Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3155687B2 - 窒化ケイ素繊維の製造方法 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3155687B2 - 窒化ケイ素繊維の製造方法 - Google Patents

窒化ケイ素繊維の製造方法

Info

Publication number
JP3155687B2
JP3155687B2 JP19871795A JP19871795A JP3155687B2 JP 3155687 B2 JP3155687 B2 JP 3155687B2 JP 19871795 A JP19871795 A JP 19871795A JP 19871795 A JP19871795 A JP 19871795A JP 3155687 B2 JP3155687 B2 JP 3155687B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
silicon nitride
temperature
atmosphere
gas atmosphere
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19871795A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08100327A (ja
Inventor
忠男 瀬口
昇 笠井
健一 石上
誠二 神村
清 渡辺
秀樹 柳生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP19871795A priority Critical patent/JP3155687B2/ja
Publication of JPH08100327A publication Critical patent/JPH08100327A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3155687B2 publication Critical patent/JP3155687B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Si−N骨格より
なる高純度かつ高強度の窒化ケイ素繊維の製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】紡糸したポリカルボシラン繊維に0.5
〜90MGyの線量の電子線等の電離性放射線を照射し
て不融化処理を施したポリカルボシラン繊維を、アンモ
ニア等の窒素ガス雰囲気中で800〜1700℃に加熱
して窒化することにより、Si−N骨格よりなる窒化ケ
イ素繊維を製造する方法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポリカルボシラン繊維を出発原料として窒化ケイ素繊維
を製造する方法では、酸素が不純物として多量に取り込
まれたり、繊維が分解し、脆くなる現象がでてきてい
る。酸素を多量に含む繊維の引張強度は1GPa程度で
あり、機械的強度が低いという問題がある。
【0004】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、高強度かつ高強度窒化ケイ素繊維を実現でき
る製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電離性放射線を照射して不融化処理を施し
たポリカルボシラン繊維を500℃以上のアンモニア雰
囲気中で窒化処理を行い、続いて1200〜1400℃
の不活性ガス雰囲気中で焼成処理を行い、酸素含有量1
0重量%以下、引張強度1.4GPa以上の高純度窒化
ケイ素を得ることを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】アンモニア雰囲気中での窒化処理
後のポリカルボシラン繊維を1200〜1400℃の不
活性ガス雰囲気中で焼成処理を行うことにより、酸素含
有量10重量%以下、引張強度1.4GPa以上の高強
度窒化ケイ素繊維を実現できる。
【0007】紡糸後のポリカルボシラン繊維を不融化さ
せるために照射する電離性放射線としては、電子線、α
線、γ線、X線等があげられ、照射線量は0.5〜90
MGyであることが望ましい。照射線量が0.5MGy
以下では不融化が不十分であり、焼成中に繊維が溶融す
る可能性がある。90MGy以上でゲル分率は100%
となり、これ以上の線量を照射しても無意味となる。
【0008】アンモニア雰囲気中でポリカルボシラン繊
維を窒化させる温度は、500℃以上であり、500℃
以下では窒化反応が起こらない。上限はとくに規定しな
いが、1400℃が望ましく、1400℃を越えると窒
化ケイ素繊維の結晶化が起こり始め、強度が低下する。
【0009】アンモニアは、500〜1000℃に予熱
したものを送り込むことが望ましく、予熱をしないアン
モニア気流を送り込むと、繊維表面の温度を下げ、酸素
混入の原因となり強度の低下が起こりやすい。
【0010】窒化処理後、不活性ガス雰囲気で連続焼成
する温度は、1200〜1400℃であり、1200℃
以下では窒化ケイ素繊維中に未反応の残存ラジカルが存
在し、それを室温大気中に取り出す大気中の酸素、水素
と結合して酸素含有率が高くなり、強度の低下が起こ
る。1400℃以上では窒化ケイ素繊維の結晶化が起こ
りはじめ、強度が低下する。昇温速度は200℃/時間
以上とすると、窒化ケイ素繊維中の酸素含有量を低くす
ることができる。
【0011】不活性ガスは1200〜1400℃に予熱
したものを送り込むことが望ましく、予熱しないガスを
送ると酸素混入の原因となり強度低下が起こりやすい。
不活性ガスとしては窒素ガス、アルゴンガス等があげら
れる。
【0012】なおアンモニア雰囲気中での窒化処理後大
気に触れることなく連続して不活性ガス雰囲気中で焼成
処理を行うことにより、窒化ケイ素繊維中の酸素含有量
を低くすることが可能となる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を比較例と対比して
説明する。
【0014】実施例1 紡糸装置を用いて得られた直径18μmのポリカルボシ
ラン繊維にヘリウムガス雰囲気中で10MGyの電子線
を照射して不融化した。照射後の不融化繊維を無張力下
において、アンモニアガス雰囲気中、室温から800℃
まで300℃/時間の速度で昇温した後、アルゴンガス
気流中で1300℃まで昇温した。その後室温まで徐冷
し、無色透明の繊維を得た。
【0015】得た繊維をメノウ乳ばちに入れ粉砕し、蛍
光X線分析により元素分析を行ったところ、酸素含有量
は5.8重量%であった。また引張試験機を用い、常温
における単繊維を評価したところ、引張強度は2.5G
Paであった。
【0016】実施例2 紡糸装置を用いて得られた直径20μmのポリカルボシ
ラン繊維にアルゴンガス雰囲気中で15MGyのγ線を
照射して不融化した。照射後の不融化繊維を無張力下で
アンモニアガス雰囲気中、室温から1100℃まで昇温
した後、1200℃に予熱した窒素ガス気流中で140
0℃まで昇温した。その後室温まで徐冷し、無色透明の
繊維を得た。
【0017】得た繊維をメノウ乳ばちに入れ粉砕し、蛍
光X線分析により元素分析を行ったところ、酸素含有量
は6.0重量%であった。また、引張試験機を用い、常
温における単繊維を評価したところ引張強度は2.8G
Paであった。
【0018】比較例1 紡糸装置を用いて得られた直径17μmのポリカルボシ
ラン繊維にアルゴンガス雰囲気中で20MGyのα線を
照射して不融化した。照射後の不融化繊維を無張力下で
アンモニアガス雰囲気中、室温から700℃まで300
℃/時間の速度で昇温した後、アルゴンガス気流中で1
000℃まで昇温した。その後、室温まで徐冷したとこ
ろ、黒色混りの白色繊維を得た。
【0019】得た繊維をメノウ乳ばちに入れ粉砕し、蛍
光X線分析により元素分析を行ったたところ、酸素含有
量は15重量%であった。また、引張試験機を用い、常
温における単繊維を評価したところ引張強度は1.2G
Paであった。
【0020】比較例2 紡糸装置を用いて得られた直径19μmのポリカルボシ
ラン繊維にヘリウムガス雰囲気中で3MGyの電子線を
照射して不融化した。照射後の不融化繊維を無張力下で
アンモニア雰囲気中、室温から1400℃まで300℃
/時間の速度で昇温した後、窒素ガス気流中で1500
℃まで昇温した。
【0021】得た繊維は、非常に脆く、結晶化が開始し
ていると推察される。
【0022】実施例3 紡糸装置を用いて得られた直径18μmのポリカルボシ
ラン繊維にヘリウムガス雰囲気中で15MGyの電子線
を照射して不融化した。照射後の不融化繊維を無張力下
でアンモニア雰囲気中、室温から800℃まで300℃
/時間の速度で昇温して1時間保持し、その後大気に触
れることなく連続して窒素ガス雰囲気に切替え、800
℃から1200℃まで300℃/時間の速度で昇温して
1時間保持した。その後、室温まで徐冷し、無色透明の
繊維を得た。
【0023】得た繊維をメノウ乳ばちに入れ粉砕し、蛍
光X線分析により元素分析を行ったところ、酸素含有量
は6.0重量%であった。また引張試験機を用い、常温
における単繊維を評価したところ引張強度は2.1GP
aであった。
【0024】実施例4 実施例3と同様にして不融化した直径18μmのポリカ
ルボシラン繊維を、無張力下で800℃に予熱したアン
モニア気流を吹き込みながら、室温から800℃まで3
00℃/時間の速度で昇温して1時間保持し、その後大
気に触れることなく連続して1200℃に予熱した窒素
ガス気流を吹き込みながら800℃から1200℃まで
300℃/時の速度で昇温して1時間保持した。その
後、室温まで徐冷し、無色透明の繊維を得た。
【0025】得た繊維をメノウ乳ばちに入れ粉砕し、蛍
光X線分析により元素分析を行ったところ、酸素含有量
は2.8重量%であった。また引張試験機を用い、常温
における単繊維を評価したところ引張強度は3.2GP
aであった。
【0026】実施例5 実施例3と同様にして不融化した直径18μmのポリカ
ルボシラン繊維を、無張力下でアンモニア雰囲気中、室
温から800℃まで100℃/時間の速度で昇温して1
時間保持し、その後大気にに触れることなく連続して窒
素ガス雰囲気に切替え、800℃から1200℃まで1
00℃/時間の速度で昇温して1時間保持した。その
後、室温まで徐冷し、金白色繊維を得た。
【0027】得た繊維をメノウ乳ばちに入れ粉砕し、蛍
光X線分析により元素分析を行ったところ、酸素含有量
は9重量%であった。また引張試験機を用い、常温にお
ける単繊維を評価したところ引張強度は1.5GPaで
あった。
【0028】比較例3 実施例3と同様にして不融化した直径18μmのポリカ
ルボシラン繊維を、無張力下でアンモニア雰囲気中、室
温から400℃まで300℃/時間の速度で昇温して1
時間保持し、その後大気に触れることなく連続して窒素
ガス雰囲気に切替え、400℃から1000℃まで30
0℃/時間の速度で昇温して1時間保持した。その後、
室温まで徐冷し、黒色混じりの白色繊維を得た。
【0029】得た繊維をメノウ乳ばちに入れ粉砕し、蛍
光X線分析により元素分析を行ったところ、炭素含有量
が50重量%となり、炭化ケイ素となった。
【0030】
【発明の効果】以上説明してきた通り、本発明は、電離
性放射線を照射して不融化処理を施したポリカルボシラ
ン繊維を500℃以上のアンモニア雰囲気中で窒化処理
を行い後、続いて1200〜1400℃の不活性ガス雰
囲気中で焼処理を行うものであり、酸素含有量10重量
%以下、引張強度1.5GPa以上の高純度かつ高強度
窒化ケイ素繊維を得ることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石上 健一 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 神村 誠二 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 渡辺 清 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 柳生 秀樹 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社パワーシステム研究所内 (56)参考文献 特開 平2−258611(JP,A) 特開 平2−258612(JP,A) 特開 平1−139819(JP,A) 特開 昭63−235526(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 9/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電離性放射線を照射して不融化処理を施
    したポリカルボシラン繊維を500℃以上のアンモニア
    雰囲気中で窒化処理を行い、続いて1200〜1400
    ℃の不活性ガス雰囲気中で焼成処理を行い、酸素含有量
    10重量%以下、引張強度1.4GPa以上の高純度窒
    化ケイ素を得ることを特徴とする窒化ケイ素繊維の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 上記アンモニア雰囲気中の焼成温度は、
    500〜1400℃である請求項1記載の窒化ケイ素繊
    維の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記アンモニア雰囲気中での昇温速度及
    び上記不活性ガス雰囲気中での昇温速度は共に200℃
    /時間である請求項1又は2記載の窒化ケイ素繊維の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 アンモニア雰囲気中での窒化処理後、大
    気に触れることなく連続して不活性ガス雰囲気中で焼成
    処理を行う請求項1、2又は3記載の窒化ケイ素繊維の
    製造方法。
JP19871795A 1994-08-05 1995-08-03 窒化ケイ素繊維の製造方法 Expired - Fee Related JP3155687B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19871795A JP3155687B2 (ja) 1994-08-05 1995-08-03 窒化ケイ素繊維の製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18478394 1994-08-05
JP6-184783 1994-08-05
JP19871795A JP3155687B2 (ja) 1994-08-05 1995-08-03 窒化ケイ素繊維の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08100327A JPH08100327A (ja) 1996-04-16
JP3155687B2 true JP3155687B2 (ja) 2001-04-16

Family

ID=26502716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19871795A Expired - Fee Related JP3155687B2 (ja) 1994-08-05 1995-08-03 窒化ケイ素繊維の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3155687B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08100327A (ja) 1996-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Okamura et al. Application of radiation curing in the preparation of polycarbosilane-derived SiC fibers
CA1095672A (en) Silicon carbide fibers having a high strength and a method for producing said fibers
US4833107A (en) Method for producing nitride-base ceramics
JP2525286B2 (ja) 超耐熱性炭化ケイ素繊維の製造方法
CN109695071A (zh) 一种提高连续碳化硅纤维耐温性的方法
US5082872A (en) Infusible preceramic polymers via ultraviolet treatment in the presence of a reactive gas
GB1264269A (ja)
JP2608061B2 (ja) 高純度高強度窒化ケイ素連続無機繊維及びその製造方法
JP3155687B2 (ja) 窒化ケイ素繊維の製造方法
US5322822A (en) Ultra-high-strength refractory silicon carbide fiber and process for producing same
JP2892849B2 (ja) プレセラミック重合体を不融化する方法
JP2963021B2 (ja) 炭化ケイ素繊維の製造方法
US4824918A (en) Method of producing silicon carbide preceramic vinyl-containing polymers
US5824281A (en) Process for producing silicon carbide fibers
JP2904501B2 (ja) 放射線照射による高性質ケイ素系セラミック繊維の製造方法
US7964171B2 (en) Process for producing silicon carbide ceramic micro tube with thin wall
JP2877424B2 (ja) 前駆体高分子の放射線酸化不融化によるセラミック繊維及び被覆材の製造方法
US4375443A (en) Process for producing electrically-conductive articles from silicon powder by treatment in the presence of boron oxide
JP2574179B2 (ja) 超耐熱性高強度炭化ケイ素繊維の製造方法
US5064915A (en) Production of infusible polycarbosilanes convertible into silicon carbide ceramics
JPH0949125A (ja) 窒化ケイ素繊維の製造方法
JP2843617B2 (ja) 放射線酸化による高強度炭化ケイ素系セラミック繊維の製造方法
JP4075343B2 (ja) カーボン成形体の親水化方法
JPH0340814A (ja) 高温特性に優れた炭化ケイ素系繊維の製造方法
JPH0753565B2 (ja) 窒化珪素体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees