DE2922280C2 - Verfahren zum Herstellen von pulverförmigem ß-Siliziumcarbid - Google Patents

Description

O: 62,4% C, 37,4"/o Si, 0,2VoSiO₂.

P-. 34,^0,64,9% Si, 0,2% SiO₂,

Q-, 50% C 41% Si, 9% SiO*.

R: 68% C, 23% Si, 9% SiO₂.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße von maximal 20 μπι verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Siliciumdioxid amorphes Siliciumdioxid oder Aerosil verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Siliciumdioxid Quarzit oder Quarzsand verwendet wird.

5. Verfahren nach einem dei Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, liaP» eine Mischung verarbeitet wird, welche enthält 513 M t.-°/o Kohlenstoff, 46,2 MoL-¹M) Silicium und 1,9 Mol.-% Siliciumdioxid.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung verarbeitet wird, welche enthält 53,7 Mol.-% Kohlenstoff, 42,6 Mol.-% Silicium und 3,7 Mol.-% Siliciumdioxid.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Gattung.

Ein solches Verfahren ist bereits aus der DE-OS 37 521 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ^-Siliciumcarbid in Pulverform dadurch hergestellt, daß Kohlenstoffpulver mit metallischem Siliciumpulver vermischt und in oxidierender Atmosphäre erhitzt wird, um so eine spontane Kettenreaktion zwischen Kohlenstoff und Silicium herbeizuführen.

Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es zum Erzielen eines besonders feinkörnigen Siliciuincarbidpulvers erforderlich ist, die Schüttdichte der in der oxidierenden Atmosphäre behandelten Mischung sehr gering zu halten oder das erhaltene Produkt anschließend sehr gründlich zu zerkleinern.

Diese beiden Möglichkeiten zum Erreichen eines feinkörnigen Silictumcarbidpulvers führen jedoch zu entsprechenden Produktivitätseinbußen und folglich zu vergleichsweise hohen Herstellungskosten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der aus der DE-OS 27 37 521 bekannten Gattung so auszubilden, daß ein feinkörniges /7-Siliciumcarbidpulver erhalten wird, ohne daß eine geringe Schüttdichte der zu oxidierenden Mischung, noch eine nachträgliche Zerkleinerung des Verfahrensproduktes erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der im > Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische

Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß als

in Folge des Zusatzes von Siliciumdioxid zur Ausga^igsmi-

schung und durch Auswahl der Mischungskomponenten

aus einem Bereich O—R—Q—P im Dreistoffschaubild Kohlenstoff-Silicium-Siliciumdioxid (vgL Fig. 1) ein

Siliciumcarbidpulver vom ß-Typ erhalten wird, welches

Ii sich ohne spezielle Zerkleinerungsmaßnahmen durch

eine gute Feinkörnigkeit auszeichnet

Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme 2(i auf die Zeichnung näher erläutert

Die Zeichnung zeigt ein ternäres Diagramm der Kohlenstoff (Kohle)-. Silicium- und Siliciumdioxid-Mengen in Mol.-%, die zweckmäßig erfindungsgemäß verwendet werden.

:? Wenn Siliciumdioxid mit Kohlenstoff (Kohle) gemischt und auf eine erhöhte Temperatur erhitzt wird, läuft die Reaktion unter Bildung von Siliciumcarbid wie folgt ab:

_)u SiO₂ + 3 C - SiC + 2 CO - 144,4 kcal/Mol

Da die Reaktion endotherm ist ist zur Vervollständigung der Reaktion eine beträchtliche Menge an thermischer Energie erforderlich. Der wesentliche Punkt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,

J5 Kohlenstoff (Kohle), Silicium und Siliciumdioxid, das eine Komponente für die endotherme Reaktion ist, miteinander zu mischen und dann die dabei erhaltene Mischung in einer oxidierenden Atmosphäre zu erhitzen.

4i) Wenn eine Mischung aus Kohlenstoffpulver bzw. Kohlepulver, metallischem Siliciumpulver und Siliciumdioxidpulver in einer oxidierenden Atmosphäre erhitzt wird, so reagieren wahrscheinlich der Sauerstoff und eine Komponente der Ausgangsmaterialmischung mit-

■»5 einander unter Bildung eines Zwischenproduktes, das dann als Katalysator fungiert, der die Reaktion eines Teils des Kohlenstoff-Silicium-Systems initiiert und die Reaktion ihrerseits dann innerhalb eines überraschend niedrigen Temperaturbereiches eine Kettenreaktion auslöst, wodurch dte Siliciumcarbidbildung in dem ternären System schnell (innerhalb etwa 1 bis 2 Minuten) beendet bzw. vervollständigt wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Details des vorstehend beschriebenen Reaktionsmechanismus bis-

« her noch nicht völlig geklärt sind. Diese Reaktion, die bei einer tiefen Temperatur beginnt, schnell fortschreitet und innerhalb eines kurzen Zeitraumes beendet ist, wird hier als »spontane Kettenreaktion« bezeichnet.
Bei dieser spontanen Kettenreaktion beeinträchtigen

*o die oxidierenden Eigenschaften der Atmosphäre die Qualität des Produktes nicht, da weder die Ausgangsmaterialien noch das Reaktionsprodukt über einen längeren Zeitraum hinweg hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

μ Ein weiteres wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Siliciumdioxidpulver, das als ein Ausgangsmaterial zugegeben wird, nicht nur an der Bildung von Siliciumcarbid im Verlaufe der

spontanen Kettenreaktion teilnimmt, sondern auch die Bildung von groben Silieiumcarbid-Teilchen hemmt bzw, verhindert, wobei auch hier die Details des Mechanismus noch nicht völlig geklärt sind. Daher kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Teilchengröße gesteuert (kontrolliert) werden zur Vermeidung von groben Teilchen, auch wenn die Packungsdichte der Ausgangsmaterialien zunimmt, so daß leicht ein feinteiliges und aktives Siliciumcarbid-Pulver erhalten werden kann, ohne daß dies auf Kosten der Produktivität geht oder ohne daß ein spezielles Pulverisierungsverfahren, wie oben angegeben, angewendet werden muß. Das Wesen der vorliegenden Erfindung beruht somit auf der spezifischen Funktion der Steuerung (Kontrolle) der Teilchengröße des Reaktionsproduktes durch Zugabe von Siliciumdioxidpulver zu Kohlenstoffpulver (Kohlepulver) und metallischem Siliciumpulver bei der Herstellung von ^-Siliciumcarbid.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren muß die Teilchengröße des Kohlenstoff- bzw. Kohle-Ausgangsmaterials etwa 20 μπι oder weniger betragen und sie beträgt vorzugsweise etwa 0.005 bis etwa 5 μπι, da sonst die spontane Kettenreaktion nicht eingeleitet vird und daher der größte Teil der Mischung der Ausgangsmaterialien oder mindestens ein Teil der Kohlenstoft'teilchen bzw. Kohleteilchen nicht reagiert In der Praxis kann die Teilchengröße des Kohlenstoff- bzw. Kohleausgangsmaterials innerhalb dieses Bereiches ausgewählt werden in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck des ß-Siliciumcarbids. So muß beispielsweise zur Herstellung von hochaktiven feinteiligen Produkten ein Kohlenstoff- bzw. Kohleausgangsmaterial mit einer möglichst geringen Teilchengröße ausgewählt werden.

Wenn einmal die spontane Kettenreaktion beginnt, steigt die Temperatur der Mischung plötzlich an durch die Bildung von Reaktionswärme und ein Teil des metallischen Siliciumpulvers schmilzt oder wird vergast und nimmt an der Umsetzung mit dem Kohlenstoff und der Umsetzung mit dem Siliciumdioxid teil, so daß die Teilchengröße des Siliciums etwas größer sein kann als die des Kohlenstoffs (der Kohle), die bis zu etwa 200 μιη höchstens und vorzugsweise bis zu etwa 100 μπι ist.

Das Siliciumdioxid hat zweckmäßig eine Teilchengröße von etwa 100 μιτι oder weniger, vorzugsweise von etwa 20 μιη oder weniger. Wenn sie oberhalb dieses Bereiches liegt, nimmt ihre Fähigkeit, die Bildung von grobem Siliciumcarbid zu verhindern, stark ab, der Fortschritt der spontanen Kettenreaktion wird verzögert und außerdem reagiert ein Teil des Siliciumdioxids nicht.

Die Art der Ausgangs>r,aterialien kann stark variieren, wenn die oben genannten Bedingungen bezüglich der Teilchengröße erfüllt z\nd. Zu Beispielen für das Kohlenstoff- bzw. Kohleausgangsmaterial gehören die üblicherweise erhältlichen kohlenstoffhaltigen Materialien, wie Naturgraphit, künstlicher Graphit, Koks, ungetrockneter Koks, Ruß, Kohlepech. Erdölpech und dgl. Die kohlenstoffhaltigen Materialien sollten nicht mehr als 30 Gew.-% Asche enthalten.

Das Silicium-Ausgangsmaterial kann ebenfalls aus den verschiedensten Materialien ausgewählt werden, beispielsweise aus solchen von Halbleiter-Qualität bis zu solchen von gewöhnlicher technischer Qualität, es sollte jedoch einen Siliciumgehalt von 90% oder mehr aufweisen.

Als Siliciumdioxid-Ausgangsmaterial können Kieselsteine oder Kieselsand, die beide in der Natur vorkommen, nach dem N'ahlen verwendet werden, was ziemlich schwierig ist. Es ist jedoch bevorzugt, beispielsweise amorphe Siliciumdioxidpulver, die als Nebenprodukte bei der Herstellung von Ferrosilicium, Phosphatdüngemittel und dgl. erhalten werden, feine

ί Siliciumdioxidpulver, die üblicherweise als weißer Kohlenstoff bezeichnet werden, wie Aerosil, synthetisch hergestellt durch oxidative Zersetzung von Siliciumtetrachlorid, und dgl., zu verwenden.

Die Reinheit jeder Komponente beeinflußt die

π» Reinheit und Teilchengröße des Produktes und sie kann somit in geeigneter Weise in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck des Produktes ausgewählt werden, obgleich ihr Einfluß auf die spontane Kettenreaktion nicht bemerkenswert ist

Bezüglich des Mischungsverhältnisses zwischen den Kohlenstoff- bzw. Kohle-, Silicium- und Siliciumdioxid-Ausgangsmaterialien sei bemerkt, daß die spontane Kettenreaktion für die vorliegende Erfindung wesentlich ist, so daß das Mischungsverhältnis von der Teilchengröße jedes Ausgangsniaterials, den Mischungsbeoingungen, der Größe einer Charge der Mischung, der Aufheizgeschwindigi«:it und der Erhitzungstemperatur, dem Sauerstoffgehalt »Jer Atmosphäre und dgL abhängt, wobei auch zu berücksichtigen ist, daß ein Teil des Kohlenstoffs bzw. der Kohle sowie, des Siliciums und des Siliciumdioxids allein oder in Form von gasförmigem Kohlenmonoxid, Siliciummonoxid und dgl. durch Wechselwirkung zwischen ihnen entweicht. Es ist daher erfindungsgemäß schwierig, das

jo Mischungsverhältnis der Ausgangsnvaterialien stöchiometrisch zu errechnen und es muß empirisch auf der Basis von zahlreichen Experimenten bestimmt werden. Das heißt, das Mischungsverhältnis ist so groß, daß jede Komponente, ausgedrückt in Mol.-%, innerhalb des

j5 Bereiches liegt, der durch ein Viereck OPQR begrenzt ist, wie es in der Zeichnung dargestellt ist (d. h. nicht auf den Vierecklinien liegt).

Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Dreieckdiagramm des lernären Kohlenstoff-Silieium-Siliciumdioxid-Systems, das den Bereich angibt, der durch das Viereck CW?/? für das Mischungsverhältnis definiert ist, worin O, P, Q und R die nachfolgend jeweils in MoL-¹Vo angegebenen Zusammensetzungen haben:

O: C 62,4, Si 37,4, SiO₂ 0,2

P: C 34,9, Si 64,9, SiO₂ 0,2

<?:C50, Si 41, SiO₂ 9

R: C 68, Si 23, SiO₂ 9

In dem Bereich auf und oberhalb der Linie OR bleibt ein großer Anteil des Kohlenstoffs (der Kohle) meistens nicht-umgesetzt und in dem Bereich auf und unterhalb der Linie PQ wird zuerst metallisches Silicium allein gesintert und es löst die erwünschte spontane Kettenreaktion nicht aus, oder selbst dann, wenn es reagiert, ist eine große Menge an gesintertem metallischem Silicium vorhanden, welche die Pulverisierung des Produktes nach der Reaktion stört.

In dem Bereich rechts der Linie QR (einschließlich der 6(i Linie) überwiegt dr endotherme Reaktion von Siliciumdioxid und Kohlenstoff (Kohle) und es wird daher schwierig, die spontane Kettenreaktion einzuleiten. Andererseits ist in dem Bereich links von dei* Linie OP (einschließlich der Linie) die Inhibicrung der Bildung fi-, von grobem Siliciumcarbid nicht wirksam aufgrund des niedrigen Siliciuindii.,ridgeha)tes, obgleich eine spontane Kettenreaktion auftritt.
Bei einer Zusammensetzung innerhalb des Vierecks

OPQR führt die Mischung der Ausgangsmaterialien zu einer spontanen Kettenreaktion, welche die Reaktion schnell beendet bzw. vervollständigt, während die Bildung von groben Teilchen verhindert wird, so daß das gewünschte feinteilige, aktive Pulver erhalten wird. Wenn der Mengenanteil der Siliciumdioxidkomponente innerhalb des Bereiches des Viereckes erhöht wird, wird der Einfluß des Siliciumdioxids deutlicher und es verleiht dem Produkt eine höhere Feinheit.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung, bei der die oben genannten Punkte berücksichtigt werden, kann das Mischungsverhältnis daher so ausgewählt werden, daß es innerhalb des oben genannten Bereiches liegt, je nach den gewünschten Verwendungszwecken für das Produkt.

Die Ausgangsmaterialien werden unter Anwendung eines üblichen Verfahrens gründlich miteinander gemischt, in ein geeignetes wärmebeständiges, feuerfestes Reaktionsgefäß eingeführt und in einer oxidierenden Atmosphäre erhitzt In diesem Falle wird die spontane Kettenreaktion eingeleitet, ungeachtet der Schüttdichte nach dem Einführen der Mischung aus den Ausgangsmaterialien, und da die Teilchengröße des Produktpulvers bis herunter zu einer hohen Feinheit durch Einstellung der Siliciumdioxidkomponente entsprechend der Erfindung leicht gesteuert werden kann, ist es vom Standpunkt der Produktivität aus betrachtet von Vorteil, die Schüttdichte so hoch wie möglich zu machen.

Wenn der Sauerstoffgehalt der erhitzten Atmosphäre weniger als etwa 0.3 Vol.-% beträgt, wird die spontane Kettenreaktion nicht eingeleitet, während durch eine stark oxidierende Atmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt \on mehr als etwa 35 Vol.-°/o die mit der Ov dation zusammenhängenden Probleme in ungünstiger Weise vermehrt werden. So lange die Atmosphäre etwa 0.3 bis etwa 35 Vol.-% Sauerstoff enthält, kann sie aus Luft bestehen und sie kann ein reduzierendes oder inertes Gas. wie Kohlenmonoxid, Kohlendioxid oder Argon, enthalten oder es kann unter reduziertem Druck. beispielsweise unter einem geringen Vakuum von 11 mm Hg oder höher, gearbeitet werden. Bei dem wärmebeständigen, feuerfesten Reaktionsgefäß kann es sich um einen offenen elektrischen Ofen, einen Gasofen oder einen gewöhnlichen industriellen feuerfesten Ofen zum Calcinieren feuerfester Materialien handeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren muß durchgeführt werden, bis die Mischung der Ausgangsmaterialien eine Temperatur erreicht hat, die hoch genug ist. um die spontane Kettenreaktion einzuleiten. Diese Temperatur hängt von der Teilchengröße der Ausgangsmaterialien, dem Mischungsverhältnis, den Mischungsbedingungen, der Größe einer Charge der Mischung, der Größe des feuerfesten Reaktionsgefäßes, dem Sauerstoffgehalt der Atmosphäre, der Aufheizgeschwindigkeit und derglei chen ab, sie liegt jedoch in der Regel innerhalb eines Bereiches von etwa 800 bis etwa 1450° C, vorzugsweise bei 1000 bis 1300= C.

Die Temperatur, bei der die spontane Kettenreaktion induziert wird, kann durch einen Vorversuch leicht ermittelt werden, und die Temperatur des Reaktionsgefäßes wird vorzugsweise etwas höher eingestellt als diese Temperatur. Die zum Erhitzen erforderliche Zeit liegt in der Regei innerhalb 10 Stunden einschließlich der Aufheizzeit und eine längere Zeit ist erforderlich, wenn der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre abnimmt.

Das durch die Induktion der spontanen Kettenreak tion nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Produkt kann leicht pulverisiert werden ohne irgendeine spezielle mechanische Pulverisierung, und der größte Teil des Produktes liegt augenscheinlich in Form eines Pulvers mit einer Teilchengröße von etwa 500 μηι oder . weniger vor. Durch Verwendung einer üblichen Zerkleinerungsvorrichtung, wie z. B. einer Kugelmühle, einer Oszillationsmühle und dgl., wird das erhaltene Produkt leicht pulverisiert, wobei man ganz leicht ein feines Pulver mit einer Teilchengröße von etwa 0,9 bis etwa 0,005 μπι erhält. Die Herabsetzung der Teilchengröße wird leichter, wenn die Teilchengröße des Kohlenstoff- bzw. Kohleausgangsmaterials geringer ist und der Mengenanteil des Siliciumdioxids zunimmt.

Das durch die Induktion der spontanen Keltenreaktion nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Produkt besteht aus Siliciumcarbid hauptsächlich in Form von j?-Kristallen, wie durch Röntgenkristallographie festgestellt wurde, und ohne Schwierigkeit kann eine Reinheit von 90% oder höher erhalten werden.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel I

3,12 kg eines handelsüblichen Rußes (Reinheit , 98,4 Gew.-%) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,05 μιη. 5,36 kg eines handelsüblichen metallischen Siliciumpulvers (Reinheit 94,6 Gew.-%) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 77 μηι und 0,58 g Siliciumdioxidpulver, erhalten als Nebenprodukt bei der Herstellung von Phosphatdüngemitteln (Reinheit 98.5 Gew.-%) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0.08 μηι wurden miteinander gemischt. Die Zusammensetzung der Mischung betrug C: 51,9 Mol.-%. Si: 46.2 Mol.-% und SiO₂: 1,9 Mol.-%, wie bei Nr. 1 in der Figur angegeben.

Zu der Mischung wurde Wasser in einer Menge von 35 Gew.-Teilen auf lOOGew.-Teilen der Mischung zugegeben, das Ganze wurde durchgeknetet und in ein wärmebeständiges, feuerfestes zylindrisches Reaktions-

Ii gefäß mit einem Innendurchmesser von 260 mm und einer Höhe von 300 mm eingeführt und ein Deckel wurde leicht daraufgelegt. Das feuerfeste zylindrische Reaktionsgefäß wurde dann in einem elektrischen Ofen vom Siliconit-Kistentyp, d. h. in einer Luftatmosphäre

i, (O₂: 20Vol.-%. N₂: 80 Vol.-%) mit einer Aufheizgeschwindigkeit von etwa 300⁰C pro Minute erhitzt. Als die Temperatur etwa 1060°C erreicht hatte, trat eine deutliche Rauchbildung auf, welche die Einleitung der spontanen Kettenreaktion anzeigte, und dieses Phäno-

in men setzte sich etwa 1 oder 2 Minuten fort. Danach wurde der elektrische Strom abgeschaltet, i"\i das Reaktionsgefäß abkühlen zu lassen. Etwa 20 Stunden später wurde das erhitzte Produkt herausgenommen. Obgleich seine Oberfläche etwas weiß war bis zu einer Tiefe von etwa 5 mm durch die Oxidation, zeigte die gleichmäßige gelblich-grüne Farbe im Innern eindeutig, daß es aus qualitativ hochwertigem Siliciumcarbid bestand.

Das Produkt war offensichtlich überhaupt noch nicht

«i gesintert und es ließ sich leicht zerkleinern zu einem Pulver mit einer scheinbaren Teilchengröße von 200 μπι oder weniger, indem man es einfach zwischen zwei Fingerspitzen zerrieb. Durch Mahlen in einer Labor-Zerkleinerungsvorrichtung wurde es zu einem Pulver

e5 mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 μπι zerkleinert Durch Röntgenanalyse des erhaltenen Pulvers wurde der größte Teil des Pulvers als //-Kristalle von Siliciumcarbid identifiziert und die Reinheit betrug.

Beispiel 3

Auf ähnliche Weise wie in Beispiel I wurde die gleiche Mischung wie in Beispiel I in ein feuerfestes Reaktionsgefäß eingeführt und ein Deckel wurde leicht daraufgelegt. Das Reaktionsgefäß wurde dann schnell in einen Elektroofen gegeben, der im Innern bereits auf 1350 C gehalten wurde, und schnell erhitzt. Nach etwa I Stunde war eine deutliche Rauchbildung zu beobachten, das Reaklionsgefäß wurde sofort herausgenommen und zum erzwungenen Kühlen in Koksgrus eingebettet. Das dabei erhaltene erhitzte Produkt wies praktisch keine oxidierte Oberflächenschicht auf und es nahm völlig eine gelblich-grüne Farbe an. Die Feinheit der Teilchen war die gleiche wie in den Beispielen I und 2 und die Reinheit wurde weiter verbessert auf 99.2%.

Beispiel 4 Pc iuiirrlf» rl<»c irlfMi-hi» Vprfah

ίο

wie gefunden wurde, 96,5 Gew.-°/o, bestimmt durch übliche chemische Naßanalyse.

Zum Vergleich wurden unter Anwendung eines Verfahrens, wie es in der US-Patentschrift 41 17 096 beschrieben ist, Kohlenstoff- bzw. Kohlcpulver und Siliciumpulver als Ausgangsmaterialien ohne Siliciumdioxidpulver verwendet und die übrigen experimentellen Bedingungen waren die gleichen wie oben, wobei man ein Produkt erhielt. Obgleich das Produkt das gleiche Aussehen und die gleiche Reinheit hatte, erhielt man eine ziemlich grnbe durchschnittliche Teilchengröße von 4,0 μπι, wenn es unter den gleichen Bedingungen gemahlen wurde. Dies zeigt, daß es mit der vorliegenden Erfindung möglich ist, leichter ein feinteiliges und aktives Siliciumcarbid-Feinpulver herzustellen.

Beispiel 2

Auf

prfahrpn

durchgeführt, wobei diesmal jedoch das Mischungsverhältnis der Ausgangsniaterialien betrug: C: 53,7 Mol.-%, Si: 42,6 Mol. % und SiO₂: 3,7 MoL-¹VO. wie bei Nr. 2 in der Zeichnung angegeben. Die Temperatur, bei der die Rauchbildung begann, betrug etwa 1080°C und der elektrische Strom wurde abgeschaltet, wenn die Temperatur etwa 1120⁰C erreicht hatte. Es wurde ein Produkt mit einem ähnlichen Aussehen und einer ähnlichen Reinheit wie in den vorausgegangenen Beispielen erhalten. Nach dem Mahlen in einer Labor-Zerkleinerungsvorrichtung unter den gleichen Beringungen wurde es weiter zerkleinert bis zu einem Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,2 μιη.

ähnliche Weise wie in Beispiel I wurde die

r»I*»ι/-·K f* \Λ (cr«Ktir»r» umo »r» Qoicrtlol t in aiii f«*t it*rf£>c Ιαι

Erhitzungsreaktionsgefäß eingeführt und ein Decket wurde leicht daraufgelegt. Das Reaktionsgefäß wunk dann in Koksgrus eingebettet und in einem Tunnelofen calciniert. Das Calcinieren der feuerfesten Materialien erfolgte in einer Heizzonc von etwa 1230⁰C für einen Zeitraum zwischen der Beschickung und der Entladung von etwa 40 Stunden.

Die Atmosphäre innerhalb des Ofens war folgend·.· O₂: 3.2%, CO: 0%, CO₂: 10.8%, H₂O: 13.9% und N₂: 77,0%, stets bezogen auf das Volumen. Das dabei erhaltene erhitzte Produkt hatte offensichtlich eine oxidierte Oberfläche mit einer geringeren Dicke. Die Kristalleigenschaften waren die gleichen wie in Beispiel 1. Die Reinheit wurde auf 97,7% verbessert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

I Patentansprüche;

1. Verfahren zum Herstellen von feinpulvrigem /»-Siliciumcarbid, bei welchem Kohlenstoffpulver mit einer Teilchengröße von maximal 20 μπ\ und Siliciumpulver vermischt werden und die erhaltene Mischung in oxidierender Atmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt von circa 0,3 bis etwa 35 VoI.-% auf eine Temperatur von etwa 800 bis etwa 1450⁰C erwärmt wird, um eine spontane Kettenreaktion auszulösen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung SiO₂-PuIver zugesetzt wird und daß die Mischungskomponenten in solchen Mengenanteilen miteinander vermischt werden, daß jede Komponente, ausgedrückt in MoL-%, innerhalb eines Bereiches O—P—Q—R des ternären Systems Kohlenstoff, Silicium, Siliciumdioxid (der Fig. 1) liegt, wobei diese Punkte wie folgt definiert sind