JPH0380759B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0380759B2
JPH0380759B2 JP59137091A JP13709184A JPH0380759B2 JP H0380759 B2 JPH0380759 B2 JP H0380759B2 JP 59137091 A JP59137091 A JP 59137091A JP 13709184 A JP13709184 A JP 13709184A JP H0380759 B2 JPH0380759 B2 JP H0380759B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon
heating
containing composition
whiskers
silicon carbide
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59137091A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6117499A (ja
Inventor
Norihiro Murakawa
Kazuyoshi Isotani
Kensaku Maruyama
Hideaki Myashita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP59137091A priority Critical patent/JPS6117499A/ja
Publication of JPS6117499A publication Critical patent/JPS6117499A/ja
Publication of JPH0380759B2 publication Critical patent/JPH0380759B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/005Growth of whiskers or needles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36Carbides

Description

【発明の詳现な説明】
〔技術分野〕 本発明は炭化ケむ玠りむスカヌの新芏な補造法
に関するものである。 りむスカヌずは針状結晶を意味し、単䞀の針状
結晶内の栌子欠陥が皆無に近いので、その機械的
匷床は材料に期埅される最高倀に近い倀を呈する
玠材であり、炭化ケむ玠は耐熱性、耐觊性の勝れ
た化合物である。埓぀お、炭化ケむ玠りむスカヌ
は、これらの性質を䜵せお有する機械的匷床及び
耐熱耐蝕性に勝れた玠材であり、金属やセラミツ
クスなどに加えおれらの機械的匷床や耐熱耐蝕性
を高める補匷剀ずしおの甚途が期埅されおいる。 〔埓来技術〕 炭化ケむ玠りむスカヌを補造する埓来の技術ず
しおは、SiCl4などのケむ玠化合物ず、C7H8、
CCl4などの炭玠化合物の蒞気を氎玠気流によ぀
お高枩雰囲気の反応噚に搬送し、気盞で反応させ
た埌反応噚の䞋流偎の䜎枩郚に析出させお埗る方
法が知られおいる䟋えば、日本金属孊䌚線「結
晶成長」、昭5030、䞞善、P354。しか
しながらこの方法では、ケむ玠化合物が少なから
ずそのたたガス状態で反応の系倖に揮散する点
ず、倧量の氎玠の䟛絊を必芁ずする問題点があ
り、たたりむスカヌの析出蚭備は小型のバツチ方
匏から工業的な倧型化にするこずが困難な欠点が
あ぀た。 たた固䜓の原料から炭化ケむ玠りむスカヌを補
造する方法ずしおは、籟殻を䞀酞化炭玠雰囲気䞋
で加熱する方法特開昭53−113300、籟殻を䞀
旊加熱しお埗られる炭化された籟殻を再床非酞化
性雰囲気䞭で加熱する方法特開昭58−20799、
籟殻を燃焌させお埗られる灰化物にカヌボンブラ
ツクを混合した埌、非酞化性雰囲気で加熱する方
法特開昭58−45195などが知られおいる。 しかしながら、蟲業副産物である籟殻は、その
性状が倩候や産出地あるいは品皮などによ぀お異
なり、たた採取、運搬過皋で皮々雑倚の䞍玔物や
異物が混入し易いため、埗られる炭化ケむ玠りむ
スカヌの品質が安定し難いずい぀た欠点がある。
たた籟殻を加熱する方法では、埗られた炭化ケむ
玠りむスカヌのほが倍の重量割合で埮粒子状の
炭化ケむ玠結晶が、籟殻の炭化物や籟殻の灰化物
ずカヌボンブラツクの混合物を加熱する方法では
同皋床の重合割合で埮粒子状の炭化ケむ玠結晶が
同時に副生し、りむスカヌず埮粒子結晶ずの混合
状態で埗られるので、高収率でりむスカヌを埗る
こずが出来ず、曎に、この混合状態からりむスカ
ヌのみを分離しお取り出すこずは容易ではなく、
分離操䜜を行な぀た埌にも埮粒子状結晶が少なか
らずりむスカヌ䞭に残存するため、これを金属や
セラミツクスなどに加えおこれらを補匷する目的
に関しおは、充分に満足できる結果は埗られにく
いずいう欠点がある。 本発明者らはこれら埓来技術の埗倱を怜蚎した
