JPH07196372A - Boron nitride ceramic and its production - Google Patents

Boron nitride ceramic and its production

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Publication number
JPH07196372A
JPH07196372A JP5352318A JP35231893A JPH07196372A JP H07196372 A JPH07196372 A JP H07196372A JP 5352318 A JP5352318 A JP 5352318A JP 35231893 A JP35231893 A JP 35231893A JP H07196372 A JPH07196372 A JP H07196372A
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JP
Japan
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boron nitride
nitride ceramics
ceramic
boron
polymer
Prior art date
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Application number
JP5352318A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Shimizu
泰雄 清水
Tomoko Aoki
倫子 青木
Hirohiko Nakahara
浩彦 中原
Toru Funayama
徹 舟山
Takeshi Isoda
武志 礒田
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.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
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Publication of JPH07196372A publication Critical patent/JPH07196372A/en
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Abstract

PURPOSE:To produce a boron nitride ceramic excellent in heat resistance, corrosion resistance, lubricity, insulating properties, etc., at low cost by pyrolyzing a specified polyborazine-based compound. CONSTITUTION:This ceramic is produced by pyrolyzing a polyborazine-based compound composed mainly of a repeating unit represented by the formula and having 300 to 100000 number-average molecular weight. This ceramic is a boron nitride ceramic composed essentially of boron, nitrogen and silicon and only pyrolytic BN is discovered by XRD measurement. After heat treatment at 200 deg.C in an atmosphere of an inert gas, this ceramic has <=500Angstrom average crystallite size of (002) plane and (100) plane based on calculation by Seherre equation. In the formula, A show H, R<8> or SIR<2>R<3>R<4> (R<2>, R<3>, R<4> and R<8> are each H, a 1 to 20C alkyl or an aryl) and may be same or mutually different in the intra-repeating unit or the inter-repeating units. All A are not H.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は窒化硼素質セラミックス
とその製造方法に係り、この窒化硼素系セラミックスは
耐熱性、耐食性、潤滑性および絶縁性等に優れた材料で
あり、化学、金属、電気、航空、宇宙、機械、精密、自
動車等の各産業での広範な利用が期待できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boron nitride ceramics and a method for producing the same, and the boron nitride ceramics is a material excellent in heat resistance, corrosion resistance, lubricity, insulation and the like. It can be expected to be widely used in industries such as aviation, space, machinery, precision, and automobiles.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまでに知られている熱分解窒化硼素
(t−BN)、六方晶系窒化硼素(h−BN)の常圧合
成方法の主なものは(1)金属硼素、酸化硼素、硼酸塩
などをNH3 、金属シアン化物等と反応させる方法、
(2)BCl3 ,B2 6 等のガスをNH3 と反応させ
る方法、また本出願と同様に前駆体ポリマーを経由する
方法としては(3)ボラジン環化合物を原料として合成
したポリマーを熱分解する方法などである。(3)の合
成方法の主なものは以下のとおりである。
2. Description of the Related Art The main known atmospheric pressure synthesis methods of pyrolytic boron nitride (t-BN) and hexagonal boron nitride (h-BN) have been (1) metallic boron and boron oxide. A method of reacting borate with NH 3 , metal cyanide or the like,
(2) A method of reacting a gas such as BCl 3 or B 2 H 6 with NH 3 , or a method of passing through a precursor polymer similarly to the present application, (3) a polymer synthesized from a borazine ring compound as a raw material is heated. For example, the method of disassembling. The main synthetic methods of (3) are as follows.

【0003】 アルキル基、フェニル基およびメチル
アミノ基を持つボラジン化合物を熱縮合して窒化硼素系
セラミックス前駆体ポリマー(ポリアミノボラジン)を
合成し、これを加熱分解する。〔R.H.Toeniskoetter,
F.R.Hall, Inorg.Chem., 2, 29(1963) 及び特公昭51
−53000号(1976)〕 B−トリアミノ−N−トリス(トリメチルシリル)
ボラジンを熱縮合して窒化硼素系セラミックス前駆体ポ
リマーを合成し、これをN2 中あるいはNH3中で熱分
解する。〔K.J.L.Paclorek, W.Krone-Schmidt, D.H.Har
ris, R.H.Kratzer, K.Wynne, J.Am.Chem.Soc.Symp.Se
r., 360, 392(1988)及びU.S.Patent 4707556(1987)〕 B−トリアミノボラジンを熱縮合して窒化硼素系セ
ラミックス前駆体ポリマーを合成し、これを圧縮成形し
て窒素気流中で熱分解する。〔林信行、木村良晴他、第
8回無機高分子討論会、12(1989)〕
A borazine compound having an alkyl group, a phenyl group and a methylamino group is thermally condensed to synthesize a boron nitride ceramic precursor polymer (polyaminoborazine), which is decomposed by heating. (RH Toeniskoetter,
FR Hall, Inorg. Chem., 2, 29 (1963) and Japanese Patent Publication No. 51
-53000 (1976)] B-triamino-N-tris (trimethylsilyl)
Borazine is thermally condensed to synthesize a boron nitride ceramic precursor polymer, which is thermally decomposed in N 2 or NH 3 . (KJLPaclorek, W.Krone-Schmidt, DHHar
ris, RHKratzer, K.Wynne, J.Am.Chem.Soc.Symp.Se
r., 360, 392 (1988) and US Patent 4707556 (1987)] B-triaminoborazine is thermally condensed to synthesize a boron nitride ceramic precursor polymer, which is compression molded and pyrolyzed in a nitrogen stream. . [Nobuyuki Hayashi, Yoshiharu Kimura et al., 8th Symposium on Inorganic Polymers, 12 (1989)]

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のは反応に高温
/高圧が必要であること、成形性が悪いなどの問題点を
持つ。の方法もガスを原料とするため任意の形状の成
形体製造は困難であり、またこれらのガスは危険性が高
いため取り扱いが難しい等の点で問題がある。のセラ
ミックス前駆体ポリマーを経由する方法は本出願と同様
に成形性が高い点で優れているが、以下に示す問題点が
ある。
The above problems have the problems that the reaction requires high temperature / high pressure and the moldability is poor. In the method (1), it is difficult to manufacture a molded product having an arbitrary shape because gas is used as a raw material, and since these gases are highly dangerous, they are difficult to handle. The method of passing through the ceramic precursor polymer is excellent in high moldability as in the present application, but has the following problems.

【0005】・これまで知られている窒化硼素前駆体ポ
リマーを経由する方法は次の特徴を持つ。(a)アルキ
ル基、フェニル基等の炭素成分を含むものは溶媒に可溶
であり、比較的安定であるため成形が容易だが、熱分解
後のセラミックス中に炭素成分が多く残存する。セラミ
ックス中に遊離炭素は高温で相分離や反応を引き起こす
ためセラミックスの強度特性の低下や窒化硼素、酸化硼
素に本来固有の高絶縁性、耐熱衝撃性が著しく低下する
難点がある。(b)アルキル基、フェニル基等の炭素成
分を含まないかあるいは少ないものは熱分解後のセラミ
ックス中の炭素量は少ないが、溶媒に溶解しにくく、か
つ安定性が低いため成形性が悪い。したがって、既存の
方法では前駆体ポリマーの成形性と熱分解後のセラミッ
クスの低炭素化の両立が不可能である。
The methods known in the past via a boron nitride precursor polymer have the following characteristics. (A) Those containing a carbon component such as an alkyl group and a phenyl group are soluble in a solvent and are relatively stable, so that molding is easy, but a large amount of carbon component remains in the ceramics after thermal decomposition. Since free carbon causes phase separation and reaction in ceramics at high temperatures, there are problems that the strength characteristics of the ceramics are deteriorated and the high insulation property and thermal shock resistance inherent to boron nitride and boron oxide are significantly decreased. (B) If the carbon content of an alkyl group or a phenyl group is not contained or is small, the amount of carbon in the ceramics after thermal decomposition is small, but it is difficult to dissolve in a solvent and the stability is low, resulting in poor moldability. Therefore, it is impossible for the existing method to achieve both the moldability of the precursor polymer and the low carbonization of the ceramics after pyrolysis.

【0006】・これまで知られている常圧合成法による
窒化硼素セラミックスは1200℃付近の温度で六方晶
型(hexagonal)の結晶を生成する。結晶が成
長する過程において生ずる異なる結晶面の境界(粒界)
は、一般的にセラミックスの強度を低下させる要因とな
る。・高価なボラジン環化合物を原料とするため製造コ
ストが高い。
The conventionally known boron nitride ceramics produced by the atmospheric pressure synthesis method form hexagonal crystals at a temperature of around 1200 ° C. Boundary of different crystal planes (grain boundaries) generated during the process of crystal growth
Generally causes a decrease in strength of ceramics.・ Manufacturing cost is high because an expensive borazine ring compound is used as a raw material.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き従
来技術の問題点を解決するために、硼素、窒素及び珪素
を必須元素とし、XRD(X Ray Diffrac
tometer)測定で熱分解型BN(turbost
ratic BN)のみが観測され、かつ不活性ガス中
2000℃で熱処理後にScherre式により算出し
た(002)面および(100)面の結晶子径の平均値
が500Å以下であることを特徴とする窒化硼素質セラ
ミックスと、この窒化硼素質セラミックスを製造する方
法として、主として下記一般式
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention uses boron, nitrogen and silicon as essential elements, and uses XRD (X Ray Diffrac).
Pyrolysis type BN (turbost)
nitriding characterized in that the average crystallite diameter of the (002) plane and the (100) plane after the heat treatment at 2000 ° C. in an inert gas is 500 Å or less. Boron ceramics and a method for producing the boron nitride ceramics are mainly represented by the following general formula.

【0008】[0008]

【化2】 [Chemical 2]

【0009】(式中、Aは繰り返し単位内及び繰り返し
単位間で同じでも異なってもよく、水素原子、R8 また
は−SiR2 3 4 であるが、R2 ,R3 ,R4 ,R
8 はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1〜20個を有
するアルキル基またはアリール基を表わし、すべてのA
が水素原子ではない。)で表わされる繰り返し単位を有
し、数平均分子量が300〜100,000の範囲にあ
るポリボラジン系化合物を熱分解することを特徴とする
方法を提供する。
(In the formula, A may be the same or different in the repeating unit and between repeating units, and is a hydrogen atom, R 8 or —SiR 2 R 3 R 4 , and R 2 , R 3 , R 4 , R
Each 8 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group,
Is not a hydrogen atom. And a polyborazine compound having a number average molecular weight in the range of 300 to 100,000 is thermally decomposed.

【0010】本発明の窒化硼素質セラミックスは、硼素
及び窒素と共に珪素を必須元素とすることを第1の特徴
とする。これは出発ポリマーが有機シリル基を含むこと
に帰因するが、出発ポリマーが有機シリル基を含むこと
によって、出発ポリマーは溶剤可溶性であり、成形の容
易性、セラミックス収率の向上、セラミックス中の炭素
の低減に有利である。
The first feature of the boron nitride ceramics of the present invention is that silicon is an essential element together with boron and nitrogen. This is due to the fact that the starting polymer contains an organic silyl group, but since the starting polymer contains an organic silyl group, the starting polymer is solvent-soluble, which facilitates molding, improves the yield of ceramics, It is advantageous for reducing carbon.

【0011】具体的には、本発明の窒化硼素質セラミッ
クスは下記原子比の元素を含む。 N/B 0.05〜3.0、好ましくは0.3〜2.
0、より好ましくは0.5〜1.5 Si/B 0.05〜3.0、好ましくは0.05〜
1.0、より好ましくは0.05〜0.5 O/B 10以下、好ましくは3以下、より好ましく
は1以下 C/B 1以下、好ましくは0.5以下、より好まし
くは0.1以下 第2に、本発明の窒化硼素質セラミックスは熱分解型窒
化硼素(t−BN)からなることを特徴とする。これは
高温まで(1800℃以上まで)結晶の成長が抑制され
ることを意味し、これによって強度、特に高温強度が高
い利点がある。従来の窒化硼素では1200℃以上にな
ると六方晶型BN、熱分解型BNが現われる。
Specifically, the boron nitride ceramics of the present invention contains elements having the following atomic ratios. N / B 0.05-3.0, preferably 0.3-2.
0, more preferably 0.5 to 1.5 Si / B 0.05 to 3.0, preferably 0.05 to
1.0, more preferably 0.05 to 0.5 O / B 10 or less, preferably 3 or less, more preferably 1 or less C / B 1 or less, preferably 0.5 or less, more preferably 0.1 or less. Secondly, the boron nitride ceramics of the present invention is characterized by comprising pyrolytic boron nitride (t-BN). This means that crystal growth is suppressed up to a high temperature (up to 1800 ° C. or higher), which has the advantage of high strength, particularly high temperature strength. With conventional boron nitride, hexagonal BN and thermal decomposition BN appear at temperatures above 1200 ° C.

【0012】第3に、上記と関連して、本発明の窒化硼
素質セラミックスはt−BNの結晶子径の平均値が小さ
いことを特徴とし、Scherre式により算出した
(002)面(d=3.33Å)および(100)面
(d=2.17Å)の結晶子径の平均値が500Å以
下、より好ましくは100Å以下である。一般に、X線
ディフラクトメーター(XRD)で回折線を測定した場
合、プロファイルの拡がりは(a)X線源やスリットが
無限小でないこと、(b)X線の試料への吸収などの光
学系によるものと、(A)結晶子の大きさ、(B)不均
一歪、(C)積層不整などの試料によるものがある。以
下に示すScherrer式は結晶に(B),(C)の
様な不完全性がなくプロファイルの拡がりが結晶子の大
きさだけに因り、かつその大きさが均一であると仮定し
た場合の結晶子径を求める理論式である。
Thirdly, in relation to the above, the boron nitride ceramics of the present invention is characterized in that the average value of the crystallite diameter of t-BN is small, and the (002) plane (d = The average value of the crystallite diameters of the 3.33Å) and (100) planes (d = 2.17Å) is 500Å or less, and more preferably 100Å or less. Generally, when diffraction lines are measured by an X-ray diffractometer (XRD), the spread of the profile is (a) the X-ray source and the slit are not infinitesimally small, (b) the optical system such as absorption of X-rays into the sample. And (A) crystallite size, (B) non-uniform strain, and (C) stacking irregularity. The Scherrer equation shown below is a crystal assuming that the crystal does not have imperfections such as (B) and (C), the profile spread is due only to the crystallite size, and that the size is uniform. This is a theoretical formula for obtaining the child diameter.

【0013】Dhkl =Kλ/(βcosθ) Dhkl :hkl面の結晶子の大きさ(A) λ:測定X線の波長(A) β:結晶子の大きさによる回折線の拡がり(ラジアン) θ:回折線のブラック角 K:定数(半値幅法の場合0.9) 本発明の窒化硼素質セラミックスの結晶子径の算出は熱
分解型BN(turbostratic)の002面
(d=3.33A)および100面(d=2.17A)
のX線プロファイルの半値幅の平均値から上記のSch
errer式により算出した値を用いる。
D hkl = Kλ / (β cos θ) D hkl : Size of crystallite on hkl plane (A) λ: Wavelength of measured X-ray (A) β: Spread of diffraction line depending on crystallite size (radian) θ: Black angle of diffraction line K: Constant (0.9 in case of full width half maximum method) Calculation of the crystallite diameter of the boron nitride ceramics of the present invention is carried out by 002 plane (d = 3.33 A) of pyrolytic BN (turbostatic). ) And 100 planes (d = 2.17A)
From the average value of the half width of the X-ray profile of
The value calculated by the error formula is used.

【0014】この小さい結晶子径は、少なくとも窒素硼
素質セラミックスを1800℃48hr以上、より好ま
しくは2000℃48hr以上で熱処理しても保持され
る。さらに、本発明の窒化硼素質セラミックスは出発ポ
リマーが安価であるため、製造コストが低い利点があ
る。このような本発明の窒化硼素質セラミックスは下記
一般式(I)
This small crystallite size is maintained even when at least the nitrogen-boron ceramics are heat-treated at 1800 ° C. for 48 hours or more, more preferably 2000 ° C. for 48 hours or more. Further, the boron nitride ceramics of the present invention has an advantage of low manufacturing cost because the starting polymer is inexpensive. Such a boron nitride ceramic of the present invention has the following general formula (I).

【0015】[0015]

【化3】 [Chemical 3]

【0016】(式中、Aは繰り返し単位内及び繰り返し
単位間で同じでも異なってもよく、水素原子、R8 また
は−SiR2 3 4 であるが、R2 ,R3 ,R4 ,R
8 はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1〜20個を有
するアルキル基またはアリール基を表わし、すべてのA
が水素原子ではない。)で表わされる繰り返し単位を有
し、数平均分子量が300〜100,000の範囲にあ
るポリボラジン系化合物(I)を熱分解して製造でき
る。
(In the formula, A may be the same or different in the repeating unit and between the repeating units, and is a hydrogen atom, R 8 or --SiR 2 R 3 R 4 , and R 2 , R 3 , R 4 , R
Each 8 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group,
Is not a hydrogen atom. ), And the polyborazine compound (I) having a number average molecular weight in the range of 300 to 100,000 can be thermally decomposed to be produced.

【0017】このポリボラジン系化合物(I)は、主と
して一般式B(OR1 3(式中、R1 は同一でも異な
ってもよく、水素原子、炭素数1〜20個を有するアル
キル基またはアリール基を表わし、少なくとも1個のR
1 は上記のアルキル基またはアリール基である。)で表
わされる硼素アルコキシドを、NH3 又はR8 NH
3 と、一般式 R2 3 4 SiNHSiR5 6 7(式中、R2
3 ,R4 ,R5 ,R6 ,R7 ,R8 はそれぞれ独立に
水素原子、炭素数1〜20個を有するアルキル基または
アリール基を表わし、少なくとも1個のR1 は上記アル
キル基またはアリール基を表わす。)で表わされるジシ
ラザン化合物の存在下で反応させ、さらに必要に応じて
熱重合を進めることによって製造することができる。
This polyborazine compound (I) is mainly represented by the general formula B (OR 1 ) 3 (wherein R 1 may be the same or different, and is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group). Represents a group and represents at least one R
1 is the above-mentioned alkyl group or aryl group. ) A boron alkoxide represented by NH 3 or R 8 NH
3 and the general formula R 2 R 3 R 4 SiNHSiR 5 R 6 R 7 (wherein R 2 ,
R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group, and at least one R 1 is the above alkyl group. Alternatively, it represents an aryl group. The reaction can be carried out in the presence of the disilazane compound represented by the formula (1), and further the thermal polymerization can be carried out, if necessary.

【0018】上記製法のうち、硼素アルコキシドとNH
3 をアルキルジシラザンの存在下で反応させる方法は、
本出願人が先に特願平5−272351号に開示した。
この合成反応は、典型的には、下記反応式で表わすこと
ができるであろう。
Among the above production methods, boron alkoxide and NH
The method of reacting 3 in the presence of alkyldisilazane is
The present applicant has previously disclosed it in Japanese Patent Application No. 5-272351.
This synthetic reaction can be typically represented by the following reaction formula.

【0019】[0019]

【化4】 [Chemical 4]

【0020】製法の詳細は特願平5−272351号を
参照されたいが、一般的に述べると、溶媒中に各反応体
を存在させ、30〜300℃程度の温度で反応させるだ
けでよい。この製法は出発原料が安価であるため製造コ
ストが低いこと、また反応制御が容易であること、生成
するポリボラジン系化合物が溶剤可溶型で安定な化合物
であることなどを特徴としている。
For details of the production method, refer to Japanese Patent Application No. 5-272351, but generally speaking, it suffices to allow each reactant to be present in a solvent and react at a temperature of about 30 to 300 ° C. This production method is characterized in that the production cost is low because the starting material is inexpensive, the reaction control is easy, and the polyborazine-based compound produced is a solvent-soluble and stable compound.

【0021】上記の製法によって生成するポリボラジン
系化合物は、主として一般式
The polyborazine compound produced by the above-mentioned production method is mainly represented by the general formula

【0022】[0022]

【化5】 [Chemical 5]

【0023】(式中、Aは繰り返し単位内及び繰り返し
単位間で同じでも異なってもよく、水素原子、R8 また
は−SiR2 3 4 であるが、R2 ,R3 ,R4 ,R
8 はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1〜20個を有
するアルキル基またはアリール基を表わし、すべてのA
が水素原子ではない。)で表わされる繰り返し単位を有
しており、このポリマーは、一般式には、ボラジン環が
−NH−を介して結合した線状構造物であるが、硼素原
子に結合している−OR1 が窒素原子に結合しているA
又はHあるいは原料のジシラザン化合物(R2 3 4
SiNSiR5 6 7 )と反応してより複雑な構造や
架橋構造を取ることも可能である。
(In the formula, A may be the same or different in the repeating units and between the repeating units, and is a hydrogen atom, R 8 or —SiR 2 R 3 R 4 , and R 2 , R 3 , R 4 , R
Each 8 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group,
Is not a hydrogen atom. ), The polymer is a linear structure in which a borazine ring is bonded via —NH— in the general formula, but —OR 1 bonded to a boron atom. Is bound to a nitrogen atom A
Alternatively, H or a raw material disilazane compound (R 2 R 3 R 4
It is also possible to react with SiNSiR 5 R 6 R 7 ) to form a more complicated structure or a crosslinked structure.

【0024】また、本発明のポリボラジン系化合物
(I)は、上記合成方法においてNH3をR8 NH
2 (R8 は水素原子、炭素数1〜20個を有するアルキ
ル基またはアリール基を表わす。)で代えることによっ
ても製造できる。この合成反応は、典型的には、下記反
応式で表わすことができるであろう。
In the polyborazine compound (I) of the present invention, NH 3 is replaced with R 8 NH in the above synthetic method.
2 (R 8 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group). This synthetic reaction can be typically represented by the following reaction formula.

【0025】[0025]

【化6】 [Chemical 6]

【0026】そして、この合成方法は、NH3 をR8
2 で代える以外、特願平5−272351号に開示し
た方法と基本的に同様であることができる。なお、R1
〜R8 は炭素数の少ない置換基が好ましい。セラミック
ス収率の向上およびセラミックス中の炭素数の低減に有
利であるためである。これらのポリマーはHと−OR1
基とアルキルシリル基(−SiR2 3 4 )を持つ。
ポリマー中のH,−OR1 基および−SiR2 3 4
基の存在量は反応原料の混合割合を変化させることによ
り調節できる。ポリマーは−OR1 基とアルキルシリル
基(−SiR2 3 4 )を持つためベンゼン、トルエ
ン、キシレン、テトラヒドロフラン(THF)等に可溶
である。
Then, in this synthetic method, NH 3 is replaced with R 8 N
The method is basically the same as the method disclosed in Japanese Patent Application No. 5-272351, except that H 2 is used. In addition, R 1
It is preferable that R 8 to R 8 are substituents having a small number of carbon atoms. This is because it is advantageous for improving the ceramic yield and reducing the carbon number in the ceramic. These polymers have H and --OR 1
With group and alkylsilyl group (-SiR 2 R 3 R 4) .
H, —OR 1 groups and —SiR 2 R 3 R 4 in the polymer
The amount of the group present can be adjusted by changing the mixing ratio of the reaction raw materials. Since the polymer has an —OR 1 group and an alkylsilyl group (—SiR 2 R 3 R 4 ), it is soluble in benzene, toluene, xylene, tetrahydrofuran (THF) and the like.

【0027】また、これらのポリマーは十分な安定性を
持つ。乾燥雰囲気下であれば室温で長時間保存してもポ
リマーの物性は変化しない。これはポリマー内に安定な
官能基−OR1 基とアルキルシリル基(−SiR2 3
4 )を持つためであると考えられる。上記のポリマー
(ポリボラジン系化合物)は通常固化および焼成工程を
へて窒化硼素質セラミックスに転換される。
Further, these polymers have sufficient stability. If it is stored in a dry atmosphere at room temperature for a long time, the physical properties of the polymer do not change. This is because the stable functional group -OR 1 group and alkylsilyl group (-SiR 2 R 3
It is believed that this is because it has R 4 ). The above-mentioned polymer (polyborazine compound) is usually converted into boron nitride ceramics through a solidification and firing process.

【0028】上記ポリマーの固化は単独でも硬化剤やセ
ラミックス粉末を混合させてもよい。固化工程の条件す
なわち温度、圧力、雰囲気ガスおよび保持時間等は硬化
剤やセラミックス粉末の有無あるいは使用量によって適
宜選定される。特に限定するわけではないが、一般的に
は下記の如くである。例えば、ポリマー単独の場合に
は、これを炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、エーテ
ル類等の有機溶媒に溶解させ、これを必要に応じて任意
の形状の成形型に充填する。次に常圧下で使用した有機
溶媒の沸点以上の温度で加熱するか、あるいは減圧下で
加熱し有機溶媒を除去することによって固化し得る。
The above-mentioned polymer may be solidified alone or by mixing a curing agent or a ceramic powder. The conditions of the solidification step, that is, the temperature, the pressure, the atmosphere gas, the holding time, etc. are appropriately selected depending on the presence or absence of the curing agent or the ceramic powder or the amount used. Although not particularly limited, it is generally as follows. For example, in the case of the polymer alone, this is dissolved in an organic solvent such as hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, etc., and this is filled in a mold of any shape as required. Next, it can be solidified by heating at a temperature not lower than the boiling point of the organic solvent used under normal pressure, or by heating under reduced pressure to remove the organic solvent.

【0029】また、液体状のポリマーを使用する場合に
は、これを必要に応じて任意の形状の成形型に充填した
後、真空下、あるいは後記する種々のガス雰囲気下常圧
から10気圧で室温から400℃の任意の温度に昇温
し、その温度に保持することによって固化される。固化
時間は0.5時間から72時間の範囲である。さらに、
固体状のポリマーを任意形状の成形型に充填し、常温か
ら400℃前記雰囲気ガス下で常圧から10気圧の範囲
で保持する方法でもよい。
When a liquid polymer is used, it is filled in a mold having an arbitrary shape, if necessary, and then under vacuum or under various gas atmospheres described below at atmospheric pressure to 10 atm. It is solidified by raising the temperature from room temperature to an arbitrary temperature of 400 ° C. and maintaining the temperature. The setting time is in the range of 0.5 to 72 hours. further,
A method in which a solid polymer is filled in a molding die of an arbitrary shape and the temperature is maintained from room temperature to 400 ° C. under the atmospheric gas in the range of atmospheric pressure to 10 atmospheres may be used.

【0030】雰囲気ガスとしては、窒素、アルゴン等の
不活性ガス、アンモニア、水素、メチルアミン、ヒドラ
ジン等の還元性ガス、空気、酸素、オゾン等の酸化性ガ
スあるいはこれらの混合ガスが使用できる。また、硬化
剤としてはアルキルアミン、アルキレンジアミン等の有
機アミン類、シュウ酸無水物、マロン酸無水物等のカル
ボン酸無水物、アルキルイソシアネート、ジメチルシリ
ルジイソシアネート等のイソシアネート類、ブタンジチ
オール、ベンゼンジチオール等のチオール類、マロン酸
イミド、コハク酸イミド等のカルボキシイミド類、元素
周期律表第IIa族および第III 族〜第V族の郡から選択
される金属を含む金属アルコキシド類、鉄、コバルト、
ニッケル、銅、銀、金、水銀、亜鉛、ルテニウム、パラ
ジウム、インジウム、チタン、ハフニウム、ジルコニウ
ム、アルミニウム、ホウ素、リン等のハロゲン化物等が
使用される。
As the atmosphere gas, an inert gas such as nitrogen and argon, a reducing gas such as ammonia, hydrogen, methylamine and hydrazine, an oxidizing gas such as air, oxygen and ozone, or a mixed gas thereof can be used. Further, as the curing agent, alkylamine, organic amines such as alkylenediamine, oxalic anhydride, carboxylic acid anhydride such as malonic anhydride, alkyl isocyanate, isocyanates such as dimethylsilyl diisocyanate, butanedithiol, benzenedithiol, etc. , Carboxylic acid imides such as malonic acid imide and succinimide, metal alkoxides containing metals selected from the groups IIa and III to V of the Periodic Table of the Elements, iron, cobalt,
Halides such as nickel, copper, silver, gold, mercury, zinc, ruthenium, palladium, indium, titanium, hafnium, zirconium, aluminum, boron and phosphorus are used.

【0031】また、クラック発生防止及び強度の増大を
目的として、必要に応じて添加されるセラミックス粉末
としては各種金属の窒化物、炭化物、酸化物などが挙げ
られる。成形型としては従来公知のものが任意に使用で
きるが、成形体の取り出し性や成形体の裏面を保護する
ために成形型内に離型剤、たとえばシリコーンをベース
とした化合物などを塗布したり、あるいはグリースを薄
く塗布するか、有機溶剤に分散したグリースをスプレー
または刷毛塗等の塗布手段により塗布しておくことが好
ましい。
Further, for the purpose of preventing crack generation and increasing strength, examples of the ceramic powder added as necessary include nitrides, carbides and oxides of various metals. Any conventionally known mold can be used as the mold, but a mold release agent such as a silicone-based compound may be applied to the mold to protect the removability of the molded product and the back surface of the molded product. Alternatively, it is preferable to apply grease thinly or apply grease dispersed in an organic solvent by an application means such as spraying or brush coating.

【0032】上記固化工程の後、続いて好ましくは前記
した不活性ガス、還元性ガス、酸化性ガスあるいはこれ
らの混合ガスの存在下で加熱焼成される。この焼成の条
件も限定するわけではないが、一般に、20℃/min 以
下好ましくは5℃/min 以下で400℃から1800〜
2300℃に加熱昇温させ、この温度でさらに通常48
時間以内保持することにより行なう。場合によってはホ
ットプレス等の加圧焼成により良好な結果が得られる。
After the above solidification step, heating and baking are preferably performed in the presence of the above-mentioned inert gas, reducing gas, oxidizing gas or a mixed gas thereof. The conditions for this calcination are not limited, but generally 20 ° C./min or less, preferably 5 ° C./min or less and 400 ° C. to 1800 ° C.
The temperature is raised to 2300 ° C, and at this temperature it is usually 48
Perform by holding for less than an hour. In some cases, good results can be obtained by pressure firing such as hot pressing.

【0033】この焼成工程においてポリマー中のOR1
基とアルキルシリル基(−SiR23 4 )が反応し
てB−N結合を生成する。この時OR1 基とアルキルシ
リル基(−SiR2 3 4 )が結合して得られるR1
OSiR2 3 4 が生成する。これによってセラミッ
クス化が進行するとともにポリマー中の炭素成分が飛散
し、炭素含有量の少ないセラミックスが得られる。な
お、生成したR1 OSiR2 3 4 は安定な化合物で
あるため、ポリマーあるいは焼成後のセラミックスと再
反応することはない。
In this firing step, OR 1 in the polymer is
Group and an alkylsilyl group (-SiR 2 R 3 R 4) to produce a B-N bond by reacting. At this time, R 1 obtained by bonding an OR 1 group and an alkylsilyl group (—SiR 2 R 3 R 4 )
OSiR 2 R 3 R 4 is produced. As a result, carbonization in the polymer scatters as ceramicization progresses, and ceramics having a low carbon content can be obtained. Since the produced R 1 OSiR 2 R 3 R 4 is a stable compound, it does not re-react with the polymer or the ceramics after firing.

【0034】また、本発明の窒化硼素質セラミックスは
1800℃以上、好ましくは2000℃以上の高温まで
結晶の成長が抑制される。これは同セラミックス中が前
記の前駆体ポリマーを経由して合成されたことによるも
のと考えられる。焼成温度が400℃未満であるとセラ
ミックス化が不十分となり、また十分な硬度を付与でき
ない。また、温度が2300℃を越えると好ましくない
結晶の成長が顕著になり、強度低下が大きくなる。
Further, in the boron nitride ceramics of the present invention, crystal growth is suppressed up to a high temperature of 1800 ° C. or higher, preferably 2000 ° C. or higher. It is considered that this is because the same ceramic was synthesized via the precursor polymer. If the firing temperature is less than 400 ° C., ceramization is insufficient and sufficient hardness cannot be imparted. On the other hand, if the temperature exceeds 2300 ° C., undesired crystal growth becomes remarkable and the strength is greatly reduced.

【0035】本発明のセラミックス(特に成形体)は前
記の様な方法によって製造されるが、焼成後のセラミッ
クス(成形体)に前記のポリマーを含浸させ、固化、焼
成を繰り返し行なえば、良好なセラミックスを得ること
もある。また、本発明の前駆体ポリマーはコーティング
後焼成して窒化硼素質セラミックスコーティングを提供
することも可能である。あるいは、得られたセラミック
スは粉砕して窒化硼素質セラミックス粉末とすることが
できる。
The ceramics (particularly the molded body) of the present invention is manufactured by the method as described above. It is preferable to impregnate the ceramics (molded body) after firing with the above-mentioned polymer, and solidify and fire repeatedly. Sometimes ceramics are obtained. The precursor polymer of the present invention can also be baked after coating to provide a boron nitride ceramic coating. Alternatively, the obtained ceramics can be pulverized into a boron nitride ceramic powder.

【0036】[0036]

【実施例】【Example】

実施例1 内容積2LのSUS−316製反応器内部を乾燥窒素で
置換した後、乾燥窒素で1kg/cm2Gまで加圧する。この
反応器内に乾燥ピリジン(C5 5 N)601.4gを
導入する。これに攪拌しながらトリメチルボレート(B
(OMe)3 )62.5g(0.601mol)、つぎにヘ
キサメチルジシラザン〔((CH3 3Si)2 NH〕
290.3g(1.803mol)を加えた。次にNH3
0.8g(1.812mol)を反応器内に導入した後、反
応器を密閉した。これを160℃で反応させると淡赤色
の溶液が得られた。反応終了後、溶媒を減圧除去すると
36.5gの淡赤色の粘性液体が得られた。この粘性液
体はベンゼン、トルエン、キシレン、THFに容易に溶
解した。
Example 1 After the inside of a SUS-316 reactor having an internal volume of 2 L was replaced with dry nitrogen, the pressure was increased to 1 kg / cm 2 G with dry nitrogen. 601.4 g of dry pyridine (C 5 H 5 N) is introduced into this reactor. While stirring, trimethyl borate (B
62.5 g (0.601 mol) of (OMe) 3 ) and then hexamethyldisilazane [((CH 3 ) 3 Si) 2 NH]
290.3 g (1.803 mol) was added. Then NH 3 3
After introducing 0.8 g (1.812 mol) into the reactor, the reactor was closed. When this was reacted at 160 ° C., a pale red solution was obtained. After completion of the reaction, the solvent was removed under reduced pressure to obtain 36.5 g of a pale red viscous liquid. This viscous liquid easily dissolved in benzene, toluene, xylene, and THF.

【0037】生成したポリマーの数平均分子量は、凝固
点降下法(溶媒:乾燥ベンゼン)により測定したところ
750であった。N−H(3350cm-1)、CH3 およ
びOCH3 (2960及び2850cm-1)、B−Oおよ
びB−N(1300〜1540cm-1)、Si−Me(1
250cm-1)、B−N〔ボラジン環〕(860cm-1)の
吸収が観測された。生成物の元素祖成分析結果(重量
%)はB:17.6;N:24.8;Si:14.0;
O:7.9;C:28.1;H:7.6であった。この
ポリマーのベンゼン溶液(50wt%)を窒素雰囲気下、
室温で6カ月間放置したが、分子量、元素組成に変化は
見られなかった。なお、このポリマーの構造は下記であ
ると認定された。
The number average molecular weight of the produced polymer was 750 as measured by the freezing point depression method (solvent: dry benzene). NH (3350 cm −1 ), CH 3 and OCH 3 (2960 and 2850 cm −1 ), B—O and BN (1300 to 1540 cm −1 ), Si—Me (1
Absorption of 250 cm -1 ) and BN [borazine ring] (860 cm -1 ) was observed. The elemental ancestral analysis results (% by weight) of the product are B: 17.6; N: 24.8; Si: 14.0;
It was O: 7.9; C: 28.1; H: 7.6. A benzene solution (50 wt%) of this polymer was placed under a nitrogen atmosphere,
After being left to stand at room temperature for 6 months, no change was observed in the molecular weight and elemental composition. The structure of this polymer was certified as follows.

【0038】[0038]

【化7】 [Chemical 7]

【0039】得られたポリマーをトルエンに溶解し、濃
度を調整した後、テフロン製成形型に流し込み、窒素気
流下200℃で溶媒を除くことにより透明な成形体を得
た(20mmφ×10mm)。次にNH3 ガス雰囲気下で1
℃/min の昇温速度で1000℃まで昇温させ、続いて
窒素ガス雰囲気中で10℃/min の昇温速度で1700
℃まで昇温させ、1700℃で1時間焼成することによ
り白色の円盤状セラミックスを得た。このセラミックス
の元素祖成分析結果(重量%)はB:35.4;N:5
4.2;Si:6.8;O:3.5;C:0.1であっ
た。
The obtained polymer was dissolved in toluene, the concentration was adjusted, and the mixture was poured into a Teflon molding die, and the solvent was removed at 200 ° C. under a nitrogen stream to obtain a transparent molding (20 mmφ × 10 mm). Next, in an NH 3 gas atmosphere, 1
The temperature is raised to 1000 ° C. at a heating rate of ℃ / min, and then 1700 at a heating rate of 10 ° C./min in a nitrogen gas atmosphere.
The temperature was raised to 0 ° C. and firing was performed at 1700 ° C. for 1 hour to obtain a white disc-shaped ceramic. The elemental ancestry analysis result (% by weight) of this ceramic was B: 35.4; N: 5.
4.2; Si: 6.8; O: 3.5; C: 0.1.

【0040】つづいてこの試料をN2 ガス中2000℃
での焼成後にScherrer式により算出した002
面および100面の結晶子径の平均値は85Aであっ
た。 実施例2 内容積2LのSUS−316製反応器内部を乾燥窒素で
置換した後、乾燥窒素で1kg/cm2Gまで加圧する。この
反応器内に乾燥ピリジン(C5 5 N)601.4gを
導入する。これに攪拌しながらトリメチルボレート(B
(OMe)3 )62.5g(0.601mol)、つぎにヘ
キサメチルジシラザン〔((CH3 3Si)2 NH〕
290.3g(1.803mol)を加えた。次にNH3
0.8g(1.812mol)を反応器内に導入した後、反
応器を密閉した。これを160℃で反応させると淡赤色
の溶液が得られた。反応終了後、溶媒を減圧除去すると
36.5gの淡赤色の粘性液体が得られた。この粘性液
体はベンゼン、トルエン、キシレン、THFに容易に溶
解した。
Subsequently, this sample was placed in N 2 gas at 2000 ° C.
002 calculated by the Scherrer equation after firing in
The average value of the crystallite diameters of the 100 and 100 planes was 85A. Example 2 The inside of a reactor made of SUS-316 having an internal volume of 2 L was replaced with dry nitrogen, and then pressurized to 1 kg / cm 2 G with dry nitrogen. 601.4 g of dry pyridine (C 5 H 5 N) is introduced into this reactor. While stirring, trimethyl borate (B
62.5 g (0.601 mol) of (OMe) 3 ) and then hexamethyldisilazane [((CH 3 ) 3 Si) 2 NH]
290.3 g (1.803 mol) was added. Then NH 3 3
After introducing 0.8 g (1.812 mol) into the reactor, the reactor was closed. When this was reacted at 160 ° C., a pale red solution was obtained. After completion of the reaction, the solvent was removed under reduced pressure to obtain 36.5 g of a pale red viscous liquid. This viscous liquid easily dissolved in benzene, toluene, xylene, and THF.

【0041】生成したポリマーの数平均分子量は、凝固
点降下法(溶媒:乾燥ベンゼン)により測定したところ
750であった。N−H(3350cm-1)、CH3 およ
びOCH3 (2960及び2850cm-1)、B−Oおよ
びB−N(1300〜1540cm-1)、Si−Me(1
250cm-1)、B−N〔ボラジン環〕(860cm-1)の
吸収が観測された。生成物の元素祖成分析結果(重量
%)はB:17.6;N:24.8;Si:14.0;
O:7.9;C:28.1;H:7.6であった。この
ポリマーのベンゼン溶液(50wt%)を窒素雰囲気下、
室温で6カ月間放置したが、分子量、元素組成に変化は
見られなかった。
The number average molecular weight of the produced polymer was 750 as measured by the freezing point depression method (solvent: dry benzene). NH (3350 cm −1 ), CH 3 and OCH 3 (2960 and 2850 cm −1 ), B—O and BN (1300 to 1540 cm −1 ), Si—Me (1
Absorption of 250 cm -1 ) and BN [borazine ring] (860 cm -1 ) was observed. The elemental ancestry analysis result (% by weight) of the product is B: 17.6; N: 24.8; Si: 14.0;
It was O: 7.9; C: 28.1; H: 7.6. A benzene solution (50 wt%) of this polymer was placed under a nitrogen atmosphere,
After being left to stand at room temperature for 6 months, no change was observed in the molecular weight and elemental composition.

【0042】得られたポリマーをトルエンに溶解し、濃
度を調整した後、テフロン製成形型に流し込み、窒素気
流下200℃で溶媒を除くことにより透明な成形体を得
た(20mmφ×10mm)。次に窒素ガス雰囲気中で3℃
/min の昇温速度で1700℃まで昇温させ、1700
℃で1時間焼成することにより白色の円盤状セラミック
スを得た。このセラミックスの元素祖成分析結果(重量
%)はB:38.5;N:54.0;Si:3.4;
O:1.5;C:2.6であった。
The obtained polymer was dissolved in toluene, the concentration was adjusted, and the mixture was poured into a Teflon mold and the solvent was removed at 200 ° C. under a nitrogen stream to obtain a transparent molded body (20 mmφ × 10 mm). Next, in a nitrogen gas atmosphere at 3 ° C
1700 ° C at a heating rate of 1 / min
A white disc-shaped ceramic was obtained by firing at 1 ° C. for 1 hour. The elemental ancestry analysis results (% by weight) of this ceramic are B: 38.5; N: 54.0; Si: 3.4;
It was O: 1.5; C: 2.6.

【0043】つづいてこの試料をN2 ガス中2000℃
での焼成後にScherrer式により算出した002
面および100面の結晶子径の平均値は150Aであっ
た。 実施例3 内容積2LのSUS−316製反応器内部を乾燥窒素で
置換した後、乾燥窒素で1kg/cm2Gまで加圧する。この
反応器内に乾燥ピリジン(C5 5 N)801.4gを
導入する。これに攪拌しながらトリメチルボレート(B
(OMe)3 )62.5g(0.601mol)、つぎにヘ
キサメチルジシラザン〔((CH3 3Si)2 NH〕
290.3g(1.803mol)を加えた。次にNH3
0.8g(1.812mol)を反応器内に導入した後、反
応器を密閉した。これを160℃で反応させると淡赤色
の溶液が得られた。反応終了後、溶媒を減圧除去すると
36.5gの淡赤色の粘性液体が得られた。この粘性液
体はベンゼン、トルエン、キシレン、THFに容易に溶
解した。
Subsequently, this sample was placed in N 2 gas at 2000 ° C.
002 calculated by the Scherrer equation after firing in
The average value of the crystallite diameters of the 100 and 100 planes was 150A. Example 3 The interior of a SUS-316 reactor having an internal volume of 2 L was replaced with dry nitrogen, and then pressurized with dry nitrogen to 1 kg / cm 2 G. 801.4 g of dry pyridine (C 5 H 5 N) are introduced into this reactor. While stirring, trimethyl borate (B
62.5 g (0.601 mol) of (OMe) 3 ) and then hexamethyldisilazane [((CH 3 ) 3 Si) 2 NH]
290.3 g (1.803 mol) was added. Then NH 3 3
After introducing 0.8 g (1.812 mol) into the reactor, the reactor was closed. When this was reacted at 160 ° C., a pale red solution was obtained. After completion of the reaction, the solvent was removed under reduced pressure to obtain 36.5 g of a pale red viscous liquid. This viscous liquid easily dissolved in benzene, toluene, xylene, and THF.

【0044】生成したポリマーの数平均分子量は、凝固
点降下法(溶媒:乾燥ベンゼン)により測定したところ
750であった。N−H(3350cm-1)、CH3 およ
びOCH3 (2960及び2850cm-1)、B−Oおよ
びB−N(1300〜1540cm-1)、Si−Me(1
250cm-1)、B−N〔ボラジン環〕(860cm-1)の
吸収が観測された。生成物の元素祖成分析結果(重量
%)はB:17.6;N:24.8;Si:14.0;
O:7.9;C:28.1;H:7.6であった。この
ポリマーのベンゼン溶液(50wt%)を窒素雰囲気下、
室温で6カ月間放置したが、分子量、元素組成に変化は
見られなかった。
The number average molecular weight of the produced polymer was 750 as measured by the freezing point depression method (solvent: dry benzene). NH (3350 cm −1 ), CH 3 and OCH 3 (2960 and 2850 cm −1 ), B—O and BN (1300 to 1540 cm −1 ), Si—Me (1
Absorption of 250 cm -1 ) and BN [borazine ring] (860 cm -1 ) was observed. The elemental ancestral analysis results (% by weight) of the product are B: 17.6; N: 24.8; Si: 14.0;
It was O: 7.9; C: 28.1; H: 7.6. A benzene solution (50 wt%) of this polymer was placed under a nitrogen atmosphere,
After being left to stand at room temperature for 6 months, no change was observed in the molecular weight and elemental composition.

【0045】得られたポリマーをトルエンに溶解し、濃
度を調整した後、テフロン製成形型に流し込み、窒素気
流下200℃で溶媒を除くことにより透明な成形体を得
た(20mmφ×10mm)。次に空気雰囲気下で1℃/mi
n の昇温速度で1200℃まで昇温させ、1200℃で
1時間焼成することにより白色の円盤状セラミックスを
得た。このセラミックスの元素祖成分析結果(重量%)
はB:30.2;N:39.7;Si:7.5;O:2
2.5;C:0.1であった。
The obtained polymer was dissolved in toluene, the concentration was adjusted, and the mixture was poured into a Teflon mold and the solvent was removed at 200 ° C. under a nitrogen stream to obtain a transparent molded body (20 mmφ × 10 mm). Next, in an air atmosphere, 1 ℃ / mi
The temperature was raised to 1200 ° C. at a temperature rising rate of n, and the white disc-shaped ceramics were obtained by firing at 1200 ° C. for 1 hour. Elemental ancestry analysis result of this ceramics (wt%)
Is B: 30.2; N: 39.7; Si: 7.5; O: 2
2.5; C: 0.1.

【0046】つづいてこの試料をN2 ガス中2000℃
での焼成後にScherrer式により算出した002
面および100面の結晶子径の平均値は210Aであっ
た。
Subsequently, this sample was subjected to 2000 ° C. in N 2 gas.
002 calculated by the Scherrer equation after firing in
The average value of the crystallite diameters of the 100 and 100 planes was 210A.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明は下記の如き有利な効果を奏す
る。・本発明の窒化硼素質セラミックスは上記の前駆体
ポリマーを経由して合成されるため、比較的温和な温
度、圧力下で自由な形状のセラミックスを得ることがで
きる。
The present invention has the following advantageous effects. Since the boron nitride ceramics of the present invention are synthesized via the above-mentioned precursor polymer, it is possible to obtain a ceramic of any shape under a relatively mild temperature and pressure.

【0048】・本発明に示すポリマーは−OR1 基とア
ルキルシリル基(−SiR2 3 4 )を含むため、有
機溶媒への溶解性が高い。これにより成形が容易であ
る。・本発明に示すポリマーに含まれる−OR1 基とア
ルキルシリル基(−SiR2 3 4 )はポリマーをあ
る程度安定化する効果を持つ。このため、成形などの取
り扱いが容易である。
Since the polymer shown in the present invention contains an —OR 1 group and an alkylsilyl group (—SiR 2 R 3 R 4 ), it has high solubility in an organic solvent. This facilitates molding. The —OR 1 group and the alkylsilyl group (—SiR 2 R 3 R 4 ) contained in the polymer of the present invention have an effect of stabilizing the polymer to some extent. Therefore, handling such as molding is easy.

【0049】・本発明に示すポリマーは−OR1 基とア
ルキルシリル基(−SiR2 3 4 )の両方を持つ。
これらの基は焼成工程において反応して安定な化合物R
1 OSiR2 3 4 を生成して飛散するため、焼成後
のセラミックス中の炭素含有量を低減できる。・本発明
の窒化硼素質セラミックスは上記の前駆体ポリマーを経
由して合成されるため、2000℃の高温まで結晶粒の
成長を抑制できる。
The polymer shown in the present invention has both —OR 1 group and alkylsilyl group (—SiR 2 R 3 R 4 ).
These groups react with each other in the firing step and are stable compounds R
Since 1 OSiR 2 R 3 R 4 is generated and scattered, the carbon content in the ceramics after firing can be reduced. Since the boron nitride ceramics of the present invention is synthesized via the above-mentioned precursor polymer, the growth of crystal grains can be suppressed up to a high temperature of 2000 ° C.

【0050】・本発明の窒化硼素質セラミックスの前駆
体ポリマーは硼素アルコキシド、NH3 、アルキルシラ
ザン類を原料として合成されるため、ボラジン環化合物
を原料とする場合と比較して製造コストが低い。
Since the precursor polymer of the boron nitride ceramics of the present invention is synthesized by using boron alkoxide, NH 3 , and alkylsilazanes as raw materials, the production cost is lower than that when the borazine ring compound is used as the raw material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舟山 徹 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡1丁目3番1 号 東燃株式会社総合研究所内 (72)発明者 礒田 武志 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡1丁目3番1 号 東燃株式会社総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Toru Funayama Toru Funayama 1-3-3 Nishitsurugaoka, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture Tonen Corporation Research Laboratory (72) Inventor Takeshi Isoda Nishitsuruga, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture Oka 1-33-1 Tonen Co., Ltd. Research Institute

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 硼素、窒素及び珪素を必須元素とし、X
RD(X RayDiffractometer)測定
で熱分解型BN(turbostratic BN)の
みが観測され、かつ不活性ガス中2000℃で熱処理後
にScherre式により算出した(002)面および
(100)面の結晶子径の平均値が500Å以下である
ことを特徴とする窒化硼素質セラミックス。
1. Boron, nitrogen and silicon are essential elements, and X
Only the thermal decomposition type BN (turbostatic BN) was observed by RD (X Ray Diffractometer) measurement, and the average of the crystallite diameters of the (002) plane and the (100) plane calculated by the Scherrre equation after heat treatment at 2000 ° C. in an inert gas. A boron nitride ceramics having a value of 500 Å or less.
【請求項2】 構成元素の比率が原子比でN/Bが0.
05〜3.0、Si/Bが0.05〜3.0、O/Bが
10以下、C/Bが1.0以下である請求項1記載の窒
化硼素質セラミックス。
2. The ratio of constituent elements is atomic ratio and N / B is 0.
The boron nitride ceramics according to claim 1, wherein the boron nitride ceramics have an S / B value of 0.05 to 3.0, a Si / B value of 0.05 to 3.0, an O / B value of 10 or less, and a C / B value of 1.0 or less.
【請求項3】 成形体である請求項1又は2記載の窒化
硼素セラミックス。
3. The boron nitride ceramics according to claim 1, which is a molded body.
【請求項4】 主として下記一般式 【化1】 (式中、Aは繰り返し単位内及び繰り返し単位間で同じ
でも異なってもよく、水素原子、R8 または−SiR2
3 4 であるが、R2 ,R3 ,R4 ,R8 はそれぞれ
独立して水素原子、炭素数1〜20個を有するアルキル
基またはアリール基を表わし、すべてのAが水素原子で
はない。)で表わされる繰り返し単位を有し、数平均分
子量が300〜100,000の範囲にあるポリボラジ
ン系化合物を熱分解することを特徴とする窒化硼素質セ
ラミックスの製造方法。
4. The following general formula: (In the formula, A may be the same or different in the repeating unit and between the repeating units, and a hydrogen atom, R 8 or —SiR 2
It is a R 3 R 4, R 2, R 3, R 4, R 8 represents independently a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group having 1-20 carbon atoms, all of A hydrogen atom Absent. And a polyborazine compound having a number average molecular weight in the range of 300 to 100,000 is pyrolyzed, which is a method for producing a boron nitride ceramics.
【請求項5】 前記ポリボラジン化合物を成形し、熱分
解して窒化硼素質セラミックス成形体を得る請求項4記
載の窒化硼素質セラミックスの製造方法。
5. The method for producing a boron nitride ceramics according to claim 4, wherein the polyborazine compound is molded and thermally decomposed to obtain a boron nitride ceramics molded body.
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