JPS61168515A - Production of silicon carbide - Google Patents

Production of silicon carbide

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Publication number
JPS61168515A
JPS61168515A JP60006594A JP659485A JPS61168515A JP S61168515 A JPS61168515 A JP S61168515A JP 60006594 A JP60006594 A JP 60006594A JP 659485 A JP659485 A JP 659485A JP S61168515 A JPS61168515 A JP S61168515A
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JP
Japan
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powder
component
precursor
silicon carbide
sic
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JP60006594A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Arai
克彦 新井
Ikuo Kurachi
育夫 倉地
Koichi Irako
伊良子 光一
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain silicon carbide powder, by hardening a mixture of a specific silicon polymer, a solid carbonaceous material and optionally silica fine powder in the presence of a hardening catalyst and calcining the obtained solid precursor in a non-oxidizing atmosphere. CONSTITUTION:The silicon polymer of formula (R<1>-R<4> are C1-6 hydrocarbon residue; n is 1-10) is mixed homogeneously with a solid carbonaceous material (preferably e.g. finely pulverized various carbon black, petroleum coke, etc. which may be liquefied with a solvent such as ethyl alcohol), and the mixture is hardened with a hardening catalyst to obtain a precursor. The objective silicon carbide is produced by calcining the precursor in a non-oxidizing atmosphere. A part of the silicon polymer used as the first component may be replaced by fine silica powder in the synthesis of the precursor. The amount of the silica powder is selected to give the objective product having a C/Si ratio of 1<C/Si<10.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は炭化珪素(以下SiCと記載する。)の製造方
法に係り、更に詳しくは、微細で易焼結性のSiC粉末
の製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing silicon carbide (hereinafter referred to as SiC), and more particularly, to a method for producing fine and easily sinterable SiC powder. .

[従来の技術] SiC焼結体は、硬度及び強度が共に大きく。[Conventional technology] SiC sintered bodies have high hardness and strength.

耐熱性に優れ、化学的に安定であることから、耐摩耗性
機械部品、構造用材料、耐熱性材料等に広く利用されて
いる。SiC粉末にはα、βの2つの結晶形があり、そ
の製造方法としては、従来。
Because it has excellent heat resistance and is chemically stable, it is widely used in wear-resistant mechanical parts, structural materials, heat-resistant materials, etc. There are two crystal forms of SiC powder, α and β, and the manufacturing method is conventional.

■ S i O2とCとの反応による方法。■ S  method by reaction between O2 and C.

■ SiとCとの反応による方法、 ■ Si化合物と炭化水素とからの気相合成による方法
、 が知られている。しかして、これらの方法のうち、工業
的には、原料が安価であり、反応操作が容易である等の
利点を有する■の方法によりSiC粉末の製造が行なわ
れている。
The following methods are known: (1) a method based on a reaction between Si and C, and (2) a method based on gas phase synthesis from a Si compound and a hydrocarbon. Among these methods, SiC powder is manufactured industrially by method (2), which has advantages such as inexpensive raw materials and easy reaction operations.

前記■の方法としては、アチソン炉による合成法が著名
であるが、この方法で得られる生成物のSiCは塊状で
あり、微粉化のためには長時間の粉砕が必要であるとい
う欠点を有している。そこで、近年、■の方法の改良が
数多くなされ、連続生産によるβ−3iC微粉末の合成
方法も提案されている。この方法は高温における下記■
又は11式の反応によるものである(ただし■、II式
において(g)はガス状物を表す。)。
As the method (2) above, the synthesis method using an Acheson furnace is famous, but the SiC product obtained by this method is in the form of lumps, and it has the disadvantage that it requires long pulverization for pulverization. are doing. Therefore, in recent years, many improvements have been made to the method (1), and a method for synthesizing β-3iC fine powder by continuous production has also been proposed. This method is as follows at high temperature.
Or, it is due to the reaction of formula 11 (however, in ■, formula II, (g) represents a gaseous substance).

S io2+3C+S ic+2co (g)・・・■
従来、β−3iC微粉末の連続生産を行なうために、固
体の珪素質原料と炭素質原料とを混合して固型化する方
法の研究が行なわれてきた0例えば、特公昭58−18
325号公報には、ピッチ等の高温領域で炭化し得る結
合剤を用いて固型物を作り、400℃以上で熱処理を行
なうことにより、珪素質原料と炭素質原料との混合固型
物同志が付着することなく連続生産が可能である旨が開
示されている。
S io2+3C+S ic+2co (g)...■
In order to continuously produce β-3iC fine powder, research has been carried out on methods of mixing and solidifying solid siliceous raw materials and carbonaceous raw materials.
Publication No. 325 discloses that by making a solid material using a binder that can be carbonized in a high temperature range, such as pitch, and performing heat treatment at 400°C or higher, a mixed solid material of a silicon material and a carbonaceous material is produced. It is disclosed that continuous production is possible without any adhesion.

また、特公昭58−18325号の方法を更に改良した
ものとして、特公昭58−34405号公報には、前記
II式の反応において生成するSiOの効率的利用を目
的として、炭素質原料を大過剰に用いる方法が提案され
ている。
In addition, as a further improvement of the method of Japanese Patent Publication No. 58-18325, Japanese Patent Publication No. 58-34405 discloses that carbonaceous raw materials are used in large excess for the purpose of efficient utilization of SiO produced in the reaction of formula II. A method has been proposed for use in

更に特開昭55−20268号公報には、SiC合成の
際にホウ素系あるいはアルミニウム系の焼結促進剤を添
加することにより、易焼結性のSiCを得ることができ
ることが開示されている。
Further, JP-A-55-20268 discloses that easily sinterable SiC can be obtained by adding a boron-based or aluminum-based sintering accelerator during SiC synthesis.

一方、特開昭58−91026号公報には、珪素のフル
コキシド及びカーボンブラック等の炭素質物質を酸又は
アルカリ水溶液と混合してゲル化した後乾燥せしめ、非
酸化性雰囲気中において焼成せしめる炭化珪素の製造法
が開示されている。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-91026 discloses silicon carbide which is prepared by mixing carbonaceous substances such as silicon flukoxide and carbon black with an acid or alkaline aqueous solution, gelling the mixture, drying it, and then calcining it in a non-oxidizing atmosphere. A manufacturing method is disclosed.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記従来の方法はいずれも、得られる生
成物中には残存炭素及びシリカを含み、これらの除去の
ために多大の手間を要していた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in all of the above conventional methods, the resulting products contain residual carbon and silica, and a great deal of effort is required to remove them.

そこで、発明者らは、高純度SiCを得るべく種々検討
を重ねた結果、珪素質材料と炭素質材料とが均一かつ密
着した状態でSiC化反応を生起させることが、高純度
SiCを得るための必須要件であることを見い出した。
Therefore, as a result of various studies in order to obtain high purity SiC, the inventors have found that in order to obtain high purity SiC, it is possible to cause the SiC conversion reaction in a state where the silicon material and the carbonaceous material are uniformly and in close contact with each other. It was found that this is an essential requirement.

しかるに、上記従来の方法は、いずれもこの要件を満し
ていない。
However, none of the above conventional methods satisfy this requirement.

なお、特開昭58−91026号公報に記載の方法は、
反応が均一系で行なわれているように思われるが、この
公報の実施例によれば、得られた生成物は残存炭素を含
み、酸化処理によりこれを除去する必要がある。更に、
実施例における珪酸エチルとカーボンとの塩酸によるゲ
ル化及びその乾燥工程には長時間を要し、かつ収率も必
ずしも良好ではなく、製造プロセスとしては効率的では
ない。
In addition, the method described in Japanese Patent Application Laid-open No. 58-91026 is as follows:
Although the reaction appears to be carried out in a homogeneous system, according to the examples of this publication, the resulting product contains residual carbon, which must be removed by oxidation treatment. Furthermore,
The gelation of ethyl silicate and carbon with hydrochloric acid and the drying process in the examples require a long time, and the yield is not necessarily good, so it is not efficient as a manufacturing process.

本発明は上記従来の問題点を解消するべくなされたもの
であって、その目的とするところは、高純度の易焼結性
SiC微粉末を高収率で製造することができる炭化珪素
の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to produce silicon carbide that can produce high-purity easily sinterable SiC fine powder at a high yield. The purpose is to provide a method.

