JPS60191014A - 低含有アルミニウムの２ｈ型炭化珪素微粉の製造方法 - Google Patents
低含有アルミニウムの２ｈ型炭化珪素微粉の製造方法Info
- Publication number
- JPS60191014A JPS60191014A JP59046276A JP4627684A JPS60191014A JP S60191014 A JPS60191014 A JP S60191014A JP 59046276 A JP59046276 A JP 59046276A JP 4627684 A JP4627684 A JP 4627684A JP S60191014 A JPS60191014 A JP S60191014A
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- JP
- Japan
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- silicon carbide
- aluminum
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- Ceramic Products (AREA)
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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】
本発明は低含有アルミニウムの２Ｈ型炭化珪素微粉の製
造方法に関する。
造方法に関する。
炭化珪素はα型及びβ型が柚々の用途に使用されている
優れたセラミックスである。しかしこれらの炭化珪素は
焼結温度が高い欠点を有しており、そのため、帰結が答
易な炭化珪素の出墳が期待されていた。
優れたセラミックスである。しかしこれらの炭化珪素は
焼結温度が高い欠点を有しており、そのため、帰結が答
易な炭化珪素の出墳が期待されていた。
一方炭化珪素の多型の一つである２Ｈ型炭化珪系は固体
内相転移を示すもので、相転移に伴って粒子内の原子の
林、動度が大きくなることから、最も緻密化し易い、細
ち、炉詰性の良好な炭化珪素である。
内相転移を示すもので、相転移に伴って粒子内の原子の
林、動度が大きくなることから、最も緻密化し易い、細
ち、炉詰性の良好な炭化珪素である。
２Ｈ型炭化珪素の製造方法について裡々の提業がされて
いる。例えは（１１〕・ロゲン化珪素と炭化水素又は有
機珪素化合物の熱分解などの気４４ｉｔ５１．応、（２
に酸化珪素と炭素微粉とアルミニウム化合物とを均一に
混合し、減圧下、１２００〜１５００℃で反応させる方
法（％開昭５４づ２１２９８萼公報、特開昭５７−９５
８２０号公報）、（３）二酸化珪素と炭素微粉と？アル
ミニウム化合物の存在下、黄素ガス？含む非酸化性雰囲
気下、１５５０℃以上で反応させる方法（％ｌ＋１昭５
８−４９６１１号公報）等がある。
いる。例えは（１１〕・ロゲン化珪素と炭化水素又は有
機珪素化合物の熱分解などの気４４ｉｔ５１．応、（２
に酸化珪素と炭素微粉とアルミニウム化合物とを均一に
混合し、減圧下、１２００〜１５００℃で反応させる方
法（％開昭５４づ２１２９８萼公報、特開昭５７−９５
８２０号公報）、（３）二酸化珪素と炭素微粉と？アル
ミニウム化合物の存在下、黄素ガス？含む非酸化性雰囲
気下、１５５０℃以上で反応させる方法（％ｌ＋１昭５
８−４９６１１号公報）等がある。
（１）の方法はわずかじか生成できず工業旧に抜用性の
少ないものであり、（２）の方法はある程度の批の炭化
珪素は生成できるか、減圧操作ケ必安とすること、製品
中にアルミニウムが多誦・に含有されていること等の欠
点があり、（３１の方法は（２）の欠点？改良している
ものの製品中のアルミニウム官有量がまだ多い欠点があ
った。即ち、従来法はアルミニウム化合物を微粉化し、
二酸化珪素及び炭素微粉と均−ＶＣ混合して反応させる
必要があり、そのため生成物中に残存するアルミニウム
化合物は非′７＠に分離しに＜＜、製品中のアルミニウ
ム含有ｔも派生化かできなかった。２Ｈ型脚化珪素にア
ルミニウムが多いと粒成長を助長し、餅１結体の粒子を
粗大化しやすいこと、アルミニウムが粒界に銅相するこ
となどのため焼結体の高温強度が劣化することになる。
少ないものであり、（２）の方法はある程度の批の炭化
珪素は生成できるか、減圧操作ケ必安とすること、製品
中にアルミニウムが多誦・に含有されていること等の欠
点があり、（３１の方法は（２）の欠点？改良している
ものの製品中のアルミニウム官有量がまだ多い欠点があ
った。即ち、従来法はアルミニウム化合物を微粉化し、
二酸化珪素及び炭素微粉と均−ＶＣ混合して反応させる
必要があり、そのため生成物中に残存するアルミニウム
化合物は非′７＠に分離しに＜＜、製品中のアルミニウ
ム含有ｔも派生化かできなかった。２Ｈ型脚化珪素にア
ルミニウムが多いと粒成長を助長し、餅１結体の粒子を
粗大化しやすいこと、アルミニウムが粒界に銅相するこ
となどのため焼結体の高温強度が劣化することになる。
本発明者らは、これらの欠点を解決することを目的とし
て棟々検討した結果、例えば反応管として酸化アルミニ
ウム（以下アルミナという）’ｉ＃ｖ使用したり、珪素
源と炭素源中に塊状のアルミナを存在させたりして反応
させると生成物とアルミナの分離が容易でアルミニウム
含有普が少ない２Ｈ型炭化珪素か＃造できること？知見
し本発明に到った。
て棟々検討した結果、例えば反応管として酸化アルミニ
ウム（以下アルミナという）’ｉ＃ｖ使用したり、珪素
源と炭素源中に塊状のアルミナを存在させたりして反応
させると生成物とアルミナの分離が容易でアルミニウム
含有普が少ない２Ｈ型炭化珪素か＃造できること？知見
し本発明に到った。
矧」も、本発明は珪素源と炭素源とをアルずニウム源の
存在下、高温で反応させ２Ｈ型炭化珪素を製造するにあ
たり、アルミニウム源として生成物と分離が容易なもの
を用いることＹ％命とする低含有アルミニウムの２Ｈ型
炭化珪素微粉の製造方法である。
存在下、高温で反応させ２Ｈ型炭化珪素を製造するにあ
たり、アルミニウム源として生成物と分離が容易なもの
を用いることＹ％命とする低含有アルミニウムの２Ｈ型
炭化珪素微粉の製造方法である。
以下さらに本発明の詳細な説明する。
本発明で使用する珪素源（以下Ｓｉ源という）とは、珪
素（Ｓｉ）が含有されているガスであれはよく、例えば
−酸化珪素（Ｓｉｎ） 、モノシラン（ｓｉＨ，）やジ
シラン（Ｓｉ２Ｈ６）寺のシラン化合物、四塩化珪素（
ＳｉＣＩ４）やトリクロルシラン（Ｓｉｎ（Ｉ３）等の
ハロゲン化珪素化合物寺であり、８１０が通常よ（１ψ
用される。又Ｓ１源は市販のガスを使用することも可能
であり、余端珪素（以下Ｍ−８１という）と珪石（以下
８１０．という）などから生成したガスを使用すること
もＥＪ能であり、餞ガス生成と２Ｈ型炭化珪素（以下２
Ｈ型８１０という）生成と同時紀行うことも可能である
。
素（Ｓｉ）が含有されているガスであれはよく、例えば
−酸化珪素（Ｓｉｎ） 、モノシラン（ｓｉＨ，）やジ
シラン（Ｓｉ２Ｈ６）寺のシラン化合物、四塩化珪素（
ＳｉＣＩ４）やトリクロルシラン（Ｓｉｎ（Ｉ３）等の
ハロゲン化珪素化合物寺であり、８１０が通常よ（１ψ
用される。又Ｓ１源は市販のガスを使用することも可能
であり、余端珪素（以下Ｍ−８１という）と珪石（以下
８１０．という）などから生成したガスを使用すること
もＥＪ能であり、餞ガス生成と２Ｈ型炭化珪素（以下２
Ｈ型８１０という）生成と同時紀行うことも可能である
。
炭素源（以下Ｃ源という）とは反応時に紛禾状の倹素（
りであれば特に販足さ４るものではなく、例えは焦鉛粉
、コークス粉、カーボンブラック（以下ＯＢという）、
アセチレンブラック等の粉体及び熱分解や炭化反応によ
って０が生成する炭化水素ガスや有機化合物等であり、
ＯＢが通常よく使用される。
りであれば特に販足さ４るものではなく、例えは焦鉛粉
、コークス粉、カーボンブラック（以下ＯＢという）、
アセチレンブラック等の粉体及び熱分解や炭化反応によ
って０が生成する炭化水素ガスや有機化合物等であり、
ＯＢが通常よく使用される。
Ｃ源粉体は平均粒径１０μ以下、好ましくは１μ以下で
ある。１０μより大きいと未反応の炭素が多く残り、好
ましくない。
ある。１０μより大きいと未反応の炭素が多く残り、好
ましくない。
８１糎とＣ源の供給割合は、特に限定されるものではな
いが、Ｓｉ源中の珪素（ｓｌ）とＣ源中のＣのモル比５
１１０が好ましくは０．５〜２、％に好ましくは０．７
〜１である。
いが、Ｓｉ源中の珪素（ｓｌ）とＣ源中のＣのモル比５
１１０が好ましくは０．５〜２、％に好ましくは０．７
〜１である。
３ｔｌＫ、、アルミニウム源（以下Ａ）源という）とは
、わずかでもアルミニウム（Ａ））蒸気が発生するもの
であれは特に限定されるものではなく、例えはアルミナ
、減化アルミニウム、屋化アルミニウム、アルミノハイ
ドライド等であり、アルミナか通常よく使用さハる。
、わずかでもアルミニウム（Ａ））蒸気が発生するもの
であれは特に限定されるものではなく、例えはアルミナ
、減化アルミニウム、屋化アルミニウム、アルミノハイ
ドライド等であり、アルミナか通常よく使用さハる。
Ａノ源の大きさは反応後住成物と分離が容易な固体であ
れば特に限定されるものではない。即ちＳｉ源やＣ源及
び生成する８１０の粒径より、分離が容易な程度大きけ
れはよい。例えは粒状又は塊状のものを混合したり、反
応管や反応床として使用することも可能である。
れば特に限定されるものではない。即ちＳｉ源やＣ源及
び生成する８１０の粒径より、分離が容易な程度大きけ
れはよい。例えは粒状又は塊状のものを混合したり、反
応管や反応床として使用することも可能である。
Ａノ源の存在量は２Ｈ型ＳｉＯの生成量にほとんど影瞥
せず、その表面積がＣ源のＣの単位、１［Ｍ（ｓ当り２
０儒２以上、好ましくは４０−ムに以上であればよい。
せず、その表面積がＣ源のＣの単位、１［Ｍ（ｓ当り２
０儒２以上、好ましくは４０−ムに以上であればよい。
２０−２よ’） ／Ｊ−さいと２ＨＢｊ）ＢｉＣノ生成
゛蓋が減少する。
゛蓋が減少する。
次に本発明の製造方法について一其体例を絵は説明する
。
。
先ず、ル応容器から選定される適当な大欠さのＡ、／！
源をＣの単位重量当りの表面積（礪２／り）か２０以上
となるようにＣ源と混合し、反応温度まで昇温する。
源をＣの単位重量当りの表面積（礪２／り）か２０以上
となるようにＣ源と混合し、反応温度まで昇温する。
反応温度は１４００〜１７［１０℃、好ましくは１５０
０〜１７００’Ｃ！である。１４００’Ｃより１肱い場
合は２Ｈ型ＳｉＯ生成速廖が充分でなく、生成量も少な
い。又、１７’００’Ｏより高い場合は２Ｈ型ＳｉＯが
仙型、例えはα型ＢＩＣｊ Ｋ移行てるため、２Ｈ型Ｓ
ｉＯの生成量が減少する。
０〜１７００’Ｃ！である。１４００’Ｃより１肱い場
合は２Ｈ型ＳｉＯ生成速廖が充分でなく、生成量も少な
い。又、１７’００’Ｏより高い場合は２Ｈ型ＳｉＯが
仙型、例えはα型ＢＩＣｊ Ｋ移行てるため、２Ｈ型Ｓ
ｉＯの生成量が減少する。
反応温＃に達したらＳｉＯを供給する。その供給方法は
下からでも桶からでも通気することができ、下部でＳｉ
Ｏｉ生成して４ｕ給することも可能である。
下からでも桶からでも通気することができ、下部でＳｉ
Ｏｉ生成して４ｕ給することも可能である。
又、反応の雰囲気は製に駆足されるものではなく、減圧
でも香、圧でも可能である。又輩素雰囲気でも水素雰囲
気でも可能である。
でも香、圧でも可能である。又輩素雰囲気でも水素雰囲
気でも可能である。
反応時間は、反応温度及びＳｉＯの供給倉等により笈化
し、％に制限されるものではないが、好筐しくは５分〜
２時間である。
し、％に制限されるものではないが、好筐しくは５分〜
２時間である。
反応終了後通算の方法で生成物とＡノ諒を分離する。
以後通常の方法で脱炭し、酸処理し、洗浄しｓｉｃの製
品とする。２Ｈ型ＳｉＯの同定はＸ線分析によって実施
する。
品とする。２Ｈ型ＳｉＯの同定はＸ線分析によって実施
する。
２Ｈ型ＳｉＯはβ型ＳｉＣと共に生成し、２Ｈ型ＳｉＣ
の生成物中の含有量は窯業協会誌第８７巻第１１号第５
７６頁（１９７９年）記載の方法による。ｋｌｌ」ち、
ＯｕＫα糎によるＸ線回折図の２０＝６６．６°のピー
ク強度（工１）及び２θ−３５，６°のピークｇｉ度（
工２） ’＆用いて下記の式に従い算出てる。
の生成物中の含有量は窯業協会誌第８７巻第１１号第５
７６頁（１９７９年）記載の方法による。ｋｌｌ」ち、
ＯｕＫα糎によるＸ線回折図の２０＝６６．６°のピー
ク強度（工１）及び２θ−３５，６°のピークｇｉ度（
工２） ’＆用いて下記の式に従い算出てる。
β型ＳｉＣの容量％−１００／（周Ｒ）Ｒ−２，５３工
／ ＜ １００−０．６６８工）ニー１００ 工１／工
。
／ ＜ １００−０．６６８工）ニー１００ 工１／工
。
以上説明したように本発明は、Ｓｉ源とＣ源とをＡｉ源
の存在下、高温で反応さぜ２Ｈ型ＳｉＯを製造するにあ
たり、Ａｉ源として牛ｈν物と分ｎμが容易なものを用
いることを特徴とする低含有Ａノの２Ｈ型５ｉａＯ＆粉
の製造方法であり、本発明を用いれはＡノ含有量が低（
，２Ｈ型ＳｉＯの含有量の多い微粉を生成することがで
き、そわによって尚温強度の高い畑結体を得ることがで
きる。
の存在下、高温で反応さぜ２Ｈ型ＳｉＯを製造するにあ
たり、Ａｉ源として牛ｈν物と分ｎμが容易なものを用
いることを特徴とする低含有Ａノの２Ｈ型５ｉａＯ＆粉
の製造方法であり、本発明を用いれはＡノ含有量が低（
，２Ｈ型ＳｉＯの含有量の多い微粉を生成することがで
き、そわによって尚温強度の高い畑結体を得ることがで
きる。
以下夾施例？皐げ本発明Ｙ更ＶＣ説明する。
実施例１
１３販のアルミナパイプ（５ＳＡ−８、内径５０Ｍ１長
さ７０藺・、表面積１１０鴎２）？内径６２馴、尚さ６
０Ｍの黒鉛るつほに入れ、そのアルミナパイプの中ＫＭ
−８１（純度９８％、平均粒径６μ）と５ｉｏ２（純度
９７％、平均粒径４．６μ）ｉｓｉとＳｉＯ３のモル比
Ｓ ｉ／Ｓ ｉ Ｏｇが１になる様に混合し造粒したも
の’ｒ３ＤＰ供給してＳｉＯＹ発生させるようにし、そ
の上に′山気化学工業（株）製１デンカブラック」（ア
セチレンブラック、平均粒径０．０４μ）を２．５Ｆの
せた。反応温度を１６００℃として２時間加熱して反応
した。反応後黒鉛るつぼよりアルミナパイデヲ取り出し
、生成物と分離した。
さ７０藺・、表面積１１０鴎２）？内径６２馴、尚さ６
０Ｍの黒鉛るつほに入れ、そのアルミナパイプの中ＫＭ
−８１（純度９８％、平均粒径６μ）と５ｉｏ２（純度
９７％、平均粒径４．６μ）ｉｓｉとＳｉＯ３のモル比
Ｓ ｉ／Ｓ ｉ Ｏｇが１になる様に混合し造粒したも
の’ｒ３ＤＰ供給してＳｉＯＹ発生させるようにし、そ
の上に′山気化学工業（株）製１デンカブラック」（ア
セチレンブラック、平均粒径０．０４μ）を２．５Ｆの
せた。反応温度を１６００℃として２時間加熱して反応
した。反応後黒鉛るつぼよりアルミナパイデヲ取り出し
、生成物と分離した。
その後空気中で７００℃、２時間加熱して脱炭し、）Ｉ
Ｆ／ＨＮＯ３−１の５０％混酸に３０分浸漬し、未反応
のＭ−８ｉ及び５ｉｎ２Ｙ除去した。それを水洗し製品
とした。製品のｘ＃！分析の結果、製品は２Ｈ型ＳｉＯ
及びβ型ｓｉａから成り、各々の含有量は次の通りであ
った。
Ｆ／ＨＮＯ３−１の５０％混酸に３０分浸漬し、未反応
のＭ−８ｉ及び５ｉｎ２Ｙ除去した。それを水洗し製品
とした。製品のｘ＃！分析の結果、製品は２Ｈ型ＳｉＯ
及びβ型ｓｉａから成り、各々の含有量は次の通りであ
った。
２Ｈ型ｓ１ｃ −６６容量チ ４ｇ ｓｉａ −３４容
１１％実施例２ アルミナパイプの代りＶＣ直径３藤のアルミナボールを
その表面積が１−デンカブラック」に対して各々２０．
４０．８０．１２０鳴’／ ＩＩとなる様に混合したこ
と以外は実施例１と同様に実施した。
１１％実施例２ アルミナパイプの代りＶＣ直径３藤のアルミナボールを
その表面積が１−デンカブラック」に対して各々２０．
４０．８０．１２０鳴’／ ＩＩとなる様に混合したこ
と以外は実施例１と同様に実施した。
分析の結果は第１表の通りとなった、
比較例
アルミナボールの代つに、平均粒径０．７μのアルミナ
粉？表面積が各々４０．９２０ｍ”／ＦとなるようＫ「
デンカブラック」と均一混合しまたこと以外は実施例２
と同様に実施した。結果？第１表に併記する。
粉？表面積が各々４０．９２０ｍ”／ＦとなるようＫ「
デンカブラック」と均一混合しまたこと以外は実施例２
と同様に実施した。結果？第１表に併記する。
第１表
実施例３
直径３絡φ及び１０路ψのアルミナボールを各々８Ｆ、
「デンカブラック」と渭合したこと以外は実施例と同様
に寅施した。結果はＡｉ含有蓋は実流側１と同様両名と
も低（，２Ｈ型ＳｉＯの生成量は、表面積が４０ 副１
’／ Ｐである３ｍφのアルミナボールの場合に比べ１
２ＤＩｔ＆”／りである１０絡φの場合の方が少１ｘか
った。
「デンカブラック」と渭合したこと以外は実施例と同様
に寅施した。結果はＡｉ含有蓋は実流側１と同様両名と
も低（，２Ｈ型ＳｉＯの生成量は、表面積が４０ 副１
’／ Ｐである３ｍφのアルミナボールの場合に比べ１
２ＤＩｔ＆”／りである１０絡φの場合の方が少１ｘか
った。
Claims (1)
- 珪素源と炭素詠とをアルミニウム源の存在下、高温で故
応させ２Ｈ型炭化珪素？農造するにあたり、アルミニウ
ム源として生成物と分離が容易なものを用いること？特
徴とする低含有アルミニウムの２Ｈ型炭化珪素微粉の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59046276A JPS60191014A (ja) | 1984-03-10 | 1984-03-10 | 低含有アルミニウムの２ｈ型炭化珪素微粉の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59046276A JPS60191014A (ja) | 1984-03-10 | 1984-03-10 | 低含有アルミニウムの２ｈ型炭化珪素微粉の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191014A true JPS60191014A (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=12742700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59046276A Pending JPS60191014A (ja) | 1984-03-10 | 1984-03-10 | 低含有アルミニウムの２ｈ型炭化珪素微粉の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60191014A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5849611A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-23 | Tokuyama Soda Co Ltd | 炭化珪素及びその製造方法 |
| JPS59116116A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-04 | Asahi Glass Co Ltd | ２ｈ型炭化珪素の製造方法 |
-
1984
- 1984-03-10 JP JP59046276A patent/JPS60191014A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5849611A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-23 | Tokuyama Soda Co Ltd | 炭化珪素及びその製造方法 |
| JPS59116116A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-04 | Asahi Glass Co Ltd | ２ｈ型炭化珪素の製造方法 |
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