SE437654B - Forfarande for framstellning av kiselkarbid - Google Patents
Forfarande for framstellning av kiselkarbidInfo
- Publication number
- SE437654B SE437654B SE7904662A SE7904662A SE437654B SE 437654 B SE437654 B SE 437654B SE 7904662 A SE7904662 A SE 7904662A SE 7904662 A SE7904662 A SE 7904662A SE 437654 B SE437654 B SE 437654B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- weight
- silicon
- silicon carbide
- flask
- atom
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
- C01B32/956—Silicon carbide
- C01B32/963—Preparation from compounds containing silicon
- C01B32/977—Preparation from organic compounds containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
- C04B35/571—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/38—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/60—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
- C01P2002/88—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by thermal analysis data, e.g. TGA, DTA, DSC
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
7904662-9 2
heter, vilka i sin tur ledde till den högra kostnaden, som normalt samhör-
med kiselkarbidartiklar-
I slutet av 1974 och i början av 1975 rafifiorterades många nya för-
sök vid tillverkning av kiselkarbid- Wolfgang Verbeek raflvorterade enlist
det amerikanska fiatentet 3853567 att han kunde bilda en formad artikel,
t-ex- en fiber, bestående av en blandning av kiselkarbid och en
kiselnitrid genom att Dyrolysera en silazan vid cirka 200 - 80000
för att bilda ett smältbart karbosilazanharts och sedan bilda
en fiber och uaflvärma fibern i en inert atmosfär till cirka 800
- 2 00000- Silazanerna, som han fann användbara, framställdes av
halogensilaner och aminer och inkluderade monomera, cykliska och
volymera material- Silazanföreningen omvandlades till ett smältbart
karbosilazanharts genom fiyrolys genom att föreningen fick Passera
genom ett rör ufivvärmt till cirka 200-80000, vilket hade fyllts-med
en fiacknins, t-ex. keramiska sadlar. Hartset var efter avångnine en
gul till rödbrun, transnarent, skör, hydrolysokänslia Drodukt.
I Andra forskare, såsom Seishi Yajima och dennes medarbetare vid
det jafianska undersökninssinstitutet för järn, stål och andra metaller,
mohokuuniversitetet, har arbetat inom kiselkarbidtillverkninesområdet.
He har ravfiorterat sitt arbete i stor utsträcknine och för föreliggande
diskussionsändamål kan föremålet för deras arbete sammanfattas genom
'att shziera den sammanfattning, som förekommer i Chemistry Letters,
Sid- 551-554, 1975, Uublicerat av Chemical Society of Javan- Det skall
observeras att ämnet ifråga även behandlas i flera vatentvublikationer,
exemnelvis tyska OLS 2651140, tyska OLS 2618150, franska Datentet
2508590, jaflanska ansökningen 76/21365, tyska OLS 2628342, jaaanska
vatentfiublikationen 77/74000, jaflanska Uatentflublíkationen 77/73109 och
i det amerikanska Uatentet 4052430-
Den första syntes, som beskrives av Yajima och hans medarbetare,
var att utnyttja metalliskt litium för att avklorera dimetyldiklorsilan
för att framställa dodekametylcyklohexasilan. Dodekametylcyklohexasi-
lanen renades sedan medelst omkristallisation och sublimerine- Den
uflvvärmdes sedan till AO0°C under 48 timmar i en autoklav för
att ge en firodukt, som är Dolykartosilan- ?olykarbosílanen behandlades
æflan med lösningsmedel för att avlägsna fraktioner med låg molekyl-
vikt och den kvarstående Polykarbosilanen ufifilöstes i bensen eller
xylen- Denna firodukt visade sig ha en molekylvikt av 1000 - 2000.
Polykarbosílanen i bensen eller xylen spanns sedan till fibrer genom
torrsvinning-
Såsom Yajima mycket riktigt medgiver var ietta förfarande
tekniskt besvärligt vä grund av den dyrbara och tidskrävande sflecifika
kemiska reaktionen, användningen av litiummetall, autoklav, aceton-
' > ref-gr!
aaíâwae Keane» ass” “ia
_ ___..
