JPS61146706A - 炭化けい素の製造法 - Google Patents
炭化けい素の製造法Info
- Publication number
- JPS61146706A JPS61146706A JP59270246A JP27024684A JPS61146706A JP S61146706 A JPS61146706 A JP S61146706A JP 59270246 A JP59270246 A JP 59270246A JP 27024684 A JP27024684 A JP 27024684A JP S61146706 A JPS61146706 A JP S61146706A
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- Japan
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- silicon carbide
- chlorite
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- product
- peridotite
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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】
本発明は炭化けい素の製造に間する。
炭化けい素（ＳｉＣ）は、その結晶構造から立方晶系の
β−５ｉＣと六方晶系のα−５ｉＣに大別される。
β−５ｉＣと六方晶系のα−５ｉＣに大別される。
β−５ｉＣは１種類であるが、α−５ｉＣは多くの多形
が知られており、現在１００種類以上あるといわれてい
る。また各多形は同一温度領域内で共存することが多く
、従って炭化けい素の性質は一般にこれら多形の集合晶
の性質である。炭化けい素は、酸とかアルカリ液に対し
て安定である。熱的安定性が強い、電気的には絶縁体で
あるが、微量不純物の存在によって半導体となる。硬度
が極めて硬い。
が知られており、現在１００種類以上あるといわれてい
る。また各多形は同一温度領域内で共存することが多く
、従って炭化けい素の性質は一般にこれら多形の集合晶
の性質である。炭化けい素は、酸とかアルカリ液に対し
て安定である。熱的安定性が強い、電気的には絶縁体で
あるが、微量不純物の存在によって半導体となる。硬度
が極めて硬い。
熱伝導性がよい、などの性質がある。このため、炭化け
い素はこれらの性質を利用して研磨材とか高温構造材、
電子材料などとして広く用いられている。
い素はこれらの性質を利用して研磨材とか高温構造材、
電子材料などとして広く用いられている。
前述の炭化けい素は、■アチソン法と呼ばれている黒鉛
粒、けい石、コークスなどを原料にし、２０００℃以上
に加熱してα−５ｉＣを製造する方法、■シリカとカー
ボンを不活性雰囲気中で２０００℃以下でβ−５ｉＣを
合成する方法、■シリコンとカーボンを１４００℃以下
で直接反応させβ−５ｉＣを合成する方法などがあり、
これらはいずれも工業的製造法として行なわれている。
粒、けい石、コークスなどを原料にし、２０００℃以上
に加熱してα−５ｉＣを製造する方法、■シリカとカー
ボンを不活性雰囲気中で２０００℃以下でβ−５ｉＣを
合成する方法、■シリコンとカーボンを１４００℃以下
で直接反応させβ−５ｉＣを合成する方法などがあり、
これらはいずれも工業的製造法として行なわれている。
またこの他に気相反応法、ガス蒸発法、有機けい素ポリ
マーの熱分解法などがすでに知られている。
マーの熱分解法などがすでに知られている。
本発明は炭化けい素組成のうちけい素分に代替する原料
としてカンラン岩あるいは緑泥石を用いて炭化けい素を
製造する方法である。
としてカンラン岩あるいは緑泥石を用いて炭化けい素を
製造する方法である。
カンラン宕の化学組成はＲ，５ｉ０４で表わされ、別名
クリソライト類と称されている。これは組成のうちＲに
相当する組成が、カルシウム、マグネシウム、鉄、マン
ガン、鉛、亜鉛などの金属元素からなり、それぞれに含
有する元素とその量によって、それぞれ個別の鉱物名で
呼ばれている。また同様に緑泥石はいくつかの鉱物があ
るが、一般にＲ−５ｉｓ Ｏイ４Ｈ２０で代表的に示さ
れ、Ｒに相当する元素はマグネシウムとアルミニウムで
ある場合が多いが、時にそれらの元素にかわり鉄、クロ
ミウムなどの元素と置換して別の名で称されている。
クリソライト類と称されている。これは組成のうちＲに
相当する組成が、カルシウム、マグネシウム、鉄、マン
ガン、鉛、亜鉛などの金属元素からなり、それぞれに含
有する元素とその量によって、それぞれ個別の鉱物名で
呼ばれている。また同様に緑泥石はいくつかの鉱物があ
るが、一般にＲ−５ｉｓ Ｏイ４Ｈ２０で代表的に示さ
れ、Ｒに相当する元素はマグネシウムとアルミニウムで
ある場合が多いが、時にそれらの元素にかわり鉄、クロ
ミウムなどの元素と置換して別の名で称されている。
これらの鉱物のうちシリカ（ＳｉＯ□）成分が炭化けい
素を合成するのに関与する組成となるものである。この
他に含有する結晶水とマグネシウムなどの元素は合成さ
れる段階で逸散するか、周囲の容器、反応管と反応、焼
結固着して製品から除かれる。また鉄など、その他の金
属元素は製品内に残留し、他の鉱物として存在する。
素を合成するのに関与する組成となるものである。この
他に含有する結晶水とマグネシウムなどの元素は合成さ
れる段階で逸散するか、周囲の容器、反応管と反応、焼
結固着して製品から除かれる。また鉄など、その他の金
属元素は製品内に残留し、他の鉱物として存在する。
本発明の合成炭化けい素の製造方法はすでに特許出願（
特願昭５９−１６９７６３ ：下用勝義ほか１名）と同
様である。高温焼成炉の中で行なわれるが、予め木炭チ
ャーとカンラン岩あるいは緑泥石を所定の組成に調整し
た試料を磁性ボートに入れ、炉内の雰囲気をアルゴンガ
スか窒素ガスで置換した中で行なわれる。そして所定の
温度まで加熱し、１時間その状態を保持した後、室温ま
で徐冷した後、反応物を外気に取り出し製品となる。
特願昭５９−１６９７６３ ：下用勝義ほか１名）と同
様である。高温焼成炉の中で行なわれるが、予め木炭チ
ャーとカンラン岩あるいは緑泥石を所定の組成に調整し
た試料を磁性ボートに入れ、炉内の雰囲気をアルゴンガ
スか窒素ガスで置換した中で行なわれる。そして所定の
温度まで加熱し、１時間その状態を保持した後、室温ま
で徐冷した後、反応物を外気に取り出し製品となる。
本発明の製造範囲とその最適条件は前述の特許出願内容
と同様であるが、カンラン岩および緑泥石とチャーとの
組成比は前者が１に対して、後者は１．５〜２程度の混
合割合で合成するのが好ましいことがわかった。なお製
品の中に過剰のチャーがある場合には６５０℃程度で焼
成すればチャーの大部分を取り除くことができた。
と同様であるが、カンラン岩および緑泥石とチャーとの
組成比は前者が１に対して、後者は１．５〜２程度の混
合割合で合成するのが好ましいことがわかった。なお製
品の中に過剰のチャーがある場合には６５０℃程度で焼
成すればチャーの大部分を取り除くことができた。
また合成温度は１５００℃以上で行なうのが品質の良い
炭化けい素粉末が得られる。さらにこの場合、ウィスカ
あるいは針状結晶の生成が確認されることがある。
炭化けい素粉末が得られる。さらにこの場合、ウィスカ
あるいは針状結晶の生成が確認されることがある。
さらに合成時の雰囲気はアルゴンガスで満たされている
場合が炭化けい素の生成にとって良かった。また窒素ガ
ス中でも炭化けい素は生成するが、他に窒化けい素が生
成する。
場合が炭化けい素の生成にとって良かった。また窒素ガ
ス中でも炭化けい素は生成するが、他に窒化けい素が生
成する。
以下の実施例に供したカンラン岩と緑泥石は鉱山から採
掘した鉱石であり、第１表にそれらの化学組成を示す。
掘した鉱石であり、第１表にそれらの化学組成を示す。
けい素以外の組成は炭化けい素を製造するには好ましく
なく、含有量は少ないほどよい。両鉱石とも鉄成分が比
較的多く含有しており、鉄は両鉱石の主要成分であるア
ルミニウムとかマグネシウム、カルシウムなどの組成と
置換した形で存在していると考えられる。
なく、含有量は少ないほどよい。両鉱石とも鉄成分が比
較的多く含有しており、鉄は両鉱石の主要成分であるア
ルミニウムとかマグネシウム、カルシウムなどの組成と
置換した形で存在していると考えられる。
カンラン岩は鉄分の多いヅンカンラン岩であり、フォル
ステライトとファイヤライト鉱物からなる。
ステライトとファイヤライト鉱物からなる。
また緑泥石は少量の滑石とマグネサイトを随伴している
。試料中の鉄成分は合成した炭化けい素と共存し、不純
物鉱物（鉄−けい素鉱物）などとして存在する。これら
原料中に含有する鉄、アルカリ金属類などの不純物組成
は合成する以前に予め、酸、アルカリ液で処理すること
によって、多くを除去することができる。また生成物中
の炭化けい素以外の不純鉱物とか成分を除去するため、
生成物を酸、アルカリ液で処理すると、好ましくはフッ
酸液で洗うことによって、それらの多くを除去し得る。
。試料中の鉄成分は合成した炭化けい素と共存し、不純
物鉱物（鉄−けい素鉱物）などとして存在する。これら
原料中に含有する鉄、アルカリ金属類などの不純物組成
は合成する以前に予め、酸、アルカリ液で処理すること
によって、多くを除去することができる。また生成物中
の炭化けい素以外の不純鉱物とか成分を除去するため、
生成物を酸、アルカリ液で処理すると、好ましくはフッ
酸液で洗うことによって、それらの多くを除去し得る。
以下の実施例によって本発明方法による炭化けい索の製
造を具体的に説明する。
造を具体的に説明する。
実施例 １゜
粉末状にしたカンラン岩と木炭チャーとの混合比を１：
１の重量割合に調合した試料を磁性ボートにいれる。こ
の混合物を抵抗式電気炉に入れ、１５５０℃に加熱、合
成した。この時の非酸素雰囲気に使用した気体はアルゴ
ンガスであり、その流量は毎分５０＋＋＋１程度である
。また昇温は毎分２８℃で行ない、１５５０℃に達した
後、１時間その状態を保持した。その後電気炉への通電
を停止し、室温まで放冷した。生成した合成試料をＸ線
回折分析に供した。
１の重量割合に調合した試料を磁性ボートにいれる。こ
の混合物を抵抗式電気炉に入れ、１５５０℃に加熱、合
成した。この時の非酸素雰囲気に使用した気体はアルゴ
ンガスであり、その流量は毎分５０＋＋＋１程度である
。また昇温は毎分２８℃で行ない、１５５０℃に達した
後、１時間その状態を保持した。その後電気炉への通電
を停止し、室温まで放冷した。生成した合成試料をＸ線
回折分析に供した。
Ｘ線回折図を第１図に示す、おもな生成鉱物は炭化けい
索（β−５ｉＣ）であることが確認できる。
索（β−５ｉＣ）であることが確認できる。
なお図から他の小さなピークが認められるが、これは炭
化けい素以外の鉱物であって、主として鉄とけい素より
なる鉱物であり、この他に微少量の酸化マグネシウムお
よび鉄あるいはマグネシウムのスピネル（ＦｅＡ ｌｘ
０４ 、ＭｇＡ １２０４）が認められ、これらはカ
ンラン岩鉱石中の鉄およびマグネシウム成分などとの化
合物である。
化けい素以外の鉱物であって、主として鉄とけい素より
なる鉱物であり、この他に微少量の酸化マグネシウムお
よび鉄あるいはマグネシウムのスピネル（ＦｅＡ ｌｘ
０４ 、ＭｇＡ １２０４）が認められ、これらはカ
ンラン岩鉱石中の鉄およびマグネシウム成分などとの化
合物である。
この化合物をフッ酸液で処理した残査のＸ線回折図を第
２図に示す、第１図の結果と比べ炭化けい素の強度がよ
り強くなっており、また鉄−けい素鉱物が消失している
ことがわかる。このことがらフッ酸などの後処理によっ
て炭化けい素の品質を高めることができる。
２図に示す、第１図の結果と比べ炭化けい素の強度がよ
り強くなっており、また鉄−けい素鉱物が消失している
ことがわかる。このことがらフッ酸などの後処理によっ
て炭化けい素の品質を高めることができる。
実施例 ２゜
粉末状の緑泥石と木炭チャーとの混合比を１＝１に調合
した試料を磁性ボートに取り、実施例１で述べたと同様
の方法で合成した。
した試料を磁性ボートに取り、実施例１で述べたと同様
の方法で合成した。
生成した合成物のＸ線回折図を第３図に示した。
炭化けい素の生成が最も強く、他に鉄−けい素鉱物およ
び鉄とアルミニウムのスピネルが認められる。
び鉄とアルミニウムのスピネルが認められる。
実施例 ３゜
粉末状のカンラン宕と木炭チャーとの混合比をｌ：ｌに
調合した試料を磁性ボートに取り、実施例１で述べたと
同様の方法で合成した。この場合の非酸素雰囲気は窒素
ガスで調整した。生成した合成物は炭化けい素がおもで
あり、他に鉄−けい素鉱物と窒化けい素などが認められ
た。
調合した試料を磁性ボートに取り、実施例１で述べたと
同様の方法で合成した。この場合の非酸素雰囲気は窒素
ガスで調整した。生成した合成物は炭化けい素がおもで
あり、他に鉄−けい素鉱物と窒化けい素などが認められ
た。
実施例 ４゜
粉末状の緑泥石と木炭チャーとを出発原料とし、非酸素
雰囲気を窒素ガスで調整して、他の条件は実施例１と同
様の方法で合成した。生成した合成物は炭化けい素と窒
化アルミニウムがおもな鉱物として確認された。その他
に鉄−けい素鉱物が認められた。
雰囲気を窒素ガスで調整して、他の条件は実施例１と同
様の方法で合成した。生成した合成物は炭化けい素と窒
化アルミニウムがおもな鉱物として確認された。その他
に鉄−けい素鉱物が認められた。
第１表は実施例で用いたカンラン岩と緑泥石の化学組成
値を示した。いずれの試料もマグネシウムが多く、超塩
基性鉱物に属するものである。 第１図から第３図までは合成して得られた生成物のＸ線
回折図を示した。おもな測定条件は次の通りである。鋼
管域：３０にＶ−２０ａ＋Ａ 、 Ｆｕｌｌ’ ５ｃａ
ｌｅ ：２０００ｃ／ｓ、時定数： ｌ５ｅＣｓ横軸は
回折角度２θを表わし、縦軸は各鉱物の回折強度を表わ
している。 回折強度が強く（ピークが高く）、鈍いほど一般的に結
晶性が良く、量的にも多いことを示している。また各図
の中のピーク上に示した記号はそれぞれ次の鉱物を表わ
している。 ＳｉＣ：炭化けい素 ＦＳｉ ：鉄−けい素鉱物 ＳＰＮ ：鉄、マグネシウム系スピネルＭｇＯ：酸
化マグネシウム 第１表 減 １ 区 ！！ １１ 区 減 Ｉｌｌ 区 手続補正書（方の 昭和６０年７月２３日 事件の表示 昭和５９年特許願第２７０２４６号発明
の名称 炭化けい素の製造法 補正をする者 事牛との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区霞が関１丁目３番１号氏名 （１
１４） ！既知 等々力達 □癖百切り、 「明細書の図面の簡単な説明の欄」 ７、補正の内容 （１１明細書第７頁１１行から１２行の「第１表にそれ
らの化学組成を示す、」を「第１表に実施例で用し吹カ
ンラン岩と緑泥石の化学組成値を示した。いずれの試料
もマグネシウムが多く、超塩基性鉱物に属するものであ
る。」に補正する。 （２） 明細書第１２頁石細１ら４行の「第１表は実
施例で用いたカンラン岩と緑泥石の化学組成値を示した
。いずれの試料もマグネシウムが多く、超塩基性鉱物に
属するものである。」を削除する。
値を示した。いずれの試料もマグネシウムが多く、超塩
基性鉱物に属するものである。 第１図から第３図までは合成して得られた生成物のＸ線
回折図を示した。おもな測定条件は次の通りである。鋼
管域：３０にＶ−２０ａ＋Ａ 、 Ｆｕｌｌ’ ５ｃａ
ｌｅ ：２０００ｃ／ｓ、時定数： ｌ５ｅＣｓ横軸は
回折角度２θを表わし、縦軸は各鉱物の回折強度を表わ
している。 回折強度が強く（ピークが高く）、鈍いほど一般的に結
晶性が良く、量的にも多いことを示している。また各図
の中のピーク上に示した記号はそれぞれ次の鉱物を表わ
している。 ＳｉＣ：炭化けい素 ＦＳｉ ：鉄−けい素鉱物 ＳＰＮ ：鉄、マグネシウム系スピネルＭｇＯ：酸
化マグネシウム 第１表 減 １ 区 ！！ １１ 区 減 Ｉｌｌ 区 手続補正書（方の 昭和６０年７月２３日 事件の表示 昭和５９年特許願第２７０２４６号発明
の名称 炭化けい素の製造法 補正をする者 事牛との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区霞が関１丁目３番１号氏名 （１
１４） ！既知 等々力達 □癖百切り、 「明細書の図面の簡単な説明の欄」 ７、補正の内容 （１１明細書第７頁１１行から１２行の「第１表にそれ
らの化学組成を示す、」を「第１表に実施例で用し吹カ
ンラン岩と緑泥石の化学組成値を示した。いずれの試料
もマグネシウムが多く、超塩基性鉱物に属するものであ
る。」に補正する。 （２） 明細書第１２頁石細１ら４行の「第１表は実
施例で用いたカンラン岩と緑泥石の化学組成値を示した
。いずれの試料もマグネシウムが多く、超塩基性鉱物に
属するものである。」を削除する。
Claims (7)
- （１）カンラン岩、緑泥石と炭素原料を出発原料として
非酸素雰囲気において炭化けい素 を製造する方法。 - （２）アルゴンおよび窒素ガスを封じ込るめか、流通し
た中で製造し、好ましくはアルゴン ガスで製造することを特徴とする特許請求 の範囲第１項に記載の方法。 - （３）カンラン岩および緑泥石と炭素原料との混合割合
は、両者が存在するなかであれば いずれの混合割合であっても炭化けい素は 生成するが、好ましくは両者の比が２：１ から１：２の範囲で製造することを特徴と する特許請求範囲第１項に記載の方法。 - （４）製造する焼成温度は１２００℃以上で、好ましく
は、１５００℃以上で製造することを特徴とする特許請
求範囲第１項に記載の方法。 - （５）製造した生成物中の余剰の木炭チャーは３００か
ら９００℃で、好ましくは６００から７００℃、空気中
で焼成し、除去することを特徴とする特許請求範囲第１
項に記載の方 法。 - （６）炭化けい素生成物の品質をよくするため、予め合
成する以前に出発原料を酸およびア ルカリ液で処理して製造することを特徴と する特許請求範囲第１項に記載の方法。 - （７）炭化けい素生成物の品質をよくするため、生成物
を酸、アルカリ液、好ましくはフッ 酸液で処理して製造することを特徴とする 特許請求範囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270246A JPS61146706A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 炭化けい素の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270246A JPS61146706A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 炭化けい素の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61146706A true JPS61146706A (ja) | 1986-07-04 |
| JPH0137325B2 JPH0137325B2 (ja) | 1989-08-07 |
Family
ID=17483580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59270246A Granted JPS61146706A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | 炭化けい素の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61146706A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7785555B1 (en) * | 2008-01-07 | 2010-08-31 | Unimin Corporation | Synthesis of lizardite from olivine |
-
1984
- 1984-12-20 JP JP59270246A patent/JPS61146706A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7785555B1 (en) * | 2008-01-07 | 2010-08-31 | Unimin Corporation | Synthesis of lizardite from olivine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0137325B2 (ja) | 1989-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |