JPS58104010A - 炭化珪素粉末の製造法 - Google Patents
炭化珪素粉末の製造法Info
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- JPS58104010A JPS58104010A JP56198478A JP19847881A JPS58104010A JP S58104010 A JPS58104010 A JP S58104010A JP 56198478 A JP56198478 A JP 56198478A JP 19847881 A JP19847881 A JP 19847881A JP S58104010 A JPS58104010 A JP S58104010A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭化珪素粉末の新規な製造法に関するものであ
る。
る。
近年、省エネルギーおよび省資源の立場から、高ＩＭ構
造材料としてのセラミックスが注目されている。中でも
窒化珪素とともに炭化珪素が最も有望な材料であると期
待されている。さらに、炭化珪素は特殊な電子材料とし
ても重要な役割を果している。
造材料としてのセラミックスが注目されている。中でも
窒化珪素とともに炭化珪素が最も有望な材料であると期
待されている。さらに、炭化珪素は特殊な電子材料とし
ても重要な役割を果している。
従来、炭化珪素は主として次の三つの方法で製造されて
きた。
きた。
（１） 炭素によるシリカの還元炭化反応〜２，５０
０℃ ＳｉＯ，＋３Ｃ−一→ＳｉＣ＋２ＣＯ ｔ２） ハロゲン化珪素と炭化水素との気相反応＞１
，５００℃ ＳｉＸ、 ＋ ＣＨ４〜−一→ＳｉＣ＋４ＨＸ（Ｘ：ハ
ロゲン原子） （８）有機珪素化合物の熱分解反応 〉、１，３００℃ ５ｉ（Ｃ’Ｈ８）４−一−→８ＬＣ＋５ＣＨ４このうち
方法（１）はＡｃｈｅｓｏｎ法として古くから良く知ら
れている製法であるが、エネルギー原単位が高い欠点が
あり、また、高純度の微粒を得るのは因難である。方法
間゛および（８）では粒径がサブミクロン以下の微粒を
得ることは可能であるが、原料が入手し麺く、また非常
に高価であり、収率も低い。
０℃ ＳｉＯ，＋３Ｃ−一→ＳｉＣ＋２ＣＯ ｔ２） ハロゲン化珪素と炭化水素との気相反応＞１
，５００℃ ＳｉＸ、 ＋ ＣＨ４〜−一→ＳｉＣ＋４ＨＸ（Ｘ：ハ
ロゲン原子） （８）有機珪素化合物の熱分解反応 〉、１，３００℃ ５ｉ（Ｃ’Ｈ８）４−一−→８ＬＣ＋５ＣＨ４このうち
方法（１）はＡｃｈｅｓｏｎ法として古くから良く知ら
れている製法であるが、エネルギー原単位が高い欠点が
あり、また、高純度の微粒を得るのは因難である。方法
間゛および（８）では粒径がサブミクロン以下の微粒を
得ることは可能であるが、原料が入手し麺く、また非常
に高価であり、収率も低い。
本発明者らは前述の諸製法の欠点を改良すべく鋭意研究
を行なった結果、本発明に到達するに至った。
を行なった結果、本発明に到達するに至った。
本発明は基本的にはシリカの還元炭化法に属するが、従
来のＢ型炭化珪素の製法においては、粗大な珪石あるい
は珪砂を原料とし、炭素と長時間にわたって混合、粉砕
する必要があり、しかも長時間加熱後の生成物は不均一
で未反応シリカを含２むことか多い。また、シリカ源と
して非晶質の酸化珪素を用いる方法も提案されているが
、この場合には、反応性には比較的硬れるものの、依然
として、炭素原料との均一混合が困難であり、得られる
炭化珪素の品質面で必ずしも満足のいくものにはなかっ
た。
来のＢ型炭化珪素の製法においては、粗大な珪石あるい
は珪砂を原料とし、炭素と長時間にわたって混合、粉砕
する必要があり、しかも長時間加熱後の生成物は不均一
で未反応シリカを含２むことか多い。また、シリカ源と
して非晶質の酸化珪素を用いる方法も提案されているが
、この場合には、反応性には比較的硬れるものの、依然
として、炭素原料との均一混合が困難であり、得られる
炭化珪素の品質面で必ずしも満足のいくものにはなかっ
た。
本発明者らは、この点に注目し、超微粒のシリカが炭素
と極めて均一に分散した場合には、この混合物を１３０
０℃以占の温度で加熱すれば、高純度で微粒子状炭化珪
素が良好に得られることを見い出し、シリカ源として溶
液状のシリカ源を用いることで、と呈を可能とならしめ
、本発明に到達した。
と極めて均一に分散した場合には、この混合物を１３０
０℃以占の温度で加熱すれば、高純度で微粒子状炭化珪
素が良好に得られることを見い出し、シリカ源として溶
液状のシリカ源を用いることで、と呈を可能とならしめ
、本発明に到達した。
すなわち本発明はシリカ源溶液に炭素または炭素化合物
を均一に分散もしくは溶解したのち、ゲル化せしめ、乾
燥ののち、１，３００℃以上の温度で加熱することを特
徴とするものである。
を均一に分散もしくは溶解したのち、ゲル化せしめ、乾
燥ののち、１，３００℃以上の温度で加熱することを特
徴とするものである。
本発明を具体的に実施するには、次の工程をとるもので
ある。
ある。
＋１１ 炭素または炭素化合物を均一に分散させたシ
リカゾル、または炭素化合物を溶解したシリカゾルを製
造する工程 １２１ 上記シリカゾルをゲル化させた後乾燥する工
程 （３） 上記ゲルを必要に応じて粉砕した後、１，３
００℃以上の温度で加熱する工程。
リカゾル、または炭素化合物を溶解したシリカゾルを製
造する工程 １２１ 上記シリカゾルをゲル化させた後乾燥する工
程 （３） 上記ゲルを必要に応じて粉砕した後、１，３
００℃以上の温度で加熱する工程。
また、本発明はシリカ源として溶液状のアルカリ金属ケ
イ酸塩を用いることもでき、この場合には、該溶液竺炭
素または炭素化合物を均一に分散もしくは溶解させたの
ち、酸を加えて直接ゲル化をおこなうものである。
イ酸塩を用いることもでき、この場合には、該溶液竺炭
素または炭素化合物を均一に分散もしくは溶解させたの
ち、酸を加えて直接ゲル化をおこなうものである。
本発明の内容をさらに詳細に説明すると先ず、シリカゾ
ルと炭素または炭素化合物を均一に混合する。ここで用
いるシリカゾルは、市販品を使用しても良いし、またケ
イ酸ナトリウムの酸中和したもの、あるいはイオン交換
樹脂で処理したもののいずれでも使用できるが、生成炭
化珪素の妾求される純度を考慮に入れてシリカゾルの種
類を適宜選択する必要がある。
ルと炭素または炭素化合物を均一に混合する。ここで用
いるシリカゾルは、市販品を使用しても良いし、またケ
イ酸ナトリウムの酸中和したもの、あるいはイオン交換
樹脂で処理したもののいずれでも使用できるが、生成炭
化珪素の妾求される純度を考慮に入れてシリカゾルの種
類を適宜選択する必要がある。
水性シリカゾルを原料とするとき、炭素粉末が楠−にゾ
ルに分散しない場合がある。この時は、少量の界面活性
剤を添加すると良い。炭素微粉末としては、カーボンブ
ランク、活性炭などがあげられ、水性シリカゾルに溶解
する炭素化合物としては、ショ糖、ブドウ糖などがあげ
られる。有機シリカゾルを使用する場合、炭素化合物と
の親和性が良好であるため均一な混合物が得られ易い。
ルに分散しない場合がある。この時は、少量の界面活性
剤を添加すると良い。炭素微粉末としては、カーボンブ
ランク、活性炭などがあげられ、水性シリカゾルに溶解
する炭素化合物としては、ショ糖、ブドウ糖などがあげ
られる。有機シリカゾルを使用する場合、炭素化合物と
の親和性が良好であるため均一な混合物が得られ易い。
有機シリカゾルは、市販品でも良いしまたエチルシリケ
ートの加水分解したもの、あるいは、゛前述の中和シリ
カゾルを有ｍ溶媒置換したものなどが適当であるが、こ
れらに限定されるものではない。有機シリカゾルを使用
する場合、溶解性炭素化合物の範囲は広がり、不揮発性
を条件に多くの種類の炭素化合物を使用することが可能
となる。有機シリカゾルあるいはオルガノゲル（例えば
ハイドロゲル中の水を有機化合物で置換したもの）を使
用するとゲルの乾燥時毛管凝縮による収縮が抑制され軟
いゲルが得られる。
ートの加水分解したもの、あるいは、゛前述の中和シリ
カゾルを有ｍ溶媒置換したものなどが適当であるが、こ
れらに限定されるものではない。有機シリカゾルを使用
する場合、溶解性炭素化合物の範囲は広がり、不揮発性
を条件に多くの種類の炭素化合物を使用することが可能
となる。有機シリカゾルあるいはオルガノゲル（例えば
ハイドロゲル中の水を有機化合物で置換したもの）を使
用するとゲルの乾燥時毛管凝縮による収縮が抑制され軟
いゲルが得られる。
炭素または炭素化合物を均一に含むシリカゲルは、前述
のシリカゾルを徐々に乾燥するか、酸などのゲル化剤を
添加してゲル化させることによって得られる。また本発
明ではゾル中に炭素または炭素化合物を均一に分散また
は溶解させたのちゲル化を行なう方法の他にゾルからゲ
ルへの過程をとらず直接アルカリ金属ケイ酸塩からゲル
化して得たゲルをも用いることができる。すなわち、ア
ルカリ金属ケイ酸塩中に炭素または炭素化合物を分散ま
たは溶解させ酸を加えて直接ゲルを形成させ、濾過、分
離、洗浄、乾燥後焼成する方法でもよい。しかし、この
場合は、炭素化合物としては水溶性の炭素化合物（ブド
ウ糖、ショ糖）は使用できないため、炭素もしくは難溶
性の炭素化合物から選択する必要がある。難溶性炭素化
合物としてはグリセリン等の油脂類、タール、ピンチ等
が用いられる。
のシリカゾルを徐々に乾燥するか、酸などのゲル化剤を
添加してゲル化させることによって得られる。また本発
明ではゾル中に炭素または炭素化合物を均一に分散また
は溶解させたのちゲル化を行なう方法の他にゾルからゲ
ルへの過程をとらず直接アルカリ金属ケイ酸塩からゲル
化して得たゲルをも用いることができる。すなわち、ア
ルカリ金属ケイ酸塩中に炭素または炭素化合物を分散ま
たは溶解させ酸を加えて直接ゲルを形成させ、濾過、分
離、洗浄、乾燥後焼成する方法でもよい。しかし、この
場合は、炭素化合物としては水溶性の炭素化合物（ブド
ウ糖、ショ糖）は使用できないため、炭素もしくは難溶
性の炭素化合物から選択する必要がある。難溶性炭素化
合物としてはグリセリン等の油脂類、タール、ピンチ等
が用いられる。
ゲルの乾燥は５０〜２００℃の範囲で大気圧下または減
圧下で行うことが好ましい。このゲルを要すれば粉砕し
た後、１．３００℃以上の温度に加熱して２〜６時間反
応させる。雰囲気は不活性ガスまたは還元性ガス雰囲気
が好ましい。
圧下で行うことが好ましい。このゲルを要すれば粉砕し
た後、１．３００℃以上の温度に加熱して２〜６時間反
応させる。雰囲気は不活性ガスまたは還元性ガス雰囲気
が好ましい。
反応の形式は、バッチ式でも良いが、連続式も口」能で
ある。このようにして得られる炭化珪素は主として２０
ＤＯ℃以下ではβ型、２０００℃以上ではα型のものか
らなる。
ある。このようにして得られる炭化珪素は主として２０
ＤＯ℃以下ではβ型、２０００℃以上ではα型のものか
らなる。
本発明の方法によれば、シリカと炭素（化合物）とを短
時間に均一に混合することが可能であり、しかも低温で
、かつ、短い加熱時間で、未反応シリカを含まない炭化
珪素の得られる特徴がある。従って、繁雑なＨＦ処理な
どの後処理工程を省略し得る長所がある。
時間に均一に混合することが可能であり、しかも低温で
、かつ、短い加熱時間で、未反応シリカを含まない炭化
珪素の得られる特徴がある。従って、繁雑なＨＦ処理な
どの後処理工程を省略し得る長所がある。
□
本発明は以上述べた如ぐ、安価なシリカ源、炭素源を使
用できるため高純度炭化珪素を安価にかつ短時間に製造
できるので工業的に極めて優れた方法といえる。
用できるため高純度炭化珪素を安価にかつ短時間に製造
できるので工業的に極めて優れた方法といえる。
以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１
市販ケイ酸ナトリウム（濃度５７．７％、Ｓｉｎ。
／Ｎａ、Ｏモル比＝ｉ０５）を陽イオン交換樹脂（アン
バーライトｌＲ１２０１に通してＳ ｉ０２８度２チの
純砕なシリカゾルを得た。このシリカゾルにカーボンブ
ランク（試薬）を加えてｃ／５ｔ＝＝６とした後、十分
に攪拌してカーボンブランクを均一に分散させた。得ら
れたコロイド状のシリカ−炭素系均一混合物を徐々に加
熱してゲル化させた後、８０℃にて一昼夜減圧乾燥した
試料を電気炉に送入して、アルゴンガス雰囲気中にて１
５００℃の温度で４時間加熱したところ、灰緑色の微粉
末が得られた。このものは粉末Ｘ線回折図からはシリカ
を全く含まないβ−８ｉＣであり、−次ｉ子の平均粒径
は約０２μと非常に微細であった。
バーライトｌＲ１２０１に通してＳ ｉ０２８度２チの
純砕なシリカゾルを得た。このシリカゾルにカーボンブ
ランク（試薬）を加えてｃ／５ｔ＝＝６とした後、十分
に攪拌してカーボンブランクを均一に分散させた。得ら
れたコロイド状のシリカ−炭素系均一混合物を徐々に加
熱してゲル化させた後、８０℃にて一昼夜減圧乾燥した
試料を電気炉に送入して、アルゴンガス雰囲気中にて１
５００℃の温度で４時間加熱したところ、灰緑色の微粉
末が得られた。このものは粉末Ｘ線回折図からはシリカ
を全く含まないβ−８ｉＣであり、−次ｉ子の平均粒径
は約０２μと非常に微細であった。
実施例２
４ 実施例１で得られたシリカゾルの分散媒（水）を共
沸蒸留によってエチルアルコールで置換してオルガノシ
リカゾルとした後、実施例１と同様にカーボンブランク
を添加したところ、ゾル中でのカーボンブランクの分散
性１”ｉ、実ｍｌ１ＭＪ１の場合よりも良好であった。
沸蒸留によってエチルアルコールで置換してオルガノシ
リカゾルとした後、実施例１と同様にカーボンブランク
を添加したところ、ゾル中でのカーボンブランクの分散
性１”ｉ、実ｍｌ１ＭＪ１の場合よりも良好であった。
この炭素を均一に分散させたオルガノシリカゾルを実施
例１と同様の処理を行なった。この結果実施例１と同様
、シリカを全く含まない一次粒子径約０，２μのβ−Ｓ
ｉＣが得られたが、−次粒子の凝集性は実施例１で得ら
れたβ−８ｉＣよりも小さい傾向にあった。
例１と同様の処理を行なった。この結果実施例１と同様
、シリカを全く含まない一次粒子径約０，２μのβ−Ｓ
ｉＣが得られたが、−次粒子の凝集性は実施例１で得ら
れたβ−８ｉＣよりも小さい傾向にあった。
実施例６
実施例１で得られたシリカゾルにＣ／５ｉ＝３となるよ
うな割合のショ糖を溶解させた後、実施例１と同様にゲ
ル化→減圧乾燥→加熱（１５００℃、４時間）処理する
ことによってシリカを全く含まない平均粒径０．５μの
β−８ｉＣが得られた。
うな割合のショ糖を溶解させた後、実施例１と同様にゲ
ル化→減圧乾燥→加熱（１５００℃、４時間）処理する
ことによってシリカを全く含まない平均粒径０．５μの
β−８ｉＣが得られた。
実施例４
市販６号ケイ酸ナトリウム（濃度３７７％、Ｓ １０２
／ Ｎａ２Ｏモル比３．０５）５００ｇにｎ−ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム２．５ｇを水５００
ｍＡに溶解したものを加え、これにカーボンブランク（
試薬ンをＣ／５ｉ＝３．１（原子比］になるように加え
、十分攪拌してカーボンブランクを均一に分散させた。
／ Ｎａ２Ｏモル比３．０５）５００ｇにｎ−ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム２．５ｇを水５００
ｍＡに溶解したものを加え、これにカーボンブランク（
試薬ンをＣ／５ｉ＝３．１（原子比］になるように加え
、十分攪拌してカーボンブランクを均一に分散させた。
この混合液を攪拌下、２５チ硫酸２００ ｍＡ中にｐＨ
が３〜４となる様、添加し攪拌を止めて放置後、ケイ酸
ゲルを得た。
が３〜４となる様、添加し攪拌を止めて放置後、ケイ酸
ゲルを得た。
得られたゲルを濾過後十分水洗し、酸、可溶性塩類を除
いた後、８０℃にて一昼夜減圧乾燥した試料を実施例１
と同様の処理を行なうことによって実施例１と同様シリ
カを全く含まない微細β−８ｉＣを得た。
いた後、８０℃にて一昼夜減圧乾燥した試料を実施例１
と同様の処理を行なうことによって実施例１と同様シリ
カを全く含まない微細β−８ｉＣを得た。
比較例１
珪砂（試薬）七カニポンプランクをＣ／５ｉ＝５となる
ように配合したものを６時間かけてボールミル混合して
見かけ上はぼ均−人シリカー炭素混合物が得られた。こ
のものを実施例１と同様の方法で加熱処理したところ、
未反応のシリカを多量に含もβ−８ｉＣが得られた。こ
のものをフッ酸処理してシリカを除去した後β−８ｉＣ
の形状を電子顕微鏡写真で観察した結果、粒径約１μ以
上の粗大粒子から成ることがわかった。
ように配合したものを６時間かけてボールミル混合して
見かけ上はぼ均−人シリカー炭素混合物が得られた。こ
のものを実施例１と同様の方法で加熱処理したところ、
未反応のシリカを多量に含もβ−８ｉＣが得られた。こ
のものをフッ酸処理してシリカを除去した後β−８ｉＣ
の形状を電子顕微鏡写真で観察した結果、粒径約１μ以
上の粗大粒子から成ることがわかった。
代理人 内 １） 明
代理人 萩 原 亮 −
Claims (3)
- （１） シリカ源溶液に炭素または炭素化合物を均一
に分散もしくは溶解したのち、ゲル化させ、乾燥ののち
、１，５００℃以上の温度で加熱することを特徴とする
炭化珪素粉末の製造法。 - （２） シリカ源がシリカゾルである特許請求の範囲
第（１）項記載の炭化珪素粉末の製造法。 - （３） シリカ源がアルカリ金属ケ、イ酸塩であり、
これを酸処理によりゲル化させる特許請求の範囲第（１
１項記載の炭化珪素粉末の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198478A JPS58104010A (ja) | 1981-12-11 | 1981-12-11 | 炭化珪素粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198478A JPS58104010A (ja) | 1981-12-11 | 1981-12-11 | 炭化珪素粉末の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58104010A true JPS58104010A (ja) | 1983-06-21 |
| JPS638042B2 JPS638042B2 (ja) | 1988-02-19 |
Family
ID=16391771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56198478A Granted JPS58104010A (ja) | 1981-12-11 | 1981-12-11 | 炭化珪素粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58104010A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256448A (en) * | 1990-10-25 | 1993-10-26 | British Technology Group Ltd. | Sol-gel method of making silicon carbide and of protecting a substrate |
| JP2014015369A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 耐酸化性活性炭の製造方法 |
| CN112210294A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-12 | 广东极客亮技术有限公司 | 碳化硅防霉防白蚁涂料、防白蚁木材及制备方法 |
-
1981
- 1981-12-11 JP JP56198478A patent/JPS58104010A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256448A (en) * | 1990-10-25 | 1993-10-26 | British Technology Group Ltd. | Sol-gel method of making silicon carbide and of protecting a substrate |
| JP2014015369A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 耐酸化性活性炭の製造方法 |
| CN112210294A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-12 | 广东极客亮技术有限公司 | 碳化硅防霉防白蚁涂料、防白蚁木材及制备方法 |
| CN112210294B (zh) * | 2020-09-22 | 2021-11-23 | 广东极客亮技术有限公司 | 碳化硅防霉防白蚁涂料、防白蚁木材及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS638042B2 (ja) | 1988-02-19 |
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