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JPS6348827B2 - - Google Patents
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JPS6348827B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6348827B2
JPS6348827B2 JP54162835A JP16283579A JPS6348827B2 JP S6348827 B2 JPS6348827 B2 JP S6348827B2 JP 54162835 A JP54162835 A JP 54162835A JP 16283579 A JP16283579 A JP 16283579A JP S6348827 B2 JPS6348827 B2 JP S6348827B2
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JP
Japan
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polytitanocarbosilane
gas
total number
atoms
vacuum
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Expired
Application number
JP54162835A
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Japanese (ja)
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JPS5688877A (en
Inventor
Seishi Yajima
Kyoto Okamura
Yoshio Hasegawa
Taketami Yamamura
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、ケイ素、チタンおよび炭素含有成形
体の製造方法に関するものである。 従来、炭化ケイ素含有成形体については特開昭
53−94314号公報、特開昭54−3815号公報および
特開昭54−16521号公報等に提案があり、炭化ケ
イ素含有成形体は機械的性質および熱的性質が良
好であることが開示されている。 本発明者は、なお有機金属重合体に関する研究
を鋭意続行した結果、今回新規有機金属重合体で
あるポリチタノカルボシランを焼成することによ
つて、従来のポリカルボシランを焼成して得られ
た炭化ケイ素含有成形体よりも一層性能のすぐれ
た成形体を得ることを見出し、本発明に到達した
ものである。 すなわち、本発明の方法により得られる成形体
は、によれば、実質的にSi、TiおよびC、場合
により更にOからなる成形体であつて、該成形体
は実質的に、 (1) Si、TiおよびC、場合により更にOから実
質的になる非晶質、または (2) 実質的にβ−SiC、TiC、β−SiCとTiCの
固溶体およびTiC1-x(ただしO<x<1)の粒
径が500Å以下の各結晶質超微粒子からなる集
合体、または (3) 上記(1)の非晶質と上記(2)の結晶質超微粒子集
合体の混合系、 からなることを特徴とするケイ素、チタンおよび
炭素を含有する繊維を除く成形体が提供される。 本発明によれば、前記ケイ素、チタンおよび炭
素を含有する成形体を製造するための方法とし
て、 (1) 主として一般式 (但し、式中のRは水素原子、低級アルキル
基、又はフエニル基を示す)で表わされる主
鎖骨格を有する数平均分子量が200〜10000の
ポリカルボシランと、一般式 Ti(OR′)4 (但し、式中のR′は炭素原子数1〜20個を
有するアルキル基を示す)で表わされるチタ
ンアルコキシドとから誘導された数平均分子
量が700〜100000のポリチタノカルボシラン
であつて、該ポリチタノカルボシランのケイ
素原子の少なくとも1部が酸素原子を介して
チタン原子と結合しており、そして該ポリチ
タノカルボシランにおける(−Si−CH2)−の構
造単位の全数対(−Ti−O)−の構造単位の全
数の比率が2:1乃至200:1の範囲内にあ
るポリチタノカルボシランを、真空中、不活
性ガス、還元性ガス、炭化水素ガスのうちか
ら選ばれる少なくとも1種からなる雰囲気中
で、500〜2300℃の温度範囲で焼成する第一
工程、および (2) 得られた焼成物を成形し、この成形と同時に
又は成形した後に、真空中、不活性ガス、還元
性ガス、炭化水素ガスのうちから選ばれる少な
くとも1種からなる雰囲気中で800〜2300℃の
温度範囲で焼結する第二工程、 からなることを特徴とするケイ素、チタンおよ
び炭素を含有する繊維を除く成形体の製造方法
が提供される。 以下、本発明をより詳細に説明するが、先づ本
発明の方法について述べる。 本発明の方法に使用する出発原料であるポリチ
タノカルボシランは、 主として一般式 (但し、式中のRは水素原子、低級アルキル基、
又はフエニル基を示す) で表わされる主鎖骨格を有する数平均分子量が
200〜10000のポリカルボシランと、一般式 Ti(OR′)4 (但し、式中のR′は炭素原子数1〜20個を有す
るアルキル基を示す) で表わされるチタンアルコキシドとから誘導され
た数平均分子量700〜100000のポリチタノカルボ
シランであつて、該ポリチタノカルボシランのケ
イ素原子の少なくとも1部が酸素原子を介してチ
タン原子と結合しており、そして該ポリチタノカ
ルボシランにおける(−Si−CH2)−の構造単位の全
数対(−Ti−O)−の構造単位の全数の比率が2:
1乃至200:1の範囲内にある重合体である。ま
たこのような重合体には、次に図示するような1
官能性重合体、2官能性重合体、3官能性重合体
及び4官能性重合体がある。
The present invention relates to a method for manufacturing a molded article containing silicon, titanium, and carbon. Conventionally, regarding silicon carbide-containing molded bodies, JP-A-Sho
There are proposals in JP-A No. 53-94314, JP-A-54-3815, and JP-A-54-16521, etc., and it is disclosed that molded articles containing silicon carbide have good mechanical properties and thermal properties. ing. As a result of diligently continuing research on organometallic polymers, the present inventor has now succeeded in sintering a new organometallic polymer, polytitanocarbosilane, which can be obtained by sintering conventional polycarbosilane. The inventors have discovered that it is possible to obtain a molded product with even better performance than the silicon carbide-containing molded product, and have arrived at the present invention. That is, the molded body obtained by the method of the present invention is a molded body consisting essentially of Si, Ti, and C, and optionally further O, and the molded body substantially consists of (1) Si , amorphous consisting essentially of Ti and C and optionally further O, or (2) amorphous consisting essentially of β-SiC, TiC, a solid solution of β-SiC and TiC, and TiC 1-x (where O<x<1 ), or (3) a mixed system of the amorphous particles in (1) above and the crystalline ultrafine particles in (2) above. A molded article excluding fibers containing silicon, titanium, and carbon is provided. According to the present invention, as a method for producing the molded article containing silicon, titanium, and carbon, (1) mainly the general formula (However, R in the formula represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a phenyl group.) A polycarbosilane with a number average molecular weight of 200 to 10,000 and a main chain skeleton represented by the formula Ti(OR') 4 A polytitanocarbosilane with a number average molecular weight of 700 to 100,000 derived from a titanium alkoxide represented by the formula (R' in the formula represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms), At least a part of the silicon atoms of the polytitanocarbosilane are bonded to titanium atoms via oxygen atoms, and the total number of pairs of (-Si-CH 2 )- structural units in the polytitanocarbosilane ( -Ti-O)- polytitanocarbosilane in which the ratio of the total number of structural units is within the range of 2:1 to 200:1, in vacuum, from an inert gas, a reducing gas, or a hydrocarbon gas. A first step of firing at a temperature range of 500 to 2300°C in an atmosphere consisting of at least one selected type, and (2) molding the obtained fired product, and at the same time or after the molding, in a vacuum, a second step of sintering silicon, titanium and A method of manufacturing a molded article excluding carbon-containing fibers is provided. The present invention will be explained in more detail below, but first the method of the present invention will be described. The starting material polytitanocarbosilane used in the method of the present invention mainly has the general formula (However, R in the formula is a hydrogen atom, a lower alkyl group,
or phenyl group) whose number average molecular weight has a main chain skeleton represented by
200 to 10,000 polycarbosilane and a titanium alkoxide represented by the general formula Ti(OR') 4 (where R' in the formula represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). A polytitanocarbosilane having a number average molecular weight of 700 to 100,000, wherein at least a part of the silicon atoms of the polytitanocarbosilane are bonded to a titanium atom via an oxygen atom, and the polytitanocarbosilane The ratio of the total number of (-Si-CH 2 )- structural units to the total number of (-Ti-O)- structural units in is 2:
1 to 200:1. In addition, such polymers include 1 as shown in the following figure.
There are functional polymers, difunctional polymers, trifunctional polymers and tetrafunctional polymers.

