JPH01320267A - プレセラミツク組成物とセラミツク製品 - Google Patents
プレセラミツク組成物とセラミツク製品Info
- Publication number
- JPH01320267A JPH01320267A JP1116227A JP11622789A JPH01320267A JP H01320267 A JPH01320267 A JP H01320267A JP 1116227 A JP1116227 A JP 1116227A JP 11622789 A JP11622789 A JP 11622789A JP H01320267 A JPH01320267 A JP H01320267A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polysilazane
- preceramic
- weight
- silicon nitride
- binder
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 229920001709 polysilazane Polymers 0.000 claims abstract description 70
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 9
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000011872 intimate mixture Substances 0.000 claims description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- KTQYJQFGNYHXMB-UHFFFAOYSA-N dichloro(methyl)silicon Chemical compound C[Si](Cl)Cl KTQYJQFGNYHXMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000005048 methyldichlorosilane Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 4
- QABCGOSYZHCPGN-UHFFFAOYSA-N chloro(dimethyl)silicon Chemical compound C[Si](C)Cl QABCGOSYZHCPGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 3
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000005915 ammonolysis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 8
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N succinimide Chemical compound O=C1CCC(=O)N1 KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- NTTOTNSKUYCDAV-UHFFFAOYSA-N potassium hydride Chemical compound [KH] NTTOTNSKUYCDAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000105 potassium hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229960002317 succinimide Drugs 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- -1 alicyclic ethers Chemical class 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005091 Si3N Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000234 capsid Anatomy 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 235000019809 paraffin wax Nutrition 0.000 description 1
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 1
- 238000001637 plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
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
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/6303—Inorganic additives
- C04B35/6316—Binders based on silicon compounds
-
- 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
- C04B35/58—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 borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/584—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 borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
- C04B35/589—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 borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
- Y10T428/2991—Coated
- Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
- Y10T428/2995—Silane, siloxane or silicone coating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭化珪素セラミック、即ち主に炭化珪素から
なるセラミックに関し、更に特にプレセラミック組成物
及びその製造法に関する。
なるセラミックに関し、更に特にプレセラミック組成物
及びその製造法に関する。
要するに本発明によれば、炭化珪素粉末及びポリシラザ
ン前駆物質に由来する公知の窒化珪素セラミックよりも
改良された曲げ比強度を有する低密度窒化珪素セラミッ
クは、(A)窒化珪素粉末50〜85重量%をプレセラ
ミック・ポリシラザン結合剤15〜50重量%と良く混
合し、(B)この混合物を粉砕して105μmよりも小
さい粒径の粒子を製造し、(C)これらの粒子から約1
05μmよりも大きい粒径のいずれかの粒子を分離し、
(D)約105μmより大きくない粒径の得られた組成
物を成形し、そして(E)この成形した組成物を不活性
な雰囲気中において1200〜1450°Cの温度まで
熱分解することによって製造される。
ン前駆物質に由来する公知の窒化珪素セラミックよりも
改良された曲げ比強度を有する低密度窒化珪素セラミッ
クは、(A)窒化珪素粉末50〜85重量%をプレセラ
ミック・ポリシラザン結合剤15〜50重量%と良く混
合し、(B)この混合物を粉砕して105μmよりも小
さい粒径の粒子を製造し、(C)これらの粒子から約1
05μmよりも大きい粒径のいずれかの粒子を分離し、
(D)約105μmより大きくない粒径の得られた組成
物を成形し、そして(E)この成形した組成物を不活性
な雰囲気中において1200〜1450°Cの温度まで
熱分解することによって製造される。
但し該セラミック結合剤は、有機ジハロシランをアンモ
ニアと反応させ、このアンモニア分解生成物を、SiH
基に隣るNH基を脱プロトン化しうる塩基触媒で処理し
、そして得られた生成物を親電子性失活剤で失活させる
ことによって製造される少くとも1種のポリシラザンで
ある。
ニアと反応させ、このアンモニア分解生成物を、SiH
基に隣るNH基を脱プロトン化しうる塩基触媒で処理し
、そして得られた生成物を親電子性失活剤で失活させる
ことによって製造される少くとも1種のポリシラザンで
ある。
許容しうる高強度の窒化珪素セラミックが反応結合法に
よって得ることができるが、そのような方法が非常に時
間のかかる、例えば完結までに72時間を要するという
欠点をもつことは公知である。米国特許環4.543.
344号[カナデイ−(Cannady)]及び第4.
612,383号[し−ヌ(Laine)ら1に開示さ
れているように、窒化珪素セラミックがポリシラザン前
駆物質から誘導しうろことも公知である。しかしながら
、窒化珪素粉末及びポリシラザン前駆物質の混合物に由
来する窒化珪素セラミックの強度は従来全く貧弱であっ
た。これらの公知の窒化珪素セラミックの製造法の欠点
を克服するために、窒化欠点セラミックを窒化珪素粉末
及びポリシラザン前駆物質の混合物から誘導して、高強
度を有する、即ち窒化珪素粉末及びポリシラザン前駆物
質に由来する公知の窒化珪素セラミックのそれより高強
度、例えば少くとも約23 kg/ mm”の曲げ強度
及び少くとも約10 (kg/ mmす/ (g/ c
c)の比強度を有するセラミックスを製造する方法を発
見することは所望されている。
よって得ることができるが、そのような方法が非常に時
間のかかる、例えば完結までに72時間を要するという
欠点をもつことは公知である。米国特許環4.543.
344号[カナデイ−(Cannady)]及び第4.
612,383号[し−ヌ(Laine)ら1に開示さ
れているように、窒化珪素セラミックがポリシラザン前
駆物質から誘導しうろことも公知である。しかしながら
、窒化珪素粉末及びポリシラザン前駆物質の混合物に由
来する窒化珪素セラミックの強度は従来全く貧弱であっ
た。これらの公知の窒化珪素セラミックの製造法の欠点
を克服するために、窒化欠点セラミックを窒化珪素粉末
及びポリシラザン前駆物質の混合物から誘導して、高強
度を有する、即ち窒化珪素粉末及びポリシラザン前駆物
質に由来する公知の窒化珪素セラミックのそれより高強
度、例えば少くとも約23 kg/ mm”の曲げ強度
及び少くとも約10 (kg/ mmす/ (g/ c
c)の比強度を有するセラミックスを製造する方法を発
見することは所望されている。
米国特許環4゜482,669号[セイファース(Se
yferth)ら−■] 、第4.645,807号(
セイファースら−n)、及び第4.659.850号(
アライら)はポリシラザンのセラミック材料としての有
用性を開示し、そしてセイファースら−■はポリシラザ
ンが窒化珪素のようなセラミック粉末に対する結合剤と
して特に有用であることを教示している。これらの窒化
珪素粉末/ポリンラザン結合剤組成物から製造される窒
化珪素セラミックは主に例えば約92%又はそれ以上が
窒化珪素からなり、残りがほとんど炭化珪素である。
yferth)ら−■] 、第4.645,807号(
セイファースら−n)、及び第4.659.850号(
アライら)はポリシラザンのセラミック材料としての有
用性を開示し、そしてセイファースら−■はポリシラザ
ンが窒化珪素のようなセラミック粉末に対する結合剤と
して特に有用であることを教示している。これらの窒化
珪素粉末/ポリンラザン結合剤組成物から製造される窒
化珪素セラミックは主に例えば約92%又はそれ以上が
窒化珪素からなり、残りがほとんど炭化珪素である。
セイ7アースら一■はそのプレセラミック組成物から作
られたセラミックの典型的な密度及び曲げ強度を開示し
ていない。しかしながら、ワイズマン(Wiseman
)、[セラミックスに対するポリシラザン前駆物質の開
発と応用(The Development an
d Application of Po1ys
ilazane Precursors to
Ceramics)」、マサチューセッツ工科大学論文
、1984年は、これらの密度が一般に2.1〜2.2
g/ccであり、曲げ強度が貧弱であることを述べてい
る。しかしワイズマンは、強度を最大にするには、アル
カリ金属汚染物を最小にすること及び十分に高い分子量
のプレセラミック重合体又はそのような重合体ど低分子
量の重合体との混合物(例えば80/20混合物)を用
いることが望ましいという認識を示した。
られたセラミックの典型的な密度及び曲げ強度を開示し
ていない。しかしながら、ワイズマン(Wiseman
)、[セラミックスに対するポリシラザン前駆物質の開
発と応用(The Development an
d Application of Po1ys
ilazane Precursors to
Ceramics)」、マサチューセッツ工科大学論文
、1984年は、これらの密度が一般に2.1〜2.2
g/ccであり、曲げ強度が貧弱であることを述べてい
る。しかしワイズマンは、強度を最大にするには、アル
カリ金属汚染物を最小にすること及び十分に高い分子量
のプレセラミック重合体又はそのような重合体ど低分子
量の重合体との混合物(例えば80/20混合物)を用
いることが望ましいという認識を示した。
本発明の目的は、低密度を有する高強度の窒化珪素セラ
ミックを製造しうる新規なプレセラミック・ポリシラザ
ン組成物を提供することである。
ミックを製造しうる新規なプレセラミック・ポリシラザ
ン組成物を提供することである。
本発明の他の目的はそのような組成物を製造し且つこれ
を、低密度を有する高強度窒化珪素セラミックに転化す
る方法を提供することである。
を、低密度を有する高強度窒化珪素セラミックに転化す
る方法を提供することである。
これらの及び他の目的は、(A)窒化珪素粉末50〜8
5重量%をプレセラミック・ポリシラザン結合剤15〜
50重量%と良く混合し、(B)この混合物を粉砕して
105μmよりも小さい粒径の粒子、即ち105μmの
ふるいを通る粒子を製造し、(C)これらの粒子から、
約105μmより大きい粒径のいずれかの粒子、即ち1
05μmのふるい上に保留される粒子を分離し、(D)
約105μmより大きくない粒径の得られた組成物を成
形し、そして(E)この成形した組成物を不活性な雰囲
気中において1200〜1450℃の温度まで熱分解す
ることによって達成される。但し該セラミック結合剤は
、有機ジハロシランをアンモニアと反応さす、このアン
モニア分解生成物を、5i1−1基に隣るNH基を脱プ
ロトン化しうる塩基触媒で処理し、そして得られた生成
物を親電子性失活剤で失活させることによって製造され
る少くとも1種のポリシラザンである。
5重量%をプレセラミック・ポリシラザン結合剤15〜
50重量%と良く混合し、(B)この混合物を粉砕して
105μmよりも小さい粒径の粒子、即ち105μmの
ふるいを通る粒子を製造し、(C)これらの粒子から、
約105μmより大きい粒径のいずれかの粒子、即ち1
05μmのふるい上に保留される粒子を分離し、(D)
約105μmより大きくない粒径の得られた組成物を成
形し、そして(E)この成形した組成物を不活性な雰囲
気中において1200〜1450℃の温度まで熱分解す
ることによって達成される。但し該セラミック結合剤は
、有機ジハロシランをアンモニアと反応さす、このアン
モニア分解生成物を、5i1−1基に隣るNH基を脱プ
ロトン化しうる塩基触媒で処理し、そして得られた生成
物を親電子性失活剤で失活させることによって製造され
る少くとも1種のポリシラザンである。
本発明の実施において使用しうる窒化珪素粉末は、非常
に細かい粉末から粗いものまで市販の材料である。しか
しながら、好適な窒化珪素粉末は約5μm又はそれ以下
、好ましくは1μm又はそれ以下の粒径を有するもので
あり、そして特に良好な結果は0.1−1.0μmの平
均粒径を有する窒化珪素粉末を用いて得られた。
に細かい粉末から粗いものまで市販の材料である。しか
しながら、好適な窒化珪素粉末は約5μm又はそれ以下
、好ましくは1μm又はそれ以下の粒径を有するもので
あり、そして特に良好な結果は0.1−1.0μmの平
均粒径を有する窒化珪素粉末を用いて得られた。
窒化珪素と混合する結合剤は、セイファースら−1のポ
リシラザン、即ち有機ジハロシランをアンモニアと反応
させ、このアンモニア分解生成物を、SiH基に隣るN
H基を脱プロトン化しうる塩基性触媒で処理し、そして
得られた生成物を親電子性失活(quenching)
剤で失活させることによって製造されるポリシラザン或
いはこれらのポリシラザンの混合物である。例えば、そ
れはメチルジクロルソランをアンモニアと反応させ、こ
のアンモニア分解生成物を水素化カリウムで処理し、そ
して得られた生成物をヨウ化メチル又はジメチルクロル
ンランで失活させることによって製造される1種又はそ
れ以上のポリシラザンであってよい。有用なポリシラザ
ンは通常の有機溶媒例えば脂肪族又は芳香族炭化水素及
びジアルキル又は脂環族エーテルに可溶である固体であ
り、普通固体のポリシラザン及び普通液体のポリシラザ
ンの固体混合物も含む。高分子量を有する固体の可溶性
ポリシラザンは、より迅速な熱分解速度の使用を可能に
するから好適である。
リシラザン、即ち有機ジハロシランをアンモニアと反応
させ、このアンモニア分解生成物を、SiH基に隣るN
H基を脱プロトン化しうる塩基性触媒で処理し、そして
得られた生成物を親電子性失活(quenching)
剤で失活させることによって製造されるポリシラザン或
いはこれらのポリシラザンの混合物である。例えば、そ
れはメチルジクロルソランをアンモニアと反応させ、こ
のアンモニア分解生成物を水素化カリウムで処理し、そ
して得られた生成物をヨウ化メチル又はジメチルクロル
ンランで失活させることによって製造される1種又はそ
れ以上のポリシラザンであってよい。有用なポリシラザ
ンは通常の有機溶媒例えば脂肪族又は芳香族炭化水素及
びジアルキル又は脂環族エーテルに可溶である固体であ
り、普通固体のポリシラザン及び普通液体のポリシラザ
ンの固体混合物も含む。高分子量を有する固体の可溶性
ポリシラザンは、より迅速な熱分解速度の使用を可能に
するから好適である。
用いるポリシラザンの量は、プレセラミック組成物が窒
化珪素粉末50〜85重量%及び結合剤15〜50重量
%、好ましくは窒化珪素粉末70〜80重量%及び結合
剤20〜30重量%を含んでなるような量である。
化珪素粉末50〜85重量%及び結合剤15〜50重量
%、好ましくは窒化珪素粉末70〜80重量%及び結合
剤20〜30重量%を含んでなるような量である。
所望により、この組成物は随意の成分例えばポリイソブ
テニルサクシンイミド、他の分散剤、及び公知のセラミ
ック成形組成物で用いられる他の添加剤を含有させるこ
とによって改良してもよい。
テニルサクシンイミド、他の分散剤、及び公知のセラミ
ック成形組成物で用いられる他の添加剤を含有させるこ
とによって改良してもよい。
例えば1種又はそれ以上の潤滑剤例えば高級脂肪酸及び
そのエステル及びアミド、高級アルコール、パラフィン
ワックス、及び低分子量ポリオレフィンが使用しうる。
そのエステル及びアミド、高級アルコール、パラフィン
ワックス、及び低分子量ポリオレフィンが使用しうる。
そのような添加剤は、用いる場合少量で、例えば組成物
の残りの重量に基づいて分散剤約5重量%まで或いは潤
滑剤約15重量%までの量で使用される。
の残りの重量に基づいて分散剤約5重量%まで或いは潤
滑剤約15重量%までの量で使用される。
本発明のプレセラミック組成物は、窒化珪素粉末及び結
合剤を良く混合し、この混合物を粉砕して上述したよう
に105μmより小さい粒径の粒子を製造し、そしてこ
れらの粒子から約105μmより大きい粒径のいずれか
の粒子を分離することによって製造される。窒化珪素粉
末及び結合剤を混合する特別な手法も、粒径を減する特
別な手法も厳密でないように見える。例えば一般に粒径
を減するためにミルは有用である。しかしながら窒化珪
素粉末を結合剤の溶媒溶液(例えば脂肪族又は芳香族炭
化水素、例えばヘキサン又はトルエン、或いはジアルキ
ル又は脂環族エーテル、例えばジエチルエーテル又はテ
トラヒドロフラン中溶液)中に分散させ、溶媒を(例え
ば回転蒸発、続く真空蒸留により)除去し、得られた粉
末/結合剤の固りをボールミルで処理し、次いでふるい
にかけて約105μmより大きい粒径のいずれかの粒子
を除去することによって工程を行なうことは特に簡便で
ある。
合剤を良く混合し、この混合物を粉砕して上述したよう
に105μmより小さい粒径の粒子を製造し、そしてこ
れらの粒子から約105μmより大きい粒径のいずれか
の粒子を分離することによって製造される。窒化珪素粉
末及び結合剤を混合する特別な手法も、粒径を減する特
別な手法も厳密でないように見える。例えば一般に粒径
を減するためにミルは有用である。しかしながら窒化珪
素粉末を結合剤の溶媒溶液(例えば脂肪族又は芳香族炭
化水素、例えばヘキサン又はトルエン、或いはジアルキ
ル又は脂環族エーテル、例えばジエチルエーテル又はテ
トラヒドロフラン中溶液)中に分散させ、溶媒を(例え
ば回転蒸発、続く真空蒸留により)除去し、得られた粉
末/結合剤の固りをボールミルで処理し、次いでふるい
にかけて約105μmより大きい粒径のいずれかの粒子
を除去することによって工程を行なうことは特に簡便で
ある。
セラミックは、プレセラミック組成物を適当な成形“法
例えば圧縮、射出又はトランスファ成形、或いは押出し
成形により、製造する部品に適当な温度及び圧力で、普
通60〜225°Cの温度及び68〜343MPaの圧
力で成形し、次いでこの成形した組成物を不活性な雰囲
気例えば窒素又はアルゴン下において1200〜145
0℃、好ましくは約1300°C以上で熱分解すること
によりプレセラミックから製造しうる。熱分解に必要な
時間は最終的な熱分解温度と共に変化し、約1300°
Cの好適な熱分解温度で少くとも1時間であり、そして
時間は高温はど短く且つ低温はど長くなる。成形した組
成物を、(1)室温から60°Cまで60°C/時、6
0℃から260°Cまで30℃/時、260°Cから1
260°0まで120°C/時、そして1260℃から
1300°Cまで60°C/時の速度で1300°Cま
で加熱し、次いで温度を1300°Cに1時間維持し、
120℃/時の速度で900°Cまで冷却し、そして冷
却の残りを周囲の速度で行なうことにより、或いは(2
)室温から60℃まで60℃/時、60℃から260℃
まで15°C/時、260°Cから1260℃まで12
0°C/時、そして1260°Cから1400°Cまで
60℃/時の速度で1400°Cまで加熱し、次いで温
度を1400℃に45分間保ち、そして室温まで冷却す
ることにより熱分解することは特に有用である。
例えば圧縮、射出又はトランスファ成形、或いは押出し
成形により、製造する部品に適当な温度及び圧力で、普
通60〜225°Cの温度及び68〜343MPaの圧
力で成形し、次いでこの成形した組成物を不活性な雰囲
気例えば窒素又はアルゴン下において1200〜145
0℃、好ましくは約1300°C以上で熱分解すること
によりプレセラミックから製造しうる。熱分解に必要な
時間は最終的な熱分解温度と共に変化し、約1300°
Cの好適な熱分解温度で少くとも1時間であり、そして
時間は高温はど短く且つ低温はど長くなる。成形した組
成物を、(1)室温から60°Cまで60°C/時、6
0℃から260°Cまで30℃/時、260°Cから1
260°0まで120°C/時、そして1260℃から
1300°Cまで60°C/時の速度で1300°Cま
で加熱し、次いで温度を1300°Cに1時間維持し、
120℃/時の速度で900°Cまで冷却し、そして冷
却の残りを周囲の速度で行なうことにより、或いは(2
)室温から60℃まで60℃/時、60℃から260℃
まで15°C/時、260°Cから1260℃まで12
0°C/時、そして1260°Cから1400°Cまで
60℃/時の速度で1400°Cまで加熱し、次いで温
度を1400℃に45分間保ち、そして室温まで冷却す
ることにより熱分解することは特に有用である。
本発明のプレセラミック窒化珪素/ポリシラザン組成物
から製造されるセラミックは、より大きい粒径の比較し
うるプレセラミック組成物から製造されるセラミックに
対比しうる密度を有するが、それよりも良好な曲げ強度
をもつ。事実新規なプレセラミック組成物の使用は、少
くとも10(kg/ mm”)/ (g/ cc)の比
強度(即ち曲げ強度/密度比)、即ち宇宙及び他の要求
並びに厳密な構造的利用に特に望しい強度を有する窒化
珪素セラミックの生成をもたらしうる。セラミックにお
けるこの性質の組合せがプレセラミック組成物の粒径を
減することによって達成しうるという事実は驚くべきこ
とである。但しこの粒径を減することの有利な効果の理
由は理解されない。
から製造されるセラミックは、より大きい粒径の比較し
うるプレセラミック組成物から製造されるセラミックに
対比しうる密度を有するが、それよりも良好な曲げ強度
をもつ。事実新規なプレセラミック組成物の使用は、少