[問題を解決するための手段] この目的を達成するために、本発明の炭化珪素の製造方
法は、 ■一般式 (式中 1(+ 、、、 )i 4は炭素数1〜6の炭
化水素残基、nは1−10の任意の整数を表す、)で表
される珪素重合体 及び ■固体炭素質材料 とを均一に混合し、■硬化触媒により硬化せしめて前駆
体とし、この前駆体を非酸化性雰囲気下で加熱焼成する
ことを特徴とする炭化珪素の製造方法、 を要旨とするものである。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve this object, the method for producing silicon carbide of the present invention has the following characteristics: A silicon polymer represented by a hydrogen residue (n represents an arbitrary integer from 1 to 10) and (1) a solid carbonaceous material are uniformly mixed and (1) cured with a curing catalyst to obtain a precursor. A method for producing silicon carbide, characterized by heating and firing a silicon carbide body in a non-oxidizing atmosphere.

即ち本発明者らは、前記II式の反応にょるSiCの合
成について詳細に検討した結果、前述した如く、SiC
を効率良く反応させるためには、SiC生成直前まで珪
素質原料と炭素質N料が均一かつ密着状態にあることが
必要であることを知見し、この知見に基き更に検討を重
ねた結果、■成分の特定の珪素重合体及び(ル成分の固
体炭素質材料を@成分の硬化触媒の存在下に硬化させる
と、理想的な状態で反応が効率的に進行することを見い
出し、本発明に到達したものである。
That is, as a result of detailed study on the synthesis of SiC by the reaction of formula II, the present inventors found that SiC
We found that in order to react efficiently, it is necessary for the siliconaceous raw material and the carbonaceous N material to be in a uniform and intimate state until just before the formation of SiC. Based on this knowledge, we conducted further studies and found that The present invention was achieved by discovering that when a specific silicon polymer as a component and a solid carbonaceous material as a component are cured in the presence of a curing catalyst as a component, the reaction proceeds efficiently under ideal conditions. This is what I did.

また、本発明者らは、上記■及び■成分に加えて、更に
■成分としてシリカ微粉末を均一に混合し@成分の硬化
触媒により硬化せしめることにより、より効果的に反応
を進行させることができることを見い出した。
In addition, the present inventors have found that in addition to the above components (1) and (2), fine silica powder is further mixed uniformly as the (2) component, and the reaction is progressed more effectively by curing with the curing catalyst of the @component. I found out what I can do.

以下に本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明で原料として用いられる■成分は一般式 (式中、RI 、、 lli 4は炭素数1〜6の炭化
水素残基、nは1〜10の任意の整数を表す、)で表さ
れる珪素重合体である。上記式中 R1−R4としては
、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル
、フェニル、シクロヘキシル等から選ばれる任意の残基
が挙げられる。また。
Component (1) used as a raw material in the present invention is represented by the general formula (wherein, RI, , lli 4 is a hydrocarbon residue having 1 to 6 carbon atoms, and n represents any integer from 1 to 10). It is a silicon polymer. In the above formula, R1-R4 include, for example, any residue selected from methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, phenyl, cyclohexyl, and the like. Also.

nは1〜10の整数であるが、必ずしも1つの整数でな
くても良く、本発明の珪素重合体はnの値が異なる重合
体の混合物でも良い。
Although n is an integer from 1 to 10, it is not necessarily a single integer, and the silicon polymer of the present invention may be a mixture of polymers having different values of n.

@成分の固体炭素質材料としては、例えば、各種のカー
ボンブラック、天然黒鉛、石油コークス、石炭粉等が挙
げられる。これらはいずれも微粉砕されたもの、あるい
は、エチルアルコール等の溶媒等により液状化されたも
のが好ましい、■成分としては、特に、非造粒状態にあ
るカーボンブラックが好ましい。
Examples of the solid carbonaceous material of the @ component include various carbon blacks, natural graphite, petroleum coke, coal powder, and the like. All of these are preferably finely pulverized or liquefied with a solvent such as ethyl alcohol. As component (2), carbon black in a non-granulated state is particularly preferred.

