JPH04198009A - 炭化珪素粉末の製造方法 - Google Patents
炭化珪素粉末の製造方法Info
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- JPH04198009A JPH04198009A JP2326206A JP32620690A JPH04198009A JP H04198009 A JPH04198009 A JP H04198009A JP 2326206 A JP2326206 A JP 2326206A JP 32620690 A JP32620690 A JP 32620690A JP H04198009 A JPH04198009 A JP H04198009A
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Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は炭化珪素（以下ＳｉＣと記載する）粉末の製造
方法に係り、特に、高純度のＳｉＣ粉末を安価に製造す
ることができる方法に関する。
方法に係り、特に、高純度のＳｉＣ粉末を安価に製造す
ることができる方法に関する。
ＳｉＣは高硬度材料や耐熱セラミックスとして注目され
ており、このような用途に対してＳｉＣは一般に焼結体
として利用されており、焼結用原料としては高純度の微
粉状のＳｉＣが要求されている。
ており、このような用途に対してＳｉＣは一般に焼結体
として利用されており、焼結用原料としては高純度の微
粉状のＳｉＣが要求されている。
従来、ＳｉＣ粉末の製造方法としては、炭素（Ｃ）原料
と珪石等をアジソン炉等の抵抗加熱方式により高温下で
反応させ、得られたＳｉＣ塊を粉砕・分級する方法や、
特開昭６３−１４７８１２号公報に開示されたような、
二酸化珪素粉末と炭素粉末とをプラズマフレーム中に導
入することにより反応させて、ＳｉＣ粉末を製造する方
法が知られている。
と珪石等をアジソン炉等の抵抗加熱方式により高温下で
反応させ、得られたＳｉＣ塊を粉砕・分級する方法や、
特開昭６３−１４７８１２号公報に開示されたような、
二酸化珪素粉末と炭素粉末とをプラズマフレーム中に導
入することにより反応させて、ＳｉＣ粉末を製造する方
法が知られている。
アジソン炉を用いる方法では、製造されるＳｉＣが塊状
であるためこれを粉砕する必要がある。しかし、この粉
砕工程ではＳｉＣが多大な汚染を受けるために、高純度
ＳｉＣを得ることが困難であった。さらに、粉砕しなけ
ればならないので安価に微粉を製造することも極めて難
しいという問題があった。
であるためこれを粉砕する必要がある。しかし、この粉
砕工程ではＳｉＣが多大な汚染を受けるために、高純度
ＳｉＣを得ることが困難であった。さらに、粉砕しなけ
ればならないので安価に微粉を製造することも極めて難
しいという問題があった。
また、特開昭６３−１４７８１２号公報の方法では、原
料の炭素の二酸化珪素に対するモル比を２．５〜３．５
の範囲で混合した粉末を用いるので、ＳｉＣの製造を安
定して行うには両粉末を均一に混合する装置が必要とな
り、コストが大となり、また、混合を行うときに装置か
らの汚染があり、高純度ＳｉＣを得るのが難しいという
問題があった。また安価な炭素粉末は純度が９９，９％
位で、高純度ＳｉＣ粉末の製造には使用し得ない。
料の炭素の二酸化珪素に対するモル比を２．５〜３．５
の範囲で混合した粉末を用いるので、ＳｉＣの製造を安
定して行うには両粉末を均一に混合する装置が必要とな
り、コストが大となり、また、混合を行うときに装置か
らの汚染があり、高純度ＳｉＣを得るのが難しいという
問題があった。また安価な炭素粉末は純度が９９，９％
位で、高純度ＳｉＣ粉末の製造には使用し得ない。
［発明が解決しようとする課題１
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、高純度かつ
粉末状のＳｉＣを安価に製造する方法を提供しようとす
るものである。
粉末状のＳｉＣを安価に製造する方法を提供しようとす
るものである。
［課題を解決するための手段１
本発明は前記課題を解決するために、黒鉛製の中空アー
ク電極の中空部を通して、二酸化珪素粉末を炭化水素ガ
スと不活性ガスとの混合ガスで搬送して電極間のアーク
火点に導入し、該炭化水素の熱分解により生成した炭素
と二酸化珪素とを反応させることを特徴とする炭化珪素
粉末の製造方法を提供するものである。
ク電極の中空部を通して、二酸化珪素粉末を炭化水素ガ
スと不活性ガスとの混合ガスで搬送して電極間のアーク
火点に導入し、該炭化水素の熱分解により生成した炭素
と二酸化珪素とを反応させることを特徴とする炭化珪素
粉末の製造方法を提供するものである。
［作用］
ＳｉＣの生成反応は、
ＳｉＯ２＋３Ｃ−ＩＳｉＣ＋２ＣＯ（１）という反応式
で進行する。
で進行する。
ＳｉＣの生成反応は１５３０℃以上で進行するが、アー
ク電極の先端でアークを発生させると、電極先端の温度
が２０００℃以上となり、電極内あるいは電極先端部で
（１）式の反応が進みＳｉＣが生成する。しかし、この
方法ではアーク電極が炭素源となるので、常時Ｃ／５ｉ
０２モル比２゜５〜３．５で炭素電極が消耗し、また、
電極の純度がＳｉＣの純度に大きく影響する。
ク電極の先端でアークを発生させると、電極先端の温度
が２０００℃以上となり、電極内あるいは電極先端部で
（１）式の反応が進みＳｉＣが生成する。しかし、この
方法ではアーク電極が炭素源となるので、常時Ｃ／５ｉ
０２モル比２゜５〜３．５で炭素電極が消耗し、また、
電極の純度がＳｉＣの純度に大きく影響する。
このため、特開昭６３−１４７８１２号公報に開示され
た炭素粉末を同時に吹込む方法があるが、この方法では
前述したようなコストや純度面で問題である。
た炭素粉末を同時に吹込む方法があるが、この方法では
前述したようなコストや純度面で問題である。
そこで本発明では、搬送ガスに炭化水素ガスと不活性ガ
スの混合ガスを用いる。
スの混合ガスを用いる。
炭化水素ガスは、例えばプロパンガス、ブタンガスが用
いられ、プロパンガスの場合には８００℃で次式の如（
、 Ｃ３Ｈ８−３Ｃ＋４Ｈ２（２） 炭素と水素とに熱分解する。この反応は（１）式の反応
より低い温度領域で起こるのでプロパンガスは中空電極
内で炭素を生成し、アーク火点に吹込まれるこの炭素が
（１）式の反応炭素源として二酸化珪素と反応しＳｉＣ
を生成する。また、この炭素の一部は中空電極の内面に
付着し、電極内部での電極と二酸化珪素との反応を抑制
する働きをする。この結果、炭素粉末を吹込んだときに
比べ黒鉛電極の消耗及びこれによる不純物の混入を低減
することができる。
いられ、プロパンガスの場合には８００℃で次式の如（
、 Ｃ３Ｈ８−３Ｃ＋４Ｈ２（２） 炭素と水素とに熱分解する。この反応は（１）式の反応
より低い温度領域で起こるのでプロパンガスは中空電極
内で炭素を生成し、アーク火点に吹込まれるこの炭素が
（１）式の反応炭素源として二酸化珪素と反応しＳｉＣ
を生成する。また、この炭素の一部は中空電極の内面に
付着し、電極内部での電極と二酸化珪素との反応を抑制
する働きをする。この結果、炭素粉末を吹込んだときに
比べ黒鉛電極の消耗及びこれによる不純物の混入を低減
することができる。
プロパンガス等の炭化水素ガスは、粉末状Ｃ原料に比し
て高純度のものを安価に入手することができ、ＳｉＣの
純度を向上させるとともに製造コストを低減させること
ができる。
て高純度のものを安価に入手することができ、ＳｉＣの
純度を向上させるとともに製造コストを低減させること
ができる。
本発明における不活性ガスとしてはＡｒ。
Ｈｅ、Ｈ２、Ｃｏなどの炭化珪素に対し不活性なガスが
使用される。
使用される。
また、この方法で得られるＳｉＣの粒径は吹込む二酸化
珪素の粒径に依存し、粒径の小さい二酸化珪素を用いれ
ば得られる粉末ＳｉＣの粒径は小さくなり、生成したＳ
ｉＣを粉砕する必要がなく製造コストを低減させること
ができる。
珪素の粒径に依存し、粒径の小さい二酸化珪素を用いれ
ば得られる粉末ＳｉＣの粒径は小さくなり、生成したＳ
ｉＣを粉砕する必要がなく製造コストを低減させること
ができる。
第１図は本発明の〜実施例に用いられたＳｉＣ製造装置
の系統図である。
の系統図である。
ＳｉＣ反応装置１内に１対の中空黒鉛製アーク電極２を
挿入する。原料となる二酸化珪素粉末は貯蔵タンク４に
貯蔵され、切出装置５によって所定量供給される。切出
装置を出た二酸化珪素を、搬送ガス９として炭化水素ガ
スとＡｒガスとの混合ガスを用いて気体輸送し、画電極
の中空部７を通してアーク火点３に導入する。炭化水素
ガスは電極の中空部で熱分解し、一部は電極内面に付着
し、残りはアーク火点部に導入される。導入された二酸
化珪素粉末は熱分解により生成した炭素や黒鉛電極２と
アーク火点部の熱によって反応し、Ｓ ｉ Ｃ粉として
反応装置内に吹込まれる。生成したＳｉＣ粉末は排ガス
１０とともに反応装置外へ排出され、集塵袋Ｗｔ８で捕
集される。
挿入する。原料となる二酸化珪素粉末は貯蔵タンク４に
貯蔵され、切出装置５によって所定量供給される。切出
装置を出た二酸化珪素を、搬送ガス９として炭化水素ガ
スとＡｒガスとの混合ガスを用いて気体輸送し、画電極
の中空部７を通してアーク火点３に導入する。炭化水素
ガスは電極の中空部で熱分解し、一部は電極内面に付着
し、残りはアーク火点部に導入される。導入された二酸
化珪素粉末は熱分解により生成した炭素や黒鉛電極２と
アーク火点部の熱によって反応し、Ｓ ｉ Ｃ粉として
反応装置内に吹込まれる。生成したＳｉＣ粉末は排ガス
１０とともに反応装置外へ排出され、集塵袋Ｗｔ８で捕
集される。
本装置を用いてＳｉＣ粉末を製造した実施例及び比較例
を示す。共通した製造条件は次の通りである。
を示す。共通した製造条件は次の通りである。
黒鉛製中空アーク電極 外径７０ｍｍ
アーク電力 ７０ｋＷ
二酸化珪素 平均粒径１１００Ｉｉ供給速度
６ｋｇ／ｈｒ 比較例１ 搬送ガスにＡｒガスのみを用いた。
６ｋｇ／ｈｒ 比較例１ 搬送ガスにＡｒガスのみを用いた。
Ａｒ供給量 ３Ｎｍ’／ｈｒアーク電極消耗
量 Ｃ／Ｓｉ０２ モル比 ２．９ ＳｉＣ製造量 ３．５ｋｇ／ｈｒＳｉＣ中不純
物 ＡＪ２ ： ３ｐｐｍＣａ：３ｐｐｍ Ｆｅ ： ２０ｐｐｍ ＴＬ：３ｐｐｍ 比較例２ 搬送ガスにＡｒガスのみを用い、炭素粉末を二酸化珪素
粉末に混合した。
量 Ｃ／Ｓｉ０２ モル比 ２．９ ＳｉＣ製造量 ３．５ｋｇ／ｈｒＳｉＣ中不純
物 ＡＪ２ ： ３ｐｐｍＣａ：３ｐｐｍ Ｆｅ ： ２０ｐｐｍ ＴＬ：３ｐｐｍ 比較例２ 搬送ガスにＡｒガスのみを用い、炭素粉末を二酸化珪素
粉末に混合した。
炭素粉末供給量 Ｃ／ＳｉＯ２
モル比 ２
Ａｒ供給量 ３Ｎｒｒｉ″／ ｈ ｒアーク
電極消耗量 Ｃ／ＳｉＯ２ モル比 １．４ ＳｉＣ製造量 ３．３ ｋ ｇ ／ ｈ ｒＳ
ｉＣ中不純物 ＡＪ２ ： １０ｐｐｍＣａ ：
２０ｐｐｍ Ｆｅ ： １００１００ ｐｐ：８ｐｐｍ 実施例 搬送ガスにプロパンとＡｒの混合ガスを用いた。
電極消耗量 Ｃ／ＳｉＯ２ モル比 １．４ ＳｉＣ製造量 ３．３ ｋ ｇ ／ ｈ ｒＳ
ｉＣ中不純物 ＡＪ２ ： １０ｐｐｍＣａ ：
２０ｐｐｍ Ｆｅ ： １００１００ ｐｐ：８ｐｐｍ 実施例 搬送ガスにプロパンとＡｒの混合ガスを用いた。
プロパンガス供給量 １．５Ｎ耐／ ｈ ｒＡｒ供給
量 １．５ Ｎｒｄ／ ｈ ｒアーク電極消
耗量 Ｃ／５ｉ０２ モル比 １．１ ＳｉＣ製造量 ３．４ ｋ ｇ ／ ｈ ｒＳ
ｉＣ中不純物 Ｆｅ ： ８ｐｐｍ他の元素 ：ｌｐｐｍ以下 得られたＳｉＣ粉末は粒径１００μｍで、粉砕が不要な
高純度のＳｉＣ粉末が得られた。また、アーク電極の消
耗量は本発明のときにもっとも低減できた。
量 １．５ Ｎｒｄ／ ｈ ｒアーク電極消
耗量 Ｃ／５ｉ０２ モル比 １．１ ＳｉＣ製造量 ３．４ ｋ ｇ ／ ｈ ｒＳ
ｉＣ中不純物 Ｆｅ ： ８ｐｐｍ他の元素 ：ｌｐｐｍ以下 得られたＳｉＣ粉末は粒径１００μｍで、粉砕が不要な
高純度のＳｉＣ粉末が得られた。また、アーク電極の消
耗量は本発明のときにもっとも低減できた。
［発明の効果］
本発明により、従来技術の問題点が解決され高純度かつ
低コストでＳｉＣ粉末を容易に製造できるようになった
。
低コストでＳｉＣ粉末を容易に製造できるようになった
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例に用いられたＳｉＣ製造装置を
示す系統図である。
示す系統図である。
Claims (1)
- １ 黒鉛製の中空アーク電極の中空部を通して、二酸化
珪素粉末を炭化水素ガスと不活性ガスとの混合ガスで搬
送して電極間のアーク火点内に導入し、該炭化水素の熱
分解により生成した炭素と二酸化珪素とを反応させるこ
とを特徴とする炭化珪素粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2326206A JPH04198009A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 炭化珪素粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2326206A JPH04198009A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 炭化珪素粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198009A true JPH04198009A (ja) | 1992-07-17 |
Family
ID=18185191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2326206A Pending JPH04198009A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 炭化珪素粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04198009A (ja) |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2326206A patent/JPH04198009A/ja active Pending
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