JPS59162115A - 高密度炭化ケイ素成形物の製造方法 - Google Patents
高密度炭化ケイ素成形物の製造方法Info
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- JPS59162115A JPS59162115A JP58037202A JP3720283A JPS59162115A JP S59162115 A JPS59162115 A JP S59162115A JP 58037202 A JP58037202 A JP 58037202A JP 3720283 A JP3720283 A JP 3720283A JP S59162115 A JPS59162115 A JP S59162115A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高純度−高密度の炭化ケイ素よりなる所望形
状の成形物の製造方法に関する。
状の成形物の製造方法に関する。
ケイ石と炭素材を原料として黒鉛をコアとする電気炉に
通電して原料を加熱し、炭化ケイ素を製造する方法は古
くから実用されている。また、炭化ケイ素の安定性や高
硬度を活用するため、炭化ケイ素成形物を製造する方法
は従来、数多く知られている。しかし−例えば焼結法で
は結合材の添加が必要で、純粋な成形物を得ることは困
難であり、また反応焼結法では、高密度のものは得難い
。
通電して原料を加熱し、炭化ケイ素を製造する方法は古
くから実用されている。また、炭化ケイ素の安定性や高
硬度を活用するため、炭化ケイ素成形物を製造する方法
は従来、数多く知られている。しかし−例えば焼結法で
は結合材の添加が必要で、純粋な成形物を得ることは困
難であり、また反応焼結法では、高密度のものは得難い
。
最近研究のすすんでいるＣＶＤ法では−ち密なものはで
きるけれども一８ｉ ：Ｃの綜子比がｌ：ｌのものを得
ることは極めて難しいし、また高価である。さらｌ二、
最近ホットブレス法が研究されているが、通常、黒鉛を
鋳型とするこの加圧焼結法は、温度、圧力及び成形速度
のフントロールが極めて難しく、特に任意形状のものや
大中のものを製造することは困難で、製造フストの点か
らも工業的（二実用される（二至っていない。
きるけれども一８ｉ ：Ｃの綜子比がｌ：ｌのものを得
ることは極めて難しいし、また高価である。さらｌ二、
最近ホットブレス法が研究されているが、通常、黒鉛を
鋳型とするこの加圧焼結法は、温度、圧力及び成形速度
のフントロールが極めて難しく、特に任意形状のものや
大中のものを製造することは困難で、製造フストの点か
らも工業的（二実用される（二至っていない。
本発明者は、炭化ケイ素成形物の上記のような実状に鑑
み、また、妬純度−尚密度炭化ケイ素成形物の優れた物
性に基く筒い工業的利用性に着目して、冒純度でち密な
炭化ケイ素成形物を容易に製造する方法について研死を
重ねた結果−極めて績ましい方法を見出した。
み、また、妬純度−尚密度炭化ケイ素成形物の優れた物
性に基く筒い工業的利用性に着目して、冒純度でち密な
炭化ケイ素成形物を容易に製造する方法について研死を
重ねた結果−極めて績ましい方法を見出した。
すなわち１本発明の目的は一扁純度、高密度の炭化ケイ
素成形物を比較同安価に提供することにある。また通常
の炭化ケイ素製造用電気炉を用いて、容易月っ効果的Ｃ
二所望形状の炭化ケイ素成形物を製造する新短な方法を
提供することにある。
素成形物を比較同安価に提供することにある。また通常
の炭化ケイ素製造用電気炉を用いて、容易月っ効果的Ｃ
二所望形状の炭化ケイ素成形物を製造する新短な方法を
提供することにある。
さらに−上記の通常の炭化ケイ素製造におけろと同様の
１皇料類を用いて、上記炭化ケイ素の製造を阻害するこ
となく−ち密な炭化ケイ素成形物を安イ曲（二提イにす
ることＣ二ある。本発明のさら（二他の目的及び優れた
効果は以下の記載から−Ｊ曽明らかとなるであろう。
１皇料類を用いて、上記炭化ケイ素の製造を阻害するこ
となく−ち密な炭化ケイ素成形物を安イ曲（二提イにす
ることＣ二ある。本発明のさら（二他の目的及び優れた
効果は以下の記載から−Ｊ曽明らかとなるであろう。
不発明に一黒鉛なコアとし−ケイ石及び炭素材を原料と
して′〜゛気炉に通′屯し炭化ケイ素を製造する公知の
方法Ｃ二おいて、黒鉛又は２３００’ＣＪａ上の融点又
は分解温度を有する窒化物あるいは炭化物の基Ｔｆｙ、
？上記コア外周部（二形成されるα−８ｉＯ樹状晶帯内
に−且つ上記コアを■とする放射方向を横切るようｌ二
手め配置し一上記基板のコア側の面にち密な結晶を生成
させることを特徴とする高密１呈炭化ケイ累成形物の製
造方法を提供するものである。
して′〜゛気炉に通′屯し炭化ケイ素を製造する公知の
方法Ｃ二おいて、黒鉛又は２３００’ＣＪａ上の融点又
は分解温度を有する窒化物あるいは炭化物の基Ｔｆｙ、
？上記コア外周部（二形成されるα−８ｉＯ樹状晶帯内
に−且つ上記コアを■とする放射方向を横切るようｌ二
手め配置し一上記基板のコア側の面にち密な結晶を生成
させることを特徴とする高密１呈炭化ケイ累成形物の製
造方法を提供するものである。
本発明は、上記のように一通常の炭化ケイ素製造のため
の電気炉慄業において、コア外周部に形成されろα−８
ｉＯ樹状晶帯（ニー黒鉛のような耐熱性材料で構成され
た基板を予め置いておくと−その幕板のコア側の面に高
密度のα炭化ケイ素結晶層が形成されること及びそのコ
ア側の７ｉ！板面の３１ｅ状を変化させることによりそ
の面の形状に沿って発達した高密度炭化ケイ素のＪ曽が
ｉ＋＜成されることが見出されたことに基いている。
の電気炉慄業において、コア外周部に形成されろα−８
ｉＯ樹状晶帯（ニー黒鉛のような耐熱性材料で構成され
た基板を予め置いておくと−その幕板のコア側の面に高
密度のα炭化ケイ素結晶層が形成されること及びそのコ
ア側の７ｉ！板面の３１ｅ状を変化させることによりそ
の面の形状に沿って発達した高密度炭化ケイ素のＪ曽が
ｉ＋＜成されることが見出されたことに基いている。
木ツト明の方法において用いられる原料は、従来の炭化
ケイ素製造の場合と同じであって一ケイ石及び炭素材の
ほか一木粉と食塩が混合使用される。
ケイ素製造の場合と同じであって一ケイ石及び炭素材の
ほか一木粉と食塩が混合使用される。
ケイ石としては、９８％以上の期及的高純度の〜ものか
用いられｍ個用に際しては−例えば１〜１０＃１程度の
粒径物（二調製される。また炭素材としては、灰分の少
い高純度のものが用いられ、例えば石油系コークスが有
利ｌ二剤いられる。この炭素材も使用に際しては一通常
、１〜３咽程度の径の粒状物に」１９製される。この両
反応原料は、反応を円滑且つ有利シニ行わせるために１
反応系（二通気性を与え反応の間に燃焼分解してなくな
る木粉及び鉄分、アルミナなどの除去材として作用し反
応の間に蒸散する批塩の粉末とともに均一に混合され電
気炉に充てんされる。それら各物質の混合割合は一通宮
一炭化ケイ素製造のために、電気炉に充てんされる電輪
１ノＰであって一工業的電気炉における場合を１例とし
て示せば一ケイ石５２〜５６Ｋｐ−コークス３４〜３６
にり、木粉３．５〜ｔＱ、５に９及び食塩２〜９ Ｋ９
程度の範囲割合であり、用いられるそれらの好適配合割
合は原料の純度に応じて決定される。また−案内電極間
を結ぶ黒鉛コアは−繰り返し便用される粉粒状黒鉛を用
い一断面がほぼ円形の円柱状に且つ炉の中央部が若干高
くなるように原料の充てんを利用して形成される。
用いられｍ個用に際しては−例えば１〜１０＃１程度の
粒径物（二調製される。また炭素材としては、灰分の少
い高純度のものが用いられ、例えば石油系コークスが有
利ｌ二剤いられる。この炭素材も使用に際しては一通常
、１〜３咽程度の径の粒状物に」１９製される。この両
反応原料は、反応を円滑且つ有利シニ行わせるために１
反応系（二通気性を与え反応の間に燃焼分解してなくな
る木粉及び鉄分、アルミナなどの除去材として作用し反
応の間に蒸散する批塩の粉末とともに均一に混合され電
気炉に充てんされる。それら各物質の混合割合は一通宮
一炭化ケイ素製造のために、電気炉に充てんされる電輪
１ノＰであって一工業的電気炉における場合を１例とし
て示せば一ケイ石５２〜５６Ｋｐ−コークス３４〜３６
にり、木粉３．５〜ｔＱ、５に９及び食塩２〜９ Ｋ９
程度の範囲割合であり、用いられるそれらの好適配合割
合は原料の純度に応じて決定される。また−案内電極間
を結ぶ黒鉛コアは−繰り返し便用される粉粒状黒鉛を用
い一断面がほぼ円形の円柱状に且つ炉の中央部が若干高
くなるように原料の充てんを利用して形成される。
本発明は、このようｊ二準備された電気炉を二通電する
前に、黒鉛又は２３００℃以上の融点又は分解点を有す
る窒化物あるいは炭化物の所望の面形状を員する基板を
コア外周部に形成されるα−８ｉＯ樹状晶帯の外縁部に
位置するよつ（二挿入し、その基板のコアｌ二対向する
所望形状面がコアを軸とする放射方向を横切るように配
置することが重要である。そのような基板は黒鉛が好ま
しいカ１例えばタンタル−ハフニウム、チタニウム。
前に、黒鉛又は２３００℃以上の融点又は分解点を有す
る窒化物あるいは炭化物の所望の面形状を員する基板を
コア外周部に形成されるα−８ｉＯ樹状晶帯の外縁部に
位置するよつ（二挿入し、その基板のコアｌ二対向する
所望形状面がコアを軸とする放射方向を横切るように配
置することが重要である。そのような基板は黒鉛が好ま
しいカ１例えばタンタル−ハフニウム、チタニウム。
ジルコニウム、などの窒化物や炭化物の如き２３００１
、好ましくは２５００１１以上の融点又は分解点を有す
るものも使用できる。このような基板をα−８ｉＣ樹状
晶帯に予め配置しておくと。
、好ましくは２５００１１以上の融点又は分解点を有す
るものも使用できる。このような基板をα−８ｉＣ樹状
晶帯に予め配置しておくと。
コア対向基板面に−ち密Ｃ二発圧したＳｉＯ結晶核が成
長して−例えば数−以上の厚さの比重約３．２のち密な
ＳｌＣＭ晶層が得られる。
長して−例えば数−以上の厚さの比重約３．２のち密な
ＳｌＣＭ晶層が得られる。
本発明によれば一前記したように、基板のコアに対向す
る面の形状を選択することにより所望形状のち密な炭化
ケイ票成形物を得ることができ。
る面の形状を選択することにより所望形状のち密な炭化
ケイ票成形物を得ることができ。
例えば平根状基板では８１０に状体が得られ−また一円
柱状基板をゆつくり回転させながら、その外周表面に趣
続した結晶層を形成させることにより円管状の炭化ケイ
素成形物を得ることができる。
柱状基板をゆつくり回転させながら、その外周表面に趣
続した結晶層を形成させることにより円管状の炭化ケイ
素成形物を得ることができる。
本発明の方法により得られる簡純度−高密度炭化ケイｇ
ｔ成形物は、優れた耐熱性、耐摩耗性を利用する各秤工
業羽料への仏前な用達が期待できる。
ｔ成形物は、優れた耐熱性、耐摩耗性を利用する各秤工
業羽料への仏前な用達が期待できる。
また１本発明の方法は一従来の工業材料として提供され
る炭化ケイ素の製倉を何ら明害することなく一所頃形状
の炭化ケイ累成影物を製造し得るので工業的に極めて有
利である。
る炭化ケイ素の製倉を何ら明害することなく一所頃形状
の炭化ケイ累成影物を製造し得るので工業的に極めて有
利である。
理解を一層容易（二するために、添付図面により本発明
の方法を具体的に説明する。
の方法を具体的に説明する。
第１図は、本発明の方法を実施している状態の１例を示
すもので、電気炉をそのコアのｄａｌ二垂直な面で切っ
た断面概説図である。図において一土台の上Ｃ二耐火レ
ンガで築かれた側壁１．１′の間σ］はぼ中心位置に黒
鉛コア２が形成され、その周囲に均一に混合された原料
３が充てんされている。
すもので、電気炉をそのコアのｄａｌ二垂直な面で切っ
た断面概説図である。図において一土台の上Ｃ二耐火レ
ンガで築かれた側壁１．１′の間σ］はぼ中心位置に黒
鉛コア２が形成され、その周囲に均一に混合された原料
３が充てんされている。
コア２の周囲のコアを軸とする放射方向の扉縁で示され
るα−８ｉＯ樹状晶帯４に黒鉛製板状基板５が挿入配置
されている。通電によって発熱したつア２の特に上面に
接する部分は約２９００℃に遂して性成炭化ケイ素の分
解ｌ二基〈と考えられる空洞部６が形成され−コアをと
りまく外周部にはα−８ｉＣ樹状晶帯４が形成されてい
る。このαＢｉ■状晶帯内に予め挿入された黒鉛基板５
のコア２を軸とする放射方向を横切るコア側の基板面（
図では下側面）に、ち密に発生したＳｉＯ鯖晶核が成長
して比重約３．２のち密な結晶層７が形成される。この
