JPS616110A - 炭化珪素の製造方法 - Google Patents
炭化珪素の製造方法Info
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- JPS616110A JPS616110A JP59126640A JP12664084A JPS616110A JP S616110 A JPS616110 A JP S616110A JP 59126640 A JP59126640 A JP 59126640A JP 12664084 A JP12664084 A JP 12664084A JP S616110 A JPS616110 A JP S616110A
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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。
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。
［従来の技術］
ＳｉＣ焼結体は、硬度及び強瓜が共に人きく、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。Ｓ
ｉＣ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、■ Ｓｉ＋つ２とＣとの反応による
方法、■ 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
。
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。Ｓ
ｉＣ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、■ Ｓｉ＋つ２とＣとの反応による
方法、■ 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、１業
的には、原料が安価であり１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。
的には、原料が安価であり１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。
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、ｄ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一ド記
■又は１１式の反応によるものである（ただし■、１１
式において（ｇ）はガス状物を表す、）。
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、ｄ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一ド記
■又は１１式の反応によるものである（ただし■、１１
式において（ｇ）はガス状物を表す、）。
Ｓ ｉｏ２＋３Ｃ４Ｓ ｉｃ＋２ｃｏ （ｇ）・・弓従
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ネ１とをあ１合して固型化する
方法の研究が行なわれてきた。例えば、特公昭５８−１
８３２５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１−で熱処理
を行なうことにより、珪素質原料と炭素質原料どの混合
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。
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ネ１とをあ１合して固型化する
方法の研究が行なわれてきた。例えば、特公昭５８−１
８３２５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１−で熱処理
を行なうことにより、珪素質原料と炭素質原料どの混合
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。
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
１１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。
ものとして、特公昭５８−３４４０５号公報には、前記
１１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。
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。
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。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、１ニ記従来の方法はいずれも、微細で易
焼結性のＳｉＣ粉末をＴ業師有利に製造することはでき
なかった。
焼結性のＳｉＣ粉末をＴ業師有利に製造することはでき
なかった。
例えば 特公昭５８−１８３２５号公報及び同５８−３
４４０５り公報に記載の方法では、結合剤を用いたこと
