JPS6227003B2 - - Google Patents
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- Silicon Compounds (AREA)
Description
本発明は、高純度易焼結性窒化ケイ素微粉の製
法、さらに詳しくは高温構造材に用いる窒化ケイ
素成型物の原料に用いる窒化ケイ素微粉の製造方
法に関する。一般的にセラミツクスは金属に代替
することができる高温材料として各種分野におい
て使用されはじめている。これらの中で、特に窒
化ケイ素は、高強度、高耐熱衝撃性等の優れた特
性を有するので期待の大きい材料の１つである。 窒化ケイ素成形物の製法としては、反応焼結、
ホツトプレス、雰囲気加圧焼結、常圧焼結、
CVD等の方法があるが、その成形物の物性、コ
スト、形状や寸法の制限等の問題から、常圧焼結
あるいは雰囲気加圧焼結による成形物に期待が寄
せられている。 しかしながら、窒化ケイ素は難焼結物質であり
焼結技術は極めて難しく、添加剤の選択、加熱条
件等と並んで、焼結に適した原料を選定し使用す
ることが優れた窒化ケイ素成形物製造の重要なポ
イントであり、特に常圧焼結、雰囲気加圧焼結技
術においてはこの傾向が著しい。 ところで易焼結性の窒化ケイ素微粉は等軸に近
い形状で、嵩が小さく、また二次凝集がなく、し
かも不純物を適量に含有するものであるとされて
いる。また一般的に不純物を含むことは、焼結成
形物の物性特に高温における物性に悪影響を及ぼ
すことが知られている。従つて、充分に高純度な
微粉で等軸形状の、嵩が小さく二次凝集のない窒
化ケイ素が成形物原料として好ましいものであ
る。 従来成形物の原料として用いられる窒化ケイ素
微粉の製法はいろいろ知られているが、例えば (1) 金属Siを直接窒化し窒化ケイ素塊又は粗粒を
得、これを微粉砕し、精製する方法。 (2) ハロゲン化ケイ素、特に四塩化ケイ素をNH3
又はN2、H2と反応させて直接に窒化ケイ素を
得るか、若しくは、これらの反応生成物を更に
非酸化性雰囲気下で加熱処理する方法。 (3) シランをアンモニアと気相で反応させ、必要
に応じて加熱処理する方法。 (4) 高純度シリカ質物質と炭素との混合物を
NH3、N2等の雰囲気下、加熱する方法。 があげられる。(1)の方法による窒化ケイ素は一般
に、Fe，Al，Ca等の金属不純物を多量に含み、
この種の窒化ケイ素粉を使用した成形物の物性、
特に熱間強度が著しく小さくなる。この方法に用
いる原料金属Siは高純度で安価なものが得難く、
通常、Al，Fe，Ca等を含んでおり、これらの不
純物は窒化工程を経ると生成する窒化ケイ素の結
晶構造中に固溶し易く、粉砕後の精製によつても
除き難いという欠点がある。 金属Siには、半導体製造用に供される超高純度
なものもあるが、この様なSiは極めて高価であり
窒化ケイ素の原料として不適当であるばかりでな
く、窒化工程へ供するためには、粉砕後の前処理
が必要であり、結局は高純度をそのまゝ維持して
窒化を行うことができず、不純物の少ない窒化ケ
イ素を得る事はできない。 (2)の方法は気相法、イミド法として、高純度な
窒化ケイ素を得る方法として知られる。しかし、
この方法による窒化ケイ素微粉は針状結晶を多量
に含み、嵩が大きく、成形物を製造する際の成形
性、焼結性が劣る。この方法によつても針状結晶
を含まないものも条件によつては得られるが、こ
れは結晶状態が不安定な非晶質であり、塩素、酸
素を不純物として多量に含み、焼結原料として好
ましいものではない。 (3)の方法では、レーザーを用い反応させ粒径、
形状、純度などの特性に優れた窒化ケイ素を得た
例も報告されているが、その焼結特性については
明らかでなく、更に原料となるシランは高価であ
り実用的ではない。 (4)の方法は、金属不純物が比較的少なく好まし
いが、生成窒化ケイ素中の酸素、炭素が多く、必
ずしも満足出来る程に高純度な窒化ケイ素が得ら
れない。 本発明者は以上のような現状から高純度で粉末
度の高い微粉窒化ケイ素の製造方法についていろ
いろ研究を行つた結果本発明を完成したものであ
る。 本発明は上記のような諸欠点を解決することを
目的とするものであつて、針状結晶を多量に含有
する窒化ケイ素を機械的手段で微粉砕し次いでこ
れを精製することにより高純度で粉末度が高く、
易焼結性の窒化ケイ素の製法を提供しようとする
ものである。 すなわち、本発明は(1)ハロゲン化ケイ素とアン
モニア及び／又は窒素と水素との混合ガスとを反
応させSiとＮとを含有する非晶質物質を生成させ
る第１工程、(2)前記第１工程で得られた物質を非
酸化雰囲気下前記第１工程の反応温度以上の温度
で処理し針状結晶を多量に含有する窒化ケイ素を
生成させる第２工程、(3)前記第２工程で生成させ
た物質を粉体と接する主要部が普通鋼で構成され
てなる粉砕機により水を媒体として湿式粉砕する
第３工程、(4)前記第３工程で得られた窒化ケイ素
微粉をハロゲン化水素酸で処理する第４工程の各
工程を結合してなることを特徴とする比表面積15
m2／ｇ以上で粒径１μｍ以下の等軸的不規則形状
粒子からなり、しかも酸素が1.5％以下、Alが
100ppm以下、Caが10ppm以下、Feが150ppm以
下である高純度微粉窒化ケイ素の製造方法であ
る。 以下さらに本発明を詳しく説明する。 本発明の第１工程ではハロゲン化ケイ素とアン
モニア及び又は窒素と水素との混合ガスとの反応
によりSi、Ｎ含有物質を製造する。反応は、各物
質を気体状態で反応させる気相法によつて行える
が、反応器を適当に冷却し反応物質の１以上を液
化し液同志あるいは液中に他のガスを吹込んで反
応する液相法あるいは適当な溶媒中に反応物質の
１以上を分散あるいは溶解させて反応させる液相
法によつても良い。ハロゲン化ケイ素としては
SiX4〜oYo，SiHX3〜oYo，SiH2XY，SiH3Xがあ
げられる。（但しＸ，ＹはCl，Br，Ｉ，Ｆのいず
れかであり、ｎは０〜４である。） これらの中で価格、入手や取扱い易さを考える
とSiCl4が最も適当である。反応温度は気相法の
場合常温〜1500℃程度を選択されるが、特に700
〜1300℃が好ましい。液相法の場合は、利用する
液相の種類により異なるが、温度は−100〜200℃
程度が適当である。 本発明の第２工程では、第１工程で得られた、
Si，Ｎを含む非晶質の生成物を、非酸化雰囲気下
で第１工程での反応温度以上に加熱し、結晶質窒
化ケイ素を得るものである。この工程の加熱雰囲
気は、第１工程で得られた生成物が極めて酸化・
変質し易いことから、非酸化性が必要不可欠であ
り、N2，H2，Ar，He，NH3，CH4などの一般的
な非酸化性ガスが利用出来るが、N2，H2，NH3
の単独又は混合ガスが特に好ましい。又、真空雰
囲気での加熱も可能である。加熱温度は、第１工
程の反応温度より高くする必要があり、温度1000
〜1700℃が適当であり、1400〜1600℃が特に好ま
しい。温度1400℃未満では、得られる窒化ケイ素
の結晶化が不充分であり、また1600℃をこえると
製品の分解によるロスが増し、得られる製品の品
質面でも好ましくない。第２工程での加熱は、第
１工程での生成物である粉状のものをそのまゝ適
当な器に入れ加熱しても良いが、粉状物をプレス
等で嵩を小さくしあるいは造粒して嵩を小さくし
て加熱することも、加熱炉の容積効率やハンドリ
ングの面で有利であり、実施可能である。加熱炉
の形式は、一般のタンク式の雰囲気炉の他に、ト
ンネルキルン、ロータリーキルンあるいは流動加
熱の適用も可能である。この第２工程で得られる
窒化ケイ素は、一般に金属不純物が少なく、結晶
相特にα相窒化ケイ素の含有量は50％以上である
が、多量の針状晶を含み嵩が大きいものであり、
前述の様にそのまゝでは焼結用原料として利用す
るには好ましくない。 本発明の第３工程では、第２工程で得られた窒
化ケイ素粉を水を媒体として湿式粉砕し微粉化す
る。 この工程で使用される粉砕機は、粉体と接する
主要部が普通鋼からなつているものである。超硬
合金やステンレス鋼からなる粉砕機では、粉砕時
に混入される不純物を後記の精製の際に除去し難
く、又アルミナ、窒化ケイ素、合成樹脂等の材料
からなる粉砕機では、粉砕効率が劣るのに加えて
混入不純物を除去し難い。粉砕機の形式は各種の
ものが利用出来るが、粉砕効率、操作性から、ボ
ールミルが最も好ましい。また、15m2／ｇ以上好
ましくは20m2／ｇ以上の比表面積を有し、しかも
走査型電子顕微鏡（SEM）による観察結果が粒
径１μｍ以下好ましくは0.5μｍ以下の等軸的不
規則形状からなるものを、比較的短時間の粉砕で
効率よく得るために、水を媒体とする湿式粉砕を
行う。有機溶媒を媒体とする湿式粉砕では精製後
の窒化ケイ素微粉にＣが残存し易くなり、また、
乾式粉砕では15m2／ｇ以上の比表面積とするには
長時間を要する等の問題がある。 次に第４工程においては、第３工程で微粉砕し
たものをハロゲン化水素酸で処理する。このよう
にすると粉砕時において混入される鉄などの不純
物及び表面酸化による酸素が除去される。すなわ
ち、酸素が1.5％以下、Alが100ppm以下、Caが
10ppm以下、Feが150ppm以下の窒化ケイ素微粉
が得られる。 本発明において、ハロゲン化水素酸とは、フツ
化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素の水溶
液であるが、これらの中、フツ化水素酸と塩酸が
入手、取扱の点から好ましい。 本発明は、以上のような第１工程〜第４工程か
らなるものであり、本発明によつて得られた窒化
ケイ素は超微粉かつ高純度であり、しかもそれを
用いた焼結体強度も著しく高まることから各種成
型物製造用原料として好適なものとなる。 以下実施例をあげてさらに本発明を具体的に説
明する。 実施例 １ SiCl4とNH3とを温度1000℃において気相反応
させてSiとＮとを含有する非晶質化合物を得た。 次にこの非晶質化合物をNH3流通の雰囲気炉中
で温度1500℃、３時間加熱し、高純度Si3N4を得
た。 これをSEMにより2000倍に拡大して観察した
ところ第１図に示すように太さ１〜２μ、長さ20
〜100μの針状粒子が大部分であつた。 このSi3N4粉200ｇを６の鉄製ボールミル中で
イオン交換法による純水の存在下240時間粉砕し
た。 粉砕物を過した後これに35％濃塩酸900ｇを
加え温度90℃で１時間加熱し不純物と反応させ、
過分離し、純水に洗浄後乾燥して微粉Si3N4を
得た。 この微粉Si3N4の物性測定、化学分析、SEMに
より10000倍に拡大し観察を行つた。その結果を
表に示す。またそのSEM写真を第２図に示す。 この微粉Si3N4にAl2O32％、Y2O36％を添加混
合し、240Kg／cm21700℃30分間ホツトプレスした
ところ、理論密度の98.3％の嵩密度を有する成形
体を得た。この成形体の温度1200℃おける曲げ強
度を測定したところ、82Kg／mm2であつた。 比較例 １ ハロゲン化ケイ素を原料とすると言われる市販
の高純度Si3N4を用いて実施例１と同様の測定、
観察を行つた。その5000倍のSEM写真を第３図
に示す。このSi3N4粉を実施例１と同様の条件で
ホツトプレスしたが、嵩密度が理論値の68％まで
しか収縮しなかつた。この成形体の温度1200℃に
おける曲げ強度は24Kg／mm2であつた。 比較例 ２ 金属ケイ素窒化法による市販の微粉Si3N4を入
手し、実施例１と同様に行つた。その10000倍の
SEM写真を第４図に示す。 このSi3N4を実施例１と同様の条件でホツトプ
レスしたところ、理論密度の98.3％の嵩密度の成
形体を得た。成形体の1200℃での曲げ強度は47
Kg／mm2であつた。 実施例２及び比較例３ N2で希釈したSiCl4ガスとN2とH2が容積比1/1
とした混合ガスとを1100℃で反応させSiとＮとを
含有する非晶質化合物を得た。 次に、これをさらにN2とH2との混合気流中温
