JPS61191514A - Production of silicon dioxide - Google Patents

Production of silicon dioxide

Info

Publication number
JPS61191514A
JPS61191514A JP3245185A JP3245185A JPS61191514A JP S61191514 A JPS61191514 A JP S61191514A JP 3245185 A JP3245185 A JP 3245185A JP 3245185 A JP3245185 A JP 3245185A JP S61191514 A JPS61191514 A JP S61191514A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon dioxide
ammonia
sio2
gas
alkoxysilane
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.)
Pending
Application number
JP3245185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Suzuki
喬 鈴木
Takamasa Kawakami
川上 殷正
Goji Koyama
剛司 小山
Hiromasa Isaki
寛正 伊崎
Aiko Nakanori
中野里 愛子
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.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority to JP3245185A priority Critical patent/JPS61191514A/en
Publication of JPS61191514A publication Critical patent/JPS61191514A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce high-quality SiO2 without by-producing hydrogen chloride by subjecting alkoxysilane to a vapor phase thermal decomposition in the pesence of ammonia. CONSTITUTION:A homogeneously mixed gas of alkoxysilane having the formula RnSi(OR')m, (wherein R and R' are a alkyl, aryl or phenyl radical; n is 0-3; m is 4-n), ammonia and inert gas or non-oxidative gas is introduced into an external heating-type reaction column and said mixed gas is subjected to the vapor phase thermal decomposition at >=800 deg.C, thereafter SiO2 obtained by collecting in a collector is heated at about 400 deg.C for about 3hr to remove its volatile components and then to obtain the globular SiO2 having <=0.1mu particle diameter. Consequently, the counterplan or corrosion of the apparatus and the use of high-class material are unnecessary because hydrogen chloride is not by-produced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は二酸化珪素の製造方法に関する発明である。更
に詳しくは、アルコキシシランをアンモニアの存在下で
気相熱分解することを特徴とする二酸化珪素の製造方法
に関する発明である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for producing silicon dioxide. More specifically, the invention relates to a method for producing silicon dioxide, which is characterized by subjecting alkoxysilane to gas phase thermal decomposition in the presence of ammonia.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

二酸化珪素はセラミックス等の工業分野で広く利用され
ている。近年、二酸化珪素の粒径が数ミクロン以下であ
る超微粒子のものが、比表面積が大きくしかも高い表面
エネルギーを有するので焼結性等において得意な性質を
有するので新しい材料として注目されている。また二酸
化珪素は炭化珪素及び窒化珪素の製造原料としても使わ
れている。
Silicon dioxide is widely used in industrial fields such as ceramics. In recent years, ultrafine particles of silicon dioxide with a particle size of several microns or less have attracted attention as a new material because they have a large specific surface area and high surface energy, so they have good properties such as sinterability. Silicon dioxide is also used as a raw material for producing silicon carbide and silicon nitride.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来二酸化珪素の主な製造方法としては下記の方法が知
られている。
Conventionally, the following methods are known as main methods for producing silicon dioxide.

(1)ハロゲン化珪素化合物の蒸気を酸素と水素中で熱
分解する方法 (2)有機珪素化合物を熱分解する方法等が知られてい
る。
(1) A method of thermally decomposing vapor of a silicon halide compound in oxygen and hydrogen, (2) A method of thermally decomposing an organic silicon compound, and the like are known.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、これらの方法はそれぞれ次の様な解決すべき問
題点を有している。
However, each of these methods has the following problems that must be solved.

(2)については原料が高価である。(1)については
極めて微細で高純度のシリカが得られるが、同時に生成
する塩化水素ガスのために腐食によって金属類が混入し
やすく、装置上の工夫が必要であり、更に二酸化珪素に
塩素が混入する可能性がある。
Regarding (2), the raw materials are expensive. Regarding (1), extremely fine and high-purity silica can be obtained, but metals are likely to be mixed in due to corrosion due to the hydrogen chloride gas generated at the same time, which requires some ingenuity in the equipment. There is a possibility of contamination.

本発明者等は気相反応により二酸化珪素を製造する方法
において、塩化水素を副生せずに金属類や塩素を含まな
い二酸化珪素を得ることについて鋭意研究を行った結果
、アルコキシシランをアンモニアの存在下で熱分解する
ことにより二酸化珪素が得られることを見出して本発明
を完成するに至った。
The present inventors conducted intensive research on obtaining silicon dioxide that does not contain metals or chlorine without producing hydrogen chloride as a by-product in a method for producing silicon dioxide by gas phase reaction. The present invention was completed based on the discovery that silicon dioxide can be obtained by thermal decomposition in the presence of silicon dioxide.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明方法において使用される原料は大量にしかも安価
に製造されるものであり、またシリコン工業等において
大量に使用されているものである。
The raw materials used in the method of the present invention are produced in large quantities and at low cost, and are also used in large quantities in the silicon industry and the like.

また本発明によれば使用される原料が塩素を含まないの
で、従来の気相反応と異なり塩化水素を副生ずることが
ない。従って本発明方法の場合は装置の腐食対策や高級
材料を使用する必要がない等の利点を有する。
Furthermore, according to the present invention, since the raw materials used do not contain chlorine, unlike conventional gas phase reactions, hydrogen chloride is not produced as a by-product. Therefore, the method of the present invention has advantages such as preventing corrosion of the equipment and not requiring the use of high-grade materials.

更に原料は蒸溜または昇華等の操作によって容易に精製
することが出来るので本発明方法により得られた生成物
は極めて高い純度の物である。
Furthermore, since the raw materials can be easily purified by operations such as distillation or sublimation, the products obtained by the method of the present invention have extremely high purity.

本発明方法においては原料としては一般式がRnSi 
(OR’ ) m (式中、R及びRoはアルキル基、
アリル基またはフェニル基であり、nは0〜3の整数で
あり、mは4−nの整数である)で示されるアルコキシ
シランである。
In the method of the present invention, the general formula is RnSi as a raw material.
(OR') m (wherein R and Ro are alkyl groups,
It is an alkoxysilane represented by an allyl group or a phenyl group, n is an integer of 0 to 3, and m is an integer of 4 to n.

上記の一般式で示される化合物としては例えば次の様な
化合物が示される。
Examples of the compound represented by the above general formula include the following compounds.

(CH+0)4Si % (CJsO)asi、 CH
35i(OCHz)+、(CH:+)zsi(OCRj
)z これらの原料は通常の蒸溜や昇華等により極めて高純度
に精製される。また気相反応へ供給する場合、これらの
原料が2種以上混合されていても差支えない。
(CH+0)4Si% (CJsO)asi, CH
35i (OCHz)+, (CH:+)zsi(OCRj
)z These raw materials are refined to extremely high purity by ordinary distillation, sublimation, etc. Furthermore, when supplying to a gas phase reaction, two or more of these raw materials may be mixed.

これらの原料は予めガス化させて反応官へ導き、同時に
アンモニアを水素、アルゴン、ヘリウム等の不活性また
は非酸化性ガスと混合して供給される。アンモニアの量
は用いる原料によって異なるが通常はアルコキシシラン
に対して10倍以上で供給するのが適当である。
These raw materials are gasified in advance and introduced into the reactor, and at the same time ammonia is mixed with an inert or non-oxidizing gas such as hydrogen, argon, helium, etc. and supplied. Although the amount of ammonia varies depending on the raw materials used, it is usually appropriate to supply the amount of ammonia at least 10 times the amount of the alkoxysilane.

アルコキシシランとアンモニアの高温での反応について
は明らかではないが、アンモニアが1000℃以上では
急激に分解すること、更に反応のオフガス分析から炭化
水素類が検出されることからアンモニアの分解により生
成するN)lあるいはN1(2等の活性種が炭素を攻撃
し、連鎖的に反応が進行するものと考えられる。一方、
窒素あるいは水素のみの気相反応からは炭素が二酸化珪
素とともに析出してくる。従って使用するアンモニアの
量が少ない場合は、生成物中に炭素が混入して来る様に
なるので好ましくない。また多すぎる場合はいたずらに
アンモニアを消費することになり経済的に好ましくない
The reaction between alkoxysilane and ammonia at high temperatures is not clear, but ammonia decomposes rapidly at temperatures above 1000°C, and hydrocarbons have been detected from off-gas analysis of the reaction. ) It is thought that active species such as N1 (2) attack carbon and a chain reaction progresses. On the other hand,
In a gas phase reaction involving only nitrogen or hydrogen, carbon is precipitated together with silicon dioxide. Therefore, if the amount of ammonia used is small, carbon will be mixed into the product, which is not preferable. Moreover, if the amount is too large, ammonia will be consumed unnecessarily, which is not economically desirable.

また水素を同伴させることは、加水素分解によりアルコ
キシシランの炭素成分をメタン、エタン等の炭化水素と
して系外へ排出するのに有効であり、不活性なアルゴン
やヘリウム等のガスは反応における原料の分圧を変化さ
せたり、反応時間を制御するために重要である。
In addition, entraining hydrogen is effective in discharging the carbon components of alkoxysilanes out of the system as hydrocarbons such as methane and ethane through hydrolysis, and inert gases such as argon and helium are used as raw materials in the reaction. This is important for changing the partial pressure and controlling the reaction time.

本発明方法において反応温度は800℃以上で選択する
のが適当であり、800°Cより低いときには反応の進
行が不充分であるために、生成量が少なく好ましくない
In the method of the present invention, it is appropriate to select the reaction temperature at 800°C or higher; if it is lower than 800°C, the reaction progresses insufficiently, resulting in a small amount of product, which is not preferred.

原料ガスの分圧は0.01〜数atI11、反応時間は
120〜0.01secで実施するのが好ましい。
The partial pressure of the raw material gas is preferably 0.01 to several atI11, and the reaction time is preferably 120 to 0.01 sec.

これらの値より原料ガスの分圧が大きいときまたは反応
時間が短くなる場合は実質的に反応が進行しなかったり
、または生成物中に炭素量が多くなったりする場合があ
るので好ましくない。
When the partial pressure of the raw material gas is greater than these values or when the reaction time is shorter than these values, the reaction may not substantially proceed or the amount of carbon may increase in the product, which is not preferable.

具体的な実施方法としては、例えば原料が液体の場合に
は所定のアンモニア及び不活性ガスあるいは非酸化性ガ
スとを充分に均一に混合したのち、外部加熱式の反応管
へ導く、反応管の形式は空塔あるいは充填塔式の流通型
が用いられるが、ガスの流が脈動あるいは乱脈にならず
均一に加熱される構造とすることが生成微粉末の均一性
を得るために重要である。
For example, when the raw material is a liquid, the specified ammonia and an inert gas or non-oxidizing gas are sufficiently and uniformly mixed and then introduced into an externally heated reaction tube. A flow-through type, such as an empty column or a packed column type, is used, but it is important to have a structure in which the gas flow is heated uniformly without pulsation or irregular pulses in order to obtain uniformity of the produced fine powder.

生成微粉末は冷却後、捕集器へ導かれる。捕集器として
は通常用いられる濾過方式の集埃器、電気集埃器、サイ
クロン等を適宜用いることが可能である。
After cooling, the fine powder produced is guided to a collector. As the collector, a commonly used filtration type dust collector, electric dust collector, cyclone, etc. can be used as appropriate.

生成微粉末を更に400 ’C13時間加熱することに
より、揮発性成分を除去することが可能である。得られ
た二酸化珪素は走査電子顕微鏡により0.1 ミクロン
以下の球状の粒子であった。
By further heating the resulting fine powder at 400'C for 13 hours, it is possible to remove volatile components. The obtained silicon dioxide was found to be spherical particles of 0.1 micron or less by scanning electron microscopy.

またX線回折ではピークは認められず、非晶質であった
Further, no peak was observed in X-ray diffraction, indicating that the material was amorphous.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1゜ 電気炉中に設置された内径25mm、長さ700mmの
高純度アルミナ反応管と反応管出口に取りつけた捕集器
とからなる装置を用い、1200℃に電気炉の温度を保
持した。予め予熱器によりガス化せしめたテトラメトキ
シシランとNH3およびAr(体積比0.7:7:10
) とをよく混合したのち、反応管に導入し反応させた
Example 1゜The temperature of the electric furnace was maintained at 1200°C using a device consisting of a high-purity alumina reaction tube with an inner diameter of 25 mm and a length of 700 mm installed in an electric furnace and a collector attached to the outlet of the reaction tube. . Tetramethoxysilane gasified in advance in a preheater, NH3 and Ar (volume ratio 0.7:7:10)
) were mixed well, and then introduced into a reaction tube and reacted.

捕集器で得られた生成微粉末をアルミナ管に充填して空
気中400℃で3時間熱処理を行った。
The resulting fine powder obtained in the collector was filled into an alumina tube and heat-treated in air at 400° C. for 3 hours.

この微粉末は以下の事実から二酸化珪素と同定した。This fine powder was identified as silicon dioxide based on the following facts.

元素分析値は炭素O%、水素0.4χ、窒素1.4χで
あり、赤外線スペクトルは1060cffi−’の強い
吸収が見られた。
Elemental analysis values were 0% carbon, 0.4x hydrogen, and 1.4x nitrogen, and strong absorption at 1060 cffi-' was observed in the infrared spectrum.

得られた二酸化珪素はX&1回折では非晶質であり、粒
径が0.1 ミクロン以下の球状粒子であった。
The obtained silicon dioxide was found to be amorphous by X&1 diffraction, and was spherical particles with a particle size of 0.1 micron or less.

実施例2゜ テトラメトキシシラン0.71i時の代わりにテトラエ
トキシシラン0.61i時、NH311/時の代わりに
9β/時を用いた以外は、実施例1で述べた作業方法を
くりかえした。
Example 2 The procedure described in Example 1 was repeated, except that 0.61 i of tetraethoxysilane was used instead of 0.71 i of tetramethoxysilane, and 9β/hr was used instead of NH311/hr.

この微粉末は以下の通り二酸化珪素であると同定した。This fine powder was identified as silicon dioxide as follows.

元素分析値は炭素O%、水素O%、窒素0.6χで゛あ
り、赤外線スペクトルは5i−0の振動による800 
elll−の幅広い吸収と1060c、−’の強い吸収
が見られた。
The elemental analysis values are carbon 0%, hydrogen 0%, nitrogen 0.6χ, and the infrared spectrum is 800% due to 5i-0 vibration.
Broad absorption of ell- and strong absorption of 1060c and -' were observed.

得られた二酸化珪素はX線回折では非晶質であり、粒径
が0.1 ミクロン以下の球状粒子であった。
The obtained silicon dioxide was found to be amorphous by X-ray diffraction, and was spherical particles with a particle size of 0.1 micron or less.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] アルコキシシランをアンモニアの存在下で気相熱分解す
ることを特徴とする二酸化珪素の製造方法
A method for producing silicon dioxide, characterized by vapor-phase thermal decomposition of alkoxysilane in the presence of ammonia.
JP3245185A 1985-02-20 1985-02-20 Production of silicon dioxide Pending JPS61191514A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3245185A JPS61191514A (en) 1985-02-20 1985-02-20 Production of silicon dioxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3245185A JPS61191514A (en) 1985-02-20 1985-02-20 Production of silicon dioxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61191514A true JPS61191514A (en) 1986-08-26

Family

ID=12359331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3245185A Pending JPS61191514A (en) 1985-02-20 1985-02-20 Production of silicon dioxide

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61191514A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63159300A (en) Production of silicon carbide whisker
US4613490A (en) Process for preparing silicon nitride, silicon carbide or fine powdery mixture thereof
JPS5888110A (en) Preparation of silicon nitride powder
US4676966A (en) Method for the preparation of a fine powder of silicon carbide
EP0453516B1 (en) Process for preparing silicon carbide
JPS61191514A (en) Production of silicon dioxide
JPS6227316A (en) Production of fine power of high purity silicon carbide
JPS5930645B2 (en) Manufacturing method of high purity α-type silicon nitride
JP3246951B2 (en) Method for producing silicon nitride powder
US3560151A (en) Process for the production of finely divided silicon dioxide
JPS6111885B2 (en)
JPH0764533B2 (en) Method for producing fine silicon carbide powder
JPS6140805A (en) Manufacture of silicon nitride fine powder
JPH0151443B2 (en)
JPS6046912A (en) Production of ultrafine granule of silicon carbide
JPS6046911A (en) Production of fine silicon carbide powder
JPS62252310A (en) Production of silicon disulfide
JPH0454611B2 (en)
JPS6144708A (en) Production of fine silicon carbide powder
JPS6163506A (en) Production of silicon nitride fine powder
JP2604753B2 (en) Method for producing silicon carbide whiskers
JPS58176109A (en) Production of alpha-type silicon nitride
JPS61117108A (en) Preparation of fine powdery silicon nitride
JPH0372008B2 (en)
JPH0429603B2 (en)