JPS5891007A - α型窒化けい素粉末の製造方法 - Google Patents
α型窒化けい素粉末の製造方法Info
- Publication number
- JPS5891007A JPS5891007A JP18844881A JP18844881A JPS5891007A JP S5891007 A JPS5891007 A JP S5891007A JP 18844881 A JP18844881 A JP 18844881A JP 18844881 A JP18844881 A JP 18844881A JP S5891007 A JPS5891007 A JP S5891007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- particle size
- si3n4
- type
- alpha
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/068—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with silicon
- C01B21/0685—Preparation by carboreductive nitridation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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】
（発明の属する技術分野）
本発明はα型窒化けい素（α型Ｓ ｉ ｓ Ｎ４ ）粉
末の製造方法に係る。
末の製造方法に係る。
（従来技術およびその問題点）
例えば窒化けい素−ば化イツトリウムもしくは絃化マグ
ネシウム（Ｓ ｉ ｓ Ｎ４ Ｙ２０３もしくはＳ
ｉ ｓ Ｎ４−ＭｇＯ系）焼結体は機械的強度が筒く且
つ耐熱性もすぐれているため高温ガスタービン部材への
適用が試みられている。しかして上記Ｓ ｉ ３Ｎ、系
焼結体を尚温高応力材料として実用に供する場合には４
１Ｍ時（二おける物理的、化学的安定性と信頼性が厳し
く要求される。とりわけ亜ＪＡＩな因子である熱的惧械
的特性は出発原料の種類、不純物含有菫に大きく影％さ
れ窒化けい素（二ついてはできるだけα型Ｓｉ、Ｎ、粉
末を多く含んでいることが望まれる。
ネシウム（Ｓ ｉ ｓ Ｎ４ Ｙ２０３もしくはＳ
ｉ ｓ Ｎ４−ＭｇＯ系）焼結体は機械的強度が筒く且
つ耐熱性もすぐれているため高温ガスタービン部材への
適用が試みられている。しかして上記Ｓ ｉ ３Ｎ、系
焼結体を尚温高応力材料として実用に供する場合には４
１Ｍ時（二おける物理的、化学的安定性と信頼性が厳し
く要求される。とりわけ亜ＪＡＩな因子である熱的惧械
的特性は出発原料の種類、不純物含有菫に大きく影％さ
れ窒化けい素（二ついてはできるだけα型Ｓｉ、Ｎ、粉
末を多く含んでいることが望まれる。
ところでＳｉ３Ｎ、粉末の合成法としては一般（二（１
）霊属けい素粉末を窒化させる方法ａＳｉ＋２Ｎ２→Ｓ
ｊｓ Ｎ４ （２）四塩化けい累やシランとアンモニアを原料とする
気相反応法 ａ Ｓｉ Ｃ＆ ＋ ４ＮＨＩｌ→５ｉｓＮ４＋１２Ｈ
ＯＡ など（３） シリカ（Ｓｉ０２）を反応量
論比程度のカーボン（Ｃ）で還元して得たＳｉＯを窒化
する方法３Ｓ１０□＋６ Ｃ＋ ２Ｎ２→８ｉ ａ １
’Ｊ４ ＋６ Ｃ０がとられている。
）霊属けい素粉末を窒化させる方法ａＳｉ＋２Ｎ２→Ｓ
ｊｓ Ｎ４ （２）四塩化けい累やシランとアンモニアを原料とする
気相反応法 ａ Ｓｉ Ｃ＆ ＋ ４ＮＨＩｌ→５ｉｓＮ４＋１２Ｈ
ＯＡ など（３） シリカ（Ｓｉ０２）を反応量
論比程度のカーボン（Ｃ）で還元して得たＳｉＯを窒化
する方法３Ｓ１０□＋６ Ｃ＋ ２Ｎ２→８ｉ ａ １
’Ｊ４ ＋６ Ｃ０がとられている。
しかしく１）の場合の８１の窒化が発熱反応で、その発
熱制御のためプロセス上工夫を要し例えばＳｔとしては
比較的粗粒のものを選び窒化後倣粉砕化している。この
ため不純物の混入が避けられず（砕過程）、耐火レンガ
など一般耐熱材料としての使用には支障ないが高温ガス
タービン用など（二は適さない。
熱制御のためプロセス上工夫を要し例えばＳｔとしては
比較的粗粒のものを選び窒化後倣粉砕化している。この
ため不純物の混入が避けられず（砕過程）、耐火レンガ
など一般耐熱材料としての使用には支障ないが高温ガス
タービン用など（二は適さない。
また（２）の場合は例えば半導体素子の派面破覆などに
はポするが無機耐熱材料（−は祉産的とは云えず工業的
製造（二は適さない。
はポするが無機耐熱材料（−は祉産的とは云えず工業的
製造（二は適さない。
さら（＝（３）の場合は原料として充分積装された５ｉ
ｎ２粉禾およびＣ粉末を用いる必要があるばかりでなく
生成物はα型５１３Ｎ４１β型Ｓｉ、Ｎ、、シリコンオ
キシナイトライド（Ｓ １２ＯＮ２ ）およびＳｉＣな
どの混合系でα型Ｓ ｉ３ Ｎ４の収率が低いと云う欠
点がある。
ｎ２粉禾およびＣ粉末を用いる必要があるばかりでなく
生成物はα型５１３Ｎ４１β型Ｓｉ、Ｎ、、シリコンオ
キシナイトライド（Ｓ １２ＯＮ２ ）およびＳｉＣな
どの混合系でα型Ｓ ｉ３ Ｎ４の収率が低いと云う欠
点がある。
即ちこの場合（＝は反応操作上煩雑さを要しないと云う
利点がある反曲、上記の如く収率（α型Ｓｉ３Ｎ４の含
有率が低い）が劣るため実用的でない。
利点がある反曲、上記の如く収率（α型Ｓｉ３Ｎ４の含
有率が低い）が劣るため実用的でない。
さら（＝前記（１）〜（３）の製法を用いた場合にはそ
の粒径な小さくする事、ならび（二粒径および粒形のば
らつきを少なくする事が田畑であった。
の粒径な小さくする事、ならび（二粒径および粒形のば
らつきを少なくする事が田畑であった。
本兄明者らはこのような点（二対処して検討を進めた結
果、上ｌ己シリカ（Ｓｉ０２）の還元、窒化法（二おい
て、シリカ（Ｓｉｎ２）を原料として、且つ微細な結晶
質窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ２）、粉末とＣ粉床を所定量の比
率で混合した陵、反応温度を所定温度（＝選んだ）混合
、−品買のα型Ｓ ｉ、Ｎ、粉末が（著しく微粒子）高
収率（二得られ、且つ粒径の微細化及び均一性を向上で
きることを見い出した。
果、上ｌ己シリカ（Ｓｉ０２）の還元、窒化法（二おい
て、シリカ（Ｓｉｎ２）を原料として、且つ微細な結晶
質窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ２）、粉末とＣ粉床を所定量の比
率で混合した陵、反応温度を所定温度（＝選んだ）混合
、−品買のα型Ｓ ｉ、Ｎ、粉末が（著しく微粒子）高
収率（二得られ、且つ粒径の微細化及び均一性を向上で
きることを見い出した。
（発明の目的）
不発明はこのような知見（二基づき、煩雑な操作乃至反
応装置を要せずＥＳｉ３Ｎ４系の高温高応力材料用とし
て適するα型Ｓｉ、Ｎ、粉末を高純度で、また高収率で
得られ、かつ粒径の微細化及び均一性を向上させる事の
できる製造方法を提供しようとするものである。
応装置を要せずＥＳｉ３Ｎ４系の高温高応力材料用とし
て適するα型Ｓｉ、Ｎ、粉末を高純度で、また高収率で
得られ、かつ粒径の微細化及び均一性を向上させる事の
できる製造方法を提供しようとするものである。
（発明の概賛）
以下不発明の詳細な説明すると、本発明はシリカ（５ｉ
ｆ２） １ ＊ ｉｔ部（ニカーボン（Ｃ）粉末０．４
〜２ｍｆｔ郡と、結晶質の窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ２）粉
末、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粉末の少なくともいずれか１
棟０、ＯＣ１５〜１０重を部との割合で混合してなる混
合粉末を窒素を含むふん囲気中１３５０〜１５００°Ｏ
で加熱処理し、還元、窒化反応させ、要すればさら（ニ
ー化注芥囲気下り００〜８００”Ｏで加熱処理を施すこ
とを特赦とするα型屋化ケイ素（α型５ｉａＮＪ粉末の
製逼方伝であり、特にあらかじめ加えるＳ ｉ ｓＮ４
粉木弄を結晶質（二することと、カーボン粉末ｆ ０．
４〜４’４蓋郡とし、かつ１ｉｌＪ記混合粉末を５０μ
ｍ以下の微粉体とする事により高収率でかつ粒径が微細
で均一なα型蟹化ケイ素粉末が得られるというものであ
る。また本発明において出発原料として用いるシリカ−
カーボン−結晶（改窒化ケイ累などの（ＳｉＯ□−Ｃ５
ｉ３Ｎ４）混合系（＝おいて１ ： ０．４〜２： ０
．００５〜１．０の４４割合（二選ぶのは次の理由（二
よる。即ち５ｉ０２１ Ｎ量部当９Ｃが０．４重電部未
満ではＳｉＯ□が未反応として浅□ｄ Ｌ、かつ、８１
２ＯＮ２の多量生成が与られる反面αｍ Ｓｉ３Ｎ４の
生成量が少なく、また２重量部を超えるとβｍ ８１
ｓ Ｎ４の生成がみられ結果的（二α−８ｉ３Ｎ４の純
度が悪化するからである。
ｆ２） １ ＊ ｉｔ部（ニカーボン（Ｃ）粉末０．４
〜２ｍｆｔ郡と、結晶質の窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ２）粉
末、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粉末の少なくともいずれか１
棟０、ＯＣ１５〜１０重を部との割合で混合してなる混
合粉末を窒素を含むふん囲気中１３５０〜１５００°Ｏ
で加熱処理し、還元、窒化反応させ、要すればさら（ニ
ー化注芥囲気下り００〜８００”Ｏで加熱処理を施すこ
とを特赦とするα型屋化ケイ素（α型５ｉａＮＪ粉末の
製逼方伝であり、特にあらかじめ加えるＳ ｉ ｓＮ４
粉木弄を結晶質（二することと、カーボン粉末ｆ ０．
４〜４’４蓋郡とし、かつ１ｉｌＪ記混合粉末を５０μ
ｍ以下の微粉体とする事により高収率でかつ粒径が微細
で均一なα型蟹化ケイ素粉末が得られるというものであ
る。また本発明において出発原料として用いるシリカ−
カーボン−結晶（改窒化ケイ累などの（ＳｉＯ□−Ｃ５
ｉ３Ｎ４）混合系（＝おいて１ ： ０．４〜２： ０
．００５〜１．０の４４割合（二選ぶのは次の理由（二
よる。即ち５ｉ０２１ Ｎ量部当９Ｃが０．４重電部未
満ではＳｉＯ□が未反応として浅□ｄ Ｌ、かつ、８１
２ＯＮ２の多量生成が与られる反面αｍ Ｓｉ３Ｎ４の
生成量が少なく、また２重量部を超えるとβｍ ８１
ｓ Ｎ４の生成がみられ結果的（二α−８ｉ３Ｎ４の純
度が悪化するからである。
一方５ｉｏ２１重電部（二対する結晶質の５ｉｓＮ＋
＊ ＳｉＣ＋Ｓｔ Ｏ，のうち少なくとも１禰の比が０
．００５重量部未ｉｎではα型Ｓｉ 、Ｎ、の高収率化
１粒径の微細１ヒ及び均−化効来が少なく、逆（＝１重
量部を超えると改化物還元で得られる好塘しい粉末時性
を有する粉末が得られず徐力口したＳｉ３Ｎ、粉末の特
性が顕著となり本来の目的が達せられない。しかしてこ
れらＳｉＯ□。
＊ ＳｉＣ＋Ｓｔ Ｏ，のうち少なくとも１禰の比が０
．００５重量部未ｉｎではα型Ｓｉ 、Ｎ、の高収率化
１粒径の微細１ヒ及び均−化効来が少なく、逆（＝１重
量部を超えると改化物還元で得られる好塘しい粉末時性
を有する粉末が得られず徐力口したＳｉ３Ｎ、粉末の特
性が顕著となり本来の目的が達せられない。しかしてこ
れらＳｉＯ□。
Ｃおよび楯晶質Ｓｉ、Ｎ、■各原料組成分はいずれも９
９チ程度以上の高純度のものが好ましく、また粒度・、
（二ついてはＣは平均粒径１μｍ以下のものが、結晶質
Ｓ ｉ、ｌ’Ｊ、はなるべく微粒、たとえば２μｍ以下
のものがそれぞれ好ましい。同原料として用いる結晶質
Ｓｉ、Ｎ、μα型がよいがβ型を含むものでもまた他の
元系例えばＡｌ、Ｏなと固溶しているものでもさしつか
えない。さら（−結晶％ Ｓｉ、Ｎ、の代り（−結晶質
の炭化ケイＸ５ＩＣあるいはそれらの混合物、またはこ
れらの１部ン金属Ｓｔで直きかえても同様な反応促進効
果かえられる１、以下結晶質５ｔｓＮ４等の添力１１を
中心（二説明を進める。
９チ程度以上の高純度のものが好ましく、また粒度・、
（二ついてはＣは平均粒径１μｍ以下のものが、結晶質
Ｓ ｉ、ｌ’Ｊ、はなるべく微粒、たとえば２μｍ以下
のものがそれぞれ好ましい。同原料として用いる結晶質
Ｓｉ、Ｎ、μα型がよいがβ型を含むものでもまた他の
元系例えばＡｌ、Ｏなと固溶しているものでもさしつか
えない。さら（−結晶％ Ｓｉ、Ｎ、の代り（−結晶質
の炭化ケイＸ５ＩＣあるいはそれらの混合物、またはこ
れらの１部ン金属Ｓｔで直きかえても同様な反応促進効
果かえられる１、以下結晶質５ｔｓＮ４等の添力１１を
中心（二説明を進める。
本発明（二おいてＳｉ Ｏ，−Ｃ−結晶’ｊ！［５ｉａ
Ｎ４混合物の加熱焼成（二際し、その雰囲気はＮ２ 、
ＮＨｓ 、Ｎ２＝水素（Ｎ２） 、 Ｎ２−不活性ガ
スなどの系が挙げられるが主反応ガスはＮ２またはＮＨ
３でなけオ・シばならない。その理由は最終的に高純度
のα型５１１１Ｎ４の生成（二大きく影響することが実
験的（＝確認されたからである。一方このＮ２またはＮ
Ｈａを主反応ガスとする雰囲気中での加熱焼成温度は１
３５０〜１５００’０の範囲内に選ばれる。七の理由は
１３５０℃未満ではＳ ｉ ｓ Ｎ４が生成し難く、ま
た１５００°０を越えるとＳｉＣ〕生成がみられ、結局
所望の、高温高応力材料用に適するα型５ｉｓＮ４系粉
末を得られないからである。
Ｎ４混合物の加熱焼成（二際し、その雰囲気はＮ２ 、
ＮＨｓ 、Ｎ２＝水素（Ｎ２） 、 Ｎ２−不活性ガ
スなどの系が挙げられるが主反応ガスはＮ２またはＮＨ
３でなけオ・シばならない。その理由は最終的に高純度
のα型５１１１Ｎ４の生成（二大きく影響することが実
験的（＝確認されたからである。一方このＮ２またはＮ
Ｈａを主反応ガスとする雰囲気中での加熱焼成温度は１
３５０〜１５００’０の範囲内に選ばれる。七の理由は
１３５０℃未満ではＳ ｉ ｓ Ｎ４が生成し難く、ま
た１５００°０を越えるとＳｉＣ〕生成がみられ、結局
所望の、高温高応力材料用に適するα型５ｉｓＮ４系粉
末を得られないからである。
妊らに上ｌ己Ｎ２などを主反応カスとしたＷｌｆｆｌ気
中での加熱焼成後、酸化性雰囲気下での加熱処理は残存
しているＣの除去を目的としたものであるがその温度は
６００〜ｓｏｏ’ｏの範囲（二選ばれる。
中での加熱焼成後、酸化性雰囲気下での加熱処理は残存
しているＣの除去を目的としたものであるがその温度は
６００〜ｓｏｏ’ｏの範囲（二選ばれる。
上記の如（５ｉｎ２の還元、窒化反応（二おいて過剰の
Ｃを用いる一方、特（二所定童の結晶質Ｓｉ３Ｎ、を共
存させる本発明（＝よれば５ｉｎ２の還元が大いに促進
され生成される５ｉｓＮ４か、あらかじめ添加されてい
る結晶質Ｓｉ３Ｎ４を核として円滑に成長し、α型Ｓｉ
、Ｎ、の含有率の高い高品位のα型Ｓｉ３Ｎ４系粉末を
収率よく得られる。
Ｃを用いる一方、特（二所定童の結晶質Ｓｉ３Ｎ、を共
存させる本発明（＝よれば５ｉｎ２の還元が大いに促進
され生成される５ｉｓＮ４か、あらかじめ添加されてい
る結晶質Ｓｉ３Ｎ４を核として円滑に成長し、α型Ｓｉ
、Ｎ、の含有率の高い高品位のα型Ｓｉ３Ｎ４系粉末を
収率よく得られる。
しかして不発明（二よれば＾温高応力性の要求される５
ｉｓＮ４糸焼結体の製ｆｆＬｉ二適するα型５ｔｓＮｔ
系粉末が容易（二得られるのは次のように考えられる。
ｉｓＮ４糸焼結体の製ｆｆＬｉ二適するα型５ｔｓＮｔ
系粉末が容易（二得られるのは次のように考えられる。
［２１」ち−次反応としてＳｉＯ２＋Ｃ−＋ＳｌＯ＋Ｃ
Ｏが進行する。この反応は固相反応で必９、Ｃ／ＳｉＯ
２比が筒いほど相対的（二速くなり、且生成したＳｉＯ
はＮ２またはＮＨ３と容易に反応する。この反応におい
てはＳｉＯとＮ２ 、 ＮＨ３は気相状態で存在できる
のでカーボン（Ｃ）蒸気の占める割合がＳｉＯの還元、
窒化反応を左右すると云える。しかしてこの場合Ｃ量が
反応量論比程度或いは若干過剰程度ではＳｉ２ＯＮ２の
生成がみられ、Ｓｉ２ＯＮ２からα型Ｓ ｉ ５ Ｎ、
への転換が著しく困難となるが上記の如くＣ量が反応量
論比に較べ大過剰であるためＳｉ、ＯＮ２の生成は抑止
され容易（二α型５ｉａＮ４が生成するに至ると考えら
れる。このよう（二〇の過剰量存在はα型５ｉｓＮ４の
生成を円滑（−進めるが一方では不純物の混在を招き相
対的（＝はα型Ｓｉ、Ｎ４の含有率の低下となる。
Ｏが進行する。この反応は固相反応で必９、Ｃ／ＳｉＯ
２比が筒いほど相対的（二速くなり、且生成したＳｉＯ
はＮ２またはＮＨ３と容易に反応する。この反応におい
てはＳｉＯとＮ２ 、 ＮＨ３は気相状態で存在できる
のでカーボン（Ｃ）蒸気の占める割合がＳｉＯの還元、
窒化反応を左右すると云える。しかしてこの場合Ｃ量が
反応量論比程度或いは若干過剰程度ではＳｉ２ＯＮ２の
生成がみられ、Ｓｉ２ＯＮ２からα型Ｓ ｉ ５ Ｎ、
への転換が著しく困難となるが上記の如くＣ量が反応量
論比に較べ大過剰であるためＳｉ、ＯＮ２の生成は抑止
され容易（二α型５ｉａＮ４が生成するに至ると考えら
れる。このよう（二〇の過剰量存在はα型５ｉｓＮ４の
生成を円滑（−進めるが一方では不純物の混在を招き相
対的（＝はα型Ｓｉ、Ｎ４の含有率の低下となる。
しかる（二本発明においてはさら（二所定量の結晶質Ｓ
ｉ、Ｎ、粉末を反応系（二共存せしめている。ところで
酸化物還元反応（二よる５ｉ２Ｎ、合成は先述のように
ＳｉＯ、Ｎ２ 、 ＮＨａ停が気相状態で存在するので
最終的には固体の５ｉｓＮ４を生成する場合、気相状態
のＳｉ、Ｎ、早期安定沈着化と、後の成長が反応速度、
収率（二非常（二影響する。しかるに本発明においては
結晶ｊＪ！！５ｉｓＮ、粉末が予じめ共存させてあり上
記気相状態の５ｊ３Ｎ４が沈着、成長するための核とし
て働く。このＳ ｉ ８Ｎ４の沈着、成長効果（二よっ
てさら（二ＳｉＣの生成も防止され、５ｉａＮ＋の、開
度向上（二大きく貢献するものである。
ｉ、Ｎ、粉末を反応系（二共存せしめている。ところで
酸化物還元反応（二よる５ｉ２Ｎ、合成は先述のように
ＳｉＯ、Ｎ２ 、 ＮＨａ停が気相状態で存在するので
最終的には固体の５ｉｓＮ４を生成する場合、気相状態
のＳｉ、Ｎ、早期安定沈着化と、後の成長が反応速度、
収率（二非常（二影響する。しかるに本発明においては
結晶ｊＪ！！５ｉｓＮ、粉末が予じめ共存させてあり上
記気相状態の５ｊ３Ｎ４が沈着、成長するための核とし
て働く。このＳ ｉ ８Ｎ４の沈着、成長効果（二よっ
てさら（二ＳｉＣの生成も防止され、５ｉａＮ＋の、開
度向上（二大きく貢献するものである。
尚、この反応系は結晶質ＳｉＣの場合も同様であり、さ
らにＦｅ糸化合物などが存在しても、不発明は原則的（
二さまたげられない。ここで本発明においてあらかじめ
加えるＳ ｉ３ Ｎ４を結晶質（二１狐る３星由を読切
する。
らにＦｅ糸化合物などが存在しても、不発明は原則的（
二さまたげられない。ここで本発明においてあらかじめ
加えるＳ ｉ３ Ｎ４を結晶質（二１狐る３星由を読切
する。
Ｓｉ、Ｎ４粉末はその製造方法（二より非結晶質から結
晶質まで結晶形態の異なるものが任征する。しかし本発
明であらかじめ加えるＳｉ、Ｎ、は気相状で合成された
Ｓｉ、Ｎ、を沈着、成長させるための核として働くもの
で、その結晶形態は純度１粒径等のＶ性ととも（＝反応
運度、収率１合成粉の粒径（二大きく影響する。すなわ
ち核自牙は５ｉｓＮＬ合成過程中は物理的、化学的（二
安定な状態で存在していることが必要であり、例えば核
自身の粒成長、非結晶質から結晶質への変化、化学的な
成分変化等は核機能の低下をまねく。％（−気相合成法
により得られるＳｉ、Ｎ、はその条件にもよるが大部分
が非結晶質の結晶形態で、かつ不純物の塩素（Ｃ１）が
少量存在することがさけられない。そのためこの粉末を
高強度５ｉｓＮ＋焼結体用原料に供するには必ず粉末の
段階で熱処理（１２００〜１６００°０）を施し、結晶
化。
晶質まで結晶形態の異なるものが任征する。しかし本発
明であらかじめ加えるＳｉ、Ｎ、は気相状で合成された
Ｓｉ、Ｎ、を沈着、成長させるための核として働くもの
で、その結晶形態は純度１粒径等のＶ性ととも（＝反応
運度、収率１合成粉の粒径（二大きく影響する。すなわ
ち核自牙は５ｉｓＮＬ合成過程中は物理的、化学的（二
安定な状態で存在していることが必要であり、例えば核
自身の粒成長、非結晶質から結晶質への変化、化学的な
成分変化等は核機能の低下をまねく。％（−気相合成法
により得られるＳｉ、Ｎ、はその条件にもよるが大部分
が非結晶質の結晶形態で、かつ不純物の塩素（Ｃ１）が
少量存在することがさけられない。そのためこの粉末を
高強度５ｉｓＮ＋焼結体用原料に供するには必ず粉末の
段階で熱処理（１２００〜１６００°０）を施し、結晶
化。
脱塩するのが通常である。しかしこのような熱処理を行
なうと、理由は定かでないが粒成長と粒形変化が生じ、
結晶化、脱塩は達せられるものの、処理前とは極端に異
る粉末特性を示す。このような非結晶質のＳｉ３Ｎ＋粉
末を本発明の核として用いると、Ｓｉ、Ｎ、合成の適性
反応温度が非結晶から結晶質（二変化する温度範囲と同
一のため、核の特性が変り反応促進も期待できず、最も
重要な粒径、形制御効果が全く発揮されない。
なうと、理由は定かでないが粒成長と粒形変化が生じ、
結晶化、脱塩は達せられるものの、処理前とは極端に異
る粉末特性を示す。このような非結晶質のＳｉ３Ｎ＋粉
末を本発明の核として用いると、Ｓｉ、Ｎ、合成の適性
反応温度が非結晶から結晶質（二変化する温度範囲と同
一のため、核の特性が変り反応促進も期待できず、最も
重要な粒径、形制御効果が全く発揮されない。
かくして本発明（−よればα型５ｉｓＮ＋の含有量率の
高い、しかもＳｉＣなど不純物の含有量が著しく少なく
筒品位の、α型Ｓｉ、Ｎ、系粉末が得られるので、本発
明方法は高温、高応力を要求されるＳｉ３Ｎ４系焼結構
造材料用原料Ｓｉ３Ｎ４糸粉末の製造（二適するものと
云える。
高い、しかもＳｉＣなど不純物の含有量が著しく少なく
筒品位の、α型Ｓｉ、Ｎ、系粉末が得られるので、本発
明方法は高温、高応力を要求されるＳｉ３Ｎ４系焼結構
造材料用原料Ｓｉ３Ｎ４糸粉末の製造（二適するものと
云える。
（発明の実施例）
次（二本発明の実施例を記載する。
実施例 １
平均粒径１．３ ｍμの８１０□粉末１重量部、平均粒
径２９ｍμのＣ粉末２重量部及び平均粒径１．０μｍの
結晶寅Ｓ ｉｓ Ｎ４粉末０．１重量部をポリエチレン
製ポットに収納し、石英ボールとともにボールミルによ
り混合粉を調製した。この混合粉をカーボン製ボート（
＝充填し、箒素ガス中１４００°０，５時間焼成１反応
させた。後反応終了した粉末を石英ボート（＝うつしか
え、空気中７００ ”Ｏ−３ｈｒの条件で脱炭処理を施
して合成粉を得た。この粉末の窒素含弔率は３７７％＋
ｓｉｃ量０．３％、全金属系不純物量０．０９チ。
径２９ｍμのＣ粉末２重量部及び平均粒径１．０μｍの
結晶寅Ｓ ｉｓ Ｎ４粉末０．１重量部をポリエチレン
製ポットに収納し、石英ボールとともにボールミルによ
り混合粉を調製した。この混合粉をカーボン製ボート（
＝充填し、箒素ガス中１４００°０，５時間焼成１反応
させた。後反応終了した粉末を石英ボート（＝うつしか
え、空気中７００ ”Ｏ−３ｈｒの条件で脱炭処理を施
して合成粉を得た。この粉末の窒素含弔率は３７７％＋
ｓｉｃ量０．３％、全金属系不純物量０．０９チ。
α型５ｉｓＮ＋ 量９５％、平均粒径１．２μｍで、粒
度分布測定器（二よれば、平均粒径±１０俤の粒径範囲
（二あるＳｉ３Ｎ４粒子は全体の９１俤であり、粒径、
形の整った粉末が合成されていた。
度分布測定器（二よれば、平均粒径±１０俤の粒径範囲
（二あるＳｉ３Ｎ４粒子は全体の９１俤であり、粒径、
形の整った粉末が合成されていた。
以下実施例１（二準じた方法で調整した各ａｉｍ成の混
合粉をＮ２ ＋ Ｎ２ Ｈ２、Ｎ２ Ａｒもしくは
ＮＨ３雰囲気下、１３００〜１５５０°０で２〜５時間
それぞれ加熱処理を施し還元、菫化反応させた後、空気
中７００℃−３時間脱炭処理をしてＳｂＮ＋粉末を合成
した。このようにして得られたそれぞれの粉末（二つい
てＮ含有率（重Ｊｔ、％） ＋ ＳｉＣ含有率（′ｉ量
チ）。
合粉をＮ２ ＋ Ｎ２ Ｈ２、Ｎ２ Ａｒもしくは
ＮＨ３雰囲気下、１３００〜１５５０°０で２〜５時間
それぞれ加熱処理を施し還元、菫化反応させた後、空気
中７００℃−３時間脱炭処理をしてＳｂＮ＋粉末を合成
した。このようにして得られたそれぞれの粉末（二つい
てＮ含有率（重Ｊｔ、％） ＋ ＳｉＣ含有率（′ｉ量
チ）。
全会７１・Ａ系不純物（重ｔ％）、α型Ｓｉ、Ｎ、の含
有率（重置％）、平均粒径（μｍ）及び測定された平均
粒径の±１０％以内の粒径範囲（二あるＳｉ３Ｎ４粒子
の存在ｉ （重量係）をそれぞれ求めた結果を次表に示
す。なお衣中比較例ａは実施例１（二おいて５ｉｓＮ＋
を添加しなかった場合を、又比敦例すは実施例１におい
て非結晶質の５ｉｓＮ＋を用いた場合をそれぞれ示す。
有率（重置％）、平均粒径（μｍ）及び測定された平均
粒径の±１０％以内の粒径範囲（二あるＳｉ３Ｎ４粒子
の存在ｉ （重量係）をそれぞれ求めた結果を次表に示
す。なお衣中比較例ａは実施例１（二おいて５ｉｓＮ＋
を添加しなかった場合を、又比敦例すは実施例１におい
て非結晶質の５ｉｓＮ＋を用いた場合をそれぞれ示す。
（発明の効果）
以上の結果からも明らかなように実施例の場合、得られ
た生成粉末はα−８ｉ、Ｎ、が９０％以上を占め、且つ
Ｎ含有率（Ｎ率）が３４〜３８チと高いことから、それ
らα−８ｉ、Ｎ＋は窒化物としても純度の高いものであ
り、さら（二合成紛の粒子４成状態も非常（＝均一な粒
径な持っていることがわかる。
た生成粉末はα−８ｉ、Ｎ、が９０％以上を占め、且つ
Ｎ含有率（Ｎ率）が３４〜３８チと高いことから、それ
らα−８ｉ、Ｎ＋は窒化物としても純度の高いものであ
り、さら（二合成紛の粒子４成状態も非常（＝均一な粒
径な持っていることがわかる。
Claims (1)
- シリカ（Ｓｉｎ２）粉末１１量部、カーボン（Ｃ）粉末
０．４〜２座ｉ部、結晶質の窒化けい素（５ｉ３Ｎ４）
粉末炭化けい素（Ｓｉｎ）粉末からｐ’ｌｌばれた１種
を０．００５〜ＩＭ量部の割合からなる混合粉末を、窒
素（Ｎ２）を含む雰囲気中１３５０°０〜１５００°０
で加熱処理し、還元、窒化反応させることを％徴とする
α型窒化けい素粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18844881A JPS5891007A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | α型窒化けい素粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18844881A JPS5891007A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | α型窒化けい素粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5891007A true JPS5891007A (ja) | 1983-05-30 |
Family
ID=16223863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18844881A Pending JPS5891007A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | α型窒化けい素粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5891007A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60246209A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-12-05 | Hajime Saito | α−Ｓｉ↓３Ｎ↓４微粉末の製造方法 |
| US5525556A (en) * | 1994-04-14 | 1996-06-11 | The Dow Chemical Company | Silicon nitride/silicon carbide composite powders |
-
1981
- 1981-11-26 JP JP18844881A patent/JPS5891007A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60246209A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-12-05 | Hajime Saito | α−Ｓｉ↓３Ｎ↓４微粉末の製造方法 |
| US5525556A (en) * | 1994-04-14 | 1996-06-11 | The Dow Chemical Company | Silicon nitride/silicon carbide composite powders |
| US5538675A (en) * | 1994-04-14 | 1996-07-23 | The Dow Chemical Company | Method for producing silicon nitride/silicon carbide composite |
| US5643843A (en) * | 1994-04-14 | 1997-07-01 | The Dow Chemical Company | Silicon nitride/silicon carbide composite densified materials prepared using composite powders |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4117095A (en) | Method of making α type silicon nitride powder | |
| US4428916A (en) | Method of making α-silicon nitride powder | |
| JPS6112844B2 (ja) | ||
| JPS5891005A (ja) | 窒化ケイ素粉末の製造方法 | |
| JPS61151006A (ja) | 窒化アルミニウム質粉末の製造方法 | |
| JPS5913442B2 (ja) | 高純度の型窒化珪素の製造法 | |
| JPS5891007A (ja) | α型窒化けい素粉末の製造方法 | |
| WO2023162721A1 (ja) | 炭化ケイ素粉末及びその製造方法 | |
| US3194635A (en) | Method for the production of aluminum refractory material | |
| JPS61242905A (ja) | α型窒化ケイ素粉末の製造方法 | |
| JPS63239104A (ja) | β相含有窒化ケイ素微粉末の製造方法 | |
| JPH08290905A (ja) | 六方晶窒化ほう素粉末及びその製造方法 | |
| JPS5950006A (ja) | α型窒化珪素粉末の製造方法 | |
| JPS6036312A (ja) | α型窒化けい素の製造法 | |
| JPH02180710A (ja) | 微粉状αまたはβ炭化ケイ素の製造方法 | |
| JPS58213619A (ja) | 複合炭窒化物固溶体粉末の製造法 | |
| JPS6111885B2 (ja) | ||
| JPS5891006A (ja) | α型窒化ケイ素粉末の製造方法 | |
| JPS606884B2 (ja) | α型窒化けい素粉末の製造方法 | |
| JPH0313166B2 (ja) | ||
| JPS5891008A (ja) | α型窒化ケイ素粉末の製造方法 | |
| JPH0218310A (ja) | ジルコニウム系セラミック粉末の製造方法 | |
| WO2024122174A1 (ja) | 炭化ケイ素粉末及びその製造方法 | |
| JP2610156B2 (ja) | 窒化ケイ素粉末の製造方法 | |
| JPH0240606B2 (ja) |