本方法是采用急骤热解法，将陶瓷母体大料滴送入到已加热的含有气体的容器中，其温度和时间间隔要足以获得粉末。形成的料滴的直径大于１０μｍ，容器被加热到高于５００℃。 所制得的无定形或结晶形的金属和／或非金属氮化物和／或碳化物粉末包含球形颗粒，其平均直径大于０. ２μｍ，其９０％的粒径小于０. ４μｍ。这种粉末有利于用于机动车和航空领域中以制造有良好热机械特性的陶瓷制品。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及采用急骤热解制备金属和/或非金属氮化物和/或碳化物的方法。本专利技术还涉及由此法获得的毫微米级的无定形粉末或结晶粉末。碳氮化硅粉末的生产方法是已知的。在这些方法中，有用四氯硅烷、氨和甲烷为原料的汽相法（US4036653）。粉末中存在的碳化硅和氮化硅相的比例决定于原始气体混合物的组成。该方法的缺点是产生盐酸和氯化铵。所获得的碳氮化硅粉末的比表面积高于1cm2/g并且含0.1～5%的碳。Gonsalves等人[AdvancedMaterials，3n04，第202～204页，（1991）]描述了一种方法，该方法是通过在激光束内喷雾母体小液滴以形成一种气溶胶。所使用的母体是单环的有机硅氮烷（在环上有6和8个原子并且包含少量的直链低聚物）的混合物。为了形成料滴，必须使用安装有超声发生体系的喷雾器。所获得的无定形粉末颗粒的平均直径为62nm。结晶粉末颗粒具有双峰值分布，其中平均直径为44.8和119.43nm。US 4，594，330描述了一种汽相法，该方法是加热一种不含卤素和氧原子的有机硅化合物。按照该方法，化合物必须是能够汽化的。-->该方法可生产颗粒粒径小于0.2μm的无定形粉末或结晶粉末。Mizutani和Liu[陶瓷粉末科学（Ceramic Powder Science）Ⅲ，第59页，（1990）]描述了在普通炉中热解聚硅氮烷。该方法包括直径为几个微米的小料滴的形成步骤，则就要使用聚硅氮烷稀溶液。所获得的无定形粉末是颗粒状的，其平均直径为0.38μm，几何标准偏差为1.5。目前已经发现了通过急骤热解由所述氮化物和/或碳化物的母体制备金属和/或非金属氮化物和/或碳化物粉末的几种方法，该方法的特征在于将母体大料滴送到已被加热的容器中，其温度和加热时间间隔要足以获得粉末。此处的术语“大料滴”是指平均直径一般大于10μm的料滴，优选地大于50μm，最好为100μm～5mm。本专利技术的方法可制造粒径大于0.2μm的无定形粉末。该方法还可获得部分或全部含有毫微米级（即小于500nm）微晶的结晶粉末。通过一种或多种合适的热处理可任意地增加由此获得的粉末的结晶度。在本专利技术的方法中，形成大料滴，其主要的优点是可使用在使用温度下呈液态或可熔的而无须在“普通”溶剂中稀释母体。此处的“普通”溶剂意指没有Si、Al、Ti和B原子的所有溶剂。本专利技术的另一个优点涉及所获得的无定形粉末，其颗粒大小要使之可控制氧的比例。实际上，在硅和钛的氮化物和/或碳化物粉末的情况下，已知颗粒表面的增大通过碳化物和/或氮化物的表面氧化，而导致二氧化硅或二氧化钛含量的增加。由此形成的氧化物引起陶瓷的耐火特性下降。仅仅为了说明，本专利技术的方法和可实施该方法的装置示于附图-->1和2中。图1表示本专利技术的装置，该装置由管式炉[1]组成，管式炉[1]可加热一套构成容器的管[2]和[3]。管[2]的底部是封闭的，在管[2]内设置有管[3]，在管[3]的上部有一个开口[4]，开口[4]可使杆[5]通入到达其底部，该底部连结有园盘[6]。园盘[6]由发动机[7]通过杆[5]而旋转。在园盘[6]的上方有一个连在杆[9]上的刮板[8]。管[3]的底部装有用于杆[5]传动的内部导向体系[10]。在操作条件下，将通过排气孔[12]排出的气体连续地输经管[3]的支管[11]中。该气体与料滴和形成的粉末同流，其作用主要是排掉在急骤热解期间形成的气体。该气体可选自氮、氩、氢、氨、氦和这些气体的混合气体，氮气是优选的。将装在容器（未示出）中的母体通过插在管[14]内的毛细管[13]输入到管[3]中。在离开管[13]处所形成的料滴的形成速率决定于泵[15]的进料速率。当粉状颗粒形成时，通过刮板[8]将它们朝着管[2]的底部移动。实施本专利技术的另一种装置示于图2。管[20]插入到由一系列叠加的管式炉[21]组成的加热体系中。可将气体输入的支管[22]设置在管[20]的上部。位于管[20]顶部的连接器[23]装有可送入母体的毛细管[24]（未示出）。在管[20]的底部有粉末回收体系，例如由圆形烧瓶[25]组成，在烧瓶[25]的上部有排气孔[26]以使气体排出。本专利技术的母体最好选自在低于粉末形成温度下呈液态或可熔的化合物。根据母体的特性可改变温度。其温度值可为200～500℃（作为引导）。本专利技术的母体选自可获得金属和/或非金属氮化物和/或碳化物粉末的化合物，该粉末包含N、C、H、O和M其中M选自Si、Al、Ti和-->B，其组成按重量计是N为0～60%，C为0～40%，H为2～10%，O为0～10%以及M为20～80%，N和C不能同时为零。在本专利技术的这些母体中，可使用（作为指导）硅衍生物如聚硅烷，聚硅氮烷和聚硅氧烷，以及钛衍生物如由Ti[N（CH3）2]4与氨反应所产生的化合物（参见J.Am.Ceram.Soc.，71（1），第72～82页，1988）。本专利技术的母体最好包括选自Si、Al、Ti和B的金属和/或非金属的混合物，例如可为聚钛碳硅氮烷（参见EP 417526），聚钛甲硅烷基肼（参见专利申请FR 2670789），聚铝甲硅烷基肼（参见专利申请FR 2670789）和含有多个下列化学式单体的化合物：其中基团R（相同或不同）代表含有至多12个碳原子的烷基，Z可代表H或SiR3，以及下列化学式的环硼氮烷：或由氨与下列化学式的甲硅烷基肼反应所产生的那些物质：-->其中基团R（相同或不同）代表含有至多12个碳原子的有机基团，X代表卤素，尤其是Br或Cl（参见专利申请EP 0524858）。最好使用不含卤素原子的母体，这是因为要避免形成腐蚀性的卤素衍生物。优选使用具有按下列计算式确定的固定产量高于50%的母体：TR＝(M)/(Mi)×100其中TR代表固体产量;M代表在氮气氛下加热（以100℃/小时从25℃加热到500℃，然后在500℃下加热1小时）后所获得的量;Mi代表母体的原始量。当本专利技术的母体的粘度对形成大料滴过高时，则可加入低粘度的母体。例如，尤其当母体是聚硅烷或聚硅氮烷时，可使用六甲基二硅氮烷。对此，可使用任何合适的可获得适当粘度的混合物。按照本专利技术的方法，容器的温度是要适合于将母体料滴突然地加热到可使料滴转变成粉末的高温。所使用的温度一般高于500℃，优选地为600和1700℃之间。在本专利技术的方法中，加热时间要足以使母体料滴转变成粉末。例如在加热到1000℃的料滴直径为1mm的情况下，加热时间可在十分之几秒到几秒内改变。按本专利技术的方法获得的粉末也是本专利技术的要点。根据本专利技术方-->法所使用的容器的温度，该粉末可以是无定形的或结晶形的。当温度低于1350℃时，一般获得无定形粉末，该粉末的特征在于它由N、C、H、O和M组成，其中M代表选自Si、Al、Ti和B的金属，其组合物按重量计为N＝0～60%，C＝0～40%，H＝0.5～10%，O＝0.5～10%的及M＝20～80%，N和C不能同时为零。根据所使用的母体，该粉末可含有一种或多种选自以上的金属或非金属。本专利技术无定形粉末的特征还在于该粉末是难熔的，在25℃ 1%（重量）以上的甲苯中是不溶的，其特征为颗粒主要是球形的，直径大于0.2μm，呈现出均本文档来自技高网...
【技术保护点】
采用急骤热解制备用于制造陶瓷的金属和／或非金属氮化物和／或碳化物的无定形或结晶粉末的方法，其特征在于将母体大料滴送入到已加热的容器中，其温度和时间间隔要足以获得粉末。
【技术特征摘要】
FR 1993-3-23 93033051、采用急骤热解制备用于制造陶瓷的金属和/或非金属氮化物和/或碳化物的无定形或结晶粉末的方法，其特征在于将母体大料滴送入到已加热的容器中，其温度和时间间隔要足以获得粉末。2、根据权利要求1的方法，其特征在于母体选自含有N、C、H、O和M的化合物，其中M选自由Si、Al、Ti、B而其组成按重量计为N＝0～60%、C＝0～40%、H＝2～10%、O＝0～10%和M＝20～80%，N和C不能同时为零。3、根据权利要求1和2任一方法，其特征在于母体在低于形成粉末温度的温度下呈液态或可熔的。4、根据权利要求1-3任一方法，其特征在于将母体稀释在低粘度的母体或母体混合物中。5、根据权利要求1的方法，其特征在于母体料滴的直径大于10μm，优选地大于50μm，最好介于100μm-5mm之间。6、根据权利要求1的方法，其特征在于容器的温度高于500℃，优选地为600...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯廷洛姆比尔，琼皮尔迪森，琼皮尔丘，
申请(专利权)人：埃尔夫阿托化学有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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