JP2820735B2 - 炭化ケイ素焼結体の調製方法 - Google Patents
炭化ケイ素焼結体の調製方法Info
- Publication number
- JP2820735B2 JP2820735B2 JP1257167A JP25716789A JP2820735B2 JP 2820735 B2 JP2820735 B2 JP 2820735B2 JP 1257167 A JP1257167 A JP 1257167A JP 25716789 A JP25716789 A JP 25716789A JP 2820735 B2 JP2820735 B2 JP 2820735B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- polysilane
- weight
- metal
- amount
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
- C04B35/571—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
- C04B35/575—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by pressure sintering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、炭化ケイ素粉末、一定の金属含有焼結助
剤を充填し、そして任意的にポリシラン硬化剤を充填し
た一定のポリシランの熱分解により大いに緻密化された
セラミックス物体を調製することに関する。そのような
大いに緻密化されたセラミックス物体は、加圧しない
（pressureless）焼結法によるかあるいは高温圧縮焼結
法により調製することができる。この発明はまた、炭化
ケイ素粉末、金属含有焼結助剤、プレセラミックポリシ
ランを含んでなり、そして任意的にポリシラン硬化剤を
含んでなる新規な組成物にも関する。これらの組成物
は、所望の形状に成形し、次いで焼結して、高密度のセ
ラミックスの成形体を形成することができる。本発明の
一つの利点は、生の物体が比較的大きな強度を有し、か
くして焼結前に容易に取扱うことができ、そして所望さ
れる場合には機械加工することができることである。硬
化剤を含有してなるポリシランから調製された生の物体
は、焼結工程より前に硬化させることができ、それによ
り強度が増加する。
剤を充填し、そして任意的にポリシラン硬化剤を充填し
た一定のポリシランの熱分解により大いに緻密化された
セラミックス物体を調製することに関する。そのような
大いに緻密化されたセラミックス物体は、加圧しない
（pressureless）焼結法によるかあるいは高温圧縮焼結
法により調製することができる。この発明はまた、炭化
ケイ素粉末、金属含有焼結助剤、プレセラミックポリシ
ランを含んでなり、そして任意的にポリシラン硬化剤を
含んでなる新規な組成物にも関する。これらの組成物
は、所望の形状に成形し、次いで焼結して、高密度のセ
ラミックスの成形体を形成することができる。本発明の
一つの利点は、生の物体が比較的大きな強度を有し、か
くして焼結前に容易に取扱うことができ、そして所望さ
れる場合には機械加工することができることである。硬
化剤を含有してなるポリシランから調製された生の物体
は、焼結工程より前に硬化させることができ、それによ
り強度が増加する。
本発明は、結合剤としてポリシランを使用する加圧し
ない焼結法によって高密度セラミックス製品を提供す
る。一般に、高密度セラミックス材料は大きな強度を有
する。
ない焼結法によって高密度セラミックス製品を提供す
る。一般に、高密度セラミックス材料は大きな強度を有
する。
この発明は、炭化ケイ素の焼結体を調製する方法に関
し、そしてこの方法は、（ａ）（ｉ）炭化ケイ素粉末、
金属含有焼結助剤及びプレセラミックポリシランを含ん
でなる混合物であって、当該金属含有焼結助剤が炭化ケ
イ素粉末の重量を基準にして0.1〜3.0重量％の金属量で
存在しており、また当該プレセラミックポリシランが当
該混合物の遊離炭素値が上記炭化ケイ素粉末と当該プレ
セラミックポリシランから得られるチャーとの総重量を
基準にして0.5重量％より大きくなるような量で存在し
ている均質混合物を調製し、（ii）次いでこの物質混合
物を加圧下に約500℃未満の温度で所望の形状に成形し
て取扱うことの可能な生の物体を得ることによって、取
扱うことの可能な生の物体を成形する工程、並びに、
（ｂ）上記の取扱うことの可能な生の物体を1900℃より
も高い温度で不活性雰囲気中で焼結して密度が2.6g/cm3
より高い炭化ケイ素の焼結体を得る工程、を含んでな
る。
し、そしてこの方法は、（ａ）（ｉ）炭化ケイ素粉末、
金属含有焼結助剤及びプレセラミックポリシランを含ん
でなる混合物であって、当該金属含有焼結助剤が炭化ケ
イ素粉末の重量を基準にして0.1〜3.0重量％の金属量で
存在しており、また当該プレセラミックポリシランが当
該混合物の遊離炭素値が上記炭化ケイ素粉末と当該プレ
セラミックポリシランから得られるチャーとの総重量を
基準にして0.5重量％より大きくなるような量で存在し
ている均質混合物を調製し、（ii）次いでこの物質混合
物を加圧下に約500℃未満の温度で所望の形状に成形し
て取扱うことの可能な生の物体を得ることによって、取
扱うことの可能な生の物体を成形する工程、並びに、
（ｂ）上記の取扱うことの可能な生の物体を1900℃より
も高い温度で不活性雰囲気中で焼結して密度が2.6g/cm3
より高い炭化ケイ素の焼結体を得る工程、を含んでな
る。
この発明はまた、取扱うことの可能な生の物体を成形
する方法にも関し、そしてその方法は、（ａ）炭化ケイ
素粉末、金属含有焼結助剤及びプレセラミックポリシラ
ンを含んでなる混合物であって、当該金属含有焼結助剤
が炭化ケイ素粉末の重量を基準にして0.1〜3.0重量％の
金属量で存在しており、また当該プレセラミックポリシ
ランが当該混合物の遊離炭素値が上記炭化ケイ素粉末と
当該プレセラミックポリシランから得られるチャーとの
総重量を基準にして0.5重量％より大きくなるような量
で存在している均質混合物を調製し、そして（ｂ）この
均質混合物を加圧下に約500℃未満の温度で成形して所
望の形状にすることを含んでなる。
する方法にも関し、そしてその方法は、（ａ）炭化ケイ
素粉末、金属含有焼結助剤及びプレセラミックポリシラ
ンを含んでなる混合物であって、当該金属含有焼結助剤
が炭化ケイ素粉末の重量を基準にして0.1〜3.0重量％の
金属量で存在しており、また当該プレセラミックポリシ
ランが当該混合物の遊離炭素値が上記炭化ケイ素粉末と
当該プレセラミックポリシランから得られるチャーとの
総重量を基準にして0.5重量％より大きくなるような量
で存在している均質混合物を調製し、そして（ｂ）この
均質混合物を加圧下に約500℃未満の温度で成形して所
望の形状にすることを含んでなる。
この発明は更に、炭化ケイ素粉末と金属含有焼結助剤
とプレセラミックポリシランとを含んでなる混合物であ
って、当該金属含有焼結助剤が炭化ケイ素粉末の重量を
基準にして0.1〜3.0重量％の金属量で存在しており、ま
た当該プレセラミックポリシランが当該混合物の遊離炭
素値が上記炭素ケイ素粉末と当該プレセラミックポリシ
ランから得られるチャーとの総重量を基準にして0.5重
量％より大きくなるような量で存在している均一混合物
に関する。
とプレセラミックポリシランとを含んでなる混合物であ
って、当該金属含有焼結助剤が炭化ケイ素粉末の重量を
基準にして0.1〜3.0重量％の金属量で存在しており、ま
た当該プレセラミックポリシランが当該混合物の遊離炭
素値が上記炭素ケイ素粉末と当該プレセラミックポリシ
ランから得られるチャーとの総重量を基準にして0.5重
量％より大きくなるような量で存在している均一混合物
に関する。
本発明は、炭化ケイ素粉末が充填しているポリシラン
から大いに緻密化された焼結体を調製することに関す
る。本発明を実施して製造された焼結体は、理論密度の
約80％より高い密度（すなわち約2.6g/cm3より高い密
度）を有する。そのように大いに緻密化された物体は、
軽量耐火セラミックスとして有用である。炭化ケイ素の
理論密度は3.21g/cm3である。
から大いに緻密化された焼結体を調製することに関す
る。本発明を実施して製造された焼結体は、理論密度の
約80％より高い密度（すなわち約2.6g/cm3より高い密
度）を有する。そのように大いに緻密化された物体は、
軽量耐火セラミックスとして有用である。炭化ケイ素の
理論密度は3.21g/cm3である。
本発明の新規な組成物は、炭化ケイ素粉末と金属含有
焼結助剤とが充填されてそして任意的にポリシラン硬化
剤が充填されているポリシランから本質的になる。これ
らの新規組成物は、取扱うことの可能な生の物体を調製
するために使用することができる。「取扱うことの可能
な（handleable）生の物体」とは、これらの生の物体が
焼結を行うように前に手で取扱い（handle）又は機械加
工をするのに十分なだけの強度を有することを意味す
る。高い生強度は本発明の一つの重要な利点であり、高
い生強度は生の物体を最終の焼結工程より前に更に処理
及び成形するのを可能にする。一般に、この発明を実施
して500psi（35.2kg/cm2）又はそれより高い生強度を得
ることができる。
焼結助剤とが充填されてそして任意的にポリシラン硬化
剤が充填されているポリシランから本質的になる。これ
らの新規組成物は、取扱うことの可能な生の物体を調製
するために使用することができる。「取扱うことの可能
な（handleable）生の物体」とは、これらの生の物体が
焼結を行うように前に手で取扱い（handle）又は機械加
工をするのに十分なだけの強度を有することを意味す
る。高い生強度は本発明の一つの重要な利点であり、高
い生強度は生の物体を最終の焼結工程より前に更に処理
及び成形するのを可能にする。一般に、この発明を実施
して500psi（35.2kg/cm2）又はそれより高い生強度を得
ることができる。
生の物体は、当該技術分野において公知の通常の技術
により成形することができる。そのような方法には、加
圧成形、一軸圧縮（uniauxial pressing）、等方圧縮
（isopressing）、押出し成形、トランスファー成形、
射出成形その他同様のものが含まれる。成形された生の
物体は、所望ならば機械加工して更に成形しても差支え
ない。成形を行ったならば、生の物体は不活性雰囲気下
に高温で焼成されて、理論密度の約80％より高い密度を
有するセラミックス物品に転化される。セラミックス物
品の密度は理論値の約85％（2.7g/cm3）より高いことが
好ましい。密度は約2.9g/cm3（理論値の90％）より高い
ことがより好ましい。焼結工程は、加圧しない焼結法か
あるいは高温圧縮焼結法のどちらかを使って実施するこ
とができる。この発明の組成物を使用する場合、どちら
の方法でも大いに緻密化されたセラミックス物品が製造
される。高温圧縮焼結法は一般に、より高密度のセラミ
ックス物品を製造する。従って、最高限度の密度が要望
される場合には高温圧縮焼結法が好ましかろう。しかし
ながら一般には、加圧しない焼結法の方が単純化された
操作を伴うため好ましい。焼結又は熱分解工程は、窒素
又はアルゴン雰囲気のような不活性雰囲気下で実施され
る。α−SiC粒子の成長は窒素含有雰囲気下で焼結する
ことによって減少させることができる。
により成形することができる。そのような方法には、加
圧成形、一軸圧縮（uniauxial pressing）、等方圧縮
（isopressing）、押出し成形、トランスファー成形、
射出成形その他同様のものが含まれる。成形された生の
物体は、所望ならば機械加工して更に成形しても差支え
ない。成形を行ったならば、生の物体は不活性雰囲気下
に高温で焼成されて、理論密度の約80％より高い密度を
有するセラミックス物品に転化される。セラミックス物
品の密度は理論値の約85％（2.7g/cm3）より高いことが
好ましい。密度は約2.9g/cm3（理論値の90％）より高い
ことがより好ましい。焼結工程は、加圧しない焼結法か
あるいは高温圧縮焼結法のどちらかを使って実施するこ
とができる。この発明の組成物を使用する場合、どちら
の方法でも大いに緻密化されたセラミックス物品が製造
される。高温圧縮焼結法は一般に、より高密度のセラミ
ックス物品を製造する。従って、最高限度の密度が要望
される場合には高温圧縮焼結法が好ましかろう。しかし
ながら一般には、加圧しない焼結法の方が単純化された
操作を伴うため好ましい。焼結又は熱分解工程は、窒素
又はアルゴン雰囲気のような不活性雰囲気下で実施され
る。α−SiC粒子の成長は窒素含有雰囲気下で焼結する
ことによって減少させることができる。
最終のセラミックス製品にするための焼結工程は、一
般に約1900℃以上の温度で実施される。より低い温度を
使用することができるけれども、セラミックス製品は恐
らく所望の密度にならないであろう。好ましい焼結温度
は約2000〜2200℃であり、約2075〜2150℃が最も好まし
い。
般に約1900℃以上の温度で実施される。より低い温度を
使用することができるけれども、セラミックス製品は恐
らく所望の密度にならないであろう。好ましい焼結温度
は約2000〜2200℃であり、約2075〜2150℃が最も好まし
い。
この発明において有用なポリシランは、当該技術分野
で一般によく知られている。ポリシランは、有意のセラ
ミックチャー収率で炭化ケイ素セラミックス材料に転化
させることができなくてはならない。一般には、セラミ
ックチャー収率は約20重量％より高くなるべきである。
当然ながら、セラミックスチャー収率がより高くなけれ
ば収率がより少なくなる。従って、この発明を実施する
際にはセラミックチャー収率が約40重量％より高いポリ
シランを使用するのが好ましい。ポリシランはまた、遊
離炭素を含有しているセラミックチャーを生じなくては
ならない。混合物の規則を使用すれば、セラミックチャ
ーは遊離炭素が存在するためには約30重量％より多くの
全炭素を含有しなくてはならない。約40重量％より多く
の全炭素を有するセラミックチャーを生じるポリシラン
がより好ましい。40重量％の炭素を含有しているセラミ
ックス物質は、温号物の規則に基づいて約86重量％のSi
C及び14重量％の遊離炭素を含有する。最も好ましいの
は約50重量％より多くの全炭素を有するセラミックチャ
ーを生じるポリシランであり、50重量％の炭素を含有し
ているセラミックス材料は、混合物の規則に基づいて約
72重量％のSiCと28重量％の遊離炭素を含有する。セラ
ミックチャーは、少なくとも10重量％の遊離炭素を含有
することが一般に好ましい。セラミックチャーは少なく
とも25重量％の遊離炭素を含有するのがより好ましい。
で一般によく知られている。ポリシランは、有意のセラ
ミックチャー収率で炭化ケイ素セラミックス材料に転化
させることができなくてはならない。一般には、セラミ
ックチャー収率は約20重量％より高くなるべきである。
当然ながら、セラミックスチャー収率がより高くなけれ
ば収率がより少なくなる。従って、この発明を実施する
際にはセラミックチャー収率が約40重量％より高いポリ
シランを使用するのが好ましい。ポリシランはまた、遊
離炭素を含有しているセラミックチャーを生じなくては
ならない。混合物の規則を使用すれば、セラミックチャ
ーは遊離炭素が存在するためには約30重量％より多くの
全炭素を含有しなくてはならない。約40重量％より多く
の全炭素を有するセラミックチャーを生じるポリシラン
がより好ましい。40重量％の炭素を含有しているセラミ
ックス物質は、温号物の規則に基づいて約86重量％のSi
C及び14重量％の遊離炭素を含有する。最も好ましいの
は約50重量％より多くの全炭素を有するセラミックチャ
ーを生じるポリシランであり、50重量％の炭素を含有し
ているセラミックス材料は、混合物の規則に基づいて約
72重量％のSiCと28重量％の遊離炭素を含有する。セラ
ミックチャーは、少なくとも10重量％の遊離炭素を含有
することが一般に好ましい。セラミックチャーは少なく
とも25重量％の遊離炭素を含有するのがより好ましい。
ポリシランを十分なだけのチャー収率でセラミックチ
ャーに変えることができ且つ得られたセラミックチャー
が十分なだけの遊離炭素を含有している限りは、ポリシ
ランの構造は重要ではない。ポリシランは、一般構造
〔R3Si〕、〔R2Si〕及び〔RSi〕の単位を含有すること
ができ、これらの式中、各Ｒは水素、炭素原子数１〜20
個のアルキル基、フェニル基及びビニル基からなる群よ
り独立に選択される。一般には、フェニル基が十分なだ
けの遊離炭素を有するセラミックチャーの生成を手軽に
可能にするので、フェニル基を含有しているポリシラン
が好ましい。ケイ素に結合したビニル基は焼結を行うよ
り前にポリシランを硬化させることができる機構を提供
するので、ビニル基を含有するポリシランも好ましい。
好ましいポリシランは、５〜25モル％の〔Me2Si〕単位
及び75〜95モル％の〔PhMeSi〕単位を含有する。この発
明において有用なポリシランは、直ぐ上で言及したシラ
ン単位のほかに、あるいはそれらの代りに、他のシラン
単位を含有しても差支えない。そのようなシラン単位の
例には、〔MeSi〕，〔PhSi〕，〔ViSi〕，〔PhMeSi〕，
〔MeHSi〕，〔MeViSi〕，〔Ph2Si〕，〔Me2Si〕，〔Me3
Si〕その他同様のものが含まれる。ポリシランの混合物
を使用してもよい。一般に、Ｒがほとんど全くメチル基
のみであるポリシランは、結果として得られるセラミッ
クチャーに十分なだけの遊離炭素がないので、この発明
で用いるのには適さない。
ャーに変えることができ且つ得られたセラミックチャー
が十分なだけの遊離炭素を含有している限りは、ポリシ
ランの構造は重要ではない。ポリシランは、一般構造
〔R3Si〕、〔R2Si〕及び〔RSi〕の単位を含有すること
ができ、これらの式中、各Ｒは水素、炭素原子数１〜20
個のアルキル基、フェニル基及びビニル基からなる群よ
り独立に選択される。一般には、フェニル基が十分なだ
けの遊離炭素を有するセラミックチャーの生成を手軽に
可能にするので、フェニル基を含有しているポリシラン
が好ましい。ケイ素に結合したビニル基は焼結を行うよ
り前にポリシランを硬化させることができる機構を提供
するので、ビニル基を含有するポリシランも好ましい。
好ましいポリシランは、５〜25モル％の〔Me2Si〕単位
及び75〜95モル％の〔PhMeSi〕単位を含有する。この発
明において有用なポリシランは、直ぐ上で言及したシラ
ン単位のほかに、あるいはそれらの代りに、他のシラン
単位を含有しても差支えない。そのようなシラン単位の
例には、〔MeSi〕，〔PhSi〕，〔ViSi〕，〔PhMeSi〕，
〔MeHSi〕，〔MeViSi〕，〔Ph2Si〕，〔Me2Si〕，〔Me3
Si〕その他同様のものが含まれる。ポリシランの混合物
を使用してもよい。一般に、Ｒがほとんど全くメチル基
のみであるポリシランは、結果として得られるセラミッ
クチャーに十分なだけの遊離炭素がないので、この発明
で用いるのには適さない。
この発明のポリシランは、当該技術分野において周知
である技術により調製することができる。ポリシランを
調製するために用いられる実際の方法は重要ではない。
適当なポリシランは、ノル（Noll），“Chemistry and
Technology of Silicones",p.347−49（ドイツ語第２版
の英訳版、Academic Press,1968）に記載されたオルガ
ノハロシランとアルカリ金属との反応により調製するこ
とができる。より具体的には、適当なポリシランは、ウ
ェスト（West）により米国特許第4260780号明細書に記
載されそしてウェストらにより25Polym.Preprints 4（1
984）に記載されたオルガノ置換クロロシランの金属ナ
トリウム還元により調製することができる。そのほかの
適当なポリシランは、バニー（Baney）らの米国特許第4
298559号明細書に記載された一般的手順により調製する
ことができる。
である技術により調製することができる。ポリシランを
調製するために用いられる実際の方法は重要ではない。
適当なポリシランは、ノル（Noll），“Chemistry and
Technology of Silicones",p.347−49（ドイツ語第２版
の英訳版、Academic Press,1968）に記載されたオルガ
ノハロシランとアルカリ金属との反応により調製するこ
とができる。より具体的には、適当なポリシランは、ウ
ェスト（West）により米国特許第4260780号明細書に記
載されそしてウェストらにより25Polym.Preprints 4（1
984）に記載されたオルガノ置換クロロシランの金属ナ
トリウム還元により調製することができる。そのほかの
適当なポリシランは、バニー（Baney）らの米国特許第4
298559号明細書に記載された一般的手順により調製する
ことができる。
ポリシランのほかに、この発明の組成物の他の成分に
は、炭化ケイ素粉末、金属含有焼結助剤が含まれ、そし
て任意的にポリシラン硬化剤が含まれる。この発明で有
用な炭化ケイ素粉末は商業的に入手可能である。α−Si
C粉末もβ−SiC粉末も使用することができ、混合物も使
用することができる。一般には、平均粒度５μｍ未満の
SiC粉末が好ましく、平均粒度１μｍ未満の粉末がより
好ましい。
は、炭化ケイ素粉末、金属含有焼結助剤が含まれ、そし
て任意的にポリシラン硬化剤が含まれる。この発明で有
用な炭化ケイ素粉末は商業的に入手可能である。α−Si
C粉末もβ−SiC粉末も使用することができ、混合物も使
用することができる。一般には、平均粒度５μｍ未満の
SiC粉末が好ましく、平均粒度１μｍ未満の粉末がより
好ましい。
適当な金属含有焼結助剤には、鉄、Fe3C、マグネシウ
ム、MgC3、リチウム、Li2C2、ベリリウム、Be2C、ホウ
素、ホウ素含有化合物、アルミニウム、アルミニウム含
有化合物、そして例えば酸化トリウム、酸化イットリウ
ム、酸化ランタン及び酸化セリウムのような金属酸化物
が含まれる。これらの金属含有焼結助剤の多くは、ネギ
タ（Negita），“Effective Sintering Aids for Silic
on Carbide Ceramics:Reactivities of Silicon Carbid
e with Various Additives,"J.Am.Ceram.Soc.69,C−308
（1986）に記載されている。ネギタにより示唆されるそ
のほかの金属含有焼結助剤も、この発明の実施に有効で
あるかもしれない。一般に、焼結助剤は、炭化ケイ素粉
末の重量を基準にして約0.1〜3.0重量％の金属量に相当
する量で存在すべきである。好ましい焼結助剤は、ホウ
素、ホウ素含有化合物、アルミニウム及びアルミニウム
含有化合物からなる群より選択される。ホウ素含有焼結
助剤の例には、炭化ホウ素、水素化ホウ素リチウム、ト
リビニルホウ素、トリフェニルホウ素、六ホウ化ケイ
素、H3BO3,B2O3その他同様のものが含まれる。アルミニ
ウム含有焼結助剤の例には、酸化アルミニウム、窒化ア
ルミニウム、二ホウ化アルミニウムその他同様のものが
含まれる。最も好ましい焼結助剤は、ホウ素及び炭化ホ
ウ素である。焼結助剤の混合物を使用してもよい。
ム、MgC3、リチウム、Li2C2、ベリリウム、Be2C、ホウ
素、ホウ素含有化合物、アルミニウム、アルミニウム含
有化合物、そして例えば酸化トリウム、酸化イットリウ
ム、酸化ランタン及び酸化セリウムのような金属酸化物
が含まれる。これらの金属含有焼結助剤の多くは、ネギ
タ（Negita），“Effective Sintering Aids for Silic
on Carbide Ceramics:Reactivities of Silicon Carbid
e with Various Additives,"J.Am.Ceram.Soc.69,C−308
（1986）に記載されている。ネギタにより示唆されるそ
のほかの金属含有焼結助剤も、この発明の実施に有効で
あるかもしれない。一般に、焼結助剤は、炭化ケイ素粉
末の重量を基準にして約0.1〜3.0重量％の金属量に相当
する量で存在すべきである。好ましい焼結助剤は、ホウ
素、ホウ素含有化合物、アルミニウム及びアルミニウム
含有化合物からなる群より選択される。ホウ素含有焼結
助剤の例には、炭化ホウ素、水素化ホウ素リチウム、ト
リビニルホウ素、トリフェニルホウ素、六ホウ化ケイ
素、H3BO3,B2O3その他同様のものが含まれる。アルミニ
ウム含有焼結助剤の例には、酸化アルミニウム、窒化ア
ルミニウム、二ホウ化アルミニウムその他同様のものが
含まれる。最も好ましい焼結助剤は、ホウ素及び炭化ホ
ウ素である。焼結助剤の混合物を使用してもよい。
この発明の組成物は、ポリシラン硬化剤を含有するこ
ともできる。そのような硬化剤を使用して、焼結を行う
よりも前に成形物品を硬化されることができる（ポリシ
ランを架橋させることによって）。そのような硬化物品
は、一般に不硬化物品よりも高い強度を有し、従って焼
結を行う前のどのような取扱い又は機械加工にもよりよ
く耐えることができる。本発明において有効である通常
のポリシラン硬化剤は、当該技術分野においてよく知ら
れている。それらの例には、有機過酸化物、例えばジベ
ンゾイルペルオキシド、ビス−ｐ−クロロベンゾイルペ
ルオキシド、ビス−2,4−ジクロロベンゾイルペルオキ
シド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキ
シド、ｔ−ブチルペルベンゾエート及びｔ−ブチルペル
アセテートのようなものや、白金含有硬化剤、例えば白
金金属、H2PtCl6及び（（C4H9）3P）2PtCl2のようなも
のが含まれる。好ましいポリシラン硬化剤には、ジクミ
ルペルオキシド及びｔ−ブチルペルベンゾエートが含ま
れる。当該技術分野において公知のそのほかの通常のポ
リシラン硬化剤を使用しても差支えない。ポリシラン硬
化剤は、有効な量で、すなわちポリシランの架橋を引起
こすのに十分なだけの量で存在する。従って、硬化剤の
実際の量は使用する実際の硬化剤の活性に依存する。し
かしながら標準的には、過酸化物硬化剤はポリシランの
重量を基準として約0.1〜5.0重量％存在し、好ましい硬
化剤量は約2.0重量％である。ポリシランがビニル基と
ケイ素に結合した水素原子の両方を含有する場合には、
白金含有硬化剤を使用することができる。そのような白
金含有硬化剤については、硬化剤の量は標準的には、白
金がポリシランの重量を基準として約１〜1000ppm存在
するような量であって、好ましい量は約50〜150ppmの白
金量である。
ともできる。そのような硬化剤を使用して、焼結を行う
よりも前に成形物品を硬化されることができる（ポリシ
ランを架橋させることによって）。そのような硬化物品
は、一般に不硬化物品よりも高い強度を有し、従って焼
結を行う前のどのような取扱い又は機械加工にもよりよ
く耐えることができる。本発明において有効である通常
のポリシラン硬化剤は、当該技術分野においてよく知ら
れている。それらの例には、有機過酸化物、例えばジベ
ンゾイルペルオキシド、ビス−ｐ−クロロベンゾイルペ
ルオキシド、ビス−2,4−ジクロロベンゾイルペルオキ
シド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキ
シド、ｔ−ブチルペルベンゾエート及びｔ−ブチルペル
アセテートのようなものや、白金含有硬化剤、例えば白
金金属、H2PtCl6及び（（C4H9）3P）2PtCl2のようなも
のが含まれる。好ましいポリシラン硬化剤には、ジクミ
ルペルオキシド及びｔ−ブチルペルベンゾエートが含ま
れる。当該技術分野において公知のそのほかの通常のポ
リシラン硬化剤を使用しても差支えない。ポリシラン硬
化剤は、有効な量で、すなわちポリシランの架橋を引起
こすのに十分なだけの量で存在する。従って、硬化剤の
実際の量は使用する実際の硬化剤の活性に依存する。し
かしながら標準的には、過酸化物硬化剤はポリシランの
重量を基準として約0.1〜5.0重量％存在し、好ましい硬
化剤量は約2.0重量％である。ポリシランがビニル基と
ケイ素に結合した水素原子の両方を含有する場合には、
白金含有硬化剤を使用することができる。そのような白
金含有硬化剤については、硬化剤の量は標準的には、白
金がポリシランの重量を基準として約１〜1000ppm存在
するような量であって、好ましい量は約50〜150ppmの白
金量である。
プレセラミックのポリシランは、本発明の組成物中に
当該組成物の遊離炭素値が炭化ケイ素粉末と当該プレセ
ラミックポリシランから得られるチャーとの総重量を基
準にして0.5重量％より大きくなるような量で存在す
る。
当該組成物の遊離炭素値が炭化ケイ素粉末と当該プレセ
ラミックポリシランから得られるチャーとの総重量を基
準にして0.5重量％より大きくなるような量で存在す
る。
この発明において「混合物の遊離炭素値」とは、炭化
ケイ素粉末とポリシランから得られるチャーとの合計重
量を基準とした重量百分率で表現した、熱分解中にポリ
シランから得られた遊離又は過剰の炭素の量を意味す
る。セラミックチャー中の炭素の総量は、遊離又は過剰
の炭素の量と炭化ケイ素の形をした炭素の量とを合わせ
た量に等しい。ポリシランから得られる遊離炭素の量
は、炭化ケイ素粉末又は焼結助剤のいずれも存在させず
にポリシランを安定なセラミックチャーが得られるまで
不活性雰囲気下に高温で熱分解させて測定される。この
発明の目的上、「安定なセラミックチャー」とは、その
温度に更に暴露して重量が有意に減少しない高温で製造
されるセラミックチャーと定義される。標準的には、安
定なセラミックチャーは1800℃で約30分間熱分解させて
製造される。そのほかの高温を使用して安定なセラミッ
クチャーを生成することができるけれども、高温にさら
す期間は1800℃未満の温度については増加させる必要が
ある。安定なセラミックチャーのセラミック収率も炭素
含有量も、この時に測定される。混合物の規則を使用し
て、安定なセラミックチャーのSiC及び遊離炭素の量を
計算することができる。遊離炭素の量は標準的に、プレ
セラミックポリシラン1g当りの生成された遊離炭素の重
量として表される。ポリシランの熱分解により生成され
る遊離炭素の量が分れば、所望の遊離炭素値を有するポ
リシラン／炭化ケイ素混合物を得るのにどれだけのポリ
シランが必要とされるかを決めることができる。当然な
がら、同一の又は非常に類似したポリシランを使って焼
結体を調製する場合には、ポリシラン1g当りに生成され
る遊離炭素の量を毎回決定することは必要ではない。
ケイ素粉末とポリシランから得られるチャーとの合計重
量を基準とした重量百分率で表現した、熱分解中にポリ
シランから得られた遊離又は過剰の炭素の量を意味す
る。セラミックチャー中の炭素の総量は、遊離又は過剰
の炭素の量と炭化ケイ素の形をした炭素の量とを合わせ
た量に等しい。ポリシランから得られる遊離炭素の量
は、炭化ケイ素粉末又は焼結助剤のいずれも存在させず
にポリシランを安定なセラミックチャーが得られるまで
不活性雰囲気下に高温で熱分解させて測定される。この
発明の目的上、「安定なセラミックチャー」とは、その
温度に更に暴露して重量が有意に減少しない高温で製造
されるセラミックチャーと定義される。標準的には、安
定なセラミックチャーは1800℃で約30分間熱分解させて
製造される。そのほかの高温を使用して安定なセラミッ
クチャーを生成することができるけれども、高温にさら
す期間は1800℃未満の温度については増加させる必要が
ある。安定なセラミックチャーのセラミック収率も炭素
含有量も、この時に測定される。混合物の規則を使用し
て、安定なセラミックチャーのSiC及び遊離炭素の量を
計算することができる。遊離炭素の量は標準的に、プレ
セラミックポリシラン1g当りの生成された遊離炭素の重
量として表される。ポリシランの熱分解により生成され
る遊離炭素の量が分れば、所望の遊離炭素値を有するポ
リシラン／炭化ケイ素混合物を得るのにどれだけのポリ
シランが必要とされるかを決めることができる。当然な
がら、同一の又は非常に類似したポリシランを使って焼
結体を調製する場合には、ポリシラン1g当りに生成され
る遊離炭素の量を毎回決定することは必要ではない。
この手順は、実例によってあるいは最もよく説明する
ことができる。1800℃での熱分解により40重量％の炭素
及び60重量％のケイ素を含有してなるチャーを50重量％
の収率で与えるポリシラン（100g）を考える。そのよう
なチャーは30g（1.07モル）のケイ素を含有している。
混合物の規則を使用すれば、このチャーはまたSiCの形
の炭素を1.07モル（12.8g）含有している。このチャー
は20gの炭素を含有するので、チャーにおける遊離炭素
の量は7.2g（＝20g−12.8g）である。このように、プレ
セラミックポリシラン各1gは0.072gの遊離炭素を生じ
る。混合物について1.5重量％の遊離炭素値が要望され
る場合には、次の計算を行うことができる。すなわち、
Ｘを必要とされるポリシランの量とする。ポリシランか
ら得られるチャーの量は0.5Xグラム（50％のチャー収率
に基づく）であり、熱分解の間に生成した遊離炭素の量
は0.072Xグラムである。SiC粉末を100g含有している混
合物については、0.015＝（0.072X）／（100＋0.5）Ｘ
なる式が得られ、ここで0.072Xはポリシランから得られ
る遊離炭素の量であり、（100＋0.5X）はSiC粉末とポリ
シランから得られるチャーとの合計重量である。上記の
式をＸについて解けば、23.3gのポリシランが混合物の
所望の1.5％遊離炭素値を与えることが分る。この手順
を使用して、この発明の組成物を調製するのに必要とさ
れるポリシランの量を決定することができる。この手順
は、別の手順を使えば必要とされるかもしれない費用が
かかり且つ時間を浪費する試行錯誤法を回避する。
ことができる。1800℃での熱分解により40重量％の炭素
及び60重量％のケイ素を含有してなるチャーを50重量％
の収率で与えるポリシラン（100g）を考える。そのよう
なチャーは30g（1.07モル）のケイ素を含有している。
混合物の規則を使用すれば、このチャーはまたSiCの形
の炭素を1.07モル（12.8g）含有している。このチャー
は20gの炭素を含有するので、チャーにおける遊離炭素
の量は7.2g（＝20g−12.8g）である。このように、プレ
セラミックポリシラン各1gは0.072gの遊離炭素を生じ
る。混合物について1.5重量％の遊離炭素値が要望され
る場合には、次の計算を行うことができる。すなわち、
Ｘを必要とされるポリシランの量とする。ポリシランか
ら得られるチャーの量は0.5Xグラム（50％のチャー収率
に基づく）であり、熱分解の間に生成した遊離炭素の量
は0.072Xグラムである。SiC粉末を100g含有している混
合物については、0.015＝（0.072X）／（100＋0.5）Ｘ
なる式が得られ、ここで0.072Xはポリシランから得られ
る遊離炭素の量であり、（100＋0.5X）はSiC粉末とポリ
シランから得られるチャーとの合計重量である。上記の
式をＸについて解けば、23.3gのポリシランが混合物の
所望の1.5％遊離炭素値を与えることが分る。この手順
を使用して、この発明の組成物を調製するのに必要とさ
れるポリシランの量を決定することができる。この手順
は、別の手順を使えば必要とされるかもしれない費用が
かかり且つ時間を浪費する試行錯誤法を回避する。
混合物の遊離炭素値は、炭化ケイ素粉末とポリシラン
から得られるチャーとの総重量を基準として0.5重量％
よりも大きくなければならない。約0.5重量％未満の遊
離炭素値については、焼結体の密度は一般に約2.6g/cm3
（理論密度の80％）未満になる。混合物の遊離炭素値は
約1.0％より大きいこと、そして結果として得られる焼
結体の密度は理論値の約85％より高いことが、一般に好
ましい。混合物の遊離炭素値は1.0〜2.5重量％であるこ
とがより好ましく、1.0〜2.0重量％の範囲がなお一層好
ましい。最適な密度は、混合物の遊離炭素値が約1.0〜
2.0重量％である場合に一般的に得られる。
から得られるチャーとの総重量を基準として0.5重量％
よりも大きくなければならない。約0.5重量％未満の遊
離炭素値については、焼結体の密度は一般に約2.6g/cm3
（理論密度の80％）未満になる。混合物の遊離炭素値は
約1.0％より大きいこと、そして結果として得られる焼
結体の密度は理論値の約85％より高いことが、一般に好
ましい。混合物の遊離炭素値は1.0〜2.5重量％であるこ
とがより好ましく、1.0〜2.0重量％の範囲がなお一層好
ましい。最適な密度は、混合物の遊離炭素値が約1.0〜
2.0重量％である場合に一般的に得られる。
混合物に必要とされるポリシランの量が決定されたな
らば、均一且つ均質混合物を保証するやり方で個々の成
分を一緒にする。そのような混合物は、焼結体を通して
密度が変化する領域を避けることが必要とされる。均一
且つ均質混合物は、通常の混合技術を利用して調製する
ことができる。そのような技術の例には、種々の粉体を
乾いた状態あるいは湿った状態のいずれかで粉砕するこ
とが包含される。一般に好ましいのは、種々の粉体を有
機溶剤と供に混合及び粉砕し、溶剤を除去し、結果とし
て得られた混合物を次いで更に粉砕する湿式粉砕であ
る。そのほかの混合及び粉砕方法は、当業者にとっては
明白であろう。均一且つ均質混合物は、次に成形して所
望の形状にすることができる。好ましくは、所望の形状
は射出成形、押出し成形、トランスファー成形のような
方法及びそのほかの同様の方法を使って加圧下で成形さ
れる。一度成形を行ったならば、その物品を機械加工に
より更に成形してもよい。最終形状が得られたならば、
その物品を不活性雰囲気中において1900℃以上の温度で
焼結させる。好ましい焼結温度は約2000〜2200℃であ
り、約2075〜2150℃が最も好ましい。
らば、均一且つ均質混合物を保証するやり方で個々の成
分を一緒にする。そのような混合物は、焼結体を通して
密度が変化する領域を避けることが必要とされる。均一
且つ均質混合物は、通常の混合技術を利用して調製する
ことができる。そのような技術の例には、種々の粉体を
乾いた状態あるいは湿った状態のいずれかで粉砕するこ
とが包含される。一般に好ましいのは、種々の粉体を有
機溶剤と供に混合及び粉砕し、溶剤を除去し、結果とし
て得られた混合物を次いで更に粉砕する湿式粉砕であ
る。そのほかの混合及び粉砕方法は、当業者にとっては
明白であろう。均一且つ均質混合物は、次に成形して所
望の形状にすることができる。好ましくは、所望の形状
は射出成形、押出し成形、トランスファー成形のような
方法及びそのほかの同様の方法を使って加圧下で成形さ
れる。一度成形を行ったならば、その物品を機械加工に
より更に成形してもよい。最終形状が得られたならば、
その物品を不活性雰囲気中において1900℃以上の温度で
焼結させる。好ましい焼結温度は約2000〜2200℃であ
り、約2075〜2150℃が最も好ましい。
理論により限定されることを望むわけではないが、プ
レセラミックポリシランから得られる遊離炭素は大いに
緻密化された焼結体の形成において二つの異なる役割を
演じると思われる。まず第一に、それは炭化ケイ素粉末
に存在している酸素を除去するのを手伝い、そして第二
に、それは明らかに追加の焼結助剤として働く。炭化ケ
イ素粉末は、いわゆる「遊離炭素」をしばしば含有して
いる。しかしながら、炭化ケイ素粉末に存在している
「遊離炭素」は、プレセラミックポリシランからその場
で生成された遊離炭素と同じ程度に活性であり又は有効
であるようには見えない。その場で生成された遊離炭素
が化学的により活性であるかどうか、あるいはそれは単
に一層均一に分散されているだけなのかどうかははっき
りしない。いずれにしても、混合物の遊離炭素値（先に
定義されたもの）が約1.0〜2.0重量％である場合に、最
適密度を有する焼結体が得られる。
レセラミックポリシランから得られる遊離炭素は大いに
緻密化された焼結体の形成において二つの異なる役割を
演じると思われる。まず第一に、それは炭化ケイ素粉末
に存在している酸素を除去するのを手伝い、そして第二
に、それは明らかに追加の焼結助剤として働く。炭化ケ
イ素粉末は、いわゆる「遊離炭素」をしばしば含有して
いる。しかしながら、炭化ケイ素粉末に存在している
「遊離炭素」は、プレセラミックポリシランからその場
で生成された遊離炭素と同じ程度に活性であり又は有効
であるようには見えない。その場で生成された遊離炭素
が化学的により活性であるかどうか、あるいはそれは単
に一層均一に分散されているだけなのかどうかははっき
りしない。いずれにしても、混合物の遊離炭素値（先に
定義されたもの）が約1.0〜2.0重量％である場合に、最
適密度を有する焼結体が得られる。
当業者が本発明をよりよく認識しそして理解すること
ができるように、以下に掲げる例を提供する。特に指示
がない限りは、百分率は全て重量による。この明細書を
通して、Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表し、
そしてViはビニル基を表す。
ができるように、以下に掲げる例を提供する。特に指示
がない限りは、百分率は全て重量による。この明細書を
通して、Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表し、
そしてViはビニル基を表す。
以下の例においては、使用した分析方法は次のとおり
であった。
であった。
すなわち、炭素分析はコントロール・イクウェプメン
ト・コーポレーションの240−XA元素分析器で行った。
試験棒は、カーバー（Carver）実験用プレス機（米国ニ
ュージャージー州サミット（Summit）のフレッド・Ｓ・
カーバー社（Fred S.Carver Inc.））で成形した。熱分
解は、ユーロサーム（Eurotherm）．コントローラー／
プログラマー・モデル822を備えたアストロ（Astro）・
グラファイト元素管炉（graphite element tube furnac
e）モデル1000−3060−FP12でもって行った。
ト・コーポレーションの240−XA元素分析器で行った。
試験棒は、カーバー（Carver）実験用プレス機（米国ニ
ュージャージー州サミット（Summit）のフレッド・Ｓ・
カーバー社（Fred S.Carver Inc.））で成形した。熱分
解は、ユーロサーム（Eurotherm）．コントローラー／
プログラマー・モデル822を備えたアストロ（Astro）・
グラファイト元素管炉（graphite element tube furnac
e）モデル1000−3060−FP12でもって行った。
使用したSiC粉末は、約５〜８％のα−SiC及び92〜95
％のβ−SiCの混合物を含有しているイビデン（Ibide
n）UF炭化ケイ素であった。使用したホウ素はセラック
社（Cerac Inc.）より入手した無定形ホウ素粉末であっ
た。ポリシランは東京のシン・ニッソー・カコー社より
入手したPSS−120ポリシラスチレンであった。ここで使
用したPSS−120の試料は、単位式〔Me2Si〕0.091〔PhMe
Si〕0.909で表され、これのMe/Phモル比は1.2/1.0であ
る。
％のβ−SiCの混合物を含有しているイビデン（Ibide
n）UF炭化ケイ素であった。使用したホウ素はセラック
社（Cerac Inc.）より入手した無定形ホウ素粉末であっ
た。ポリシランは東京のシン・ニッソー・カコー社より
入手したPSS−120ポリシラスチレンであった。ここで使
用したPSS−120の試料は、単位式〔Me2Si〕0.091〔PhMe
Si〕0.909で表され、これのMe/Phモル比は1.2/1.0であ
る。
例−ポリシラスチレンからの焼結体 A.チャー組成の計算 PSS−120ポリシラスチレンの試料を、アルゴン下に10
℃/minので1800℃に至るまで加熱し、そして1800℃で２
時間保持してから室温まで冷却した。この試料の質量残
率は22.1％であって、この試料は炭素を51.7％含有して
いた。次の計算を行った。すなわち、100gの硬化重合体
は、51.7％の炭素及び（差引いて）48.3％のケイ素から
なるセラミックチャー22.1gを与える。このチャーは15.
2gのSiC（68.8％）及び6.9gの炭素（31.2％）からな
る。従って、重合体各1gは熱分解後に0.152gのSiC及び
0.069gの遊離炭素を与える。
℃/minので1800℃に至るまで加熱し、そして1800℃で２
時間保持してから室温まで冷却した。この試料の質量残
率は22.1％であって、この試料は炭素を51.7％含有して
いた。次の計算を行った。すなわち、100gの硬化重合体
は、51.7％の炭素及び（差引いて）48.3％のケイ素から
なるセラミックチャー22.1gを与える。このチャーは15.
2gのSiC（68.8％）及び6.9gの炭素（31.2％）からな
る。従って、重合体各1gは熱分解後に0.152gのSiC及び
0.069gの遊離炭素を与える。
B.試験棒の作製 次に述べる手順を使っていくつかのポリシラスチレン
/SiC混合物を調製した。すなわち、ポリシラン、イビデ
ンSiC粉末及びホウ素粉末の秤量試料を、不活性雰囲気
下で約400gのSiC摩砕媒体を使用する摩砕ミル機でもっ
て約150mlのトルエンと共に30分間摩砕した。溶剤をス
トリッピングして除去し、残留物を減圧下で乾燥させ
た。乾燥粉末を粉砕し、そして60メッシュの篩を通過さ
せた。篩分けした粉末を、窒素雰囲気下に15ksi（1050k
g/cm2）でカーバー実験用プレス機の炭化タングステン
でライニングされたダイでもって乾式圧縮して試験棒
（35×８×2mm）にした。これらの試験棒を、次に述べ
る温度プログラムを使ってアルゴン下に2150℃で焼結し
た。その温度プログラムとは、すなわち、室温から300
℃までは26.7℃/min、300℃から700℃までは25℃/min、
700℃から1350℃までは20℃/min、1350℃で30分間、135
0℃から2150℃までは20℃/min、そして2150℃で30分間
であった。焼結された試験棒の密度を測定した。第１表
に掲げられた結果が得られた。
/SiC混合物を調製した。すなわち、ポリシラン、イビデ
ンSiC粉末及びホウ素粉末の秤量試料を、不活性雰囲気
下で約400gのSiC摩砕媒体を使用する摩砕ミル機でもっ
て約150mlのトルエンと共に30分間摩砕した。溶剤をス
トリッピングして除去し、残留物を減圧下で乾燥させ
た。乾燥粉末を粉砕し、そして60メッシュの篩を通過さ
せた。篩分けした粉末を、窒素雰囲気下に15ksi（1050k
g/cm2）でカーバー実験用プレス機の炭化タングステン
でライニングされたダイでもって乾式圧縮して試験棒
（35×８×2mm）にした。これらの試験棒を、次に述べ
る温度プログラムを使ってアルゴン下に2150℃で焼結し
た。その温度プログラムとは、すなわち、室温から300
℃までは26.7℃/min、300℃から700℃までは25℃/min、
700℃から1350℃までは20℃/min、1350℃で30分間、135
0℃から2150℃までは20℃/min、そして2150℃で30分間
であった。焼結された試験棒の密度を測定した。第１表
に掲げられた結果が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/565
Claims (6)
- 【請求項１】次の工程（ａ）及び（ｂ）を含んでなる、
炭化ケイ素の焼結体を調製する方法。 （ａ）（ｉ）炭化ケイ素粉末、金属含有焼結助剤及びプ
レセラミックポリシランを含んでなる混合物であって、
当該金属含有焼結助剤が炭化ケイ素粉末の重量を基準に
して0.1〜3.0重量％の金属量で存在しており、また当該
プレセラミックポリシランが当該混合物の遊離炭素値が
上記炭化ケイ素粉末と当該プレセラミックポリシランか
ら得られるチャーとの総重量を基準にして0.5重量％よ
り大きくなるような量で存在している均質混合物を調製
し、 （ii）次いでこの物質混合物を加圧下に500℃未満の温
度で所望の形状に成形して取扱うことの可能な生の物体
を得ることによって、取扱うことの可能な生の物体を成
形する工程 （ｂ）上記の取扱うことの可能な生の物体を1900℃より
も高い温度で不活性雰囲気中で焼結して、密度が2.6g/c
m3より高い炭化ケイ素の焼結体を得る工程。 - 【請求項２】前記プレセラミックポリシランの遊離炭素
値が、既知量のプレセラミックポリシランを当該プレセ
ラミックポリシランを安定な炭化ケイ素セラミックチャ
ー物質に変えるのに十分なだけの時間不活性雰囲気下で
高温に加熱し、安定な炭化ケイ素セラミックチャー物質
のセラミックチャー収率及び炭素含有量を測定し、次い
で当該プレセラミックポリシラン１部当りの上記の安定
な炭化ケイ素セラミックチャー物質中の遊離炭素の量を
計算することによって、取扱うことの可能な生の物体を
成形するよりも前に決定され、そして前記金属含有焼結
助剤がホウ素、ホウ素含有化合物、アルミニウム及びア
ルミニウム含有化合物からなる群より選択される、請求
項１記載の方法。 - 【請求項３】前記均質混合物が当該ポリシランを硬化さ
せるのに有効な量のポリシラン硬化剤をも含有してい
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】前記取扱うことの可能な生の物体が前記焼
結工程よりも前に硬化させられる、請求項３記載の方
法。 - 【請求項５】次の工程（ａ）及び（ｂ）を含んでなる、
取扱うことの可能な生の物体を成形する方法。 （ａ）炭化ケイ素粉末、金属含有焼結助剤及びプレセラ
ミックポリシランを含んでなる混合物であって、当該金
属含有焼結助剤が炭化ケイ素粉末の重量を基準にして0.
1〜3.0重量％の金属量で存在しており、また当該プレセ
ラミックポリシランが当該混合物の遊離炭素値が上記炭
化ケイ素粉末と当該プレセラミックポリシランから得ら
れるチャーとの総重量を基準にして0.5重量％より大き
くなるような量で存在している均質混合物を調製する工
程 （ｂ）この均質混合物を加圧下に500℃未満の温度で成
形して所望の形状にする工程 - 【請求項６】炭化ケイ素粉末と金属含有焼結助剤とプレ
セラミックポリシランとを含んでなる均一混合物であっ
て、当該金属含有焼結助剤が炭化ケイ素粉末の重量を基
準にして0.1〜3.0重量％の金属量で存在しており、また
当該プレセラミックポリシランが当該混合物の遊離炭素
値が上記炭化ケイ素粉末と当該プレセラミックポリシラ
ンから得られるチャーとの総重量を基準にして0.5重量
％より大きくなるような量で存在している、上記の均一
混合物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US26598888A | 1988-10-03 | 1988-10-03 | |
| US265,988 | 1988-10-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199063A JPH02199063A (ja) | 1990-08-07 |
| JP2820735B2 true JP2820735B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=23012703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1257167A Expired - Lifetime JP2820735B2 (ja) | 1988-10-03 | 1989-10-03 | 炭化ケイ素焼結体の調製方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0363070B1 (ja) |
| JP (1) | JP2820735B2 (ja) |
| CA (1) | CA1335016C (ja) |
| DE (1) | DE68926561D1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4310674A1 (de) * | 1993-04-01 | 1994-10-06 | Solvay Deutschland | Plastisches Material |
| JP4536950B2 (ja) * | 2001-04-03 | 2010-09-01 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ＳｉＣ繊維強化型ＳｉＣ複合材料のホットプレス製造方法 |
| JP3971903B2 (ja) | 2001-05-31 | 2007-09-05 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ＳｉＣ繊維強化型ＳｉＣ複合材料の製造方法 |
| DE102004022566B4 (de) | 2004-05-07 | 2019-05-09 | Schott Ag | Mit funktionellen Gruppen homogen beschichtete Pulverteilchen, ein Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung |
| CN114195519A (zh) * | 2020-09-17 | 2022-03-18 | 山东硅纳新材料科技有限公司 | 一种先驱体转化碳化硅陶瓷及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2236078A1 (de) * | 1972-07-22 | 1974-03-21 | Bayer Ag | Formkoerper aus siliciumcarbid und verfahren zu ihrer herstellung |
| US4117057A (en) * | 1975-06-25 | 1978-09-26 | The Research Institute For Iron, Steel And Other Metals Of The Tohoku University | Silicon carbide sintered moldings and a method for producing the same |
| US4260780A (en) * | 1979-11-27 | 1981-04-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Phenylmethylpolysilane polymers and process for their preparation |
| JPS6016869A (ja) * | 1983-07-02 | 1985-01-28 | 黒崎窯業株式会社 | 炭化珪素焼結体の製造方法 |
| EP0212485A3 (en) * | 1985-08-16 | 1988-06-15 | Teijin Limited | Process for producing shaped silicon carbide article from the same |
-
1989
- 1989-09-22 CA CA 612599 patent/CA1335016C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-27 DE DE68926561T patent/DE68926561D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-27 EP EP19890309844 patent/EP0363070B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-03 JP JP1257167A patent/JP2820735B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0363070A3 (en) | 1990-08-16 |
| EP0363070A2 (en) | 1990-04-11 |
| JPH02199063A (ja) | 1990-08-07 |
| CA1335016C (en) | 1995-03-28 |
| EP0363070B1 (en) | 1996-05-29 |
| DE68926561D1 (de) | 1996-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0623570B1 (en) | Porous silicon carbide ceramics using filled polysiloxanes | |
| JP2846901B2 (ja) | 炭化ケイ素焼結体の調製方法 | |
| US5386006A (en) | Shape sintered articles derived from boro-containing polysilazanes | |
| JPH0747692B2 (ja) | 炭化珪素と共に充填された硬化性オルガノポリシロキサン及びそれからのひじょうに強化された焼結体 | |
| US5527748A (en) | High density zirconium diboride ceramics prepared with preceramic polymer binders | |
| US5525555A (en) | High density titanium carbide ceramics | |
| JPH0741365A (ja) | 高密度炭化ホウ素セラミックスの製造方法 | |
| JP2820735B2 (ja) | 炭化ケイ素焼結体の調製方法 | |
| JPH0747693B2 (ja) | 炭化珪素粉末と共に充填されたオルガノポリシロキサンからのひじょうに強化された物体 | |
| US6146559A (en) | Preparation of high density titanium diboride ceramics with preceramic polymer binders | |
| AU689270B2 (en) | Preparation of high density zirconium carbide ceramics with preceramic polymer binders | |
| JPH05201765A (ja) | 焼結炭化ケイ素モノリスの調製用バインダーとしてのボロシラザン | |
| JPH0253388B2 (ja) | ||
| JPS6331433B2 (ja) |