(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元窒化法における窒化ケイ素粉末の製造法において、出発原料として体積基準平均粒子径（Ｄ５０）が５μｍ以上である炭素粉末と、平均一次粒子径が０．００１〜０．２μｍであるシリカ粒子粉末を用いることを特徴とする窒化ケイ素粉末の製造法。
【請求項２】
請求項１記載の炭素粉末のＢＥＴ比表面積値が３００ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする窒化ケイ素粉末の製造法。
【請求項３】
還元窒化法における窒化ケイ素粉末の製造法において、出発原料としてＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕの含有量が合計で５００ｐｐｍ以下であって、且つ、Ｓｉを除く金属元素の総量が１５００ｐｐｍ以下であるシリカ粒子粉末を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の窒化ケイ素粉末の製造法。
【請求項４】
出発原料としてシリカ粒子が湿式法により製造されたシリカ粒子粉末であることを特徴とする請求項３に記載の窒化ケイ素粉末の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素含有量が低く、且つ、ウィスカーの生成が抑制された窒化ケイ素粉末を効率的に製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒化ケイ素焼結体は、高耐熱性、高強度、高靱性、耐蝕性等の種々の優れた特性を有していることから、高温下において高い強度を要求される機械部品を初めとした各種の構造材料等、様々な分野へ応用展開が図られており、原料となる窒化ケイ素粒子粉末についても、高純度且つ安価であることが求められている。
【０００３】
窒化ケイ素粉末の製法としては、一般に、（１）直接窒化法、（２）イミド分解法、（３）還元窒化法等が知られている。特に、（３）の還元窒化法は反応操作が比較的容易であり、原料中に窒化ケイ素の種結晶を添加することで、粒子径及び結晶相を任意に制御することが可能であると共に、原料として安価なシリカ粒子粉末と炭素粉末を用いて窒化ケイ素粉末を得ることができるという利点を有している。
【０００４】
還元窒化法におけるシリカの還元反応は、シリカ粒子の表面での固相反応であり、シリカ粒子の表面積が大きい方が反応は容易に進むと考えられている。
【０００５】
同様に、還元反応に用いられる炭素粉末も、生産性を考えれば表面積が大きいことが望まれるが、一般に、粉体は表面積が大きくなると粒子サイズは小さくなる傾向にあり、還元反応に用いる炭素粉末の粒子サイズが小さくなると、反応の際に炭素粉末がシリカ粒子の間に入り込み、窒化ケイ素生成後に行う過剰、もしくは未反応の炭素粉末の酸化除去が困難になり、不純物として残存しやすくなる。
【０００６】
一方、還元反応に用いる炭素粉末の表面積が十分に大きくない場合にはウィスカーが生成しやすいため、還元窒化法においては、炭素含有量の低減とウィスカー生成の抑制とはトレードオフの関係にあり、両方の特性を満足させることは困難であった。
【０００７】
これまでに、還元窒化法でＳｉＣなどの不純物の含有量が少ない窒化ケイ素を製造する方法として、原料であるシリカ粒子粉末とカーボン粉末の粒子サイズ及びその組成比を限定する方法（特許文献１及び特許文献２）が開示されている。
【０００８】
還元窒化法における窒化ケイ素の原料となるシリカ粒子粉末の製造法は、主に乾式法と湿式法が知られている。乾式法は四塩化ケイ素を出発原料とし、これを酸素と水素で燃焼する方法であり、高純度のシリカ粒子粉末を得ることができるが、高価であるため工業的には不利である。
【０００９】
一方、湿式法は出発原料に安価なケイ酸ソーダを硫酸と反応する方法であり、得られたシリカ粒子粉末は、水溶液中で反応を行うためにシリカ粒子中に多量のシラノール基を有しており、また、純度についても出発原料に高純度の四塩化ケイ素を用いる乾式法に比べて劣ってはいるが、価格は乾式法によるシリカ粒子粉末に比べて安価である。
【００１０】
しかしながら、還元窒化法による窒化ケイ素粉末の製造の際に湿式法によるシリカ粒子粉末を用いた場合、シリカ粒子中のシラノール基から活性水素が発生し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の切断・再結合を加速する。そのため、粗大結晶のクリストバライトが生成し、カーボン粉末によるシリカの還元・窒化反応が阻害されることから、安価な湿式シリカを用いて高純度の窒化ケイ素粒子粉末を得ることは困難であった。
【００１１】
出発物質として湿式法により製造されたシリカ粒子粉末を用いる方法としては、湿式シリカ粒子をカーボンで被覆後、窒素気流中で焼成を行う方法（非特許文献１）が開示されている。
【００１２】
かかる従来の製造方法で得られた窒化ケイ素にはウィスカーの発生が見られ、製造時に窒化ケイ素粉末に混入することでハンドリング性を著しく低下させると共に、これを用いて成型を行った際に、ブリッジングを起こし成形体密度を低下させることが知られている。
【００１３】
ウィスカーの生成を回避する方法としては、これまでに、ウィスカー発生の原因となる原料の酸化ケイ素中の金属元素の総量が０．３％以下のシリカを用いること（特許文献３）、もしくはシリカ粉末の純度を９９．８％以上とすること（特許文献４）が示唆されている。
【００１４】
【特許文献１】特開昭５３−１３７８９９号公報
【特許文献２】特開昭６１−２４２９０５号公報
【特許文献３】特開昭６１−９１００７号公報
【特許文献４】特開平１−２２６７０８号公報
【非特許文献１】吉田裕亮、外４名、「ＳｉＯ２炭素還元窒化法によるＳｉ３Ｎ４粉末の合成に及ぼす原料粉末の影響」、日本セラミックス協会２００５年年会講演予稿集、日本セラミックス協会、２００５年、ｐ．１６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
還元窒化法は、安価に窒化ケイ素粉末を得る製造法として有用ではあるが、炭素含有量が低く、且つ、ウィスカーの生成が抑制された窒化ケイ素を効率的に得る製造法は未だ得られていない。
【００１６】
即ち、特許文献１及び２では、原料であるシリカ粒子粉末とカーボン粉末の粒子サイズ及びその組成比を限定する方法が記載されているが、特許文献１の実施例に記載されているカーボン粉末の比表面積値は１００ｍ２／ｇと小さく、ウィスカーの生成を抑制することは困難である。
【００１７】
また、非特許文献１では出発物質に湿式法により製造されたシリカ粒子粉末を用い、これをカーボンで被覆後、窒素気流中で焼成を行う方法が記載されているが、クリストバライトの発生は抑制されているものの、原料の湿式シリカの精製が不十分であるために、ウィスカーの生成が抑制されているとは言い難い。
【００１８】
特許文献３にはウィスカー発生の原因となる金属元素の総量が０．３％以下の酸化ケイ素粉末を用いることが記載されているが、Ｓｉを除く金属元素の総量についての記載がなされておらず、また、ウィスカー発生の原因となる金属元素についても３０００ｐｐｍ以下と高いため、ウィスカー生成の抑制の点で不十分である。
【００１９】
特許文献４ではシリカ粉末の純度を９９．８％以上とすることが記載されているが、ウィスカー発生の原因となる金属元素の含有量については記載されておらず、Ｓｉを除く金属元素の総量が２０００ｐｐｍ以下であっても、ウィスカー発生の原因となる金属元素の含有量が５００ｐｐｍを超える場合にはウィスカーが発生しやすいため、ウィスカーの生成が抑制されているとは言い難い。
【００２０】
従って、本発明は、炭素含有量が低く、且つ、ウィスカーの生成が抑制された窒化ケイ素の製造法を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記技術課題は次の通りの本発明によって達成できる。
【００２２】
即ち、本発明は、還元窒化法における窒化ケイ素粉末の製造法において、出発原料として体積基準平均粒子径（Ｄ５０）が５μｍ以上である炭素粉末と、平均一次粒子径が０．００１〜０．２μｍであるシリカ粒子粉末を用いることを特徴とする窒化ケイ素粉末の製造法である（本発明１）。
【００２３】
また、本発明は、本発明１の炭素粉末のＢＥＴ比表面積値が３００ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする窒化ケイ素粉末の製造法である（本発明２）。
【００２４】
また、本発明は、還元窒化法における窒化ケイ素粉末の製造法において、出発原料としてＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕの含有量が合計で５００ｐｐｍ以下であって、且つ、Ｓｉを除く金属元素の総量が１５００ｐｐｍ以下であるシリカ粒子粉末を用いることを特徴とする本発明１及び２に記載の窒化ケイ素粉末の製造法である（本発明３）。
【００２５】
また、本発明は、出発原料としてシリカ粒子が湿式法により製造されたシリカ粒子粉末であることを特徴とする本発明３の窒化ケイ素粉末の製造法である（本発明４）。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る窒化ケイ素粉末の製造法は、高純度かつ高い窒素含有量を有する窒化ケイ素粉末を安価に得ることができるため、自動車用エンジン部品やガスタービン等の高温構造用材料の窒化ケイ素粉末の製造法として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の構成をより詳しく説明すれば次の通りである。
【００２８】
先ず、本発明に係る窒化ケイ素粉末の製造法について述べる。
【００２９】
本発明における炭素含有量が低く、且つ、ウィスカーの生成が抑制された窒化ケイ素粉末は、下記反応式１に示す還元窒化法により得ることができる。
【００３０】
＜反応式１＞
３ＳｉＯ２＋６Ｃ＋２Ｎ２  →  Ｓｉ３Ｎ４＋６ＣＯ
【００３１】
本発明におけるシリカ粒子粉末としては、乾式法により合成されたもの、及び、湿式法により合成されたもののいずれをも用いることができる。コスト等の工業性を考慮すれば、湿式法により合成された含水ケイ酸が有利であり、その中でも、シリカ粒子粉末の不純物の点から、酸性領域での反応により得られたゲルタイプのシリカ粒子粉末がより好ましい。
【００３２】
シリカ粒子粉末中の金属不純物は、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕの含有量が合計で５００ｐｐｍ以下であり、好ましくは３００ｐｐｍ以下、より好ましくは２００ｐｐｍ以下である。また、Ｓｉを除く金属元素の総量は１５００ｐｐｍ以下であり、好ましくは１２５０ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下、更に好ましくは７５０ｐｐｍ以下である。シリカ粒子粉末中の金属不純物が上記範囲を超える場合には、得られる窒化ケイ素粉末中にウィスカーが混入し、ハンドリング性を著しく低下させると共に、これを用いて成型を行った際に、ブリッジングを起こし成形体密度を低下させるため好ましくない。
【００３３】
シリカ粒子粉末のＢＥＴ比表面積値は１００ｍ２／ｇ以上が好ましい。還元窒化反応における反応効率及びハンドリング性を考慮すれば、より好ましくはＢＥＴ比表面積値は１５０〜１０００ｍ２／ｇであり、更により好ましくは２００〜８００ｍ２／ｇである。
【００３４】
シリカ粒子粉末の粒子サイズは上記と同様の理由により、平均一次粒子径が０．００１〜０．２μｍであることが好ましく、より好ましくは０．００２〜０．１μｍ、更により好ましくは０．００３〜０．０５μｍである。
【００３５】
炭素粉末の粒子サイズは、体積基準平均粒子径（Ｄ５０）が５μｍ以上である。得られる窒化ケイ素の炭素含有量を考慮すれば、体積基準平均粒子径（Ｄ５０）は６〜１００μｍが好ましく、より好ましくは７〜８０μｍである。
【００３６】
また、炭素粉末の微細粒子の含有率は、炭素粉末中の体積基準粒子径が１μｍ以下の粒子の割合が５％以下であることが好ましい。得られる窒化ケイ素粉末の炭素含有量を考慮すれば、より好ましくは４％以下、更により好ましくは３％以下である。
【００３７】
炭素粉末のＢＥＴ比表面積値は３００ｍ２／ｇ以上が好ましい。ウィスカー生成の抑制を考慮すれば、より好ましくは４００ｍ２／ｇ以上、更により好ましくは５００ｍ２／ｇ以上である。その上限値は好ましくは２５００ｍ２／ｇであり、より好ましくは２０００ｍ２／ｇである。
【００３８】
本発明における炭素粉末としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック及びアセチレンブラック等のカーボンブラック粒子粉末、活性炭、多孔質炭素及び黒鉛等、上記の条件を満たすものであれば何を用いてもよいが、好適には、活性炭、多孔質炭素である。
【００３９】
炭素粉末の純度についても、ウィスカーの生成を抑制するためにできるだけ高純度であることが好ましく、炭素粉末中の金属不純物は、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕの含有量が合計で５００ｐｐｍ以下であり、好ましくは３００ｐｐｍ以下、より好ましくは２００ｐｐｍ以下である。また、Ｓｉを除く金属元素の総量は１５００ｐｐｍ以下であり、好ましくは１２５０ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下、更により好ましくは７５０ｐｐｍ以下である。
【００４０】
本発明におけるシリカ粉末と炭素粉末との混合割合は、シリカ粒子粉末１００重量部に対して炭素粉末３０〜２００重量部である。３０重量部未満の場合には、シリカ粒子に対する炭素成分が少なすぎるため、カーボンによるＳｉＯ２からの還元反応が不十分となり、未反応のＳｉＯ２が残存するため窒素含有量を低下させることとなる。一方、２００重量部を超える場合には、生成した窒化ケイ素粒子表面の過剰酸化によって酸素含有量が増大し、得られた窒化ケイ素粉末を焼結体とした際に強度等の特性の低下が問題となる。得られる窒化ケイ素粉末の窒素含有量及び酸素含有量を考慮すれば、シリカ粒子粉末１００重量部に対する炭素粉末の割合は、３２〜１７０重量部が好ましく、より好ましくは３４〜１４０重量部である。
【００４１】
本発明における窒化ケイ素粉末は、前述のシリカ粒子粉末と炭素粉末を出発原料として用い、必要に応じて種晶として窒化ケイ素粉末を添加し、窒素雰囲気下、所定の温度で加熱焼成して還元・窒化後、酸化性雰囲気下６００〜１０００℃で加熱し脱炭素処理することで得ることができる。また、必要に応じて、フッ酸などによる残存ＳｉＯ２の溶解・除去処理を行ってもよい。
【００４２】
出発原料であるシリカ粒子粉末と炭素粉末（必要により、種晶としての窒化ケイ素粉末）とは、必要に応じて予め造粒体を形成しておいてもよい。造粒体を形成することでハンドリング性が向上し、収率を改善することができる。造粒の方法は、圧縮造粒、押出し造粒、転動造粒、噴霧造粒等が挙げられる。
【００４３】
造粒体を形成する際に用いるバインダーとしては、得られる窒化ケイ素中に不純物として残存しないものが好ましい。具体的には、でんぷん、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。
【００４４】
窒素雰囲気を形成するためのガスとしては、Ｎ２ガス、ＮＨ３ガスもしくはこれらとＡｒガスなどの不活性ガスとの混合系を用いることができるが、装置の腐食等工業性を考慮した場合、Ｎ２ガスが好ましい。
【００４５】
本発明における種晶としては、α化率が８５％以上である窒化ケイ素粉末を用いることが好ましい。種晶に用いる窒化ケイ素粉末のα化率が高いほど、得られる窒化ケイ素粉末のα化率も高くなることから、種晶の窒化ケイ素粉末のα化率は、より好ましくは９０％以上である。
【００４６】
本発明における種晶の添加量は、シリカ粒子粉末１００重量部に対して０．１〜５０重量部が好ましく、より好ましくは０．５〜４０重量部、更により好ましくは１〜３０重量部である。０．１重量部未満の場合には、得られる窒化ケイ素粉末のα化率が低下すると共に粒子径の制御が困難であり、５０重量部を超える場合には、得られる窒化ケイ素粉末の収率が低下し工業的に不利となる。
【００４７】
窒素雰囲気下の加熱焼成温度は、１３５０〜１５５０℃の範囲が好ましく、より好ましくは１４００〜１５００℃である。加熱焼成温度が１３５０℃未満の場合は、窒化ケイ素粉末の生成反応が起こりにくく工業的に不利となる。１５５０℃を超える場合には、炭化ケイ素が生成し、得られる窒化ケイ素粉末の純度が低下するため好ましくない。
【００４８】
窒素雰囲気下の加熱焼成による還元窒化反応の終点判定は、反応炉内のＣＯ発生量をモニタリングすることにより行い、ＣＯ発生量が好ましくは５０ｐｐｍ以下、より好ましくは３０ｐｐｍ以下、更により好ましくは１０ｐｐｍ以下となった時点を終点とした。
【００４９】
本発明における窒化ケイ素粉末は、上述の還元窒化処理後冷却したものを、脱炭素処理のために、更に酸化性雰囲気下、６００〜１０００℃の温度範囲で１時間以上、好ましくは２時間以上加熱処理を行う。
【００５０】
本発明の製造法によって得られる窒化ケイ素粉末中のウィスカーの本数は、走査型電子顕微鏡写真に示される窒化ケイ素粒子５００個中の視野に存在するウィスカーの本数にして６本以下であり、好ましくは５本以下、より好ましくは４本以下である。７本以上の場合は、これを用いて成型を行った際に、ブリッジングを起こし成形体密度を低下させるため好ましくない。
【００５１】
本発明の製造法によって得られる窒化ケイ素粉末の平均粒子径は、０．０５〜５．００μｍであり、好ましくは０．０８〜４．０μｍ、より好ましくは０．１０〜３．０μｍである。
【００５２】
本発明の製造法によって得られる窒化ケイ素粉末のＢＥＴ比表面積値は、１〜３０ｍ２／ｇであり、好ましくは１〜２０ｍ２／ｇである。
【００５３】
本発明の製造法によって得られる窒化ケイ素粉末のα化率は９０％以上であり、好ましくは９３％以上、より好ましくは９５％以上である。
【００５４】
本発明の製造法によって得られる窒化ケイ素粉末の窒素含有量は３７重量％以上であり、好ましくは３７．５重量％以上、より好ましくは３８．０重量％以上である。
【００５５】
本発明の製造法によって得られる窒化ケイ素粉末の酸素含有量は２．５重量％以下であり、好ましくは２．２５重量％以下、より好ましくは２．０重量％以下である。
【００５６】
本発明の製造法によって得られる窒化ケイ素粉末の炭素含有量は０．６重量％以下であり、好ましくは０．５重量％以下、より好ましくは０．４重量％以下である。
【００５７】
＜作用＞
本発明において最も重要な点は、出発原料として、特定のＢＥＴ比表面積値と粒子サイズを有する炭素粉末を用いることにより、炭素含有量が低く、且つ、ウィスカーの生成が抑制された窒化ケイ素粉末を得ることができるという事実である。
【００５８】
本発明に係る窒化ケイ素の製造法が、ウィスカーの生成を抑制すると共に、炭素含有量を低減できる理由として、本発明者は次のように考えている。
還元窒化法による窒化ケイ素の製造において、出発原料として用いられる炭素粉末は表面積が大きいほど反応性が高くなるため、ウィスカーの生成を抑制するという観点からも、表面積の大きい炭素粉末が望ましい。しかし、一般に、粉体は表面積が大きくなると粒子サイズは小さくなる傾向にあり、還元反応に用いる炭素粉末の粒子サイズが小さくなると、反応の際に炭素粉末がシリカ粒子の間に入り込み、窒化ケイ素粒子生成後に行う過剰、もしくは未反応の炭素粉末の酸化除去が困難になり、不純物として残存しやすくなる。
本発明においては、表面積が大きく、また、粒子サイズも大きく微細粉末の少ない炭素粉末を選択的に用いたことにより、トレードオフの関係にある上記課題を解決できたものと考えている。
【００５９】
更に、ウィスカーの生成を促進することで知られているＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕの含有量を５００ｐｐｍ以下にしたこと、及び上記金属以外のＳｉを除く金属元素についても、直接ウィスカーの生成に関与しないが融剤としてＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕによるウィスカー生成に寄与するため、これを含めたＳｉを除く全金属元素の総量を１５００ｐｐｍ以下にしたことによってもウィスカーの生成を抑制できたものと考えている。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明における実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
【００６１】
比表面積値は、ＢＥＴ法により測定した値で示した。
【００６２】
シリカ粒子粉末及び窒化ケイ素粉末の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡もしくは走査型電子顕微鏡写真に示される粒子３５０個の粒子径をそれぞれ測定し、その平均値で示した。
【００６３】
炭素粉末の粒子サイズは、「レーザー回折式粒度分布測定装置  ｍｏｄｅｌ  ＨＥＬＯＳ  ＬＡ／ＫＡ」（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製）の乾式分散ユニットを用いて、分散圧０．３ＭＰａ（３ｂａｒ）にて測定した体積基準平均粒子径（Ｄ５０）で示した。
【００６４】
微細粒子の含有率は、「レーザー回折式粒度分布測定装置  ｍｏｄｅｌ  ＨＥＬＯＳ  ＬＡ／ＫＡ」（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製）の乾式分散ユニットを用いて、分散圧０．３ＭＰａ（３ｂａｒ）にて体積基準粒子径を測定し、体積基準粒子径が１μｍ以下の粒子の積算値で示した。
【００６５】
シリカ粒子粉末中の金属元素含有量は、シリカ粒子粉末をフッ化水素酸により溶解後、ＩＣＰ発光分光分析法により各元素量を測定した。
【００６６】
炭素粉末中の金属元素含有量は、炭素粉末をマッフル炉内で加熱燃焼を行ない、燃焼後の残留灰分の水溶液を準備し、ＩＣＰ発光分光分析法により各元素量を測定した。
【００６７】
窒化ケイ素粉末中のウィスカーの本数は、走査型電子顕微鏡写真に示される窒化ケイ素粒子５００個あたりの視野に存在するウィスカーの本数で示した。
【００６８】
窒化ケイ素粉末のα化率（％）は、ＣｕＫα線によりＸ線回折を行い、α相の（１０２）面の回折強度Ｉａ１０２と（２１０）面の回折強度Ｉａ２１０、β相の（１０１）面の回折強度Ｉｂ１０１と（２１０）面の回折強度Ｉｂ２１０より、下記数１に従って算出した。
【００６９】
＜数１＞
α化率（％）＝（Ｉａ１０２＋Ｉａ２１０）／（Ｉａ１０２＋Ｉａ２１０＋Ｉｂ１０１＋Ｉｂ２１０）×１００
【００７０】
窒化ケイ素粉末の窒素含有量（重量％）及び酸素含有量（重量％）は、「堀場金属酸素・窒素分析装置ＥＭＧＡ６２０−Ｗ」を用いて（株式会社堀場製作所製）を用いて測定を行った。
【００７１】
窒化ケイ素粉末の炭素含有量（重量％）は、「堀場金属炭素・硫黄分析装置ＥＭＩＡ−２２００型」（株式会社堀場製作所製）を用いて炭素量を測定することにより求めた。
【００７２】
＜実施例１：窒化ケイ素粉末の製造＞
シリカ粒子粉末（シリカ粒子１）（粒子形状：球状、平均一次粒子径：０．００４μｍ、ＢＥＴ比表面積値：７９８．５ｍ２／ｇ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ含有量の合計：３０ｐｐｍ、Ｓｉを除く金属元素の総量：５１０ｐｐｍ）１００重量部と、炭素粉末Ａ（種類：活性炭、体積基準平均粒子径（Ｄ５０）：１７．９μｍ、微細粒子の含有率：０．１８％、ＢＥＴ比表面積値：１４７３．３ｍ２／ｇ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ含有量の合計：４１ｐｐｍ、Ｓｉを除く金属元素の総量：４０７ｐｐｍ）１２０重量部を出発原料とし、種晶として窒化ケイ素粉末（α化率：９２％、平均粒子径：０．６６μｍ）を２重量部を混合し、８％ポリビニルアルコール水溶液２７５重量部を加えてプラネタリミキサーで混練後、押出成形機により造粒体を形成した。
【００７３】
次いで、得られた造粒体を黒鉛製容器に入れ、Ｎ２ガスを流しながら１４５０℃で４．５時間加熱焼成を行い、還元窒化処理を行った。反応終了時のＣＯ濃度は１０ｐｐｍであった。得られた粉末を、空気中８００℃で６時間加熱処理を行い、未反応炭素を燃焼除去して窒化ケイ素粉末を得た。
【００７４】
得られた窒化ケイ素粉末は、平均一次粒子径が１．０５μｍであり、ＢＥＴ比表面積値は４．３ｍ２／ｇ、α化率は９６％、窒素含有量は３９．３重量％、酸素含有量は１．７３重量％、炭素含有量は０．２２重量％、窒化ケイ素粒子５００個あたりの視野に存在するウィスカーの本数が１本であった。
【００７５】
実施例１に従って、窒化ケイ素粉末を作製した。各製造条件、得られた窒化ケイ素粉末の諸特性を示す。
【００７６】
シリカ粒子２及び３：
シリカ粒子粉末として表１に示す特性を有するシリカ粒子粉末を用意した。
【００７７】
【表１】
0005045926.tif 000002
【００７８】
炭素粉末Ｂ〜Ｅ
炭素粉末として表２に示す特性を有する炭素粉末を用意した。
【００７９】
【表２】
0005045926.tif 000003
【００８０】
＜窒化ケイ素の製造法＞
実施例２〜４、比較例１〜３
出発原料の種類及びその配合割合、還元窒化処理における反応温度及び反応時間、脱炭素処理における加熱温度及び加熱時間を種々変化させた以外は、前記実施例１の窒化ケイ素粉末の製造と同様にして窒化ケイ素粉末を得た。
【００８１】
このときの製造条件を表３に、得られた窒化ケイ素粉末の諸特性を表４に示す。
【００８２】
【表３】
0005045926.tif 000004
【００８３】
【表４】
0005045926.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明に係る窒化ケイ素粉末の製造法は、炭素含有量が低い共に、製造時に発生するウィスカーが抑制された窒化ケイ素粉末を安価に得ることができるので、自動車用エンジン部品やガスタービン等の高温構造用材料用窒化ケイ素粉末の製造法として好適である。