JPS6144708A - 炭化珪素微粉末の製造方法 - Google Patents
炭化珪素微粉末の製造方法Info
- Publication number
- JPS6144708A JPS6144708A JP59165387A JP16538784A JPS6144708A JP S6144708 A JPS6144708 A JP S6144708A JP 59165387 A JP59165387 A JP 59165387A JP 16538784 A JP16538784 A JP 16538784A JP S6144708 A JPS6144708 A JP S6144708A
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- fine powder
- gas
- powder
- carbide powder
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は炭化珪素微粉末の製造方法に関する発明である
。更に詳しくは、一般式がＲｎＳｉ（ＯＲ’）＊−ｒ＋
（式中、Ｒは塩素、臭素、ヨウ素、水素、アルキル基、
アリル基またはフェニル基を示し、Ｒ′はアルキル基、
アリル基、またはフェニル基を示す、ｎは０，１．２ま
たは３である）で表されるアルコキシシラン化合物を気
相反応させて得た微粉末を非酸化的雰囲気で熱処理する
ことを特徴とする炭化珪素微粉末の製造方法に関する発
明である。
。更に詳しくは、一般式がＲｎＳｉ（ＯＲ’）＊−ｒ＋
（式中、Ｒは塩素、臭素、ヨウ素、水素、アルキル基、
アリル基またはフェニル基を示し、Ｒ′はアルキル基、
アリル基、またはフェニル基を示す、ｎは０，１．２ま
たは３である）で表されるアルコキシシラン化合物を気
相反応させて得た微粉末を非酸化的雰囲気で熱処理する
ことを特徴とする炭化珪素微粉末の製造方法に関する発
明である。
炭化珪素は高温安定性、高強度、高熱伝導性等の緒特性
を有する材料であり、原子力エネルギー材料、化学装置
、高温ガス処理、電気加熱要素及び電子抵抗器等に広く
用いられている。これらのうち特に高温構造材料として
有用であり、また省エネルギー、省資源の目的に重要な
役割を果たす材料として開発が進められている。
を有する材料であり、原子力エネルギー材料、化学装置
、高温ガス処理、電気加熱要素及び電子抵抗器等に広く
用いられている。これらのうち特に高温構造材料として
有用であり、また省エネルギー、省資源の目的に重要な
役割を果たす材料として開発が進められている。
これらの用途に使用する場合に、材料の強度は材料自体
の緻密性により決定され、材料内部に存在する欠陥空孔
の大きさが材料の強度を左右する。
の緻密性により決定され、材料内部に存在する欠陥空孔
の大きさが材料の強度を左右する。
従ってかかる材料には、おおきな欠陥空孔を有せず、緻
密且つ均質な組織を形成するものが強く要求されており
、特に原料粉末に対しては、より高品質化することが要
望されている。
密且つ均質な組織を形成するものが強く要求されており
、特に原料粉末に対しては、より高品質化することが要
望されている。
従来、炭化珪素粉末はシリカの炭素還元、または他の方
法により製造されているが、何れも粒径を小さくする°
ことが困難であり、粒子の径や形状がばらついているた
め優れた特性を得ることができなかった。
法により製造されているが、何れも粒径を小さくする°
ことが困難であり、粒子の径や形状がばらついているた
め優れた特性を得ることができなかった。
この点を改良するために、シリカと炭素の他に第３成分
として窒化珪素や炭化珪素などを添加することが提案さ
れている。
として窒化珪素や炭化珪素などを添加することが提案さ
れている。
しかしこの方法は使用する第３成分が主原料のシリカや
炭素よりも高価なので経済的に好ましい方向ではない。
炭素よりも高価なので経済的に好ましい方向ではない。
本発明者等は炭化珪素粉末を製造するプロセスにおいて
アルコキシシラン化合物を気相反応させて得た微粉末を
非酸化的雰囲気で熱処理することによりβ型炭化珪素を
得ることについて鋭意研究を行った。
アルコキシシラン化合物を気相反応させて得た微粉末を
非酸化的雰囲気で熱処理することによりβ型炭化珪素を
得ることについて鋭意研究を行った。
その結果アルコキシシラン化合物をアルゴン、ヘリウム
、水素、窒素、アンモニア等の非酸化雰囲気で気相反応
を行うことによって非晶質微粉末が得られ、更に上記の
方法で得られた微粉末を非酸化性ガス雰囲気下で結晶化
させることにより、β型炭化珪素結晶質粉末が得られる
ことを見出して本発明を完成するに至った。
、水素、窒素、アンモニア等の非酸化雰囲気で気相反応
を行うことによって非晶質微粉末が得られ、更に上記の
方法で得られた微粉末を非酸化性ガス雰囲気下で結晶化