ようＣ二して形成される萬密度の炭化ケイ素結晶胸７は
操業条件により数−〜α単位の層厚に成長させることが
できる。また−基数の挿入位置はα−８ｉＯ樹状晶帯内
であればどの部分であってもよく、どの挿入個所におい
ても全く同じち密さを有する結晶体を得ることができる
。
るα−８ｉＯ樹状晶帯４に黒鉛製板状基板５が挿入配置
されている。通電によって発熱したつア２の特に上面に
接する部分は約２９００℃に遂して性成炭化ケイ素の分
解ｌ二基〈と考えられる空洞部６が形成され−コアをと
りまく外周部にはα−８ｉＣ樹状晶帯４が形成されてい
る。このαＢｉ■状晶帯内に予め挿入された黒鉛基板５
のコア２を軸とする放射方向を横切るコア側の基板面（
図では下側面）に、ち密に発生したＳｉＯ鯖晶核が成長
して比重約３．２のち密な結晶層７が形成される。この
ようＣ二して形成される萬密度の炭化ケイ素結晶胸７は
操業条件により数−〜α単位の層厚に成長させることが
できる。また−基数の挿入位置はα−８ｉＯ樹状晶帯内
であればどの部分であってもよく、どの挿入個所におい
ても全く同じち密さを有する結晶体を得ることができる
。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
容量３．５００ｆｆの炭化ケイ素製造用電気炉（二原料
として粒径が１〜１０＋ａの範囲に調製された純度９９
係のケイ石５４に９−粒径が約１〜３咽に粒度調製され
た灰分０５％の石油系コークス３４胸。
として粒径が１〜１０＋ａの範囲に調製された純度９９
係のケイ石５４に９−粒径が約１〜３咽に粒度調製され
た灰分０５％の石油系コークス３４胸。
木グズ７ Ｋｆ及び食塩粉末４ Ｋｐの割合で均一に混
合したものを充てんした。また、その充てんの際に。
合したものを充てんした。また、その充てんの際に。
粉粒状の黒鉛を、断面が約５０〜６０個の径の太さのコ
アにし、且つコアの長さ方向の中央部を若干品くなるよ
うにして両案内電極間（二黒鉛コアを形成させた。この
よう（ニして準備した電気炉の黒鉛コアの上面の上方約
２５ｃｒｎの位置ζ二、幅約１０画の長方形の黒鉛基数
を図面ｌ二示す如くほぼ水平且つコアの軸と直交するよ
うに原料中に深く挿入し、原料表面から突出した端部は
適当な把持手段で１劃定した。
アにし、且つコアの長さ方向の中央部を若干品くなるよ
うにして両案内電極間（二黒鉛コアを形成させた。この
よう（ニして準備した電気炉の黒鉛コアの上面の上方約
２５ｃｒｎの位置ζ二、幅約１０画の長方形の黒鉛基数
を図面ｌ二示す如くほぼ水平且つコアの軸と直交するよ
うに原料中に深く挿入し、原料表面から突出した端部は
適当な把持手段で１劃定した。
次いで−この電気炉に案内電極より−まず２５０ Ｖの
電１モを印加して通電を開始した。炉が所定負荷曲線を
保つように炉抵抗の低下に応じて操業電圧をインダグジ
ョンレギュレーターで調節し、最終日に約６０ＶＣ１，
た。かくして４８時間侯業したのち通電な停止し放冷し
た。黒鉛基板の下面ｊ：は一最高約５咽の厚さの高密度
炭化ケイ素結晶体が形成され、その結晶体の基板面への
形成状態から１本実験においてはコアの外周部シー厚さ
３０〜４０１Ｍのα〜ｓｉｃ樹状晶帯が形成されたこと
が確認された。
電１モを印加して通電を開始した。炉が所定負荷曲線を
保つように炉抵抗の低下に応じて操業電圧をインダグジ
ョンレギュレーターで調節し、最終日に約６０ＶＣ１，
た。かくして４８時間侯業したのち通電な停止し放冷し
た。黒鉛基板の下面ｊ：は一最高約５咽の厚さの高密度
炭化ケイ素結晶体が形成され、その結晶体の基板面への
形成状態から１本実験においてはコアの外周部シー厚さ
３０〜４０１Ｍのα〜ｓｉｃ樹状晶帯が形成されたこと
が確認された。
得られた為密度炭化ケイ素板状結晶物は８に〇＝１：１
に近く、緑色を呈し、比ｌ−約３．２で理論密度に近い
値を示し、耐熱性、耐縁耗性及び硬度の優れたものであ
った。
に近く、緑色を呈し、比ｌ−約３．２で理論密度に近い
値を示し、耐熱性、耐縁耗性及び硬度の優れたものであ
った。
本発明の方法は、操作が簡単で所望の形嶋の高密度の炭
化ケイ累結晶体を一従来の炭化ケイ素の製造を阻書する
ことなく容易且つ安価書＝提供しつる１ｘ（ｆｆ ｔＵ
＋的な発明である。
化ケイ累結晶体を一従来の炭化ケイ素の製造を阻書する
ことなく容易且つ安価書＝提供しつる１ｘ（ｆｆ ｔＵ
＋的な発明である。
第１図は一本発明の方法の実施状態を示す電気炉の断面
概説図で、図中の符号１− ＩＩは電気炉の側壁−２は
黒鉛コア、３は未反応原料混合物、５は基板−７は晶密
ｌｙ炭化ケイ素結晶体である。 特許出願人 新東運輸株式会社 一１゛二ンｊＪ＋二−パ 第１図
概説図で、図中の符号１− ＩＩは電気炉の側壁−２は
黒鉛コア、３は未反応原料混合物、５は基板−７は晶密
ｌｙ炭化ケイ素結晶体である。 特許出願人 新東運輸株式会社 一１゛二ンｊＪ＋二−パ 第１図
Claims (1)
- １ 黒鉛をコアとし、ケイ石及び炭素材を原料として電
気炉ｔ″ニー通電て炭化ケイ素を製造する方法において
一黒鉛又は２３００℃以上の融点又は分解温度を有する
窒化物あるいは炭化物の基板を上記コア外周部（：形成
されるα−８ｉＣ樹状晶帯内に一且つ上記コアを軸とす
る放射方向を横切るようＣ二手め配置し、上記基板のコ
ア側の面Ｃ二ち密な結晶を生成させることを特徴とする
高密度炭化ケイ素成形物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037202A JPS59162115A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 高密度炭化ケイ素成形物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037202A JPS59162115A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 高密度炭化ケイ素成形物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59162115A true JPS59162115A (ja) | 1984-09-13 |
| JPH0138041B2 JPH0138041B2 (ja) | 1989-08-10 |
Family
ID=12490994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58037202A Granted JPS59162115A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 高密度炭化ケイ素成形物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59162115A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4918560A (ja) * | 1972-06-14 | 1974-02-19 | ||
| JPS57191217A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-25 | Yakushima Denko Kk | Improving method for quality of silicon carbide |
-
1983
- 1983-03-07 JP JP58037202A patent/JPS59162115A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4918560A (ja) * | 1972-06-14 | 1974-02-19 | ||
| JPS57191217A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-25 | Yakushima Denko Kk | Improving method for quality of silicon carbide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0138041B2 (ja) | 1989-08-10 |
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