JPS61295212A - 窒化けい素粉末の製造方法 - Google Patents
窒化けい素粉末の製造方法Info
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- JPS61295212A JPS61295212A JP13587685A JP13587685A JPS61295212A JP S61295212 A JPS61295212 A JP S61295212A JP 13587685 A JP13587685 A JP 13587685A JP 13587685 A JP13587685 A JP 13587685A JP S61295212 A JPS61295212 A JP S61295212A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明の所属する技術はセラミックスの分野であり、と
くに窒化けい素（８１３Ｎ４）粉末の製造方法に関し、
さらに詳しくはα型３ｉ ３Ｎ４の含有率が高く、微細
な粒径の揃った高純度の Ｓｉ３Ｎ４粉末の製造につい
ての開発成果を提案する。なお、Ｓｉ３Ｎ＋にはα型お
よσβ型と呼ばれるものがあるが、なかでもα型５１３
Ｎ４を原料とした焼結体の高温強度は高く耐熱性に優れ
ていることから、α型５ｉｉＮ４粉末は高温下において
用いられる構造用セラミックの原料粉末として大いに期
待されている。Ｓｉ３Ｎ＜セラミックスを構造用材料と
して用いる場合、そのセラミックスの焼結特性が原料粉
末の純度や、粒径等に強く依存するので、不純物の少な
い、粒径の揃った微細な高品質のα型３ｉ ３Ｎ４粉末
を製造することが非常に重要となる。
くに窒化けい素（８１３Ｎ４）粉末の製造方法に関し、
さらに詳しくはα型３ｉ ３Ｎ４の含有率が高く、微細
な粒径の揃った高純度の Ｓｉ３Ｎ４粉末の製造につい
ての開発成果を提案する。なお、Ｓｉ３Ｎ＋にはα型お
よσβ型と呼ばれるものがあるが、なかでもα型５１３
Ｎ４を原料とした焼結体の高温強度は高く耐熱性に優れ
ていることから、α型５ｉｉＮ４粉末は高温下において
用いられる構造用セラミックの原料粉末として大いに期
待されている。Ｓｉ３Ｎ＜セラミックスを構造用材料と
して用いる場合、そのセラミックスの焼結特性が原料粉
末の純度や、粒径等に強く依存するので、不純物の少な
い、粒径の揃った微細な高品質のα型３ｉ ３Ｎ４粉末
を製造することが非常に重要となる。
（従来の技術）
３ｉ ３Ｎ４粉末の製造方法（合成法）としては、下記
（１）〜（４）に説明するような方法が知られている。
（１）〜（４）に説明するような方法が知られている。
（１）金属けい素粉末を窒素中で長時間加熱し次式のよ
うな反応を導いて窒化させる方法、（３Ｓｉ ＋ ２Ｎ
２→５１３Ｎ４） （２）四塩化けい素やシランとアンモニアとを次式にも
とづいて反応させる気相反応法、（３ＳｉＣβ噂千４Ｎ
旧３→Ｓｉ３Ｎ４＋１２）−１ｃＪ２） （３）ＳｉＯ２を反応量論比程度のカーボン（Ｃ）で還
元して得たＳｉＯを次式のような反応を導いて窒化する
方法、 （３Ｓｉ ０２ ＋６０＋２Ｎ２ →Ｓｉ３Ｎ＊＋
６ＣＯ） 〈４）イミド分解法と言われている方法で、下記式に示
すような反応、すなわち有機溶媒に溶かした５ＩＣＪ２
＋溶液と液化アンモニアとを反応させ、シリコンジイミ
ドＳｉ （Ｎ）（＞ ２を生成させ、それを熱処理し
て５ｆｓＮ＋を得る方法。
うな反応を導いて窒化させる方法、（３Ｓｉ ＋ ２Ｎ
２→５１３Ｎ４） （２）四塩化けい素やシランとアンモニアとを次式にも
とづいて反応させる気相反応法、（３ＳｉＣβ噂千４Ｎ