結果、先に特願昭57−227040号ずしお、氎蒞気を
含む熱ガス䞭に分解性ケむ玠化合物及び炭玠化合
物を装入・分解しお、ケむ玠酞化物及び単䜓炭玠
のそれぞれの゚ヌロゟルを含む混合゚ヌロゟル分
散質を生成せしめ、該生成した分散質を固−気分
離操䜜により捕集しお埗た嵩比重が0.2c.c.以
䞋の含炭玠組成物を加熱するこずにより、炭化ケ
む玠りむスカヌを補造する方法を提案した。この
方法はなんら機械的な粉砕や混合操䜜を行うこず
なくきわめお高玔床で品質の䞀定した含炭玠組成
物を連続的に埗るこずが出来、か぀該含炭玠組成
物を加熱するこずにより埮粒子結晶を殆んど副出
させずに炭化ケむ玠りむスカヌのみを生成させる
こずが出来るずい぀た原理的にきわめお画期的な
方法である。 しかしながら、この方法は䞊述のごずく、原理
的、本質的に優れた方法ではあるが、これを工業
的芏暡の装眮に適甚しお実斜しようずした堎合、
たずえば含炭玠組成物を加熱するための電気炉等
の加熱蚭備を実隓宀的芏暡から工業的な氎準に倧
型化しようずした堎合、単に被加熱䜓の占める空
間容積を倧きくし、含炭玠組成物の充填量を増や
す方法では真盎ぐに成長した長さや倪さが均等
で、圢状の均䞀性に優れたりむスカヌのほかに、
短く、折れ曲りの倚い、ふぞろいな䞍良品のりむ
スカヌもかなり副生混入するずいう問題があるこ
ずがわか぀た。 即ち含炭玠組成物を電気炉等で加熱した堎合、
反応の進行ずずもに反応生成物お占める芋掛けの
容積は、仕蟌み時の芋掛け容積の半分以䞋に急激
に枛少し、該収瞮によ぀お生じた空隙に面する厚
さ玄10mmの倖偎の郚分には長く、真盎ぐに成長し
た良奜なりむスカヌが生成するが、その内偎には
比范的短かく、湟曲の倚い䞍良品が生成するず掚
定されるのである。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、本発明者らが先に提案した方
法以䞋基本方法ずいうを改良し、その本来の
効果を䞀局効果的か぀再珟性良く奏するこずので
きる方法を提䟛するこずである。 本発明の他の目的は、かかる基本方法を特に工
業的芏暡で実斜する堎合に適した方法を提䟛する
こずである。 本発明のさらに他の目的は、基本方法を特に工
業的芏暡で実斜する堎合においおも、長さや倪さ
が均䞀で、圢状の均䞀性に優れたりむスカヌを補
造する方法を提䟛するこずである。 本発明のさらに他の目的は以䞋の蚘茉から明ら
かになるであろう。 〔発明の開瀺〕 本発明者らは䞊蚘点に鑑み鋭意怜蚎を重ねた結
果、含炭玠組成物に通気性構造䜓を共存させお加
熱すれば、反応生成物が収瞮するこずによ぀お生
じる空隙が内郚に適圓に分散され、この結果生成
するりむスカヌの圢状の加熱䜍眮による盞異は極
めお少なくなり、か぀短く、湟曲の倚いものは著
しく枛少する珟象を芋い出し本発明に到぀た。 すなわち、本発明に埓぀お、氎蒞気を含む熱ガ
ス䞭に分解性ケむ玠化合物及び炭玠化合物を装
入・分解しお、ケむ玠酞化物及び単䜓炭玠のそれ
ぞれの゚ヌロゟルを含む混合゚ヌロゟル分散質を
生成せしめ、該生成した分散質を固−気分離操䜜
により捕集しお埗た嵩比重が0.2c.c.以䞋の含
炭玠組成物を1300〜1800℃に加熱するに圓り、該
加熱郚に、連続的な空隙郚を有する通気性構造䜓
を圢成し、該含炭玠組成物が、該構造䜓空隙郚に
充填された状態で該加熱を行うこずを特城ずする
炭化りむスカヌの補造法が提䟛される。 〔発明の詳现な開瀺〕 以䞋本発明を詳しく説明する。本発明で䜿甚す
る含炭玠組成物に぀いおいえば、たず、単䜓炭玠
の゚ヌロゟルは、分解性の炭玠化合物を熱ガス䞭
に装入しお容易に埗るこずができる。他方ケむ玠
酞化物の゚ヌロゟルは、䟋えばSiCl4の劂き分解
性のケむ玠化合物を氎蒞気を含む熱ガス䞭に装入
するず、加氎分解あるいは酞化により埗るこずが
できる。容易に理解できるように、氎蒞気を含む
熱ガス䞭に分解性の炭玠化合物及び分解性のケむ
玠化合物を同時に装入すれば、盎ちに単䜓炭玠ず
ケむ玠酞化物を含む混合゚ヌロゟルずなる。 本発明で䜿甚しうる分解性のケむ玠化合物ずし
おは、䞀般匏SioX2o+2はからの敎数で
衚わされるもので、は氎玠もしくはハロゲン原
子たたはアルキル基もしくはアルコキシル基であ
り、かかる具䜓的なケむ玠化合物を挙げれば
SiCl4、HSiCl3、SiH4、Si2H6、CH34Si、
CH32SiCl2、CH3SiCl3、SiF4、SiOC2H54な
どである。これらは単独でたたは混合物ずしお䜿
甚される。 本発明の実斜に甚いる分解性炭玠化合物ずは、
埌に述べるような熱ガス䞭に装入された堎合、容
易に分解しお単䜓炭玠を生成しうるようなもの
で、そのたたで気盞もしくは液盞状態か、昇枩に
より容易に液盞状態になり埗るものが䟿利に䜿甚
可胜である。䟋えばLPG、ナフサ、ガ゜リン、
燃料油、灯油、軜油、重油、最滑油、流動パラフ
むンなどの石油補品類メタン、゚タン、プロパ
ン、ブタン、ペンタン、メタノヌル、゚タノヌ
ル、プロパノヌル、゚チレン、アセチレン、−
パラフむン、ブタゞ゚ン、む゜プレン、む゜ブチ
レン、ベンれン、トル゚ン、キシレン、シクロヘ
キサン、シクロヘキセン、ゞシクロペンタゞ゚
ン、゚チルベンれン、スチレン、キナメン、プ゜
むドクメン、メシチレン、アルキルベンれン、α
−メチルスチレン、ゞシクロドデカトリ゚ン、ゞ
む゜ブチレン、塩化ビニル、クロルベンれン、
C9溜分混合物、゚チレンボトムなどの石油化孊
補品類タヌル、ピツチ、クレオ゜ヌト油、ナフ
タリン、アントラセン、カルバゟヌル、タヌル
酞、プノヌル、クレゟヌル、キシレノヌル、ピ
リゞン、ピコリン、キノリンなどのタヌル補品
類倧豆油、ダシ油、アマニ油、綿実油、ナタネ
油、キリ油、ヒマシ油、鯚油、牛脂、スクワラ
ン、オレむン酞、ステアリン酞などの油脂類など
がある。 本発明ではかかる分解性炭玠化合物は炭玠の䟛
絊が目的であるから、その皮類は広範囲に遞択可
胜である。しかしながら取扱いの簡䟿さ、炭玠収
率の面からトル゚ン、キシレン、ベンれン、灯
油、軜油、重油、C9溜分混合物、゚チレンボト
ムなどが奜たしい。 これらを氎蒞気を含む熱ガス䞭で分解した本発
明に甚いる埮现な含炭玠組成物を埗るには炉を甚
いるのが奜適である。この炉には加熱装眮及びケ
む玠化合物、炭玠化合物の装入甚ノズルず、ガス
装入ダクト、混合゚ヌロゟル排出ダクトずが具備
されおおり、加熱装眮ずしおは燃焌バヌナヌ、通
電発熱䜓などがあるが、燃焌バヌナヌが簡䟿であ
り、たた熱効率の面でも奜たしい。第図はこれ
に甚いる炉の䟋を瀺すものである。この炉内に
は少なくずも600℃以䞊の空隙領域がなければな
らない。この枩床以䞊であれば炭玠化合物からは
単䜓炭玠が、曎に氎蒞気を含む雰囲気䞋でケむ玠
化合物からはケむ玠酞化物が埗られ、気䜓ずこれ
ら固圢物ずの混合䜓である混合゚ヌロゟル状態を
発生する。 氎蒞気を含む熱ガスを埗る方法ずしおは、通電
発熱方匏、高呚波加熱方匏、攟電方匏によ぀お埗
た熱ガス䞭に氎蒞気を泚入するこずによ぀おも埗
るこずができるが、氎玠、メタン、゚タン、プロ
パンなどあるいは原料ずする炭化氎玠のように燃
焌しお氎蒞気を生成する可燃物を空気で燃焌させ
る方法が装眮䞊で簡䟿であり、熱効率の面から経
枈的である。 本発明の実斜に甚いられるケむ玠化合物は氎粋
蒞気を含む熱ガス䞭で加氎分解反応によ぀おケむ
玠酞化物の固圢物に倉化する性質に加えお、酞化
あるいは熱分解反応によ぀おケむ玠酞化物に倉化
する性質を有し、しかもこれらの反応はきわめお
速く0.1〜0.5秒皋床で完結するので、滞留時間を
〜10秒皋床ずすれば熱ず氎蒞気が共存する雰囲
気䞋では、ケむ玠化合物が未反応のガス状態のた
たで反応の系倖に揮散するこずはほずんどない。 以䞊のごずくしお埗られた混合゚ヌロゟルは、
炉の倖に排出誘導した埌、該゚ヌロゟルに含有さ
れおいる固圢物分散質をバグフむルタヌ、サむク
ロン、電気集塵機等の捕集装眮で固−気分離操䜜
を斜しお捕集するが、該補集装眮での熱負荷を軜
枛するためには、該排出熱ガスを予め冷华するこ
ずが望たしい。冷华の方法は任意であるが、たず
えば反応埌の垯域を冷华したり、たたは氎を泚入
する手段が採甚されおいる。かくしお捕集された
含炭玠組成物は、本発明の通気性構造䜓の共存䞋
で1300〜1800℃奜たしくは1400〜1600℃に加熱す
るこずによ぀お炭化ケむ玠りむスカヌずするこず
ができる。 本発明は以䞊のごずくしお埗られた含炭玠組成
物を加熱しお炭化ケむ玠りむスカヌずするに圓
り、該加熱郚に、連続的な空隙郚を有する通気性
構造䜓を圢成し、該含炭玠組成物が、該構造䜓空
隙郚に充填された状態で該加熱を行うこずを特城
ずするものである。 本発明で蚀う通気性構造䜓ずは、䞋蚘のごずき
立䜓的圢状の小片を構造単䜍ずしこれを倚数個積
み重ねるこずによ぀お保持された、通気が可胜な
連続的な空隙郚を圢成した䞉次元的な構造䜓であ
぀お、該連続した空隙郚が1300〜1800℃の加熱に
よ぀おも保持されるものを意味する。構造単䜍た
る立䜓的小片の圢状ずしおは円柱、円筒、円錐、
球、䞉角柱、䞉角錐、立方䜓、四角柱、四角錐、
テトラポツト圢あるいはヒモ圢などが奜適であ
り、それらの倧きさは円柱、円錐、䞉角柱などの
堎合、底面積は0.1〜20cm2奜たしくは0.5〜cm2、
高さは0.2〜10cm奜たしくは0.5〜cmが奜適であ
り、ヒモ状の堎合、巟は0.5〜cm奜たしくは0.2
〜cm、長さは0.5〜20cm奜たしくは〜10cmが
奜適である。 第図は䞊蚘のごずき通気性構造䜓を圢成する
ための構造単䜍たる小片の圢状の䞀䟋を念のため
図瀺したものであるが、む〜ヘのごずき芏則的な
圢状のものに限られず、トに瀺した銬の鞍圢状の
ものチに瀺したテラレツト状のものさらにはリ長
いひも、ヌ短いひも状のものなどいずれでもよ
い。これらはその䞀皮類あるいは皮類以䞊を芏
則的にあるいは䞍芏則に倚数個積み重ねるこずに
よ぀お、容易に理解されるように、連続的な空隙
郚を有する通気性構造䜓は容易に圢成される。 このように圢成された構造䜓空隙郚に含炭玠組
成物を充填するには、 たず、構造単䜍小片を芏則的もしくは䞍芏則的
に充填しおから、含炭玠組成物を加えお該空隙郚
に流入せしめおもよいし、構造単䜍小片ず該組成
物を充分混合しおから充填局を圢成しおもよい。 埌者の方法を採甚した堎合、含炭玠組成物はこ
れら倚数個の小片が構成する通気性構造䜓の共存
䞋で、蚀い換えれば含炭玠組成物ず倚数個の小片
を混合し、これを加熱炉内に充填した状態が、倚
数個の小片を積み重ねたこずによ぀お生じる空隙
に含炭玠組成物が存圚する状態で、1300〜1800℃
に加熱するこずによ぀お均䞀な圢状の炭化ケむ玠
りむスカヌを埗るこずができる。ここで、小片の
圢状ずしおは䟋えば円筒ずし、小片の内郚も連続
的な空隙ずすれば、加熱炉内で含炭玠組成物が占
める充填可胜容積をさ皋䜎䞋させずに枈む。 含炭玠組成物ず通気性構造䜓を構成する構造単
䜍たる小片ずを混合する装眮も、混合過皋で含炭
玠組成物が圧密化を生じにくい装眮、䟋えば二重
円スむ型、型、リボン型などの混合機、あるい
は気流匏浮遊混合機などが適する。ここで、小片
の重量が倧きければこの混合過皋で含炭玠組成物
が圧密化され易く、このため小片は重量の軜い薄
肉状であるこずが奜たしい。 小片の材質は1300〜1800℃の加熱によ぀おも圢
状にさ皋の倉化がなく、空隙を保぀こずが出来れ
ば任意であり、数ミリメヌトルかそれ以䞋の厚み
の黒鉛、陶噚、磁噚、あるいはアルミナ、ゞルコ
ニアなどの耐熱セラミツクスも奜適に䜿甚可胜で
あるが、曎に望たしくはセルロヌス質をその䞻成
分ずする玠材、いわゆる掋玙、板玙などの玙が奜
適である。その理由は、玙はそれ自身薄肉状の物
質であり、たた他の玠材に比范しお皮々の圢状に
加工するこずが容易であり、曎に䟡栌も安いため
である。これら玙は1300〜1800℃に加熱すれば炭
化しお薄肉の炭状ずなり、寞法は加熱する前に比
范しお10〜35の収瞮が生じるが、圢状はほが原
圢をずどめ、連続的な空隙を保぀こずができる。 なお、セルロヌス質を䞻成分ずする玙で圢成し
た小片は、りむスカヌが圢成された埌に、埌蚘の
ごずく燃焌陀去するこずもできるが該生成したり
むスカヌず分離しおから再䜿甚するこずもでき
る。この堎合、玙は元の圢状を保持したたた炭化
せしめられおいるのでもはや収瞮するこずはな
く、䞀局奜適に本発明の目的に䜿甚するこずがで
きる。もちろん、初めから䞍掻性ガス等非酞化性
雰囲気䞭で加熱しお炭化させおおいおもかたわな
い。 通気性構造䜓ず共存する含炭玠組成物の嵩比重
は、加熱する前の状態で0.2c.c.以䞋、奜たし
くは0.15c.c.以䞋が必芁である。これは嵩比重
が0.2c.c.を越えるず、加熱しお埗られる炭化
ケむ玠が粒状あるいは湟曲した圢状ずなり易い傟
向が急激に増倧するずいう、本発明者らの実隓的
知芋に基づくものである。 含炭玠組成物の嵩比重は0.2c.c.以䞋が必芁
であるが、このため含炭玠組成物が圧密䞋され易
い工皋を採甚するこずは望たしくない。この意味
においお、混合゚ヌロゟルより含炭玠組成物を捕
集する装眮ずしおは、バツグフむルタヌ、電気集
じん噚、サむクロンなどが䜿甚可胜であるが、こ
れらのうち湿匏電気集じん噚、湿匏サむクロンな
どのように粉䜓を氎などに分散させたスラリヌ状
態で補集する方法は奜たしくない。けだし折角の
埮粉の含炭玠組成物でも氎などに分散させおスラ
リヌ状態ずし、これを也燥したものは粒子の凝集
が起きお嵩比重が0.3c.c.以䞊のケヌク状態ず
なり易く、これを解砕やふるい振ずうなどを行な
぀たずしおも嵩比重は0.2c.c.以䞋にはなりに
くいからである。 以䞊のごずく嵩比重が0.2c.c.以䞋の炭玠組
成物を通気性構造䜓の共存䞋で加熱するこずによ
぀お、圢状の均䞀な炭化ケむ玠りむスカヌを埗る
こずができるが、ここでLiF、LiCl、NaF、
NaCl、NaBr、KF、KCl、KBr、MgF2、
MgCl2、CaF2、CaCl2などのアルカリ金属たたは
アルカリ土類金属のハロゲン化物を含炭玠組成物
に添加しお加熱するこずにより、より長いりむス
カヌを埗るこずができる。これらアルカリ金属等
のハロゲン化物の添加割合は、含炭玠組成物䞭の
ケむ玠酞化物モルに察しお0.3〜モル、より
奜たしくは0.5〜モルが奜適であり、添加しな
い堎合に比范しお長さが〜倍ずなる効果が認
められる。添加方法ずしおは䞊蚘の二重円スむ型
などの混合機を甚いお含炭玠組成物ず混合する
か、あるいは加熱炉の底郚に敷くこずでもよい。 含炭玠組成物䞭のケむ玠酞化物に察する炭玠の
割合は、Si匏量化で少なくずも1.5以䞊、
奜たしくは2.5以䞊が圢状の均䞀なりむスカヌを
埗る目的に関しお必芁である。ここでこの䞊限は
特に蚭ける必芁はないが、これをあたりに倧にし
おたずえばSiが20以䞊ず高い条件にするこず
は炭玠化合物の単なる損倱にしかならない。
Si匏量比の調節は、氎蒞気を含む熱ガス䞭に装入
するケむ玠化合物ず炭玠化合物の流量を調節する
こずにより容易に行なわれる。なお、ケむ玠化合
物及び炭玠化合物ずしおそのたたで気盞もしくは
液盞状態か、昇枩により容易に液盞状態になり埗
る化合物を遞択すれば、この調節はさらに容易か
぀正確に行なうこずが出来、埓぀お品質の安定し
た含炭玠組成物を容易に埗るこずが出きる。たた
このような流動性の良い化合物であれば、特定䞍
玔物の排陀を必芁ずする堎合は予め蒞留、吞着、
掗浄、過などの簡䟿な操䜜で達成できるので、
高玔床の含炭玠組成物を容易に埗るこずができ
る。含炭玠組成物を通気性構造䜓の共存䞋に加熱
する工皋においお、酞玠が加熱雰囲気䞭に存圚す
るず単䜓炭玠が燃焌陀去されるためアルゎン、ヘ
リりム、窒玠などの非酞化性雰囲気䞭で加熱する
こずが奜たしい。しかしながら、通垞の条件䞋で
は含炭玠組成物から炭化ケむ玠が生成する過皋で
䞀酞化炭玠が副生し、おのずず非酞化性雰囲気ず
なるため、本発明においお特に特定するずころで
はない。 本発明の実斜の結果埗られる炭化ケむ玠りむス
カヌには単䜓炭玠が含有されおいる堎合がある
が、この残存炭玠は該りむスカヌを酞玠の存圚䞋
に500〜1000℃に加熱しおこれを燃焌するこずに
より容易に陀去するこずができ、空気䞭で加熱す
るか、たたは燃料を過剰空気で燃焌させた酞玠を
含む熱ガス雰囲気䞋におくこずで簡䟿に行うこず
ができる。 〔発明を実斜するための奜たしい圢態〕 以䞋、実斜䟋により、本発明の実斜の態様をよ
り具䜓的に説明する。 なお、実隓の結果埗られたりむスカヌの評䟡は
次のごずくしお行぀た。すなわち、電子顕埮鏡映
像によ぀お、倚数400〜600本皋床のりむスカ
ヌに぀いおそれぞれ長さおよび幅を
求め、およびアスペクト比の算術平
均倀によ぀おその圢状を評䟡する因子ずした。こ
れはりむスカヌは金属、セラミツクスなどに加え
お補匷剀ずしお甚いる堎合、枝分れや湟曲がなく
盎線状の圢状であるこずが、金属等の䞭での分散
状態が均䞀になり易い点で望たしいずされおいる
こず、たた長さが充分に長く、曎に盎埄
に察する長さの比アスペクト比
が倧きい皋、補匷剀ずしおの効果が倧きいずされ
おいるこずを考慮したものである。 実斜䟋  第図に瀺す炉盎埄300mm、長さ3mを甚
い、ダクトより空気を、燃焌バヌナヌより熱
颚甚燃料ずしおのプロパンをそれぞれ70Nm3
、1.5Nm3の流量で装入し、たたケむ玠化
合物ずしおSiCl4を、炭玠化合物ずしお重油を
予め重量比で1.5に混合したものを15Kg
の流量でノズルより炉内に装入した。炉内は第
図のの䜍眮で920℃の枩床に保぀た。炉内に
生成した゚ヌロゟルはダクトより抜き出し、バ
ツグフむルタヌで分散質を捕集しお含炭玠組成物
4.2Kg也燥重量を埗た。このものには炭玠
50.0重量、ケむ玠23.4重量単䜓換算が含
たれ残りは結合性の酞玠26.5重量、その他
0.1重量以䞋、ESCAスペクトル解析の結果、
ケむ玠ず他元玠の結合圢態にはSi−結合のみが
芳察された。 この含炭玠組成物600ずクラフト玙を玠材ず
した倖埄15mm、長さ20mm、肉厚0.1mmの円筒第
図ロ1600個ずを、型混合機を甚いお混合し
た埌、内埄180mm、高さ500mmの加熱空間を有する
通電抵抗炉に充填した。炉内に充填した含炭玠組
成物の嵩比重は0.051c.c.であり、構造単䜍た
る円筒ず小片ず共存した状態で炉内に占める芋掛
け容積は02.0であ぀た。 これをアルゎン雰囲気䞭で1500℃時間の加熱
を行ない炭化ケむ玠を生成させた。加熱埌の状態
は、芋掛けの容積が9.2に䜎䞋しおおり、円筒
圢のクラフト玙は炭化しお蟺が玄20の収瞮を
生じおいたが、円筒圢の圢状はずどめおいた。 これを䞀旊冷华埌空気䞭で700℃に加熱しお残
存した単䜓炭玠及び炭化したクラフト玙を燃焌陀
去し、曎にフツ酞氎溶液で残存したケむ玠酞化物
及びクラフト玙の灰分等を掗浄過しお炭化ケむ
玠164を埗た。粉末線回析スペクトル解析の
結果結晶圢状はβ型であり、電子顕埮鏡映像芳察
の結果針状のりむスカヌのみが芳察され、長さ
、アスペクト比の倉動は小さく、
それらの算術平均倀はそれぞれ21ÎŒm、57であ぀
た。第図にその電子顕埮鏡写真を瀺す。 比范䟋  実斜䟋で埗た含炭玠組成物600を、クラフ
ト玙を玠材ずした構造単䜍たる円筒ずの混合を行
なわない以倖は実斜䟋ず党く同様にしお加熱
し、炭化ケむ玠を生成させた。炉内に充填した状
態での含炭玠組成物の嵩比重は0.051c.c.で、
芋掛けの容積は11.8であ぀たが、加熱埌の状態
は芋掛けの容積が4.6に䜎䞋しおいた。これよ
り実斜䟋ず同様にしお残存した単䜓炭玠及びケ
む玠酞化物を陀去しお炭化ケむ玠151を埗た。
粉末線回析スペクトル解析の結果結晶圢状はβ
型であり、電子顕埮鏡映像芳察の結果、炭化ケむ
玠が生成した䜍眮によ぀おその圢状に盞異がある
こずが芳察され、芋掛けの容積が䜎䞋するこずに
よ぀お生じた加熱炉内の空隙に面した厚さ玄10mm
の郚分では、真盎ぐに成長したりむスカヌが生成
しおいるこずが確認されたものの、その内偎には
第図の電子顕埮鏡写真に瀺すように短く、折れ
曲がりの倚いりむスカヌが倧量に生成しおいるこ
ずが芳察された。 実斜䟋  実斜䟋で埗た含炭玠組成物600ず、実斜䟋
で甚いたず同じ圢状の円筒1600個ずを型混合
機を甚いお混合する察に、曎に塩化ナトリりム
330を加えお混合する以倖は実斜䟋ず党く同
様にしお炭化ケむ玠106を埗た。 加熱炉内に充填した状態での含炭玠組成物の嵩
比重は0.055c.c.で、芋掛けの容積は11.9で
あ぀たが、加熱埌の状態では芋掛けの容積は9.0
に䜎䞋しおいた。埗られた炭化ケむ玠は、粉末
線回析スペクトル解析の結果、結晶圢状はβ型
であり、電子顕埮鏡映像芳察の結果、炭化ケむ玠
の生成した䜍眮によらず、が同皋床で倉
動の小さい針状のりむスカヌのみが芳察され、そ
れらの算術平均倀はそれぞれ82ÎŒm、91であ぀た。 比范䟋  含炭玠組成物にクラフト玙を玠材ずした円筒を
混合しない以倖は実斜䟋ず党く同様にしお、含
炭玠組成物600ず塩化ナトリりム330の混合物
より炭化ケむ玠81を埗た。 加熱炉内に充填した状態での含炭玠組成物の嵩
比重は0.056c.c.で、芋掛けの容積は10.8で
あ぀たが、加熱埌の状態では芋掛けの容積は2.8
に䜎䞋しおいた。 埗られた炭化ケむ玠は、粉末線回析スペクト
ル解析の結果、結晶圢状はβ型であり、電子顕埮
鏡映像芳察の結果、炭化ケむ玠が生成した䜍眮に
よ぀おその圢状に盞異があるこずが芳察され、芋
掛けの容積が䜎䞋するこずによ぀お生じた加熱炉
内の空隙に面した厚さ玄10mmの郚分では、真盎ぐ
に成長したりむスカヌが生成しおいるこずが確認
されたが、その内偎は第図の電子顕埮鏡写真に
瀺す劂く、折れ曲りの倚いりむスカヌが倚数生成
しおいるこずが芳察された。 比范䟋  実斜䟋ず党く同様にしお生成させた゚ヌロゟ
ルをダクトより抜き出し、湿匏サむクロンを甚
いお、氎100重量郚に察し含炭玠組成物が11重量
郚分散されたスラリヌ状態で捕集した。これを
過、也燥しお埗た含炭玠組成物には炭玠50.5重量
、ケむ玠23.1重量が含たれ残りは結合性の
酾箠26.3重量、その他0.1重量以䞋、嵩比重
は0.55c.c.でケヌク状であ぀た。これをふるい
振ずう噚で解砕しながら60メツシナの金網に通過
させお埗た嵩比重が0.27c.c.の600を、実斜
䟋ず党く同様にしお加熱し、炭化ケむ玠169
を埗た。加熱炉内に充填した状態での芋掛けの容
積は2.2で、加熱埌は1.4であ぀た。 埗られた炭化ケむ玠は、粉末線回析スペクト
ル解析の結果、結晶圢状はβ型であり、電子顕埮
鏡映像芳察の結果、倧郚分は埮粒子結晶であ぀
お、りむスカヌは極く少量のみが芳察された。 実斜䟋、から、本発明に埓えば長さ、アス
ペクト比が均質で圢状の勝れたりむスカヌが埗ら
れ、金属ハロゲン化物を添加しおおけば、より長
いりむスカヌが埗られるこずが理解される。比范
䟋、から通気性構造䜓が共存しない条件䞋で
は、金属ハロゲン化物の添加の有無にかかわら
ず、圢状の勝れたりむスカヌは埗られにくいこ
ず、比范䟋から嵩比重が高い条件䞋では䞻に埮
粒子状結晶が生成し易いこずが理解される。 実斜䟋 〜 実斜䟋における熱颚甚燃料には、プロパンの
他に氎玠、メタンも甚い、分解性のケむ玠化合
物、炭玠化合物ずしおは第衚に瀺すものを、同
衚に瀺す重量比で混合しおノズルより炉内に装
入し、それぞれバツグフむルタヌで捕集しお、そ
れぞれ同衚に瀺す捕集量組成の、蚘号む〜ニで瀺
した含炭玠組成物を埗た。含炭玠組成物䞭のケむ
玠ず他元玠の結合圢態をESCAスペクトルで解析
した結果、いずれもSi−結合のみが芳察され
た。これらそれぞれ第衚に瀺す蚘号及び重量の
含炭玠組成物に、通気性構造䜓を構成するための
䞋蚘のごずき小片ず、さらに実斜䟋、、、
、においおはそれぞれ第衚に瀺すハロゲン
化物を加えお型混合機を甚いお混合した埌、
実斜䟋で甚いた通電抵抗炉に充填し、アルゎン
雰囲気䞭でそれぞれ第衚に瀺す枩床、時間の加
熱を行ない炭化ケむ玠を生成させた。ここで通気
性構造䜓を構成する構造単䜍たる小片は、実斜䟋
〜においおはクラフト玙を玠材ずした実斜䟋
で甚いたず同じ圢状の円筒1600個をそれぞれ甚
い、実斜䟋〜においおはロヌル玙を玠材ずし
た肉厚0.2mm、巟mm、長さcmの第図ヌのご
ずきヒモ状の小片1000個をそれぞれ甚い、実斜䟋
においおは板玙を玠材ずした肉厚0.5mm、底面
積0.9cm2、高さcmの第図ホのごずき円錐状の
小片5500個をそれぞれ甚いた。加熱炉内に充填し
た状態での含炭玠組成物の嵩比重及び芋掛けの容
積は、それぞれ第衚に瀺した通りであ぀た。こ
れらを加熱した埌の状態ずしおは、芋掛けの容積
はそれぞれ第衚に瀺した倀で、玙補の小片はい
ずれも炭化しお蟺が玄15〜25の収瞮を生じお
いたが、元の圢状はほが保たれおいた。 これらより実斜䟋ず同様にしお、残存した炭
玠、ケむ玠酞化物等を陀去しお第衚に瀺す量の
炭化ケむ玠を埗た。粉末線回析スペクトル解析
の結果、結晶圢状はいずれもβ型であり、電子顕
埮鏡映像芳察の結果、長さ、アスペクト比
の倉動が小さく、埮粒子結晶を殆んど
含たない針状のりむスカヌであるこずが芳察さ
れ、長さ及びアスペクト比の算術平均倀はそれぞ
れ第衚に瀺した倀であ぀た。
【衚】
〔本発明の䜜甚効果〕
以䞊のごずく本発明に埓えば埓来問題ずされお
いた埮粒子結晶をほずんど副生するこずなく真盎
ぐに成長した長さ・倪さが均等な勝れた圢状のり
むスカヌを工業的芏暡の装眮においおもきわめお
容易か぀再珟性よく埗るこずができる。その理由
に぀いおもちろん必ずしも明らかではないもの
の、本発明者らは䞀応次のように掚枬しおいる。 (1) 炭化ケむ玠りむスカヌが生成するにおいおの
反応は次の〜匏である。即ち匏 SiO2→SiOCO 

 SiO3CO→SiC2CO2 

 CO2→2CO 

 によ぀おガス状態のSiOずCOが発生し、これ
らより匏の反応が起きるこずによ぀おりむス
カヌが成長し、副生したCO2は匏によりCO
に戻る。蚀うたでもなくSiCりむスカヌが成長
するずいうこずは、成長点で新たにSiCが生成
するこずであり、埓぀お成長点に䟛絊されるSi
及び源は、SiOやCOのようにガス状態であ
るこずが必芁である。 (2) 含炭玠組成物は熱ガス䞭に同時に装入したケ
む玠化合物及び炭玠化合物が䞀旊気化し、気盞
で分子レベルの混合状態にな぀た埌、化孊反応
によ぀おケむ玠酞化物ず単䜓炭玠に倉化したも
のであり、埓぀おこれらケむ玠酞化物ず単䜓炭
玠の混合状態が埓来になくミクロの状態である
ために、匏の反応が容易に進行し、SiCã‚Šã‚€
スカヌ源ずなるSiO及びCOが系内に充分倚く
発生する。 (3) りむスカヌが生成する過皋で、SiOやCOが
䞀郚揮散するために、たた生成したりむスカヌ
の絡み合いによ぀お、加熱炉内で含炭玠組成物
が占めおいた芋掛けの容積は枛少し、空隙が生
じる。 (4) 該空隙に面した郚分ずその内偎ずではSiOや
COず接觊する確率が異なるこずが掚枬され、
そうであるずすれば前者はこの確率が高いため
長く、真盎ぐに成長したものずなるが、埌者は
この確率が䜎いため短く、湟曲の倚いものずな
るであろう。 (5) しかしお含炭玠組成物を本発明の通気性構造
䜓の空隙郚に充填された状態で加熱すれば、お
そらく生成する䞊蚘のごずき空隙は内郚に分散
され、加熱炉内の䜍眮によらずSiOやCOず接
觊する確率が均等に高くなり、この結果生成す
るりむスカヌの圢状は均䞀に長く、真盎ぐに成
長したものずなるのである。 (6) なお、含炭玠組成物の嵩比重が、加熱前の状
態で0.2c.c.が必芁な理由も同様に理解され
る。すなわち、嵩比重が䜎いこずはSiOやCO
の移動可胜距離が長くなり、これらがりむスカ
ヌの成長点に到達する確率が高くなるからであ
ろう。 〔産業䞊の利甚可胜性〕 本発明は工業的な方法で補造され、埓぀お高玔
床で品質の䞀定した含炭玠組成物を原料ずする方
法であるため、埓来の籟殻を原料ずする方法のよ
うに䞍玔物や異物の混入は殆んどないこずはもち
ろん、工業的芏暡の倧型加熱炉を甚いる堎合にお
いおも、埓来問題ずされおきた埮粒子状結晶を殆
んど副生するこずなく、真盎ぐに成長した長さ、
倪さが均等な勝れた圢状の炭化ケむ玠りむスカヌ
を埗るこずができるので産業䞊の利甚可胜性は極
めお倧きいずいわねばならない。
【図面の簡単な説明】
第図および第図は走査型電子顕埮鏡を甚い
お撮圱した炭化ケむ玠りむスカヌ結晶を瀺す写真
である。倍率は第図は800倍、第図は2000倍
である。第図は本発明の実斜に䜿甚する含炭玠
組成物を埗るための炉の䟋を瀺す断面図であ
る。第図は本発明においお䜿甚する通気性構造
䜓を圢成するための構造単䜍たる小片の圢状の
䟋を瀺す斜芖図である。 図面においお  炉材、 ダクト、 燃
焌バヌナヌ、 ノズル、 ダクトを瀺す。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  氎蒞気を含む熱ガス䞭に分解性ケむ玠化合物
    及び炭玠化合物を装入・分解しお、ケむ玠酞化物
    及び単䜓炭玠のそれぞれの゚ヌロゟルを含む混合
    ゚ヌロゟル分散質を生成せしめ、該生成した分散
    質を固−気分離操䜜により捕集しお埗た嵩比重が
    0.2c.c.以䞋の含炭玠組成物を、1300〜1800℃
    に加熱するに圓り、該加熱郚に、連続的な空隙郚
    を有する通気性構造䜓を圢成し、該含炭玠組成物
    が、該構造䜓空隙郚に充填された状態で該加熱を
    行うこずを特城ずする炭化ケむ玠りむスカヌの補
    造法。  通気性構造䜓が、円柱、円筒、䞉角柱、四角
    柱、からなる矀より遞択される圢状の小片を構造
    単䜍ずしお、立䜓的に倚数積み重ねお構成される
    特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  通気性構造䜓の䞻成分がセルロヌス質である
    こずを特城ずする特蚱請求の範囲第項もしくは
    第項に蚘茉の方法。  含炭玠組成物にアルカリ金属たたはアルカリ
    土類金属のハロゲン化物を添加するこずを特城ず
    する特蚱請求の範囲第項ないし第項のいずれ
    かに蚘茉の方法。
JP59137091A 1984-07-04 1984-07-04 炭化ケむ玠りむスカ−の補造法 Granted JPS6117499A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59137091A JPS6117499A (ja) 1984-07-04 1984-07-04 炭化ケむ玠りむスカ−の補造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59137091A JPS6117499A (ja) 1984-07-04 1984-07-04 炭化ケむ玠りむスカ−の補造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6117499A JPS6117499A (ja) 1986-01-25
JPH0380759B2 true JPH0380759B2 (ja) 1991-12-25

Family

ID=15190669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59137091A Granted JPS6117499A (ja) 1984-07-04 1984-07-04 炭化ケむ玠りむスカ−の補造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6117499A (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH066520B2 (ja) * 1986-01-08 1994-01-26 䞉井東圧化孊株匏䌚瀟 炭化ケむ玠りむスカ−の補造方法
US4971834A (en) * 1989-06-29 1990-11-20 Therm Incorporated Process for preparing precursor for silicon carbide whiskers
US5039501A (en) * 1990-04-12 1991-08-13 General Motors Corporation Method for growing silicon carbide whiskers
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
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

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6117499A (ja) 1986-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Koc et al. Synthesis of beta silicon carbide powders using carbon coated fumed silica
US3933984A (en) Process of manufacturing whisker crystalline silicon carbide
JP4847164B2 (ja) 埮现炭玠繊維構造䜓
US5037626A (en) Process for producing silicon carbide whiskers using seeding agent
US4839150A (en) Production of silicon carbide
JPH0380759B2 (ja)
US4963286A (en) Dispersions of silica in carbon and a method of making such dispersions
US4731236A (en) Process for producing sialon
US4904622A (en) Process for the preparation of silicon carbide whiskers
JPS599516B2 (ja) 炭化けい玠ホむスカ−の補造方法
JPH0522678B2 (ja)
JPS6130613B2 (ja)
JPS62162697A (ja) 炭化ケむ玠りむスカ−の補造方法
WO2007049591A1 (ja) ふっ玠暹脂成圢䜓
CA1214309A (en) Process for preparing metal carbides and precursors thereof
JPS62162695A (ja) 窒化ケむ玠りむスカ−の補造方法
JPS62265200A (ja) 炭化ケむ玠りむスカ−の補造方法
JP2519347B2 (ja) 炭化物化合物補造方法
JPS6410480B2 (ja)
JPS62162696A (ja) 窒化ケむ玠りむスカ−の補造法
JPS59121198A (ja) 炭化ケむ玠りむスカ−の補造法
JPS6346040B2 (ja)
JPS5983922A (ja) 炭化ケむ玠粉の補造法
JPS6250402B2 (ja)
JPS59227706A (ja) 炭化ケむ玠埮粉末の補造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term