JPH05326B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH05326B2
JPH05326B2 JP59077790A JP7779084A JPH05326B2 JP H05326 B2 JPH05326 B2 JP H05326B2 JP 59077790 A JP59077790 A JP 59077790A JP 7779084 A JP7779084 A JP 7779084A JP H05326 B2 JPH05326 B2 JP H05326B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composite powder
powder composition
amorphous composite
silicon
composition
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
JP59077790A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60221311A (ja
Inventor
Takashi Suzuki
Takamasa Kawakami
Goji Koyama
Masami Orisaku
Hiromasa Isaki
Riako Nakano
Akira Mori
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.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co 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 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority to JP59077790A priority Critical patent/JPS60221311A/ja
Priority to US06/712,036 priority patent/US4594330A/en
Priority to DE19853510264 priority patent/DE3510264A1/de
Publication of JPS60221311A publication Critical patent/JPS60221311A/ja
Publication of JPH05326B2 publication Critical patent/JPH05326B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、珪素、炭素、窒素および水素からな
る微細な微粒子の非晶質複合粉末組成物に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、一般式SiCxNy
Hz(式中、x,y,zはそれぞれ、O<x<4,
O<y<3,0<z<4である)で示され、実質
的にハロゲンおよび酸素を含有しない微細粒子か
らなる非晶質複合粉末組成物に係る。
本発明の非晶質複合粉末組成物はセラミツク
ス、特に複合セラミツクスの原料として有用な物
である。
近年、窒化珪素や炭化珪素などの非酸化物系セ
ラミツクスが酸化物系セラミツクスに比べて耐熱
衝撃性などの特性が優れているため、その焼結体
は種々の耐熱構造材料としての作用が期待されて
いる。
しかし、非酸化物系セラミツクスは高温特性に
長ずるとはいうものの、窒化珪素および炭化珪素
もそれぞれ若干の欠点となるような特性を持つて
いる。たとえば、耐熱衝撃性に優れる窒化珪素は
高温における機械強度および耐酸化性が悪く、ま
た炭化珪素は耐酸化性に優れるが、耐熱衝撃性が
劣るという性質がある。
そのためそれぞれの欠点を補う高性能な焼結体
を得るために焼結剤を工夫したり、あるいは焼結
条件を制御する方法等が知られているが充分とは
いえない。
また、近年窒化珪素および炭化珪素それぞれの
欠点を補うために両者を混合した後焼結して得ら
れる複合セラミツクスが提案されている。
たとえば、窒化珪素粉末と炭化珪素粉末とを機
械的に混合して焼結する方法、炭化珪素の粉末と
珪素との混合物を成型後窒化処理を行う方法およ
び窒化珪素と炭化珪素との混合物を成型後これに
珪素を浸透させ窒化珪素と炭化珪素との混合物と
する方法等知られている。
しかしながら、いずれの試みも両成分を均一に
分散、混合させることには限界があり、そのため
焼結体は不均一な窒化珪素と炭化珪素との混合物
となり、結果的に当初意図したような複合体とは
かけ離れたものであり、満足するもに至つていな
い。
さらに特開昭58−91058で、ハロゲンを含む無
機珪素混合物とアンモニアおよび炭素質物質を反
応させる方法が提案されたている。この方法では
生成物中間体を1450−1600℃に加熱しても蒸散し
得ないハロゲンを少量含有する粉体しか得られ
ず、高純度を要求されるセラミツクス原料には不
適であり、抜本的な改善が望まれていた。
本発明者らは係る状況の下で、実質的にハロゲ
ンを含有せず、高純度でしかも均一微細な粒子か
らなる複合原料粉末を得るべく鋭意研究を進めた
結果、実質的にハロゲンや酸素を含有しないる微
粒子からなる非晶質複合粉末組成物を得ることを
見出し、本発明を完成するに至つた。
すなわち、本発明は珪素、炭素、窒素および水
素からなる非晶質複合粉末組成物であつて、一般
式がSiCxNyHz(式中、x,y,zはそれぞれ、O
<x<4,O<y<3,0<z<4である)で示
され、実質的にハロゲンおよび酸素を含有しない
微細粒子からなる非晶質複合粉末組成物である。
本発明に係る非晶質複合粉末組成物のX線回折
からは窒化珪素、炭化珪素、金属珪素またはグラ
