JPH01257117A - Production of silicon carbide fine powder - Google Patents

Production of silicon carbide fine powder

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JPH01257117A
JPH01257117A JP63084881A JP8488188A JPH01257117A JP H01257117 A JPH01257117 A JP H01257117A JP 63084881 A JP63084881 A JP 63084881A JP 8488188 A JP8488188 A JP 8488188A JP H01257117 A JPH01257117 A JP H01257117A
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JP
Japan
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particle size
silicon carbide
silica
mixture
carbon
Prior art date
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Application number
JP63084881A
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Japanese (ja)
Inventor
Junzo Harada
原田 順三
Seiichi Fukuda
福田 聖一
Akira Umigami
暁 海上
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain SiC fine powder having a narrow particle distribution suitable for sintering, in only one crushing process by setting the packing density above specified value when the mixed raw materials, of powdered silica, silicon metal and carbon, are packed in a refractory vessel and reacted at a high temp. CONSTITUTION:The three components, (A) powdered silica (<=400 mesh particle size), preferably silica colloid of 10-15% concn., (B) silicon metal (<=1mm particle size) and (C) carbon (<=1mum particle size) such as carbon black, coke, graphite, are mixed, preferably so as to have the compsn. (molar ratio) indicated in the range formed by connecting points f, g and h in the figure. The mixture is packed in the refractory vessel such as graphite crucible in >=0.45g/cm<3> packing density, preferably in >=0.5g/cm<3>, reacted usually at 1,400-1,900 deg.C for 1-6h and thereafter crushed with a ball mill, etc., to obtain siC fine powder having <=0.5mum particle size. The raw material granulated with a binder may be used, in this case, the packing density is preferably 0.4-1.2g/cm<3>, especially 0.5-0.9g/cm<3>.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、微粉炭化珪素の製造方法に関し、さらに詳
しくは、異形物の混入がなく、狭い粒度分布を有する微
粉炭化珪素を高収量で製造することのできる方法に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing pulverized silicon carbide, and more specifically, a method for producing pulverized silicon carbide having a narrow particle size distribution without contamination with foreign objects in high yield. Regarding how it can be done.

[従来の技術と発明が解決しようとする課H]最近、フ
ァインセラミックス用原料(特に、高温での耐熱性およ
び高強度を有する素材の原料)として、サブミクロンオ
ーダーの粒径を有する。
[Problems to be Solved by the Prior Art and the Invention] Recently, materials having particle sizes on the submicron order have been used as raw materials for fine ceramics (particularly raw materials for materials having heat resistance and high strength at high temperatures).

微粉炭化珪素に期待が高まっている。Expectations are rising for pulverized silicon carbide.

従来、微粉炭化珪素の製造法としては、アチソン法があ
る。
Conventionally, as a method for producing finely divided silicon carbide, there is the Acheson method.

しかしながら、前記アチソン法には1反応部度が高く、
また反応後に煩雑な何段階もの粉砕が必要であると言う
欠点がある。
However, the Acheson method has a high degree of one reaction site;
Another disadvantage is that a complicated pulverization step is required after the reaction.

また、微粉炭化珪素の製造方法として、シリカ、金属珪
素、カーボン等の三成分系を用いる方法がある(特公昭
60−35283号公報および特開昭50−75600
号公報参照)。
In addition, as a method for producing finely powdered silicon carbide, there is a method using a three-component system such as silica, metallic silicon, and carbon (Japanese Patent Publication No. 60-35283 and Japanese Patent Application Laid-open No. 50-75600).
(see publication).

前記特公昭60−35283号公報に記載の方法は、低
い反応温度(800〜1450℃)て連鎖反応を瞬時に
進行させるものであるが、自発的連鎖反応を進行させる
ので酸化雰囲気を必要とし、かつ原料組成物の組成範囲
が限定されているから、反応操作および原料の調製が煩
雑である。さらに、連鎖反応であるから、反応の制御が
困難である。
The method described in Japanese Patent Publication No. 60-35283 allows the chain reaction to proceed instantaneously at a low reaction temperature (800 to 1450°C), but since it causes a spontaneous chain reaction to proceed, an oxidizing atmosphere is required; Moreover, since the composition range of the raw material composition is limited, reaction operations and preparation of raw materials are complicated. Furthermore, since it is a chain reaction, it is difficult to control the reaction.

特開昭50−75600号公報に記載の方法においても
、反応原料の組成範囲か限定されていて、たとえば、粒
状炭素とシリカとの混合モル比は約2:l〜6:lであ
り、金属珪素は混合物全量に対して約3.5〜22%で
ある。したがって、前記公報に記載の方法には、前記特
公昭60−35283号公報に記載の方法と同質の問題
点を有している。
In the method described in JP-A-50-75600, the composition range of the reaction raw materials is also limited; for example, the mixing molar ratio of granular carbon and silica is about 2:1 to 6:1, and metal Silicon is about 3.5-22% based on the total amount of the mixture. Therefore, the method described in the above publication has the same problems as the method described in Japanese Patent Publication No. 60-35283.

しかも、特開昭50−75600号公報に記載の方法は
1粒状炭素、シリカおよび金属珪素をただ単に混合して
反応させているので、生成する炭化珪素中にウィスカー
等の異形物が不純物として混入し、なおかつ、炭化珪素
の粒径分布もブロードとなり、焼結用に適する微粉炭化
珪素を得ることができないと言う欠点を有している。
Moreover, since the method described in JP-A-50-75600 simply mixes and reacts granular carbon, silica, and metallic silicon, foreign substances such as whiskers are mixed in as impurities in the silicon carbide produced. However, it also has the disadvantage that the particle size distribution of silicon carbide is broad, making it impossible to obtain fine powder silicon carbide suitable for sintering.

本発明の目的は、シリカ、金属珪素、カーボンの三成分
系を原料とする微粉炭化珪素の製造において、ウィスカ
ー等の異形物の混入がなく、多段の粉砕工程を要するこ
となく一回のみの粉砕工程を経るたけて焼結用に適した
分布幅の狭い粒径分布を有する微粉炭化珪素を、製造す
ることかてきる方法を提供することにある。
The object of the present invention is to eliminate the contamination of foreign particles such as whiskers in the production of finely powdered silicon carbide using a three-component system of silica, metallic silicon, and carbon as raw materials, and to allow only one pulverization process without the need for multiple pulverization steps. The object of the present invention is to provide a method for producing finely divided silicon carbide having a narrow particle size distribution suitable for sintering through a process.

[課題を解決しようとする手段と作用]前記問題点を解
決するために、本発明者が鋭意研究したところ、粉末状
の原料を混合して得られる混合物を耐火製容器内に充填
して高温で反応させる際に、前記耐火性容器内での前記
混合物の充填密度を所定の値以上にすると、前記目的を
達成することができることを見出して、本発明に到達し
た。
[Means and effects for solving the problem] In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor conducted extensive research and found that a mixture obtained by mixing powdered raw materials was filled into a fireproof container and heated to a high temperature. The inventors have discovered that the above object can be achieved by setting the packing density of the mixture in the fireproof container to a predetermined value or more during the reaction, and have arrived at the present invention.

すなわち、前記目的を達成するための本発明は、原料と
してのシリカ、金属珪素およびカーボンを混合し、耐火
性容器内に充填して高温て反応させることによる微粉炭
化珪素の製造方法において、前記耐火性容器内に充填し
た原料の混合物の充填密度を0.45g/cm’以上に
することを特徴とする微粉炭化珪素の製造方法である。
That is, the present invention to achieve the above object provides a method for producing finely divided silicon carbide by mixing silica, metallic silicon, and carbon as raw materials, filling the mixture in a fireproof container, and reacting at a high temperature. This method of producing finely divided silicon carbide is characterized in that the packing density of a mixture of raw materials filled in a plastic container is 0.45 g/cm' or more.

本発明における微粉炭化珪素の製造方法は、全体として
、原料としてのシリカ、金属珪素およびカーボンを混合
する混合工程と前記工程で得られる混合物を耐火性容器
内に充填してこれを高温で反応させる反応工程の2工程
を少くとも有する。
The method for producing pulverized silicon carbide according to the present invention generally includes a mixing step of mixing silica, metal silicon, and carbon as raw materials, and a step of filling the mixture obtained in the step into a fireproof container and reacting it at high temperature. It has at least two reaction steps.

前記混合工程で原料として使用するのは、シリカ、金属
珪素およびカーボンである。
Silica, metallic silicon, and carbon are used as raw materials in the mixing step.

前記シリカは、一般的にはSi Oxで表わすことがで
き、たとえば、石英、珪石、珪砂、クリストバライト、
トリジマイト等を使用することができる。さらに、前記
シリカとして、シリカコロイド、超微粒子状無水シリカ
、ゼオライト等をも使用することができる。
Said silica can generally be represented by SiOx, for example quartz, silica, silica sand, cristobalite,
Tridymite etc. can be used. Furthermore, as the silica, silica colloid, ultrafine particulate anhydrous silica, zeolite, etc. can also be used.

シリカコロイドを用いる場合、その濃度について特に制
限はないが、入手が容易であると言う観点からすると、
濃度が10〜50%であるシリカコロイドが好ましい、
と言うのは、シリカ原料としてシリカコロイドを用いる
と、他のシリカ原料を用いる場合よりも炭化珪素の収量
が向上するからである。
When using silica colloid, there are no particular restrictions on its concentration, but from the viewpoint of easy availability,
Silica colloids with a concentration of 10-50% are preferred.
This is because when a silica colloid is used as a silica raw material, the yield of silicon carbide is improved compared to when other silica raw materials are used.

天然の珪石および珪砂も使用することかできるのである
が、粉砕に困難なことがあるので、たとえば、フェロシ
リコンの製造あるいはリン酸肥料の製造時に副生ずる無
定形の珪酸微粉末や四塩化珪素を酸化分解して得られる
エアロジルなどの、一般的にホワイトカーボンと称され
る珪酸微粉末が好適である。
Natural silica stone and silica sand can also be used, but they can be difficult to crush, so for example, amorphous silicic acid fine powder or silicon tetrachloride, which is a by-product during the production of ferrosilicon or phosphate fertilizers, may be used. Silicic acid fine powder, generally called white carbon, such as Aerosil obtained by oxidative decomposition, is suitable.

粉末状のシリカを使用する場合、その粒径としては1通
常、200メツシユ以下、好ましくは400メツツユ以
下が好ましい。
When powdered silica is used, its particle size is usually 200 mesh or less, preferably 400 mesh or less.

前記金属珪素は、粒度はかなり粗くてもよいが、ハンド
リングの面から、11以下に粉砕したものを用いるのが
良い。
The metallic silicon may have a fairly coarse particle size, but from the viewpoint of handling, it is preferable to use one that has been ground to a particle size of 11 or less.

前記カーボンとしては、ファーネスブラック、チャンネ
ルブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、
コークス、黒鉛等の炭素源を使用することかできるので
あるが、粒度については1μ■以下のできるたけ細かい
カーボンが好ましい。
Examples of the carbon include carbon black such as furnace black, channel black, and thermal black;
Although carbon sources such as coke and graphite can be used, it is preferable to use carbon as fine as possible, with a particle size of 1 μm or less.

混合工程で原料として使用する、シリカ、金属珪素およ
びカーボンのそれぞれの純度は、反応に対するその影響
か特に著しいと言う訳ではないか、製品の純度および粒
度には影響があるのて。
The respective purity of silica, metallic silicon, and carbon used as raw materials in the mixing process may not have a particularly significant effect on the reaction, but may affect the purity and particle size of the product.

製品の目的とする用途により適当に選択するのが良い。It is best to select it appropriately depending on the intended use of the product.

また、混合に際するシリカ、金属珪素およびカーボンそ
れぞれの配合割合は1通常の場合第1図に示す点a、b
およびCを結ぶ範囲内の組成(モル%)、好ましくは第
1図に示す点a、dおよびeを結ぶ範囲内の組成(モル
%)、特に好ましくは第1図に示゛す点f、gおよびh
を結ぶ範囲内の組成(モル%)となるように、適宜に決
定される。なお、第1表における前記a〜hの各点で示
される組成は、第1表に示す通りである。
In addition, the proportions of silica, metallic silicon, and carbon during mixing are 1. Normally, the points a and b shown in Figure 1 are
and C, preferably the composition (mol%) within the range connecting points a, d, and e shown in FIG. 1, particularly preferably the point f shown in FIG. g and h
The composition (mol%) is determined as appropriate so that the composition (mol%) is within the range that connects the following. Note that the compositions indicated at each point a to h in Table 1 are as shown in Table 1.

第1表 前記三成分の混合は1通常、ニーダ−、アイリッヒ混合
機等を使用して行うことができる。
Table 1 Mixing of the above three components can usually be carried out using a kneader, Eirich mixer, etc.

前記三成分の混合は、加熱下に水分を蒸発させながら行
い、充分に混合ないし混練させた後、さらに必要に応じ
て熱風乾燥を施してもよい。
The above-mentioned three components are mixed while evaporating water under heating, and after sufficient mixing or kneading, hot air drying may be performed if necessary.

以上の混合工程で得られた混合物は、次の反応工程に提
供される。
The mixture obtained in the above mixing step is provided to the next reaction step.

なお、前記混合物はそのまま反応工程に提供しても良い
のであるが、前記混合物を造粒φ成形してからその造粒
・成形物を次の反応工程に提供するのが良い。
Although the mixture may be provided as it is to the reaction step, it is preferable to granulate the mixture and then provide the granulated and molded product to the next reaction step.

造粒・成形は、転勤、押出し、ダブルロール、金型成形
等により行うことがてきる。
Granulation and molding can be carried out by rolling, extrusion, double roll, molding, etc.

例えば、前記混合物に結合剤としてpv^ (ポリビニ
ールアルコール)水溶液を加え、適度にスラリー化させ
たものを、押出し機とマルメライザーにかけることによ
り、前記混合物の造粒・成形を行うことができる。マル
メライザーによる操作工程において、前記混合工程て得
られる乾燥した混合物の粉末添加しながら、造粒・成形
を行うことができる。
For example, the mixture can be granulated and molded by adding a pv^ (polyvinyl alcohol) aqueous solution as a binder to the mixture to form an appropriate slurry, and applying the mixture to an extruder and a marmerizer. . In the operation step using a marmerizer, granulation and molding can be performed while adding the powder of the dry mixture obtained in the mixing step.

また、原料をアイリッヒ混合機に入れて充分に混合した
混合物を、パン型造粒機に移しかえ。
Also, put the raw materials into the Eirich mixer and mix thoroughly, then transfer the mixture to the pan-type granulator.

PVA水溶液を散布しながら転動造粒することにより、
造粒・成形を行うことができる。
By rolling granulation while spraying PVA aqueous solution,
Can be granulated and molded.

前記結合剤としては、前記PVAの他に、デキストリン
、アルギン酸ナトリウム、 CM(:(カルボキシメチ
ルナトリウム) 、 PVP(ポリビニルピロリドン)
 、 5pp(ポリリン酸ナトリウム)および水ガラス
等も使用可能である。
In addition to the PVA, the binder includes dextrin, sodium alginate, CM(:(sodium carboxymethyl)), and PVP (polyvinylpyrrolidone).
, 5pp (sodium polyphosphate) and water glass can also be used.

造粒・成形物の粒径は、通常、0.5〜30mm。The particle size of the granulated/molded product is usually 0.5 to 30 mm.

特に2〜15m mである。In particular, it is 2 to 15 mm.

また、造粒・成形物の密度は1通常、0.4〜1.2g
/cm″、特に0.5〜0.9 g / c m ”の
範囲内になるように調製するのが望ましい。
In addition, the density of granulated and molded products is usually 0.4 to 1.2 g.
It is desirable to adjust it so that it is within the range of 0.5 to 0.9 g/cm'', particularly 0.5 to 0.9 g/cm''.

反応工程では、前記混合工程で得られた粉末状の原料の
混合物あるいは好ましくは前記造粒・成形物を耐火性容
器内に充填する。
In the reaction step, the mixture of powdered raw materials obtained in the mixing step or preferably the granulated/molded product is filled into a fireproof container.

耐火性容器としては、黒鉛製ルツボ等が使用できる。As the fireproof container, a graphite crucible or the like can be used.

本発明において重要なのは、TX料である混合物を耐火
性容器に充填する場合、前記混合物の充填密度を0.4
5g/c■3以上、好ましくは0.50g/c−コリ上
にすることである。
What is important in the present invention is that when filling a fireproof container with a mixture that is a TX material, the packing density of the mixture is 0.4.
It should be 5 g/c-3 or more, preferably 0.50 g/c-coli.

ここで、前記混合物か非造粒・成形物である場合には、
耐火性容器内の前記混合物が前記充填密度になるように
圧填するのが良く、また、前記混合物が造粒・成形物で
ある場合には、前記造粒・成形物の密度を0.4〜1.
2 g / c m’ 、特に0.5〜0.9g/cm
”の範囲内になるように調製するのが良い。
Here, if the mixture is a non-granulated/formed product,
It is preferable that the mixture in the fireproof container is compressed to the above-mentioned packing density, and when the mixture is a granulated or molded product, the density of the granulated or molded product is set to 0.4. ~1.
2 g/cm', especially 0.5-0.9 g/cm
It is best to adjust it so that it falls within the range of ``.

前記造粒・成形物の密度を前記範囲内に調製しておくと
、耐火性容器内に粉状の混合物を収容してからこれを圧
填するような作業を省略して(操作の簡略化)、造粒・
成形物を耐火性容器内に収容して、たとえばこの造粒・
成形物を最密充填状態にするだけで前記充填密度を実現
することができる。
If the density of the granulated/molded product is adjusted within the above range, the work of storing the powder mixture in a fireproof container and then compressing it can be omitted (simplification of operation). ), granulation/
The molded product is stored in a fire-resistant container, and the granulation and
The above-mentioned packing density can be achieved simply by bringing the molded product into a close-packed state.

前記充填済みの耐火性容器は、縦形高温反応炉、開放型
電気炉、ガス炉などの耐火物の焼成な目的とした一般の
工業用炉などに装填され、この工業用炉内で耐火性容器
内の前記混合物の反応か行われる。
The filled refractory container is loaded into a general industrial furnace for firing refractories, such as a vertical high-temperature reactor, an open electric furnace, or a gas furnace, and the refractory container is heated inside the industrial furnace. The reaction of said mixture within is carried out.

また1反応には、高温可変雰囲気炉を使用することもで
きる。
Moreover, a high temperature variable atmosphere furnace can also be used for one reaction.

反応雰囲気としては、酸化性雰囲気であっても良いが1
通常は、非酸化性雰囲気である。
The reaction atmosphere may be an oxidizing atmosphere, but 1
It is usually a non-oxidizing atmosphere.

反応温度は、通常1400〜1900°C1好ましくは
1.500へ1,700℃てあり、反応時間は1〜6時
間、好ましくは2〜3時間と、極めて短時間に反応を行
わせることができる。このとき、反応圧力には特に制限
はないが、一般に常圧である。
The reaction temperature is usually 1400 to 1900°C, preferably 1.500 to 1,700°C, and the reaction time is 1 to 6 hours, preferably 2 to 3 hours, so the reaction can be carried out in a very short time. . At this time, the reaction pressure is not particularly limited, but is generally normal pressure.

反応は下式により反応すると考えられる。The reaction is thought to occur according to the following formula.

反応: 5iOz+ Si+ 4C= zsic+ z
c。
Reaction: 5iOz+ Si+ 4C= zsic+ z
c.

前記混合工程および反応工程を通して得られる生成物は
、ウィスカー等の異形物をほとんど含んでいない。
The product obtained through the mixing and reaction steps contains almost no foreign substances such as whiskers.

また、前記生成物は、凝集度合が低いのて容易に解砕さ
れる性質を有しており、多段の粉砕工程を要することな
く、−回のみの粉砕工程を経るだけで微細な粉末にする
ことができる。
In addition, the product has a property of being easily crushed due to its low degree of agglomeration, and can be made into a fine powder through only one crushing process without requiring a multi-stage crushing process. be able to.

前記生成物は、通常のボールミルあるいは振動ミル等の
粉砕機を用いて極めて容易に粉砕することができる。
The product can be very easily ground using a grinding machine such as a conventional ball mill or vibratory mill.

粉砕により得られた粉末、すなわち炭化珪素の微粉は1
粒径が0,5ル■以下と微細であり、かつ幅の狭い粒度
分布を有している。
The powder obtained by pulverization, that is, the fine powder of silicon carbide, is 1
It has a fine particle size of 0.5 μm or less and a narrow particle size distribution.

全体の工程を通して得られる微粉炭化珪素の純度は、9
0〜99%であり、また、微粉炭化珪素の収率は、ケイ
素源を基準にして80〜95%である。
The purity of the finely divided silicon carbide obtained through the whole process is 9.
0-99%, and the yield of pulverized silicon carbide is 80-95% based on the silicon source.

[実施例] (実施例1) シリカコロイド水溶液(シリカ含有率30重量%)3に
g、金属珪素(74IL−以下に粉砕したもの)420
gおよびカーボンブラック720gを、ニーダ−を用い
、充分に混合Sよび混線した。この際に、加熱による水
分蒸発を行わせ、含水率34重量%の乾燥粉末を3.1
にg得た。
[Example] (Example 1) Silica colloid aqueous solution (silica content 30% by weight) 3 g, metal silicon (pulverized to 74 IL- or less) 420 g
g and 720 g of carbon black were sufficiently mixed with S using a kneader. At this time, water was evaporated by heating, and the dry powder with a water content of 34% by weight was
I got g.

コノ乾燥粉末1.7kg ニO,S %PVA水溶液を
430g加え、適度にスラリー化させたものを押出し機
にかけ、孔径5鑓■のプレートから押出した後、さらに
、造粒をマルメライザーにより行った。この工程におい
て、前記の乾燥粉末を、さらに熱風乾燥しておいた粉末
(含水量4重量%) 980gを添加しながら行うと、
粒度の良くそろった造粒体が得られた。
1.7 kg of dry powder was added to 430 g of aqueous O, S% PVA solution, and the slurry was made into an appropriate slurry. After extruding through a plate with a hole size of 5 mm, granulation was performed using a marmerizer. . In this step, when the above dry powder is further added with 980 g of hot air-dried powder (water content 4% by weight),
Granules with well-uniform particle sizes were obtained.

得られた造粒物の粒径は2−一〜5.71であり、かつ
その密度は0.6〜0.8 g / c m ’であっ
た。
The particle size of the obtained granules was 2-1 to 5.71, and the density was 0.6 to 0.8 g/cm'.

次に、この造粒物53gを黒鉛製ルツボに充填した。こ
のときの充填密度は、0.55g/c■3であった。充
填済みのルツボを、縦形高温反応炉中に入れ、反応を、
 1600℃で3時間行った。
Next, 53 g of this granulated material was filled into a graphite crucible. The packing density at this time was 0.55 g/c3. The filled crucible is placed in a vertical high-temperature reactor and the reaction begins.
The temperature was 1600°C for 3 hours.

前記反応により得られた生成物は、X線回折による分析
の結果、炭化珪素であった。また、第2図の電子顕微鏡
写真に示されるように、前記生成物は、凝集度合が低く
て、容易に解砕されやすいものであった。また、ウィス
カー状の異形物なはとんど含んていなかった。ボールミ
ルて24時間かけて前記生成物を粉砕することにより、
平均粒径が0.24 p、 mで幅の狭い粒度分布を有
している微粉末が1選択的に得られた。この微粉末の粒
度分布図を、第3図に示した。
The product obtained by the reaction was analyzed by X-ray diffraction and was found to be silicon carbide. Furthermore, as shown in the electron micrograph of FIG. 2, the product had a low degree of aggregation and was easily crushed. In addition, there were almost no whisker-like abnormalities. By grinding the product in a ball mill for 24 hours,
A fine powder with an average particle size of 0.24 p, m and a narrow particle size distribution was selectively obtained. A particle size distribution diagram of this fine powder is shown in FIG.

(実施例2) 珪石微粉(平均粒径1.5 g園) 1500g 、金
属珪素(74gm以下に粉砕したもの) 700gおよ
びカーボン・ブラック1200gを、アイリッヒ混合機
を用い、充分に混合した0次に、この混合物1.0にg
をパン型造粒機に移しかえ、0.5%PVA水溶液58
0gを散布しながら前記混合物の転勤造粒し、粒径2I
1m−15mm、密度0.6〜0.8 g/cm′3の
造粒物を得た。
(Example 2) 1500 g of silica fine powder (average particle size 1.5 g), 700 g of metal silicon (pulverized to 74 gm or less), and 1200 g of carbon black were thoroughly mixed using an Eirich mixer. , to this mixture 1.0 g
Transfer to a pan-type granulator and add 0.5% PVA aqueous solution 58
Transfer granulation of the mixture was carried out while sprinkling 0 g, and the particle size was 2I.
Granules having a size of 1 m to 15 mm and a density of 0.6 to 0.8 g/cm'3 were obtained.

この造粒物をさらに熱風乾燥して得た乾燥造粒物56g
を黒鉛製ルツボに充填した。このときの充填密度は、 
0.57g/am″であった。充填済のルツボな縦形高
温反応炉中に入れ1反応を、1600℃で。
56 g of dried granules obtained by further drying this granulate with hot air
was filled into a graphite crucible. The packing density at this time is
0.57 g/am''.One reaction was carried out at 1600°C in a crucible-like vertical high-temperature reactor that had already been filled.

3時間行った。I went for 3 hours.

前記反応により得られた生成物をX線回折により分析す
ると、炭化珪素であった。また、第4図の電子顕微鏡写
真に示すように、前記反応により得られた生r&物は、
実施例1と同様、見掛上、凝集度合が低く、容易に解砕
されるものであり、さらに、ウィスカー状の異形物をほ
とんど含んでいなかった。ボールミルで24時間かけて
前記生成物を粉砕することにより、平均粒径が0.2S
ILmで幅の狭い粒度分布を有している微粉末が、選択
的に得られた。この微粉末の粒度分布図を、第5図に示
した。
When the product obtained by the above reaction was analyzed by X-ray diffraction, it was found to be silicon carbide. Moreover, as shown in the electron micrograph of FIG. 4, the raw material obtained by the reaction is
As in Example 1, the degree of aggregation was apparently low and it was easily crushed, and furthermore, it contained almost no whisker-like irregularities. By milling the product in a ball mill for 24 hours, the average particle size was reduced to 0.2S.
A fine powder with a narrow particle size distribution in ILm was selectively obtained. A particle size distribution diagram of this fine powder is shown in FIG.

(実施例3) シリカコロイド水溶液(シリカ含有率15.5重量%)
 968 Kg、金属珪素(741Ls以下に粉砕した
もの)70gおよびカーボンブラック120gを、ニー
ダ−を用い、充分に混合および混練した。この際に、加
熱による水分蒸発を行わせ、乾燥した粉末を得た。
(Example 3) Silica colloid aqueous solution (silica content 15.5% by weight)
968 kg, 70 g of metallic silicon (pulverized to 741 Ls or less), and 120 g of carbon black were thoroughly mixed and kneaded using a kneader. At this time, water was evaporated by heating to obtain a dry powder.

この乾燥粉末を金型成形機(圧力100kg/c■3)
により角型に成型し、黒鉛製ルツボに充填した。このと
きの充填密度は、0 、55g/c■工であった。充填
済みのルツボな、縦形高温反応炉中に入れ1反応を、1
600°Cて3時間行った。
This dry powder is molded into a mold molding machine (pressure 100 kg/c 3).
It was molded into a square shape and filled into a graphite crucible. The packing density at this time was 0.55 g/cm. One reaction is carried out in a vertical high-temperature reactor with a filled crucible.
The temperature was 600°C for 3 hours.

前記反応により得られた生成物は、X線回折による分析
の結果、炭化珪素であった。また、第6図の電子顕微鏡
写真に示すように、前記反応により得られた生成物は、
実施例1と同様、見掛上。
The product obtained by the reaction was analyzed by X-ray diffraction and was found to be silicon carbide. Moreover, as shown in the electron micrograph of FIG. 6, the product obtained by the above reaction is
Similar to Example 1, it is apparent.

凝集度合が低く、容易に解砕されるものであり、さらに
、ウィスカー状の異形物をほとんど含んでいなかった。
It had a low degree of aggregation, was easily crushed, and contained almost no whisker-like irregularities.

ボールミルで24時間かけて前記生成物を粉砕すること
により、平均粒径が0.28#Lmで幅の狭い粒度分布
を有している微粉末が、選択的に得られた。この微粉末
の粒度分布図を、第7図に示した。
By milling the product in a ball mill for 24 hours, a fine powder with an average particle size of 0.28 #Lm and a narrow particle size distribution was selectively obtained. A particle size distribution diagram of this fine powder is shown in FIG.

(比較例1) 実施例3における乾燥粉末をそのまま黒鉛製ルツボに充
填した(充填密度; 0.40g/cs3)以外は前記
実施例3と同様に実施した。
(Comparative Example 1) The same procedure as in Example 3 was carried out except that the dry powder in Example 3 was directly filled into a graphite crucible (packing density: 0.40 g/cs3).

反応により得られた生成物は、X線回折による分析の結
果、炭化珪素であった。
The product obtained by the reaction was analyzed by X-ray diffraction and was found to be silicon carbide.

しかしながら、得られた炭化珪素は、第8図の電子顕微
鏡写真に示すように、ウィスカー状の異形物の混入が多
く、かつ第9図に示すように1幅の広い粒度分布を有し
ていた。
However, as shown in the electron micrograph in Figure 8, the silicon carbide obtained contained many whisker-like irregularities, and had a wide particle size distribution as shown in Figure 9. .

(比較例2) 実施例3における乾燥粉末をそのまま黒鉛製ルツボに充
填した(充填密度、 0.38g八■へ)以外は前記実
施例3と同様に実施した。
(Comparative Example 2) The same procedure as in Example 3 was carried out, except that the dry powder in Example 3 was directly filled into a graphite crucible (packing density: 0.38 g).

反応により得られた生成物は、X線回折による分析の結
果、炭化珪素であった。
The product obtained by the reaction was analyzed by X-ray diffraction and was found to be silicon carbide.

しかしながら、得られた炭化珪素は、第10図の電子顕
微鏡写真に示すように、ウィスカー状の異形物の混入が
多く、かつ第11図に示すように1幅の広い粒度分布を
有していた。
However, as shown in the electron micrograph in Figure 10, the obtained silicon carbide contained many whisker-like irregularities, and had a wide particle size distribution as shown in Figure 11. .

実施例1.2.3および比較例1.2における原料充填
密度その他の事項を第2表に示した。
Table 2 shows the raw material packing density and other matters in Example 1.2.3 and Comparative Example 1.2.

(以下、余白、) 第2表 (注)形態観察および粒度分布に記載の番号は、各図面
の番号を示す。
(Hereinafter referred to as margins) The numbers listed in Table 2 (Note) Morphological observation and particle size distribution indicate the numbers of each drawing.

[充用の効果コ 本発明によると、シソカ、金属珪素、カーボンの三成分
系を原料とする微粉炭化珪素の製造において、ウィスカ
ー等の異形物の混入がなく、焼結用に適した分布幅の狭
い粒径分布を有する微粉炭化珪素を、多段の粉砕工程を
要することなく、製造することができる方法を提供する
ことができた。
[Effects of Application] According to the present invention, in the production of finely powdered silicon carbide using a three-component system of shisoka, metallic silicon, and carbon as raw materials, there is no contamination of foreign objects such as whiskers, and the distribution width is suitable for sintering. It was possible to provide a method that can produce finely divided silicon carbide having a narrow particle size distribution without requiring a multi-stage pulverization process.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明におけるシリカ、金属珪素およびカー
ボンの配合分量(モル%)を示す原料組成図、第2図は
図面代用写真であって、本発明の実施例1で得られた炭
化珪素の形j&を示す電子顕微鏡写真、第3図は前記実
施例1て得られた炭化珪素の粒度分布を示す粒度分布図
、第4図は図面代用写真てあって、本発明の実施例2て
得られた炭化珪素の形態を示す電子顕微鏡写真、第5図
は前記実施例2で得られた炭化珪素の粒度分布を示す粒
度分布図、第6図は図面代用写真であって、本発明の実
施例3で得られた炭化珪素の形態な示す電子顕微鏡写真
、第7図は前記実施例3で得られた炭化珪素の粒度分布
を示す粒度分布図、第8図は図面代用写真であって、比
較例1で得られた炭化珪素の形態を示す電子顕微鏡写真
、第9図は前記比較例1で得られた粒度分布を示す粒度
分布図、第1Oは図面代用写真であって、比較例2で得
られた炭化珪素の形態を示す電子顕微鏡写真および第1
1図は前記比較例2で得られた粒度分布を示す粒度分布
図である。 第1図 Si             Sin>(モル%) 第、1図 第2図 第3図 第5図 第7図 1゛・    第、9図  ・・ 第6図 第10図 第11図 「−続 補 正 、1:(方式) 昭和63年10 Jl 2ダロ
FIG. 1 is a raw material composition diagram showing the blended amounts (mol%) of silica, metallic silicon, and carbon in the present invention, and FIG. 2 is a photograph substituted for a drawing, showing silicon carbide obtained in Example 1 of the present invention. FIG. 3 is a particle size distribution diagram showing the particle size distribution of silicon carbide obtained in Example 1, and FIG. 4 is a photograph substituted for a drawing. An electron micrograph showing the morphology of the obtained silicon carbide, FIG. 5 is a particle size distribution diagram showing the particle size distribution of the silicon carbide obtained in Example 2, and FIG. 6 is a photograph substituted for a drawing. An electron micrograph showing the morphology of silicon carbide obtained in Example 3, FIG. 7 is a particle size distribution diagram showing the particle size distribution of silicon carbide obtained in Example 3, and FIG. 8 is a photograph substituted for a drawing. , an electron micrograph showing the morphology of silicon carbide obtained in Comparative Example 1, FIG. 9 is a particle size distribution diagram showing the particle size distribution obtained in Comparative Example 1, and No. 1O is a photograph substituted for a drawing, showing the shape of the silicon carbide obtained in Comparative Example 1. Electron micrograph showing the morphology of silicon carbide obtained in 2 and 1
FIG. 1 is a particle size distribution diagram showing the particle size distribution obtained in Comparative Example 2. Fig. 1 Si Sin> (mol%) Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 5 Fig. 7 Fig. 1, Fig. 9... Fig. 6 Fig. 10 Fig. 11 1: (Method) 198610 Jl 2 daro

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)原料としてのシリカ、金属珪素およびカーボンを
混合し、耐火性容器内に充填して高温で反応させること
による微粉炭化珪素の製造方法において、前記耐火性容
器内に充填した原料の混合物の充填密度を0.45g/
cm^3以上にすることを特徴とする微粉炭化珪素の製
造方法。
(1) In a method for producing pulverized silicon carbide by mixing silica, metallic silicon and carbon as raw materials, filling the mixture in a fire-resistant container and reacting at high temperature, the mixture of raw materials filled in the fire-resistant container is Packing density 0.45g/
A method for producing finely powdered silicon carbide, characterized in that it has a particle size of cm^3 or more.
(2)前記シリカがシリカコロイドである前記請求項1
に記載の微粉炭化珪素の製造方法。
(2) Claim 1, wherein the silica is a silica colloid.
The method for producing finely divided silicon carbide as described in .
(3)前記耐火性容器内に充填した原料の混合物が、前
記シリカ、金属珪素およびカーボンを混合した後に造粒
して得られる造粒物である前記請求項1に記載の微粉炭
化珪素の製造方法。
(3) Production of finely divided silicon carbide according to claim 1, wherein the mixture of raw materials filled in the fireproof container is a granulated product obtained by mixing the silica, metal silicon, and carbon and then granulating the mixture. Method.
JP63084881A 1988-04-06 1988-04-06 Production of silicon carbide fine powder Pending JPH01257117A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114249594A (en) * 2020-09-21 2022-03-29 山东硅纳新材料科技有限公司 Preparation process of superfine silicon carbide powder

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114249594A (en) * 2020-09-21 2022-03-29 山东硅纳新材料科技有限公司 Preparation process of superfine silicon carbide powder

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