JPH03357B2 - - Google Patents
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Classifications
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description
産業上の利用分野
本発明は、収率よく、容易にかつ安価に粉粒状
炭化けい素含量が少なく、かつ純度の高い炭化け
い素ウイスカーを製造する方法に関する。 従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 炭化けい素ウイスカーは他の複合材料用繊維に
比べ、強度、弾性率、耐酸化性、耐熱性、化学的
安定性に優れていることからセラミツク、金属、
プラスチツクなどの複合強化剤として、更には各
種金属との濡れ性も良好であることから特に金属
の複合強化剤として注目を集めている。 こうした炭化けい素ウイスカーの製造方法は、
大別して(A)高温高圧下で液体状炭化けい素から晶
析させる方法、(B)金属けい素の融液中に炭素を溶
解し、炭化けい素を結晶化させる方法、(C)炭化け
い素粉末から炭化けい素を高温で昇華させて結晶
化させる方法、(D)けい素化合物の熱分解反応によ
つて生成する炭化けい素を結晶として成長させる
方法が挙げられる。 しかしながら、このうちの(A)、(B)の方法は極め
て高温、高圧または金属融液の使用のため、製造
設備面から製造に大きな困難を伴い、また、(C)の
方法も操作温度が極めて高温である上、操作が容
易でなく、しかも設備が複雑で製造したウイスカ
ーの分別採集が困難であり、従つて(A)〜(C)の方法
はいずれも工業的製法としての致命的欠陥を持つ
ている。 従つて、現在に至る炭化けい素の製造方法とし
ては前記(D)の種々の熱分解反応によつて炭化けい
素を生成させながらウイスカー状に析出させると
いう方法が主流であり、この方法につき更に様々
な方法が提案されている。即ち、前記(D)の方法と
して、(1)二酸化けい素を炭素あるいは金属けい素
と炭素で固相還元する方法、(2)有機けい素化合物
又はけい素化合物と炭素質化合物との混合物をガ
ス状として高温で反応させる方法、(3)含フツ素け
い酸塩と炭素との反応による気相成長法が知られ
ている。 しかしながら、これらの方法のうち、(2)の方法
は気相で反応を行なうため、反応室の単位体積当
り製造し得る炭化けい素ウイスカーの量が極めて
低く、かつ、高温反応であるため、工業的規模の
製造に際しては大容量の反応室内を高温に維持す
る必要があるほか、腐食性の反応副生物が生成さ
れるなどの問題がある。また、(3)の方法は、含フ
ツ素けい酸塩を溶融し、これに添加した炭素によ
つて還元反応を行ない、発生する蒸気を冷却して
炭化けい素ウイスカーを生成させるもので、この
(3)の方法も気相反応を利用している点から前記(2)
の方法と同様の問題点をかかえ、更には大量の溶
融塩を取扱う必要があり、製造設備の材質が大き
く制限されたり、製造した炭化けい素ウイスカー
にこれら溶融塩が不純物として混入するなどの問
題が生じ、炭化けい素ウイスカーの工業的製法と
しては好ましくない。 これに対し、(1)の固相還元を利用する方法は最
も入手し易い二酸化けい素を始発剤とするもので
あつて、反応様式により以下の２種のタイプに分
類される。 二酸化けい素と炭素を原料として SiO2＋Ｃ→SiO＋CO SiO＋2C→SiC＋CO の反応により、即ち一般に炭化けい素の工業的
製法として知られるAcheson法と基本的に同じ
方法により炭化けい素ウイスカーを製造する方
法。 二酸化けい素と金属けい素及び炭素を原料と
して SiO2＋Si→2SiO SiO＋2C→SiO＋CO2 の反応により製造する方法。 このうちの方法は、初めに二酸化けい素と金
属けい素との反応により一酸化けい素を発生させ
ることが不可欠であり、このため、例えば特公昭
47−18531号公報に開示された一酸化けい素を発
生させる部位から離れた場所に炭素又は黒鉛の基
板を配設する方法などにより、未反応の金属けい
素が残らないように二酸化けい素と炭素との接触
を避けて先ず二酸化けい素と金属けい素とによる
一酸化けい素生成反応を優先的に行なう必要があ
り、このため製造設備の容易が必然的に大きくな
り、また、収率の低下が避けられないといつた欠
陥がある。 これに対しの方法は、の方法に見られる前
記欠陥が生じることなく、二酸化けい素と炭素と
を均一に混合してこれら混合物を所定の温度にす
るだけでよく、工業的製法として有利な方法であ
る。 一方、前記の方法で炭化けい素ウイスカーを
製造するためのけい素源原料についても種々の検
討がなされ、例えば(a)稲科植物の籾殻中に存在す
るけい素分を原料とする方法、(b)けい砂を原料と
する方法、(c)シラスやガラス屑を原料とする方
法、(d)シリカゾル、シリカゲルなどのような高比
表面積の活性なシリカを原料とする方法などが知
られている。 しかしながら、(a)の方法では反応前に原料であ
る籾殻を予め炭化ないし灰化する前処理が必要で
あり、しかもこれらはけい素含有率が20％以下で
あることから大規模な籾殻の処理設備が必要とさ
れるほか、原料の籾殻を入手するために季節的、
気象的変動を受け易く、また、製造された炭化け
い素ウイスカーに対する不純物の混入量も多いと
いつた欠点がある。また、(b)の方法においてはけ
い砂を予め微粉砕する工程が必要であるが、けい
砂は結晶質物質であるために非晶性のけい素源原
料に比して反応性が悪く、収率が低くなるといつ
た欠点あり、(c)の方法では原料中に含まれるけい
素以外の金属不純物が生成する炭化けい素ウイス
カーに混入したり、原料の加熱過程で不純物がガ
ス化飛散して低温部で凝集固化して連続操業を妨
げるといつた問題点が生じる。更に(d)の方法の場
合には、けい素源原料としてシリカは高価であ
り、しかもシリカは高温になると収縮して反応温
度では低比表面積の活性を失つたシリカに変化す
るために反応性が期待したほど芳しくなく、従つ
て収率も良くないといつた問題があり、(a)〜(d)の
いずれのけい素源原料を用いても不純物含量の少
ない炭化けい素ウイスカーを高収率で製造するこ
とはできない。 また、最近では加水分解性のけい素化合物をけ
い素源原料として使用し、この加水分解性のけい
素化合物と炭素化合物を水蒸気を含む熱ガス中に
混入してけい素酸化物と炭素の混合エーロゾルを
形成し、この混合エーロゾルを原料として炭化け
い素ウイスカーを製造する方法（特開昭60−
16809号公報、特公昭61−2640号公報）が開示さ
れているが、この方法で形成される混合エーロゾ
ルは極めて微細である上、嵩比重が小さいので取
扱いが困難であると共に、単位容積当りの原料仕
込み量が少なくなり、生産性に劣るといつた不利
がある。 更に、前記の方法において、けい素源原料以
外の要素についても種々の試みがなされ、前記(b)
〜(d)のけい素源原料を使用した方法につき、以下
の改良方法などが提案されている。 (i) 反応速度を高めるべく、塩素又は塩化水素、
更に炭素源として蒸気化し易い炭化水素、ハロ
ゲン化炭化水素などを雰囲気中に混入する方法
（特公昭52−28787号公報、米国特許3933984
号）。 (ii) 二酸化けい素と炭素の混合物にVLS触媒と
してFe、Co、Ni、Ｂ、La、Mn、Al、Tiなど
の金属粉末やこれらの化合物、更に空間形成剤
として食塩等の蒸気を利用した方法（米国特許
3622272号、特公昭51−8760号公報、特公昭59
−45637号公報、特公昭60−44280号公報、特開
昭61−22000号公報）。 しかしながら、(i)の方法は、腐食性ガスを使用
するといつた難点があり、また(ii)の方法において
は、上記VLS触媒を多量に用い、更に空間形成
剤として食塩等を使用するため、これらが炭化け
い素ウイスカーの製造過程で炭化けい素ウイスカ
ーに不純物として取込まれてウイスカーの純度を
低下させ、これがウイスカーと複合材料マトリツ
クスとの濡れ性、付着力の低下やウイスカーの靭
性の低下をひき起こすといつた欠点がある。 また、の方法では上述したいずれの方法にお
いても目的とする炭化けい素ウイスカーと共に多
量の粉粒状炭化けい素が副生する確立が高い。こ
の粉粒状炭化けい素の大きさや含有率はウイスカ
ー生成条件により変化するものの、この粉粒状炭
化けい素はウイスカー中に広く分散して副生する
ため、この副生物を含むウイスカーを金属やプラ
スチツクと複合化すると、実質的なウイスカーの
堆積含有率が低く、期待した程の複合効果が得ら
れないばかりか、粒径の大きい粉状体や微粉状物
のためにかえつて複合剤の強度が低下する場合が
生じ、従つて粉粒状炭化けい素を多量に含有した
炭化けい素ウイスカーはセラミツク、金属、プラ
クスチツクなどの複合強化剤として適当でない場
合も少なくない。しかも炭化けい素ウイスカー中
に副生した上記粉粒状物は、親油性と親水性の差
を利用した分離方法や遠心沈降法によつても完全
に分離し得ないといつた問題がある。 本発明者らは上記事情に鑑み、前記(1)の方法、
とりわけの方法を改良して、高純度でありなが
ら、収率よく、容易にかつ安価に粉粒状炭化けい
素含量の少ない炭化けい素ウイスカーを製造する
方法につき鋭意検討を重ね、クロロシランまたは
クロロジシランの加水分解生成物をけい素源原料
として炭素質物質と混合して1400〜1700℃の高温
で反応させるという方法を提案した（特願昭60−
26687号、特願昭61−53243号）。この方法により
80％以上の高い収率で炭化けい素ウイスカーの製
造が可能となつたもの、とりわけ副生する粉粒状
炭化けい素の含量の抑制と金属不純物を低下させ
る点において更なる改良が必要とされていた。 従つて、本発明の目的は、純度、収率、生産
性、操作性、製造設備面、コスト面において優れ
た炭化けい素ウイスカーを製造することができ、
特に粉粒状炭化けい素含量が少なく、かつ純度の
高い炭化けい素ウイスカーを安価に製造すること
ができる方法を提供することにある。 問題点を解決するための手段及び作用 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検
討を重ねた結果、前記(1)の固相還元方法、とりわ
けの方法をベースとするけい素及び酸素を主成
分とするけい素源原料と炭素質物質との混合物原
料を製造する方法において、前記混合物原料に
Fe、Co及びNi成分の合計量がけい素源原料のけ
い素成分に対して25〜2000ppmとなるようにFe、
Co及びNi成分の１種又は２種以上を含有させる
ことにより、炭化けい素ウイスカーへの不純物の
混入、及び粉粒状炭化けい素の副生が低レベルに
まで抑制され、かつ収率、生産性、操作性等に優
れた炭化けい素ウイスカーの製造を行うことがで
きることを知見した。 即ち、本発明者らは炭化けい素ウイスカー中の
不純物の混入を最小限に抑制し、かつ粉粒状物の
生成を抑制しながら収率、生産性、操作性等に優
れた炭化けい素ウイスカーの製造条件を種々検討
した結果、けい素及び酸素を主成分とするけい素
源原料と炭素質物質の混合物を高温で反応して炭
化けい素ウイスカーを製造する方法において、反
応原料中のFe、Co、Niの含有率の合計量がけい
素及び酸素を主成分とするけい素源原料のけい素
成分に対して25ppm以上で2000ppm以下の範囲と
なるように必要に応じてFe、Co、Niの化合物を
添加、調製することにより、ウイスカー生成に必
要かつ十分な条件を与えることを見出したもの
で、種々の原料による炭化けい素ウイスカーの製
造を試みる過程で後述する第２表に示したような
極めて高純度なシリカゲル及び炭素を使用した場
合には、ウイスカー状炭化けい素が全く生成しな
いという新規な知見を得、更に特定の不純物含有
量が増加するにつれてウイスカーの成長が促進さ
れることや不純物金属の原料中の含有量とウイス
カー中の含有量には相関があることなどの知見を
得た。この結果に基いて種々のVLS触媒とその
濃度を検討したところ、反応原料中のFe、Co、
Niの含有量の合計量がけい素及び酸素を主成分
とするけい素源原料のけい素成分に対して25ppm
以上で2000ppm以下、より好ましくは25ppm以上
で750ppm以下の範囲となるようなFe、CO、Ni
の濃度に調整した原料を使用した場合に粉粒状物
が殆どない高純度炭化けい素ウイスカーが得られ
るという最も良好な結果を得て、本発明を完成さ
せたものである。 なお、従来、Fe、Co及びNi成分は炭化けい素
ウイスカーの製造に触媒として使用することは、
L.Patricらにより炭化けい素ウイスカーの製造に
対し、VLS機構の触媒としてCr、Al、Fe、Co、
Cu、Si、Auが有効であることが報告（Physical
Review 143、526（1966））されて以来、これらの
金属や金属化合物、更にはNi等の遷移金属を中
心とした種々の金属及びこれらの金属化合物が検
討されており、既によく知られたことである。し
かしながら、Fe、Co及びNi成分等の使用量につ
いては全く記載がないか、あるいはこの記載があ
る場合には2000ppmを超えて大量に使用した場合
の報告がほとんどであり、従来はこれらFe、Co、
Ni量を多量に使用することが行われてきた。 この場合、特公昭50−18479号公報には、少量
の触媒を用いる方法が記載されているが、この方
法は前記(1)のの方法であり、本発明の目的とす
る(1)のの方法と本質的に相違するものである。
また、反応方法についてもSiとSiO2との混合物
に触媒を添加し、この混合物の上に黒鉛粉末を覆
わせて行う方法であり、しかも触媒の効果として
はSi＋SiO2からSiOの発生速度を高め、結果とし
て全体の反応速度を速くすることが目的であつ
て、VLS触媒としてのウイスカー成長効果につ
いては何ら示していない。また、特開昭61−
22000号公報にも少量の触媒の使用が示唆されて
いるが、実際に実施例で行つている触媒量は非常
に多く、Fe／Si＝17000ppmである上、この方法
は助触媒としてアルカリ金属・アルカリ土類金属
のハロゲン化物の使用を必須とする。 従つて、(1)のの方法に従い、けい素及び酸素
を主成分とするけい素源原料と炭素質物質との混
合物原料を高温で反応させて炭化けい素ウイスカ
ーを製造する場合、Fe、Co、Niを従来のように
大量に使用せずにその使用量を局限された少量と
すること、具体的にけい素原料中のけい素成分に
対して25〜2000ppm、特に25〜750ppmの使用量
とすること、これにより粉粒状物の少ない高純度
炭化けい素ウイスカーが収率よく得られるという
ことは、本発明者らによる新知見である。 それ故、本発明は、けい素及び酸素を主成分と
するけい素源原料と炭素質物質との混合物原料を
高温で反応させて炭化けい素ウイスカーを製造す
る方法において、前記混合物原料にFe、Co及び
Ni成分の合計量がけい素源原料のけい素成分に
対して25〜2000ppmとなるようにFe、Co及びNi
成分の１種又は２種以上を含有させた炭化けい素
ウイスカーの製造方法を提供するものである。 以下、本発明につき更に詳しく説明する。 本発明方法に使用されるけい素源原料としては
けい素及び酸素を主成分とするものであれば、特
に制限はなく、シリカゲル等種々のものが使用し
得るが、特に製造される炭化けい素ウイスカーの
収率及び粉粒状炭化けい素含量の抑制といつた点
からは、けい酸塩には無機酸を加えて得られるゲ
ル状無水ケイ酸、又は一般式 RaSiCl4-a （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、ａは０
〜３の整数） で表されるクロロシラン類及び一般式 RbSi2Cl6-b （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、ｂは１
〜５の整数） で表されるクロロジシラン類から選ばれる１種又
は２種以上のシラン類の加水分解生成物、又は一
般式 RaSi（OR′）4-a （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、R′は
一価炭化水素基、ａは０〜３の整数） で表されるアルコキシシラン類及び一般式 RbSi2（OR′）6-b （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、R′は
一価炭化水素基、ｂは１〜５の整数） で表されるアルコキシジシラン類から選ばれる１
種又は２種以上のシラン類の加水分解生成物が好
適である。 なお、前記ゲル状無水けい酸はケイ酸ソーダや
ケイ酸カルシウム等のけい酸塩に塩酸や硫酸等の
無機酸を加えて反応させた後に水洗、乾燥して得
ることができる。この場合、けい酸塩に含まれる
金属不純物は無機酸により溶解して水洗除去され
るため、得られたゲル状無水けい酸にはほとんど
Fe、Co及びNi成分が含有されておらず、けい素
源原料として使用した場合のFe、Co及びNi成分
の濃度管理に好適であるといつた利点を有するも
のである。 また、前記シラン類の分解生成物を得る場合に
用いるクロロシラン類としては、CH3SiCl3、
（CH3）2SiCl2、（CH3）3SiCl、（CH2＝CH）SiCl3、
C6H5SiCl3、HSiCl3、H2SiCl2、SiCl4などが例示
され、これらはシリコーン工業における原料物質
としての（CH3）2SiCl2、CH3SiCl3などを得るた
めのメチルクロリドのような有機塩化物と金属け
い素との直接反応によつて作られるかまたはその
副生成物として得られるもの、半導体工業におい
て主原料とされるトリクロロシラン（HSiCl）3を
合成するための塩化水素と金属けい素との直接反
応によつて得られるもの、更にはその副生物とし
て得られるH2SiCl2、SiCl4などとしてもよいが、
これらはトリクロロシランの不均化反応、SiCl4
をリチウムアルミニウムハイドライドで還元水素
化したものとしてもよい。また、クロロジシラン
類としては、（CH3）Si2Cl5、（CH3）2Si2Cl4、
（CH3）3Si2Cl3、（C6H5）3Si2Cl3などが例示される。
これらは上気したクロロシラン類の直接合成時に
高沸点留分として副生する成分中に多量に含有さ
れているもので、それ自体はシリコーン工業原料
として使用できないために従来は廃棄されていた
ものであることから、容易にかつ安価に入手でき
るものであるが、これはポリメチルシランを熱分
解、塩素化することによつて作つたものでもよ
い。なお、このクロロシラン類またはクロロジシ
ラン類は上記一般式におけるａ値が０〜３、ｂ値
が１〜５の範囲で変化したものが各種得られるの
で、これらは適宜組合せればそのけい素原子と炭
素原子の比を所望の割合で含むものが容易に得ら
れる。これらのクロロシラン類及びクロロジシラ
ン類は、通常Fe、Co及びNi成分を初めとする金
属不純物を含有しており、けい素源原料に使用す
る場合のFe、Co及びNi成分の濃度管理の面から
けい素源原料を得るための原料として使用するの
に先立ち、単蒸留または蒸留精製法等の方法によ
り前記金属不純物を除去することができる。 また、アルコキシシラン類、アルコキシジシラ
ン類としては、前記クロロシラン類、又はクロロ
ジシラン類の加アルコール分解生成物やアルコー
ルと金属けい素の直接反応によつて得られるアル
コキシシラン類であつてもよい。これらアルコキ
シシラン類やアルコキシジシラン類は、クロロシ
ラン類やクロロジシラン類と同様にけい素源原料
に使用する場合のFe、Co及びNi成分の濃度管理
の面からけい素源原料を得るための原料として使
用するのに先立ち、単蒸留又は蒸留精製法等の方
法により前記金属不純物を除去することができ
る。 なお、けい素源原料として使用されるシラン類
の加水分解生成物は、上記クロロシラン類、クロ
ロジシラン類やアルコキシシラン類、アルコキシ
ジシラン類のガス又は液体を直接水に接触するこ
とにより容易に製造することができる。このよう
にすると、クロロシラン類、クロロジシラン類は
容易に加水分解されてその≡Si−Cl結合は≡Si−
Ｏ結合に変化してけい素及び酸素を主成分とする
加水分解生成物になる。また、アルコキシシラン
類やアルコキシジシラン類も容易に加水分解され
てその≡Si−OR′結合は≡Si−OH結合を経由し
て≡Si−Ｏ−Si≡結合に変化し、けい素と酸素を
主成分とする加水分解生成物になる。このように
して得られた加水分解生成物は必要に応じてPH調
製、乾燥処理してから次工程に送られるが、この
加水分解生成物のけい素原子１個当たりに対する
結合水素及び／又は結合一価炭化水素基の個数
（Ｒ／Si）が2.0より大きいと、次工程での加熱に
より加水分解生成物が低沸点のシロキサンとなつ
てSi分が飛散し、目的とする炭化けい素ウイスカ
ーの収率が低下してしまう場合があるので、Ｒ／
Si＝０〜2.0の範囲、好ましくは０〜1.75の範囲と
することがよい。このためこの加水分解に当たつ
てはクロロシラン類、クロロジシラン類、又はア
ルコキシシラン類、アルコキシジシラン類の添加
量を加水分解生成物のＲ／Siがこの範囲となるよ
うに調節することがよい。なお、この加水分解生
成物は≡Si−Ｈ結合、≡Si−Ｃ結合、≡Si−Si≡
結合を含んでいるが、これらの結合は常温では安
定でも炭化けい素ウイスカーを生成するような高
温の反応温度範囲では容易に分解して水素やメタ
ン等の分解ガスが生成して飛散すると共に、残さ
れたけい素原子が活性の高い状態となり、炭化け
い素ウイスカーの収率の向上に寄与することとな
る。 また、本発明方法に使用される炭素質物質とし
ては、アセチレンブラツク、フアーネスブラツク
等のカーボンブラツク、活性炭、木炭などの炭素
成分により構成されているもの、フエノール樹脂
等、加熱により容易に炭素化するもののいずれを
も使用することができる。ここで、炭素成分によ
り構成されたものを炭素質物質として使用する場
合には粉状のものを使用することが好ましい。 更に、上述したけい素源原料と炭素質物質との
混合物原料は、両者をＶ型混合機やパドル型混合
機などを使用した公知の方法により得ることがで
きるが、収率向上の面から両者を十分均一に混合
することが好ましい。このため、けい素源原料に
前記ゲル状無水けい酸を使用しようとする場合に
は、けい酸塩と炭素質物質とを均一に混合し、し
かる後この均一混合物に無機酸を加え、前記混合
物中のけい酸塩をゲル化無水けい酸に変化させ
て、けい素源原料と炭素質物質との混合物原料を
得ることが好ましい。また、けい素源原料に前記
加水分解生成物を使用しようとする場合には、こ
の加水分解生成物の原料であるクロロシラン類、
クロロジシラン類、又はアルコキシシラン類、ア
ルコキシジシラン類に炭素質物質を均一に分散し
た水をを加えて加水分解生成物を生成し、けい素
源原料と炭素質物質との混合物原料を得ることが
好ましい。 本発明方法は上記混合物原料にFe、Co及びNi
成分の合計量がけい素源原料のけい素成分に対し
て25〜2000ppm、好ましくは25〜750ppmとなる
ようFe、Co及びNi成分の１種又は２種以上を含
有させたものである。 この場合、Fe、Co、Ni成分の合計量が25ppm
より低い場合には、この合計量の低下とともに急
激な収率の低下が起こり、また粉粒状炭化けい素
の含量が極端に増大して大部分が粉粒状炭化けい
素となり、例えば合計量が5ppm程度では炭化け
い素ウイスカーは殆ど生成しないという結果が得
られ、他方、2000ppmを超える場合には、この合
計量の増大とともに粉粒状炭化けい素の含量が増
加したり、収率が低下するなど、Fe、Co、Ni成
分の触媒効率がかえつて低下してくると共に、触
媒添加量の増加により炭化けい素ウイスカー中の
不純物含有量がそのまま増加するなどの悪影響が
生じ、いずれの場合にしても得られた炭化けい素
ウイスカーはセラミツク、金属、プラスチツクの
複合強化剤等として利用し難いものとなる。 これらFe、Co及びNi成分は、地殻中の存在度
からして特別の純化処理を施していない工業用原
料には必ずといつていいほど検出され、本発明方
法に使用されるけい素源原料及び炭素質物質との
混合物原料には通常かなりの量のFe、Co及びNi
成分が含まれており、これら成分量が上記合計量
の基準となる。即ち、これら成分量の合計量が前
記25ppmに達しない場合には前記含有量範囲とな
るよう、Fe、Co及びNi成分の１種又は２種以上
を添加する必要があり、逆に2000ppmを超える場
合には物理的又は化学的にこれら成分の１部を除
去して前記含有量範囲となるように調整する必要
があるが、通常は前者の場合が多く、比較的低濃
度のFe、Co及びNi成分を含んだ原料に対して管
理濃度となるまでの量の触媒を添加するケースが
ほとんどである。 この場合に外部から供給するためのFe、Co及
びNi成分としては、Fe、Co、Niの金属、合金、
酸化物等の各種化合物を使用することができる
が、本発明発明方法においては生成する炭化けい
素ウイスカーの収率の向上や粉粒状炭化けい素の
副生を抑制するといつた点から、特にけい素源原
料に対してFe、Co、Ni成分が均一に分布してい
ることが好ましく、従つてFe、Co、Ni成分は液
状形態で使用することが好適で、Fe、Co及びNi
成分の溶液によりけい素源原料やこれに炭素質物
質を加えた混合物原料を処理した場合には、これ
ら原料の表面にFe、Co及びNi成分を均一に付着
させることができ、高収率でしかも粉粒状炭化け
い素含量のより少ない炭化けい素ウイスカーを得
ることができる。ここで、けい素源原料としてゲ
ル状無水けい酸やシラン類の加水分解生成物など
を使用する場合、その調製は水分散液系で行われ
るため、Fe、Co及びNi成分としてFe、Co及び
Niの水溶性化合物から選ばれる１種又は２種以
上を使用し、上記水分散液中に溶解状態で存在さ
せることが好ましい。この場合、これらFe、Co、
Niの水溶性化合物の水溶液を用いてけい素源原
料又はこれに炭素質物質を加えた混合物原料を処
理し、これら原料に均一にFe、Co、Ni成分を含
有させる場合には、上記水溶液にこれら原料を投
入し、しかる後、この水溶液のPHを6.5〜８に調
整することが好ましい。PHを6.5以上とすること
により、上記水溶性化合物のFe、Co、Ni成分を
投入した原料の表面に効果的に吸着させることが
できる。即ち、余剰の水を過によつて除去して
もFe、Co、Ni成分の固定率が低下することがな
く、かつ乾燥の負荷を下げることができる。ま
た、PHを８以下に抑えることにより、PH調整用に
使用したアルカリ成分、例えば苛性ソーダであれ
ば、Na成分の濃度をウイスカーの不純物濃度の
増加に影響のない程度に抑制することができる。 このようにしてFe、Co、Ni成分の含有量が調
整されたけい素源原料と炭素質物質との混合物原
料は、加熱反応により炭化けい素ウイスカーとさ
れる。この場合、この反応は不活性ガスのみの雰
囲気下で行うこともできるが、好ましくは１〜
100容量％、更に好ましくは１〜74容量％、特に
好ましくは５〜75容量％の水素ガスと不活性ガス
とのガス雰囲気下で行うことが望ましい。この場
合に使用される水素ガスは、水素濃度が高い程得
られる炭化けい素ウイスカーの収率がよく、また
粉粒状炭化けい素の生成を抑制する作用を示す
が、水素濃度が１容量％以下の場合には実質的に
水素ガスを使用しなかつたのに等しい。また、あ
る程度以上水素濃度を高くすると雰囲気中の水素
が原料中の炭素と反応して炭化水素となり、結果
において炭化けい素の生成収率が低下する場合が
あり、水素濃度を75容量％以下に抑えることが実
際上好適である。 上記水素ガスの効果はけい素源原料としてクロ
ロシラン類、クロロジシラン類、アルコキシシラ
ン類、アルコキシジシラン類の加水分解生成物を
使用した場合に特に顕著である。これはこの種の
けい素源原料には≡Si−Ｈ、≡Si−Ｃ、≡Si−Si
≡結合が存在し、この結合が反応のための昇温過
程で分解し、この結合の分解によつて得られた活
性度の高いけい素原子が水素ガスが存在しないと
きには雰囲気中の不純物ガスや原料から排出され
るガスを吸着して失活するのに対し、ここに水素
ガスが存在するとこの活性化けい素が水素との吸
脱着の繰返しによつて高活性を維持し、そのため
に粉粒状炭化けい素よりも低飽和度で生成し易い
炭化けい素ウイスカーが析出し、これによつて系
内の飽和度が上昇せず、高過飽和が生成条件とさ
れる粉粒状物の生成が抑制されるためと推定され
る。 なお、本発明方法においてはけい素源原料と炭
素質物質との反応は高温にて行われる。この加熱
温度は、反応を有利に進行させる点から1400〜
1700℃の範囲とすることが好ましく、より好まし
い範囲は1400〜1600℃とされるが、これによれば
原料中の高活性のけい素原子が炭素とガスの存在
下で効果的に反応するので、結果において従来法
にくらべて高い収率で、しかも粉粒状炭化けい素
の含有率の低い状態で得ることができる。 このようにして得られる炭化けい素ウイスカー
は通常過剰の炭素を含有したものであるので、こ
のものは空気気流中において600〜800℃で酸化し
て炭素を除去することによつて純度99.0〜99.5％
の炭化けい素ウイスカーとすることができるが、
これによれば炭化けい素ウイスカーを炭化けい素
転換率（けい素収率）で70〜90％の高い収率で得
ることができ、これはアスペクト比が10〜200の
範囲であり、線径が0.1〜2.5μｍの短繊維集合体
で配向性がなく、しかも目視上では粒状で取扱い
も粉体と同様とされるものであり、しかもこのも
のは粉粒状炭化けい素の含有量が非常に少量とさ
れているので加圧成形や押出し成形などの既存の
成形技術による成形が容易であり、さらには粉状
の複合基材との混合も容易にしかも均一に実施で
きることから、これにはセラミツク、金属、プラ
スチツクなどの複合強化材用短繊維として有用と
されるという有利性が与えられる。 発明の効果 本発明によれば、粉粒状炭化けい素量の少な
く、かつ高純度の炭化けい素ウイスカーを収率よ
く製造することができ、工業的製法として有効で
ある。 以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的
に説明するが、本発明は以下の実施例に制限され
るものではない。なお、以下の表中に示すFe、
Co、Niの値は、試料を弗酸と硝酸の混酸で処理
した後に発光分光分析法により測定した試料の単
位重量当たりの含有量（ppm）である。但し、け
い素源原料と炭素質物質の混合原料の場合は混合
物原料中に含まれるFe、Co及びNi成分のけい素
源原料のけい素成分に対する重量濃度（ppm）で
ある。また、収率は対けい素収率であつてモル％
を意味する。 実施例 １ 市販のシリカゲル60ｇに触媒としてFeCl3・
6H2O0.011ｇ、CoCl2・6H2O0.015ｇ、NiCl2・
6H2O0.018ｇを溶解した水溶液300c.c.を含浸させ
て過することなく、十分な乾燥を行つた。この
シリカゲルにカーボンブラツク60ｇを加えて十分
混合し、混合物原料を得た。 得られた混合物原料をアルゴン75％、水素25％
の雰囲気中1600℃で２時間反応させ、更に800℃
の空気気流中で２時間放置して未反応遊離炭素を
除去し、反応生成物を得た。 この反応生成物（炭化けい素ウイスカー）の重
量は34.8ｇ、収率は83％であり、電子顕微鏡に画
像解析装置を接続して反応生成物中の粉粒状炭化
けい素の含有量を測定したところ1.2％と低い値
が得られた。また、Ｘ線回折で結晶型を測定した
ところ、β型炭化けい素であつた。 なお、使用したシリカゲル（市販品）、カーボ
ンブラツク、混合物原料、反応生成物のFe、Co、
Niの値は第１表の通りである。
炭化けい素含量が少なく、かつ純度の高い炭化け
い素ウイスカーを製造する方法に関する。 従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 炭化けい素ウイスカーは他の複合材料用繊維に
比べ、強度、弾性率、耐酸化性、耐熱性、化学的
安定性に優れていることからセラミツク、金属、
プラスチツクなどの複合強化剤として、更には各
種金属との濡れ性も良好であることから特に金属
の複合強化剤として注目を集めている。 こうした炭化けい素ウイスカーの製造方法は、
大別して(A)高温高圧下で液体状炭化けい素から晶
析させる方法、(B)金属けい素の融液中に炭素を溶
解し、炭化けい素を結晶化させる方法、(C)炭化け
い素粉末から炭化けい素を高温で昇華させて結晶
化させる方法、(D)けい素化合物の熱分解反応によ
つて生成する炭化けい素を結晶として成長させる
方法が挙げられる。 しかしながら、このうちの(A)、(B)の方法は極め
て高温、高圧または金属融液の使用のため、製造
設備面から製造に大きな困難を伴い、また、(C)の
方法も操作温度が極めて高温である上、操作が容
易でなく、しかも設備が複雑で製造したウイスカ
ーの分別採集が困難であり、従つて(A)〜(C)の方法
はいずれも工業的製法としての致命的欠陥を持つ
ている。 従つて、現在に至る炭化けい素の製造方法とし
ては前記(D)の種々の熱分解反応によつて炭化けい
素を生成させながらウイスカー状に析出させると
いう方法が主流であり、この方法につき更に様々
な方法が提案されている。即ち、前記(D)の方法と
して、(1)二酸化けい素を炭素あるいは金属けい素
と炭素で固相還元する方法、(2)有機けい素化合物
又はけい素化合物と炭素質化合物との混合物をガ
ス状として高温で反応させる方法、(3)含フツ素け
い酸塩と炭素との反応による気相成長法が知られ
ている。 しかしながら、これらの方法のうち、(2)の方法
は気相で反応を行なうため、反応室の単位体積当
り製造し得る炭化けい素ウイスカーの量が極めて
低く、かつ、高温反応であるため、工業的規模の
製造に際しては大容量の反応室内を高温に維持す
る必要があるほか、腐食性の反応副生物が生成さ
れるなどの問題がある。また、(3)の方法は、含フ
ツ素けい酸塩を溶融し、これに添加した炭素によ
つて還元反応を行ない、発生する蒸気を冷却して
炭化けい素ウイスカーを生成させるもので、この
(3)の方法も気相反応を利用している点から前記(2)
の方法と同様の問題点をかかえ、更には大量の溶
融塩を取扱う必要があり、製造設備の材質が大き
く制限されたり、製造した炭化けい素ウイスカー
にこれら溶融塩が不純物として混入するなどの問
題が生じ、炭化けい素ウイスカーの工業的製法と
しては好ましくない。 これに対し、(1)の固相還元を利用する方法は最
も入手し易い二酸化けい素を始発剤とするもので
あつて、反応様式により以下の２種のタイプに分
類される。 二酸化けい素と炭素を原料として SiO2＋Ｃ→SiO＋CO SiO＋2C→SiC＋CO の反応により、即ち一般に炭化けい素の工業的
製法として知られるAcheson法と基本的に同じ
方法により炭化けい素ウイスカーを製造する方
法。 二酸化けい素と金属けい素及び炭素を原料と
して SiO2＋Si→2SiO SiO＋2C→SiO＋CO2 の反応により製造する方法。 このうちの方法は、初めに二酸化けい素と金
属けい素との反応により一酸化けい素を発生させ
ることが不可欠であり、このため、例えば特公昭
47−18531号公報に開示された一酸化けい素を発
生させる部位から離れた場所に炭素又は黒鉛の基
板を配設する方法などにより、未反応の金属けい
素が残らないように二酸化けい素と炭素との接触
を避けて先ず二酸化けい素と金属けい素とによる
一酸化けい素生成反応を優先的に行なう必要があ
り、このため製造設備の容易が必然的に大きくな
り、また、収率の低下が避けられないといつた欠
陥がある。 これに対しの方法は、の方法に見られる前
記欠陥が生じることなく、二酸化けい素と炭素と
を均一に混合してこれら混合物を所定の温度にす
るだけでよく、工業的製法として有利な方法であ
る。 一方、前記の方法で炭化けい素ウイスカーを
製造するためのけい素源原料についても種々の検
討がなされ、例えば(a)稲科植物の籾殻中に存在す
るけい素分を原料とする方法、(b)けい砂を原料と
する方法、(c)シラスやガラス屑を原料とする方
法、(d)シリカゾル、シリカゲルなどのような高比
表面積の活性なシリカを原料とする方法などが知
られている。 しかしながら、(a)の方法では反応前に原料であ
る籾殻を予め炭化ないし灰化する前処理が必要で
あり、しかもこれらはけい素含有率が20％以下で
あることから大規模な籾殻の処理設備が必要とさ
れるほか、原料の籾殻を入手するために季節的、
気象的変動を受け易く、また、製造された炭化け
い素ウイスカーに対する不純物の混入量も多いと
いつた欠点がある。また、(b)の方法においてはけ
い砂を予め微粉砕する工程が必要であるが、けい
砂は結晶質物質であるために非晶性のけい素源原
料に比して反応性が悪く、収率が低くなるといつ
た欠点あり、(c)の方法では原料中に含まれるけい
素以外の金属不純物が生成する炭化けい素ウイス
カーに混入したり、原料の加熱過程で不純物がガ
ス化飛散して低温部で凝集固化して連続操業を妨
げるといつた問題点が生じる。更に(d)の方法の場
合には、けい素源原料としてシリカは高価であ
り、しかもシリカは高温になると収縮して反応温
度では低比表面積の活性を失つたシリカに変化す
るために反応性が期待したほど芳しくなく、従つ
て収率も良くないといつた問題があり、(a)〜(d)の
いずれのけい素源原料を用いても不純物含量の少
ない炭化けい素ウイスカーを高収率で製造するこ
とはできない。 また、最近では加水分解性のけい素化合物をけ
い素源原料として使用し、この加水分解性のけい
素化合物と炭素化合物を水蒸気を含む熱ガス中に
混入してけい素酸化物と炭素の混合エーロゾルを
形成し、この混合エーロゾルを原料として炭化け
い素ウイスカーを製造する方法（特開昭60−
16809号公報、特公昭61−2640号公報）が開示さ
れているが、この方法で形成される混合エーロゾ
ルは極めて微細である上、嵩比重が小さいので取
扱いが困難であると共に、単位容積当りの原料仕
込み量が少なくなり、生産性に劣るといつた不利
がある。 更に、前記の方法において、けい素源原料以
外の要素についても種々の試みがなされ、前記(b)
〜(d)のけい素源原料を使用した方法につき、以下
の改良方法などが提案されている。 (i) 反応速度を高めるべく、塩素又は塩化水素、
更に炭素源として蒸気化し易い炭化水素、ハロ
ゲン化炭化水素などを雰囲気中に混入する方法
（特公昭52−28787号公報、米国特許3933984
号）。 (ii) 二酸化けい素と炭素の混合物にVLS触媒と
してFe、Co、Ni、Ｂ、La、Mn、Al、Tiなど
の金属粉末やこれらの化合物、更に空間形成剤
として食塩等の蒸気を利用した方法（米国特許
3622272号、特公昭51−8760号公報、特公昭59
−45637号公報、特公昭60−44280号公報、特開
昭61−22000号公報）。 しかしながら、(i)の方法は、腐食性ガスを使用
するといつた難点があり、また(ii)の方法において
は、上記VLS触媒を多量に用い、更に空間形成
剤として食塩等を使用するため、これらが炭化け
い素ウイスカーの製造過程で炭化けい素ウイスカ
ーに不純物として取込まれてウイスカーの純度を
低下させ、これがウイスカーと複合材料マトリツ
クスとの濡れ性、付着力の低下やウイスカーの靭
性の低下をひき起こすといつた欠点がある。 また、の方法では上述したいずれの方法にお
いても目的とする炭化けい素ウイスカーと共に多
量の粉粒状炭化けい素が副生する確立が高い。こ
の粉粒状炭化けい素の大きさや含有率はウイスカ
ー生成条件により変化するものの、この粉粒状炭
化けい素はウイスカー中に広く分散して副生する
ため、この副生物を含むウイスカーを金属やプラ
スチツクと複合化すると、実質的なウイスカーの
堆積含有率が低く、期待した程の複合効果が得ら
れないばかりか、粒径の大きい粉状体や微粉状物
のためにかえつて複合剤の強度が低下する場合が
生じ、従つて粉粒状炭化けい素を多量に含有した
炭化けい素ウイスカーはセラミツク、金属、プラ
クスチツクなどの複合強化剤として適当でない場
合も少なくない。しかも炭化けい素ウイスカー中
に副生した上記粉粒状物は、親油性と親水性の差
を利用した分離方法や遠心沈降法によつても完全
に分離し得ないといつた問題がある。 本発明者らは上記事情に鑑み、前記(1)の方法、
とりわけの方法を改良して、高純度でありなが
ら、収率よく、容易にかつ安価に粉粒状炭化けい
素含量の少ない炭化けい素ウイスカーを製造する
方法につき鋭意検討を重ね、クロロシランまたは
クロロジシランの加水分解生成物をけい素源原料
として炭素質物質と混合して1400〜1700℃の高温
で反応させるという方法を提案した（特願昭60−
26687号、特願昭61−53243号）。この方法により
80％以上の高い収率で炭化けい素ウイスカーの製
造が可能となつたもの、とりわけ副生する粉粒状
炭化けい素の含量の抑制と金属不純物を低下させ
る点において更なる改良が必要とされていた。 従つて、本発明の目的は、純度、収率、生産
性、操作性、製造設備面、コスト面において優れ
た炭化けい素ウイスカーを製造することができ、
特に粉粒状炭化けい素含量が少なく、かつ純度の
高い炭化けい素ウイスカーを安価に製造すること
ができる方法を提供することにある。 問題点を解決するための手段及び作用 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検
討を重ねた結果、前記(1)の固相還元方法、とりわ
けの方法をベースとするけい素及び酸素を主成
分とするけい素源原料と炭素質物質との混合物原
料を製造する方法において、前記混合物原料に
Fe、Co及びNi成分の合計量がけい素源原料のけ
い素成分に対して25〜2000ppmとなるようにFe、
Co及びNi成分の１種又は２種以上を含有させる
ことにより、炭化けい素ウイスカーへの不純物の
混入、及び粉粒状炭化けい素の副生が低レベルに
まで抑制され、かつ収率、生産性、操作性等に優
れた炭化けい素ウイスカーの製造を行うことがで
きることを知見した。 即ち、本発明者らは炭化けい素ウイスカー中の
不純物の混入を最小限に抑制し、かつ粉粒状物の
生成を抑制しながら収率、生産性、操作性等に優
れた炭化けい素ウイスカーの製造条件を種々検討
した結果、けい素及び酸素を主成分とするけい素
源原料と炭素質物質の混合物を高温で反応して炭
化けい素ウイスカーを製造する方法において、反
応原料中のFe、Co、Niの含有率の合計量がけい
素及び酸素を主成分とするけい素源原料のけい素
成分に対して25ppm以上で2000ppm以下の範囲と
なるように必要に応じてFe、Co、Niの化合物を
添加、調製することにより、ウイスカー生成に必
要かつ十分な条件を与えることを見出したもの
で、種々の原料による炭化けい素ウイスカーの製
造を試みる過程で後述する第２表に示したような
極めて高純度なシリカゲル及び炭素を使用した場
合には、ウイスカー状炭化けい素が全く生成しな
いという新規な知見を得、更に特定の不純物含有
量が増加するにつれてウイスカーの成長が促進さ
れることや不純物金属の原料中の含有量とウイス
カー中の含有量には相関があることなどの知見を
得た。この結果に基いて種々のVLS触媒とその
濃度を検討したところ、反応原料中のFe、Co、
Niの含有量の合計量がけい素及び酸素を主成分
とするけい素源原料のけい素成分に対して25ppm
以上で2000ppm以下、より好ましくは25ppm以上
で750ppm以下の範囲となるようなFe、CO、Ni
の濃度に調整した原料を使用した場合に粉粒状物
が殆どない高純度炭化けい素ウイスカーが得られ
るという最も良好な結果を得て、本発明を完成さ
せたものである。 なお、従来、Fe、Co及びNi成分は炭化けい素
ウイスカーの製造に触媒として使用することは、
L.Patricらにより炭化けい素ウイスカーの製造に
対し、VLS機構の触媒としてCr、Al、Fe、Co、
Cu、Si、Auが有効であることが報告（Physical
Review 143、526（1966））されて以来、これらの
金属や金属化合物、更にはNi等の遷移金属を中
心とした種々の金属及びこれらの金属化合物が検
討されており、既によく知られたことである。し
かしながら、Fe、Co及びNi成分等の使用量につ
いては全く記載がないか、あるいはこの記載があ
る場合には2000ppmを超えて大量に使用した場合
の報告がほとんどであり、従来はこれらFe、Co、
Ni量を多量に使用することが行われてきた。 この場合、特公昭50−18479号公報には、少量
の触媒を用いる方法が記載されているが、この方
法は前記(1)のの方法であり、本発明の目的とす
る(1)のの方法と本質的に相違するものである。
また、反応方法についてもSiとSiO2との混合物
に触媒を添加し、この混合物の上に黒鉛粉末を覆
わせて行う方法であり、しかも触媒の効果として
はSi＋SiO2からSiOの発生速度を高め、結果とし
て全体の反応速度を速くすることが目的であつ
て、VLS触媒としてのウイスカー成長効果につ
いては何ら示していない。また、特開昭61−
22000号公報にも少量の触媒の使用が示唆されて
いるが、実際に実施例で行つている触媒量は非常
に多く、Fe／Si＝17000ppmである上、この方法
は助触媒としてアルカリ金属・アルカリ土類金属
のハロゲン化物の使用を必須とする。 従つて、(1)のの方法に従い、けい素及び酸素
を主成分とするけい素源原料と炭素質物質との混
合物原料を高温で反応させて炭化けい素ウイスカ
ーを製造する場合、Fe、Co、Niを従来のように
大量に使用せずにその使用量を局限された少量と
すること、具体的にけい素原料中のけい素成分に
対して25〜2000ppm、特に25〜750ppmの使用量
とすること、これにより粉粒状物の少ない高純度
炭化けい素ウイスカーが収率よく得られるという
ことは、本発明者らによる新知見である。 それ故、本発明は、けい素及び酸素を主成分と
するけい素源原料と炭素質物質との混合物原料を
高温で反応させて炭化けい素ウイスカーを製造す
る方法において、前記混合物原料にFe、Co及び
Ni成分の合計量がけい素源原料のけい素成分に
対して25〜2000ppmとなるようにFe、Co及びNi
成分の１種又は２種以上を含有させた炭化けい素
ウイスカーの製造方法を提供するものである。 以下、本発明につき更に詳しく説明する。 本発明方法に使用されるけい素源原料としては
けい素及び酸素を主成分とするものであれば、特
に制限はなく、シリカゲル等種々のものが使用し
得るが、特に製造される炭化けい素ウイスカーの
収率及び粉粒状炭化けい素含量の抑制といつた点
からは、けい酸塩には無機酸を加えて得られるゲ
ル状無水ケイ酸、又は一般式 RaSiCl4-a （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、ａは０
〜３の整数） で表されるクロロシラン類及び一般式 RbSi2Cl6-b （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、ｂは１
〜５の整数） で表されるクロロジシラン類から選ばれる１種又
は２種以上のシラン類の加水分解生成物、又は一
般式 RaSi（OR′）4-a （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、R′は
一価炭化水素基、ａは０〜３の整数） で表されるアルコキシシラン類及び一般式 RbSi2（OR′）6-b （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、R′は
一価炭化水素基、ｂは１〜５の整数） で表されるアルコキシジシラン類から選ばれる１
種又は２種以上のシラン類の加水分解生成物が好
適である。 なお、前記ゲル状無水けい酸はケイ酸ソーダや
ケイ酸カルシウム等のけい酸塩に塩酸や硫酸等の
無機酸を加えて反応させた後に水洗、乾燥して得
ることができる。この場合、けい酸塩に含まれる
金属不純物は無機酸により溶解して水洗除去され
るため、得られたゲル状無水けい酸にはほとんど
Fe、Co及びNi成分が含有されておらず、けい素
源原料として使用した場合のFe、Co及びNi成分
の濃度管理に好適であるといつた利点を有するも
のである。 また、前記シラン類の分解生成物を得る場合に
用いるクロロシラン類としては、CH3SiCl3、
（CH3）2SiCl2、（CH3）3SiCl、（CH2＝CH）SiCl3、
C6H5SiCl3、HSiCl3、H2SiCl2、SiCl4などが例示
され、これらはシリコーン工業における原料物質
としての（CH3）2SiCl2、CH3SiCl3などを得るた
めのメチルクロリドのような有機塩化物と金属け
い素との直接反応によつて作られるかまたはその
副生成物として得られるもの、半導体工業におい
て主原料とされるトリクロロシラン（HSiCl）3を
合成するための塩化水素と金属けい素との直接反
応によつて得られるもの、更にはその副生物とし
て得られるH2SiCl2、SiCl4などとしてもよいが、
これらはトリクロロシランの不均化反応、SiCl4
をリチウムアルミニウムハイドライドで還元水素
化したものとしてもよい。また、クロロジシラン
類としては、（CH3）Si2Cl5、（CH3）2Si2Cl4、
（CH3）3Si2Cl3、（C6H5）3Si2Cl3などが例示される。
これらは上気したクロロシラン類の直接合成時に
高沸点留分として副生する成分中に多量に含有さ
れているもので、それ自体はシリコーン工業原料
として使用できないために従来は廃棄されていた
ものであることから、容易にかつ安価に入手でき
るものであるが、これはポリメチルシランを熱分
解、塩素化することによつて作つたものでもよ
い。なお、このクロロシラン類またはクロロジシ
ラン類は上記一般式におけるａ値が０〜３、ｂ値
が１〜５の範囲で変化したものが各種得られるの
で、これらは適宜組合せればそのけい素原子と炭
素原子の比を所望の割合で含むものが容易に得ら
れる。これらのクロロシラン類及びクロロジシラ
ン類は、通常Fe、Co及びNi成分を初めとする金
属不純物を含有しており、けい素源原料に使用す
る場合のFe、Co及びNi成分の濃度管理の面から
けい素源原料を得るための原料として使用するの
に先立ち、単蒸留または蒸留精製法等の方法によ
り前記金属不純物を除去することができる。 また、アルコキシシラン類、アルコキシジシラ
ン類としては、前記クロロシラン類、又はクロロ
ジシラン類の加アルコール分解生成物やアルコー
ルと金属けい素の直接反応によつて得られるアル
コキシシラン類であつてもよい。これらアルコキ
シシラン類やアルコキシジシラン類は、クロロシ
ラン類やクロロジシラン類と同様にけい素源原料
に使用する場合のFe、Co及びNi成分の濃度管理
の面からけい素源原料を得るための原料として使
用するのに先立ち、単蒸留又は蒸留精製法等の方
法により前記金属不純物を除去することができ
る。 なお、けい素源原料として使用されるシラン類
の加水分解生成物は、上記クロロシラン類、クロ
ロジシラン類やアルコキシシラン類、アルコキシ
ジシラン類のガス又は液体を直接水に接触するこ
とにより容易に製造することができる。このよう
にすると、クロロシラン類、クロロジシラン類は
容易に加水分解されてその≡Si−Cl結合は≡Si−
Ｏ結合に変化してけい素及び酸素を主成分とする
加水分解生成物になる。また、アルコキシシラン
類やアルコキシジシラン類も容易に加水分解され
てその≡Si−OR′結合は≡Si−OH結合を経由し
て≡Si−Ｏ−Si≡結合に変化し、けい素と酸素を
主成分とする加水分解生成物になる。このように
して得られた加水分解生成物は必要に応じてPH調
製、乾燥処理してから次工程に送られるが、この
加水分解生成物のけい素原子１個当たりに対する
結合水素及び／又は結合一価炭化水素基の個数
（Ｒ／Si）が2.0より大きいと、次工程での加熱に
より加水分解生成物が低沸点のシロキサンとなつ
てSi分が飛散し、目的とする炭化けい素ウイスカ
ーの収率が低下してしまう場合があるので、Ｒ／
Si＝０〜2.0の範囲、好ましくは０〜1.75の範囲と
することがよい。このためこの加水分解に当たつ
てはクロロシラン類、クロロジシラン類、又はア
ルコキシシラン類、アルコキシジシラン類の添加
量を加水分解生成物のＲ／Siがこの範囲となるよ
うに調節することがよい。なお、この加水分解生
成物は≡Si−Ｈ結合、≡Si−Ｃ結合、≡Si−Si≡
結合を含んでいるが、これらの結合は常温では安
定でも炭化けい素ウイスカーを生成するような高
温の反応温度範囲では容易に分解して水素やメタ
ン等の分解ガスが生成して飛散すると共に、残さ
れたけい素原子が活性の高い状態となり、炭化け
い素ウイスカーの収率の向上に寄与することとな
る。 また、本発明方法に使用される炭素質物質とし
ては、アセチレンブラツク、フアーネスブラツク
等のカーボンブラツク、活性炭、木炭などの炭素
成分により構成されているもの、フエノール樹脂
等、加熱により容易に炭素化するもののいずれを
も使用することができる。ここで、炭素成分によ
り構成されたものを炭素質物質として使用する場
合には粉状のものを使用することが好ましい。 更に、上述したけい素源原料と炭素質物質との
混合物原料は、両者をＶ型混合機やパドル型混合
機などを使用した公知の方法により得ることがで
きるが、収率向上の面から両者を十分均一に混合
することが好ましい。このため、けい素源原料に
前記ゲル状無水けい酸を使用しようとする場合に
は、けい酸塩と炭素質物質とを均一に混合し、し
かる後この均一混合物に無機酸を加え、前記混合
物中のけい酸塩をゲル化無水けい酸に変化させ
て、けい素源原料と炭素質物質との混合物原料を
得ることが好ましい。また、けい素源原料に前記
加水分解生成物を使用しようとする場合には、こ
の加水分解生成物の原料であるクロロシラン類、
クロロジシラン類、又はアルコキシシラン類、ア
ルコキシジシラン類に炭素質物質を均一に分散し
た水をを加えて加水分解生成物を生成し、けい素
源原料と炭素質物質との混合物原料を得ることが
好ましい。 本発明方法は上記混合物原料にFe、Co及びNi
成分の合計量がけい素源原料のけい素成分に対し
て25〜2000ppm、好ましくは25〜750ppmとなる
ようFe、Co及びNi成分の１種又は２種以上を含
有させたものである。 この場合、Fe、Co、Ni成分の合計量が25ppm
より低い場合には、この合計量の低下とともに急
激な収率の低下が起こり、また粉粒状炭化けい素
の含量が極端に増大して大部分が粉粒状炭化けい
素となり、例えば合計量が5ppm程度では炭化け
い素ウイスカーは殆ど生成しないという結果が得
られ、他方、2000ppmを超える場合には、この合
計量の増大とともに粉粒状炭化けい素の含量が増
加したり、収率が低下するなど、Fe、Co、Ni成
分の触媒効率がかえつて低下してくると共に、触
媒添加量の増加により炭化けい素ウイスカー中の
不純物含有量がそのまま増加するなどの悪影響が
生じ、いずれの場合にしても得られた炭化けい素
ウイスカーはセラミツク、金属、プラスチツクの
複合強化剤等として利用し難いものとなる。 これらFe、Co及びNi成分は、地殻中の存在度
からして特別の純化処理を施していない工業用原
料には必ずといつていいほど検出され、本発明方
法に使用されるけい素源原料及び炭素質物質との
混合物原料には通常かなりの量のFe、Co及びNi
成分が含まれており、これら成分量が上記合計量
の基準となる。即ち、これら成分量の合計量が前
記25ppmに達しない場合には前記含有量範囲とな
るよう、Fe、Co及びNi成分の１種又は２種以上
を添加する必要があり、逆に2000ppmを超える場
合には物理的又は化学的にこれら成分の１部を除
去して前記含有量範囲となるように調整する必要
があるが、通常は前者の場合が多く、比較的低濃
度のFe、Co及びNi成分を含んだ原料に対して管
理濃度となるまでの量の触媒を添加するケースが
ほとんどである。 この場合に外部から供給するためのFe、Co及
びNi成分としては、Fe、Co、Niの金属、合金、
酸化物等の各種化合物を使用することができる
が、本発明発明方法においては生成する炭化けい
素ウイスカーの収率の向上や粉粒状炭化けい素の
副生を抑制するといつた点から、特にけい素源原
料に対してFe、Co、Ni成分が均一に分布してい
ることが好ましく、従つてFe、Co、Ni成分は液
状形態で使用することが好適で、Fe、Co及びNi
成分の溶液によりけい素源原料やこれに炭素質物
質を加えた混合物原料を処理した場合には、これ
ら原料の表面にFe、Co及びNi成分を均一に付着
させることができ、高収率でしかも粉粒状炭化け
い素含量のより少ない炭化けい素ウイスカーを得
ることができる。ここで、けい素源原料としてゲ
ル状無水けい酸やシラン類の加水分解生成物など
を使用する場合、その調製は水分散液系で行われ
るため、Fe、Co及びNi成分としてFe、Co及び
Niの水溶性化合物から選ばれる１種又は２種以
上を使用し、上記水分散液中に溶解状態で存在さ
せることが好ましい。この場合、これらFe、Co、
Niの水溶性化合物の水溶液を用いてけい素源原
料又はこれに炭素質物質を加えた混合物原料を処
理し、これら原料に均一にFe、Co、Ni成分を含
有させる場合には、上記水溶液にこれら原料を投
入し、しかる後、この水溶液のPHを6.5〜８に調
整することが好ましい。PHを6.5以上とすること
により、上記水溶性化合物のFe、Co、Ni成分を
投入した原料の表面に効果的に吸着させることが
できる。即ち、余剰の水を過によつて除去して
もFe、Co、Ni成分の固定率が低下することがな
く、かつ乾燥の負荷を下げることができる。ま
た、PHを８以下に抑えることにより、PH調整用に
使用したアルカリ成分、例えば苛性ソーダであれ
ば、Na成分の濃度をウイスカーの不純物濃度の
増加に影響のない程度に抑制することができる。 このようにしてFe、Co、Ni成分の含有量が調
整されたけい素源原料と炭素質物質との混合物原
料は、加熱反応により炭化けい素ウイスカーとさ
れる。この場合、この反応は不活性ガスのみの雰
囲気下で行うこともできるが、好ましくは１〜
100容量％、更に好ましくは１〜74容量％、特に
好ましくは５〜75容量％の水素ガスと不活性ガス
とのガス雰囲気下で行うことが望ましい。この場
合に使用される水素ガスは、水素濃度が高い程得
られる炭化けい素ウイスカーの収率がよく、また
粉粒状炭化けい素の生成を抑制する作用を示す
が、水素濃度が１容量％以下の場合には実質的に
水素ガスを使用しなかつたのに等しい。また、あ
る程度以上水素濃度を高くすると雰囲気中の水素
が原料中の炭素と反応して炭化水素となり、結果
において炭化けい素の生成収率が低下する場合が
あり、水素濃度を75容量％以下に抑えることが実
際上好適である。 上記水素ガスの効果はけい素源原料としてクロ
ロシラン類、クロロジシラン類、アルコキシシラ
ン類、アルコキシジシラン類の加水分解生成物を
使用した場合に特に顕著である。これはこの種の
けい素源原料には≡Si−Ｈ、≡Si−Ｃ、≡Si−Si
≡結合が存在し、この結合が反応のための昇温過
程で分解し、この結合の分解によつて得られた活
性度の高いけい素原子が水素ガスが存在しないと
きには雰囲気中の不純物ガスや原料から排出され
るガスを吸着して失活するのに対し、ここに水素
ガスが存在するとこの活性化けい素が水素との吸
脱着の繰返しによつて高活性を維持し、そのため
に粉粒状炭化けい素よりも低飽和度で生成し易い
炭化けい素ウイスカーが析出し、これによつて系
内の飽和度が上昇せず、高過飽和が生成条件とさ
れる粉粒状物の生成が抑制されるためと推定され
る。 なお、本発明方法においてはけい素源原料と炭
素質物質との反応は高温にて行われる。この加熱
温度は、反応を有利に進行させる点から1400〜
1700℃の範囲とすることが好ましく、より好まし
い範囲は1400〜1600℃とされるが、これによれば
原料中の高活性のけい素原子が炭素とガスの存在
下で効果的に反応するので、結果において従来法
にくらべて高い収率で、しかも粉粒状炭化けい素
の含有率の低い状態で得ることができる。 このようにして得られる炭化けい素ウイスカー
は通常過剰の炭素を含有したものであるので、こ
のものは空気気流中において600〜800℃で酸化し
て炭素を除去することによつて純度99.0〜99.5％
の炭化けい素ウイスカーとすることができるが、
これによれば炭化けい素ウイスカーを炭化けい素
転換率（けい素収率）で70〜90％の高い収率で得
ることができ、これはアスペクト比が10〜200の
範囲であり、線径が0.1〜2.5μｍの短繊維集合体
で配向性がなく、しかも目視上では粒状で取扱い
も粉体と同様とされるものであり、しかもこのも
のは粉粒状炭化けい素の含有量が非常に少量とさ
れているので加圧成形や押出し成形などの既存の
成形技術による成形が容易であり、さらには粉状
の複合基材との混合も容易にしかも均一に実施で
きることから、これにはセラミツク、金属、プラ
スチツクなどの複合強化材用短繊維として有用と
されるという有利性が与えられる。 発明の効果 本発明によれば、粉粒状炭化けい素量の少な
く、かつ高純度の炭化けい素ウイスカーを収率よ
く製造することができ、工業的製法として有効で
ある。 以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的
に説明するが、本発明は以下の実施例に制限され
るものではない。なお、以下の表中に示すFe、
Co、Niの値は、試料を弗酸と硝酸の混酸で処理
した後に発光分光分析法により測定した試料の単
位重量当たりの含有量（ppm）である。但し、け
い素源原料と炭素質物質の混合原料の場合は混合
物原料中に含まれるFe、Co及びNi成分のけい素
源原料のけい素成分に対する重量濃度（ppm）で
ある。また、収率は対けい素収率であつてモル％
を意味する。 実施例 １ 市販のシリカゲル60ｇに触媒としてFeCl3・
6H2O0.011ｇ、CoCl2・6H2O0.015ｇ、NiCl2・
6H2O0.018ｇを溶解した水溶液300c.c.を含浸させ
て過することなく、十分な乾燥を行つた。この
シリカゲルにカーボンブラツク60ｇを加えて十分
混合し、混合物原料を得た。 得られた混合物原料をアルゴン75％、水素25％
の雰囲気中1600℃で２時間反応させ、更に800℃
の空気気流中で２時間放置して未反応遊離炭素を
除去し、反応生成物を得た。 この反応生成物（炭化けい素ウイスカー）の重
量は34.8ｇ、収率は83％であり、電子顕微鏡に画
像解析装置を接続して反応生成物中の粉粒状炭化
けい素の含有量を測定したところ1.2％と低い値
が得られた。また、Ｘ線回折で結晶型を測定した
ところ、β型炭化けい素であつた。 なお、使用したシリカゲル（市販品）、カーボ
ンブラツク、混合物原料、反応生成物のFe、Co、
Niの値は第１表の通りである。
【表】
実施例２〜14、比較例１、２
第２表に示す不純物量を有する二酸化けい素60
ｇに第３表に示す量の触媒を実施例１と同様の方
法で含浸させた後、第２表に示す不純物量のカー
ボンブラツク60ｇを十分混合して混合物原料を
得、これを実施例１と同様の方法で反応、後処理
を施して炭化けい素ウイスカーを得た。 触媒処理したシリカゲルとカーボンブラツクと
の混合物原料及び反応生成物（炭化けい素ウイス
カー）の収率、電子顕微鏡に画像解析装置を接続
して測定した微粒状炭化けい素含量の値を第３表
に併記する。
ｇに第３表に示す量の触媒を実施例１と同様の方
法で含浸させた後、第２表に示す不純物量のカー
ボンブラツク60ｇを十分混合して混合物原料を
得、これを実施例１と同様の方法で反応、後処理
を施して炭化けい素ウイスカーを得た。 触媒処理したシリカゲルとカーボンブラツクと
の混合物原料及び反応生成物（炭化けい素ウイス
カー）の収率、電子顕微鏡に画像解析装置を接続
して測定した微粒状炭化けい素含量の値を第３表
に併記する。
【表】
【表】
実施例 15
けい酸ナトリウム（Na2SiO3）200ｇに10％濃
度の塩酸１を作用させてゲル状二酸化けい酸を
含む酸性水溶液を作製し、過、水洗を繰返して
水溶液のPHを７とした後、乾燥して白色粉末のけ
い素源原料を得た。 このけい素源原料60ｇに触媒としてFeCl3・
6H2O0.025、CoCl2・6H2O0.18ｇ、NiCl2・
6H2O0.018ｇを溶解した水溶液を含浸させた後に
乾燥し、これに実施例１で使用したカーボンブラ
ツク60ｇと十分混合して混合物原料を得、以後実
施例１と同様にして反応を行い、反応生成物（炭
化けい素ウイスカー）を得た。この収率は81％、
粉粒状炭化けい素の含有量は1.4％と良好な結果
であつた。 なお、上記けい素源原料及び混合物原料のFe、
Co、Niの値は第４表の通りである。
度の塩酸１を作用させてゲル状二酸化けい酸を
含む酸性水溶液を作製し、過、水洗を繰返して
水溶液のPHを７とした後、乾燥して白色粉末のけ
い素源原料を得た。 このけい素源原料60ｇに触媒としてFeCl3・
6H2O0.025、CoCl2・6H2O0.18ｇ、NiCl2・
6H2O0.018ｇを溶解した水溶液を含浸させた後に
乾燥し、これに実施例１で使用したカーボンブラ
ツク60ｇと十分混合して混合物原料を得、以後実
施例１と同様にして反応を行い、反応生成物（炭
化けい素ウイスカー）を得た。この収率は81％、
粉粒状炭化けい素の含有量は1.4％と良好な結果
であつた。 なお、上記けい素源原料及び混合物原料のFe、
Co、Niの値は第４表の通りである。
【表】
実施例 16
（CH3）3Si2Cl3を純水中に投入して加水分解し
た後、十分に水洗乾燥してけい素源原料を得た。
このけい素源原料62.2ｇに触媒としてFeCl3・
6H2O0.025ｇ、CoCl2・6H2O0.019ｇ、NiCl2・
6H2O0.018ｇを溶解した水溶液300c.c.を含浸させ、
乾燥させた後、これに実施例１で使用したカーボ
ンブラツク60ｇを加えて混合し、以後実施例１と
同様にして炭化けい素ウイスカーの製造を行つ
た。 得られた反応生成物（炭化けい素ウイスカー）
の収量は35.6ｇであり、収率は86％、また、粉粒
状炭化けい素の含有量は1.5％であつた。 なお、上記けい素源原料及び触媒処理したけい
素源原料とカーボンブラツクとの混合物原料の
Fe、Co、Niの値、並びにけい素源原料のけい素
原子１個当たりに対する結合アルキル基の個数
（Ｒ／Si）は第５表の通りである。
た後、十分に水洗乾燥してけい素源原料を得た。
このけい素源原料62.2ｇに触媒としてFeCl3・
6H2O0.025ｇ、CoCl2・6H2O0.019ｇ、NiCl2・
6H2O0.018ｇを溶解した水溶液300c.c.を含浸させ、
乾燥させた後、これに実施例１で使用したカーボ
ンブラツク60ｇを加えて混合し、以後実施例１と
同様にして炭化けい素ウイスカーの製造を行つ
た。 得られた反応生成物（炭化けい素ウイスカー）
の収量は35.6ｇであり、収率は86％、また、粉粒
状炭化けい素の含有量は1.5％であつた。 なお、上記けい素源原料及び触媒処理したけい
素源原料とカーボンブラツクとの混合物原料の
Fe、Co、Niの値、並びにけい素源原料のけい素
原子１個当たりに対する結合アルキル基の個数
（Ｒ／Si）は第５表の通りである。
【表】
実施例 17
（CH3）4Si2Cl2、（CH3）3Si2Cl3、CH3SiCl3の
２：２：１の混合物を実施例16と同様に加水分解
して得たけい素源原料65.7ｇに触媒として
FeCl3・6H2O0.03ｇ、CoCl2・6H2O0.019ｇ、
NiCl2・6H2O0.019ｇを溶解した水溶液300c.c.含浸
させた以外は実施例16と同様にして炭化けい素ウ
イスカーの製造を行つた。この時の収率は81％、
粉粒状炭化けい素の含有量は1.6％であつた。 なお、けい素源原料及び混合物原料のFe、Co、
Niの値、並びにけい素源原料のＲ／Siの値は第
６表の通りである。
２：２：１の混合物を実施例16と同様に加水分解
して得たけい素源原料65.7ｇに触媒として
FeCl3・6H2O0.03ｇ、CoCl2・6H2O0.019ｇ、
NiCl2・6H2O0.019ｇを溶解した水溶液300c.c.含浸
させた以外は実施例16と同様にして炭化けい素ウ
イスカーの製造を行つた。この時の収率は81％、
粉粒状炭化けい素の含有量は1.6％であつた。 なお、けい素源原料及び混合物原料のFe、Co、
Niの値、並びにけい素源原料のＲ／Siの値は第
６表の通りである。
【表】
実施例 18〜27
第27表に示した各種シラン類、混合物を調製
し、該混合物100ｇを１の純粋中に投入して加
水分解生成物を合成した。この際、アルコキシシ
ラン類はアルコキシジシラン類の場合は加水分解
速度を速める為に10％アンモニア水を数滴添加し
て加水分解を行つた。得られた各種シラン類の加
水分解生成物の水懸濁液中にFeCl3・6H2O0.03ｇ
を添加し、激しく撹拌した。更に、ここに1N苛
性ソーダ水溶液を徐々に滴下し、PHを7.3〜7.7に
調整して15分間撹拌した。 加水分解生成物の水懸濁液を過し、ケークを
更に純粋で洗浄、過、乾燥してかい素と酸素を
主成分とするけい素源原料を得た。 得られた各種けい素源原料とFeCl3・6H2Oを
添加する前の各種加水分解生成物それぞれの発光
分析を行つて、Feの含有量を測定し、Feの固定
率を算出したところ、第７表に示したように96〜
99％の固定率となつた。 得られたけい素と酸素を主成分とするけい素源
原料にカーボンブラツク40ｇを十分混合し、混合
物原料を得た。 この混合物原料をアルゴン75％、水素25％の雰
囲気中1600℃で２時間反応させ、更に800℃の空
気気流中で２時間放置して未反応遊離炭素を除去
し、反応生成物を得、第７表の結果を得た。
し、該混合物100ｇを１の純粋中に投入して加
水分解生成物を合成した。この際、アルコキシシ
ラン類はアルコキシジシラン類の場合は加水分解
