JPS62241809A - Manufacture of ceramic material - Google Patents

Manufacture of ceramic material

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JPS62241809A
JPS62241809A JP62071913A JP7191387A JPS62241809A JP S62241809 A JPS62241809 A JP S62241809A JP 62071913 A JP62071913 A JP 62071913A JP 7191387 A JP7191387 A JP 7191387A JP S62241809 A JPS62241809 A JP S62241809A
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JP
Japan
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product
carbon
metallic
reactant
reaction
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Application number
JP62071913A
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Japanese (ja)
Inventor
ジエームス・デリツク・バーシヤル
マリー・ジヤン・マツクフォード
デービツド・ロイ・スタンレー
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Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミック材料例えば金属元素又は非金属元素
の耐火性炭化物、窒化物、硼化物又はケイ化物であり得
るセラミック材料の製造法に関する1例えば、セラミッ
ク材料はアルミニウム、硼素、ケイ素、ジルコニウム、
チタン・ハフニウム・タンタル又はタングステンの炭化
物又は窒化物あるいはアルミニウム、ジルコニウム、チ
タン、ハフニウム、タンタル又はタングステンの硼化物
又はケイ化物であり得るか硼化ケイ素であり得る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing ceramic materials, which may be refractory carbides, nitrides, borides or silicides of metallic or non-metallic elements. , silicon, zirconium,
It can be a carbide or nitride of titanium, hafnium, tantalum or tungsten, or a boride or silicide of aluminum, zirconium, titanium, hafnium, tantalum or tungsten, or it can be silicon boride.

耐火性炭化物又は窒化物の粒子は言わゆる炭熱(ear
bothermie )  反応によって伝統的に製造
すれており、該反応では炭素と金属元素又は非金属元素
の酸化物との緊密な混合物を不活性雰囲気中で加熱して
炭化物を製造しあるいは窒素の雰囲気中で加熱して窒化
物を製造する0例えば炭化ケイ素の製造では炭素とシリ
カとの緊密な混合物を全方程式により反応させる。
Refractory carbide or nitride particles are so-called ear
Bothermie is traditionally produced by a reaction in which an intimate mixture of carbon and an oxide of a metallic or non-metallic element is heated in an inert atmosphere to produce a carbide or in an atmosphere of nitrogen. For example, in the production of silicon carbide, an intimate mixture of carbon and silica is reacted according to the total equation.

5in2+ 3C→sic + 2CO。5in2+3C→sic+2CO.

炭熱反応に伴なう諸問題は炭化ケイ素の製造に伴なう諸
問題によって説明される。即ち、炭化ケイ素の製造では
炭素とシリカとの緊密な混合物を2500°C程の高温
であり得る温度で不活性雰囲気中で焼成し、この焼成は
電気炉で行なう。この従来法ではシリカと炭素との所要
の化学量論的割合は容易に達成でき、即ちシリカの各モ
ル毎につき3モルの炭素を用い部ち37.5重量%の炭
素と62.5重i%のシリカとを用いる。しかしながら
、該従来法では均質な組成の生成物即ち分子次元の規模
での均質な組成の生成物を製造し得るために炭素とシリ
カとの間で必要な緊密な接触を達成するのが困難である
点で問題がある。特に、製造された粒子であって公称上
炭化ケイ素である粒子は未反応のシリカ及び/又は炭素
で汚染されてしまう。この汚染はシリカと炭素とのきわ
めて小さな粒子例えばシリカゾルとカーボンブラックと
を用いた時でさえ生起する事情がある。更には、この伝
統的な方法では、きわめて小さな寸法例えば1ミクロン
以下の寸法の炭化ケイ素の粒子を製造するのは困難であ
る。
The problems associated with carcharothermic reactions are illustrated by the problems associated with silicon carbide production. Thus, in the production of silicon carbide, an intimate mixture of carbon and silica is fired in an inert atmosphere at temperatures that can be as high as 2500°C, and this firing is carried out in an electric furnace. In this conventional method, the required stoichiometric proportions of silica and carbon are easily achieved, i.e. 3 moles of carbon for each mole of silica, 37.5% by weight carbon and 62.5% by weight i. % silica. However, in this conventional method it is difficult to achieve the necessary intimate contact between carbon and silica in order to be able to produce products of homogeneous composition, i.e. products of homogeneous composition on a molecular scale. There is a problem in one respect. In particular, the particles produced, which are nominally silicon carbide, become contaminated with unreacted silica and/or carbon. This contamination can occur even when using very small particles of silica and carbon, such as silica sol and carbon black. Furthermore, it is difficult to produce silicon carbide particles with very small dimensions, such as sub-micron dimensions, using this traditional method.

炭熱反応によって窒化ケイ素を製造するに際しては、シ
リカを同様に炭素と反応させてシリカ全還元し、還元生
成物を全方程式により窒素と反応させる 3SiO2+ ℃+ 2N2−* 5i5N4+ ℃O
When producing silicon nitride by a carbothermal reaction, silica is similarly reacted with carbon to achieve total reduction of the silica, and the reduction product is reacted with nitrogen according to the full equation 3SiO2+ ℃+ 2N2-* 5i5N4+ ℃O
.

窒化ケイ素を製造する炭熱反応では炭化ケイ素を製造す
る炭熱反応に伴なうのと同じ諸問題がある。
Carcharothermal reactions to produce silicon nitride suffer from the same problems associated with carbothermal reactions to produce silicon carbide.

特開昭60−12−2706号公報には、高収率で高含
量のα−8i、N4を有する窒化ケイ素を製造すると言
われるシリカ還元法の改良が記載されている。この改良
法では1重着部のシリカ粉末と0.4〜4部の炭素粉末
と0.005〜1部の窒化ケイ素粉末とよりなる粉末混
合物を、該混合物上に1.Q〜2.0cw/秒の割合で
通送した窒素又はがス状窒素化合物を含有する非酸化性
雰囲気中で1350〜15500Cで焼成する。粉末混
合物中の窒化ケイ素は窒化ケイ素の結晶を生成するのを
促進させるのに役立つ。
JP-A-60-12-2706 describes an improved silica reduction method that is said to produce silicon nitride with high yield and high content of α-8i and N4. In this improved method, a powder mixture consisting of one layer of silica powder, 0.4 to 4 parts of carbon powder, and 0.005 to 1 part of silicon nitride powder is placed on the mixture in 1. Calcinate at 1350-15500 C in a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen or gaseous nitrogen compounds passed at a rate of Q~2.0 cw/sec. The silicon nitride in the powder mixture serves to promote the formation of silicon nitride crystals.

窒化ケイ素は次の方程式によりケイ素と窒素との間の直
接反応により製造できる。
Silicon nitride can be produced by direct reaction between silicon and nitrogen according to the following equation:

3si + 2N →S i 3N、。3si + 2N → Si 3N,.

しかしながら、この方法では概して窒化ケイ素の粗す粒
子のみを製造できる点で欠点がある。列えば、該方法は
四塩化ケイ素をアンモニアと反応させることにより行な
い得る。この従来法はまた製造される窒化ケイ素中に塩
化物不純物が存在してし−まう多量の塩化アンモニウム
を製造する点で欠点がある。
However, this method has the disadvantage that generally only coarse particles of silicon nitride can be produced. For example, the process may be carried out by reacting silicon tetrachloride with ammonia. This conventional process also has the disadvantage of producing large amounts of ammonium chloride which results in the presence of chloride impurities in the silicon nitride produced.

金属元素又は非金属元素の耐火性硼化物及びケイ化物を
製造する多数の既知方法があり、特に粒状のか\る硼化
物及びケイ化物を製造する既知方法がある。
There are a number of known methods for producing refractory borides and silicides of metallic or non-metallic elements, in particular for producing particulate hard borides and silicides.

例えば、粒状の金属元素又は非金属元素の酸化物を、上
昇した温度で不活性雰囲気中で粒状の炭素及び粒状の炭
化硼素と混合して反応させ得る。
For example, particulate metallic or non-metallic element oxides may be mixed and reacted with particulate carbon and particulate boron carbide in an inert atmosphere at elevated temperatures.

別法として、酸化硼素と金属元素又は非金属元素の酸化
物と炭素との粒状混合物あるいは硼素と金属元素又は非
金属元素との粒状混合物を不活性雰囲気中で上昇した温
度で反応させ得る。か\る硼化物を製造する1例は次の
反応図式による硼化チタンを製造する方法てよって提供
されるTiO2+ B2O3+ 5C−+ Til12
+ 5CO。
Alternatively, particulate mixtures of boron oxide and oxides of metallic or nonmetallic elements and carbon or of boron and metallic or nonmetallic elements can be reacted at elevated temperatures in an inert atmosphere. One example of producing such a boride is provided by a method for producing titanium boride according to the following reaction scheme: TiO2+ B2O3+ 5C-+ TiI12
+5CO.

か\る従来法では均質な組成の粒子を製造するために粒
状混合物の諸成分同志の間で必要な緊密な接@例えば金
属元素又は非金属元素の酸化物と酸化硼素と炭素との間
で必要な緊密な接触(i−達成するのが困難である点で
問題がある。更には、製造される金属元素又は非金属元
素の硼化物の粒子は、勿論製造法で用いた粒状混合物の
組成に応じて未反応の金属元素又は非金属元素又はこれ
の酸化物で汚染されてしまい且つ未反応の硼素、炭化硼
素又は酸化硼素で汚染されてしまう。この汚染はきわめ
て微細に分割した粒状混合物を用いた時でさえ生起する
事情があり、更にはこれらの方法ではきわめて小さな寸
法例えば1ミクロン以下の寸法の金属元素又は非金属元
素の硼化物の粒子を製造するのは困難でちる。
In such conventional methods, the close contact required between the components of the granular mixture to produce particles of homogeneous composition, such as between oxides of metallic or nonmetallic elements, boron oxide, and carbon, is avoided. The necessary intimate contact (i) is problematic in that it is difficult to achieve.Furthermore, the particles of boride of metallic or non-metallic elements produced are of course dependent on the composition of the granular mixture used in the production process. This contamination can result in contamination with unreacted metallic or nonmetallic elements or their oxides, as well as unreacted boron, boron carbide, or boron oxide. Even when used, it is difficult to produce metallic or non-metallic boride particles with very small dimensions, eg, less than 1 micron, using these methods.

金属元素又は非金属元素のケイ化物は硼化物の製造に記
載したのと同様な方法によって製造できるが但しこの場
合には硼素又は炭化硼素又は酸化硼素・0代りに七ノ’
L−enケイ素又は炭化ケイ素又はシリカ又はケイ酸塩
を用いるa例えば、ケイ素と金属元素又は非金属元素と
の粒状混合*全不活性芽囲気中で加熱することによりケ
イ化物を製造できる。しかしながら、か\る従来法では
金属元素又は非金属元素の硼化物の製造に伴なわれるの
と同じ諸問題がある。
Silicides of metallic or nonmetallic elements can be produced by the same method as described for the production of borides, except that boron, boron carbide, or boron oxide.
Using L-en silicon or silicon carbide or silica or silicates, for example, silicides can be produced by heating in a granular mixture of silicon and metallic or non-metallic elements *all in an inert atmosphere. However, these conventional methods suffer from the same problems associated with the production of borides of metallic or nonmetallic elements.

セラミック材料の諸元素即ち炭化ケイ素の場合にはケイ
素及び炭素全含有するが酸素全含有しない有機重合体状
材料の熱分解によって炭1ヒケイ素の如き耐火性炭化物
を製造することが提案されている。か\る従来法では重
合体状材料を先ずコークス化(coked ) して重
合体状材料の有機成分を炭素に転化させ、次いで該炭素
とケイ素とを熱分解反応で反応さする。これは炭素とシ
リカとを反応させる伝統的な炭熱反応ではない。か\る
重合体状材料を用いる目的は重合体状材料から製造(。
It has been proposed to produce refractory carbides, such as carbon-arsenic, by pyrolysis of the elements of ceramic materials, i.e., in the case of silicon carbide, organic polymeric materials containing all silicon and carbon but no oxygen. . In such conventional methods, the polymeric material is first coked to convert the organic components of the polymeric material to carbon, which is then reacted with silicon in a pyrolysis reaction. This is not a traditional charcoal reaction where carbon and silica are reacted. The purpose of using such polymeric materials is to manufacture them from polymeric materials.

たコークス化生成物において、例えば炭化ケイ素の場合
にシリカと炭素との混合物で達成し得るよりもケイ素及
び炭素の如きセラミック材料の諸元素の更に緊密な混合
物を達成することである。しかしながら、コークス化生
成物中の炭素とケイ素との割合は理論上必要とされる割
合とはきわめて相異なっており、その績果として製造さ
れる炭化ケイ素の純度に著しい悪影響を及ぼしてしまう
The objective is to achieve a more intimate mixture of the elements of the ceramic material, such as silicon and carbon, in the coked product than can be achieved with a mixture of silica and carbon, for example in the case of silicon carbide. However, the proportions of carbon and silicon in the coking product are very different from the theoretically required proportions, which has a significant negative effect on the purity of the resulting silicon carbide.

か\る「プレーセラミック(pre −ceramic
)J重合体状材料の初期の例は米国特許第2.6’?7
,029号明細書によって提供されており、該特許には
7リル置換単量体例えばトリメチルシリルスチレンと別
の単量体例えばジビニルばンゼン又はエチルビニルベン
ゼンとを共重合させて架橋結合した樹脂を得、蚊樹脂を
熱分解させて炭素とケイ素とを含有する固体を得ること
により重合体状材料を製造することが記載されている。
``Pre-ceramic''
) J An early example of polymeric materials is U.S. Patent No. 2.6'? 7
, No. 029, which describes the copolymerization of a 7lyl-substituted monomer, such as trimethylsilylstyrene, with another monomer, such as divinylbenzene or ethylvinylbenzene, to obtain a crosslinked resin. , describes the production of polymeric materials by pyrolyzing mosquito resin to obtain solids containing carbon and silicon.

か\る「プレーセラミック」材料の別の例はげデカメチ
ルシクロへ中サシランの熱分解により(ヤジマ他、Ch
emical patters、 1975.931頁
)及びオートクレーブ中でぼり(ジメチルシラン)の加
熱により(ヤジマ、  1976* Nature 2
73巻525頁)製造したカルぎシランである。これら
のカルゲシランは繊維質材料に溶融紡糸でき該繊維質材
料から耐火性の炭化ケイ素を高温での加熱により製造で
きる。高温で行われる反応はケイ素と炭素との間の反応
であり、これは伝統的な炭熱反応ではなく即ち前述した
シリカと炭素との間の反応ではない。この従来法では炭
化ケイ素生成物が不純であるという欠点がある。
Another example of a ``pre-ceramic'' material is the pyrolysis of medium sacilane to decamethylcyclo (Yajima et al., Ch.
(Yajima, 1976* Nature 2
Vol. 73, p. 525). These calgesilanes can be melt spun into fibrous materials from which refractory silicon carbide can be produced by heating at high temperatures. The reaction that takes place at high temperature is between silicon and carbon, and is not a traditional carbothermal reaction, ie, the reaction between silica and carbon described above. This conventional process has the disadvantage that the silicon carbide product is impure.

耐火性の炭化物を製造できるか\る「グレーセラミック
」材料のより最新の例は特公昭57−17412号公報
によって提供され、該公報にはケイ素、バナジウム、ジ
ルコニウム、タンタル又はタングステンのハロダン化合
物又はアルコキシドを炭水化物と反ろさせ、得られた反
応生成物を焼成する方法が記載されている。ノ・ロダン
化合物又は7A/:j?シ1’は例えばStem4. 
zroe/2.5i(OC2H5)、、 5L(OC2
H5)、C2H5,5t(OC2H5)2(CH,)2
゜z r(oc4Ht )4− vict2 (oC2
H5)4であることができ、炭水化物は例えば単糖類又
は多糖類例えばダルコース、プラクドース、アラビノー
ス、m粉又はセルロースであり得る。前記の反応は溶剤
の不在下で実施できるが、溶剤の存在下で例えば芳香族
溶剤例えばベンゼン又はトルエン:脂肪族溶剤例えばへ
Φサン、ヘプタン又はオクタン:あるいはハロゲン化芳
香族又は脂肪族溶剤の存在下で実施するのが好ましい。
A more recent example of a "gray ceramic" material from which refractory carbides can be produced is provided by Japanese Patent Publication No. 57-17412, which describes halodane compounds or alkoxides of silicon, vanadium, zirconium, tantalum or tungsten. A method is described in which the reaction product is reacted with a carbohydrate and the resulting reaction product is calcined. Rodan compound or 7A/:j? For example, Stem4.
zroe/2.5i (OC2H5), 5L (OC2
H5), C2H5,5t(OC2H5)2(CH,)2
゜z r(oc4Ht)4-vict2(oC2
H5)4, the carbohydrate can be, for example, a monosaccharide or a polysaccharide such as dulcose, plaquedose, arabinose, millet or cellulose. The above reaction can be carried out in the absence of a solvent, but in the presence of a solvent, for example aromatic solvents such as benzene or toluene; aliphatic solvents such as heptane, heptane or octane; or the presence of halogenated aromatic or aliphatic solvents. It is preferable to carry out below.

コークス化反応生成物は不活性雰囲気中で反応生成物を
加熱することにより製造され、コークス化反応生成物を
700〜2700°Cの範囲の温度で不活性雰囲気中で
焼成する。焼成前にコークス化反応生成物を微粉末に粉
砕できる。
The coking reaction product is produced by heating the reaction product in an inert atmosphere and calcining the coking reaction product at a temperature in the range of 700-2700°C in an inert atmosphere. The coking reaction product can be ground into a fine powder before firing.

前記の公報にはハロダン化合物又はアルコキシドと炭水
化物との間の反応は溶剤中で行なうことができしかも溶
剤は炭水化物を溶解又は懸濁させるに十分な量で用い得
ると記載されているけれども、本発明者が見出した所に
よれば、開示される炭水化物は溶剤に可溶性ではなく溶
剤中に粒状形で懸濁され得るに過ぎず、その結果として
前記の反応によっては均質な組成の反応生成物が製造さ
れず又は特に扱い易い形での反応生成物が製造されない
。従って該反応生成物から製造した耐火性炭化物もまた
均質な組成を有しない。更にtよ、コークス化反応生成
物中の炭素とシリカとの割合はまた理論上必要とされる
割合とはきわめて相異なってしまう。
Although the above publication states that the reaction between a halodane compound or alkoxide and a carbohydrate can be carried out in a solvent and that the solvent can be used in an amount sufficient to dissolve or suspend the carbohydrate, the present invention The authors have found that the disclosed carbohydrates are not soluble in solvents and can only be suspended in particulate form in solvents, so that the reaction described above produces a reaction product of homogeneous composition. or the reaction product is not produced in a particularly easy-to-handle form. The refractory carbide produced from the reaction product therefore also does not have a homogeneous composition. Furthermore, the proportions of carbon and silica in the coking reaction product are also very different from the theoretically required proportions.

サーモチミカ アクタ(Thermo chimica
 Acta)g1巻(1984) 77〜86  頁に
記載される最近の発展を見ると籾殻の熱分解によって炭
化ケイ素を製造することである。籾殻はシリカとセルロ
ースとよりなり、熱分解した時にはシリカと炭素との混
合物が得られる。籾殻はきわめて高い表面積を有し、熱
分解した籾殻中で炭素とシリカとの間の緊密な接触と共
にこの高い表面積によって比較的低温での次後の熱分解
により炭化ケイ素を形成できる。炭化ケイ素の製造は2
工程法で実施でき、該方法では比較的低温で例えば70
0’Cで空気の不在下に加熱することにより籾殻をコー
クス化してセルロースを無定形炭素に分解させ、次いで
かくしてコークス化した籾殻を高温で例えば1500°
C以上の温度で且つ不活性又は還元性雰囲気中で加熱し
て炭化ケイ素を製造する。籾殻中に鉄が存在すると反応
を促進させ、鉄は籾殻を硫酸第一鉄の溶液に浸漬させ続
いてアンモニアに浸漬させることにより導入できる。コ
ークス化した籾殻中のシリカと炭素とのモル比は一般に
約1 : 4.7であり即ち1:3の化学量論的に必要
とされる割合よりも実質的に過剰の炭素が存在するが、
鉄が存在するとこの割合に影響し、化学it論的に必要
とされる割合により近い割合を達成できる。しかしなが
ら籾殻から炭化ケイ素の製造は粒子及びひげ結晶又は短
繊維の形の生成*を生起するけれども、種々の相異なる
物理的形状例えば粒子、長繊維、フィルム又は被覆層の
形の炭化ケイ素を製造する余地のある方法ではない。実
際上製造される炭化ケイ素の物理的形状について制御す
るのが欠けている。
Thermo chimica Acta
A recent development is the production of silicon carbide by pyrolysis of rice husks, as described in Acta), Vol. 1 (1984), pp. 77-86. Rice husks are composed of silica and cellulose, and when pyrolyzed, a mixture of silica and carbon is obtained. Rice husk has a very high surface area, and this high surface area, along with the intimate contact between carbon and silica in the pyrolyzed rice husk, allows silicon carbide to be formed by subsequent pyrolysis at relatively low temperatures. Production of silicon carbide is 2
It can be carried out by a process method, in which the temperature at relatively low temperatures, e.g.
The rice husks are coked by heating in the absence of air at 0'C to decompose the cellulose into amorphous carbon, and the thus coked rice husks are then heated at a high temperature, e.g. 1500C.
Silicon carbide is produced by heating at temperatures above C and in an inert or reducing atmosphere. The presence of iron in the rice husk accelerates the reaction and iron can be introduced by soaking the rice husk in a solution of ferrous sulfate followed by ammonia. The molar ratio of silica to carbon in coked rice husks is generally about 1:4.7, i.e. there is a substantial excess of carbon over the stoichiometrically required ratio of 1:3. ,
The presence of iron influences this proportion and allows a proportion closer to that required schematically to be achieved. However, although the production of silicon carbide from rice husks results in the production* of particles and whiskers or short fibers, it is also possible to produce silicon carbide in various different physical forms, such as particles, filaments, films or coatings. This is not a reasonable method. In practice, there is a lack of control over the physical shape of the silicon carbide produced.

窒化ケイ素は籾Laを上昇し′fc温度で窒素と反応さ
せることによっても製造できる。か\る方法は米国特許
第3,855,395号明細書に記載されており、該方
法は籾殻を酸素無含有雰囲気中で1loo’c〜+35
0 ’ Cの範囲内の温度に加熱する工程と、籾殻中の
シリカが窒化ケイ素に変化するまで加熱した籾殻をがス
状窒素に暴露する工程とを包含してなる。窒化ケイ素の
製造は2工程法で実施でき、該方法では空気の不在下に
比較的低温で例えば7000cで加熱することにより籾
殻をコークス化してセルロースを無定形炭素に分解させ
、かくしてコークス化した籾殻を高温で例えば1300
°Cの程度の温度でしかも窒素の雰囲気中で加熱して窒
化ケイ素kg造する。しかしながら、炭化ケイ素の製造
の場合の如く、籾殻からの窒化ケイ素の製造は、粒子、
ひげ結晶又は短繊維の形の生成物を生起するが、種々の
相異なる物理的形状例えば粒子、長繊維、フィルム又は
被覆層の形の窒化ケイ素f:喪造する余地のある方法で
はない。実際上製造される窒化ケイ素の物理的形状につ
いて制御するのが欠けている。
Silicon nitride can also be produced by raising rice La and reacting it with nitrogen at 'fc temperatures. Such a method is described in U.S. Pat.
The method includes the steps of heating the rice husks to a temperature within the range of 0'C, and exposing the heated rice husks to gaseous nitrogen until the silica in the rice husks changes to silicon nitride. The production of silicon nitride can be carried out in a two-step process, in which rice husk is coked by heating at relatively low temperatures, e.g. at a high temperature for example 1300
A kilogram of silicon nitride is produced by heating at a temperature of about °C in a nitrogen atmosphere. However, as in the case of silicon carbide production, the production of silicon nitride from rice husks requires the production of particles,
Products in the form of whisker crystals or short fibers are produced, but silicon nitride in various different physical forms, such as particles, long fibers, films or coatings, is not a foolproof process. In practice, there is a lack of control over the physical shape of the silicon nitride produced.

セラミック材料全製造するこれらの前記した諸方法に伴
なう諸問題は耐火性炭化物の製造を参照して要約できる
。即ち、これらの前記した諸方法によって製造される耐
火性炭化物の品質は少なくとも一部は該炭化物を製造す
る前駆体材料の組成及び構造に応じて決まり且つ処理条
件に応じて決まる。例えば、炭熱法によってシリカと炭
素との混合物から炭化ケイ素を製造するに際して、炭化
ケイ素を製造するのに必要とされるシリカと炭素との全
体比を達成するのに問題はないけれども、微細な規模で
まして分子次元の規模で均質な組成を有し且つ未反応の
シリカ及び/又は炭素を含有しない炭化ケイ素生成物を
製造するために必要である炭熱法でのシリカと炭素との
間の緊密な接触を達成するのが不可能である。
The problems associated with these aforementioned methods of producing all-ceramic materials can be summarized with reference to the production of refractory carbides. That is, the quality of the refractory carbide produced by these aforementioned methods depends, at least in part, on the composition and structure of the precursor material from which the carbide is produced, and on the processing conditions. For example, when producing silicon carbide from a mixture of silica and carbon by a carbon thermal process, there is no problem in achieving the overall ratio of silica to carbon required to produce silicon carbide, but fine particles The interaction between silica and carbon in a carbon thermal process is necessary to produce a silicon carbide product that has a homogeneous composition on a molecular scale and is free of unreacted silica and/or carbon. It is impossible to achieve close contact.

シリカ及び炭素の如き炭化物の諸元素を含有する反応生
成物例えばシリカと炭素との間の炭熱反応により製造さ
れる反応生成物例えば重合体状材料の熱分解によって耐
火性炭化物を製造する場合には、諸元素は不純物を実質
的に含まないセラミック材料を製造するのに必要とされ
る割合で存在し得す、例えば小さな粒子、繊維、フィル
ム又は被覆層の形で必要とされる物理的形状の耐火性炭
化物を製造するのが困“難であり得る。即ち、反応生成
物は扱いにくく所望の物理的形状に転化させるのが困難
であり得る。耐火性炭化物を籾殻の熱分解によって製造
する場合には、前記と同様に耐火性炭化物の物理的形状
について殆んど制御されない。
Reaction products containing carbide elements such as silica and carbon, e.g. reaction products produced by a carcharothermic reaction between silica and carbon, e.g. in the production of refractory carbides by pyrolysis of polymeric materials. The elements may be present in the required proportions to produce a ceramic material substantially free of impurities and in the required physical form, for example in the form of small particles, fibers, films or coatings. Refractory chars can be difficult to produce; i.e., the reaction products can be cumbersome and difficult to convert into the desired physical form. Refractory chars can be produced by pyrolysis of rice husks. In some cases, there is again little control over the physical shape of the refractory carbide.

耐火性の炭化物及び窒化物の如きセラミック材料は長年
の間研摩剤の如き用途に及び工具の製造に用いられてい
た。これらの用途ではセラミック材料の品質は重大な影
響を与える重要性を有するものではあり得なかったけれ
ども、セラミック材料の品質及びその物理的形状が重大
な影響を与える重要性を有し得る場合にはより最新の発
展を遂げたセラミック材料の別の用途がある。セラミッ
ク材料のこれらのより最近に発展した用途には工学材料
の如き用途及び電子用途への使用がある。
Ceramic materials such as refractory carbides and nitrides have been used for many years in applications such as abrasives and in tool manufacturing. Although the quality of the ceramic material could not be of critical importance in these applications, the quality of the ceramic material and its physical form could be of critical importance. There are other uses for ceramic materials that have more recent developments. These more recently developed uses of ceramic materials include uses such as engineering materials and electronic applications.

本発明は不純物を実質的に含有しないセラミック材料の
製造法を提供するもので該方法は均質な品質と組成とを
有するセラミック材料を製造するのに適している。
The present invention provides a method for producing ceramic materials that are substantially free of impurities and is suitable for producing ceramic materials of uniform quality and composition.

本発明によると、セラミック材料の製造法において、ヒ
ドロキシル基と反応性の基を2個又はそれ以上有する金
属元素又は非金属元素の少なくとも1つの化合物を含有
する第1の反応剤を、2個又はそれ以上のヒドロキシル
基を有する少なくとも1つの有機化合物を含有する第2
の反応剤と反応させることにより酸素含有重合体状生成
物を調製し、該重合体状生成物を不活性雰囲気中で加熱
して、炭素と金属元素又は非金属元素の酸化物とを含有
するコークス化生成物を製造し、該コークス化生放物を
加熱して金属元素又は非金属元素の酸化物と炭素との間
で炭熱反応を行ないしかもこうしてセラミック材料を製
造し、その際第1の反応剤と第2の反応剤との割合をコ
ークス化生成物中の炭素と金属元素又は非金属元素の酸
化物との重量割合がセラミック材料tm造するのに理論
上必要とされる割合の50〜150憾の範囲にあるよう
に選択してセラミック材料の製造を行なうことから成る
、セラミック材料の製造法が提供される。
According to the present invention, in the method for producing a ceramic material, two or more first reactants containing at least one compound of a metal element or a non-metal element having two or more groups reactive with hydroxyl groups are used. a second compound containing at least one organic compound having more hydroxyl groups;
preparing an oxygen-containing polymeric product by reacting with a reactant containing carbon and an oxide of a metallic or non-metallic element, and heating the polymeric product in an inert atmosphere. producing a coking product, heating the coking product to carry out a carcharothermic reaction between an oxide of a metallic or non-metallic element and carbon, and thus producing a ceramic material; and the second reactant such that the weight proportion of carbon and oxides of metallic or non-metallic elements in the coking product is the proportion theoretically required to form the ceramic material tm. A method of manufacturing a ceramic material is provided, comprising selecting a ceramic material in the range of 50 to 150.

本発明の方法で製造されるセラミック材料の種類はコー
クス化生成物を加熱する条件及びコークス化生成物の組
成に広じて決まるものである。例えば、炭素と金属元素
又は非金属元素の酸化物とを含有するコークス化生成物
を不活性雰囲気中で加熱して金属元素又は非金属元素の
炭化物を製造でき、あるいはコークス化生成物を窒素の
雰囲気中で又は反応性の含窒化金物の雰囲気中で加熱し
て金属元素又は非金属元素の窒化物を製造できる。
The type of ceramic material produced by the process of the invention is largely determined by the conditions under which the coked product is heated and the composition of the coked product. For example, a coking product containing carbon and an oxide of a metallic or nonmetallic element can be heated in an inert atmosphere to produce a carbide of a metallic or nonmetallic element, or the coking product can be heated in an inert atmosphere to produce a carbide of a metallic or nonmetallic element; A nitride of a metal element or a non-metal element can be produced by heating in an atmosphere or in an atmosphere of a reactive metal nitride.

別法として、本発明の方法で装造される重合体状生成物
が金属元素又は非金属元素と硼素又はケイ素と酸素と炭
素とを含有してなりしかも該重合体状生成物から製造さ
れるコークス化生成物が炭素と金属元素又は非金属元素
の酸化物と硼素又はケイ素の酸化物とを含有してなるよ
うに、第1の反応剤が金属元素又は非金属元素の化合物
と硼素又はケイ素の化合物とを含有してなる場合には、
コークス化生成物を上昇した温度で不活性雰囲気中で加
熱して金属元素又は非金属元素の硼化物又はケイ化物を
製造できる。
Alternatively, the polymeric product prepared by the method of the invention comprises a metallic or non-metallic element, boron or silicon, oxygen and carbon and is prepared from the polymeric product. The first reactant contains a compound of a metallic element or a non-metallic element and boron or silicon, such that the coking product comprises carbon, an oxide of a metallic or non-metallic element, and an oxide of boron or silicon. In the case of containing a compound of
The coking product can be heated at elevated temperatures in an inert atmosphere to produce borides or silicides of metallic or nonmetallic elements.