旧３→Ｓｉ３Ｎ４＋１２）−１ｃＪ２） （３）ＳｉＯ２を反応量論比程度のカーボン（Ｃ）で還
元して得たＳｉＯを次式のような反応を導いて窒化する
方法、 （３Ｓｉ ０２ ＋６０＋２Ｎ２ →Ｓｉ３Ｎ＊＋
６ＣＯ） 〈４）イミド分解法と言われている方法で、下記式に示
すような反応、すなわち有機溶媒に溶かした５ＩＣＪ２
＋溶液と液化アンモニアとを反応させ、シリコンジイミ
ドＳｉ （Ｎ）（＞ ２を生成させ、それを熱処理し
て５ｆｓＮ＋を得る方法。
（Ｓｉ Ｃβ４ ＋６ＮＨ３→Ｓｉ （ＮＨ＞２ ＋
４ＮＨ４０ぶ） （３Ｓｉ （ＮＨ）２→Ｓｉ ３ Ｎ４ ＋２ＮＨ３
上述した３ｉ ３Ｎ＋粉末合成法のうち、上記（１）の
方法は、Ｓｉの窒化が発熱反応で、その発熱制御のため
プロセス上かなりの工夫を必要とする。例えば、Ｓｉと
しては比較的粗粒のものを選ぶことが必要で１、窒化後
に粉砕しなければならないので、このとき不純物の混入
が避けられないという問題点があった。
４ＮＨ４０ぶ） （３Ｓｉ （ＮＨ）２→Ｓｉ ３ Ｎ４ ＋２ＮＨ３
上述した３ｉ ３Ｎ＋粉末合成法のうち、上記（１）の
方法は、Ｓｉの窒化が発熱反応で、その発熱制御のため
プロセス上かなりの工夫を必要とする。例えば、Ｓｉと
しては比較的粗粒のものを選ぶことが必要で１、窒化後
に粉砕しなければならないので、このとき不純物の混入
が避けられないという問題点があった。
上記（２）の方法の場合、半導体素子の表面被覆などに
は適するが、無機耐熱材料用の原料粉末の製造としては
量産的な製造法とはいえず工業的製造には不向きである
。
は適するが、無機耐熱材料用の原料粉末の製造としては
量産的な製造法とはいえず工業的製造には不向きである
。
上記（３）の方法は、原料として充分に精製された二酸
化けい素粉末、および炭素粉末を用いる必要があるばか
りでなく、生成物はα型３ｉ ３Ｎβ型３１３ Ｎ ４
、シリコンオキシナイトライド（Ｓｉ ２ ＯＮ２
）およびＳｉＣの混合系になりやすいためにα型Ｓｉ
３Ｎ＋の収率が低いという欠点があった。
化けい素粉末、および炭素粉末を用いる必要があるばか
りでなく、生成物はα型３ｉ ３Ｎβ型３１３ Ｎ ４
、シリコンオキシナイトライド（Ｓｉ ２ ＯＮ２
）およびＳｉＣの混合系になりやすいためにα型Ｓｉ
３Ｎ＋の収率が低いという欠点があった。
上記（４）のイミド分解法は、高純度の３ｉ ３Ｎ＋粉
末が得ることはできるが、高価なＳｉＣβ４を使用する
ために、本質的に経済的な方法とは言えない。
末が得ることはできるが、高価なＳｉＣβ４を使用する
ために、本質的に経済的な方法とは言えない。
上述した周知の方法のもつ問題点を克服する改善技術と
しては、特開昭５３−１０２３００号公報や特開昭５９
−１３６１１号公報として開示されている技術が知られ
ている。
しては、特開昭５３−１０２３００号公報や特開昭５９
−１３６１１号公報として開示されている技術が知られ
ている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら上記従来技術の場合、解決を必要とする次
のような問題点を抱えている。すなわち、特開昭５３−
１０２３００号公報開示の技術の場合、Ｃ量を過剰に用
いかつ３ｉ ３Ｎ＜粉末を所定量共存させる方法である
が、得られる３ｉａＮ４粉末のその粒径は１μｍから１
．１μｍであり、セラミックスの焼結特性を改善するの
に有効な、微細な窒化けい酸素粉末を得ることは困難で
ある。
のような問題点を抱えている。すなわち、特開昭５３−
１０２３００号公報開示の技術の場合、Ｃ量を過剰に用
いかつ３ｉ ３Ｎ＜粉末を所定量共存させる方法である
が、得られる３ｉａＮ４粉末のその粒径は１μｍから１
．１μｍであり、セラミックスの焼結特性を改善するの
に有効な、微細な窒化けい酸素粉末を得ることは困難で
ある。
また、上記特開昭５９−１３６１１号公報に開示の方法
は、いわゆるアモルファス状ＳｉＯを還元窒化雰囲気中
で熱処理してＳｉ３Ｎ４超微粉を製造する技術であるが
、単に還元窒化雰囲気中で熱処理しても、実際には還元
窒化が不完全であり、生成するＳｉ ３Ｎ＜に５ｉｚＯ
Ｎ２などの不純物が混入するので、高品質のＳｉ３Ｎ＊
が高収率では得られないという問題点を残していた。
は、いわゆるアモルファス状ＳｉＯを還元窒化雰囲気中
で熱処理してＳｉ３Ｎ４超微粉を製造する技術であるが
、単に還元窒化雰囲気中で熱処理しても、実際には還元
窒化が不完全であり、生成するＳｉ ３Ｎ＜に５ｉｚＯ
Ｎ２などの不純物が混入するので、高品質のＳｉ３Ｎ＊
が高収率では得られないという問題点を残していた。
要するに本発明は上記従来技術の抱える問題点の克服を
目指すものである。
目指すものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明者等は上述した課題に対して鋭意研究した結果、
微細な一酸化けい素（Ｓｉ Ｏ）粉末、炭素（Ｃ）含有
物質および窒化けい素粉末（Ｓ１３Ｎ４）を混合し、そ
れらの混合粉末もしくはその成形体を、Ｎ２＋不活性ガ
ス等の窒化性ガスを充填した雰囲気中で、反応温度やＮ
２分圧を適切に選択して熱処理した場合、ＳｉＣや５ｉ
２ＯＮｚの共存しない高品質で微細なα型３ｉ ３Ｎ＋
粉末を高濃度に含む３ｉ ３Ｎ＋粉末が高収率で得られ
ることを知見した。
微細な一酸化けい素（Ｓｉ Ｏ）粉末、炭素（Ｃ）含有
物質および窒化けい素粉末（Ｓ１３Ｎ４）を混合し、そ
れらの混合粉末もしくはその成形体を、Ｎ２＋不活性ガ
ス等の窒化性ガスを充填した雰囲気中で、反応温度やＮ
２分圧を適切に選択して熱処理した場合、ＳｉＣや５ｉ
２ＯＮｚの共存しない高品質で微細なα型３ｉ ３Ｎ＋
粉末を高濃度に含む３ｉ ３Ｎ＋粉末が高収率で得られ
ることを知見した。
すなわち本発明は、上記混合物もしくはその成形体を、
１４００〜１８００℃の温度に保持した窒化性雰囲気の
もとで加熱することを特徴とする粉末の製造方法を、上
記問題点の課題解決手段として採用するものである。
１４００〜１８００℃の温度に保持した窒化性雰囲気の
もとで加熱することを特徴とする粉末の製造方法を、上
記問題点の課題解決手段として採用するものである。
混合粉末中の３ｉ ３Ｎ＋の粉末は、主としてα型Ｓｉ
３Ｎ＜粉末とし、その最は（Ｓｉ Ｏ＋Ｃ）１００重量
部に対して０．１〜１００重量部を目安として添加混合
する。
３Ｎ＜粉末とし、その最は（Ｓｉ Ｏ＋Ｃ）１００重量
部に対して０．１〜１００重量部を目安として添加混合
する。
Ｓｉ Ｏ！：Ｃト（７）ｆｌｉ合比ハ、大体（Ｃ／Ｓｉ
Ｏ）モル比で０．７〜２．０の範囲に収まるように調
整し、窒化性雰囲気はＮ２またはＮ２＋Ａｒの混合ガス
、あるいはＮ２ ＋Ｈ２等、また加熱により分解してＮ
２を発生する雰囲気とし、Ｎ２分圧が１気圧以上になる
ように調整する。
Ｏ）モル比で０．７〜２．０の範囲に収まるように調
整し、窒化性雰囲気はＮ２またはＮ２＋Ａｒの混合ガス
、あるいはＮ２ ＋Ｈ２等、また加熱により分解してＮ
２を発生する雰囲気とし、Ｎ２分圧が１気圧以上になる
ように調整する。
上記熱処理侵に酸化処理を施して残留炭素を除去しても
よい。
よい。
（作用）
本発明で使用するＳｉＣ粉末としては、例えば、エレク
トロニクス分野で利用されている蒸着薄膜形成用の原料
であるＳｉＣ粉末などがある。また粒径１μｍ以下のア
モルファス状のＳｉＯ超微粉なども使用可能であり、微
細な５ｉｓＮ４粉末を得るために原料のＳｉＣ粉末も細
かい方が望ましい。
トロニクス分野で利用されている蒸着薄膜形成用の原料
であるＳｉＣ粉末などがある。また粒径１μｍ以下のア
モルファス状のＳｉＯ超微粉なども使用可能であり、微
細な５ｉｓＮ４粉末を得るために原料のＳｉＣ粉末も細
かい方が望ましい。
こうしたＳｉＣ粉末は、Ｓｉ ０２−Ｃ系、Ｓｉ ０２
−３ｉ系などの反応系で高温度反応生成物として得られ
るが、いわゆる高温で発生したＳｉＯ蒸気（Ｓｉｎ（メ
））が不均化反応（２Ｓｉ Ｏ→Ｓｉ ＋Ｓｉ ０２
）を起こさずに、急冷・凝固したものであって、Ｘ線回
折法で調査した結果非晶質であり、また気相を介して得
られるので非常に微細なものである。そして、その表面
は活性に富み場合によっては空気中の酸素と反応して表
面がＳｉ ０２になっていたり、表面のみ窒素と反応し
て窒化していたりするものである。
−３ｉ系などの反応系で高温度反応生成物として得られ
るが、いわゆる高温で発生したＳｉＯ蒸気（Ｓｉｎ（メ
））が不均化反応（２Ｓｉ Ｏ→Ｓｉ ＋Ｓｉ ０２
）を起こさずに、急冷・凝固したものであって、Ｘ線回
折法で調査した結果非晶質であり、また気相を介して得
られるので非常に微細なものである。そして、その表面
は活性に富み場合によっては空気中の酸素と反応して表
面がＳｉ ０２になっていたり、表面のみ窒素と反応し
て窒化していたりするものである。
本発明においてＳｉＣ粉末を用いる理由は次のような点
にある。シリカ還元法というのは、Ｓ ｉ Ｏ２＋ Ｃ
−＋Ｈｉ Ｏ＋ ＣＯ・・・（１）の反応により発生す
るＳｉ Ｏ（＊）を、中間体として次式のようにＣ共存
下のＮ２雰囲気で反応させて３ｉ ３Ｎ＜を得る方法で
ある。
にある。シリカ還元法というのは、Ｓ ｉ Ｏ２＋ Ｃ
−＋Ｈｉ Ｏ＋ ＣＯ・・・（１）の反応により発生す
るＳｉ Ｏ（＊）を、中間体として次式のようにＣ共存
下のＮ２雰囲気で反応させて３ｉ ３Ｎ＜を得る方法で
ある。
３Ｓｉ Ｏ＋２Ｎ２ ＋３Ｇ−＋Ｓｉ ３ Ｎ４＋３Ｃ
Ｏ・・・（２） この反応において、Ｓｉ ０２はＳｉＣ粉末（（ＳｉＯ
（ｓ））に比べて反応活性に乏しく、加熱途中に軟化し
、（１）式で得られた５ｉＯ（メ）の流通を妨げるばか
りか雰囲気ガス（特にＮ２ガス）の流通をも妨げ、原料
内のＳｉ０分圧、Ｎ２分圧を減少させてＳｉ ３Ｎ４の
収率を低下させる。しかもβ−８ｔ Ｃ，Ｓｉ ２ Ｏ
Ｎ２なども不可避的に生成しやすい。しかし、ＳｉＣ粉
末中に（２）式の反応ｍ論比程度、好ましくは反応量論
比より若干多めにＣ粉末を配合すれば、該反応容器内の
０２分圧を充分減少させ、次式：％式％（３） の反応の進行に伴うＳｉ ０２の生成量を抑制し得る。
Ｏ・・・（２） この反応において、Ｓｉ ０２はＳｉＣ粉末（（ＳｉＯ
（ｓ））に比べて反応活性に乏しく、加熱途中に軟化し
、（１）式で得られた５ｉＯ（メ）の流通を妨げるばか
りか雰囲気ガス（特にＮ２ガス）の流通をも妨げ、原料
内のＳｉ０分圧、Ｎ２分圧を減少させてＳｉ ３Ｎ４の
収率を低下させる。しかもβ−８ｔ Ｃ，Ｓｉ ２ Ｏ
Ｎ２なども不可避的に生成しやすい。しかし、ＳｉＣ粉
末中に（２）式の反応ｍ論比程度、好ましくは反応量論
比より若干多めにＣ粉末を配合すれば、該反応容器内の
０２分圧を充分減少させ、次式：％式％（３） の反応の進行に伴うＳｉ ０２の生成量を抑制し得る。
さらにＳｉＣ粉末は非晶質で非常に反応活性であるため
、極めて容易に（２）式の反応が進行するからである。
、極めて容易に（２）式の反応が進行するからである。
次に、本発明において使用するＣ含有物質としては、と
くに限定しないが、ＳｉＣ粉末との均一な混合状態が達
成され、かつ炭素以外の不純物が少ないほうが望ましい
。例えば、配分の少ない石油コークスや石油ピッチ、石
炭ピッチ、カーボンブラック、各種有機樹脂などが好適
である。
くに限定しないが、ＳｉＣ粉末との均一な混合状態が達
成され、かつ炭素以外の不純物が少ないほうが望ましい
。例えば、配分の少ない石油コークスや石油ピッチ、石
炭ピッチ、カーボンブラック、各種有機樹脂などが好適
である。
また、本発明において使用するＳｉ３Ｎ４粉末としては
、好ましくは、純度の高い均一な５ｉｓＮ４粉末が望ま
しい。そして、得られる生成物中のα型５ｉｓＮ＜粉末
の比率を高（するためには主としてα型の３ｉ ３Ｎ４
粉末を配合するのが好適である。
、好ましくは、純度の高い均一な５ｉｓＮ４粉末が望ま
しい。そして、得られる生成物中のα型５ｉｓＮ＜粉末
の比率を高（するためには主としてα型の３ｉ ３Ｎ４
粉末を配合するのが好適である。
なお、本発明者らの研究では、Ｓｉ ３Ｎ４粉末を除＜
Ｓｉ Ｃ粉末およびＣ含有物質のみの混合粉末を窒化性
ガス雰囲気中で、反応温度を適切に選択して熱処理した
場合でも、高品質で微細なα−８１３Ｎ＜粉末が高収率
で得られることが判ったが、わずかながらＳｉ Ｃ，Ｓ
ｉ ２ ＯＮ２の生成が認められたり、α−３ｉ ３Ｎ
４ウイスカーの共存が認められ、要するに上述のような
混合粉末の方がより好適であるこのが判った。
Ｓｉ Ｃ粉末およびＣ含有物質のみの混合粉末を窒化性
ガス雰囲気中で、反応温度を適切に選択して熱処理した
場合でも、高品質で微細なα−８１３Ｎ＜粉末が高収率
で得られることが判ったが、わずかながらＳｉ Ｃ，Ｓ
ｉ ２ ＯＮ２の生成が認められたり、α−３ｉ ３Ｎ
４ウイスカーの共存が認められ、要するに上述のような
混合粉末の方がより好適であるこのが判った。
本発明においては上記ＳｉＣ粉末とＣと３ｉ ３Ｎ＋粉
末との混合物を利用するが、使用の形態としては混合物
粉末のまま、あるいはその混合粉末を金、型成形機など
で成形体にしたものでよい。
末との混合物を利用するが、使用の形態としては混合物
粉末のまま、あるいはその混合粉末を金、型成形機など
で成形体にしたものでよい。
サテ、上記Ｓ１ｏ粉末、Ｃおよびｓｉ ３Ｎ４ （７）
混合粉末もしくはその成形体は、窒化性ガスを充填した
雰囲気中で加熱焼成する。使用する窒化性ガス雰囲気と
しては、Ｎ２やＮ２ ＋Ｈ２、Ｎ２ ＋Ａｒ１あるいは
Ｎ８３などのように加熱により分解してＮ２を発生する
ようなガス雰囲気が挙げられるが、どのガス雰囲気でも
本発明の目的は達成される。
混合粉末もしくはその成形体は、窒化性ガスを充填した
雰囲気中で加熱焼成する。使用する窒化性ガス雰囲気と
しては、Ｎ２やＮ２ ＋Ｈ２、Ｎ２ ＋Ａｒ１あるいは
Ｎ８３などのように加熱により分解してＮ２を発生する
ようなガス雰囲気が挙げられるが、どのガス雰囲気でも
本発明の目的は達成される。
加熱焼成の温度は、１４００〜１８００℃の範囲が選ば
れる。この温度範囲限定の理由は、１４００℃未満では
３ｔ３Ｎ４の生成が難しく、３ｉｚＯＮｚやＳｔ ０２
が生成しやすい。また１ ８００℃を越え゛るとβ型３
ｉ ３Ｎ４の生成量が増加し、結局所虱のα型５ｉｓＮ
＋粉末の収率が減少するばかりか、炭素含有量の多い場
合にはＳｉＣの生成が見られるからである。
れる。この温度範囲限定の理由は、１４００℃未満では
３ｔ３Ｎ４の生成が難しく、３ｉｚＯＮｚやＳｔ ０２
が生成しやすい。また１ ８００℃を越え゛るとβ型３
ｉ ３Ｎ４の生成量が増加し、結局所虱のα型５ｉｓＮ
＋粉末の収率が減少するばかりか、炭素含有量の多い場
合にはＳｉＣの生成が見られるからである。
さらに本発明においては、出発原料として用いるＳｉＯ
粉末と炭素含有物質中の炭素との混合比を、モル比（Ｃ
／Ｓｉ Ｏ）で０．７〜２．０の範囲とすることにより
、α型５ｆ３Ｎ４粉末の収率を上げることができる。こ
れは次の理由による。すなわら、Ｓｉ ０１モル当りＣ
が０．７以下では、Ｓｉ ０２の生成が始まり、かつ多
量の３ｉ ２ＱＮが生成してα型３ｉ ３Ｎ＋の生成量
が少なくなる。
粉末と炭素含有物質中の炭素との混合比を、モル比（Ｃ
／Ｓｉ Ｏ）で０．７〜２．０の範囲とすることにより
、α型５ｆ３Ｎ４粉末の収率を上げることができる。こ
れは次の理由による。すなわら、Ｓｉ ０１モル当りＣ
が０．７以下では、Ｓｉ ０２の生成が始まり、かつ多
量の３ｉ ２ＱＮが生成してα型３ｉ ３Ｎ＋の生成量
が少なくなる。
一方、２．０を超えるとＳｉＣの生成が認められ、かつ
β型３ｉ ３Ｎ４の生成量が増加することになり、結果
的にα型Ｓｉ ３Ｎ４の収率が低下るからである。
β型３ｉ ３Ｎ４の生成量が増加することになり、結果
的にα型Ｓｉ ３Ｎ４の収率が低下るからである。
本発明において、原料の配合（、Ｃ／Ｓｉ Ｏ）が大き
い場合、焼成後、炭素が残留することがある。
い場合、焼成後、炭素が残留することがある。
そうした場合、さらに、酸化性雰囲気中で焼成し、残留
した炭素を燃焼させることにより除去することができる
。酸化性雰囲気中での焼成温度は、生成したＳｉ ３Ｎ
＊の微粉が酸化しないようにするために低温度でやるこ
とが好ましく、６００℃以下が好適である。
した炭素を燃焼させることにより除去することができる
。酸化性雰囲気中での焼成温度は、生成したＳｉ ３Ｎ
＊の微粉が酸化しないようにするために低温度でやるこ
とが好ましく、６００℃以下が好適である。
本発明において原料粉末中に含有させる主としてα型の
Ｓｉ ３Ｎ４粉末の量をＳｉＯ粉末とＣ粉末の総重量１
００重量部に対して０．１〜１００重ｊ部の範囲内とす
るのは次の理由による。Ｓｉ３Ｎ４粉末が０．１重口部
未満の場合、少量のβ−８ｉ Ｃ。
Ｓｉ ３Ｎ４粉末の量をＳｉＯ粉末とＣ粉末の総重量１
００重量部に対して０．１〜１００重ｊ部の範囲内とす
るのは次の理由による。Ｓｉ３Ｎ４粉末が０．１重口部
未満の場合、少量のβ−８ｉ Ｃ。
３ｉ ２ＯＮｚ等が生成するため、結果としてα型の８
！ ３Ｎ＋粉末の生成量が減少する。逆に １００重量
部よりも多いと、必要以上配合することになり、経済的
でなくなるからである。
！ ３Ｎ＋粉末の生成量が減少する。逆に １００重量
部よりも多いと、必要以上配合することになり、経済的
でなくなるからである。
本発明において、混合粉末を焼成する際には窒化性ガス
雰囲気中のＮ２分圧を１気圧以上、好ましくは３気圧以
上に保つ。その理由は、１気圧未満ではＳｉＣの生成量
が多くなり、低温のとき特にその傾向が著しい。その結
果として３ｉ ３Ｎ＋の生成量が減少するためである。
雰囲気中のＮ２分圧を１気圧以上、好ましくは３気圧以
上に保つ。その理由は、１気圧未満ではＳｉＣの生成量
が多くなり、低温のとき特にその傾向が著しい。その結
果として３ｉ ３Ｎ＋の生成量が減少するためである。
圧力の効果については次の様に考えられる。
すなわち、Ｎ２雰囲気下でＳｉＣとＳｉ ３Ｎ＜の平衡
を考えると、 ３Ｓｉ Ｃ＋２Ｎ２→Ｓｆ ３ Ｎ４ ＋３Ｇ・・・（
４）の反応が考えられる。この反応式からＳｉＣ。
を考えると、 ３Ｓｉ Ｃ＋２Ｎ２→Ｓｆ ３ Ｎ４ ＋３Ｇ・・・（
４）の反応が考えられる。この反応式からＳｉＣ。
Ｓｉ ３Ｎ＋の安定領域を温度とＮ２分圧で整理すると
第１図に示すような結果となる。第１図かられかるよう
に、Ｎ２分圧が高いほど、３ｉ ３Ｎ＋が安定であるこ
とがわかる。特に該反応温度領域では３気圧以上保持す
ることが、Ｓｉ３Ｎｓ生成に一層有利であることは明白
である。
第１図に示すような結果となる。第１図かられかるよう
に、Ｎ２分圧が高いほど、３ｉ ３Ｎ＋が安定であるこ
とがわかる。特に該反応温度領域では３気圧以上保持す
ることが、Ｓｉ３Ｎｓ生成に一層有利であることは明白
である。
（実施例）
平均粒径０．２μのＳｉＯ粉末とカーボンブラックおよ
びα化率９０％の３ｉ ３Ｎ＋粉末を第１表に示す配合
割合で均一に混合して原料混合粉末を調整した。これら
の混合粉末をカーボンるつぼに軽く充填し、Ｎ２圧力を
０．５気圧から１０気圧の範囲に調節したＮ２雰囲気中
にて１２００〜２０００℃の温度範囲において２時間熱
処理を行った。こうした熱処理で得た生成物を粉末Ｘ線
回折によって生成結晶相を同定し、３ｉ ３Ｎ４の生成
割合を測定し、同時に金成物中のα−８ｉ ３Ｎ＋の生
成割合も測定した。さらに、走査電子顕微鏡１１察によ
りＳｔ ３Ｎ４粉末の粒径を測定した。その結果を第１
表に示す。
びα化率９０％の３ｉ ３Ｎ＋粉末を第１表に示す配合
割合で均一に混合して原料混合粉末を調整した。これら
の混合粉末をカーボンるつぼに軽く充填し、Ｎ２圧力を
０．５気圧から１０気圧の範囲に調節したＮ２雰囲気中
にて１２００〜２０００℃の温度範囲において２時間熱
処理を行った。こうした熱処理で得た生成物を粉末Ｘ線
回折によって生成結晶相を同定し、３ｉ ３Ｎ４の生成
割合を測定し、同時に金成物中のα−８ｉ ３Ｎ＋の生
成割合も測定した。さらに、走査電子顕微鏡１１察によ
りＳｔ ３Ｎ４粉末の粒径を測定した。その結果を第１
表に示す。
次に得られた生成物を酸化処理として５００℃〜１００
０℃で２時間空気中で加熱した。酸化処理前後の不純物
Ｃの含有１ｉ（ｗｔ％）とＯ含有５１（ｗｔ％）を第２
表に示した。
０℃で２時間空気中で加熱した。酸化処理前後の不純物
Ｃの含有１ｉ（ｗｔ％）とＯ含有５１（ｗｔ％）を第２
表に示した。
第 ２ 表
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、α化率の高い高純
度で微細な窒化けい素粉末が安価に効率良く製造できる
。
度で微細な窒化けい素粉末が安価に効率良く製造できる
。
第１図は、温度と窒素分圧についてのＳｉ３ＮとＳｉＣ
との平衡関係を示す線図である。 濯ｌＩＴ／・Ｃ
との平衡関係を示す線図である。 濯ｌＩＴ／・Ｃ
Claims (1)
- １、ＳｉＯ粉末、Ｃ含有物質およびＳｉ＿３Ｎ＿４粉末
からなる混合物もしくはそれらの成形体を、１４００〜
１８００℃の窒化性雰囲気のもとで加熱することを特徴
とする窒化けい素粉末の製造方法
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13587685A JPS61295212A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | 窒化けい素粉末の製造方法 |
| AU58951/86A AU568982B2 (en) | 1985-06-24 | 1986-06-23 | Silicon nitride powder |
| CA000512152A CA1293106C (en) | 1985-06-24 | 1986-06-23 | Method of producing silicon nitride powders |
| EP86304810A EP0206795B1 (en) | 1985-06-24 | 1986-06-23 | Method of producing silicon nitride powders |
| DE8686304810T DE3675590D1 (de) | 1985-06-24 | 1986-06-23 | Verfahren zum herstellen von siliziumnitridpulvern. |
| CN86104331A CN1007724B (zh) | 1985-06-24 | 1986-06-23 | 制造α-氮气化硅粉末的方法 |
| KR1019860005039A KR870000238A (ko) | 1985-06-24 | 1986-06-24 | 질화 규소 분말의 생산 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13587685A JPS61295212A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | 窒化けい素粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61295212A true JPS61295212A (ja) | 1986-12-26 |
Family
ID=15161834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13587685A Pending JPS61295212A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | 窒化けい素粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61295212A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891011A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | Toshiba Ceramics Co Ltd | α相含有率の高い窒化珪素粉末の製造方法 |
| JPS5950006A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-22 | Toshiba Corp | α型窒化珪素粉末の製造方法 |
| JPS59199515A (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-12 | ケマノルド・ア−・ベ− | 窒化ケイ素の製造方法 |
-
1985
- 1985-06-24 JP JP13587685A patent/JPS61295212A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891011A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | Toshiba Ceramics Co Ltd | α相含有率の高い窒化珪素粉末の製造方法 |
| JPS5950006A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-22 | Toshiba Corp | α型窒化珪素粉末の製造方法 |
| JPS59199515A (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-12 | ケマノルド・ア−・ベ− | 窒化ケイ素の製造方法 |
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