JP2001199767A - 炭化ケイ素成型体の製造方法 - Google Patents
炭化ケイ素成型体の製造方法Info
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- JP2001199767A JP2001199767A JP2000006359A JP2000006359A JP2001199767A JP 2001199767 A JP2001199767 A JP 2001199767A JP 2000006359 A JP2000006359 A JP 2000006359A JP 2000006359 A JP2000006359 A JP 2000006359A JP 2001199767 A JP2001199767 A JP 2001199767A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳｉＣ成型体の製造方法について、任意の
形状、厚さで高密度のＳｉＣ成型体を安価に製造できる
方法を提供する。 【課題解決の手段】 かさ比重０．５〜１．６の膨張
黒鉛シ−トを窒素，ヘリウム，アルゴン等の不活性雰囲
気中で、大気圧又は１気圧以下の減圧下、シリコンの融
点以上の温度で溶融シリコンと接触させて反応させ、Ｓ
ｉＣ化するＳｉＣ成型体の製造方法。
形状、厚さで高密度のＳｉＣ成型体を安価に製造できる
方法を提供する。 【課題解決の手段】 かさ比重０．５〜１．６の膨張
黒鉛シ−トを窒素，ヘリウム，アルゴン等の不活性雰囲
気中で、大気圧又は１気圧以下の減圧下、シリコンの融
点以上の温度で溶融シリコンと接触させて反応させ、Ｓ
ｉＣ化するＳｉＣ成型体の製造方法。
Description
【０００１】
【 技術分野 】本発明は、ＳｉＣ成型体の製造方法に関
しより詳しくは、膨張黒鉛シ−トを特定の条件で溶融シ
リコンと反応させることにより任意の形状、厚さのＳｉ
Ｃ成型体が得られる製造法に関する。
しより詳しくは、膨張黒鉛シ−トを特定の条件で溶融シ
リコンと反応させることにより任意の形状、厚さのＳｉ
Ｃ成型体が得られる製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳｉＣ成形体は耐熱性、耐食性、耐酸化
性等にすぐれた材料で、半導体用材料等の用途に使用さ
れている。ＳｉＣ成型体の製造法は種々あるが、ＳｉＣ
は硬質の材料のため任意の形状や厚さに加工すること
は、困難である。
性等にすぐれた材料で、半導体用材料等の用途に使用さ
れている。ＳｉＣ成型体の製造法は種々あるが、ＳｉＣ
は硬質の材料のため任意の形状や厚さに加工すること
は、困難である。
【０００３】特に、薄い板状のＳｉＣ成型体を成型する
ことは困難である。例えば特開平８−２６７１４号には
炭素質基材の表面にCVD法により、ＳｉＣ膜を形成した
後、炭素質基材を除去して炭化珪素成型体を得る方法に
おいて、特定の熱膨張係数を有し、平滑表面を備える炭
素質材料を選択使用することが記載されている。
ことは困難である。例えば特開平８−２６７１４号には
炭素質基材の表面にCVD法により、ＳｉＣ膜を形成した
後、炭素質基材を除去して炭化珪素成型体を得る方法に
おいて、特定の熱膨張係数を有し、平滑表面を備える炭
素質材料を選択使用することが記載されている。
【０００４】この方法によると、肉厚が１００〜５，０
００μｍの肉厚範囲で、高品質の炭化珪素成形体を収率
良く製造することが可能になる。しかし、この方法はＣ
ＶＤ法によるためコスト高となり、また板状の成形体を
得るには、適しているが、種々の形状に加工された成形
体を得ることが困難である。
００μｍの肉厚範囲で、高品質の炭化珪素成形体を収率
良く製造することが可能になる。しかし、この方法はＣ
ＶＤ法によるためコスト高となり、また板状の成形体を
得るには、適しているが、種々の形状に加工された成形
体を得ることが困難である。
【０００５】他の方法としてカ−ボン材に溶融シリコン
を接触させ、熱処理をして、炭素とシリコンを反応さ
せ、炭化ケイ素化する方法がある。例えば、特公昭５９
−９５０８号には、炭素繊維を炭素繊維のひも状物で巻
締めた集束体を溶融シリコンとの接触に先立ち、種々の
形状に整えておくことにより、Ｓ字形、Ｕ字型、Ｙ字型
など様々の形状で、高密度の炭化けい素成形体を製造す
ることが可能な方法である。しかし、この方法では、板
状の成形体について、特に０．５ｍｍ以下の薄物のＳｉ
Ｃ成形体を得ることは困難と思われる。
を接触させ、熱処理をして、炭素とシリコンを反応さ
せ、炭化ケイ素化する方法がある。例えば、特公昭５９
−９５０８号には、炭素繊維を炭素繊維のひも状物で巻
締めた集束体を溶融シリコンとの接触に先立ち、種々の
形状に整えておくことにより、Ｓ字形、Ｕ字型、Ｙ字型
など様々の形状で、高密度の炭化けい素成形体を製造す
ることが可能な方法である。しかし、この方法では、板
状の成形体について、特に０．５ｍｍ以下の薄物のＳｉ
Ｃ成形体を得ることは困難と思われる。
【０００６】そこで、ＳｉＣ成型体を製造する方法につ
いて、任意の形状また厚さの成型体に成形可能で、高密
度のＳｉＣ成型体を安価に得ることができる方法が望ま
れている。
いて、任意の形状また厚さの成型体に成形可能で、高密
度のＳｉＣ成型体を安価に得ることができる方法が望ま
れている。
【０００７】
【発明の課題】上記のような問題点に鑑み、本発明者
は、ＳｉＣ成形体の製造方法について、任意の形状、厚
さで、高密度のＳｉＣ成形体を安価に製造できる方法を
提供する。
は、ＳｉＣ成形体の製造方法について、任意の形状、厚
さで、高密度のＳｉＣ成形体を安価に製造できる方法を
提供する。
【０００８】
【課題解決の手段】上記のような課題を解決するため
に、本発明者が提案するのは、膨張黒鉛シ−トを窒素，
ヘリウム，アルゴン等の不活性雰囲気中で、大気圧又は
１気圧以下の減圧下でシリコンの融点以上の温度で溶融
シリコンと反応させ、ＳｉＣ化することを特徴とするＳ
ｉＣ成型体の製造方法である。
に、本発明者が提案するのは、膨張黒鉛シ−トを窒素，
ヘリウム，アルゴン等の不活性雰囲気中で、大気圧又は
１気圧以下の減圧下でシリコンの融点以上の温度で溶融
シリコンと反応させ、ＳｉＣ化することを特徴とするＳ
ｉＣ成型体の製造方法である。
【０００９】本発明者は、種々のカ−ボン材料、例え
ば、横押し成形材、等方性炭素材（ＣＩＰ材）、炭素繊
維強化炭素材（CCM）、ガラス状カ−ボン等にＳｉの含
浸をし、検討した結果、ＳｉＣ成型体の製造のための基
材としては適切ではないことを見出した。
ば、横押し成形材、等方性炭素材（ＣＩＰ材）、炭素繊
維強化炭素材（CCM）、ガラス状カ−ボン等にＳｉの含
浸をし、検討した結果、ＳｉＣ成型体の製造のための基
材としては適切ではないことを見出した。
【００１０】そこで、ポリマ−樹脂系のカ−ボン材より
も、天然黒鉛系のように、層状構造しているものの方
が、Ｓｉが浸透し易いことを見出し、膨張黒鉛シ−トへ
のＳｉ含浸を試み、本発明を完成した。以下に本発明を
詳細に説明する。
も、天然黒鉛系のように、層状構造しているものの方
が、Ｓｉが浸透し易いことを見出し、膨張黒鉛シ−トへ
のＳｉ含浸を試み、本発明を完成した。以下に本発明を
詳細に説明する。
【００１１】基材としてかさ比重０．５〜１．６の膨張
黒鉛シ−トを用意する。膨張黒鉛シ−トは可撓性の材料
なので、任意の形状に加工がし易い。そこで、得られる
成型体について、種々の形状のものを得るべく、予め膨
張黒鉛シ−トを加工しておくことができる。
黒鉛シ−トを用意する。膨張黒鉛シ−トは可撓性の材料
なので、任意の形状に加工がし易い。そこで、得られる
成型体について、種々の形状のものを得るべく、予め膨
張黒鉛シ−トを加工しておくことができる。
【００１２】また厚みについても、厚物、薄物など製造
したい成型体に応じて、予め膨張黒鉛をシ−トを加工で
き、０．５ｍｍ以下の薄物を用意することも可能であ
る。
したい成型体に応じて、予め膨張黒鉛をシ−トを加工で
き、０．５ｍｍ以下の薄物を用意することも可能であ
る。
【００１３】上記のように任意の形状、厚さに膨張黒鉛
シ−トを加工しておき、これに溶融Ｓｉを反応させる。
シ−トを加工しておき、これに溶融Ｓｉを反応させる。
【００１４】膨張黒鉛シ−トと溶融シリコンとの反応
は、例えばＳｉ粉末を充填したアルミナるつぼ等の容器
内で膨張黒鉛シ−トを３０ｔｏｒｒ以下の減圧下、１４
１５℃（Ｓｉの融点）以上の温度で５時間以上保持して
行う。あるいは、膨張黒鉛シ−ト上にＳｉ粉末を載せ、
上記のような温度条件で熱処理し、Ｓｉを膨張黒鉛シ−
トに溶浸させることもできる。
は、例えばＳｉ粉末を充填したアルミナるつぼ等の容器
内で膨張黒鉛シ−トを３０ｔｏｒｒ以下の減圧下、１４
１５℃（Ｓｉの融点）以上の温度で５時間以上保持して
行う。あるいは、膨張黒鉛シ−ト上にＳｉ粉末を載せ、
上記のような温度条件で熱処理し、Ｓｉを膨張黒鉛シ−
トに溶浸させることもできる。
【００１５】上記の反応は、バッチ式焼成炉で行えば、
一度に多くの膨張黒鉛シ−トを溶融シリコンと反応させ
ることができ、短時間に多数のＳｉＣ成型体を製造する
ことが可能になる。
一度に多くの膨張黒鉛シ−トを溶融シリコンと反応させ
ることができ、短時間に多数のＳｉＣ成型体を製造する
ことが可能になる。
【００１６】本発明によると膨張黒鉛シ−トが非常に良
好にＳｉＣ化されるので、均質で高密度のＳｉＣ成型体
が得られる。また、従来は加工が困難であったＳｉＣ成
型体につき、複雑な形状のものや、任意の厚さのもの
が、容易に得られるようになる。
好にＳｉＣ化されるので、均質で高密度のＳｉＣ成型体
が得られる。また、従来は加工が困難であったＳｉＣ成
型体につき、複雑な形状のものや、任意の厚さのもの
が、容易に得られるようになる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によるとＳｉＣ成型体の製造方法
に関し、従来はＳｉＣが硬質で加工が困難な材料のた
め、製造することが困難であった複雑な形状や任意の厚
さのＳｉＣ成型体を容易に製造することが可能となる。
に関し、従来はＳｉＣが硬質で加工が困難な材料のた
め、製造することが困難であった複雑な形状や任意の厚
さのＳｉＣ成型体を容易に製造することが可能となる。
【００１８】特に、従来は成型又は加工が困難であった
０．５ｍｍ以下の薄い板状のＳｉＣ成型体も製造可能と
なる。また、本発明によると、均質で高密度のＳｉＣ成
型体をＣＶＤ法など高価な方法によらず安価に製造可能
になる。上記のように、本発明はＳｉＣ成型体の製造方
法としてすぐれた技術であり、工業上、有用である。
０．５ｍｍ以下の薄い板状のＳｉＣ成型体も製造可能と
なる。また、本発明によると、均質で高密度のＳｉＣ成
型体をＣＶＤ法など高価な方法によらず安価に製造可能
になる。上記のように、本発明はＳｉＣ成型体の製造方
法としてすぐれた技術であり、工業上、有用である。
【００１９】
【実施例１】厚さ０．５ｍｍの薄板状に加工成型した膨
張黒鉛シ−トを、Ｓｉ粉末を充填したアルミるつぼ内
で、３０ｔｏｒｒの減圧中で約１４５０℃で５時間熱処
理して、溶融Ｓｉと反応させた。その結果、嵩密度３．
０ｇ／cm3の薄板状のＳｉＣ成型体を得た。このＳｉＣ
成型体を顕微鏡写真で観察したところ、全体が均一に良
好にＳｉＣ化されていた。
張黒鉛シ−トを、Ｓｉ粉末を充填したアルミるつぼ内
で、３０ｔｏｒｒの減圧中で約１４５０℃で５時間熱処
理して、溶融Ｓｉと反応させた。その結果、嵩密度３．
０ｇ／cm3の薄板状のＳｉＣ成型体を得た。このＳｉＣ
成型体を顕微鏡写真で観察したところ、全体が均一に良
好にＳｉＣ化されていた。
【００２０】
【比較例１】横押し成形黒鉛材（日本カ−ボン製 材質
名：ＳＥＧ−R）を、実施例１と同一の方法、条件で溶
融Ｓｉと反応させた。横押し成形黒鉛材は、非常にＳｉ
の含浸性が良好で、容易にＳｉＣ化されたが、ＳｉＣ化
されると体積膨張のために破壊し、成形体が得られなか
った。
名：ＳＥＧ−R）を、実施例１と同一の方法、条件で溶
融Ｓｉと反応させた。横押し成形黒鉛材は、非常にＳｉ
の含浸性が良好で、容易にＳｉＣ化されたが、ＳｉＣ化
されると体積膨張のために破壊し、成形体が得られなか
った。
【００２１】
【比較例２】等方性黒鉛材（日本カ−ボン製 材質名：
ＥＧＦ−２６４）を、実施例１と同一の方法、条件で溶
融Ｓｉと反応させた。等方性黒鉛材は、横押し成形黒鉛
材のように破壊はしなかったが、Ｓｉの浸透性が良好で
なく、素材の表面はＳｉＣ化されるが、素材内部のＳｉ
Ｃ化が不良であった。
ＥＧＦ−２６４）を、実施例１と同一の方法、条件で溶
融Ｓｉと反応させた。等方性黒鉛材は、横押し成形黒鉛
材のように破壊はしなかったが、Ｓｉの浸透性が良好で
なく、素材の表面はＳｉＣ化されるが、素材内部のＳｉ
Ｃ化が不良であった。
Claims (2)
- 【請求項１】 かさ比重０．５〜１．６の膨張黒鉛シ−
トを窒素，ヘリウム，アルゴン等の不活性雰囲気中で、
大気圧又は１気圧以下の減圧下、シリコンの融点以上の
温度で溶融シリコンと接触させて反応させ、ＳｉＣ化す
ることを特徴とするＳｉＣ成型体の製造方法。 - 【請求項２】 溶融シリコンとの反応をバッチ式高温
炉により行うことを特徴とする請求項１記載のＳｉＣ成
型体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006359A JP2001199767A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 炭化ケイ素成型体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006359A JP2001199767A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 炭化ケイ素成型体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001199767A true JP2001199767A (ja) | 2001-07-24 |
Family
ID=18534901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000006359A Pending JP2001199767A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | 炭化ケイ素成型体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001199767A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1400499A1 (de) * | 2002-09-13 | 2004-03-24 | Sgl Carbon Ag | Faserverstärkte Verbundkeramik und Verfahren zu deren Herstellung |
| JP2011219286A (ja) * | 2010-04-06 | 2011-11-04 | Koji Tomita | シリコン及び炭化珪素の製造方法及び製造装置 |
| JP2016113345A (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 信越化学工業株式会社 | 黒鉛−炭化珪素複合体及びその製造方法 |
| EP3124814A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-01 | Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes GmbH | Ceramic material for brake discs |
| CN107311177A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-11-03 | 武汉科技大学 | 一种碳化硅‑石墨烯复合粉体及其制备方法 |
-
2000
- 2000-01-12 JP JP2000006359A patent/JP2001199767A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1400499A1 (de) * | 2002-09-13 | 2004-03-24 | Sgl Carbon Ag | Faserverstärkte Verbundkeramik und Verfahren zu deren Herstellung |
| JP2011219286A (ja) * | 2010-04-06 | 2011-11-04 | Koji Tomita | シリコン及び炭化珪素の製造方法及び製造装置 |
| JP2016113345A (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 信越化学工業株式会社 | 黒鉛−炭化珪素複合体及びその製造方法 |
| EP3124814A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-01 | Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes GmbH | Ceramic material for brake discs |
| CN107311177A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-11-03 | 武汉科技大学 | 一种碳化硅‑石墨烯复合粉体及其制备方法 |
| CN107311177B (zh) * | 2017-07-06 | 2019-05-10 | 武汉科技大学 | 一种碳化硅-石墨烯复合粉体及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060627 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061031 |