JP6990136B2 - 炭化ケイ素粉末 - Google Patents
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Description
本発明の炭化ケイ素粉末は、AlおよびCaを含む。Alは、1ppm以上200ppm以下含まれる。また、Caは、Alに対して、Al:Ca=38:62~60:40のモル比で含まれる。このような濃度およびモル比でAlおよびCaを含むことで、AlとCaが炭化ケイ素粒子の接触部分に集まりそこで炭化ケイ素粒子同士をネッキングさせる。ネッキングした部分はCa-Al-O化合物がコートするために、その部分の炭化ケイ素の昇華が阻害される。そして、炭化ケイ素の「枠」または「骨格」のようなものが形成され、炭化ケイ素粉末の間隙が小さくなりづらくなる。その結果、炭化ケイ素粉末が詰まりづらくなり、単結晶の成長に伴う昇華速度の低下の割合が緩やかになる。
(基本的な工程)
次に、炭化ケイ素粉末の製造方法について説明する。ここでは、固相反応を利用した方法について説明するが、液相反応などを利用した方法であってもよい。
固相反応で本願の炭化ケイ素粉末を製造する場合、式(1)の反応で炭化ケイ素が生成される。
SiO2+3C→SiC+2CO…(1)
よって、C/Si=3(モル)となるように、無機ケイ酸質原料と炭素質原料が配合される。無機ケイ酸塩と炭素質原料中のAl、Ca量は、これらを酸分解して得られる溶液をICP発光分析法もしくはICP質量分析法によって定量する。
原料中のAlは以下とする。
無機ケイ酸質原料のAl量×60/28×0.625+炭素質原料のAl量×0.375≦200ppm
0.625…C/Si=3(モル)およびSiO2とCの分子量より
Caについても同様に計算を行う。
炭化ケイ素粉末の製造に用いるアチソン炉の構成を説明する。図1(a)、(b)は、それぞれ炉10、混合粉末20および発熱体30を示す側断面図および正断面図である。本発明の炭化ケイ素粉末の製造は、電極15a、15bつきの反応容器である炉10を用いて行うことができる。炉10は、鉛直上端面が大気開放され、内壁面に電極を有する。
発熱体30の埋設は、無機ケイ酸質原料および炭素質原料が混合された混合粉末20の内部に炉10内の電極15a、15b間を接続するように行う。
複数の非晶質シリカおよびカーボンブラックを用意した。これらをJIS R 1616 「ファインセラミックス用炭化けい素微粉末の化学分析方法」の加圧酸分解-ICP発光分光法の手順に従い、事前に酸分解によって溶液化し、それぞれのAlとCaの含有量を求めた。図2は、原料となる非晶質シリカおよびカーボンブラックに含有されるAlおよびCaの濃度を示す表である。
11 炉本体
15a、15b 電極
20 混合粉末
30 発熱体
Claims (4)
- AlおよびCaを含む炭化ケイ素粉末であって、
前記Alは、1ppm以上200ppm以下含まれ、
前記Caは、前記Alに対して、Al:Ca=38:62~60:40のモル比で含まれ、
前記炭化ケイ素粉末の全量に対し、最小目開き寸法Aと最大目開き寸法Bとの間の粒度を有する粉末の割合が80vol%以上であり、
前記最小目開き寸法Aおよび前記最大目開き寸法Bは、B/A≦6を満たすことを特徴とする炭化ケイ素粉末。 - 前記Alは、20ppm以下含まれることを特徴とする請求項1記載の炭化ケイ素粉末。
- 前記最小目開き寸法Aは、38μm以上500μm以下であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の炭化ケイ素粉末。
- 前記炭化ケイ素粉末に含まれるAlおよびCa以外の不純物を合計した割合は、200ppm以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の炭化ケイ素粉末。
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