JPH0662286B2 - 炭化珪素の製造方法 - Google Patents
炭化珪素の製造方法Info
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- JPH0662286B2 JPH0662286B2 JP59126640A JP12664084A JPH0662286B2 JP H0662286 B2 JPH0662286 B2 JP H0662286B2 JP 59126640 A JP59126640 A JP 59126640A JP 12664084 A JP12664084 A JP 12664084A JP H0662286 B2 JPH0662286 B2 JP H0662286B2
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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。）の製造方
法に係り、更に詳しくは、微細で易焼結性のＳｉＣ粉末
の製造方法に関する。
法に係り、更に詳しくは、微細で易焼結性のＳｉＣ粉末
の製造方法に関する。
［従来の技術］ ＳｉＣ焼結体は、硬度及び強度が共に大きく、耐熱性に
優れ、化学的に安定であることから、耐摩耗性機械部
品、構造用材料、耐熱性材料等に広く利用されている。
ＳｉＣ粉末にはα、βの２つの結晶形があり、その製造
方法としては、従来、 ＳｉＯ２とＣとの反応による方法、 ＳｉとＣとの反応による方法、 Ｓｉ化合物と炭化水素とからの気相合成による方
法、 が知られている。しかして、これらの方法のうち、工業
的には、原料が安価であり、反応操作が容易である等の
利点を有するの方法によりＳｉＣ粉末の製造が行なわ
れている。
優れ、化学的に安定であることから、耐摩耗性機械部
品、構造用材料、耐熱性材料等に広く利用されている。
ＳｉＣ粉末にはα、βの２つの結晶形があり、その製造
方法としては、従来、 ＳｉＯ２とＣとの反応による方法、 ＳｉとＣとの反応による方法、 Ｓｉ化合物と炭化水素とからの気相合成による方
法、 が知られている。しかして、これらの方法のうち、工業
的には、原料が安価であり、反応操作が容易である等の
利点を有するの方法によりＳｉＣ粉末の製造が行なわ
れている。
前記の方法としては、アチソン炉による合成法が著名
であるが、この方法で知られる生成物のＳｉＣは塊状で
あり、微粉化のためには長時間の粉砕が必要であるとい
う欠点を有している。そこで、近年、の方法の改良が
数多くなされ、連続生産によるβ−ＳｉＣ微粉末の合成
方法も提案されている。この方法は高温における下記Ｉ
又はII式の反応によるものである（ただしＩ、II式にお
いて（ｇ）はガス状物を表す。）。
であるが、この方法で知られる生成物のＳｉＣは塊状で
あり、微粉化のためには長時間の粉砕が必要であるとい
う欠点を有している。そこで、近年、の方法の改良が
数多くなされ、連続生産によるβ−ＳｉＣ微粉末の合成
方法も提案されている。この方法は高温における下記Ｉ
又はII式の反応によるものである（ただしＩ、II式にお
いて（ｇ）はガス状物を表す。）。
ＳｉＯ２＋３Ｃ→ＳｉＣ＋２ＣＯ（ｇ）…Ｉ 従来、β−ＳｉＣ微粉末の連続生産を行なうために、固
体の珪素質原料と炭素質原料とを混合して固型化する方
法の研究が行なわれてきた。例えば、特公昭５８−１８
３２５号公報には、ピッチ等の高温領域で炭化し得る結
合剤を用いて固型物を作り、４００℃以上で熱処理を行
なうことにより、珪素質原料と炭素質原料との混合固型
物同志が付着することなく連続生産が可能である旨が開
示されている。
体の珪素質原料と炭素質原料とを混合して固型化する方
法の研究が行なわれてきた。例えば、特公昭５８−１８
３２５号公報には、ピッチ等の高温領域で炭化し得る結
合剤を用いて固型物を作り、４００℃以上で熱処理を行
なうことにより、珪素質原料と炭素質原料との混合固型
物同志が付着することなく連続生産が可能である旨が開
示されている。
また、特公昭５８−１８３２５号の方法を更に改良した
ものとして、特公昭５８−３４４０５号公報には、前記
II式の反応において生産するＳｉＯの効率的利用を目的
として、炭素質原料を大過剰に用いる方法が提案されて
いる。
ものとして、特公昭５８−３４４０５号公報には、前記
II式の反応において生産するＳｉＯの効率的利用を目的
として、炭素質原料を大過剰に用いる方法が提案されて
いる。
更に特開昭５５−２０２６８号公報には、ＳｉＣ合成の
際にホウ素系あるいはアルミニウム系の焼結促進剤を添
加することにより、易焼結性のＳｉＣを得ることができ
ることが開示されている。
際にホウ素系あるいはアルミニウム系の焼結促進剤を添
加することにより、易焼結性のＳｉＣを得ることができ
ることが開示されている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の方法はいずれも、微細で易焼
結性のＳｉＣ粉末を工業的有利に製造することはできな
かった。
結性のＳｉＣ粉末を工業的有利に製造することはできな
かった。
例えば、特公昭５８−１８３２５号公報及び同５８−３
４４０５号公報に記載の方法では、結合剤を用いたこと
による利点は混合固型物同志の付着防止以上の意味を有
しておらず、この結果として、特公昭５８−３４４０５
号公報の実施例でも明らかなように、生成するＳｉＣに
遊離炭素が２０％以上も含まれ、ＳｉＣの合成後にこの
遊離炭素を除去することが問題となっている。
４４０５号公報に記載の方法では、結合剤を用いたこと
による利点は混合固型物同志の付着防止以上の意味を有
しておらず、この結果として、特公昭５８−３４４０５
号公報の実施例でも明らかなように、生成するＳｉＣに
遊離炭素が２０％以上も含まれ、ＳｉＣの合成後にこの
遊離炭素を除去することが問題となっている。
また特開昭５５−２０２６８号公報に記載の方法の如
く、焼結促進剤を用いる方法では、この焼結促進剤の分
散性に問題があり、例えばアルミニウム系のもののＳｉ
Ｃへの固溶割合は０．５％が限度であった。
く、焼結促進剤を用いる方法では、この焼結促進剤の分
散性に問題があり、例えばアルミニウム系のもののＳｉ
Ｃへの固溶割合は０．５％が限度であった。
しかも、従来の方法はいずれもα−もしくはβ−ＳｉＣ
いずれかの合成に限られるものであり、同一製造方法
で、結晶形の異なるものを選択的に合成することはでき
なかった。
いずれかの合成に限られるものであり、同一製造方法
で、結晶形の異なるものを選択的に合成することはでき
なかった。
本発明は上記従来の問題点を解消するべくなされたもの
であって、その目的とするところは、易焼結性ＳｉＣ微
粉末を高収率で製造でき、しかもα型及びβ型のＳｉＣ
を選択的に製造することも可能な炭化珪素の製造方法を
提供することにある。
であって、その目的とするところは、易焼結性ＳｉＣ微
粉末を高収率で製造でき、しかもα型及びβ型のＳｉＣ
を選択的に製造することも可能な炭化珪素の製造方法を
提供することにある。
［問題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明の炭化珪素の製造方
法は、 珪素質と炭素質とを含む原料を非酸化性雰囲気下で加熱
焼成して炭化珪素を製造する方法において、前記原料と
して、次の各成分、即ち 成分：エチルシリケート及びレゾール型フェノール樹
脂、 成分：珪素質固体、 並びに 成分：炭素質固体、 を、成分が全体の５重量％を超える割合となるように
混合し、この混合物を、エチルシリケートとレゾール型
フェノール樹脂との重合反応、或いはこれらのどちらか
一方の重合反応又は架橋反応による固化を生ぜしめる触
媒の存在下に固化させて得られる前駆体固型物を用いる
ことを特徴とするβ−炭化珪素の製造方法及び 珪素質と炭素質とを含む原料を非酸化性雰囲気下で加熱
焼成して炭化珪素を製造する方法において、前記原料と
して、次の各成分、即ち 成分：エチルシリケート及びレゾール型フェノール樹
脂、 成分：珪素質固体、 並びに 成分：炭素質固体、 とホウ素化合物及び／はアルミニウム化合物と を、成分が全体の５重量％を超える割合となるように
混合し、この混合物を、エチルシリケートとレゾール型
フェノール樹脂との重合反応、或いはこれらのどちらか
一方の重合反応又は架橋反応による固化を生ぜしめる触
媒の存在下に固化させて得られる前駆体固型物を用いる
ことを特徴とするα−炭化珪素の製造方法、を要旨とす
るものである。
法は、 珪素質と炭素質とを含む原料を非酸化性雰囲気下で加熱
焼成して炭化珪素を製造する方法において、前記原料と
して、次の各成分、即ち 成分：エチルシリケート及びレゾール型フェノール樹
脂、 成分：珪素質固体、 並びに 成分：炭素質固体、 を、成分が全体の５重量％を超える割合となるように
混合し、この混合物を、エチルシリケートとレゾール型
フェノール樹脂との重合反応、或いはこれらのどちらか
一方の重合反応又は架橋反応による固化を生ぜしめる触
媒の存在下に固化させて得られる前駆体固型物を用いる
ことを特徴とするβ−炭化珪素の製造方法及び 珪素質と炭素質とを含む原料を非酸化性雰囲気下で加熱
焼成して炭化珪素を製造する方法において、前記原料と
して、次の各成分、即ち 成分：エチルシリケート及びレゾール型フェノール樹
脂、 成分：珪素質固体、 並びに 成分：炭素質固体、 とホウ素化合物及び／はアルミニウム化合物と を、成分が全体の５重量％を超える割合となるように
混合し、この混合物を、エチルシリケートとレゾール型
フェノール樹脂との重合反応、或いはこれらのどちらか
一方の重合反応又は架橋反応による固化を生ぜしめる触
媒の存在下に固化させて得られる前駆体固型物を用いる
ことを特徴とするα−炭化珪素の製造方法、を要旨とす
るものである。
即ち本発明者らは、前記II式の反応によるＳｉＣの合成
について詳細に検討した結果、ＳｉＣを効率良く反応さ
せるためには、ＳｉＣ生成直前まで珪素質原料と炭素質
原料が均一かつ密着状態にあることが必要であることを
知見し、この知見に基き更に検討を重ねた結果、エチ
ルシリケート及びレゾール型フェノール樹脂を用いる
と、珪素質固体と炭素質固体との間で反応が効率的
に進行することを見い出し、本発明に到達したものであ
る。
について詳細に検討した結果、ＳｉＣを効率良く反応さ
せるためには、ＳｉＣ生成直前まで珪素質原料と炭素質
原料が均一かつ密着状態にあることが必要であることを
知見し、この知見に基き更に検討を重ねた結果、エチ
ルシリケート及びレゾール型フェノール樹脂を用いる
と、珪素質固体と炭素質固体との間で反応が効率的
に進行することを見い出し、本発明に到達したものであ
る。
また本発明者らは、上記、及び成分に加えて、更
にホウ素化合物及び／又はアルミニウム化合物を成分
に溶化させることにより、極めて焼結性の高いＳｉＣが
得られ、しかもアルミニウム化合物等を添加しない場合
にはβ−ＳｉＣが得られるのに対し、アルミニウム化合
物等の添加により、生成するＳｉＣの結晶形は選択的に
α型をとるということを見い出し、本発明を完成させた
ものである。
にホウ素化合物及び／又はアルミニウム化合物を成分
に溶化させることにより、極めて焼結性の高いＳｉＣが
得られ、しかもアルミニウム化合物等を添加しない場合
にはβ−ＳｉＣが得られるのに対し、アルミニウム化合
物等の添加により、生成するＳｉＣの結晶形は選択的に
α型をとるということを見い出し、本発明を完成させた
ものである。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明で原料として用いられる成分は、四塩化珪素と
エタノールとの反応で合成されるエチルシリケート及び
レゾール型フェノール樹脂である。
エタノールとの反応で合成されるエチルシリケート及び
レゾール型フェノール樹脂である。
本発明で用いられる成分の珪素質固体原料は、非酸化
性雰囲気下で高温において炭素と反応してＳｉＣを生成
するものであれば良く、特に制限はないが、経済的な見
地からは、珪石の微粉末、無定形シリカ微粉末等のシリ
カ分を主成分とするものが好ましい。
性雰囲気下で高温において炭素と反応してＳｉＣを生成
するものであれば良く、特に制限はないが、経済的な見
地からは、珪石の微粉末、無定形シリカ微粉末等のシリ
カ分を主成分とするものが好ましい。
また成分の炭素質固体原料としては、各種のカーボン
ブラック、天然黒鉛、石油コークス等を粉砕、高純化処
理したものが好ましい。混合物を造粒して高温で反応さ
せる場合には、タールピッチ、熱改質石油ピッチ等も使
用可能であり、更に非酸化性雰囲気下１０００℃以上で
遊離炭素を生成する物質も使用し得る。
ブラック、天然黒鉛、石油コークス等を粉砕、高純化処
理したものが好ましい。混合物を造粒して高温で反応さ
せる場合には、タールピッチ、熱改質石油ピッチ等も使
用可能であり、更に非酸化性雰囲気下１０００℃以上で
遊離炭素を生成する物質も使用し得る。
上記成分、成分及び成分を固化させて前駆体固型
物を得るには、成分及び成分を成分と混合し、か
つ好ましくは極めて十分に撹拌し、しかる後、得られた
混合物を加熱することにより成分を固化させ、固型物
とすれば良い。成分が加熱のみで固化する場合には加
熱のみで十分であるが、反応を促進させるために、用い
る成分のエチルシリケート及びレゾール型フェノール
樹脂に適した触媒を用いて固化させる。成分は触媒の
存在下において、エチルシリケートとレゾール型フェノ
ール樹脂との重合反応、あるいはこれらのどちらか一方
の重合反応又は架橋反応により固化する。
物を得るには、成分及び成分を成分と混合し、か
つ好ましくは極めて十分に撹拌し、しかる後、得られた
混合物を加熱することにより成分を固化させ、固型物
とすれば良い。成分が加熱のみで固化する場合には加
熱のみで十分であるが、反応を促進させるために、用い
る成分のエチルシリケート及びレゾール型フェノール
樹脂に適した触媒を用いて固化させる。成分は触媒の
存在下において、エチルシリケートとレゾール型フェノ
ール樹脂との重合反応、あるいはこれらのどちらか一方
の重合反応又は架橋反応により固化する。
触媒としては重合又は架橋反応に通常用いられる触媒で
良く、例えば、塩酸、硫酸、ホウ酸等の鉱酸、ナトリウ
ムエチラート等のアルカリ、有機過酸化物、有機スルホ
ン酸類等が挙げられる。
良く、例えば、塩酸、硫酸、ホウ酸等の鉱酸、ナトリウ
ムエチラート等のアルカリ、有機過酸化物、有機スルホ
ン酸類等が挙げられる。
このように成分の重合又は架橋反応による固化で得ら
れる均一固体は、そのまま非酸化性雰囲気、例えば真
空、窒素、ヘリウム又はアルゴン中で、１６００〜２０
００℃に加熱処理することにより、ＳｉＣを得ることが
できるが、この加熱処理に供する前に、得られた均一固
体を５００℃以上の温度で熱処理し、主として成分中
の有機物に含まれている炭化しない揮散成分を除去する
のが好ましい。この前処理は成分を構成する成分に応
じて適宜施され、上記熱処理に限られず、その他の前処
理を行なうことも、また前処理を省略して直接ＳｉＣ合
成のための加熱処理に供することも勿論可能である。
れる均一固体は、そのまま非酸化性雰囲気、例えば真
空、窒素、ヘリウム又はアルゴン中で、１６００〜２０
００℃に加熱処理することにより、ＳｉＣを得ることが
できるが、この加熱処理に供する前に、得られた均一固
体を５００℃以上の温度で熱処理し、主として成分中
の有機物に含まれている炭化しない揮散成分を除去する
のが好ましい。この前処理は成分を構成する成分に応
じて適宜施され、上記熱処理に限られず、その他の前処
理を行なうことも、また前処理を省略して直接ＳｉＣ合
成のための加熱処理に供することも勿論可能である。
成分のエチルシリケート及びレゾール型フェノール樹
脂、成分の珪素質原料、成分の炭素質原料等のＳｉ
Ｃを合成するための原料の構成比は、これらを混合して
調製された固型物を非酸化性雰囲気中８００〜１４００
℃の温度で処理して得られた処理物のＳｉとＣとの原子
比を基準として決定される。成分、成分及び成分
は、かかる処理により得られる処理物中のＣとＳｉとの
原子比が１＜Ｃ／Ｓｉ＜１０、好ましくはＣ／Ｓｉ３
となるように、各々の混合割合を決定するのが好適であ
る。また、合成後の生成物中にＣを残留させる場合に
は、Ｃ／Ｓｉ＞３となるように、その量を決定する。た
だし、上記非酸化性雰囲気中８００〜１４００℃の温度
での処理において、成分と成分が、成分の存在下
で固化する前の状態になるような混合割合、即ち成分
が極端に少なく全体の５重量％以下となるような混合割
合とするのは避け、成分は全体の５重量％を超える割
合となるように混合す。なお、非酸化性雰囲気中８００
〜１４００℃の温度での処理は、原子比の決定のために
行なうものであり、ＳｉＣ合成のためには必ずしも必要
とするものではない。
脂、成分の珪素質原料、成分の炭素質原料等のＳｉ
Ｃを合成するための原料の構成比は、これらを混合して
調製された固型物を非酸化性雰囲気中８００〜１４００
℃の温度で処理して得られた処理物のＳｉとＣとの原子
比を基準として決定される。成分、成分及び成分
は、かかる処理により得られる処理物中のＣとＳｉとの
原子比が１＜Ｃ／Ｓｉ＜１０、好ましくはＣ／Ｓｉ３
となるように、各々の混合割合を決定するのが好適であ
る。また、合成後の生成物中にＣを残留させる場合に
は、Ｃ／Ｓｉ＞３となるように、その量を決定する。た
だし、上記非酸化性雰囲気中８００〜１４００℃の温度
での処理において、成分と成分が、成分の存在下
で固化する前の状態になるような混合割合、即ち成分
が極端に少なく全体の５重量％以下となるような混合割
合とするのは避け、成分は全体の５重量％を超える割
合となるように混合す。なお、非酸化性雰囲気中８００
〜１４００℃の温度での処理は、原子比の決定のために
行なうものであり、ＳｉＣ合成のためには必ずしも必要
とするものではない。
本発明においては、成分の均一混合物中にホウ素化合
物及び／又はアルミニウム化合物を溶化させて用いるこ
とができる。使用されるホウ素化合物及びアルミニウム
化合物としては、得に制限はなく、ホウ素化合物として
は例えばホウ酸、無水ホウ酸、硼砂、ホウ珪酸ガラス、
ホウ化珪素、その他の有機ホウ素化合物、またアルミニ
ウム化合物としては、ホウ化アルミニウム、酸化アルミ
ニウム、水酸化アルミニウム、炭化アルミニウム、塩化
アルミニウム等が挙げられる。
物及び／又はアルミニウム化合物を溶化させて用いるこ
とができる。使用されるホウ素化合物及びアルミニウム
化合物としては、得に制限はなく、ホウ素化合物として
は例えばホウ酸、無水ホウ酸、硼砂、ホウ珪酸ガラス、
ホウ化珪素、その他の有機ホウ素化合物、またアルミニ
ウム化合物としては、ホウ化アルミニウム、酸化アルミ
ニウム、水酸化アルミニウム、炭化アルミニウム、塩化
アルミニウム等が挙げられる。
ホウ素化合物、アルミニウム化合物の溶化方法として
は、用いるホウ素化合物又はアルミニウム化合物に応じ
て適宜決定されるが、成分のエチルシリケート又はレ
ゾール型フェノール樹脂等に予め混合させておき均一混
合物とする方法の他、成分の固化のために用いる触媒
中に混合させて、成分の均一混合物中に溶化させても
良い。
は、用いるホウ素化合物又はアルミニウム化合物に応じ
て適宜決定されるが、成分のエチルシリケート又はレ
ゾール型フェノール樹脂等に予め混合させておき均一混
合物とする方法の他、成分の固化のために用いる触媒
中に混合させて、成分の均一混合物中に溶化させても
良い。
ホウ素化合物及び／又はアルミニウム化合物の添加量は
合成目的に応じて決定されるが、得られる合成生成物の
１０重量％以下とするのが、成分の重合又は架橋反応
による固化に影響を与えないことから好ましい。
合成目的に応じて決定されるが、得られる合成生成物の
１０重量％以下とするのが、成分の重合又は架橋反応
による固化に影響を与えないことから好ましい。
［作用］ 本発明の炭化珪素の製造方法では、成分、成分及び
成分の混合物を固化したものを非酸化性雰囲気下で加
熱焼成することにより、ＳｉＣ生成直前まで珪素質原料
と炭素質原料とが均一かつ密着状態にあるため、これら
の間の反応が極めて良く進行し、効率良く易焼結性のＳ
ｉＣ粉末を得ることができる。
成分の混合物を固化したものを非酸化性雰囲気下で加
熱焼成することにより、ＳｉＣ生成直前まで珪素質原料
と炭素質原料とが均一かつ密着状態にあるため、これら
の間の反応が極めて良く進行し、効率良く易焼結性のＳ
ｉＣ粉末を得ることができる。
しかして、非酸化性雰囲気中８００〜１４００℃の温度
での処理物中のＣ／Ｓｉ（原子比）を３又は３近傍の値
となるように各成分を混合すると、残留炭素のない純粋
なβ−ＳｉＣ粉末が得られる。
での処理物中のＣ／Ｓｉ（原子比）を３又は３近傍の値
となるように各成分を混合すると、残留炭素のない純粋
なβ−ＳｉＣ粉末が得られる。
また、ホウ素化合物及び／又はアルミニウム化合物を添
加しない場合には、得られるＳｉＣはα相を含まないβ
−ＳｉＣ粉末であるのに対し、例えばアルミニウム化合
物をＳｉＣ生成物の２重量％以上となるように添加した
場合には、α−ＳｉＣ粉末が得られる。
加しない場合には、得られるＳｉＣはα相を含まないβ
−ＳｉＣ粉末であるのに対し、例えばアルミニウム化合
物をＳｉＣ生成物の２重量％以上となるように添加した
場合には、α−ＳｉＣ粉末が得られる。
［実施例］ 次に本発明を実施例及び比較例を挙げて更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。
実施例１ ＳｉＯ２分を４１重量％含むエチルシリケートを６２重
量％、及び残炭率が４０％のレゾール型フェノール樹脂
３８重量％を均一に混合して成分とした。これに高純
度の無定形シリカ微粉末（成分）とカーボンブラック
（成分）とを重量割合で５：３にて混合した粉末を、
成分との重量比が１：１となるように添加して分散液
とした。
量％、及び残炭率が４０％のレゾール型フェノール樹脂
３８重量％を均一に混合して成分とした。これに高純
度の無定形シリカ微粉末（成分）とカーボンブラック
（成分）とを重量割合で５：３にて混合した粉末を、
成分との重量比が１：１となるように添加して分散液
とした。
得られた分散液中に全体の重量の１５重量％程度の酸触
媒を添加し、激しく撹拌した。撹拌後１５分程度静置す
ると固化した。得られた固体を非酸化性雰囲気下１０℃
／ｍｉｎで１０００℃まで昇温加熱した。この段階で固
体（以下この固体をサンプルＮｏ．１という。）にクラ
ックが少し入るが、一部を分取して軽く粉砕しても、原
料として用いた無定形シリカ微粉末の粒子径のレベルま
では粉砕されなかった。
媒を添加し、激しく撹拌した。撹拌後１５分程度静置す
ると固化した。得られた固体を非酸化性雰囲気下１０℃
／ｍｉｎで１０００℃まで昇温加熱した。この段階で固
体（以下この固体をサンプルＮｏ．１という。）にクラ
ックが少し入るが、一部を分取して軽く粉砕しても、原
料として用いた無定形シリカ微粉末の粒子径のレベルま
では粉砕されなかった。
得られたサンプルＮｏ．１の半量を分取して、非酸化性
雰囲気下１０℃／ｍｉｎにて１６００℃まで昇温加熱し
てサンプルＮｏ．２とした。このサンプルＮｏ．２を観
察すると、クラックが増え一部小片となっている部分も
存在したが、原料として用いた無定形シリカ微粉末の粒
子径までは細粉化されていなかった。
雰囲気下１０℃／ｍｉｎにて１６００℃まで昇温加熱し
てサンプルＮｏ．２とした。このサンプルＮｏ．２を観
察すると、クラックが増え一部小片となっている部分も
存在したが、原料として用いた無定形シリカ微粉末の粒
子径までは細粉化されていなかった。
このサンプルＮｏ．２を粉末Ｘ線回折にて調べると、一
部ＳｉＣ化しているものの、赤外線吸収スペクトルにて
分析した結果、未反応のＳｉＯ２が多量に残っているこ
とが判明した。しかしながら、サンプルＮｏ．１の残部
を１６００℃で４時間加熱処理し、粉末Ｘ線回折法によ
り調べたところ、その回折線図は第１図に示す如くであ
り、β−ＳｉＣ微粉末が得られたことが判明した。また
赤外線吸収スペクトルにて観察した結果、未反応ＳｉＯ
２は殆ど存在しないことが認められた。得られたβ−Ｓ
ｉＣ微粉末の性状は次に示す通りである。
部ＳｉＣ化しているものの、赤外線吸収スペクトルにて
分析した結果、未反応のＳｉＯ２が多量に残っているこ
とが判明した。しかしながら、サンプルＮｏ．１の残部
を１６００℃で４時間加熱処理し、粉末Ｘ線回折法によ
り調べたところ、その回折線図は第１図に示す如くであ
り、β−ＳｉＣ微粉末が得られたことが判明した。また
赤外線吸収スペクトルにて観察した結果、未反応ＳｉＯ
２は殆ど存在しないことが認められた。得られたβ−Ｓ
ｉＣ微粉末の性状は次に示す通りである。
真比重 ３．１９〜３．２１ｇ／ｃｍ3 結晶形 β型ＳｉＣ 平均粒径 ０．１５〜０．２０μｍ 残流炭素 １．０重量％ 未反応ＳｉＯ２ ０．８重量％ 比較例１ （特公昭５８−３４４０５号の方法を実施例１に準じて
行なった例） シリカ粉１００重量部、石油コークス粉（３００メッシ
ュ以下）７６重量部及び高ピッチ粉７重量部を配合し、
カルボキシメチルセルロース０．５％水溶液と共にボー
ルミル中にて１０分間撹拌混合した。得られた混合物を
ビーカーに移し、ホットプレート上で１５０℃にて５時
間乾燥したところ、大きなクラックが多数入った固型物
が生じた。この固型物の一部を実施例１と同様に１００
０℃までの昇温加熱処理を行ない、一部を分取して同様
に粉砕したところ、３００メッシュ程度にまで粉砕され
た。残りの固型物の一部を１６００℃で４時間加熱処理
し、また残部を特公昭５８−３４４０５号に準じて１８
５０℃で３０分加熱処理して、各々ＳｉＣを合成した。
得られたＳｉＣ粉末の性状は各々下記第１表の通りであ
った。
行なった例） シリカ粉１００重量部、石油コークス粉（３００メッシ
ュ以下）７６重量部及び高ピッチ粉７重量部を配合し、
カルボキシメチルセルロース０．５％水溶液と共にボー
ルミル中にて１０分間撹拌混合した。得られた混合物を
ビーカーに移し、ホットプレート上で１５０℃にて５時
間乾燥したところ、大きなクラックが多数入った固型物
が生じた。この固型物の一部を実施例１と同様に１００
０℃までの昇温加熱処理を行ない、一部を分取して同様
に粉砕したところ、３００メッシュ程度にまで粉砕され
た。残りの固型物の一部を１６００℃で４時間加熱処理
し、また残部を特公昭５８−３４４０５号に準じて１８
５０℃で３０分加熱処理して、各々ＳｉＣを合成した。
得られたＳｉＣ粉末の性状は各々下記第１表の通りであ
った。
実施例１及び比較例１の結果から、本発明の方法により
得られるＳｉＣは、残留炭素及び未反応ＳｉＯ２が少な
く、またＳｉＣ合成前の前駆体固型物の高温強度が極め
て大きく、粉砕され難いことが認められる。
得られるＳｉＣは、残留炭素及び未反応ＳｉＯ２が少な
く、またＳｉＣ合成前の前駆体固型物の高温強度が極め
て大きく、粉砕され難いことが認められる。
実施例２ （アルミニウム化合物を添加した実施例） 実施例１で得られた成分、成分及び成分の混合液
に、Ａｌ／Ｓｉ＝２／１００（原子比）となる様に塩化
アルミニウムのメタノール溶液を添加し、混合した後、
実施例１と同様に１０００℃までの昇温処理及び１６０
０℃での４時間加熱処理を施したところ、下記の如き性
状を有するα−ＳｉＣ粉末が得られた。このα−ＳｉＣ
粉末の粉末Ｘ線回折線図は第２図に示す通りである。
に、Ａｌ／Ｓｉ＝２／１００（原子比）となる様に塩化
アルミニウムのメタノール溶液を添加し、混合した後、
実施例１と同様に１０００℃までの昇温処理及び１６０
０℃での４時間加熱処理を施したところ、下記の如き性
状を有するα−ＳｉＣ粉末が得られた。このα−ＳｉＣ
粉末の粉末Ｘ線回折線図は第２図に示す通りである。
真比重 ３．１９〜３．２０ｇ／ｃｍ3 結晶形 α型ＳｉＣ（４Ｈ型） 平均粒径 ０．５０〜０．６０μｍ 残留炭素 ０．５重量％ 未反応ＳｉＯ２ ０．５重量％ これらの結果から、アルミニウム化合物を添加すること
によりα型のＳｉＣ粉末を合成することができることが
明らかである。通常、α型ＳｉＣはアチソン炉に例があ
るように、２０００℃以上の高温で合成させるものであ
る。本発明の方法によれば遥かに低い温度でα型ＳｉＣ
（４Ｈ型）を合成することができる。
によりα型のＳｉＣ粉末を合成することができることが
明らかである。通常、α型ＳｉＣはアチソン炉に例があ
るように、２０００℃以上の高温で合成させるものであ
る。本発明の方法によれば遥かに低い温度でα型ＳｉＣ
（４Ｈ型）を合成することができる。
［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の炭化珪素の製造方法は、
エチルシリケート及びレゾール型フェノール樹脂、珪
素質固体、炭素質固体を固化させて得られる前駆体固
型物を用い、これを非酸化性雰囲気中で、加熱焼成する
ことによりＳｉＣ粉末を得る新規合成法であり、珪素質
原料と炭素質原料とを効率良く反応させることができ、
従って、高い収率で極めて高純度のＳｉＣ粉末を得るこ
とができる。
エチルシリケート及びレゾール型フェノール樹脂、珪
素質固体、炭素質固体を固化させて得られる前駆体固
型物を用い、これを非酸化性雰囲気中で、加熱焼成する
ことによりＳｉＣ粉末を得る新規合成法であり、珪素質
原料と炭素質原料とを効率良く反応させることができ、
従って、高い収率で極めて高純度のＳｉＣ粉末を得るこ
とができる。
また本発明においては、ホウ素化合物及び／又はアルミ
ニウム化合物を極めて均一に溶化することもでき、易焼
結性のＳｉＣを得ることも可能である。しかも条件を適
宜選定することにより、β−ＳｉＣ又はα−ＳｉＣを高
い選択率でかつ任意に合成することが可能である。
ニウム化合物を極めて均一に溶化することもでき、易焼
結性のＳｉＣを得ることも可能である。しかも条件を適
宜選定することにより、β−ＳｉＣ又はα−ＳｉＣを高
い選択率でかつ任意に合成することが可能である。
また焼成と同時にＳｉＣ微粉末を得ることができる。
第１図は実施例１で得られたβ型ＳｉＣの粉末Ｘ線回折
線図であり、第２図は実施例２で得られたα型ＳｉＣの
粉末Ｘ線回折線図である。
線図であり、第２図は実施例２で得られたα型ＳｉＣの
粉末Ｘ線回折線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】珪素質と炭素質とを含む原料を非酸化性雰
囲気下で加熱焼成して炭化珪素を製造する方法におい
て、前記原料として、次の各成分、即ち 成分：エチルシリケート及びレゾール型フェノール樹
脂、 成分：珪素質固体、 並びに 成分：炭素質固体、 を、成分が全体の５重量％を超える割合となるように
混合し、この混合物を、エチルシリケートとレゾール型
フェノール樹脂との重合反応、或いはこれらのどちらか
一方の重合反応又は架橋反応による固化を生ぜしめる触
媒の存在下に固化させて得られる前駆体固型物を用いる
ことを特徴とするβ−炭化珪素の製造方法。 - 【請求項２】珪素質と炭素質とを含む原料を非酸化性雰
囲気下で加熱焼成して炭化珪素を製造する方法におい
て、前記原料として、次の各成分、即ち 成分：エチルシリケート及びレゾール型フェノール樹
脂、 成分：珪素質固体、 並びに 成分：炭素質固体、 とホウ素化合物及び／又はアルミニウム化合物と を、成分が全体の５重量％を超える割合となるように
混合し、この混合物を、エチルシリケートとレゾール型
フェノール樹脂との重合反応、或いはこれらのどちらか
一方の重合反応又は架橋反応による固化を生ぜしめる触
媒の存在下に固化させて得られる前駆体固型物を用いる
ことを特徴とするα−炭化珪素の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59126640A JPH0662286B2 (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 炭化珪素の製造方法 |
| EP85107295A EP0165554A3 (en) | 1984-06-20 | 1985-06-13 | Process for producing a sintered cubic silicon carbide |
| US06/746,033 US4742029A (en) | 1984-06-20 | 1985-06-18 | Process for producing a sintered cubic silicon carbide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59126640A JPH0662286B2 (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 炭化珪素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616110A JPS616110A (ja) | 1986-01-11 |
| JPH0662286B2 true JPH0662286B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=14940199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59126640A Expired - Lifetime JPH0662286B2 (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 炭化珪素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0662286B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168514A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-30 | Bridgestone Corp | 易焼結性炭化珪素の製造方法 |
| JP2565024B2 (ja) * | 1991-07-18 | 1996-12-18 | 住友金属工業株式会社 | 半導体治具用炭化珪素粉末の製造方法 |
| JP2000332096A (ja) | 1999-05-21 | 2000-11-30 | Bridgestone Corp | 製品ホルダー |
| JP2000351614A (ja) | 1999-06-10 | 2000-12-19 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素粉体、及びその製造方法 |
| JP2001019552A (ja) | 1999-07-09 | 2001-01-23 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素焼結体及びその製造方法 |
| JP4589491B2 (ja) | 1999-08-24 | 2010-12-01 | 株式会社ブリヂストン | 炭化ケイ素粉末、グリーン体の製造方法、及び炭化ケイ素焼結体の製造方法 |
| JP3879813B2 (ja) | 2001-03-14 | 2007-02-14 | 信越化学工業株式会社 | β−炭化珪素微粉末の製造方法 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP59126640A patent/JPH0662286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS616110A (ja) | 1986-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |