JPH0465002B2 - - Google Patents
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- JPH0465002B2 JPH0465002B2 JP28103985A JP28103985A JPH0465002B2 JP H0465002 B2 JPH0465002 B2 JP H0465002B2 JP 28103985 A JP28103985 A JP 28103985A JP 28103985 A JP28103985 A JP 28103985A JP H0465002 B2 JPH0465002 B2 JP H0465002B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/068—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with silicon
- C01B21/0687—After-treatment, e.g. grinding, purification
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は窒化珪素から塩素および／またはフツ
素を除去する方法に関するものである。 窒化珪素は耐熱性に優れているので、従来から
ガスタービンのような高温材料の原料として注目
されている。 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題
点〕 一般に窒化珪素焼結体を高温高応力材料として
実用に供する場合には、高温時における物理的、
化学的安定性が厳しく要求される。窒化珪素焼結
体にとつて重要な因子である熱的、機械的特性は
焼結体の出発原料の種、純度、結晶相、粒子径、
粒子形状等に大きく影響されるが、特に前記した
特性を満足させる為には微細な、高純度α型窒化
珪素粉末が望まれている。 窒化珪素粉末の製造法としては、 １）金属珪素粉末を窒素またはアンモニア気流
中で加熱しつつ窒素ガス比等を制御して1500℃以
下の温度で珪素粉末を直接窒化する方法がある。
この方法にて得られる窒化珪素はβ相窒化珪素を
多く含み、また微細な粉末は得られにくいこと、
かつ、微細な粉末を得るには長時間の粉砕を必要
とし、粉砕過程での不純物の混入が避けられず、
高密度、高強度の窒化珪素焼結体の製造原料とし
ては不適当である。また、２）シリカ粉末と黒鉛
粉末とを混合したのち、窒素雰囲気にて加熱し、
該黒鉛粉末によりシリカ粉末を還元し、活性な珪
素含有蒸気を生成して窒素と反応せしめるいわゆ
るシリカ還元法がある。しかし、この方法にあつ
ては得られる生成物α相窒素珪素、β相窒化珪
素、酸窒化珪素及び炭化珪素などの混合素で得ら
れやすく、更に多量の酸素を含有し、窒素含有率
も低く、従つて高純度なα相窒化珪素を常に得る
ことができない。それに対して３）ハロゲン化珪
素とアンモニアとの高温気相反応で得る方法や
４）シリコンイミドを窒素、アルゴンなどの不活
性雰囲気中で熱分解する方法では、微細なα相窒
化珪素粉末が容易に得られるが、不純物として塩
素の含有が避けられず、この塩素は、焼結の際に
装置を腐食したり、粒界相に残留してα相からβ
相への転移を抑制し、ち密化を妨げることが致命
的欠点となる。 本発明者らは、上記欠点を改善した高純度窒化
珪素の製造法を開発すべく鋭意研究した結果、本
発明を完成したものである。即ち、本発明は、気
相法やシリコンジイミド熱分解法で得られた窒化
珪素粉末から塩素および／またはフツ酸処理など
で残留しているフツ素を除去する方法である。 〔問題点を解決するための手段〕 以下、本発明を詳細に説明する。 塩素および／またはフツ素を含む窒化珪素粉末
を水蒸気を含むガスと350℃以上1100℃以下の温
度で接触させることを特徴とする窒化珪素から塩
素および／またはフツ素を除去する方法である。
そして、この窒化珪素粉末を原料として窒化珪素
焼結体を製造した場合、極めて優れた高温強度、
耐熱衝撃性および化学的安定性を有する高密度、
高強度の窒化珪素焼結体を得ることができる。 本発明における窒化珪素は、塩素に関しては四
塩化珪素とアンモニアを高温気相反応して得られ
るものや、シリコンイミドを不活性雰囲気下で熱
分解させて得られたものが対象となる。フツ素に
関しては金属不純物を除去するためフツ酸処理を
行つた粉末が対象となる。 このようにして得られた窒化珪素には、塩素あ
るいはフツ素を含むので除去する必要がある。本
発明にあつては塩素および／またはフツ素を水蒸
気を含むガスと350〜1100℃の温度で接触させる
ことによつて除去する。 本発明は、上記ガス温度が重要な要因となる。 即ち、該温度が上記ガス温度より低い場合は、
塩素および／またはフツ素の除去が十分でなく、
逆に上記ガス温度より高い場合は窒化珪素が酸化
してしまい、純度が低下する。従つて、該ガス温
度は350〜1100℃、好ましくは400〜1000℃の範囲
から選べ好適である。 本発明で使用する水蒸気を含むガスは特に限定
されるものでないが、一般には１容量％以上を含
むガスを使用するのが好適である。また、キヤリ
アーガスとしては窒素、アルゴンなどの不活性ガ
スが望ましい。 また、上記窒化珪素粉末と接触させる上記ガス
の流速は接触時のガス温度、接触時間等の条件に
おおじて適宜決定して採用するのが好ましい。一
般には該ガス流速は0.5〜10cm／秒の範囲から選
べば十分である。 上記接触時間はガス温度、ガス濃度、流速等に
よつて異なるので、これらの条件によつて適宜決
定すればよい。一般には0.5〜５時間の範囲から
選べば十分である。 本発明における窒化珪素と水蒸気を含むガスと
の接触装置は特に限定されず、公知の装置をその
まま使用すればよい。 本発明によつて得られる窒化珪素粉末は塩素お
よび／またはフツ素除去に際しても含有Ｎ％もほ
とんど変化することなく、安定した状態で得るこ
とができる。 窒化珪素と水蒸気を含むガスと接触させること
によつて塩素および／またはフツ素が除去される
理由はさだかでないが、粉末中に含有する塩素お
よび／またはフツ素を熱加水分解することにより
塩化水素、フツ化水素として油出されるためと推
測している。 〔実施例〕 次に実施例で本発明を更に詳細に説明する。 実施例１〜５、比較例１〜３ 四塩化珪素とアンモニアを出発物質として生成
したシリコンジイミドを熱分解して合成した窒化
珪素粉末（BET表面積：12m2／ｇ，Cl含有率：
0.1wt％、酸素含有率：0.60wt％）500gを石英製
ポートに移し、キヤリヤーガスとして約90℃の水
中を通して水蒸気を含させた窒素を流速３cm／秒
で供給しつつ表１に示す温度で３時間加熱した。
得られた粉末はＸ線回折分析の結果、除去前と比
較してα相／β相の比は変化なく、窒化珪素以外
の回折線はなかつた。また、粒子径の粒成長は認
められなかつた。
素を除去する方法に関するものである。 窒化珪素は耐熱性に優れているので、従来から
ガスタービンのような高温材料の原料として注目
されている。 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題
点〕 一般に窒化珪素焼結体を高温高応力材料として
実用に供する場合には、高温時における物理的、
化学的安定性が厳しく要求される。窒化珪素焼結
体にとつて重要な因子である熱的、機械的特性は
焼結体の出発原料の種、純度、結晶相、粒子径、
粒子形状等に大きく影響されるが、特に前記した
特性を満足させる為には微細な、高純度α型窒化
珪素粉末が望まれている。 窒化珪素粉末の製造法としては、 １）金属珪素粉末を窒素またはアンモニア気流
中で加熱しつつ窒素ガス比等を制御して1500℃以
下の温度で珪素粉末を直接窒化する方法がある。
この方法にて得られる窒化珪素はβ相窒化珪素を
多く含み、また微細な粉末は得られにくいこと、
かつ、微細な粉末を得るには長時間の粉砕を必要
とし、粉砕過程での不純物の混入が避けられず、
高密度、高強度の窒化珪素焼結体の製造原料とし
ては不適当である。また、２）シリカ粉末と黒鉛
粉末とを混合したのち、窒素雰囲気にて加熱し、
該黒鉛粉末によりシリカ粉末を還元し、活性な珪
素含有蒸気を生成して窒素と反応せしめるいわゆ
るシリカ還元法がある。しかし、この方法にあつ
ては得られる生成物α相窒素珪素、β相窒化珪
素、酸窒化珪素及び炭化珪素などの混合素で得ら
れやすく、更に多量の酸素を含有し、窒素含有率
も低く、従つて高純度なα相窒化珪素を常に得る
ことができない。それに対して３）ハロゲン化珪
素とアンモニアとの高温気相反応で得る方法や
４）シリコンイミドを窒素、アルゴンなどの不活
性雰囲気中で熱分解する方法では、微細なα相窒
化珪素粉末が容易に得られるが、不純物として塩
素の含有が避けられず、この塩素は、焼結の際に
装置を腐食したり、粒界相に残留してα相からβ
相への転移を抑制し、ち密化を妨げることが致命
的欠点となる。 本発明者らは、上記欠点を改善した高純度窒化
珪素の製造法を開発すべく鋭意研究した結果、本
発明を完成したものである。即ち、本発明は、気
相法やシリコンジイミド熱分解法で得られた窒化
珪素粉末から塩素および／またはフツ酸処理など
で残留しているフツ素を除去する方法である。 〔問題点を解決するための手段〕 以下、本発明を詳細に説明する。 塩素および／またはフツ素を含む窒化珪素粉末
を水蒸気を含むガスと350℃以上1100℃以下の温
度で接触させることを特徴とする窒化珪素から塩
素および／またはフツ素を除去する方法である。
そして、この窒化珪素粉末を原料として窒化珪素
焼結体を製造した場合、極めて優れた高温強度、
耐熱衝撃性および化学的安定性を有する高密度、
高強度の窒化珪素焼結体を得ることができる。 本発明における窒化珪素は、塩素に関しては四
塩化珪素とアンモニアを高温気相反応して得られ
るものや、シリコンイミドを不活性雰囲気下で熱
分解させて得られたものが対象となる。フツ素に
関しては金属不純物を除去するためフツ酸処理を
行つた粉末が対象となる。 このようにして得られた窒化珪素には、塩素あ
るいはフツ素を含むので除去する必要がある。本
発明にあつては塩素および／またはフツ素を水蒸
気を含むガスと350〜1100℃の温度で接触させる
ことによつて除去する。 本発明は、上記ガス温度が重要な要因となる。 即ち、該温度が上記ガス温度より低い場合は、
塩素および／またはフツ素の除去が十分でなく、
逆に上記ガス温度より高い場合は窒化珪素が酸化
してしまい、純度が低下する。従つて、該ガス温
度は350〜1100℃、好ましくは400〜1000℃の範囲
から選べ好適である。 本発明で使用する水蒸気を含むガスは特に限定
されるものでないが、一般には１容量％以上を含
むガスを使用するのが好適である。また、キヤリ
アーガスとしては窒素、アルゴンなどの不活性ガ
スが望ましい。 また、上記窒化珪素粉末と接触させる上記ガス
の流速は接触時のガス温度、接触時間等の条件に
おおじて適宜決定して採用するのが好ましい。一
般には該ガス流速は0.5〜10cm／秒の範囲から選
べば十分である。 上記接触時間はガス温度、ガス濃度、流速等に
よつて異なるので、これらの条件によつて適宜決
定すればよい。一般には0.5〜５時間の範囲から
選べば十分である。 本発明における窒化珪素と水蒸気を含むガスと
の接触装置は特に限定されず、公知の装置をその
まま使用すればよい。 本発明によつて得られる窒化珪素粉末は塩素お
よび／またはフツ素除去に際しても含有Ｎ％もほ
とんど変化することなく、安定した状態で得るこ
とができる。 窒化珪素と水蒸気を含むガスと接触させること
によつて塩素および／またはフツ素が除去される
理由はさだかでないが、粉末中に含有する塩素お
よび／またはフツ素を熱加水分解することにより
塩化水素、フツ化水素として油出されるためと推
測している。 〔実施例〕 次に実施例で本発明を更に詳細に説明する。 実施例１〜５、比較例１〜３ 四塩化珪素とアンモニアを出発物質として生成
したシリコンジイミドを熱分解して合成した窒化
珪素粉末（BET表面積：12m2／ｇ，Cl含有率：
0.1wt％、酸素含有率：0.60wt％）500gを石英製
ポートに移し、キヤリヤーガスとして約90℃の水
中を通して水蒸気を含させた窒素を流速３cm／秒
で供給しつつ表１に示す温度で３時間加熱した。
得られた粉末はＸ線回折分析の結果、除去前と比
較してα相／β相の比は変化なく、窒化珪素以外
の回折線はなかつた。また、粒子径の粒成長は認
められなかつた。
【表】
【表】
実施例６，７、比較例４，５
窒化珪素をフツ酸処理した粉末（BET表面
積：10m2／ｇ，Ｆ含有率：0.1wt％、酸素含有
率：1.0wt％）500gを実施例１〜５と同様の操作
を行い、その結果を第２表に示す。結晶相及び粒
径には変化がなかつた。
積：10m2／ｇ，Ｆ含有率：0.1wt％、酸素含有
率：1.0wt％）500gを実施例１〜５と同様の操作
を行い、その結果を第２表に示す。結晶相及び粒
径には変化がなかつた。
Claims (1)
- １ 塩素および／またはフツ素を含む窒化珪素粉
末を水蒸気を含むガスと350℃以上1100℃以下の
温度で接触させることを特徴とする窒化珪素から
塩素および／またはフツ素を除去する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28103985A JPS62143805A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 窒化珪素粉末から塩素および／またはフツ素を除去する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28103985A JPS62143805A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 窒化珪素粉末から塩素および／またはフツ素を除去する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62143805A JPS62143805A (ja) | 1987-06-27 |
| JPH0465002B2 true JPH0465002B2 (ja) | 1992-10-16 |
Family
ID=17633442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28103985A Granted JPS62143805A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 窒化珪素粉末から塩素および／またはフツ素を除去する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62143805A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0618172A1 (en) * | 1993-03-30 | 1994-10-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon nitride powder and method for producing the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3829504A1 (de) * | 1988-08-31 | 1990-03-01 | Bayer Ag | Siliciumnitridpulver mit verbesserten oberflaecheneigenschaften sowie verfahren zu deren herstellung |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP28103985A patent/JPS62143805A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0618172A1 (en) * | 1993-03-30 | 1994-10-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon nitride powder and method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62143805A (ja) | 1987-06-27 |
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