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】 (但し、R及びR′は前記と同じ意味を有する)
また本発明に使用されるポリチタノカルボシラン
は、前記ポリカルボシランと前記チタンアルコキ
シドとを、ポリカルボシランの(−Si−CH2)−の構
造単位の全数対チタンアルコキシドの(−Ti−O
)−の構造単位の全数の比率が2:1乃至200:1
の範囲内となる量比に加え、反応に対して不活性
な雰囲気中において加熱反応して得られる。 このようにして生成したポリチタノカルボシラ
ンは、第一工程において、真空中、不活性ガス、
還元性ガス、炭化水素ガスのうちから選ばれる少
なくとも1種からなる雰囲気中で、500〜2300℃
の温度範囲で焼成することにより、半無機化また
は無機化される。焼成温度が500〜800℃では主に
半無機化焼成物、900〜2300℃では主に無機化焼
成物が得られる。 次に、第二工程において、前記半無機化および
無機化焼成物を成形し、この成形と同時に又は成
形した後に、真空中、不活性ガス、還元性ガス、
炭化水素ガスのうちから選ばれる少なくとも1種
からなる雰囲気中で800〜2300℃の温度範囲で焼
結することにより、Si、TiおよびC含有成形体
に変換する。 前記半無機化焼成物および無機化焼成物の形状
には制限はないが、通常、成形する前にこれらの
焼成物を破砕して粒状、粉状にするのがよい。ま
た不活性ガスとして窒素ガス、炭酸ガス、アルゴ
ンガスなど、還元性ガスとして水素ガス、一酸化
炭素ガスなど、炭化水素ガスとしてメタンガス、
エタンガス、プロパンガス、ブタンガスなどがそ
れぞれあげられる。 焼結温度は800〜2300℃が好ましく、800℃以下
では混和したポリチタノカルボシランの無機化が
完結せず、また2300℃以上では焼成物中に含まれ
るSiCの分解が起るので好ましくない。 なお、場合によつては第一工程の焼成操作およ
び第二工程の焼結操作を同時に行うことによりハ
ニカム成形体を得ることができる。 次に、焼結を行う方法としては、大別して前記
焼成物を成形した後、焼結する方法または前記焼
成物の成形と焼結を同時に行うホツトプレス法を
使用することができる。 前記成形と焼結とを別々に行う方法には、金型
プレス法、ラバープレス法、押出し法、シート法
を用いて2〜5000Kg/cm2の圧力で加圧し所定の形
状のものを得、次に前記成形体を焼結することに
よつて本発明のSi、TiおよびC含有成形体を得
ることができる。 また、ホツトプレス法で焼結を行う場合には、
黒鉛、アルミナ、窒化硼素などからなる押型を選
び、2〜2000Kg/cm2の圧力で加圧しながら同時に
加熱し焼結体にすることができる。 本発明の好ましい実施態様として、前記ポリチ
タノカルボシランの焼成物を、成形、焼結する前
に予め酸−アルカリ処理および/または酸化性ガ
ス雰囲気中で600〜1300℃の温度範囲で加熱処理
する。 前記酸−アルカリ処理剤には酸としてフツ酸、
硫酸、塩酸、硝酸、王水、アルカリとしてカ性ソ
ーダ、カ性カリ等がそれぞれ用いられる。また前
記酸化性ガスとして酸素、空気、酸素含有ガス等
が用いられる。このような処理を行うことによ
り、微量の酸素含有化合物あるいは微量の過剰の
炭素等の如き不純物が除去され、得られたSi、
TiおよびC含有成形体の密度および強度が高め
られる。 次に、本発明の好ましい実施態様として、前記
ポリチタノカルボシランの焼成物を、成形、焼結
する前に予め、結合剤として前記ポリチタノカル
ボシランを混和する。このような操作を行うこと
により、高密度、且つ高強度の焼結成形体とする
ことができる。 さらに、本発明の好ましい実施態様として、前
記ポリチタノカルボシランの焼成物に結合剤とし
て前記ポリチタノカルボシランを混和し、該混和
物を成形、焼結する前に予め、真空中、不活性ガ
ス、還元性ガス、炭化水素ガスのうちから選ばれ
る少なくとも1種からなる雰囲気中で800℃以下
で仮焼する。このような処理を行うとSi、Tiお
よびC含有成形体の体積収縮がすくなく、寸法精
度のすぐれた成形体を得ることができる。 さらに、本発明の好ましい別の実施態様とし
て、本発明の方法により、一旦、焼結を完了した
Si、TiおよびC含有成形体に、液状のポリチタ
ノカルボシランを浸漬、噴霧、塗布等の操作によ
り含浸させ、またポリチタノカルボシランが固体
状のものとして得られる場合には、加熱や溶媒に
溶解させることにより液状とした後に前記操作に
より含浸させ、また必要により加圧して前記含浸
の度合を高めた後、真空中、不活性ガス、還元性
ガス、炭化水素ガスのうちから選ばれるいずれか
少なくとも1種の雰囲気中で800〜2300℃の温度
範囲で加熱する一連の処理を少なくとも1回施す
ことによつて、より高密度で且つ高強度の焼結成
形体とすることができる。 前記のように含浸させるポリチタノカルボシラ
ンは液状とする必要があるため、室温あるいは比
較的低い加熱温度で液状で得られる場合はそのま
まのものを、あるいは必要により粘度を下げるた
め少量のベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサ
ン、エーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、クロロホルム、メチレンクロリド、石油エー
テル、石油ベンジン、リグロイン、フロン、
DMSO、DMFその他ポリチタノカルボシランを
可溶する溶媒を用いて溶解したものを実用に供す
ることができる。 次に、本発明のケイ素、チタンおよび炭素含有
成形体(以下これを本発明の成形体と呼ぶことが
ある)について説明する。 本発明の成形体は実質的にSi、Ti、C又はSi、
Ti、C、Oからなる成形体であり、前述の方法
により製造されるものであるが、このSi、Tiお
よびC含有成形体の構造は、出発原料であるポリ
チタノカルボシランの製造条件、およびその加熱
焼結の温度等の条件に依存して、次の(A)乃至(C)に
示すように変化する。 (A) 加熱焼結温度が比較的低い場合には、実質的
に非晶質からなるSi、TiおよびC含有成形体
が得られ、その非晶質は、成形体製造で採用さ
れる条件の如何により、主としてSi、Ti、C
からなるか又はSi、Ti、C、Oからなるのい
ずれかである。一般式にいえば、加熱焼結後に
おいて得られる成形体中に酸素が実質的に残留
しないような条件を製造工程で選定すれば、主
としてSi、Ti、Cからなる非晶質が生成し、
それとは逆に、加熱焼結後の成形体中に酸素が
残留しやすいような条件を製造工程で選定すれ
ば、主としてSi、Ti、C、Oからなる非晶質
が生成する。例えば、出発原料のポリチタノカ
ルボシランを製造する際に、ポリカルボシラン
の使用量に対してチタンアルコキシドの使用量
を相対的に多くする程、加熱焼結後の成形体中
に酸素が残留し易くなる。また加熱焼結を窒素
またはアルゴンのような不活性ガス気流中で行
うよりは、真空中または還元性ガス気流中で行
う方が、酸素は除去され易いので、焼結後の成
形体中に酸素は残留し難くなる。さらにまた加
熱焼結を成形と同時に行う方が、成形後加熱焼
結するよりは、酸素は除去されやすいので加熱
焼結後の成形体中に酸素は残留し難くなる。例
えば後述の実施例(1−I)では、ポリカルボ
シラン部分の(−Si−CH2)−結合の全数対(−Ti
−O)−結合の全数の比率が約8:1であるポリ
チタノカルボシランをN2気流中で1000℃で焼
成し、該焼成物に前記ポリチタノカルボシラン
を混和し成形およびN2気流中1000℃で加熱焼
結を行つたが、この場合に得られた成形体は、
主としてSi、Ti、C、Oよりなる非晶質から
実質的になる成形体である。一方後述の実施例
3では、ポリカルボシラン部分の(−Si−CH2)−
結合の全数対(−Ti−O)−結合の全数の比率が
約23:1であるポリチタノカルボシランを
(CO+N2)気流下で800℃で焼成し、該焼成物
を粉砕した後、得られた粉末を成形および
(CO+N2)気流下で1000℃で加熱焼結を行つ
たが、この場合に得られた成形体は、主として
Si、Ti、Cよりなる非晶質から実質的になる
成形体である。 (B) 焼結温度が高い場合には、粒径が500Å以下
の、β−SiC、TiC、β−SiCとTiCの固溶体お
よびTiC1-x(ただしO<x<1)の各結晶質超
微粒子集合体から実質的になる焼結成形体が得
られる。例えば、後述の実施例(1−)に記
載のSi、TiおよびC含有成形体は、前記の実
施例(1−I)で得られた圧粉成形体をN2
流中で1700℃で加熱焼結することによつて得ら
れたものであるが、この成形体は、前記の各結
晶質超微粒子集合体からなる焼結成形体であ
る。 焼成温度が高い場合、前記のような構造の成
形体が得られる理由は次の如くである。出発原
料として使用したポリチタノカルボシランは、
加熱焼結により無機化されるが、焼結温度が比
較的低い段階では、無機化による物質は、前項
(A)で述べたように、主としてSi、Ti、C又は
Si、Ti、C、Oからなる非晶質であつて、未
だ結晶質超微粒子が生成するには到らない。 しかしながら、焼結温度が更に上昇すると、
前記の非晶質の一部が、粒径500Å以下である
β−SiC、TiC、β−SiCとTiCの固溶体および
TiC1-x(ただしO<x<1)の各結晶質超微粒
子からなる集合体に転化されるようになり、焼
結温度が充分高い場合には、非晶質の実質的に
すべてが、前記の結晶質超微粒子集合体に転化
される。そして、この結晶質超微粒子集合体へ
の転化にさいして、特に非晶質が主としてSi、
Ti、C、Oよりなる場合には、焼結温度が上
昇するにつれて、酸素は徐々に除去され、焼結
温度が充分高くなると、酸素はほとんど除去さ
れて、成形体中に酸素は残留し難くなり、結
局、非晶質が実質的にSi、Ti、Cからなる場
合と同様に前記の結晶質超微粒子集合体より実
質的になる成形体に変換する。 (C) 焼結温度が比較的高いが、ただし非晶質から
結晶質超微粒子集合体への転化が完結するには
到らないような温度である場合には、前項(A)で
述べたような非晶質と、前項(B)で述べたような
結晶質超微粒子集合体との混合系からなるSi、
TiおよびC含有成形体が得られる。 以上述べたように、本発明のSi、TiおよびC
含有成形体には種々の態様が存在しており、これ
ら各態様の成形体は、下記の(A−1)型乃至
(C−2)型に示すような構造を有するものであ
る。 (A−1)型:Si、TiおよびC含有成形体が、
実質的にSi、TiおよびCからなる非晶質から
実質的に構成されている。 (A−2)型:Si、TiおよびC含有成形体が、
実質的にSi、Ti、CおよびOからなる非晶質
から実質的に構成されている。 (B)型:Si、TiおよびC含有成形体が、実質的に
β−SiC、TiC、β−SiCとTiCの固溶体および
TiC1-x(ただしO<x<1)の粒径が500Å以
下の各結晶質超微粒子の集合体から実質的に構
成されている。 (C−1)型:Si、TiおよびC含有成形体が、
実質的にSi、TiおよびCからなる非晶質と、
実質的にβ−SiC、TiC、β−SiCとTiCの固溶
体およびTiC1-x(ただしO<x<1)の粒径が
500Å以下の各結晶質超微粒子の集合体の混合
系から構成されている。 (C−2)型:Si、TiおよびC含有成形体が、
実質的にSi、Ti、CおよびOからなる非晶質
と、実質的にβ−SiC、TiC、β−SiCとTiCの
固溶体およびTiC1-x(ただしO<x<1)の粒
径が500Å以下の各結晶質超微粒子の集合体の
混合系から構成されている。 以上を要約すれば、本発明で特定したSi、Ti
およびC含有成形体の製造方法において、条件を
適宜に選定して、加熱焼結後に得られる成形体中
に酸素が実質的に残留しないようにし、且つ焼結
温度が比較的低い場合には、上記(A−1)型の
構造の成形体が得られ、このさい焼結温度を充分
高くすれば(B)型の構造の成形体が得られ、中間の
焼結温度では(C−1)型の構造の成形体が得ら
れる。一方、焼結後に得られる成形体中に酸素が
残留し易いような条件を選び、且つ焼結温度が比
較的低い場合には、(A−2)型の構造の成形体
が得られ、このさい焼結温度を充分高くすれば(B)
型の構造の成形体が得られ、中間の焼結温度では
(C−2)型の構造の成形体が得られる。 本発明のSi、TiおよびC含有成形体は驚くべ
きことに、(A−1)型または(A−2)のよう
な主として非晶質からなる構造からなり、嵩密度
が小さい場合でも、極めて良好な強度的性質及び
熱的性質を有しているが、一般には、(B)型の結晶
質超微粒子集合体からなる構造を有し、嵩密度が
大きい場合には、強度的性質及びその他の性質が
最も良好である。 本発明の(B)型、(C−1)型または(C−2)
型の構造のSi、TiおよびC含有成形体中に存在
する結晶質超微粒子が、β−SiC、TiC、β−
SiCとTiCの固溶体およびTiC1-x(ただしO<x
<1)からなる複合炭化物によつて構成されてい
ることは、成形体のX線回折図形によつて確認す
ることができる。図の()は、後述の実施例
(1−)に記載の(B)型の構造を有する本発明の
Si、TiおよびC含有成形体のX線粉末回折図形
である。そして、この()のX線回折図形で
は、2Θ=35.8゜にβ−SiCの(111)回折線、2Θ=
60.2゜にβ−SiCの(220)回折線および2Θ=72.1゜
にβ−SiCの(311)回折線が、また2Θ=42.4°に
TiCの(200)回折線、2Θ=36.4゜にTiCの(111)
回折線、2Θ=61.4゜にTiCの(220)回折線および
2Θ=73.5゜にTiCの(113)回折線が現われてお
り、特に注目すべき点は、TiCの各回折線はいず
れも従来のTiCに観察される各回折線の2Θより
も高角度側にシフトしており、該TiCは従来の
TiCと格子定数が異なつていることである。 前記のX線回折図形のデータは、本発明のSi、
TiおよびC含有成形体に存在する結晶質超微粒
子が、主としてβ−SiCおよびTiCからなり、し
かもβ−SiCとTiCが固溶しているもの、及び
TiC1-x(ただしO<x<1)を一部含むような複
合炭化物であることを示している。 前記のような特異的な複合炭化物の結晶質超微
粒子からなるSi、TiおよびC含有成形体は、こ
れまで全く知られていなかつた新規な成形体であ
る。しかも、結晶質超微粒子がこのような複合炭
化物から構成されていることは、本発明のSi、
TiおよびC含有成形体に対し、極めて望ましい
優秀な性能を付与するという利点をもたらすもの
である。即ち、TiCはβ−SiCに比べて、曲げ強
度、引張り強度、耐圧強度等の機械的強度が著し
く高いという性質を有しており、他方、β−SiC
はTiCに比べて酸化性雰囲気中での分解温度が著
しく高いという性質を有している。本発明のSi、
TiおよびC含有成形体は、TiCとβ−SiCの両者
を併せ有しており、しかも両者が一部固溶化して
いることから明らかなように、両者が本発明の成
形体中においては親密な状態で共存しているため
に、TiCとβ−SiCの両者の好ましい性質が兼備
されるようになる。かくして本発明のSi、Tiお
よびC含有成形体は、従来の主としてβ−SiCの
みからなる成形体に比べて機械的強度特性が良好
であり、また、主としてTiCのみよりなる成形体
に比べて、高温での耐酸化性が良好であるという
特徴を有するものである。 また、本発明のSi、TiおよびC含有成形体中
に存在する前記複合炭化物よりなる結晶質微粒子
は、平均粒径が500Å以下の超微粒子である。例
えば、後述の実施例(1−)に記載の(C−
2)型の構造の成形体(焼結温度1200℃)の結晶
質超微粒子の平均粒径は約80Åであり、実施例
(1−)に記載の(B)型の構造を有する成形体
(焼結温度1700℃)のそれは約160Åであることが
X線回折により判明した。 通常本発明のSi、TiおよびC含有成形体は、
その製造の際の焼結温度を高くするにつれて、成
形体中の平均結晶粒径が大きくなる。 本発明のSi、TiおよびC含有成形体が非常に
大きい強度を有する一つの原因は超微粒の結晶よ
り構成されているからであると推考され、その理
由は、局所的応力集中が密度の結晶粒界を通じて
分散するため、変形しにくいこと、結晶が超微粒
子であるため、結晶粒中に変形に必要な転移の存
在する余地がないこと、結晶粒径が非常に小さい
ため粒の見掛上の表面張力が異常に大きくなり、
変形に対する抵抗力が大きいこと、成形体の表面
が平滑で凹凸がないため、凹凸部へ応力が集中す
ることによる強度の低下要因がないこと、等によ
るものと考えられる。 本発明のSi、TiおよびC含有成形体の化学分
析による元素比率は、重量%で表わして、一般
に、Si:30〜60%、Ti:0.5〜35%、C:25〜40
%、O:0.01〜20%である。 前記から明らかなように、加熱焼結後に得られ
る本発明のSi、TiおよびC含有成形体において、
酸素が残留し易いような製造条件を選べば、最高
20重量%もの酸素を含有する成形体を得ることが
できる。すなわち、(A−2)型および(C−2)
型の構造の成形体は、実質的な量の酸素を含有す
る成形体であるが、これらの成形体でも、後述の
実施例1で示すように例えば焼結温度が充分高い
場合には、酸素はほとんど除去されて実質的に前
記の結晶質超微粒子集合体からなる(B)型の構造を
有する成形体に転化し、酸素原子は結晶質超微粒
子の形成には関与していないことがX線回折の結
果から判明している。 本発明のSi、TiおよびC含有成形体は、機械
的強度、耐熱性、耐酸化性にすぐれた新規構造を
有する成形体であり、これらの特徴を生かした、
以下に示す種々の用途に活用できる。 (1) 建築用材料−パネル、ドーム、トレーラーハ
ウス、壁、天井材、床材、クーリングタワー、
浄化槽、汚水タンク、給水タンク、給湯用配
管、排水管、熱変換用ヒートパイプ等 (2) 航空機、宇宙開発用機器材−胴体、翼、ヘリ
コプターのドライブシヤフト、ジエツトエンジ
ンのコンプレツサー、ロータ、ステータ、ブレ
ード、コンプレツサーケーシング、ハウジン
グ、ノーズコーン、ロケツトノズル、ブレーキ
材、タイヤコード等 (3) 船舶用材料−ボート、ヨツト、漁船、作業用
船等 (4) 路上輸送機器材料−車輛の前頭部、側板、水
タンク、便所ユニツト、座席、自動車のボデ
イ、コンテナ、道路機器、ガードレール、パレ
ツト、タンクローリー用タンク、自転車、オー
トバイ等 (5) 耐食機器材料−タンク類、塔類ダクト、スタ
ツフ類、パイプ類等 (6) 電気材料−面発熱体、バリスター、点火器、
熱電対等 (7) スポーツ用品−ボート、洋弓、スキー、スノ
ーモビル、水上スキー、グライダー機体、テニ
スラケツト、ゴルフシヤフト、ヘルメツト、バ
ツト、レーシングジヤケツト等 (8) 機械要素−ガスケツト、パツキン、ギア、ブ
レーキ材、摩耗材、研摩研削材等 (9) 医療用機器材料−義足、義肢等 (10) 音響用機器材料−カンチレバー、トーンアー
ム、スピーカーコーン、ボイスコイル などに利用することができる。 以下実施例によつて本発明を説明する。 参考例 1 5の三口フラスコに無水キシレン2.5とナ
トリウム400gとを入れ、窒素ガス気流下でキシ
レンの沸点まで加熱し、ジメチルジクロロシラン
1を1時間で滴下した。滴下終了後、10時間加
熱還流し沈殿物を生成させた。この沈殿を過
し、まずメタノールで洗浄した後、水で洗浄し
て、白色粉末のポリジメチルシラン420gを得た。 他方、ジフエニルジクロロシラン750gとホウ
酸124gを窒素ガス雰囲気下、n−ブチルエーテ
ル中、100〜120℃の温度で加熱し、生成した白色
樹脂状物を、さらに真空中400℃で1時間加熱す
ることによつて530gのポリボロジフエニルシロ
キサンを得た。 次に、前記のポリジメチルシラン250gに上記
のポリボロジフエニルシロキサン8.27gを添加混
合し、還流管を備えた2の石英管中で窒素気流
下で350℃まで加熱し6時間重合し、ポリカルボ
シランを得た。室温で放冷後キシレンを加えて溶
液として取り出し、キシレンを蒸発させ、320℃
1時間窒素気流下で濃縮して140gの固体を得た。
このポリマーの数平均分子量は蒸気圧浸透圧法
(VPO法)により測定したところ995であつた。
この物質のIRスペクトルを測定したところ800cm
-1付近と1250cm-1にSi−CH3の吸収、1400、
2900、2950cm-1にC−Hの吸収、2100cm-1にSi−
Hの吸収、1020cm-1付近と1355cm-1にSi−CH2
Siの吸収等が認められ、得られたポリマーは、構
成する要素が
[Formula] (However, R and R' have the same meanings as above)
In addition, the polytitanocarbosilane used in the present invention has a ratio of the polycarbosilane and the titanium alkoxide to the total number of (-Si-CH 2 )- structural units of the polycarbosilane to the (-Ti- O
) - the ratio of the total number of structural units is 2:1 to 200:1
In addition to the quantitative ratio within the range of , it is obtained by heating the reaction in an atmosphere inert to the reaction. In the first step, the polytitanocarbosilane produced in this way is
500 to 2300℃ in an atmosphere consisting of at least one type selected from reducing gas and hydrocarbon gas.
It is semi-mineralized or mineralized by firing at a temperature range of . When the firing temperature is 500 to 800°C, a semi-mineralized fired product is mainly obtained, and when the firing temperature is 900 to 2300°C, a mineralized fired product is mainly obtained. Next, in a second step, the semi-mineralized and mineralized fired product is molded, and at the same time or after the molding, an inert gas, a reducing gas,
By sintering at a temperature range of 800 to 2300° C. in an atmosphere consisting of at least one kind selected from hydrocarbon gases, it is converted into a molded body containing Si, Ti, and C. Although there is no restriction on the shape of the semi-mineralized fired product and the mineralized fired product, it is usually preferable to crush these fired products into granules or powder before molding. Inert gases include nitrogen gas, carbon dioxide gas, argon gas, reducing gases include hydrogen gas and carbon monoxide gas, and hydrocarbon gases include methane gas,
Examples include ethane gas, propane gas, and butane gas. The sintering temperature is preferably 800 to 2300°C. If it is below 800°C, the inorganicization of the mixed polytitanocarbosilane will not be completed, and if it is above 2300°C, the SiC contained in the sintered product will decompose, so it is not preferable. . Note that, depending on the case, a honeycomb formed body can be obtained by performing the first step firing operation and the second step sintering operation simultaneously. Next, the method for sintering can be roughly divided into a method in which the fired product is molded and then sintered, or a hot press method in which the molding and sintering of the fired product are performed simultaneously. The method of performing the molding and sintering separately includes pressurizing with a pressure of 2 to 5000 kg/cm 2 using a mold press method, a rubber press method, an extrusion method, or a sheet method to obtain a predetermined shape; Next, the molded body containing Si, Ti, and C of the present invention can be obtained by sintering the molded body. In addition, when performing sintering using the hot press method,
It is possible to select a mold made of graphite, alumina, boron nitride, etc., pressurize it with a pressure of 2 to 2000 kg/cm 2 and heat it at the same time to form a sintered body. In a preferred embodiment of the present invention, the fired product of polytitanocarbosilane is previously subjected to acid-alkali treatment and/or heat treatment in an oxidizing gas atmosphere in a temperature range of 600 to 1300°C before being molded and sintered. do. The acid-alkali treatment agent includes hydrofluoric acid,
Sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, aqua regia, and caustic soda, caustic potash, etc. are used as the alkali, respectively. Further, as the oxidizing gas, oxygen, air, oxygen-containing gas, etc. are used. By performing such treatment, impurities such as trace amounts of oxygen-containing compounds or trace amounts of excess carbon are removed, and the resulting Si,
The density and strength of the Ti- and C-containing molded body are increased. Next, in a preferred embodiment of the present invention, the polytitanocarbosilane is mixed as a binder before the fired product of the polytitanocarbosilane is molded and sintered. By performing such an operation, a sintered compact with high density and high strength can be obtained. Furthermore, as a preferred embodiment of the present invention, the polytitanocarbosilane is mixed as a binder into the fired product of the polytitanocarbosilane, and before the mixture is molded and sintered, Calcining is performed at 800°C or lower in an atmosphere consisting of at least one selected from active gas, reducing gas, and hydrocarbon gas. By performing such a treatment, the volumetric shrinkage of the Si, Ti, and C-containing molded product is reduced, and a molded product with excellent dimensional accuracy can be obtained. Furthermore, as another preferred embodiment of the present invention, once sintering is completed by the method of the present invention,
A molded product containing Si, Ti, and C is impregnated with liquid polytitanocarbosilane by dipping, spraying, coating, etc., and if polytitanocarbosilane is obtained as a solid, heating or After making it into a liquid state by dissolving it in a solvent, it is impregnated by the above operation, and if necessary, after increasing the degree of impregnation by applying pressure, in a vacuum, an inert gas, a reducing gas, or a hydrocarbon gas is selected. By performing a series of heating treatments at least once in a temperature range of 800 to 2300° C. in at least one atmosphere, a sintered compact with higher density and higher strength can be obtained. The polytitanocarbosilane to be impregnated as described above needs to be in liquid form, so if it can be obtained in liquid form at room temperature or at a relatively low heating temperature, it can be used as is, or if necessary, a small amount of benzene, Toluene, xylene, hexane, ether, tetrahydrofuran, dioxane, chloroform, methylene chloride, petroleum ether, petroleum benzine, ligroin, Freon,
It can be put to practical use by dissolving it using DMSO, DMF, or other solvent that can dissolve polytitanocarbosilane. Next, the silicon-, titanium-, and carbon-containing molded article of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the molded article of the present invention) will be explained. The molded article of the present invention consists essentially of Si, Ti, C or Si,
It is a molded body made of Ti, C, and O, and is produced by the method described above. It changes as shown in the following (A) to (C) depending on the conditions such as the heating and sintering temperature. (A) When the heating sintering temperature is relatively low, a substantially amorphous Si-, Ti- and C-containing compact is obtained; Mainly Si, Ti, C
or consisting of Si, Ti, C, or O. Generally speaking, if conditions are selected in the manufacturing process so that substantially no oxygen remains in the molded body obtained after heating and sintering, an amorphous substance consisting mainly of Si, Ti, and C will be produced.
On the other hand, if conditions are selected in the manufacturing process such that oxygen tends to remain in the compact after heating and sintering, an amorphous material mainly consisting of Si, Ti, C, and O will be produced. For example, when producing polytitanocarbosilane as a starting material, the more titanium alkoxide is used relative to the amount of polycarbosilane, the more oxygen remains in the molded product after heating and sintering. It becomes easier to do. In addition, oxygen is more easily removed when heat sintering is performed in a vacuum or in a reducing gas flow than in an inert gas flow such as nitrogen or argon. becomes difficult to remain. Furthermore, oxygen is more easily removed when heating and sintering is performed simultaneously with molding than when heating and sintering is performed after molding, so that oxygen is less likely to remain in the molded product after heating and sintering. For example, in Example (1-I) described below, all pairs of (-Si-CH 2 )- bonds (-Ti
A polytitanocarbosilane in which the ratio of the total number of -O)- bonds is approximately 8:1 is fired at 1000°C in a N2 stream, the polytitanocarbosilane is mixed with the fired product, molded, and N2 Heating and sintering was carried out at 1000℃ in an air stream, and the molded body obtained in this case was
It is a molded body substantially made of amorphous material mainly composed of Si, Ti, C, and O. On the other hand, in Example 3 described later, (-Si-CH 2 )- of the polycarbosilane moiety
After firing polytitanocarbosilane in which the ratio of the total number of bonds to the total number of (-Ti-O)-bonds is about 23:1 at 800°C under a (CO + N 2 ) stream and pulverizing the fired product, The obtained powder was compacted and heated and sintered at 1000°C under a (CO + N 2 ) air flow, but the compact obtained in this case was mainly
It is a molded body made essentially of an amorphous material made of Si, Ti, and C. (B) When the sintering temperature is high, β-SiC, TiC, a solid solution of β-SiC and TiC, and each crystalline superstructure of TiC 1-x (O<x<1) with a grain size of 500 Å or less A sintered compact consisting essentially of a fine particle aggregate is obtained. For example, the Si, Ti, and C-containing molded product described in Example (1-) below is obtained by heating the compacted product obtained in Example (1-I) at 1700°C in a N2 stream. Although obtained by sintering, this compact is a sintered compact consisting of the above-mentioned crystalline ultrafine particle aggregates. The reason why a molded article having the above structure can be obtained when the firing temperature is high is as follows. The polytitanocarbosilane used as a starting material was
It is mineralized by heating and sintering, but at a stage where the sintering temperature is relatively low, the mineralized substance is
As mentioned in (A), mainly Si, Ti, C or
It is amorphous consisting of Si, Ti, C, and O, and has not yet reached the stage where crystalline ultrafine particles are generated. However, when the sintering temperature increases further,
Some of the above amorphous particles are β-SiC, TiC, solid solutions of β-SiC and TiC, and
When the sintering temperature is high enough, substantially all of the amorphous particles become It is converted into the crystalline ultrafine particle aggregate. In the conversion to this crystalline ultrafine particle aggregate, especially the amorphous is mainly Si,
In the case of Ti, C, and O, as the sintering temperature rises, oxygen is gradually removed, and when the sintering temperature becomes high enough, most of the oxygen is removed, making it difficult for oxygen to remain in the compact. As a result, as in the case where the amorphous material is substantially composed of Si, Ti, and C, the molded body is transformed into a molded product substantially composed of the crystalline ultrafine particle aggregate. (C) If the sintering temperature is relatively high but does not reach the point where the conversion from amorphous to crystalline ultrafine particle aggregates is completed, the sintering temperature described in the previous section (A) may be used. Si, which consists of a mixed system of amorphous and crystalline ultrafine particle aggregates as described in the previous section (B),
A molded article containing Ti and C is obtained. As mentioned above, Si, Ti and C of the present invention
There are various forms of the containing molded bodies, and the molded bodies of each of these forms have structures as shown in types (A-1) to (C-2) below. (A-1) type: Si, Ti and C containing molded body,
It is substantially composed of an amorphous material consisting essentially of Si, Ti, and C. (A-2) type: Si, Ti and C containing molded body,
It is substantially composed of an amorphous material consisting essentially of Si, Ti, C, and O. Type (B): The molded body containing Si, Ti and C is substantially a solid solution of β-SiC, TiC, β-SiC and TiC, and
It is substantially composed of an aggregate of crystalline ultrafine particles of TiC 1-x (O<x<1) having a particle size of 500 Å or less. (C-1) type: Si, Ti and C containing molded body,
an amorphous substance consisting essentially of Si, Ti and C;
Substantially the particle size of β-SiC, TiC, solid solution of β-SiC and TiC, and TiC 1-x (where O<x<1)
It is composed of a mixed system of aggregates of crystalline ultrafine particles of 500 Å or less. (C-2) type: Si, Ti and C containing molded body,
An amorphous substance consisting essentially of Si, Ti, C and O, a solid solution consisting essentially of β-SiC, TiC, β-SiC and TiC, and a particle size of TiC 1-x (where O<x<1) It is composed of a mixed system of aggregates of crystalline ultrafine particles of 500 Å or less. To summarize the above, the Si and Ti identified in the present invention
In the method for producing a C-containing molded body, conditions are appropriately selected so that substantially no oxygen remains in the molded body obtained after heating and sintering, and when the sintering temperature is relatively low, A molded body with the structure of the type (A-1) above is obtained, and if the sintering temperature is set high enough, a molded body with the structure of the type (B) is obtained, and at an intermediate sintering temperature, a molded body with the structure of the type (C-1) is obtained. A molded body having the structure of the mold is obtained. On the other hand, if conditions are selected such that oxygen tends to remain in the compact obtained after sintering, and the sintering temperature is relatively low, a compact having the structure of type (A-2) can be obtained. If the sintering temperature is made high enough (B)
A molded body having a type structure is obtained, and at an intermediate sintering temperature, a molded body having a (C-2) type structure is obtained. Surprisingly, the Si-, Ti-, and C-containing molded product of the present invention has a mainly amorphous structure like the (A-1) type or (A-2) type, and even when the bulk density is small, it is extremely It has good strength and thermal properties, but generally has a structure consisting of type (B) crystalline ultrafine particle aggregates and has a large bulk density, which results in poor strength and other properties. properties are the best. (B) type, (C-1) type or (C-2) of the present invention
The crystalline ultrafine particles present in the Si-, Ti- and C-containing molded body with the structure of the mold are β-SiC, TiC, β-
Solid solutions of SiC and TiC and TiC 1-x (where O<x
<1) It can be confirmed from the X-ray diffraction pattern of the compact that it is composed of a composite carbide. () in the figure shows the structure of the present invention having the (B) type structure described in Example (1-) below.
It is an X-ray powder diffraction pattern of a molded article containing Si, Ti, and C. In this X-ray diffraction pattern (), the (111) diffraction line of β-SiC is located at 2Θ = 35.8°, and 2Θ =
The (220) diffraction line of β-SiC at 60.2° and the (311) diffraction line of β-SiC at 2Θ = 72.1°, and the (311) diffraction line of β-SiC at 2Θ = 42.4°.
(200) diffraction line of TiC, (111) of TiC at 2Θ=36.4°
Diffraction line, (220) diffraction line of TiC at 2Θ=61.4° and
The (113) diffraction line of TiC appears at 2Θ = 73.5°, and what is particularly noteworthy is that each diffraction line of TiC is at a higher angle than 2Θ of each diffraction line observed for conventional TiC. The TiC has shifted from the conventional
The lattice constant is different from TiC. The data of the X-ray diffraction pattern described above is based on the Si of the present invention,
The crystalline ultrafine particles present in the Ti- and C-containing molded body mainly consist of β-SiC and TiC, and β-SiC and TiC are in solid solution;
This indicates that it is a composite carbide that partially contains TiC 1-x (O<x<1). The Si-, Ti-, and C-containing molded product made of crystalline ultrafine particles of a specific composite carbide as described above is a novel molded product that has not been known until now. Moreover, the fact that the crystalline ultrafine particles are composed of such a composite carbide means that the Si,
This provides the advantage of imparting highly desirable superior performance to Ti and C containing molded bodies. That is, compared to β-SiC, TiC has properties such as significantly higher mechanical strength such as bending strength, tensile strength, and pressure strength.
has a property that its decomposition temperature in an oxidizing atmosphere is significantly higher than that of TiC. Si of the present invention,
The Ti- and C-containing molded product contains both TiC and β-SiC, and as is clear from the fact that both are partially dissolved, they are not intimately involved in the molded product of the present invention. Because TiC and β-SiC coexist in such a state, the favorable properties of both TiC and β-SiC are combined. Thus, the Si, Ti, and C-containing molded product of the present invention has better mechanical strength characteristics than the conventional molded product mainly composed of β-SiC, and has better mechanical strength characteristics than the molded product mainly composed of TiC. It is characterized by good oxidation resistance at high temperatures. Further, the crystalline fine particles made of the composite carbide present in the Si, Ti, and C-containing molded body of the present invention are ultrafine particles with an average particle size of 500 Å or less. For example, (C-
2) The average grain size of the crystalline ultrafine particles of the molded body with the type structure (sintering temperature 1200°C) is about 80 Å, and the molded body with the type (B) structure described in Example (1-) ( It was found by X-ray diffraction that it was approximately 160 Å at a sintering temperature of 1700°C. Usually, the Si, Ti and C-containing molded article of the present invention is
As the sintering temperature during production increases, the average crystal grain size in the compact increases. One of the reasons why the Si, Ti, and C-containing molded product of the present invention has extremely high strength is thought to be that it is composed of ultrafine crystals, and the reason is that local stress concentration causes Because it is dispersed through grain boundaries, it is difficult to deform; because the crystals are ultrafine particles, there is no room for the dislocations necessary for deformation to exist in the crystal grains; and because the crystal grain size is extremely small, the appearance of the grains is The surface tension of becomes abnormally large,
This is thought to be due to the fact that the resistance to deformation is large, and since the surface of the molded body is smooth and has no unevenness, there is no cause of decrease in strength due to concentration of stress on the uneven parts. The elemental ratios determined by chemical analysis of the Si-, Ti-, and C-containing molded product of the present invention, expressed in weight%, are generally Si: 30 to 60%, Ti: 0.5 to 35%, and C: 25 to 40%.
%, O: 0.01 to 20%. As is clear from the above, in the Si-, Ti- and C-containing molded article of the present invention obtained after heating and sintering,
The best results can be obtained if manufacturing conditions are selected that allow oxygen to remain easily.
Molded bodies containing as much as 20% by weight of oxygen can be obtained. That is, type (A-2) and type (C-2)
A molded body having a mold structure is a molded body containing a substantial amount of oxygen, but even these molded bodies can contain oxygen if the sintering temperature is high enough, as shown in Example 1 below. X is almost completely removed and converted into a shaped body having the type (B) structure consisting essentially of the crystalline ultrafine particle aggregate, and oxygen atoms are not involved in the formation of the crystalline ultrafine particles. This has been confirmed from the results of line diffraction. The Si-, Ti-, and C-containing molded product of the present invention is a molded product with a new structure that has excellent mechanical strength, heat resistance, and oxidation resistance, and takes advantage of these characteristics.
It can be used for various purposes as shown below. (1) Building materials - panels, domes, trailer houses, walls, ceiling materials, floor materials, cooling towers,
Septic tanks, sewage tanks, water supply tanks, hot water supply piping, drainage pipes, heat conversion heat pipes, etc. (2) Aircraft and space development equipment - fuselages, wings, helicopter drive shafts, jet engine compressors, rotors, stators , blades, complex casings, housings, nose cones, rocket nozzles, brake materials, tire cords, etc. (3) Marine materials - boats, yachts, fishing boats, work boats, etc. (4) Road transport equipment materials - front of vehicles Heads, side plates, water tanks, toilet units, seats, car bodies, containers, road equipment, guardrails, pallets, tanks for tank trucks, bicycles, motorcycles, etc. (5) Corrosion-resistant equipment materials - tanks, tower ducts, staffs, etc. , Pipes, etc. (6) Electrical materials - surface heating elements, varistors, igniters,
Thermocouples, etc. (7) Sports equipment - boats, bows, skis, snowmobiles, water skis, glider bodies, tennis rackets, golf shafts, helmets, butts, racing jackets, etc. (8) Mechanical elements - gaskets, packing, gears, brake materials, Wear materials, abrasive materials, etc. (9) Medical equipment materials - prosthetic legs, artificial limbs, etc. (10) Audio equipment materials - Can be used for cantilevers, tone arms, speaker cones, voice coils, etc. The present invention will be explained below with reference to Examples. Reference Example 1 2.5 g of anhydrous xylene and 400 g of sodium were placed in the three-necked flask of 15, heated to the boiling point of xylene under a nitrogen gas stream, and 1 dimethyldichlorosilane was added dropwise over 1 hour. After the dropwise addition was completed, the mixture was heated under reflux for 10 hours to form a precipitate. This precipitate was filtered and washed first with methanol and then with water to obtain 420 g of white powder polydimethylsilane. On the other hand, 750 g of diphenyldichlorosilane and 124 g of boric acid are heated at a temperature of 100 to 120°C in n-butyl ether under a nitrogen gas atmosphere, and the resulting white resinous material is further heated at 400°C in vacuum for 1 hour. This yielded 530 g of polyborodiphenylsiloxane. Next, 8.27 g of the above polyborodiphenylsiloxane was added and mixed to 250 g of the above polydimethylsilane, and the mixture was heated to 350°C under a nitrogen stream in a 2 quartz tube equipped with a reflux tube to polymerize for 6 hours. Carbosilane was obtained. After cooling at room temperature, add xylene to take out the solution, evaporate the xylene, and heat at 320℃.
Concentration for 1 hour under a stream of nitrogen gave 140 g of solid.
The number average molecular weight of this polymer was determined to be 995 by vapor pressure osmosis method (VPO method).
The IR spectrum of this substance was measured at 800 cm.
Absorption of Si−CH 3 near -1 and 1250cm -1 , 1400,
C-H absorption at 2900, 2950cm -1 , Si- at 2100cm -1
H absorption, Si−CH 2 − near 1020 cm −1 and 1355 cm −1
Absorption of Si was observed, and the resulting polymer showed that the constituent elements were

【式】【formula】 【式】【formula】

【式】 等であるポリカルボシランである。 参考例 2 テトラメチルシラン100gを秤取し、リサイク
ルのできる流通式装置を用いて、窒素雰囲気下で
770℃で24時間反応を行ない、ポリカルボシラン
を得た。室温で放冷後ノルマルヘキサンを加えて
溶液として取り出し、過して不溶物を除去後、
ノルマルヘキサンを蒸発させ、180℃で1時間、
5mmHgの減圧下で濃縮して14gの粘着性物質を得
た。このポリマーの数平均分子量はVPO法によ
り測定したところ450であつた。この物質のIRス
ペクトルを測定したところ、参考例1と同様にポ
リカルボシランに基づく各吸収ピークが認められ
た。 参考例 3 参考例1で得られたポリジメチルシラン250g
をオートクレーブに入れ、アルゴン雰囲気中で、
470℃、約100気圧下で14時間加熱重合し、ポリカ
ルボシランを得た。室温で放冷後ノルマルヘキサ
ンを加えて溶液として取り出し、ノルマルヘキサ
ンを蒸発させ、280℃で1時間、1mmHgの減圧下
で濃縮して得られた固体を、アセトンで処理して
低分子量物を除去して、数平均分子量が8750のポ
リマー60gを得た。この物質のIRスペクトルを測
定したところ、参考例1と同様にポリカルボシラ
ンに基づく各吸収ピークが認められた。 実施例 1 参考例1で得られたポリカルボシラン40gとチ
タンテトラブトキシド28gとを秤取し、この混合
物にキシレン400mlを加えて均一相からなる混合
溶液とし、窒素ガス雰囲気下で、130℃で1時間
撹拌しながら還流反応を行つた。還流反応終了
後、さらに温度を200℃まで上昇させて溶媒のキ
シレンを留出させたのち、200℃で1時間重合を
行ないポリチタノカルボシランを得た。このポリ
マーの数平均分子量はVPO法により測定したと
ころ1528であつた。 このポリマーのポリカルボシラン部分の(−Si−
CH2)−結合の全数対−O−Ti(OC4H93および(−
Ti−O)−結合の全数の比率は約8:1である。
このポリマーをN2雰囲気中200℃/hrの昇温速度
で1000℃まで焼成し、該焼成物を200メツシユ以
下に粉砕した。この粉末90重量%と、上記ポリマ
ー10重量%とを適量のベンゼンと混合、乾燥後、
乳鉢中で軽く解砕し、100メツシユの篩で整粒し
た。この混合粉末を1000Kg/cm2の成形圧で加圧成
形して10mm×50mm×5mmの圧粉成形体を得た。次
にこの圧粉成形体を、下記の(I)、()及び
()に示すような3種の異なる条件で加熱焼結
した。 (I):上記圧粉成形体をN2雰囲気中、200℃/hrの
昇温速度で1000℃まで加熱焼結した。この結果
嵩密度2.54g/cm3、抗折強度16.5Kg/mm2のSi、
TiおよびC含有成形体を得た。この成形体の
X線粉末回折測定を図の(I)に示す。図の
(I)においてβ−SiCおよびTiCの各回折線は
ほとんど認められないこと、およびこの成形体
の化学分析の結果からこの実施例(1−I)の
加熱焼結条件で得られた成形体は、前記(A−
2)型の構造を有する成形体であることがわか
つた。 ():上記圧粉成形体をN2雰囲気中、200℃/hr
の昇温速度で1200℃まで加熱焼結した。この結
果嵩密度2.68g/cm3、抗折強度19.8Kg/mm2のSi、
TiおよびC含有成形体を得た。得られた成形
体のX線粉末回折測定を図の()に示す。図
の()においてブロードではあるが、β−
SiCおよびTiCの各回折線が認められること
(ただしTiCの各回折線の2Θは高角度側にシフ
トしている)、およびこの成形体の化学分析の
結果から、この実施例(1−)の加熱焼結条
件で得られた成形体は、前記(C−2)型の構
造を有する成形体であることがわかつた。また
成形体中に存在する結晶質超微粒子の平均粒径
は約80ÅであることがX線回折により判明し
た。 ():上記圧粉成形体をN2雰囲気中、200℃/hr
の昇温速度で1700℃まで加熱焼結した。この結
果嵩密度2.83g/cm3、抗折強度22.0Kg/mm2のSi、
TiおよびC含有成形体を得た。得られた成形
体のX線粉末回折測定を図の()に示す。図
の()においてシヤープなβ−SiCおよび
TiCの各回折線ピークが認められること(ただ
しTiCの各回折線の2Θは高角度側にシフトし
ている)、およびこの成形体の化学分析の結果
からこの実施例(I−)の加熱焼結条件で得
られた成形体は、前記(B)型の構造を有する成形
体であることがわかつた。また成形体中に存在
する結晶質超微粒子の平均粒径が約160Åであ
ることがX線回折により判明した。 実施例 2 参考例1で得られたポリマーを330℃で3時間、
窒素気流下で濃縮して得られる数平均分子量が
2990のポリカルボシラン40.0gとチタンテトライ
ソプロポキシド65.3gとを秤取し、この混合物に
ベンゼン500mlを加えて均一相からなる混合溶液
とし、アルゴンガス雰囲気下で70℃で5時間撹拌
しながら還流反応を行なつた。還流反応終了後さ
らに加熱し、ベンゼンを留出させた後150℃で2
時間重合を行ない、数平均分子量が8900のTiを
含む有機金属重合体を得た。得られたポリマー
は、均一黒青色の樹脂状物であつた。この樹脂状
物のポリカルボシラン部分の(−Si−CH2)−結合の
全数対−O−Ti(O−isoC3H73および(−Ti−O
)−結合の全数の比率は約3:1である。このポリ
マーを真空中(10-3mmHg)、100℃/hrの昇温速
度で800℃まで焼成し、該焼成物を200メツシユ以
下に粉砕した。この粉末をカーボンダイス中にセ
ツトして、常温で初めから250Kg/cm2の圧力を与
えて、Ar気流中、2000℃で0.5時間ホツトプレス
した。この結果嵩密度3.10g/cm3、抗折強度40.8
Kg/mm2の焼結成形体を得た。ここで得られた成形
体は、X線粉末回折測定および化学分析の結果か
ら前記(B)型の構造を有する成形体であることがわ
かつた。 実施例 3 参考例2で得られたポリカルボシラン40gとチ
タンテトラブトキシド10gとを秤取し、この混合
物にノルマルヘキサン300mlを加えて均一相から
なる混合溶液とし、窒素ガス雰囲気下で60℃で8
時間撹拌しながら還流反応を行なつた。還流反応
終了後さらに加熱しノルマルヘキサンを留出させ
た後170℃で3時間重合を行ない、数平均分子量
が1450のポリチタノカルボシランを得た。このポ
リマーのポリカルボシラン部分の(−Si−CH2)−結
合の全数対−O−Ti(OC4H93および(−Ti−O)−
結合の全数の比率は約23:1である。 このポリマーをCO+N2〔CO:N2=1:4(モ
ル比)〕雰囲気中200℃/hrの昇温速度で800℃ま
で焼成し、該焼成物を200メツシユ以下に粉砕し
た。この粉末を2000Kg/cm2の成形圧で加圧成形し
て10mm×50mm×5mmの圧粉成形体を得た。この圧
粉成形体をCO+N2〔CO:N2=1:4(モル比)〕
雰囲気中、100℃/hrの昇温速度で1000℃まで加
熱焼結した。この結果嵩密度2.46g/cm3、抗折強
度12.0Kg/mm2のSi、TiおよびC含有成形体を得
た。ここで得られた成形体は、X線粉末回折測定
および化学分析の結果から、前記(A−1)型の
構造を有する成形体であることがわかつた。 実施例 4 参考例3で得られたポリカルボシラン40.0gと
チタンテトライソプロポキシド1.6gとを秤取し、
この混合物にキシレン200mlを加えて均一相から
なる混合溶液とし、アルゴンガス雰囲気下で130
℃で2時間撹拌しながら還流反応を行なつた。還
流反応終了後さらに加熱し、キシレンを留出させ
た後、300℃で30分間重合を行ない、数平均分子
量が18500のポリチタノカルボシランを得た。こ
のポリマーのポリカルボシラン部分の(−Si−CH2
)−結合の全数対−O−Ti(O−isoC3H73および
(−Ti−O)−結合の全数の比率は約122:1であ
る。 このポリマーを、Ar雰囲気中、200℃/hrの昇
温速度で1800℃まで焼成し、該焼成物をさらに空
気中、300℃/hrの昇温速度で700℃まで加熱し
て、過剰の炭素を除去した後、200メツシユ以下
に粉砕した。この粉末80重量%と、前記ポリマー
20重量%とを適量のノルマルヘキサンと混合、乾
燥後粉砕した。この混合粉末を3000Kg/cm2の成形
圧で加圧成形して10mm×50mm×5mmの圧粉成形体
を得た。この圧粉成形体をAr雰囲気中、100℃/
hrの昇温速度で1200℃まで加熱焼結した。この結
果嵩密度2.60g/cm3、抗折強度18.3Kg/mm2のSi、
TiおよびC含有成形体を得た。ここで得られた
成形体は、X線粉末測定および化学分析の結果か
ら、前記(C−1)型の構造を有する成形体であ
ることがわかつた。 実施例 5 実施例2で得られたポリチタノカルボシラン
を、N2雰囲気中、100℃/hrの昇温速度で500℃
まで焼成し、該焼成物を200メツシユ以下に粉砕
した。この粉末85重量%と、前記ポリマー15重量
%とを適量のキシレンと混合、乾燥後、N2雰囲
気中、100℃/hrの昇温速度で700℃まで仮焼し、
該仮焼物を粉砕した。この仮焼粉末90重量%と、
前記ポリマー10重量%とをさらに適量のキシレン
と混合、乾燥後粉砕した。この混合粉末を2000
Kg/cm2の成形圧で加圧成形して10mm×50mm×5mm
の圧粉成形体を得た。この圧粉成形体をN2雰囲
気中、200℃/hrの昇温速度で1400℃まで加熱焼
結した。この結果嵩密度2.86g/cm3、抗折強度
30.5Kg/mm2のSi、TiおよびC含有成形体を得た。
ここで得られた成形体は、X線粉末回折測定およ
び化学分析の結果から、前記(C−2)型の構造
を有する〔(B)型の構造に近い〕成形体であること
がわかつた。 実施例 6 実施例(I−)で得られた焼結成形体を、濃
度が1g/mlである、実施例1で使用するポリチ
タノカルボシランのベンゼン溶液に浸漬し、得ら
れた含浸成形体を乾燥後、N2中200℃/hrの昇温
速度で1800℃まで加熱焼結した。この含浸、乾
燥、加熱焼結の一連の処理を2回施した結果、嵩
密度3.01g/cm3、抗折強度36.5Kg/mm2のSi、Tiお
よびC含有成形体を得た。得られた成形体は、X
線粉末回折測定および化学分析の結果から、前記
(B)型の構造を有する成形体であることがわかつ
た。
[Formula] It is a polycarbosilane having the following formula. Reference example 2 Weigh out 100g of tetramethylsilane, and use a recyclable flow-through device under a nitrogen atmosphere.
The reaction was carried out at 770°C for 24 hours to obtain polycarbosilane. After cooling at room temperature, normal hexane was added to take it out as a solution, and after removing insoluble matter by filtration,
Evaporate normal hexane and heat at 180℃ for 1 hour.
Concentration under reduced pressure of 5 mm Hg yielded 14 g of sticky material. The number average molecular weight of this polymer was 450 as measured by the VPO method. When the IR spectrum of this substance was measured, similar to Reference Example 1, various absorption peaks based on polycarbosilane were observed. Reference example 3 250g of polydimethylsilane obtained in reference example 1
was placed in an autoclave under an argon atmosphere.
Polycarbosilane was obtained by heating and polymerizing at 470°C under about 100 atm for 14 hours. After cooling at room temperature, add normal hexane to take out as a solution, evaporate normal hexane, concentrate at 280 ° C for 1 hour under reduced pressure of 1 mmHg, and treat the obtained solid with acetone to remove low molecular weight substances. As a result, 60 g of a polymer having a number average molecular weight of 8750 was obtained. When the IR spectrum of this substance was measured, similar to Reference Example 1, various absorption peaks based on polycarbosilane were observed. Example 1 40 g of polycarbosilane obtained in Reference Example 1 and 28 g of titanium tetrabutoxide were weighed, 400 ml of xylene was added to this mixture to make a mixed solution consisting of a homogeneous phase, and the mixture was heated at 130°C under a nitrogen gas atmosphere. The reflux reaction was carried out with stirring for 1 hour. After the reflux reaction was completed, the temperature was further raised to 200°C to distill off the xylene solvent, and then polymerization was carried out at 200°C for 1 hour to obtain polytitanocarbosilane. The number average molecular weight of this polymer was 1528 as measured by the VPO method. The polycarbosilane portion of this polymer (-Si-
Total number of pairs of CH2 )-bonds -O-Ti( OC4H9 ) 3 and (-
The ratio of the total number of Ti--O)- bonds is approximately 8:1.
This polymer was fired to 1000°C at a temperature increase rate of 200°C/hr in an N 2 atmosphere, and the fired product was pulverized to 200 meshes or less. 90% by weight of this powder and 10% by weight of the above polymer were mixed with an appropriate amount of benzene, and after drying,
It was lightly crushed in a mortar and sieved with a 100 mesh sieve. This mixed powder was pressure molded at a molding pressure of 1000 Kg/cm 2 to obtain a compacted powder body measuring 10 mm x 50 mm x 5 mm. Next, this powder compact was heated and sintered under three different conditions as shown in (I), (), and () below. (I): The above green compact was heated and sintered to 1000°C at a temperature increase rate of 200°C/hr in an N 2 atmosphere. As a result, Si with a bulk density of 2.54 g/cm 3 and a bending strength of 16.5 Kg/mm 2 ,
A molded article containing Ti and C was obtained. The X-ray powder diffraction measurement of this compact is shown in Figure (I). In (I) of the figure, almost no β-SiC and TiC diffraction lines are observed, and from the results of chemical analysis of this compact, the compact obtained under the heating sintering conditions of Example (1-I) The body is the above (A-
2) It was found that the molded product had a mold structure. (): The above compacted body was heated at 200℃/hr in an N2 atmosphere.
It was heated and sintered to 1200℃ at a heating rate of . As a result, Si with a bulk density of 2.68g/cm 3 and a bending strength of 19.8Kg/mm 2 ,
A molded article containing Ti and C was obtained. The X-ray powder diffraction measurement of the obtained compact is shown in () of the figure. Although it is broad in () in the figure, β−
From the fact that each diffraction line of SiC and TiC is observed (however, the 2Θ of each diffraction line of TiC is shifted to the high angle side) and the results of chemical analysis of this molded body, it is found that this example (1-) It was found that the molded body obtained under the heated sintering conditions had the structure of the above-mentioned (C-2) type. Furthermore, it was found by X-ray diffraction that the average particle size of the crystalline ultrafine particles present in the molded body was about 80 Å. (): The above compacted body was heated at 200℃/hr in an N2 atmosphere.
It was heated and sintered to 1700℃ at a heating rate of . As a result, Si with a bulk density of 2.83g/cm 3 and a bending strength of 22.0Kg/mm 2 ,
A molded article containing Ti and C was obtained. The X-ray powder diffraction measurement of the obtained compact is shown in () of the figure. Sharp β-SiC and
From the fact that each diffraction line peak of TiC is observed (however, the 2Θ of each diffraction line of TiC is shifted to the high angle side) and the results of chemical analysis of this compact, this Example (I-) is heated and sintered. It was found that the molded product obtained under the curing conditions had the structure of type (B). Furthermore, it was found by X-ray diffraction that the average particle size of the crystalline ultrafine particles present in the compact was about 160 Å. Example 2 The polymer obtained in Reference Example 1 was heated at 330°C for 3 hours.
The number average molecular weight obtained by concentrating under a nitrogen stream is
Weigh out 40.0 g of polycarbosilane 2990 and 65.3 g of titanium tetraisopropoxide, add 500 ml of benzene to this mixture to make a mixed solution consisting of a homogeneous phase, and stir the mixture at 70°C for 5 hours under an argon gas atmosphere. A reflux reaction was carried out. After the reflux reaction was completed, the benzene was distilled off and then heated at 150℃ for 2 hours.
Time polymerization was performed to obtain a Ti-containing organometallic polymer with a number average molecular weight of 8900. The obtained polymer was a uniform black-blue resinous material. The total number of (-Si-CH 2 )- bonds in the polycarbosilane portion of this resin-like material vs. -O-Ti(O-isoC 3 H 7 ) 3 and (-Ti-O
) - the ratio of the total number of bonds is approximately 3:1. This polymer was fired in vacuum (10 -3 mmHg) at a heating rate of 100°C/hr to 800°C, and the fired product was pulverized into 200 meshes or less. This powder was set in a carbon die, and a pressure of 250 kg/cm 2 was applied from the beginning at room temperature, and hot-pressed at 2000° C. for 0.5 hour in an Ar flow. As a result, the bulk density was 3.10g/cm 3 and the bending strength was 40.8.
A sintered compact of Kg/mm 2 was obtained. It was found from the results of X-ray powder diffraction measurement and chemical analysis that the molded product obtained here had the structure of type (B). Example 3 40 g of polycarbosilane obtained in Reference Example 2 and 10 g of titanium tetrabutoxide were weighed out, 300 ml of normal hexane was added to this mixture to form a mixed solution consisting of a homogeneous phase, and the mixture was heated at 60°C under a nitrogen gas atmosphere. 8
The reflux reaction was carried out while stirring for hours. After the reflux reaction was completed, the mixture was further heated to distill off normal hexane, and then polymerized at 170°C for 3 hours to obtain polytitanocarbosilane with a number average molecular weight of 1450. The total number of (-Si-CH 2 )- bonds in the polycarbosilane moiety of this polymer versus -O-Ti(OC 4 H 9 ) 3 and (-Ti-O)-
The ratio of the total number of bonds is approximately 23:1. This polymer was fired in a CO+N 2 [CO:N 2 = 1:4 (molar ratio)] atmosphere at a temperature increase rate of 200°C/hr to 800°C, and the fired product was pulverized to 200 meshes or less. This powder was pressure-molded at a molding pressure of 2000 kg/cm 2 to obtain a compacted powder body measuring 10 mm x 50 mm x 5 mm. This compacted compact is CO+N 2 [CO:N 2 = 1:4 (molar ratio)]
The material was heated and sintered to 1000°C in an atmosphere at a heating rate of 100°C/hr. As a result, a molded article containing Si, Ti, and C was obtained with a bulk density of 2.46 g/cm 3 and a bending strength of 12.0 Kg/mm 2 . From the results of X-ray powder diffraction measurement and chemical analysis, it was found that the molded product obtained here had the structure of the type (A-1) described above. Example 4 40.0 g of polycarbosilane obtained in Reference Example 3 and 1.6 g of titanium tetraisopropoxide were weighed,
Add 200 ml of xylene to this mixture to make a mixed solution consisting of a homogeneous phase.
The reflux reaction was carried out with stirring at °C for 2 hours. After the reflux reaction was completed, the mixture was further heated to distill off xylene, and then polymerized at 300°C for 30 minutes to obtain polytitanocarbosilane with a number average molecular weight of 18,500. The polycarbosilane portion of this polymer (-Si-CH 2
The ratio of the total number of )- bonds to the total number of -O-Ti(O- isoC3H7 ) 3 and (-Ti-O)- bonds is approximately 122:1. This polymer was fired to 1800°C at a heating rate of 200°C/hr in an Ar atmosphere, and the fired product was further heated to 700°C at a heating rate of 300°C/hr in air to remove excess carbon. After removing it, it was crushed to less than 200 mesh pieces. 80% by weight of this powder and the polymer
20% by weight was mixed with an appropriate amount of n-hexane, dried, and then ground. This mixed powder was pressure-molded at a molding pressure of 3000 Kg/cm 2 to obtain a powder compact measuring 10 mm x 50 mm x 5 mm. This powder compact was heated at 100℃/in an Ar atmosphere.
The material was heated and sintered to 1200℃ at a heating rate of hr. As a result, Si has a bulk density of 2.60 g/cm 3 and a bending strength of 18.3 Kg/mm 2 .
A molded article containing Ti and C was obtained. From the results of X-ray powder measurement and chemical analysis, it was found that the molded body obtained here had the structure of the above-mentioned (C-1) type. Example 5 The polytitanocarbosilane obtained in Example 2 was heated to 500°C at a temperature increase rate of 100°C/hr in an N 2 atmosphere.
The fired product was pulverized to 200 mesh or less. 85% by weight of this powder and 15% by weight of the polymer were mixed with an appropriate amount of xylene, dried, and then calcined to 700°C at a heating rate of 100°C/hr in an N 2 atmosphere.
The calcined product was pulverized. 90% by weight of this calcined powder,
10% by weight of the polymer was further mixed with an appropriate amount of xylene, dried, and then ground. Add this mixed powder to 2000
Pressure molded with a molding pressure of Kg/cm 2 to 10mm x 50mm x 5mm.
A powder compact was obtained. This powder compact was heated and sintered to 1400°C at a temperature increase rate of 200°C/hr in an N 2 atmosphere. As a result, the bulk density was 2.86g/cm 3 and the bending strength was
A molded article containing Si, Ti and C with a weight of 30.5 Kg/mm 2 was obtained.
From the results of X-ray powder diffraction measurement and chemical analysis, it was found that the compact obtained here had the above-mentioned (C-2) type structure [close to the (B) type structure]. . Example 6 The sintered compact obtained in Example (I-) was immersed in a benzene solution of the polytitanocarbosilane used in Example 1 with a concentration of 1 g/ml to obtain an impregnated compact. After drying, it was heated and sintered in N 2 at a temperature increase rate of 200°C/hr to 1800°C. As a result of performing this series of impregnation, drying, and heating sintering twice, a molded article containing Si, Ti, and C having a bulk density of 3.01 g/cm 3 and a bending strength of 36.5 Kg/mm 2 was obtained. The obtained molded body is
From the results of line powder diffraction measurement and chemical analysis, the above
It was found that the molded product had a structure of type (B).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面の(I)、()および()は、実施例
(1−I)、(1−)および(1−)で得られ
たSi、TiおよびC含有成形体のX線粉末回折図
形を示す。
(I), () and () of the drawings show the X-ray powder diffraction patterns of the Si, Ti and C containing molded bodies obtained in Examples (1-I), (1-) and (1-). .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (1) 主として一般式 (但し、式中のRは水素原子、低級アルキル
基、又はフエニル基を示す)で表わされる主鎖
骨格を有する数平均分子量が200〜10000のポリ
カルボシランと、一般式 Ti(OR′)4 (但し、式中のR′は炭素原子数1〜20個を有
するアルキル基を示す)で表わされるチタンア
ルコキシドとから誘導された数平均分子量が
700〜100000のポリチタノカルボシランであつ
て、該ポリチタノカルボシランのケイ素原子の
少なくとも1部が酸素原子を介してチタン原子
と結合しており、そして該ポリチタノカルボシ
ランにおける(−Si−CH2)−の構造単位の全数対
(−Ti−O)−の構造単位の全数の比率が2:1
乃至200:1の範囲にあるポリチタノカルボシ
ランを、真空中、不活性ガス、還元性ガス、炭
化水素ガスのうちから選ばれる少なくとも1種
からなる雰囲気中で、500〜2300℃の温度範囲
で焼成する第一工程および (2) 得られた焼成物を形成し、この成形と同時に
又は成形した後に、真空中、不活性ガス、還元
性ガス、炭化水素ガスのうちから選ばれる少な
くとも1種からなる雰囲気中で800〜2300℃の
温度範囲で焼結する第二工程−aからなること
を特徴とするケイ素、チタンおよび炭素含有成
形体の製造方法。 2 (1) 主として一般式 (但し、式中のRは水素原子、低級アルキル
基、又はフエニル基を示す)で表わされる主鎖
骨格を有する数平均分子量が200〜10000のポリ
カルボシランと、一般式 Ti(OR′)4 (但し、式中のR′は炭素原子数1〜20個を有
するアルキル基を示す)で表わされるチタンア
ルコキシドとから誘導された数平均分子量が
700〜100000のポリチタノカルボシランであつ
て、該ポリチタノカルボシランのケイ素原子の
少なくとも1部が酸素原子を介してチタン原子
と結合しており、そして該ポリチタノカルボシ
ランにおける(−Si−CH2)−の構造単位の全数対
(−Ti−O)−の構造単位の全数の比率が2:1
乃至200:1の範囲にあるポリチタノカルボシ
ランを、真空中、不活性ガス、還元性ガス、炭
化水素ガスのうちから選ばれる少なくとも1種
からなる雰囲気中で、500〜2300℃の温度範囲
で焼成し(第一工程) (2) 前記第一工程で得られた該ポリチタノカルボ
シランの焼成物を、酸−アルカリ処理および/
または酸化性ガス雰囲気中で600〜1300℃の温
度範囲で加熱処理し、ついで得られた処理物を
成形し、この成形と同時に又は成形した後に、
真空中、不活性ガス、還元性ガス、炭化水素ガ
スのうちから選ばれる少なくとも1種からなる
雰囲気中で800〜2300℃の温度範囲で焼結する
第二工程−b からなることを特徴とするケイ素、チタンおよ
び炭素含有成形体の製造方法。 3 (1) 主として一般式 (但し、式中のRは水素原子、低級アルキル
基、又はフエニル基を示す)で表わされる主鎖
骨格を有する数平均分子量が200〜10000のポリ
カルボシランと、一般式 Ti(OR′)4 (但し、式中のR′は炭素原子数1〜20個を有
するアルキル基を示す)で表わされるチタンア
ルコキシドとから誘導された数平均分子量が
700〜100000のポリチタノカルボシランであつ
て、該ポリチタノカルボシランのケイ素原子の
少なくとも1部が酸素原子を介してチタン原子
と結合しており、そして該ポリチタノカルボシ
ランにおける(−Si−CH2)−の構造単位の全数対
(−Ti−O)−の構造単位の全数の比率が2:1
乃至200:1の範囲にあるポリチタノカルボシ
ランを、真空中、不活性ガス、還元性ガス、炭
化水素ガスのうちから選ばれる少なくとも1種
からなる雰囲気中で、500〜2300℃の温度範囲
で焼成し(第一工程)、 (2) 前記第一工程で得られた該ポリチタノカルボ
シランの焼成物に、前記第一工程に用いられる
該ポリチタノカルボシランを混和し、ついで得
られた混和物を成形し、この成形と同時に又は
成形した後に、真空中、不活性ガス、還元性ガ
ス、炭化水素ガスのうちから選ばれる少なくと
も1種からなる雰囲気中で800〜2300℃の温度
範囲で焼結する第二工程−c からなることを特徴とするケイ素、チタンおよ
び炭素含有成形体の製造方法。 4 (1) 主として一般式 (但し、式中のRは水素原子、低級アルキル
基、又はフエニル基を示す)で表わされる主鎖
骨格を有する数平均分子量が200〜10000のポリ
カルボシランと、一般式 Ti(OR′)4 (但し、式中のR′は炭素原子数1〜20個を有
するアルキル基を示す)で表わされるチタンア
ルコキシドとから誘導された数平均分子量が
700〜100000のポリチタノカルボシランであつ
て、該ポリチタノカルボシランのケイ素原子の
少なくとも1部が酸素原子を介してチタン原子
と結合しており、そして該ポリチタノカルボシ
ランにおける(−Si−CH2)−の構造単位の全数対
(−Ti−O)−の構造単位の全数の比率が2:1
乃至200:1の範囲にあるポリチタノカルボシ
ランを、真空中、不活性ガス、還元性ガス、炭
化水素ガスのうちから選ばれる少なくとも1種
からなる雰囲気中で、500〜2300℃の温度範囲
で焼成し(第一工程)、 (2) 前記第一工程で得られた該ポリチタノカルボ
シランの焼成物に、前記第一工程に用いられる
該ポリチタノカルボシランを混和し、得られた
混和物を、真空中、不活性ガス、還元性ガス、
炭化水素ガスのうちから選ばれる少なくとも1
種からなる雰囲気中で800℃以下で仮焼し、つ
いで得られた仮焼物を成形し、この成形と同時
に又は成形した後に、真空中、不活性ガス、還
元性ガス、炭化水素ガスのうちから選ばれる少
なくとも1種からなる雰囲気中で800〜2300℃
の温度範囲で焼結する第二工程−d からなることを特徴とするケイ素、チタンおよ
び炭素含有成形体の製造方法。
[Claims] 1 (1) Mainly general formula (However, R in the formula represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a phenyl group.) A polycarbosilane with a number average molecular weight of 200 to 10,000 and a main chain skeleton represented by the formula Ti(OR') 4 (However, R' in the formula represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
700 to 100,000 polytitanocarbosilane, at least a part of the silicon atoms of the polytitanocarbosilane are bonded to titanium atoms via oxygen atoms, and (- The ratio of the total number of structural units of Si-CH 2 )- to the total number of structural units of (-Ti-O)- is 2:1
Polytitanocarbosilane having a ratio of 1 to 200:1 is heated in a temperature range of 500 to 2300°C in vacuum or in an atmosphere consisting of at least one selected from inert gas, reducing gas, and hydrocarbon gas. and (2) forming the obtained fired product, and at the same time or after the shaping, at least one kind selected from inert gas, reducing gas, and hydrocarbon gas in a vacuum. A method for producing a silicon-, titanium-, and carbon-containing molded article, comprising a second step-a of sintering at a temperature range of 800 to 2,300°C in an atmosphere consisting of: 2 (1) Mainly general formulas (However, R in the formula represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a phenyl group.) A polycarbosilane with a number average molecular weight of 200 to 10,000 and a main chain skeleton represented by the formula Ti(OR') 4 (However, R' in the formula represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
700 to 100,000 polytitanocarbosilane, at least a part of the silicon atoms of the polytitanocarbosilane are bonded to titanium atoms via oxygen atoms, and (- The ratio of the total number of structural units of Si-CH 2 )- to the total number of structural units of (-Ti-O)- is 2:1
Polytitanocarbosilane having a ratio of 1 to 200:1 is heated in a temperature range of 500 to 2300°C in vacuum or in an atmosphere consisting of at least one selected from inert gas, reducing gas, and hydrocarbon gas. (first step) (2) The fired polytitanocarbosilane obtained in the first step is subjected to acid-alkali treatment and/or
Alternatively, heat treatment is performed in an oxidizing gas atmosphere at a temperature range of 600 to 1300°C, and then the resulting treated product is molded, and at the same time or after this molding,
A second step-b of sintering in vacuum at a temperature range of 800 to 2300°C in an atmosphere consisting of at least one selected from inert gas, reducing gas, and hydrocarbon gas. A method for producing a molded article containing silicon, titanium, and carbon. 3 (1) Mainly general formulas (However, R in the formula represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a phenyl group.) A polycarbosilane with a number average molecular weight of 200 to 10,000 and a main chain skeleton represented by the formula Ti(OR') 4 (However, R' in the formula represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
700 to 100,000 polytitanocarbosilane, at least a part of the silicon atoms of the polytitanocarbosilane are bonded to titanium atoms via oxygen atoms, and (- The ratio of the total number of structural units of Si-CH 2 )- to the total number of structural units of (-Ti-O)- is 2:1
Polytitanocarbosilane having a ratio of 1 to 200:1 is heated in a temperature range of 500 to 2300°C in vacuum or in an atmosphere consisting of at least one selected from inert gas, reducing gas, and hydrocarbon gas. (2) The polytitanocarbosilane used in the first step is mixed with the fired polytitanocarbosilane obtained in the first step, and then the polytitanocarbosilane obtained in the first step is mixed. At the same time or after the molding, the mixture is molded at a temperature of 800 to 2300°C in a vacuum or in an atmosphere consisting of at least one selected from inert gas, reducing gas, and hydrocarbon gas. 1. A method for producing a silicon-, titanium-, and carbon-containing molded article, characterized by comprising a second step-c of sintering within a range. 4 (1) Mainly general formulas (However, R in the formula represents a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a phenyl group.) A polycarbosilane with a number average molecular weight of 200 to 10,000 and a main chain skeleton represented by the formula Ti(OR') 4 (However, R' in the formula represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
700 to 100,000 polytitanocarbosilane, at least a part of the silicon atoms of the polytitanocarbosilane are bonded to titanium atoms via oxygen atoms, and (- The ratio of the total number of structural units of Si-CH 2 )- to the total number of structural units of (-Ti-O)- is 2:1
Polytitanocarbosilane having a ratio of 1 to 200:1 is heated in a temperature range of 500 to 2300°C in vacuum or in an atmosphere consisting of at least one selected from inert gas, reducing gas, and hydrocarbon gas. (1st step); (2) the polytitanocarbosilane used in the first step is mixed with the fired product of the polytitanocarbosilane obtained in the first step; The mixture is heated under vacuum, inert gas, reducing gas,
At least one selected from hydrocarbon gases
The calcined product is calcined at 800°C or less in an atmosphere consisting of seeds, and then the calcined product obtained is molded, and at the same time or after the molding, it is heated in a vacuum with an inert gas, a reducing gas, or a hydrocarbon gas. 800 to 2300℃ in an atmosphere consisting of at least one selected
A method for producing a silicon-, titanium-, and carbon-containing molded article, characterized by comprising a second step -d of sintering at a temperature range of .
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