JPH07267620A - 酸素不含または酸素含量の少ない炭化珪素成形体の製造方法 - Google Patents

酸素不含または酸素含量の少ない炭化珪素成形体の製造方法

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JPH07267620A
JPH07267620A JP7032566A JP3256695A JPH07267620A JP H07267620 A JPH07267620 A JP H07267620A JP 7032566 A JP7032566 A JP 7032566A JP 3256695 A JP3256695 A JP 3256695A JP H07267620 A JPH07267620 A JP H07267620A
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silicon carbide
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Robin Richter
リヒター ロビン
Hans-Peter Martin
マルティン ハンス−ペーター
Gerhard Roewer
レーヴァー ゲルハルト
Eberhard Mueller
ミュラー エバーハルト
Hans Kraemer
クレーマー ハンス
Peter Sartori
ザルトリー ペーター
Andreas Oelschlaeger
エールシュレーガー アンドレアス
Wolfgang Habel
ハーベル ヴォルフガング
Bernhard Harnack
ハルナック ベルンハルト
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/571Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸素不含または酸素含量の少ない炭化珪素成
形体の製造方法を提供する。 【構成】 化学的反応中心を有するポリマーの珪素有機
化合物、たとえばポリシランおよびポリカルボシランを
不活性条件下で、反応ガスの存在下で紡糸することによ
り、または熱処理により寸法安定化し、その後嫌気性条
件下で不活性雰囲気内で1000℃より高い温度で熱分
解する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、前駆物質として化学的
に反応性のポリシランまたはポリカルボシランを利用し
て酸素不含または酸素含量の少ない炭化珪素成形体、特
にSiC繊維を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリカルボシランを使用したSiC繊維
の製造は周知である。
【0003】従って、たとえばポリ(ジメチルシラン)
から出発して熱分解工程によりまずメチル含有ポリカル
ボシランを製造し、これを繊維に紡糸し、かつ酸化によ
りSi−O含有保護層を形成して安定化する。酸素を用
いた処理は生じる熱分解したSiC繊維中で20%のS
iO2成分を生じる。しかしながら、この高いSi−O
結合成分は熱を負荷すると機械的特性の劣化を生じ、同
時に繊維の分解を生じる。
【0004】一般に酸素含量の上昇とともにSiC繊維
の安定性が1000℃より高い温度で急激に低下する。
【0005】米国特許第4052430号明細書および
米国特許第4100233号明細書により、ポリシラン
をポリカルボシランに熱的に転化し、更にこれを未加工
の繊維に紡糸し、かつ350〜400℃の温度で2〜4
8時間真空下で熱分解する。繊維形状の安定化は同様に
50〜400℃での酸化により実施する。
【0006】米国特許第4220600号明細書および
米国特許第4283376号明細書には、原料として分
子骨格にSi−O成分を有するポリカルボシランを使用
したSiC繊維の製造方法が記載されている。そのよう
なポリカルボシランはポリ(ボロシロキサン)0.01
〜15重量%を添加したポリシランの熱分解により得ら
れる。紡糸した繊維の安定化は同様に酸化雰囲気内でS
i−O結合成分を形成して50〜400℃の温度で加熱
することにより実施する。
【0007】酸化または非酸化雰囲気でのγ線または電
子線による安定化も同様に記載されている。
【0008】米国特許第4737552号明細書によ
り、ポリカルボシラン、ヒドロシル化触媒および不飽和
化合物からなる混合物を紡糸し、未加工の繊維を不活性
雰囲気内でまたは真空中で150〜400℃の温度で熱
処理により溶融不可能にし、引き続き熱分解する。
【0009】米国特許第5171722号明細書はポリ
カルボシラン、ポリビニルシラザン、および有利なH2
またはCH3基を生じる触媒の溶液から出発する。溶液
から紡糸した未加工の繊維を25〜200℃の温度範囲
内で0.5〜24時間にわたって加熱し、かつ安定化す
る。引き続く熱分解は不活性雰囲気下でまたは真空中で
600℃〜1000℃で実施する。
【0010】欧州特許第0496574号明細書には酸
素含量の少ないSiC繊維の製造が記載されている。こ
の場合に繊維骨格の安定化はポリカルボシラン未加工繊
維の熱処理中に炭化水素、ハロゲン化炭化水素または不
飽和の炭化水素の雰囲気内で行われる。
【0011】これらすべての記載された方法は、紡糸し
た未加工の繊維の形状を安定化する、すなわち溶融不可
能にする必要性を共有する。大規模工業的に使用される
方法は未加工繊維の酸化保護である。しかしながら作用
する酸素によりSiC繊維の熱負荷能力が低下し、従っ
て高い温度範囲の繊維の利用が付与されない。
【0012】照射により繊維を安定化する可能性はきわ
めて経費がかかり、従って限られた工業的使用分野での
みまたは実験室規模でのみ使用される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高い
温度範囲において優れた機械的特性を有する酸素不含ま
たは酸素含量の少ないSiC成形体を製造することであ
った。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記課題は、化学的反応
中心を有するポリマーの珪素有機化合物、たとえばポリ
シランおよびポリカルボシランを不活性条件下で紡糸
し、その後有利には反応ガスの存在下で、たとえばアル
ゴンとのガス混合物の形または純粋な形のアンモニアま
たはメチルアミンの存在下で安定化するかまたは温和な
条件下で熱処理により安定化し、引き続き嫌気性条件下
で不活性雰囲気内で1000℃より高い温度で熱分解す
ることにより解決される。
【0015】本発明によりSiC成形体、特にSiC繊
維を製造するために使用されるポリマーの珪素有機化合
物は以下の群に分けることができる。
【0016】a)一般式I:
【0017】
【化4】
【0018】[式中、R1はハロゲン原子、有利には塩
素原子、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ア
リール基またはアリールアルキル基を表し、その際、同
一のポリカルボシランの種々の単位中のR1は異なるも
のを表してもよく、R2はハロゲン原子、有利には塩素
原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基また
はアリールアルキル基を表し、その際、同一のポリカル
ボシランの種々の単位中のR2は異なるものを表しても
よく、かつAは直鎖または分枝鎖状のアルキレン基また
はアリーレン基または置換されたアリーレン基またはシ
クロアルキレン基を表し、その際、同一のポリカルボシ
ランの種々の単位中のAは異なるものを表してもよい]
で示される構造単位をベースとするポリカルボシラン。
【0019】これらのポリカルボシランの製造はドイツ
特許第3841348号明細書、ドイツ特許第4018
374号明細書、ドイツ特許第3917838号明細書
に記載の方法により実施する。
【0020】b)一般式II:
【0021】
【化5】
【0022】[式中、R3はハロゲン原子、有利には塩
素原子、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ア
リール基、アリールアルキル基、シリル基、シリレン基
を表し、その際、同一のポリシランの種々の単位または
同一のポリカルボシランの種々の単位中のR3は異なる
ものを表してもよく、R4はハロゲン原子、有利には塩
素原子、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ア
リール基、アリールアルキル基、シリル基、シリレン基
を表し、その際、同一のポリシランの種々の単位または
同一のポリカルボシランの種々の単位中のR4は異なる
ものを表してもよく、かつAはシリレン基、直鎖または
分枝鎖状のアルキレン基、シクロアルキレン基、アリー
レン基または置換されたアリーレン基またはたとえばペ
ンタメチルシクロペンタジエニル(cp*)基またはシ
クロペンタジエニル(cp)基で錯安定化した金属、有
利にはチタン、ジルコニウム、タングステンを表し、そ
の際、同一のポリシランの種々の単位または同一のポリ
カルボシランの種々の単位中のAは異なるものを表して
もよい]で示される構造単位をベースとするポリシラン
またはポリカルボシラン。
【0023】これらのポリシランまたはポリカルボシラ
ンはジシランの触媒作用させた不均化により、たとえば
ドイツ特許第4207299号明細書に記載の方法によ
り不均一系触媒を使用して、またはメトラメチレンジア
ミン(TMEDA)の存在下で均一系反応により製造す
る。
【0024】オレフィンの存在下で有利には塩素含有の
ジシランの触媒作用させた不均化により、紡糸可能性が
著しく改良されたポリマーが製造される。
【0025】同様にポリシラン−/ポリカルボシラン骨
格への第2の炭化物を形成する元素、有利には元素周期
表の第4〜6亜族の遷移元素の組み込みが達成される。
このためにメチルクロルジシランおよびたとえばチタ
ン、ジルコニウム、タングステンのシクロペンタジエニ
ル化合物からなる混合物を不均化反応に使用する。オレ
フィンも同様にこの混合物に含まれていてもよい。
【0026】c)一般式III:
【0027】
【化6】
【0028】[式中、R5はハロゲン原子、有利には塩
素原子、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ア
リール基、アリールアルキル基、アルケニル基、有利に
はビニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、有利
にはエチニル基、プロパルギル基またはシクロアルキニ
ル基を表し、その際、同一のポリカルボシランの種々の
単位中のR5は異なるものを表してもよく、R6はハロゲ
ン原子、有利には塩素原子、アルキル基、シクロアルキ
ル基、アリール基、アリールアルキル基、アルケニル
基、有利にはビニル基、シクロアルケニル基、アルキニ
ル基、有利にはエチニル基、プロパルギル基またはシク
ロアルキニル基を表し、その際、同一のポリカルボシラ
ンの種々の単位中のR6は異なるものを表してもよく、
かつAは直鎖または分枝鎖状のアルキレン基、シクロア
ルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリー
レン基または置換されたアリーレン基を表し、その際、
同一のポリカルボシランの種々の単位中のAは異なるも
のを表してもよい]で示される構造単位をベースとする
ポリカルボシラン。
【0029】これらのポリカルボシランは、一部または
完全にハロゲン化した、有利には塩素化した一般式Iの
ポリカルボシランのグリニャール反応により、相当する
一部または完全にアルケニル化したまたはアルキニル化
した化合物に転化する。特に完全にハロゲン化したSi
(Hal)2−Aのタイプのエダクトを一部アルケニル
化またはアルキニル化する。
【0030】有利な変更例においては、Si(Hal)
2-X(R)X−Aで示され、式中のHalが塩素または臭
素であり、かつRがアルケニル、アルキニル、シクロア
ルケニルまたはシクロアルキニルであるタイプの生成物
を製造する。
【0031】アルケニルおよびアルキニル化した基は珪
素に接触したハロゲン原子といっしょに反応性ポリマー
の反応中心を表し、これはたとえばそれぞれのポリカル
ボシランの融点より低い温度で温和な熱処理により、ま
たは電磁波の照射により寸法安定化し、かつ高度に架橋
した状態に移行する。公知のラジカル形成触媒、たとえ
ばジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ジ
−t−ブチルペルオキシドの存在はこの安定化を促進す
る。
【0032】有利な実施態様においては反応ガスの存在
下で安定化を実施する。
【0033】一般式IIのポリシランを製造する有利な
実施態様においては、触媒作用した不均化のための出発
生成物としてメチルクロルジシラン、オレフィンおよび
塩基性の求核特性および特性化されたレドックス挙動を
有する触媒作用する化合物、たとえば担体に定着したヘ
キサメチル燐酸トリアミド(HMPT)の誘導体または
均一系反応のためにテトラメチレンジアミン(TMED
A)を使用する。
【0034】たとえばドイツ特許第4207299号明
細書に相当する触媒を用いた不均一系の触媒作用させた
変更例において、およびTMEDAを用いた均一系反応
の変更例において、1.1.2.2.テトラクロルジメ
チルシランとスチレンとの反応を実施することができ
る。
【0035】反応混合物中のスチレンの割合を介して、
単離したポリ(シラン−コ−スチレン)の珪素/炭素比
および塩素含量を調整することができる。
【0036】それとともに反応生成物の物理的特性、た
とえば流動特性、粘弾性、溶融範囲も調節可能である。
【0037】これらの値は特に溶融紡糸法の紡糸の観点
から重要である。
【0038】触媒作用する成分およびそれぞれの温度秩
序の選択は重合度、分子量、その分布および架橋を決定
する。
【0039】スチレンの代りにほかのオレフィン、たと
えばジメチルフルベン、アクリロニトリル、ジビニルベ
ンゼン、シクロペンタジエン、ビニル含有シラン、ブタ
ジエン、イソプレンを使用することができる。
【0040】前記の化学反応性ポリシランまたはポリカ
ルボシランから、ポリマー溶融物を圧縮により、有利に
は100〜300μmの毛細管直径を有する紡糸ノズル
により押し出すことによりフィラメントを紡糸する。
【0041】このノズルのすぐ後方でフィラメントの延
伸を実施し、その際遅れた延伸も可能である。直径10
〜25μmを有する延伸したフィラメントをスプールに
巻き取る。回転シリンダ上の繊維の延伸および繊維の巻
き取りは技術的単位を形成し、その際任意に調節できる
回転シリンダの回転はフィラメントの直径を決定する。
【0042】全部の紡糸および延伸工程は、空気湿度を
有するポリマーの反応による酸素不純物を減少するため
に不活性雰囲気下で実施すべきである。
【0043】紡糸したフィラメントを架橋し、それとと
もに安定化するために、フィラメントを本発明により嫌
気性条件下で、使用されるポリシランまたはポリカルボ
シランと反応し、架橋を生じる反応ガスで処理する。有
利には反応ガスとしてアンモニアまたはメチルアミンま
たは硫化水素をアルゴンとのガス混合物でまたは純粋な
形で使用する。この場合に温度の上昇はこの方法では加
速的に作用する。
【0044】進行する架橋により、ポリマーの溶融範囲
より高い温度を使用することができる。
【0045】たとえば以下の架橋反応はフィラメントの
寸法安定性を生じる。
【0046】
【化7】
【0047】架橋したフィラメントは嫌気性条件下で、
アルゴンの存在下でまたはほかの不活性雰囲気で、加熱
速度1〜20K/分、有利には10K/分で1000℃
より高い温度で熱分解する。有利には1000〜120
0℃の温度を使用する。熱分解の結果得られる炭化珪素
繊維は無定形の不完全なまたは完全な結晶の炭化珪素か
らなる。
【0048】本発明により製造される炭化珪素繊維は、
1GPaより高い引張り強さおよび150GPaより高
いE−モジュールを有する。酸素含量は2%未満であ
る。一般に0.2〜0.05%の値が達成されるべきで
ある。
【0049】繊維の主成分は炭化珪素であり、その際少
量でたとえば2%未満の遊離炭素および4%未満の窒素
が存在してもよい。
【0050】本発明によるSiC繊維は、1500℃ま
での最低温度で繊維の強度に対する不利な作用を生じる
ことなく熱的負荷に耐える。1800℃までの負荷にお
いてさえも繊維特性に不利に作用しない。酸化雰囲気に
おいても1400℃までの温度の使用が実現される。こ
の場合に繊維上に二酸化珪素層が形成され、繊維特性の
劣化が阻止される。
【0051】
【実施例】
例1 TMEDAを用いた不均化 ジシランおよびスチレンを磁気撹拌器、内部温度計、還
流冷却器および不活性ガス導入装置を有するスルホン化
フラスコ内で所望の比で、有利には使用されるメチルク
ロルジシランの量に対して5〜50Ma(質量)%で互
いに混合し、使用されるメチルクロルジシランの量に対
して1Ma%のTMEDAを加えた後で不均化した。同
時にコポリマー成分としてスチレンを導入した。反応混
合物を還流で138〜148℃で2時間維持した。冷却
後形成されたメチルクロルシランを蒸留し、その際14
0℃より高い底部温度を回避することができた。その後
再び還流で170〜180℃で2時間沸騰させ、引き続
きモノシランおよび未反応のスチレンを蒸留した。底部
温度は240℃をこえないようにした。冷却後反応生成
物の短鎖部分を真空下(66.65〜133.3Pa)
で150℃で蒸留した。ポリマー収率は出発混合物に比
較して40〜80Ma%であった。
【0052】例2 スチレンの存在下での不均一系触媒作用させた不均化 メチルクロルジシラン混合物200gを撹拌器、熱電
対、不活性ガス導入装置、装着したケチルブリッジを有
する充填カラムおよび還流冷却器を有するスルホン化フ
ラスコ内で所望の比でスチレン(有利には使用されるメ
チルクロルジシランの量に対して5〜50Ma%)と混
合した。充填カラムはドイツ特許第42072999号
明細書に記載の触媒30gおよびラーシッヒリングを有
した。
【0053】反応混合物を沸騰させた(145〜156
℃)。反応体を気相中で触媒と接触させた。触媒に接触
したメチルクロルジシランの反応の際に形成されるメチ
ルクロルシランはこの反応温度でガス状であった。反応
系を1時間完全に還流で維持した。その際底部温度が9
0〜110℃に低下した。今やメチルクロルシランを連
続的に取り出すことにより還流が減少した。必然的に底
部温度が上昇した。底部温度は緩慢に300℃に上昇し
た。高度に架橋したポリ(シラン−コ−スチレン)が形
成された。反応を200℃で終了すると、わずかに架橋
したポリシラン−スチレンを単離することができ、これ
は同時に室温で淡黄色の固形生成物として存在した。溶
融温度は反応の経過に依存し、一般に100〜250℃
の範囲内であった。ポリ(シラン−コ−スチレン)は有
機溶剤、たとえばトルエン、テトラクロルエチレン、C
Cl4、テトラヒドロフラン、CHCl3、ジオキサン中
で溶解した。ポリマー収率は出発混合物に比較して約6
0〜70Ma%であった。
【0054】例3 遷移金属錯体の存在下での不均化 例1または例2と同様の実験の実施 スチレンの代りにジシランをジシクロペンタジエニルチ
タンジブロミド又はジシクロペンタジエニルジルコニウ
ムジブロミドと反応させた。反応において臭素置換基を
ほかのハロゲン原子、アルキル基、アリール基または水
素原子と交換することができた。
【0055】例4 アリル含有ポリカルボシランの製造 2個の滴加漏斗、還流冷却器および撹拌器を有する10
00ml三つ口フラスコからなる標準装置内に、無水ジ
エチルエーテル20ml中のマグネシウムくず4.45
gを保護ガス雰囲気下で装入した。滴加漏斗で無水ジエ
チルエーテル50ml中の塩化アリル15.4gの溶液
および無水ジエチルエーテル50ml中の塩素含量5
6.4重量%を有するポリ(ジクロルシリレン−コ−メ
チレン)10gの溶液を装入した。引き続き塩化アリル
溶液を緩慢に滴加した。反応が開始しない場合は入念に
加熱し、わずかのヨウ素を加えた。反応開始後ポリカル
ボシラン溶液を塩化アリル溶液といっしょに滴加した。
熱の発生が激しくなる場合は反応を中断せずに氷浴で冷
却した。添加終了後更に溶剤200mlを加えた。引き
続き反応溶液を室温で2〜3日撹拌した。引き続き反応
溶液を氷冷却した塩化アンモニウム水溶液700mlに
移行した。有機相を分離漏斗内で分離し、濾過した。濾
液を回転蒸発機で濃縮し、かつ残留する残留物を塩化メ
チレンに取った。溶液を再び濾過し、回転蒸発機で濃縮
し、かつ生成物を真空中で50℃で乾燥した。淡黄色の
粘性の生成物が75〜80%の収率で得られた。
【0056】例5 ビニル含有ポリカルボシランの製造 2個の滴加漏斗、還流冷却器および撹拌器を有する10
00ml三つ口フラスコからなる標準装置内に、保護ガ
ス雰囲気下で無水ジエチルエーテル50mlを装入し
た。滴加漏斗で1.0モルビニルマグネシウムブロミド
−THF溶液および無水ジエチルエーテル50ml中の
塩素含量56.4重量%を有するポリ(ジクロルシリレ
ン−コ−メチレン)10gの溶液それぞれ180mlを
装入した。引き続きポリカルボシラン溶液をグリニャー
ル溶液といっしょに氷浴で冷却して緩慢に滴加した。添
加終了後更に無水ジエチルエーテル200mlを加え
た。引き続き反応溶液を室温で2〜3日撹拌した。反応
溶液を氷冷却した塩化アンモニウム水溶液700mlに
移行した。未溶解部分を濾過し、有機相を分離漏斗内で
分離し、回転蒸発機で濃縮した。残留する残留物を塩化
メチレンに取り、再び濾過した。引き続き回転蒸発機で
溶液を濃縮し、生成物を真空中で50℃で乾燥した。暗
黄色の、高粘性の生成物が75〜80%の収率で得られ
た。
【0057】例6 紡糸 ポリ(メチルクロル)シラン−コ−スチレンを保護ガス
(アルゴン)下で100℃で溶融し、嫌気性条件下で紡
糸装置の圧力ヘッドに充填した。130℃および押出し
圧力25〜30バールでポリシランを紡糸ノズルにより
押し出した。圧力媒体として高純度の不活性ガス(窒素
またはアルゴン)を使用した。
【0058】紡糸ノズルは毛細管直径200μmを有し
た。毛細管長さ/直径比は2:1または3:1であっ
た。ノズル流入口は乱流を減少するために60°の角度
であった。ノズル流出口に形成されたフィラメントを延
伸装置に巻き取った。延伸装置のスプールの回転数を介
して繊維フィラメントを直径10〜25μmに延伸する
ことが実現できた。
【0059】例7 寸法安定化 例6で製造したガラス繊維をガス供給および排出導管を
有する気密容器に導入した。この容器を外から1K/分
で150℃に加熱した。その際寸法安定工程の開始時に
フィラメントの付着を避けるために溶融範囲より少なく
とも30K低い温度をこえないようにした。安定化工程
を60℃で開始した。
【0060】容器を反応ガス混合物で洗浄した(5l/
h)。
【0061】反応ガスとしてアルゴン90容量%および
アンモニア10容量%からなる混合物を使用した。15
0℃の温度に1時間維持した。
【0062】例8 熱分解 例6で製造した寸法安定化した繊維を閉鎖可能な鋼玉の
管に入れ、アルゴンで洗浄した炉に入れた。5K/分の
加熱工程により、繊維を1100℃で1時間にわたって
熱分解した。
【0063】X線相分析により、得られた繊維が1.6
nmの平均結晶子大きさを有するナノ結晶のβ−炭化珪
素からなることが示された。
【0064】燃焼法による酸素分析により繊維中の酸素
0.2%を検出した。
【0065】IRスペクトル分析によりもっぱらSi−
C骨格振動が示された。
【0066】同様に燃焼法により行った炭素含量の測定
によりごくわずかの量の遊離炭素が示された。炭素含量
1〜2%が測定された。
【0067】熱分析法による熱負荷能力の検査により不
活性雰囲気(窒素またはアルゴン)下で1600℃まで
の温度で著しい質量損失が認められなかった。
【0068】繊維の損傷、たとえば孔、亀裂、剥離はR
EM分析により認められなかった。
【0069】
【表1】
【0070】 第2表 ポリ(シラン−コ−スチレン)No10から製造された繊維の熱分解温度と、 引張り強さおよびE−モジュールとの関係 繊維製造温度 引張り強さ E−モジュール 900℃ 1.1GPa 180GPa 1000℃ 1.7GPa 204GPa 1100℃ 2.2GPa 260GPa 1200℃ 1.9GPa 253GPa 例3 1100℃で製造されたSiC繊維のアルゴン雰囲気内の熱的負荷能力 温度 引張り強さ E−モジュール 1400℃ 2.0GPa 261GPa 1600℃ 2.0GPa 258GPa 1700℃ 1.9GPa 257GPa 1800℃ 1.7GPa 252GPa
【図面の簡単な説明】
【図1】1000℃で熱分解したポリ(メチルクロルシ
ラン−コ−スチレン)のIRスペクトルを示す。900
〜650cm~1の範囲のSiC伸縮振動が認められるこ
とが明らかである。図面においてY軸は透過率を表し、
X軸は波数(cm~1)を表す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト レーヴァー ドイツ連邦共和国 フライベルク ヒェム ニッツァー シュトラーセ 47 (72)発明者 エバーハルト ミュラー ドイツ連邦共和国 イェーナ ヴェルナー −ゼーレンビンダー−シュトラーセ 18 (72)発明者 ハンス クレーマー ドイツ連邦共和国 ヒルベルスドルフ ハ ウプトシュトラーセ 36 (72)発明者 ペーター ザルトリー ドイツ連邦共和国 ラインベルク フォン ブリンゲンシュトラーセ 62 (72)発明者 アンドレアス エールシュレーガー ドイツ連邦共和国 ミュールハイム アン デア ルール フーシュタットヴェーク 21 (72)発明者 ヴォルフガング ハーベル ドイツ連邦共和国 ミュールハイム アン デア ルール デュスターヴェーク 21 アー (72)発明者 ベルンハルト ハルナック ドイツ連邦共和国 ドゥイスブルク アウ グスタシュトラーセ 14

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸素不含または酸素含量の少ない炭化珪
    素成形体を製造する方法において、化学的反応中心を有
    するポリマーの珪素有機化合物を不活性条件下で、反応
    ガスの存在下で紡糸することにより、または熱処理によ
    り寸法安定化し、その後嫌気性条件下で不活性雰囲気内
    で1000℃より高い温度で熱分解することを特徴とす
    る酸素不含または酸素含量の少ない炭化珪素成形体の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 一般式I: 【化1】 [式中、 R1は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロア
    ルキル基、アリール基またはアリールアルキル基を表
    し、その際、同一のポリカルボシランの種々の単位中の
    1は異なるものを表してもよく、 R2はハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、
    アリール基またはアリールアルキル基を表し、その際、
    同一のポリカルボシランの種々の単位中のR2は異なる
    ものを表してもよく、かつAは直鎖または分枝鎖状のア
    ルキレン基、アリーレン基、置換されたアリーレン基ま
    たはシクロアルキレン基を表し、その際、同一のポリカ
    ルボシランの種々の単位中のAは異なるものを表しても
    よい]で示される構造単位をベースとするポリカルボシ
    ランを使用する請求項1記載の炭化珪素成形体の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 ジシランの触媒作用させた不均化により
    製造された、一般式II: 【化2】 [式中、 R3はハロゲン原子、水素原子、アルキル基、シクロア
    ルキル基、アリール基、アリールアルキル基、シリル
    基、シリレン基を表し、その際、同一のポリシランの種
    々の単位または同一のポリカルボシランの種々の単位中
    のR3は異なるものを表してもよく、 R4はハロゲン原子、水素原子、アルキル基、シクロア
    ルキル基、アリール基、アリールアルキル基、シリル
    基、シリレン基を表し、その際、同一のポリシランの種
    々の単位または同一のポリカルボシランの種々の単位中
    のR4は異なるものを表してもよく、かつAはシリレン
    基、直鎖または分枝鎖状のアルキレン基、シクロアルキ
    レン基、アリーレン基または置換されたアリーレン基ま
    たは錯安定化した金属を表し、その際、同一のポリシラ
    ンの種々の単位または同一のポリカルボシランの種々の
    単位中のAは異なるものを表してもよい]で示される構
    造単位をベースとするポリシランまたはポリカルボシラ
    ンを使用する請求項1記載の炭化珪素成形体の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 一般式III: 【化3】 [式中、 R5はハロゲン原子、水素原子、アルキル基、シクロア
    ルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アルケニ
    ル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、プロパルギ
    ル基、シクロアルキニル基を表し、その際、同一のポリ
    カルボシランの種々の単位中のR5は異なるものを表し
    てもよく、 R6はハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、
    アリール基、アリールアルキル基、アルケニル基、シク
    ロアルケニル基、アルキニル基、プロパルギル基、シク
    ロアルキニル基を表し、その際、同一のポリカルボシラ
    ンの種々の単位中のR6は異なるものを表してもよく、
    かつAは直鎖または分枝鎖状のアルキレン基、シクロア
    ルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリー
    レン基または置換されたアリーレン基を表し、その際、
    同一のポリカルボシランの種々の単位中のAは異なるも
    のを表してもよい]で示される構造単位をベースとする
    ポリカルボシランを使用する請求項1記載の炭化珪素成
    形体の製造方法。
  5. 【請求項5】 寸法安定化するために、反応ガスとして
    アンモニアまたはメチルアミンまたは硫化水素を、アル
    ゴンとのガス混合物でまたは純粋な形で使用する請求項
    1記載の炭化珪素成形体の製造方法。
  6. 【請求項6】 寸法安定化を反応ガスの存在下で、嫌気
    性条件下で、使用されるポリシランまたはポリカルボシ
    ランの溶融範囲に近い温度に緩慢に温度を上昇して実施
    する請求項1記載の炭化珪素成形体の製造方法。
JP7032566A 1994-02-22 1995-02-21 酸素不含または酸素含量の少ない炭化珪素成形体の製造方法 Abandoned JPH07267620A (ja)

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