DE3838178C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kur­ zen Siliciumcarbidfasern gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.
Als gebräuchliche Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbid­ whiskern sind die folgenden Verfahren bekannt:
Aus der JP-AS 1 20 599/1983 ist ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbidwhiskern bekannt, bei dem ein Ausgangsmate­ rial "A", das aus einer Mischung aus feinem Pulver aus einer Silicatverbindung und Kohlenstoff besteht, und ein Ausgangsma­ terial "B", das aus feinem Pulver aus Kohlenstoff besteht, in einem festgelegten Molverhältnis bereitgestellt und nebenein­ ander angeordnet werden. In dem Ausgangsmaterial "A" sind die Silicatverbindung und Kohlenstoff derart vermischt, daß das Verhältnis von Siliciumdioxid (SiO2) zu Kohlenstoff (C) auf ei­ nen festgelegten Wert eingestellt ist. Dann werden die Aus­ gangsmaterialien "A" und "B" in einer nichtoxidierenden Atmo­ sphäre bei Temperaturen von 1300 bis 1600°C erhitzt, um in dem Ausgangsmaterial "B" Siliciumcarbidwhisker zu erzeugen.
Aus der JP-OS 1 72 297/1983 ist ein anderes Verfahren zur Her­ stellung von Siliciumcarbidwhiskern bekannt, bei dem ein als Siliciumquelle dienendes Ausgangsmaterial, das hauptsächlich aus Siliciumdioxid (SiO2) besteht, und Furnaceruß in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei Temperaturen von 1300°C bis 1800°C erhitzt werden, um Siliciumcarbidwhisker zu erzeugen.
Ferner ist aus der JP-OS 1 78 413/1986 ein Verfahren zur Herstel­ lung von Siliciumcarbidpulver mit den folgenden Schritten be­ kannt: Oxidieren eines Pulvers aus metallischem Silicium in ei­ ner oxidierenden Gasatmosphäre zu Siliciummonoxid in Form von ultrafeinen Teilchen oder Gas und Umwandeln des Siliciummon­ oxids in einer reduzierenden Gasatmosphäre, die Kohlenstoff enthält, in Carbid, wodurch Siliciumcarbidpulver hergestellt wird.
Bei den vorstehend erwähnten gebräuchlichen Verfahren zur Her­ stellung von Siliciumcarbidwhiskern treten die folgenden Pro­ bleme auf:
  • (a) Es wird eine große Menge elektrischer Energie benötigt, weil die Siliciumcarbidwhisker-Bildungsreaktion eine endotherme Reaktion ist.
  • (b) Die Produktivität der gebräuchlichen Verfahren zur Herstel­ lung von Siliciumcarbidwhiskern ist niedrig, weil die Silicium­ carbidwhisker chargenweise erzeugt werden. Die gebräuchlichen Verfahren führen folglich zu erhöhten Fertigungskosten.
  • (c) Bei den gebräuchlichen Verfahren ist eine lange Reaktions­ dauer erforderlich.
  • (d) Die Formbarkeit von faserverstärkten Metallen ist nicht gut, wenn zur Verstärkung der Metalle Siliciumcarbidwhisker verwendet werden, die durch die gebräuchlichen Verfahren her­ gestellt worden sind, weil die Siliciumcarbidwhisker einen ho­ hen Schlankheitsgrad (d. h. Verhältnis der Länge der Whisker zu ihrem Durchmesser) haben.
Das dritte Herstellungsverfahren, das vorstehend erwähnt wurde, dient zur Herstellung von Siliciumcarbidpulver. Sein Haupt­ merkmal besteht darin, daß das Siliciumcarbidpulver herge­ stellt wird, indem die Bildung eines homogenen Kerns bei rela­ tiv hohen Temperaturen durchgeführt wird. Es ist folglich un­ möglich, durch dieses Herstellungsverfahren kurze Fasern her­ zustellen.
Aus der DE-AS 11 87 591 ist ein Verfahren zur Herstellung von Silciumcarbidteilchen bekannt, bei dem aus Quarzsand und Koks in einem Lichtbogenofen ein Gemisch von Siliciummonoxid und Kohlenmonoxid erzeugt wird und als Gasstrahl mit einer Tempe­ ratur von etwa 2000 bis 2500°C aus dem Ofen austritt. In den Gasstrahl wird unter Luftausschluß Methan eingeblasen, und das dabei in feinster Verteilung entstehende Siliciumcarbid wird aus der Reaktionszone fortgeführt und nach Kühlung zusammen mit nicht umgesetztem Siliciummonoxid und Ruß in Zentrifugal­ abscheidern abgeschieden. Es werden drei Arten von Silicium­ carbidteilchen (faserförmig und rundlich) mit sehr unterschied­ lichen Abmessungen erhalten, was darauf zurückzuführen sein dürfte, daß die Reduktion zu Siliciumcarbid teils in der Gas- und teils in der Flüssigphase (wegen starker Abkühlung durch die endotherme Reduktion) erfolgt.
Aus der DE-AS 27 37 521 ist ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbidpulver bekannt, bei dem eine Mischung aus Kohlen­ stoffpulver und Pulver aus metallischem Silicium in einer oxi­ dierenden Atmosphäre auf etwa 800 bis 1400°C erhitzt wird.
Aus der DE-OS 36 02 647 ist ein Verfahren zur Herstellung von amorphem Siliciumcarbidpulver bekannt, bei dem Pulver aus metallischem Silicium in einer oxidierenden Gasatmosphäre zu Silicium­ monoxid in Form von ultrafeinen Teilchen oder Gas oxidiert wird und mittels der dabei auftretenden Wärmeenergie und anschließend das Siliciummonoxid in einer reduzierenden Gas­ atmosphäre, die Kohlenwasserstoff enthält, in Carbid umgewandelt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von kurzen Siliciumcarbidfasern gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 bereitzustellen, das eine kontinuierliche Massenfertigung von kurzen Siliciumcarbidfasern in einem kurzen Zeitraum ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Umwandlung des Siliciummonoxids in Carbid bei Temperaturen zwischen 1300 und 1800°C durchgeführt wird.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläu­ tert.
Fig. 1 ist ein Fließbild einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandten Vorrichtung.
Fig. 2 ist eine Darstellung der Struktur einer durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten kurzen Siliciumcarbidfaser.
Fig. 3 ist eine Darstellung der Struktur einer kurzen Siliciumcarbidfaser nach ihrer Behandlung mit Flußsäure.
Das Pulver aus metallischem Silicium hat vorzugsweise eine Teilchengröße von 75 µm (200 mesh) oder weniger. Bei dem erfindungsge­ mäßen Verfahren ist Pulver aus metallischem Silicium von hoher Reinheit nicht erforderlich.
Zu geeigneten Beispielen für das oxidierende Gas gehören Luft, Sauerstoffgas und Ozongas. Die Reaktion von Pulver aus metallischem Silicium mit einem oxidierenden Gas kann unter An­ wendung verschiedener Verfahren durchgeführt werden. Bei einem bevorzugten Verfahren wird der Oxidationsschritt (a) durchgeführt, indem aus dem Pulver aus metallischem Si­ licium und einem oxidierenden Gas eine Staubwolke gebildet wird und durch Zündung der Staubwolke eine explosionsar­ tige Verbrennung des Pulvers aus metallischem Silicium bewirkt wird. Diese Verbrennung erzeugt eine große Wärmemenge, die eine hohe Temperatur liefert und eine umfassende Oxidation des Pulvers aus metallischem Silicium fördert, wodurch Siliciummonoxid in Form von ultrafeinen Teilchen oder Gas gebildet wird. Die Wär­ meenergie, die bei der Oxidationsreaktion erzeugt wird, wird ausgenutzt, um Wärme für den ausschließenden Schritt (6) der Umwandlung des Siliciummonoxids in Carbid zu liefern.
Zur Zündung der Staubwolke kann ein Brenner, ein Plasmastrahl, eine Bogenentladung oder ein Laserstrahl angewandt werden. Die Dichte der Staubwolke kann entsprechend der Teilchengröße des verwendeten Pulvers aus metallischem Silicium und der angewand­ ten Zündeinrichtung eingestellt werden. Pulver aus metalli­ schem Silicium kann dem Reaktionsbehälter ferner diskontinuier­ lich in kurzen Zeitabständen oder kontinuierlich zugeführt wer­ den. Außerdem wird die Reaktionsflamme vorzugsweise kontinuier­ lich gebildet, damit ein guter Wärmewirkungsgrad erzielt wird.
Bei dem Schritt (b) der Umwandlung des Siliciummonoxids in Carbid wird das Siliciummonoxid, das aus dem Oxidationsschritt (a) erhal­ ten worden ist, reduziert und in kurze Siliciumcarbidfasern um­ gewandelt. Die Umwandlung des Siliciummonoxids in Carbid wird bei Temperaturen zwischen 1300 und 1800°C durchgeführt, d. h., bei Temperaturen, die niedriger sind als die Temperaturen, bei denen Siliciumcarbidpulver erzeugt wird, und in einem Temperaturbereich liegen, in dem die Bildung eines he­ terogenen Kerns aus Siliciumcarbid bewirkt wird. Bei Temperaturen von weniger als 1300°C ist es schwierig, die Reduktion zu bewirken, und wenn die Temperatur 1800°C überschreitet, tritt die Bildung eines homogenen Kerns ein, so daß Pulver er­ zeugt wird. Die Obergrenze des Temperaturbereichs wird folg­ lich auf 1800°C festgelegt, damit die Bildung eines heteroge­ nen Kerns aus Siliciumcarbid bewirkt wird. Die Temperaturen können entsprechend den verwendeten reduzierenden Gasen, der Zufuhr der reduzierenden Gase und den Bedingungen des Oxida­ tionsschrittes festgelegt werden.
Bei dem reduzierenden Gas, das für den Schritt der Umwandlung des Siliciummonoxids in Carbid verwendet wird, handelt es sich um Kohlenwasserstoffgase, die eine ausrei­ chende Menge von Wasserstoffatomen für die Reduktion des Sili­ ciummonoxids und eine ausreichende Menge von Kohlenstoffatomen für die Umwandlung des Siliciummonoxids in Siliciumcarbid ent­ halten. Als Beispiele für die Kohlenwasserstoffgase können Ace­ tylen-, Methan-, Ethan- und Propangas erwähnt werden. Die Reduktion wird durch in den Kohlenwasserstoffgasen enthaltene Wasserstoff- und Kohlenstoffatome verursacht, und dann wird durch Kohlenstoff die Umwandlung in Silicium­ carbid verursacht. Das Kohlenwasserstoff enthaltende reduzierende Gas wird vorzugsweise vorerhitzt, bevor das Siliciummonoxid in Carbid umgewandelt wird.
Das Siliciummonoxid wird mit dem reduzierenden Gas, das Kohlen­ wasserstoff enthält, in Berührung gebracht, wodurch es reduziert und in Carbid umgewandelt wird. Der Oxidationsschritt und der Schritt der Umwandlung des Siliciummonoxids in Carbid werden nacheinander durchgeführt, um die Wärmeenergie auszunutzen, die bei dem Oxidationsschritt auftritt. In dem Fall, daß aus dem Pulver aus metallischem Silicium und dem oxidierenden Gas die Staubwolke gebildet wird, wird eine kon­ tinuierliche Flamme gebildet. Die kontinuierliche Flamme ent­ hält eine große Menge von Siliciummonoxid, das aus dem Pulver aus metallischem Silicium und dem oxidierenden Gas erhalten wird. Folglich wird die kontinuierliche Flamme in der reduzie­ renden Gasatmosphäre gebildet, und dadurch werden die Reaktio­ nen der Reduktion und der Umwandlung in Carbid durch die Wär­ meenergie der kontinuierlichen Flamme kontinuierlich entwic­ kelt, und aus Siliciummonoxid in Form von ultrafeinen Teilchen oder Gas werden kurze Siliciumcarbidfasern erzeugt.
Die kurzen Siliciumcarbidfasern können mit einer bekannten Sam­ meleinrichtung wie z.B. einem Schlauch- bzw. Sackfilter gesam­ melt werden. Die Gase, die durch die Sammeleinrichtung hin­ durchgegangen sind, sollten vorzugsweise verbrannt oder in ähnlicher Weise behandelt werden, bevor sie in die Atmosphäre abgelassen werden, weil sie im allgemeinen nicht umgesetztes oxidierendes Gas und reduzierendes Gas, das Kohlenwasserstoff ent­ hält, enthalten.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können anstelle von Siliciumcarbid kurze Siliciumcarbidfasern hergestellt werden, weil die Umwandlung des Siliciummonoxids in Siliciumcarbid bei relativ niedrigen Tem­ peraturen durchgeführt wird, um die Bildung eines heterogenen Kerns zu bewirken.
Die Hitze, die durch die mittels einer Zündeinrichtung wie z.B. eines Brenners oder eines Plasmastrahls initiierte Reaktion des Pul­ vers aus metallischem Silicium mit einem oxidierenden Gas er­ zeugt wird, fördert die Reaktion des restlichen Pulvers aus metalli­ schem Silicium. Dies führt zu einem Verfahren mit ei­ nem sehr hohen Wärmewirkungsgrad und niedrigen Fertigungsko­ sten. Durch die Reaktion des Pulvers aus metallischem Silicium mit einem oxidierenden Gas wird kontinuierlich eine Reaktions­ flamme gebildet, die Siliciummonoxid in Form von ultrafeinem Pulver oder Gas enthält. Die Reaktionsflamme bildet bei der Berührung mit einem reduzierenden Gas, das Kohlenwasserstoff enthält, kontinuierlich und in einem außerordentlich kurzen Zeitraum ei­ ne große Menge kurzer Siliciumcarbidfasern.
Ferner können durch das erfindungsgemäße Verfahren kurze Siliciumcarbidfa­ sern hergestellt werden, die einen niedrigeren Schlankheits­ grad haben als kurze Fasern, die durch das gebräuchliche Ver­ fahren hergestellt werden. Die Formbarkeit von faserverstärk­ tem Metall und faserverstärktem keramischem Werkstoff ist folg­ lich ungewöhnlich gut, wenn zur Verstärkung des Metalls bzw. des keramischen Werkstoffs kurze Siliciumcarbidfasern, die durch das erfin­ dungsgemäße Verfahren hergestellt worden sind, verwendet wer­ den.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert.
Beispiel
Die Vorrichtung, die in diesem Beispiel angewandt wird, ist in Fig. 1 gezeigt. Sie ist hauptsächlich aus einem Reaktions­ ofen (10) und einem Brenner (20) aufgebaut. Der Reaktionsofen (10) ist von einer Innenwand (15) aus feuerfesten Steinen um­ geben und mit einem Auslaß (30), der durch eine Wand hindurch­ geht, ausgestattet. Der Brenner (20) ist an der Ofenwand, die dem Auslaß gegenüberliegt, angebracht. Damit der Brenner (20) in dem Reaktionsofen (10) eine Flamme erzeugt, ist er mit ei­ ner Zuführungseinrichtung (21) für die Zuführung von Pulver aus metallischem Silicium, einem Sauerstoffzuführungsrohr (22) und einem Flüssiggaszuführungsrohr (23) ausgestattet (Flüssig­ gas ist der Brennstoff für die Zündflamme). Die obere Wand des Reaktionsofens (10) ist mit einem Einlaß (12) für die Zufüh­ rung von Propangas versehen. Das Propangas wird durch einen Vorerhitzer (11) hindurch zugeführt.
Außerhalb des Auslasses (30) sind hintereinander eine Pulver­ sammeleinrichtung (31) und ein Papierfilter (32) zum Sammeln von kurzen Siliciumcarbidfasern, die durch die Pulversammelein­ richtung (31) hindurchgegangen sind, angeordnet. Das Abgas aus dem Papierfilter (32) wird mittels eines Gebläses (33) durch eine Einrichtung zur Verbrennungsbehandlung (34) hindurch abge­ lassen.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung wurde folgendermaßen zur Herstellung von kurzen Siliciumcarbidfasern angewandt:
Zu­ erst wurden ein Ventil (24) des Sauerstoffzuführungsrohrs (22) und ein Ventil (25) des Flüssiggaszuführungsrohrs (23) geöff­ net, und der Brenner (20) wurde gezündet, um den Reaktionsofen (10) vollständig zu trocknen und aus dem Reaktionsofen (10) Sauerstoff zu entfernen. Pulver aus metallischem Silicium wurde durch die Pulverzuführungseinrichtung (21) mit einer Ge­ schwindigkeit von etwa 2 kg/h kontinuierlich zugeführt. Das Pulver aus metallischem Silicium war ein Pulver, das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 75 µm bis 45 µm (200 bis 350 mesh) hin­ durchgegangen war. Gleichzeitig wurde in den Reaktionsofen (10) durch das Sauerstoffzuführungsrohr (22) Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 2 Norm-m3/h (äquivalent der Menge des zugeführten Pulvers aus metallischem Silicium) eingeleitet. Das Sauerstoffgas stand unter einem Druck von 196 kPa. Gleich­ zeitig wurde auch in den Reaktionsofen (10) durch das Flüssig­ gaszuführungsrohr (23) Propan unter einem Druck von 5000 mm H2O mit einer Geschwindigkeit von 0,4 Norm-m3/h eingeleitet, um den Silicium/Sauerstoffgas-Strom zu zünden. Unmittelbar nach der Zündung des Silicium/Sauerstoffgas-Stromes wurde ein Ventil (13) des Propangaszuführungsrohrs (12) geöffnet, um Pro­ pangas, das durch den Vorerhitzer (11) bei etwa 400°C erhitzt worden war und unter einem Druck von 5000 mm H2O stand, mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 3 Norm-m3/h in eine gezündete Flamme einzuleiten und die gezündete Flamme heftig zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Zufuhr des Propangases gesteu­ ert, um Temperaturen aufrechtzuerhalten, bei denen Silicium­ monoxid-(SiO-)Gas und Siliciumdioxid-(SiO2-)Gas nicht die Bil­ dung eines homogenen Kerns bewirken. Diese Temperaturen konn­ ten wegen der reduzierenden Atmosphäre und wegen der Änderung der Temperatur in der gezündeten Flamme nicht eindeutig fest­ gelegt werden. Aufgrund von thermodynamischen Berechnungen, die darauf basieren, daß die Temperaturen in der unmittelbaren Nähe der Wände des Reaktionsofens (10) 1000 bis 1200°C betru­ gen, wird jedoch angenommen, daß die Temperaturen in dem Be­ reich von 1300 bis 1800°C liegen. Wenn die Temperaturen zu niedrig sind, laufen die Reaktionen der Reduktion und der Um­ wandlung in Carbid nicht ab, weil ein Mischzustand von Sili­ ciumdioxid (SiO2) und Kohlenstoff (C) eintritt.
Weil diese Ausgangsmaterialien dem Reaktionsofen (10) kontinu­ ierlich zugeführt wurden, wurde an der Öffnung des Brenners (20) als Ergebnis der Oxidation des Pulvers aus metallischem Silicium kontinuierlich eine Reaktionsflamme (26) gebildet. Beim Erhitzen durch die Reaktionsflamme (26) wurde das Silici­ ummonoxid (SiO) in Form von ultrafeinem Pulver oder Gas durch das Propangas reduziert und in kurze Siliciumcarbidfasern umge­ wandelt. Die kurzen Siliciumcarbidfasern wurden durch das Pa­ pierfilter (32) in einer Ausbeute von 3,2 kg/h gesammelt, nach­ dem sie zusammen mit Kohlen­ monoxid- und Wasserstoffgas, durch die Pulversammeleinrich­ tung (31) hindurchgegangen waren. Das Abgas, das durch das Pa­ pierfilter (32) hindurchgegangen war, wurde durch das Gebläse (33) in die Einrichtung zur Verbrennungsbehandlung (34) einge­ leitet und schließlich in die Atmosphäre abgelassen.
Die erhaltenen kurzen Siliciumcarbidfasern wurden durch Beob­ achtung mit einem Durchstrahlungs-Elektronenmikroskop und Rönt­ genbeugungsanalyse als Fasern, die dem kubischen System des beta-Typs angehören, identifiziert. Fig. 2 ist eine durch Nachzeichnen bzw. Durchpausen eines mit einem Durchstrahlungs- Elektronenmikroskop bei 100 000facher Vergrößerung erzeugten Bildes einer kurzen Siliciumcarbidfaser erhaltene Darstellung der kurzen Siliciumcarbidfaser. In der Figur ist der schwar­ ze Bereich in der Mitte der Faser Siliciumcarbid, und die Über­ zugsschicht, die den Kern aus Siliciumcarbid umgibt, besteht aus Siliciumdioxid. Die kurzen Fasern hatten einen Durchmesser von etwa 0,05 µm und eine Länge von 2 bis 3 µm, d.h., sie hat­ ten einen relativ niedrigen Schlankheitsgrad, der 40 bis 60 be­ trug. Fig. 3 ist eine durch Nachzeichnen bzw. Durchpausen ei­ nes mit einem Durchstrahlungs-Elektronenmikroskop erzeugten Bildes einer kurzen Siliciumcarbidfaser nach ihrer Behandlung mit Flußsäure erhaltene Darstellung der kurzen Siliciumcarbid­ faser. Die Figur zeigt, daß sich die aus Siliciumdioxid beste­ hende Überzugsschicht gelöst hatte und nur das beta-Silicium­ carbid zurückgeblieben war und daß kurze beta-Siliciumcarbid­ fasern von hoher Reinheit erzeugt worden waren. Die kugelför­ migen Bereiche an den Enden wurden als Silicium (Si) identifi­ ziert, so daß angenommen wird, daß die kurzen Siliciumcarbid­ fasern durch Kristallwachstum in Übereinstimmung mit dem Dampf- Flüssigkeits-Feststoff-Mechanismus erzeugt werden.
Durch das vorstehend beschriebene Verfahren wurden kurze Siliciumcarbidfasern kontinuierlich und in einem kurzen Zeitraum, d.h., mit einer Reaktionsdauer von 1 min oder weniger, hergestellt, d. h., dieses Verfahren eignet sich außerordentlich gut zur Massenfertigung kurzer Siliciumcarbidfasern.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von kurzen Siliciumcarbidfasern, bei dem
  • (a) Pulver aus metallischem Silicium in einer oxidierenden Gas­ atmosphäre zu Siliciummonoxid in Form von ultrafeinen Teilchen oder Gas oxidiert wird und mittels der dabei auftretenden Wärmeenergie und anschließend
  • (b) das Siliciummonoxid in einer reduzierenden Gasatmosphäre, die Kohlenstoff enthält, in Carbid umgewandelt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung des Siliciummonoxids in Carbid bei Temperaturen zwischen 1300 und 1800°C durchge­ führt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenwasserstoffgas mindestens ein aus Acetylen-, Methan-, Ethan- und Propangas ausgewähltes Gas ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationsschritt durchgeführt wird, indem aus dem Pulver aus metallischem Silicium und einem oxidierenden Gas eine Staubwolke gebildet wird und durch Zündung eine explosionsartige Ver­ brennung des Pulvers aus metallischem Silicium bewirkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver aus metallischem Silicium eine Teilchengröße von 75 µm (200 mesh) oder weniger hat.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierende Gas vorerhitzt wird, bevor das Siliciummonoxid in Carbid umgewandelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner aus den erhaltenen kurzen Fasern Siliciumdioxid durch Auf­ lösen entfernt wird.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1038124C (zh) * 1994-07-19 1998-04-22 中国科学院金属研究所 有机硅烷***相合成硅基超细粉
US6653790B2 (en) * 2002-03-19 2003-11-25 Marty Willamor Automatic gas lamp with safety control circuit
CN103534021A (zh) * 2011-02-21 2014-01-22 Lp雅米纳有限责任公司 旋风反应器及利用旋风反应器生产可使用的副产物的方法
US11077194B2 (en) 2012-03-14 2021-08-03 Novan, Inc. Nitric oxide releasing pharmaceutical compositions
JP2021515807A (ja) 2018-03-01 2021-06-24 ノーバン，インク． 一酸化窒素放出性坐剤及びその使用の方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1187591B (de) * 1961-09-08 1965-02-25 Degussa Verfahren zur Herstellung von Siliziumcarbid oder dieses enthaltenden Mischungen
JPS5325300A (en) * 1976-08-20 1978-03-08 Nippon Crucible Co Process for preparing betaatype silicon carbide particle
JPS5417720A (en) * 1977-07-08 1979-02-09 Ricoh Co Ltd Diazo type copying method
JPS5771812A (en) * 1980-10-22 1982-05-04 Ibiden Co Ltd Fine powder of high-purity silicon carbide with high dispersibility, its production and composite plating therwith
JPS57111300A (en) * 1980-12-25 1982-07-10 Sumitomo Electric Ind Ltd Preparation of ceramic whisker
JPS58120599A (ja) * 1982-01-12 1983-07-18 Onoda Cement Co Ltd β−炭化珪素ウイスカ−の製造方法
JPS5945640B2 (ja) * 1982-03-31 1984-11-07 東海カ−ボン株式会社 ＳｉＣウイスカ−の製造方法
US4613490A (en) * 1984-05-08 1986-09-23 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for preparing silicon nitride, silicon carbide or fine powdery mixture thereof
JPS6197126A (ja) * 1984-10-18 1986-05-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭化ケイ素微粒子の製造方法
JPS61178413A (ja) * 1985-02-02 1986-08-11 Toyota Motor Corp 炭化ケイ素粉末の製造方法
DE3602647A1 (de) * 1985-02-02 1986-08-07 Toyota Jidosha K.K., Toyota, Aichi Herstellung von siliziumkeramik-pulvern
JPH085652B2 (ja) * 1987-01-12 1996-01-24 トヨタ自動車株式会社 炭化珪素粉末の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01131100A (ja) 1989-05-23
DE3838178A1 (de) 1989-05-24
US4917866A (en) 1990-04-17

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