本発明においては、上記■成分及び■成分を混合、混和
し、十分に均一状態にして硬化せしめるが、硬化に際し
ては■成分である硬化触媒を用いる。■成分の硬化触媒
は、■成分と■成分とを均一な密着状態に保つために重
要な働きを行なう。
In the present invention, the above-mentioned components (1) and (2) are mixed, blended, and brought into a sufficiently uniform state for curing. During curing, a curing catalyst, which is component (2), is used. The curing catalyst for component (1) plays an important role in keeping component (2) and component (2) in uniform adhesion.

■成分としては、酸触媒又はアルカリ触媒が用いられる
が、なかでも、塩酸、硫酸等の無4I!酸、トルエンス
ルフォン酸等の有機酸等が好ましく、とりわけ有機酸が
好ましい。
■As a component, an acid catalyst or an alkali catalyst is used, and among them, 4I-free catalysts such as hydrochloric acid and sulfuric acid are used! Preferred are acids, organic acids such as toluenesulfonic acid, and particularly preferred are organic acids.

なお、■成分及び[相]成分は無触媒下において加熱す
ることによっても硬化することができるが、本発明にお
いては上述の如き硬化触媒を用いることにより硬化反応
を高効率で行なう。
Note that the (2) component and the [phase] component can also be cured by heating in the absence of a catalyst, but in the present invention, the curing reaction is carried out with high efficiency by using the above-mentioned curing catalyst.

本発明においては、■成分、■成分及び■成分より前駆
体を合成する際に、■成分の珪素重合体の一部に代えて
、■成分シリカ微粉末を用いることができる。この場合
においても、既に述べたように、■成分、■成分の両成
分と@成分とが均一混合系を保つことが重要であり、ま
た、■成分の触媒により効率的に硬化し得ることが重要
である。このため、■成分を併用する場合には、■成分
/■成分の割合が重量比で2/8以上となるようにする
ことが好ましい、■成分のシリカ微粉末としては、珪酸
無水物の粉体が挙げられるが、なかでも、ソフトシリカ
、アモルファスシリカに属するものが好ましく、粉体の
粒径はできるだけ細かいものが好ましい。
In the present invention, when a precursor is synthesized from component (1), component (2), and component (2), fine silica powder as component (2) can be used in place of a portion of the silicon polymer of component (2). In this case as well, as mentioned above, it is important to maintain a homogeneous mixture of both the components (■) and (2) and the @component, and it is also important that the catalyst of the (■) component allows for efficient curing. is important. Therefore, when using component (■) together, it is preferable that the ratio of component (■)/component (■) be 2/8 or more by weight. Among them, soft silica and amorphous silica are preferred, and the particle size of the powder is preferably as fine as possible.

SiCを合成するための原料の構成比は、これらを混合
して調製された固型物を非酸化性雰囲気中800〜14
00℃の温度で処理して得られた処理物のSiとCとの
原子比を基準として決定される。■成分及び■成分、あ
るいはこれに更に■成分を併用する場合には■成分、■
成分及び@成分は、かかる処理により得られる処理物中
のCとSiとの原子比が1 < C/ S i < 1
0、好ましくはC/5t=3前後となるように、各々の
混合割合を決定するのが好適である。また、合成後の生
成物中にCを残留させる場合には、C/ S i > 
3となるように、その量を決定する。
The composition ratio of the raw materials for synthesizing SiC is 800 to 14
It is determined based on the atomic ratio of Si to C of the processed material obtained by processing at a temperature of 00°C. ■ingredient and ■ingredient, or when using this together with ■ingredient, ■ingredient, ■
The components and @components are such that the atomic ratio of C and Si in the treated product obtained by such treatment is 1 < C/ Si < 1
It is preferable to determine the respective mixing ratios so that C/5t=3. In addition, when C remains in the product after synthesis, C/S i >
Determine the amount so that it becomes 3.

■成分、■成分及び@成分、あるいは更に@成分より、
焼成の前駆体を得るには、これらを混合し、好ましくは
極めて十分に撹拌混合し、得られた混合物を@成分であ
る硬化触媒の作用により、あるいは必要に応じて加熱す
ることにより、均一固化させて固型物とする。
■Ingredients, ■Ingredients and @Ingredients, or even more @Ingredients,
To obtain a precursor for calcination, these are mixed, preferably stirred very thoroughly, and the resulting mixture is uniformly solidified by the action of a curing catalyst, which is an ingredient, or by heating as necessary. Let it solidify.

このようにして得られた前駆体固型物は、そのままある
いは適当な粒径に調製された後、非酸化性雰囲気、例え
ば真空、窒素、ヘリウム又はアルゴン中で、まず約80
0−1400℃の温度で処理し、次いで得られた炭化物
を約1600〜2000℃に加熱処理することにより、
SiCを得ることができる。なお、上述の非酸化性雰囲
気中800〜1400℃の温度での処理は、原子比の決
定のために行なうものであり、SiC合成のためには必
ずしも必要とするものではない。
The precursor solid thus obtained, either as it is or after being prepared to a suitable particle size, is first heated in a non-oxidizing atmosphere, such as vacuum, nitrogen, helium or argon, to about 80%
By treating at a temperature of 0-1400°C and then heat-treating the obtained carbide to about 1600-2000°C,
SiC can be obtained. Note that the above-mentioned treatment at a temperature of 800 to 1400° C. in a non-oxidizing atmosphere is performed for determining the atomic ratio, and is not necessarily necessary for SiC synthesis.

本発明においては、(■成分、■成分及び@成分、ある
いは更に■成分の均一混合、硬化時にホウ素化合物及び
/又はアルミニウム化合物を添加しても良い、使用され
るホウ素化合物及びアルミニウム化合物としては、得に
制限はなく、ホウ素化合物としては例えばホウ酸、無水
ホウ酸、硼砂、ホウ珪酸ガラス、ホウ化珪素、その他の
有機ホウ素化合物、またアルミニウム化合物としては、
ホウ化アルミニウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミ
ニウム、炭化アルミニウム、塩化アルミニウム等が挙げ
られる。
In the present invention, a boron compound and/or an aluminum compound may be added at the time of homogeneous mixing and curing of the (■component, There are no particular limitations, and examples of boron compounds include boric acid, boric anhydride, borax, borosilicate glass, silicon boride, and other organic boron compounds, and examples of aluminum compounds include:
Examples include aluminum boride, aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum carbide, and aluminum chloride.

ホウ素化合物及び/又はアルミニウム化合物の添加量は
合成目的に応じて決定されるが、得られる合成生成物の
10重量%以下とするのが好ましい。
The amount of boron compound and/or aluminum compound added is determined depending on the purpose of synthesis, but is preferably 10% by weight or less of the resulting synthesis product.

[作用] 本発明の炭化珪素の製造方法では、■、■、■成分の混
合物、又は、■、■、■、■成分の混合物、あるいはこ
れらに更にホウ素化合物及び/又はアルミニウム化合物
を加えた混合物を固化させ、この固化物を非酸化性雰囲
気下で加熱焼成する。従って、本発明では、SiC生成
直前まで珪素質原料と炭素質原料とが均一かつ密着状態
にあるため、これらの間の反応が極めて良好に進行し、
効率良く易焼結性のSiC粉末を得ることができる。
[Function] In the method for producing silicon carbide of the present invention, a mixture of components (1), (2), and (2), a mixture of components (1), (2), (2), and (2), or a mixture of these with a boron compound and/or an aluminum compound added thereto. is solidified, and this solidified product is heated and fired in a non-oxidizing atmosphere. Therefore, in the present invention, the siliceous raw material and the carbonaceous raw material are uniformly and in close contact with each other until immediately before the formation of SiC, so that the reaction between them proceeds extremely well.
Easily sinterable SiC powder can be obtained efficiently.

しかして、非酸化性雰囲気中800〜1400℃の温度
での処理物中のC/Si(原子比)を3又は3近傍の値
となるように各成分を混合すると、残留炭素のない純粋
なβ−5iC粉末が得られる。
Therefore, if each component is mixed so that the C/Si (atomic ratio) in the processed material at a temperature of 800 to 1400°C in a non-oxidizing atmosphere is 3 or a value close to 3, pure carbon with no residual carbon can be produced. β-5iC powder is obtained.

また、ホウ素化合物及び/又はアルミニウム化合物を添
加しない場合には、得られるSiCはα相を含まないβ
−5iC粉末であるのに対し、アルミニウム化合物をS
iC生成物の2重量%以上となるように添加した場合に
は、α−5iC粉末が得られる。
In addition, when no boron compound and/or aluminum compound is added, the obtained SiC has a β phase that does not contain an α phase.
-5iC powder, while aluminum compound is S
When added in an amount of 2% by weight or more of the iC product, α-5iC powder is obtained.

[実施例] 次に本発明を実施例及び比較例を挙げて更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。
[Examples] Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless the gist thereof is exceeded.

実施例1 で表される液状珪素化合物(■成分)CHの平均値は4
でありS i 02分を41重量%含む、)53重量%
、カーボンブラック(@成分)13fi酸%、エチルア
ルコール28重量%、水6重量%を均一に混合した0次
いでこの混合物に4重量%程度の酸触媒(@成分)を添
加し、激しく撹拌した。攪拌後lO分程度静置すると固
化した。
The average value of CH of the liquid silicon compound (■component) represented by Example 1 is 4
and contains 41% by weight of S i 02min, ) 53% by weight
, carbon black (@component) 13% by weight of acid, 28% by weight of ethyl alcohol, and 6% by weight of water were uniformly mixed.Next, about 4% by weight of an acid catalyst (@component) was added to this mixture and vigorously stirred. After stirring, the mixture was allowed to stand for about 10 minutes and solidified.

得られた固型物を、非酸化性雰囲気下、10’07m1
nにて1600℃まで昇温し、4時間保持した後、冷却
した。
The obtained solid material was heated to 10'07 m1 under a non-oxidizing atmosphere.
The temperature was raised to 1600° C. at n, maintained for 4 hours, and then cooled.

得られた処理物を粉末X線回折法により調べたところ、
その回折線は第1図に示す如くでありβ−5iC微粉末
が得られたことが判明した。得られたβ−3iC微粉末
の性状は後掲の第1表に示す通りである。
When the obtained treated product was examined by powder X-ray diffraction method, it was found that
The diffraction lines were as shown in FIG. 1, indicating that β-5iC fine powder was obtained. The properties of the obtained β-3iC fine powder are as shown in Table 1 below.

この粉末を脱炭処理することなく、焼結に供した。即ち
、この粉末に2重量%の炭素と0.2重量%のホウ素と
を加えて成形し、アルゴンガス中、2100℃で、常圧
焼結あるいは20 M P aの加圧焼結を施した。そ
の結果、常圧焼結では密度が3.10g/Cm’、加圧
焼結では3.15g/Cゴまで緻密化した。
This powder was subjected to sintering without being decarburized. That is, 2% by weight of carbon and 0.2% by weight of boron were added to this powder, which was then molded and subjected to normal pressure sintering or pressure sintering at 20 MPa at 2100°C in argon gas. . As a result, the density was increased to 3.10 g/Cm' by pressureless sintering, and 3.15 g/Cm' by pressure sintering.

実施例2 実施例1で用いた液状珪素化合物19重量%、カーボン
ブラック9重量%、シリカ微粉末(■成分)8重量%、
エチルアルコール62重量%、水2重量%を均一に混合
した0次いで、この混合物に2重量%程度の酸触媒を添
加し、激しく攪拌した。攪拌後lO分程度静置すると固
化した。得られた固型物を実施例1と同様に熱処理した
Example 2 19% by weight of the liquid silicon compound used in Example 1, 9% by weight of carbon black, 8% by weight of silica fine powder (component ■),
62% by weight of ethyl alcohol and 2% by weight of water were uniformly mixed.Next, approximately 2% by weight of an acid catalyst was added to this mixture and the mixture was vigorously stirred. After stirring, the mixture was allowed to stand for about 10 minutes and solidified. The obtained solid material was heat treated in the same manner as in Example 1.

得られた処理物を粉末X線回折法により調べたところ、
その回折線は第2図に示す如くであり、β−5iC微粉
末が得られたことが判明した。得られたβ−5iC微粉
末の性状は第1表に示す通りである。
When the obtained treated product was examined by powder X-ray diffraction method, it was found that
The diffraction lines were as shown in FIG. 2, and it was revealed that β-5iC fine powder was obtained. The properties of the obtained β-5iC fine powder are as shown in Table 1.

この粉末を実施例1と同様に焼結したところ。This powder was sintered in the same manner as in Example 1.

常圧焼結では密度が3.10g/cm″、加圧焼結では
3.15g/cm″まで緻密化した。
The density was increased to 3.10 g/cm'' by pressureless sintering, and 3.15 g/cm'' by pressure sintering.

実施例3 実施例1で用いた液状珪素化合物12重量%、カーボン
ブラック9重峻%、シリカ微粉末12重量%、エチルア
ルコール65重量%、水2重量%を均一に混合したこと
以外は実施例2と同様の操作を行なった。
Example 3 Example except that 12% by weight of the liquid silicon compound used in Example 1, 9% by weight of carbon black, 12% by weight of fine silica powder, 65% by weight of ethyl alcohol, and 2% by weight of water were uniformly mixed. The same operation as in 2 was performed.

得られた処理物を粉末X線回折法により調べたところ、
その回折線は第3図に示す如くであり、β−3iC微粉
末が得られたことが判明した。得られたβ−3iC微粉
末の性状は第1表に示す通りである。
When the obtained treated product was examined by powder X-ray diffraction method, it was found that
The diffraction lines were as shown in FIG. 3, indicating that β-3iC fine powder was obtained. The properties of the obtained β-3iC fine powder are as shown in Table 1.

この粉末を実施例1と同様に焼結したところ、常圧焼結
では密度が3.lOg/cm″、加圧焼結では3.15
g/crn’まで緻密化した。
When this powder was sintered in the same manner as in Example 1, it was found that the density was 3.5 mm after pressureless sintering. lOg/cm'', 3.15 for pressure sintering
It was densified to g/crn'.

比較例l CH3S i  (OCH:l )372m文、ノボラ
ック型フェノール樹脂40g、メチルアルコール200
mJ1、Hz B O3水溶液(0,64gのH3B 
03を水100mMに溶解したもの)を混合した後、室
温にて28%アンモニア水72rnfLを添加してゲル
化させた。このゲル化物を60°Cで18時間オーブン
中にて乾燥し、次いでアルゴン雰囲気中、1200℃で
3時間熱分解した。
Comparative example l CH3S i (OCH:l) 372 m, novolac type phenol resin 40 g, methyl alcohol 200
mJ1, Hz B O3 aqueous solution (0.64 g H3B
03 dissolved in 100 mM of water) were mixed, and then 72 rnfL of 28% ammonia water was added at room temperature to gel. The gelled product was dried in an oven at 60°C for 18 hours and then pyrolyzed at 1200°C for 3 hours in an argon atmosphere.

このものを更に101Paアルゴン雰囲気下。This material was further heated under a 101 Pa argon atmosphere.

1600℃で2時間反応させた。The reaction was carried out at 1600°C for 2 hours.

得られた生成物を粉末X線回折法で調べたところ、β−
5iCであることが判明した。この粉末の性状を第1表
に示す、第1表に示す如く、比較例1で得られたβ−3
iCは残留炭素が7.5%もあり、焼結に用いるために
は脱炭処理が必要であった。更に、このβ−3iC粉体
のX線回折線図の(420)面より結晶子サイズを測定
したところ、電子顕微鏡より求めた粒径の115以下で
あり、粉体が多結晶体であることが確認された。
When the obtained product was examined by powder X-ray diffraction method, β-
It turned out to be 5iC. The properties of this powder are shown in Table 1.As shown in Table 1, β-3 obtained in Comparative Example 1
iC had 7.5% residual carbon and required decarburization treatment before it could be used for sintering. Furthermore, when the crystallite size was measured from the (420) plane of the X-ray diffraction diagram of this β-3iC powder, it was 115 or less than the particle size determined by an electron microscope, indicating that the powder was polycrystalline. was confirmed.

また、この粉体を脱炭処理した後、実施例1と同条件で
焼結させたところ、得られた焼結体の密度は、常圧焼結
で2.9g/crn’、加圧焼結で3.0g/Cm3で
あり、常圧焼結では緻密化しなかった。
Further, after decarburizing this powder, it was sintered under the same conditions as in Example 1, and the density of the obtained sintered body was 2.9 g/crn' in normal pressure sintering, and 2.9 g/crn' in pressure sintering. It was 3.0 g/Cm3 in sintering, and was not densified by pressureless sintering.

第  1  表 実施例及び比較例から明らかなように、Si及びCを化
学量論量含む原料を用いても、実施例では生成物中の残
留炭素が1.0〜1.5%と少ないのに対し、比較例で
は7.5%と多量である。
As is clear from the Examples and Comparative Examples in Table 1, even when raw materials containing stoichiometric amounts of Si and C are used, the residual carbon in the products in the Examples is as low as 1.0 to 1.5%. On the other hand, in the comparative example, the amount is as high as 7.5%.

憬 谷   ブ且 己 柄 各 ρ −(+  1” 
幅十の檀鮎蛙1+I+鉢例の粉末は脱炭処理が必要で、
そのため常圧焼結では緻密化しないのに対し、実施例で
は、常圧焼結で緻密化することができ、実施例で得られ
たものが格段に優れていることが明らかである。
Each ρ − (+ 1”)
The powder in the example of 10 width Dan Ayu Frog 1 + I + pot requires decarburization treatment,
Therefore, while pressureless sintering does not result in densification, in the examples, densification can be achieved by pressureless sintering, and it is clear that the products obtained in the examples are significantly superior.

これらの結果から、本発明によれば、極めて焼結性の良
いβ−5iC微粉末を効率良く製造することができるこ
とが明らかである。
From these results, it is clear that according to the present invention, β-5iC fine powder with extremely good sinterability can be efficiently produced.

[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の炭化珪素の製造方法は、■
成分の特定の珪素重合体と■成分の固体炭素質材料とに
所望により@成分のシリカ微粉末を加え、これを@硬化
触媒により固化させて得られる前駆体固型物を用い、こ
のものを非酸化性雰囲気中で加熱焼成することによりS
iC粉末を得る新規合成法であり、珪素質原料と炭素質
原料とを効率良く反応させることができ、従って、高い
収率で極めて高純度のSiC粉末を得ることができる。
[Effects of the Invention] As detailed above, the method for producing silicon carbide of the present invention has the following features:
If desired, fine silica powder (@component) is added to a specific silicon polymer (component) and solid carbonaceous material (component (1)), and this is solidified using a curing catalyst. S by heating and baking in a non-oxidizing atmosphere
This is a new synthesis method for obtaining iC powder, and it is capable of efficiently reacting a siliceous raw material and a carbonaceous raw material, and therefore, it is possible to obtain extremely high purity SiC powder with a high yield.

しかして得られた粉末はそのまま焼結に供することがで
き、焼結により極めて緻密な焼結体が得られる。
The powder thus obtained can be directly subjected to sintering, and an extremely dense sintered body can be obtained by sintering.

また本発明においては、ホウ素化合物及び/又はアルミ
ニウム化合物を極めて均一に混合することもでき、易焼
結性のSiCを得ることも可能である。 しかも条件を
適宜選定することにより、β−3iC又はα−5iCを
高い選択率でかつ任意に合成することが可能である。
Further, in the present invention, it is also possible to mix the boron compound and/or the aluminum compound extremely uniformly, and it is also possible to obtain easily sinterable SiC. Moreover, by appropriately selecting conditions, it is possible to synthesize β-3iC or α-5iC with high selectivity as desired.

また焼成と同時にSiC微粉末を得ることができる。Further, SiC fine powder can be obtained simultaneously with the firing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第3図は、各々、実施例工ないし3で得ら
れたβ型SiCの粉末X線回折線図である。
1 to 3 are powder X-ray diffraction diagrams of β-type SiC obtained in Examples 1 to 3, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)[a]一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1〜R^4は炭素数1〜6の炭化水素残基
、nは1〜10の任意の整数を表す。)で表される珪素
重合体 及び [b]固体炭素質材料 とを均一に混合し、[c]硬化触媒により硬化せしめて
前駆体とし、この前駆体を非酸化性雰囲気下で加熱焼成
することを特徴とする炭化珪素の製造方法。
(1) [a] General formula ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. ) and [b] a solid carbonaceous material are uniformly mixed, [c] is cured with a curing catalyst to obtain a precursor, and this precursor is heated in a non-oxidizing atmosphere. A method for producing silicon carbide, which comprises firing.
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JP2002274830A (en) * 2001-03-14 2002-09-25 Shin Etsu Chem Co Ltd METHOD FOR PRODUCING FINE beta-SILICON CARBIDE POWDER
JP2013503099A (en) * 2009-08-26 2013-01-31 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Silicon carbide powder manufacturing method and system

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