービン用などには適さない。
また（２）の場合は例えば半導体素子の表面被覆などに
は適するが無機耐熱材料には量産的とけ云えず工業的製
造には適さない。
は適するが無機耐熱材料には量産的とけ云えず工業的製
造には適さない。
さらに（３）の場合は原料として光分精製されたＳ ＋
０２粉末およびＣ粉末を用いる必要があるばかりでな
く生成物はα型Ｓ’ ３Ｎ４ ＋β型Ｓ’３Ｎ４＋シリ
コンオキンナイトライド（Ｓ ｉ ２ＯＮ２ ）および
ＳｉＣなどの混合系でα型Ｓ ｉ ３Ｎ４の収率が低い
と云う欠点がある。即ちこの場合には反応操作上煩雑さ
を要しないと云う利点がある反面、上記の如く収率（α
咽Ｓｉ３Ｎ４の含有率が低い）が劣るため実用的でない
。
０２粉末およびＣ粉末を用いる必要があるばかりでな
く生成物はα型Ｓ’ ３Ｎ４ ＋β型Ｓ’３Ｎ４＋シリ
コンオキンナイトライド（Ｓ ｉ ２ＯＮ２ ）および
ＳｉＣなどの混合系でα型Ｓ ｉ ３Ｎ４の収率が低い
と云う欠点がある。即ちこの場合には反応操作上煩雑さ
を要しないと云う利点がある反面、上記の如く収率（α
咽Ｓｉ３Ｎ４の含有率が低い）が劣るため実用的でない
。
さらに上記（１）〜（３）の製法を用いた場合にはその
粒径を小さくする事、ならびに粒径および粒径のバラツ
キを小さくする事が困難であった。本発明行らはこのよ
うな点に対処して検討を進めた結果、上記シリカ（Ｓｉ
ｎ２）の還元、窒化法（てしいて、高温で分解ｊ７てＳ
ｉ ０２となるメチルトリクロルシランを原料として
、且つ微細な結晶質窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）粉をＣ粉
末とともに所定量共存させて加水分解させた後、反応温
度を所定温度に選んだ場合、高品質のα型Ｓｉ３Ｎ４粉
末が（著しく微粒子）高収率で、かつ粒径の微細化及び
均一化を向上でさることを見い出した。
粒径を小さくする事、ならびに粒径および粒径のバラツ
キを小さくする事が困難であった。本発明行らはこのよ
うな点に対処して検討を進めた結果、上記シリカ（Ｓｉ
ｎ２）の還元、窒化法（てしいて、高温で分解ｊ７てＳ
ｉ ０２となるメチルトリクロルシランを原料として
、且つ微細な結晶質窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）粉をＣ粉
末とともに所定量共存させて加水分解させた後、反応温
度を所定温度に選んだ場合、高品質のα型Ｓｉ３Ｎ４粉
末が（著しく微粒子）高収率で、かつ粒径の微細化及び
均一化を向上でさることを見い出した。
（発明の目的）
本発明はこのような知見に基づき、煩雑な操作乃至反応
装置を要せずにＳｉ３Ｎ４系の高温高応力材料用として
適するα型Ｓｉ３Ｎ４粉末を尚収率でかつ粒径の微細化
及び均一性を向上させる事のできる製造方法を庚供しよ
うとするものである。
装置を要せずにＳｉ３Ｎ４系の高温高応力材料用として
適するα型Ｓｉ３Ｎ４粉末を尚収率でかつ粒径の微細化
及び均一性を向上させる事のできる製造方法を庚供しよ
うとするものである。
（発明の概要）
以下本発明の詳細な説明すると、本発明はシリカ（Ｓｉ
０２ ） １． ｋ を部を加水分解焼成処理して生成
するに相当するー：のメチルトリクロルシランに、カー
ボン（ｃ）粉末０１〜２重鎗部と結畠質の窒化ケイ素（
Ｓｉ３Ｎ４）粉末、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粉末の少なく
ともいずれか１種０．００５〜１．０畝縁部との割合で
混合してなる液状懸濁物質を加水分解、洗浄、乾燥１〜
、得られた沈ｌ殿物を窒素を含むふん囲気中１３００〜
１５１） ０°Ｃで加熱処理ｌ〜、蓋元、窒化反応させ
、要すればさらに酸化性雰囲気下６００〜８００’Ｏで
加熱肌理を施すことを特徴とするα型窒化ケイ素（α型
５ｉ３Ｎ４）粉末の製造方法である。本発明において出
発原料として用いるメチルトリクロルシラン−カーボン
−結晶質窒化ケイ素などの（ＣＨ３Ｓ ｉ Ｃ１ｈ
Ｃ−８！ａＮ４）混合系においてメチルトリクロルシラ
ンを加水分解、焼成処理して得られる８１０２１市着部
に換算して、５ｉ０２（ＣＩ−Ｉ３Ｓ’１Ｃ１３から）
−Ｃ−８ｉ３Ｎ４を１：０１〜２：０．００５〜１．０
の重量割合に選冨のは次の理由による。即ち換算５ｉ０
２１重着部当りＣが０．１重寸部未満では５ｉ０２が未
反応として残留し、かつ、５１２ＯＮ２の多酸生成がみ
られる反面α観Ｓ ｉ ３Ｎ４の生成吐が少なく、また
２重１部を超えるとβ型ＳＩ３Ｎ４の生成がみられ結果
的にα−３１３Ｎ４の純度が悪化するほか、とくに収率
低下がみられるからである。
０２ ） １． ｋ を部を加水分解焼成処理して生成
するに相当するー：のメチルトリクロルシランに、カー
ボン（ｃ）粉末０１〜２重鎗部と結畠質の窒化ケイ素（
Ｓｉ３Ｎ４）粉末、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粉末の少なく
ともいずれか１種０．００５〜１．０畝縁部との割合で
混合してなる液状懸濁物質を加水分解、洗浄、乾燥１〜
、得られた沈ｌ殿物を窒素を含むふん囲気中１３００〜
１５１） ０°Ｃで加熱処理ｌ〜、蓋元、窒化反応させ
、要すればさらに酸化性雰囲気下６００〜８００’Ｏで
加熱肌理を施すことを特徴とするα型窒化ケイ素（α型
５ｉ３Ｎ４）粉末の製造方法である。本発明において出
発原料として用いるメチルトリクロルシラン−カーボン
−結晶質窒化ケイ素などの（ＣＨ３Ｓ ｉ Ｃ１ｈ
Ｃ−８！ａＮ４）混合系においてメチルトリクロルシラ
ンを加水分解、焼成処理して得られる８１０２１市着部
に換算して、５ｉ０２（ＣＩ−Ｉ３Ｓ’１Ｃ１３から）
−Ｃ−８ｉ３Ｎ４を１：０１〜２：０．００５〜１．０
の重量割合に選冨のは次の理由による。即ち換算５ｉ０
２１重着部当りＣが０．１重寸部未満では５ｉ０２が未
反応として残留し、かつ、５１２ＯＮ２の多酸生成がみ
られる反面α観Ｓ ｉ ３Ｎ４の生成吐が少なく、また
２重１部を超えるとβ型ＳＩ３Ｎ４の生成がみられ結果
的にα−３１３Ｎ４の純度が悪化するほか、とくに収率
低下がみられるからである。
一方換ｘＳｉ０２１重量部に対する結晶質のＳ’ ３
Ｎ４ ｒＳｉＣのうち少なくとも１種の比が０．００５
ｔｉ部未満ではα型Ｓ ｉ ３Ｎ４の高収率化効果が少
なく、逆に１ｔｌｉ部を超えると酸化物還元で得られる
好ましい粉末特性を有する粉末が得られず添加した５ｊ
３Ｎ４粉末の特性が顕著となり本来の目的が達すられな
い。しかしてこれらＣＨ３ＳＩ Ｃ１３Ｔ Ｃおよび結
晶質Ｓ ｉ ３Ｎ４の各原料成分はいずれも９９係程Ｉ
ｆ以上の高純度のものが好ましく、また粒度については
Ｃは平均粒径１μｍ以下のものが、結晶質５ｊ３Ｎ４は
なるべく微粒、たとえば２μｍ以下のものがそれぞれ好
ましい。尚原料として用いる結晶質Ｓｉ３Ｎ４はα型が
よいがβ型を含むものでもまた他の元素例えば／Ｌｌ、
ｏなと固溶しているものでもさしつかえない。さらに結
晶質５ｉ３Ｎ４０代りに結晶質の炭化ケイ素ＳｉＣなど
の単独あるいはそれ゛らの混合物、まだはこれらの１部
を金属Ｓｉで置きかえても同様な反応促進効果かえられ
る。但し、結晶質ＳｉＣ。
Ｎ４ ｒＳｉＣのうち少なくとも１種の比が０．００５
ｔｉ部未満ではα型Ｓ ｉ ３Ｎ４の高収率化効果が少
なく、逆に１ｔｌｉ部を超えると酸化物還元で得られる
好ましい粉末特性を有する粉末が得られず添加した５ｊ
３Ｎ４粉末の特性が顕著となり本来の目的が達すられな
い。しかしてこれらＣＨ３ＳＩ Ｃ１３Ｔ Ｃおよび結
晶質Ｓ ｉ ３Ｎ４の各原料成分はいずれも９９係程Ｉ
ｆ以上の高純度のものが好ましく、また粒度については
Ｃは平均粒径１μｍ以下のものが、結晶質５ｊ３Ｎ４は
なるべく微粒、たとえば２μｍ以下のものがそれぞれ好
ましい。尚原料として用いる結晶質Ｓｉ３Ｎ４はα型が
よいがβ型を含むものでもまた他の元素例えば／Ｌｌ、
ｏなと固溶しているものでもさしつかえない。さらに結
晶質５ｉ３Ｎ４０代りに結晶質の炭化ケイ素ＳｉＣなど
の単独あるいはそれ゛らの混合物、まだはこれらの１部
を金属Ｓｉで置きかえても同様な反応促進効果かえられ
る。但し、結晶質ＳｉＣ。
を用いた場合には純度の点でやや劣る傾向が認められる
。以下メチルトリクロルシラ／の使用及び結晶質５ｉ３
Ｎ４１に８加を中心に説明を進める。メチルトリルクロ
ルシラン（（ｙ（３ＳｉＣ１３）Ｕシリコーン工業の副
産物として高純度品が豊富に供給される。ところでとの
檀シラン化合物としては他に例えばテトラヒドロ７ラン
（ＳｉＨ４）、四塩化ケイ素（ＳｉＣ１４）、テトラエ
トキンンラン（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈｓ）４）、メチルシラン
（ＣＩ（３Ｓ ｉＨａ ）、テトラメトキシシラン（Ｓ
ｉ （Ｃｏｔ−Ｉ３ ）４）等がある。しかしてこれ
らの中でＳ ｌ （ＯＣ２［（５） ４ 。
。以下メチルトリクロルシラ／の使用及び結晶質５ｉ３
Ｎ４１に８加を中心に説明を進める。メチルトリルクロ
ルシラン（（ｙ（３ＳｉＣ１３）Ｕシリコーン工業の副
産物として高純度品が豊富に供給される。ところでとの
檀シラン化合物としては他に例えばテトラヒドロ７ラン
（ＳｉＨ４）、四塩化ケイ素（ＳｉＣ１４）、テトラエ
トキンンラン（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈｓ）４）、メチルシラン
（ＣＩ（３Ｓ ｉＨａ ）、テトラメトキシシラン（Ｓ
ｉ （Ｃｏｔ−Ｉ３ ）４）等がある。しかしてこれ
らの中でＳ ｌ （ＯＣ２［（５） ４ 。
Ｃｌ４３Ｓｉトｆ３，５ｉ（ＯＣｆ（３）４などの素原
料は加水分解処理条件がむずかしく完全に分解しえない
欠点を有する。その状態で、加熱反応させると残存アル
コキシ基のため昇温途中で沈＃物が凝集し、反応が円滑
に進行しなくなり、合成された５Ｌ３Ｎ４粉末の純ＩＷ
を極端に悪くする。その点メチルトリクロルシランは加
水分解処理が容易であり、発熱さえ十分に制御しさえす
れば次の反応式に従って完全な中間生成沈澱物が得られ
る。
料は加水分解処理条件がむずかしく完全に分解しえない
欠点を有する。その状態で、加熱反応させると残存アル
コキシ基のため昇温途中で沈＃物が凝集し、反応が円滑
に進行しなくなり、合成された５Ｌ３Ｎ４粉末の純ＩＷ
を極端に悪くする。その点メチルトリクロルシランは加
水分解処理が容易であり、発熱さえ十分に制御しさえす
れば次の反応式に従って完全な中間生成沈澱物が得られ
る。
ＣＨ３Ｓ ｉ Ｃ１ｌ ３ ＋ Ｈ２０→ＣＨ３Ｓ ｉ
０３／２＋ ＨＣｌここでメチルトリクロルシランを素
原料として用いると、さらに好ましい現象を生ずる。す
なわち加水分解時に多量のＨＣＪが同時に生成するが、
ＨＣｅはＣや結晶質５１３Ｎ４等に含まれるカルシウム
（Ｃａ） 、鉄（Ｆ”ｅ）等の不純物を除去するのにす
ぐれた効果がある。例えば通常採られている遣元法によ
るシリカ（Ｓ １０２）粉末を用いＣ２Ｓｉ３Ｎ４等を
ボールミルにより混合しＳ ｒ ３ Ｎ４粉末を得る場
合に較べ本発明に係るメチルトリクロルシランカラノＳ
ｉ３Ｎ４粉末を得た場合には不純物縫が８＋０２を出発
原料としたものに比べ１／１０以下に減少する。本発明
においてもう一つの特徴である結晶質Ｓｉ３Ｎ４゛粉末
添加についてさらに説明する。
０３／２＋ ＨＣｌここでメチルトリクロルシランを素
原料として用いると、さらに好ましい現象を生ずる。す
なわち加水分解時に多量のＨＣＪが同時に生成するが、
ＨＣｅはＣや結晶質５１３Ｎ４等に含まれるカルシウム
（Ｃａ） 、鉄（Ｆ”ｅ）等の不純物を除去するのにす
ぐれた効果がある。例えば通常採られている遣元法によ
るシリカ（Ｓ １０２）粉末を用いＣ２Ｓｉ３Ｎ４等を
ボールミルにより混合しＳ ｒ ３ Ｎ４粉末を得る場
合に較べ本発明に係るメチルトリクロルシランカラノＳ
ｉ３Ｎ４粉末を得た場合には不純物縫が８＋０２を出発
原料としたものに比べ１／１０以下に減少する。本発明
においてもう一つの特徴である結晶質Ｓｉ３Ｎ４゛粉末
添加についてさらに説明する。
本発明においてメチルトリクロルシランの加水分解沈澱
物であるｃｌ−（３Ｓ ｉ０３／２− Ｃ結晶質Ｓ’３
Ｎ４混合物の加熱焼成に際し、その雰囲気はＮ２．ＮＩ
］３．Ｎ２水素（１−（２）、Ｎ２−不活性ガスなどの
系が挙げられるが主反応ガスはＮ２またはＮＨ３でなけ
ればならない。
物であるｃｌ−（３Ｓ ｉ０３／２− Ｃ結晶質Ｓ’３
Ｎ４混合物の加熱焼成に際し、その雰囲気はＮ２．ＮＩ
］３．Ｎ２水素（１−（２）、Ｎ２−不活性ガスなどの
系が挙げられるが主反応ガスはＮ２またはＮＨ３でなけ
ればならない。
その理由は最終的に高純度のα型Ｓｉ３Ｎ４の生成に大
きく影響することが実験的に確認されたからである。一
方このＮ２まだはＮＩ■３を主反応ガスとする雰囲気中
での加熱焼成温度は１３００〜１５００’Ｏの範囲内に
選ばれる。その理由は１３００’Ｏ未満ではＳ ！ ３
Ｎ４が生成し難く、また１５００°０を超えるとＳｉＣ
の生成がみられ、結局所望の、高温高応力材料用に適す
るα型５ｊ３Ｎ４系粉末を得られないからである。
きく影響することが実験的に確認されたからである。一
方このＮ２まだはＮＩ■３を主反応ガスとする雰囲気中
での加熱焼成温度は１３００〜１５００’Ｏの範囲内に
選ばれる。その理由は１３００’Ｏ未満ではＳ ！ ３
Ｎ４が生成し難く、また１５００°０を超えるとＳｉＣ
の生成がみられ、結局所望の、高温高応力材料用に適す
るα型５ｊ３Ｎ４系粉末を得られないからである。
さらに上記Ｎ２などを主反応ガスとした雰囲気中での加
熱焼成後、酸化性雰囲気下での加熱処理は残存している
Ｃの除去を目的としたものであるがその温度は６００〜
８００°０の範囲に選ばれる。
熱焼成後、酸化性雰囲気下での加熱処理は残存している
Ｃの除去を目的としたものであるがその温度は６００〜
８００°０の範囲に選ばれる。
上記の如（５ｉ０２の置元、窒化反応において過剰のＣ
を用いる一方、特に所定量の結晶質Ｓｉ３Ｎ４を共存さ
せる本発明によれば５ｉ０２の還元が大いに促進され、
径および粒形のばらつきが少ない優れた特性を有する粉
末であり、この粉末を用いて得られよ焼結体は優れた高
温強度を有する。
を用いる一方、特に所定量の結晶質Ｓｉ３Ｎ４を共存さ
せる本発明によれば５ｉ０２の還元が大いに促進され、
径および粒形のばらつきが少ない優れた特性を有する粉
末であり、この粉末を用いて得られよ焼結体は優れた高
温強度を有する。
ここで本発明においてあらかじめ加えるＳｉ３Ｎ４を結
晶質に限る理由を説明する。
晶質に限る理由を説明する。
Ｓｉ３Ｎ４は製造方法、条件により非結晶質から結晶質
まで結晶形態の異るものが得られる。しかし本発明で眼
科として加えるＳｉ３Ｎ４は気相状態で生成したＳｉ３
Ｎ４を沈着、成長させるだめの核として働くもので、そ
の結晶形線は他の純度、粒径等の特性上ともに反応速度
、収率、合成粉の粒径、形に大きく影響する。
まで結晶形態の異るものが得られる。しかし本発明で眼
科として加えるＳｉ３Ｎ４は気相状態で生成したＳｉ３
Ｎ４を沈着、成長させるだめの核として働くもので、そ
の結晶形線は他の純度、粒径等の特性上ともに反応速度
、収率、合成粉の粒径、形に大きく影響する。
すなわち、核自身はＳｉ３Ｎ４合成過程中は物理的、化
学的に安定な状態で存在していることが必要であり、例
えば非結晶質から結晶質への変化、粒成長、化学的成分
変化等は核としての機能低下をまねく。一般に気相合成
法により作られる５Ｌ３Ｎ４はその合成条件にもよるが
、大部分が非結晶質の結晶形態を示す。この非結晶質Ｓ
ｉ ３Ｎ４は化学敏論的には結晶質Ｓｉ３Ｎ４に近い
Ｓｌ及びＮの含有率を示すが、結晶構造の点から見れば
その配列が必ずしも規則的ではない状態であり、他の合
成法においても条件によ＃）見られるものである。
学的に安定な状態で存在していることが必要であり、例
えば非結晶質から結晶質への変化、粒成長、化学的成分
変化等は核としての機能低下をまねく。一般に気相合成
法により作られる５Ｌ３Ｎ４はその合成条件にもよるが
、大部分が非結晶質の結晶形態を示す。この非結晶質Ｓ
ｉ ３Ｎ４は化学敏論的には結晶質Ｓｉ３Ｎ４に近い
Ｓｌ及びＮの含有率を示すが、結晶構造の点から見れば
その配列が必ずしも規則的ではない状態であり、他の合
成法においても条件によ＃）見られるものである。
しかしてこの非結晶状態は１２００〜１６００°０のｌ
晶度で熱処理することにより結晶質へ変化するが、理由
はさだかではないが、必ず粒径、形の粗大化が伴う。こ
のような非結晶質８１３Ｎ４粉末を本発明に示す核とし
て用いた場合、合成温度頭載が非結品質から結晶質へ変
化する温度領域とほとんど同じため、核としての特性が
変化し、反応促進、粒径、形制御の効果が全く失われ、
合成粉の純度低Ｆ１粒径粗大化を士ね〈。
晶度で熱処理することにより結晶質へ変化するが、理由
はさだかではないが、必ず粒径、形の粗大化が伴う。こ
のような非結晶質８１３Ｎ４粉末を本発明に示す核とし
て用いた場合、合成温度頭載が非結品質から結晶質へ変
化する温度領域とほとんど同じため、核としての特性が
変化し、反応促進、粒径、形制御の効果が全く失われ、
合成粉の純度低Ｆ１粒径粗大化を士ね〈。
さらに本発明においてメチルトリクロルシランをＣ結晶
質Ｓ＋３Ｎ４等と混合し加水分解して沈澱物を生成する
場合加水分解物が炭素粉末粒子の周囲に沈着していると
考えられる。しかしてこの沈澱物は２００〜３００ ’
Ｏで加熱処理して脱水１−でおくことが好ましく、また
Ｓｉ３Ｎ４粉末合成反応においては前記一般式（ＣＥ（
３ＳｉＯ３／／２）で示される化合物が炭素に吸着して
いるだめ接触面積が大きく、炭素還元が円滑に進み、ま
たアルキル基が窒素と置換し易いため窒化反応が速やか
に進行する。
質Ｓ＋３Ｎ４等と混合し加水分解して沈澱物を生成する
場合加水分解物が炭素粉末粒子の周囲に沈着していると
考えられる。しかしてこの沈澱物は２００〜３００ ’
Ｏで加熱処理して脱水１−でおくことが好ましく、また
Ｓｉ３Ｎ４粉末合成反応においては前記一般式（ＣＥ（
３ＳｉＯ３／／２）で示される化合物が炭素に吸着して
いるだめ接触面積が大きく、炭素還元が円滑に進み、ま
たアルキル基が窒素と置換し易いため窒化反応が速やか
に進行する。
しかしこの１易合、各原料の混合分牧状暢は合成反応に
微妙に影響するため、必要ｌ（応じて、沈澱物を乾燥し
た後、軽くボールミル等の手段を施してさらに混合分数
状態を改善することが好ましい。
微妙に影響するため、必要ｌ（応じて、沈澱物を乾燥し
た後、軽くボールミル等の手段を施してさらに混合分数
状態を改善することが好ましい。
（発明の実施例）
次に本発明の実施例を記載する。
加水分解、焼成処理して５ｌｏ２ｉ重綾部を生成に相当
する駿のメチルトリクロルシランに、粒径００２９μｍ
のＣを０．５重着部、粒径０３μｍの結晶質Ｓｉ３Ｎ４
０．１重重部を飽加して混合液状物を調製した。この液
状混合物に多量の純水を加え、かつ発熱を制御しつつ加
水分解して沈澱物を生成した。
する駿のメチルトリクロルシランに、粒径００２９μｍ
のＣを０．５重着部、粒径０３μｍの結晶質Ｓｉ３Ｎ４
０．１重重部を飽加して混合液状物を調製した。この液
状混合物に多量の純水を加え、かつ発熱を制御しつつ加
水分解して沈澱物を生成した。
この沈澱物に水洗を漉こし、充分にＨ（Ｊを除去してｆ
＆、１１０’Ｏで３ｈｒ乾燥処理を怖こ１７た。この生
成物をボールミルにより軽く粉砕して、窒素気流中１４
００’０．５ ｆｉｒ放置し反応させた。その後、残留
Ｃを除去するだめ空気中７００°Ｑ、３ｈｒ熱処理して
ｓ Ｓ’３”４粉末を得た。かぐして得だ粉末は９９
％以上の純度を何し、全金属系不純物１は００９係以丁
で、同時生成する５ｉＣｔｉは０．３％であった。また
上記合成粉末の平均粒径は１．２μｍで、α−８ｉ３Ｎ
４含有率は９５％であった。
＆、１１０’Ｏで３ｈｒ乾燥処理を怖こ１７た。この生
成物をボールミルにより軽く粉砕して、窒素気流中１４
００’０．５ ｆｉｒ放置し反応させた。その後、残留
Ｃを除去するだめ空気中７００°Ｑ、３ｈｒ熱処理して
ｓ Ｓ’３”４粉末を得た。かぐして得だ粉末は９９
％以上の純度を何し、全金属系不純物１は００９係以丁
で、同時生成する５ｉＣｔｉは０．３％であった。また
上記合成粉末の平均粒径は１．２μｍで、α−８ｉ３Ｎ
４含有率は９５％であった。
また粒度分布測定器により、合成粉の粒度分布を調べた
結果、１，２μｍ±１０チの粒径を有するＳｉ３Ｎ４粒
子は全体の９３重ｔ％を占めており、均一な粒子から構
成されていることがわかった。その他の実施例２〜１２
および比較例とし上記メチルトリクロルシランから生成
された５ｉ０２．粒径００２９μｍのＣを用いえ場合（
ａｌ及び、さらに粒径０３μｍの非結晶質Ｓｉ３Ｎ４を
所定の割合に混合し、上記実施例１に準じた製造方法で
、それぞれ得たα−８ｉ３Ｎ４粉末について同様に特性
を評価した。この実施例２〜１２および比較例の製造条
件、生成粉末の特性を次表に実施例１の場合を含めて示
しだ。
結果、１，２μｍ±１０チの粒径を有するＳｉ３Ｎ４粒
子は全体の９３重ｔ％を占めており、均一な粒子から構
成されていることがわかった。その他の実施例２〜１２
および比較例とし上記メチルトリクロルシランから生成
された５ｉ０２．粒径００２９μｍのＣを用いえ場合（
ａｌ及び、さらに粒径０３μｍの非結晶質Ｓｉ３Ｎ４を
所定の割合に混合し、上記実施例１に準じた製造方法で
、それぞれ得たα−８ｉ３Ｎ４粉末について同様に特性
を評価した。この実施例２〜１２および比較例の製造条
件、生成粉末の特性を次表に実施例１の場合を含めて示
しだ。
以下余白
（発明の効果）
以上の結果からも明らかのように実施例の場合、得られ
た生成粉末はα−８ｉ３Ｎ４が９０チ以上を占め、目一
つＮ含有率（Ｎ率）が３４〜３８チと高いことから、そ
れらα−８ｉ ３Ｎ４は窒化物としても純度の高いもの
であり、さらに合成粉の粒子構成状態も非常に均一な粒
径を持っていることがわかる。
た生成粉末はα−８ｉ３Ｎ４が９０チ以上を占め、目一
つＮ含有率（Ｎ率）が３４〜３８チと高いことから、そ
れらα−８ｉ ３Ｎ４は窒化物としても純度の高いもの
であり、さらに合成粉の粒子構成状態も非常に均一な粒
径を持っていることがわかる。
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
（ほか１名）
−３５〜
Claims (1)
- シリカ（８ｉ０２）を１重量部生成相当着のメチルトリ
クロルシラン（ＣＨ３Ｓ ＋ Ｃ１３）に、カーボン粉
末０１〜２重量部と、結晶質窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）
粉末、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粉末のうち少なくともいず
れか１種を５ｉ０２０．００５〜１重歇部の割合でそれ
ぞれ加えてなる液状物質を加水分解洗浄し、得られた沈
澱物を窒素を含むふん囲気中１３００〜１５００’Ｏで
加熱処理し、還元、窒化反応させることを特徴とするα
型窒化ケイ素粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18844681A JPS5891006A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | α型窒化ケイ素粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18844681A JPS5891006A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | α型窒化ケイ素粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5891006A true JPS5891006A (ja) | 1983-05-30 |
Family
ID=16223824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18844681A Pending JPS5891006A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | α型窒化ケイ素粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5891006A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5525556A (en) * | 1994-04-14 | 1996-06-11 | The Dow Chemical Company | Silicon nitride/silicon carbide composite powders |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55113603A (en) * | 1979-02-19 | 1980-09-02 | Toshiba Corp | Manufacture of alpha silicon nitride powder |
-
1981
- 1981-11-26 JP JP18844681A patent/JPS5891006A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55113603A (en) * | 1979-02-19 | 1980-09-02 | Toshiba Corp | Manufacture of alpha silicon nitride powder |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5525556A (en) * | 1994-04-14 | 1996-06-11 | The Dow Chemical Company | Silicon nitride/silicon carbide composite powders |
| US5538675A (en) * | 1994-04-14 | 1996-07-23 | The Dow Chemical Company | Method for producing silicon nitride/silicon carbide composite |
| US5643843A (en) * | 1994-04-14 | 1997-07-01 | The Dow Chemical Company | Silicon nitride/silicon carbide composite densified materials prepared using composite powders |
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