させることにより、β型炭化珪素結晶質粉末が得られる
ことを見出して本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば気相反応で得られた生成微粉末は
式１の反応式にみられる様に、非晶質二酸化珪素と非晶
質炭素の混合物と考えられるが、０．５μ以下の球状物
質であり、炭素と二酸化珪素とが極めて均一に混合され
ているものと思われる。
式１の反応式にみられる様に、非晶質二酸化珪素と非晶
質炭素の混合物と考えられるが、０．５μ以下の球状物
質であり、炭素と二酸化珪素とが極めて均一に混合され
ているものと思われる。
ＲｎＳｉ（ＯＲ’）４−ｎ−→ＳｉＯ２＋ Ｃ式１従っ
て本発明方法の場合は従来の方法の様に二酸化珪素粉末
と炭素粉末を微細な粉末にする工程と均一に混合する工
程が不要になるだけでなく、微細粒子が均一に混合して
いるために第３成分を混入することなく、従来法よりも
結晶化時間を短くして、微細な炭化珪素粉末が得られる
。
て本発明方法の場合は従来の方法の様に二酸化珪素粉末
と炭素粉末を微細な粉末にする工程と均一に混合する工
程が不要になるだけでなく、微細粒子が均一に混合して
いるために第３成分を混入することなく、従来法よりも
結晶化時間を短くして、微細な炭化珪素粉末が得られる
。
また原料は蒸留等の操作によって容易に生成することが
出来るので、本発明方法によって得ら些る生成物は極め
て高い純度のものである。
出来るので、本発明方法によって得ら些る生成物は極め
て高い純度のものである。
（発明の概要〕
本発明方法において、原料としては次の様な有機珪素化
合物が用いられる。
合物が用いられる。
一般式がＲｎＳｉ（ＯＲ′）４−Ｊ式中、Ｒは塩素、臭
素、ヨウ素、水素、アルキル基、アリル基またはフェニ
ル基を示し、Ｒｏはアルキル基、アリル基、またはフェ
ニル基を示す、ｎは０．１．２または３である）で表さ
れるアルコキシシラン化合物としては、例えばテトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメト
キシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメ
トキシシラン、ジクロロジメトキシシラン等が挙げられ
る。
素、ヨウ素、水素、アルキル基、アリル基またはフェニ
ル基を示し、Ｒｏはアルキル基、アリル基、またはフェ
ニル基を示す、ｎは０．１．２または３である）で表さ
れるアルコキシシラン化合物としては、例えばテトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメト
キシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメ
トキシシラン、ジクロロジメトキシシラン等が挙げられ
る。
これらの原料は通常の蒸留等により極めて高純度に精製
される。また気相反応へ供給する場合、これらの原料が
２種以上混合されていてもさしつかえない。またこれら
の原料は予めガス化させて反応管へ導き、同時に＾ｒＳ
ＨｅＳＮｚ、Ｈ２及びアンモニア等の非酸化性ガスと混
合して供給される。
される。また気相反応へ供給する場合、これらの原料が
２種以上混合されていてもさしつかえない。またこれら
の原料は予めガス化させて反応管へ導き、同時に＾ｒＳ
ＨｅＳＮｚ、Ｈ２及びアンモニア等の非酸化性ガスと混
合して供給される。
非酸化性ガスは反応に於ける原料の分圧を変化させたり
、反応時間を制御するために重要である。
、反応時間を制御するために重要である。
本発明方法において、反応温度は８００℃〜１５００℃
の範囲で選択するのが適当であり、８００℃より低いと
きには反応の進行が不充分であるために生成量が低く、
逆に１５００℃を超える場合は、装置の制約と多大のエ
ネルギーを要するために経済的でない。原料ガスの分圧
及び反応時間は生成物の粒径や収率等を考慮して決めら
れるが、原料分圧は０．０１〜数ａｔｍ 、反応時間は
１２０〜０．０１ｓｅｃ、で実施するのが好ましい。こ
れらの値より原料分圧が低く、反応時間が長い場合には
、反応装置が大型になり工業的に不利となる。
の範囲で選択するのが適当であり、８００℃より低いと
きには反応の進行が不充分であるために生成量が低く、
逆に１５００℃を超える場合は、装置の制約と多大のエ
ネルギーを要するために経済的でない。原料ガスの分圧
及び反応時間は生成物の粒径や収率等を考慮して決めら
れるが、原料分圧は０．０１〜数ａｔｍ 、反応時間は
１２０〜０．０１ｓｅｃ、で実施するのが好ましい。こ
れらの値より原料分圧が低く、反応時間が長い場合には
、反応装置が大型になり工業的に不利となる。
逆に、分圧が高く反応時間が短い場合には反応が進行し
なかったり、または生成物中に炭素量が多くなったりす
るので好ましくない。
なかったり、または生成物中に炭素量が多くなったりす
るので好ましくない。
具体的な実施方法としては、例えば原料が液体である場
合には所定の液量を予熱器に導入してガス化させ、所定
量の非酸化性ガスと充分に均一に混合したのち、外部加
熱式の反応管へ導く。反応管の形式は空塔あるいは充填
塔式の流通型が用いられるがガスの流れが脈動あるいは
乱脈にならず、均一に加熱される構造とすることが生成
微粉末の均一性を得るために重要である。生成した微粉
末は冷却後捕集器へと導かれ捕集される。この場合の捕
集器としては通常用いられている濾過方式の集塵器、電
気集塵器、サイクロン等を適宜用いることが可能である
。
合には所定の液量を予熱器に導入してガス化させ、所定
量の非酸化性ガスと充分に均一に混合したのち、外部加
熱式の反応管へ導く。反応管の形式は空塔あるいは充填
塔式の流通型が用いられるがガスの流れが脈動あるいは
乱脈にならず、均一に加熱される構造とすることが生成
微粉末の均一性を得るために重要である。生成した微粉
末は冷却後捕集器へと導かれ捕集される。この場合の捕
集器としては通常用いられている濾過方式の集塵器、電
気集塵器、サイクロン等を適宜用いることが可能である
。
この様にして得られる生成微粉末はＸ線回折ではピーク
が認められない非晶質であり、粒径の揃った０、５μｍ
以下の球状粒子である。
が認められない非晶質であり、粒径の揃った０、５μｍ
以下の球状粒子である。
この生成微粉末の炭素量は３７．５重量％〜５０重量％
が好ましい。
が好ましい。
炭素量が少な過ぎると、未反応の二酸化珪素骨の残留、
シリコンオキシナイトライドの生成がみられる。炭素量
が多くとも特に不都合は無いが経済的に好ましくない。
シリコンオキシナイトライドの生成がみられる。炭素量
が多くとも特に不都合は無いが経済的に好ましくない。
炭素量の調節方法は反応温度や分圧の制御の他、次の様
な方法が採られる。第１の方法としてはアルコキシシラ
ン化合物の炭素量が少ない場合（例えばテトラメトキシ
シラン、またはメチルトリメトキシシラン等の場合）゛
、原料として、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素および
クロロホルム、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素化
合物を加える方法。第２の方法としてはアルコキシシラ
ン化合物の炭素量が多い場合は気相反応においてＡｒ等
とともにアンモニアや口２を導入することによって炭素
量を調節することができる。
な方法が採られる。第１の方法としてはアルコキシシラ
ン化合物の炭素量が少ない場合（例えばテトラメトキシ
シラン、またはメチルトリメトキシシラン等の場合）゛
、原料として、ベンゼン、ヘキサン等の炭化水素および
クロロホルム、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素化
合物を加える方法。第２の方法としてはアルコキシシラ
ン化合物の炭素量が多い場合は気相反応においてＡｒ等
とともにアンモニアや口２を導入することによって炭素
量を調節することができる。
結晶化の際の雰囲気は炭化水素、−酸化炭素、アルゴン
、水素、窒素、アンモニア等の非酸化性ガスが使用され
る。また結晶化の際の温度は一酸化炭素、アルゴンの雰
囲気中で１３５０〜１８５０℃（但し、窒素、アンモニ
ガスの場合は１５５０〜１８５０℃）であり、好ましく
は１４００〜１７００℃である。
、水素、窒素、アンモニア等の非酸化性ガスが使用され
る。また結晶化の際の温度は一酸化炭素、アルゴンの雰
囲気中で１３５０〜１８５０℃（但し、窒素、アンモニ
ガスの場合は１５５０〜１８５０℃）であり、好ましく
は１４００〜１７００℃である。
なお焼成温度が１３５０℃未満では炭化珪素の生成が難
しく、１８５０℃を超える温度では粒が成長し、微細化
出来なくなるので好ましくない。
しく、１８５０℃を超える温度では粒が成長し、微細化
出来なくなるので好ましくない。
また非酸化性雰囲気が窒素、アンモニアガスの場合には
１５５０℃未満では窒化珪素が生成するので１５５０℃
の温度以上で焼成する必要がある。
１５５０℃未満では窒化珪素が生成するので１５５０℃
の温度以上で焼成する必要がある。
焼成時間は結晶化度によっても異なるが通常０゜５〜５
時間である。焼成の具体的実施方法については特に制限
はなく、前記生成物を坩堝または流通式反応管に充填し
、不活性ガスを流通させる方法が行われる。
時間である。焼成の具体的実施方法については特に制限
はなく、前記生成物を坩堝または流通式反応管に充填し
、不活性ガスを流通させる方法が行われる。
また炭素量が過剰の場合には、未反応の炭素粉末が残留
するが、焼成後に酸化性雰囲気中６００〜８５０℃で炭
素を酸化して除去することができる。
するが、焼成後に酸化性雰囲気中６００〜８５０℃で炭
素を酸化して除去することができる。
こうして得られる結晶質の炭化珪素微粉末はＸ線的にＳ
ｉＯ□、Ｓｉの生成が見られず極めて高いβ相を有して
いる。
ｉＯ□、Ｓｉの生成が見られず極めて高いβ相を有して
いる。
以下に本発明方法を実施例により更に詳しく説明するが
、本発明方法はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。
、本発明方法はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。
実施例１゜
電気炉中に設置された内径２５ｍｍ、長さ７゜Ｑｍｍの
高純度アルミナ反応管と反応管出口に取りつけた捕集器
とからなる装置を用い、１２００℃に電気炉の温度を保
持した。予め予熱器によりガス化せしめた５ｉ（ＯＥｔ
）４とＡｒ （体積比１：２０）とをよく混合したのち
、反応管に導入した。
高純度アルミナ反応管と反応管出口に取りつけた捕集器
とからなる装置を用い、１２００℃に電気炉の温度を保
持した。予め予熱器によりガス化せしめた５ｉ（ＯＥｔ
）４とＡｒ （体積比１：２０）とをよく混合したのち
、反応管に導入した。
捕集器で得られた生成粉末はＸ線回折では非晶質であり
、粒径が０．２ミクロン以下の球状粒子であった。
、粒径が０．２ミクロン以下の球状粒子であった。
次にこの生成物をアルミナ管に充填してアルゴン雰囲気
下１６００℃で２時間熱処理を行った。
下１６００℃で２時間熱処理を行った。
未反応の炭素は空気中で８００°Ｃ１３時間熱処理を行
い除去した。得られた微粉末はＸ線回折ではβ−３ｉＣ
であり、０．３ミクロン以下の塊状の結晶粒子であった
。
い除去した。得られた微粉末はＸ線回折ではβ−３ｉＣ
であり、０．３ミクロン以下の塊状の結晶粒子であった
。
実施例２゜
実施例１．と同様の実験方法により各種有機珪素化合物
を反応させた。実験条件及び得られた結果を第１表及び
第２表に示した。
を反応させた。実験条件及び得られた結果を第１表及び
第２表に示した。
手続補正書
昭和６０年５月８日
Claims (1)
- 一般式がＲｎＳｉ（ＯＲ′）＿４＿−＿ｎ（式中、Ｒは
塩素、臭素、ヨウ素、水素、アルキル基、アリル基また
はフェニル基を示し、Ｒ′はアルキル基、アリル基、ま
たはフェニル基を示す、ｎは０、１、２または３である
）で表されるアルコキシシラン化合物を気相反応させて
得た微粉末を非酸化的雰囲気で熱処理することを特徴と
する炭化珪素微粉末の製造方法
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165387A JPS6144708A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 炭化珪素微粉末の製造方法 |
| US06/729,751 US4613490A (en) | 1984-05-08 | 1985-05-02 | Process for preparing silicon nitride, silicon carbide or fine powdery mixture thereof |
| DE19853516589 DE3516589A1 (de) | 1984-05-08 | 1985-05-08 | Verfahren zur herstellung von siliciumnitrid, siliciumcarbid oder feinen, pulverfoermigen mischungen daraus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165387A JPS6144708A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 炭化珪素微粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6144708A true JPS6144708A (ja) | 1986-03-04 |
Family
ID=15811421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59165387A Pending JPS6144708A (ja) | 1984-05-08 | 1984-08-07 | 炭化珪素微粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6144708A (ja) |
-
1984
- 1984-08-07 JP JP59165387A patent/JPS6144708A/ja active Pending
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