速度を速める為に10％アンモニア水を数滴添加し
て加水分解を行つた。得られた各種シラン類の加
水分解生成物の水懸濁液中にFeCl3・6H2O0.03ｇ
を添加し、激しく撹拌した。更に、ここに1N苛
性ソーダ水溶液を徐々に滴下し、PHを7.3〜7.7に
調整して15分間撹拌した。 加水分解生成物の水懸濁液を過し、ケークを
更に純粋で洗浄、過、乾燥してかい素と酸素を
主成分とするけい素源原料を得た。 得られた各種けい素源原料とFeCl3・6H2Oを
添加する前の各種加水分解生成物それぞれの発光
分析を行つて、Feの含有量を測定し、Feの固定
率を算出したところ、第７表に示したように96〜
99％の固定率となつた。 得られたけい素と酸素を主成分とするけい素源
原料にカーボンブラツク40ｇを十分混合し、混合
物原料を得た。 この混合物原料をアルゴン75％、水素25％の雰
囲気中1600℃で２時間反応させ、更に800℃の空
気気流中で２時間放置して未反応遊離炭素を除去
し、反応生成物を得、第７表の結果を得た。
【表】
実施例 28
反応温度を第８表とした以外は実施例１と同様
にして炭化けい素ウイスカーを製造した。 この結果得られた炭化けい素ウイスカーは第８
表の通りであつた。
にして炭化けい素ウイスカーを製造した。 この結果得られた炭化けい素ウイスカーは第８
表の通りであつた。
【表】
実施例 29
Ar90％、H210％の混合雰囲気中で反応を行つ
た以外は実施例１と同様にして炭化けい素ウイス
カーを製造した。 その結果、得られた炭化けい素ウイスカーは収
率80％、粉粒状炭化けい素割量2.2％のものであ
つた。 比較例 ３ 第２表に示す二酸化けい素６ｇと炭素６ｇとを
十分混合し、混合物原料とした。この原料をアル
ゴン75％、水素25％の雰囲気中1600℃で２時間反
応させて実施例１と同様の処理を行つたところ
3.5ｇの粉末を得た。これを電子顕微鏡で観察し
たところ、その殆どが粉粒状であり、ウイスカー
状のものはごくわずかであつた。また、Ｘ線回折
の結果では他の実施例同様にβ型炭化けい素のパ
ターンを示した。 比較例 ４ 第２表に示す原料を使用し、触媒として第９表
に示す種類、量の元素が含有されるようにそれぞ
れの元素の水溶液を用いた以外は実施例２と同様
にして炭化けい素ウイスカーを製造した。 得られた炭化けい素ウイスカーの収率及び粉粒
状炭化けい素含量を第９表に併記する。
た以外は実施例１と同様にして炭化けい素ウイス
カーを製造した。 その結果、得られた炭化けい素ウイスカーは収
率80％、粉粒状炭化けい素割量2.2％のものであ
つた。 比較例 ３ 第２表に示す二酸化けい素６ｇと炭素６ｇとを
十分混合し、混合物原料とした。この原料をアル
ゴン75％、水素25％の雰囲気中1600℃で２時間反
応させて実施例１と同様の処理を行つたところ
3.5ｇの粉末を得た。これを電子顕微鏡で観察し
たところ、その殆どが粉粒状であり、ウイスカー
状のものはごくわずかであつた。また、Ｘ線回折
の結果では他の実施例同様にβ型炭化けい素のパ
ターンを示した。 比較例 ４ 第２表に示す原料を使用し、触媒として第９表
に示す種類、量の元素が含有されるようにそれぞ
れの元素の水溶液を用いた以外は実施例２と同様
にして炭化けい素ウイスカーを製造した。 得られた炭化けい素ウイスカーの収率及び粉粒
状炭化けい素含量を第９表に併記する。
【表】
本発明方法によれば、けい素及び酸素を主成分
とするけい素源原料と炭素質物質との混合物原料
を高温で反応させるために反応室の容量当たりの
炭化けい素ウイスカーの生産量が多く、従つてコ
ンパクトな製造設備で生産し得るなど生産性に優
れ、また、けい素源原料と炭素質物質を均一に混
合してこれら混合物原料を高温にするだけでよ
く、従つて操作性にも優れている上、混合物原料
に特定量のFe、Co、Ni成分を含有させたことに
より、第３表及び第７表の結果から明らかなよう
に、炭化けい素ウイスカーを高収率に、しかも粉
粒状炭化けい素含量を少量に抑えて製造すること
ができ、特にけい素源原料と炭素質物質との混合
物原料にFe、Co及びNi成分の合計量がけい素源
原料のけい素成分に対して25〜750ppmとなるよ
うFe、Co及びNi成分の１種又は２種以上を含有
させることにより、極めて高収率かつ粉粒状炭化
けい素含量の少ない炭化けい素ウイスカーを得る
ことができることが認められた。 更に本発明方法においては、実施例15に示した
ようにけい酸塩に無機酸を加えて得られるゲル状
無水けい酸や実施例16〜27に示したように特定の
クロロシラン類、クロロジシラン類、アルコキシ
シラン類、アルコキシジシラン類を加水分解して
得られる加水分解生成物を好適なけい素源原料と
して使用することができ、中でも実施例16〜27の
比較から明らかなように、上記加水分解生成物の
けい素原子１個当たりに対する結合水素及び／又
は結合一価炭化水素基の個数（Ｒ／Si）を０〜２
の範囲にすればより一層高収率の炭化けい素ウイ
スカーを得ることができることが認められた。
とするけい素源原料と炭素質物質との混合物原料
を高温で反応させるために反応室の容量当たりの
炭化けい素ウイスカーの生産量が多く、従つてコ
ンパクトな製造設備で生産し得るなど生産性に優
れ、また、けい素源原料と炭素質物質を均一に混
合してこれら混合物原料を高温にするだけでよ
く、従つて操作性にも優れている上、混合物原料
に特定量のFe、Co、Ni成分を含有させたことに
より、第３表及び第７表の結果から明らかなよう
に、炭化けい素ウイスカーを高収率に、しかも粉
粒状炭化けい素含量を少量に抑えて製造すること
ができ、特にけい素源原料と炭素質物質との混合
物原料にFe、Co及びNi成分の合計量がけい素源
原料のけい素成分に対して25〜750ppmとなるよ
うFe、Co及びNi成分の１種又は２種以上を含有
させることにより、極めて高収率かつ粉粒状炭化
けい素含量の少ない炭化けい素ウイスカーを得る
ことができることが認められた。 更に本発明方法においては、実施例15に示した
ようにけい酸塩に無機酸を加えて得られるゲル状
無水けい酸や実施例16〜27に示したように特定の
クロロシラン類、クロロジシラン類、アルコキシ
シラン類、アルコキシジシラン類を加水分解して
得られる加水分解生成物を好適なけい素源原料と
して使用することができ、中でも実施例16〜27の
比較から明らかなように、上記加水分解生成物の
けい素原子１個当たりに対する結合水素及び／又
は結合一価炭化水素基の個数（Ｒ／Si）を０〜２
の範囲にすればより一層高収率の炭化けい素ウイ
スカーを得ることができることが認められた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ けい素及び酸素を主成分とするけい素源原料
と炭素質物質との混合物原料を高温で反応させて
炭化けい素ウイスカーを製造する方法において、
前記混合物原料にFe、Co及びNi成分の合計量が
けい素源原料のけい素成分に対して25〜2000ppm
となるようにFe、Co及びNi成分の１種又は２種
以上を含有させたことを特徴とする炭化けい素ウ
イスカーの製造方法。 ２ けい素源原料が、けい酸塩に無機酸を加えて
得られるゲル状無水けい酸である特許請求の範囲
第１項記載の方法。 ３ けい素源原料と炭素質物質との混合物原料
が、けい酸塩と炭素質物質との均一混合物に無機
酸を加え、前記混合物中のけい酸塩をゲル状無水
けい酸に変化させたものである特許請求の範囲第
２項記載の方法。 ４ けい素源原料が、一般式 RaSiCl4-a （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、ａは０
〜３の整数） で表されるクロロシラン類及び一般式 RbSi2Cl6-b （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、ｂは１
〜５の整数） で表されるクロロジシラン類から選ばれる１種又
は２種以上のシラン類の加水分解生成物である特
許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ けい素源原料と炭素質物質との混合物原料
が、一般式 RaSiCl4-a （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、ａは０
〜３の整数） で表されるクロロシラン類及び一般式 RbSi2Cl6-b （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、ｂは１
〜５の整数） で表されるクロロジシラン類から選ばれる１種又
は２種以上のシラン類に炭素質物質を均一に分散
した水を加えて得られた前記シラン類の加水分解
生成物と炭素質物質との均一混合物である特許請
求の範囲第４項記載の方法。 ６ けい素源原料が一般式 RaSi（OR′）4-a （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、R′は
一価炭化水素基、ａは０〜３の整数） で表されるアルコキシシラン類及び一般式 RbSi2（OR′）6-b （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、R′は
一価炭化水素基、ｂは１〜５の整数） で表されるアルコキシジシラン類から選ばれる１
種又は２種以上のシラン類の加水分解生成物であ
る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ けい素源原料と炭素質物質との混合物原料
が、一般式 RaSi（OR′）4-a （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、R′は
一価炭化水素基、ａは０〜３の整数） で表されるアルコキシシラン類及び一般式 RbSi2（OR′）6-b （式中Ｒは水素原子又は一価炭化水素基、R′は
一価炭化水素基、ｂは１〜５の整数） で表されるアルコキシジシラン類から選ばれる１
種又は２種以上のシラン類に炭素質物質を均一に
分散した水を加えて得られた前記シラン類の加水
分解生成物と炭素質物質との均一混合物である特
許請求の範囲第６項記載の方法。 ８ シラン類の加水分解生成物がけい素原子１個
当りに対する結合水素及び／又は結合一価炭化水
素基の個数（Ｒ／Si）が０〜２の化合物である特
許請求の範囲第４項乃至第７項のいずれか１項に
記載の方法。 ９ Fe、Co及びNiの化合物から選ばれる１種又
は２種以上とけい素及び酸素を主成分とするけい
素源原料又は該けい素源原料と炭素質物質との混
合物原料とを水中で混合し、しかる後得られた水
懸濁液のPHを6.5〜８に調整した特許請求の範囲
第１項乃至第８項のいずれか１項に記載の方法。 １０ Fe、Co及びNiの化合物が水溶性化合物で
ある特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１ Fe、Co及びNi成分の合計量がけい素成分
に対して25〜750ppmである特許請求の範囲第１
項乃至第１０項のいずれか１項に記載の方法。 １２ けい素源原料と炭素質物質との混合物原料
を1400〜1700℃の高温で反応させた特許請求の範
囲第１項乃至第１１項のいずれか１項に記載の方
法。 １３ けい素源原料と炭素質物質との混合物原料
を水素ガスもしくは水素ガスと不活性ガスとのガ
ス雰囲気中で反応せしめた特許請求の範囲第１項
乃至第１２項のいずれか１項に記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61310407A JPS63159300A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 炭化けい素ウイスカ−の製造方法 |