'l 7904662-9
fraktionerina och torrsfiinnina-
Såsom lösning av de svårigheter, som Uåträffats vid Yajima's
ursvninrliga syntes, raflflorterade denne och hans medarbetare en andra
förbättrad syntes för kiselkarbid- Förfarandet bestod i att använda
en blandning av silan och metalliskt nfltrium i en kolv, vilken blandninr
täcktes medelst en ström av arpongas. Uteånesmaterialet dimetyldiklor-
silan alacerades i en droflntratt och kolven uvfivärmdes för återlonv,
varvid natriet smälte- Under omrörninp tillsattes dimetyldiklorsilanen
drovvvis och det smälta natriet avklorerade-silanen för att se en
fällnine av fiolydimetylsilaner. Den erhållna “rodukten hade vid det
illustrativa exemfilet en eenomsnittlig molekylvikt av ungefär 3900.
Polykarbosilanen avlägsnades därefter genom filtrering och det metalliska
natriet, som kvarblev tillsammans med Produkten, nedbröts med mety1~
alkohol- Den tvättades sedan med vatten två gånger, torkades och
Dlacerades i ett reaktionskärl, varfiå den omvandlades till en vätska
gengm unnvärmninp till 32000. Därefter återlobvsdestillerades densamma
under 5 timmar ufifi till en temfleratur av 47000 för att avlägsna
flyktiga ämnen- Den resulterande viskösa substansen ufifitogs sedan
i n-hexanlösnins, filtrerades åter och koncentrerades vid reducerat
tryck och uflvvärmdes åter för att avlägsna komfionenter med lâp molekyl-
vikt- Den genomsnittliga molekylvikten för slutflrodukten var cirka
948, dvs. lägre än “olysilanen vid 3200, vilket indikerade att den ut-
fällda “olysilanen ufifldelats och omarranperats för att ae fiolykarbo-
silan med låare molekylvikt-
Slutigen skall observeras en del arbete, som utförts av Roy Rice
och beskrivits i U-S- Debartment of Commerce, National Technical
Information Service Bulletin AD~D0O3-165, vilket är baserat Uå den
amerikanska “atentansökninaen nummer 716729. Rice gör det vittomfattande
fiâvekandet, att nästan varje volymer innehållande kisel kan vyrolyseras
till ett keramiskt material men bortsett från två korta exemfiel utlär
icke beskrivningen för fackmannen de sveciella sätten och medlen för
att få det keramiska materialet- Rice utlär väsentligen att man kan
ta en kisel innehållande volymer och uvflvärma den till höpa temfieraturer
och få ett kiselbaserat keramiskt material- Ingen förklaring
hos Rice ger den nödvändiga detaljerade information, som givits av
Verbeek och Yajima och andra beträffande hur man behandlar materialen
eller vilka utgångsmaterial, som skall användas eller om flyktiga
Urodukter är inbegrifina eller hur desamma skall behandlas. Rice anser
endast allmänt känd teknik såsom ubvhettninpsgraden, användningen av
en inert atmosfär o.s-v- Helt igenom beskrivningen sfiekulerar Rice
om vad som hinde hända och hans anaivelser är fyllda mel sådan hjülnord
som borde, skulle och liknande. Det kan därför säpas att Rice undviker
qvg W 1'
09063 i'
7904662-9
4
att i detalj beskriva vad faokmannen behöver känna till för att utöva
förfarandena enligt föreliggande uvbfinning-
_ Den här beskrivna uvflfinningen övervinner svårigheterna hos
Yajima's förfaranden och beskriver en koncis metod, som lätt kan utnyttjas
av fackmannen för framställning av kiselkarbid.
j j Den här beskrivna unnfinningen är en mycket Draktisk, billig och
säker metod för tillverkning av kiselkarbid- Detaljerna beträffande varför
förfarandet ifråga är Uraktiskt, billigt och säkert framgår av den detalj-
diskussion, som följer nedan-
Vad som beskrivas är ett förfarande för framställning av kisel-
kaábia, vilket består av (A) att bilda en önskad formartirel från en voly-
silan, som har genomsnittsformeln
'ßætßfii täfil
varvid Dolysilanen innehåller O - 60 molvrocent (CH3)2Si=~enheter och
40 - 100 molnrocent CH3Si5-enheter, varvid de återstående bindningarna
nå kislet är fästa vid antingen en annan kiselatom, en kloratom eller
en bromaton, så att Dolysilanen innehåller 10 - 43 viktsvrooent,
baserat Då Uolysilanens vikt, av hydrolyserbar klor eller 21 - 63
viktsfirocent, baserat nå. 'Oolysilanens vikt, av hydrolyserbar brom,
varvid volysilanen har en smältviskositet vid l50°C av 0,005-500 Pa's och
en inre viskositet i toluen av 0,000l - 0,1 och (B) att upfivärma
formartikeln i en inert atmosfär eller i ett vakuum till en hög temngrgtur
inom området 1150 - l600°C, tills Dolysilanen omvandlats till kiselkarbid.
Mängden klor eller brom i volysilanen kan även beskrivas såsom
förhållandet mellan halogenatomer och kiselatomer. Ett förhållande
av O,lO;l till 1:1 är väsentligen ekvivalent med 10-45 viktsvrocent
klor eller 21 - 63 viktsvrocent brom i Dolysilanen- vardera renresenta-
tionen av halogenmängden är tillfredsställande.
Den nolysilan, som användes vid steg (A) enligt detta förfarande,
kan framställas genom de metoder, som beskrivs i det amerikanska vatentet
2842580. i
I detta Uatent beskrivs användningen av kvaternära halogenider,såsom
katalysatorer för att klyva organohalogenfiolysilaner för att erhålla
monosilaner med låg molekylvikt- I svalt 2, rader 51-70 i Datentskriften
beskrivas en "högkokande rest" och hur denna erhålles- Till största
-delen är denna "högkokande rest" analog med utgångsmaterialet, som
föreligger i steg (A) enligt uvvfinningen- I själva verket kan den
volyeilan, som är användbar vid uvvfinningen erhållas från varje källa,
så länge som utgånesmaterialet innehåller disilanen
(CH5)xZ3_XSiSiZ3_y(CH3)y, där Z är klor eller brom, x är O, 1, 2 eller
5 7904662-9
K och y är O, l, 2 eller 3 och summan av x + y är lika med åtminstone 1
och generellt mellan 2 och 4 såsom angives i nämnda oatent.
Disilanen kan framställas från de lämoliga silanerna eller
disilanen kan utnyttjas såsom den föreliaaer som en komoonent i för-
'faranieresten frånden direkta syntesen av organosilaner- Den
direkta syntesen av organoklorsilaner inteerioer att föra ånga av en
oraanisk klorid över uflovärmt kisel och en katalysator- Se Eaborn,
"Organosilicon Comoounds", Butterworths Scientific Publications,l96o,
sid- l- Disilanen CH3Cl2SiSi(CH¿)2Cl påträffas i stora kvantiteter
i återstoden från reaktionen och därefter är denna direkta “rocessrest
(DPR) ett gott utgånasmaterial för att erhålla den Polysilan, som ut-
nyttjas vid uflofinningen-
I oraktiken behandlas DPR med en katalysator och uêovärmes
såsom beskrives i det amerikanska “atentet 28425êC. Om DPR användes i
stället för den rena disilanen, Påverkar närvaron av andra oraanokisel-
föreninaar i UFR icke märkbart förfarandet enligt upofinninsen eller
slutresultatet,eftersom vid behandling av DPR med katalysatorer en omarr
anaerina äger rum, vilken ger flyktiga användbara silaner och kiselkarbi
förßolymeren, nämligen Uolymeren, som anaives med formeln, som finns
i steg (A). Silanerna destilleras frán reaktionsblandninaen, allterfters
de bildas- Det observeras, att avläesnandet av de flyktiga silanerna
ökar reaktionshastipheten- Dessa silaner användes kommersiellt inom
andra områden och därför eliminerar deras värde en del av driftskostnade
vid uofifinninaen- En skillnad mellan det förfarande som beskrivas i
det amerikanska oatentet och föreliaeande uvofinnina är det faktum att r
aktionen enligt ufiofinnineen icke forceras såsom anaives vid oatentet, i~
reaktionen aenomföres, tills en oolysilan, som kan hanteras, erhålles,
medan enligt Uatentet reaktionen forceras för att Droducera alla
silanmonomerer, som är möjliaa, från reaktionsmedlen och resten är
icke alltid ett material, som lätt kan hanteras-
För uvfifinningens ändamål består oolysilanen i huvudsak av
(CH3)?Si=-enheter och CH3Si5-enheter- De återstående valenserna hos
dessa silanenheter uoofylles genom en annan kiselatom eller en haloaen-
idatom- Inom ramen för föreligaande uoofinnína ar sålunda tänkbara voly-
silaner sådana, som har ett genomsnitt av 0,1 eller mer halopener “er kis
atom- Andra enheter kan exemoelvis (varvid Hal är halogen) vara (Hal)?$i=
CH3HalSi=, CH3(Hal)2Si-, (CH¿)2HalSi-, (Hal)¿Si~, (CH3)5
förhållandet mellan halopen och kisel om 0,l;l till lzl uoorätthàlles.
Material, som har det erfordrade förhållandet mellan halogen och kisel,
har generellt smältviskositeter inom området 0,005 till 500 Pa~s.
Haloaener för upofinningens ändamål är klor eller brom och före-
Si-, så länne
trädesvis klor. De andra halosenerna, t.eX. jod, och fluor, undereår
soon QUNÅTY
6
79o4662¥9
icke önskvärda sidoreaktioner och är svåra att hantera, så att de icke
är användbara vid uflvfinningen- Det föredrages för uflfifinnineens ändamål
att nlln hnlofienprufificrna nä disilanen dr samma halopen men det är
även inom ramen för uflbfinnineen möjligt att ha både klor- och brom-
eruflver vä disilanen-
Polysilanen, som är användbar vid uaflfinningen, är icke lätt att
analysera Uâ grund av materialets natur. Nolekylvikten för Dnlysilanen
kan endast ufivskattas men det är känt att användbara Uolysilaner, som
har poda hanteringsegenskaber, generellt har en inre viskositet i
toluen inom området 0,0001 till 0,1. Det är tänkbart att material med höpr
eller lägre viskositet kunde vara användbara men för ufivfinningens ändamål
är ovanstående område att föredraga-
Katalysatorerna, som är användbara, är omarrangeringskatalysa-
torer och exemvel Då dylika katalysatorer är ammoniunhalogenider,
tertiära organiska aminer, kvaternära ammoniumhalogenider, fosfonium-
halogenider och silvercyanid-
Föredragna är fosfoniumhalogeniderna och de kvaternära ammonium-
halopeníderna- Hest föredragna är fosfoniumhalopeniderna, exemnelvis
tetrabutylfosfoniumklorid.
. Mängden av använd katalysator kan ligga från 0,001 till 10 Vikts-
Urocent, baserat Uå vikten av utgångsdisilanen- Katalysatorerna och
_utgångsmaterialen kräver vattenfria förhållanden och man måste därför vara
omsorgsfull med att säkerställa att fuktighet uteslutes från reaktions-
syetemet, då disilanen och katalysatorn blandas. Generellt kan detta röran
genom att använda en ström av torrt kväve såsom ett täcke över reaktions-
blandninaen. Generellt och eftersom vyrolysen av kiselkarbidförflolymeren
genomföres i en inert atmosfär kan användningen av kväve tjäna ett dubbelt
ändamål- Det ligger inom ramen för ufißfinningen att utnyttja vakuum i stål
let för en inert gas-
Andra signifikanta asvekter är den låga temberatur, vid vilken
denna reaktion kan drivas och det faktum att tryck icke erfordras.
e Reaktionen för att bilda nolysilanen och de flyktiga silanerna genom-
föres vanligen vid 70 - 30000 under 4 - 24 timmar- Högre eller lägre
temfieraturer kan användas med kräves icke, eftersom de önskade reaktions-
Urodukterna kan erhållas inom det angivna uvflvärmningsområdet, varvid
de lägre temßeraturerna tjänar att göra reaktionen långsammare och
' de högre temneraturerna innebär slöseri med energi och ofta leder
till icke önskvärda sidovrodukter, såsom karbosilaner, och förlust av
kontroll över reaktionen.
Sedan Uolysilanen (I) framställts, kan den användas såsom en
*smälta för att sainna fibrer och forma föremål. Det skall observeras
att “olymererna, som formas flå detta sätt, är klara och i hög grad visköse.
7 7904662-9
De kräver icke utsfiädnine med lösningsmedel för att sänka viskosi
teten för sflinnine eller dragning av fibrer.
Polyuersmältan, dvs- kiselkarbidförßolymeren i godtycklig önskad
form, “yrolyseras sedan i en inert atmosfär eller vakuum för att erhålla
kiselkarbiden- Sådana Uyrolysförfaranden flenomföres vid temoeraturer
inom området ll5O - 166000 under 0,1 - 4 timmar.
Sammanfattningsvis genomfördes förfarandet genom att olacera en
disilan eller DFR innehållande disilan i ett reaktionskärl fyllt
med kväve och därtill sattes den lämpliga mängden katalysator-
Reaktionsblandninsen ubvvärmes och de flyktiga silanerna bildas och
avlägsnas kontinuerligt- Då den lämvliga viskositeten hos resten i
reaktionskärlet uvfinåtts, avbrytas reaktionen genom att sänka temfiera-
turen- Den kvarstående resten i reaktionskärlet är Uolysilan (I)- Detta
material kan såsom en smälta formas vid denna tidfiunkt och sedan fiyroly-
seras för att ge kiselkarbiden-
Det skall observeras att ineen sveciell firocedur krävas för
att blanda disilanen och katalysatorn- Katalysatorn och disilanen kan
blandas som helhet och omröras med en Uaddelomrörare- Silanerna
kan avlägsnas genom användning av en enkel destillationsafivarat.
För att underlätta för fackmannen skall ufiflfinninaen ytterligare
beskrivas i samband med nedanstående exemoel-
E5emvel_l - Framställning av Uolysilan från (0l2CH3Si)2
En 250 ml, med 3_halsar försedd, plaskol utrustades med ett
kväveinloonsrör, termometer och kondensor fäst vid en toluenbubbel-
fälla. Fällan utrustades med en läcklednine till en ventilerad huv-
Vakuum åstadkoms i kolven och kolven sfiolades med torrt kväve under
ett fåtal timmar- Vakuum Uàfördes àteripen kolven och en kväveström
startades- Tetrabutylfosfoníumklorid, 2,5 P, tillsattes till kolven
och utsattes för torrt kväve under l h, ett vakuum fiâfördes kolven och
kväveströmmen startades sedan med en hastighet av en bubbla kväve/l5 sek.
Kolven tillsattes via en soruta med 50 p (0l2CH3Si)2- Flandnineen
uflfivärmdes till återloon och hade en lätt vattenfärnad nïans- Den före-
föll att fälla ut sakta och satstemoeraturen steg till 9000 och sänktes
därefter till 8100 inom en timme- En sur yes utvecklades och den lätta
fällninaen försvann- Efter 3 timmar föll temoeraturen till 7500 och
efter 4 timmar föll temveraturen till 7100- Raaktionen, med undantas
för kväveströmmen, avstängdes- Resten i kolven var mycket viskös
och fibrer kunde snabbt dagas med en glasstav genom att donna elasstaven
materialet och snabbt dra undan den- Materialet var klart med en ljus-
aul färg-
f Poor- Qunnxrrl
7904662-9
Rremfiel 2
Abnaraturen var väsentligen densamma som vid exemflel l och till
kolven sattes 2,5 E (butyl)4PCl och 66,7 g (CH3SiCl2)2- Kolven och
innehållet hade förut torkats och behandlats med kväve liksom i
exempel l- Blandningen var klar. Efter omrörning¿vid rumstemfieratura
under cirka 16 h steg temveraturen till cirka 70 C,al1temedan bland-
ningen blev mer viskös- Blandningen var vid denna tidfiunkt något grumlig
och hade en del klunflar- Temveraturen gick ubb till 9400 och förblev
vid 90-9800 största delen av en ytterligare Deriod om 8 h.
Plandningen blev klar, fick blekpul färg och hade en mycket hög
viskositet- Fibrer drogs från smältan före nedkylningen-Naterialet
var lösligt i toluen och även i aceton men icke i isovronanol.
Egemvel 3 - Framställning av Uolysilan från DPR
En analys av DER från klorsilanframställningsenheter visade att
den innehöll följande: i
Förening Viktsêrocent
Lågkokande 0,9
Högkokande 1,1
(CH3)2SiCl2 2,7
(m13)4si2c12 4,9
(CH5)5Si2Cl3 40,3
(cH3)2si2c14 50,1
,En 250 ml kolv utrustades såsom i exemßel 1- Systemet tvättades
med torrt kväve och avstängdes sedan, medan 2,5 g tetrabutylfosfonium-
khrid tillsattes. Ett vakuum Uàfördes sedan kolven under cirka l h-
Den tvättedes återigen med torrt kväve och 66,7 g av ovan definerade
DFR tillsattes till kolven- Blandningen ußflvärmdes till 7400 och
återlofivsdestillerades mellan 70-8000 under avlägsnande av de låg-
kokande materialen och (CH5)2SiCl och CH5Si0l5- Lösningen hade från
början en blåaktig eller vattenfärgad nyans och färgen försvann,
under det att blandningen blev något grumlig. Efter cirka 5 h uDU~
värmnine hade lösningen blivit klar- Efter en ytterligare uflDvärmnings~
tid av 8 h började viskositeten öka och materialet blev grumligt
gult till utseendet och efter mer än två timmar var materialet klart
gult till färgen och tillräckligt visköst för fiberdraaning.
Materialet analyserades med följande resultat:
Beräknat% fåträffat
Si-Si 53,3 35,4
-SiCH2Si- O O
9 7904662-9
Procentuellfiutbytet av Si0 efter Pyrolys var 47 och det var
beräknat till 48-
Datana överensstämmer med en Polymer av strukturen §§CH3)2Si}-
0H¿0lSi}, där molnrocenten (0H5)2Si= är Pa och förhållandet mellan
klor och kisel är O,72:l- Procenttalet hydrolyserbar klor befanns vara
cirka 58 viktsprocent- Den inre viskositeten i toluen vid 2500 var
P Y l0"?. Polymerfíbrer toys från enflltan och uëvvärmdes i en TGß
i en araonatmosfär med 590/min till 120000- Såsom ovan angivits för-
lorade den 55% i vikt- En röntaenstrålfiulveranalys avslöjade att
återstoden var extremt finkornig /3_%i0 (<\/70 Ã)- Otaliga
andra serier genomfördes och värmdes i TGA samt gav samma resultat- Cirka
0,5 g av en sats av Uolymeren ufiflvärmdes i en rörugn i en helium-
atmosfär under fyra h för att ge samma ultrafinkorniga /3 -Si0-
Exemvel 4
På ett sätt liknande exemPel 3 uflfirättades en anfiarat och en
kväveström startades, sedan 0,5 a (butyl)4P0l tillsatte till kolven
och u?Hvärmts till smältninp- 400 p DF? tillsattes sakta till kolven
efter en ursfininplie tillsats av 30-50 ml. Efter 10 minuter hefanne
destíllatet ha samlats i mottapninnskolven. Kolvtemfleraturen var cirka
15000 vid denna tidbunkt. DPR tillsattes sakta under de närmaste 3 h och
temperaturen steg till 150004 Under förlonvet av nästa 5 h förblev
temoeraturen densamma och destillationstemfleraturen överskred al~
drip 6500- Reaktionen avstängdes men kväveströmmen ufiorätthölls-
Efter att ha fått vila över natten (ungefär 16 h) ufifivärmdes kolven
ateríaen till 250 - 27000. Efter 8 timmars uvvsamlinf av destillatet
vid mïndre än 8000 huvudtemneratur stoflaades ufifivärmningen- I kolven
återstod ett visköst, gult fluidum, som kyldes till ett gult
vaxliknande fast ämne- Materialet började vid återufivvärmnineen
smälta vid cirka 10000. Då det kylts, avläesnades en del av materialet
från kolven och det var lösliet i toluen-
Exemfiel 5
En kolv innehållande 564,5 e DPR och 7,7 g (0¿H9)4f+01- till-
fördes till en Iundbottnad kolv, som utrustats med en termometer, kondens
upflvärmningsafivaratur och en destillationsahnaratur och sakta unn-
hettades och silaner destillerade över uofi till en temfieratur av
34000- Resten hade vid analys ll,0 viktsfirocent hydrolyserbar klor-
Kloridjonen titrerades i en vattenfri lösning av toluen och isoorohanol
med användning av 0,1-Drocentig lösning av tetrabromfenolftalin-
etylester i metanol/toluenlösning och O,5k KOH i etanol. Ju högre
temveraturen ökas, desto mer halogenid avlägsnades från fiolysilanen-Avläp
10
7904662-9
nande av alltför mycket halogenid resulterar i ett icke hanterbart
material- Vid detta exemvel indikerade unvträdandet av fasta ämnen
att volysilanen var Uå gränsen för tvärbindning till ett ohanterbart
material vid 34000 eller ungefär 10 - ll viktsvrocent klor-
Ytterligare serier genomfördes vid temveraturer av 50000
och 32500- En sammanfattning av alla serierna återfinnes nedan-
T C Genomsnittlig % Gl från två titreringar
300 12,0
325 11,9
340 11,9
Ytterligare ubvvärmning för att ge ungefär 10 viktsvrocent
klor ger en “olysilan med en signifikant mängd fast material i densamma-
Claims (3)
1- Förfarande för framställning av kiselkarbid, k ä n n e t e c k n a av att (A) bilda en önskad formartikel från en Qolysilan, som har genomsnitts- íšcH5)2si¶ §nH3si} varvid fiolysilanen innehåller 0 - 60 molflrocent (CH5)2Si=-enheter och 40 100 molvrocent CH3Si5-enheter,varvid de återstående bindningarna Då kisle är fästa vid antingen en annan kiselatom, en kloraton eller en brom- atom, så att Holysilanen innehåller 10 - 43 viktsfirocent, baserat formeln nå flolysilanens vikt, av hydrolyserbar klor eller 21 - 63 viktsvrocent, baserat Då Dolyailanens vikt, av hydrolyserbar brom, varvid voly- eilanen har en smältviskositet vid 15000 av 0,005 - 500 Pa's och en inre viskositet i toluen av 0,000l - 0,1 och, (B) uPUvärma formartikeln i en inert atmosfär eller i ett vakuum till en hög temfieratur inom området 1 150 - 1 60000, tills Uolyeilanen omvandlats till kiselkarbid.
2- Wörfarande enlipt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att Holy- silanen innehåller ett fyllnaasämne, innan steget (P) eenomföres-
3- Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att fyllnads ämnet är flulvriserad kiselkarbid-
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US91024778A | 1978-05-30 | 1978-05-30 | |
US2413779A | 1979-03-26 | 1979-03-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7904662L SE7904662L (sv) | 1980-02-06 |
SE437654B true SE437654B (sv) | 1985-03-11 |
Family
ID=26698093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7904662A SE437654B (sv) | 1978-05-30 | 1979-05-29 | Forfarande for framstellning av kiselkarbid |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU526855B2 (sv) |
BR (1) | BR7903370A (sv) |
CA (1) | CA1121971A (sv) |
CH (1) | CH640803A5 (sv) |
DE (1) | DE2921570C3 (sv) |
FR (1) | FR2427301A1 (sv) |
GB (1) | GB2024789B (sv) |
IT (1) | IT1121520B (sv) |
NL (1) | NL178069C (sv) |
SE (1) | SE437654B (sv) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4298559A (en) * | 1980-07-23 | 1981-11-03 | Dow Corning Corporation | High yield silicon carbide from alkylated or arylated pre-ceramic polymers |
US4310481A (en) * | 1980-07-23 | 1982-01-12 | Dow Corning Corporation | High yield silicon carbide pre-ceramic polymers |
US4310482A (en) * | 1980-07-23 | 1982-01-12 | Dow Corning Corporation | High yield silicon carbide pre-polymers |
US4298558A (en) * | 1980-07-23 | 1981-11-03 | Dow Corning Corporation | High yield silicon carbide pre-ceramic polymers |
US4314956A (en) * | 1980-07-23 | 1982-02-09 | Dow Corning Corporation | High yield silicon carbide pre-ceramic polymers |
US4942011A (en) * | 1988-05-03 | 1990-07-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing silicon carbide fibers |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1226088B (de) * | 1959-07-17 | 1966-10-06 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur Herstellung von hochreinem kristallinem Siliciumcarbid |
DE1302312B (sv) * | 1959-07-17 | 1972-03-09 | Wacker Chemie Gmbh | |
DE2236078A1 (de) * | 1972-07-22 | 1974-03-21 | Bayer Ag | Formkoerper aus siliciumcarbid und verfahren zu ihrer herstellung |
US4100233A (en) * | 1975-04-25 | 1978-07-11 | The Research Institute For Iron, Steel And Other Metals Of The Tohoku University | Silicon carbide fibers having a high strength and a method for producing said fibers |
JPS51126300A (en) * | 1975-04-26 | 1976-11-04 | Res Inst Iron Steel Tohoku Univ | Method for manufacturing an organoo silicon polymer having silicon and carbon atoms as main skeleton component |
GB1590011A (en) * | 1976-08-17 | 1981-05-28 | Kyoto Ceramic | Method of producing dense sintered silicon carbide body from polycarbosilane |
-
1979
- 1979-05-09 CA CA000327267A patent/CA1121971A/en not_active Expired
- 1979-05-16 GB GB7917110A patent/GB2024789B/en not_active Expired
- 1979-05-28 DE DE2921570A patent/DE2921570C3/de not_active Expired
- 1979-05-29 BR BR7903370A patent/BR7903370A/pt unknown
- 1979-05-29 AU AU47531/79A patent/AU526855B2/en not_active Ceased
- 1979-05-29 IT IT7923078A patent/IT1121520B/it active
- 1979-05-29 FR FR7913609A patent/FR2427301A1/fr active Granted
- 1979-05-29 SE SE7904662A patent/SE437654B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-05-30 CH CH505579A patent/CH640803A5/de not_active IP Right Cessation
- 1979-05-30 NL NLAANVRAGE7904254,A patent/NL178069C/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2427301A1 (fr) | 1979-12-28 |
DE2921570C3 (de) | 1982-02-25 |
SE7904662L (sv) | 1980-02-06 |
GB2024789B (en) | 1982-07-28 |
BR7903370A (pt) | 1979-12-11 |
IT7923078A0 (it) | 1979-05-29 |
DE2921570B2 (de) | 1981-03-12 |
NL7904254A (nl) | 1979-12-04 |
GB2024789A (en) | 1980-01-16 |
FR2427301B1 (sv) | 1984-03-09 |
AU4753179A (en) | 1979-12-06 |
AU526855B2 (en) | 1983-02-03 |
DE2921570A1 (de) | 1979-12-20 |
IT1121520B (it) | 1986-04-02 |
NL178069C (nl) | 1986-01-16 |
CA1121971A (en) | 1982-04-20 |
CH640803A5 (de) | 1984-01-31 |
NL178069B (nl) | 1985-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4310651A (en) | Method for preparing silicon carbide | |
US4377677A (en) | Method of preparing polycarbosilanes | |
Speier et al. | The addition of silicon hydrides to olefinic double bonds. Part I. The use of phenylsilane, diphenylsilane, phenylmethylsilane, amylsilane and tribromosilane | |
Burkhard et al. | The present state of organosilicon chemistry. | |
GB2093470A (en) | Silazane polymers from (r13si)2h and organochlorosilanes | |
SE450377B (sv) | Sett att framstella kisel samt produkt belagd med sadant kisel | |
US4472591A (en) | Hydrosilyl-modified polycarbosilane precursors for silicon carbide | |
KR840001596B1 (ko) | 실리콘 카바이드 세라믹물질 제조용 폴리실란의 제조방법 | |
US2529956A (en) | Method for making silicon ester resins | |
US4550151A (en) | Organoborosilicon polymer and a method for the preparation thereof | |
EP0123934A1 (en) | Polysilane precursors containing olefinic groups for silicon carbide | |
US4800221A (en) | Silicon carbide preceramic polymers | |
CA1281477C (en) | Method for converting si-h containing polysiloxanes to new and useful preceramic polymers and ceramic materials | |
SE437654B (sv) | Forfarande for framstellning av kiselkarbid | |
JPS6149334B2 (sv) | ||
US4806612A (en) | Preceramic acetylenic polysilanes | |
US5138080A (en) | Polysilamethylenosilanes and process for their preparation | |
JPS6017214B2 (ja) | 可溶性メチルポリシロキサンおよびその製造法 | |
US2682512A (en) | Unsaturated organosilanes and method of making same | |
EP0052694B1 (en) | Branched polycarbosilanes and their use in the production of silicon carbide | |
US4534948A (en) | Method for preparing silicon carbide | |
EP0414186B1 (en) | Novel fluorinated organic silicon compounds and a method for making them | |
US3334122A (en) | Method of preparing arylsilanes | |
EP0418568B1 (en) | Novel fluorinated cyclic organic silicon compounds and a method for making them | |
EP0209360A2 (en) | Method for converting organosilicon polymers containing Si-H units to new and useful preceramic polymers and ceramic materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7904662-9 Effective date: 19911209 Format of ref document f/p: F |