JPS6046912A - 超微粒子状炭化けい素の製造方法 - Google Patents
超微粒子状炭化けい素の製造方法Info
- Publication number
- JPS6046912A JPS6046912A JP58155912A JP15591283A JPS6046912A JP S6046912 A JPS6046912 A JP S6046912A JP 58155912 A JP58155912 A JP 58155912A JP 15591283 A JP15591283 A JP 15591283A JP S6046912 A JPS6046912 A JP S6046912A
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- Japan
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- silicon carbide
- silane compound
- thermal decomposition
- gas
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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Ｉ工法状形状を有する超微粒子状のβ型多結晶炭
化けい票の製造方法に関するものである。
化けい票の製造方法に関するものである。
近年、耐熱性セラミック成形原料として注目されている
炭化けい素粉束Ｃ二ついては、電子材料への応用の開発
Ｃ伴なってその一層の高純度化、さらには焼結性やその
他の物性の向上が要望されている。
炭化けい素粉束Ｃ二ついては、電子材料への応用の開発
Ｃ伴なってその一層の高純度化、さらには焼結性やその
他の物性の向上が要望されている。
しかして、この炭化けい素の製造方法については、メチ
ルクロロシラン類と水素ガス、四塩化けい素またを工モ
ノνランと炭化水素化合物および水素ガス、またはテト
ラメチルシランと水素ガスを高温で熱分解する方法など
が知られているが、このメチルク（ｆｆ ｃｙ （／ラ
ン、四塩化けい素のようなグｏｏシラン類を使用する方
法にはその分解速度が遅く、副生ずる塩酸の除去ＩＤ問
題がある゛し、またモノシラン使用する場合５二はその
取り扱いが危険で、テトラメチルシランと同様に非常に
高価であるという不利があり、さらにこれらの方法で得
られる炭化けい素の焼結性が従来公知の電炉法などで作
られたものと同様に必ずしも満足すべきものではないと
いう不利があった。
ルクロロシラン類と水素ガス、四塩化けい素またを工モ
ノνランと炭化水素化合物および水素ガス、またはテト
ラメチルシランと水素ガスを高温で熱分解する方法など
が知られているが、このメチルク（ｆｆ ｃｙ （／ラ
ン、四塩化けい素のようなグｏｏシラン類を使用する方
法にはその分解速度が遅く、副生ずる塩酸の除去ＩＤ問
題がある゛し、またモノシラン使用する場合５二はその
取り扱いが危険で、テトラメチルシランと同様に非常に
高価であるという不利があり、さらにこれらの方法で得
られる炭化けい素の焼結性が従来公知の電炉法などで作
られたものと同様に必ずしも満足すべきものではないと
いう不利があった。
本発明はこのような不利を解決した炭化けい素の製造方
法に関するもので、これに一般式％式％ ）で示されるメチルハイドロジエンシラン化合物の少な
くとも１種を、キャリヤーガス中に４０容＠％以下の濃
度で含有させ、これを７５０〜１．６００℃の反応帯域
中で気相熱分解させて一結晶子の大きさがＳｏＸ以下で
その集合子の平均粒子径が０．０１−１μｍの球状体状
の炭化けい素を得ることを特徴とするものである□ これを説明すると６本発明者らはさき≦二分子中に少な
くとも１ケの：ＳｉＨ結合を含むが−しかし二３１４結
合（Ｘはハロゲン原子または酸素原子）は含まない有機
けい素化合物を１，０００℃以上で熱分解させて炭化け
い累微粉末を製造する方法を開発しく特願昭５７−１４
７３４２号参照〕。
法に関するもので、これに一般式％式％ ）で示されるメチルハイドロジエンシラン化合物の少な
くとも１種を、キャリヤーガス中に４０容＠％以下の濃
度で含有させ、これを７５０〜１．６００℃の反応帯域
中で気相熱分解させて一結晶子の大きさがＳｏＸ以下で
その集合子の平均粒子径が０．０１−１μｍの球状体状
の炭化けい素を得ることを特徴とするものである□ これを説明すると６本発明者らはさき≦二分子中に少な
くとも１ケの：ＳｉＨ結合を含むが−しかし二３１４結
合（Ｘはハロゲン原子または酸素原子）は含まない有機
けい素化合物を１，０００℃以上で熱分解させて炭化け
い累微粉末を製造する方法を開発しく特願昭５７−１４
７３４２号参照〕。
これはまた７５０〜ｉ、ｏｏｏ℃未満でも同様の効果を
得ることができることをｉｉｈしたが、これについてさ
らｇ二研究を進め、その始発材料およびこの気相熱分解
条件などについての検討を行なったところ、上記したメ
チルハイドロジエンシラン化合物を始発材とし、上記し
た反応条件で気相熱分解させると、炭化叶い累として結
晶子が５ｏＸ以下でその集合体の平均粒径が０．０１〜
１μである球状形状のものとして得られることを見出す
と共（二、これ（二ついての物性をしらべたところ、こ
のものは焼結性が特にすぐれていて従来この種の炭化け
い素の焼結を二は不可避とされていた焼結助剤の添加な
しでも容易Ｃ二高密度に成形し、焼結できることを確認
して本発明を完成させた。
得ることができることをｉｉｈしたが、これについてさ
らｇ二研究を進め、その始発材料およびこの気相熱分解
条件などについての検討を行なったところ、上記したメ
チルハイドロジエンシラン化合物を始発材とし、上記し
た反応条件で気相熱分解させると、炭化叶い累として結
晶子が５ｏＸ以下でその集合体の平均粒径が０．０１〜
１μである球状形状のものとして得られることを見出す
と共（二、これ（二ついての物性をしらべたところ、こ
のものは焼結性が特にすぐれていて従来この種の炭化け
い素の焼結を二は不可避とされていた焼結助剤の添加な
しでも容易Ｃ二高密度に成形し、焼結できることを確認
して本発明を完成させた。
本発明の方法で始発材とされるメチルハイドロジエンシ
ラン化合物は上記した一般式 ％式％ ） ） ） などが例示され、これらはその−ｆｉｋまた２種以上の
混合物として使用されるが、これはポリジメチルシラン
を３５０℃以上で熱分解するか、あるいは面接法と呼ば
れている金屑けい累とメチルクロライドとの反応による
メチルクロロシラン類ノ合成の際に副生するメチルクロ
ロジシラン類の還元４二よって得られたものを利用でき
る。
ラン化合物は上記した一般式 ％式％ ） ） ） などが例示され、これらはその−ｆｉｋまた２種以上の
混合物として使用されるが、これはポリジメチルシラン
を３５０℃以上で熱分解するか、あるいは面接法と呼ば
れている金屑けい累とメチルクロライドとの反応による
メチルクロロシラン類ノ合成の際に副生するメチルクロ
ロジシラン類の還元４二よって得られたものを利用でき
る。
本発明の方法は上記したメチルレノ１イドａジエンシラ
ン化合物を縦型または槽中の管状炉中区ニキャリャーガ
スと共に導入し、７５０〜１，６００℃で気相熱分解さ
せるのであるが、このシラン化合物の濃度を４０容量俤
以上と、すると得られる炭化けい素の反応管壁への付着
ｉ二よって収率が低下すると共にこの炭化けい素の結晶
子σ）大きさカーｉ酋加し。
ン化合物を縦型または槽中の管状炉中区ニキャリャーガ
スと共に導入し、７５０〜１，６００℃で気相熱分解さ
せるのであるが、このシラン化合物の濃度を４０容量俤
以上と、すると得られる炭化けい素の反応管壁への付着
ｉ二よって収率が低下すると共にこの炭化けい素の結晶
子σ）大きさカーｉ酋加し。
その集合体の粒度分布も広くなって焼結性カニ低下する
という不利が生じるので、このシラン化合物の濃度はキ
ャリヤーガス中で４０容ｔ％以下とする必要がある。ま
た、この熱分解温度もこれを７５０℃以下とすると熱分
解反応が充分起らず（＝油状の重合体が管壁に生成して
収率が急激に低下するし−１，６００℃以上とするとこ
の熱分解？二よって生成した（３Ｈの分解が促進されて
炭素カニ生成し、これが目的とする炭化けり）素中（＝
混在するようになるので、これは７５０〜１，６００℃
の範囲。
という不利が生じるので、このシラン化合物の濃度はキ
ャリヤーガス中で４０容ｔ％以下とする必要がある。ま
た、この熱分解温度もこれを７５０℃以下とすると熱分
解反応が充分起らず（＝油状の重合体が管壁に生成して
収率が急激に低下するし−１，６００℃以上とするとこ
の熱分解？二よって生成した（３Ｈの分解が促進されて
炭素カニ生成し、これが目的とする炭化けり）素中（＝
混在するようになるので、これは７５０〜１，６００℃
の範囲。
好ましくは８００〜１，５００℃とする必要力（ある。
なお、この熱分解反応は前記したようＣニジラン化合物
の濃度を４０容量嘔思下とする必要力！ある力（。
の濃度を４０容量嘔思下とする必要力！ある力（。
これを稀釈するためのキャリヤーガスとして＆工水素ガ
ス−ヘリウム、アルゴン、また＆工窒素ガスなどの不活
性ガスまたはこれらの混合ガスを使用すればよいが、好
ましいものは水素ガスまたは水素ガス５二窒素ヅ１ス、
ヘリウム、アルゴンを加えたものである。
ス−ヘリウム、アルゴン、また＆工窒素ガスなどの不活
性ガスまたはこれらの混合ガスを使用すればよいが、好
ましいものは水素ガスまたは水素ガス５二窒素ヅ１ス、
ヘリウム、アルゴンを加えたものである。
本発明の方法（二よれば、前記したようＣ二結晶子の大
きさが５０λ以下でその集合体の平均粒径が０．０１〜
１μである球状形状をもつ超微粒子状炭化けい素を得る
ことができるが、これは始発材としてのメチルハイドロ
ジエンシラン化合物が蒸留によって容易に高純度に精製
したものとして得られることから不純物の極めて少ない
高純度品として得ることができるし、これにまた、その
熱分解Ｃ二よって得られるものが粒度分布の非常直二狭
い均一な粒度なもつ球状体であるということからその後
の粉砕工程が全く不要であり、この粒径も上記したシラ
ン化合物の濃度−熱分解のための反応条件Ｃ二よって自
由に調節することができるので、これによれば工業的Ｃ
今までにない高純度の超微粒子状炭化けい素を任７位の
粒径で容易（二得ることができるという有利性が与えら
れる。
きさが５０λ以下でその集合体の平均粒径が０．０１〜
１μである球状形状をもつ超微粒子状炭化けい素を得る
ことができるが、これは始発材としてのメチルハイドロ
ジエンシラン化合物が蒸留によって容易に高純度に精製
したものとして得られることから不純物の極めて少ない
高純度品として得ることができるし、これにまた、その
熱分解Ｃ二よって得られるものが粒度分布の非常直二狭
い均一な粒度なもつ球状体であるということからその後
の粉砕工程が全く不要であり、この粒径も上記したシラ
ン化合物の濃度−熱分解のための反応条件Ｃ二よって自
由に調節することができるので、これによれば工業的Ｃ
今までにない高純度の超微粒子状炭化けい素を任７位の
粒径で容易（二得ることができるという有利性が与えら
れる。
つぎに本発明方法の実施例をあげる。
実施例１゜
内径５２ｍ−長さ１，０００目のアルミナ製反応管を横
型反応炉内に設置し、中心部の温度を１．１５０℃Ｃ二
床ち、こ＼Ｃニテトラメチｌレジシラン（（ＯＨ，）
Ｈ８１−３ｉｎ（ＯＲ） ）を３容量チ含３ ２ ３
２ 有する水素ガス４００ｍ６／分を８時間導入して気相熱
分解させたところ、茶褐色の炭化けい累°超微粉末１５
．５ｇ（収率７５％）が得られた。
型反応炉内に設置し、中心部の温度を１．１５０℃Ｃ二
床ち、こ＼Ｃニテトラメチｌレジシラン（（ＯＨ，）
Ｈ８１−３ｉｎ（ＯＲ） ）を３容量チ含３ ２ ３
２ 有する水素ガス４００ｍ６／分を８時間導入して気相熱
分解させたところ、茶褐色の炭化けい累°超微粉末１５
．５ｇ（収率７５％）が得られた。
つぎに、この粉末について化学分析をしたところ、これ
は５ｉ＝６９．９係、ａ＝２９．４％の高純度の炭化け
い累であり１発光分析によるＡｌ。
は５ｉ＝６９．９係、ａ＝２９．４％の高純度の炭化け
い累であり１発光分析によるＡｌ。
Ｏｒ−Ｏｕ−Ｆｅ−Ｍｇ−Ｍｎ、−Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖなど
の不純物ははいずれも１０ｐｐｍ以下であった。また、
これについて電子顕微鏡の明視野像（第１図）およびβ
−８ｉｎ（１１１）回折による暗視野像（第２図）を作
り、これにもとづいてその結晶子の大きさおよび粒径を
測定したところ、この結晶子の大きさは２０Ａ以下で、
その集合体は平均粒径が０．１〜０．２μの球状形状体
であることが観察された。また、これは遠心式自動粒度
分布測定装置（堀場製作所製０Ａ−ＰＡ５００型）によ
る測定結果では０．０８μｍ以下および０．５μｍ以上
の粒子が全くなく、０．１〜０．３μｍの粒子が８８．
３％の球状粒形なもつものであることは確認された。
の不純物ははいずれも１０ｐｐｍ以下であった。また、
これについて電子顕微鏡の明視野像（第１図）およびβ
−８ｉｎ（１１１）回折による暗視野像（第２図）を作
り、これにもとづいてその結晶子の大きさおよび粒径を
測定したところ、この結晶子の大きさは２０Ａ以下で、
その集合体は平均粒径が０．１〜０．２μの球状形状体
であることが観察された。また、これは遠心式自動粒度
分布測定装置（堀場製作所製０Ａ−ＰＡ５００型）によ
る測定結果では０．０８μｍ以下および０．５μｍ以上
の粒子が全くなく、０．１〜０．３μｍの粒子が８８．
３％の球状粒形なもつものであることは確認された。
なお、この粉末についてＸ線回折したところ、これは第
３図ｇ二示したようになり、それがβ型ＳｉＯであるこ
とが確認されたが、ベット法で測定したこのものの比表
面積は２６．８ｒｎ”／ｇでありそのＫＢｒ法Ｃ二よる
赤外吸収は第４図に示したとおりであった。
３図ｇ二示したようになり、それがβ型ＳｉＯであるこ
とが確認されたが、ベット法で測定したこのものの比表
面積は２６．８ｒｎ”／ｇでありそのＫＢｒ法Ｃ二よる
赤外吸収は第４図に示したとおりであった。
実施例２〜７
実施例１の方法（：おいてテトラメチルジシランの濃度
およびキャリヤーガスの種類およびその水素ガス濃度を
第１表に表示したように変えて、実施例１と同様５二処
理して熱分解反応させたところ、第１Ｄ’二併記したと
おりの結果が得られた。なお。
およびキャリヤーガスの種類およびその水素ガス濃度を
第１表に表示したように変えて、実施例１と同様５二処
理して熱分解反応させたところ、第１Ｄ’二併記したと
おりの結果が得られた。なお。
比較４Ｑｉｌは反応時間を４時間とし″だが、これは反
応管内＋二ＳｉＣが厚く付着し、冷却時に破損した。
応管内＋二ＳｉＣが厚く付着し、冷却時に破損した。
実施例８〜１７
実施例１においてメチルハイドロジエンシラン化合物の
種類と濃度、キャリヤーガスの組成と導入量、および反
応温度を第２表に示したように変化させ、実施例１と同
様に処理したところ、いずれの場合も７０チ以上の収率
で目的とする炭化けい素超微粉末が得られた。
種類と濃度、キャリヤーガスの組成と導入量、および反
応温度を第２表に示したように変化させ、実施例１と同
様に処理したところ、いずれの場合も７０チ以上の収率
で目的とする炭化けい素超微粉末が得られた。
つぎＣ，こ贋：得られた炭化けい累粉末の物性を実施（
５’！＋ １と同じ方法で測定したところ、第３表に示
したとおりの結果が得られ−これらの粉末を焼結助剤を
全く添加せずにホットプレス用カーボン型Ｃ二人れて成
形し、ついでこれをアルゴンガス雰囲気中５＝おいて１
，９００℃で０．５時間加熱焼結させたところ−これら
はいずれも第３表Ｃ二併記したような密！（対ｆ！Ｐｉ
＝密度％）を示す焼結体となった。
５’！＋ １と同じ方法で測定したところ、第３表に示
したとおりの結果が得られ−これらの粉末を焼結助剤を
全く添加せずにホットプレス用カーボン型Ｃ二人れて成
形し、ついでこれをアルゴンガス雰囲気中５＝おいて１
，９００℃で０．５時間加熱焼結させたところ−これら
はいずれも第３表Ｃ二併記したような密！（対ｆ！Ｐｉ
＝密度％）を示す焼結体となった。
Claims (1)
- １、一般式 （ＯＨ３’ａ ＰｌｉｂＨ，に１二り＝１
〜１２ｂ＋１≧ヅ＊１！１．２ｂ＋１≧０≧ｌ−ａ＋ｃ
＝２ｂ＋２）で示されるメチルハイドロジエンシラン化
合物の少なくとも１種を、キャリヤーガス中ｇ二４０容
量チ以下の濃度で含有させ、これを７５０℃〜１，６０
０℃の反応帯域中で気相熱分解させて結晶子の大きさが
５０１以下でその集合子の平均粒子径が０．０１〜Ｌｐ
ｍの均＝キ球状体状の炭化けい素を得ることを特徴とす
る超微粒子状炭化けい素の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58155912A JPS6046912A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 超微粒子状炭化けい素の製造方法 |
| EP83112256A EP0143122A3 (en) | 1983-08-26 | 1983-12-06 | An ultrafine powder of silcon carbide, a method for the preparation thereof and a sintered body therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58155912A JPS6046912A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 超微粒子状炭化けい素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046912A true JPS6046912A (ja) | 1985-03-14 |
| JPH0121090B2 JPH0121090B2 (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=15616225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58155912A Granted JPS6046912A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 超微粒子状炭化けい素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046912A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5011639A (en) * | 1986-06-05 | 1991-04-30 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for the preparation of a sintered body of silicon carbide |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6046974A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | 信越化学工業株式会社 | 炭化けい素焼結体 |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP58155912A patent/JPS6046912A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6046974A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | 信越化学工業株式会社 | 炭化けい素焼結体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5011639A (en) * | 1986-06-05 | 1991-04-30 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for the preparation of a sintered body of silicon carbide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0121090B2 (ja) | 1989-04-19 |
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