JPS6197110A - 高α相率窒化けい素の製造方法 - Google Patents
高α相率窒化けい素の製造方法Info
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- JPS6197110A JPS6197110A JP22018784A JP22018784A JPS6197110A JP S6197110 A JPS6197110 A JP S6197110A JP 22018784 A JP22018784 A JP 22018784A JP 22018784 A JP22018784 A JP 22018784A JP S6197110 A JPS6197110 A JP S6197110A
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- silicon nitride
- nitrogen
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-
- 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
- C01B21/0682—Preparation by direct nitridation of silicon
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- 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】
産業上の利用分野
この発明は、金属けい素粉束を原料としてα相含有率の
高い窒化けい素(31,N4)の製造方法に関する。
高い窒化けい素(31,N4)の製造方法に関する。
従来の技術
窒化けい素は、その焼結体が高温において優れた機械的
強度、耐熱衝撃性、化学的安定性を有するので、各種の
回連開発が盛んに行なわれている。
強度、耐熱衝撃性、化学的安定性を有するので、各種の
回連開発が盛んに行なわれている。
窒化けい素焼給体の製造原料としての窒化けい素粉束は
、α相含有率が高く不純物の少ない窒化けい素粉束が要
望され、その製造研究が進められている。従来の窒化け
い素の製造方法としては、例えば、 ■ 二酸化けい素と炭素との混合粉末を窒素又はアンモ
ニア雰囲気中で、1XI@t、、還元と窒化を同時く行
う方法、 ■ VS壇化けい素、モノシラン等にNH,を通しS
i (NH)*トL、コtL ヲNt雰WJ tCCゴ
テ13501500”CK7JI熱する方法、 ■ 金I!AS1扮末を窒素を含んだ非酸化性ガス中で
1200〜1400’Cの温度で直接窒化する方法、が
知られている。
、α相含有率が高く不純物の少ない窒化けい素粉束が要
望され、その製造研究が進められている。従来の窒化け
い素の製造方法としては、例えば、 ■ 二酸化けい素と炭素との混合粉末を窒素又はアンモ
ニア雰囲気中で、1XI@t、、還元と窒化を同時く行
う方法、 ■ VS壇化けい素、モノシラン等にNH,を通しS
i (NH)*トL、コtL ヲNt雰WJ tCCゴ
テ13501500”CK7JI熱する方法、 ■ 金I!AS1扮末を窒素を含んだ非酸化性ガス中で
1200〜1400’Cの温度で直接窒化する方法、が
知られている。
上記各方法には、それぞれ一長一短がある。すなわち、
■の方法は、比較的高α相率の窒化けい素が安価に製造
できるが、炭素、酸素が残存しゃすく、その除去が困難
な丸め品質に難点がある。
できるが、炭素、酸素が残存しゃすく、その除去が困難
な丸め品質に難点がある。
■の方法は、高σ損率、58度の窒化けい素が得られる
が、工程が複雑な上、反応条件が変化しやすく量産性に
乏しい。しかも、原料が高価格で生産フストが高い短点
がある。
が、工程が複雑な上、反応条件が変化しやすく量産性に
乏しい。しかも、原料が高価格で生産フストが高い短点
がある。
■の方法は、その窒化反応が、
3Si + 2N、4SE、N、 + 176ket/
molで表わされ、激しい発熱を伴うために、ff応時
くおける温度制御が困難でろり、β相へ変位しやすいの
で高a損率直化けい素が得られない。しかし、工程が単
純でろシ窒化けい素の製造法として工業的に用いられる
方法である。
molで表わされ、激しい発熱を伴うために、ff応時
くおける温度制御が困難でろり、β相へ変位しやすいの
で高a損率直化けい素が得られない。しかし、工程が単
純でろシ窒化けい素の製造法として工業的に用いられる
方法である。
発明が解決しようとする問題点
金属けい素を穐を含む非酸化性ガス雰囲気中で加熱し直
接窒化させる方法は、窒化炉の気密性を保つ必要があり
、従来は固定床バッチ式で窒化けい素を製造している。
接窒化させる方法は、窒化炉の気密性を保つ必要があり
、従来は固定床バッチ式で窒化けい素を製造している。
しかし、この固定床バッチ式の場合、バッチ間のα相率
など品質のばらつきがあプ、又同一バッチ内でも重化炉
内の温度分布があるため、原料の充填位置別による水平
方向及び垂直方向での窒化開始時間が異なり、いったん
窒化が始まると、次式 %式% で示される度応熱が発生するため、温度が上昇し窒化反
応速度が遠くなり、場合によっては、これを繰シ返すこ
とによシ、炉内の温度分布及び窒化反応の進行度合のば
らつきが大きく、結果的にd型室化けい素の含有率のば
らつきを生じる。このα相率のばらつきは窒化炉が大型
化するほど大きくなる。
など品質のばらつきがあプ、又同一バッチ内でも重化炉
内の温度分布があるため、原料の充填位置別による水平
方向及び垂直方向での窒化開始時間が異なり、いったん
窒化が始まると、次式 %式% で示される度応熱が発生するため、温度が上昇し窒化反
応速度が遠くなり、場合によっては、これを繰シ返すこ
とによシ、炉内の温度分布及び窒化反応の進行度合のば
らつきが大きく、結果的にd型室化けい素の含有率のば
らつきを生じる。このα相率のばらつきは窒化炉が大型
化するほど大きくなる。
固定床バッチ式の場合、上記α相率のばらつきの他に、
原料の投入や製品の取出しを手作業で行うため、その間
不純物が混入しゃすく、又自動化が困難である。更に、
長時間の冷却期間が必要なため、炉の稼動率が低下する
。
原料の投入や製品の取出しを手作業で行うため、その間
不純物が混入しゃすく、又自動化が困難である。更に、
長時間の冷却期間が必要なため、炉の稼動率が低下する
。
上記の問題点を改善する手段として、!l型炉方式の製
造法(特開昭54−15500号)が提案された。しか
し、この方法では、反応物が焼結し荷下シが不連続くな
りやすく、炉内の固結で操業の安定性がなく、製品のα
相率のばらつきが大きく、上記固定床パッチ弐にみられ
る問題点はそのまま残している。
造法(特開昭54−15500号)が提案された。しか
し、この方法では、反応物が焼結し荷下シが不連続くな
りやすく、炉内の固結で操業の安定性がなく、製品のα
相率のばらつきが大きく、上記固定床パッチ弐にみられ
る問題点はそのまま残している。
又、竪型炉方式で炉内の窒化けい素上に成型した金属け
い素を供給し、窒素含有ガスで窒化反応を行い、K応熱
を有効に利用する方法(特開昭58−151311)が
提案され九。しかし、この方法では温度分布及び窒化反
応の進行度合のばらつきが大きく、結果として窒化けい
素のα相率のばらつきが大きい。
い素を供給し、窒素含有ガスで窒化反応を行い、K応熱
を有効に利用する方法(特開昭58−151311)が
提案され九。しかし、この方法では温度分布及び窒化反
応の進行度合のばらつきが大きく、結果として窒化けい
素のα相率のばらつきが大きい。
さらに、回転炉を用いて低温と[802回に分けて窒化
ズ応を実施する方法(特公昭55−50882)が提案
された。しかし、この方法は工業的方法ではない。
ズ応を実施する方法(特公昭55−50882)が提案
された。しかし、この方法は工業的方法ではない。
この発明は、かかる現状Kかんがみ、金属シリコン粉粒
を窒素又はアンモニアを含む非酸化性ガス9IC流で、
その粉粒を激しい綿騰状HKした流動層を形成し、窒化
反応を行いバッチ内及びバッチ間のα相率のばらつきが
なく、かつ自動化した装置でσ利率90%以上の高α相
率窒化けい素を安価に製造する方法を提案するものであ
る。
を窒素又はアンモニアを含む非酸化性ガス9IC流で、
その粉粒を激しい綿騰状HKした流動層を形成し、窒化
反応を行いバッチ内及びバッチ間のα相率のばらつきが
なく、かつ自動化した装置でσ利率90%以上の高α相
率窒化けい素を安価に製造する方法を提案するものであ
る。
問題点を解決するための手段
この発明は、金属シリコン粉粒を、窒素又はアンモニア
を含む非散化性ガス気流で流動層を形成し、該流動層の
昇温過程において、600〜1250℃の温度範囲は昇
温速度30〜150 ′C/七で昇温Uさらに1250
〜1400”Cの温度範囲に昇温保持して窒化反応を行
うことを要旨とする。
を含む非散化性ガス気流で流動層を形成し、該流動層の
昇温過程において、600〜1250℃の温度範囲は昇
温速度30〜150 ′C/七で昇温Uさらに1250
〜1400”Cの温度範囲に昇温保持して窒化反応を行
うことを要旨とする。
この発明において、流動層の昇温過程を規制した理由に
ついて説明する。
ついて説明する。
金属シリコンが窒化反応するには1250℃以上に加勢
する必要があるが、1400℃を超えるとβ型窒化けい
素が生成するため、etfJ窒化けい素を得るKは12
50〜1400℃の温度範囲に加勢保持して窒化させる
。
する必要があるが、1400℃を超えるとβ型窒化けい
素が生成するため、etfJ窒化けい素を得るKは12
50〜1400℃の温度範囲に加勢保持して窒化させる
。
しかし、金属シリコン粉粒の流動層を、その窒化温度ま
で急速く4温すると、シリコン粉粒子群が凝集して流動
層を形成しなくなる。これは、シリコン融点1430℃
より400〜500℃低い温度域からシリコン粉粒子の
融着が起ることKi囚している。
で急速く4温すると、シリコン粉粒子群が凝集して流動
層を形成しなくなる。これは、シリコン融点1430℃
より400〜500℃低い温度域からシリコン粉粒子の
融着が起ることKi囚している。
又、昇温過程においても、極くわずか窒化反応が起9発
熱を伴い、そのためシリコン粉粒温度が高くなり、又窒
化反応の繰返しKより、!l!際のシリコン粉粒表面温
度は測定温度より若干高くなシ、融着凝集がみられる。
熱を伴い、そのためシリコン粉粒温度が高くなり、又窒
化反応の繰返しKより、!l!際のシリコン粉粒表面温
度は測定温度より若干高くなシ、融着凝集がみられる。
そこで、昇温速度を変化して流動層の形成についての影
噌を実験した。この実験の結果、150℃用r以下の昇
温速度で昇温すれば、シリコン粉粒の凝集が起らないこ
とを知見した。しかし、昇温速度が30’C/Hr未満
の遅い速度では、lサイクルの塘動時間が長(なりすぎ
不経済である。したがって、昇温速度は30〜150
′C/HnD @度範囲に限定し池上記のごとく、所定
の窒化反応温度に上げるまでの!+1過程でシリコン粉
粒温度が上り過「ないように規定の昇温速度でゆっくり
昇1することが必要である。そして、この過程でシリコ
ン粉粒の表面が窒化けい索漠に覆われる。この窒化けい
素は約1900℃で分解昇華するが、それ以下の温度で
は安定している。
噌を実験した。この実験の結果、150℃用r以下の昇
温速度で昇温すれば、シリコン粉粒の凝集が起らないこ
とを知見した。しかし、昇温速度が30’C/Hr未満
の遅い速度では、lサイクルの塘動時間が長(なりすぎ
不経済である。したがって、昇温速度は30〜150
′C/HnD @度範囲に限定し池上記のごとく、所定
の窒化反応温度に上げるまでの!+1過程でシリコン粉
粒温度が上り過「ないように規定の昇温速度でゆっくり
昇1することが必要である。そして、この過程でシリコ
ン粉粒の表面が窒化けい索漠に覆われる。この窒化けい
素は約1900℃で分解昇華するが、それ以下の温度で
は安定している。
シリコン粉粒と窒素との反応速度は、窒素又はアンセニ
アを含む非酸化性ガス中の窒素濃度に比例することを!
il!験により知見した。
アを含む非酸化性ガス中の窒素濃度に比例することを!
il!験により知見した。
ところで、高α積率窒化けい素を製造するに塩1250
〜1400℃好ましくは1300〜1350℃の温度範
囲で、かつシリコン粉粒の温度が上らないように、すな
わち急激な反応速度にならないようにして窒化を行う必
要がある。しかし、窒素100%の濃度の非酸化性ガス
を使用する場合には、窒化速度の制御が困難で、又流動
層中のシリコン粉粒が凝集し固結することがある。
〜1400℃好ましくは1300〜1350℃の温度範
囲で、かつシリコン粉粒の温度が上らないように、すな
わち急激な反応速度にならないようにして窒化を行う必
要がある。しかし、窒素100%の濃度の非酸化性ガス
を使用する場合には、窒化速度の制御が困難で、又流動
層中のシリコン粉粒が凝集し固結することがある。
非酸化性ガス中の最適窒素濃度を求めるための実験を行
った結果、最高85%であった。しかし、窒素濃度が少
なくなると窒化完結時間が延びるので1096以上が望
ましい。そして、好ましくは25〜6096の窒素含有
が望ましい。
った結果、最高85%であった。しかし、窒素濃度が少
なくなると窒化完結時間が延びるので1096以上が望
ましい。そして、好ましくは25〜6096の窒素含有
が望ましい。
又、窒素を含む非酸化性ガスはアμゴンガス等の希ガス
で稲沢した混合ガスでよいが、熱伝導度のよい水素ガス
を使用すれば、シリコン粉粒表面の酸化膜を除去し、窒
化反応を容AKする効果があり、より効果的に使用でき
る。高α相率窒化けい素の製造においては、水素濃度5
%以上で上記の効果が発揮されるが、20〜40%の範
囲で顕著な効果が得られる。
で稲沢した混合ガスでよいが、熱伝導度のよい水素ガス
を使用すれば、シリコン粉粒表面の酸化膜を除去し、窒
化反応を容AKする効果があり、より効果的に使用でき
る。高α相率窒化けい素の製造においては、水素濃度5
%以上で上記の効果が発揮されるが、20〜40%の範
囲で顕著な効果が得られる。
なお、アンセニアを窒化ガスに使用した場合は、分解し
て水素濃度は75%となる。
て水素濃度は75%となる。
金属シリフンを直!R窒化して窒化けい素を製造する場
合、けい素の1次粒径が小さければ小さいほど窒化完結
時間が短縮し、反応も円滑に進行u高α相率窒化けA素
が得られやすい。
合、けい素の1次粒径が小さければ小さいほど窒化完結
時間が短縮し、反応も円滑に進行u高α相率窒化けA素
が得られやすい。
しかし、100メツシュ(147am)以下の微粉末で
流動層を形成するのは非常に困難である。すなわち、粉
粒の表面積が大きいため粉粒子同志でくっつきやすくな
シ、片流れの流動状態となり、凝集焼結が起りやすくな
る。又、細いけい素粉は気流に同伴され反応筒外に飛散
しけい素粉の損失がろる。
流動層を形成するのは非常に困難である。すなわち、粉
粒の表面積が大きいため粉粒子同志でくっつきやすくな
シ、片流れの流動状態となり、凝集焼結が起りやすくな
る。又、細いけい素粉は気流に同伴され反応筒外に飛散
しけい素粉の損失がろる。
そこで、この発明は金属シリコンの超微粉から成形した
顆粒で流動層を形成して効率よく窒化反応を行うもので
ある。
顆粒で流動層を形成して効率よく窒化反応を行うもので
ある。
すなわち、金属シリコンをZOOメツシュ(74μm)
以下、好ましくは400メツシュ(38μm)以下の微
粉末にして、これに窒化促進触K(例えばFe1O,微
粉)1〜3%を添加した混合物に、結合剤(例えばポリ
ビニ−ルア〃コーμ水溶液)を添加し、よく混練して顆
粒又はベレット、あるいは簡単な成型体(例えば掟剤)
を作り乾燥したのち、アルゴンガス等の不活性雰囲気中
、又は真空下で1000〜1300℃の温度域で短時間
焼結しくけい素微粉を軽くくっつける程度で溶融しない
ようにする)、冷却したのち、解砕機を使って低速で解
砕して顆粒を製造する。
以下、好ましくは400メツシュ(38μm)以下の微
粉末にして、これに窒化促進触K(例えばFe1O,微
粉)1〜3%を添加した混合物に、結合剤(例えばポリ
ビニ−ルア〃コーμ水溶液)を添加し、よく混練して顆
粒又はベレット、あるいは簡単な成型体(例えば掟剤)
を作り乾燥したのち、アルゴンガス等の不活性雰囲気中
、又は真空下で1000〜1300℃の温度域で短時間
焼結しくけい素微粉を軽くくっつける程度で溶融しない
ようにする)、冷却したのち、解砕機を使って低速で解
砕して顆粒を製造する。
顆粒の製造は上記方法に限ることなく、他の公知の方法
によって製造することができる。
によって製造することができる。
顆粒の粒度は実験の結果、100メツVユ(147μm
)〜4メツシュ(4,7■)の範囲のものが良好な流動
層を形成しうろことがわかった。
)〜4メツシュ(4,7■)の範囲のものが良好な流動
層を形成しうろことがわかった。
作用
窒素又はアンモニアを含む非酸化性ガス気流で余端シリ
コン粉粒を激しい攪拌状■の流動層に形成して1250
〜1400℃の温度域で窒化反応を行い高d相率窒化け
い素を製造するには1サイクμ20時間以上を要する。
コン粉粒を激しい攪拌状■の流動層に形成して1250
〜1400℃の温度域で窒化反応を行い高d相率窒化け
い素を製造するには1サイクμ20時間以上を要する。
気流中の窒素分は流動層中で、けい素粒子と反応して窒
化けい素にな多消費され、非酸化性ガス中の窒素濃度は
減少する。しかし々から、窒化反応速度を制御している
ので、流動層を1回通過した窒素の反応率は50〜80
%程度で、未反応窒素が残る。
化けい素にな多消費され、非酸化性ガス中の窒素濃度は
減少する。しかし々から、窒化反応速度を制御している
ので、流動層を1回通過した窒素の反応率は50〜80
%程度で、未反応窒素が残る。
又、非酸化性ガス中には、窒素の他にアルゴン、水素な
どの不活性、非反応性ガスが含まれる。これらのガスは
流動層の流動化を維持するために必要で、窒化反応に伴
う熱の上昇を抑制することができる。
どの不活性、非反応性ガスが含まれる。これらのガスは
流動層の流動化を維持するために必要で、窒化反応に伴
う熱の上昇を抑制することができる。
使用した非酸化性ガスは1回の使用により大気中に放出
して廃棄することは、資源の浪費となり、又環境保全等
に問題がある。そのため、この発明においては、流動層
窒化炉にガス循環系を設備して、送風擺又はコンプレッ
サーで排出ガスを再度炉に供給する。この場合、循環ガ
スは窒化反応で消費された窒素ガスを自動弁を通して補
給される。
して廃棄することは、資源の浪費となり、又環境保全等
に問題がある。そのため、この発明においては、流動層
窒化炉にガス循環系を設備して、送風擺又はコンプレッ
サーで排出ガスを再度炉に供給する。この場合、循環ガ
スは窒化反応で消費された窒素ガスを自動弁を通して補
給される。
そして、流動層入口のガ)L組成、流量、ガス圧を所定
11に自動調整する。
11に自動調整する。
実 施 例
径が39am以下の金属シリコン微吟60即にFe、O
,触媒(2μm以下の微粉)3%を添加して24時間混
合した混合粉体に、ポリビニールアルコ−A/3%溶液
を3096添加して混線機で混練したの一皿型造粒機で
5〜15mφのベレットを作り、乾燥器で100〜15
0℃の温度に24時間保持して乾燥し九。そして、この
ベレットをアルゴンガスを流した竪型焼結炉に入れ11
50〜1200℃の温度に5時間保持して焼結した。次
いで、焼結したベレッFは解砕機に供給して低速回転エ
ツジで解砕し顆粒を作った。この顆粒はふるい機Kかけ
、4〜100メツクユの範囲の顆粒を分離して窒化原料
とじた第1図に示す窒化炉装置で、反応筒(1)は内径
25〇−1高さ1700冒の大きさで、底部にガス分散
板a)を設けたものを使い、これに上記窒化原料を装入
して窒化けい素を製造した。
,触媒(2μm以下の微粉)3%を添加して24時間混
合した混合粉体に、ポリビニールアルコ−A/3%溶液
を3096添加して混線機で混練したの一皿型造粒機で
5〜15mφのベレットを作り、乾燥器で100〜15
0℃の温度に24時間保持して乾燥し九。そして、この
ベレットをアルゴンガスを流した竪型焼結炉に入れ11
50〜1200℃の温度に5時間保持して焼結した。次
いで、焼結したベレッFは解砕機に供給して低速回転エ
ツジで解砕し顆粒を作った。この顆粒はふるい機Kかけ
、4〜100メツクユの範囲の顆粒を分離して窒化原料
とじた第1図に示す窒化炉装置で、反応筒(1)は内径
25〇−1高さ1700冒の大きさで、底部にガス分散
板a)を設けたものを使い、これに上記窒化原料を装入
して窒化けい素を製造した。
装置全体は機密になっておシ、運転開始前に真空系に接
続した排気弁(至)を開いて装置内を排気して機密性を
確認したのち、ガス供給弁αlを開いてアルゴンガスを
送入して装置内を不活性ガス雰囲気とした。
続した排気弁(至)を開いて装置内を排気して機密性を
確認したのち、ガス供給弁αlを開いてアルゴンガスを
送入して装置内を不活性ガス雰囲気とした。
まず、原料ホッパー(4)K上記によりv4製した顆粒
の窒化原料50即を装入し、升alt−開いて排気飄ホ
ッパー内にアルゴンガスを送入してアルゴン雰囲気とし
たのち弁(至)を再び閉じる。次いで、弁αηを開いて
原料ホッパー(a内の窒化原料を下方の原料ホッパー(
5)に移し換えて弁αηを閉じる。そして、反応筒(1
)内に設けた加熱ヒータ(3)K通電して加熱を開始し
、反応筒内の温度が600℃に上昇したのち、ガス供給
弁(社)a3(至)を開いて、窒素ガス5ON#蟲、水
素ガス50 N l/= 、アルゴンガス6ON/乙藏
合計16ON/z−を送入し、同時に排気弁(至)を開
いてガスを大気中に排出する。
の窒化原料50即を装入し、升alt−開いて排気飄ホ
ッパー内にアルゴンガスを送入してアルゴン雰囲気とし
たのち弁(至)を再び閉じる。次いで、弁αηを開いて
原料ホッパー(a内の窒化原料を下方の原料ホッパー(
5)に移し換えて弁αηを閉じる。そして、反応筒(1
)内に設けた加熱ヒータ(3)K通電して加熱を開始し
、反応筒内の温度が600℃に上昇したのち、ガス供給
弁(社)a3(至)を開いて、窒素ガス5ON#蟲、水
素ガス50 N l/= 、アルゴンガス6ON/乙藏
合計16ON/z−を送入し、同時に排気弁(至)を開
いてガスを大気中に排出する。
次に、弁■を開いて原料ホッパー(5)内の窒化原料を
反応筒(1)内に流し込む。すると筒内温度は一時30
0℃位まで低下するから、再び、600℃に昇温したの
ち、排気弁αaを閉じ、同時に循環系のコンプレッサー
(8)を瞭動してガス循環を行った。このとき、ガス組
成、ガス流量及びガス圧を測定する。
反応筒(1)内に流し込む。すると筒内温度は一時30
0℃位まで低下するから、再び、600℃に昇温したの
ち、排気弁αaを閉じ、同時に循環系のコンプレッサー
(8)を瞭動してガス循環を行った。このとき、ガス組
成、ガス流量及びガス圧を測定する。
この測定結果に基−てガスの組成、流量、圧力を調整し
たのち運転を開始した。!F温速度100vrの割合で
1300℃まで昇温させ、1300℃で14時間窒化反
応を行った。この窒化反応時の窒素補袷は自動弁(19
を介して送入され、10〜8ONl/mの範囲で補給し
た。
たのち運転を開始した。!F温速度100vrの割合で
1300℃まで昇温させ、1300℃で14時間窒化反
応を行った。この窒化反応時の窒素補袷は自動弁(19
を介して送入され、10〜8ONl/mの範囲で補給し
た。
その間800℃以上の昇温過程と1300℃での窒化度
心中の流動層の挙動を、のぞき窓(6)からll!察し
たところ、粉粒子群は激しく攪拌状態にあることが確認
された。
心中の流動層の挙動を、のぞき窓(6)からll!察し
たところ、粉粒子群は激しく攪拌状態にあることが確認
された。
窒化反応を終ったあともガス循環を続は流動層状態を保
ちながら711g熱ヒータ(3)を切電して降温させ、
流動層温度が600℃に降下したとき、下部に設けた排
出弁■を開いて、粒子群を不活性ガス雰囲気にある製品
タンク(7)に流し込み、再び排出弁■を閉じ、タンク
内の窒化物は自然放冷した。
ちながら711g熱ヒータ(3)を切電して降温させ、
流動層温度が600℃に降下したとき、下部に設けた排
出弁■を開いて、粒子群を不活性ガス雰囲気にある製品
タンク(7)に流し込み、再び排出弁■を閉じ、タンク
内の窒化物は自然放冷した。
続いて、予め用意していた原料ホッパー(5)内の窒化
原料50即を弁0Qを開いて反応筒(1)に流し送本上
記操作を繰返して窒化けい素を製造した。
原料50即を弁0Qを開いて反応筒(1)に流し送本上
記操作を繰返して窒化けい素を製造した。
なお、製品タンク(7)中で冷却した窒化けい素は排出
弁(社)を開いて移動容器に移し、再び排出弁−を閉じ
、製品タンク(7)内を排気してのち窒素ガスを送入し
て窒素ガス雰囲気として次の製品受入れ準備を終る。
弁(社)を開いて移動容器に移し、再び排出弁−を閉じ
、製品タンク(7)内を排気してのち窒素ガスを送入し
て窒素ガス雰囲気として次の製品受入れ準備を終る。
上記の操作により製造された製品の窒化率は96〜98
%で、又製品窒化けい素のα相率は95.2〜95.6
%で、はぼ一定量質の窒化けい素を製造することができ
た。
%で、又製品窒化けい素のα相率は95.2〜95.6
%で、はぼ一定量質の窒化けい素を製造することができ
た。
図中(9)は排気系に設けたサイクロン、ααはバッグ
フィルター、0IJはアンモニアガスを送入するための
ガス供給弁である。
フィルター、0IJはアンモニアガスを送入するための
ガス供給弁である。
発明の効果
この発明による流動層窒化反応は、激しい攪拌状類で打
れるため、流動層全体の温度を均−KJ1に持すること
ができ、窒化けい素のα相率は一定で、かつ90%以上
の高α相率で窒化けい素を製造することができる。又、
粒子−ガス間の熱移動速度、物質移動速度(窒素ガスと
けい素粒子)が従来の固定法に比べ非常に大きいので、
粒子の反応熱の除去が速くなり、高α相率の窒化けい素
を得ることができると共に、窒化完結時間が短縮でき生
産性が向上する。
れるため、流動層全体の温度を均−KJ1に持すること
ができ、窒化けい素のα相率は一定で、かつ90%以上
の高α相率で窒化けい素を製造することができる。又、
粒子−ガス間の熱移動速度、物質移動速度(窒素ガスと
けい素粒子)が従来の固定法に比べ非常に大きいので、
粒子の反応熱の除去が速くなり、高α相率の窒化けい素
を得ることができると共に、窒化完結時間が短縮でき生
産性が向上する。
第1図はこの発明を実施するための窒化けい素製造装置
の概略を示す説明図である。 1・・・・反応筒、2・・・・ガス分散板、3・・・・
加熱ヒータ、4.5・・・・原料ホラ/<−16・・・
・のぞき窓、7・・・・製品タンク、8・・・・コンプ
レッサー。 出願人 大阪チタニウム製造株式会社“・、1′I゛ 代理人 押 1) 良 久、jり:第1図
の概略を示す説明図である。 1・・・・反応筒、2・・・・ガス分散板、3・・・・
加熱ヒータ、4.5・・・・原料ホラ/<−16・・・
・のぞき窓、7・・・・製品タンク、8・・・・コンプ
レッサー。 出願人 大阪チタニウム製造株式会社“・、1′I゛ 代理人 押 1) 良 久、jり:第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 金属シリコン粉粒を、窒素又はアンモニアを含む非
酸化性ガス気流で流動層を形成し、該流動層の昇温過程
において、600〜1250℃の温度範囲は昇温速度3
0〜150℃/Hrで昇温し、さらに1250〜140
0℃の温度範囲に昇温保持して窒化反応を行うことを特
徴とする高α相率窒化けい素の製造方法。 2 窒素又はアンモニアを含む非酸化性ガス気流中の窒
素濃度10〜85%、水素濃度5〜75%、他の成分は
アルゴン等の希ガスからなる混合ガスの気流で流動層を
形成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
高α相率窒化けい素の製造方法。 3 200メッシュ(74μm)以下のシリコン微粉末
を造粒、焼結した100メッシュ(147μm)〜4メ
ッシュ(4.7mm)の顆粒で流動層を形成することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高α相率窒化け
い素の製造方法。 4 窒化反応で消費された窒素分だけ補給しつつ窒素又
はアンモニアを含む非酸化性ガスを循環して金属シリコ
ン粉粒の流動層を形成することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の高α相率窒化けい素の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22018784A JPS6197110A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 高α相率窒化けい素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22018784A JPS6197110A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 高α相率窒化けい素の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6197110A true JPS6197110A (ja) | 1986-05-15 |
Family
ID=16747242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22018784A Pending JPS6197110A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 高α相率窒化けい素の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6197110A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61266305A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-26 | Onoda Cement Co Ltd | 回転窯による窒化珪素の製造方法 |
US4818511A (en) * | 1986-03-08 | 1989-04-04 | Nihon Cement Co., Ltd. | Process and apparatus for producing non-oxide compounds |
JPH02196009A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-08-02 | Skw Trostberg Ag | 窒化ケイ素の製法およびこの方法により得られた生成物 |
JPH0360411A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 窒化ケイ素粉末の連続製造装置 |
JPH0360409A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 窒化ケイ素粉末の製造法 |
US5073358A (en) * | 1989-07-28 | 1991-12-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of silicon nitride powder |
US5232677A (en) * | 1990-01-31 | 1993-08-03 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of silicon nitride powder by partially nitriding in a fluidized bed and then completing nitridation in a moving bed |
JP2007230641A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Dainippon Printing Co Ltd | 非接触icタグ付き容器 |
DE102008062177A1 (de) * | 2008-12-13 | 2010-07-08 | Alzchem Trostberg Gmbh | Verfahren zur Herstellung von hochreinem Siliciumnitrid |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP22018784A patent/JPS6197110A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61266305A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-26 | Onoda Cement Co Ltd | 回転窯による窒化珪素の製造方法 |
JPH0542362B2 (ja) * | 1985-05-17 | 1993-06-28 | Onoda Cement Co Ltd | |
US4818511A (en) * | 1986-03-08 | 1989-04-04 | Nihon Cement Co., Ltd. | Process and apparatus for producing non-oxide compounds |
JPH02196009A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-08-02 | Skw Trostberg Ag | 窒化ケイ素の製法およびこの方法により得られた生成物 |
JPH0360411A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 窒化ケイ素粉末の連続製造装置 |
JPH0360409A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-15 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 窒化ケイ素粉末の製造法 |
US5073358A (en) * | 1989-07-28 | 1991-12-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of silicon nitride powder |
US5232677A (en) * | 1990-01-31 | 1993-08-03 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of silicon nitride powder by partially nitriding in a fluidized bed and then completing nitridation in a moving bed |
JP2007230641A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Dainippon Printing Co Ltd | 非接触icタグ付き容器 |
DE102008062177A1 (de) * | 2008-12-13 | 2010-07-08 | Alzchem Trostberg Gmbh | Verfahren zur Herstellung von hochreinem Siliciumnitrid |
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