による利点は混合固型物同志の付着防１１−以トの７０
味を４１しておらず、この結果として、特公昭５８−３
４４０５号公報の実施例でも明らかなように、生成する
ＳｉＣにＭｔ Ｉｌｌ ）＆素が２０％以上も含まれ、
ＳｉＣの合成後にこのａｌ１１次素を除去することが問
題となっている。
４４０５り公報に記載の方法では、結合剤を用いたこと
による利点は混合固型物同志の付着防１１−以トの７０
味を４１しておらず、この結果として、特公昭５８−３
４４０５号公報の実施例でも明らかなように、生成する
ＳｉＣにＭｔ Ｉｌｌ ）＆素が２０％以上も含まれ、
ＳｉＣの合成後にこのａｌ１１次素を除去することが問
題となっている。
また特開昭５５−２０２６８ ｓ５公報に記載の方法の
如く 焼結促進剤を用いる方法では、この焼結促進剤の
分散性に問題があり、例えばアルミニウム系のもののＳ
ｉＣへの固溶割合は０．５％が限度であった。
如く 焼結促進剤を用いる方法では、この焼結促進剤の
分散性に問題があり、例えばアルミニウム系のもののＳ
ｉＣへの固溶割合は０．５％が限度であった。
しかも 従来の方法はいずれもα−もしくはβ−ＳｉＣ
いずれかの合成に限られるものであり、同−製造力υ、
で、結晶形の異なるものを選択的に合成することはでき
なかった。
いずれかの合成に限られるものであり、同−製造力υ、
で、結晶形の異なるものを選択的に合成することはでき
なかった。
本発明は！−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ｌＪ的とするところは、易焼結性Ｓｉ
Ｃ微粉末を高収率で製造でき、しかもαη１及びβ型の
ＳｉＣを選択的に製造することも＋ｉ７能な炭化珪素の
製造方法を提供することにある。
のであって、そのｌＪ的とするところは、易焼結性Ｓｉ
Ｃ微粉末を高収率で製造でき、しかもαη１及びβ型の
ＳｉＣを選択的に製造することも＋ｉ７能な炭化珪素の
製造方法を提供することにある。
［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、 珪素質と炭素質とを含む原ネ）を非酩化性雰囲気下で加
熱焼成して炭化珪素を製造する方法において、前記原料
として、次の各成分、Ｉ！ｐち・で）、成分、液状珪素
化合物及び官能基を有する有機化合物、 ■、成分、珪素質固体、 並びに （ｅ、成分、炭素質固体、 の混合物を固化させて得られる前駆体同型物を用いるこ
とを特徴とする炭化１１素の製造力Ｖ１、を要旨とする
ものである。
法は、 珪素質と炭素質とを含む原ネ）を非酩化性雰囲気下で加
熱焼成して炭化珪素を製造する方法において、前記原料
として、次の各成分、Ｉ！ｐち・で）、成分、液状珪素
化合物及び官能基を有する有機化合物、 ■、成分、珪素質固体、 並びに （ｅ、成分、炭素質固体、 の混合物を固化させて得られる前駆体同型物を用いるこ
とを特徴とする炭化１１素の製造力Ｖ１、を要旨とする
ものである。
即ち本発明諮らは、前記１１式の反応によるＳｉＣの合
成について詳細に検、１・すした結果。
成について詳細に検、１・すした結果。
ＳｉＣを効率良く反応させるためには、ＳｉＣ牛成直前
まで工１素賀原ネ゛１と炭素Ｔ！Ｉ原ネ′）か均・かつ
害着状態にあることが必要であることを知見し、この知
見に晶き更に検Ｊ・１を重ねた結果、■油状１１素化合
物及び官能基を４する有機化合物を用いると、■・ＩＦ
ｔＧ質固体と■炭素質固体との間で反応が効−ト的に
進行することを見い出し、本発明に到達したものである
。
まで工１素賀原ネ゛１と炭素Ｔ！Ｉ原ネ′）か均・かつ
害着状態にあることが必要であることを知見し、この知
見に晶き更に検Ｊ・１を重ねた結果、■油状１１素化合
物及び官能基を４する有機化合物を用いると、■・ＩＦ
ｔＧ質固体と■炭素質固体との間で反応が効−ト的に
進行することを見い出し、本発明に到達したものである
。
また本発明名らは、−■、記（ｓ）、（ｂｌ及びｒＣ４
成分に加えて、史ｉ゛こホウ）８化合物及び／又はアル
ミニラｌ、化合物を！３）成分に溶化させることにより
、極め−（焼結性の高いＳｉＣか得られ、しかもアルミ
ニウム化合物等を添加しない場合にはβ−３ｉＣが得ら
れるのに対し、アルミニウム化合物等の添加により、生
成するＳｉＣの結晶形は選択的にα型をとるということ
を兄い出し、本発明を完成させたものである。
成分に加えて、史ｉ゛こホウ）８化合物及び／又はアル
ミニラｌ、化合物を！３）成分に溶化させることにより
、極め−（焼結性の高いＳｉＣか得られ、しかもアルミ
ニウム化合物等を添加しない場合にはβ−３ｉＣが得ら
れるのに対し、アルミニウム化合物等の添加により、生
成するＳｉＣの結晶形は選択的にα型をとるということ
を兄い出し、本発明を完成させたものである。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明で原料として用いられる■成分を構成する液状珪
素化合物としては、 （１） 珪酸アルカリ水溶液を酸分解あるいは脱アル
カリしてｆｊ）られたもの、例えば木カラスの脱アルカ
リで得られた珪酸ポリマー、 （２） 加水分解性■１酸化合物をトリメチル化して
得られる一群のポリマー、 （３） 加水分解性Ｙ↑酸化合物と有機化合物又は有
機金属化合物とのエステル、例えば四１！１化上１素と
エタノールとの反応で合成されるエチルシリケート、 ■ 加水分解性珪素化合物と有機化合物との反池生成物
、 等が挙げられる。
素化合物としては、 （１） 珪酸アルカリ水溶液を酸分解あるいは脱アル
カリしてｆｊ）られたもの、例えば木カラスの脱アルカ
リで得られた珪酸ポリマー、 （２） 加水分解性■１酸化合物をトリメチル化して
得られる一群のポリマー、 （３） 加水分解性Ｙ↑酸化合物と有機化合物又は有
機金属化合物とのエステル、例えば四１！１化上１素と
エタノールとの反応で合成されるエチルシリケート、 ■ 加水分解性珪素化合物と有機化合物との反池生成物
、 等が挙げられる。
なお、Ｉ記■〜■の項における有機化合物とは例えば脂
肪族及び芳香族のアルコール、グリコール、ジオール、
トリオール等である。
肪族及び芳香族のアルコール、グリコール、ジオール、
トリオール等である。
また官能基を有する４１機化合物としては、千金反応等
により品分子品化するものであれば良く。
により品分子品化するものであれば良く。
特に高分子！Ｉｌ化してフェノール樹脂、フラノ樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン等の残
炭＋の高い熱硬化性樹脂を生成する千ツマ−１オリゴ′
１−あるいはそのポリマーが好ましい。
ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン等の残
炭＋の高い熱硬化性樹脂を生成する千ツマ−１オリゴ′
１−あるいはそのポリマーが好ましい。
本発明で用いられる市）成分の珪素質固体原ネ゛Ｉは、
非醜化性雰囲気下で高温において炭素と反応してＳｉＣ
を生成するものであれば良く、特に制限はないが、経済
的な見地からは、珪石の微粉末、無定形シリカ微粉末等
のシリカ分を１．：成分とするものが好まり、い。
非醜化性雰囲気下で高温において炭素と反応してＳｉＣ
を生成するものであれば良く、特に制限はないが、経済
的な見地からは、珪石の微粉末、無定形シリカ微粉末等
のシリカ分を１．：成分とするものが好まり、い。
また（ε）成分の炭素質固体原料としては、各種のカー
ホンブランク、天然黒鉛４石油コークス等を粉砕、高純
化処理したものが好ましい、ｉ合物を造粒して高温で反
応させる場合には、タールピッチ、熱改質石油ピンチ等
も使用（＋（能であり、更に非酸化性雰囲気ドｌ ００
０℃以りで遊＃炭素を生成する物質も使用し得る。
ホンブランク、天然黒鉛４石油コークス等を粉砕、高純
化処理したものが好ましい、ｉ合物を造粒して高温で反
応させる場合には、タールピッチ、熱改質石油ピンチ等
も使用（＋（能であり、更に非酸化性雰囲気ドｌ ００
０℃以りで遊＃炭素を生成する物質も使用し得る。
１−記■成分、（１０式分及び（（−、）成分を固化さ
ゼて前短体固型物を得るには、■）成分及び０）成分を
■成分と混合し、かつ好ましくは極めてＥ′分に攪拌し
、しかる後、得られた混合物を加熱することにより■成
分を固化させ、固型物とすれば良い、（ａ）成分が加熱
のみで固化する場合には加熱のみで十分であるか、反応
を促進させるために、用いる【旬成分の液状ＩＦＩ素化
合物及び官能基を右する有機化合物に適した触媒を用い
て固化させるのか好ましい、■成分は触媒の存在下ある
いは不存在下において、液状珪素化合物と官箭基を有す
る有機化合物との重合反応、あるいはこれらのどちらか
一方の重合反応又は架橋反応により固化する。
ゼて前短体固型物を得るには、■）成分及び０）成分を
■成分と混合し、かつ好ましくは極めてＥ′分に攪拌し
、しかる後、得られた混合物を加熱することにより■成
分を固化させ、固型物とすれば良い、（ａ）成分が加熱
のみで固化する場合には加熱のみで十分であるか、反応
を促進させるために、用いる【旬成分の液状ＩＦＩ素化
合物及び官能基を右する有機化合物に適した触媒を用い
て固化させるのか好ましい、■成分は触媒の存在下ある
いは不存在下において、液状珪素化合物と官箭基を有す
る有機化合物との重合反応、あるいはこれらのどちらか
一方の重合反応又は架橋反応により固化する。
触媒としては重合又は架橋反応に通常用いられる触媒で
良く、例えば、塩酸、硫耐、ポウ酸“９の鉱酸、ナトリ
ウムエチラート等のアルカリ、右機過醜化物、有機スル
ホン酸類等が挙げられる。
良く、例えば、塩酸、硫耐、ポウ酸“９の鉱酸、ナトリ
ウムエチラート等のアルカリ、右機過醜化物、有機スル
ホン酸類等が挙げられる。
このように■成分の重合又は架橋反応による固化で得ら
れる均一固体は、そのまま非耐化性雰囲気、例えば真空
、窒素、ヘリウム又はアルゴン中で、１６００〜２００
０℃に加熱処理することにより、ＳｉＣを（することが
できるが、この加熱処理に供する前に、１１ｔられた均
一固体を５００℃以」−の温度で熱処理し、］三として
■成分中の有機物に含まれている炭化しない揮散成分を
除人するのか好ましい、この前処理は■成分を構成する
成分に応して適宜施され、］−記熱処理に限られず、そ
の他の前処理を行なうことも、また前処理を省略して直
接Ｆ） Ｉ Ｃ合成のための加熱処理に供することも勿
論可能である。
れる均一固体は、そのまま非耐化性雰囲気、例えば真空
、窒素、ヘリウム又はアルゴン中で、１６００〜２００
０℃に加熱処理することにより、ＳｉＣを（することが
できるが、この加熱処理に供する前に、１１ｔられた均
一固体を５００℃以」−の温度で熱処理し、］三として
■成分中の有機物に含まれている炭化しない揮散成分を
除人するのか好ましい、この前処理は■成分を構成する
成分に応して適宜施され、］−記熱処理に限られず、そ
の他の前処理を行なうことも、また前処理を省略して直
接Ｆ） Ｉ Ｃ合成のための加熱処理に供することも勿
論可能である。
（８）成分０液状１１素化合物及び官能基を有する有機
化合物、ｒｂ）成分の珪素質原料、■成分の炭素質原料
等のＳｉＣを合成するための原料の構成比は、これらを
混合１７て調製された固型物を非醇化性雰囲気中８００
〜１４００℃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。・り成分、■）
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ｒ比カ１ ＜ Ｃ／ Ｓ ｉ ＜ ｌ
Ｏ１好マシくはＣ／Ｓｉτ３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１合成後の生成
物中にＣを残留させる場合には、Ｃ／Ｓｉ＞３となるよ
うに、その量を決定する。ただし、１．記ノ］酩化性雰
囲気中８００〜１４００℃の温度での処理において、■
成分と■成分が、■成分の存在ドで固化する前の状態に
なるような混合割合、例えば■成分が極端に少なく全体
の５重量％以下となるような混合割合とするのは避ける
へきである。なお、非醇化性雰囲気中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。
化合物、ｒｂ）成分の珪素質原料、■成分の炭素質原料
等のＳｉＣを合成するための原料の構成比は、これらを
混合１７て調製された固型物を非醇化性雰囲気中８００
〜１４００℃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。・り成分、■）
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ｒ比カ１ ＜ Ｃ／ Ｓ ｉ ＜ ｌ
Ｏ１好マシくはＣ／Ｓｉτ３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１合成後の生成
物中にＣを残留させる場合には、Ｃ／Ｓｉ＞３となるよ
うに、その量を決定する。ただし、１．記ノ］酩化性雰
囲気中８００〜１４００℃の温度での処理において、■
成分と■成分が、■成分の存在ドで固化する前の状態に
なるような混合割合、例えば■成分が極端に少なく全体
の５重量％以下となるような混合割合とするのは避ける
へきである。なお、非醇化性雰囲気中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。
本発明においては、（ａ）成分の均一混合物中にホウ素
化合物及び／又はアルミニウム化合物を溶化させて用い
ることかできる。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
しては例えばポウ酸、無水ポウ酸、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。
化合物及び／又はアルミニウム化合物を溶化させて用い
ることかできる。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
しては例えばポウ酸、無水ポウ酸、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。
ホウ素化合物、アルミニウム化合物の溶化方法としては
、用いるホウ素化合物又はアルミニウム化合物に応じて
適宜決定されるが、Ｑ）成分の液状珪素化合物又は官能
基を有する有機化合物等にＹ・め混合させておき均一混
合物とする方法の他、（ａ）成分の固化のために用いる
触媒中に混合させて、■成分の均一混合物中に溶化させ
ても良い。
、用いるホウ素化合物又はアルミニウム化合物に応じて
適宜決定されるが、Ｑ）成分の液状珪素化合物又は官能
基を有する有機化合物等にＹ・め混合させておき均一混
合物とする方法の他、（ａ）成分の固化のために用いる
触媒中に混合させて、■成分の均一混合物中に溶化させ
ても良い。
ホウ未化合物及び／又はアルミニウム化合物の添加量ｔ
−合成ＬＩ的に応して決定されるが、得られる合成生成
物の１０重量％以ドとするのが、＠〕酸成分重ろ又は架
橋反応による同化に影響を与えないこと力ら好ましい。
−合成ＬＩ的に応して決定されるが、得られる合成生成
物の１０重量％以ドとするのが、＠〕酸成分重ろ又は架
橋反応による同化に影響を与えないこと力ら好ましい。
［作用１
本発明の炭化珪素の製造方法では、（ＩＩ）成分、■成
分及Ｕ＠成分の混合物を固化したものを非醇化性雰囲気
中で加熱焼成することにより、ＳｉＣ生成直前まで珪素
質原料と炭素質原料とが均一かつ電着状態にあるため、
これらの間の反応が極めて良＜ａＨし、効率良く易焼結
性のＳｉＣ粉末な得ることかできる。
分及Ｕ＠成分の混合物を固化したものを非醇化性雰囲気
中で加熱焼成することにより、ＳｉＣ生成直前まで珪素
質原料と炭素質原料とが均一かつ電着状態にあるため、
これらの間の反応が極めて良＜ａＨし、効率良く易焼結
性のＳｉＣ粉末な得ることかできる。
しかして、非醜化性雰囲気中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。
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。
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、（！ＩられるＳｉＣはα相を含まな
いβ−３ｉＣ粉末であるのに対し、例えばアルミニウム
、化合物をＳｉＣ生成物の２を量％以りとなるように添
加した場合には、α−３ｉＣ粉末が得られる。
加しない場合には、（！ＩられるＳｉＣはα相を含まな
いβ−３ｉＣ粉末であるのに対し、例えばアルミニウム
、化合物をＳｉＣ生成物の２を量％以りとなるように添
加した場合には、α−３ｉＣ粉末が得られる。
［実施例］
次に本発明を実施例及び比較例を挙げて更に置体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えなＩ７）。
明するが、本発明はその要旨を超えなＩ７）。
限り以ドの実施例に駆足されるものではなり）。
実施例１
液状珪素化合物として、ＳｉＯ２分を４１を量％含む王
手ルシリケートを６２重量％、官能基を有するイイ橡化
合物として残炭率が４０％のレソール型フェノール樹脂
３Ｉ■％を均一に混合して（ａ）成分とじた。これに高
純度の無定形シリカ微粉末（■成分）とカーボンブラッ
ク（ｒＣ）成分）とをＩｌ′Ｘ都割合で５：３にて混合
した粉末を、■成分との重琶比がｌ：ｌとなるように添
加して分散液とした。
手ルシリケートを６２重量％、官能基を有するイイ橡化
合物として残炭率が４０％のレソール型フェノール樹脂
３Ｉ■％を均一に混合して（ａ）成分とじた。これに高
純度の無定形シリカ微粉末（■成分）とカーボンブラッ
ク（ｒＣ）成分）とをＩｌ′Ｘ都割合で５：３にて混合
した粉末を、■成分との重琶比がｌ：ｌとなるように添
加して分散液とした。
得られ一分散液中に全体の重量の１５重量％程度の醜触
媒を添加し、激しく攪拌した。攪拌後１５分程Ｉ５静置
すると固化した。得られた固体をＪ１＝ ｆｉ化性雰囲
気トｌＯ℃／ ｍ ｉ ｎ テ１０００℃までシ１温加
熱した。この段階で固体（以ドこの固体をサンプ・しＮ
０１１という。）にクランクが少し入るが、一部を分取
して軽く粉砕しても、原料として用い”ヒ無疋形シリカ
微粉末の粒子径のレベルまでは粉砕されなかった。
媒を添加し、激しく攪拌した。攪拌後１５分程Ｉ５静置
すると固化した。得られた固体をＪ１＝ ｆｉ化性雰囲
気トｌＯ℃／ ｍ ｉ ｎ テ１０００℃までシ１温加
熱した。この段階で固体（以ドこの固体をサンプ・しＮ
０１１という。）にクランクが少し入るが、一部を分取
して軽く粉砕しても、原料として用い”ヒ無疋形シリカ
微粉末の粒子径のレベルまでは粉砕されなかった。
４Ｖられ１こサンプルＮｏ、１の半量を分取して。
非酩化性雰囲気ドｌＯ℃／ｍｉｎにて１６００℃までＩ
ｔ ＠ＩＩ＋熱してサンプルＮ００２とした。このサン
プルＮＯ１２を観察すると、クラックが増え一部小片と
なっている部分も存在したが、原ネ１として用いた無定
形シリカ微粉末の粒／−杼までは細粉化されていなかっ
た。
ｔ ＠ＩＩ＋熱してサンプルＮ００２とした。このサン
プルＮＯ１２を観察すると、クラックが増え一部小片と
なっている部分も存在したが、原ネ１として用いた無定
形シリカ微粉末の粒／−杼までは細粉化されていなかっ
た。
このサンプルＮ００２を粉末Ｘ線回折にて調べると、・
部ＳｉＣ化しているものの、赤外線吸収スペクトルにて
分析した結果、未反応のＳ ｉＯ２が多ｊ、ｊ、に残っ
ていることか判明した。しかしなから、サンプルＮｏ、
１の残部を１６００℃で４時間加熱処理し、粉末ｘｉ回
折法により調へたところ、その回折線図は第１図に示す
如くであり、β−５ｉＣ微粉末か得られたことか判明し
た。また赤外線吸収スペクトルにて観察した表１．果、
未反応Ｓ ｉ Ｏ２は殆と存在しないことか１忍めら１
１ｔ：。得られたβ−５ｉＣ微粉末の性状は次に小す通
りである。
部ＳｉＣ化しているものの、赤外線吸収スペクトルにて
分析した結果、未反応のＳ ｉＯ２が多ｊ、ｊ、に残っ
ていることか判明した。しかしなから、サンプルＮｏ、
１の残部を１６００℃で４時間加熱処理し、粉末ｘｉ回
折法により調へたところ、その回折線図は第１図に示す
如くであり、β−５ｉＣ微粉末か得られたことか判明し
た。また赤外線吸収スペクトルにて観察した表１．果、
未反応Ｓ ｉ Ｏ２は殆と存在しないことか１忍めら１
１ｔ：。得られたβ−５ｉＣ微粉末の性状は次に小す通
りである。
真比重 ３．１９〜３．２１ｇ／ｃｒｎ’結晶
形 β型５ｉＣ ８ト巳均粒Ｐ６０．１５〜０．２０メＬｍ残留炭素
１．０重量％ 未反応Ｓ ＩＯ２０、８改星％ 比較例１ （４￥公１１１４ ！５８−３４４０５ ’−，’ｔ（
７））ｊ？）、をｔｍｅｉｌｉｊ準じて行；【つた例） シリカ粉１００屯ｔＩｉ部、石油コークス粉（３００メ
ンシユ以下）７６巾Ｆｉｉ部及び高ピッチ粉７ Ｋ（、
ｉｉ１部を配合し、 カルホキジメチルセルロース０．
５％水溶液とバにホールミル中にてｌＯ分間攪拌！１４
合した。得られた程合物をヒーカーに移し、ホットプレ
ート１−で１５０℃１こて５時間乾燥したところ、大き
なりランクが多数入った固型物が）１した。この固型物
の一部を実施例１と同様に１０００℃までのシ１温加熱
処理を行ない、 ・部を分取して同様に粉砕したところ
、３００メ、ンユ稈度にまで粉砕された。残りの固型物
の一部を１６００℃で４時間加熱処理し、また残部を特
公昭５８− ：ｌ’、 ４４０５ （３−に準じて１８
５０℃で３０分加熱処理して、各々ＳｉＣを合成した。
形 β型５ｉＣ ８ト巳均粒Ｐ６０．１５〜０．２０メＬｍ残留炭素
１．０重量％ 未反応Ｓ ＩＯ２０、８改星％ 比較例１ （４￥公１１１４ ！５８−３４４０５ ’−，’ｔ（
７））ｊ？）、をｔｍｅｉｌｉｊ準じて行；【つた例） シリカ粉１００屯ｔＩｉ部、石油コークス粉（３００メ
ンシユ以下）７６巾Ｆｉｉ部及び高ピッチ粉７ Ｋ（、
ｉｉ１部を配合し、 カルホキジメチルセルロース０．
５％水溶液とバにホールミル中にてｌＯ分間攪拌！１４
合した。得られた程合物をヒーカーに移し、ホットプレ
ート１−で１５０℃１こて５時間乾燥したところ、大き
なりランクが多数入った固型物が）１した。この固型物
の一部を実施例１と同様に１０００℃までのシ１温加熱
処理を行ない、 ・部を分取して同様に粉砕したところ
、３００メ、ンユ稈度にまで粉砕された。残りの固型物
の一部を１６００℃で４時間加熱処理し、また残部を特
公昭５８− ：ｌ’、 ４４０５ （３−に準じて１８
５０℃で３０分加熱処理して、各々ＳｉＣを合成した。
得られたＳｉＣ粉末の性状は各々ド記第１表の通りであ
った・ −／−／−一〜−−
−−−−− ／−一一 第１表 実施例１及び比較例１の結果から、本発明の方法により
得られるＳｉＣは、残留炭素及び未反応Ｓｉｎ、が少な
く、またＳｉＣ合成前の前駆体固型物の高温強度が極め
て大きく、粉砕され難いことか認められる。
った・ −／−／−一〜−−
−−−−− ／−一一 第１表 実施例１及び比較例１の結果から、本発明の方法により
得られるＳｉＣは、残留炭素及び未反応Ｓｉｎ、が少な
く、またＳｉＣ合成前の前駆体固型物の高温強度が極め
て大きく、粉砕され難いことか認められる。
実施例２
（アルミニウム化合物を添加した実施例）実施例１で得
られた■成分、■成分及び■成分の混合液に、Ａ文／
Ｓ ｉ ＝ ２ ／ １００ （原子比）となる様に塩
化アルミニウムのメタノール溶液を添加し、混合した後
、実施例１と同様に１０００℃までのＡ温処理及び１６
００℃での４時間加熱処理を施したところ、下記の如き
性状を有するα−３ｉＣ粉末が得られた。このα−５ｉ
Ｃ粉末の粉末ｘ＃！回折線図は第２図に示す通りである
。
られた■成分、■成分及び■成分の混合液に、Ａ文／
Ｓ ｉ ＝ ２ ／ １００ （原子比）となる様に塩
化アルミニウムのメタノール溶液を添加し、混合した後
、実施例１と同様に１０００℃までのＡ温処理及び１６
００℃での４時間加熱処理を施したところ、下記の如き
性状を有するα−３ｉＣ粉末が得られた。このα−５ｉ
Ｃ粉末の粉末ｘ＃！回折線図は第２図に示す通りである
。
真比重 ３．１９〜３．２０ｇ／ｃｍ’結晶形
α型５ｉＣ（４Ｈ型）モ均粒径 ０
、５０−０ 、６０ ｇｍ残留炭素 ０．５重ψ
％ 未反応５ｉ０２０．５重量％ これらの結果から、アルミニウム化合物を添加すること
によりα型のＳｉＣ粉末を合成することができることが
明らかである。通常、αηｌＳｉＣはアチソン類に例が
あるように、２０００℃以上の高温で合成させるもので
あるが、本発明の方Ｖ、によれば遥かに低い温度でα型
５ｉＣ（４Ｈ型）を合成することができる。
α型５ｉＣ（４Ｈ型）モ均粒径 ０
、５０−０ 、６０ ｇｍ残留炭素 ０．５重ψ
％ 未反応５ｉ０２０．５重量％ これらの結果から、アルミニウム化合物を添加すること
によりα型のＳｉＣ粉末を合成することができることが
明らかである。通常、αηｌＳｉＣはアチソン類に例が
あるように、２０００℃以上の高温で合成させるもので
あるが、本発明の方Ｖ、によれば遥かに低い温度でα型
５ｉＣ（４Ｈ型）を合成することができる。
［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、■
液状■１索化合物及び官能基を有する有機化合物、■珪
素質固体、■炭素質固体を固化させて得られる前駆体固
型物を用い、これを非醜化性雰囲気中で、加熱焼成する
ことによりＳｉＣ粉末を得る新規合成法であり、珪素質
原料と炭素質原本１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。
液状■１索化合物及び官能基を有する有機化合物、■珪
素質固体、■炭素質固体を固化させて得られる前駆体固
型物を用い、これを非醜化性雰囲気中で、加熱焼成する
ことによりＳｉＣ粉末を得る新規合成法であり、珪素質
原料と炭素質原本１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。
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・に溶化することもでき、易焼
結性のＳｉＣを得ることもＩｌｌ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
を高い選択子でかつ任意に合成することが可能である。
ニウム化合物を極めて均・に溶化することもでき、易焼
結性のＳｉＣを得ることもＩｌｌ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
を高い選択子でかつ任意に合成することが可能である。
また焼成と同時にＳｉＣ微粉末を得ることができる。
第１図は実施例１で得られたβ型ＳｉＣの粉末Ｘ線回折
線図であり、第２図は実施例２で得られたα型ＳｉＣの
粉末Ｘ線回折線図である。
線図であり、第２図は実施例２で得られたα型ＳｉＣの
粉末Ｘ線回折線図である。
Claims (8)
- （１）珪素質と炭素質とを含む原料を非酸化性雰囲気下
で加熱焼成して炭化珪素を製造する方法において、前記
原料として、次の各成分、即ち（ａ）、成分、液状珪素
化合物及び官能基を有する有機化合物、 （ｂ）、成分、珪素質固体、 並びに （ｃ）、成分、炭素質固体、 の混合物を固化させて得られる前駆体固型物を用いるこ
とを特徴とする炭化珪素の製造方法。 - （２）前駆体固形物は、前記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）
成分とホウ素化合物及び／又はアルミニウム化合物との
混合物を固化させて得られるものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の炭化珪素の製造方法。 - （３）（ａ）成分中の液状珪素化合物は、珪酸アルカリ
水溶液の酸分解もしくは脱アルカリ反応により得られる
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項に記載の炭化珪素の製造方法。 - （４）（ａ）成分中の液状珪素化合物は、水酸基を有す
る有機化合物と珪酸とのエステルであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の炭化珪素の
製造方法。 - （５）（ａ）成分中の液状珪素化合物は、加水分解性珪
素化合物と有機化合物又は有機金属化合物とを反応させ
て得られるエステルであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項又は第２項に記載の炭化珪素の製造方法。 - （６）（ａ）成分中の液状珪素化合物は、加水分解性珪
素化合物と有機化合物との反応生成物であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の炭化珪
素の製造方法。 - （７）液状珪素化合物と官能基を有する有機化合物との
加熱による重合反応、もしくは液状珪素化合物と官能基
を有する有機化合物とのどちらか一方の加熱による重合
反応又は架橋反応により、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）成
分を含む混合物を固化させることを特徴とする特許請求
の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の炭化
珪素の製造方法。 - （８）液状珪素化合物と官能基を有する有機化合物との
触媒による重合反応、もしくは液状珪素化合物と官能基
を有する有機化合物とのどちらか一方の触媒による重合
反応又は架橋反応により、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）成
分を含む混合物を固化させることを特徴とする特許請求
の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の炭化
珪素の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59126640A JPH0662286B2 (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 炭化珪素の製造方法 |
| EP85107295A EP0165554A3 (en) | 1984-06-20 | 1985-06-13 | Process for producing a sintered cubic silicon carbide |
| US06/746,033 US4742029A (en) | 1984-06-20 | 1985-06-18 | Process for producing a sintered cubic silicon carbide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59126640A JPH0662286B2 (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 炭化珪素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616110A true JPS616110A (ja) | 1986-01-11 |
