JPS6191007A - α型窒化ケイ素微粉末の製造方法 - Google Patents
α型窒化ケイ素微粉末の製造方法Info
- Publication number
- JPS6191007A JPS6191007A JP21480884A JP21480884A JPS6191007A JP S6191007 A JPS6191007 A JP S6191007A JP 21480884 A JP21480884 A JP 21480884A JP 21480884 A JP21480884 A JP 21480884A JP S6191007 A JPS6191007 A JP S6191007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- powder
- fine powder
- silicon oxide
- weight
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- C01B21/0685—Preparation by carboreductive nitridation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はα型窒化ケイ素（α−５ｉ３Ｎ、）微粉末の製
造方法に関する。より詳しくは高品位で微細なα型窒化
ケイ素微粉末を収率よくかつ安価に得る方法を提供する
。
造方法に関する。より詳しくは高品位で微細なα型窒化
ケイ素微粉末を収率よくかつ安価に得る方法を提供する
。
窒化ケイ素焼結体は耐熱性、高温強度にすぐれており、
高強度耐熱材料、高精密耐摩耗性材料トシてジーゼル、
ガスタービン等の熱機関の高温化、軽量化、高効率化が
実現できる材料として期待されている。これら焼結体の
熱的、機械的性質は焼結体原料粉末の性状に依存すると
ころが大きく、１ 綿以下の球状に近い形状で粒径分布
の狭い高品位のα型窒化ケイ素微粉末の安価な供給が望
まれている。６ 窒化ケイ素合成法の中で酸化ケイ素の還元窒化法は反応
操作が比較的容易であること、装置を腐食したり、爆発
等の危険性のある原料を用いないことおよびα型窒化ケ
イ素比率の高い窒化ケイ素が得られ易いことなど工業的
に有利な方法として注目されている。
高強度耐熱材料、高精密耐摩耗性材料トシてジーゼル、
ガスタービン等の熱機関の高温化、軽量化、高効率化が
実現できる材料として期待されている。これら焼結体の
熱的、機械的性質は焼結体原料粉末の性状に依存すると
ころが大きく、１ 綿以下の球状に近い形状で粒径分布
の狭い高品位のα型窒化ケイ素微粉末の安価な供給が望
まれている。６ 窒化ケイ素合成法の中で酸化ケイ素の還元窒化法は反応
操作が比較的容易であること、装置を腐食したり、爆発
等の危険性のある原料を用いないことおよびα型窒化ケ
イ素比率の高い窒化ケイ素が得られ易いことなど工業的
に有利な方法として注目されている。
しかし、この方法は原料として十分精選された酸化ケイ
素微粉末および炭素粉末を用いても通常数μ慣の大きさ
の窒化ケイ素粉末しか得られず、場合によっては針状結
晶、棒状の粒子が混在し、１μｍ以下の球状に近い形状
を有する均一なα型窒化ケイ素微粉末が得られないとい
う問題と原料中の炭素／酸化ケイ素比率が小さい場合に
は窒化反応率が低（、未反応酸化ケイ素が残るという問
題を有している。また、これらの問題は中心粒径１μ鶴
以上の粗粒酸化ケイ累粉末を用いる程顕著であり、より
安価にα型窒化ケイ素粉末を得るための大きな障壁とな
っている。
素微粉末および炭素粉末を用いても通常数μ慣の大きさ
の窒化ケイ素粉末しか得られず、場合によっては針状結
晶、棒状の粒子が混在し、１μｍ以下の球状に近い形状
を有する均一なα型窒化ケイ素微粉末が得られないとい
う問題と原料中の炭素／酸化ケイ素比率が小さい場合に
は窒化反応率が低（、未反応酸化ケイ素が残るという問
題を有している。また、これらの問題は中心粒径１μ鶴
以上の粗粒酸化ケイ累粉末を用いる程顕著であり、より
安価にα型窒化ケイ素粉末を得るための大きな障壁とな
っている。
窒化反応速度をあげるために触媒として鉄、〜５４２参
照）が提案されている。しかし、ξこに窒化反応を促進
する物質として述べられている酸化鉄、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム、二酸化マンガン、酸化コバルト、
酸化クロムおよび五酸化バナジウムを触媒として添加し
ても窒化率は向上するが、生成する窒化ケイ素の粒子径
は通常数μ鶴で、かつ針状結晶や棒状の粒子が混在する
