JPS63103899A - 炭化けい素ウイスカの製造方法および製造装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は炭化けい素ウィスカの製造方法および製造装置
に関し、より詳しくは高収率かつ経済的に炭化けい素ウ
ィスカを製造する方法および装置に関する。

（従来技術とその問題点） 固体原料を使用した炭化けい素ウィスカの製造方法とし
ては炭素源として炭素粉を、けい素源として二酸化けい
素を用いる方法（例えば、特公昭５４−１７７２０号、
特開昭５’７−１１１３００号など）があるが、これら
の方法はいずれも固体原料がら生成した反応ガスを固体
原料が置かれている場所以外の場所に移してウィスカの
結晶を生長させる方法をとっており、温度および気体の
分圧を厳密に調整する必要がある。従って装置としても
複雑となり、量産化するのが難しく、かつウィスカの収
率も低い欠点を有している。また炭素粉と二Ｑ化けい素
粉を混合し原料として炭化けい素ウィスカを製造する別
の方法としては特開昭６１−２６６００号がある。この
方法は収率が高い反面、１５００〜２００００の高温で
反応を行なうため、反応以外に消費される熱の損失が大
きく、炭化けい素ウィスカの製造コストは高くなってし
まう欠点を有している。

（発明の目的） 本発明は前記従来の製造方法における欠点を除去し、反
応以外に消費される熱の損失が小さい、高収率でかつ経
済的に安価な炭化けい素ウィスカの製造方法および製造
装置を得ることを目的とする。

（発明の要点） 本発明は、炭素質粉末と二酸化けい素質粉末を混合して
反応容器内に配するとともに遷移金属を含む化合物のガ
スまたは遷移金属を含む化合物のガスと不活性ガスとの
混合ガスをこの反応容器内へ導入し、この反応容器内で
前記導入されたガスを高周波の電磁界を用いてプラズマ
化するこトニより遷移金属を含む化合物のガスを分解し
て触媒機能を生ゼしぬ炭化けい素ウィスカの製造を行な
おうとするものである。

本発明における炭素質粉末としては、とくに限定されな
いが、たとえばピッチコークス、カーボンブラック、活
性炭、アセチレンなどの有機化合物の不完全燃焼による
煤などの粉末を使用することができる。また、二酸化け
い素質粉末としては、たとえば二酸化けい素、ホワイト
カーボン、ケイ酸などの粉末が使用され、この粉末粒度
もとくに限定されない。両原料を混合するに際しては均
一に混合するのが好ましく、不均一な混合では粒状のｓ
ｉａができたり、ＳＺＯ，が未反応のまま残る場合があ
る。遷移金属を含む化合物とは例えば有機金属化合物な
どを指し、ガス状に蒸発せしめうろことが必須であり、
キャリアガスを用いることによってこの遷移金属を含む
化合物のガスが所望の帯域に導入できなければいけない
。キャリアガスとしては不活性ガス（たとえばＡｒ　ガ
スなど）や還元性ガス（たとえば水素ガスなど）が用い
られ、あるいはこれらを混合して用いてもよい。

前記炭素質粉末と二酸化けい素質粉末とを混合したもの
を石英ガラス製などの、耐熱性が高く誘電体損の小さい
反応容器内に配し、この反応容器内に遷移金属を含む化
合物のガスを導入し、この反応容器内を大気圧より減圧
状態とする。この状態で反応容器内に高周波またはマイ
クロ波のプラズマを形成すれば、遷移金属を含む化合物
のガスの分解がなされこの遷移金属の超微粒子が生成さ
れる。この遷移金属の超微粒子が前記プラズマ中で二酸
化けい素を炭化けい素ウィスカに還元するときの触媒と
して作用し反応を促進する。本発明の方法ならびに装置
は、このようにして、非常に低い反応温度で炭化けい素
ウィスカの製造を可能としようとする方法ならびに装置
である。

（発明の実施例） 第１図に本発明に基づいて構成される炭化けい素ウィス
カ製造装置の一実施例を示す。この装置は炭素質粉末と
二酸化けい素質粉末との混合による炭化けい素ウィスカ
の原料２を載置せしめる、例えばセラミックスなどの多
孔質な台４が配された反応管１と、この反応管１内へ遷
移金属の化合物のガスをキャリアガスにより導入するた
めの装置である遷移金属の化合物Ａを入れたバプラ６と
、このバブラを一定温度に保持するための恒温槽７とそ
の冷媒８と、前記反応管１内に高周波プラズマを形成す
るための高周波コイル３と、コイル３に高周波電圧を印
加するための高周波電源１１とそのマツチングコンデン
サ１２と、反応管１内を排気するための真空ポンプ１ｏ
とを備えている。

この装置における炭化けい素ウィスカの生成過程はつぎ
の通りである。

炭素質粉末として例えばカーボンブラックを用い、二酸
化けい素質粉末として例えばシリカ粉末を用い、これら
を混合して炭化けい素ウィスカの原料２とし、この原料
を多孔質なセラミックス製の台４上に載置し、これを反
応管１内に保持するための石英ガラス製あるいはセラミ
ックス製などの内Ｗ５上に配し反応管１内に固定する。

反応管１内を例えばＡｒガスなどの不活性ガスに置換伎
、真空ポンプ１０で減圧状態として、高周波電源１１か
らマツチングコンデンサ１２を介して例えば１３゜５６
ＭＨｚの高周波電圧をコイル３に印加して反応管１内に
高周波プラズマを誘導する。さらに例えばＡｒなどの不
活性ガスあるいは水素などの還元性ガスのキャリアガス
をバプラ６に通じ、例えばＦｅ　（０，）（、）、など
の液状の３移金属化合物Ａをガス化しキャリアガスとと
もに反応管１内へ導入する。導入された遷移金属化合物
のガスは反応管内のプラズマ中で分解され遷移金属の超
微粉が形成される。この超微粉は前記の炭素質粉末と二
酸化けい素質粉末との混合体中で触媒としてはたらき、
Ｓ　ｔ　０２　＋　３０　→Ｓ　ｔＯ＋　２００の反応
が促進され、炭化けい素ウィスカを低温で製造すること
が可能となる。

（発明の効果） 以上に述べたように、本発明によれば、炭化けい素ウィ
スカを製造するのに、従来の製造方法において用いられ
ている加熱反応という熱平衡状態での反応の代わりに、
高周波コイルによって反応管内に誘導された、高周波あ
るいはマイクロ波のプラズマを利用するプラズマ反応と
いう非平衡状態の反応と触媒の効果とを組み合わせて用
いることにより反応温度を低くすることができるから、
反応以外に消費される熱の損失が小さく、高収率でかつ
経済的に安価な炭化けい素ウィスカの製造方法および製
造装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法を達成するために、本発明に
基づいて構成される炭化けい素ウィスカ製造装置の一実
施例の構成原理図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）炭素質粉末と二酸化けい素質粉末とを混合して反応
   容器内に配するとともに遷移金属を含む化合物のガスま
   たは遷移金属を含む化合物のガスと不活性ガスとの混合
   ガスをこの反応容器内へ導入し、この反応容器内で前記
   導入されたガスを高周波の電磁界を用いてプラズマ化す
   ることにより遷移金属を含む化合物のガスを分解して触
   媒機能を生ぜしめ炭化けい素ウィスカの製造を行なうこ
   とを特徴とする炭化けい素ウィスカの製造方法。 ２）炭化けい素ウィスカの原料となる炭素質粉末と二酸
   化けい素質粉末との混合物が配される反応容器と、この
   反応容器内に遷移金属を含む化合物のガスを導入するた
   めの遷移金属化合物ガス導入装置と、前記反応容器の外
   周側を取り巻いて配され高周波電流を供給されて該容器
   内に導入されたガスをプラズマ化するための高周波コイ
   ルとを備えたことを特徴とする炭化けい素ウィスカの製
   造装置。