JP2532248B2 - Cvd法による窒化ケイ素 - Google Patents

Cvd法による窒化ケイ素

Info

Publication number
JP2532248B2
JP2532248B2 JP62128041A JP12804187A JP2532248B2 JP 2532248 B2 JP2532248 B2 JP 2532248B2 JP 62128041 A JP62128041 A JP 62128041A JP 12804187 A JP12804187 A JP 12804187A JP 2532248 B2 JP2532248 B2 JP 2532248B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon nitride
cvd method
crystal
sicl
cvd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62128041A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63295407A (ja
Inventor
健郎 林
寿之 平尾
忠 大橋
正行 田村
重幸 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Ceramics Co Ltd filed Critical Toshiba Ceramics Co Ltd
Priority to JP62128041A priority Critical patent/JP2532248B2/ja
Publication of JPS63295407A publication Critical patent/JPS63295407A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2532248B2 publication Critical patent/JP2532248B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は高温構造材料に適したCVD法による窒化ケ
イ素に関する。
従来の技術 特公昭60-47202号公報には、六方晶系の結晶よりな
り、その結晶粒径が平均1〜100μmで、結晶面110,21
0,101或いは222のうちから選ばれる何れか1つの面、或
いは2つ以上の面が基体に平行に優先的に配向せられた
構造を持ち、マイクロビッカース硬度が荷重100gの時の
値で3000〜4000Kg〜mm2である超硬度高純度の配向多結
晶質窒化珪素が開示されている。
発明が解決しようとする問題点 前述の配向多結晶質窒化ケイ素は、高温下で十分な機
械的強度を有するが、化学的安定性(とくに耐食性)に
ついては満足のいくものを得がたい欠点があった。
発明の目的 この発明の目的は、高温下でも優れた機械的強度と化
学的安定性を有するCVD法による窒化ケイ素を提供する
ことである。
発明の要旨 前述の目的を達成するために、本発明は特許請求の範
囲第1項に記載したCVD法による窒化ケイ素を要旨とし
ている。
問題点を解決するための手段 この発明による窒化ケイ素はCVD法によって作る。基
材の加熱は間接加熱方式が最適である。
例えば、第1図に示すCVD法による窒化ケイ素の製造
装置においては、炉1の外部に高周波誘導コイル2を配
置し、炉1の内部に、コイル2によって加熱されるヒー
タ3を設け、そのヒータ3の内側に基材支持台4を設
け、その基材支持台4に所望の基材5を着脱自在にとり
つける。炉1の一端に真空排気ポンプ6をパイプ7を介
して接続する。炉1の他端には、パイプ8を介して液化
NH3用の容器9を接続するとともに、パイプ10を介してS
iCl4用の容器11を接続する。12は容器11内のSiCl4を加
熱するためのヒータであって、SiCl4が20℃〜50℃にな
るように加熱するものである。H2はパイプ13を通って容
器11内のSiCl4中に供給される。
原料の純度について述べれば、NH3は高純度アンモニ
ア−5Nで99.999%以上の純度のものが好ましく、H2は9
9.999%以上の純度のものが好ましい。また、SiCl4は高
純度の四塩化ケイ素で、とくに不純物として50ppb以下
のFe、5ppb以下のCu、5ppb以下のNi、20ppb以下のCr、5
ppb以下のMnを含有するものを使用した方がよい。
パイプ8,10の先端から基材5に吹きつけるガスの吹付
け方向は、第1図では斜めになっているが、垂直方向や
平行方向にしてもよい。
炉1内のガス圧は1〜30mmHgが好ましい。
好ましくは、NH3の流量は、70〜1500cc/min、SiCl4
流量は50〜500cc/minで、H2の流量はSiCl4の流量の2〜
20倍である。
このようにして製造された窒化ケイ素は、結晶構造が
六方晶系の結晶性α型であり、成長方向から見た結晶の
平均粒径は0.5〜100μmである。平均粒径が大きすぎる
と、窒化ケイ素の強度が低下し、窒化ケイ素組織内の気
孔が発生することがあるからであり、小さすぎると、化
学的な耐食性に劣る傾向にあるからである。
本発明においては、α型の結晶構造であることに加え
て、X線回折強度に関して、CuのKα線による2θが55
度以上の角度範囲で、300以上の高次の結晶面のみが基
材5に対して平行に配向された構造になっている。例え
ば、第6図に示す例においては、CuのKα線による2θ
が70〜110度の角度範囲で、412,324,355,532,702面の配
向を有する。第7図に示す例においては、CuのKα線に
よる2θが55〜130度の角度範囲で、320,500,621,325,5
32,702,542,533,703面の配向を有する。
これに対し、特公昭60-47202号においては、本発明と
は逆に、CuのKα線による2θが20〜40度の角度範囲
で、200以下の低次の結晶面(つまり110,210面)の配向
を有している。
この発明の窒化ケイ素は、通例、マイクロビッカース
硬度が荷重200gの時の値で2300〜3500Kg/mm2であり、高
温下(1000℃)で曲げ強度は100〜400MPaである。
また、この発明による窒化ケイ素の化学的安定性につ
いていえば、100℃のNaOH水溶液による浸蝕と、100℃の
99%H2SO4液による浸蝕を調べたところ、300時間後にも
浸蝕をまったく受けなかった。フッ酸や、フッ酸と硝酸
の混酸に対しても浸蝕を受けなかった。1800℃の窒素中
の腐蝕を調べたところ、1時間経過後に0.1〜0.5%程度
の重量変化が生じただけであり、ほとんど分解反応が生
じないことが判明した。
第1図に示した装置を用いて各種形状の窒化ケイ素を
製造したので、以下説明する。
実施例(1) 第2図に示すように、カーボン基材20(後述のNP60:1
00×100×5mm)を基材支持台4にのせ、パイプ8,10から
それぞれSiCl4を200cc/min、H2を1000cc/min、NH3を400
cc/min流し、他方、炉1内の圧力を10mm/Hgに保持し、
温度を1500℃に保持して、50時間CVD法でSi3N4を(厚み
が5mmになるまで)製造した。その後、カーボン基材20
は、700℃の空気中で12時間酸化して除去した。かくし
てCVD-Si3N4板21を得た。
実施例(2) 第3図に示すように、カーボン基材30(NP60:20×20
×20mm)を基材支持台4にのせ、パイプ8,10からそれぞ
れSiCl4を100cc/min、H2を1000cc/min、NH3を150cc/min
流し、他方、炉1内の圧力を1mmHgに保持し、温度を140
0℃に保持して、5時間CVD法でSi3N4を(厚みが400μm
になるまで)コーティングした。全面をコーティングす
るために基材30の上下を逆にして再度5時間同様のCVD
法でコーティングした。かくしてSi3N4コーティング31
を得た。
実施例(3) 第4図に示すように、α−Si3N4粉末(A-200)と、Y2
O3(5%)およびAl2O3(5%)を混合・成形し、1750
℃で1時間焼成し、密度3.17g/cm3の常圧焼結Si3N4を製
造し、これを3×4×40mmの棒状の基材41とした。この
基材40を実施例(2)と同じように支持台4にセット
し、パイプ8,10からそれぞれSiCl4を60cc/min、H2を100
0cc/min、NH3を80cc/min流し、炉1内の圧力を1mmHgに
保持し、温度を1300℃に保持して、1時間CVD法でコー
ティングした。再度、未コーティング部に1時間CVD法
でコーティングを行い、厚みが50μmであるCVD-Si3N4
コーティング41を得た。
実施例(4) 第5図に示すように、反応焼結Si3N4(ファインフィ
ネックス100として市販されているSi粉末を成形後に約1
300℃のN2中でSi3+2H2→Si3N4の反応で造ったものが最
適)で作られたルツボ50(直径120mm、高さ120mm、厚み
5mm)の内面に実施例(3)と同じ条件で10時間CVD法で
コーティングした。Si3N4コーティング51の厚みは400μ
m(平均)であった。
なお、実施例中、NP60はカーボン材であって、かさ密
度が1.80g/cm3、曲げ強さが450Kg/cm2、硬さが50Hs、抵
抗率が14 10-4×Ωcm、異方性(抵抗率比)が1.03、熱
膨脹係数が20〜400℃で4.5、最大粒径が0.05mm以下でラ
バープレスによって形成されたものである。
また、A-200はα−Si3N4粉末であって、α含有率90
%、平均粒径0.7μm、酸素量2.2%、炭素量0.6%のも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明によるCVD−窒化ケイ素を製造するた
めの装置を示す概略説明図、第2〜5図はこの発明によ
るCVD−窒化ケイ素の各種の例を示す概略断面図、第6
図はこの発明によるCVD−窒化ケイ素の一例のX線回折
強度を示す図、第7図はこの発明の他の例のX線回折強
度を示す図である。 1……炉 2……高周波誘導コイル 3……ヒータ 4……基材支持台 5……基材 6……真空排気ポンプ 9……液化NH3の容器 11……SiCl4用の容器 12……ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 正行 秦野市曽屋30 東芝セラミックス株式会 社中央研究所内 (72)発明者 堀 重幸 秦野市曽屋30 東芝セラミックス株式会 社中央研究所内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CVD法によって作られた窒化ケイ素であっ
    て、結晶構造が六方晶系の結晶性α型であり、成長方向
    から見た結晶の平均粒径が0.5〜100μmであり、CuのK
    α線による回折で2θが55度以上の角度範囲で、300以
    上の高次の結晶面(例えば結晶面320,324,325,412,500,
    532,533,542,621,702,703)のみが基材に対して平行に
    配向された構造を有することを特徴とするCVD法による
    窒化ケイ素。
JP62128041A 1987-05-27 1987-05-27 Cvd法による窒化ケイ素 Expired - Fee Related JP2532248B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62128041A JP2532248B2 (ja) 1987-05-27 1987-05-27 Cvd法による窒化ケイ素

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62128041A JP2532248B2 (ja) 1987-05-27 1987-05-27 Cvd法による窒化ケイ素

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63295407A JPS63295407A (ja) 1988-12-01
JP2532248B2 true JP2532248B2 (ja) 1996-09-11

Family

ID=14975046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62128041A Expired - Fee Related JP2532248B2 (ja) 1987-05-27 1987-05-27 Cvd法による窒化ケイ素

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2532248B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63295407A (ja) 1988-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4517305A (en) Finely divided silicon carbide having a high content of 2H-type silicon carbide and method of producing the same
JP2532248B2 (ja) Cvd法による窒化ケイ素
CN112794330A (zh) 一种碳化硼纳米线的制备方法
JPH0476924B2 (ja)
US5484751A (en) Metal/metalloid nitride/carbide ceramic powders prepared by flash pyrolysis
JP2004115334A (ja) 高α型窒化ケイ素微粉末の製造方法
JPS5930645B2 (ja) 高純度α型窒化珪素の製造法
CN1055324C (zh) 纳米非晶原位合成氮化硅晶须
JPH082907A (ja) 窒化ケイ素粉末
KR960014907B1 (ko) 탄화규소 휘스커 제조방법
Narisawa et al. Effect of heat treatment on crystallite size and grain morphology of silicon carbide synthesized from carbon-silica hybrid precursors
JPS6111885B2 (ja)
JP3255302B2 (ja) 窒化けい素粉末の製造方法
JPS5849611A (ja) 炭化珪素及びその製造方法
JP2639687B2 (ja) 針状晶窒化ケイ素の製造方法
JPS60200814A (ja) 窒化珪素と炭化珪素との複合微粉末の製造方法
JP2569074B2 (ja) α−窒化ケイ素粉末及びその製造方法
JPS6283310A (ja) 焼結性に優れる炭化珪素粉末およびその製造方法
JPH08759B2 (ja) α−石英ウイスカーの製造方法
Morelli et al. COMBUSTION SYNTHESIS OF LaCrO 3 POWDERS
JP2610156B2 (ja) 窒化ケイ素粉末の製造方法
JPH0114168B2 (ja)
JPH0454610B2 (ja)
JPH0477719B2 (ja)
JP2635695B2 (ja) α−窒化ケイ素粉末の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees