JPH0463802B2 - - Google Patents
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- JPH0463802B2 JPH0463802B2 JP61295677A JP29567786A JPH0463802B2 JP H0463802 B2 JPH0463802 B2 JP H0463802B2 JP 61295677 A JP61295677 A JP 61295677A JP 29567786 A JP29567786 A JP 29567786A JP H0463802 B2 JPH0463802 B2 JP H0463802B2
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- Ceramic Products (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は微粉末にしやすい、高α型窒化けい素
の製造方法に関し、その目的とするところは高品
位窒化けい素焼結体に好適な窒化けい素を提供す
るにある。 (従来の技術) 窒化けい素Si3N4は一般に金属けい素と窒素を
高温で反応させることによつて製造されている
が、この場合のSi3N4生成反応は次式 3Si+2N2→Si3N4+176Kcal/mol のように発熱を伴い、反応の制御が困難であるた
め、高温安定型のβ相ができやすく、高α型のも
のが得られ難い。 また、窒化の比表面積は大きくてもせいぜい3
m2/g前後であり、常圧焼結用に必要とされる10
m2/g以上の微粉にするためにはさらに微粉化し
なければならない。しかし微粉化処理すれば粉砕
メデイヤの磨耗による不純物や酸素の混入が避け
られないという問題がある。 高品位窒化けい素焼結体の製造には、原料とす
る窒化けい素が高α型の結晶相を有し、かつサブ
ミクロン級の微粉であることが要求される。しか
しながらこれを満足できるものはまだ見出されて
いない現状である。 金属けい素から直接窒化法で高純度微粉を得る
方法として、西独シユタルク社の方法(G.
Schwier、工業レアメタル、73 98(1980))が知
られているが、この方法によると金属けい素の窒
化微粉砕後さらに薬品による化学的精製が必要で
あるため、微粉砕の負荷の程度により粉砕メデイ
アの磨耗度が大きく、精製用薬品量が大きく変つ
てくるという不利がある。 (問題解決のための手段) 本発明者は前記問題点を解決するため種々検討
の結果、金属けい素の直接窒化における発熱反応
を制御することにより高α型でしかも微粉化しや
すい粉末を得ることに成功し、本発明に至つたの
である。 すなわち、本発明は、金属けい素を充填した容
器を、1000℃〜1500℃の温度勾配をもつ横型管状
炉内あるいはトンネル型炉内に150℃/時以下の
昇温速度になるように連続的に通過させ、1400℃
の最高温度領域で滞留時間を3時間以内とするこ
とを特徴とする比表面積5m2/g以上の高α型窒
化けい素の製造方法を要旨とするものである。 本発明の実施に当つて用いるガスはN2または
NH3またはこれらの混合ガスであり、さらにこ
れにH2、Ar、Heなどの不活性ガスを添加して発
熱反応を制限することができる。 金属けい素としては微粉化された、特にBET
比表面積で1〜6m2/gの範囲にあるもの使用す
るのが好ましい。 本発明では窒化反応の開始から終了までの間、
金属けい素が150℃/時以下の昇温速度で加熱さ
れるように温度を制御し、1400℃の最高温度を3
時間以内に保持させ、これによつて、発熱反応を
抑制するのであつて、具体的には1000℃〜1500℃
の温度勾配をもつ横型管状炉あるいはトンネル型
炉を使用し、金属けい素を収容した容器を炉内に
通過させる方法が行われる。 昇温速度が150℃/時以下では小さいほど比表
面積の高いものが得られるが、生産性の点からも
40〜150℃/時が好ましく、それ以上では5m2/
g以上のものは得にくく粉末同志の融着が置き比
表面積を下げることとなり本発明の目的を達成す
るこができなくなる。 (発明の効果) 本発明によれば従来窒化後の比表面積が〜3
m2/g前後であつたものが8〜11m2/gとなり、
そのため次のような効果が得られた。 湿式微粉砕に要する時間が1/3〜1/2になり、
メデイアの磨耗量もほぼそれに比例して少なく
なつた。 メデイアの不純物の混入および酸素の増加量
が少なくなり、精製に要する薬品(酸)の量が
1/2以下になつた。 酸(HFおよび他の強酸)の量が少なくな
り、排水処理が軽減された。 実施例 1 横型管状炉内を5%の水素を含む窒素ガス雰囲
気とし、この中で窒化けい素製容器に入れた金属
けい素粉末(比表面積4.7m2/g)を移動させ、
昇温度を60℃および120℃/時として1400℃まで
加熱し、窒化反応させた結果は表−1のとおりで
あつた。なお、比較例として200℃/時の昇温速
度の結果を併記した。 本発明の方法によればβ−Si3H4の少ない高α
型窒化けい素が得られることがこの表からわか
る。
の製造方法に関し、その目的とするところは高品
位窒化けい素焼結体に好適な窒化けい素を提供す
るにある。 (従来の技術) 窒化けい素Si3N4は一般に金属けい素と窒素を
高温で反応させることによつて製造されている
が、この場合のSi3N4生成反応は次式 3Si+2N2→Si3N4+176Kcal/mol のように発熱を伴い、反応の制御が困難であるた
め、高温安定型のβ相ができやすく、高α型のも
のが得られ難い。 また、窒化の比表面積は大きくてもせいぜい3
m2/g前後であり、常圧焼結用に必要とされる10
m2/g以上の微粉にするためにはさらに微粉化し
なければならない。しかし微粉化処理すれば粉砕
メデイヤの磨耗による不純物や酸素の混入が避け
られないという問題がある。 高品位窒化けい素焼結体の製造には、原料とす
る窒化けい素が高α型の結晶相を有し、かつサブ
ミクロン級の微粉であることが要求される。しか
しながらこれを満足できるものはまだ見出されて
いない現状である。 金属けい素から直接窒化法で高純度微粉を得る
方法として、西独シユタルク社の方法(G.
Schwier、工業レアメタル、73 98(1980))が知
られているが、この方法によると金属けい素の窒
化微粉砕後さらに薬品による化学的精製が必要で
あるため、微粉砕の負荷の程度により粉砕メデイ
アの磨耗度が大きく、精製用薬品量が大きく変つ
てくるという不利がある。 (問題解決のための手段) 本発明者は前記問題点を解決するため種々検討
の結果、金属けい素の直接窒化における発熱反応
を制御することにより高α型でしかも微粉化しや
すい粉末を得ることに成功し、本発明に至つたの
である。 すなわち、本発明は、金属けい素を充填した容
器を、1000℃〜1500℃の温度勾配をもつ横型管状
炉内あるいはトンネル型炉内に150℃/時以下の
昇温速度になるように連続的に通過させ、1400℃
の最高温度領域で滞留時間を3時間以内とするこ
とを特徴とする比表面積5m2/g以上の高α型窒
化けい素の製造方法を要旨とするものである。 本発明の実施に当つて用いるガスはN2または
NH3またはこれらの混合ガスであり、さらにこ
れにH2、Ar、Heなどの不活性ガスを添加して発
熱反応を制限することができる。 金属けい素としては微粉化された、特にBET
比表面積で1〜6m2/gの範囲にあるもの使用す
るのが好ましい。 本発明では窒化反応の開始から終了までの間、
金属けい素が150℃/時以下の昇温速度で加熱さ
れるように温度を制御し、1400℃の最高温度を3
時間以内に保持させ、これによつて、発熱反応を
抑制するのであつて、具体的には1000℃〜1500℃
の温度勾配をもつ横型管状炉あるいはトンネル型
炉を使用し、金属けい素を収容した容器を炉内に
通過させる方法が行われる。 昇温速度が150℃/時以下では小さいほど比表
面積の高いものが得られるが、生産性の点からも
40〜150℃/時が好ましく、それ以上では5m2/
g以上のものは得にくく粉末同志の融着が置き比
表面積を下げることとなり本発明の目的を達成す
るこができなくなる。 (発明の効果) 本発明によれば従来窒化後の比表面積が〜3
m2/g前後であつたものが8〜11m2/gとなり、
そのため次のような効果が得られた。 湿式微粉砕に要する時間が1/3〜1/2になり、
メデイアの磨耗量もほぼそれに比例して少なく
なつた。 メデイアの不純物の混入および酸素の増加量
が少なくなり、精製に要する薬品(酸)の量が
1/2以下になつた。 酸(HFおよび他の強酸)の量が少なくな
り、排水処理が軽減された。 実施例 1 横型管状炉内を5%の水素を含む窒素ガス雰囲
気とし、この中で窒化けい素製容器に入れた金属
けい素粉末(比表面積4.7m2/g)を移動させ、
昇温度を60℃および120℃/時として1400℃まで
加熱し、窒化反応させた結果は表−1のとおりで
あつた。なお、比較例として200℃/時の昇温速
度の結果を併記した。 本発明の方法によればβ−Si3H4の少ない高α
型窒化けい素が得られることがこの表からわか
る。
【表】
実施例 2
粉砕試験
実施例1の実験No.2と比較例で得たSi3N4粉末
の各々を微粉砕機で微粉化した結果は第1図に示
すとおりであつた。 この場合の粉砕メデイアはスチールボールであ
り、粉砕媒体は水を用いた。第1図から本発明に
よれば同一粒径において湿式粉砕に要する時間が
大幅に短縮化されることが明らかである。
の各々を微粉砕機で微粉化した結果は第1図に示
すとおりであつた。 この場合の粉砕メデイアはスチールボールであ
り、粉砕媒体は水を用いた。第1図から本発明に
よれば同一粒径において湿式粉砕に要する時間が
大幅に短縮化されることが明らかである。
第1図は本発明の実施例と比較例で得られた窒
化けい素の粉砕試験結果を示すグラフである。
化けい素の粉砕試験結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 1 金属けい素を充填した容器を、1000℃〜1500
℃の温度勾配をもつ横型管状炉内あるいはトンネ
ル型炉内に150℃/時以下の昇温速度になるよう
に連続的に通過させ、1400℃の最高温度領域で滞
留時間を3時間以内とすることを特徴とする比表
面積5m2/g以上の高α型窒化けい素の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29567786A JPS63147807A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | 高α型窒化けい素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29567786A JPS63147807A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | 高α型窒化けい素の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63147807A JPS63147807A (ja) | 1988-06-20 |
JPH0463802B2 true JPH0463802B2 (ja) | 1992-10-13 |
Family
ID=17823758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29567786A Granted JPS63147807A (ja) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | 高α型窒化けい素の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63147807A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014162639A1 (ja) | 2013-03-30 | 2014-10-09 | 株式会社フジクラ | 色素増感太陽電池素子 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0733411A (ja) * | 1993-07-16 | 1995-02-03 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 高α型窒化ケイ素粉末の製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS48102100A (ja) * | 1972-03-03 | 1973-12-21 | ||
JPS5424300A (en) * | 1977-07-25 | 1979-02-23 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Production of alpha-type silicon nitride |
JPS5650170A (en) * | 1979-10-02 | 1981-05-07 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Manufacture of silicon nitride formed body |
JPS5888107A (ja) * | 1981-11-16 | 1983-05-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | α型窒化珪素の連続製造法 |
JPS59207810A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-11-26 | アソシアシオン・プ−ル・ラ・ルシエルシユ・エ・ル・デヴエロツプマン・デ・メト−ド・エ・プロセシユス・アンデユストリエル“アルミンヌ“ | ケイ素化合物又は金属化合物の部材又は粉体を製造する方法 |
JPS60186406A (ja) * | 1984-03-03 | 1985-09-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | アルフア型窒化けい素の連続的製造方法 |
-
1986
- 1986-12-11 JP JP29567786A patent/JPS63147807A/ja active Granted
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS48102100A (ja) * | 1972-03-03 | 1973-12-21 | ||
JPS5424300A (en) * | 1977-07-25 | 1979-02-23 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Production of alpha-type silicon nitride |
JPS5650170A (en) * | 1979-10-02 | 1981-05-07 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Manufacture of silicon nitride formed body |
JPS5888107A (ja) * | 1981-11-16 | 1983-05-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | α型窒化珪素の連続製造法 |
JPS59207810A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-11-26 | アソシアシオン・プ−ル・ラ・ルシエルシユ・エ・ル・デヴエロツプマン・デ・メト−ド・エ・プロセシユス・アンデユストリエル“アルミンヌ“ | ケイ素化合物又は金属化合物の部材又は粉体を製造する方法 |
JPS60186406A (ja) * | 1984-03-03 | 1985-09-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | アルフア型窒化けい素の連続的製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014162639A1 (ja) | 2013-03-30 | 2014-10-09 | 株式会社フジクラ | 色素増感太陽電池素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63147807A (ja) | 1988-06-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |