JPH07165408A - 導電性炭化珪素微粉末および焼結体の製造方法 - Google Patents
導電性炭化珪素微粉末および焼結体の製造方法Info
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- JPH07165408A JPH07165408A JP5342336A JP34233693A JPH07165408A JP H07165408 A JPH07165408 A JP H07165408A JP 5342336 A JP5342336 A JP 5342336A JP 34233693 A JP34233693 A JP 34233693A JP H07165408 A JPH07165408 A JP H07165408A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １〜３％の範囲で窒素を固溶する導電性に優
れた炭化珪素微粉末の製造方法と、前記微粉末を原料と
した工業的な導電炭化珪素焼結体製造方法を提供する。 【構成】 (1) 窒化珪素粉末と炭素質粉末を７：３の重
量比率で混合し、0.1 〜2.0 体積％の酸素を含む不活性
雰囲気中で1600〜1800℃の温度で加熱反応させる導電性
炭化珪素微粉末の製造方法。(2) 前記の炭化珪素微粉末
に、焼結助剤として硼素粉末とフェノール樹脂粉末を混
合し、不活性雰囲気下で1500〜1600℃の温度で加圧焼結
する導電性炭化珪素焼結体の製造方法。
れた炭化珪素微粉末の製造方法と、前記微粉末を原料と
した工業的な導電炭化珪素焼結体製造方法を提供する。 【構成】 (1) 窒化珪素粉末と炭素質粉末を７：３の重
量比率で混合し、0.1 〜2.0 体積％の酸素を含む不活性
雰囲気中で1600〜1800℃の温度で加熱反応させる導電性
炭化珪素微粉末の製造方法。(2) 前記の炭化珪素微粉末
に、焼結助剤として硼素粉末とフェノール樹脂粉末を混
合し、不活性雰囲気下で1500〜1600℃の温度で加圧焼結
する導電性炭化珪素焼結体の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性を有するβ型炭
化珪素微粉末の製造方法および前記炭化珪素微粉末を原
料とする導電性炭化珪素焼結体の製造方法に関する。
化珪素微粉末の製造方法および前記炭化珪素微粉末を原
料とする導電性炭化珪素焼結体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭化珪素粉末を製造する方法とし
て、シリカを炭材とともに加熱処理する還元炭化法、ハ
ロゲン化珪素化合物と炭化水素を気相系で加熱反応させ
る気相反応法、有機珪素化合物を熱分解反応させる熱分
解法が知られている。このうち気相反応法および熱分解
法は、サブミクロン級もしくはそれを下廻る微粒子状の
炭化珪素を純度よく生成させることが可能であるが、原
料に用いるハロゲン化珪素化合物や有機珪素化合物が高
価で取扱い難い物質であるうえに、生成収率が低いた
め、工業的な生産手段としては問題が多い。
て、シリカを炭材とともに加熱処理する還元炭化法、ハ
ロゲン化珪素化合物と炭化水素を気相系で加熱反応させ
る気相反応法、有機珪素化合物を熱分解反応させる熱分
解法が知られている。このうち気相反応法および熱分解
法は、サブミクロン級もしくはそれを下廻る微粒子状の
炭化珪素を純度よく生成させることが可能であるが、原
料に用いるハロゲン化珪素化合物や有機珪素化合物が高
価で取扱い難い物質であるうえに、生成収率が低いた
め、工業的な生産手段としては問題が多い。
【０００３】この点、還元炭化法は古くからアチソン法
と呼ばれる比較的単純な炉操業で量産できるため、現在
でも炭化珪素粉末を工業生産するための基本技術とされ
ている。しかしながら、この方法は一旦、炭化珪素のイ
ンゴットを生成させたのち粉砕、分級工程を反復して所
望の粒度に調製するプロセスが採られているため、得ら
れる粉末粒度には限界があり、また粉砕過程等で不純物
が混入する関係で焼結用の目的には不適である。
と呼ばれる比較的単純な炉操業で量産できるため、現在
でも炭化珪素粉末を工業生産するための基本技術とされ
ている。しかしながら、この方法は一旦、炭化珪素のイ
ンゴットを生成させたのち粉砕、分級工程を反復して所
望の粒度に調製するプロセスが採られているため、得ら
れる粉末粒度には限界があり、また粉砕過程等で不純物
が混入する関係で焼結用の目的には不適である。
【０００４】その後、各産業分野において微粒子状で純
度の高い炭化珪素の開発要求が高まり、この対応として
還元炭化法を基本技術としながら珪素源を種々の有機珪
素化合物に変えるβ型炭化珪素微粉末の製造方法が提案
されている。例えば、有機珪素重合体と固体炭素質材料
を均一混合し、硬化触媒で予め硬化させた前駆体を非酸
化性雰囲気下で加熱焼成する方法（特開昭61−168515号
公報) 、非晶質の含窒素シラン化合物と炭素との混合粉
末（C/Siモル比 1.0〜1.1)を０．３mmHg以下の減圧下、
１３００〜１８００℃で０．２５〜６時間反応させる方
法（特開昭61−168516号公報) などがこれに当たる。
度の高い炭化珪素の開発要求が高まり、この対応として
還元炭化法を基本技術としながら珪素源を種々の有機珪
素化合物に変えるβ型炭化珪素微粉末の製造方法が提案
されている。例えば、有機珪素重合体と固体炭素質材料
を均一混合し、硬化触媒で予め硬化させた前駆体を非酸
化性雰囲気下で加熱焼成する方法（特開昭61−168515号
公報) 、非晶質の含窒素シラン化合物と炭素との混合粉
末（C/Siモル比 1.0〜1.1)を０．３mmHg以下の減圧下、
１３００〜１８００℃で０．２５〜６時間反応させる方
法（特開昭61−168516号公報) などがこれに当たる。
【０００５】ところで、炭化珪素は良導電性の化合物半
導体であり、材質的に優れた熱的および化学的安定性を
具備しているため、抵抗発熱体を初め多様の電気材料と
して有用されている。ところが、炭化珪素のバンドギャ
ップは約３eVと広い関係で電気抵抗を通電可能なレベル
まで引き下げる必要があり、このためには炭化珪素中に
III族元素やＶ族元素を固溶させる手段が有効とされて
いる。とくに比抵抗を下げるには、炭化珪素組織中に固
溶化し易く、固溶限界の高い窒素を少なくとも１％含ま
せてＮ型半導体に転化することが効果的である。しかし
ながら、上記した従来の還元炭化法による製造法で得ら
れるβ型炭化珪素微微粉末には、０．２％程度の窒素が
含有されているに過ぎず、導電性を付与する目的には適
合しない。
導体であり、材質的に優れた熱的および化学的安定性を
具備しているため、抵抗発熱体を初め多様の電気材料と
して有用されている。ところが、炭化珪素のバンドギャ
ップは約３eVと広い関係で電気抵抗を通電可能なレベル
まで引き下げる必要があり、このためには炭化珪素中に
III族元素やＶ族元素を固溶させる手段が有効とされて
いる。とくに比抵抗を下げるには、炭化珪素組織中に固
溶化し易く、固溶限界の高い窒素を少なくとも１％含ま
せてＮ型半導体に転化することが効果的である。しかし
ながら、上記した従来の還元炭化法による製造法で得ら
れるβ型炭化珪素微微粉末には、０．２％程度の窒素が
含有されているに過ぎず、導電性を付与する目的には適
合しない。
【０００６】電気比抵抗を低下させるために炭化珪素の
組織中に窒素を固溶させる試みは従来からなされてお
り、数多く提案されている。例えば、特公昭５７−１８
６８２号公報には炭化珪素を窒素雰囲気中で焼結する方
法が示され、同様に特開昭５２−１１０４９９号公報に
は炭化珪素を窒素雰囲気中でホットプレス焼結する方法
が開示されている。しかし、単に窒素雰囲気中で焼結処
理するだけでは窒素の固溶は円滑に進行せず、比抵抗を
十分に低減させることができない。このため、特公昭６
４−４３１２号公報には、窒素の固溶度合を増大させる
ために、炭化珪素焼結時の窒素ガス圧を８０〜５００気
圧まで高め、窒素を強制的に固溶する方法が記載されて
いる。この方法によれば窒素固溶量を効果的に増大する
ことが可能となるが、前記条件の窒素ガス圧を確保する
には例えば熱間静水圧ブレス(HIP)のような高価な設備
が必要となる。
組織中に窒素を固溶させる試みは従来からなされてお
り、数多く提案されている。例えば、特公昭５７−１８
６８２号公報には炭化珪素を窒素雰囲気中で焼結する方
法が示され、同様に特開昭５２−１１０４９９号公報に
は炭化珪素を窒素雰囲気中でホットプレス焼結する方法
が開示されている。しかし、単に窒素雰囲気中で焼結処
理するだけでは窒素の固溶は円滑に進行せず、比抵抗を
十分に低減させることができない。このため、特公昭６
４−４３１２号公報には、窒素の固溶度合を増大させる
ために、炭化珪素焼結時の窒素ガス圧を８０〜５００気
圧まで高め、窒素を強制的に固溶する方法が記載されて
いる。この方法によれば窒素固溶量を効果的に増大する
ことが可能となるが、前記条件の窒素ガス圧を確保する
には例えば熱間静水圧ブレス(HIP)のような高価な設備
が必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、このよ
うな実情に鑑み、炭化珪素に対する窒素固溶度合を高め
て導電性の向上を図る簡便な製造手段について鋭意研究
を重ねた結果、還元炭化法において珪素源に窒化珪素粉
末を用い、特定量の酸素を含む不活性雰囲気下で炭素質
粉末と加熱反応させると窒素固溶量が１〜２％の導電性
炭化珪素微粉末が容易に得られ、更にこの炭化珪素微粉
末を焼結すると優れた導電性炭化珪素焼結体が得られる
ことを確認した。
うな実情に鑑み、炭化珪素に対する窒素固溶度合を高め
て導電性の向上を図る簡便な製造手段について鋭意研究
を重ねた結果、還元炭化法において珪素源に窒化珪素粉
末を用い、特定量の酸素を含む不活性雰囲気下で炭素質
粉末と加熱反応させると窒素固溶量が１〜２％の導電性
炭化珪素微粉末が容易に得られ、更にこの炭化珪素微粉
末を焼結すると優れた導電性炭化珪素焼結体が得られる
ことを確認した。
【０００８】本発明は前記の知見に基づいて開発された
もので、その目的は、１〜２％の範囲で窒素が固溶され
た導電性に優れる炭化珪素微粉末の製造方法と、前記炭
化珪素微粉末を用いた導電性炭化珪素焼結体の工業的な
製造方法を提供することにある。
もので、その目的は、１〜２％の範囲で窒素が固溶され
た導電性に優れる炭化珪素微粉末の製造方法と、前記炭
化珪素微粉末を用いた導電性炭化珪素焼結体の工業的な
製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による導電性炭化珪素微粉末の製造方法は、
窒化珪素粉末と炭素質粉末の混合物を、０．１〜２．０
体積％の酸素を含む不活性雰囲気中で１６００〜１８０
０℃の温度により加熱処理することを構成上の特徴とす
る。
めの本発明による導電性炭化珪素微粉末の製造方法は、
窒化珪素粉末と炭素質粉末の混合物を、０．１〜２．０
体積％の酸素を含む不活性雰囲気中で１６００〜１８０
０℃の温度により加熱処理することを構成上の特徴とす
る。
【００１０】本発明において、珪素源原料となる窒化珪
素粉末としては粒度が２００メッシュ以下、好ましくは
３２５メッシュ以下の粒子性状を備える高純度のβ結晶
型の微粉末が好適に用いられる。炭素質粉末としては、
炭素粉、黒鉛粉、コークス粉およびカーボンブラック等
を挙げることができるが、本発明の目的には本来的に微
細粒子性状を備えるカーボンブラックを用いることが好
ましい。窒化珪素粉末と炭素質粉末との配合割合は反応
モル比を考慮して適宜に設定されるが、窒化珪素粉末が
過剰となると未反応の窒化珪素成分が不純物として残留
し、他方、炭素質粉末の割合が多くなると炭化珪素微粉
末の反応収率が低下する。最も好適な配合割合は、窒化
珪素粉末と炭素質粉末の重量比が７：３になるように設
定することである。
素粉末としては粒度が２００メッシュ以下、好ましくは
３２５メッシュ以下の粒子性状を備える高純度のβ結晶
型の微粉末が好適に用いられる。炭素質粉末としては、
炭素粉、黒鉛粉、コークス粉およびカーボンブラック等
を挙げることができるが、本発明の目的には本来的に微
細粒子性状を備えるカーボンブラックを用いることが好
ましい。窒化珪素粉末と炭素質粉末との配合割合は反応
モル比を考慮して適宜に設定されるが、窒化珪素粉末が
過剰となると未反応の窒化珪素成分が不純物として残留
し、他方、炭素質粉末の割合が多くなると炭化珪素微粉
末の反応収率が低下する。最も好適な配合割合は、窒化
珪素粉末と炭素質粉末の重量比が７：３になるように設
定することである。
【００１１】窒化珪素粉末と炭素質粉末は、均一に混合
される。混合手段としては、粉末撹拌混合装置を用いる
乾式混合によることもできるが、配合粉末を例えばエタ
ノールのような分散媒とともにボールミルに入れて転動
撹拌する湿式混合を適用する方が均一性がよい。湿式混
合法を適用した場合には、引き続き真空乾燥する。
される。混合手段としては、粉末撹拌混合装置を用いる
乾式混合によることもできるが、配合粉末を例えばエタ
ノールのような分散媒とともにボールミルに入れて転動
撹拌する湿式混合を適用する方が均一性がよい。湿式混
合法を適用した場合には、引き続き真空乾燥する。
【００１２】窒化珪素粉末と炭素質粉末の混合物は、つ
いで黒鉛製の反応容器に充填したのち、０．１〜２．０
体積％の酸素を含む不活性雰囲気中で加熱反応処理され
る。不活性ガスとしては、アルゴン、窒素などが用いら
れ、加熱装置には例えば密閉式の高周波誘導炉のような
電気加熱炉が適用される。雰囲気系を酸素を０．１〜
２．０体積％の範囲で含有する不活性雰囲気に保持する
ことは本発明の重要な要件で、酸素含有率が０．１体積
％未満では１％を越える窒素固溶量を得ることができ
ず、また２．０体積％を越えると窒化珪素の一部がＳｉ
Ｏ2 に転化して不純物として混入し、導電性能を損ねる
結果を与える。
いで黒鉛製の反応容器に充填したのち、０．１〜２．０
体積％の酸素を含む不活性雰囲気中で加熱反応処理され
る。不活性ガスとしては、アルゴン、窒素などが用いら
れ、加熱装置には例えば密閉式の高周波誘導炉のような
電気加熱炉が適用される。雰囲気系を酸素を０．１〜
２．０体積％の範囲で含有する不活性雰囲気に保持する
ことは本発明の重要な要件で、酸素含有率が０．１体積
％未満では１％を越える窒素固溶量を得ることができ
ず、また２．０体積％を越えると窒化珪素の一部がＳｉ
Ｏ2 に転化して不純物として混入し、導電性能を損ねる
結果を与える。
【００１３】加熱処理の温度は、１６００〜１８００℃
の範囲内で設定する。加熱温度が１６００℃を下廻ると
炭化珪素が円滑に生成されず、１８００℃を越えると得
られる炭化珪素微粉末が３μm 以上に粗大化するうえ、
固溶窒素量が１％未満に低下する結果を与える。なお、
加熱時の昇温速度は１３℃／分以上に制御することが好
ましく、これより昇温速度が遅くなると微粉末中に針状
結晶の炭化珪素ウイスカーが混入する現象が生じる。
の範囲内で設定する。加熱温度が１６００℃を下廻ると
炭化珪素が円滑に生成されず、１８００℃を越えると得
られる炭化珪素微粉末が３μm 以上に粗大化するうえ、
固溶窒素量が１％未満に低下する結果を与える。なお、
加熱時の昇温速度は１３℃／分以上に制御することが好
ましく、これより昇温速度が遅くなると微粉末中に針状
結晶の炭化珪素ウイスカーが混入する現象が生じる。
【００１４】加熱処理後の粉末は、反応容器から取り出
し、大気中で７００℃程度の温度に加熱して残留する炭
素成分を焼却除去する。このようにして製造された炭化
珪素微粉末は、窒素固溶量が１〜２％のβ−ＳｉＣ結晶
型であって、平均粒子径が１．０〜３．０μm の微粉性
状を有している。
し、大気中で７００℃程度の温度に加熱して残留する炭
素成分を焼却除去する。このようにして製造された炭化
珪素微粉末は、窒素固溶量が１〜２％のβ−ＳｉＣ結晶
型であって、平均粒子径が１．０〜３．０μm の微粉性
状を有している。
【００１５】導電性炭化珪素焼結体を得るための本発明
の製造方法は、上記の炭化珪素微粉末に、焼結助剤とし
て硼素粉末とフェノール樹脂粉末を混合し、不活性雰囲
気下で１５００〜１６００℃の温度で加圧焼結すること
を特徴とする。
の製造方法は、上記の炭化珪素微粉末に、焼結助剤とし
て硼素粉末とフェノール樹脂粉末を混合し、不活性雰囲
気下で１５００〜１６００℃の温度で加圧焼結すること
を特徴とする。
【００１６】焼結助剤としては、炭化珪素微粉末に対し
無定形の硼素粉末を０．１〜０．４重量％、フェノール
樹脂粉末を焼結後の炭素として１〜２重量％になる量比
で配合し、例えばエタノールのような分散媒とともに湿
式混合したのち真空乾燥して均一な混合粉末を調製す
る。ついで、混合粉末をホットプレスの金型に入れ、ア
ルゴンガス雰囲気下で１５００〜１６００℃の温度で加
圧焼結する。この際、適用する圧力は３０〜５０MPa に
設定することが好ましい。
無定形の硼素粉末を０．１〜０．４重量％、フェノール
樹脂粉末を焼結後の炭素として１〜２重量％になる量比
で配合し、例えばエタノールのような分散媒とともに湿
式混合したのち真空乾燥して均一な混合粉末を調製す
る。ついで、混合粉末をホットプレスの金型に入れ、ア
ルゴンガス雰囲気下で１５００〜１６００℃の温度で加
圧焼結する。この際、適用する圧力は３０〜５０MPa に
設定することが好ましい。
【００１７】このようにして製造された炭化珪素焼結体
は、２．９g/cc以上の組織密度と、１×１０2 〜１０3
Ω-1cm-1の高い導電率を示すものである。
は、２．９g/cc以上の組織密度と、１×１０2 〜１０3
Ω-1cm-1の高い導電率を示すものである。
【００１８】
【作用】本発明による炭化珪素微粉末の生成機構は、次
式の (1)および(2) による還元炭化反応を介して進行す
る。 Ｓｉ3 Ｎ4 ＋５Ｏ2 →６Ｓｉ2 ＯＮ2 ＋４ＮＯ … (1) Ｓｉ2 ＯＮ2 ＋３Ｃ→２ＳｉＣ＋ＣＯ＋Ｎ2 … (2) この反応は、加熱反応時の雰囲気が酸素０．１〜２．０
体積％を含む不活性ガスである場合にのみ進行し、酸素
含有率が０．１体積％未満の場合にはＳｉ2 ＯＮ2 が生
成されないため窒素を固溶した炭化珪素の生成は不可能
となる。したがって、上記の２段階反応過程において、
生成する炭化珪素結晶中に１〜２％の範囲で窒素が円滑
に固溶され、優れた導電性能を有する微粉末が生成され
る。
式の (1)および(2) による還元炭化反応を介して進行す
る。 Ｓｉ3 Ｎ4 ＋５Ｏ2 →６Ｓｉ2 ＯＮ2 ＋４ＮＯ … (1) Ｓｉ2 ＯＮ2 ＋３Ｃ→２ＳｉＣ＋ＣＯ＋Ｎ2 … (2) この反応は、加熱反応時の雰囲気が酸素０．１〜２．０
体積％を含む不活性ガスである場合にのみ進行し、酸素
含有率が０．１体積％未満の場合にはＳｉ2 ＯＮ2 が生
成されないため窒素を固溶した炭化珪素の生成は不可能
となる。したがって、上記の２段階反応過程において、
生成する炭化珪素結晶中に１〜２％の範囲で窒素が円滑
に固溶され、優れた導電性能を有する微粉末が生成され
る。
【００１９】また、本発明による導電性炭化珪素焼結体
の製造方法に従えば、上記の導電性炭化珪素微粉末を焼
結原料とするため、抵抗発熱体やバイリスタなどとして
好適な高導電性を備える炭化珪素焼結体を低コストで効
率よく得ることができる。
の製造方法に従えば、上記の導電性炭化珪素微粉末を焼
結原料とするため、抵抗発熱体やバイリスタなどとして
好適な高導電性を備える炭化珪素焼結体を低コストで効
率よく得ることができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００２１】実施例１〜４、比較例１〜２ 粒径３２５メッシュ以下のβ型窒化珪素粉末７０重量部
と平均粒子径２２μmのカーボンブラック３０重量部
を、エタノールとともにボールミルに入れて２４時間転
動撹拌して湿式混合し、真空中で４０℃の温度により乾
燥して均一な混合粉末を調製した。この混合粉末を黒鉛
製反応容器に充填して密閉式高周波誘導炉にセットし、
炉内に含有比率の異なる酸素を含んだ窒素ガスを流入し
ながら１５℃／分の昇温速度で１７００℃まで上昇し、
この温度で加熱処理を施した。
と平均粒子径２２μmのカーボンブラック３０重量部
を、エタノールとともにボールミルに入れて２４時間転
動撹拌して湿式混合し、真空中で４０℃の温度により乾
燥して均一な混合粉末を調製した。この混合粉末を黒鉛
製反応容器に充填して密閉式高周波誘導炉にセットし、
炉内に含有比率の異なる酸素を含んだ窒素ガスを流入し
ながら１５℃／分の昇温速度で１７００℃まで上昇し、
この温度で加熱処理を施した。
【００２２】生成物を反応容器から取り出し、大気中で
７００℃の温度で２時間加熱処理して残留する炭素成分
を燃焼除去した。得られた生成物は、β−ＳｉＣ結晶型
の炭化珪素微粉末であった。各炭化珪素微粉末の窒素固
溶量および平均粒径を測定し、結果を雰囲気系を形成し
た窒素ガス中の酸素量と対比させて表１に示した。
７００℃の温度で２時間加熱処理して残留する炭素成分
を燃焼除去した。得られた生成物は、β−ＳｉＣ結晶型
の炭化珪素微粉末であった。各炭化珪素微粉末の窒素固
溶量および平均粒径を測定し、結果を雰囲気系を形成し
た窒素ガス中の酸素量と対比させて表１に示した。
【００２３】次に、上記の各炭化珪素微粉末に無定系硼
素粉末０．３重量％および残留炭素量が１．８重量％に
なる量比のフェノール樹脂粉末を配合し、エタノールと
ともにボールミルに入れて２４時間転動撹拌して湿式混
合した。真空中で４０℃の温度で乾燥したのち、ホット
プレスの金型に充填し、アルゴン雰囲気下で温度１６０
０℃、圧力４０MPa の条件で焼結処理して直径５０mm、
厚さ１０mmの焼結体を作製した。得られた各焼結体の組
織密度および導電率を測定し、その結果を表１に併載し
た。なお、導電率の測定は四端子法によった。
素粉末０．３重量％および残留炭素量が１．８重量％に
なる量比のフェノール樹脂粉末を配合し、エタノールと
ともにボールミルに入れて２４時間転動撹拌して湿式混
合した。真空中で４０℃の温度で乾燥したのち、ホット
プレスの金型に充填し、アルゴン雰囲気下で温度１６０
０℃、圧力４０MPa の条件で焼結処理して直径５０mm、
厚さ１０mmの焼結体を作製した。得られた各焼結体の組
織密度および導電率を測定し、その結果を表１に併載し
た。なお、導電率の測定は四端子法によった。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１の結果から、実施例の炭化珪素微粉末
は窒素固溶量が１〜２％で、平均粒径が１．０〜３．０
μm の範囲にあり、炭化珪素焼結体は密度が２．９g/cc
以上で、導電率は３×１０2 Ω-1cm-1を越えていた。こ
れに対し、比較例１では酸素量が０．１体積％未満であ
るため窒素固溶量が少なくて導電性能は付与されず、ま
た酸素量が多い比較例２では窒素固溶量は高いものの、
ＳｉＯ2 成分の生成を伴うため高度の導電性能は得られ
なかった。
は窒素固溶量が１〜２％で、平均粒径が１．０〜３．０
μm の範囲にあり、炭化珪素焼結体は密度が２．９g/cc
以上で、導電率は３×１０2 Ω-1cm-1を越えていた。こ
れに対し、比較例１では酸素量が０．１体積％未満であ
るため窒素固溶量が少なくて導電性能は付与されず、ま
た酸素量が多い比較例２では窒素固溶量は高いものの、
ＳｉＯ2 成分の生成を伴うため高度の導電性能は得られ
なかった。
【００２６】実施例５〜７、比較例３〜５ 炭化珪素微粉末の加熱反応時における、窒素ガスの対す
る酸素含有量を１．０体積％に固定し、加熱温度を１５
００〜１９００℃の範囲で変動させ、その他の条件は実
施例１と同一条件により炭化珪素微粉末および炭化珪素
焼結体を得た。これらの特性を加熱温度と対比させて表
２に示した。なお、表２に示した比較例５はシリカ粉と
炭素粉とによる通常の還元炭化法で製造した市販のβ型
炭化珪素粉末（平均粒径 0.3μm)についての測定結果で
ある。
る酸素含有量を１．０体積％に固定し、加熱温度を１５
００〜１９００℃の範囲で変動させ、その他の条件は実
施例１と同一条件により炭化珪素微粉末および炭化珪素
焼結体を得た。これらの特性を加熱温度と対比させて表
２に示した。なお、表２に示した比較例５はシリカ粉と
炭素粉とによる通常の還元炭化法で製造した市販のβ型
炭化珪素粉末（平均粒径 0.3μm)についての測定結果で
ある。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２の結果から、生成時の加熱温度が１６
００〜１８００℃の範囲において目的とする炭化珪素の
微粉末および焼結体が得られることが認められた。
００〜１８００℃の範囲において目的とする炭化珪素の
微粉末および焼結体が得られることが認められた。
【００２９】実施例８、比較例６ 実施例６および比較例５の炭化珪素焼結体から試片を切
り出し、四端子法により電圧と電流を変えて比抵抗を測
定した。その結果を表３に示した。
り出し、四端子法により電圧と電流を変えて比抵抗を測
定した。その結果を表３に示した。
【００３０】
【表３】
【００３１】表３から明らかなように、本発明による炭
化珪素焼結体は極めて低い比抵抗を示し、バイリスタと
して使用可能な導電性能を有することが確認された。
化珪素焼結体は極めて低い比抵抗を示し、バイリスタと
して使用可能な導電性能を有することが確認された。
【００３２】
【発明の効果】以上のとおり、本発明に従えば窒化珪素
粉を珪素源として特定条件で還元炭化反応させることに
より導電性に優れた炭化珪素微粉末を得ることができ、
またこれを焼結処理することにより効率よく導電性炭化
珪素焼結体を製造することが可能となる。したがって、
導電性が要求される各種の機械部品および電気部品を工
業的に製造する技術として有用性が期待される。
粉を珪素源として特定条件で還元炭化反応させることに
より導電性に優れた炭化珪素微粉末を得ることができ、
またこれを焼結処理することにより効率よく導電性炭化
珪素焼結体を製造することが可能となる。したがって、
導電性が要求される各種の機械部品および電気部品を工
業的に製造する技術として有用性が期待される。
Claims (3)
- 【請求項１】 窒化珪素粉末と炭素質粉末の混合物を、
０．１〜２．０体積％の酸素を含む不活性雰囲気中で１
６００〜１８００℃の温度により加熱処理することを特
徴とする導電性炭化珪素微粉末の製造方法。 - 【請求項２】 窒化珪素粉末と炭素質粉末との配合割合
を、７：３の重量比率に設定する請求項１記載の導電性
炭化珪素微粉末の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１で得た導電性炭化珪素微粉末
に、焼結助剤として硼素粉末とフェノール樹脂粉末を混
合し、不活性雰囲気下で１５００〜１６００℃の温度で
加圧焼結することを特徴とする導電性炭化珪素焼結体の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342336A JPH07165408A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 導電性炭化珪素微粉末および焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342336A JPH07165408A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 導電性炭化珪素微粉末および焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07165408A true JPH07165408A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=18352946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5342336A Withdrawn JPH07165408A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 導電性炭化珪素微粉末および焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07165408A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1103532A1 (en) * | 1998-08-07 | 2001-05-30 | Bridgestone Corporation | Silicon carbide sinter and process for producing the same |
| KR101326917B1 (ko) * | 2011-12-26 | 2013-11-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 탄화규소 분말 제조 방법 |
| JP2017191816A (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 学校法人東京理科大学 | 導電膜付き柱状インゴット基板及びその製造方法、シリサイド系熱電変換素子及びその製造方法、熱電変換モジュール、並びにシリサイド系熱電変換素子の電極層形成用組成物 |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP5342336A patent/JPH07165408A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1103532A1 (en) * | 1998-08-07 | 2001-05-30 | Bridgestone Corporation | Silicon carbide sinter and process for producing the same |
| EP1103532A4 (en) * | 1998-08-07 | 2003-01-15 | Bridgestone Corp | SILICON CARBIDE SINTER AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| US6695984B1 (en) | 1998-08-07 | 2004-02-24 | Bridgestone Corporation | Silicon carbide sinter and process for producing the same |
| KR101326917B1 (ko) * | 2011-12-26 | 2013-11-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 탄화규소 분말 제조 방법 |
| JP2017191816A (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 学校法人東京理科大学 | 導電膜付き柱状インゴット基板及びその製造方法、シリサイド系熱電変換素子及びその製造方法、熱電変換モジュール、並びにシリサイド系熱電変換素子の電極層形成用組成物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |