2022.12/10 科学的実験（5）

高純度SiCを合成しようとするときに、高純度のシリカと高純度のカーボンを反応させて合成すればよい、と無機化学者ならば最初に考える。

しかし、高純度のシリカとカーボンを化学量論比で混合してもウィスカーが生成したり未反応のシリカが残る問題をどう解決するのか。カーボンを大過剰に用いるとその問題を一度に解決できる技術が1970年代に公開されている。

それでは、カーボンを大過剰に用いたときに、SiC合成後反応に使用されなかった余分なカーボンをどうやって除去するのか。

カーボンは焼却すればよい、という人は、SiCも酸化される問題を考えていない。結局高純度カーボンと高純度シリカの反応では、高純度SiCを製造することが難しいと気がつく。

耐熱性の高い無機材料の場合に不純物を除去するためにエネルギーがかかるので、原材料に有機物を使用し、分子レベルでシリカとカーボンの混合された状態ができないかを考えることになる。

この考え方で、高純度フェノール樹脂と高純度ポリエチルシリケートを原料に用いるアイデアが生まれている。しかし、χが大きいのでこの両者の原料を均一混合することが難しい。

唯一の方法がリアクティブブレンドになるのだが、反応条件を見出すための科学的に進める実験手順は工数がかかることが容易に想像できる。それではどうするのか。

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