JPS61191506A - 高α型窒化珪素粉末の製造法 - Google Patents

高α型窒化珪素粉末の製造法

Info

Publication number
JPS61191506A
JPS61191506A JP60028467A JP2846785A JPS61191506A JP S61191506 A JPS61191506 A JP S61191506A JP 60028467 A JP60028467 A JP 60028467A JP 2846785 A JP2846785 A JP 2846785A JP S61191506 A JPS61191506 A JP S61191506A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon nitride
powder
nitrogen
mixture
heating
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.)
Granted
Application number
JP60028467A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0476924B2 (ja
Inventor
Kiyoshi Kasai
笠井　清
Takaaki Tsukitate
月舘　隆明
Toshihiko Arakawa
荒川　敏彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Soda Manufacturing Co Ltd filed Critical Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Priority to JP60028467A priority Critical patent/JPS61191506A/ja
Priority to GB08603597A priority patent/GB2172882B/en
Priority to US06/829,171 priority patent/US4716028A/en
Priority to DE19863605126 priority patent/DE3605126A1/de
Publication of JPS61191506A publication Critical patent/JPS61191506A/ja
Publication of JPH0476924B2 publication Critical patent/JPH0476924B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/04—Compounds with a limited amount of crystallinty, e.g. as indicated by a crystallinity index
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10—Solid density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高温構造材料として有用な窒化珪素焼結体の製
造に適した高α型窒化珪素粉末の製造法に関するもので
ある。
〔従来技術〕
シリコンイミドの熱分解法による方法は高純度のα型窒
化珪素が容易に得られるが、その粒子形状に関しては、
従来針状又は柱状晶が大部分であり、そのためこれを焼
結用原料として用いた場合、非常に低い成形体密度しか
得られず、高密度焼結体が得られないという欠点があっ
た。
本発明者らは先に窒化珪素粉末の製造方法として、加熱
分解を行なうに際し１５５０℃〜１５５０”Ｃの温度範
囲における昇温速度を毎分１５°Ｃ以上に制御する事に
よる製造法（特開昭５８−５５３１５号公報）を、また
珪素としてａ１ｐ／ａｄ以上の粉体嵩比重を有する含窒
素シラン化合物を加熱する製造法（特開昭５８−５５３
１６号公報）を提供した。しかしながらこれらの方法で
得た粉末は、高純度・微粒であるため、優れた焼結性、
高温特性を発揮するものの、破壊靭性値が小さいため常
温での強度は、従来の窒化珪素粉末と比較して大きな差
異はなかった。
本発明は上記欠点を更に改良すべく鋭意研究の結果、破
壊靭性値の向上を促すα相含有率を、更に増大させた高
純度、微粒の粒状晶からなる窒化珪素粉末の製造法を提
供するものである。
〔発明の概要〕
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の製法は、酸素含有量１．０重ｔ％以上の酸素を
含む窒化珪素粉末と含窒素シラン化合物との混合物を加
熱焼成して窒化珪素粉末を得ることを特徴とするもので
ある。
ここで本発明に用いられる含窒素シラン化合物としては
、ハロゲン化珪素とアンモニアとの反応生成物であるシ
リコンジイミド５１（ＮＨ）２．　［化アンモニウムの
混合物を液体ＮＨ，で洗浄して得た５ｉ（ＮＴ（）２、
あるいはシリコンジイミド、塩化アンモニウムを窒素あ
るいはアンモニア中で加熱して得た分解生成物Ｓｉ、Ｎ
３Ｈ，非晶質窒化珪素粉末等を挙げることができるが、
いずれも粉末中に含まれるハロゲンが１重ｔ％以下の含
窒素シラン化合物を用いるのが好ましい。
本発明においては、酸素含有量１．０重１１％以上の酸
素を含む窒化珪素粉末を使用する事が特徴である。１．
０ｆｉｌｌｙ％以下の酸素を含む窒化珪素粉末では、本
発明の目的は達成できない。
本発明においては、酸素含有量１，０重量％以上の酸素
を含む窒化珪素粉末と含窒素シラン化合物を加圧成形、
造粒等により珪素として１１１ｇ／７以上の粉体嵩密度
を有する粉体、成形体として使用する事が望ましい。１
１ｇ／７未満の粉体嵩密度を有する粉体、成形体では針
状晶、柱状晶が生成し、本発明の目的は達成できない。
本発明の窒化珪素粉末と含窒素シラン化合物の配合割合
は、窒化珪素粉末が１１〜１５重ｔｓとなる様にするの
が好ましくこの範囲以外では、本発明の目的を達成しえ
ない。
本発明では、窒化珪素製造の原料である上記窒化珪素及
び含窒素シラン化合物を窒素を主成分とする雰囲気中く
て１４００〜１７００″Ｃ１好ましくは１５００〜１６
００°Ｃの温度に加熱し熱分解する。加熱温度が１４０
０°Ｃ未満では含窒素シラン化合物の熱分解が不完全で
非晶質の窒化珪素が生成する一方加熱温度が１７００”
Ｃを越えると窒化珪素の粒成長、含有β相の増大が起こ
り好ましくない。
本発明の更に好ましい製造法は、窒化珪素と含窒素シラ
ン化合物の混合物を加熱分解結晶化する際に、１３５０
°Ｃ〜１５５０°Ｃの温度における昇温速度が１５”Ｃ
７分以上となる様昇温速度を制御する方法である。昇温
速度が１５″Ｃ／分未満では１３５０”Ｃ近傍で生成し
はじめる結晶核が昇温途中で粒成長を起こすと同時に、
より安定な相であるβ型窒化珪素の生成割合が増大し、
所望の微細な高純度α型窒化珪素を得ることはできない
。
本発明の製造法において加熱分解を行なうに際し、殊に
１３５０°Ｃ〜１７００’Ｃの温度範囲において最も好
ましい雰囲気は窒素雰囲気である。それ以外の雰囲気も
採用することができるが、例えば不活性ガス、真空中等
では一部窒化珪素のシリコンへの分解が起こり、また水
素、ハロゲンガス中では針状晶窒化珪素の生成が促進さ
れろためこれらの点で好ましくない。
酸素含有量１．０重量％以上の酸素を含む窒化珪素粉末
を含む含窒素シラン化合物を熱分解すると後述の様なα
相含有率が高い窒化珪素粉末が生成することの理由は明
らかでないが、・添加した窒・化珪素粉末から加熱時に
一酸化珪素が発生し、α相窒化珪素生成に有効な一酸化
珪素分圧を保つとも考えられる。
〔発明の効果〕
このように酸素含有量１．０重８％以上の酸素を含む窒
化珪素粉末を含む含窒素シラン化合物を熱分解すること
により、α相含有量の高い微粉末をはじめて得る事がで
きる。従ってこれを原料として窒化珪素焼結体を得た場
合、その焼結体は化学的、物理的に安定で特に従来の方
法で得た焼結体に比較して高強度、信頼性を要求される
高温ガスタービル用の窒化珪素焼結体の原料として有用
である。
後述の比較例で得たα相含有率の低い窒化珪素は、焼結
体の破壊靭性値、室温強度とも小さく、高強度焼結体が
得られない。
〔実施例〕
次に実施例で本発明を更に詳述するが、本発明はこれら
に限定されるものではない。
実施例および比較例において、窒化珪素粉末のα相含有
率はセラミック・ブラティン・５６゜７７７〜７８０（
１９７７）に記載のＸ線回折法によって算出し、平均粒
径は走査型電子顕微鏡により行なった。
実施例１〜３．比較例１ シリコンジイミドをアンモニア雰囲気下で１０００”Ｃ
，２ｈｒ焼成して白色の非晶質粉末を得た。粉末のＳｉ
、　Ｎ、　Ｈの分析値から生成粉末の組成は８１２Ｎ３
Ｈに啄めて近く、塩素含有量はＣＬ５重ｔ％。
酸素含有量は１．５重量％であった。
次に上記粉末と窒化珪素粉末（酸素含有量１．５重量％
、α相含有率８６チ、平均粒径Ｏ，Ｓμｍ）を第１表に
記載の添加量に従い、ナイロン製振動ボールミルにて３
０分間混合した混合粉末を２５χφ金型プレスにより２
００　ｌｃ９／ｃＩ／ｌの成形圧で加圧成形し、含有Ｓ
１の嵩密度１１８９／ｉとしたものを、１５５０°Ｃに
保持した管状炉に挿入後、（１５時間保持することによ
り窒化珪素粉末を得た。
これらの生成粉末の窒素含有率、α相含有率、平均粒径
な調べた。その結果を第１表にあわせて示した。
更に、各粉末を５重量％のＹ２Ｏ３＋　”重ｔ％のＡ４
０．と窒化珪素製ボールミルにより混合、ラノ（−プレ
スにて１．５ｔ／ｍの成形圧で成形した。成形体は１７
５０°Ｃ，２時間の焼結条件で常圧焼結した。焼結体は
４００すのダイヤモンド砥石により研削後、焼結体密度
９曲げ強度、破壊靭性値の測定を行なった。結果を第１
表に示す。
なお曲げ強度は支点間３０鴎の３点曲げ試験による値の
それぞれ１０個の試料の平均である。破壊靭性値の測定
はマイクロインデンテーション法により行なった。
実施例４〜６．比較例２〜４ 非晶質粉末と第２表に記載の窒化珪素粉末２重ｔ％とを
アトリッジコンミルにて５０分間混合した。混合粉末を
タブレットマシーンにより成形後、高周波誘導炉にて２
０″Ｃ／分の昇温速度で昇温、１５００’Ｃでα５時間
保持して窒化珪素粉末を得た。これらの生成粉末の窒素
含有量、α相含有率。
平均粒径及び焼結体の密度、破壊靭性値、室温強度を第
２表に示した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）含窒素シラン化合物の熱分解により窒化珪素を製
    造する方法において、酸素含有量１．０重量％以上の酸
    素を含む窒化珪素粉末と含窒素シラン化合物との混合物
    を使用し、これを加熱することを特徴とする高α型窒化
    珪素粉末の製造法。
JP60028467A 1985-02-18 1985-02-18 高α型窒化珪素粉末の製造法 Granted JPS61191506A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60028467A JPS61191506A (ja) 1985-02-18 1985-02-18 高α型窒化珪素粉末の製造法
GB08603597A GB2172882B (en) 1985-02-18 1986-02-13 Process for preparation of high a-type silicon nitride powder
US06/829,171 US4716028A (en) 1985-02-18 1986-02-14 Process for preparation of high-type silicon nitride powder
DE19863605126 DE3605126A1 (de) 1985-02-18 1986-02-18 Verfahren zur herstellung eines siliciumnitridpulvers mit hohem (alpha)-typ-gehalt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60028467A JPS61191506A (ja) 1985-02-18 1985-02-18 高α型窒化珪素粉末の製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61191506A true JPS61191506A (ja) 1986-08-26
JPH0476924B2 JPH0476924B2 (ja) 1992-12-07

Family

ID=12249455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60028467A Granted JPS61191506A (ja) 1985-02-18 1985-02-18 高α型窒化珪素粉末の製造法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4716028A (ja)
JP (1) JPS61191506A (ja)
DE (1) DE3605126A1 (ja)
GB (1) GB2172882B (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148309A (ja) * 1985-12-23 1987-07-02 Toyo Soda Mfg Co Ltd 高α型窒化珪素粉末の製造法
AU597664B2 (en) * 1986-05-28 1990-06-07 Cookson Group Plc An improved ceramic material
US5167887A (en) * 1987-08-31 1992-12-01 Gte Laboratories Incorporated SI3 N4 process using polysilane as a binder
EP0305759A1 (en) * 1987-08-31 1989-03-08 Gte Laboratories Incorporated Si3N4 Process using polysilane or polysilazane as a binder
EP0331424B1 (en) * 1988-02-29 1996-04-17 Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha Molded articles formed of silicon nitride based ceramic and process for producing same
EP0341924A3 (en) * 1988-05-11 1990-10-03 Ethyl Corporation Densified silicon nitride ceramics and their production
US5401450A (en) * 1991-12-20 1995-03-28 Nissan Motor Co., Ltd β-silicon nitride sintered body and method of producing same
DE4200787A1 (de) * 1992-01-15 1993-07-22 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von si(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)(pfeil hoch)n(pfeil hoch)(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts), neue ausgangsverbindung hierfuer sowie verfahren zu dessen herstellung
DE4227072A1 (de) * 1992-08-17 1994-02-24 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung eines Siliziumnitridpulvers
JP2907366B2 (ja) * 1993-05-18 1999-06-21 宇部興産株式会社 結晶質窒化珪素粉末の製造法
DE69815282T2 (de) * 1997-12-25 2004-05-06 Tosoh Corp., Shinnanyo Magnetischer Träger, seine Herstellung, und Verfahren zum Extrahieren von Nukleinsäuren

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5855316A (ja) * 1981-09-24 1983-04-01 Toyo Soda Mfg Co Ltd 窒化珪素粉末の製造法
JPS5921507A (ja) * 1982-07-26 1984-02-03 Toshiba Ceramics Co Ltd 結晶質窒化珪素の製造方法
JPS5921506A (ja) * 1982-07-27 1984-02-03 Ube Ind Ltd 結晶質窒化ケイ素粉末の製法
JPS60226404A (ja) * 1984-04-23 1985-11-11 Agency Of Ind Science & Technol 高純度等軸状窒化けい素粉末の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4341874A (en) * 1977-01-13 1982-07-27 Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. Si3 N4 Ceramic powder material and method for manufacturing the same
JPS5913442B2 (ja) * 1980-01-11 1984-03-29 東ソー株式会社 高純度の型窒化珪素の製造法
JPS61122167A (ja) * 1984-11-15 1986-06-10 石川島播磨重工業株式会社 高強度窒化けい素基焼結体とその製造法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5855316A (ja) * 1981-09-24 1983-04-01 Toyo Soda Mfg Co Ltd 窒化珪素粉末の製造法
JPS5921507A (ja) * 1982-07-26 1984-02-03 Toshiba Ceramics Co Ltd 結晶質窒化珪素の製造方法
JPS5921506A (ja) * 1982-07-27 1984-02-03 Ube Ind Ltd 結晶質窒化ケイ素粉末の製法
JPS60226404A (ja) * 1984-04-23 1985-11-11 Agency Of Ind Science & Technol 高純度等軸状窒化けい素粉末の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB8603597D0 (en) 1986-03-19
DE3605126A1 (de) 1986-08-21
GB2172882A (en) 1986-10-01
JPH0476924B2 (ja) 1992-12-07
US4716028A (en) 1987-12-29
GB2172882B (en) 1988-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5891005A (ja) 窒化ケイ素粉末の製造方法
JPS6112844B2 (ja)
JPS61191506A (ja) 高α型窒化珪素粉末の製造法
JPS59107908A (ja) 焼結性に優れた窒化珪素粉末の製造法
JPS6111886B2 (ja)
JPS62241812A (ja) 窒化珪素の製造法
JP2907366B2 (ja) 結晶質窒化珪素粉末の製造法
JPS62148309A (ja) 高α型窒化珪素粉末の製造法
JPS6111885B2 (ja)
JPS61242905A (ja) α型窒化ケイ素粉末の製造方法
JPS6227004B2 (ja)
JPS61201608A (ja) 高純度窒化アルミニウム粉末の製造方法
JPH0454610B2 (ja)
JPH06321510A (ja) 結晶質窒化珪素粉末の製造法
JP3251060B2 (ja) 窒化珪素粉末
JP2569074B2 (ja) α−窒化ケイ素粉末及びその製造方法
JPS6259049B2 (ja)
JPH0454609B2 (ja)
JP2635695B2 (ja) α−窒化ケイ素粉末の製造方法
JPS6183606A (ja) 易焼結性窒化アルミニウム質粉末の製造方法
JPH06172036A (ja) 窒化珪素粉末の製造方法
JPS61256906A (ja) α型窒化けい素の製造方法
JPS63230508A (ja) 窒化ケイ素−炭化ケイ素混合微粉末または窒化ケイ素微粉末の製造法
JPS6241765A (ja) 窒化ケイ素焼結体の製造方法
JPS62148308A (ja) 微粉末窒化珪素の製造法