JPH04265211A - シリコンジイミド、その製造法、及びそれから製造される窒化珪素 - Google Patents
シリコンジイミド、その製造法、及びそれから製造される窒化珪素Info
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- JPH04265211A JPH04265211A JP3276292A JP27629291A JPH04265211A JP H04265211 A JPH04265211 A JP H04265211A JP 3276292 A JP3276292 A JP 3276292A JP 27629291 A JP27629291 A JP 27629291A JP H04265211 A JPH04265211 A JP H04265211A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/068—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
- C01B21/087—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing one or more hydrogen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
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- Chemical & Material Sciences (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
【０００１】本発明は、高純度のシリコンジイミドＳｉ
（ＮＨ）２、その製造法、及びそれから製造される窒化
珪素に関する。
（ＮＨ）２、その製造法、及びそれから製造される窒化
珪素に関する。
【０００２】窒化珪素は、その強度、その耐変温性、及
びその耐腐食性のために最も有望な高性能材料の１つで
ある。これはエンジンやタービンの構造体における耐熱
性材料として及び切削具として使用される。
びその耐腐食性のために最も有望な高性能材料の１つで
ある。これはエンジンやタービンの構造体における耐熱
性材料として及び切削具として使用される。
【０００３】中間段階としてシリコンジイミドを経る種
々の窒化珪素の製造法が知られるようになった。これら
の方法は高又は低温におけるＳｉＣｌ４又はＳｉＳ２の
アンモニアとの反応に基づき、４つのグループに分ける
ことができる。
々の窒化珪素の製造法が知られるようになった。これら
の方法は高又は低温におけるＳｉＣｌ４又はＳｉＳ２の
アンモニアとの反応に基づき、４つのグループに分ける
ことができる。
【０００４】１．常圧又は昇圧下におけるＳｉＣｌ４及
び液体アンモニアを含む液相間での反応（米国特許第４
，１９６，１７８号）。
び液体アンモニアを含む液相間での反応（米国特許第４
，１９６，１７８号）。
【０００５】２．昇温度におけるＳｉＣｌ４蒸気及び気
相アンモニア間での反応（米国特許第４，１４５，２２
４号）。
相アンモニア間での反応（米国特許第４，１４５，２２
４号）。
【０００６】３．ＳｉＳ２の液体アンモニアとの反応［
Ｍ．ブリクス（Ｂｌｉｘ）及びＷ．ビルベラウア（Ｗｉ
ｒｂｅｌａｕｅｒ）、ベル・ドイト・ヘム・ゲス（Ｂｅ
ｒ．Ｄｅｕｔ．Ｃｈｅｍ．Ｇｅｓ．）３６、４２２０（
１９０３）］。
Ｍ．ブリクス（Ｂｌｉｘ）及びＷ．ビルベラウア（Ｗｉ
ｒｂｅｌａｕｅｒ）、ベル・ドイト・ヘム・ゲス（Ｂｅ
ｒ．Ｄｅｕｔ．Ｃｈｅｍ．Ｇｅｓ．）３６、４２２０（
１９０３）］。
【０００７】４．液体ＳｉＣｌ４の固体アンモニアとの
反応［Ｏ．グレムサー（Ｇｌｅｍｓｅｒ）及びＥ．ナウ
マン（Ｎａｕｍａｎｎ）、「シリコンジイミドの熱合成
について」、Ｚ．アンオルグ・アルグ・ヘム（Ａｎｏｒ
ｇ．Ａｌｌｇ．Ｃｈｅｍ．）２８９、１３４（１９５９
）］。
反応［Ｏ．グレムサー（Ｇｌｅｍｓｅｒ）及びＥ．ナウ
マン（Ｎａｕｍａｎｎ）、「シリコンジイミドの熱合成
について」、Ｚ．アンオルグ・アルグ・ヘム（Ａｎｏｒ
ｇ．Ａｌｌｇ．Ｃｈｅｍ．）２８９、１３４（１９５９
）］。
【０００８】上述した４つの方法は、方法自体に基づく
或いは不満足な性質の生成物をもたらすといういずれか
の重大な欠点を有する。これらの欠点を以下に詳細に記
述する。
或いは不満足な性質の生成物をもたらすといういずれか
の重大な欠点を有する。これらの欠点を以下に詳細に記
述する。
【０００９】液体ＳｉＣｌ４の液体アンモニアとの反応
は非常に発熱であり、それ故にその制御が非常に困難で
ある。副生物として生成するＮＨ４Ｃｌはしばしば反応
装置を閉塞する。
は非常に発熱であり、それ故にその制御が非常に困難で
ある。副生物として生成するＮＨ４Ｃｌはしばしば反応
装置を閉塞する。
【００１０】米国特許第４，１９６，１７８号に記述さ
れる方法において、その１つの目的は四塩化珪素を有機
溶媒で希釈することによりＳｉＣｌ４のＮＨ３との非常
に激しい反応を制御することである。しかしながら有機
溶媒はかなりの量の炭素を生成物中にもたらし、これが
セラミック粉末の焼結能を致命的に損う。
れる方法において、その１つの目的は四塩化珪素を有機
溶媒で希釈することによりＳｉＣｌ４のＮＨ３との非常
に激しい反応を制御することである。しかしながら有機
溶媒はかなりの量の炭素を生成物中にもたらし、これが
セラミック粉末の焼結能を致命的に損う。
【００１１】上述した第２の方法、即ち気相ＳｉＣｌ４
とアンモニアの約１３００℃における反応によるＳｉ３
Ｎ４の製造は、理論的には所望の生成物の他に生成する
唯一の副生物が塩化水素であり、これが固体の生成物か
ら非常に容易に除去される筈であるという大きな利点を
もつ。しかしながら実際には、この方法で製造される窒
化珪素は依然としてかなりの量の化学的に結合した塩素
を含有し、これの除去が非常に困難である。
とアンモニアの約１３００℃における反応によるＳｉ３
Ｎ４の製造は、理論的には所望の生成物の他に生成する
唯一の副生物が塩化水素であり、これが固体の生成物か
ら非常に容易に除去される筈であるという大きな利点を
もつ。しかしながら実際には、この方法で製造される窒
化珪素は依然としてかなりの量の化学的に結合した塩素
を含有し、これの除去が非常に困難である。
【００１２】ＳｉＳ２のアンモニアとの反応によって製
造されるシリコンジイミドも、生成物中に硫黄がかなり
の割合で残るために不十分な純度であることがわかって
いる。
造されるシリコンジイミドも、生成物中に硫黄がかなり
の割合で残るために不十分な純度であることがわかって
いる。
【００１３】固体アンモニアの液体ＳｉＣｌ４との反応
によるシリコンジイミドの上述した製造法は、２つの観
点で、即ち第１にこの製造法に必要とされる技術的経費
が大きいこと、そして第２にＳｉＣｌ４とアンモニアの
発熱反応が後者を溶融させるために反応の制御に欠ける
ことというために不利である。
によるシリコンジイミドの上述した製造法は、２つの観
点で、即ち第１にこの製造法に必要とされる技術的経費
が大きいこと、そして第２にＳｉＣｌ４とアンモニアの
発熱反応が後者を溶融させるために反応の制御に欠ける
ことというために不利である。
【００１４】米国特許第４，７２５，６６０号は、Ｓｉ
（ＮＨＣＨ３）４を溶媒の不存在下に且つ該シランの融
点以上の温度においてＮＨ３と反応させることにより組
成Ｓｉ（ＮＨ）２を有するポリシラザンを製造するとい
う方法を開示している。この生成物は樹脂の形で得られ
る。これを熱分解した後、生成物は依然として約１６％
の炭素を含む。それ故に事実、この方法に基づくと時期
尚早の重合のため炭素を含有するポリシラザンだけが得
られた。
（ＮＨＣＨ３）４を溶媒の不存在下に且つ該シランの融
点以上の温度においてＮＨ３と反応させることにより組
成Ｓｉ（ＮＨ）２を有するポリシラザンを製造するとい
う方法を開示している。この生成物は樹脂の形で得られ
る。これを熱分解した後、生成物は依然として約１６％
の炭素を含む。それ故に事実、この方法に基づくと時期
尚早の重合のため炭素を含有するポリシラザンだけが得
られた。
【００１５】本発明の目的は、上述した欠点を有さず且
つ高品質のＳｉ３Ｎ４へ更に加工するのに適当であるシ
リコンジイミドを提供することである。
つ高品質のＳｉ３Ｎ４へ更に加工するのに適当であるシ
リコンジイミドを提供することである。
【００１６】この目的は低炭素含量（最大炭素０．５重
量％）及び低塩素含量（最大２０ｐｐｍ）を有するシリ
コンジイミドによって達成される。そのようなシリコン
ジイミドは加圧下５０〜３００℃において有機アミノシ
ランをアンモニアと反応させることによって得られる。
量％）及び低塩素含量（最大２０ｐｐｍ）を有するシリ
コンジイミドによって達成される。そのようなシリコン
ジイミドは加圧下５０〜３００℃において有機アミノシ
ランをアンモニアと反応させることによって得られる。
【００１７】本発明のシリコンジイミドは一般式
【００
１８】
１８】
【化２】Ｓｉ（ＮＨｙ）ｚ
［式中、ｙは１又は２であり、そしてｚは２〜４である
］を有する。
］を有する。
【００１９】これは炭素含量が高々０．５重量％であり
且つ塩素含量が高々２０ｐｐｍであることが特色である
。
且つ塩素含量が高々２０ｐｐｍであることが特色である
。
【００２０】本発明によるシリコンジイミドの塩素含量
は好ましくは１０ｐｐｍ以下であり、そして該シリコン
ジイミドは硫黄を含まない。
は好ましくは１０ｐｐｍ以下であり、そして該シリコン
ジイミドは硫黄を含まない。
【００２１】本発明は一般式
【００２２】
【化３】Ｓｉ（ＮＲＲ′）４
［式中、Ｒ及びＲ′は同一でも異なってもよく且つＣ１
〜Ｃ６アルキル、ビニル、フェニル又は水素を示す］に
相当する有機アミノシランを、温度５０〜３００℃及び
昇圧下にアンモニアと反応させてシリコンジイミドを製
造するという本発明によるシリコンジイミドの製造法に
も関する。
〜Ｃ６アルキル、ビニル、フェニル又は水素を示す］に
相当する有機アミノシランを、温度５０〜３００℃及び
昇圧下にアンモニアと反応させてシリコンジイミドを製
造するという本発明によるシリコンジイミドの製造法に
も関する。
【００２３】本発明によるシリコンジイミド及び有機ア
ミンは塩素を含まない有機アミノシランＳｉ（ＮＲＲ′
）４及びアンモニアから製造される。
ミンは塩素を含まない有機アミノシランＳｉ（ＮＲＲ′
）４及びアンモニアから製造される。
【００２４】塩素を含まないＳｉ（ＮＲＲ′）４の製造
は独国特許願第Ｐ４０ ０１ ２４６．８号の主題であ
る。
は独国特許願第Ｐ４０ ０１ ２４６．８号の主題であ
る。
【００２５】この反応から塩酸塩の形で得られる有機ア
ミンは容易に再循環することができる。高級液体アミノ
シランを用いる場合、生成物は完全には分離されていな
い有機アミン塩酸塩からの塩素で僅かに汚れていること
がある。従ってＲ＝ＣＨ３及びＲ′＝Ｈのテトラ有機シ
ランを用いることが好適である。
ミンは容易に再循環することができる。高級液体アミノ
シランを用いる場合、生成物は完全には分離されていな
い有機アミン塩酸塩からの塩素で僅かに汚れていること
がある。従ってＲ＝ＣＨ３及びＲ′＝Ｈのテトラ有機シ
ランを用いることが好適である。
【００２６】Ｒ＝Ｃ２Ｈ５及びＲ′＝Ｈである本発明の
方法の変化も好適である。
方法の変化も好適である。
【００２７】このようにして得られる有機アミノシラン
は、不活性な気体下にエナメル又はハステロイ製オート
クレーブ中に好適に導入され、温度２０〜３００℃及び
圧力１〜２００バール下に高純度のアンモニアと反応し
てＳｉ（ＮＨ）２を生成する。
は、不活性な気体下にエナメル又はハステロイ製オート
クレーブ中に好適に導入され、温度２０〜３００℃及び
圧力１〜２００バール下に高純度のアンモニアと反応し
てＳｉ（ＮＨ）２を生成する。
【００２８】有機アミノシランとアンモニアのモル比は
好ましくは１：３〜１：１０００、最も好ましくは１：
１５であるべきである。
好ましくは１：３〜１：１０００、最も好ましくは１：
１５であるべきである。
【００２９】（用いるアミノシランに依存して）反応時
間２〜１２０時間後に、アミノシランはシリコンジイミ
ドに転化される。完全なアミン交換反応に対しては、得
られる反応生成物を単離し、これを温度６００〜１２０
０℃下に２０分〜６時間アンモニア性雰囲気中へ導入す
る。
間２〜１２０時間後に、アミノシランはシリコンジイミ
ドに転化される。完全なアミン交換反応に対しては、得
られる反応生成物を単離し、これを温度６００〜１２０
０℃下に２０分〜６時間アンモニア性雰囲気中へ導入す
る。
【００３０】得られる粉末は、窒素、酸素及び炭素含量
の測定により及びＤＴＡ−ＴＧの測定により同定するこ
とができる。
の測定により及びＤＴＡ−ＴＧの測定により同定するこ
とができる。
【００３１】得られるジイミドの酸素及び炭素含量は好
ましくはそれぞれ１．０重量％以下及び０．５重量％以
下である［ストローライン（Ｓｔｒｏｅｈｌｅｉｎ、４
０４４ Ｋａｒｓｔ １、独国）の装置Ｏ−Ｎ−Ｍａｔ
及びＣ−Ｓ−Ｍａｔで測定］。
ましくはそれぞれ１．０重量％以下及び０．５重量％以
下である［ストローライン（Ｓｔｒｏｅｈｌｅｉｎ、４
０４４ Ｋａｒｓｔ １、独国）の装置Ｏ−Ｎ−Ｍａｔ
及びＣ−Ｓ−Ｍａｔで測定］。
【００３２】本発明によるシリコンジイミドはＳｉ３Ｎ
４に更に処理するのに特に適当である。この目的に対し
ては、これを窒素含有雰囲気中において１０００〜１５
００℃、好ましくは１４５０℃に２０分〜１２時間加熱
してα−Ｓｉ３Ｎ４に転化する。本発明の主題でもある
本発明によって得られるＳｉ３Ｎ４は８０重量％より多
いα相を含み、且つ窒素を少くとも３８．５重量％含有
する。 塩素は検出されない。
４に更に処理するのに特に適当である。この目的に対し
ては、これを窒素含有雰囲気中において１０００〜１５
００℃、好ましくは１４５０℃に２０分〜１２時間加熱
してα−Ｓｉ３Ｎ４に転化する。本発明の主題でもある
本発明によって得られるＳｉ３Ｎ４は８０重量％より多
いα相を含み、且つ窒素を少くとも３８．５重量％含有
する。 塩素は検出されない。
【００３３】本発明による窒化珪素の酸素含量及び炭素
含量は好ましくはそれぞれ１％以下及び０．１％以下で
ある。
含量は好ましくはそれぞれ１％以下及び０．１％以下で
ある。
【００３４】本発明を下記の実施例によって記述するが
、これを限定として見作すべきではない。
、これを限定として見作すべきではない。
【００３５】
【実施例】実施例１
Ｓｉ（ＮＨＣＨ３）４ １０ｇを、保護気体下にテフロ
ンでランニングした５００ｍｌの撹拌式オートクレーブ
中に導入し、そしてオートクレーブを密閉した。次いで
高純度のアンモニア２００ｍｌを圧入し、オートクレー
ブを５℃／分の速度で１００℃まで加熱し、この温度に
２４時間放置した。この温度におけるオートクレーブ中
の圧力は約６０バールであった。
ンでランニングした５００ｍｌの撹拌式オートクレーブ
中に導入し、そしてオートクレーブを密閉した。次いで
高純度のアンモニア２００ｍｌを圧入し、オートクレー
ブを５℃／分の速度で１００℃まで加熱し、この温度に
２４時間放置した。この温度におけるオートクレーブ中
の圧力は約６０バールであった。
【００３６】反応の終了後、オートクレーブ中の圧力を
放出し、そして白色で粉末のジイミドをオーブン中約８
００℃において、アンモニア流下に約３０分間焼成して
アミノ基交換反応を完結した。
放出し、そして白色で粉末のジイミドをオーブン中約８
００℃において、アンモニア流下に約３０分間焼成して
アミノ基交換反応を完結した。
【００３７】収量は定量的であった。
【００３８】
分析：Ｓｉ：４９．０重量％ Ｎ：
４８．０重量％ Ｈ ： １．９重量％
Ｃ： ０．１重量％
Ｃｌ： ０．０００６重量％ Ｏ： ０．
８重量％実施例２ Ｓｉ（ＮＨ−Ｃ２Ｈ５）４ １０ｇを、保護気体下にテ
フロンでランニングした５００ｍｌの撹拌式オートクレ
ーブ中に導入し、そしてオートクレーブを密閉した。次
いで高純度のアンモニア２００ｍｌを圧入し、オートク
レーブを５℃／分の速度で１００℃まで加熱し、この温
度に２４時間放置した。この温度におけるオートクレー
ブ中の圧力は約１００〜１１０バールであった。
４８．０重量％ Ｈ ： １．９重量％
Ｃ： ０．１重量％
Ｃｌ： ０．０００６重量％ Ｏ： ０．
８重量％実施例２ Ｓｉ（ＮＨ−Ｃ２Ｈ５）４ １０ｇを、保護気体下にテ
フロンでランニングした５００ｍｌの撹拌式オートクレ
ーブ中に導入し、そしてオートクレーブを密閉した。次
いで高純度のアンモニア２００ｍｌを圧入し、オートク
レーブを５℃／分の速度で１００℃まで加熱し、この温
度に２４時間放置した。この温度におけるオートクレー
ブ中の圧力は約１００〜１１０バールであった。
【００３９】反応の終了後、オートクレーブ中の圧力を
放出し、そして白色で粉末のジイミドをオーブン中約８
００℃において、アンモニア流下に約３０分間焼成して
アミノ基交換反応を完結した。
放出し、そして白色で粉末のジイミドをオーブン中約８
００℃において、アンモニア流下に約３０分間焼成して
アミノ基交換反応を完結した。
【００４０】収量は定量的であった。
【００４１】
分析：Ｓｉ：４８．４重量％ Ｎ：
４８．５重量％ Ｈ ： ２．０重量％
Ｃ： ０．３重量％
Ｃｌ： ０．１重量％ Ｏ：
０．６重量％テトラキスエチルアミノシランから製造
したシリコンジイミドの高塩素含量は該アミノシランか
らのエチルアミノ塩酸塩の不完全な分離のためであった
。
４８．５重量％ Ｈ ： ２．０重量％
Ｃ： ０．３重量％
Ｃｌ： ０．１重量％ Ｏ：
０．６重量％テトラキスエチルアミノシランから製造
したシリコンジイミドの高塩素含量は該アミノシランか
らのエチルアミノ塩酸塩の不完全な分離のためであった
。
【００４２】実施例３
実施例１で得られた粉末を、１０℃／分の速度で１４５
０℃まで加熱し、そしてこの温度で約３時間高純度の窒
素雰囲気下に置いた。
０℃まで加熱し、そしてこの温度で約３時間高純度の窒
素雰囲気下に置いた。
【００４３】
分析：Ｓｉ：６０．３重量％ Ｎ
：３９．３重量％ Ｃ ： ０．０５
重量％ Ｃｌ：検出できず
Ｏ ： ０．２重量％ＢＥＴによる表面積：２０ｍ
２／ｇ 粒径：０．１〜０．８μｍ。
：３９．３重量％ Ｃ ： ０．０５
重量％ Ｃｌ：検出できず
Ｏ ： ０．２重量％ＢＥＴによる表面積：２０ｍ
２／ｇ 粒径：０．１〜０．８μｍ。
【００４４】本発明の特徴及び態様は以下の通りである
： １．高々０．５重量％の炭素含量及び高々２０ｐｐｍの
塩素含量を有するシリコンジイミド。
： １．高々０．５重量％の炭素含量及び高々２０ｐｐｍの
塩素含量を有するシリコンジイミド。
【００４５】２．塩素含量が１０ｐｐｍ以下である上記
１のシリコンジイミド。
１のシリコンジイミド。
【００４６】３．アンモニアを式
【００４７】
【化４】Ｓｉ（ＮＲＲ′）４
［式中、Ｒ及びＲ′は同一でも異なってもよく且つＣ１
〜Ｃ６アルキル、ビニル、フェニル又は水素を示す］に
相当する有機アミノシランと、５０〜３００℃の温度及
び昇圧下に反応させてシリコンジイミドを生成すること
を含んでなる上記１のシリコンジイミドの製造法。
〜Ｃ６アルキル、ビニル、フェニル又は水素を示す］に
相当する有機アミノシランと、５０〜３００℃の温度及
び昇圧下に反応させてシリコンジイミドを生成すること
を含んでなる上記１のシリコンジイミドの製造法。
【００４８】４．ＲがＣＨ３であり、そしてＲ′がＨで
ある上記３の方法。
ある上記３の方法。
【００４９】５．ＲがＣ２Ｈ５であり、そしてＲ′がＨ
である上記３の方法。
である上記３の方法。
【００５０】６．有機アミノシランとアンモニアのモル
比が１：３〜１：１０００である上記３の方法。
比が１：３〜１：１０００である上記３の方法。
【００５１】７．得られる反応生成物を６００〜１２０
０℃で２０分〜６時間アンモニア性雰囲気で処理する上
記３の方法。
０℃で２０分〜６時間アンモニア性雰囲気で処理する上
記３の方法。
【００５２】８．シリコンジイミドを製造した後、これ
を含窒素雰囲気中において２０分ないし１２時間１００
０〜１５００℃に加熱して窒化珪素に転化する上記３の
方法。
を含窒素雰囲気中において２０分ないし１２時間１００
０〜１５００℃に加熱して窒化珪素に転化する上記３の
方法。
【００５３】９．上記８による方法で製造され且つα相
を８０重量％より多く且つ窒素を３８．５重量％より多
く有し、検出しうる塩素を有さない窒化珪素からなるＳ
ｉ３Ｎ４。
を８０重量％より多く且つ窒素を３８．５重量％より多
く有し、検出しうる塩素を有さない窒化珪素からなるＳ
ｉ３Ｎ４。
Claims (3)
- 【請求項１】 高々０．５重量％の炭素含量及び高々
２０ｐｐｍの塩素含量を有するシリコンジイミド。 - 【請求項２】 アンモニアを式 【化１】Ｓｉ（ＮＲＲ′）４ ［式中、Ｒ及びＲ′は同一でも異なってもよく且つＣ１
〜Ｃ６アルキル、ビニル、フェニル又は水素を示す］に
相当する有機アミノシランと、５０〜３００℃の温度及
び昇圧下に反応させてシリコンジイミドを生成すること
を含んでなる高々０．５重量％の炭素含量及び高々２０
ｐｐｍの塩素含量を有するシリコンジイミドの製造法。 - 【請求項３】 請求項２による方法で製造され且つα
相を８０重量％より多く且つ窒素を３８．５重量％より
多く有し、検出しうる塩素を有さない窒化珪素からなる
Ｓｉ３Ｎ４。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4031070.1 | 1990-10-02 | ||
| DE4031070A DE4031070A1 (de) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | Siliciumdiimid, verfahren zu dessen herstellung sowie daraus erhaltenes siliciumnitrid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265211A true JPH04265211A (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=6415387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3276292A Pending JPH04265211A (ja) | 1990-10-02 | 1991-09-30 | シリコンジイミド、その製造法、及びそれから製造される窒化珪素 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5258169A (ja) |
| EP (1) | EP0479050B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04265211A (ja) |
| KR (1) | KR920007921A (ja) |
| CA (1) | CA2052401A1 (ja) |
| DE (2) | DE4031070A1 (ja) |
| ES (1) | ES2055503T3 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003166060A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procede S Georges Claude | Ｃｖｄ法によるシリコン窒化物膜、シリコンオキシ窒化物膜、またはシリコン酸化物膜の製造方法 |
| WO2010114141A1 (ja) | 2009-03-30 | 2010-10-07 | 宇部興産株式会社 | 含窒素シラン化合物粉末及びその製造方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4200787A1 (de) * | 1992-01-15 | 1993-07-22 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung von si(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)(pfeil hoch)n(pfeil hoch)(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts), neue ausgangsverbindung hierfuer sowie verfahren zu dessen herstellung |
| EP0554020B1 (en) * | 1992-01-24 | 1997-04-09 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Silicon nitride powder and method for its manufacture |
| JP3314554B2 (ja) * | 1993-12-10 | 2002-08-12 | 宇部興産株式会社 | 窒化珪素粉末及び窒化珪素含有水系スラリー |
| DE19651731B4 (de) * | 1995-12-12 | 2012-08-16 | Ube Industries, Ltd. | Verfahren zur Herstellung einer Stickstoff enthaltenden Silanverbindung |
| US6264908B1 (en) | 1997-12-04 | 2001-07-24 | Thomas C. Maganas | Methods and systems for the catalytic formation of silicon nitride using a fluidized bed of silica |
| JP4607637B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2011-01-05 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン窒化膜の形成方法、シリコン窒化膜の形成装置及びプログラム |
| US8318966B2 (en) * | 2006-06-23 | 2012-11-27 | Praxair Technology, Inc. | Organometallic compounds |
| DE102008062177A1 (de) | 2008-12-13 | 2010-07-08 | Alzchem Trostberg Gmbh | Verfahren zur Herstellung von hochreinem Siliciumnitrid |
| EP3020686A4 (en) * | 2013-07-11 | 2017-03-29 | UBE Industries, Ltd. | Silicon nitride powder for mold release agent of casting mold for casting polycrystalline silicon ingot and method for manufacturing said silicon nitride powder, slurry containing said silicon nitride powder, casting mold for casting polycrystalline silicon ingot and method for manufacturing same, and method for manufacturing polycrystalline silicon ingot cast using said casting mold |
| CN115432676B (zh) * | 2021-06-04 | 2024-03-26 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种多级流化床制备高质量氮化硅粉体的系统及方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54145400A (en) * | 1978-05-08 | 1979-11-13 | Ube Ind Ltd | Production of metal nitride powder |
| JPS5595605A (en) * | 1979-01-10 | 1980-07-21 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | High purity silicon nitride and production thereof |
| JPS58213607A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | シリコンイミドおよび／または窒化けい素の製造方法 |
| US4613490A (en) * | 1984-05-08 | 1986-09-23 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Process for preparing silicon nitride, silicon carbide or fine powdery mixture thereof |
| JPS61174108A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-05 | Toa Nenryo Kogyo Kk | シリコンイミド又はポリシラザンの製造方法 |
| JPS61287930A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-18 | Chisso Corp | ポリシラザンの製造方法 |
| ATE54293T1 (de) * | 1985-12-09 | 1990-07-15 | Toa Nenryo Kogyo Kk | Verfahren zur herstellung von siliciumimid und dessen weiterberarbeitung zu siliciumnitrid. |
| US4686095A (en) * | 1985-12-23 | 1987-08-11 | Ford Motor Company | Method of making ultrapure silicon nitride precursor |
| US4795622A (en) * | 1986-04-24 | 1989-01-03 | Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing silicon-imide |
| JPS6339885A (ja) * | 1986-08-06 | 1988-02-20 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 窒化ケイ素前駆体および窒化ケイ素粉末の製造方法 |
| JP2632816B2 (ja) * | 1986-10-28 | 1997-07-23 | 東燃株式会社 | 窒化ケイ素の製造方法 |
| US4772516A (en) * | 1987-11-09 | 1988-09-20 | Mahone Louis G | Stable methylpolydisilylazane polymers |
-
1990
- 1990-10-02 DE DE4031070A patent/DE4031070A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-09-19 DE DE59101851T patent/DE59101851D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-19 EP EP91115885A patent/EP0479050B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-19 ES ES91115885T patent/ES2055503T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-20 US US07/763,314 patent/US5258169A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-27 CA CA002052401A patent/CA2052401A1/en not_active Abandoned
- 1991-09-30 JP JP3276292A patent/JPH04265211A/ja active Pending
- 1991-09-30 KR KR1019910017069A patent/KR920007921A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003166060A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procede S Georges Claude | Ｃｖｄ法によるシリコン窒化物膜、シリコンオキシ窒化物膜、またはシリコン酸化物膜の製造方法 |
| WO2010114141A1 (ja) | 2009-03-30 | 2010-10-07 | 宇部興産株式会社 | 含窒素シラン化合物粉末及びその製造方法 |
Also Published As
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|---|---|
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| CA2052401A1 (en) | 1992-04-03 |
| KR920007921A (ko) | 1992-05-27 |
| DE4031070A1 (de) | 1992-04-09 |
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| US5258169A (en) | 1993-11-02 |
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