JPS63156098A - Production of silicon carbide whisker - Google Patents

Production of silicon carbide whisker

Info

Publication number
JPS63156098A
JPS63156098A JP61301968A JP30196886A JPS63156098A JP S63156098 A JPS63156098 A JP S63156098A JP 61301968 A JP61301968 A JP 61301968A JP 30196886 A JP30196886 A JP 30196886A JP S63156098 A JPS63156098 A JP S63156098A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon
silicon carbide
silicon
carbide whiskers
raw material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61301968A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiro Kaji
梶 吉郎
Katsunori Shimazaki
嶋崎 勝乗
Keita Yura
由良 慶太
Kozo Saeki
公三 佐伯
Masakazu Yamamoto
正和 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanebo Ltd
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanebo Ltd, Kobe Steel Ltd filed Critical Kanebo Ltd
Priority to JP61301968A priority Critical patent/JPS63156098A/en
Publication of JPS63156098A publication Critical patent/JPS63156098A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/005Growth of whiskers or needles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36Carbides

Abstract

PURPOSE:To obtain the title silicon carbide whisker contg. a small amt. of remaining unreacted carbon and having an excellent acicular property, by separately heating the carbon compact contg. a catalyst along with carbon and an silicon-contg. raw material in the same H2-atmosphere reaction furnace. CONSTITUTION:The carbon-contg. compact contg. a metal or its compd. as the catalyst is prepared. The carbon-contg. compact and the silicon-contg. raw material are separately arranged in the reaction furnace. The compact and raw material are heated in an H2-atmosphere and allowed to react with each other, and the silicon carbide whisker is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 童栗上食■凪立国 本発明は、高純度であると共に、実質的に屈曲物や粒状
物を含まない炭化ケイ素ウィスカーを製造する方法に関
し、詳しくは、反応炉内においてケイ素含有原料と炭素
含有原料とを水素雰囲気下に加熱して炭化ケイ素ウィス
カーを製造する方法において、炭素と共に触媒を含む炭
素含有成形体を炭素含有原料として用いて、高純度であ
ると共に、実質的に屈曲物や粒状物を含まない炭化ケイ
素ウィスカーを製造する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing silicon carbide whiskers which are highly pure and substantially free of bent objects and particulate matter. In a method for producing silicon carbide whiskers by heating a silicon-containing raw material and a carbon-containing raw material in a hydrogen atmosphere, a carbon-containing molded body containing a catalyst together with carbon is used as a carbon-containing raw material, and the carbon-containing raw material is of high purity and substantially The present invention relates to a method for producing silicon carbide whiskers that are free of bends and particles.

堡來生狭閂 炭化ケイ素ウィスカーは、完全な単結晶構造を有し、軽
量高強度高弾性であるので、特に、アルミニウムやその
合金を基体とする金属系複合材料の強化材としての用途
が期待されている。
The narrow-barrel silicon carbide whiskers have a perfect single-crystal structure and are lightweight, strong, and highly elastic, so they are expected to be used as reinforcing materials for metallic composite materials based on aluminum or its alloys. has been done.

このような炭化ケイ素ウィスカーは、一般には、ケイ素
含有原料と炭素含有原料とを、通常、1400℃以上の
温度で反応させることによって製造されている。より詳
細には、炭化ケイ素ウィスカーの製造方法として、従来
より、気相合成法と固相合成法とが代表的に知られてい
る。気相合成法としては、ハロゲン化ケイ素と炭化水素
との混合ガス、又は炭素及びハロゲンを含む有機ケイ素
化金物ガスを水素気流中で熱分解する方法や、ケイ素化
合物を仕込んだ反応炉内に炭化水素や塩化水素等のガス
を流通させることによって反応炉内に炭化ケイ素ウィス
カーを生成させる方法(特公昭52−28757号公報
)、二酸化ケイ素、炭素粉末、フッ化ナトリウム等を充
填したるつぼを不活性雰囲気中で加熱し、気化した一酸
化ケイ素や一酸化炭素を低温域で反応させて、炭化ケイ
素ウィスカーを析出成長させる方法(特公昭54−15
555号公報、特開昭56−100125号公報)等が
知られている。
Such silicon carbide whiskers are generally produced by reacting a silicon-containing raw material and a carbon-containing raw material, usually at a temperature of 1400° C. or higher. More specifically, gas phase synthesis method and solid phase synthesis method are conventionally known as typical methods for producing silicon carbide whiskers. Gas phase synthesis methods include thermally decomposing a mixed gas of silicon halides and hydrocarbons, or organosilicate metal gas containing carbon and halogen in a hydrogen stream, and carbonizing a silicon compound in a reactor. A method of generating silicon carbide whiskers in a reactor by circulating a gas such as hydrogen or hydrogen chloride (Japanese Patent Publication No. 52-28757), in which a crucible filled with silicon dioxide, carbon powder, sodium fluoride, etc. is inert. A method of precipitating and growing silicon carbide whiskers by heating in an atmosphere and reacting vaporized silicon monoxide and carbon monoxide in a low temperature range (Special Publication No. 54-15
555, Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-100125), etc. are known.

これらの気相合成法は、針状の炭化ケイ素ウィスカーを
製造することができるので、この点からは有利であるが
、反面、原料の利用率が低く、従って、炭化ケイ素ウィ
スカーの収率が低いので、炭化ケイ素ウィスカーの大量
生産のだめの方法としては適さない。更に、この気相合
成法においては、供給原料が炉内において分解し、反応
炉や生成するウィスカーを汚染する問題がある。
These gas phase synthesis methods can produce acicular silicon carbide whiskers, so they are advantageous from this point of view, but on the other hand, the utilization rate of raw materials is low, and therefore the yield of silicon carbide whiskers is low. Therefore, it is not suitable as a method for mass production of silicon carbide whiskers. Furthermore, in this gas phase synthesis method, there is a problem that the feedstock decomposes in the furnace and contaminates the reactor and the generated whiskers.

一方、固相合成法としては、例えば、粉末状ケイ素含有
原料と炭素含有原料を混合して、成形し、この成形体を
匣鉢に入れてトレープッシャ一式加熱炉にて加熱する方
法(特開昭58−20799号公報、特開昭58−91
010号公報、特公昭50−25907号公報)が知ら
れており、この方法は、炭化ケイ素ウィスカーの大量生
産に適するが、粉状や屈曲状の炭化ケイ素ウィスカーが
多量に生成するうえに、得られる炭化ケイ素ウィスカー
に不純物が多量に含まれる。
On the other hand, as a solid phase synthesis method, for example, a method of mixing a powdered silicon-containing raw material and a carbon-containing raw material, molding the mixture, placing the molded body in a sagger pot, and heating it in a heating furnace equipped with a tray pusher (Unexamined Japanese Patent Publication No. Publication No. 58-20799, Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-91
010, Japanese Patent Publication No. 50-25907), and this method is suitable for mass production of silicon carbide whiskers, but it produces a large amount of powdered or bent silicon carbide whiskers, and is difficult to obtain. The resulting silicon carbide whiskers contain a large amount of impurities.

そこで、本発明者らは、ケイ素含有原料を予め所定形状
に成形し、これを粉末状の炭素含有原料と水素雰囲気下
に加熱することによって、形状及び純度を改善した炭化
ケイ素ウィスカーを製造し得る方法を既に提案している
が、尚、少量の粉状、屈曲状物を含み、また、不純物を
も含むことが避けられない。
Therefore, the present inventors are able to produce silicon carbide whiskers with improved shape and purity by forming a silicon-containing raw material into a predetermined shape in advance and heating this in a hydrogen atmosphere with a powdered carbon-containing raw material. Although a method has already been proposed, it is unavoidable that it contains small amounts of powder, tortuous materials, and impurities.

発明が解決しようとする問題点 本発明者らは、炭化ケイ素ウィスカーの製造における上
記した問題を解決するために鋭意研究した結果、炭素含
有原料として、鉄化合物のような触媒を含む炭素含有成
形体を用い、これを水素ガス雰囲気下に粉末状ケイ素含
有原料と共に高温に加熱することによって、炭化ケイ素
ウィスカーは上記炭素含有成形体上に選択的に生成し、
しかも、このようにして得られる炭化ケイ素ウィスカー
は実質的に粉状や屈曲状物を含まず、更に、極めて高純
度であることを見出して、本発明に至ったものである。
Problems to be Solved by the Invention As a result of intensive research in order to solve the above-mentioned problems in the production of silicon carbide whiskers, the present inventors have developed a carbon-containing molded body containing a catalyst such as an iron compound as a carbon-containing raw material. silicon carbide whiskers are selectively generated on the carbon-containing compact by heating this together with a powdered silicon-containing raw material in a hydrogen gas atmosphere to a high temperature,
Moreover, it was discovered that the silicon carbide whiskers obtained in this manner do not substantially contain any powder or tortuous material, and furthermore, have extremely high purity, leading to the present invention.

即ち、本発明は、触媒を含む炭素含有成形体を炭素含有
原料として、これを水素ガス雰囲気下に粉末状ケイ素含
有原料と共に高温に加熱することによって、屈曲物や粒
状物を実質的に含まず、且つ、極めて高純度である炭化
ケイ素ウィスカーを製造し得る方法を提供することを目
的とする。
That is, the present invention uses a carbon-containing molded body containing a catalyst as a carbon-containing raw material and heats it to a high temperature together with a powdered silicon-containing raw material in a hydrogen gas atmosphere, thereby forming a carbon-containing molded body substantially free of bent objects and granular materials. The object of the present invention is to provide a method for producing silicon carbide whiskers with extremely high purity.

問題臼を解゛するための 本発明は、反応炉内においてケイ素含有原料と炭素含有
原料とを加熱反応させて、炭化ケイ素ウィスカーを製造
する方法において、炭素含有原料として鉄化合物を含む
炭素含有成形体を用いると共に、この炭素含有成形体を
反応炉内においてケイ素含有原料と分離して配置して、
水素ガス雰囲気下に加熱することを特徴とする。
The present invention for solving the problem is a method for producing silicon carbide whiskers by heating and reacting a silicon-containing raw material and a carbon-containing raw material in a reactor, and a carbon-containing molded material containing an iron compound as a carbon-containing raw material. using a carbon-containing molded body and arranging the carbon-containing molded body separately from the silicon-containing raw material in a reactor,
It is characterized by heating under a hydrogen gas atmosphere.

本発明の方法において用いる炭素含有成形体は、炭素を
含むと共に、触媒を含有し、好ましくは、多孔質の成形
体である。かかる成形体は、例えば、加熱焼成によって
炭化し得る炭素前駆体、例えば、熱硬化性樹脂や各種ピ
ッチ類を触媒及び必要に応じて種々の添加剤、例えば、
バインダーと混練し、これを所要の形状に成形した後、
加熱焼成し、炭素前駆体を炭化させることによって得る
ことができる。このように、炭素前駆体の成形体を多孔
質体に焼成する方法自体は既に知られている。得られる
成形体の多孔度を調整するために、必要に応じて、炭素
前駆体を含む上記混練物に更に炭化焼成時に分解揮散す
る有機質物質を添加してもよい。
The carbon-containing molded body used in the method of the present invention contains carbon and a catalyst, and is preferably a porous molded body. Such a molded body is made of, for example, a carbon precursor that can be carbonized by heating and firing, such as a thermosetting resin or various pitches, a catalyst, and optionally various additives, such as
After kneading it with a binder and molding it into the desired shape,
It can be obtained by heating and firing to carbonize the carbon precursor. As described above, the method itself for firing a molded body of a carbon precursor into a porous body is already known. In order to adjust the porosity of the resulting molded body, an organic substance that decomposes and volatilizes during carbonization firing may be added to the kneaded material containing the carbon precursor, if necessary.

炭素含有成形体の形状は、特に制限されるものではない
が、例えば、厚さ0.1〜1鶴程度の薄板状が好適であ
る。
Although the shape of the carbon-containing molded body is not particularly limited, a thin plate shape with a thickness of approximately 0.1 to 1 mm is suitable, for example.

しかし、本発明において、成形手段や炭素含有成形体の
形状は何ら限定されるものではなく、成形手段として、
例えば、押出成形、プレス成形、造粒等の手段を用いる
ことができ、また、成形体も、板、棒、管、筒、球、線
状及びこれらの組み合わせとしての形状を有することが
できる。
However, in the present invention, the shaping means and the shape of the carbon-containing molded body are not limited at all, and as the shaping means,
For example, means such as extrusion molding, press molding, and granulation can be used, and the molded object can also have a shape of a plate, rod, tube, tube, sphere, line, or a combination thereof.

本発明の方法において、炭素含有成形体は反応触媒を含
有する。かかる触媒は既に知られており、本発明の方法
においては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、又はこ
れらの化合物、例えば、酸化物、硝酸塩、塩化物、硫酸
塩、炭酸塩等を好ましく用いることができる。特に、例
えば、酸化鉄や塩化鉄が好適である。
In the method of the invention, the carbon-containing molded body contains a reaction catalyst. Such catalysts are already known, and in the process of the invention, for example, iron, nickel, cobalt, or compounds thereof, such as oxides, nitrates, chlorides, sulfates, carbonates, etc., are preferably used. can. Particularly suitable are iron oxide and iron chloride, for example.

本発明の方法においては、上記炭素含有成形体とケイ素
含有原料とを水素ガス雰囲気下に所定の反応温度に加熱
することによって、炭化ケイ素ウィスカーを得る。ここ
に、水素ガス雰囲気とは、水素ガスのみの場合だけでな
く、20容量%以上の水素を含有し、残部が非酸化性不
活性ガスである雰囲気をも含むものとする。
In the method of the present invention, silicon carbide whiskers are obtained by heating the carbon-containing molded body and the silicon-containing raw material to a predetermined reaction temperature in a hydrogen gas atmosphere. Here, the hydrogen gas atmosphere includes not only hydrogen gas but also an atmosphere containing 20% by volume or more of hydrogen, with the remainder being a non-oxidizing inert gas.

ケイ素含有原料としては、例えば、二酸化ケイ素粉末を
用いることができるが、本発明においては、好ましくは
、ケイ素単体と二酸化ケイ素の混合粉末を用いる。特に
、ケイ素単体1モル当たりに二酸化ケイ素1〜6モルを
含む混合粉末を用い°ることが好ましい。理由は後に説
明する。
As the silicon-containing raw material, for example, silicon dioxide powder can be used, but in the present invention, a mixed powder of simple silicon and silicon dioxide is preferably used. In particular, it is preferable to use a mixed powder containing 1 to 6 moles of silicon dioxide per mole of silicon alone. The reason will be explained later.

本発明の方法において、反応温度は少なくとも1400
℃以上であり、通常、好ましくは1500〜1700℃
の範囲である。反応温度が1400℃よりも低いときは
、炭化ケイ素ウィスカーの生成が不十分である。一方、
余りに高温としても、収率の向上や不純物の低減の効果
が飽和すると共に、製造費用の上昇を招くので、反応温
度の上限は、通常、1700℃程度が好ましい。加熱手
段は任意であるが、電気加熱が使用しやすい。
In the method of the invention, the reaction temperature is at least 1400
℃ or higher, usually preferably 1500 to 1700℃
is within the range of When the reaction temperature is lower than 1400°C, silicon carbide whiskers are insufficiently produced. on the other hand,
If the temperature is too high, the effects of improving the yield and reducing impurities will be saturated and the production cost will increase, so the upper limit of the reaction temperature is usually preferably about 1700°C. Although the heating means is arbitrary, electric heating is easy to use.

反応時間は30分乃至10時間であり、通常、2〜6時
間程度で十分である。反応時間が余りに短いときは、未
反応原料が多量に残留し、一方、余りに長時間反応させ
ても、炭化ケイ素ウィスカーの収量の増加が僅かである
ので、生産性及び熱エネルギー費用の観点からみて、何
ら利点がない。
The reaction time is 30 minutes to 10 hours, and usually about 2 to 6 hours is sufficient. If the reaction time is too short, a large amount of unreacted raw materials will remain; on the other hand, if the reaction is too long, the yield of silicon carbide whiskers will increase only slightly. , there is no advantage.

本発明の方法においては、反応炉内にて上記した炭素含
有成形体とケイ素含有原料とを水素雰囲気下に所定温度
に加熱して炭化ケイ素ウィスカーを生成させるに際して
、反応炉内において、炭素含有成形体とケイ素含有原料
とを分離して配置する。後述するように、本発明の方法
によれば、炭化ケイ素ウィスカーは、選択的に炭素含有
成形体上に生成するので、このように炭素含有成形体を
ケイ素含有原料と分離することによって、得られ炭化ケ
イ素ウィスカーに未反応二酸化ケイ素等が不純物として
混入することがない。
In the method of the present invention, when heating the above-described carbon-containing molded body and silicon-containing raw material to a predetermined temperature in a hydrogen atmosphere to generate silicon carbide whiskers, the carbon-containing molded body is The body and the silicon-containing raw material are placed separately. As described later, according to the method of the present invention, silicon carbide whiskers are selectively generated on the carbon-containing molded body, so by separating the carbon-containing molded body from the silicon-containing raw material in this way, silicon carbide whiskers can be obtained. There is no possibility that unreacted silicon dioxide or the like will be mixed into the silicon carbide whiskers as impurities.

炭素含有成形体とケイ素含有原料とを用いる本発明によ
る固相合成法においては、理想的には、C(固) + 
2To(気)−CH#(気)(1)Si(固) + S
iO□(固)→2SiO(気)(2)SiO□(固)+
CHt(気)→5in(気)+GO+2)1g   (
3)Sin(気) + 2C(固)→ 5iC(固”)
  + CO(気)(4)なる反応が起こり、特に、ケ
イ素含有原料として、ケイ素単体と二酸化ケイ素との混
合粉末を用いることによって、式(2)によって炭化ケ
イ素ウィスカーの生成に寄与する一酸化ケイ素を生成す
るので、炭化ケイ素ウィスカーの収率が増大し、更に、
炭化ケイ素ウィスカーは、炭素含有成形体に含まれる触
媒を生成核として炭素含有成形体上に成長するので、成
形体からの分離が容易であり、従って、未反応炭素を実
質的に含まないのみならず、針状性にすぐれて、粉状や
屈曲物を実質的に含まない。
In the solid phase synthesis method according to the present invention using a carbon-containing molded body and a silicon-containing raw material, ideally, C (solid) +
2To (air) - CH# (air) (1) Si (solid) + S
iO□ (solid) → 2SiO (air) (2) SiO□ (solid) +
CHt (Ki) → 5in (Ki) + GO + 2) 1g (
3) Sin (Ki) + 2C (Hard) → 5iC (Hard”)
+ CO (gas) (4) reaction occurs, and in particular, by using a mixed powder of simple silicon and silicon dioxide as the silicon-containing raw material, silicon monoxide contributes to the generation of silicon carbide whiskers according to formula (2). , the yield of silicon carbide whiskers increases, and furthermore,
Silicon carbide whiskers grow on a carbon-containing molded body using the catalyst contained in the carbon-containing molded body as a formation nucleus, so they can be easily separated from the molded body, and therefore, they can be easily separated from the molded body, and therefore contain substantially no unreacted carbon. It has excellent acicular properties and contains virtually no powder or bent substances.

このようにして、所定の温度で炭化ケイ素ウィスカーを
生成させた後、加熱を停止し、反応生成物を反応炉から
取り出し、次いで、必要に応じて、この反応生成物をマ
ツフル炉内にて600〜1100℃の温度に加熱して、
僅かに含まれることがある未反応炭素原料を熱焼焼却す
れば、極めて高純度で針状の炭化ケイ素ウィスカーを高
収率にて得ることができる。
After producing silicon carbide whiskers at a predetermined temperature in this way, the heating is stopped, the reaction product is taken out from the reactor, and then, if necessary, the reaction product is placed in a Matsufuru furnace for 600 min. Heating to a temperature of ~1100℃,
By thermally incinerating a small amount of unreacted carbon material that may be contained, extremely pure, acicular silicon carbide whiskers can be obtained in high yield.

発明の効果 本発明の方法によれば、以上のように、炭素含有原料と
して、炭素と共に触媒を含む多孔質体を用いて、炭化ケ
イ素ウィスカーを炭素含有成形体上に生成させるので、
炭化ケイ素ウィスカーの分離が容易であるのみならず、
得られる炭化ケイ素ウィスカーに残存する未反応炭素は
著しく少ない。
Effects of the Invention According to the method of the present invention, as described above, silicon carbide whiskers are produced on a carbon-containing molded body using a porous body containing carbon and a catalyst as a carbon-containing raw material.
Not only is it easy to separate silicon carbide whiskers, but also
There is significantly less unreacted carbon remaining in the resulting silicon carbide whiskers.

また、炭化ケイ素ウィスカーは、炭素含有成形体に含ま
れる触媒を生成核として成長するので針状性にすぐれて
、粉状や屈曲物を実質的に含まない。
Furthermore, since silicon carbide whiskers grow using the catalyst contained in the carbon-containing molded body as a generation nucleus, they have excellent acicular properties and substantially do not contain powder or bent objects.

更に、本発明の方法に従って、反応炉内において、炭素
含有成形体をケイ素含有原料と分離して配置することに
よって、生成する炭化ケイ素ウィスカーに未反応のケイ
素成分が混入しない。
Further, according to the method of the present invention, by arranging the carbon-containing molded body separately from the silicon-containing raw material in the reactor, unreacted silicon components are not mixed into the silicon carbide whiskers produced.

従って、本発明の方法によれば、極めて高純度であって
、しかも、粉状や屈曲物を実質的に含有しない針状の炭
化ケイ素ウィスカーを高収率にて得ることができる。
Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to obtain acicular silicon carbide whiskers of extremely high purity and substantially free of powder or bent materials at a high yield.

ス施■ 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

酸化鉄4重量%を含有させた多孔質炭素板(長さ100
R1幅5011、厚み1鶴)10枚を等方性黒鉛からな
る容器に1fl間隔にて垂直に取り付けると共に、上記
容器の底部に上記成形体の下端から5flの間隔をおい
て、ケイ素含有原料として、ケイ素粉末2gと酸化ケイ
素粉末17.1 gとの均一な混合物を敷きつめた。
Porous carbon plate containing 4% by weight of iron oxide (length 100
R1 width 5011, thickness 1) were vertically attached at 1 fl intervals to a container made of isotropic graphite, and at the same time, at the bottom of the container, at 5 fl intervals from the lower end of the molded body, as a silicon-containing raw material. , a homogeneous mixture of 2 g of silicon powder and 17.1 g of silicon oxide powder was laid down.

この容器を反応炉内に装填し、水素気流下、1530℃
の温度にて4時間保持した後、炉から取り出したところ
、炭素含有成形体上に密生する白色のカビ状物質として
β−炭化ケイ素ウィスカーを得た。このカビ状物質は、
炭素含有成形体から容易に剥離することができた。尚、
この炭化ケイ素ウィスカーに含まれる未反応炭素量は僅
少であった。
This container was loaded into a reactor and heated to 1530°C under a hydrogen stream.
After holding at a temperature of 4 hours, the product was taken out of the furnace, and β-silicon carbide whiskers were obtained as a white mold-like substance growing densely on the carbon-containing molded product. This fungal substance is
It could be easily peeled off from the carbon-containing molded body. still,
The amount of unreacted carbon contained in this silicon carbide whisker was small.

上記炭化ケイ素ウィスカーをフッ酸中に一夜浸漬した後
、その減量を調べたところ、2%であって、掻めて純度
の高い炭化ケイ素ウィスカーであることが確認された。
After the silicon carbide whiskers were immersed in hydrofluoric acid overnight, the weight loss was 2%, and it was confirmed that the silicon carbide whiskers had extremely high purity.

また、この炭化ケイ素ウィスカーは、走査型電子顕微鏡
にて調べたところ、粉状及び屈曲状物は実質的に認めら
れなかった。
Further, when this silicon carbide whisker was examined using a scanning electron microscope, substantially no powdery or bent material was observed.

比較例 反応容器を兼ねるケイ素含有成形体として二酸化ケイ素
49重量%を含有する外径25n、内径201m及び長
さ100flのNCタンマン管を用いた。
Comparative Example An NC Tammann tube containing 49% by weight of silicon dioxide and having an outer diameter of 25 nm, an inner diameter of 201 m, and a length of 100 fl was used as a silicon-containing molded body that also served as a reaction vessel.

カーボンブラック粉末50部、反応触媒としての微粉状
酸化鉄0.2部及び反応促進剤としての塩化ナトリウム
粉末(試薬1級)17部をボールミルにて1時間攪拌し
て均一な混合物となし、この混合物を上記タンマン管内
に2g充填し、これを電気炉に挿入した。
50 parts of carbon black powder, 0.2 parts of finely powdered iron oxide as a reaction catalyst, and 17 parts of sodium chloride powder (grade 1 reagent) as a reaction promoter were stirred in a ball mill for 1 hour to form a homogeneous mixture. 2 g of the mixture was filled into the Tammann tube, and the tube was inserted into an electric furnace.

この電気炉内に窒素ガスを炉芯管単位断面積(cd)当
り5ml/分の流量にて1時間導入した後、5℃/分の
昇温速度にて炉の中心部温度が1530℃になるまで加
熱した。この昇温過程において、内湯が1000℃に達
して後、電気炉への窒素ガスの導入を停止し、次いで、
水素ガスを5ml/分の流量にて電気炉内に導入しつつ
、炉内温度を1550℃に高め、この温度に2時間保持
した。この後、徐々に炉内温度を降温させながら、水素
ガスの導入を停止し、次いで、炉内雰囲気を窒素ガスに
切り換えてから、内容物を取り出して、黒縁色で軽量の
嵩高い塊を反応生成物として得た。この反応生成物にお
ける未反応炭素量は約50%であった。
After introducing nitrogen gas into this electric furnace at a flow rate of 5 ml/min per unit cross-sectional area (cd) of the furnace core tube for 1 hour, the temperature at the center of the furnace reached 1530°C at a temperature increase rate of 5°C/min. It was heated until it was. In this temperature raising process, after the indoor hot water reaches 1000°C, the introduction of nitrogen gas to the electric furnace is stopped, and then,
While hydrogen gas was introduced into the electric furnace at a flow rate of 5 ml/min, the temperature inside the furnace was raised to 1550° C. and maintained at this temperature for 2 hours. After this, the introduction of hydrogen gas was stopped while gradually lowering the temperature inside the furnace, and then the atmosphere inside the furnace was changed to nitrogen gas, and the contents were taken out and the black-rimmed, lightweight, bulky mass was reacted. Obtained as product. The amount of unreacted carbon in this reaction product was about 50%.

この反応生成物から過剰炭素を除去するために、これを
内湯800℃のマツフル炉内で4時間焼成して、炭化ケ
イ素ウィスカーを得た。この炭化ケイ素ウィスカー中の
不純物としての二酸化ケイ素は12%であった。また、
得られた炭化ケイ素ウィスカーは、分岐や折れ曲がりを
有するものであった。
In order to remove excess carbon from this reaction product, it was fired for 4 hours in a Matsufuru furnace with an inner hot water of 800°C to obtain silicon carbide whiskers. The silicon dioxide as an impurity in this silicon carbide whisker was 12%. Also,
The obtained silicon carbide whiskers had branches and bends.

特許出願人  株式会社神戸製鋼所 同  鐘紡株式会社Patent applicant: Kobe Steel, Ltd. Kanebo Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)反応炉内においてケイ素含有原料と炭素含有原料
とを加熱反応させて、炭化ケイ素ウィスカーを製造する
方法において、炭素含有原料として、触媒としての金属
又はその化合物を含む炭素含有成形体を用いると共に、
この炭素含有成形体を反応炉内においてケイ素含有原料
と分離して配置して、水素ガス雰囲気下に加熱すること
を特徴とする炭化ケイ素ウィスカーの製造方法。
(1) In a method of manufacturing silicon carbide whiskers by heating and reacting a silicon-containing raw material and a carbon-containing raw material in a reactor, a carbon-containing molded body containing a metal or its compound as a catalyst is used as the carbon-containing raw material. With,
A method for producing silicon carbide whiskers, which comprises arranging this carbon-containing molded body separately from a silicon-containing raw material in a reactor and heating it in a hydrogen gas atmosphere.
(2)炭素含有成形体が、触媒を含む熱硬化性樹脂を成
形し、炭化焼成してなる多孔質体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の炭化ケイ素ウィスカーの
製造方法。
(2) The method for producing silicon carbide whiskers according to claim 1, wherein the carbon-containing molded body is a porous body formed by molding a thermosetting resin containing a catalyst and carbonizing and firing the molded body. .
(3)触媒が鉄、ニッケル、コバルト及びこれらの化合
物よりなる群から選ばれることを特徴とする特許請求の
範囲第1項又は第2項記載の炭化ケイ素ウィスカーの製
造方法。
(3) The method for producing silicon carbide whiskers according to claim 1 or 2, wherein the catalyst is selected from the group consisting of iron, nickel, cobalt, and compounds thereof.
(4)触媒が鉄、ニッケル又はコバルトの酸化物、硝酸
塩、塩化物、硫酸塩又は炭酸塩であることを特徴とする
特許請求の範囲第3項記載の炭化ケイ素ウィスカーの製
造方法。
(4) The method for producing silicon carbide whiskers according to claim 3, wherein the catalyst is an oxide, nitrate, chloride, sulfate or carbonate of iron, nickel or cobalt.
(5)ケイ素含有原料として、ケイ素単体及び二酸化ケ
イ素の混合粉末を用いることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の炭化ケイ素ウィスカーの製造方法。
(5) The method for producing silicon carbide whiskers according to claim 1, characterized in that a mixed powder of simple silicon and silicon dioxide is used as the silicon-containing raw material.
(6)混合粉末がケイ素単体1モルについて二酸化ケイ
素1〜6モルを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
5項記載の炭化ケイ素ウィスカーの製造方法。
(6) The method for producing silicon carbide whiskers according to claim 5, wherein the mixed powder contains 1 to 6 mol of silicon dioxide per 1 mol of silicon.
(7)反応温度が1400℃以上であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の炭化ケイ素ウィスカーの
製造方法。
(7) The method for producing silicon carbide whiskers according to claim 1, wherein the reaction temperature is 1400°C or higher.
JP61301968A 1986-12-17 1986-12-17 Production of silicon carbide whisker Pending JPS63156098A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61301968A JPS63156098A (en) 1986-12-17 1986-12-17 Production of silicon carbide whisker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61301968A JPS63156098A (en) 1986-12-17 1986-12-17 Production of silicon carbide whisker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63156098A true JPS63156098A (en) 1988-06-29

Family

ID=17903294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61301968A Pending JPS63156098A (en) 1986-12-17 1986-12-17 Production of silicon carbide whisker

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63156098A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH03357B2 (en)
US4619905A (en) Process for the synthesis of silicon nitride
JPS5913442B2 (en) Manufacturing method of high purity type silicon nitride
US4873070A (en) Process for producing silicon carbide whiskers
JPH0253400B2 (en)
JPH0353279B2 (en)
JPS63156098A (en) Production of silicon carbide whisker
JPS6126600A (en) Preparation of beta type silicon carbide whisker
JPS645000B2 (en)
JPS63159297A (en) Production of silicon carbide whisker
IE902439A1 (en) Monocrystalline silicon carbide fibres and process for their¹manufacture
JPH0353280B2 (en)
IL104435A (en) Continuous process for the preparation of silicon nitride by carbonitriding and silicon nitride obtained thereby
JPH10203818A (en) Granulated low-oxygen silicone, its production and production of silicon nitride
EP0179670A2 (en) Production of silicon carbide cobweb whiskers
JPH0511047B2 (en)
JPH0633238B2 (en) Method for producing high-purity silicon carbide whisker
JPH0313166B2 (en)
JPH0351679B2 (en)
JPH02111700A (en) Production of silicon carbide whisker
JPS62113799A (en) Production of silicon carbide whisker
JP2635695B2 (en) Method for producing α-silicon nitride powder
JPH0633237B2 (en) Method for producing high-purity silicon carbide whisker
JPH05326B2 (en)
JPH068166B2 (en) Method for producing silicon carbide powder