| JPH0662286B2 JPH0662286B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=14940199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59126640A Expired - Lifetime JPH0662286B2 (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 炭化珪素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0662286B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168514A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-30 | Bridgestone Corp | 易焼結性炭化珪素の製造方法 |
| US5318761A (en) * | 1991-07-18 | 1994-06-07 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Process for preparing silicon carbide powder for use in semiconductor equipment |
| US6261370B1 (en) | 1999-05-21 | 2001-07-17 | Bridgestone Corporation | Product holder |
| US6627169B1 (en) | 1999-06-10 | 2003-09-30 | Bridgestone Corporation | Silicon carbide powder and production method thereof |
| US6632761B1 (en) | 1999-08-24 | 2003-10-14 | Bridgestone Corporation | Silicon carbide powder, method of producing a green body, and method of producing a sintered silicon carbide |
| US6699411B2 (en) | 1999-07-09 | 2004-03-02 | Bridgestone Corporation | Method for producing high purity silicon carbide sintered body |
| US6730283B2 (en) | 2001-03-14 | 2004-05-04 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of fine β-silicon carbide powder |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP59126640A patent/JPH0662286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168514A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-30 | Bridgestone Corp | 易焼結性炭化珪素の製造方法 |
| US5318761A (en) * | 1991-07-18 | 1994-06-07 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Process for preparing silicon carbide powder for use in semiconductor equipment |
| US6261370B1 (en) | 1999-05-21 | 2001-07-17 | Bridgestone Corporation | Product holder |
| US6627169B1 (en) | 1999-06-10 | 2003-09-30 | Bridgestone Corporation | Silicon carbide powder and production method thereof |
| US6699411B2 (en) | 1999-07-09 | 2004-03-02 | Bridgestone Corporation | Method for producing high purity silicon carbide sintered body |
| US6632761B1 (en) | 1999-08-24 | 2003-10-14 | Bridgestone Corporation | Silicon carbide powder, method of producing a green body, and method of producing a sintered silicon carbide |
| US6730283B2 (en) | 2001-03-14 | 2004-05-04 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of fine β-silicon carbide powder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0662286B2 (ja) | 1994-08-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |