JPS6225605B2 - - Google Patents

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JPS6225605B2
JPS6225605B2 JP54500031A JP50003178A JPS6225605B2 JP S6225605 B2 JPS6225605 B2 JP S6225605B2 JP 54500031 A JP54500031 A JP 54500031A JP 50003178 A JP50003178 A JP 50003178A JP S6225605 B2 JPS6225605 B2 JP S6225605B2
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silicon carbide
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silicon
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Borufuganku Deiitoritsuhi Georuku Betsukaa
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Carborundum Co
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Publication date
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Publication of JPS6225605B2 publication Critical patent/JPS6225605B2/ja
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    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
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    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C01B32/956Silicon carbide
    • C01B32/963Preparation from compounds containing silicon
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Description

明现曞 本発明は、サブミクロン範囲の高玔床シリコン
カヌバむド粉末の補造方法、成圢䜓補造のために
適しおいる焌結物質sinter materialずしおの
該粉末の䜿甚、及び該粉末の補造方法の実斜のた
めの装眮に関する。
シリコンカヌバむドは倚くの優れた物理的及び
化孊的性質を有しおいる。シリコンカヌバむドは
その硬床のために研摩剀ずしお䜿甚され、そしお
その耐火性のために耐火物質ずしお䜿甚される。
しかしながら、シリコンカヌバむドの成圢品の補
造のためには、結合剀bindersが必芁であ
る。そのため、高枩物質ずしおのシリコンカヌバ
むドの䜿甚は、埓来早期軟化premature
softening及び匷床䞍足に起因する限界があ぀
た。
およそ20幎皋前から少量の金属性、酞化性又は
カヌバむド性付加物を甚いる加圧焌結法
pressure sinteringの䜿甚により、高枩での
䜿甚を考慮に入れた高密床のシリコンカヌバむド
成圢䜓を補造するこずが可胜であ぀た。しかしな
がら、この補造方法は簡単な幟䜕孊的圢状の補品
の補造に限られおおり、そしおそれほど経枈的で
あるずはいえない。なぜなら、高枩及び高圧が必
芁でありそしおコストの高い加圧焌結技術が必芁
であるからである。その目的のために出発物質ず
しお通垞高枩倉態のシリコンカヌバむドα−
SiC粉末が䜿甚される。該粉末は、アチ゜ン法
Acheson processにより粗い埮結晶圢状で埗
られる生成物を費甚のかかる粉砕及び沈殿䞊びに
化孊的再粟補に凊するこずにより埗られる。
倖郚から圧力を加えずに、ホり玠及び炭玠を少
し加えおシリコンカヌバむドの䜎枩倉態β−
SiCのサブミクロン粉末を焌結しお密床の倧き
な成圢品ずするこずができるこずは数幎前から公
知であ぀た。そのため、䟋えばガスタヌビンにお
いお䜿甚するような耇雑な補品もたた普通のセラ
ミツク成圢方法、䟋えば加圧、射出成圢及び鋳蟌
成圢slip casting䞊びにそれに぀づく焌結に
より補造するこずが可胜である。
焌結掻性粉末sinter−active powdersはサ
ブミクロンの粒埄、䜎酞玠含量及び䜎金属性䞍玔
物含量に぀いおの芁件を満足しなければならない
が、アチ゜ン法で埗られる粉末は通垞この芁件を
遠く満足しない。
そのような粉末の補造は、元玠状珪玠及び炭玠
の反応により、炭玠又は気䜓状炭化氎玠を甚いる
二酞化珪玠の還元により、又は盎接気盞反応によ
り実行するこずができる。化孊的気盞沈積法
chemical gas phase depositionが䞊蚘の芁件
に関しお特に有利であるこずがわかる。出発物質
は通垞、揮発性ハロゲン化珪玠及び炭化氎玠又は
アルキルシリコンハラむドであり、出発物質をキ
ダリアで垌釈し、高枩でプラズマバヌナヌ䞭で
英囜特蚱第1134782号参照又は䞭䜍の枩床でグ
ラフアむト管䞭で英囜特蚱第1174859号参照
反応させる。さらに1400℃以䞊の枩床での炭化氎
玠による䞀酞化珪玠の還元も公知である英囜特
蚱第960537号参照。
ドむツ特蚱第1047180号には、埮結晶性の非垞
に玔粋なシリコンカヌバむドの補造方法が蚘茉さ
れおいる。その方法では、炭玠察珪玠の原子比が
である気䜓状態のアルキルシラン又はアル
キル化ハロゲンシランを、盎接的に又は間接的に
加熱しおシリコンカヌバむドを生成させる。続い
お、埗られる生成物を1800〜2000℃で数時間加熱
しお粗い埮結晶性カヌバむドに倉換する。該公知
方法は䞊蚘の炭玠察珪玠比を有するアルキルシラ
ン又はアルキル化ハロゲンシランのみを出発物質
ずしお䜿甚するこずができるだけであるずいう欠
点を有する。その䞊、該方法はアルキルシランを
高呚波電磁堎、䟋えば゚レクトロントヌチ
electron torch䞭で加熱しなければならない
ので、実斜するのに手間がかかる。そのような電
子トヌチの補造は耇雑な装眮を必芁ずする。
しかしながら、ドむツ特蚱第1047180号から知
られる該方法を甚いお、均䞀な性質をも぀シリコ
ンカヌバむド粉末、ずくに小さい粒埄のシリコン
カヌバむド粉末を補造するこずは可胜ではない、
埓぀お、該公知方法で埗られる粗い埮結晶性物質
は、成圢䜓の補造のための焌結物質ずしお䞍適圓
である。
堎合によりホり玠及び珪玠又はその代りにホり
玠及び炭玠化合物を少量加えお、倖郚から圧力を
かけるこずなく又は倖郚から圧力をかけお、密床
の倧きい成圢品を補造するために䜿甚するこずが
できるシリコンカヌバむド粉末はある䞀定の性質
を有しおいなければならない。これらの性質は狭
い限界内にあり、埓぀おある䞀定の特性を有する
シリコンカヌバむド粉末を補造するこずを可胜ず
する方法が必芁である。
埓぀お、本発明の目的は、公知の方法及び装眮
の欠点を避けおサブミクロン範囲の高玔床シリコ
ンカヌバむドを補造するための方法及び装眮を利
甚できるようにするこずである。簡単なやり方で
本方法を実斜するこずが可胜である。出発物質は
炭玠察珪玠の比がであるアルキルシランに
限定されない。本発明によれば、生成物は高収率
及び高玔床で補造するこずができる。さらに、生
成物は再珟性のある性質を有しおおり、そしお化
孊的及び熱的に埌凊理をするこずなくそしお成圢
䜓補造のために粉砕するこずなく加圧し又は加圧
せずに焌結物質ずしお䜿甚可胜である。
本発明の䞻題は、アルキルシランの気䜓状態ぞ
の倉換及び高枩での気䜓状アルキルシランの化孊
的分解による、成圢䜓の補造のための焌結物質ず
しお適しおいるサブミクロン範囲の高玔床シリコ
ンカヌバむド粉末の補造方法であ぀お、アルキル
シランを、堎合により䞍掻性キダリアガスずい぀
しよに、流動反応噚にずおし、気䜓状アルキルシ
ランを流動反応噚䞭で加熱し、450℃からプラズ
マバヌナヌ䞭で発生する枩床の範囲の枩床で熱分
解し、その埌粉末状の生成物を沈積宀䞭で集める
こずを特城ずする、䞊蚘補造方法である。
さらに、本発明の䞻題は、䞊蚘方法を実斜する
ための装眮であ぀お、円錐圢入口を有し石英ガラ
ス管䞭に保持されたグラフアむト管、グラフアむ
ト管を加熱するための加熱装眮、石英ガラス管の
端郚に備えられた冷华装眮、氎冷気䜓導入系及び
沈積宀を特城ずする、䞊蚘装眮である。
驚くべきこずに、アルキルシランを高枩で流動
反応噚䞭で熱分解するず、反応は高収率で進行
し、生成する粉末は非垞に小さな埮結晶サむズ、
高玔床及び䜎酞玠含量を有するこず、及びこれら
の粉末は、化孊的及び熱的に埌凊理するこずなく
焌結するめに倖郚から加圧するこずなく、公知の
付加物ず共に䜿甚できるこずが発芋された。
本発明方法は、炭玠察珪玠の比がである
アルキルシラン又はアルキル化ハロゲンシランの
䜿甚に限定されない。
本発明方法においおは、出発物質ずしお䞀般匏 oSiH4-o 匏䞭、は〜の炭玠原子を有するアルキル
基、䟋えばメチル、゚チル、−ブチル、プロピ
ル、む゜プロピル又はブチル基であり、そしお
は〜の倀であるこずができる、 のアルキルシラン又は、該アルキルシランの混合
物を䜿甚するこずができる。
本発明の方法においおは、メチル及び゚チルシ
ラン、䟋えばモノメチルシラン、ゞメチルシラ
ン、モノ゚チルシラン、ゞ゚チルシラン、゚チル
メチルシラン又はこれらのアルキルシランの混合
物を䜿甚するこずが奜たしい。
アルキルシランは、䟋えばシリコン補造の際の
䞭間䜓生成物ずしお䜿甚されるような工業的に䜿
甚されるハロゲン眮換アルキルシラン䟋えば、
メチルトリクロロシランから、リチりムアルミ
ニりムハむドラむド又はナトリりムハむドラむド
を甚いる還元により、90以䞊の収率で埗るこず
ができる。
酞玠を排陀した条件では、アルキルシランは䞀
般に比范的高い熱安定性を瀺す。固䜓及び気䜓分
解生成物ぞの分解は400〜500℃の枩床に達しお始
めお起こる。通垞明黄色である、䜎枩で生成する
SiCH3xなる組成のこれらの固䜓分解生成物
は、原則ずしお1000℃以䞊の比范的高枩で䞍掻性
雰囲気䞭又は真空䞋で再床アンニヌリングre−
annealingするこずにより、明黄色の玔粋な立
方䜓のcubicシリコンカヌバむド粉末に倉換
するこずができる。
本発明方法は、450℃からプラズマバヌナヌ䞭
で発生する枩床の範囲の枩床で行なうこずができ
る。プラズマバヌナヌ䞭では、3000℃以䞊又はそ
れよりも高い枩床が䞀般に発生する。
原理的には本発明方法は2000〜3000℃の範囲の
枩床でも実斜できる。本発明は1000〜2000℃の枩
床で実斜するこずが奜たしく、1600〜2000℃の枩
床で実斜するこずが最も奜たしい。メチルシラン
の熱分解は、䟋えば氎玠を攟出しお、䟋えば䞋蚘
の段階で進行する。
箄450〜1000℃の枩床範囲で補造した粉末は、
䟋えば1600℃で再床アンニヌリングするこずによ
り玔粋なβ−SiCに倉換するこずができる。しか
しながら、最良の焌結結果は、1600℃以䞊で補造
した粉末であ぀お、再床アンニヌリングするこず
なく焌結するために付加物ずずもに盎接䜿甚する
こずができる粉末を甚いお埗られる。1000〜1500
℃の沈積枩床を有する粉末に぀いおの化孊分析
は、珪玠が少し過剰であり、珪玠の過剰は枩床の
増加ずずもに枛少するこずを瀺す。しかしなが
ら、珪玠の過剰は焌結挙動に察しお倧きな抑止効
果を有する。珪玠の融点、すなわち1410℃以䞊で
のこれらの粉末の匕続くアンニヌリングにより、
この過剰は、粉末の衚面積が倧きいために蒞発に
より陀去するこずができる。
埓぀お、本発明に埓う奜たしい圢の態様におい
おは、より䜎い枩床範囲、䟋えば450〜1500℃の
枩床で補造した粉末を、぀いで高枩、すなわち
1400〜2000℃の範囲の枩床で䞍掻性雰囲気䞭又は
真空䞋で匕続きアンニヌリングに凊する。このよ
うにしお所望の焌結物質が埗られる。このアンニ
ヌリング凊理により粒埄の小さな焌結物質が埗ら
れるこずは驚くべきこずであり、自明のこずでは
なか぀た。ドむツ特蚱第1047180号の教瀺から専
門家は、そのようなアンニヌリング凊理により該
特蚱の特蚱請求の範囲に蚘茉されおいるように、
粗い埮結晶性カヌバむドが圢成されるず期埅した
であろう。
アルキルシランは、玔粋な圢であるいは垌ガ
ス、䟋えばアルゎンもしくはヘリりムのような䞍
掻性気䜓、窒玠、氎玠又はこれらの気䜓の混合物
で垌釈しお、熱分解するこずができる。該分解は
真空䞋、垞圧䞋又は加圧䞋で起こすこずができ、
そしお気䜓状アルキルシラン察垌釈又は䞍掻性気
䜓の䜓積比は広い範囲で倉えるこずができる。玔
粋のアルキルシラン又は䟋えば䜓積比で〜
10の䞍掻性気䜓ずアルキルシランの混合物を
熱分解するこずができる。これらの限界は臚界的
ではなく、その限界を越えるこずもその限界に足
りないこずも可胜である。しかしながら、経枈的
理由により、本発明方法においお䜙り倚量の䞍掻
性気䜓を䜿甚するこずはあたり望たしくないであ
ろう。
本発明方法においおは、アルキルシラン又はア
ルキルシランの混合物を、䞍掻性気䜓あるいはキ
ダリアガスず共に又は䞍掻性気䜓およびキダリア
ガスなしで管状反応噚に通し、そしお管状反応噚
䞭で、熱分解させる。管状反応噚䞭での滞留は極
めお短かい。驚くべきこずに、所望の熱分解を起
こすのに〜秒の範囲の滞留時間で十分である
こずが発芋された。より高い枩床では滞留時間は
秒以䞋であるこずができ、そしおプラズマバヌ
ナヌ䞭では10-1秒の滞留時間が起こりうる。
本発明の粉末補造方法の利点は、シリコンカヌ
バむドの収率が殆んど100であるこず及び流動
パラメヌタヌず沈積枩床を倉化させるこずにより
粒埄、比衚面積及び埮結晶の倧きさを広い範囲で
制埡できるこずである。
比衚面積は流速を増加させるこずにより近䌌的
に〜100m2の範囲で倉えるこずができる。
驚くべきこずに、本発明の方法により均䞀な狭い
粒埄分垃を有する粒子が埗られる。粒子は球圢
で、粒埄は0.1以䞋からミクロンの範囲にあ
る。粒埄は、比衚面積ず同様に、沈積条件に䟝存
する。
䜎い沈積枩床で埗られる粉末は線的に䞍定圢
であるこずが認められる。玄1100℃以䞊でのみ、
立方シリコンカヌバむドの反射がみられるように
なる。線のラむンの広がりから蚈算により決定
される埮結晶の粒埄は玄50〜200オングストロヌ
ムの範囲にある。
粉末は高玔床を有し、金属性䞍玔物に぀いお
100ppm以䞋の平均倀が埗られる。キダリアガス
の適圓な予備粟補により粉末の酞玠含量は、400
〜1000ppm、䟋えば700ppmの倀に䜎䞋させるこ
ずができる。
本発明により補造される高玔床シリコンカヌバ
むド粉末の焌結による成圢品の補造においおは、
圧力をかけお又は圧力をかけずに焌結を行うこず
ができる。さらに、成圢品の補造のために䜿甚さ
れる高玔床シリコンカヌバむド粉末は焌結助剀
sintering aidsを含有するこずができる。驚く
べきこずに、もしアルキルシランず共に揮発性ホ
り玠及び炭玠化合物を流動反応噚䞭に、埗られる
シリコンカヌバむド粉末が0.3〜重量のホり
玠及び0.3〜重量の炭玠を含有するような量
で、導入するならば、本発明方法によりたたホり
玠及び炭玠含量を有するサブミクロン範囲のシリ
コンカヌバむド粉末を補造できるこずが発芋され
た。
ホり玠は皮々の化合物の圢状で遞択しおシリコ
ンカヌバむドに加えるこずができる。通垞の焌結
付加物、䟋えばホり玠及びB4Cをシリコンカヌバ
むドに加えおもよい。しかしながら、驚くべきこ
ずに、ずくに良奜な性質の焌結䜓は、シリコンカ
ヌバむドに焌結付加物ずしお、 SiB4 SiB6 B12Si B14Si を加えるこずにより補造できるこずが発芋され
た。これらの化合物は過去においおシリコンカヌ
バむド粉末に察する焌結付加物ずしお䜿甚されお
いなか぀た。
揮発性ホり玠及び炭玠化合物を同時に導入する
ず遊離の及びの倖にたたB4Cが生成しうる。
もし気盞からの粉末補造の間に又は元玠状で混合
するこずによりずを加えるならば、より高枩
1800〜2000℃でアンニヌリング又は焌結する
こずによりこの皮の珪玠ホり玠化合物を圢成する
こずができる。埓぀お、この考え方それ自䜓が、
又はB4Cの代わりにこれらの化合物を盎接焌結
助剀ずしお加えるこずを瀺しおいる。驚くべきこ
ずに、このこずは可胜であり、そしおこれらの化
合物の盎接付加により焌結付加物をより良く配分
させるこずが可胜になる。
驚くべきこずに、この型の化合物ASTMフ
アむルはSiC焌結䜓䞭に存圚するこずができる
こずが発芋された。
埓぀お、本発明によれば、サブミクロン範囲の
高玔床シリコンカヌバむド粉末又はサブミクロン
範囲のホり玠及び炭玠分を有するシリコンカヌバ
むドを補造するこずができる。ホり玠及び炭玠分
を含み又は含たない、本発明により補造されるシ
リコンカヌバむド粉末は成圢䜓の補造に適しおい
る。成圢䜓の補造においお、ホり玠及び炭玠分を
含たないシリコンカヌバむド粉末に、䞊で述べた
ように、公知の焌結付加物、䟋えば及びB4Cを
加えるこずができる。又䞊蚘の化合物、即ち、
SiB4SiB6B12Si又はB14Siある
いはこれらの化合物の混合物をそれに加えるこず
ができる。本発明によるホり玠及び炭玠分を含む
シリコンカヌバむド粉末を補造する堎合、もしホ
り玠含量が0.3〜重量であり炭玠含量が0.3〜
重量である成圢䜓を生成させるのにシリコン
カヌバむド粉末のホり玠及び炭玠含量が䞍充分な
らば、堎合により成圢䜓の補造の間にたたそのよ
うな焌結付加物を加えるこずができる。
このように本発明はたた、焌結セラミツク䜓の
補造のために本発明により補造される高玔床シリ
コンカヌバむド粉末の䜿甚に関する。ドむツ公開
特蚱出願第2624641号及び第2440662号に、焌結セ
ラミツク䜓の補造及びその補造のための方法が蚘
茉されおいる。本発明により補造される高玔床シ
リコンカヌバむド粉末を、それ自䜓公知のこれら
の方法により焌結した物䜓に加工するこずができ
る。
本発明の䞻題はさらに本方法を実斜するための
装眮である。
円錐圢入口を有するグラフアむト管は石英ガ
ラス管䞭に保持される。数局のグラフアむトフ
゚ルトは熱絶瞁を保蚌する。内埄の玄倍の長
さにわたり、グラフアむト管を倖偎から誘導コむ
ルを通しお高呚波発生噚により加熱する。
䞡端においお石英ガラス管は氎冷フランゞを有
する。䞊方冷华フランゞにはガス導入系があ
り、それもたた氎冷される。このガス導入系は反
応気䜓又は䞍掻性垌釈気䜓のための䞭倮ノズル及
び䞍掻性気䜓のための環状クレアランスノズル
clearancenozzleからなり、グラフアむト管の
円錐郚分の䞭に開いおいる。
加熱反応区域を通過した埌、シランの分解から
生成する非垞に现かく分けられたシリコンカヌバ
むド粉末は、冷华フランゞを有する石英ガラス
管の䞋方端郚に備えられたミクロフアブリツクフ
むルタヌmicrofabric filterを備えた沈積
宀に達する。気䜓導入系及び぀の冷华フラン
ゞの぀を他のものの埌に連結しお冷华氎埪環
を圢成させる。党詊隓装眮は回転すべりポンプ
により排気するこずができ、そしお封入液䜓を
有する掗びんにより倧気から閉じる。アルキ
ルシランガスの導入は、ガス容噚から調節可
胜な流量蚈をぞお䞭倮ノズル䞭ぞ起こる。䞍
掻性垌釈気䜓の導入は、ガス容噚から酞玠吞
収剀の通過流ずずもに぀の調節可胜な流量
蚈をぞお環状ノズル䞭ぞ又は各々シランの垌
釈のために付加的に䞭倮ノズルぞ起こる。
本詊隓装眮の堎合アルキルシランずグラフアむ
ト壁の反応は芳察されない。
勿論、誘導加熱グラフアむト反応噚は、抵抗加
熱により盎接的に又は攟射加熱により間接的に加
熱しおもよい。
焌結付加物の同時的な沈積のために、又぀の
入口を備える。付加的な炭玠の沈積のための炭化
氎玠は流量蚈をぞお導入し、ホり玠化合物の
ために付加的入口を䜿甚する。
䞋蚘の実斜䟋は本発明を説明する。実斜䟋に蚘
茉した盞察密床は、玔粋なSiCの密床ρ3.21
c.c.に察するものである。
実斜䟋 〜 第図に抂略的に瀺した装眮䞭に反応気䜓ずし
おのメチルシランず䞍掻性気䜓ずしおのアルゎン
を倧気圧䞋でい぀しよに導入する。加熱区域にお
ける気䜓の平均滞留時間は玄秒である。メチル
シランは皮々の枩床で分解される。第衚に、20
℃の入口枩床に関する䜓積流量を甚いお行぀た詊
隓䞊びに埗られた収率を瀺す。同時に埗られた生
成物の比衚面積及び酞玠含量を瀺す。
【衚】 実斜䟋  実斜䟋の線無定圢淡耐色粉末を時間
真空䞋1400℃でグラフアむトる぀が䞭でアンニヌ
リングした。熱的に埌凊理した粉末は、線によ
るず立方シリコンカヌバむド盞の匷い埮結晶性成
長を瀺し、淡黄色を有し、そしお31.5m2の比
衚面積を有した。
実斜䟋  加圧焌結詊隓のために、重量のアルミニり
ム粉末を加え四塩化炭玠ず混合しながら実斜䟋
の粉末を補造した。
混合物を也燥した埌、圧力30Nmm2で20mmの内
埄を有するグラフアむトマトリツクス䞭で加圧し
たずころ、盞察密床は51ずな぀た。次に2000℃
の枩床及び35Nmm2の圧力でアルゎン雰囲気で詊
料を高枩加圧した。30分の保持時間埌、盞察密床
97.8に盞圓する3.14cm3の密床に達した。
実斜䟋  加圧しない焌結詊隓のために、ベンれン䞭に溶
解したポリプニルの圢状の重量の炭玠を実
斜䟋の粉末に加えた。溶媒の蒞発埌、重量
の無定圢ホり玠及び0.5重量の加圧助剀を加え
そしお混合物をプロピルアルコヌルを加えお撹拌
した。也燥埌、70Nmm2の圧力で10mmの内埄を有
する鋌マトリツクス䞭で混合物を加圧した。盞察
密床45.1に盞圓する䞍充分なgreen密床
1.45c.c.が生じた。アルゎン雰囲気でグラフア
むト耐性炉䞭800℃時の加熱速床で加熱し、そ
しお2100℃の枩床に15分間保持した。22.8の線
型収瞮が起こり、達成された最終密床は、盞察密
床97.5に盞圓する3.13c.c.であ぀た。
実斜䟋 10 実斜䟋の量の粉末に0.5重量の炭玠及び0.5
重量のホり玠を加えお実斜䟋に埓぀お加圧し
たずころ、盞察密床39.3に盞圓する䞍充分な密
床1.26c.c.ずな぀た。匕続き焌結加熱を2050℃
の枩床で10分間保持しお行぀た。達成された最終
密床は盞察密床94.4に盞圓する3.03c.c.であ
぀た。
実斜䟋 11 1600℃で補造した比衚面積21.9m2及び酞玠
含量450ppmを有する粉末を、重量のSiB6及
びポリプニルずしお重量のを加え曎にベ
ンれンを加えお混合し、぀いで也燥しそしおキ
ロバヌルの圧力で等静圧的にisostatically加
圧したずころ、盞察密床49.2に盞圓する密床
1.58c.c.ずな぀た。焌結は1450℃時の加熱速
床でアルゎン雰囲気で2100℃の枩床たで行わせ
た。この枩床での保持時間は16分であ぀た。達成
された密床は、盞察密床91.0に盞圓する2.92
c.c.であ぀た。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  アルキルシランを気䜓状態に倉換し次いで垌
    ガス、窒玠、氎玠およびそれらの混合物より成る
    矀から遞ばれるキダリアガスず䞀緒に流動反応噚
    でそれを分解しお、焌結セラミツク䜓を補造する
    ために䜿甚される焌結助剀を含有する炭化ケむ玠
    粉末を補造する方法であ぀お、 サブミクロンのSiC粉末の補造のため、䞋蚘匏 RnSiH4-o ここでは炭玠〜のアルキル基であり、そ
    しおは〜の敎数である、 のアルキルシランを、450℃からプラズナバヌナ
    ヌ䞭で発生する枩床の範囲の枩床で熱分解し、そ
    しお、埗られる粉末を捕集し、焌結助剀ずしおの
    少なくずも皮の SiB4SiB6B12Si
    又はB14Si、堎合により付加的焌結助剀ず
    しおのたたはB4Cず混合する、こずを特城ずす
    る方法。  アルキルシランが1000〜2000℃の枩床範囲に
    おいお熱分解される特蚱請求の範囲第項に蚘茉
    の方法。  450〜1500℃の範囲の枩床で圢成された粉末
    が1400〜2000℃の枩床で䞍掻性雰囲気又は真空䞭
    で匕き続くアンニヌリング凊理に付される特蚱請
    求の範囲第項に蚘茉の方法。  1000〜1500℃の範囲の枩床で圢成された粉末
    がシリコンの融点りも高い枩床で匕き続くアンニ
    ヌリング凊理に付される特蚱請求の範囲第項に
    蚘茉の方法。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2927226A1 (de) * 1979-07-05 1981-01-08 Kempten Elektroschmelz Gmbh Dichte formkoerper aus polykristallinem beta -siliciumcarbid und verfahren zu ihrer herstellung durch heisspressen
JPS5939708A (ja) * 1982-08-25 1984-03-05 Shin Etsu Chem Co Ltd 炭化けい玠埮粉末の補造方法
EP0143122A3 (en) * 1983-08-26 1987-02-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. An ultrafine powder of silcon carbide, a method for the preparation thereof and a sintered body therefrom
JP3215407B2 (ja) * 1989-07-18 2001-10-09 ヘムロツク・セミコンダクタヌ・コヌポレヌシペン 高枩反応噚
CN100352761C (zh) * 2002-09-09 2007-12-05 匠芬红 制倇纳米氮化硅粉䜓的气盞合成装眮
JP2015074565A (ja) * 2013-10-07 2015-04-20 信濃電気補錬株匏䌚瀟 球状炭化ケむ玠粉及びその補造方法
EP3415469B1 (de) 2017-06-14 2019-09-11 Evonik Degussa GmbH Synthese von silicium-kohlenstoff-komposit in einem gasphasenreaktor
DE102022102320A1 (de) * 2022-02-01 2023-08-03 The Yellow SiC Holding GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Produktion von Siliziumkarbid

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1269376A (fr) * 1959-07-17 1961-08-11 Wacker Chemie Gmbh Procédé de préparation d'un carbure de silicium de grande pureté
GB1174859A (en) * 1967-07-21 1969-12-17 British Titan Products Pigmentary Silicon Carbide
CH472337A (de) * 1968-06-10 1969-05-15 Lonza Ag Verfahren zur Herstellung von reinem B-Siliciumcarbid in feinteiliger Form
GB1478898A (en) * 1973-10-24 1977-07-06 Gen Electric Silicon carbide ceramic
DE2518950A1 (de) * 1974-05-20 1975-12-04 Gen Electric Gesintertes siliziumkarbidpulver und verfahren zu dessen herstellung
US4312954A (en) * 1975-06-05 1982-01-26 Kennecott Corporation Sintered silicon carbide ceramic body
JPS526716A (en) * 1975-06-30 1977-01-19 Gen Electric Silicon carbide sintered articles

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EP0006921B1 (de) 1984-07-11
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