| US07/137,830 US4849196A (en) | 1986-12-23 | 1987-12-23 | Process for producing silicon carbide whiskers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61310407A JPS63159300A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 炭化けい素ウイスカ−の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63159300A JPS63159300A (ja) | 1988-07-02 |
| JPH03357B2 true JPH03357B2 (ja) | 1991-01-07 |
Family
ID=18004885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61310407A Granted JPS63159300A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 炭化けい素ウイスカ−の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4849196A (ja) |
| JP (1) | JPS63159300A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5116679A (en) * | 1988-07-29 | 1992-05-26 | Alcan International Limited | Process for producing fibres composed of or coated with carbides or nitrides |
| US5037626A (en) * | 1988-11-22 | 1991-08-06 | Union Oil Company Of California | Process for producing silicon carbide whiskers using seeding agent |
| US5404836A (en) * | 1989-02-03 | 1995-04-11 | Milewski; John V. | Method and apparatus for continuous controlled production of single crystal whiskers |
| US4971834A (en) * | 1989-06-29 | 1990-11-20 | Therm Incorporated | Process for preparing precursor for silicon carbide whiskers |
| US5221526A (en) * | 1991-05-24 | 1993-06-22 | Advanced Industrial Materials | Production of silicon carbide whiskers using a seeding component to determine shape and size of whiskers |
| FR2716208B1 (fr) * | 1994-02-17 | 1996-06-07 | Aerospatiale | Procédé de production de trichites ou wiskers fibreux, longs de carbure de silicium. |
| US7083771B2 (en) * | 2002-07-10 | 2006-08-01 | Advanced Composite Materials Corporation | Process for producing silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers |
| US20040009112A1 (en) | 2002-07-10 | 2004-01-15 | Advanced Composite Materials Corporation | Silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers and method for preparation thereof |
| US7951182B2 (en) | 2005-07-14 | 2011-05-31 | Zoll Circulation, Inc. | System and method for leak detection in external cooling pad |
| JP5170609B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2013-03-27 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 炭化珪素ナノワイヤーの製造方法 |
| US20070235450A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Advanced Composite Materials Corporation | Composite materials and devices comprising single crystal silicon carbide heated by electromagnetic radiation |
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| US9314370B2 (en) | 2011-09-28 | 2016-04-19 | Zoll Circulation, Inc. | Self-centering patient temperature control catheter |
| US9259348B2 (en) | 2011-09-28 | 2016-02-16 | Zoll Circulation, Inc. | Transatrial patient temperature control catheter |
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| US9241827B2 (en) | 2012-09-28 | 2016-01-26 | Zoll Circulation, Inc. | Intravascular heat exchange catheter with multiple spaced apart discrete coolant loops |
| US9717625B2 (en) | 2012-09-28 | 2017-08-01 | Zoll Circulation, Inc. | Intravascular heat exchange catheter with non-round coiled coolant path |
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| US10500088B2 (en) | 2014-02-14 | 2019-12-10 | Zoll Circulation, Inc. | Patient heat exchange system with two and only two fluid loops |
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| US10792185B2 (en) | 2014-02-14 | 2020-10-06 | Zoll Circulation, Inc. | Fluid cassette with polymeric membranes and integral inlet and outlet tubes for patient heat exchange system |
| US9784263B2 (en) | 2014-11-06 | 2017-10-10 | Zoll Circulation, Inc. | Heat exchange system for patient temperature control with easy loading high performance peristaltic pump |
| US11359620B2 (en) | 2015-04-01 | 2022-06-14 | Zoll Circulation, Inc. | Heat exchange system for patient temperature control with easy loading high performance peristaltic pump |
| US10537465B2 (en) | 2015-03-31 | 2020-01-21 | Zoll Circulation, Inc. | Cold plate design in heat exchanger for intravascular temperature management catheter and/or heat exchange pad |
| US11213423B2 (en) | 2015-03-31 | 2022-01-04 | Zoll Circulation, Inc. | Proximal mounting of temperature sensor in intravascular temperature management catheter |
| US10022265B2 (en) | 2015-04-01 | 2018-07-17 | Zoll Circulation, Inc. | Working fluid cassette with hinged plenum or enclosure for interfacing heat exchanger with intravascular temperature management catheter |
| CN105350080B (zh) * | 2015-11-23 | 2017-10-13 | 东莞华晶粉末冶金有限公司 | 一种碳化硅复合晶须及其制备方法、复合材料 |
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| JPS6422000A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-25 | Toshiba Corp | Apparatus for packaging electronic component |
-
1986
- 1986-12-23 JP JP61310407A patent/JPS63159300A/ja active Granted
-
1987
- 1987-12-23 US US07/137,830 patent/US4849196A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63159300A (ja) | 1988-07-02 |
| US4849196A (en) | 1989-07-18 |
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