記載された炭素と金属元素又は非金属元素の酸化物との
割合は、コークス化生成物中の割合であり、該コークス
化生成物は集際上重合体状生成物を不活性雰囲気中で加
熱することにより製造されしかも炭素と金属元素又は非
金属元素の1m以上の酸化物との緊密な混合物よりなる
。記載された炭素と金属元素又は非金属元素の酸化物と
の割合は理論上必要とされる割合の炭素と酸素と金属元
素又は非金属元素とを含有する重合体状生成物を加熱す
ることからコークス化生成物で生起した割合でないこと
全理解するのが重要である。むしろ、重合体状生成物全
加熱することによりコークス化生成物に実際上生ずる炭
素と金属元素又は非金属元素の酸化物との割合である。
The stated proportions of carbon and oxides of metallic or non-metallic elements are in the coking product, which coking product is produced by heating the polymeric product collectively in an inert atmosphere. It is produced by the process of oxidation and consists of an intimate mixture of carbon and an oxide of 1 m or more of a metallic element or a non-metallic element. The stated proportions of carbon and oxides of metallic or nonmetallic elements are derived from heating a polymeric product containing the theoretically required proportions of carbon, oxygen, and metallic or nonmetallic elements. It is important to understand that not all of the proportions occur in the coking product. Rather, it is the proportion of carbon and oxides of metallic or nonmetallic elements that actually forms in the coking product upon total heating of the polymeric product.

本発明者が見出した所によれば、コークス化生成物全製
造するのに重合体状生成物を加熱する間に重合体状生成
物に存在する諸元素のうちのいくらかが実質的に減損し
てしまい、その結果として重合体状生成物が理論上必要
とされる割合の炭素と酸素と金属元素又は非金属元素と
を含有する場合には、か\る重合体状生成物の加熱によ
り実際上生ずる炭素と金属元素又は非金属元素の酸化物
との割合はコークス化生成物で理論上必要とされる割合
とは大幅に異なってしまう。
The inventors have discovered that during heating of the polymeric product to produce the coked product, some of the elements present in the polymeric product are substantially depleted. As a result, if the polymeric product contains the theoretically required proportions of carbon, oxygen, and metallic or non-metallic elements, heating the polymeric product will actually The resulting proportions of carbon and oxides of metallic or non-metallic elements can differ significantly from the proportions theoretically required in the coking product.

英国公開特許第2.1’7’、276 A号明細書には
、チタンと炭素とが化学着論上必要とされる情で存在す
るよう/i−tで存在するオルガノチタネートと炭素前
駆体重合体との混合物を形成し、該混合物をrルに転化
させ且つ前記重合体を熱分解して炭素を形成し、しかも
炭化チタンを形成するのに十分な温度に加熱することに
より炭化チタン粉末を製造することが記載されている。
GB 2.1'7', 276 A discloses that the organotitanate and the carbon precursor weight are present in such a way that titanium and carbon are present in the schematically required circumstances. titanium carbide powder by forming a mixture with a polymer and heating the mixture to a temperature sufficient to convert the mixture to rr and to pyrolyze the polymer to form carbon and to form titanium carbide. It is stated that it is manufactured.

化学端論上必要とされる童は前記のチタネート及び重合
体中に存在する元素の量であり、炭素を含有する熱分解
生成物中に存在する元素の量ではない。
The chemical requirement is the amount of the element present in the titanate and polymer, not the amount of the element present in the carbon-containing pyrolysis product.

重合体状生成物から、製造されたコークス化生成物中の
炭素と金属元素又は非金属元素の酸化物との割合を抑制
するためには、第1の反応剤は、ヒドロキシル基と反応
性の基を2稈又はそれ以上有する金属元素又は非金属元
素のfヒ合物t1つ以上含有でき、しかもまたか\る反
応性の基を1個のみ有する金属元素又は非金編元素の化
合物全1つ又はそれ以上含有できる。同様に、第2の反
応剤は、2個又はそれ以上のヒドロキシル基を有する有
機化合物を1つ以上含有でき、しかもまたが\るヒドロ
キシル基を1個のみ有する有機化合物を1つ又はそれ以
上含有できる。
In order to suppress the proportion of carbon and oxides of metal or non-metal elements in the coking product produced from the polymeric product, the first reactant is reactive with hydroxyl groups. All compounds of metallic elements or non-metallic elements that can contain one or more groups and also have only one reactive group It can contain one or more. Similarly, the second reactant may contain one or more organic compounds having two or more hydroxyl groups, and may also contain one or more organic compounds having only one hydroxyl group. can.

理論上必要とされるコークス化生成物中の炭素と金属元
素又は非金属元素の酸化物との割合は勿論金属元素又は
非金属の種類に応じて決まり且つ炭素と前記の酸化物と
の間の炭熱反応の化学量論に応じて決まり且つ製造しよ
うとするセラミック材料の種類に応じて決まる。例えば
、前記の酸化物が次式MO2例えばSin□、 Tie
□及びZrO2の場合の如(MO□を有する場合で炭化
物を製造しようとする場合には、炭熱反応は次式: %式% の如く表わすことができ、しかもコークス化生成物中の
炭素と酸化物との理論上必要とされるモル割合は3:1
である。ケイ素、チタン及びジルコニウムの酸化物の場
合には、炭素と酸化物との理論上必要とされる重量割合
は次の如くである:5i02  62.54   炭素
: 5i02  l:1.67炭素  37.5僑 TiO26g、9暢  炭素: Tio2 1:2.2
2)炭素  31.1囁 ZrO2’7’1−44   炭素: ZrO21:3
.42炭素  22.64 炭熱反応の化学量論は炭化タンタルを製造するのに炭素
とタンタルの酸化物との間の反応の場合の如く異なり得
る。
The theoretically required proportions of carbon and oxides of metal or non-metallic elements in the coking product depend, of course, on the type of metal or non-metal, and the It depends on the stoichiometry of the carbothermal reaction and on the type of ceramic material to be produced. For example, the above oxide has the following formula MO2, e.g. Sin□, Tie
When trying to produce a carbide in the case of □ and ZrO2 (with MO□), the carbothermal reaction can be expressed as the following formula: The theoretically required molar ratio with the oxide is 3:1.
It is. In the case of oxides of silicon, titanium and zirconium, the theoretically required weight proportions of carbon and oxide are: 5i02 62.54 carbon: 5i02 l:1.67 carbon 37.5 TiO26g, 9g Carbon: Tio2 1:2.2
2) Carbon 31.1 whisper ZrO2'7'1-44 Carbon: ZrO21:3
.. 42 Carbon 22.64 The stoichiometry of carcharothermic reactions can be different, such as in the reaction between carbon and oxides of tantalum to produce tantalum carbide.

Ta205+7C→2TaC+5CO この場合には、理論上必要とされる炭素と酸化物とのモ
ル割合は7:1でありこれは重合体状生成物から製造し
たコークス化生成物中のg4i!%のT!1205と1
6重f慢の炭素とに相当し即ち1:5・25の炭素: 
TazOsの11L量割合に相当する6窒化ケイ素を製
造するに際しては、シリカと炭素との混合物よりなるコ
ークス化生成物を加熱の初期段階で製造し続いてこの混
合物を次の如く表わし得る全反応式: %式% により窒素と反応させる。
Ta205+7C→2TaC+5CO In this case, the theoretically required molar ratio of carbon to oxide is 7:1, which corresponds to g4i! in the coking product prepared from the polymeric product. %T! 1205 and 1
Corresponds to 6-fold carbon, i.e. 1:5.25 carbon:
In the production of 6-silicon nitride corresponding to a 11L proportion of TazOs, a coking product consisting of a mixture of silica and carbon is produced in the initial stage of heating, and this mixture is then subjected to the overall reaction equation which can be expressed as: : React with nitrogen according to the % formula %.

この方程式は行われると思われる全反応を表わし、実際
に行ない得る反応を表わすことを意図するものでない。
This equation represents the total reaction that would occur and is not intended to represent the reaction that could actually occur.

理論上必要とされる化学論的な割合は1:2のシリカ:
炭素のモル割合であり即ち71.4fi量係のシリカと
28.6重凌慢の炭素とでありこれはコークス化生成物
中の1 : 2.5の炭素:5I02  の重量割合に
相当することが見られる・チタン、バナジウム、ジルコ
ニウム及ヒハフニウムの諸元素の場合には、これらの酸
化物は式MO2によって表わすことができ、これらの窒
化物は弐MNによって表わすことができ、全反応は次式
: %式% の如く表わし得る。
Theoretically required stoichiometric ratio of 1:2 silica:
The molar proportion of carbon, i.e. 71.4 fi weight ratio of silica and 28.6 weight ratio of carbon, corresponds to a weight ratio of 1:2.5 carbon:5I02 in the coking product. In the case of the elements titanium, vanadium, zirconium and hihafnium, these oxides can be represented by the formula MO2, these nitrides can be represented by 2MN, and the overall reaction is : It can be expressed as % expression %.

コークス化生成物中に理論上必要とされる化学を論的割
合は1:2の酸化物:炭素のモル割合でありこれは次の
重量割合に相当する。
The theoretically required chemical ratio in the coking product is a 1:2 oxide:carbon molar ratio, which corresponds to the following weight ratio:

TiO76,9%   炭素: TlO21:3.33
炭素 23.1係 VO77,54炭J : VO21:3−44炭素 2
2.54 Zr02g3.7%   炭素”、 Z ro 2 1
 : 5 、l 3炭素 16.3嗟 11f0289.8憾  炭素: I(fo21:8J
TiO76.9% Carbon: TlO21:3.33
Carbon 23.1 VO77,54 Carbon J: VO21:3-44 Carbon 2
2.54 Zr02g3.7% carbon”, Z ro 2 1
: 5, l 3 carbon 16.3 嗟11f0289.8 Sorry carbon: I(fo21:8J
.

炭素 10.2悌 硼素及びアルミニウムよりなる元素の場合には、これら
の酸化物は弐M20.によって表わすことができ、これ
らの窒化物は式MNによって表わすことができ、全反応
は次式: %式% の如く表わし得る。
In the case of elements consisting of carbon 10.2, boron and aluminum, these oxides are 2M20. These nitrides can be represented by the formula MN, and the overall reaction can be represented by the following formula: %Formula %.

コークス化生成物中で理論上必要とされる化学量論的割
合は1:3の酸化物:炭素のモル割合であり、これは次
の重量割合に相当する。
The theoretically required stoichiometric ratio in the coking product is a 1:3 oxide:carbon molar ratio, which corresponds to the following weight ratios:

B20. 65.94   炭素: n2o5 1:1
.93炭素 34.1嘩 Al2O573,9嘔  炭素: Al2O5l:2.
83炭素 26.1囁 式v205  を有する酸化バナジウム及び弐VNを有
するバナジウムの窒化物の場合には全反応は次式: %式% の如く表わし得る。
B20. 65.94 Carbon: n2o5 1:1
.. 93 Carbon 34.1 Al2O573,9 Carbon: Al2O5l:2.
In the case of vanadium oxide with the 83 carbon 26.1 formula v205 and vanadium nitride with the 2 VN, the total reaction can be expressed as:

1:5の酸化物:炭素のモル割合が理論上必要とされこ
れは次のt量・惑及び重量割合に相当する。
An oxide:carbon molar ratio of 1:5 is theoretically required, corresponding to the following amounts and weight ratios:

V2O575,2%   炭素: V2O51:3.0
3炭素 24.8鳴 別の金属元素又は非金属元素の窒化物を製造しようとす
る場合には、コークス化生成物中で理論上必要とされる
炭素と元素の酸化物との化学量論的割合は同様な要領で
計算できる。
V2O575.2% Carbon: V2O51:3.0
3 Carbon 24.8 When attempting to produce nitrides of metallic or non-metallic elements, the theoretically required stoichiometry of carbon and oxides of the elements in the coking product must be Percentages can be calculated in a similar manner.

本発明の方法において、第1の反応剤とPJ2の反応剤
との割合は、製造し得るコークス化生成物において炭素
と金属元素又は非金属元素の酸化物との割合がセラミッ
ク材料を製造するのに理論上必要とされる割合の50’
6〜150係の範囲にあるように選択する。例えばシリ
カと炭素との間の炭熱灰石により炭化ケイ素t−製造し
ようとする場合には、理論上必要とされる割合はl :
 1.67又はα6:1の炭素とシリカとの割合に相当
し、理論上必要とされる割合の5011〜+50’lの
範囲はl:0.84〜l : 2.51の範囲の炭素と
シリカとの割合に相当し、これは炭素54.3重曾囁及
びシリカ45.6重!−チ〜炭素28.5重量囁及びシ
リカ71.5重量嘔の範囲の組成に相当する。窒化ケイ
素を製造しようとする場合には、炭素とシリカとの理論
上必要とされる重量割合はl : 2.5であり、理論
上必要とされる割合の50%〜150憾の範囲はI :
 1.25〜l:3.75の範囲の炭素とシリカとの割
合に相当し、これは炭素44.4這憧憾及びシリカ55
.6重盪チ〜炭素2+、+11*及びシ1ツカ70.9
重葉係の範囲の組成に相当する。
In the method of the invention, the proportion of the first reactant and the PJ2 reactant is such that the proportion of carbon and oxides of metallic or non-metallic elements in the coking product that can be produced is such that a ceramic material is produced. 50' of the theoretically required ratio
Select from a range of 6 to 150 units. For example, when trying to produce silicon carbide from charcoal ash between silica and carbon, the theoretically required ratio is l:
Corresponds to a ratio of carbon to silica of 1.67 or α6:1, and the theoretically required ratio of 5011 to +50'l corresponds to a ratio of carbon to silica of l:0.84 to l:2.51. This corresponds to the ratio with silica, which is 54.3 weights of carbon and 45.6 weights of silica! This corresponds to a composition ranging from 1 to 28.5% by weight of carbon and 71.5% by weight of silica. When attempting to produce silicon nitride, the theoretically required weight ratio of carbon and silica is l: 2.5, and the range of 50% to 150% of the theoretically required ratio is l:2.5. :
This corresponds to a ratio of carbon to silica ranging from 1.25 to 1:3.75, which is 44.4% carbon and 55% silica.
.. 6 heavy squares ~ carbon 2+, +11* and 1 tsuka 70.9
Corresponds to the composition of the heavy leaf group.

次後に金属元素又は非金属元素の硼化物又はケイ化物に
転化しようとするコークス化生成物中に理論上必要とさ
れる炭素と金属元素又は非金属元素の酸化物との割合は
同様に概算し得る。
The theoretically required proportions of carbon and oxides of metallic or nonmetallic elements in the coking product which is subsequently to be converted into borides or silicides of metallic or nonmetallic elements can be similarly estimated. obtain.

コークス化生成物中の炭素と金属元素又は非金属元素の
酸化物との割合が理論上必要とされる割合に近ければ近
い程、炭熱反応によりコークス化生成物から製造したセ
ラミック材料の純度はより高くiす、この理由で炭素と
酸化物との前記割合が理論上必要とされる割合の75囁
〜1254の範囲にあるのが好ましく、理論上必要とさ
れる割合の90’i〜110%の範囲にあるのがより好
ましい。この所望の範囲の割合を達成するのに反応剤を
選択すること及び反応剤の割合を選択することを以下に
詳細に論する。
The closer the ratio of carbon to oxides of metallic or non-metallic elements in the coking product is to the theoretically required ratio, the higher the purity of the ceramic material produced from the coking product by a carbothermal reaction. For this reason it is preferred that the ratio of carbon to oxide is in the range of 75 to 1254 the theoretically required ratio, and 90'i to 110 of the theoretically required ratio. % range is more preferable. The selection of reactants and proportions of reactants to achieve this desired range of proportions is discussed in detail below.

炭化ケイ素の場合には、前記の90〜110%の範囲は
I:1.59〜1.75の範囲の炭素ニジリカの重量割
合に相当し、これは炭素3g、6重1kqh及びシリカ
61.4重fi慢〜炭素36.4重量慢及びシリカ63
.6重量優の範囲の組成に相当する。窒化ケイ素の場合
には、前記の90〜1104の範囲はI : 2.38
〜I : 2.63の範囲の炭素ニジリカの割合に相当
し・これは炭素29.6重1s及びシリカ70.4重槍
暢〜炭素27.5重it%及びシリカ72.5重量囁の
範囲の組成に相当する。
In the case of silicon carbide, the aforementioned range of 90-110% corresponds to a weight proportion of carbon nisilica in the range of I: 1.59-1.75, which is 3 g of carbon, 1 kqh of 6-weight and 61.4 of silica. heavy carbon to carbon 36.4 heavy and silica 63
.. This corresponds to a composition in the range of over 6 weight. In the case of silicon nitride, the above range of 90 to 1104 is I: 2.38
~I: Corresponds to a carbon percentage in the range of 2.63%, which ranges from 29.6% carbon and 70.4% silica to 27.5% carbon and 72.5% silica. corresponds to the composition of

前記の金属元素又は非金属元素は七ラミック材料を形成
しうるようなものでなければならない。
The metallic or non-metallic elements must be such that they can form a hepteramic material.

例えば耐火性の炭化物又は窒化物を製造しようとする場
合には金属元素又は非金属元素はアルミニウム、硼素、
ケイ素、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、タンク^
又はタングステンであることができ、あるいは耐火性の
硼化物又はケイ化物?製造しようとする場合には、金属
元素又は非金属元素はアルミニウム、ジルコニウム、チ
タン、ハフニウム、タンタル又はタングステンであるこ
とができ、あるいは硼化ケイ素を製造しようとする場合
には金属元素又は非金属元素は硼素とケイ素との混合物
であり得る1本発明の方法は特定して挙げた金属元素又
は非金属元素のセラミック材料の製造に限定されない。
For example, when producing refractory carbides or nitrides, metallic or nonmetallic elements such as aluminum, boron,
Silicon, zirconium, titanium, hafnium, tank ^
Or could be tungsten, or a refractory boride or silicide? The metallic or non-metallic element can be aluminum, zirconium, titanium, hafnium, tantalum or tungsten, or the metallic or non-metallic element if silicon boride is to be produced. may be a mixture of boron and silicon. The method of the invention is not limited to the production of ceramic materials of the specifically mentioned metallic or non-metallic elements.

前記の第1の反応剤はヒドロキシル基と反応性の基を少
なくとも2個有する金属元素又は非金属元素の化合物を
少なくとも1つ含有し且つ更にはヒドロキシル基と反応
性でない基も含有できる。
The first reactant contains at least one compound of a metal element or a non-metal element having at least two groups reactive with a hydroxyl group, and may also contain a group that is not reactive with a hydroxyl group.

例えば、第1の反応剤化合物は次式: (式中Xはヒドロキシル基と反応性の基であり、Yはヒ
ドロキシル基と反応性でない基であり、Mは金属元素又
は非金属元素であり、nは少なくとも の整数であり、
mは零又は整舷である)を有し得る。基Xは列えはハラ
イド例えばクロライド又はブロマイド:アミド:又はア
ルコキシ例エバ次式:OR(式中Rは例えば1〜8個の
炭素原子を含有するアルキル基である)の基例えばメト
キシ、エトキシ又はシトキシ基であり得る。基Yは金属
元素又は非金属元素の化合物中に存在するなラバ例えば
ハイドロカルピル基例、tばアルキル、シクロアルキル
、アリール又はアルカリール基であり得る。か\る基の
特定列にはメチル、エチル、プロピル、シクロヘキシル
及びベンジル基がある。
For example, the first reactant compound has the following formula: (wherein X is a group reactive with hydroxyl groups, Y is a group not reactive with hydroxyl groups, M is a metallic element or a nonmetallic element, n is an integer of at least
m is zero or the order of the ship). The group X can be a halide, such as a chloride or a bromide, an amide, or an alkoxy group, such as a group of the following formula: OR, in which R is, for example, an alkyl group containing from 1 to 8 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy or It can be a cytoxy group. The group Y may be present in compounds of metallic or non-metallic elements, such as hydrocarpyl radicals, alkyl, cycloalkyl, aryl or alkaryl radicals. Particular groups of such groups include methyl, ethyl, propyl, cyclohexyl and benzyl groups.

基Yはオ牟シ基であることができ、例えば金属元素又は
非金属元素の化合物はオギシハライドであり得る。
The group Y can be an oxidizing group, for example the compound of a metallic or non-metallic element can be an oxidizing halide.

存在する基の全てがヒドロキシル基と反応性である金属
元素又は非金属元素の化合物の特定例は、テトラメトキ
シシラン、 テトラエトキシシラン、テトラエトキシジ
ルコニウム、  インタエトキシタンタル、 ベンター
n−プロポキシ タンタル、四塩化ケイ素、 四臭化ケ
イ素、 四塩化チタン、四塩化ジルコニウム、  ジク
ロルジェトキシシラン、クロルトリエトキシ ジルコニ
ウム、  ジクロルトリブトキシ タンタル、 四塩化
硼素、硼素トリインプロポキシド、 アルミニウム ト
リインプロポキシド及び三塩化アルミニウムである。
Specific examples of compounds of metallic or non-metallic elements in which all of the groups present are reactive with hydroxyl groups are: tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraethoxyzirconium, interethoxytantalum, venter n-propoxytantalum, tetrachloride Silicon, silicon tetrabromide, titanium tetrachloride, zirconium tetrachloride, dichlorjetoxysilane, chlortriethoxy zirconium, dichlorotributoxy tantalum, boron tetrachloride, boron triynepropoxide, aluminum triynepropoxide and aluminum trichloride. be.

ヒドロキシル基と反応性である基及びヒドロキシル基と
反応性でない基を含有する金属元素又は非金属元素の化
合物の例には、メチルトリメトキジシラン、  メチル
トリエトキシシンン、  エチルトリエトキシシラン、
 ジメチルジェトキシシラン、 ジメチルジメトキシシ
ラン、  ジフェニルジェトキシシラン及びフェニルト
リメトキシシラン及びオキシ塩化ケイ素及び他の金属元
素又は非金属元素の同等な化合物がある。
Examples of compounds of metallic or non-metallic elements containing groups that are reactive with hydroxyl groups and groups that are not reactive with hydroxyl groups include methyltrimethoxydisilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane,
Dimethyljethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyljethoxysilane and phenyltrimethoxysilane and equivalent compounds of silicon oxychloride and other metallic or non-metallic elements.

金属元素又は非金属元素の硼化物又はケイ化物を製造す
るのが望ましい場合には、第1の反応剤は硼素又はケイ
素の化合物と硼素又はケイ素以外の金属元素又は非金属
元素の化合物とを包含し得る。
If it is desired to produce a boride or silicide of a metallic or nonmetallic element, the first reactant may include a compound of boron or silicon and a compound of a metallic or nonmetallic element other than boron or silicon. It is possible.

一般に金属元素又は非金属元素の化合物はヒドロキシル
基を含有しないものである。何故ならば耐火性の炭化物
を形成することのできる金属元素又は非金属元素のヒド
ロキシル基含有化合物は一般に不安定であるからであり
、あるいは該化合物は水酸化物として存在することさえ
できずあるいは該化合物は容易に縮合して重合体状生成
物を形成してしまいあるいは該化合物は水酸化物として
よりもむしろ水和した酸化物として例えば水和アルミナ
の場合の如く水和酸化物として存在してしまうからであ
る。
Generally, compounds of metal elements or non-metal elements do not contain hydroxyl groups. This is because hydroxyl group-containing compounds of metallic or nonmetallic elements that can form refractory carbides are generally unstable, or they cannot even exist as hydroxides or The compounds may easily condense to form polymeric products or they may exist as hydrated oxides rather than as hydroxides, such as in the case of hydrated alumina. This is because it will be put away.

前記の第2の反応剤は2個又はそれ以上のヒドロキシル
基を有する少なくとも1つの有機化合物を含有する。有
機化合物は例えば脂肪族、芳香族又は脂環式化合物であ
り得る。2個のヒドロキシル基を含有する適当な脂肪族
有機化合物の例には、グリコールfil t ハエチレ
ングリコール、 プロピレングリコール、 ブチレング
リコール及ヒシエチレングリコールがある。2個以上の
ヒドロキシル基を含有する適当な脂肪族有機化合物の例
には、グリセロール、  トリヒドロキシブタン及びト
リヒドロキシ4ンタンがある。少なくとも2個のヒドロ
キシル基を含有する脂環式有機化合物のtUには、ジヒ
ドロキシシクロヘキサン及びトリヒドロキシンクロヘキ
サンがある。2個又はそれ以上のヒドロキシル基を含有
する芳香族有機化合物が有利である。何故ならば該化合
物は炭素を大きな割合で含有し、しかも重合体状生成物
に配合した時には該生成物から製造したコークス比生成
物中に所望の割合の炭素と金属元素又は非金属元素の酸
化物とを達成するのく役立つからである。か\る芳香族
有機化合物の例にはジヒドロキシトルエン及ヒジヒドロ
中シナフタレンがアル。
The second reactant contains at least one organic compound having two or more hydroxyl groups. The organic compound can be, for example, an aliphatic, aromatic or cycloaliphatic compound. Examples of suitable aliphatic organic compounds containing two hydroxyl groups are the glycols ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol and hishyethylene glycol. Examples of suitable aliphatic organic compounds containing two or more hydroxyl groups are glycerol, trihydroxybutane and trihydroxytetanthane. tU of cycloaliphatic organic compounds containing at least two hydroxyl groups include dihydroxycyclohexane and trihydroxycyclohexane. Preference is given to aromatic organic compounds containing two or more hydroxyl groups. This is because the compound contains a large proportion of carbon, and when incorporated into a polymeric product, the desired proportion of carbon and the oxidation of metallic or non-metallic elements can be obtained in the coke ratio product produced from the product. This is because it is useful for achieving things. Examples of such aromatic organic compounds include dihydroxytoluene and hydrosinaphthalene.

重合体状生成物を製造するのに1種以上の金属又は非金
属化合物と:種以上の有機化合物との間の反応は縮合重
合の種類にあるので、第1の反応剤は少なくとも2個の
反応性基を含有する1つの金属又は非金属化合物あるい
はか\る化合物の複数を包含せねばならず、第2の反応
剤は少なくとも2個のヒドロキシル基を含有する1つの
有機化合物あるいはか\る化合物の複数を包含せねばな
らない。
Since the reaction between one or more metal or non-metallic compounds and one or more organic compounds to produce a polymeric product is of the type of condensation polymerization, the first reactant contains at least two A metal or non-metallic compound or a plurality of such compounds containing reactive groups must be included, and the second reactant must be an organic compound or a plurality of such compounds containing at least two hydroxyl groups. A plurality of compounds must be included.

重合体状生成物から製造したコークス化生成物中の炭素
と金属元素又は非金属元素の酸化物との割合を制御する
のに種々の手段が考えられる。例えば、コークス化生成
物に比較的高い割合の炭素を必要とする場合には、第2
の反応剤は環式基例えば芳香族基又は脂環式基あるいは
不飽和の基を含有する有機化合物を包含できる。何故な
らばか\る有機化合物から製造した重合体状生成物をコ
ークス化生成物に転化させた時には炭素の損失は大きく
なく、即ち炭素の収量が高いからである。
Various means are conceivable for controlling the proportion of carbon and oxides of metallic or nonmetallic elements in the coking product produced from the polymeric product. For example, if a relatively high proportion of carbon is required in the coking product, a second
The reactants can include organic compounds containing cyclic groups such as aromatic or alicyclic groups or unsaturated groups. This is because when converting polymeric products made from organic compounds into coking products, the loss of carbon is not large, ie, the yield of carbon is high.

適当なか\る有機化合物にはジヒドロ中シナフタレン及
びジヒドロキシシクロヘキサンがある。他方、脂肪族基
を含有する有機化合物はか\る化合物から製造した重合
体状生成物をコークス化生成物に転化させた時には炭素
の損失が高い傾向があり、炭素の損失は脂肪族基の鎖長
によっては大幅には決まらない。即ち、炭素を高い割合
で含有するコークス化生成物が望ましい場合には、少な
くとも高い割合での脂肪族グリコール及びポリオールの
使用は好ましくない。炭素を高い割合で含有する重合体
状生成物及びコークス化生成物の製造は、第2の反応剤
の一部として単一のヒドロキシル基を含有する有機化合
物例えばフルフリルアルコール、  シクロヘキサノー
ル、  フェノール又はクレゾールを包含してなる追加
の反応剤を用いることによっても促進される。単一のヒ
ドロキシル基を含有するか\る有機化合物は金属又は非
金炙出合物と反応して重合体状生成物の連鎖内の1構成
単位としてよりもむしろ重合体状生成物の連鎖から懸垂
した1構成単位を形成する。不飽和部分を含有する有機
化合物特に不飽和環式基を含有する例えばフルフリルア
ルコールの如き有機化合物が特に好都合である。何故な
らばか\る化合物はコークス化生成物中に炭素を臭い割
合で生成するからである。
Suitable organic compounds include dihydro-sinaphthalene and dihydroxycyclohexane. On the other hand, organic compounds containing aliphatic groups tend to have high carbon losses when polymeric products made from such compounds are converted to coking products; It is not significantly determined by chain length. That is, if a coked product containing a high proportion of carbon is desired, the use of aliphatic glycols and polyols, at least in high proportions, is not preferred. The production of polymeric products and coking products containing a high proportion of carbon can be achieved by using organic compounds containing a single hydroxyl group as part of the second reactant, such as furfuryl alcohol, cyclohexanol, phenol or It is also facilitated by the use of additional reactants comprising cresols. An organic compound containing a single hydroxyl group may react with a metal or non-metallic compound and become pendant from the polymeric product chain rather than as a unit within the polymeric product chain. form one structural unit. Particularly advantageous are organic compounds containing unsaturated moieties, especially those containing unsaturated cyclic groups, such as furfuryl alcohol. This is because certain compounds produce carbon in the coking product at an odious rate.

コークス化生成物中に比較的高い割合の全開元素又は非
金属元素の酸化物が望ましい場合には、第2の反応剤は
脂肪族グリコール又はポリオール例えばエチレングリコ
ール又はグリセロールを含有できるか又はこれよりなる
ことができ及び/又は第1の反応剤の一部としてヒドロ
キシル基と反応性の単一の基を有する金ぺ元素又は非金
属元素の化合物を包含する追加の反応剤を用い得る。か
\る化合物は有機化合物と反応して重合体状生成物の連
鎖内の構成単位としてよりもむしろ重合体状生成物の連
鎖から懸垂した構成単位を形成する。
If a relatively high proportion of fully open elemental or non-metallic element oxides is desired in the coking product, the second reactant may contain or consist of an aliphatic glycol or a polyol such as ethylene glycol or glycerol. Additional reactants may be used, including compounds of metallic or non-metallic elements having a single group reactive with hydroxyl groups and/or as part of the first reactant. Such compounds react with organic compounds to form units pendant from the polymeric product chain rather than as units within the polymeric product chain.

か\る化合物の例にはトリアルキルアルコキシシラン例
えばトリノチルエトキシシラン及びチタン、ジルコニウ
ム、  バナジウム タンタル及び他の金属元素又は非
金属元素の対応の化合物がある。
Examples of such compounds include trialkylalkoxysilanes such as trinotylethoxysilane and corresponding compounds of titanium, zirconium, vanadium, tantalum and other metallic or non-metallic elements.

重合体状生成物の製造に用いられた$J1の反応剤と第
2の反応剤との割合及び存在するならば追加の反応剤の
割合が所要のコークス化生成物を生成するのに必要であ
る割合であるか否かを決定するためには、コークス化生
成物を単離し且つ分析するのが必要でありしかも場合に
よってはコークス化生成物中の炭素と金属元素又は非金
属元素の酸化物との割合が所望の割合となるまで反応剤
の割合及び種類について実験し且つ反応剤の割合及び種
類を変化させることが必要である。しかる後に、本発明
の方法を操作するに当っては、コークス化生成物を所望
ならば単離し得るけれどもセラミック材料の製造中にコ
ークス化生成物を単離させるのは不必要である。
The proportion of $J1 reactant and second reactant used in the production of the polymeric product and the proportion of additional reactant, if present, as necessary to produce the desired coked product. It is necessary to isolate and analyze the coking product in order to determine whether a certain proportion and, in some cases, oxides of carbon and metallic or non-metallic elements in the coking product are present. It may be necessary to experiment with and vary the proportions and types of reactants until the desired proportions are achieved. Thereafter, in operating the process of the present invention, it is unnecessary to isolate the coked product during the production of the ceramic material, although it may be isolated if desired.

重合体状生成物から製造したコークス化生成物において
炭素の割合はコークス化生成物を酸化性雰囲気中で強熱
し生成した二酸化炭素の量を決定することにより分析で
き、金属元素又は非金属元素の酸化物の量は化学分析に
より決定できる。第1の反応剤と第2の反応剤と存在す
るならば追加の反応剤との相対的な割合及びこれらの反
応剤の種類は、必要ならば成る実験量により、重合体状
生成物から製造したコークス化生成物中に所望の割合の
炭素と金属元素又は非金属元素の酸化物とを生じさせる
ために選択すべきであり、この後者の割合は前記の分析
手段によって決定し得るものである。
In coking products made from polymeric products, the proportion of carbon can be analyzed by igniting the coking product in an oxidizing atmosphere and determining the amount of carbon dioxide produced, and the proportion of carbon can be determined by igniting the coking product in an oxidizing atmosphere and determining the amount of carbon dioxide produced. The amount of oxide can be determined by chemical analysis. The relative proportions of the first reactant, second reactant, and additional reactants, if present, and the nature of these reactants are determined by the amount of experimentation required to prepare the polymeric product. the desired proportions of carbon and oxides of metallic or non-metallic elements in the coked product, the latter proportion being determinable by the analytical means described above. .

金属元素又は非金属元素の化合物と有機化合物とを反応
させる条件はこれらの化合物の種類に応じて決まりしか
も場合によってはこれらの化合物用の溶剤を用いたか否
かに応じて決まるものである。均質な組成の重合体状生
成物の製造を助力するためにはこれらの化合物の反応混
合物を激しく攪拌するのが望ましい。
The conditions for reacting a compound of a metal element or a non-metal element with an organic compound are determined depending on the type of these compounds, and in some cases, depending on whether or not a solvent for these compounds is used. Vigorous agitation of the reaction mixture of these compounds is desirable to aid in the production of a polymeric product of homogeneous composition.

特に金属元素又は非金属元素の化合物が容易に加水分解
可能な化合物である場合には例えば金属元素又は非金属
元素の化合物がアルコキシドである場合には例えば核化
合物がケイ素又はチタンのアルコキシドである場合には
、乾燥した不活性雰囲気中で反応を行なうのが適当であ
り又は必要でさえあり得る。金属元素又は非金属元素の
若干のハライド例えば5iel、及びT 1e14  
もまた容易に加水分解できる化合物である。
Especially when the compound of a metal element or a non-metal element is an easily hydrolyzable compound, for example, when the compound of a metal element or a non-metal element is an alkoxide, for example, when the core compound is an alkoxide of silicon or titanium. It may be appropriate or even necessary to carry out the reaction in a dry, inert atmosphere. Some halides of metallic or non-metallic elements, such as 5iel, and T 1e14
is also an easily hydrolysable compound.

反応を行なう温度は特定の反応剤に応じて決まる。即ち
、四ハロrン化ケイ素又はテトラアルコ中ジシラン及び
グリコール及びポリオール例えばエチレングリコール及
びグリセロールの如き反応剤を用いると、反応は室温で
又は室温近くで進行させ得るが、他の反応剤を用いしか
も反応を溶剤中で行なう場谷には反応を上昇した偏度で
行なうのが必要であり得る。反応温度は一般に溶剤の沸
点以上ではなかが、沸点以上の温度も用い得る。
The temperature at which the reaction is conducted depends on the particular reactants. That is, disilanes and glycols and polyols in silicon tetrahalides or tetraalcohols With reagents such as ethylene glycol and glycerol, the reaction can proceed at or near room temperature, but with other reagents and the reaction If the reaction is carried out in a solvent, it may be necessary to carry out the reaction with increased polarity. The reaction temperature is generally above the boiling point of the solvent, but temperatures above the boiling point can also be used.

反応力’/fJ 、t ハシリコン アルコキシドとヒ
ドロキシ化合物との反応の場合の如くアルコールを除去
したエステル交換反応である場合には、反[ト;温度は
反応で除去されるアルコールの沸点以上であるのが好ま
しい。
Reaction force '/fJ, t When the reaction is a transesterification reaction in which alcohol is removed, such as the reaction between a silicon alkoxide and a hydroxy compound, the reaction temperature is above the boiling point of the alcohol removed in the reaction. is preferred.

反応は反応混合物中に過当な触媒の存在によって助力で
き例えば反応がエステル交換反応である場合には酸触媒
の存在によって助力で傘る。か\るエステル交換反応用
の適当な触媒は技術的に知られている。
The reaction can be assisted by the presence of a suitable catalyst in the reaction mixture, for example if the reaction is a transesterification reaction, by the presence of an acid catalyst. Suitable catalysts for such transesterification reactions are known in the art.

本発明の方法を操作するに当って反応剤は互いに混和性
であるように選ぶか又は共通の溶剤に可溶性であるよう
に選ぶのが特に好ましい。反応剤が混和性である場合に
は反応によって均質な組成の重合体状生成物が製造され
しかも互いに混和性でない反応剤から製造した生成物よ
りも更に均質である組成を有する重合体状生成物が製造
される。
In operating the process of the invention, it is particularly preferred that the reactants are selected to be miscible with each other or to be soluble in a common solvent. When the reactants are miscible, the reaction produces a polymeric product of homogeneous composition, and which has a composition that is more homogeneous than the product produced from reactants that are not miscible with each other. is manufactured.

反応剤が互いに混和性でない場合には、均質な組成の重
合体状生成物を製造し得るために反応は反応剤用の共通
の溶剤中で行なうのが好ましい。反応剤が互いに混和性
である場合でさえ反応は反応剤用の共通の溶剤中で行な
い得る。重合体状生成物が溶液の形であるためにしかも
かくして特に扱ヤであるために重合体状生成物は反応剤
に可溶性であるか又は反応剤と混和性であるか又は共通
の溶剤と混和性であるのがまた望ましい。か\る溶液を
噴霧乾燥させて小さな粒度の重合体状生成物を製造でき
、次いで該生成物を小さなしかも均質な粒度のセラミッ
ク材料に転化させ得る。重合体状生成物の溶液は接着剤
として例えば他の耐火性粒子用の接着剤として用いるこ
とができ、該生成物は次後にセラミック材料に転化させ
得る。該溶液は被覆組成物又はフィルム形成性組成物と
して用いることができ、該組成物からセラミック材料の
被覆又はフィルムを製造できる。生成物の溶液は繊維の
形に紡糸できる。
If the reactants are not miscible with each other, the reaction is preferably carried out in a common solvent for the reactants in order to produce a polymeric product of homogeneous composition. Even if the reactants are miscible with each other, the reaction may be carried out in a common solvent for the reactants. Because the polymeric product is in the form of a solution, and thus is particularly easy to handle, the polymeric product is soluble in or miscible with the reactants or miscible with common solvents. It is also desirable that it be sexual. Such a solution can be spray dried to produce a small particle size polymeric product, which can then be converted into a small, homogeneous particle size ceramic material. The solution of the polymeric product can be used as an adhesive, for example for other refractory particles, and the product can then be converted into a ceramic material. The solution can be used as a coating composition or a film-forming composition from which coatings or films of ceramic materials can be produced. The product solution can be spun into fibers.

混和性の反応剤又は共通の溶剤に可溶性の反応剤を用い
るのが好ましい。何故ならば特に望ましい構造を有する
コークス化生成物が、互いに混和性である反応剤の反応
により又は共通の溶剤に溶解している反応剤の反応によ
りそれ自体製造されている重合体状生成物から製造され
るからである。
It is preferred to use miscible reactants or reactants that are soluble in a common solvent. This is because coking products having a particularly desirable structure are produced themselves from polymeric products by reaction of reactants that are miscible with each other or are dissolved in a common solvent. This is because it is manufactured.

かくして製造したコークス化生成物は炭素と金属元素又
は非金属元素の酸化物との特に均質な混合物を含有して
なり、本発明の別の具体例では炭素の母材中に金属元素
又は非金属元素の酸化物の領域を含有してなるコークス
化生成物が提供される。
The coking product thus produced comprises a particularly homogeneous mixture of carbon and oxides of metallic or non-metallic elements; in another embodiment of the invention, metallic or non-metallic elements are present in the carbon matrix. A coking product is provided that contains regions of elemental oxides.

金属元素又は非金属元素の酸化物の領域(domain
s)は小さな寸法を有し且つ粒子としては殆んど記載で
きない。実際上、コークス化生成物を伝送電子顕微鏡に
より検査すると金属元素又は非金属元素の酸化物の領域
は5ooナノメーター(nm)  より小さい量大寸法
又はl OOnm 又は25 nm  よりさえ小さい
最大寸法を有することができ、しかも炭素は連続した母
材の形で存在でなることを示す。
domain of oxides of metallic or nonmetallic elements
s) have small dimensions and can hardly be described as particles. In fact, when coking products are examined by transmission electron microscopy, regions of oxides of metallic or non-metallic elements have large dimensions of less than 50 nanometers (nm) or maximum dimensions of less than 10 nm or even 25 nm. This shows that carbon exists in the form of a continuous matrix.

互いに混和性である金属元素又は非金属元素の化合物と
ヒドロ千シル基含有有機化合吻との列には、場合によっ
てはフルフリルアルコールをも含有するテトラエトキシ
シランとグリセロール、場合によってはフルフリルアル
コールをも含有するテトラエトキシシランとジエチレン
グリコール及びわずかに上昇した温度に加熱した時のト
リエトキシ硼素とグリセロールがある。
The series of compounds of metallic or non-metallic elements and organic compounds containing hydrothousyl groups which are miscible with each other includes tetraethoxysilane and glycerol, which may also contain furfuryl alcohol, and in some cases furfuryl alcohol. Also contains tetraethoxysilane and diethylene glycol and triethoxyboron and glycerol when heated to slightly elevated temperatures.

N−メチルげロリドンはテトラエトキシシランとヒドロ
キシル基含有有機化合物として、場合によってはフ/L
−フリルアルコールと混合したグリセロールド場合によ
ってはフルフリルアルコールと混合した1、5−ナフタ
レン ジオールとの8合物に対して用いるのに適当な溶
剤である。N−メチルピロリドンは、場合によってはフ
ルフリルアルコールヲ含有するトリエトキシ硼素とジエ
チレングリコールとの混合物に対して用いるのに適当な
溶剤である。
N-methylgerolidone is combined with tetraethoxysilane and a hydroxyl group-containing organic compound in some cases.
- Glycerol mixed with furfuryl alcohol is a suitable solvent for use with 8 compounds of 1,5-naphthalene diol optionally mixed with furfuryl alcohol. N-methylpyrrolidone is a suitable solvent for use with mixtures of triethoxyboron and diethylene glycol, optionally containing furfuryl alcohol.

エタノールは金属元素又は非金属元素の種々の相異なる
化合物とヒドロキシル基含有有機化合吻とに対して用い
るに適当な溶剤であり、例えば四塩化チタンとグリセロ
ール、チタンテトラエトキシドとグリセロール、場合に
よってはフルフリルアルコールと混合したチタンテトラ
エトキシドとグリセロール、三塩化アルミニウムとグリ
セロール、場合によってはフルフリルアルコールと混合
したアルミニウム トリインプロポキシドとグリセロー
ル、 四塩化ジルコニウムとグリセロールとフルフリル
アルコール、 テトラエトキシシランとシクロヘキサン
−+、a−ジオール、  レソルシノール又は1.3.
5−トリヒドロキシベンゼン及び四塩化ハフニウムとグ
リセロールとに対して用いるに適当な溶剤である。
Ethanol is a suitable solvent for use with various different compounds of metallic or non-metallic elements and hydroxyl-containing organic compounds, such as titanium tetrachloride and glycerol, titanium tetraethoxide and glycerol, and in some cases Titanium tetraethoxide and glycerol mixed with furfuryl alcohol, aluminum trichloride and glycerol, aluminum triimpropoxide and glycerol sometimes mixed with furfuryl alcohol, zirconium tetrachloride and glycerol and furfuryl alcohol, tetraethoxysilane Cyclohexane-+, a-diol, resorcinol or 1.3.
It is a suitable solvent for use with 5-trihydroxybenzene and hafnium tetrachloride and glycerol.

前記の反応で製造される重合体状生成物が特に扱い易い
形であり得るためには、反応を溶剤中で行なう場合には
重合体状生成物は反応が行われる溶剤に可溶性であるの
が好ましく又は該生成物は別の溶剤に可溶性であるのが
好ましい。この溶解性を達成するためには、望ましくな
い量の架橋結合を回避するために反応剤同志間の完全な
反応を達成するのに必要とされる期間よりも短かい期間
反応を行なうのが望ましくあることができ、前記の架橋
結合は反応が完了まで又は完了近くに進行するならば生
起してしまい且つ重合体状生成物の溶解性に影騨してし
まう。同様に、反応が溶剤の不在下に行なわれる場合に
は、重合体状生成物が扱い易い形であるためにはしかも
特にそれが次後の加工処理前に溶剤に溶解し得る形であ
るためには完全な反応を達成するに必要な期間よりも短
かい期間反応を行なうのが望ましくあり得る。しかしな
がら、製造される重合体状生成物が扱いにくい場合には
しかも特に不溶性である場合には、該生成物を例えば次
段の加工処理前に粉末に粉砕できる。
In order for the polymeric product produced in the above reaction to be in a particularly easy-to-handle form, if the reaction is carried out in a solvent, the polymeric product must be soluble in the solvent in which the reaction is carried out. Preferably or the product is soluble in another solvent. To achieve this solubility, it is desirable to carry out the reaction for a shorter period than that required to achieve complete reaction between the reactants in order to avoid undesirable amounts of cross-linking. Such cross-linking may occur if the reaction proceeds to or near completion and will affect the solubility of the polymeric product. Similarly, when the reaction is carried out in the absence of a solvent, the polymeric product is in a more easily handled form, especially since it is in a form that can be dissolved in the solvent before further processing. It may be desirable to run the reaction for a shorter period of time than necessary to achieve complete reaction. However, if the polymeric products produced are difficult to handle and are especially insoluble, they can be ground, for example, to a powder before further processing.

重合体状生成物を本発明の方法の次後の段階に用いる前
【、未反応の反応剤が存在するとしたら、例えばこれら
の反応剤を選択的に除去する溶剤の使用により又は溶液
から重合体状生成物の沈澱により又は何れか他の慣用手
段により重合体状生成物は未反応の反応剤を含まないよ
うにすることがで曇る。しかしながら、か\る未反応の
反応剤は水沫の次後の段階において重合体状生成物から
有効に除去できる故にこれらの未反応の反応剤を除去す
るのは不必要であり得る。
Before the polymeric product is used in the next step of the process of the invention, unreacted reactants, if any, are removed, e.g. by the use of a solvent that selectively removes these reactants or from solution. The polymeric product becomes cloudy free of unreacted reactants by precipitation of the polymeric product or by any other conventional means. However, it may be unnecessary to remove these unreacted reagents since they can be effectively removed from the polymeric product in subsequent stages of aqueous aqueous treatment.

重合体状生成″+IJを不活性な雰囲気中で列えば真空
中で又は不活性ガス又は窒素の雰囲気中で加熱して炭素
と金属元素又は非金属元素の酸1ヒ拗とと含有するコー
クス化生成物を製造する。しかしながら、この加熱を行
なう前に、重合体状生成物が溶剤に溶けたIJ液の形で
ある時にはこルを噴霧乾燥して小さな粒度の重合体状生
成物を製造でき次いでこれを小さな且つ均一な粒度のコ
ークス化生成物に転化させ得る。該溶液は接着剤どして
例えば他の耐火性粒子用の接着剤として用いることがで
きしかも重合体状生成物はコークス化生成物に転化させ
得る。前記の溶液は被接組成物又はフィルム形成性組成
物として用いることができ、該組成物からコークス化生
成物の被覆又はフィルムを製造できる。重合体状生成物
の溶液は繊維の形に紡糸できる。
If IJ is prepared in an inert atmosphere, it is heated in a vacuum or in an inert gas or nitrogen atmosphere to form a coke containing carbon and one acidic acid of a metallic element or a non-metallic element. However, prior to this heating, when the polymeric product is in the form of an IJ solution dissolved in a solvent, it can be spray dried to produce a small particle size polymeric product. This can then be converted into a coked product of small and uniform particle size. The solution can be used as an adhesive, for example for other refractory particles, and the polymeric product can be coked. The solution can be used as a coating composition or a film-forming composition from which a coating or film of a coked product can be produced.A solution of a polymeric product. can be spun into fibers.

コークス化生成物を製造するために加熱を行なう温度は
重合体状生成物の有機成分の種類だ応じて決まるが、一
般に600°Cまでの温度が十分であるがより高い温度
例えば約800″C′までの温度も用い得る。この加熱
は重合体状生成物の有機成分が実質内圧十分に炭化され
るに十分な期間行なうべきであり、例えば所与の温度で
の重合体状生成物のそれ以上の重量損失が殆んどないか
又は全くないのに十分なM間行なうべきである。
The temperature at which heating is carried out to produce the coked product will depend on the nature of the organic component of the polymeric product, but generally temperatures up to 600°C are sufficient, although higher temperatures, e.g. Temperatures up to It should be carried out for a sufficient period of time M such that there is little or no weight loss.

水沫の次後の段階においては、コークス化生成物をコー
クス化段階を行なう温度以上のm度でしかも炭熱反応を
行なう温度以上の温度に加熱してセラミック材料を製造
する。約1200 ’ Ctでの温度が十分であり得る
が、より高い温度列えば+go。
In a step subsequent to the aqueous aqueous process, the coking product is heated to a temperature of m degrees above the temperature at which the coking step takes place, but above the temperature at which the carbothermal reaction takes place to produce the ceramic material. Temperatures at about 1200' Ct may be sufficient, but higher temperatures are preferred.

0Cまでの温度が必要であるかもしれない。加熱を行な
う雰囲気の選択は製造しようとするセラミック材料の種
類に応じて決まる。炭化物又は硼化物又はケイ化物を製
造しようとする場合には、加熱は不活性雰囲気中で例え
ば真空中で又は不活性ガスの雰囲気中で行なうのが適当
である。別法として、窒化物を製造しようとする場合に
は、加熱は窒素又は反応性の含窒1ヒ合物を含有する雰
囲気中で行なうのが適当である。加熱はそれ以上の重量
損失が殆んどないか又は全くなくなるまで行ない得る。
Temperatures down to 0C may be required. The selection of the heating atmosphere depends on the type of ceramic material to be manufactured. If carbides or borides or silicides are to be produced, heating is suitably carried out in an inert atmosphere, for example in vacuum or in an atmosphere of inert gas. Alternatively, if nitrides are to be produced, heating is suitably carried out in an atmosphere containing nitrogen or a reactive nitrogen-containing monomer. Heating may be carried out until there is little or no further weight loss.

水沫の加熱段階、即ち重合体状生成物からコークス化生
成物を製造する加熱段階及びコークス化生成物からセラ
ミック材料を製造する加熱段階は、コークス化生成物を
単離することなく実質上連続した加熱プログラムで操作
できる。例えば加熱は温度を徐々に昇温させることによ
り且つ特定の温度で加熱を行なう適当71−雰囲気を選
択することにより実施できる。
The heating steps of the aqueous droplets, i.e. the heating steps for producing coked products from the polymeric products and the heating steps for producing ceramic materials from the coked products, are carried out substantially continuously without isolation of the coked products. Can be operated with a heating program. For example, heating can be carried out by gradually increasing the temperature and by selecting an appropriate atmosphere to carry out the heating at a particular temperature.

本発明を次の実施列により説明する。The invention is illustrated by the following implementation sequence.

実施例1 41.649のテトラエトキシシランと9.87.9の
フルフリルアルコールとを反応容器て装入し、得られる
溶液はエタノールがもはや留去されなくなるまで窒素下
で4時間加熱した。次いで13.511のグリセロール
を該溶液に添加し、該溶液を加熱し、エタノールを留去
した。デム状の固体が反応容器の基部に形成され、固体
の収率は留去したエタノールの借に基づいて計算すると
666重量であった。
Example 1 41.649 ml of tetraethoxysilane and 9.87.9 ml of furfuryl alcohol were charged to a reaction vessel and the resulting solution was heated under nitrogen for 4 hours until no more ethanol was distilled off. Then 13,511 grams of glycerol was added to the solution, the solution was heated and the ethanol was distilled off. A dem-like solid formed at the base of the reaction vessel, and the solid yield was 666 wt., calculated based on the ethanol distilled off.

次いで反応容器を真空下に水浴上で加熱し、r九が反応
容器中に形成された。このグルは工業用のメチル化酒精
アセトン、1.1.l−トリクロルエチレン及びN−メ
チルピロリドンに可溶性であった。
The reaction vessel was then heated on a water bath under vacuum and r9 was formed in the reaction vessel. This group consists of industrial methylated spirit acetone, 1.1. It was soluble in l-trichlorethylene and N-methylpyrrolidone.

秤量済み試料のグルを石英管に入れ、石英管と内容物と
を窒素の雰囲気下に次の表1に記載した時間/温度の明
細表だより加熱し、試料の重積損失を周期的に測定した
The weighed sample was placed in a quartz tube, and the quartz tube and contents were heated in a nitrogen atmosphere using the time/temperature schedule listed in Table 1 below to periodically measure the weight loss of the sample. It was measured.

表  1 得られた固体のコークス化生成物の収率は石英管に装入
した固体の32.8重量%であり、該固体は36.4重
1に唾のCと63.4重1を俤のsio□ とを含有し
た。コークス化生成物中の炭素とシリカとの重量割合は
+ : 1.7 a又は0.57:lであった。
Table 1 The yield of the solid coking product obtained was 32.8% by weight of the solid charged in the quartz tube, and the solid contained 36.4 parts by weight of saliva C and 63.4 parts by weight. Contains a large amount of sio□. The weight ratio of carbon to silica in the coking product was +: 1.7 a or 0.57:l.

必要とされる理論的な化学量論的割合はI : 1.6
7(37,s重着憾の炭素と62.5重1g’Aのシリ
カ)又は0.6:1.0であった。即ちコークス化生成
物では炭素が不足しており、炭素とシリカとの割合は炭
熱反応に必要とされる理論的な化学量論的割合の964
であった。
The theoretical stoichiometric ratio required is I: 1.6
7 (37,s heavy carbon and 62.5 weight 1 g'A of silica) or 0.6:1.0. That is, the coking product is deficient in carbon, and the ratio of carbon to silica is 964% of the theoretical stoichiometric ratio required for a carbothermal reaction.
Met.

室温から400°Cまで1分当り5°Cの昇温速度でし
かる後に1600 ’ cまで1分当りI O”Cの昇
温速度で次いで1600°Cで3時間ヘリウムの雰囲気
中で加熱することにより黒色で脆弱な固体を熱分解した
Heating from room temperature to 400°C at a heating rate of 5°C per minute, then at a heating rate of IO''C per minute to 1600°C for 3 hours in an atmosphere of helium. The black, brittle solid was pyrolyzed.

得られた生成物をX−線回折及びラマン分光法により検
査するとβ−8iCを含有することを示した。該生成物
はまた3、 0重量囁のSiO2と2.1重F#鴫の残
留炭素とを含有した。
The resulting product was examined by X-ray diffraction and Raman spectroscopy and was shown to contain β-8iC. The product also contained 3.0 wt. SiO2 and 2.1 wt. F# residual carbon.

実施例2 52.07 gのテトラエトキシシランと24.53.
9のフルフリルアルコール、!= 15.3511のグ
リセロールとを用いる以外は実施例1の方法に従がい、
暗褐色グルの形の生成物を反応容器かC)取出した。こ
のグルは1.I、l−トリクロルエタンに可溶性であっ
た。
Example 2 52.07 g of tetraethoxysilane and 24.53 g.
9 furfuryl alcohol,! Following the method of Example 1 except using glycerol = 15.3511,
The product in the form of a dark brown glue was removed from the reaction vessel C). This guru is 1. It was soluble in I,1-trichloroethane.

goo’cの温度まで実施例1の加熱法を反復して46
重を憾の収率で黒色の固体を製造し、これは39.2重
量−の炭素と60.8重ttsのシリカとを含有した。
Repeat the heating method of Example 1 until the temperature reaches 46
A black solid was produced in poor yield, containing 39.2 wts carbon and 60.8 wts silica.

炭素とシリカとの重量割合は1:1.55又はQ、65
 : Iであり、炭素とシリカとの割合は炭熱反応に必
要とされる化学量論的割合の108sであった。
The weight ratio of carbon and silica is 1:1.55 or Q, 65
: I, and the ratio of carbon to silica was 108s, which is the stoichiometric ratio required for a carbothermal reaction.

実mf13 20.599のテトラエトキシシランと5.129のフ
ルフリルアルコールとを反応容器に装入し、得られた溶
液を攪拌し、エタノ−hがもはや留去されなくなるまで
窒素下で加熱した。次いで6.801のグリセロールを
冷却した溶液に添加し、該溶液を攪拌し且つ90″Cま
で加熱し、エタノールを留去した。fム状の固体が反応
容器の基部に形成され、該固体の収率は留去したエタノ
ールの量に基づいて計算すると96.3重量−であった
Mf13 20.599 of tetraethoxysilane and 5.129 of furfuryl alcohol were charged to a reaction vessel and the resulting solution was stirred and heated under nitrogen until no more ethanol-h was distilled off. Glycerol of 6.801 was then added to the cooled solution, the solution was stirred and heated to 90"C, and the ethanol was distilled off. A mucous solid formed at the base of the reaction vessel, and the solid The yield was calculated to be 96.3 wt. based on the amount of ethanol distilled off.

秤量済み試料の固体を石英管に入れ、石英管と内容物と
を次の表2に記載した期間/温度の明細表により窒素の
雰囲気下に加熱し、試料の重!損失を周期的に測定した
The weighed solid sample was placed in a quartz tube, the quartz tube and its contents were heated under a nitrogen atmosphere according to the period/temperature schedule listed in Table 2 below, and the weight of the sample was measured. Losses were measured periodically.

表  2 得られた固体の収率は石英管に装入した固体の46.2
重着幅であり、該固体は30.0重着幅のCと70.0
重量%のSiO2とを含有した。コークス化生成物中の
炭素とシリカとの重量割合は1:2・33であった。必
要とされる理論的な化学量論的割合は+ : 2.5 
(28,6重蓋慢の炭素と71.4重着幅のシリカ)で
あった。即ちコークス化生成物では炭素とシリカとの重
量割合は必要とされる理論的な化学量論的割合の107
.3優であった。
Table 2 The yield of the obtained solid is 46.2% of the solid charged in the quartz tube.
The solid has a width of 30.0 and 70.0.
% by weight of SiO2. The weight ratio of carbon to silica in the coking product was 1:2.33. The required theoretical stoichiometric ratio is +: 2.5
(28.6 layers of carbon and 71.4 layers of silica). That is, in the coking product, the weight ratio of carbon to silica is 107% of the required theoretical stoichiometric ratio.
.. It was 3rd place.

室温から400″Cまでrii分当り5°Cの昇温速度
で、しかる後に1650 ’ C−までは1分当り10
°Cの昇葛速度でしかも次いで6時間1650°Cでア
ルミナの管体中で窒素の雰囲気中で加熱することにより
黒色の固体を熱分解した。
From room temperature to 400'C at a heating rate of 5°C per minute, then at a rate of 10°C per minute to 1650'C.
The black solid was pyrolyzed by heating in an alumina tube at a ramp rate of 1650°C for 6 hours in an atmosphere of nitrogen.

得られた生成物を赤外分析及びX−線回折分析により検
査するとこれはα−8i3N4と少薩のシリカ汚染物と
を含有することを示した。
Examination of the resulting product by infrared and X-ray diffraction analysis showed it to contain α-8i3N4 and a minor silica contaminant.

実施例4〜9 6個の別個の実施例において前記した如き方法に従って
コークス化生成物を製造した。
Examples 4-9 Coked products were prepared according to the method as described above in six separate examples.

実施例4 166.4 gのテトラエトキシシラン(o、gモル)
と55.2.!9のグリセロール(0,6モル)とを実
施列1で用いた如き反応容器に装入し、得られた混合物
を攪拌し且つエタノールが該混合物からもはや留去され
なくなるまで加熱した。澄明なゴム伏グルが得られ、エ
タノールの収率は用いたグリセロールに基づいて理論量
の864であった。
Example 4 166.4 g of tetraethoxysilane (o, g mol)
and 55.2. ! 9 (0.6 mol) and the resulting mixture was stirred and heated until no more ethanol was distilled out of the mixture. A clear gelatin was obtained, and the yield of ethanol was 864 sq. of the theoretical amount, based on the glycerol used.

コ9ム状)fkの秤量済み試料を石英管に入れ、内容物
を乾燥窒素の雰囲気下に配置し、800’Cの最終温度
に7時間の期間に五って加熱した。黒色で易砕性の生成
物が25.5重tesの収率で得られ、該生成物は16
重!蝿の炭素と84重着幅のクリ力とを含有した。即ち
コークス化生成物では炭素とシリカとの割合はl : 
5.25であり、即ち炭化ケイ素への炭熱反応に必要と
される理論的な化学量論的割合の31.8唾であった。
A weighed sample of fk was placed in a quartz tube and the contents were placed under an atmosphere of dry nitrogen and heated to a final temperature of 800'C for a period of 7 hours. A black, easily friable product was obtained with a yield of 25.5 Ftes;
Heavy! Contains fly carbon and 84 layers of strength. That is, in the coking product the ratio of carbon to silica is l:
5.25, or the theoretical stoichiometric ratio of 31.8 required for the carbothermal reaction to silicon carbide.

5J!施例5 83.2.9のテトラエトキシシラン(04モ九)と4
8.49のグリセロ−ん(0,53モル)とを実施列4
の方法てより反応させた。エタノールの収出は用いたグ
リセロ−hの量に基づいて理論量の82憾であった。
5J! Example 5 Tetraethoxysilane (04 mo9) of 83.2.9 and 4
8.49 glycerone (0.53 mol) and practice row 4
The reaction was carried out using the following method. The yield of ethanol was 82% of the theoretical amount based on the amount of glycero-h used.

実施例4の方法に従ってrル生成力をs o o’cに
加熱して42重着幅の収出で黒色で易砕性の材料を得た
。コークス化生成物は17.5重量%の炭素と82゜5
重量%のシリカとを含有した。即ち炭素とシリカとの割
合はI : 4.71であり、即ち炭化ケイ素への炭熱
反応に必要とされる理論上化学童論的割合の35.5優
であった。
The method of Example 4 was followed by heating the role generating force to soo'c to obtain a black, easily friable material with a yield of 42 layers. The coking product contains 17.5% carbon and 82°5
% by weight of silica. That is, the ratio of carbon to silica was I:4.71, that is, the ratio was 35.5, which is the theoretical ratio required for the carbonic reaction to silicon carbide.

実施列6 実施例4の方法に従って52.1 gのテトラエトキシ
シラン(0,25モh)と6 ’?、 I gのグリセ
ロール(0,75モル)とを反応させた。エタノールの
収率は用いたテトラエトキシシランのIfK&づいて8
0囁であった。生成物は澄明な粘1液本として得られ、
室温に冷却するとしっかりとしたrルに凝固した。生成
物を実施例4の方法によりgoo’cに加熱すると16
.6重量4の収率で黒色で多孔質の固体を得た。コーク
ス化生成物は17.7重t1Jの炭素と82.3重量%
のシリカとを含有した。即ち炭素とシリカとの割合はI
:4.65であり即ち炭化ケ1素への炭熱反応に必要と
される理論的な化学量論的な割合7)35.94であっ
た。
Example 6 Following the method of Example 4, 52.1 g of tetraethoxysilane (0.25 moh) and 6'? , I g with glycerol (0.75 mol). The yield of ethanol is determined by IfK of the tetraethoxysilane used & 8
It was a whisper. The product is obtained as a clear viscous liquid,
When cooled to room temperature, it solidified into a solid roll. When the product is heated to goo'c by the method of Example 4, 16
.. A black porous solid was obtained in a yield of 6 wt. The coking product contains 17.7 tJ of carbon and 82.3% by weight.
of silica. That is, the ratio of carbon to silica is I
:4.65, that is, the theoretical stoichiometric ratio required for the carbothermal reaction to silicon carbide7) was 35.94.

実施例7 83.29のテトラエトキシシラン(0,4モル)と1
0−のエタノールト24.2 jJのマンニトール(0
,13モル)とを実施例4で用いた如き反応容器に装入
した。反応混合物を攪拌し、エタノールが該混合物から
留去されなくなるまで加熱した。
Example 7 83.29 tetraethoxysilane (0.4 mol) and 1
0 - ethanolate 24.2 jJ mannitol (0
, 13 moles) were charged to a reaction vessel as used in Example 4. The reaction mixture was stirred and heated until no more ethanol was distilled out of the mixture.

白色でロウ状の固体が得られ、エタノールの収率ハ用い
たマンニトールの量に基づいて予期した値の80遁it
4であった。
A white, waxy solid was obtained, and the yield of ethanol was 80 liters, the expected value based on the amount of mannitol used.
It was 4.

該固体の一部を石英管に入れ、内a物を乾燥窒素の雰囲
気下に配置し、ε時間の期間に亘って800’Cに加熱
して黒色の易砕性固体を得た。コークス化生成物は13
.4重Ik噂の炭素と86.6重14のシリカとを含有
した。即ち、コークス化生成物中の炭素とシリカとの割
合はI:6.46であり即ち炭化ケイ素への炭熱反応に
必要とされる理論上化学量論的割合の25.84であっ
た。
A portion of the solid was placed in a quartz tube, and the contents were placed under an atmosphere of dry nitrogen and heated to 800'C for a period of ε hours to obtain a black, friable solid. The coking product is 13
.. Contains 4-fold Ik rumored carbon and 86.6-14 silica. That is, the ratio of carbon to silica in the coked product was I:6.46, or 25.84, the theoretical stoichiometric ratio required for the carbothermal reaction to silicon carbide.

実施例8 52.079のテトラエトキシシラン(0,25モル)
と74.539のフルフリルアルコール(0,25モル
)とを実施例4で用いた如き反応容器に装入し、得られ
た溶液7r:攪拌し、エタノールがもはや留去されなく
なるーまで窒素下に加熱した。次いで15.351のグ
リセロール(0,167モA)を冷却した溶液に添加し
、該溶液をエタノ−鳥がもはや留去されなくなるまで窒
素下で再び加熱した。褐色のrルが形成され冷却すると
硬化し、エタノールの全収率ハ用いたフルフリルアルコ
ールとグリセロールとの量に基づいて予期した値のgq
11#幅であった。
Example 8 52.079 tetraethoxysilane (0.25 mol)
and 74.539 of furfuryl alcohol (0.25 mol) were charged to a reaction vessel as used in Example 4, and the resulting solution 7r was stirred and nitrogen evaporated until no more ethanol was distilled off. Heated to the bottom. 15.351 of glycerol (0.167 moA) was then added to the cooled solution and the solution was heated again under nitrogen until no more ethanol was distilled off. A brown color forms and hardens upon cooling, resulting in an overall yield of ethanol of the expected value based on the amounts of furfuryl alcohol and glycerol used.
It was 11# wide.

硬化したrルの一部を石英管に入れ、内容物七辷乾燥窒
素の雰囲気下に配置し、5時間の期間に亘って800’
Cに加熱した。37.5這it4の収率で得られたコー
クス化生成物は39.2重1に優の炭素と60.8重を
慢のシリカとを含有した。即ちコークス化生成物中の炭
素とシリカとの割合は1:5.5であり、即ち炭化ケイ
素への炭熱反応に必要とされる理論上の化学量論的割合
の107%であった。
A portion of the cured resin was placed in a quartz tube and the contents were placed under an atmosphere of dry nitrogen and heated for 800 minutes over a period of 5 hours.
It was heated to C. The coked product obtained in a yield of 37.5 kg contained 39.2 parts by weight of carbon and 60.8 parts by weight of silica. Thus, the ratio of carbon to silica in the coking product was 1:5.5, or 107% of the theoretical stoichiometric ratio required for the carbothermal reaction to silicon carbide.

実施例9 to、ao gのテトラエトキシシラン(0,05モル
)、!=941gのフルフリルアルコール(0,1モル
)とを実施例4で用いた如き反応容器に装入し、得られ
た溶液を攪拌し、エタノールがもはや留去されなくなる
゛まで窒素下に加熱した。5.3 、’l’のナフタレ
ン−1,5−ジオール(0,05モル)と溶剤としての
20w#tのN−メチ^ピロリドンとを反応容器に添加
してスラリーを形成した。
Example 9 to, ao g of tetraethoxysilane (0.05 mol),! =941 g of furfuryl alcohol (0.1 mol) were charged to a reaction vessel as used in Example 4, and the resulting solution was stirred and heated under nitrogen until no more ethanol was distilled off. . 5.3, '1' of naphthalene-1,5-diol (0.05 mol) and 20 w#t of N-methy^pyrrolidone as a solvent were added to a reaction vessel to form a slurry.

該混合物を窒素下に加熱し、最後には全ての固体が溶解
して暗褐色の溶液を得た。反応で生成したエタノールが
全て蒸留により除去されるまで加熱を続行した。エタノ
ールの全収率は用いたテトラエトキシシランの量に基づ
いて予期した値の82慢であった。溶剤は減圧下での蒸
留により除去した。
The mixture was heated under nitrogen until all solids dissolved to give a dark brown solution. Heating was continued until all of the ethanol produced in the reaction was removed by distillation. The overall yield of ethanol was 82% less than expected based on the amount of tetraethoxysilane used. The solvent was removed by distillation under reduced pressure.

得られた生成物はタフィ一様の稠度を有し色はきわめて
暗褐色であった。この生成物の一部を窒素下で石英管に
入れ、7時間の期間に籠って8000Cに加熱した。5
3.6重量慢の収率で得られたコークス化生成物は5o
11@*の炭素と20重量1のシリカとを含有した。即
ちコークス化生成物中の炭素とシリカとの割合は4:1
であり、即ち炭化ケイ素への炭熱反応に必要とされる理
論上の化学量論的割合の666憾であった。
The resulting product had a toffee-like consistency and was very dark brown in color. A portion of this product was placed in a quartz tube under nitrogen and heated to 8000C in a cage for a period of 7 hours. 5
The coked product obtained with a yield of 3.6 gm was 5o
It contained 11@* carbon and 20 wt 1 silica. That is, the ratio of carbon to silica in the coking product is 4:1.
That is, 666% of the theoretical stoichiometric ratio required for the carbothermal reaction to silicon carbide.

次の表3において、実施例4〜9で用いた反応剤の割合
及び炭化ケイ素の製造に理論上必要とされる炭素とシリ
カとの割合としてコークス化生成物中の炭素とシリカと
の割合についての作用を要約する。
In the following Table 3, the proportions of the reactants used in Examples 4 to 9 and the proportions of carbon and silica in the coking product are given as the proportions of carbon and silica theoretically required for the production of silicon carbide. To summarize the effects of

実施例4〜7及び9は比較例であり実施例8は本発明の
詳細な説明する。実施例4〜6を比較することにより有
機ヒドロキシ化合物が脂肪族ヒドロ中シ化合物即ちグリ
セロールである時には、重合体状生成物の製造に用いら
れる有機ヒドロキシ化合物と第1の反応剤、テトラエト
キシシランとの割合の変化は重合体状生成物から製造し
たコークス化生成物中のシリカに対する炭素の割合に殆
んど影響を及ぼさないことが見られる。シリカに対する
炭素の動台は必要とされる割合よりも実質的に低い。実
施例7が示す所によれば脂肪族アルコ−凡の種類の変化
はまた殆んど作用を有しない。
Examples 4-7 and 9 are comparative examples and Example 8 provides a detailed explanation of the invention. Comparing Examples 4 to 6, when the organic hydroxy compound is an aliphatic hydrocarbon compound, i.e., glycerol, the organic hydroxy compound used in the production of the polymeric product and the first reactant, tetraethoxysilane. It is seen that changes in the ratio of carbon have little effect on the ratio of carbon to silica in the coked product made from the polymeric product. The ratio of carbon to silica is substantially lower than required. Example 7 shows that changing the type of aliphatic alcohol also has little effect.

他方実施列8が示す所によれば不飽和でもある環式脂肪
族モノヒドロキシ化合物のフルフリルアルコ−鳥を第2
の反応剤としてのグリセロールと組合せて用いた時には
重合体状生成物から製造したこのコークス化生成物中の
シリカに対する炭素の割合を変化且つ制御することがで
きしかも理論上・必要とされる割合にきわめて近いシリ
カに対する炭素の割合を有するコークス化生成物を製造
することができる。
On the other hand, Example 8 shows that the furfuryl alcoholic compound, which is also an unsaturated cycloaliphatic monohydroxy compound, is
When used in combination with glycerol as a reactant, it is possible to vary and control the ratio of carbon to silica in this coked product made from the polymeric product and still be able to maintain the ratio as theoretically required. Coking products with very similar carbon to silica ratios can be produced.

実施9’lj 4.8及び9からのコークス化生成物は
1600°Cの温度に達するまで1分当り5℃の昇温速
度でヘリウムの#囲気中で石英管中で別個に加熱し、石
英管及び内容向を次いで10時間+600’Cで加熱し
た。
The coking products from Run 9'lj 4.8 and 9 were heated separately in a quartz tube in an atmosphere of helium at a heating rate of 5 °C per minute until a temperature of 1600 °C was reached, and The tube and interior were then heated at +600'C for 10 hours.

実施例8び)コークス化生成′吻から製造したセラミッ
ク材料は92.1重量係のβ−8iCと6.6遁置−の
炭素とを含有した。
Example 8) The ceramic material produced from the coked product contained 92.1 parts by weight of β-8iC and 6.6 parts by weight of carbon.

比較として、実施f114のコークス化生成物から製造
したセラミック材料は24.4重It鳴のβ−8ICと
75.6重量俤のSiO□ とを含有し、セラミック材
料中にSiO2がきわめて実質的な割合で存在すること
は炭熱度広に理論上必要とされる割合と比較するとコー
クス化生成物中のシリカに対する炭素の割合が低いこと
により生起するものである。別の比較として実施例9の
コークス化生成物から製造し北セラミック材料は14.
9重imlのβ−8iCと85.11al噂の炭素とを
含有し、炭素による実質的を汚染は、炭熱反応に理論上
必要とされる割合と比較するとコークス化生成物中のシ
リカに対する炭素の割合がきわめて高いことにより生起
するものである。
As a comparison, the ceramic material made from the coking product of run f114 contained 24.4 wt. of β-8IC and 75.6 wt. of SiO□, with a very substantial amount of SiO2 in the ceramic material. This proportion is caused by the low proportion of carbon to silica in the coking product compared to the proportion theoretically required for a wide range of coal temperatures. As another comparison, the Northern ceramic material made from the coking product of Example 9 was 14.
Containing 9-fold iml of β-8iC and 85.11al of rumored carbon, the substantial contamination by carbon is due to the carbon to silica in the coking product compared to the ratio theoretically required for a carbothermal reaction. This is caused by the extremely high proportion of

実施9110 実施例Sの方法を反復するが但しジルコニウムテトラエ
トキシドを可溶化させる添加容量のエタノール(25m
A)の、仔在下にジルコニウム テトラエトキシド(5
,0、V )とフルフリル7′ルコールC2,699”
)とグリセロール(6,21g)とを反応させた。製造
された重合体状生成物は14白色の固体の形であった。
Example 9110 The method of Example S is repeated except that an additional volume of ethanol (25 m
A), zirconium tetraethoxide (5
,0,V) and furfuryl 7' alcohol C2,699''
) and glycerol (6.21 g) were reacted. The polymeric product produced was in the form of a white solid.

実施例1に記載した方法に従って該固体を8000Cの
温度にまで加熱して31.1重Iil優の収率で黒色固
体の形のコークス化生成物を製造し、これは25.3殖
i!−鴫の炭素と74重敏憾のジルコニアとを含有した
。炭素とジルコニアとの重量割合は1ニア、95又は0
.34 : lであ抄、然るに炭熱反応に要する理論上
必要な化学賃論的割合は1:3.42又は0.29 :
 + (22,6重量僑の炭素と77.4ii%のジル
コニア)である。gllらコークス化生成物においてジ
ルコニアに対する炭素の割合は理論上必要とされる割合
の117.2 優である。
The solid was heated to a temperature of 8000 C according to the method described in Example 1 to produce a coked product in the form of a black solid with a yield of 31.1 F/I, which was 25.3 F/I! - Contains 100% carbon and 74% zirconia. The weight ratio of carbon and zirconia is 1nia, 95 or 0
.. 34:1, but the theoretically necessary chemical ratio for a carbonothermic reaction is 1:3.42 or 0.29:
+ (22.6% carbon by weight and 77.4ii% zirconia). The carbon to zirconia ratio in the coked product of Gll et al. is 117.2 times greater than the theoretically required ratio.

コークス化生成物を1分当り5°Cの昇温速度で150
0′cまで真空中に加熱し、しかる後に1500 Cで
2時間加熱した。
The coking product was heated to 150 °C at a heating rate of 5 °C per minute.
Heated in vacuo to 0'C and then at 1500C for 2 hours.

得られたセラミック材料をX−線検査するとこれはコン
鋳着の黒鉛を有しながら且つ場合によってはコン跡量の
ジルコニアを有しながら炭化ジルコニウムよりなること
を示した。化学分析が示す所によれば炭化ジルコニウム
は21量悌の炭素とg、sgH憾のジルコニアとを含有
した。
X-ray examination of the resulting ceramic material showed that it consisted of zirconium carbide with graphite deposits and in some cases traces of zirconia. Chemical analysis showed that the zirconium carbide contained 21 g of carbon and sgH of zirconia.

実施例11 実1mff1lの方法に従うが、但しチタンテトライン
ゾロIキシド(28,399’I トフルフリルアルコ
ーA(5,14g)とグリセロール(4,84、!if
 )とを反応させ、暗褐色rんの形の重合体状生成物を
反応容器から取出した。
Example 11 The method of Example 1 mff 1 l is followed, except that titanium tetrain zolo I oxide (28,399'I tofurfuryl alcohol A (5,14 g) and glycerol (4,84,!if
) and a polymeric product in the form of a dark brown rind was removed from the reaction vessel.

800’Cの温度までは実施例1の加熱法に従って40
011Lt’Aの収率でコークス化生成物を製造しこれ
は29.4重t4の炭素と70.6檎址暢のチタニアと
を含有した。炭素とチタニアとのtit割合はl:’、
40又は0.42:Iであり、必要とされる理論上の化
学艙論的割合はl : 2.22又はo、a s : 
+ (31,06重普噛の炭素と68.9眞普嗟のチタ
ニア)である、 Muちコークス化生成物に訃1−イム
B−″′PIr糾+J+7B端、ハ喰11ΔI訃円舗醒
r?、−f、h費とされる理論上化学量論的割合の93
.3憾であった。
40°C according to the heating method of Example 1 up to a temperature of 800'C.
A coked product was produced with a yield of 0.011 Lt'A containing 29.4 g of carbon and 70.6 g of titania. The tit ratio of carbon and titania is l:',
40 or 0.42:I, and the required theoretical chemistries ratio is l: 2.22 or o, a s:
+ (31,06 double solid carbon and 68.9 true regular titania), Muti coking product has 1-im B-'''PIr + J + 7B end, and 11ΔI round paving. 93 of the theoretically stoichiometric proportions that are considered r?, -f, h
.. 3 I was disappointed.

室温からs o o’cまで50°C/分の昇温速度で
しかる後に1600’e″!で’l00C/分の昇温速
度で次−で1600 ’ Cで2時間真空中でコークス
化生成物を加熱した。
Coking in vacuum from room temperature to SO'C at a heating rate of 50°C/min, then at a heating rate of 100C/min to 1600'C for 2 hours in vacuo. heated things.

得られたセラミック材料をX−線回折により検査すると
除去した少量のTtc2  と共に炭化チタンを含有す
ることを示した。無機分析が示す所によれば生成物は9
9.71のTtcと0.3鳴のTiO□ とを含有した
The resulting ceramic material was examined by X-ray diffraction and showed to contain titanium carbide along with a small amount of Ttc2 which was removed. Inorganic analysis shows that the product is 9
It contained a Ttc of 9.71 and a TiO□ of 0.3 n.

実#例12 テトラエトキシシラン(2,440,OI ) トフ^
フリルアルコール(s7s、o l ) トグリセロー
ル(791,0g )とを用いる以外は実施例1の方法
に従って重合体状生成物を製造した。
Actual #Example 12 Tetraethoxysilane (2,440, OI) Tofu^
A polymeric product was prepared according to the method of Example 1 except that furyl alcohol (s7s, ol) and toglycerol (791.0 g) were used.

800°Cまで実施例1の加熱法を反復して35.0重
#鵠の収率でコークス化生成物を製造し、これは39.
98重を−の炭素とb o、o重ll鳴のシリカとを含
有した。コークス化生成物中の炭素とシリカとの11割
合I″il:1.50又は0.67二1であった。コー
クス化生成物に必要とされる理論上の化学量論的割合は
l:1.67又は0.60 : l (37,5重I1
4の炭素と62.5重It4のシリカ)である。
Repeating the heating method of Example 1 to 800°C produced a coked product with a yield of 35.0 kg, which was 39.
It contained 98 carbon atoms and silica of 98 carbon atoms and 98 carbon atoms. The 11 ratio of carbon to silica in the coked product I"il: 1.50 or 0.6721. The theoretical stoichiometric ratio required in the coked product is l: 1.67 or 0.60: l (37,5fold I1
4 carbon and 62.5 It4 silica).

即ちコークス化生成物においてシリカに対する炭素の重
量割合は炭熱反応に必要とされる理論上の化学量論的割
合の111.64であった。
That is, the weight ratio of carbon to silica in the coked product was 111.64, which is the theoretical stoichiometric ratio required for a carbothermal reaction.

室温から1600 ’ Cまで5°C/分の昇温速度で
次いテ+600’cで10時間ヘリウム中で加熱するこ
とによりコークス化生成物を熱分解させ友。
The coking product was pyrolyzed by heating in helium from room temperature to 1600'C at a heating rate of 5°C/min and then at +600'C for 10 hours.

30.7重を慢の収率で製造した得られたセラミック材
料をX−線回折により検査すると少酔のα−8iCと共
にβ−8iCを含有することを示した。
The resulting ceramic material, produced in a moderate yield of 30.7 kg, was examined by X-ray diffraction and was shown to contain β-8iC along with a small amount of α-8iC.

分析が示す所によれば生成物は92、+4のSiCと6
.6鴫の炭素とを含有する。
Analysis shows that the products are 92, +4 SiC and 6
.. Contains 6 carbon atoms.

実施IZI+ 3 実施例1の方法に従って重合体状生成物を製造するが但
し小立方体のす) IJウムと共にエタノール(25t
W)に溶かし念1.3.5−1リヒドロキシベンゼン(
7・Og)の溶液にアルミニウムインゾロンj?キシド
(10,29)i添加した。重合体状生成物は白色固体
の形であった。
EXAMPLE IZI+ 3 A polymeric product is prepared according to the method of Example 1, except that ethanol (25 t.
Dissolve in 1.3.5-1 lyhydroxybenzene (
7・Og) in a solution of aluminum insolone j? Oxide (10,29)i was added. The polymeric product was in the form of a white solid.

800°Cの温度まで実施例1の加熱法を反復して30
.6爪量囁の収率でコークス化生成物を製造し、これは
32.7爪量囁の炭素と67.2爪量囁のアルミナとを
含有した。炭素とアルミナとの重量割合はl:2.06
又は0.49:Iであり必要とされる理論上の化学量論
的な割合はl:2.83又は0.35:l(’6.1を
着幅の炭素と73.9重を俤の八120.)である。即
ちコークス化生成物においてアルミナに対する炭素の割
合は炭熱反応に必要とされる理論上の化学量論的な割合
の+ 401であった。
Repeat the heating method of Example 1 to a temperature of 800°C for 30
.. A coked product was produced with a yield of 6 F, containing 32.7 F of carbon and 67.2 F of alumina. The weight ratio of carbon and alumina is l:2.06
or 0.49:I, and the required theoretical stoichiometric ratio is 1:2.83 or 0.35:1 ('6.1 with 73.9 parts of carbon) 8120.). That is, the ratio of carbon to alumina in the coked product was +401 of the theoretical stoichiometric ratio required for a carbothermal reaction.

200°Cから500’Cまでは5°C/分の昇温速度
でしかる後に1600°Cまでは7℃/分の昇氾速度で
しかも1600°Cで10時間窒素中で加熱することに
よりコークス化生成物を熱分解させた。
Coke is produced by heating at a heating rate of 5°C/min from 200°C to 500'C, then at a rising rate of 7°C/min from 200°C to 500'C, and by heating at 1600°C for 10 hours in nitrogen. The reaction product was thermally decomposed.

52.8爪量囁の収率で製造した得られるセラミック材
料をX−線回折により検査すると窒化アルミニウムを含
有していることを示した。化学分析によると該生成物は
窒化アルミニウムと9重量−の炭素とを含有しているこ
とを示した。
The resulting ceramic material, produced at a yield of 52.8 cm, was examined by X-ray diffraction and was shown to contain aluminum nitride. Chemical analysis showed that the product contained aluminum nitride and 9 parts by weight of carbon.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、セラミック材料の製造法において、ヒドロキシル基
と反応性の基を2個又はそれ以上有する金属元素又は非
金属元素の少なくとも1つの化合物を含有する第1の反
応剤を、2個又はそれ以上のヒドロキシル基を有する少
なくとも1つの有機化合物を含有する第2の反応剤と反
応させることにより酸素含有重合体状生成物を調製し、
該重合体状生成物を不活性雰囲気中で加熱して、炭素と
金属元素又は非金属元素の酸化物とを含有するコークス
化生成物を製造し、該コークス化生成物を加熱して金属
元素又は非金属元素の酸化物と炭素との間で炭熱反応を
行ないしかもこうしてセラミック材料を製造し、その際
第1の反応剤と第2の反応剤との割合をコークス化生成
物中の炭素と金属元素又は非金属元素の酸化物との重量
割合がセラミック材料を製造するのに理論上必要とされ
る割合の50〜150%の範囲にあるように選択してセ
ラミック材料の製造を行なうことから成る、セラミック
材料の製造法。 2、コークス化生成物中の炭素と金属元素又は非金属元
素の酸化物との割合はセラミック材料を製造するのに理
論上必要とされる割合の75〜125%の範囲にある特
許請求の範囲第1項記載の方法。 3、コークス化生成物中の炭素と金属元素又は非金属元
素の酸化物との割合はセラミック材料を製造するのに理
論上必要とされる割合の90〜110%の範囲にある特
許請求の範囲第2項記載の方法。 4、金属元素又は非金属元素はアルミニウム、硼素・ケ
イ素、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、タンタル又
はタングステンである特許請求の範囲第1項〜第3項の
何れかに記載の方法。 5、製造されるセラミック材料は炭化物又は窒化物であ
る特許請求の範囲第1項〜第4項の何れかに記載の方法
。 6、第1の反応剤は次式:MX_nY_m (式中Xはヒドロキシル基と反応性の基であり、Yはヒ
ドロキシル基と反応性でない基であり、Mは金属元素又
は非金属元素であり、nは少なくとも2の整数でありm
は零又は整数である)の化合物よりなる特許請求の範囲
第1項〜第5項の何れかに記載の方法。 7、第1の反応剤において基Xはハライド、アミド又は
アルコキシ基である特許請求の範囲第6項記載の方法。 8、第2の反応剤は2個又はそれ以上のヒドロキシル基
を含有する脂肪族、芳香族又は脂環式化合物よりなる特
許請求の範囲第1項〜第7項の何れかに記載の方法。 9、第2の反応剤はエチレングリコール又はグリセロー
ルよりなる特許請求の範囲第8項記載の方法。 10、単一のヒドロキシル基を有する有機化合物よりな
る追加の反応剤を用いる特許請求の範囲第1項〜第9項
の何れかに記載の方法。 11、追加の反応剤は不飽和環式基を有する有機化合物
よりなる特許請求の範囲第10項記載の方法。 12、追加の反応剤はフルフリルアルコールよりなる特
許請求の範囲第11項記載の方法。 13、ヒドロキシル基と反応性の単一の基を有する金属
元素又は非金属元素の化合物よりなる追加の反応剤を用
いる特許請求の範囲第1項〜第12項の何れかに記載の
方法。 14、反応は互いに混和性である第1の反応剤と第2の
反応剤との間で行なう特許請求の範囲第1項〜第13項
の何れかに記載の方法。 15、反応は第1の反応剤と第2の反応剤とについて共
通の溶剤中で行なう特許請求の範囲第1項〜第14項の
何れかに記載の方法。 16、重合体状生成物を溶液の形で製造する特許請求の
範囲第1項〜第15項の何れかに記載の方法。 17、溶剤はエタノールよりなる特許請求の範囲第15
項又は第16項記載の方法。 18、重合体状生成物を不活性雰囲気中で加熱してコー
クス化生成物を製造する特許請求の範囲第1項〜第17
項の何れかに記載の方法。 19、重合体状生成物を不活性雰囲気中で800℃まで
の温度で加熱する特許請求の範囲第18項記載の方法。 20、重合体状生成物を加熱してコークス化生成物を製
造する温度以上の温度でコークス化生成物を加熱してセ
ラミック材料を製造する特許請求の範囲第1項〜第19
項の何れかに記載の方法。 21、コークス化生成物を1800℃以下の温度に加熱
する特許請求の範囲第20項記載の方法。 22、コークス化生成物を不活性雰囲気中で加熱して金
属元素又は非金属元素の炭化物を製造する特許請求の範
囲第21項記載の方法。 23、コークス化生成物を窒素又は反応性の含窒化合物
を含有する雰囲気中で加熱して金属元素又は非金属元素
の窒化物を製造する特許請求の範囲第21項記載の方法
。 24、炭素の母材中に金属元素又は非金属元素の酸化物
の領域を含有してなるコークス化生成物。 25、金属元素又は非金属元素の酸化物の領域は500
ナノメーターより小さい最大寸法を有する特許請求の範
囲第24項記載のコークス化生成物。 26、金属元素又は非金属元素の酸化物の領域は100
ナノメーターより小さい最大寸法を有する特許請求の範
囲第25項記載のコークス化生成物。
[Claims] 1. In the method for producing a ceramic material, a first reactant containing at least one compound of a metallic element or a nonmetallic element having two or more groups reactive with hydroxyl groups, preparing an oxygen-containing polymeric product by reacting with a second reactant containing at least one organic compound having two or more hydroxyl groups;
heating the polymeric product in an inert atmosphere to produce a coked product containing carbon and an oxide of a metallic or non-metallic element; heating the coked product to produce a coked product containing the metallic element; or carrying out a carcharothermal reaction between an oxide of a non-metallic element and carbon and thus producing a ceramic material, the proportions of the first reactant and the second reactant being adjusted to match the carbon in the coking product. and the oxide of a metal element or a non-metallic element in a weight ratio within the range of 50 to 150% of the ratio theoretically required for manufacturing a ceramic material. A method of manufacturing a ceramic material consisting of: 2. The claim that the proportion of carbon and oxides of metallic or non-metallic elements in the coking product is in the range of 75 to 125% of the proportion theoretically required to produce the ceramic material. The method described in paragraph 1. 3. The claim that the proportion of carbon and oxides of metallic or non-metallic elements in the coking product is in the range of 90 to 110% of the proportion theoretically required to produce the ceramic material. The method described in Section 2. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal element or nonmetal element is aluminum, boron/silicon, zirconium, titanium, hafnium, tantalum, or tungsten. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the ceramic material produced is a carbide or a nitride. 6. The first reactant has the following formula: MX_nY_m (where X is a group reactive with a hydroxyl group, Y is a group not reactive with a hydroxyl group, M is a metal element or a non-metal element, n is an integer of at least 2 and m
is zero or an integer), the method according to any one of claims 1 to 5. 7. The method according to claim 6, wherein the group X in the first reactant is a halide, amide or alkoxy group. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the second reactant is an aliphatic, aromatic, or alicyclic compound containing two or more hydroxyl groups. 9. The method according to claim 8, wherein the second reactant comprises ethylene glycol or glycerol. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, which uses an additional reactant consisting of an organic compound having a single hydroxyl group. 11. The method according to claim 10, wherein the additional reactant comprises an organic compound having an unsaturated cyclic group. 12. The method of claim 11, wherein the additional reactant comprises furfuryl alcohol. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, which uses an additional reactant consisting of a compound of a metal element or a nonmetal element having a single group reactive with a hydroxyl group. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein the reaction is carried out between a first reactant and a second reactant that are miscible with each other. 15. The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the reaction is carried out in a common solvent for the first reactant and the second reactant. 16. A method according to any one of claims 1 to 15, wherein the polymeric product is produced in the form of a solution. 17. Claim 15 wherein the solvent is ethanol
or the method described in paragraph 16. 18. Claims 1 to 17 for producing a coked product by heating the polymeric product in an inert atmosphere.
The method described in any of the paragraphs. 19. The method of claim 18, wherein the polymeric product is heated in an inert atmosphere at temperatures up to 800°C. 20. Claims 1 to 19, wherein the ceramic material is produced by heating the coked product at a temperature equal to or higher than the temperature at which the coked product is produced by heating the polymeric product.
The method described in any of the paragraphs. 21. The method according to claim 20, wherein the coked product is heated to a temperature of 1800° C. or less. 22. The method according to claim 21, wherein the coking product is heated in an inert atmosphere to produce a carbide of a metal element or a non-metal element. 23. The method according to claim 21, wherein the coking product is heated in an atmosphere containing nitrogen or a reactive nitrogen-containing compound to produce a nitride of a metal element or a non-metal element. 24. Coking products containing regions of oxides of metallic or non-metallic elements in a carbon matrix. 25, the area of oxides of metal elements or non-metal elements is 500
25. A coked product according to claim 24 having a maximum dimension of less than a nanometer. 26, the area of oxide of metal element or non-metal element is 100
26. A coked product according to claim 25 having a maximum dimension of less than a nanometer.
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