JPS62148308A - 微粉末窒化珪素の製造法 - Google Patents
微粉末窒化珪素の製造法Info
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- JPS62148308A JPS62148308A JP28562585A JP28562585A JPS62148308A JP S62148308 A JPS62148308 A JP S62148308A JP 28562585 A JP28562585 A JP 28562585A JP 28562585 A JP28562585 A JP 28562585A JP S62148308 A JPS62148308 A JP S62148308A
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- silicon nitride
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- pulverous
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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
- C01B21/0687—After-treatment, e.g. grinding, purification
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高温構造材料として有用な窒化珪素焼結体の
製造に適した微粉末窒化珪素粉末の製造法に関するもの
である。
製造に適した微粉末窒化珪素粉末の製造法に関するもの
である。
シリコンイミドの熱分解法による方法は、高純度のα型
窒化珪素が容易に得られるが、その粒子形状に関しては
、従来針状又は柱状晶が大部分であり、そのためこれを
焼結用原料として用いた場合、非常に低い成形体密度し
か得られず、高密度焼結体が得られないという欠点があ
った。
窒化珪素が容易に得られるが、その粒子形状に関しては
、従来針状又は柱状晶が大部分であり、そのためこれを
焼結用原料として用いた場合、非常に低い成形体密度し
か得られず、高密度焼結体が得られないという欠点があ
った。
本発明は上記欠点を解消すべく、本発明者らが鋭意研究
の結果完成したもので、焼結用原料粉末としての性能を
著しく損ねるところの針状晶、柱状晶を含まない微細な
粒状品からなる高純度α型窒化珪素粉末の製造法を提供
するものである。
の結果完成したもので、焼結用原料粉末としての性能を
著しく損ねるところの針状晶、柱状晶を含まない微細な
粒状品からなる高純度α型窒化珪素粉末の製造法を提供
するものである。
以下本発明について詳細に説明する。
本発明の製法は、含窒素シラン化合物および／または非
晶質窒化珪素に粒径０．０５μｍ以下の結晶質窒化珪素
を０． １ ｗｔ％以上混合した混合物を加熱し、微粉
末の窒化珪素を得ることを特徴とする。
晶質窒化珪素に粒径０．０５μｍ以下の結晶質窒化珪素
を０． １ ｗｔ％以上混合した混合物を加熱し、微粉
末の窒化珪素を得ることを特徴とする。
ここで本発明に用いられる含窒素シラン化合物としては
、ハ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５１（ＮＨ）ｔおよび塩化アンモニウム
の混合物を液体ＮＨ４１で洗浄して得た５１（Ｎｕ）ｔ
あるいはシリコンジイミド、塩化アンモニウムを窒素あ
るいはアンモニア中で加熱して得た分解生成物Ｓ♀り等
を挙げることができ、含窒素シラン化合物および／また
は非晶質窒化珪素に含まれるハロゲンを１重量％以下と
した場合が特に好ましい。
、ハ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５１（ＮＨ）ｔおよび塩化アンモニウム
の混合物を液体ＮＨ４１で洗浄して得た５１（Ｎｕ）ｔ
あるいはシリコンジイミド、塩化アンモニウムを窒素あ
るいはアンモニア中で加熱して得た分解生成物Ｓ♀り等
を挙げることができ、含窒素シラン化合物および／また
は非晶質窒化珪素に含まれるハロゲンを１重量％以下と
した場合が特に好ましい。
本発明においては含窒素シラン化合物および／または非
晶質窒化珪素に粒径ＣＬＯ５μｍ以下の結晶質窒化珪素
を０．１ ｖｒｔ％以上混合した混合物を使ハ］する事
が特徴であり、窒化珪素粉末を混合しない場合、または
粒径ａ、ＯＳμｍ以下の結晶質窒化珪素をα１ ｗｔ％
以上混合しない場合では、粒成長がおこり微粉末の窒化
珪素を得ることができない。
晶質窒化珪素に粒径ＣＬＯ５μｍ以下の結晶質窒化珪素
を０．１ ｖｒｔ％以上混合した混合物を使ハ］する事
が特徴であり、窒化珪素粉末を混合しない場合、または
粒径ａ、ＯＳμｍ以下の結晶質窒化珪素をα１ ｗｔ％
以上混合しない場合では、粒成長がおこり微粉末の窒化
珪素を得ることができない。
本発明においては、含窒素７ラン化合物および／または
非晶質窒化珪素に混合する結晶質窒化珪素としては、粒
径α０５μｍ以下の結晶質窒化珪素を使用することが好
ましいが、実際上粒径０．０５μｍ以下の結晶質窒化珪
素のみからなる粉末を得ることが困難であり、このよう
な場合は、０．０５μｍをこえる粉末を分離することな
く、含窒素シラン化合物および／または非晶質窒化珪素
に添加し、混合した混合物中で粒径［ＬＯ５μｍ以下の
結晶質窒化珪素がｌ １ ｗｔ％以上となるようにすれ
ばよい。
非晶質窒化珪素に混合する結晶質窒化珪素としては、粒
径α０５μｍ以下の結晶質窒化珪素を使用することが好
ましいが、実際上粒径０．０５μｍ以下の結晶質窒化珪
素のみからなる粉末を得ることが困難であり、このよう
な場合は、０．０５μｍをこえる粉末を分離することな
く、含窒素シラン化合物および／または非晶質窒化珪素
に添加し、混合した混合物中で粒径［ＬＯ５μｍ以下の
結晶質窒化珪素がｌ １ ｗｔ％以上となるようにすれ
ばよい。
粒径α０５μｍ以下の結晶質窒化珪素と含窒素シラン化
合物および／または非晶質窒化珪素との混合物を結晶化
すると後述の様な微粉末の窒化珪素が生成することの理
由は明らかではないが、添加した結晶質窒化珪素近傍で
の核発生が活発となり、焼成時の結晶化反応が促進され
るためとも考えられる。
合物および／または非晶質窒化珪素との混合物を結晶化
すると後述の様な微粉末の窒化珪素が生成することの理
由は明らかではないが、添加した結晶質窒化珪素近傍で
の核発生が活発となり、焼成時の結晶化反応が促進され
るためとも考えられる。
本発明では、窒化珪素製造の原料である上記結晶質窒化
珪素と含窒素シラン化合物または非晶質窒化珪素の混合
物を窒素を主成物とする雰囲気中にて１２００〜１３５
０℃の温度範囲全域における昇温速度を１５℃／ ｆｆ
ｌｉｎ未満に制御し、１５５０〜１７００℃にまで加熱
し結晶化しなければならない。１２００〜１３５０℃の
温度範囲全域における昇温速度が１５°Ｃ／ｍｉｎ以上
では、結晶化による発熱を制御できず、β型窒化珪素の
生成割合が増大するとともに、得られた窒化珪素粉末中
に針状晶粒子が含まれるので好ましくない。
珪素と含窒素シラン化合物または非晶質窒化珪素の混合
物を窒素を主成物とする雰囲気中にて１２００〜１３５
０℃の温度範囲全域における昇温速度を１５℃／ ｆｆ
ｌｉｎ未満に制御し、１５５０〜１７００℃にまで加熱
し結晶化しなければならない。１２００〜１３５０℃の
温度範囲全域における昇温速度が１５°Ｃ／ｍｉｎ以上
では、結晶化による発熱を制御できず、β型窒化珪素の
生成割合が増大するとともに、得られた窒化珪素粉末中
に針状晶粒子が含まれるので好ましくない。
１２００℃未満の昇温速度は、１２００’Ｃまで結晶化
がおこらないので制御すべき必要はない。また、１２０
０〜１４００’Ｃの温度範囲全域における昇温速度を１
５°（／ｍｉｎ未満にすることにより、結晶化に必要な
核が充分発生するので１４００℃以上の昇温速度は制御
すべき必要はない。
がおこらないので制御すべき必要はない。また、１２０
０〜１４００’Ｃの温度範囲全域における昇温速度を１
５°（／ｍｉｎ未満にすることにより、結晶化に必要な
核が充分発生するので１４００℃以上の昇温速度は制御
すべき必要はない。
加？Ａ温度は１３５ｏ〜１７００’Ｃの範囲内にしなけ
ればならない。加熱温度が１３５０℃未’ＡｊＩｊでは
含窒素／ラン化合物または非晶ｆ！ｉ窒化珪素の結晶化
が不完全で非晶質の窒化珪素が残存してしまう。
ればならない。加熱温度が１３５０℃未’ＡｊＩｊでは
含窒素／ラン化合物または非晶ｆ！ｉ窒化珪素の結晶化
が不完全で非晶質の窒化珪素が残存してしまう。
一方、加熱温度が１７００℃を越えると生成した窒化珪
素粉末の分解が起こるので好ましくない。
素粉末の分解が起こるので好ましくない。
本発明の製造法において加熱分解を行Ｔｉ肱殊に１２０
０℃〜１７００℃の温度範囲において最も好ましい雰囲
気は窒素雰囲気である。それ以外の雰囲気も採用するこ
とができるが、例えば不活性ガス、真空中等では一部窒
化珪素のシリコンへの分解が起こり、また水素、ハロゲ
ンガス中では針状晶窒化珪素の生成が促進されるためこ
れらの点で好ましくない。
０℃〜１７００℃の温度範囲において最も好ましい雰囲
気は窒素雰囲気である。それ以外の雰囲気も採用するこ
とができるが、例えば不活性ガス、真空中等では一部窒
化珪素のシリコンへの分解が起こり、また水素、ハロゲ
ンガス中では針状晶窒化珪素の生成が促進されるためこ
れらの点で好ましくない。
実施例１〜６．比較例１〜３
ハロゲン化珪素とアンモニアとの反応生成分であるシリ
コンジイミドと塩化アンモニウムの混合物をアンモニア
雰囲気下で１０００℃、２ｈｒ焼成して白色の非晶質粉
末を得た。粉末のＳｉ、 Ｎ。
コンジイミドと塩化アンモニウムの混合物をアンモニア
雰囲気下で１０００℃、２ｈｒ焼成して白色の非晶質粉
末を得た。粉末のＳｉ、 Ｎ。
Ｈの分析値から生成粉末の組成はＳｉ、Ｎ、Ｈに極めて
近く、塩素含有世はα５ｗｔ％であった。
近く、塩素含有世はα５ｗｔ％であった。
次に上記粉末と粒径０．０５μｍ以下の粉末１０ｗｔ％
含む結晶質窒化珪素（酸素含有量１．５重に１％。
含む結晶質窒化珪素（酸素含有量１．５重に１％。
α相含有率９０％、平均粒径０．３μｍ、比表面積２ｏ
ｉ／９）の粉末（以下Ａ粉末と略す）を第１表に記載の
添加量に従い、ナイロン製ボールミルにて１時間混合し
た。得られた粉末を窒素雰囲気下で表１記載の条件に１
時間保持することにより窒化珪素粉末を得た。これらの
生成粉末のα相含有率、平均粒径を調べた。この結果を
表１にあわせて示す。また、実施例３及び比較例２で得
られた窒化珪素粉末の走査型電子顕微鏡写真をそれぞれ
図１および図２に示す。
ｉ／９）の粉末（以下Ａ粉末と略す）を第１表に記載の
添加量に従い、ナイロン製ボールミルにて１時間混合し
た。得られた粉末を窒素雰囲気下で表１記載の条件に１
時間保持することにより窒化珪素粉末を得た。これらの
生成粉末のα相含有率、平均粒径を調べた。この結果を
表１にあわせて示す。また、実施例３及び比較例２で得
られた窒化珪素粉末の走査型電子顕微鏡写真をそれぞれ
図１および図２に示す。
実施例７〜９．比較例４
ハロゲン化珪素とアンモニアとの反応生成分であるシリ
コンジイミドと塩化アンモニウムとの混合物を液体アン
モニアで洗浄して副生じた塩化アンモニウムを除去し、
５ｔ（ＮＨ）ｔを単離した。この５ｉ（ＮＨ）、を窒素
雰囲気下で１１００°Ｃ，１ｈｒ焼成して白色の非晶質
の窒化珪素粉末を得た。この粉末の塩素含有量は０．
８ ｖｔ％であった。
コンジイミドと塩化アンモニウムとの混合物を液体アン
モニアで洗浄して副生じた塩化アンモニウムを除去し、
５ｔ（ＮＨ）ｔを単離した。この５ｉ（ＮＨ）、を窒素
雰囲気下で１１００°Ｃ，１ｈｒ焼成して白色の非晶質
の窒化珪素粉末を得た。この粉末の塩素含有量は０．
８ ｖｔ％であった。
次に上記粉末とＡ粉末または粒径０．０５μｍ以下の粉
末を８０％含む結晶質窒化珪素（酸素含有量ＺＯｗｔ％
、α相含有率９０％、平均粒径αＩ ＰＬ。
末を８０％含む結晶質窒化珪素（酸素含有量ＺＯｗｔ％
、α相含有率９０％、平均粒径αＩ ＰＬ。
比表面積２５ｄ／９）の粉末（以下Ｂ粉末と略す）を第
１表に記載の添加量に従い、振動ボールミルにて１時間
混合した。得られた粉末を窒素雰囲気下で１２００℃に
保持した炉内に挿入後、昇温速度４°Ｃ／ ｍｉｎ、
１５００℃で１時間保持することにより窒化珪素粉末
を得た。
１表に記載の添加量に従い、振動ボールミルにて１時間
混合した。得られた粉末を窒素雰囲気下で１２００℃に
保持した炉内に挿入後、昇温速度４°Ｃ／ ｍｉｎ、
１５００℃で１時間保持することにより窒化珪素粉末
を得た。
表 １
＄ＪＩ Ａ １ ［Ｌ１４１５００）９９（Ｃｌ３
２ Ａ ５ ［Ｌ５ ４１４００）９９（ＣＬ３３
Ａ ５ α５ ４ １５００）
９９（α３４Ａ ５ α５ ４１７００ ）９９
（０，３５Ａ ５ α５ １０１５００９８（０．
３６ Ａ ２０ ２．０ ４１５００９８（０，２７
Ａ １ α１ ４１５００ ）９９ （０，３８Ａ
２０ ２．０ ４ １５００）
９９（１２９Ｂ １ ０．８ ４
１５００）９９（０，３□１ ０ ０ ４１５
００）９９５．０２ Ａ Ｃｌ３ ０．０５ ４１
５００）９９１．０３ Ａ ５ ０．５ ２０１５０
０９５（０，２４Ａ Ｃｌ３ ｌ１０５ ４１５０
０）９９１．０
２ Ａ ５ ［Ｌ５ ４１４００）９９（ＣＬ３３
Ａ ５ α５ ４ １５００）
９９（α３４Ａ ５ α５ ４１７００ ）９９
（０，３５Ａ ５ α５ １０１５００９８（０．
３６ Ａ ２０ ２．０ ４１５００９８（０，２７
Ａ １ α１ ４１５００ ）９９ （０，３８Ａ
２０ ２．０ ４ １５００）
９９（１２９Ｂ １ ０．８ ４
１５００）９９（０，３□１ ０ ０ ４１５
００）９９５．０２ Ａ Ｃｌ３ ０．０５ ４１
５００）９９１．０３ Ａ ５ ０．５ ２０１５０
０９５（０，２４Ａ Ｃｌ３ ｌ１０５ ４１５０
０）９９１．０
図１および図２は、それぞれ実施例３および比較例２で
えられた窒化珪素微粉末の結晶の構造を示す走査型顕微
鏡写真である。 特許出願人 東洋曹達工業株式会社 醪 ！
えられた窒化珪素微粉末の結晶の構造を示す走査型顕微
鏡写真である。 特許出願人 東洋曹達工業株式会社 醪 ！
Claims (2)
- （１）含窒素シラン化合物および／または非晶質窒化珪
素を結晶化して結晶質窒化珪素を製造する方法において
、含窒素シラン化合物および／または非晶質窒化珪素に
、粒径０．０５μｍ以下の結晶質窒化珪素を０．１ｗｔ
％以上混合し１２００℃〜１３５０℃の温度範囲全域に
おける昇温速度を１５℃／ｍｉｎ未満に制御して１３５
０℃〜１７００℃にまで加熱して、微粉末を得ることを
特徴とする微粉末窒化珪素の製造法。 - （２）粒径０．０５μｍ以下の粉末を含む結晶質窒化珪
素を使用する特許請求の範囲第一項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28562585A JPS62148308A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 微粉末窒化珪素の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28562585A JPS62148308A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 微粉末窒化珪素の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62148308A true JPS62148308A (ja) | 1987-07-02 |
| JPH0458403B2 JPH0458403B2 (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=17693951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28562585A Granted JPS62148308A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 微粉末窒化珪素の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62148308A (ja) |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP28562585A patent/JPS62148308A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458403B2 (ja) | 1992-09-17 |
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