フアイト炭素に由来する回折線は認められず、ま
た分析限界での微粒結晶も認められず粒度分布も
均質であることが窺える。
本発明における非晶質複合粉末組成物は、合成
時の温度条件下では熱的にほぼ安定であり、たと
えば1000℃においても長時間加熱する場合を除い
て、組成変化は殆どなく極めて小さい。
本発明に係る非晶質複合粉末組成物は好ましい
反応条件で合成された場合には、その粒子はサブ
ミクロンの大きさの粒径を持ち、さらに好適な条
件下で合成された場合には0.2〜0.05μの球形状の
粒子であり、粒径分布の極めて狭いものが得られ
る。
本発明の非晶質複合粉末組成物における珪素、
炭素、窒素および水素の結合状態は明らかでない
が、全ての粒子間においては組成のかたよりがな
く、またIRスペクトルより、N−H,C−H,
Si−Hの部分的な結合構造が認められること等の
特徴を持つている。
本発明の微細粒子からなる非晶質複合粉末組成
物を特徴ずける組成は、一般式がSiCxNyHzで示
され、x,y,zはそれぞれ、O<x<4,O<
y<3,0<z<4の範囲にある。
この範囲で任意の組成を採ることが可能であ
り、いずれもセラミツクスの原料として好適なも
のである。
これら本発明に係る微細粒子からなる非晶質複
合粉末組成物を1200℃以上の温度に加熱すると過
剰な水素および炭素または窒素は揮散性の分子
(HCN,N2,CH4,H2,NH3,CH化合物)と
して放散され、最終的に炭化珪素、窒化珪素また
は炭化珪素−窒化珪素複合体の結晶が得られる。
この際加熱条件および組成によつて、結晶の形
状は球形、ウイスカー、板状等に変化し得る。ま
た、結晶化の程度を制御することにより任意の割
合の結晶質−非晶質の混合物に転化することも可
能である。
本発明の非晶質複合粉末組成物の製造法の一つ
は、窒素を含有する有機珪素化合物を特定の雰囲
気ガス中で気相熱分解する方法である。
原料として使用される窒素含有有機珪素化合物
はハロゲンおよび酸素を含まないことが必要であ
つて、好適な化合物としては次のような化合物が
挙げられる。
Ro(CN)nSi1〔ただし、R:水素、アルキル
基、アリル基であり、n,m,1≧1,21+2
=n+mである。〕 RnR′mR″mNmSi1〔ただし、R;水素、アル
キル基、アリル基、R′,R″;水素、アルキル
基であり、n,m,1≧1,21+2=n+mで
ある。〕 の一般式で示される。
上記に属する化合物の例としては、トリメチ
ルシアノシラン、ジメチルジシアノシラン、ジメ
チルシアノシラン、メチルシアノシラン、メチル
ジシアノシラン、シアノシランなどであり、に
属する化合物の例としては、トリメチルメチルシ
アノシラン、ジメチルビス(メチルアミノ)シラ
ン、メチルトリス(メチルアミノ)シラン、トリ
メチルジメチルアミノシラン、ジメチルビス(ジ
メルチルアミノ)シラン、メチルトリス(ジメチ
ルアミノ)シランなどが挙げられる。
また、一般式またはから誘導され、または
全く別に合成される下記の一般式またはで示
される化合物も好適である。
R〔SiR1R2−NR3oSiR4R5R6 (ただし、R1 6;水素、アルキル基、または
アリル基であり、n≧1である。〕 〔−SiR1R2−NR3−〕n (ただし、R1 3;水素、アルキル基、またはア
リル基であり、2≦n≦4である。〕 上記に属する化合物の例としては、ヘキサメ
チルジシラザンがあり、に属する化合物の例と
しては、ヘキサメチルシクロトリシラザンが挙げ
られる。
本発明において、非晶質複合粉末組成物を製造
するには、上述の原料を600℃から1600℃の温度
範囲、好ましくは800℃から1400℃の範囲で熱気
相分解させる。熱分解する際の雰囲気ガスの種類
は複合微粒子の組成との関係で重要である。すな
わち、熱分解の原料として用いられる有機珪素化
合物中のSi,C,Nの原子比が求める非晶質複合
粉末組成物の組成と同じ場合には、Arなどの不
活性ガスを熱分解時の雰囲気ガスとして選択する
のものが好ましい。原料の有機珪素化合物の原子
比が求める粉末組成物の組成と大きく異なる場合
に、雰囲気ガスの種類を適宜選択することにより
効果的に目的とする組成の非晶質複合粉末組成物
を製造することができる。
原料の有機珪素化合物の炭素または窒素/珪素
の原子比が高いときには、雰囲気ガスとしては水
素ガスが特に好適であり、熱分解温度を限定した
場合NH3ガスを用いることもできる。このよう
な雰囲気ガスを使用することにより原料が容易に
加水分解を起し気散させる効果を有するので、
CH4,NH3またはHCN等を副生しつつ原料有機
珪素化合物を本発明の非晶質複合粉末組成物へ誘
導することができる。
また非晶質複合粉末組成物中の炭素または窒素
モル比(対珪素)を向上させることができ、炭素
の場合CH4、エタン、プロパンを、窒素の場合は
窒素またはアンモニアを熱分解の際の雰囲気ガス
に共存させることも有効である。
以上の熱分解に供する原料の種類と雰囲気ガス
の種類を適宜組み合わせることにより、広範囲な
組成を持つ複合粉末組成物を製造すること可能で
ある。
従つて、選択された特定の原料を使用して、熱
分解の条件および雰囲気ガスなどを種々変更ある
ことで組成の異なる種々の非晶質複合粉末組成物
を合成することが可能となる。次いでこのように
して得られる非晶質複合粉末組成物を熱処理する
ことにより結晶化した均質な組成を持つ複合粉末
を製造することができる。
さらには種々の有機珪素化合物を混合した原料
や、種々の窒素含有有機珪素化合物とを遂次反応
させることもでき、この場合にも熱分解の条件お
よび雰囲気ガスを適宜選択して調製することによ
り、一定の組成を有する非晶質複合粉末組成物を
得ることができ、続いてこれを焼成して特定の組
成を有する結晶体を得ることもできる。
本発明に係る非晶質複合粉末組成物を製造する
ための熱分解温度もまた重要な要件である。
上述の窒素含有有機珪素化合物を熱分解するた
めの温度は先にも述べたように600℃から1600℃
の温度範囲であることが必要であり、好ましくは
800℃から1400℃、特に好適には900℃から1200℃
の範囲である。熱分解温度が600℃よりも低い場
合には熱分解が完全に進行せず窒素含有有機珪素
化合物のポリマーが生成する。このようにして得
られるポリマーは有機基を多く含むため、熱安定
性が悪く、熱分解時の温度以上で激しく組成変化
が起こり、また形状も変動し易く場合によつては
樹脂状物を形成することもあり好ましくない。一
方1600℃を超える温度では金属珪素または炭素等
の析出も著しいため実用的でない。
このようなことから熱分解温度が600℃から
1600℃の範囲の場合において、形状の均質な複合
微粒子からなる非晶質複合粉末組成物を得ること
ができる。ただ温度が1200℃以上の時には非晶質
体が一部結晶化することがあるが、この際に生成
する結晶子は非晶質複合粉末組成物に比べて!?に
小さく非晶質複合粉末組成物は微小結晶子を含む
非晶質複合粉末組成物という不均質なモザイク状
構造となる。ここで生成する結晶子は炭化珪素で
あることが多いが、熱分解条件によつては炭素、
金属珪素または窒化珪素をも生成することがあ
る。
尚、本発明の非晶質複合粉末組成物は先にも記
述したように複合セラミツクス原料として利用さ
れる他、機能性材料としても利用し得る。
次に添付した図面につき説明する。
第1図は実施例1で得られた非晶質複合粉末組
成物のX線回折図、第2図は実施例2で得られた
非晶質複合粉末組成物のX線回折図をそれぞれ示
す。第3図は実施例1で得られた非晶質複合粉末
組成物の赤外線吸収スペクトル図、第4図は実施
例2で得られた非晶質複合粉末組成物の赤外線吸
収スペクトル図をそれぞれ示す。第5図は実施例
1で得られた非晶質複合粉末組成物の電子顕微鏡
写真を、第6図は実施例2で得られた非晶質複合
粉末組成物の電子顕微鏡写真をそれぞれ示す。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例 1 内径25mm、長さ700mmのアルミナ製炉心管を電
気炉に設置した。反応原料のトリメチルシアノシ
ランの一定量を予熱器に導入し完全に気化したの
ち所定量のH2,ArおよびNH3と良く混合して
(CH33SiCN:Ar:NH3=5.0:43.0:46.0:6.0
の原料ガスを調製した。この原料ガスを導入管を
通して炉心管へ導入し、1200℃に保持してある熱
分解温度域を1.2secの滞留時間で通過させた。反
応混合物は炉心管出口から導管を経て固体捕集器
へ導き生成物を捕集した。捕集した生成物は非晶
質複合粉末組成物であり、その収率および元素分
析値を第1表に示す。
実施例 2〜9 実施例1と同様な装置を用い、表に示す種々の
原料および雰囲気ガスにつき熱分解反応を実施し
た。原料の種類、反応条件および生成物の収率、
元素分析値を第1表に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の非晶質複合粉末
組成物のX線回折図をそれぞれ示し、第3図およ
び第4図は非晶質複合粉末組成物の赤外線吸収ス
ペクトル図をそれぞれ示す。また、第5図および
第6図は非晶質複合粉末組成物の電子顕微鏡写真
をそれぞれ示す。
【表】
【表】
【特許請求の範囲】
1 (a) 重金属およびアンチモンを含みH3PO4
として75乃至85重量%濃度のりん酸に過酸化水
素又は硫化水素いづれかの試薬を加え、但し過
酸化水素を加えるときはりん酸中にとけている
残留アンチモンを酸化するに足る量で加え、ま
た硫化水素を加えるときはりん酸中の残留重金
属を沈澱させるに足る量で加える; (b) 工程(a)からの沈澱があれば処理されたりん酸
液から少なくとも60℃の温度において沈澱を分
離し、; (c) 過酸化水素又は硫化水素いづれかの未反応の
過剰試薬をりん酸から除去し; (d) 工程(c)でえたりん酸に過酸化水素又は硫化水
素のうち工程(a)で使用しかつた方の試薬を加
え、但し過酸化水素を加えるときはりん酸にと
けている残留アンチモンを酸化するに足る量で
加え、また硫化水素を加えるときはりん酸中の
残留重金属を沈澱させるに足る量で加える; (e) 工程(d)からの生成沈澱があれば処理されたり
JP59077790A 1984-03-22 1984-04-18 非晶質複合粉末組成物 Granted JPS60221311A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59077790A JPS60221311A (ja) 1984-04-18 1984-04-18 非晶質複合粉末組成物
US06/712,036 US4594330A (en) 1984-03-22 1985-03-15 Fine amorphous powder and process for preparing fine powdery mixture of silicon nitride and silicon carbide
DE19853510264 DE3510264A1 (de) 1984-03-22 1985-03-21 Amorphes feinteiliges pulver und verfahren zur herstellung einer feinteiligen pulvermischung aus siliciumnitrid und siliciumcarbid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59077790A JPS60221311A (ja) 1984-04-18 1984-04-18 非晶質複合粉末組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60221311A JPS60221311A (ja) 1985-11-06
JPH05326B2 true JPH05326B2 (ja) 1993-01-05

Family

ID=13643775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59077790A Granted JPS60221311A (ja) 1984-03-22 1984-04-18 非晶質複合粉末組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60221311A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6148409A (ja) * 1984-08-16 1986-03-10 Shin Etsu Chem Co Ltd けい素、炭素、窒素からなる微粉末およびその製造方法
JPH0762231B2 (ja) * 1989-07-26 1995-07-05 信越化学工業株式会社 SiCとSi▲下3▼N▲下4▼よりなる薄膜、その製造方法およびX線リソグラフィー用マスク

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4969717A (ja) * 1972-09-05 1974-07-05
JPS573710A (en) * 1980-06-09 1982-01-09 Mitsubishi Metal Corp Amophous silicon and its production
JPS58161909A (ja) * 1982-03-15 1983-09-26 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
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
JPS59174506A (ja) * 1983-03-23 1984-10-03 Mitsui Toatsu Chem Inc 新規な窒化珪素粉末の製造法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4969717A (ja) * 1972-09-05 1974-07-05
JPS573710A (en) * 1980-06-09 1982-01-09 Mitsubishi Metal Corp Amophous silicon and its production
JPS58161909A (ja) * 1982-03-15 1983-09-26 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
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
JPS59174506A (ja) * 1983-03-23 1984-10-03 Mitsui Toatsu Chem Inc 新規な窒化珪素粉末の製造法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60221311A (ja) 1985-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4428916A (en) Method of making α-silicon nitride powder
US4117095A (en) Method of making α type silicon nitride powder
US4387079A (en) Method of manufacturing high-purity silicon nitride powder
US4594330A (en) Fine amorphous powder and process for preparing fine powdery mixture of silicon nitride and silicon carbide
JPH0134925B2 (ja)
US4619905A (en) Process for the synthesis of silicon nitride
US4613490A (en) Process for preparing silicon nitride, silicon carbide or fine powdery mixture thereof
JPH0142885B2 (ja)
JPH02188412A (ja) 結晶窒化ケイ素粉末の製造方法
JPS5913442B2 (ja) 高純度の型窒化珪素の製造法
JPS62241812A (ja) 窒化珪素の製造法
JPH05326B2 (ja)
JP2721678B2 (ja) β−炭化珪素成形体及びその製造法
JPH0649565B2 (ja) α型窒化ケイ素粉末の製造方法
JPH0535683B2 (ja)
JPS60195099A (ja) ウイスカ−状窒化珪素の製造法
JPS5916968A (ja) 金属の炭化物若しくは炭窒化物の合成法
JPH0764533B2 (ja) 炭化珪素微粉末の製造方法
JP2645724B2 (ja) β−Si▲下3▼N▲下4▼ウィスカーの製造方法
JPH0454610B2 (ja)
JPS6046911A (ja) 炭化けい素微粉末の製造方法
JPS63230509A (ja) 窒化ケイ素−炭化ケイ素混合微粉末の製造法
JPS63170207A (ja) 高純度炭化けい素粉末の製造方法
JPH0454609B2 (ja)
JPH0143684B2 (ja)