JP2907367B2 - 結晶質窒化珪素粉末の製造法 - Google Patents
結晶質窒化珪素粉末の製造法Info
- Publication number
- JP2907367B2 JP2907367B2 JP5116012A JP11601293A JP2907367B2 JP 2907367 B2 JP2907367 B2 JP 2907367B2 JP 5116012 A JP5116012 A JP 5116012A JP 11601293 A JP11601293 A JP 11601293A JP 2907367 B2 JP2907367 B2 JP 2907367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- nitride powder
- crystalline silicon
- oxygen content
- oxygen
- 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
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温構造用材料として
有用な窒化珪素質焼結体の製造用原料として好適な結晶
質窒化珪素粉末の製造法に関する。
有用な窒化珪素質焼結体の製造用原料として好適な結晶
質窒化珪素粉末の製造法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】従来、イミド等の含窒素シ
ラン化合物の熱分解により得られる非晶質窒化珪素粉末
を不活性ガス雰囲気下に焼成して、結晶質窒化珪素粉末
を製造する方法が知られている。この結晶質窒化珪素粉
末の焼結性を向上させるためには粉末の表面積及び酸素
含有量が適当な範囲にあることが必要である。一方、結
晶質窒化珪素粉末の表面積と酸素含有量とは密接な関係
があり、表面積が高いと酸素含有量が高くなり、酸素含
有量が高いと表面積が高くなることがわかっている。こ
れは、結晶質窒化珪素粉末の粒子表面に酸化物又は酸窒
化物層が形成されているためである。したがって、窒化
珪素粉末中の酸素含有量を制御することは、表面積を制
御する上でも重要なことである。
ラン化合物の熱分解により得られる非晶質窒化珪素粉末
を不活性ガス雰囲気下に焼成して、結晶質窒化珪素粉末
を製造する方法が知られている。この結晶質窒化珪素粉
末の焼結性を向上させるためには粉末の表面積及び酸素
含有量が適当な範囲にあることが必要である。一方、結
晶質窒化珪素粉末の表面積と酸素含有量とは密接な関係
があり、表面積が高いと酸素含有量が高くなり、酸素含
有量が高いと表面積が高くなることがわかっている。こ
れは、結晶質窒化珪素粉末の粒子表面に酸化物又は酸窒
化物層が形成されているためである。したがって、窒化
珪素粉末中の酸素含有量を制御することは、表面積を制
御する上でも重要なことである。
【０００３】しかしながら、原料の非晶質窒化珪素粉末
をイミドの熱分解により製造する際には、酸素を極力排
除する必要があるため、非晶質窒化珪素粉末の酸素含有
量を大幅に変化させることは困難であった。これは、イ
ミドが反応性が高く、酸素と容易に反応して二酸化珪素
を生成し、この二酸化珪素がそのまま結晶質窒化珪素粉
末中の不純物として残留してしまうためである。
をイミドの熱分解により製造する際には、酸素を極力排
除する必要があるため、非晶質窒化珪素粉末の酸素含有
量を大幅に変化させることは困難であった。これは、イ
ミドが反応性が高く、酸素と容易に反応して二酸化珪素
を生成し、この二酸化珪素がそのまま結晶質窒化珪素粉
末中の不純物として残留してしまうためである。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は、前記問題点を解決し、
結晶質窒化珪素粉末中の酸素含有量を制御することがで
きる新規な製法を提供するものである。
結晶質窒化珪素粉末中の酸素含有量を制御することがで
きる新規な製法を提供するものである。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明は、非晶質窒化
珪素粉末を、酸素を０．０５〜１％含有する窒素含有不
活性ガス雰囲気下に焼成することを特徴とする結晶質窒
化珪素粉末の製造法に関するものである。
珪素粉末を、酸素を０．０５〜１％含有する窒素含有不
活性ガス雰囲気下に焼成することを特徴とする結晶質窒
化珪素粉末の製造法に関するものである。
【０００６】本発明における非晶質窒化珪素粉末は、公
知方法、例えば、シリコンジイミド、シリコンテトラア
ミド、シリコンニトロゲンイミド、シリコンクロルイミ
ド等の含窒素シラン化合物を窒素又はアンモニアガス雰
囲気下に６００〜１２００℃の範囲の温度で加熱分解す
る方法、四弗化珪素、四塩化珪素、四臭化珪素、四沃化
珪素等のハロゲン化珪素とアンモニアとを高温で反応さ
せる方法などによって製造されたものが用いられる。非
晶質窒化珪素粉末の平均粒子径は、通常、０．００２〜
０．０５μｍである。
知方法、例えば、シリコンジイミド、シリコンテトラア
ミド、シリコンニトロゲンイミド、シリコンクロルイミ
ド等の含窒素シラン化合物を窒素又はアンモニアガス雰
囲気下に６００〜１２００℃の範囲の温度で加熱分解す
る方法、四弗化珪素、四塩化珪素、四臭化珪素、四沃化
珪素等のハロゲン化珪素とアンモニアとを高温で反応さ
せる方法などによって製造されたものが用いられる。非
晶質窒化珪素粉末の平均粒子径は、通常、０．００２〜
０．０５μｍである。
【０００７】窒素含有不活性ガスとしては、窒素又は窒
素とアルゴン、ヘリウム等の混合ガスが挙げられる。本
発明においては、窒素含有不活性ガスに酸素を０．０５
〜１％、好ましくは０．２〜０．５％含有させることに
より、得られる結晶質窒化珪素粉末中の酸素含量を高く
することができるので、窒化珪素粉末の表面積も高くな
り、焼結性を向上させることができる。酸素の割合が
０．０５％よりも少ないと、得られる結晶質窒化珪素粉
末の表面積を高くする効果が少なく、また、酸素の割合
が１％を超えると、多量の二酸化珪素が生成し、結晶質
窒化珪素粉末中の不純物として残留してしまうため好ま
しくない。
素とアルゴン、ヘリウム等の混合ガスが挙げられる。本
発明においては、窒素含有不活性ガスに酸素を０．０５
〜１％、好ましくは０．２〜０．５％含有させることに
より、得られる結晶質窒化珪素粉末中の酸素含量を高く
することができるので、窒化珪素粉末の表面積も高くな
り、焼結性を向上させることができる。酸素の割合が
０．０５％よりも少ないと、得られる結晶質窒化珪素粉
末の表面積を高くする効果が少なく、また、酸素の割合
が１％を超えると、多量の二酸化珪素が生成し、結晶質
窒化珪素粉末中の不純物として残留してしまうため好ま
しくない。
【０００８】また、焼成温度は１４００〜１７００℃の
範囲である。焼成温度が１４００℃よりも低いと、窒化
珪素の結晶化が十分に進行しない。また、焼成温度が１
７００℃を越えると、粗大結晶からなる結晶質窒化珪素
粉末が生成し易いので好ましくない。
範囲である。焼成温度が１４００℃よりも低いと、窒化
珪素の結晶化が十分に進行しない。また、焼成温度が１
７００℃を越えると、粗大結晶からなる結晶質窒化珪素
粉末が生成し易いので好ましくない。
【０００９】非晶質窒化珪素粉末の加熱に使用される加
熱炉としては、高周波誘導加熱方式又は抵抗加熱方式に
よるバッチ炉、プッシャー炉、ロータリーキルン炉、シ
ャフトキルン炉、流動化焼成炉等が用いられる。特に連
続焼成炉は非晶質窒化珪素の結晶化反応に伴う発熱の効
率的な放散に対して、有効な手段である。
熱炉としては、高周波誘導加熱方式又は抵抗加熱方式に
よるバッチ炉、プッシャー炉、ロータリーキルン炉、シ
ャフトキルン炉、流動化焼成炉等が用いられる。特に連
続焼成炉は非晶質窒化珪素の結晶化反応に伴う発熱の効
率的な放散に対して、有効な手段である。
【００１０】本発明においては、前記焼成により得られ
た結晶質窒化珪素粉末を、酸素を５〜４０％含有し、残
部が不活性ガスからなる雰囲気中でミル処理することが
望ましい。ミル処理方法としては、特に制限はなく、通
常用いられるミル処理装置、例えば、振動ミル、アトラ
イタ等が用いられる。このミル処理により焼成時に起こ
った粒子間の融着や凝集をこわすことができ、その結
果、窒化珪素粉末の表面酸素量が増加するので、窒化珪
素粉末の表面積も高くなり、焼結性を向上させることが
できる。
た結晶質窒化珪素粉末を、酸素を５〜４０％含有し、残
部が不活性ガスからなる雰囲気中でミル処理することが
望ましい。ミル処理方法としては、特に制限はなく、通
常用いられるミル処理装置、例えば、振動ミル、アトラ
イタ等が用いられる。このミル処理により焼成時に起こ
った粒子間の融着や凝集をこわすことができ、その結
果、窒化珪素粉末の表面酸素量が増加するので、窒化珪
素粉末の表面積も高くなり、焼結性を向上させることが
できる。
【００１１】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさ
らに具体的に説明する。 実施例１ シリコンジイミドを窒素ガス雰囲気下１０００℃で熱分
解して得られた非晶質窒化珪素を、内径２８０ｍｍ、高
さ１５０ｍｍのカーボン製ルツボに充填し、バッチ式電
気炉にセットした。次に、電気炉内を０．１ｔｏｒｒ以
下に真空脱気後、酸素を０．３％含有する窒素ガスを導
入し、窒素ガス流通下で加熱を開始した。室温から１５
５０℃まで５０〜１００℃／ｈｒで昇温し、同温度に１
時間保持した。
らに具体的に説明する。 実施例１ シリコンジイミドを窒素ガス雰囲気下１０００℃で熱分
解して得られた非晶質窒化珪素を、内径２８０ｍｍ、高
さ１５０ｍｍのカーボン製ルツボに充填し、バッチ式電
気炉にセットした。次に、電気炉内を０．１ｔｏｒｒ以
下に真空脱気後、酸素を０．３％含有する窒素ガスを導
入し、窒素ガス流通下で加熱を開始した。室温から１５
５０℃まで５０〜１００℃／ｈｒで昇温し、同温度に１
時間保持した。
【００１２】得られた結晶質窒化珪素粉末の酸素含有量
は０．９５ｗｔ％、そのうち表面酸素量は０．２０ｗｔ
％、比表面積は１０ｍ2／ｇであった。この結晶質窒化
珪素粉末を振動ミルに入れ、空気雰囲気下室温で３０分
間ミル処理を行なった。ミル処理後の結晶質窒化珪素粉
末の酸素含有量は１．４０ｗｔ％、、そのうち表面酸素
量は０．６５ｗｔ％、比表面積は１１ｍ2／ｇであっ
た。
は０．９５ｗｔ％、そのうち表面酸素量は０．２０ｗｔ
％、比表面積は１０ｍ2／ｇであった。この結晶質窒化
珪素粉末を振動ミルに入れ、空気雰囲気下室温で３０分
間ミル処理を行なった。ミル処理後の結晶質窒化珪素粉
末の酸素含有量は１．４０ｗｔ％、、そのうち表面酸素
量は０．６５ｗｔ％、比表面積は１１ｍ2／ｇであっ
た。
【００１３】得られた結晶質窒化珪素粉末９３ｗｔ％
に、イットリア（信越化学（株）製）５ｗｔ％及びアル
ミナ（住友化学（株）製：ＡＫＰ−３０）２ｗｔ量％を
添加した配合粉を、媒体としてエタノールを用いて４８
時間湿式混合した後、減圧乾燥した。得られた混合物を
断面が５０×８０mm角の金型を用いて矩形状に予備成形
した後、圧力１．５ton/cm2 でラバープレスした。得ら
れた成形体を電気炉を用いて窒素ガス雰囲気下１７８０
℃で２時間焼結した。
に、イットリア（信越化学（株）製）５ｗｔ％及びアル
ミナ（住友化学（株）製：ＡＫＰ−３０）２ｗｔ量％を
添加した配合粉を、媒体としてエタノールを用いて４８
時間湿式混合した後、減圧乾燥した。得られた混合物を
断面が５０×８０mm角の金型を用いて矩形状に予備成形
した後、圧力１．５ton/cm2 でラバープレスした。得ら
れた成形体を電気炉を用いて窒素ガス雰囲気下１７８０
℃で２時間焼結した。
【００１４】得られた焼結体の嵩密度及び曲げ強度の測
定結果を表１に示す。嵩密度はアルキメデス法により測
定した。また、曲げ強度は、作製した焼結体から３×４
×４０mmのテストピースを切り出し、これを外スパン３
０mm、内スパン１０mmの４点曲げ試験治具にセットし
て、室温及び１２００℃における曲げ強度を測定した。
室温における曲げ強度はテストピース４０本の平均値、
１２００℃おける曲げ強度はテストピース１０本の平均
値で求めた。
定結果を表１に示す。嵩密度はアルキメデス法により測
定した。また、曲げ強度は、作製した焼結体から３×４
×４０mmのテストピースを切り出し、これを外スパン３
０mm、内スパン１０mmの４点曲げ試験治具にセットし
て、室温及び１２００℃における曲げ強度を測定した。
室温における曲げ強度はテストピース４０本の平均値、
１２００℃おける曲げ強度はテストピース１０本の平均
値で求めた。
【００１５】
【表１】
【００１６】比較例１ シリコンジイミドを窒素ガス雰囲気下１０００℃で熱分
解して得られた非晶質窒化珪素を、内径２８０ｍｍ、高
さ１５０ｍｍのカーボン製ルツボに充填し、バッチ式電
気炉にセットした。次に、電気炉内を０．１ｔｏｒｒ以
下に真空脱気後、窒素ガスを導入し、窒素ガス流通下で
加熱を開始した。室温から１５５０℃まで５０〜１００
℃／ｈｒで昇温し、同温度に１時間保持した。
解して得られた非晶質窒化珪素を、内径２８０ｍｍ、高
さ１５０ｍｍのカーボン製ルツボに充填し、バッチ式電
気炉にセットした。次に、電気炉内を０．１ｔｏｒｒ以
下に真空脱気後、窒素ガスを導入し、窒素ガス流通下で
加熱を開始した。室温から１５５０℃まで５０〜１００
℃／ｈｒで昇温し、同温度に１時間保持した。
【００１７】得られた結晶質窒化珪素粉末の酸素含有量
は０．７５ｗｔ％、そのうち表面酸素量は０．１０ｗｔ
％、比表面積は８ｍ2／ｇであった。この結晶質窒化珪
素粉末を振動ミルに入れ、空気雰囲気下室温で３０分間
ミル処理を行なった。ミル処理後の結晶質窒化珪素粉末
の酸素含有量は１．２０ｗｔ％、そのうち表面酸素量は
０．５５ｗｔ％、比表面積は９．５ｍ2／ｇであった。
得られた結晶質窒化珪素粉末９３ｗｔ％に、イットリア
（信越化学（株）製）５ｗｔ％及びアルミナ（住友化学
（株）製：ＡＫＰ−３０）２ｗｔ量％を添加した配合粉
を、媒体としてエタノールを用いて４８時間湿式混合し
た後、減圧乾燥した。得られた混合物を断面が５０×８
０mm角の金型を用いて矩形状に予備成形した後、圧力
１．５ton/cm2 でラバープレスした。得られた成形体を
電気炉を用いて窒素ガス雰囲気下１７８０℃で２時間焼
結した。得られた焼結体の嵩密度及び曲げ強度の測定結
果を表１に示す。
は０．７５ｗｔ％、そのうち表面酸素量は０．１０ｗｔ
％、比表面積は８ｍ2／ｇであった。この結晶質窒化珪
素粉末を振動ミルに入れ、空気雰囲気下室温で３０分間
ミル処理を行なった。ミル処理後の結晶質窒化珪素粉末
の酸素含有量は１．２０ｗｔ％、そのうち表面酸素量は
０．５５ｗｔ％、比表面積は９．５ｍ2／ｇであった。
得られた結晶質窒化珪素粉末９３ｗｔ％に、イットリア
（信越化学（株）製）５ｗｔ％及びアルミナ（住友化学
（株）製：ＡＫＰ−３０）２ｗｔ量％を添加した配合粉
を、媒体としてエタノールを用いて４８時間湿式混合し
た後、減圧乾燥した。得られた混合物を断面が５０×８
０mm角の金型を用いて矩形状に予備成形した後、圧力
１．５ton/cm2 でラバープレスした。得られた成形体を
電気炉を用いて窒素ガス雰囲気下１７８０℃で２時間焼
結した。得られた焼結体の嵩密度及び曲げ強度の測定結
果を表１に示す。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、結晶質窒化珪素粉末中
の酸素含有量を制御することができ、焼結特性等に優れ
た結晶質窒化珪素粉末を生産性良く大量に製造すること
ができる。
の酸素含有量を制御することができ、焼結特性等に優れ
た結晶質窒化珪素粉末を生産性良く大量に製造すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 弘虎 山口県宇部市大字小串1978番地の10 宇 部興産株式会社内 審査官 大工原 大二 (56)参考文献 特開 昭58−199707（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−321508（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−227865（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−56411（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01B 21/068 C04B 35/626
Claims (1)
- 【請求項１】 非晶質窒化珪素粉末を、酸素を０．０５
〜１％含有する窒素含有不活性ガス雰囲気下に焼成する
ことを特徴とする結晶質窒化珪素粉末の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116012A JP2907367B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 結晶質窒化珪素粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116012A JP2907367B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 結晶質窒化珪素粉末の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06321510A JPH06321510A (ja) | 1994-11-22 |
| JP2907367B2 true JP2907367B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=14676636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5116012A Expired - Fee Related JP2907367B2 (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 結晶質窒化珪素粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2907367B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012090542A1 (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 宇部興産株式会社 | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型及びその製造方法並びに多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型の離型材用窒化珪素粉末及びそれを含有したスラリー |
| WO2012090543A1 (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 宇部興産株式会社 | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型、並びにその離型材用窒化珪素粉末、その離型層用窒化珪素粉末含有スラリー及びその鋳造用離型材 |
| WO2012090541A1 (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 宇部興産株式会社 | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型及びその製造方法並びに多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型の離型材用窒化珪素粉末及びそれを含有したスラリー |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2907366B2 (ja) * | 1993-05-18 | 1999-06-21 | 宇部興産株式会社 | 結晶質窒化珪素粉末の製造法 |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP5116012A patent/JP2907367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012090542A1 (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 宇部興産株式会社 | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型及びその製造方法並びに多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型の離型材用窒化珪素粉末及びそれを含有したスラリー |
| WO2012090543A1 (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 宇部興産株式会社 | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型、並びにその離型材用窒化珪素粉末、その離型層用窒化珪素粉末含有スラリー及びその鋳造用離型材 |
| WO2012090541A1 (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 宇部興産株式会社 | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型及びその製造方法並びに多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型の離型材用窒化珪素粉末及びそれを含有したスラリー |
| US8973888B2 (en) | 2010-12-28 | 2015-03-10 | Ube Industries, Ltd. | Polycrystalline silicon ingot casting mold and method for producing same, and silicon nitride powder for mold release material for polycrystalline silicon ingot casting mold and slurry containing same |
| US9022343B2 (en) | 2010-12-28 | 2015-05-05 | Ube Industries, Ltd. | Polycrystalline silicon ingot casting mold and method for producing same, and silicon nitride powder for mold release material for polycrystalline silicon ingot casting mold and slurry containing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06321510A (ja) | 1994-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS62223070A (ja) | 実際に無孔質の多結晶窒化アルミニウム成形体と焼結助剤を併用しないその製造方法 | |
| JP2907367B2 (ja) | 結晶質窒化珪素粉末の製造法 | |
| JP3636370B2 (ja) | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 | |
| US4716028A (en) | Process for preparation of high-type silicon nitride powder | |
| JP2907366B2 (ja) | 結晶質窒化珪素粉末の製造法 | |
| JP3438928B2 (ja) | 窒化珪素粉末の製造方法 | |
| JPH0216270B2 (ja) | ||
| JP3350907B2 (ja) | 結晶質窒化珪素粉末の製造法 | |
| JPS62275068A (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
| WO1985000583A1 (en) | Method of making yttrium silicon oxynitrides | |
| JP3900589B2 (ja) | 珪窒化マグネシウム粉末及びその製造方法 | |
| AU557621B2 (en) | Method of making densified si3n4/oxynitride composite with premixed silicon and oxygen carrying agents | |
| JP4958353B2 (ja) | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 | |
| JPH0143711B2 (ja) | ||
| JPS638265A (ja) | 複合焼結体の製造方法 | |
| JP4267723B2 (ja) | 粒子状化合物の製造方法 | |
| JP2000044223A (ja) | 炭化珪素の製造方法 | |
| JP2531871B2 (ja) | 高密度窒化ほう素常圧焼結体の製造方法 | |
| JPS6042209A (ja) | 高純度等軸形状窒化けい素微粉の製造法 | |
| JP2855602B2 (ja) | 窒化珪素粉末の製造方法 | |
| CA1231514A (en) | Method of making yttrium silicon oxynitrides | |
| JPS61183174A (ja) | 窒化アルミニウム焼結体 | |
| JPH01197307A (ja) | 低酸素窒化けい素微粉末とその製造方法 | |
| JPH03174364A (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JPH06172036A (ja) | 窒化珪素粉末の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |