KR101627371B1 - Preparing method of size-controlled silicon carbide powder - Google Patents

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윤성일
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Abstract

The present invention relates to a method of producing a silicon carbide powder with size-adjustable particles, and more particularly, to a method of producing a silicon carbide powder including the following steps: i) preparing a liquid silicon source and a solid carbon source as raw materials; ii) gelling a liquid silicon source in a dispersion solution of the raw material to prepare a gel in which a solid carbon is evenly distributed; iii) heat treating the gel to prepare SiO2-C composite powder; and iv) performing carbothermal reduction on the SiO2-C composite powder to prepare a silicon carbide powder, wherein a SiO2-C composite powder is adjustable to a desired particle size by classifying particles by size and/or adjusting temperature and time of thermal carbon reduction reaction.

Description

입도 조절이 가능한 탄화규소 분말의 제조방법{Preparing method of size-controlled silicon carbide powder} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of preparing a silicon carbide powder,

본 발명은 입도 조절이 가능한 탄화규소 분말의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing silicon carbide powder capable of controlling particle size.

탄화규소(Silicon carbide, SiC)는 열 기계적 특성 및 내 화학 특성이 우수하여 고온 재료, 내마모성 재료, 자동차 부품, 화학공장의 내식성 또는 내약품성 부품 등의 소재로 사용되어 왔다. 최근 들어서는 반도체 공정의 특성상 고온 공정의 정밀제어가 요구됨에 따라 기존의 석영 및 알루미나 소재를 대체하는 소재로서 탄화규소가 각광받고 있다.Silicon carbide (SiC) has been used for materials such as high temperature materials, abrasion resistant materials, automotive parts, corrosion resistance of chemical plants and chemical resistant parts because of its excellent thermal mechanical properties and chemical resistance. In recent years, due to the characteristics of the semiconductor process, precise control of high-temperature processes is required, and thus silicon carbide is attracting attention as a material replacing conventional quartz and alumina materials.

탄화규소 분말을 제조하는 대표적인 방법으로는 애치슨(Acheson)법, 고상-액상반응 방법, 기상반응 방법, 액상반응 방법 등이 있다. Representative methods for producing silicon carbide powder include Acheson method, solid-liquid reaction method, gas phase reaction method, liquid phase reaction method and the like.

첫 번째 방법으로서 애치슨(Acheson)법은 일종의 고상반응 방법이다. 고상의 규소원(주로 실리카(SiO2))과 고상 탄소원(주로 카본블랙, 흑연 등)을 혼합하고 탄소열환원(carbothermal reduction) 반응으로 탄화규소 분말을 제조하는 방법이다. 상기 애치슨(Acheson)법으로 제조된 탄화규소 분말은 평균입경이 1∼100 ㎜로 조대하다. 따라서 분쇄 공정을 더 수행해야 하는 번거로움이 있으며, 분쇄하더라도 평균입경이 1 ㎛ 이하로 더 미세한 탄화규소 나노분말을 제조하기 어렵다는 단점이 있다.As a first method, the Acheson method is a kind of solid phase reaction method. Is a method of preparing a silicon carbide powder by mixing a solid silicon source (mainly silica (SiO 2 )) with a solid carbon source (mainly carbon black, graphite, etc.) and performing a carbothermal reduction reaction. The silicon carbide powder produced by the Acheson method has a large average particle diameter of 1 to 100 mm. Therefore, there is a disadvantage that it is difficult to further produce a silicon carbide nano powder having an average particle diameter of 1 mu m or less even when pulverized.

두 번째 방법으로서 고상-액상반응 방법은 미국등록특허 제6,730,283호에 개시되어 있다. 미국등록특허 제6,730,283호에 의하면 고상의 팽창흑연을 액상의 유기실리콘 화합물에 함침시킨 후에, 1300 ℃ 이상의 온도로 소성하여 탄화규소 분말을 제조한다. 상기 방법으로 제조된 탄화규소 분말의 평균입도는 100∼1000 ㎚이다.A solid-liquid reaction method as a second method is disclosed in U.S. Patent No. 6,730,283. According to U.S. Patent No. 6,730,283, solid phase expanded graphite is impregnated with a liquid organosilicon compound and then calcined at a temperature of 1300 ° C or higher to prepare a silicon carbide powder. The average particle size of the silicon carbide powder produced by the above method is 100 to 1000 nm.

세 번째 방법으로서 기상반응 방법은 일본공개특허 소61-127616호 및 한국등록특허 제0318350호에 개시되어 있다. 상기 기상반응은 규소원을 가열하여 증기화하기 위한 추가적인 장치가 필요하여 비용이 많이 소요되며, 반응온도가 1600 ℃ 이상으로 고온이 유지됨으로써 위험성이 있다.As a third method, a meteorological reaction method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 61-127616 and Korean Patent No. 0318350. The gas phase reaction requires an additional apparatus for heating and vaporizing the silicon source, which is expensive, and there is a risk that the reaction temperature is maintained at a high temperature of 1600 DEG C or higher.

네 번째 방법으로서 액상반응 방법은 미국등록특허 제6,627,169호 및 미국등록특허 제7,029,643호에 개시되어 있다. 미국등록특허 제6,627,169호에서는 액상 규소원인 에틸실리케이트와 액상 탄소원인 레졸 타입의 페놀수지를 반응시켜 탄화규소 분말을 제조한다. 또한, 미국등록특허 제7,029,643호에서는 액상 규소원인 알콕시실란(alkoxysilane)과 액상 탄소원인 레졸타입의 자일렌 수지를 반응시켜 탄화규소 분말을 제조한다.As a fourth method, a liquid phase reaction method is disclosed in U.S. Patent No. 6,627,169 and U.S. Patent No. 7,029,643. In U.S. Patent No. 6,627,169, a silicon carbide powder is produced by reacting ethyl silicate as a liquid silicon and a phenol resin as a liquid carbon source, which is a resole type. In addition, U.S. Patent No. 7,029,643 discloses a silicon carbide powder produced by reacting alkoxysilane, which is liquid silicon, with a resole type xylene resin, which is a liquid carbon source.

이상에서 살펴본 종래 제조방법에 의하면, 고상 원료의 혼합과정에서 불순물이 유입될 가능성이 높고, 원료로 사용된 규소원과 탄소원의 균질한 배합이 용이하지 않아 합성 수율이 낮으며. 그리고 제조되는 탄화규소의 입도 제어가 용이하지 않은 어려움이 있다.
According to the conventional manufacturing method as described above, there is a high possibility that impurities are introduced in the mixing process of the solid raw material, and the synthesis yield is low because the silicon source used as the raw material and the carbon source are not uniformly mixed. And it is difficult to control the particle size of the silicon carbide to be produced.

미국등록특허 제6,730,283호 "β-탄화규소 미분말의 제조방법"U.S. Patent No. 6,730,283 entitled " Process for producing β-silicon carbide fine powder " 일본공개특허 소61-127616호 "탄화규소 미분말의 제조방법"Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-127616 "Process for producing silicon carbide fine powder" 한국등록특허 제0318350호 "증기화 폴리실록산으로부터 탄화규소 분말을 제조하는 방법Korean Patent No. 0318350 "A method for producing a silicon carbide powder from a vaporized polysiloxane 미국등록특허 제6,627,169호 "탄화규소 분말과 이의 제조방법"U.S. Patent No. 6,627,169 entitled " Silicon Carbide Powder and Its Manufacturing Method " 미국등록특허 제7,029,643호 "탄화규소 분말과 이의 제조방법"U.S. Patent No. 7,029,643 entitled " Silicon Carbide Powder and Its Manufacturing Method "

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다양한 순도 및 입도 조절이 가능한 탄화규소 분말을 경제성이 높게 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing silicon carbide powders capable of controlling various purity and particle size with high economic efficiency.

상기한 과제 해결을 위하여, 본 발명은In order to solve the above problems,

ⅰ) 원료물질로서 C/Si 몰 비가 2.3∼4.0 범위 되도록 액상 규소원과 고상 탄소원을 준비하는 단계;I) preparing a liquid silicon source and a solid carbon source so that the C / Si molar ratio ranges from 2.3 to 4.0 as the raw material;

ⅱ) 젤화된 액상 규소원 내에 고상 탄소원이 고루 분산되어 있는 젤을 제조하는 단계;Ii) preparing a gel in which a solid carbon source is uniformly dispersed in a gelled liquid silicon source;

ⅲ) 젤을 300∼1000℃ 온도로 열처리하여 SiO2-C 복합체 분말을 제조하는 단계; 및 Ⅲ) by heating the gel to a temperature of 300~1000 ℃ to prepare a SiO 2 -C composite powder; And

ⅳ) SiO2-C 복합체 분말을 1300∼2200℃에서 열탄소환원 반응하여 탄화규소 분말을 제조하는 단계; 를 포함하는 탄화규소 분말의 제조방법을 특징으로 한다.
Iv) subjecting the SiO 2 -C composite powder to a thermal carbon reduction reaction at 1300-2200 ° C to produce a silicon carbide powder; The method comprising the steps of: preparing a silicon carbide powder;

본 발명의 제조방법에서는 반응원료로서 액상 규소원과 고상 탄소원을 사용하므로, 원료간의 균질한 혼합이 용이하여 고가의 혼합기를 사용하지 않아도 되는 경제적 이점이 있다.In the production method of the present invention, since a liquid silicon source and a solid carbon source are used as a reaction raw material, homogeneous mixing of raw materials is easy, and there is an economical advantage that an expensive mixer is not used.

