JP4041841B2

JP4041841B2 - Mullite whisker manufacturing method

Info

Publication number: JP4041841B2
Application number: JP19687997A
Authority: JP
Inventors: 哲二堀; 講二坂根
Original assignee: Stella Chemifa Corp
Current assignee: Stella Chemifa Corp
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: JPH1143399A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維強化金属（ＦＲＭ）、繊維強化重合体（ＦＲＰ）、繊維強化セラミックス（ＦＲＣ）等に用いるのに適したムライトウィスカーの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
重合体、金属、セラミックスといった代表的な材料において、適当な微粒子や繊維状物質をフィラーとして複合させることにより、材料の強度及び耐熱性を向上させる手法は非常に一般的であり、またこの用途に用いるための各種フィラーが開発されてきている。しかしながら、特に高温下でのハンドリングが要求されるセラミックスや金属に適したフィラーは、ＳｉＣやＳｉ₃Ｎ₄といった数種類のフィラーに限定されており、これらのフィラーは、コスト面や機能面において様々な問題点を有している。
【０００３】
ムライトセラミックスは、耐熱性及び耐食性において優れており、古くから耐火構造材や陶磁器等に利用されてきている。ムライトウィスカーは、このようなムライトの針状結晶であり、セラミックスや金属の物性に近く、また物性の温度による変化が比較的小さいため、繊維強化セラミックスや繊維強化金属用のフィラーとして、近年検討が重ねられている。しかしながら、その合成の困難さから、ほとんど実用化に至っていないのが現状である。
【０００４】
ムライトウィスカーの合成方法としては、様々な方法が検討されている。例えば、特公平１−２１２２９９号公報では、ＳｉＯ₂源とＡｌ₂Ｏ₃源を含む原料に、ＡｌＦ₃を添加し焼成することによりバルクウィスカーを合成する方法が提案されている。この方法によれば、ＡｌＦ₃を添加しない場合に比べ、かなり低い温度の焼成でムライトウィスカーを合成することが可能である。しかしながら、繊維強化セラミックスや繊維強化金属などに用いるフィラーとして適したサイズのウィスカーを得るためには、１２００℃以上の高温における焼成が必要である。また、特開平３−２６１７００号公報では、ＳｉＯ₂源とＡｌ₂Ｏ₃源を含む原料に炭素を添加する方法が提案されており、この方法によれば解繊の容易なバルクウィスカーを得ることが可能であるが、やはり１２００℃程度の高温での焼成が必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の製造方法では、１２００℃程度あるいはそれ以上の高温での焼成が必要であり、設備コスト面及びランニングコスト面において実用化の妨げになっていた。
【０００６】
また、最近は、繊維強化用途のフィラーとしてだけでなく、移動通信機器の一般化による電子材料用途にもムライトウィスカーの応用範囲が広がりつつあり、安価でかつ簡便な合成方法が望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、１０００℃以下の低温で、繊維強化用途等として適したムライトウィスカーを製造することができるムライトウィスカーの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、Ａｌ₂Ｏ₃源とＳｉＯ₂源とをＡｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂＝０．３〜０．７（モル比）の比率で含むシリカ・アルミナ原料に、ＡｌＦ₃をシリカ・アルミナ原料に対し５〜３５重量％添加し、ＦｅもしくはＦｅを含有する化合物をシリカ・アルミナ原料に対しＦｅ換算で１〜２０重量％添加し、さらに炭素もしくは炭素を含有する化合物をシリカ・アルミナ原料に対しＣ換算で５〜２０重量％添加し、これを７００〜９５０℃の温度で焼成することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、Ａｌ₂Ｏ₃源とＳｉＯ₂源とをＡｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂＝０．３〜０．７（モル比）の比率で含むシリカ・アルミナ原料に、ＡｌＦ₃をシリカ・アルミナ原料に対し５〜３５重量％添加し、ＷもしくはＷを含有する化合物をシリカ・アルミナ原料に対しＷ換算で１〜２０重量％添加し、これを７００〜９５０℃の温度で焼成することを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の方法により製造されたことを特徴とするムライトウィスカーである。
ウィスカーとは、一般には特定形状の針状単結晶を意味する用語であるが、本明細書においては針状多結晶体、針状非晶質体を含めて用いる。
【００１１】
以下、請求項１、請求項２、及び請求項３に共通の事項については、「本発明」として説明する。
本発明において用いるシリカ・アルミナ原料は、Ａｌ₂Ｏ₃源とＳｉＯ₂源とをＡｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂＝０．３〜０．７（モル比）の比率で含んでいる。このようなシリカ・アルミナ原料として、特に好ましくは、カオリンが用いられる。また、場合によっては、Ａｌ₂Ｏ₃源とＳｉＯ₂源とを上記比率となるように混合し、シリカ・アルミナ原料としてもよい。
【００１２】
ＳｉＯ₂源としては、焼成時にＳｉＯ₂となる得るような化合物ならばどのような化合物であってもよく、例えば、Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₄、Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄等のアルコキシドと、オルトケイ酸化合物、シリカゲル、シリカゾルなどが挙げられる。
【００１３】
Ａｌ₂Ｏ₃源としては、焼成時にＡｌ₂Ｏ₃となり得るような化合物であればどのような化合物でも用いることができ、例えば、Ａｌ（ＮＯ₃）₃・９Ｈ₂Ｏ、ＡｌＣｌ₃等のアルミニウム塩、Ａｌ（ＯＣ₃Ｈ₇）₃等のアルコキシド、Ａｌ（ＯＨ）₃、ベーマイト、アルミナゲル、アルミナゾル、γ−アルミナなどが挙げられる。
【００１４】
本発明において用いるシリカ・アルミナ原料のＡｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂の比率を上記比率の範囲内とすることにより、針状結晶の良好なムライトウィスカーを得ることができる。
【００１５】
本発明においては、上記シリカ・アルミナ原料に、ＡｌＦ₃をシリカ・アルミナ原料に対し５〜３５重量％添加する。ＡｌＦ₃の添加量が５重量％未満であると、繊維強化用として適した形状のムライトウィスカーを得ることができない傾向にある。またＡｌＦ₃の添加量が３５重量％を超えると、ムライトの高温合成における中間生成物であるトパーズの結晶が反応生成物中に多量に混在するようになる。この生成したトパーズは、１０００〜１３００℃で徐々にＳｉＯ₂とムライトになるため、製品の使用温度を考慮すると、このようなトパーズが多量に含まれることは好ましくない。
【００１６】
請求項１に記載の発明においては、ＦｅもしくはＦｅを含有する化合物をシリカ・アルミナ原料に対しＦｅ換算で１〜２０重量％添加する。また、炭素もしくは炭素を含有する化合物をシリカ・アルミナ原料に対しＣ換算で５〜２０重量％添加する。これらの添加量が上記範囲から外れると、繊維強化用として適した形状のムライトウィスカーを製造することができなくなる。
【００１７】
Ｆｅとしては、例えば、Ｆｅ粉末を用いることができ、Ｆｅを含有する化合物としては、例えば、ＦｅＯ、Ｆｅ（ＯＨ）₂、ＦｅＦ₂、ＦｅＣＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＦｅＦ₃、ＦｅＣ、Ｆｅ₂Ｃ、Ｆｅ₃Ｃ、Ｆｅ（ＮＯ₃）₃、Ｆｅ₂（ＳＯ₄）₃等が挙げられる。
【００１８】
炭素としては、例えば、活性炭やアセチレンブラック、ハーネスブラック、ケッチェンブラック、黒鉛粉等が挙げられ、炭素を含有する化合物としては、エポキシ樹脂、ウレア樹脂、メラミン樹脂等の加熱により炭化し得る有機物を例示できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明においては、ＷもくしはＷを含有する化合物をシリカ・アルミナ原料に対しＷ換算で１〜２０重量％添加する。この添加量が上記範囲から外れると、繊維強化用として適した形状のムライトウィスカーを製造することができなくなる。
Ｗとしては、例えば、Ｗ粉末が挙げられ、Ｗを含有する化合物としては、例えば、ＷＣ、Ｗ₂Ｃ、ＷＯ_X、Ｗ（ＣＯ）₆等を例示できる。
【００２０】
本発明においては、シリカ・アルミナ原料に上記所定の成分を添加した後、７００〜９５０℃の温度で焼成している。焼成温度がこれより低くなると、繊維強化用として適した形状のムライトウィスカーを製造することができなくなり、また焼成温度が高くなり過ぎると、１０００℃以下の低温で繊維強化用として適したムライトウィスカーを製造するという本発明の目的が達成されなくなる。
【００２１】
本発明において、焼成時間については、生成するムライトウィスカーの形状や収率にさほど影響がなく、ムライトウィスカー生成の反応速度は非常に早いものであるので特に限定されないが、焼成反応器や反応炉の形状によっては若干の差が見られるので、数時間程度の焼成時間とすることが好ましい。
【００２２】
請求項１に記載の発明では、ＦｅもしくはＦｅを含有する化合物及び炭素もしくは炭素を含有する化合物を添加している。また請求項２に記載の発明では、ＷもしくはＷを含有する化合物を添加している。請求項１に記載の発明及び請求項２に記載の発明においては、これらの金属化合物を均一に固溶した針状結晶のムライトウィスカーが生成するため、低い焼成温度で、選択的に針状結晶として成長させることができ、大きなアスペクト比を有し、かつ大きな繊維径を有するムライトウィスカーを製造することができる。すなわち、６００〜７００℃の低温で部分的な針状結晶の成長が始まり、これによって、繊維長１〜２０μｍ、繊維径０．０５〜２μｍ程度のムライトウィスカーを得ることができる。また、本発明によれば、３０〜８０重量％の良好な収率でムライトウィスカーを得ることができる。
【００２３】
また、請求項１に記載の発明では、ＦｅもしくはＦｅを含有する化合物と、炭素もしくは炭素を含有する化合物を併用しているが、これは、Ｆｅ₃Ｃの形態でムライトウィスカーの製造工程において効果を及ぼしているものと推察される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に示す原料調製工程（Ａ）において、表１及び表２に示す組成の原料を調製し、以下に示す調製工程（Ｂ）で、表１及び表２に示す反応温度及び焼成時間で焼成した後、以下に示す粉砕工程（Ｃ）で粉砕して、実施例及び比較例の試料を得た。
【００２５】
Ａ．原料調製工程
シリカ・アルミナ原料として、市販のカオリン粉末（平均粒径１５μｍ）を用い、表１及び表２に示す原料組成となるように、ＡｌＦ₃粉末（ステラケミファ株式会社製、粒子径１５μｍ）、活性炭粉末（平均粒径１０〜３０μｍ）、Ｆｅ粉末（平均粒径１６μｍ）、及びＷ粉末（平均粒径１４μｍ）をアルミナ乳鉢を用いて均一色となる程度に混合し原料とする。
【００２６】
Ｂ．焼成工程
原料調製工程（Ａ）で調製した原料を、１５ｃｃの蓋付きアルミナるつぼに１０．０ｇ仕込み、シリコニット電気炉にて表１及び表２に示す温度及び時間で焼成した後、室温まで自然冷却する。
【００２７】
Ｃ．粉砕工程
焼成工程（Ｂ）で得られた焼成物をガラス乳鉢にて粉砕する。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

【００３０】
以上のＡ〜Ｃの工程により得られた試料について、Ｘ線回折により生成成分を同定し、電子顕微鏡観察により生成したウィスカーの平均的な形状を測定した。
Ｘ線回折試験では、ムライト、トパーズ及びクリストバライトについてそれぞれ同定し、以下の基準で同定結果を示した。
【００３１】
×：ほとんどピークは認められない
△：弱くブロードなピークが認められる
○：通常のピークが認められる
◎：顕著にシャープなピークが認められる
【００３２】
また、電子顕微鏡観察では、生成したウィスカーの繊維長及び繊維径を測定し、測定結果を表３及び表４に示した。
また、得られた試料についてウィスカー収率を測定した。ウィスカー収率は、１０重量％のＨＦ水溶液に、得られた生成物を浸漬し、生成物中のトパーズ及びクリストバライトを溶出させ、ムライト結晶のみを残し、ムライト結晶の乾燥重量を測定することにより算出した。表３及び表４には、以下の基準で評価した結果を示した。
【００３３】
×：５重量％未満の収率
△：５〜３０重量％の収率
○：３０〜６０重量％の収率
◎：６０重量％以上の収率
【００３４】
【表３】

【００３５】
【表４】

【００３６】
表３と表４との比較から明らかなように、本発明に従う実施例１〜８においては、繊維長が長く、かつ繊維径の太い、繊維強化用として適した形状を有するムライトウィスカーが得られている。また、１０００〜１３００℃の加熱でＳｉＯ₂とムライトになる、トパーズの生成も少ないことがわかる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、７００〜９５０℃の低い温度で、繊維強化用等として適した寸法形状を有するムライトウィスカーを製造することができる。従って、繊維強化金属、繊維強化重合体、繊維強化セラミックス等に用いることができるムライトウィスカーを、実用的に収率よく得ることができ、従来の設備コスト面及びランニングコスト面等の問題を解消し、安価にかつ簡便に実用的なムライトウィスカーを生産することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing mullite whiskers suitable for use in fiber reinforced metal (FRM), fiber reinforced polymer (FRP), fiber reinforced ceramics (FRC) and the like.
[0002]
[Prior art]
In typical materials such as polymers, metals, and ceramics, a technique for improving the strength and heat resistance of materials by combining appropriate fine particles and fibrous substances as fillers is very common, and for this application Various fillers have been developed for use. However, fillers suitable for ceramics and metals that are particularly required to be handled at high temperatures are limited to several types of fillers such as SiC and Si ₃ N ₄ , and these fillers have various costs and functions. Has a problem.
[0003]
Mullite ceramics are excellent in heat resistance and corrosion resistance, and have been used for fire-resistant structural materials and ceramics for a long time. Mullite whisker is a needle crystal of mullite like this, close to the physical properties of ceramics and metals, and changes due to temperature of the physical properties are relatively small. Therefore, mullite whiskers have recently been studied as fillers for fiber reinforced ceramics and fiber reinforced metals. It is piled up. However, due to the difficulty of the synthesis, it has not been practically used at present.
[0004]
Various methods for synthesizing mullite whiskers have been studied. For example, Japanese Patent Publication No. 1-212299 proposes a method of synthesizing bulk whiskers by adding AlF ₃ to a raw material containing an SiO ₂ source and an Al ₂ O ₃ source and firing the raw material. According to this method, it is possible to synthesize mullite whiskers by firing at a considerably lower temperature than when no AlF ₃ is added. However, in order to obtain whiskers having a size suitable as a filler used for fiber reinforced ceramics, fiber reinforced metals, etc., firing at a high temperature of 1200 ° C. or higher is necessary. Japanese Patent Laid-Open No. 3-261700 proposes a method of adding carbon to a raw material containing a SiO ₂ source and an Al ₂ O ₃ source. According to this method, a bulk whisker that can be easily defibrated is obtained. However, firing at a high temperature of about 1200 ° C. is still necessary.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional manufacturing method requires firing at a high temperature of about 1200 ° C. or higher, which hinders practical use in terms of equipment cost and running cost.
[0006]
Recently, the application range of mullite whiskers is expanding not only as a filler for fiber reinforced applications but also for electronic materials as a result of the generalization of mobile communication devices, and an inexpensive and simple synthesis method is desired.
[0007]
The objective of this invention is providing the manufacturing method of the mullite whisker which can manufacture the mullite whisker suitable as a fiber reinforcement use etc. at the low temperature of 1000 degrees C or less.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is directed to a silica-alumina raw material containing an Al ₂ O ₃ source and an SiO ₂ source in a ratio of Al ₂ O ₃ / SiO ₂ = 0.3 to 0.7 (molar ratio). ₃ to 5 to 35% by weight based on silica / alumina raw material, Fe or Fe-containing compound is added to silica / alumina raw material in an amount of 1 to 20% by weight in terms of Fe, and carbon or a compound containing carbon is further added. It is characterized by adding 5 to 20% by weight in terms of C with respect to the silica / alumina raw material and firing at a temperature of 700 to 950 ° C.
[0009]
The invention according to claim 2 is a silica-alumina raw material containing Al ₂ O ₃ source and SiO ₂ source in a ratio of Al ₂ O ₃ / SiO ₂ = 0.3 to 0.7 (molar ratio). ₃ to 5 to 35% by weight based on the silica / alumina raw material, and 1 to 20% by weight of W or a compound containing W in terms of W is added to the silica / alumina raw material at a temperature of 700 to 950 ° C. It is characterized by firing.
[0010]
The invention according to claim 3 is a mullite whisker manufactured by the method according to claim 1 or claim 2.
The whisker is a term that generally means a needle-shaped single crystal having a specific shape, but in this specification, it includes a needle-shaped polycrystalline body and a needle-shaped amorphous body.
[0011]
Hereinafter, matters common to claims 1, 2, and 3 will be described as “the present invention”.
The silica / alumina raw material used in the present invention contains an Al ₂ O ₃ source and an SiO ₂ source in a ratio of Al ₂ O ₃ / SiO ₂ = 0.3 to 0.7 (molar ratio). As such a silica / alumina raw material, kaolin is particularly preferably used. In some cases, an Al ₂ O ₃ source and an SiO ₂ source may be mixed so as to have the above ratio to obtain a silica / alumina raw material.
[0012]
The SiO ₂ source may be any compound as long as it can be converted to SiO ₂ upon firing. For example, an alkoxide such as Si (OCH ₃ ) ₄ , Si (OC ₂ H ₅ ) ₄ , Examples thereof include orthosilicate compounds, silica gel, silica sol and the like.
[0013]
As the Al ₂ O ₃ source, any compound that can become Al ₂ O ₃ upon firing can be used. For example, aluminum such as Al (NO ₃ ) ₃ .9H ₂ O, AlCl _3, etc. Examples thereof include salts, alkoxides such as Al (OC ₃ H ₇ ) ₃ , Al (OH) ₃ , boehmite, alumina gel, alumina sol, and γ-alumina.
[0014]
By making the ratio of Al ₂ O ₃ / SiO ₂ of the silica / alumina raw material used in the present invention within the above range, mullite whiskers having good needle-like crystals can be obtained.
[0015]
In the present invention, AlF ₃ is added to the silica / alumina raw material in an amount of 5 to 35% by weight based on the silica / alumina raw material. When the amount of AlF ₃ added is less than 5% by weight, it tends to be impossible to obtain a mullite whisker having a shape suitable for fiber reinforcement. If the amount of AlF ₃ added exceeds 35% by weight, a large amount of topaz crystals, which are intermediate products in the high-temperature synthesis of mullite, are mixed in the reaction product. Since the generated topaz gradually becomes SiO ₂ and mullite at 1000 to 1300 ° C., considering the use temperature of the product, it is not preferable that such a topaz is contained in a large amount.
[0016]
In the first aspect of the present invention, Fe or a compound containing Fe is added in an amount of 1 to 20% by weight in terms of Fe with respect to the silica / alumina raw material. Carbon or a compound containing carbon is added in an amount of 5 to 20% by weight in terms of C with respect to the silica / alumina raw material. If these added amounts are out of the above range, mullite whiskers having a shape suitable for fiber reinforcement cannot be produced.
[0017]
As Fe, for example, Fe powder can be used, and as a compound containing Fe, for example, FeO, Fe (OH) ₂ , FeF ₂ , FeCO ₃ , Fe ₂ O ₃ , FeO (OH), FeF _{3 can be used.} FeC, Fe ₂ C, Fe ₃ C, Fe (NO ₃ ) ₃ , Fe ₂ (SO ₄ ) _{3 and the} like.
[0018]
Examples of carbon include activated carbon, acetylene black, harness black, ketjen black, and graphite powder. Examples of carbon-containing compounds include organic substances that can be carbonized by heating such as epoxy resins, urea resins, and melamine resins. It can be illustrated.
[0019]
In the invention described in claim 2, W comb adds 1 to 20 wt% of a compound containing W in terms of W with respect to the silica-alumina raw material. If this added amount is out of the above range, a mullite whisker having a shape suitable for fiber reinforcement cannot be produced.
Examples of W include W powder, and examples of the compound containing W include WC, W ₂ C, WO _X , W (CO) _{6, and the} like.
[0020]
In this invention, after adding the said predetermined component to a silica-alumina raw material, it bakes at the temperature of 700-950 degreeC. If the firing temperature is lower than this, it becomes impossible to produce mullite whiskers having a shape suitable for fiber reinforcement, and if the firing temperature is too high, mullite whiskers suitable for fiber reinforcement at a low temperature of 1000 ° C. or less. The object of the present invention of manufacturing is not achieved.
[0021]
In the present invention, the calcination time is not particularly limited because it does not significantly affect the shape and yield of the mullite whisker to be produced, and the reaction rate of the mullite whisker production is very fast. Since a slight difference is observed depending on the shape, the firing time is preferably about several hours.
[0022]
In the invention described in claim 1, Fe or a compound containing Fe and carbon or a compound containing carbon are added. In the second aspect of the invention, W or a compound containing W is added. In the invention according to claim 1 and the invention according to claim 2, since mullite whiskers of acicular crystals in which these metal compounds are uniformly dissolved are formed, acicular crystals are selectively produced at a low firing temperature. Mullite whiskers having a large aspect ratio and a large fiber diameter can be produced. That is, partial acicular crystal growth starts at a low temperature of 600 to 700 ° C., whereby a mullite whisker having a fiber length of 1 to 20 μm and a fiber diameter of about 0.05 to 2 μm can be obtained. Moreover, according to this invention, a mullite whisker can be obtained with the favorable yield of 30 to 80 weight%.
[0023]
In the invention described in claim 1, Fe or a compound containing Fe and carbon or a compound containing carbon are used in combination, and this is effective in the manufacturing process of mullite whisker in the form of Fe ₃ C. It is presumed that
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the raw material preparation step (A) shown below, raw materials having the compositions shown in Table 1 and Table 2 were prepared, and in the preparation step (B) shown below, firing was performed at the reaction temperatures and firing times shown in Table 1 and Table 2. Then, it grind | pulverized by the grinding | pulverization process (C) shown below, and the sample of the Example and the comparative example was obtained.
[0025]
A. Raw material preparation process Commercially available kaolin powder (average particle size 15 μm) is used as the silica / alumina raw material, and AlF ₃ powder (manufactured by Stella Chemifa Co., Ltd., particle size 15 μm) so as to have the raw material composition shown in Table 1 and Table 2. Then, activated carbon powder (average particle size 10 to 30 μm), Fe powder (average particle size 16 μm), and W powder (average particle size 14 μm) are mixed to a uniform color using an alumina mortar to obtain a raw material.
[0026]
B. Firing process The raw material prepared in the raw material preparation step (A) was charged in an alumina crucible with a 15 cc lid, fired at a temperature and time shown in Tables 1 and 2 in a siliconite electric furnace, and then naturally cooled to room temperature. To do.
[0027]
C. Grinding process The fired product obtained in the firing step (B) is ground in a glass mortar.
[0028]
[Table 1]

[0029]
[Table 2]

[0030]
About the sample obtained by the process of the above AC, the production | generation component was identified by X-ray diffraction, and the average shape of the whisker produced | generated by electron microscope observation was measured.
In the X-ray diffraction test, mullite, topaz, and cristobalite were identified, and the identification results were shown according to the following criteria.
[0031]
×: Almost no peak is observed Δ: Weak and broad peak is recognized ○: Normal peak is recognized ◎: Remarkably sharp peak is recognized [0032]
Moreover, in the electron microscope observation, the fiber length and fiber diameter of the produced whisker were measured, and the measurement results are shown in Tables 3 and 4.
Moreover, the whisker yield was measured about the obtained sample. The whisker yield is calculated by immersing the obtained product in a 10% by weight HF aqueous solution, eluting the topaz and cristobalite in the product, leaving only the mullite crystals, and measuring the dry weight of the mullite crystals. did. Tables 3 and 4 show the results of evaluation based on the following criteria.
[0033]
X: Yield of less than 5% by weight Δ: Yield of 5-30% by weight ○: Yield of 30-60% by weight ◎: Yield of 60% by weight or more
[Table 3]

[0035]
[Table 4]

[0036]
As is clear from the comparison between Table 3 and Table 4, in Examples 1 to 8 according to the present invention, mullite whiskers having a long fiber length, a large fiber diameter, and a shape suitable for fiber reinforcement are obtained. ing. Further, the SiO ₂ and mullite by heating at 1000 to 1300 ° C., it can be seen that less generation of topaz.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, a mullite whisker having a dimension and shape suitable for fiber reinforcement or the like can be produced at a low temperature of 700 to 950 ° C. Therefore, mullite whiskers that can be used in fiber reinforced metals, fiber reinforced polymers, fiber reinforced ceramics, etc. can be obtained in a practically high yield, eliminating problems such as conventional equipment costs and running costs. A practical mullite whisker can be produced inexpensively and easily.

Claims

A silica / alumina raw material containing an Al ₂ O ₃ source and a SiO ₂ source in a ratio of Al ₂ O ₃ / SiO ₂ = 0.3 to 0.7 (molar ratio), and AlF ₃ to the silica / alumina raw material are 5 Addition of ~ 35 wt%, Fe or Fe-containing compound is added in an amount of 1 to 20 wt% in terms of Fe with respect to the silica / alumina raw material, and carbon or carbon-containing compound is further converted in terms of C to the silica / alumina raw material. A method for producing a mullite whisker comprising adding 5 to 20% by weight and firing the resultant at a temperature of 700 to 950 ° C.

A silica / alumina raw material containing an Al ₂ O ₃ source and a SiO ₂ source in a ratio of Al ₂ O ₃ / SiO ₂ = 0.3 to 0.7 (molar ratio), and AlF ₃ to the silica / alumina raw material are 5 Addition of ˜35 wt%, W or W-containing compound is added to silica / alumina raw material in an amount of 1 to 20 wt% in terms of W, and this is baked at a temperature of 700 to 950 ° C. Manufacturing method.

A mullite whisker manufactured by the method according to claim 1.