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FR2560593A1 - PROCESS FOR PRODUCING A SINTERED SILICON NITRIDE PRODUCT - Google Patents

PROCESS FOR PRODUCING A SINTERED SILICON NITRIDE PRODUCT Download PDF

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FR2560593A1
FR2560593A1 FR8503074A FR8503074A FR2560593A1 FR 2560593 A1 FR2560593 A1 FR 2560593A1 FR 8503074 A FR8503074 A FR 8503074A FR 8503074 A FR8503074 A FR 8503074A FR 2560593 A1 FR2560593 A1 FR 2560593A1
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FR
France
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gas
temperature
silicon nitride
silicon
sintering
Prior art date
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Pending
Application number
FR8503074A
Other languages
French (fr)
Inventor
Haruyuki Ueno
Yuji Katsura
Nobuhiro Sato
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.)
Krosaki Harima Corp
Original Assignee
Kurosaki Refractories Co 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 Kurosaki Refractories Co Ltd filed Critical Kurosaki Refractories Co Ltd
Publication of FR2560593A1 publication Critical patent/FR2560593A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • C04B35/591Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained by reaction sintering

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PRODUCTION D'UN CORPS FRITTE EN NITRURE DE SILICIUM. SELON L'INVENTION ON PREPARE UN CORPS MOULE EN AJOUTANT, A DES GRAINS DE SILICIUM PULVERULENT, UN COMPOSE QUI SE DECOMPOSE AU CHAUFFAGE POUR PRODUIRE H OU DES COMPOSES D'HYDROCARBURES COMME CH ET CH SUR UNE PLAGE DE TEMPERATURE DE 500 A 1200C, ON SOUMET CE CORPS MOULE A UN TRAITEMENT THERMIQUE DANS UNE ATMOSPHERE D'UN GAZ NITRURANT ETOU D'UN GAZ INERTE, ET ENSUITE ON CONVERTIT CHIMIQUEMENT LE SILICIUM EN NITRURE DE SILICIUM DANS UN GAZ NITRURANT A UNE TEMPERATURE SUPERIEURE A 1200C. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX CERAMIQUES.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR PRODUCING A SINTERED BODY OF SILICON NITRIDE. ACCORDING TO THE INVENTION A MOLDED BODY IS PREPARED BY ADDING TO PULVERULENT SILICON GRAINS A COMPOUND WHICH DECOMPOSES ON HEATING TO PRODUCE H OR HYDROCARBON COMPOUNDS LIKE CH AND CH OVER A TEMPERATURE RANGE OF 500 TO 1200C, ON SUBJECT THIS MOLDED BODY TO THERMAL TREATMENT IN A NITRANT GAS AND OR INERT GAS ATMOSPHERE, AND THEN THE SILICON IS CHEMICALLY CONVERTED TO SILICON NITRIDE IN A NITRANT GAS AT A TEMPERATURE GREATER THAN 1200C. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO CERAMICS.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de production de céramiquesThe present invention relates to a method for producing ceramics

fines du type en nitrure de silicium. Les procédés de production de produits frittés en nitrure de silicium peuvent être répartis en une méthode de frittage par réaction et une méthode de frittage atmosphérique. La méthode de frittage par réaction présente  fine silicon nitride type. The processes for producing sintered silicon nitride products can be divided into a reaction sintering method and an atmospheric sintering method. The present reaction sintering method

le mérite que des produits frittés de plus grande dimen-  the merit that sintered products of larger dimensions

sion peuvent être produits plus facilement en comparaison à la méthode du frittage atmosphérique et que les produits frittés obtenus par cette méthode ne présentent aucune  can be produced more easily compared to the atmospheric sintering method and the sintered products obtained by this method do not exhibit any

réduction de résistance même à une haute température.  resistance reduction even at a high temperature.

Cependant, comme la méthode de frittage par réaction ne peut produire une structure très dense et forte, les produits obtenus par le procédé ne sont pas appropriés en tant que composants, actuellement, pour des usages- de  However, since the reaction sintering method can not produce a very dense and strong structure, the products obtained by the process are not suitable as components, currently, for uses of

haute résistance.high resistance.

La raison majeure pour laquelle des produits de forte densité ne peuvent être obtenus par le frittage par réaction réside dans le fait que des rétrécissements au frittage se produisent à peine lorsque la structure du  The major reason why high density products can not be obtained by reaction sintering is that sintering shrinkages hardly occur when the structure of the

matériau moulé se transforme en nitrure de silicium fritté.  Molded material is converted into sintered silicon nitride.

Une méthode de frittage en deux stades est connue en tant que procédé pour améliorer les défauts ci-dessus mentionnés du frittage par réaction. Cette méthode de frittage en deux stades comprend les étapes de préparer un produit fritté de nitrure de silicium poreux par le frittage par réaction, d'imprégner les pores du produit fritté d'un composé de A1, Mg, Y et analogues en tant qu'agent favorisant le frittage de nitrure de silicium,  A two-stage sintering method is known as a method for improving the above-mentioned defects of reaction sintering. This two-stage sintering method comprises the steps of preparing a porous silicon nitride sintered product by reaction sintering, impregnating the pores of the sintered product with a compound of Al, Mg, Y and the like as agent promoting the sintering of silicon nitride,

puis de le fritter de nouveau pour forcer le rétrécisse-  then sinter it again to force the narrowing

ment au frittage à densifier finalement la structure du produit. Cependant, cette méthode de frittage en deux stades présente un défaut par le fait que le produit fritté ainsi obtenu présente la même réduction importante de résistance du produit que celle dans la méthode du frittage atmosphérique dans une plage de haute température au-delà de 1000 C, et par conséquent ce défaut provoque une perte du mérite du frittage par réaction lui-même. Par ailleurs, comme autre méthode pour améliorer la densité et la résistance du produit fritté, une méthode d'utilisation de grains de silicium métallique pulvérulent comme matière première et de densification du produit par rétrécissement pendant le frittage des grains a été proposée. Cependant, cette méthode n'a pas encore eu réellement de succès. Cela provient du fait qu'un film d'oxyde de silicum (silice) formé à la surface des grains de silicium pulvérulent provoque une obstruction au frittage  sintering to finally densify the structure of the product. However, this two-stage sintering method has a defect in that the sintered product thus obtained exhibits the same significant reduction in product strength as that in the atmospheric sintering method in a high temperature range above 1000 C. and therefore this defect causes a loss of merit of the reaction sintering itself. On the other hand, as another method for improving the density and strength of the sintered product, a method of using pulverized metallic silicon grains as a raw material and densifying the product by shrinking during sintering of the grains has been proposed. However, this method has not really been successful. This is because a silica (silica) oxide film formed on the surface of the powdered silicon grains causes sintering obstruction

entre les grains de silicum. Cependant, bien que l'utilisa-  between the grains of silicum. However, although the use

tion de H2 gazeux puisse être considérée pour enlever le film de silice, la réaction entre H2 gazeux et le film de silice n'a lieu qu'à une haute température au-delà de 1200 C, o le frittage entre les grains de silicium se passe rapidement, pour provoquer un rétrécissement au frittage si important qu'il élimine les pores ouverts nécessaires pour la réaction de nitruration dans le produit moulé. Alors, comme la réaction de nitruration elle-même  H2 gas can be considered to remove the silica film, the reaction between H2 gaseous and the silica film takes place at a high temperature above 1200 C, where the sintering between the silicon grains is passes rapidly, to cause sintering shrinkage so large that it removes the open pores necessary for the nitriding reaction in the molded product. So, like the nitriding reaction itself

est inhibée, cette méthode ne peut être utilisée.  is inhibited, this method can not be used.

Par conséquent, comme la température optimale pour contrôler le frittage dans la poudre de silicium est d'environ 1100 C, il est nécessaire que le film de silice à la surface des grains de silicium métallique pulvérulent soit éliminé avant que la température ne soit accrue à ce  Therefore, since the optimum temperature for controlling the sintering in the silicon powder is about 1100 C, it is necessary that the silica film on the surface of the powdered metallic silicon grains be removed before the temperature is increased to this

niveau.level.

La présente invention a pour objet de surmonter les problèmes ci-dessus en offrant une méthode de frittage par réaction pour obtenir un produit fritté de nitrure de silicium ayant une forte résistance même à une haute température, ayant une meilleure résistance et une meilleure  It is an object of the present invention to overcome the above problems by providing a reaction sintering method for obtaining a silicon nitride sintered product having high strength even at a high temperature, having better strength and better strength.

densité de la structure.density of the structure.

2560.5932560.593

Cette invention a été accomplie en utilisant le fait que des ions hydrogène et des ions carbone, qui sont libérés par des composés capables de produire H2 gazeux et lesgaz des hydrocarbures comme CH4 et C2H6 à une haute température juste après la décomposition des composés, sont à un état très activé et ont une activité pour une action  This invention has been accomplished using the fact that hydrogen ions and carbon ions, which are released by compounds capable of producing H2 gaseous and hydrocarbons such as CH4 and C2H6 at a high temperature just after the decomposition of the compounds, are a very active state and have activity for an action

réductrice extrêmement puissante.extremely powerful reducer.

Pour le composé ci-dessus décrit, on peut avantageu-  For the compound described above, it is advantageous to

sement utiliser des composés organiques de silicium de fort poids moléculaire ayant C et Si comme composants principaux du squelette, ou bien des composés tels que des  use high molecular weight organosilicon compounds with C and Si as the main components of the backbone, or compounds such as

résines phénoliques. Ces composés sont thermiquement dé-  phenolic resins. These compounds are thermally de-

composés à une température supérieure à 500 C pour dégager  compounds at a temperature above 500 C to clear

H2 gazeux et le gaz des hydrocarbures comme CH4 et C2H6.  H2 gas and hydrocarbon gas as CH4 and C2H6.

Les composés utilisables dans l'invention ne sont pas limités simplement aux composés organiques de silicium de fort poids moléculaire et aux résines phénoliques;mais tout composé qui dégage des ions H et des ions C activés ayant la fonction de réduire le film de silice à proximité de O11000C peuvent être utilisés si cela est requis. Cependant,  The compounds usable in the invention are not limited simply to high molecular weight organosilicon compounds and phenolic resins, but any compound that emits H ions and activated C ions with the function of reducing the silica film nearby. of O11000C can be used if required. However,

l'utilisation d'un tel composé qui se décompose thermique-  the use of such a compound that decomposes thermal-

ment déjà à une température inférieure à 500 C pour dégager de tels gaz, par exemple du polyvinylbutyral1 n'est pas souhaitée,car le composé luimême réagit pour perdre sa nature réductrice avant d'atteindre la plage de températures de réaction d'environ 1100 C et par conséquent il devient  For example, polyvinyl butyral is not desired since the compound itself reacts to lose its reducing nature before reaching the reaction temperature range of about 1100 ° C. and therefore it becomes

difficile de maintenir l'atmosphère réductrice à la tempé-  difficult to maintain the reducing atmosphere at the same

rature de réduction de la silice.reduction of silica.

Un rétrécissement au frittage d'environ 6% peut être atteint dans le produit fritté en dispersant pour incorporer le composé dégageant des gaz décomposés à la chaleur à une température de 500 à 1100 C à proximité des particules de silicium pulvérulent dans le corps moulé de départ, en appliquant un traitement thermique dans un gaz inerte et ensuite en maintenant celui-ci à 1100 C pendant un temps  A sintering shrinkage of about 6% can be attained in the sintered product by dispersing to incorporate the heat decomposed gas-releasing compound at a temperature of 500 to 1100 C in the vicinity of the powdered silicon particles in the starting molded body. , by applying a heat treatment in an inert gas and then maintaining it at 1100 C for a time

prédétermné, par exemple 20 heures.  preset, for example 20 hours.

2560593-2560593-

Le gaz utilisable pour le traitement thermique à la première étape comprend les gaz nitrurants tels que N2, un mélange de gaz de N2 et H2 et NH3 ou bien des gaz inertes comme Ar et He. Cependant, l'utilisation du gaz inerte à une température supérieure à 1200 C n'est pas souhaitée, car le corps moulé provoque rapidement un rétrécissement important au frittage à une température dépassant 12000C, rendant difficile le maintien de pores ouverts dans le corps moulé, requis pour que la réaction de nitruration ait lieu. Mais; par ailleurs, comme la réaction se passe entre Si et N2 dans le gaz de nitruration à une température dépassant 1200 C, le rétrécissement au frittage entre les grains de Si est rapidement réduit  The gas that can be used for the heat treatment in the first stage comprises the nitriding gases such as N 2, a mixture of N 2 and H 2 and NH 3 gases, or inert gases such as Ar and He. However, the use of the inert gas at a temperature above 1200 C is undesirable because the molded body rapidly causes significant sintering shrinkage at a temperature exceeding 12000C, making it difficult to maintain open pores in the molded body, required for the nitriding reaction to take place. But; Moreover, since the reaction takes place between Si and N2 in the nitriding gas at a temperature exceeding 1200 ° C., the sintering shrinkage between the Si grains is rapidly reduced.

et est totalement éliminé à 1300 C.  and is totally eliminated at 1300 C.

Selon l'invention, la quantité du rétrécissement au frittage dans le corps moulé est contrôlée en utilisant  According to the invention, the amount of sintering shrinkage in the molded body is controlled using

les propriétés de ces gaz.the properties of these gases.

L'effet d'utiliser un polymère de silicium organique (appelé ci-après P.C. S.) et une résine phénolique pour le composé dégageant H2 gazeux et les gaz d'hydrocarbures comme CH4 et C2H6 à une température de 500 C à 1100 C pour le frittage de grains de silicium pulvérulent selon l'invention sera maintenant décrit en se référant à des  The effect of using an organic silicon polymer (hereinafter referred to as PCS) and a phenolic resin for the releasing compound H2 gaseous and the hydrocarbon gases such as CH4 and C2H6 at a temperature of 500 ° C. to 1100 ° C. for sintering pulverulent silicon grains according to the invention will now be described with reference to

exemples.examples.

Exemple 1.Example 1

Une solution dans l'hexane qui contient, en dissolu-  A solution in hexane which contains, in dissolu-

tion, P.C.S comprenant C et Si comme ingrédients principaux du squelette, a été mélangée dans des particules de silicium pulvérulent de moins de 44 p de dimension de particule, à un rapport de mélange de 90% en poids de particules de silicium pulvérulent et de 10% en poids de P.C.S. Alors, après évaporation de l'hexane sous mélange et agitation, un corps  PCS comprising C and Si as main skeletal ingredients was mixed in powdered silicon particles of less than 44 p particle size, at a mixing ratio of 90 wt.% of powdered silicon particles and 10 wt. % by weight of PCS Then, after evaporation of the hexane under stirring and mixing, a body

moulé a été préparé à partir de la poudre ainsi obtenue.  molded was prepared from the powder thus obtained.

Le corps moulé a été nitruré à des conditions de traitement thermique jusqu'à 1300 C indiquées au tableau  The molded body was nitrided at heat treatment conditions up to 1300 C indicated in the table

1 et les résultats sont montrés au tableau.  1 and the results are shown on the board.

Comme exemple de comparaison, le frittage a également été effectué en utilisant une solution dans l'alcool de polyvinylbutyral (P.V.B) au lieu de P.C.S dans les mêmes conditions que ci-dessus. La quantité. d'addition de P.V.B a encore été diminuée à 5% en poids dans l'un des cas. Les résultats des exemples de comparaison sont également  As a comparison example, sintering was also performed using a solution in polyvinylbutyral alcohol (P.V.B) instead of P.C.S under the same conditions as above. The amount. addition of P.V.B was further decreased to 5% by weight in one case. The results of the comparison examples are also

montrés au tableau 1.shown in Table 1.

La propriété de décomposition à la chaleur de P.C.S en atmosphère non oxydante était telle qu'il a dégagé des gaz de la série hydrogène et méthane à raison d'environ % dans une plage entre 250 C et 500 C et à raison d'environ 30% dans une plage entre 500 C et 1200 C. Par ailleurs, le polyvinylbutyral s'était totalement décomposé  The heat decomposition property of PCS in a non-oxidizing atmosphere was such that it evolved gases of the hydrogen and methane series at about% in a range between 250 C and 500 C and at about 30%. % in a range between 500 C and 1200 C. Moreover, polyvinylbutyral had completely decomposed

à 500 C.at 500 C.

Tableau 1.Table 1.

No. Type de l'additif type du gaz Condition du traitement Propriété (% en poids) thermique:jusqu'à 1300 C rétrécis- Qualité rétrécis- Qualité sement à la nitrura- f tion (.%) s f 1 P.C.S (10%/ ) Augmentation température Exemple de P.V.B (10%6) 40 C/h, 1100 C x20h main- 6,3 2,92 618 comparaison Ar tenus, ensuite température 0,9 2,33 66,7 a augmenté, passé b N2 gazeux  No. Type of gas type additive Treatment condition Thermal property (% by weight): up to 1300 C shrinkage Grade shrinkage Nitriding (.%) Sf 1 PCS (10% / ) Temperature increase Example of PVB (10% 6) 40 C / h, 1100 C x20h hand- 6.3 2.92 618 Ar comparison held, then temperature 0.9 2.36 66.7 increased, passed b N2 gaseous

2 P.C.S.(10%2 P.C.S. (10%

Exemple de P.V.B (5%) Ar Augmentation température 6,3 2,92 618 comparaison 40 C/h, llO0 C x 20h main- 012 241 89 tenus, ensuite température a augmenté, passé à N2 gazeux  Example of P.V.B (5%) Ar Increase in temperature 6.3 2.92 618 Comparison 40 C / h, 110 ° C x 20h maintained, then temperature increased, increased to N2 gaseous

3 P.C.S(10%)3 P.C.S (10%)

Exemple de P.V.B(10%) N Augmentation température 5,9 2,88 628 comparaison 2 40 C/h, 1200 C x 20 h main- 0,10 238 67,7 tenus, 1300 C x 30h maintenus  Example of P.V.B (10%) N Temperature increase 5.9 2.88 628 comparison 2 40 C / h, 1200 C x 20 h hand-0.10 238 67.7 held, 1300 C x 30h maintained

4 P.C.S (10%4 P.C.S (10%

Exemple de P.V.B (10,1%) 90: N2 Augmentation température 6,1 2,90 608 comparaison + 40 C/h, 1200 C x 20 h main- ut : H2 tens,1300 C x 30 h maintenu 0,13 2,42 91o w Tableau 1 (suite) No. Type de l'additif Type de gaz Condition du traitement Propriété ( en poids) thermique: jusqu'à 1300 C Rétrécissement qualité  Example of PVB (10.1%) 90: N2 Increase temperature 6.1 2.90 608 comparison + 40 C / h, 1200 C x 20 h hand-ut: H2 tens, 1300 C x 30 h maintained 0.13 2 , 42 91o w Table 1 (cont.) No. Type of additive Type of gas Treatment condition Property (by weight) thermal: up to 1300 C Shrinkage quality

à la nitrura-to nitride

tion (,o)tion (, o)

P.C.S (10%)P.C.S (10%)

Exemple de P.V.B (10%) 50: N2 Augmention de température 6,4 2,96 598,4 comparaison + 40 C/h, 1200 Cx20h maintenus, 0,16 2,48 98, : Ar ensuite passé à N2 gazeux seul  Example of P.V.B (10%) 50: N2 Increase in temperature 6.4 2.96 598.4 comparison + 40 C / h, 1200 Cx20h maintained, 0.16 2.48 98: Ar then passed to N2 gas alone

6 P.C.S (10%)6 P.C.S (10%)

Exemple de P.V.B (10%) 45: N2 Augmentation de température 6,5 2,97 608 comparaison + 40 C/h, 1200 Cx20h maintenus, 0,16 2,48 101 Ar ensuite passé à N2 gazeux ___ __ __ _1seul +:H Note: fs: Densité apparente du produit fritté 6f: Résistance à la flexion du produit fritté à 1400 C (unité MPa) P.C.S: Polymère de silicium organique P.V.B: Polyvinylbutyral  Example of PVB (10%) 45: N2 Increase in temperature 6.5 2.97 608 comparison + 40 C / h, 1200 Cx20h maintained, 0.16 2.48 101 Ar then passed to N2 gaseous ___ __ __ _ + single: H Note: fs: Apparent density of the sintered product 6f: Flexural strength of the sintered product at 1400 C (MPa unit) PCS: Organic silicon polymer PVB: Polyvinylbutyral

Exemple 2.Example 2

Une solution de résine phénolique (P.H.R) dissoute dans l'alcool a été mélangée à des particules de silicium pulvérulent ayant une dimension de particule de moins de 44pu à un rapport de mélange de 90% en poids des particules de silicium pulvérulent et de 10% en poids de la résine phénolique, et après évaporation de l'alcool sous mélange et agitation, un corps moulé a été préparé à la manière conventionnelle en utilisant la poudre ainsi obtenue et nitruré aux conditions indiquées au tableau 2. Les résultats  A solution of phenolic resin (PHR) dissolved in the alcohol was mixed with powdered silicon particles having a particle size of less than 44pu at a mixing ratio of 90% by weight of the powdered silicon particles and 10% by weight of the phenolic resin, and after evaporation of the alcohol under mixing and stirring, a molded body was prepared in the conventional manner using the powder thus obtained and nitrided under the conditions indicated in Table 2. The results

sont également montrés au tableau. La propriété de décompo-  are also shown on the board. The property of decompo-

sition à la chaleur de la résine phénolique en atmosphère non oxydante était telle qu'elle a commencé a' dégager des gaz à partir d'environ 450 C et que le dégagement de gaz s'est terminé à environ 1200 C, o la quantité de gaz de la série hydrogène et méthane dégagés dans cette gamme était d'environ 50%. De la même façon, une expérience a également été effectuée pour les échantillons préparés à partir de P.C.S et de P.V.B comme décrit à l'exemple 1 dans les mêmes conditions. La quantité d'addition de P.C.S  The heat content of the phenolic resin in a non-oxidizing atmosphere was such that it began to release gases from about 450 ° C. and the evolution of gas ended at about 1200 ° C. Hydrogen and methane series gas released in this range was about 50%. In the same way, an experiment was also carried out for the samples prepared from P.C.S and P.V.B as described in Example 1 under the same conditions. The amount of addition of P.C.S

et de P.V.B était de 10% en poids pour chacun des cas.  and P.V.B was 10% by weight for each of the cases.

Tableau 2.Table 2.

No. Type de l'additif Type de gaz Condition du traitement Propriété thermique: jusqu'à 1300 C Rétrécissement Qualité Rétrécissement Qualité  No. Type of additive Type of gas Treatment condition Thermal property: up to 1300 C Shrinkage Quality Shrinkage Quality

à la nitrura-to nitride

tion (%) ps Sf 1 P.H.R 90:Ar Augmentation de température 6,8 2,90 638 + 40 C/h, 1100 Cx20h maintenus, :H2 ensuite passé à N2 gazeux 2 P.H.R 90:He Augmentation de température 6,8 2,90 638 + 40 C/h 1100 Cx20h maintenus, :H2 edsuite passé à N2 gazeux 3 P.H.R. 45:Ar Augmentation de température 6,8 2,90 638 + 40 C/h, 1l00OCx20h maintenus, :He ensuite passé à N2 gazeux ntk] 4 P.H.R. 90:He Augmentation de température 7,9 2,49 124,5 + 40 C/h 1350 CxlOh maintenus, lO:H2 ensuite passé à N2 gazeux seul P.H.R. 50:He Augmentation de température 6,6 2,89 608 + 40 C/h, 1200 C x 20 h maintenus :N2 ensuite passé à N2 gazeux 6 P.H.R. 90:He Augmentation de température 7,1 2,94 618 P.C.S + 40 C/h, 1150 Cx20h maintenus, 7,0 2,95 598 P.V.B. 10:H2 ensuite passé à N7 gazeux 0,18 2,49 101  (%) ps Sf 1 PHR 90: Ar Increase in temperature 6.8 2.90 638 + 40 C / h, 1100 Cx20h maintained,: H2 then switched to N2 gas 2 PHR 90: He Temperature increase 6.8 2 , 90 638 + 40 C / h 1100 Cx20h maintained,: H2 edsuite passed to N2 gas 3 PHR 45: Ar Increase of temperature 6.8 2.90 638 + 40 C / h, 1l00OCx20h maintained,: He then passed to N2 gaseous ntk] 4 P.H.R. 90: He Temperature increase 7.9 2.49 124.5 + 40 C / h 1350 Cx10H maintained, 10: H2 then passed to N2 gas only P.H.R. 50: He Temperature increase 6.6 2.89 608 + 40 C / h, 1200 C x 20 h maintained: N2 then passed to N2 gas 6 P.H.R. 90: He Temperature increase 7.1 2,94 618 P.c. + 40 C / h, 1150 Cx20h maintained, 7.0 2.95 598 P.V.B. 10: H2 then passed to N7 gas 0.18 2.49

Note du tableau 2.Note from Table 2.

s: Densité apparente du produit fritté.  s: Apparent density of the sintered product.

f: Résistance à la flexion du produit fritté (unité MPa)   f: Flexural strength of the sintered product (MPa unit)

P.H.R.: Résine phénolique.P.H.R .: Phenolic resin.

Comme le montrent les exemples 1, 2, l'effet de P.C.S et de la résine phénolique dégageant des gaz réducteurs, c'est-à-dire H2 et CH4 gazeux entre environ l0  As shown in Examples 1, 2, the effect of P.C.S and the phenolic resin giving off reducing gases, i.e., H 2 and CH 4 gas, between about 10

500 et 1200 C est extrêmement élevé.  500 and 1200 C is extremely high.

Le taux de rétrécissement à la chaleur dans le corps moulé conventionnelest d'environ 0,1% dans la même condition de température et, en conséquence, l'effet obtenu par la présente invention est bien plus important en  The heat shrinkage rate in the conventional molded body is about 0.1% under the same temperature condition and, therefore, the effect obtained by the present invention is much greater in

comparaison à celui avec la méthode conventionnelle.  compared to that with the conventional method.

Le produit fritté de nitrure de silicium obtenu selon l'invention a, comme propriétés physiques, une densité apparente de 2,92, une résistance à la flexion à une température atmosphérique de 589 MPa et une résistance à la flexion à 14000C de 618 MPa. Ces performances du produit sont à un niveau haut ne pouvant être atteint par la méthode conventionnelle de frittage par réaction et la forte résistance à 14000C est la plus forte parmi la qualité  The sintered product of silicon nitride obtained according to the invention has, as physical properties, an apparent density of 2.92, a flexural strength at an atmospheric temperature of 589 MPa and a flexural strength at 14000 ° C. of 618 MPa. These product performances are at a high level that can not be reached by the conventional reaction sintering method and the strong resistance at 14000C is the highest among the quality

des céramiques actuellement connues.  ceramics currently known.

Les composants résistant à chaud obtenus par la nouvelle méthode de frittage par réaction selon l'invention répondent à toute attente et on peut les ré-estimer dans des usages d'application tels que des moteurs, des turbines et des pales faits en céramique que l'on a considérs  The heat-resistant components obtained by the new reaction sintering method according to the invention are unexpectedly fulfilled and can be re-estimated in applications such as motors, turbines and blades made of ceramic that we considered

jusqu'à maintenant comme étant difficiles à fabriquer.  until now as being difficult to manufacture.

Claims (4)

R E V E N D I C A T I 0 N SR E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé de production d'un produit fritté en nitrure de silicium caractérisé en ce qu'il consiste à préparer un corps moulé en ajoutant, à des grains de silicium pulvérulent, un composé qui se décompose au chauffage pour produire H2 ou des composés d'hydrocarbures comme CH4 et C2H6 sur une plage de températures de 500 C à 1200 C, à soumettre ledit corps moulé à un traitement thermique dans une atmosphère de gaz d'un gaz nitrurant et/ou un gaz inerte et ensuite à convertir chimiquement le silicium en nitrure de silicium dans un gaz nitrurant à une  1. A process for producing a silicon nitride sintered product, characterized in that it consists in preparing a molded body by adding, to grains of powdered silicon, a compound which decomposes on heating to produce H 2 or compounds of hydrocarbons such as CH4 and C2H6 over a temperature range of 500 C to 1200 C, subjecting said molded body to heat treatment in a gas atmosphere of a nitriding gas and / or an inert gas and then to chemically convert the silicon silicon nitride in a nitriding gas at a température supérieure à 12000C.temperature above 12000C. 2. Procédé de production selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz nitrurant pour le traitement thermique comprend un gaz principalement composé de N et NH3 et la température du traitement thermique est inférieure  2. Production process according to claim 1, characterized in that the nitriding gas for the heat treatment comprises a gas mainly composed of N and NH3 and the temperature of the heat treatment is lower. à 13000C.at 13000C. 3. Procédé de production selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz inerte pour le traitement thermique comprend Ar ou He et la température pour le  3. Production process according to claim 1, characterized in that the inert gas for the heat treatment comprises Ar or He and the temperature for the traitement thermique est inférieure à 1200 C.  heat treatment is less than 1200 C. 4. Procédé de production selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz nitrurant pour la conversion chimique de silicium en nitrure de silicium comprend N2  4. Production process according to claim 1, characterized in that the nitriding gas for the chemical conversion of silicon to silicon nitride comprises N2. gazeux ou un mélange gazeux de N2 gazeux et H2 gazeux.  gas or a gaseous mixture of gaseous N 2 and H 2 gas.
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