본 발명의 제조방법에서는 액상 규소원과 고상 탄소원이 고루 분산된 용액내에서 액상 규소원을 젤화함으로써, 규소원의 젤(gel)상 내에 고상 탄소원을 균질하게 분산시키는 효과가 있다. 또한, 젤의 건조 및 열처리를 통해 제조된 SiO2-C 복합체는 규소원과 탄소원의 거리가 근접되어 열탄소환원 반응 효율을 증가시키는 효과가 있다. In the production method of the present invention, the liquid silicon source is gelated in a solution in which the liquid silicon source and the solid-phase carbon source are uniformly dispersed, There is an effect of uniformly dispersing the solid carbon source in the gel phase. In addition, SiO 2 -C composites prepared by drying and heat treatment of the gel have an effect of increasing the efficiency of the thermal carbon reduction reaction due to the proximity of the silicon source to the carbon source.

본 발명의 제조방법에서는 SiO2-C 복합체 분말의 입자 크기별 분급을 통해 탄화규소 분말의 입도를 제어하는 효과가 있다. 또한, SiO2-C 복합체의 열탄소환원 반응에서의 반응 온도 및 시간의 조절을 통해 탄화규소 분말의 입도를 제어하는 효과가 있다.The production method of the present invention has an effect of controlling the particle size of the silicon carbide powder through classification of the particle size of the SiO 2 -C composite powder. In addition, the particle size of the silicon carbide powder can be controlled by controlling the reaction temperature and time in the thermal carbon reduction reaction of the SiO 2 -C composite.

따라서 본 발명은 고순도 탄화규소 분말을 고수율로 제조할 수 있고, 그리고 수십 nm 내지 수십 ㎛ 크기 범위 내에서 탄화규소 분말의 입도를 제어하는 것이 용이하다는 우수성이 있다.
Therefore, the present invention is superior in that high purity silicon carbide powder can be produced at a high yield, and it is easy to control the particle size of the silicon carbide powder within a size range of several tens nm to several tens of 탆.

도 1은 본 발명의 탄화규소 분말의 제조방법에 있어, (a)액상 규소원과 고상 탄소원의 혼합단계, (b)액상 규소원의 젤화단계, 및 (c)SiO2-C 복합체 형성단계에 대한 개념도이다.
1 is for the manufacturing method of the silicon carbide powder of the present invention, (a) a mixing step of the liquid silicon source and a solid carbon source, (b) gelation step of the liquid silicon source, and (c) SiO 2 -C complexing step FIG.

본 발명은 액상 규소원과 고상 탄소원을 원료로 사용하는 탄화규소 분말의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에 따른 제조방법에서는 액상 규소원과 고상 탄소원이 균질하게 혼합된 상태에서 규소원의 젤화를 실시하여 고상 탄소원이 균질하게 분산된 SiO2-C 복합체 분말을 제조하고, 상기 SiO2-C 복합체의 입자크기별 분급 또는 열탄소환원 반응 조건 조절을 통해 원하는 크기로 입도가 조절되는 탄화규소 분말의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a silicon carbide powder using a liquid silicon source and a solid carbon source as raw materials. Specifically, in the process according to the invention to prepare a liquid silicon source and a solid phase SiO 2 -C composite powder of the carbon source is homogeneously subjected to the gelation of the silicon source in a mixed state to the solid state carbon is dispersed homogeneously, and the SiO 2 - C composite according to the particle size or the thermal carbon reduction reaction conditions to control the particle size of the silicon carbide powder to a desired size.

이러한 본 발명에 따른 탄화규소 분말의 제조방법은, The method for producing a silicon carbide powder according to the present invention comprises:

ⅰ) 원료물질로서 C/Si 몰 비가 2.3∼4.0 범위 되도록 액상 규소원과 고상 탄소원을 준비하는 단계;I) preparing a liquid silicon source and a solid carbon source so that the C / Si molar ratio ranges from 2.3 to 4.0 as the raw material;

ⅱ) 젤화된 액상 규소원 내에 고상 탄소원이 고루 분산되어 있는 젤을 제조하는 단계;Ii) preparing a gel in which a solid carbon source is uniformly dispersed in a gelled liquid silicon source;

ⅲ) 젤을 300∼1000℃ 온도로 열처리하여 SiO2-C 복합체 분말을 제조하는 단계; 및 Ⅲ) by heating the gel to a temperature of 300~1000 ℃ to prepare a SiO 2 -C composite powder; And

ⅳ) SiO2-C 복합체 분말을 1300∼2200℃에서 열탄소환원 반응하여 탄화규소 분말을 제조하는 단계; 를 포함한다.
Iv) subjecting the SiO 2 -C composite powder to a thermal carbon reduction reaction at 1300-2200 ° C to produce a silicon carbide powder; .

본 발명에 따른 탄화규소 분말의 제조방법을 각 단계별로 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
The method for producing the silicon carbide powder according to the present invention will be described in more detail as follows.

ⅰ)단계에서는 원료물질을 준비한다.In step i), the raw material is prepared.

본 발명에서는 원료물질로 액상 규소원과 고상 탄소원을 사용한다. In the present invention, a liquid silicon source and a solid carbon source are used as raw materials.

상기 액상 규소원은 가수분해가 가능한 관능기를 포함하는 실란화합물을 사용하는 데, 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 바와 같이 모노알콕시실란, 디알콕시실란, 트리알콕시실란 및 테트라알콕시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 실란화합물이 사용될 수 있다. 구체적으로는 메톡시실란, 에톡시실란, 프로폭시실란, 디메틸디메톡시실란, 디클로로디에톡시실란, 클로로트리메톡시실란, 테트라에틸 오소실리케이트 등으로부터 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.The liquid silicon source is a silane compound containing a hydrolyzable functional group. Specifically, the liquid silicon source is selected from the group consisting of monoalkoxysilane, dialkoxysilane, trialkoxysilane and tetraalkoxysilane, One or more silane compounds may be used. Specifically, at least one selected from methoxysilane, ethoxysilane, propoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dichlorodiethoxysilane, chlorotrimethoxysilane, tetraethylorthosilicate and the like can be used.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112015018230026-pat00001
Figure 112015018230026-pat00001

(상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 수소원자, 할로겐원자, C1∼C6알킬기 및 C1∼C6알콕시기 중에서 선택되고, 다만 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나 이상이 C1∼C6알콕시기이다) (In Formula 1, R 1, R 2, R 3 and R 4 is selected from hydrogen atom, halogen atom, C 1 ~C 6 alkyl group and a C 1 ~C 6 alkoxy group, but R 1, R 2, R at least one of the 3 and R 4 is a C 1 ~C 6 alkoxy group)

상기 고상 탄소원은 나노 크기의 분말상 탄소화합물을 사용하는데, 구체적으로 카본블랙 분말, 카본나노튜브(CNT) 및 흑연 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다. The solid carbon source may be a nano-sized powdery carbon compound. Specifically, at least one selected from the group consisting of carbon black powder, carbon nanotube (CNT) and graphite powder may be used.

상기 고상 탄소원은 물, C1∼C6알콜 및 C1∼C6알콜 수용액으로부터 선택된 용매에 분산시켜 사용하는 것이 바람직한 바, 액상 규소원과 고상 탄소원의 균질한 혼합이 보다 용이할 수 있고, 고상 탄소원의 표면적이 증가되어 탄화규소 합성 반응시 반응활성을 보다 높일 수 있기 때문이다. 이때 고상 탄소원을 분산시키는 용매의 사용량은 액상 규소원 1 몰을 기준으로 20 몰 비 미만, 바람직하기로는 4∼20 몰비로 사용하는 것이 좋다. 그 이유는 용매의 사용량이 4 몰비 미만이면 고상 탄소원의 고른 분산 및 표면적 등가 효과를 얻을 수 없고, 20 몰비를 초과하여 사용하게 되면 액상의 규소화합물이 젤화 단계에서의 젤화 시간이 증가하는 문제가 있다. It is preferable that the solid carbon source is dispersed in a solvent selected from water, a C 1 to C 6 alcohol and an aqueous C 1 to C 6 alcohol solution, so that it is easier to homogeneously mix the liquid silicon source and the solid carbon source, This is because the surface area of the carbon source is increased and the reaction activity can be further increased in the silicon carbide synthesis reaction. At this time, the amount of the solvent for dispersing the solid carbon source is preferably less than 20 mole ratio, preferably 4 to 20 mole ratio based on 1 mole of the liquid silicon source. If the amount of the solvent is less than 4 mol, uniform dispersion and surface area equivalent effects of the solid carbon source can not be obtained. If the solvent is used in excess of 20 molar ratio, the liquid silicon compound increases the gelation time in the gelation step .

본 발명에서 원료물질로 사용되는 액상 규소원과 고상 탄소원은 저순도 물질에서부터 고순도 물질까지 다양하게 사용될 수 있으며, 본 발명의 제조방법에서는 원료물질로 사용되는 고상 탄소원의 순도 조절을 통해 합성된 탄화규소 분말의 순도를 제어할 수 있다. 상기 원료물질로 사용되는 액상 규소원과 고상 탄소원은 C/Si의 몰 비가 2.3∼4.0 범위 되도록 혼합 사용할 수 있으며, C/Si의 몰 비가 증가할수록 탄화규소의 합성수율은 증가하고 합성된 탄화규소의 입자크기는 감소하는 경향을 보인다. 이에 C/Si의 몰 비 조절에 의해 탄화규소의 합성 수율 및 입자크기가 달라질 수 있는데, C/Si의 몰 비가 2.3 미만이면 탄화규소 분말의 합성 수율이 낮아지는 문제가 있을 수 있고, C/Si의 몰 비가 4.0을 초과하면 탄화규소 분말 합성 후에 미반응 탄소가 잔류하여 제품의 순도를 낮추는 문제가 있을 수 있다.
The liquid silicon source and the solid carbon source used as raw materials in the present invention can be variously used from a low purity material to a high purity material. In the production method of the present invention, the silicon carbide synthesized through controlling the purity of the solid carbon source used as a raw material The purity of the powder can be controlled. The liquid silicon source used as the raw material and the solid carbon source may be mixed so that the molar ratio of C / Si ranges from 2.3 to 4.0. As the molar ratio of C / Si increases, the synthesis yield of silicon carbide increases. The particle size tends to decrease. If the molar ratio of C / Si is less than 2.3, the synthesis yield of silicon carbide powder may be lowered. If the molar ratio of C / Si is less than 2.3, Molar ratio exceeds 4.0, unreacted carbon may remain after the synthesis of the silicon carbide powder, thereby lowering the purity of the product.

ⅱ)단계에서는 고상 탄소원이 고루 분산되어 있는 젤을 제조한다.In the step ii), a gel having uniform solid carbon sources is prepared.

본 발명에서 제조하는 젤은 액상 규소원이 산 수용액 또는 염기 수용액에 의해 가수분해되어 형성된 망목구조의 SiO2 젤(gel) 상에 고상 탄소원이 고루 분산되어 있다. 또한, 상기 고상 탄소원은 망목구조를 갖는 SiO2 젤 상에 갇혀 이동이 억제된 상태로 존재한다.The gel prepared in the present invention is uniformly dispersed in a solid carbon source on a SiO 2 gel having a network structure formed by hydrolyzing a liquid silicon source with an aqueous acid solution or an aqueous base. In addition, the solid carbon source is trapped in a SiO 2 gel having a network structure, and the movement is inhibited.

본 발명에 따른 젤의 제조방법을 구체적으로 설명하면, 액상 규소원과 고상 탄소원이 고루 분산된 용액에 산 수용액 또는 염기 수용액을 첨가하고 교반하면서 액상 규소원을 젤화시킬 수 있다. 또는 액상 규소원에 산 수용액 또는 염기 수용액을 첨가하여 액상 규소원을 먼저 가수분해시킨 후에, 고상 탄소원을 첨가하고 교반하여 젤 구조내에 고상 탄소원을 분산시킬 수 있다.The method for producing a gel according to the present invention will be described in detail. The liquid silicon source can be gelated by adding an aqueous acid solution or an aqueous base solution to a solution in which a liquid silicon source and a solid carbon source are uniformly dispersed while stirring. Or a liquid silicon source is firstly hydrolyzed by adding an aqueous acid solution or an aqueous base solution to the liquid silicon source, and then the solid carbon source is added and stirred to disperse the solid carbon source in the gel structure.

상기 액상 규소원의 젤화를 위해 사용되는 산 수용액은 통상의 유기산 또는 무기산으로부터 선택된 1종 이상의 산(acid)이 물 1 mol을 기준으로 0.001∼0.14 mol의 몰 비 농도로 용해된 수용액이다. 상기 산(acid)은 구체적으로 질산, 염산, 황산, 인산 등을 포함하는 무기산과 옥살산, 초산, 톨루엔설폰산 등을 포함하는 유기산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 젤화를 위한 산 수용액/규소원 몰 비가 1∼10 범위 되도록 사용하여, 규소원이 충분히 젤화 되도록 한다.The acid aqueous solution used for gelation of the liquid silicon source is an aqueous solution in which at least one acid selected from common organic acids or inorganic acids is dissolved in a molar ratio of 0.001 to 0.14 mol based on 1 mol of water. The acid may be at least one selected from the group consisting of inorganic acids including nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and the like and organic acids including oxalic acid, acetic acid, and toluenesulfonic acid. Use an aqueous acid / silicon mixture molar ratio for gelation ranging from 1 to 10 so that the silicon source is sufficiently gelled.

또한, 상기 액상 규소원의 젤화를 위해 사용되는 염기 수용액은 통상의 유기염기 또는 무기염기로부터 선택된 1종 이상의 염기(base)가 물 1 mol을 기준으로 0.001∼0.14 mol의 몰 비 농도로 용해된 수용액이다. 상기 염기(base)는 구체적으로 수산화나트륨 등의 알칼리금속염, 암모니아 및 헥사메틸렌테트라아민(HMTA) 등의 아민류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 젤화를 위한 염기 수용액/규소원 몰 비가 1∼16 범위 되도록 사용하여, 규소원이 충분히 젤화 되도록 한다.The base aqueous solution used for gelation of the liquid silicon source may be prepared by dissolving at least one base selected from conventional organic bases or inorganic bases in an aqueous solution at a molar concentration of 0.001 to 0.14 mol based on 1 mol of water to be. The base may be specifically at least one selected from the group consisting of alkali metal salts such as sodium hydroxide, ammonia, and amines such as hexamethylenetetramine (HMTA). The aqueous base solution / silicon source molar ratio for gelation ranges from 1 to 16, so that the silicon source is sufficiently gelated.

본 발명에서는 젤화(gelation) 과정에서 액상 규소원과 고상 탄소원이 고루 분산되도록 300∼600 rpm 범위에서 충분히 교반하고, 젤화 온도는 20∼50℃ 범위로 유지하는 것이 바람직하다. In the present invention, the gelation temperature is preferably maintained in the range of 20 to 50 ° C in the range of 300 to 600 rpm to sufficiently disperse the liquid silicon source and the solid carbon source in the gelation process.

상기한 바대로 본 발명에서는 액상의 규소원과 고상의 탄소원을 선택 사용함으로써 종래의 고상반응 방법에 대비하여 원료물질의 혼합이 용이하다. 이에 본 발명의 젤화 과정에서는 고가의 혼합기를 사용하는 대신에 비교적 혼합기의 회전력 및 회전 속도가 낮은 일반적인 혼합방법을 사용하여도 균질하게 혼합이 가능하다. 예를 들면, 테프론이 코팅된 마그네틱 교반, 테프론이 코팅된 임펠러 교반, 초음파 혼합 등을 비롯하여 통상적인 혼합수단을 사용하는 것이 가능하다. 특히 테프론이 코팅된 임펠러를 사용하여 일반적인 교반법에 의해 300∼600 rpm의 속도로 교반하게 되면 원료 혼합시 발생되는 불순물 유입을 제어할 수 있다. 또한 테프론이 코팅된 임펠러 교반법과 초음파 혼합법을 병행하여 상온에서 약 3회 정도 반복하여 혼합 및 분산을 실시하게 되면, 고순도의 탄화규소 분말을 제조하는데 보다 유리할 수 있다.As described above, in the present invention, the raw material can be easily mixed with the conventional solid-phase reaction method by selectively using a liquid silicon source and a solid carbon source. Therefore, in the gelation process of the present invention, instead of using an expensive mixer, mixing can be performed homogeneously even using a general mixing method in which the rotational force and rotation speed of the mixer are relatively low. For example, it is possible to use conventional mixing means including magnetic stirring with Teflon coating, impeller stirring with Teflon coating, ultrasonic mixing and the like. Particularly, when impeller coated with Teflon is used and stirred at a speed of 300-600 rpm by a general stirring method, impurities introduced during mixing of raw materials can be controlled. Also, mixing and dispersing the mixture by repeating the impeller stirring method and the ultrasonic mixing method coated with Teflon at about 3 times at room temperature may be more advantageous for producing high purity silicon carbide powder.

상기한 액상 규소원의 젤화가 시작되면 교반을 중지한다. 그리고, 젤화가 완료되면 25∼100℃ 온도 및 상압 또는 진공분위기하에서 24∼72 시간 동안 건조하여 젤을 얻는다.
When the above-mentioned liquid silicon source starts to gel, stirring is stopped. When the gelation is completed, the gel is dried at a temperature of 25 to 100 DEG C and atmospheric pressure or a vacuum atmosphere for 24 to 72 hours to obtain a gel.

ⅲ)단계에서는 젤을 열처리하여 SiO2-C 복합체 분말을 제조한다.In step iii), the gel is heat-treated to prepare a SiO 2 -C composite powder.

본 발명에서는 열처리를 통해 젤 내에 잔류하는 용매(예를 들면, 물, 알콜 등)를 증발시켜 젤의 부피가 수축되어, 규소원과 탄소원의 거리가 근접된 SiO2-C 복합체 분말을 제조한다. In the present invention, a solvent (for example, water, alcohol or the like) remaining in the gel is evaporated by heat treatment to shrink the volume of the gel to produce a SiO 2 -C composite powder having a close distance between the silicon source and the carbon source.

상기한 열처리를 통해 제조된 SiO2-C 복합체 분말은 규소 원료와 탄소 원료 입자 사이의 접촉 면적이 매우 큰 비정질 SiO2 와 고상의 나노 크기의 탄소 분말로 이루어져 있다. 이에 SiO2-C 복합체는 SiO2와 탄소 분말 사이의 접촉을 최대화 할 수 있어 탄화규소 분말을 합성하는 열탄소환원 반응에서 반응 효율을 보다 향상 시킬 수 있다.The SiO 2 -C composite powder produced by the above-mentioned heat treatment is composed of amorphous SiO 2 having a very large contact area between the silicon raw material and the carbon raw material particles and a nano-sized carbon powder of a solid phase. Therefore, the SiO 2 - C composite can maximize the contact between SiO 2 and the carbon powder, thereby improving the reaction efficiency in the thermal carbon reduction reaction for synthesizing the silicon carbide powder.

상기 SiO2-C 복합체 분말의 제조를 위한 열처리는 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 300∼1000℃ 온도로 1∼6 시간동안 진행된다. 구체적으로는 탄소원이 고루 분산된 젤을 흑연 도가니에 담아 쿼츠 반응로에 장입한 후, 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 8∼12 ℃/min의 속도로 300∼1000℃까지 승온하여 1∼6 시간동안 열처리함으로써 SiO2-C 복합체 분말을 제조한다. The heat treatment for the preparation of the SiO 2 -C composite powder is conducted in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere at 300 to 1000 ° C for 1 to 6 hours. Specifically, a gel in which a carbon source is uniformly dispersed is placed in a graphite crucible, charged into a quartz reaction furnace, heated in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere at a rate of 8 to 12 캜 / min to 300 to 1000 캜, To prepare a SiO 2 -C composite powder.

또한, 제조된 SiO2-C 복합체 분말을 열탄소환원 반응에 적용함에 있어 입자크기별로 분급하여 사용하게 되면, 합성되는 탄화규소의 입자크기를 제어하는 것이 보다 용이할 수 있다. 상기 SiO2-C 복합체는 볼밀, 어트리션밀, 플레네터리 밀 등을 사용하여 일정 크기로 분쇄한 후 체(sieve) 분리시켜 입자크기별로 분급할 수 있다. 구체적으로 SiO2-C 복합체 분말은 입도 5 ㎜ 이상, 입도 0.5∼5 ㎜ 사이, 입도 200∼500 ㎛ 사이, 입도 200 ㎛ 미만의 크기별로 분급하여 사용할 수 있다. In addition, when the SiO 2 -C composite powder is applied to the thermal carbon reduction reaction, it may be easier to control the particle size of the synthesized silicon carbide by classifying it according to the particle size. The SiO 2 -C composites can be sieved to a predetermined size using a ball mill, an impact mill, a planetary mill or the like, and sieved to classify the particles by particle size. Specifically, the SiO 2 -C composite powder can be classified by size in a size of 5 mm or more, a particle size of 0.5 to 5 mm, a particle size of 200 to 500 μm, and a particle size of less than 200 μm.

SiO2-C 복합체 분말의 입자크기에 따라 열탄소환원 반응에서의 탄화규소 분말의 합성 온도 및 합성 시간에 영향을 줄 수 있다. 만약 분급과정 없이 SiO2-C 복합체 분말을 열탄소환원 반응에 적용하게 되면, 입도가 큰 SiO2-C 복합체의 열탄소환원 반응을 위하여 높은 온도 또는 긴 반응시간이 필요하다. 하지만, 분급된 SiO2-C 복합체를 사용하게 되면 입도별로 열탄소환원 반응온도 및 반응시간을 조절하게 되므로 경제적으로 탄화규소 분말을 제조하는 것이 가능하다. 본 발명에 의하면, SiO2-C 복합체의 입도가 작을수록 열탄소환원 반응에 의한 탄화규소 분말의 합성온도 및 시간이 감소되며, 작은 입자크기를 가지는 탄화규소 분말을 합성하게 된다.Depending on the particle size of the SiO 2 -C composite powder, the synthesis temperature and the synthesis time of the silicon carbide powder in the thermal carbon reduction reaction may be affected. If a SiO 2 -C composite powder is applied to a thermal carbon reduction reaction without a classification process, a high temperature or a long reaction time is required for the thermal carbon reduction reaction of a SiO 2 -C composite having a large particle size. However, when the classified SiO 2 -C complex is used, the temperature of the thermal carbon reduction reaction and the reaction time are controlled by the particle size, so that it is possible to produce the silicon carbide powder economically. According to the present invention, the smaller the particle size of the SiO 2 -C composite is, the lower the synthesis temperature and time of the silicon carbide powder by the thermal carbon reduction reaction, and the silicon carbide powder having a small particle size is synthesized.

따라서 본 발명은 SiO2-C 복합체 분말의 분급과정을 실시하여 탄화규소 분말의 입자크기를 보다 용이하게 제어할 수 있다는 장점이 있다.
Therefore, the present invention is advantageous in that the particle size of the silicon carbide powder can be more easily controlled by classifying SiO 2 -C composite powder.

도 1에는 본 발명의 탄화규소 분말을 제조하는 방법에 있어, 액상 규소원과 고상 탄소원의 혼합단계, 액상 규소원의 젤화단계 및 SiO2-C 복합체의 형성단계에 대한 개념도가 첨부되어 있다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a step of mixing a liquid silicon source with a solid carbon source, a step of gelling a liquid silicon source, and a step of forming a SiO 2 -C complex in the method of producing the silicon carbide powder of the present invention.

도 1의 (a)혼합단계에서는 액상 규소원 내에 고상 탄소원이 고루 분산되어 액상/고상이 공존하게 된다. 1 (a), the solid carbon source is uniformly dispersed in the liquid silicon source and the liquid phase / the solid phase coexist.

도 1의 (b)젤화단계에서는 고루 분산되어 있는 고상 탄소원의 입자 사이로 액상 규소원이 산 수용액 또는 염기 수용액에 의해 가수분해되어 Si-O-H 결합으로 망목구조를 이루는 젤 상으로 전환된다. 도면에 나타난 바대로, 고상 탄소원은 망목구조를 이루는 젤 상 내에 갇혀 이동이 억제되어, 고상 탄소원이 고루 분산된 젤을 제조할 수 있게 된다.1 (b), the liquid silicon source is converted into a gel phase which is hydrolyzed by an aqueous acid solution or an aqueous base solution to form a network structure with Si-O-H bonds between the uniformly dispersed solid carbon source particles. As shown in the figure, the solid carbon source is trapped in the gel phase of the mesh structure and is inhibited from moving, so that a gel in which the solid carbon source is uniformly dispersed can be produced.

도 1의 (c)SiO2-C 복합체 형성단계에서는 고온 열처리에 의해 젤 내에 잔류하는 용매가 증발되고, SiO2가 부피 수축되어 SiO2-C 복합체를 형성한다. 본 열처리를 통해 제조된 복합체는 SiO2와 탄소원 간의 접촉면적이 극대화되어 있음으로써, 이후에 실시하게 되는 열탄소환원 반응에서의 반응효율이 보다 향상될 수 있게 된다.
In (c) SiO 2 -C complex formation step of FIG. 1, the solvent remaining in the gel is evaporated by high-temperature heat treatment, and SiO 2 is shrunk to form SiO 2 -C composites. The composite prepared through this heat treatment maximizes the contact area between SiO 2 and the carbon source, so that the reaction efficiency in the subsequent thermal carbon reduction reaction can be further improved.

ⅳ)단계는 SiO2-C 복합체를 열탄소환원 반응하여 탄화규소 분말을 제조한다.Step iv) is a thermal carbon reduction reaction of the SiO 2 -C composite to produce silicon carbide powder.

상기 열탄소환원 반응은 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 1400∼2200℃ 온도로 1∼6 시간동안 진행된다. 구체적으로는 SiO2-C 복합체를 흑연 도가니에 담아 고온 진공로(예를 들면, 흑연진공로)에 장입 후한, 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 8∼12 ℃/min의 속도로 1400∼2200℃까지 승온하여 1∼6 시간동안 유지한 다음, 노냉시켜 탄화규소 분말을 제조한다. The thermal carbon reduction reaction is conducted in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere at a temperature of 1400 to 2200 ° C for 1 to 6 hours. Specifically, the SiO 2 -C composites are placed in a graphite crucible and charged in a high-temperature vacuum (for example, graphite vacuum furnace) to raise the temperature to 1400 to 2200 ° C at a rate of 8 to 12 ° C / min in an inert or vacuum atmosphere And maintained for 1 to 6 hours, followed by cooling to prepare silicon carbide powder.

본 발명의 제조방법에 의하면 제조되는 탄화규소 분말의 입도는 충분히 조절이 가능하다. 구체적으로 100 ㎛∼10 ㎜ 입자크기별로 분급된 SiO2-C 복합체를 사용하여, 열탄소환원 반응의 온도 및 시간을 조절함에 의해 평균입도 50 nm∼400 ㎛ 범위 내에서 탄화규소 분말의 입도를 제어한다. 예컨대 합성온도 2000℃ 까지는 온도가 증가될수록 합성된 탄화규소 분말의 크기는 50 nm에서 20 ㎛로 점차 증가하며, 2200℃에서는 탄화규소 분말의 입도는 최대 200 ㎛ 정도로 급격하게 증가한다. According to the production method of the present invention, the particle size of the silicon carbide powder to be produced can be sufficiently controlled. Specifically, by controlling the temperature and time of the thermal carbon reduction reaction, the particle size of the silicon carbide powder is controlled within an average particle size range of 50 nm to 400 μm by using SiO 2 -C composites classified by particle size of 100 μm to 10 mm do. For example, as the temperature is increased up to the synthesis temperature of 2000 ° C., the size of the synthesized silicon carbide powder gradually increases from 50 nm to 20 μm, and at 2200 ° C., the particle size of the silicon carbide powder rapidly increases to a maximum of 200 μm.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 탄화규소 분말의 제조방법에 의하면, 규소원의 규소원자 대비 탄화규소의 합성 수율이 높고 또한 탄화규소의 입자크기 제어가 가능한 장점이 있다.As described above, according to the method for producing silicon carbide powder according to the present invention, the synthesis yield of silicon carbide relative to the silicon atoms of the silicon source is high and the particle size of silicon carbide can be controlled.

상기한 본 발명은 하기의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이들 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

[실시예]
[Example]

실시예 1∼5. 탄화규소 분말의 합성Examples 1-5. Synthesis of silicon carbide powder

액상 규소원으로서 테트라에틸 오소실리케이트 (TEOS, tetraethyl orthosilicate)를 사용하고, 고상 탄소원으로서 일반 정제된 카본블랙 분말(순도 99.992%)을 사용하였다. 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 TEOS 및 카본 블랙은 C/Si 몰 비가 2.3∼3.3이 되도록 각각 측량하여 5개의 원료물질을 준비하였다. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) was used as a liquid silicon source, and carbon black powder (purity 99.992%) was used as a solid carbon source. As shown in Table 1 below, TEOS and carbon black were each measured to have a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.3, thereby preparing five raw materials.

구 분division 원료물질의 조성Composition of raw material 산 수용액Acidic aqueous solution TEOS
(mol)
TEOS
(mol)
카본블랙
(mol)
Carbon black
(mol)
C/Si
(몰비)
C / Si
(Molar ratio)
질산(mol)Nitric acid (mol) 물(mol)Water (mol)
실시예 1Example 1 1One 2.32.3 2.32.3 0.0070.007 22 실시예 2Example 2 1One 2.52.5 2.52.5 0.0070.007 22 실시예 3Example 3 1One 2.82.8 2.82.8 0.0070.007 22 실시예 4Example 4 1One 3.03.0 3.03.0 0.0070.007 22 실시예 5Example 5 1One 3.33.3 3.33.3 0.0070.007 22

카본블랙에 TEOS 1 mol을 첨가하고 마그네틱 교반기에서 400 rpm의 속도로 상온에서 10분간 교반한 후 초음파 혼합기에서 10분간 혼합하는 과정을 총 3회 반복하여 원료물질을 혼합하였다. 충분히 혼합된 원료물질에, 측량된 질산 0.007 mol과 물 2 mol을 혼합하여 제조된 산 수용액을 첨가하고 상온에서 젤이 될 때까지 교반하였다. 상기 젤(gel)을 약 100℃에서 약 24시간 동안 건조하여 젤을 제조하였다. 1 mol of TEOS was added to carbon black, and the mixture was stirred in a magnetic stirrer at a speed of 400 rpm for 10 minutes at room temperature, followed by mixing for 10 minutes in an ultrasonic mixer. To the fully mixed raw material, an aqueous acid solution prepared by mixing 0.007 mol of the measured nitric acid and 2 mol of water was added and stirred at room temperature until the gel was obtained. The gel was dried at about 100 < 0 > C for about 24 hours to prepare a gel.

제조된 젤을 흑연 도가니에 담아 쿼츠 반응로에 장입한 후, 질소 가스 분위기 하에서 10 ℃/min 속도로 승온하여 900℃에서 1 시간 동안 열처리하여 SiO2-C 복합체를 제조하였다. 크기가 5 mm 이상인 SiO2-C 복합체 분말을 선택하여 열탄소환원 반응에 사용하였다.The prepared gel was charged in a graphite crucible and charged into a quartz reaction furnace. The temperature was raised at a rate of 10 ° C / min under a nitrogen gas atmosphere and heat treatment was conducted at 900 ° C for 1 hour to prepare a SiO 2 -C complex. A SiO 2 -C composite powder with a size of 5 mm or more was selected and used for the thermal carbon reduction reaction.

SiO2-C 복합체 분말을 흑연 도가니에 각각 담아 흑연로(graphite furnace)에 장입하여 진공 분위기 하(10-2 torr)에서 10 ℃/min 속도로 탄화규소 합성온도까지 승온하여 하기 표 2에 나타낸 열탄소환원 반응 조건을 유지한 후에 로냉하여 탄화규소 분말을 제조하였다.SiO 2 -C composite powder was placed in a graphite furnace and charged into a graphite furnace. The temperature was raised to a silicon carbide synthesis temperature at a rate of 10 ° C / min in a vacuum atmosphere (10 -2 torr) After maintaining the carbon reduction reaction conditions, the silicon carbide powder was prepared by low-temperature cooling.

열탄소환원 반응 조건 Thermal carbon reduction reaction conditions 구분division 승온속도
(℃/min)
Heating rate
(° C / min)
반응온도
(℃)
Reaction temperature
(° C)
분위기atmosphere 반응시간(h)Reaction time (h)
합성조건 1Synthetic condition 1 1010 16001600 진공vacuum 33 합성조건 2Synthetic condition 2 1010 18001800 진공vacuum 33 합성조건 3Synthetic condition 3 1010 20002000 진공vacuum 1One 합성조건 4Synthetic condition 4 1010 22002200 진공vacuum 1One

상기 실시예 1∼5 결과는 다음과 같다.The results of Examples 1 to 5 are as follows.

합성조건 1을 유지하여 제조된 탄화규소 분말은 C/Si 몰비가 증가함에 따라 SiC 합성수율은 규소원 기준으로 약 67%에서 최대 95% 범위로 나타났다. C/Si 몰비 2.3∼3.0인 원료물질의 경우 합성된 탄화규소 분말내 잔류카본은 관찰되지 않았지만, C/Si 몰비 3.3인 원료물질의 경우 탄소원의 과잉 사용으로 인하여 합성된 탄화규소 분말내 잔류 카본이 약 5% 존재하는 것으로 나타났다. 또한, C/Si 몰비 2.5, C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말에 대하여 XRD의 회절 패턴을 이용한 결정상 분석한 결과, 모두 β상의 탄화규소가 합성된 것으로 나타났으며 다른 상은 관찰되지 않았다. SEM으로 관찰한 탄화규소 분말은 구형이었으며, 입자크기는 약 200∼500 nm 크기를 갖는 것으로 관찰되었다. C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말을 선택하여 GDMS분석방법을 이용한 순도분석에서 약 99.997급의 순도를 갖는 것으로 측정되었다. As the C / Si molar ratio increased, the yield of SiC synthesis ranged from about 67% to 95% based on silicon source. In the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.0, residual carbons in the synthesized silicon carbide powder were not observed, but in the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 3.3, residual carbons in the silicon carbide powder synthesized due to excessive use of carbon sources About 5% were present. The crystal phase analysis of the silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 2.5 and a C / Si molar ratio of 3.0 was carried out using a diffraction pattern of XRD. As a result, all of β-phase silicon carbide was synthesized, No image was observed. The silicon carbide powder observed by SEM was spherical and the particle size was observed to have a size of about 200 to 500 nm. The silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 3.0 was selected and measured to have a purity of about 99.997 in the purity analysis using the GDMS analysis method.

상기 합성조건 2를 유지하여 제조된 탄화규소 분말은 C/Si 몰비가 증가함에 따라 SiC 합성수율은 규소원 기준으로 약 58%에서 최대 93% 범위로 나타났다. C/Si 몰비 2.3∼3.0인 원료물질의 경우 합성된 탄화규소 분말내 잔류카본은 관찰되지 않았지만, C/Si 몰비 3.3인 원료물질의 경우 탄소원의 과잉 사용으로 인하여 합성된 탄화규소 분말내 잔류 카본이 약 3% 존재하는 것으로 나타났다. 또한, C/Si 몰비 2.5, C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말에 대하여 XRD의 회절 패턴을 이용한 결정상 분석한 결과, 모두 β상의 탄화규소가 합성된 것으로 나타났으며 다른 상은 관찰되지 않았다. SEM으로 관찰한 탄화규소 분말은 구형이었으며, 입자크기는 약 1 ㎛∼5 ㎛ 크기를 갖는 것으로 관찰되었다.As the C / Si molar ratio increased, the yield of SiC synthesis was in the range of about 58% to 93% based on silicon source. In the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.0, residual carbons in the synthesized silicon carbide powder were not observed, but in the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 3.3, residual carbons in the silicon carbide powder synthesized due to excessive use of carbon sources About 3% were present. The crystal phase analysis of the silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 2.5 and a C / Si molar ratio of 3.0 was carried out using a diffraction pattern of XRD. As a result, all of β-phase silicon carbide was synthesized, No image was observed. The silicon carbide powder observed by SEM was spherical, and the particle size was observed to have a size of about 1 탆 to 5 탆.

상기 합성조건 3을 유지하여 제조된 탄화규소 분말은 C/Si 몰비가 증가함에 따라 SiC 합성수율은 규소원 기준으로 약 53%에서 최대 84% 범위로 나타났다. C/Si 몰비 2.3∼3.0인 원료물질의 경우 합성된 탄화규소 분말내 잔류카본은 관찰되지 않았지만, C/Si 몰비 3.3인 원료물질의 경우 탄소원의 과잉 사용으로 인하여 합성된 탄화규소 분말내 잔류 카본이 약 1.5% 존재하는 것으로 나타났다. 또한, C/Si 몰비 2.5, C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말에 대하여 XRD의 회절 패턴을 이용한 결정상 분석한 결과, 모두 β상의 탄화규소가 합성된 것으로 나타났으며 다른 상은 관찰되지 않았다. SEM으로 관찰한 탄화규소 분말은 구형이었으며, 입자크기는 약 10 ㎛∼20 ㎛ 크기를 갖는 것으로 관찰되었다.As the C / Si molar ratio increased, the yield of SiC synthesis was in the range of about 53% to 84% based on silicon source. In the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.0, residual carbons in the synthesized silicon carbide powder were not observed, but in the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 3.3, residual carbons in the silicon carbide powder synthesized due to excessive use of carbon sources About 1.5% were present. The crystal phase analysis of the silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 2.5 and a C / Si molar ratio of 3.0 was carried out using a diffraction pattern of XRD. As a result, all of β-phase silicon carbide was synthesized, No image was observed. The silicon carbide powder observed by SEM was spherical, and the particle size was observed to have a size of about 10 탆 to 20 탆.

상기 합성조건 4를 유지하여 제조된 탄화규소 분말은 C/Si 몰비가 증가함에 따라 SiC 합성수율은 규소원 기준으로 약 49%에서 최대 79% 범위로 나타났다. C/Si 몰비 2.3∼3.0인 원료물질의 경우 합성된 탄화규소 분말내 잔류카본은 관찰되지 않았지만, C/Si 몰비 3.3인 원료물질의 경우 탄소원의 과잉 사용으로 인하여 합성된 탄화규소 분말내 잔류 카본이 약 1% 존재하는 것으로 나타났다. 또한, C/Si 몰비 2.5, C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말에 대하여 XRD의 회절 패턴을 이용한 결정상 분석한 결과, 모두 α상의 탄화규소가 합성된 것으로 관찰되었다. SEM으로 관찰한 탄화규소 분말은 육각판상의 전형적인 α-SiC상의 형태와 구형의 형태가 혼합되어 관찰되었고, 분말 입자크기는 약 100 ㎛∼200 ㎛ 크기를 갖는 것으로 관찰되었다.
As the C / Si mole ratio increased, the yield of SiC synthesis was in the range of about 49% to 79% based on the silicon source. In the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.0, residual carbons in the synthesized silicon carbide powder were not observed, but in the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 3.3, residual carbons in the silicon carbide powder synthesized due to excessive use of carbon sources About 1% were present. The crystal phase analysis of the silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 2.5 and a C / Si molar ratio of 3.0 was carried out using a diffraction pattern of XRD. As a result, it was observed that silicon carbide of? Phase was synthesized. The silicon carbide powder observed by SEM was mixed with a typical α-SiC phase shape and a spherical shape on a hexagonal plate, and the powder particle size was observed to have a size of about 100 μm to 200 μm.

실시예 6. 탄화규소 분말의 합성Example 6 Synthesis of Silicon Carbide Powder

액상 규소원으로서 테트라에틸 오소실리케이트 (TEOS, tetraethyl orthosilicate)를 사용하고, 고상 탄소원으로서 정제된 고순도의 카본블랙 분말(순도 99.99923%)을 사용하였다. High purity carbon black powder (purity: 99.99923%) was used as a solid phase carbon source and tetraethyl orthosilicate (TEOS) was used as a liquid silicon source.

TEOS 1 mol 및 카본 블랙 3 mol을 측량한 후 테프론 비커에 담아 혼합한 후 불순물 유입이 적은 환경에서 마그네틱 교반기를 이용하여 400 rpm의 속도로 상온에서 약 1시간 교반하였다. TEOS 가수분해에 사용될 산 수용액의 제조를 위하여, 고순도 질산 0.007 mol과 증류수 2 mol을 측량하여 테프론 비커에 담아 혼합하여 불순물 유입을 최소화하여 제조하였다. TEOS 와 카본블랙이 혼합된 용액에, 산 수용액을 첨가하고 상온에서 젤이 될 때까지 교반하였다. 상기 젤(gel)을 불순물 유입이 적은 환경에서 약 100℃ 온도로 완전히 건조하여 젤을 제조하였다. 1 mol of TEOS and 3 mol of carbon black were weighed and mixed in a Teflon beaker. The mixture was stirred at room temperature for about 1 hour at a rate of 400 rpm using a magnetic stirrer in an environment of a small amount of impurities. For the preparation of aqueous acid solution to be used for the hydrolysis of TEOS, 0.007 mol of high purity nitric acid and 2 mol of distilled water were weighed and mixed in a Teflon beaker to minimize the influx of impurities. To the mixed solution of TEOS and carbon black, an aqueous acid solution was added and stirred at room temperature until the gel became a gel. The gel was completely dried at a temperature of about 100 ° C in an environment of low inflow of impurities to prepare a gel.

제조된 젤을 흑연 도가니에 담아 쿼츠 반응로에 장입한 후, 고순도 질소가스 분위기 하에서 10 ℃/min 속도로 승온하여 900℃에서 1 시간 동안 열처리하여 SiO2-C 복합체를 제조하였다. 크기가 5 mm 이상인 SiO2-C 복합체 분말을 선택하여 열탄소환원 반응에 사용하였다.The prepared gel was charged in a graphite crucible and charged into a quartz reaction furnace. The temperature was raised at a rate of 10 ° C / min under a high purity nitrogen gas atmosphere and heat treatment was conducted at 900 ° C for 1 hour to prepare a SiO 2 -C complex. A SiO 2 -C composite powder with a size of 5 mm or more was selected and used for the thermal carbon reduction reaction.

SiO2-C 복합체 분말을 고순도 흑연 도가니에 각각 담아 고순도 환경의 흑연로(graphite furnace)에 장입하여 진공 분위기 하(10-2 torr)에서 10 ℃/min 속도로 1800℃까지 승온하여 3시간 유지한 후에 로냉하여 고순도의 탄화규소 분말을 제조하였다.The SiO 2 -C composite powder was placed in a high purity graphite furnace in a high purity graphite crucible, and the temperature was raised to 1800 ° C at a rate of 10 ° C / min in a vacuum atmosphere (10 -2 torr) and maintained for 3 hours Followed by low-temperature cooling to prepare a high purity silicon carbide powder.

상기 실시예 6 결과는 다음과 같다. 제조된 탄화규소 분말의 합성수율은 규소원 기준으로 약 93% 범위로 나타났으며, 미반응 카본은 관찰되지 않았다. XRD의 회절 패턴을 이용한 결정상 분석한 결과, 우수한 결정성을 갖는 β상의 탄화규소가 합성된 것으로 관찰되었으며, 미반응 카본 및 미반응 SiO2는 관찰되지 않았다. SEM으로 관찰한 탄화규소 분말은 구형이었으며 입자크기는 200 nm 크기를 갖는 것으로 관찰되었다. 최종 합성된 탄화규소 분말의 순도는 GDMS 방법을 이용하여 분석하였으며, 약 99.99994급의 순도를 갖는 것으로 측정되었다.
The results of Example 6 are as follows. The synthesis yield of the silicon carbide powders produced was in the range of about 93% based on silicon source, and unreacted carbon was not observed. As a result of crystal phase analysis using XRD diffraction pattern, β-phase silicon carbide having excellent crystallinity was observed to be synthesized, and unreacted carbon and unreacted SiO 2 were not observed. The silicon carbide powder observed by SEM was spherical and the particle size was observed to be 200 nm in size. The purity of the finally synthesized silicon carbide powder was analyzed using the GDMS method and measured to have a purity of about 99.99994.

실시예 7∼11. 탄화규소 분말의 합성Examples 7-11. Synthesis of silicon carbide powder

액상 규소원으로서 테트라에틸 오소실리케이트 (TEOS, tetraethyl orthosilicate)를 사용하고, 고상 탄소원으로서 일반 정제된 카본블랙 분말(순도 99.992%)을 사용하였다. 하기 표 3에 나타낸 바와 같이 TEOS 및 카본 블랙은 C/Si 몰 비가 2.3∼3.3이 되도록 각각 측량하여 5개의 원료물질을 준비하였다. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) was used as a liquid silicon source, and carbon black powder (purity 99.992%) was used as a solid carbon source. As shown in Table 3 below, TEOS and carbon black were each measured to have a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.3, thereby preparing five raw materials.

구 분division 원료물질의 조성Composition of raw material 염기 수용액Aqueous base solution TEOS
(mol)
TEOS
(mol)
카본블랙
(mol)
Carbon black
(mol)
C/Si
(몰비)
C / Si
(Molar ratio)
암모니아수
(mol)
ammonia
(mol)
물(mol)Water (mol)
실시예 7Example 7 1One 2.32.3 2.32.3 0.070.07 44 실시예 8Example 8 1One 2.52.5 2.52.5 0.070.07 44 실시예 9Example 9 1One 2.82.8 2.82.8 0.070.07 44 실시예 10Example 10 1One 3.03.0 3.03.0 0.070.07 44 실시예 11Example 11 1One 3.33.3 3.33.3 0.070.07 44

카본블랙에 TEOS 1 mol, 에탄올 4 mol 및 증류수 16 mol을 첨가하고 마그네틱 교반기에서 400 rpm의 속도로 상온에서 10분간 교반한 후 초음파 혼합기에서 10분간 혼합하는 과정을 총 3회 반복하여 원료물질을 혼합하였다. 충분히 혼합된 원료물질에, 측량된 암모니아수 0.07 mol과 물 4 mol을 혼합하여 제조된 염기 수용액을 첨가하고 상온에서 젤이 될 때까지 교반하였다. 상기 젤(gel)을 약 100℃에서 약 24시간 동안 건조하여 젤을 제조하였다. 1 mol of TEOS, 4 mol of ethanol and 16 mol of distilled water were added to carbon black, and the mixture was stirred in a magnetic stirrer at a speed of 400 rpm for 10 minutes at room temperature, followed by mixing in an ultrasonic mixer for 10 minutes. Respectively. To the fully mixed raw material, an aqueous base solution prepared by mixing 0.07 mol of the measured ammonia water and 4 mol of water was added, and the mixture was stirred at room temperature until it became a gel. The gel was dried at about 100 < 0 > C for about 24 hours to prepare a gel.

제조된 젤을 흑연 도가니에 담아 쿼츠 반응로에 장입한 후, 질소가스 분위기 하에서 10 ℃/min 속도로 승온하여 900℃에서 0.5 시간 동안 열처리하여 SiO2-C 복합체를 제조하였다. SiO2-C 복합체는 5 mm 이상인 분말을 선택하여 열탄소환원 반응에 사용하였다.The prepared gel was charged into a graphite crucible and charged into a quartz reaction furnace. The furnace was heated at a rate of 10 ° C / min under a nitrogen gas atmosphere and heat-treated at 900 ° C for 0.5 hour to prepare a SiO 2 -C composite. The SiO 2 -C composites were selected for powders> 5 mm and used for the thermal carbon reduction reaction.

SiO2-C 복합체 분말을 흑연 도가니에 각각 담아 흑연로(graphite furnace)에 장입하여 진공 분위기 하(10-2 torr)에서 10 ℃/min 속도로 탄화규소 합성온도까지 승온하여 하기 표 4에 나타낸 열탄소환원 반응 조건을 유지한 후에 로냉하여 탄화규소 분말을 제조하였다.SiO 2 -C composite powder was placed in a graphite furnace and heated in a vacuum atmosphere (10 -2 torr) at a rate of 10 ° C / min to a silicon carbide synthesis temperature, After maintaining the carbon reduction reaction conditions, the silicon carbide powder was prepared by low-temperature cooling.

열탄소환원 반응 조건 Thermal carbon reduction reaction conditions 구분division 승온속도
(℃/min)
Heating rate
(° C / min)
반응온도
(℃)
Reaction temperature
(° C)
분위기atmosphere 반응시간(h)Reaction time (h)
합성조건 1Synthetic condition 1 1010 16001600 진공vacuum 33 합성조건 2Synthetic condition 2 1010 18001800 진공vacuum 33 합성조건 3Synthetic condition 3 1010 20002000 진공vacuum 1One 합성조건 4Synthetic condition 4 1010 22002200 진공vacuum 1One

상기 실시예 7∼11 결과는 다음과 같다.The results of Examples 7 to 11 are as follows.

합성조건 1을 유지하여 제조된 탄화규소 분말은 C/Si 몰비가 증가함에 따라 SiC 합성수율은 규소원 기준으로 약 70%에서 최대 93% 범위로 나타났다. C/Si 몰비 2.3∼3.0인 원료물질의 경우 합성된 탄화규소 분말내 잔류카본은 관찰되지 않았지만, C/Si 몰비 3.3인 원료물질의 경우 탄소원의 과잉 사용으로 인하여 합성된 탄화규소 분말내 잔류 카본이 약 3% 존재하는 것으로 나타났다. 또한, C/Si 몰비 2.5, C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말에 대하여 XRD의 회절 패턴을 이용한 결정상 분석한 결과, 모두 β상의 탄화규소가 합성된 것으로 나타났으며 다른 상은 관찰되지 않았다. SEM으로 관찰한 탄화규소 분말은 구형이었으며, 입자크기는 약 50∼150 nm 크기를 갖는 것으로 관찰되었다. C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말을 선택하여 GDMS 분석방법을 이용한 순도분석에서 약 99.995급의 순도를 갖는 것으로 측정되었다. As the C / Si molar ratio increased, the yield of SiC synthesis ranged from about 70% to 93% based on silicon source. In the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.0, residual carbons in the synthesized silicon carbide powder were not observed, but in the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 3.3, residual carbons in the silicon carbide powder synthesized due to excessive use of carbon sources About 3% were present. The crystal phase analysis of the silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 2.5 and a C / Si molar ratio of 3.0 was carried out using a diffraction pattern of XRD. As a result, all of β-phase silicon carbide was synthesized, No image was observed. The silicon carbide powder observed by SEM was spherical and the particle size was observed to be about 50 to 150 nm in size. The silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 3.0 was selected and found to have a purity of about 99.995 in the purity analysis using the GDMS analysis method.

상기 합성조건 2를 유지하여 제조된 탄화규소 분말은 C/Si 몰비가 증가함에 따라 SiC 합성수율은 규소원 기준으로 약 62%에서 최대 91% 범위로 나타났다. C/Si 몰비 2.3∼3.0인 원료물질의 경우 합성된 탄화규소 분말내 잔류카본은 관찰되지 않았지만, C/Si 몰비 3.3인 원료물질의 경우 탄소원의 과잉 사용으로 인하여 합성된 탄화규소 분말내 잔류 카본이 약 5% 존재하는 것으로 나타났다. 또한, C/Si 몰비 2.5, C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말에 대하여 XRD의 회절 패턴을 이용한 결정상 분석한 결과, 모두 β상의 탄화규소가 합성된 것으로 나타났으며 다른 상은 관찰되지 않았다. SEM으로 관찰한 탄화규소 분말은 구형이었으며, 입자크기는 약 200 nm∼800 nm 크기를 갖는 것으로 관찰되었다.As the C / Si molar ratio increased, the yield of SiC synthesis ranged from about 62% to 91% based on the silicon source. In the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.0, residual carbons in the synthesized silicon carbide powder were not observed, but in the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 3.3, residual carbons in the silicon carbide powder synthesized due to excessive use of carbon sources About 5% were present. The crystal phase analysis of the silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 2.5 and a C / Si molar ratio of 3.0 was carried out using a diffraction pattern of XRD. As a result, all of β-phase silicon carbide was synthesized, No image was observed. The silicon carbide powder observed by SEM was spherical and the particle size was observed to be about 200 nm to 800 nm in size.

상기 합성조건 3을 유지하여 제조된 탄화규소 분말은 C/Si 몰비가 증가함에 따라 SiC 합성수율은 규소원 기준으로 약 59%에서 최대 89% 범위로 나타났다. C/Si 몰비 2.3∼3.0인 원료물질의 경우 합성된 탄화규소 분말내 잔류카본은 관찰되지 않았지만, C/Si 몰비 3.3인 원료물질의 경우 탄소원의 과잉 사용으로 인하여 합성된 탄화규소 분말내 잔류 카본이 약 3% 존재하는 것으로 나타났다. 또한, C/Si 몰비 2.5, C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말에 대하여 XRD의 회절 패턴을 이용한 결정상 분석한 결과, 모두 β상의 탄화규소가 합성된 것으로 나타났으며 다른 상은 관찰되지 않았다. SEM으로 관찰한 탄화규소 분말은 구형이었으며, 입자크기는 약 1.2 ㎛∼4 ㎛ 크기를 갖는 것으로 관찰되었다.As the C / Si molar ratio increased, the yield of SiC synthesis ranged from 59% to 89% based on the silicon source. In the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.0, residual carbons in the synthesized silicon carbide powder were not observed, but in the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 3.3, residual carbons in the silicon carbide powder synthesized due to excessive use of carbon sources About 3% were present. The crystal phase analysis of the silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 2.5 and a C / Si molar ratio of 3.0 was carried out using a diffraction pattern of XRD. As a result, all of β-phase silicon carbide was synthesized, No image was observed. The silicon carbide powder observed by SEM was spherical and the particle size was observed to have a size of about 1.2 탆 to 4 탆.

상기 합성조건 4를 유지하여 제조된 탄화규소 분말은 C/Si 몰비가 증가함에 따라 SiC 합성수율은 규소원 기준으로 약 54%에서 최대 83% 범위로 나타났다. C/Si 몰비 2.3∼3.0인 원료물질의 경우 합성된 탄화규소 분말내 잔류카본은 관찰되지 않았지만, C/Si 몰비 3.3인 원료물질의 경우 탄소원의 과잉 사용으로 인하여 합성된 탄화규소 분말내 잔류 카본이 약 2.5% 존재하는 것으로 나타났다. 또한, C/Si 몰비 2.5, C/Si 몰비 3.0인 원료물질을 사용하여 합성된 탄화규소 분말에 대하여 XRD의 회절 패턴을 이용한 결정상 분석한 결과, 모두 α상의 탄화규소가 합성된 것으로 관찰되었다. SEM으로 관찰한 탄화규소 분말은 육각판상의 전형적인 α-SiC상의 형태와 구형의 형태가 혼합되어 관찰되었고, 분말 입자크기는 약 3 ㎛∼6 ㎛ 크기를 갖는 것으로 관찰되었다.
As the C / Si mole ratio increased, the yield of SiC synthesis was in the range of about 54% to 83% based on silicon source. In the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 2.3 to 3.0, residual carbons in the synthesized silicon carbide powder were not observed, but in the case of raw materials having a C / Si molar ratio of 3.3, residual carbons in the silicon carbide powder synthesized due to excessive use of carbon sources About 2.5% were present. The crystal phase analysis of the silicon carbide powder synthesized by using a raw material having a C / Si molar ratio of 2.5 and a C / Si molar ratio of 3.0 was carried out using a diffraction pattern of XRD. As a result, it was observed that silicon carbide of? Phase was synthesized. The silicon carbide powder observed by SEM was mixed with a typical α-SiC phase and spherical shape on the hexagonal plate, and the powder particle size was observed to have a size of about 3 ㎛ to 6 ㎛.

Claims (14)

ⅰ) 원료물질로서 C/Si 몰 비가 2.3∼4.0 범위 되도록, 하기 화학식 1로 표시되는 실란화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 액상 규소원과, 카본블랙 분말, 카본나노튜브(CNT) 및 흑연 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 고상 탄소원을 준비하는 단계;
ⅱ) 준비된 원료물질을 산 수용액 또는 염기 수용액으로 반응시켜, 액상 규소원이 가수분해되어 형성된 망목구조의 SiO2 젤(gel) 내부에 고상 탄소원이 고루 분산되어 있는 젤을 제조하는 단계;
ⅲ) 젤을 300∼1000℃ 온도로 열처리하여 SiO2-C 복합체 분말을 제조하는 단계; 및
ⅳ) SiO2-C 복합체 분말을 1300∼2200℃에서 열탄소환원 반응하여 탄화규소 분말을 제조하는 단계;
를 포함하는 탄화규소 분말의 제조방법.
[화학식 1]
Figure 112016003284075-pat00004

(상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 수소원자, 할로겐원자, C1∼C6알킬기 및 C1∼C6알콕시기 중에서 선택되고, 다만 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나 이상이 C1∼C6알콕시기이다)
(I) at least one liquid silicon source selected from the group consisting of a silane compound represented by the following formula (1) and a carbon black powder, a carbon nanotube (CNT) and a graphite powder Preparing at least one solid carbon source selected from the group consisting of:
Ii) reacting the prepared raw material with an aqueous solution of an acid or base to prepare a gel in which a solid carbon source is uniformly dispersed in a SiO 2 gel having a network structure formed by hydrolysis of a liquid silicon source;
Ⅲ) by heating the gel to a temperature of 300~1000 ℃ to prepare a SiO 2 -C composite powder; And
Iv) subjecting the SiO 2 -C composite powder to a thermal carbon reduction reaction at 1300-2200 ° C to produce a silicon carbide powder;
≪ / RTI >
[Chemical Formula 1]
Figure 112016003284075-pat00004

(In Formula 1, R 1, R 2, R 3 and R 4 is selected from hydrogen atom, halogen atom, C 1 ~C 6 alkyl group and a C 1 ~C 6 alkoxy group, but R 1, R 2, R at least one of the 3 and R 4 is a C 1 ~C 6 alkoxy group)
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 고상 탄소원은 물, C1∼C6알콜 또는 C1∼C6알콜 수용액에 분산시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
The solid carbon source is water, C 1 ~C 6 alcohol or C 1 ~C 6 The method for producing the silicon carbide powder is characterized by using a dispersed aqueous alcohol solution.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 산 수용액은 질산, 염산, 옥살산, 초산, 및 톨루엔설폰산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산이 용해된 수용액인 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the acid aqueous solution is an aqueous solution in which at least one acid selected from the group consisting of nitric acid, hydrochloric acid, oxalic acid, acetic acid, and toluenesulfonic acid is dissolved.
제 1 항에 있어서,
상기 산 수용액은 물 1 mol을 기준으로 산이 0.001∼0.14 mol의 몰 비로 용해되어 있으며, 상기 산 수용액은 산 수용액/규소원 몰 비가 1∼10 범위 되도록 사용하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the acid aqueous solution is dissolved in a molar ratio of 0.001 to 0.14 mol based on 1 mol of water and the acid aqueous solution is used so that an aqueous solution of an acid / silicon is in a molar ratio of 1 to 10. [ .
제 1 항에 있어서,
상기 염기 수용액은 수산화나트륨, 암모니아, 및 헥사메틸렌테트라아민(HMTA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 염기가 용해된 수용액인 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the base aqueous solution is an aqueous solution in which at least one base selected from the group consisting of sodium hydroxide, ammonia, and hexamethylenetetramine (HMTA) is dissolved.
제 1 항에 있어서,
상기 염기 수용액은 물 1 mol을 기준으로 염기가 0.001∼0.14 mol의 몰 비로 용해되어 있으며, 상기 염기 수용액은 염기 수용액/규소원 몰 비가 1∼16 범위 되도록 사용하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the base aqueous solution is dissolved in a molar ratio of 0.001 to 0.14 mol based on 1 mol of water and the base aqueous solution is used so that the base aqueous solution / silicon single molar ratio is in the range of 1 to 16. Way.
제 1 항에 있어서,
상기 ⅱ)단계에서는 테프론이 코팅된 마그네틱 교반, 테프론이 코팅된 임펠러 교반 및 초음파 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된 혼합수단을 이용하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the mixing means selected from the group consisting of Teflon coated magnetic stirring, Teflon coated impeller stirring, and ultrasonic mixing is used in the step ii).
제 1 항에 있어서,
상기 ⅲ) 및 ⅳ)단계에서의 열처리는 불활성 분위기 또는 진공 분위기에서 실시하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat treatment in the steps iii) and iv) is performed in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere.
제 1 항에 있어서,
상기 ⅳ)단계에서 열탄소환원 반응의 온도 및 시간을 조절하여 탄화규소 분말의 입도를 제어하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the particle size of the silicon carbide powder is controlled by controlling the temperature and time of the thermal carbon reduction reaction in the step iv).
제 1 항에 있어서,
상기 ⅳ)단계에서 SiO2-C 복합체는 입자크기별로 분급하여 사용하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the SiO 2 -C complex is classified according to the particle size in the step iv).
제 13 항에 있어서,
상기 ⅳ)단계에서 SiO2-C 복합체는 100 ㎛∼10 ㎜ 범위에서 입자크기별로 분급하여 열탄소환원 반응에 사용하여, 평균입도 50 nm∼400 ㎛ 범위 내에서 탄화규소 분말의 입도를 조절하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분말의 제조방법.
14. The method of claim 13,
In the step iv), the SiO 2 -C composites are classified by particle size in the range of 100 μm to 10 mm and used in the thermal carbon reduction reaction to adjust the particle size of the silicon carbide powder within the range of the average particle size of 50 nm to 400 μm Wherein the silicon carbide powder is a silicon carbide powder.
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