JP4844709B2 - 窒化ケイ素粉末の製造法 - Google Patents
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Description
3SiO2+6C+2N2 → Si3N4+6CO
本発明において最も重要な点は、還元窒化法における窒化ケイ素粉末の製造法において、シリカ粒子粉末の粒子表面が表面改質剤によって被覆されていると共に該表面改質剤被覆シリカ粒子表面に炭素粉末が付着している複合粒子粉末を出発原料として用いることにより、高い窒化率及び高α化率を有すると共に、不純物が少なく微粒子からなる窒化ケイ素粉末を安価に得ることができるという事実である。
3SiO2+6C+2N2 → Si3N4+6CO
シリカ粉末の含水率(%)={(Wa−We)/Wa}×100
Wa:シリカ粒子粉末の重量
We:1000℃で2時間灼熱後のシリカ粒子粉末の重量
炭素粉末の脱離率(%)={(Wa−We)/Wa}×100
Wa:複合粒子粉末の炭素粉末付着量
We:脱離テスト後の複合粒子粉末の炭素粉末付着量
α化率(%)=(Ia102+Ia210)/(Ia102+Ia210+Ib101+Ib210)×100
シリカ粒子粉末(シリカ粒子1)(粒子形状:球状、平均粒子径:0.012μm、BET比表面積値:209.5m2/g、含水率0.4%)10kgに、メチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:TSF484:GE東芝シリコーン株式会社製)400gを、エッジランナーを稼動させながらシリカ粒子粉末に添加し、588N/cmの線荷重で40分間混合攪拌を行った。なお、この時の攪拌速度は22rpmで行った。
前記複合粒子粉末100重量部を出発原料とし、種晶としてα化率92%、平均粒子径0.66μmの窒化ケイ素粉末を6.71重量部(複合粒子粉末中のSiO2 100重量部に対して10重量部)を混合して黒鉛製容器に入れ、N2ガスを流しながら1450℃で5時間加熱焼成を行い、還元窒化処理を行った。反応終了時のCO濃度は9ppmであった。得られた粉末を、空気中700℃で3時間加熱処理を行い、未反応炭素を燃焼除去して窒化ケイ素粉末を得た。
シリカ粒子粉末として表1に示す特性を有するシリカ粒子粉末を用意した。
炭素粉末として表2に示す特性を有する炭素粉末を用意した。
複合粒子2〜3、比較複合粒子1:
シリカ粒子粉末の種類、表面改質剤による被覆工程における添加物の種類、添加量、エッジランナー処理の線荷重及び時間、炭素粉末の付着工程における炭素粉末の種類、添加量、エッジランナー処理の線荷重及び時間を種々変化させた以外は、前記複合粒子1と同様にして複合粒子粉末を得た。
実施例2〜3、比較例1:
出発原料の種類、種晶の配合割合、還元窒化処理における反応温度及び反応時間、脱炭素処理における加熱温度及び加熱時間を種々変化させた以外は、前記実施例1の窒化ケイ素の製造と同様にして窒化ケイ素粉末を得た。
Claims (2)
- 還元窒化法における窒化ケイ素粉末の製造法において、出発原料としてシリカ粒子粉末の粒子表面が有機ケイ素化合物及び高分子化合物から選ばれる一種以上の表面改質剤によって被覆されていると共に該表面改質剤被覆シリカ粒子表面に炭素粉末が付着している複合粒子粉末を用いることを特徴とする窒化ケイ素粉末の製造法。
- 複合粒子粉末のシリカ粒子粉末と炭素粉末の重量割合比が1.0:0.4〜1.0:1.0であることを特徴とする請求項1記載の窒化ケイ素粉末の製造法。
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