。この傾向は粒子径の大きい酸化ケイ素を原料として用
いる程著るしい。また、酸化鉄、二酸化マンガン、酸化
コバルト、酸、化りロムの添加では炭化ケイ素が共に生
成し易すく、五酸化バナジウムの添加ではβ型窒化ケイ
素が生成し易すい。すなわちここで述べられているよう
な物質は窒化反応を促進させる触媒としては効果がある
が、生成する窒化ケイ素粒子の粒径や形状の制御という
点では問題があり、粒子形状のそろった球状の微粉末を
生成させるという目的には殆んど効果がない。
照）が提案されている。しかし、ξこに窒化反応を促進
する物質として述べられている酸化鉄、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム、二酸化マンガン、酸化コバルト、
酸化クロムおよび五酸化バナジウムを触媒として添加し
ても窒化率は向上するが、生成する窒化ケイ素の粒子径
は通常数μ鶴で、かつ針状結晶や棒状の粒子が混在する
。この傾向は粒子径の大きい酸化ケイ素を原料として用
いる程著るしい。また、酸化鉄、二酸化マンガン、酸化
コバルト、酸、化りロムの添加では炭化ケイ素が共に生
成し易すく、五酸化バナジウムの添加ではβ型窒化ケイ
素が生成し易すい。すなわちここで述べられているよう
な物質は窒化反応を促進させる触媒としては効果がある
が、生成する窒化ケイ素粒子の粒径や形状の制御という
点では問題があり、粒子形状のそろった球状の微粉末を
生成させるという目的には殆んど効果がない。
窒化反応を促進させると共に粒子形状を制御する方法と
して２μ無以下の窒化ケイ素微粉末を添加する方法（特
公昭５４−．２３９１７号公報、特開昭５８−９１００
５号公報、第１回次世代産業基盤技術シンポジウム予稿
集昭和５８年１１月１１日Ｐ、２７〜４６参照）が提案
され工いる。しかしこの方法は上記公報および文献にも
記載されているように原料酸化ケイ素粉末の粒径が２０
〜４０−Ｉ＃Ｌの微粉末であれば効果は顕著であるが、
粒径が１μｍ以上の粗粒酸化ケイ素粉末を用いた場合に
は、窒化反応速度も遅くα型窒化ケイ素含有率も低く、
かつ、生、成する窒化ケイ素の粒子形状制御が出来ず針
状結晶や棒状の粒子が混在した不均一な粒子形状の窒化
ケイ素しか得られない。すなわちこの方法は原料として
使用する酸化ケイ素の粒径が１μ惰以上と大きい場合に
は効果がある方法ではない。
して２μ無以下の窒化ケイ素微粉末を添加する方法（特
公昭５４−．２３９１７号公報、特開昭５８−９１００
５号公報、第１回次世代産業基盤技術シンポジウム予稿
集昭和５８年１１月１１日Ｐ、２７〜４６参照）が提案
され工いる。しかしこの方法は上記公報および文献にも
記載されているように原料酸化ケイ素粉末の粒径が２０
〜４０−Ｉ＃Ｌの微粉末であれば効果は顕著であるが、
粒径が１μｍ以上の粗粒酸化ケイ素粉末を用いた場合に
は、窒化反応速度も遅くα型窒化ケイ素含有率も低く、
かつ、生、成する窒化ケイ素の粒子形状制御が出来ず針
状結晶や棒状の粒子が混在した不均一な粒子形状の窒化
ケイ素しか得られない。すなわちこの方法は原料として
使用する酸化ケイ素の粒径が１μ惰以上と大きい場合に
は効果がある方法ではない。
酸化ケイ素の還元・窒化反応による窒化ケイ素の合成に
おいてはその生産コストに占める原料コストの比重は大
きく重要である。特１ζ原料素微粉末は高価であり、生
産コストを大幅をこ下けるために安価な粒径１μ鴨以上
の粗粒酸化ケイ素を用いることが可能な方法の開発が切
望されている。
おいてはその生産コストに占める原料コストの比重は大
きく重要である。特１ζ原料素微粉末は高価であり、生
産コストを大幅をこ下けるために安価な粒径１μ鴨以上
の粗粒酸化ケイ素を用いることが可能な方法の開発が切
望されている。
本発明者らはこのような実情に鑑み、酸化ケイ素および
炭素を原料とする還元・窒化法番こおいて、還元・窒化
反応触媒としてＺｒおよびＺｒ化合物から選ばれた少な
くとも１種を添加することにより、中心粒径１綿以上の
酸化ケイ素粗粒子を用いた場合においても窒化率が高く
、球状に近い形状をもつ均一なα型窒化ケイ素微粉末が
得られ、さらにＺｒおよびＺｒ化合物と共に窒化ケイ素
微粉末を添加することにより、それらの相乗効果も加わ
り、より効果的に反応を行なわせることが出来、中心粒
径１μ風以下のより均一なα型電化ケイ素微粉末が得ら
れることを見出し本発明に到達した。
炭素を原料とする還元・窒化法番こおいて、還元・窒化
反応触媒としてＺｒおよびＺｒ化合物から選ばれた少な
くとも１種を添加することにより、中心粒径１綿以上の
酸化ケイ素粗粒子を用いた場合においても窒化率が高く
、球状に近い形状をもつ均一なα型窒化ケイ素微粉末が
得られ、さらにＺｒおよびＺｒ化合物と共に窒化ケイ素
微粉末を添加することにより、それらの相乗効果も加わ
り、より効果的に反応を行なわせることが出来、中心粒
径１μ風以下のより均一なα型電化ケイ素微粉末が得ら
れることを見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は酸化ケイ素粉末および炭素粉末の混合
物を窒素を含む雰囲気下、高温で加熱処理して窒化ケイ
素を製造する方法ζζおいて該混合物にＺｒ およびＺ
ｒ化合物から選ばれた少くとも１種さらにはそれらと共
に窒化ケイ素微粉末を添加せしめておくことを特徴とす
るα型窒化ケイ素微粉末の製造方法を提供するものであ
る。
物を窒素を含む雰囲気下、高温で加熱処理して窒化ケイ
素を製造する方法ζζおいて該混合物にＺｒ およびＺ
ｒ化合物から選ばれた少くとも１種さらにはそれらと共
に窒化ケイ素微粉末を添加せしめておくことを特徴とす
るα型窒化ケイ素微粉末の製造方法を提供するものであ
る。
本発明によれば粒子性状が良好な窒化ケイ素微粉末が安
価に得られ、その工業的価値は非常に大きい。
価に得られ、その工業的価値は非常に大きい。
本発明について以下に詳述する。
本発明において使用される酸化ケイ素粉末は中心粒径が
１００μｍ以下で出来るだけ高純度のものが望ましい。
１００μｍ以下で出来るだけ高純度のものが望ましい。
中心粒径１μ外以下の酸化ケイ素徽粉末を使用しても本
発明に従えば中心粒径１μｍ以下の球状に近い均一なα
型窒化ケイ素微粉末を得ることが出来るが、その価格は
中心粒径１〜１００μ亀の酸化ケイ素粉末に比べて１０
倍近い価格であり、より安価にα型窒化ケイ素微粉末を
得ることが出来ないので工業的にみて中心粒径が１〜１
００μ筒 の粗粒子が好適である。
発明に従えば中心粒径１μｍ以下の球状に近い均一なα
型窒化ケイ素微粉末を得ることが出来るが、その価格は
中心粒径１〜１００μ亀の酸化ケイ素粉末に比べて１０
倍近い価格であり、より安価にα型窒化ケイ素微粉末を
得ることが出来ないので工業的にみて中心粒径が１〜１
００μ筒 の粗粒子が好適である。
また、中心粒径１００μ爲 以上の酸化ケイ素粉末を用
いる場合には炭素粉末等との混合を均一にするために、
ボールミル等での混合時間を長くし、粉砕効果をも期待
するか、あらかじめボールミル、振動ミル等で酸化ケイ
素粉末を１００μ淋以下に粉砕してから使用することが
必要である。酸化ケイ素粉末中にＢ、ＡＩ、Ｚｒ化合物
等の不純物が含まれている場合、これらが還元・窒化反
応を抑制する働きを示し、一方Ｖ。
いる場合には炭素粉末等との混合を均一にするために、
ボールミル等での混合時間を長くし、粉砕効果をも期待
するか、あらかじめボールミル、振動ミル等で酸化ケイ
素粉末を１００μ淋以下に粉砕してから使用することが
必要である。酸化ケイ素粉末中にＢ、ＡＩ、Ｚｒ化合物
等の不純物が含まれている場合、これらが還元・窒化反
応を抑制する働きを示し、一方Ｖ。
Ｎｂ 、 Ｔａ 、 Ｃｒ 、 Ｍｏ 、 Ｗ 、 Ｍ
ｎ 、 Ｆｅ 、 Ｃｏ 、 Ｎｉ 。
ｎ 、 Ｆｅ 、 Ｃｏ 、 Ｎｉ 。
Ｃｕ化合物等の不純物はＳｉＣを生成させると共に針状
結晶を生成し易すくするため、原料酸化ケイ素粉末中に
出来るだけ含まれていないことが望ましい。したがって
これらの金属を含む不純物が夫々の金属元素の総量とし
て０．３重′！ｋｔｓ以上含まれていない酸化ケイ素を
使用することが望ましい。このような酸化ケイ素粉末と
して無水ケイ酸、石英、クリストバライト、石英ガラス
およびシリカゲルが挙げられるが、安価に入手出来るも
のとして天然石英粉末を用いることが最も好ましい。
結晶を生成し易すくするため、原料酸化ケイ素粉末中に
出来るだけ含まれていないことが望ましい。したがって
これらの金属を含む不純物が夫々の金属元素の総量とし
て０．３重′！ｋｔｓ以上含まれていない酸化ケイ素を
使用することが望ましい。このような酸化ケイ素粉末と
して無水ケイ酸、石英、クリストバライト、石英ガラス
およびシリカゲルが挙げられるが、安価に入手出来るも
のとして天然石英粉末を用いることが最も好ましい。
炭素粉末も同様に上記の金属を含む不純物を夫々の金属
元素の総量として０．３重量−以上台まないものを使用
することが望ましい。その代表的なものはアセチレンブ
ラック、ファーネスブラック等の粉末である。またその
粒径は数μ露のであれば造粒した０、３〜１．５１１ａ
程度の粒状のもの、プレス成型した粒状のものを使用す
るのが有利である。
元素の総量として０．３重量−以上台まないものを使用
することが望ましい。その代表的なものはアセチレンブ
ラック、ファーネスブラック等の粉末である。またその
粒径は数μ露のであれば造粒した０、３〜１．５１１ａ
程度の粒状のもの、プレス成型した粒状のものを使用す
るのが有利である。
酸化ケイ素粉末１重量部に対して炭素が０．４重量部よ
り少ないと還元・窒化反応式３ Ｓ １０２＋６Ｇ＋２
Ｎ２→Ｓ輸Ｎ４＋ ６ Ｃｏ において反応当量より
少なくなり未反応Ｓ ＊０２が残留する。一方、４重量
部より多いとα型窒化ケイ素の反応収率が低下すると共
に、未反応炭素が多く残りその除去が困難となりかつ、
コスト的にも高くつくので好ましくない。従って炭素粉
末の添加量としては０．４〜４重量部が好ましくより好
ましくは０．５〜１．２重量部である。
り少ないと還元・窒化反応式３ Ｓ １０２＋６Ｇ＋２
Ｎ２→Ｓ輸Ｎ４＋ ６ Ｃｏ において反応当量より
少なくなり未反応Ｓ ＊０２が残留する。一方、４重量
部より多いとα型窒化ケイ素の反応収率が低下すると共
に、未反応炭素が多く残りその除去が困難となりかつ、
コスト的にも高くつくので好ましくない。従って炭素粉
末の添加量としては０．４〜４重量部が好ましくより好
ましくは０．５〜１．２重量部である。
本発明において用いられるＺｒまたはＺｒ化合物として
は金属ジルコニウムおよび硫酸ジルコニウム、硫酸ジル
コニル、硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニル、塩化ジル
コニウム、塩化ジルコニルおよびフッ化ジルコニウム等
の水溶性化合物、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウ
ム、ケイ化ジルコニウム、ジルコニウムブトキシド、炭
化ジルコニウム、窒化ジルコニウム等から用いることが
出来るが、粗粒酸化ケイ素粉末、炭素粉末等の原料粉末
は混合をより均一にするため水を加えて湿式ボールミル
等で混合されるので、上記の中でも水溶性のＺｒ化合物
を用いる方が好ましいが、水に不溶性の場合はあらかじ
め酸性の水溶液に溶解した後、添加することが出来る。
は金属ジルコニウムおよび硫酸ジルコニウム、硫酸ジル
コニル、硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニル、塩化ジル
コニウム、塩化ジルコニルおよびフッ化ジルコニウム等
の水溶性化合物、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウ
ム、ケイ化ジルコニウム、ジルコニウムブトキシド、炭
化ジルコニウム、窒化ジルコニウム等から用いることが
出来るが、粗粒酸化ケイ素粉末、炭素粉末等の原料粉末
は混合をより均一にするため水を加えて湿式ボールミル
等で混合されるので、上記の中でも水溶性のＺｒ化合物
を用いる方が好ましいが、水に不溶性の場合はあらかじ
め酸性の水溶液に溶解した後、添加することが出来る。
また、上に列挙した物質を単独で添加して６２種類以上
添加してもよいが、その添加量としてはＺｒ元素の重量
換算で酸化ケイ素粉末１重念部に対し、０．０００１〜
０．１重量部の範囲であることが望ましい。 ０．００
０１重量部以下の添加量では還元・窒化反応の促進およ
び生成するα−５ｉ ３Ｎ４の形状制御・微粒化に殆ん
ど効果がなく、一方、０．１重量部以上では生成したα
−５ｉ 、Ｎ４中にＺｒが多量含有され、焼結体原料と
して好ましくない。より好ましい添加量としてはｏ、ｏ
ｏｏｓ〜０．０３重量部の範囲である。また、Ｚｒおよ
びＺｒ化合物と共にα型窒化ケイ素微粉末をｏ、ｏｏｓ
重量部以上添加する場合にはＺｒ とと共にＢｅ 、
Ｓｒ 、 Ｃａ 、Ｍｇ 、 Ｔｉ 、 Ｈｆ、 Ｓ
ｎ。
添加してもよいが、その添加量としてはＺｒ元素の重量
換算で酸化ケイ素粉末１重念部に対し、０．０００１〜
０．１重量部の範囲であることが望ましい。 ０．００
０１重量部以下の添加量では還元・窒化反応の促進およ
び生成するα−５ｉ ３Ｎ４の形状制御・微粒化に殆ん
ど効果がなく、一方、０．１重量部以上では生成したα
−５ｉ 、Ｎ４中にＺｒが多量含有され、焼結体原料と
して好ましくない。より好ましい添加量としてはｏ、ｏ
ｏｏｓ〜０．０３重量部の範囲である。また、Ｚｒおよ
びＺｒ化合物と共にα型窒化ケイ素微粉末をｏ、ｏｏｓ
重量部以上添加する場合にはＺｒ とと共にＢｅ 、
Ｓｒ 、 Ｃａ 、Ｍｇ 、 Ｔｉ 、 Ｈｆ、 Ｓ
ｎ。
Ｇｅ等の金属またはそれらの化合物が共存していてもよ
いが、それぞれの金属元素の総量として０．１重量部を
越えることは好ましくない。
いが、それぞれの金属元素の総量として０．１重量部を
越えることは好ましくない。
本発明においては上記の混合物にさらに窒化ケイ素粉末
を添加することにより上記の効果と相俟って粒径分布が
よりシャープなα型窒化ケイ素粉末が得られる。
を添加することにより上記の効果と相俟って粒径分布が
よりシャープなα型窒化ケイ素粉末が得られる。
本発明に用いられる窒化ケイ素微粉末はα型窒化ケイ素
微粉末であり、好ましくはα相含有率が５０チ以上のも
のである。また、そのＢＥＴ比表面積が大きい程、中心
粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなα型窒化ケイ素
微粉末が得られ易い。従ってより好ましくはＢＥＴ比表
面積１０８”／ｆ 以上のものを用いる。
微粉末であり、好ましくはα相含有率が５０チ以上のも
のである。また、そのＢＥＴ比表面積が大きい程、中心
粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなα型窒化ケイ素
微粉末が得られ易い。従ってより好ましくはＢＥＴ比表
面積１０８”／ｆ 以上のものを用いる。
また窒化ケイ素微粉末のα相含有率が５００％未満でβ
相やアモルファス相を多量に含むものを使用すると生成
する窒化ケイ素のα相含有率が低くなったり、針状結晶
、棒状粒子が混在するようになるので５０−以上のα相
含有率の窒化ケイ素微粉末を用いるのが好ましい。
相やアモルファス相を多量に含むものを使用すると生成
する窒化ケイ素のα相含有率が低くなったり、針状結晶
、棒状粒子が混在するようになるので５０−以上のα相
含有率の窒化ケイ素微粉末を用いるのが好ましい。
本発明において添加するα−５ｉ３Ｎ、微粉末の粒径は
通常中心粒径１μ溝以下好ましくは０．３〜０．８μ鴇
である。
通常中心粒径１μ溝以下好ましくは０．３〜０．８μ鴇
である。
また、振動ミル等の粉砕機で粉砕されたα−５ｉ ３Ｎ
、微粉末を使用することも出来るが振動ミル等の粉砕機
の材質によってはＡＩ 、 Ｆｅ 、 Ｎｉ 。
、微粉末を使用することも出来るが振動ミル等の粉砕機
の材質によってはＡＩ 、 Ｆｅ 、 Ｎｉ 。
Ｗ等の金属不純物が混在してくる。このような窒化ケイ
素微粉末を用いた場合、その効果が顕著に現れず、生成
する窒化ケイ素中に針状結晶や棒状の粒子が混在する。
素微粉末を用いた場合、その効果が顕著に現れず、生成
する窒化ケイ素中に針状結晶や棒状の粒子が混在する。
そのような場合には振動ミル等の粉砕機により処理され
たα−５ｉ３Ｎ４微粉末をフッ酸を含む鉱酸で洗浄処理
した後、使用することが望ましい。
たα−５ｉ３Ｎ４微粉末をフッ酸を含む鉱酸で洗浄処理
した後、使用することが望ましい。
また、粉砕機にかけた場合、粒子の表面層、が酸化物で
覆われる場合もあるのでこれらを除くためにも上記の洗
浄は好ましいことである。
覆われる場合もあるのでこれらを除くためにも上記の洗
浄は好ましいことである。
α−３ｉ 、Ｎ、微粉末の添加量は酸化ケイ素粉末１重
量部に対し１重量部以下が適当である。
量部に対し１重量部以下が適当である。
１重量部より多いと新しく生成したα−５ｉ、Ｎ４より
添加物のα−８ｉ ３Ｎ４の方が多くなり生産効。
添加物のα−８ｉ ３Ｎ４の方が多くなり生産効。
率上好ましくない。実際的には添加するα−５ｉ 、Ｎ
、微粉末は出来るだけ少ない方が生産効率もよく、シた
がってより好ましくは０．１重量部以下の範囲である。
、微粉末は出来るだけ少ない方が生産効率もよく、シた
がってより好ましくは０．１重量部以下の範囲である。
下限は特に限定されないがα−５ｉ 、Ｎ、微粉末添加
の効果が顕著に現われるのは０．０００１重量部以上で
ある。より好ましくは０．０００１重量部以上ｏ、ｏｏ
ｓ重量部未満の範囲である。
の効果が顕著に現われるのは０．０００１重量部以上で
ある。より好ましくは０．０００１重量部以上ｏ、ｏｏ
ｓ重量部未満の範囲である。
本発明において上記の原料、添加物を均一に混合する方
法としては公知の方法が採用でき、特に限定されるもの
ではないが、好ましくは酸化ケイ素粉末、炭素粉末、Ｚ
ｒ またはＺｒ化合物、またはそれらと共に゛窒化ケイ
素粉末を加えて、水と典に湿式混合する。
法としては公知の方法が採用でき、特に限定されるもの
ではないが、好ましくは酸化ケイ素粉末、炭素粉末、Ｚ
ｒ またはＺｒ化合物、またはそれらと共に゛窒化ケイ
素粉末を加えて、水と典に湿式混合する。
混合方法としてはボールミル、セラＥ７り混練機等の混
合手段をとることができるがＦｅ、 ｋｌ等の反応の害
となる不純物が混入しないようζζ材質を選定する必要
がある。通常、ボールミルの場合石英ガラス、窒化ケイ
素もしくはプラスチックで被覆されたボールを用い、プ
ラスチック製？ット中で混合することが好ましい．また
炭素粉末は一般に数百４以下で比重も小さく取扱い難い
ため、前述のように、−担これらを０、３〜１．５１１
１程度に造粒もしくはプレス成型し物を乾燥させるが、
乾燥時に酸化ケイ素と炭素粉末等が比重差等に分離しな
いように噴霧乾燥、ロータリーエバポレーター等の手段
をとることが好ましい。
合手段をとることができるがＦｅ、 ｋｌ等の反応の害
となる不純物が混入しないようζζ材質を選定する必要
がある。通常、ボールミルの場合石英ガラス、窒化ケイ
素もしくはプラスチックで被覆されたボールを用い、プ
ラスチック製？ット中で混合することが好ましい．また
炭素粉末は一般に数百４以下で比重も小さく取扱い難い
ため、前述のように、−担これらを０、３〜１．５１１
１程度に造粒もしくはプレス成型し物を乾燥させるが、
乾燥時に酸化ケイ素と炭素粉末等が比重差等に分離しな
いように噴霧乾燥、ロータリーエバポレーター等の手段
をとることが好ましい。
Ｎ２ 、 ｒ＋１１（、、Ｎ２ Ｈ２＊ Ｎｚ−Ａｒ
等の窒素を含有した反応ガス系を使用することが出来る
。加熱処理温度は１，４００〜１，６００℃、好ましく
は１，４５０〜１，５５０℃の範囲が選択出来る。１，
４００℃未満では窒化反応を十分進めるためには長時間
を要し、１，６００℃を超えるとＳｉＣの生成が多くな
る。
等の窒素を含有した反応ガス系を使用することが出来る
。加熱処理温度は１，４００〜１，６００℃、好ましく
は１，４５０〜１，５５０℃の範囲が選択出来る。１，
４００℃未満では窒化反応を十分進めるためには長時間
を要し、１，６００℃を超えるとＳｉＣの生成が多くな
る。
経済的な点も含めて１，４５０〜１，５５０℃の温度で
２〜６時間保持するのが最も適当である。さらに還元・
窒化反応後、残存している過剰炭素の除去を目的として
酸化性雰囲気中で加熱処理を行うが、その処理は一般に
６００〜８００℃、１〜４時間が適当である。
２〜６時間保持するのが最も適当である。さらに還元・
窒化反応後、残存している過剰炭素の除去を目的として
酸化性雰囲気中で加熱処理を行うが、その処理は一般に
６００〜８００℃、１〜４時間が適当である。
本発明方法ではＺｒ またはＺｒ化合物が酸化ケイ素の
還元・窒化反応に対して反応を促進させる融媒として作
用するだけでなく、生成する窒化ケイ素の粒子形状制御
にも効果を発現し、安価な中心粒径１〜１００μ鶴の粗
粒酸化ケイ素を原料に用いた場合においても、窒化率が
高く、球状に近い形状をもつ均一なα型窒化ケイ素微粉
末が得られ、さらにＺｒ またはＺｒ 化合物と共
に窒化ケイ素微粉末を添加することにより、それらの相
剰効果が加わり、より効果的に粒、子形状の制御が出来
、中心粒径１μ無以下の球状に近い形状をもつより均一
なα型窒化ケイ素微粉末を得ることが出来る。
還元・窒化反応に対して反応を促進させる融媒として作
用するだけでなく、生成する窒化ケイ素の粒子形状制御
にも効果を発現し、安価な中心粒径１〜１００μ鶴の粗
粒酸化ケイ素を原料に用いた場合においても、窒化率が
高く、球状に近い形状をもつ均一なα型窒化ケイ素微粉
末が得られ、さらにＺｒ またはＺｒ 化合物と共
に窒化ケイ素微粉末を添加することにより、それらの相
剰効果が加わり、より効果的に粒、子形状の制御が出来
、中心粒径１μ無以下の球状に近い形状をもつより均一
なα型窒化ケイ素微粉末を得ることが出来る。
本発明により耐熱性および高温強度にすぐれた窒化ケイ
素焼結体用の原料粉末の製造を工業的により有利に行う
ことが出来る。
素焼結体用の原料粉末の製造を工業的により有利に行う
ことが出来る。
以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。
はこれに限定されるものではない。
実施例１
酸化ケイ素粉末として市販石英砂粉末（中心粒径６μ１
、ＢＥＴ比表面積１．２％”／ｆ ）、炭素粉末として
市販アセチレンブラックプレス品を用いた。
、ＢＥＴ比表面積１．２％”／ｆ ）、炭素粉末として
市販アセチレンブラックプレス品を用いた。
Ｚｒ（ｊ）化合物（！： Ｌ／ テハＺｒ０（Ｎｏ、）
２．２ Ｈρヲ用いた。窒化ケイ素粉末は市販されてい
る中心粒径０．５錦、ＢＥＴ比表面積１７ ｍ”／ｆ
、α相含有率９６チのα−５ｉ３Ｎ４微粉末（シェタル
ク社製 ｔｃ−１２）を用いた。これらの粉末を表１に
示す組成割合にし、水を加えてプラスチック被覆ボール
、プラスチック製ポットを用いて２時間湿式ボールミル
混合を行った。得られたスラリー状の混合物をロータリ
ーエバポレーターを用い、回転させながら加−熱減圧下
で乾燥させた。
２．２ Ｈρヲ用いた。窒化ケイ素粉末は市販されてい
る中心粒径０．５錦、ＢＥＴ比表面積１７ ｍ”／ｆ
、α相含有率９６チのα−５ｉ３Ｎ４微粉末（シェタル
ク社製 ｔｃ−１２）を用いた。これらの粉末を表１に
示す組成割合にし、水を加えてプラスチック被覆ボール
、プラスチック製ポットを用いて２時間湿式ボールミル
混合を行った。得られたスラリー状の混合物をロータリ
ーエバポレーターを用い、回転させながら加−熱減圧下
で乾燥させた。
乾燥された混合物を黒鉛製容器に入れＮ２ガスを流しな
がら１，５００℃および１．５５０℃の温度で４〜６時
間加熱処理してＳ ＊０２を還元・窒化させた。得られ
た粉末をさらに空気中で７００℃、４時間加熱処理し、
未反応Ｃを燃焼除去してＳ ｉ ３Ｎ、微粉末を得た。
がら１，５００℃および１．５５０℃の温度で４〜６時
間加熱処理してＳ ＊０２を還元・窒化させた。得られ
た粉末をさらに空気中で７００℃、４時間加熱処理し、
未反応Ｃを燃焼除去してＳ ｉ ３Ｎ、微粉末を得た。
このようにして合成したそれぞれのＳｉ３Ｎ４微粉末に
ついて平均粒径、Ｎ含有率、α−５ｉ ３Ｎ４含有率（
Ｘ線回折図から求めた）を測定し、その値を表１に示し
た。
ついて平均粒径、Ｎ含有率、α−５ｉ ３Ｎ４含有率（
Ｘ線回折図から求めた）を測定し、その値を表１に示し
た。
実施例２
窒化ケイ素粉末として実施例１で合成した中心粒径０．
５μ慣、ＢＥＴ比表面積７溝”／ｆ、α相含有率９８チ
の粉末を用いた。その他は実施例１で用、いたと同じ原
料を用い実施例１の操作に従ってＳ ｉ ３Ｎ４粉末を
合成した。それぞれぞれの粉末について平均粒径、Ｎ含
有率−α−５１２１Ｎ４含有率を表１にあわせて示した
。
５μ慣、ＢＥＴ比表面積７溝”／ｆ、α相含有率９８チ
の粉末を用いた。その他は実施例１で用、いたと同じ原
料を用い実施例１の操作に従ってＳ ｉ ３Ｎ４粉末を
合成した。それぞれぞれの粉末について平均粒径、Ｎ含
有率−α−５１２１Ｎ４含有率を表１にあわせて示した
。
比較例
実施例１で使用したと同じ。粉末を用い、Ｚｒ０（Ｎｏ
、）２−２Ｈ，Ｏを添加しない場合、およびＺｒ０（Ｎ
ｏ３）、 、２Ｈ，Ｏ、窒化ケイ素微粉末（７）イずれ
も添加しない場合につき、実施例１の操作に従って、Ｓ
ｉ、Ｎ４粉末を合成した。それぞれの粉末について平均
粒径、Ｎ含有率、α−５ｉ ３Ｎ、含有率を表１にあわ
せて示した。
、）２−２Ｈ，Ｏを添加しない場合、およびＺｒ０（Ｎ
ｏ３）、 、２Ｈ，Ｏ、窒化ケイ素微粉末（７）イずれ
も添加しない場合につき、実施例１の操作に従って、Ｓ
ｉ、Ｎ４粉末を合成した。それぞれの粉末について平均
粒径、Ｎ含有率、α−５ｉ ３Ｎ、含有率を表１にあわ
せて示した。
Claims (4)
- （１）酸化ケイ素粉末および炭素粉末の混合物を窒素を
含む雰囲気下、高温で加熱処理して窒化ケイ素を製造す
る方法において、該混合物にＺｒおよびＺｒ化合物から
選ばれた少くとも１種を添加せしめておくことを特徴と
するα型窒化ケイ素微粉末の製造方法。 - （２）該混合物が酸化ケイ素粉末１重量部に対し、Ｚｒ
およびＺｒ化合物から選ばれた少くとも１種が、Ｚｒ元
素重量に換算して０．０００１〜０．１重量部、炭素粉
末０．４〜４重量部を含む特許請求の範囲第１項に記載
の方法。 - （３）酸化ケイ素粉末および炭素粉末の混合物を窒素を
含む雰囲気下、高温で加熱処理して窒化ケイ素を製造す
る方法において、該混合物にＺｒおよびＺｒ化合物から
選ばれた少くとも１種および窒化ケイ素微粉末を添加せ
しめておくことを特徴とするα型窒化ケイ素微粉末の製
造方法。 - （４）該混合物が酸化ケイ素粉末１重量部に対し、Ｚｒ
およびＺｒ化合物から選ばれた少くとも１種がＺｒ元素
重量に換算して０．０００１〜０．１重量部、窒化ケイ
素微粉末１重量部以下および炭素粉末０．４〜４重量部
を含む特許請求の範囲第３項に記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21480884A JPS6191007A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | α型窒化ケイ素微粉末の製造方法 |
| US06/921,808 US4724131A (en) | 1984-06-07 | 1986-10-20 | Method for producing α-form silicon nitride |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21480884A JPS6191007A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | α型窒化ケイ素微粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191007A true JPS6191007A (ja) | 1986-05-09 |
Family
ID=16661862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21480884A Pending JPS6191007A (ja) | 1984-06-07 | 1984-10-12 | α型窒化ケイ素微粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191007A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008081340A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Toda Kogyo Corp | 窒化ケイ素粉末の製造法 |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP21480884A patent/JPS6191007A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008081340A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Toda Kogyo Corp | 窒化ケイ素粉末の製造法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS62167209A (ja) | α−サイアロン質粉末及びその製造法 | |
| US4789657A (en) | Process for preparing iron-based catalysts for the synthesis of ammonia and catalysts so obtained | |
| US4590053A (en) | Method for producing α-form silicon nitride fine powders | |
| JPS63239104A (ja) | β相含有窒化ケイ素微粉末の製造方法 | |
| JPS6191007A (ja) | α型窒化ケイ素微粉末の製造方法 | |
| JPS6272507A (ja) | サイアロン粉末の製法 | |
| US4724131A (en) | Method for producing α-form silicon nitride | |
| JPS58213617A (ja) | 炭窒化チタン粉末の製造法 | |
| JPH0733249B2 (ja) | 非晶質シリカ微粉末の製造方法及び非晶質シリカ微粉末混入のコンクリート製品 | |
| JPH0610082B2 (ja) | α型窒化ケイ素微粉末の製造方法 | |
| JPS6021804A (ja) | α型窒化ケイ素微粉末の製造方法 | |
| JPS58213618A (ja) | 複合炭窒化物固溶体粉末の製造法 | |
| JPS63166713A (ja) | ケイ酸アルミニウムの製造法 | |
| JPH0829923B2 (ja) | 窒化ケイ素粉末 | |
| JPS60260409A (ja) | α型窒化ケイ素微粉末の製造方法 | |
| JP3801252B2 (ja) | 窒化珪素の製造方法 | |
| JPS58213619A (ja) | 複合炭窒化物固溶体粉末の製造法 | |
| JPS5849611A (ja) | 炭化珪素及びその製造方法 | |
| JPS63166714A (ja) | ケイ酸アルミニウムの微粉末の製造方法 | |
| JP3391621B2 (ja) | アルミニウム残灰の処理方法 | |
| JPS5913457B2 (ja) | カルシアクリンカ−の製造法 | |
| JPS6146403B2 (ja) | ||
| JPH0573686B2 (ja) | ||
| JPS58213606A (ja) | 窒化チタン粉末の製造法 | |
| JPH04295005A (ja) | 窒化ケイ素の製造方法 |