度1550℃１時間加熱し黄褐色のSi3N4粉を得た。 この黄褐色のSi3N4粉を実施例１と同様の方法
で粉砕し、HCl処理した後更に、1/1のHCl／HF
混酸にて精製、過、洗浄し、微粉Si3N4を得
た。 その物性の測定結果を実施例２（湿式粉砕品）
として表に示した。またその10000倍のSEM写真
を第５図に示す。 一方上記の黄褐色のSi3N4粉を、鉄製ボールミ
ルに入れ、N2封入後100時間乾式粉砕し、粉砕物
を1000℃のHCl気流中で１時間精製した。 その物性を比較例２（乾式粉砕品）として表に
示した。またその10000倍のSEM写真を第６図に
示す。 次いで実施例２及び比較例３のSi3N4粉をそれ
ぞれ別々に用いこれらに対し、岩谷化学(株)の
Al2O32重量％三徳金属(株)のY2O36重量％添加混合
し、圧力240Kg／cm2、温度1750℃、30分間ホツト
プレスした。その物性の測定結果を表に示す。
法、さらに詳しくは高温構造材に用いる窒化ケイ
素成型物の原料に用いる窒化ケイ素微粉の製造方
法に関する。一般的にセラミツクスは金属に代替
することができる高温材料として各種分野におい
て使用されはじめている。これらの中で、特に窒
化ケイ素は、高強度、高耐熱衝撃性等の優れた特
性を有するので期待の大きい材料の１つである。 窒化ケイ素成形物の製法としては、反応焼結、
ホツトプレス、雰囲気加圧焼結、常圧焼結、
CVD等の方法があるが、その成形物の物性、コ
スト、形状や寸法の制限等の問題から、常圧焼結
あるいは雰囲気加圧焼結による成形物に期待が寄
せられている。 しかしながら、窒化ケイ素は難焼結物質であり
焼結技術は極めて難しく、添加剤の選択、加熱条
件等と並んで、焼結に適した原料を選定し使用す
ることが優れた窒化ケイ素成形物製造の重要なポ
イントであり、特に常圧焼結、雰囲気加圧焼結技
術においてはこの傾向が著しい。 ところで易焼結性の窒化ケイ素微粉は等軸に近
い形状で、嵩が小さく、また二次凝集がなく、し
かも不純物を適量に含有するものであるとされて
いる。また一般的に不純物を含むことは、焼結成
形物の物性特に高温における物性に悪影響を及ぼ
すことが知られている。従つて、充分に高純度な
微粉で等軸形状の、嵩が小さく二次凝集のない窒
化ケイ素が成形物原料として好ましいものであ
る。 従来成形物の原料として用いられる窒化ケイ素
微粉の製法はいろいろ知られているが、例えば (1) 金属Siを直接窒化し窒化ケイ素塊又は粗粒を
得、これを微粉砕し、精製する方法。 (2) ハロゲン化ケイ素、特に四塩化ケイ素をNH3
又はN2、H2と反応させて直接に窒化ケイ素を
得るか、若しくは、これらの反応生成物を更に
非酸化性雰囲気下で加熱処理する方法。 (3) シランをアンモニアと気相で反応させ、必要
に応じて加熱処理する方法。 (4) 高純度シリカ質物質と炭素との混合物を
NH3、N2等の雰囲気下、加熱する方法。 があげられる。(1)の方法による窒化ケイ素は一般
に、Fe，Al，Ca等の金属不純物を多量に含み、
この種の窒化ケイ素粉を使用した成形物の物性、
特に熱間強度が著しく小さくなる。この方法に用
いる原料金属Siは高純度で安価なものが得難く、
通常、Al，Fe，Ca等を含んでおり、これらの不
純物は窒化工程を経ると生成する窒化ケイ素の結
晶構造中に固溶し易く、粉砕後の精製によつても
除き難いという欠点がある。 金属Siには、半導体製造用に供される超高純度
なものもあるが、この様なSiは極めて高価であり
窒化ケイ素の原料として不適当であるばかりでな
く、窒化工程へ供するためには、粉砕後の前処理
が必要であり、結局は高純度をそのまゝ維持して
窒化を行うことができず、不純物の少ない窒化ケ
イ素を得る事はできない。 (2)の方法は気相法、イミド法として、高純度な
窒化ケイ素を得る方法として知られる。しかし、
この方法による窒化ケイ素微粉は針状結晶を多量
に含み、嵩が大きく、成形物を製造する際の成形
性、焼結性が劣る。この方法によつても針状結晶
を含まないものも条件によつては得られるが、こ
れは結晶状態が不安定な非晶質であり、塩素、酸
素を不純物として多量に含み、焼結原料として好
ましいものではない。 (3)の方法では、レーザーを用い反応させ粒径、
形状、純度などの特性に優れた窒化ケイ素を得た
例も報告されているが、その焼結特性については
明らかでなく、更に原料となるシランは高価であ
り実用的ではない。 (4)の方法は、金属不純物が比較的少なく好まし
いが、生成窒化ケイ素中の酸素、炭素が多く、必
ずしも満足出来る程に高純度な窒化ケイ素が得ら
れない。 本発明者は以上のような現状から高純度で粉末
度の高い微粉窒化ケイ素の製造方法についていろ
いろ研究を行つた結果本発明を完成したものであ
る。 本発明は上記のような諸欠点を解決することを
目的とするものであつて、針状結晶を多量に含有
する窒化ケイ素を機械的手段で微粉砕し次いでこ
れを精製することにより高純度で粉末度が高く、
易焼結性の窒化ケイ素の製法を提供しようとする
ものである。 すなわち、本発明は(1)ハロゲン化ケイ素とアン
モニア及び／又は窒素と水素との混合ガスとを反
応させSiとＮとを含有する非晶質物質を生成させ
る第１工程、(2)前記第１工程で得られた物質を非
酸化雰囲気下前記第１工程の反応温度以上の温度
で処理し針状結晶を多量に含有する窒化ケイ素を
生成させる第２工程、(3)前記第２工程で生成させ
た物質を粉体と接する主要部が普通鋼で構成され
てなる粉砕機により水を媒体として湿式粉砕する
第３工程、(4)前記第３工程で得られた窒化ケイ素
微粉をハロゲン化水素酸で処理する第４工程の各
工程を結合してなることを特徴とする比表面積15
m2／ｇ以上で粒径１μｍ以下の等軸的不規則形状
粒子からなり、しかも酸素が1.5％以下、Alが
100ppm以下、Caが10ppm以下、Feが150ppm以
下である高純度微粉窒化ケイ素の製造方法であ
る。 以下さらに本発明を詳しく説明する。 本発明の第１工程ではハロゲン化ケイ素とアン
モニア及び又は窒素と水素との混合ガスとの反応
によりSi、Ｎ含有物質を製造する。反応は、各物
質を気体状態で反応させる気相法によつて行える
が、反応器を適当に冷却し反応物質の１以上を液
化し液同志あるいは液中に他のガスを吹込んで反
応する液相法あるいは適当な溶媒中に反応物質の
１以上を分散あるいは溶解させて反応させる液相
法によつても良い。ハロゲン化ケイ素としては
SiX4〜oYo，SiHX3〜oYo，SiH2XY，SiH3Xがあ
げられる。（但しＸ，ＹはCl，Br，Ｉ，Ｆのいず
れかであり、ｎは０〜４である。） これらの中で価格、入手や取扱い易さを考える
とSiCl4が最も適当である。反応温度は気相法の
場合常温〜1500℃程度を選択されるが、特に700
〜1300℃が好ましい。液相法の場合は、利用する
液相の種類により異なるが、温度は−100〜200℃
程度が適当である。 本発明の第２工程では、第１工程で得られた、
Si，Ｎを含む非晶質の生成物を、非酸化雰囲気下
で第１工程での反応温度以上に加熱し、結晶質窒
化ケイ素を得るものである。この工程の加熱雰囲
気は、第１工程で得られた生成物が極めて酸化・
変質し易いことから、非酸化性が必要不可欠であ
り、N2，H2，Ar，He，NH3，CH4などの一般的
な非酸化性ガスが利用出来るが、N2，H2，NH3
の単独又は混合ガスが特に好ましい。又、真空雰
囲気での加熱も可能である。加熱温度は、第１工
程の反応温度より高くする必要があり、温度1000
〜1700℃が適当であり、1400〜1600℃が特に好ま
しい。温度1400℃未満では、得られる窒化ケイ素
の結晶化が不充分であり、また1600℃をこえると
製品の分解によるロスが増し、得られる製品の品
質面でも好ましくない。第２工程での加熱は、第
１工程での生成物である粉状のものをそのまゝ適
当な器に入れ加熱しても良いが、粉状物をプレス
等で嵩を小さくしあるいは造粒して嵩を小さくし
て加熱することも、加熱炉の容積効率やハンドリ
ングの面で有利であり、実施可能である。加熱炉
の形式は、一般のタンク式の雰囲気炉の他に、ト
ンネルキルン、ロータリーキルンあるいは流動加
熱の適用も可能である。この第２工程で得られる
窒化ケイ素は、一般に金属不純物が少なく、結晶
相特にα相窒化ケイ素の含有量は50％以上である
が、多量の針状晶を含み嵩が大きいものであり、
前述の様にそのまゝでは焼結用原料として利用す
るには好ましくない。 本発明の第３工程では、第２工程で得られた窒
化ケイ素粉を水を媒体として湿式粉砕し微粉化す
る。 この工程で使用される粉砕機は、粉体と接する
主要部が普通鋼からなつているものである。超硬
合金やステンレス鋼からなる粉砕機では、粉砕時
に混入される不純物を後記の精製の際に除去し難
く、又アルミナ、窒化ケイ素、合成樹脂等の材料
からなる粉砕機では、粉砕効率が劣るのに加えて
混入不純物を除去し難い。粉砕機の形式は各種の
ものが利用出来るが、粉砕効率、操作性から、ボ
ールミルが最も好ましい。また、15m2／ｇ以上好
ましくは20m2／ｇ以上の比表面積を有し、しかも
走査型電子顕微鏡（SEM）による観察結果が粒
径１μｍ以下好ましくは0.5μｍ以下の等軸的不
規則形状からなるものを、比較的短時間の粉砕で
効率よく得るために、水を媒体とする湿式粉砕を
行う。有機溶媒を媒体とする湿式粉砕では精製後
の窒化ケイ素微粉にＣが残存し易くなり、また、
乾式粉砕では15m2／ｇ以上の比表面積とするには
長時間を要する等の問題がある。 次に第４工程においては、第３工程で微粉砕し
たものをハロゲン化水素酸で処理する。このよう
にすると粉砕時において混入される鉄などの不純
物及び表面酸化による酸素が除去される。すなわ
ち、酸素が1.5％以下、Alが100ppm以下、Caが
10ppm以下、Feが150ppm以下の窒化ケイ素微粉
が得られる。 本発明において、ハロゲン化水素酸とは、フツ
化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素の水溶
液であるが、これらの中、フツ化水素酸と塩酸が
入手、取扱の点から好ましい。 本発明は、以上のような第１工程〜第４工程か
らなるものであり、本発明によつて得られた窒化
ケイ素は超微粉かつ高純度であり、しかもそれを
用いた焼結体強度も著しく高まることから各種成
型物製造用原料として好適なものとなる。 以下実施例をあげてさらに本発明を具体的に説
明する。 実施例 １ SiCl4とNH3とを温度1000℃において気相反応
させてSiとＮとを含有する非晶質化合物を得た。 次にこの非晶質化合物をNH3流通の雰囲気炉中
で温度1500℃、３時間加熱し、高純度Si3N4を得
た。 これをSEMにより2000倍に拡大して観察した
ところ第１図に示すように太さ１〜２μ、長さ20
〜100μの針状粒子が大部分であつた。 このSi3N4粉200ｇを６の鉄製ボールミル中で
イオン交換法による純水の存在下240時間粉砕し
た。 粉砕物を過した後これに35％濃塩酸900ｇを
加え温度90℃で１時間加熱し不純物と反応させ、
過分離し、純水に洗浄後乾燥して微粉Si3N4を
得た。 この微粉Si3N4の物性測定、化学分析、SEMに
より10000倍に拡大し観察を行つた。その結果を
表に示す。またそのSEM写真を第２図に示す。 この微粉Si3N4にAl2O32％、Y2O36％を添加混
合し、240Kg／cm21700℃30分間ホツトプレスした
ところ、理論密度の98.3％の嵩密度を有する成形
体を得た。この成形体の温度1200℃おける曲げ強
度を測定したところ、82Kg／mm2であつた。 比較例 １ ハロゲン化ケイ素を原料とすると言われる市販
の高純度Si3N4を用いて実施例１と同様の測定、
観察を行つた。その5000倍のSEM写真を第３図
に示す。このSi3N4粉を実施例１と同様の条件で
ホツトプレスしたが、嵩密度が理論値の68％まで
しか収縮しなかつた。この成形体の温度1200℃に
おける曲げ強度は24Kg／mm2であつた。 比較例 ２ 金属ケイ素窒化法による市販の微粉Si3N4を入
手し、実施例１と同様に行つた。その10000倍の
SEM写真を第４図に示す。 このSi3N4を実施例１と同様の条件でホツトプ
レスしたところ、理論密度の98.3％の嵩密度の成
形体を得た。成形体の1200℃での曲げ強度は47
Kg／mm2であつた。 実施例２及び比較例３ N2で希釈したSiCl4ガスとN2とH2が容積比1/1
とした混合ガスとを1100℃で反応させSiとＮとを
含有する非晶質化合物を得た。 次に、これをさらにN2とH2との混合気流中温
度1550℃１時間加熱し黄褐色のSi3N4粉を得た。 この黄褐色のSi3N4粉を実施例１と同様の方法
で粉砕し、HCl処理した後更に、1/1のHCl／HF
混酸にて精製、過、洗浄し、微粉Si3N4を得
た。 その物性の測定結果を実施例２（湿式粉砕品）
として表に示した。またその10000倍のSEM写真
を第５図に示す。 一方上記の黄褐色のSi3N4粉を、鉄製ボールミ
ルに入れ、N2封入後100時間乾式粉砕し、粉砕物
を1000℃のHCl気流中で１時間精製した。 その物性を比較例２（乾式粉砕品）として表に
示した。またその10000倍のSEM写真を第６図に
示す。 次いで実施例２及び比較例３のSi3N4粉をそれ
ぞれ別々に用いこれらに対し、岩谷化学(株)の
Al2O32重量％三徳金属(株)のY2O36重量％添加混合
し、圧力240Kg／cm2、温度1750℃、30分間ホツト
プレスした。その物性の測定結果を表に示す。
【表】
【表】
表に示すSi3N4の物性及び化学分析値はいずれ
も次の方法によつて分析した。 １ 比表面積は液体窒素温度における窒素吸着
法、 ２ 不純物の含有量の酸素はレコ社の酸素分析装
置により、その他不純物の分析値は弗酸、硝酸
の混酸により分解した後原子吸光分析法によ
る。
も次の方法によつて分析した。 １ 比表面積は液体窒素温度における窒素吸着
法、 ２ 不純物の含有量の酸素はレコ社の酸素分析装
置により、その他不純物の分析値は弗酸、硝酸
の混酸により分解した後原子吸光分析法によ
る。
第１図は実施例１の粉砕前の2000倍のSEM写
真、第２図は実施例１の粉砕後の10000倍のSEM
写真、第３図は比較例１の5000倍のSEM写真、
第４図は比較例２の10000倍のSEM写真、第５図
は実施例２の10000倍のSEM写真、第６図は比較
例２の10000倍のSEM写真である。
真、第２図は実施例１の粉砕後の10000倍のSEM
写真、第３図は比較例１の5000倍のSEM写真、
第４図は比較例２の10000倍のSEM写真、第５図
は実施例２の10000倍のSEM写真、第６図は比較
例２の10000倍のSEM写真である。
Claims (1)
- １ (1)ハロゲン化ケイ素とアンモニア及び／又は
窒素と水素との混合ガスとを反応させSiとＮとを
含有する非晶質物質を生成させる第１工程、(2)前
記第１工程で得られた物質を非酸化雰囲気下前記
第１工程の反応温度以上の温度で処理し針状結晶
のものを多量に含有する窒化ケイ素を生成させる
第２工程、(3)前記第２工程で生成した物質を粉体
と接する主要部が普通鋼で構成されてなる粉砕機
により水を媒体として湿式粉砕する第３工程、(4)
前記第３工程で得られた窒化ケイ素微粉をハロゲ
ン化水素酸で処理する第４工程の各工程を結合し
てなることを特徴とする比表面積15m2／ｇ以上で
粒径１μｍ以下の等軸的不規則形状粒子からな
り、しかも酸素が1.5％以下、Alが100ppm以下、
Caが10ppm以下、Feが150ppm以下である高純
度微粉窒化ケイ素の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4077583A JPS59169911A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 高純度微粉窒化ケイ素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4077583A JPS59169911A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 高純度微粉窒化ケイ素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59169911A JPS59169911A (ja) | 1984-09-26 |
| JPS6227003B2 true JPS6227003B2 (ja) | 1987-06-11 |
Family
ID=12589996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4077583A Granted JPS59169911A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 高純度微粉窒化ケイ素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59169911A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230050542A (ko) * | 2021-10-07 | 2023-04-17 | 동국대학교 와이즈캠퍼스 산학협력단 | 무인 비행체의 전력 시스템 및 이를 갖는 무인 비행체 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3617489A1 (de) * | 1986-05-24 | 1987-11-26 | Bayer Ag | Sinterfaehiges si(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)n(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)-pulver sowie verfahren zu seiner herstellung |
| GB9306802D0 (en) * | 1993-04-01 | 1993-05-26 | Tioxide Specialties Ltd | Process for the production of silicon nitride |
| CN102614935B (zh) * | 2012-03-05 | 2013-11-06 | 阳光凯迪新能源集团有限公司 | 氧化铝载体的表面改性方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891016A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 高密度易焼結性窒化ケイ素粉末の製法 |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP4077583A patent/JPS59169911A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891016A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 高密度易焼結性窒化ケイ素粉末の製法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230050542A (ko) * | 2021-10-07 | 2023-04-17 | 동국대학교 와이즈캠퍼스 산학협력단 | 무인 비행체의 전력 시스템 및 이를 갖는 무인 비행체 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59169911A (ja) | 1984-09-26 |
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