くとも10(kg/ mm”)/ (g/ cc)の比
強度(即ち曲げ強度/密度比)、即ち宇宙及び他の要求
並びに厳密な構造的利用に特に望しい強度を有する窒化
珪素セラミックの生成をもたらしうる。セラミックにお
けるこの性質の組合せがプレセラミック組成物の粒径を
減することによって達成しうるという事実は驚くべきこ
とである。但しこの粒径を減することの有利な効果の理
由は理解されない。
次の実施例は本発明を例示するために与えられる。これ
らの実施例に記述する方法において、完全に乾燥した装
置、精製した原料、及び不活性な雰囲気が、ポリシラザ
ンを、ポリシラザンの合成及び貯蔵中及び窒化珪素セラ
ミックを製造するために用いるポリシラザン含有物質の
処理及び貯蔵中の水及び他の活性水素含有物質による攻
撃から保護するために使用される。
らの実施例に記述する方法において、完全に乾燥した装
置、精製した原料、及び不活性な雰囲気が、ポリシラザ
ンを、ポリシラザンの合成及び貯蔵中及び窒化珪素セラ
ミックを製造するために用いるポリシラザン含有物質の
処理及び貯蔵中の水及び他の活性水素含有物質による攻
撃から保護するために使用される。
実施例■
ポリシラザンAの合成
部A
適当な反応容器に無水テトラヒドロ7ラン14Qを仕込
み、約0°Cまで冷却し、次いでメチルジクロルシラン
14’l (13,0モル)を反応器に入れ、約60
rpmでの撹拌を開始した。無水アンモニア・ガス7
45’j (43,7モル)の遅い一定流を、反応圧
が206.8kPaに又はそれ以下に維持されるような
流速で容器中に導入し、そして反応温度を0〜lO°C
の範囲においた。次いで反応混合物を0℃で約3時間撹
拌し、次いで容器への冷媒流を停止し、系を穏やかな窒
素流下におき、反応物体を室温までもっていき、過剰の
アンモニアの大部分を放出させた。次いでこの反応物体
をフラスコ中に注ぎ、孔直径4.0〜5.5μmのガラ
スフィルターによりドライ・ボックス中で一過した。
み、約0°Cまで冷却し、次いでメチルジクロルシラン
14’l (13,0モル)を反応器に入れ、約60
rpmでの撹拌を開始した。無水アンモニア・ガス7
45’j (43,7モル)の遅い一定流を、反応圧
が206.8kPaに又はそれ以下に維持されるような
流速で容器中に導入し、そして反応温度を0〜lO°C
の範囲においた。次いで反応混合物を0℃で約3時間撹
拌し、次いで容器への冷媒流を停止し、系を穏やかな窒
素流下におき、反応物体を室温までもっていき、過剰の
アンモニアの大部分を放出させた。次いでこの反応物体
をフラスコ中に注ぎ、孔直径4.0〜5.5μmのガラ
スフィルターによりドライ・ボックス中で一過した。
部B
K H粉末2.EB? (0,063モル)の無水テ
トラヒドロフラン約1.00 mQ中懸濁液を予じめ仕
込み且つ0°Cまで冷却した重合容器中に部Aからの透
明なp液を添加して重合反応を開始させた。この反応混
合物をQ ’Cに約8時間保ち、次いで約22°Cまで
徐々に暖めた。重合を全約26時間にわたって0〜22
°Cで行なった後、重合溶液にジメチルロルンラン約1
1.1 (0,063モル)を添加することによって
反応を停止させた。
トラヒドロフラン約1.00 mQ中懸濁液を予じめ仕
込み且つ0°Cまで冷却した重合容器中に部Aからの透
明なp液を添加して重合反応を開始させた。この反応混
合物をQ ’Cに約8時間保ち、次いで約22°Cまで
徐々に暖めた。重合を全約26時間にわたって0〜22
°Cで行なった後、重合溶液にジメチルロルンラン約1
1.1 (0,063モル)を添加することによって
反応を停止させた。
真空蒸留により重合体生成物を乾燥粉末として単離し、
次いでこの乾燥残渣を無水シクロヘキサンに”再溶解し
た。このンクロヘキサン溶液を濾過し、p液を真空乾燥
して、ポリシラザンAとして表示される白色固体を得た
。重水素化クロロホルム溶媒中の重合体のプロ1−ンN
MRスペクトルは、セイファースら−■がポリシラザン
に対して報告したもの及び少量の、即ち2.2重量%の
残存テ1−ラヒドロフラン並びに約7重量%のシクロヘ
キサンと一致する共鳴吸収を示した。中性活性化による
元素状酸素は残存溶媒に対して補正して約0゜2%であ
り、そしてカリウム含量はインダクテイブリー・カプシ
ド・プラズマ・エミッション分光法(inductiv
ely coupled plasma emissi
on 5pectroscopy)で決定して重合体の
11に基づいて5ppm以下であることが決定された。
次いでこの乾燥残渣を無水シクロヘキサンに”再溶解し
た。このンクロヘキサン溶液を濾過し、p液を真空乾燥
して、ポリシラザンAとして表示される白色固体を得た
。重水素化クロロホルム溶媒中の重合体のプロ1−ンN
MRスペクトルは、セイファースら−■がポリシラザン
に対して報告したもの及び少量の、即ち2.2重量%の
残存テ1−ラヒドロフラン並びに約7重量%のシクロヘ
キサンと一致する共鳴吸収を示した。中性活性化による
元素状酸素は残存溶媒に対して補正して約0゜2%であ
り、そしてカリウム含量はインダクテイブリー・カプシ
ド・プラズマ・エミッション分光法(inductiv
ely coupled plasma emissi
on 5pectroscopy)で決定して重合体の
11に基づいて5ppm以下であることが決定された。
実施例■
ポリシラザンBの合成
重合のための反応混合物を、K H懸濁液をアンモニア
分解生成物に添加することによって調製し、用いたKH
Lf)量がアンモニア分解反応に仕込んだメチルジクロ
ルシランの量に基づいて0.6モル%であり、そして重
合を0°Cで全0.7時間完全に行なう以外実施例■を
本質的に繰返した。この方法で製造したポリシラザンB
は、テトラヒドロ7ラン含量0.5重量%元素状酸素含
量0.4%(残存溶媒に対し5て補正)、及びカリウム
含量51)pm以下の粘稠な液体であった。
分解生成物に添加することによって調製し、用いたKH
Lf)量がアンモニア分解反応に仕込んだメチルジクロ
ルシランの量に基づいて0.6モル%であり、そして重
合を0°Cで全0.7時間完全に行なう以外実施例■を
本質的に繰返した。この方法で製造したポリシラザンB
は、テトラヒドロ7ラン含量0.5重量%元素状酸素含
量0.4%(残存溶媒に対し5て補正)、及びカリウム
含量51)pm以下の粘稠な液体であった。
実施例III
ポリシラザンCの合成
実施例■を繰返してポリシラザンCとして表示される他
の粘稠な液体を製造した。これは不純物に関して分析し
なかった。
の粘稠な液体を製造した。これは不純物に関して分析し
なかった。
実施例Iv
ポリシラザンDの合成
0°Cでの重合時間が10時間である以外実施例■を本
質的に繰返した。この方法で製造したポリシラザンDは
約10ppmのカリウム含量を有する固体であった。こ
れは他の不純物について分析しなかった。
質的に繰返した。この方法で製造したポリシラザンDは
約10ppmのカリウム含量を有する固体であった。こ
れは他の不純物について分析しなかった。
以下の実施例は、上記実施例のポリシラザン及び市販の
窒化珪素粉末から製造される形成組成物を記述する。窒
化珪素粉末の各は主にα−窒化珪素である。Si3N、
−1として表示する窒化珪素粉末は0,8μmの平均粒
径と7〜10m2zQの比較面積を有し、Si、N、−
2として表示する窒化珪素粉末は0.1−0.3pmの
粒径と10m2/7の比較面積を有し、S+3Nt
3として表示する窒化珪素粉末は07μmと19〜22
m2/j?の比較面積を有し、そして5ixN4−4と
して表示する窒化珪素粉末は0.6μmの平均粒径と1
2m2/2比較而情を有する。
窒化珪素粉末から製造される形成組成物を記述する。窒
化珪素粉末の各は主にα−窒化珪素である。Si3N、
−1として表示する窒化珪素粉末は0,8μmの平均粒
径と7〜10m2zQの比較面積を有し、Si、N、−
2として表示する窒化珪素粉末は0.1−0.3pmの
粒径と10m2/7の比較面積を有し、S+3Nt
3として表示する窒化珪素粉末は07μmと19〜22
m2/j?の比較面積を有し、そして5ixN4−4と
して表示する窒化珪素粉末は0.6μmの平均粒径と1
2m2/2比較而情を有する。
実施例V
組成物■の製造
ポリシラザンA14.41 ポリシラザン83゜82、
及び市販のポリイソブテニルサクシンイミド分散剤0.
32の、無水トルエン200g中混合物を、約15分間
磁気撹拌して均一な溶液を得、次いでこの溶液に513
N4 1粉末422を添加した。この混合物を60分間
磁気撹拌し、次いで約1時間超音波処理して窒化珪素粉
末を分散させ、次いでトルエンの大部分を除去し、非流
動性の残渣を得た。この残渣を高真空下に数日間乾燥し
、次いで、乳鉢/乳棒で軽く粉砕して自由に流動する組
成物粉末とし、次いでこれを、2.5ピントのミル・ジ
ャー中において直径約0.25インチの炭化珪素の粉砕
ボール約200ccと共に約1時間ポール・ミル処理し
、統いて粉砕ボールを除去した。このミル処理した粉末
を、I06μmnの開口を有するふるいは乾式で通過さ
せた。ふるいを通過しなかった粉末は、すべての組成物
が通過するようになるまで再びボールミル処理した。
及び市販のポリイソブテニルサクシンイミド分散剤0.
32の、無水トルエン200g中混合物を、約15分間
磁気撹拌して均一な溶液を得、次いでこの溶液に513
N4 1粉末422を添加した。この混合物を60分間
磁気撹拌し、次いで約1時間超音波処理して窒化珪素粉
末を分散させ、次いでトルエンの大部分を除去し、非流
動性の残渣を得た。この残渣を高真空下に数日間乾燥し
、次いで、乳鉢/乳棒で軽く粉砕して自由に流動する組
成物粉末とし、次いでこれを、2.5ピントのミル・ジ
ャー中において直径約0.25インチの炭化珪素の粉砕
ボール約200ccと共に約1時間ポール・ミル処理し
、統いて粉砕ボールを除去した。このミル処理した粉末
を、I06μmnの開口を有するふるいは乾式で通過さ
せた。ふるいを通過しなかった粉末は、すべての組成物
が通過するようになるまで再びボールミル処理した。
実施例■
更なる組成物の製造
実施例Vの一般的な方法、即ちスラリーの混合、超音波
処理、乾燥、粗い粉末、ボールミル処理、及びふるい処
理を用いて第1表に示す組成の更なる組成物を製造した
。組成物に含有される分散剤は市販のポリイソブテニル
サクシンイミド分散剤であった。
処理、乾燥、粗い粉末、ボールミル処理、及びふるい処
理を用いて第1表に示す組成の更なる組成物を製造した
。組成物に含有される分散剤は市販のポリイソブテニル
サクシンイミド分散剤であった。
第1表
組成物 成 分 部
■ ポリシラザンA 16
ポリシラザンC4
Si、N、−180
分散剤 0゜5
■ ポリシラザンA 24
ポリシラザンC6
s;、N、−170
分散剤 0.5
■ ポリシラザンD 24
ポリシラザンC6
Si、N、−270
分散剤 0.5
■ ポリシラザンD 24
ポリシラザンC6
Si、N、−370
分散剤 0.5
■ ポリシラザンD 24
ポリシラザンC6
5isN* 4 70
分散剤 0.5
実施例■
組成物Iの成形
組成物■から公称の直径12.7mm及び公称の厚さ2
.54mmの6つの未処理(green)円板の各を成
形した。これらの円板の各の製造において、組成物約0
.82を窒素グローブボックス中の適当な型中に充填し
、この型を約133パスカル以下まで脱気し、真空下に
密閉し、水圧プレスに移し、真空導管に再び連結し、そ
して高々約67パスカル、即ち以降の成形工程にわたっ
て維持される真空値の圧力まで脱気した。この脱気した
型を、約182°Cに予熱したプレス板間に適切に置い
て10分間予熱し、続いて2268〜2722ゆ(17
5〜210MPa)の圧力を型に適用し、約5分間維持
した。この圧縮後、型を真空下に密閉し、そしてグロー
ブボックス中に戻し、そこで約5分間冷却させた。この
冷却後、成形した未処理の円板を型から取出し、グロー
ブボックス中に貯蔵した。この密度は約2.05jJ/
ccであると決定され l二 。
.54mmの6つの未処理(green)円板の各を成
形した。これらの円板の各の製造において、組成物約0
.82を窒素グローブボックス中の適当な型中に充填し
、この型を約133パスカル以下まで脱気し、真空下に
密閉し、水圧プレスに移し、真空導管に再び連結し、そ
して高々約67パスカル、即ち以降の成形工程にわたっ
て維持される真空値の圧力まで脱気した。この脱気した
型を、約182°Cに予熱したプレス板間に適切に置い
て10分間予熱し、続いて2268〜2722ゆ(17
5〜210MPa)の圧力を型に適用し、約5分間維持
した。この圧縮後、型を真空下に密閉し、そしてグロー
ブボックス中に戻し、そこで約5分間冷却させた。この
冷却後、成形した未処理の円板を型から取出し、グロー
ブボックス中に貯蔵した。この密度は約2.05jJ/
ccであると決定され l二 。
実施例■
組成物Iの熱分解
実施例■で製造した未処理の円板を、室温から60°C
/時、60°Cから260℃まで30°C/時、260
°Cから1260°Cまで120℃/時、そして126
0°Cから1300℃まで60°C/時の速度で130
0°Cまで加熱し、次いで温度を1300°Cに1時間
保ち、900°Cまで120°C/時の速度で冷却し、
そして900 ’Cから凡そ室温まで雰囲気の速度で冷
却させ、即ち温度が900°Cに達した時に炉の加熱器
を停止し且つ冷却の残りの速度を得られた炉の状態にま
かせることにより窒素雰囲気中で熱分解した。この熱分
解した試料を100°C以下まで冷却した後、これを炉
から取出し、乾燥窒素雰囲気中に直ぐに貯蔵した。この
密度は重量と寸法のデータから2.23.?/ccであ
ると計算された。円板試料のすべては、熱分解の結果と
して約6%の均一な線収縮を受けた。
/時、60°Cから260℃まで30°C/時、260
°Cから1260°Cまで120℃/時、そして126
0°Cから1300℃まで60°C/時の速度で130
0°Cまで加熱し、次いで温度を1300°Cに1時間
保ち、900°Cまで120°C/時の速度で冷却し、
そして900 ’Cから凡そ室温まで雰囲気の速度で冷
却させ、即ち温度が900°Cに達した時に炉の加熱器
を停止し且つ冷却の残りの速度を得られた炉の状態にま
かせることにより窒素雰囲気中で熱分解した。この熱分
解した試料を100°C以下まで冷却した後、これを炉
から取出し、乾燥窒素雰囲気中に直ぐに貯蔵した。この
密度は重量と寸法のデータから2.23.?/ccであ
ると計算された。円板試料のすべては、熱分解の結果と
して約6%の均一な線収縮を受けた。
続いて熱分解した試料を大気温度及び湿度下に空気中で
数週間貯蔵した。この期間中に重量は2〜3%増加し、
最大の重量増加は約7日で達成された。試料を一定重量
に平衡化させた後、その曲げ強度をゴド7レイ(God
frey)、材料科学と技術(Materials 5
cienca & Technology)、第1巻第
7号、510〜515頁(1985)に記述されている
2軸負荷応力法で決定した。組成物Iから製造した円板
は27 、4 b/mm2の平均曲げ強度及びl 2.
3 (ki?/mmQ (j//cc)の平均強度を
有すると決定された。
数週間貯蔵した。この期間中に重量は2〜3%増加し、
最大の重量増加は約7日で達成された。試料を一定重量
に平衡化させた後、その曲げ強度をゴド7レイ(God
frey)、材料科学と技術(Materials 5
cienca & Technology)、第1巻第
7号、510〜515頁(1985)に記述されている
2軸負荷応力法で決定した。組成物Iから製造した円板
は27 、4 b/mm2の平均曲げ強度及びl 2.
3 (ki?/mmQ (j//cc)の平均強度を
有すると決定された。
実施例■
更なる組成物の成形と熱分解
本質的に実施例■に記述したように組成物■〜■の各か
ら約67の未処理円板を成形し、そして本質的に実施例
■における如く未処理円板を熱分解した。この熱分解し
た円板試料を通常の空気中で平衡化させ、続いてその曲
げ強度を決定した。
ら約67の未処理円板を成形し、そして本質的に実施例
■における如く未処理円板を熱分解した。この熱分解し
た円板試料を通常の空気中で平衡化させ、続いてその曲
げ強度を決定した。
種々の組成物から製造した円板の密度、平均曲げ強度、
及び平均比強度を第■表に示す。
及び平均比強度を第■表に示す。
第■表
密度 曲げ強度 比強度
組成物 免ムリ [有]工θ旦9 躯a肌ユΩムいn
2.27 23.2 10.2[+
2.22 30.1 13.6IV 2
.08 25.2 12.1V 2.22
27.4 12.3Vl 2.11
27.0 12.8本発明の特徴及び態様は以下
のとおりである:1、約1105z1より大きくない粒
径を有し、且つ(A)窒化珪素粉末50〜85重量%及
び(B)有機ジハロシランをアンモニアと反応させ、こ
のアンモニア分解生成物を、S i 11基に隣るNH
基′を脱プロトン化しうる塩基性触媒で処理し、そして
得られる生成物を親電子性失活剤(quenching
reagent)で失活させることによって製造され
るポリシラザンの少くとも1種から本質的になるプレセ
ラミック・ポリシラザン結合剤15〜50重量%、の良
く混ざった混合物を含んでなるプレセラミック組成物。
2.27 23.2 10.2[+
2.22 30.1 13.6IV 2
.08 25.2 12.1V 2.22
27.4 12.3Vl 2.11
27.0 12.8本発明の特徴及び態様は以下
のとおりである:1、約1105z1より大きくない粒
径を有し、且つ(A)窒化珪素粉末50〜85重量%及
び(B)有機ジハロシランをアンモニアと反応させ、こ
のアンモニア分解生成物を、S i 11基に隣るNH
基′を脱プロトン化しうる塩基性触媒で処理し、そして
得られる生成物を親電子性失活剤(quenching
reagent)で失活させることによって製造され
るポリシラザンの少くとも1種から本質的になるプレセ
ラミック・ポリシラザン結合剤15〜50重量%、の良
く混ざった混合物を含んでなるプレセラミック組成物。
2、窒化珪素粉末が0.1〜1.0μn1の平均粒径を
有する上記lの組成物。
有する上記lの組成物。
3、結合剤が、メチルジクロルシランをアンモニアと反
応させ、このアンモニア分解生成物を水素化カリウムで
処理し、そして得られた生成物をジメチルクロルシラン
で失活させることによって製造した少くとも1つのポリ
シラザンから本質的になる上記1の組成物。
応させ、このアンモニア分解生成物を水素化カリウムで
処理し、そして得られた生成物をジメチルクロルシラン
で失活させることによって製造した少くとも1つのポリ
シラザンから本質的になる上記1の組成物。
4、結合剤含量が20〜30重量%である上記1の組成
物。
物。
5、(A)0.1−1.0μmの平均粒径を有する窒化
珪素粉末約70重h1%及び(B)メチルジクロルシラ
ンをアンモニアと反応させ、このアンモニア分解生成物
を水素化カリウムで処理し、そして得られた生成物をジ
メチルクロルシランで失活させることにより製造した少
くとも1つのポリシラザンから本質的になるプレセラミ
ック・ポリシラザン結合剤約30重量%、の良く混ざっ
た混合物を含んでなる上記lの組成物。
珪素粉末約70重h1%及び(B)メチルジクロルシラ
ンをアンモニアと反応させ、このアンモニア分解生成物
を水素化カリウムで処理し、そして得られた生成物をジ
メチルクロルシランで失活させることにより製造した少
くとも1つのポリシラザンから本質的になるプレセラミ
ック・ポリシラザン結合剤約30重量%、の良く混ざっ
た混合物を含んでなる上記lの組成物。
6、窒化珪素粉末50〜85重量%をプレセラミックポ
リシラザン結合剤15〜50重量%と良く混合し、この
混合物を粉砕して105μmより小さい粒径の粒子を製
造し、そしてこれらの粒子から約105μmより大きい
粒径のいずれかの粒子を分離することを含んでなり:該
結合剤が、有機シバロンランをアンモニアど反応させ、
このアンモニア分解生成物を、S i H基に隣るNH
基を脱プロトン化しうる塩基性触媒で処理し、そして1
すられな生成物を親電子性失活剤で失活させることによ
り製造されるポリシラザン少くとも1種から本質的にな
る方法。
リシラザン結合剤15〜50重量%と良く混合し、この
混合物を粉砕して105μmより小さい粒径の粒子を製
造し、そしてこれらの粒子から約105μmより大きい
粒径のいずれかの粒子を分離することを含んでなり:該
結合剤が、有機シバロンランをアンモニアど反応させ、
このアンモニア分解生成物を、S i H基に隣るNH
基を脱プロトン化しうる塩基性触媒で処理し、そして1
すられな生成物を親電子性失活剤で失活させることによ
り製造されるポリシラザン少くとも1種から本質的にな
る方法。
7 窒化珪素粉末を、結合剤の有機溶媒溶液中に分散さ
せ、溶媒を除去し、得られた粉末7/結合剤の塊り(c
h u n k s )をボールミルで処理し、次い
でふるいにかけて約105μmより大きくない粒径の良
く混ざった粉末/結合剤の混合物を製造する上記6の方
法。
せ、溶媒を除去し、得られた粉末7/結合剤の塊り(c
h u n k s )をボールミルで処理し、次い
でふるいにかけて約105μmより大きくない粒径の良
く混ざった粉末/結合剤の混合物を製造する上記6の方
法。
8、窒化珪素粉末の70〜80重1%を結合剤20〜3
0重量%と混合する上記6の方法。
0重量%と混合する上記6の方法。
9、少くとも1.0 (kg / n+m”)U/ c
c)の比強度を有し、且つ(A)窒化珪素粉末50〜8
5重量%及び(B)有機ジハロシランをアンモニアと反
応させ、このアンモニア分解生成物を、S i H基に
隣るN H基を脱プロトン化しうる塩基性触媒で処理し
、そして得られる生成物を親電子性失活剤で失活させる
ことによって製造されるポリシラザン少くとも1種から
本質的になるプレセラミック・ポリシラザン結合剤15
〜50重量%、の良く混ざった混合物を含んでなるプレ
セラミック組成物に由来する窒化珪素セラミック。
c)の比強度を有し、且つ(A)窒化珪素粉末50〜8
5重量%及び(B)有機ジハロシランをアンモニアと反
応させ、このアンモニア分解生成物を、S i H基に
隣るN H基を脱プロトン化しうる塩基性触媒で処理し
、そして得られる生成物を親電子性失活剤で失活させる
ことによって製造されるポリシラザン少くとも1種から
本質的になるプレセラミック・ポリシラザン結合剤15
〜50重量%、の良く混ざった混合物を含んでなるプレ
セラミック組成物に由来する窒化珪素セラミック。
10、(Δ)約105μinより大きくない粒径を有し
、且つ(1)窒化珪素粉末50〜85重量%及びプレセ
ラミック・ポリシラザン結合剤15〜50重量%の良く
混ざった混合物を含んでなるプレセラミック組成物を6
0〜225°Cの温度で成形し、但し該結合剤が、有機
ジハロシランをアンモニアと反応させ、このアンモニア
分解生成物を、SiH基に隣るNH基を脱プロトンしう
る塩基性触媒で処理し、そして得られた生成物を親電子
失活剤で失活させることによって製造される少くとも1
種のポリシラザンから本質的になり、そして(B)成形
した組成物を不活性な雰囲気中において1200〜14
50°Cの温度まで熱分解(pyrolyze)する、
ことを含んでなるセラミックの製造法。
、且つ(1)窒化珪素粉末50〜85重量%及びプレセ
ラミック・ポリシラザン結合剤15〜50重量%の良く
混ざった混合物を含んでなるプレセラミック組成物を6
0〜225°Cの温度で成形し、但し該結合剤が、有機
ジハロシランをアンモニアと反応させ、このアンモニア
分解生成物を、SiH基に隣るNH基を脱プロトンしう
る塩基性触媒で処理し、そして得られた生成物を親電子
失活剤で失活させることによって製造される少くとも1
種のポリシラザンから本質的になり、そして(B)成形
した組成物を不活性な雰囲気中において1200〜14
50°Cの温度まで熱分解(pyrolyze)する、
ことを含んでなるセラミックの製造法。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.約105μmより大きくない粒径を有し、且つ(A
)窒化珪素粉末50〜85重量%及び(B)有機ジハロ
シランをアンモニアと反応させ、このアンモニア分解生
成物を、SiH基に隣るNH基を脱プロトン化しうる塩
基性触媒で処理し、そして得られる生成物を親電子性失
活剤で失活させることによつて製造されるポリシラザン
の少くとも1種から本質的になるプレセラミック・ポリ
シラザン結合剤15〜50重量%、の良く混ざつた混合
物を含んでなるプレセラミック組成物。 2.窒化珪素粉末50〜85重量%をプレセラミックポ
リシラザン結合剤15〜50重量%と良く混合し、この
混合物を105μmより小さい粒径の粒子が生成するよ
う粉砕し、そしてこれらの粒子から約105μmより大
きい粒径の粒子を分離することを含んでなる方法であつ
て;該結合剤が、有機ジハロシランをアンモニアと反応
させ、このアンモニア分離生成物を、SiH基に隣るN
H基を脱プロトン化しうる塩基性触媒で処理し、そして
得られた生成物を親電子性失活剤で失活させることによ
り製造されるポリシラザン少くとも3.少くとも10(
kg/mm^2)(g/cc)の比強度を有し、且つ(
A)窒化珪素粉末50〜85重量%及び(B)有機ジハ
ロシランをアンモニアと反応させ、このアンモニア分解
生成物を、SiH基に隣るNH基を脱プロトン化しうる
塩基性触媒で処理し、そして得られる生成物を親電子性
失活剤で失活させることによつて製造されるポリシラザ
ンの少くとも1種から本質的になるプレセラミック・ポ
リシラザン結合剤15〜50重量%、の良く混ざつた混
合物を含んでなるプレセラミック組成物に由来する窒化
珪素セラミック。 4.(A)約105μmより大きくない粒径を有し、且
つ(1)窒化珪素粉末50〜85重量%及びプレセラミ
ック・ポリシラザン結合剤15〜50重量%の良く混ざ
つた混合物を含んでなるプレセラミック組成物を60〜
225℃の温度で成形し、但し該結合剤が、有機ジハロ
シランをアンモニアと反応させ、このアンモニア分離生
成物を、SiH基に隣るNH基を脱プロトンしうる塩基
性触媒で処理し、そして得られた生成物を親電子失活剤
で失活させることによつて製造される少くとも1種のポ
リシラザンから本質的になり、そして(B)成形した組
成物を不活性な雰囲気中において1200〜1450℃
の温度まで熱分解する、ことを特徴とするセラミックの
製造法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US193105 | 1988-05-12 | ||
US07/193,105 US4895889A (en) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | Preceramic compositions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01320267A true JPH01320267A (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=22712297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1116227A Pending JPH01320267A (ja) | 1988-05-12 | 1989-05-11 | プレセラミツク組成物とセラミツク製品 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4895889A (ja) |
EP (1) | EP0341923A3 (ja) |
JP (1) | JPH01320267A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4942145A (en) * | 1989-05-26 | 1990-07-17 | Ethyl Corporation | Preceramic compositions and ceramic products |
US5208192A (en) * | 1990-01-12 | 1993-05-04 | Ethyl Corporation | Preceramic polysilazane compositions |
US6132801A (en) * | 1997-02-28 | 2000-10-17 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Producing coated particles by grinding in the presence of reactive species |
WO2007037787A1 (en) | 2005-05-09 | 2007-04-05 | Vesta Research, Ltd. | Porous silicon particles |
WO2011149814A2 (en) | 2010-05-24 | 2011-12-01 | Amerilab Technologies, Inc. | Effervescent composition for forming a gelled composition, tablet for forming a gelled composition, and method of making a gelled composition |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4612383A (en) * | 1985-04-26 | 1986-09-16 | S R I International | Method of producing polysilazanes |
JPS57123869A (en) * | 1981-01-27 | 1982-08-02 | Sumitomo Electric Industries | Manufacture of non-oxide ceramics |
US4540803A (en) * | 1983-11-28 | 1985-09-10 | Dow Corning Corporation | Hydrosilazane polymers from [R3 Si]2 NH and HSiCl3 |
US4543344A (en) * | 1983-11-28 | 1985-09-24 | Dow Corning Corporation | Silicon nitride-containing ceramic material prepared by pyrolysis of hydrosilazane polymers from (R3 Si)2 NH and HSiCl3 |
US4482669A (en) * | 1984-01-19 | 1984-11-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Preceramic organosilazane polymers |
US4535007A (en) * | 1984-07-02 | 1985-08-13 | Dow Corning Corporation | Silicon nitride-containing ceramics |
US4645807A (en) * | 1985-07-18 | 1987-02-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for forming new preceramic polymers for SiC and Si3 N4 /SiC systems |
US4650837A (en) * | 1985-09-30 | 1987-03-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Method for converting Si-H containing polycarbosilanes to new and useful preceramic polymers and ceramic materials |
JPS62156135A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Toa Nenryo Kogyo Kk | ポリオルガノ(ヒドロ)シラザン |
US4675424A (en) * | 1986-03-19 | 1987-06-23 | Union Carbide Corporation | Method for making polysilazanes |
DE3617489A1 (de) * | 1986-05-24 | 1987-11-26 | Bayer Ag | Sinterfaehiges si(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)n(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)-pulver sowie verfahren zu seiner herstellung |
US4720532A (en) * | 1986-08-22 | 1988-01-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Organopolysilazane precursors to silicon nitride-rich mixed SiC/Si3 N4 |
US4869854A (en) * | 1986-10-31 | 1989-09-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Process for manufacturing organic silazane polymers and ceramics therefrom |
US4835207A (en) * | 1987-11-13 | 1989-05-30 | Ethyl Corporation | Preceramic compositions and ceramic products |
-
1988
- 1988-05-12 US US07/193,105 patent/US4895889A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-05-05 EP EP19890304566 patent/EP0341923A3/en not_active Withdrawn
- 1989-05-11 JP JP1116227A patent/JPH01320267A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0341923A3 (en) | 1990-10-03 |
EP0341923A2 (en) | 1989-11-15 |
US4895889A (en) | 1990-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4942145A (en) | Preceramic compositions and ceramic products | |
JP4698839B2 (ja) | 金属/セラミックコンポジットモールディング材料 | |
US5006492A (en) | Preceramic compositions and ceramic products | |
JPH07207033A (ja) | ホウ素置換ポリシラザン組成物とその製造法 | |
US20110227259A1 (en) | Methods of forming sintered boron carbide | |
JPS6363513B2 (ja) | ||
EP0340299B1 (en) | Preceramic compositions and ceramic products | |
US5094985A (en) | Sintered silicon carbide body with high thermal conductivity and process of producing the same | |
JP2846901B2 (ja) | 炭化ケイ素焼結体の調製方法 | |
US5773733A (en) | Alumina-aluminum nitride-nickel composites | |
US4980104A (en) | Method for producing high density SiC sintered body | |
JPH01320267A (ja) | プレセラミツク組成物とセラミツク製品 | |
US20100152016A1 (en) | Method For Producing Carbon-Containing Silicon Carbide Ceramic | |
US4845058A (en) | Process for improving strength of SiC ceramics | |
CN116143542A (zh) | 一种金刚石结合碳化硅复相陶瓷的制备方法和应用 | |
US5039632A (en) | SI C powder, a process for its production and its use | |
JPH01131069A (ja) | 複合常圧焼結成形体 | |
EP0341924A2 (en) | Densified silicon nitride ceramics and their production | |
JPH02289408A (ja) | 焼結性セラミック粉末、その製造方法、それから製造される窒化珪素セラミック、その製造方法およびその使用方法 | |
JPS63151607A (ja) | 窒化アルミニウム微粉末 | |
JPH0532451A (ja) | セラミツク焼結体の製造方法 | |
KR100299446B1 (ko) | 코크스더스트를이용한코크스원료의제조방법 | |
JPS61168515A (ja) | 炭化珪素の製造方法 | |
JPH0360466A (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
JPH0283261A (ja) | スパッタリング用窒化珪素系ターゲット材料 |