JP2020200219A - Method for producing aluminum nitride powder and method for controlling specific surface area of aluminum nitride powder - Google Patents

Method for producing aluminum nitride powder and method for controlling specific surface area of aluminum nitride powder Download PDF

Info

Publication number
JP2020200219A
JP2020200219A JP2019108420A JP2019108420A JP2020200219A JP 2020200219 A JP2020200219 A JP 2020200219A JP 2019108420 A JP2019108420 A JP 2019108420A JP 2019108420 A JP2019108420 A JP 2019108420A JP 2020200219 A JP2020200219 A JP 2020200219A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
aluminum nitride
surface area
specific surface
al2o3
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2019108420A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
真良 吉岡
Masayoshi Yoshioka
真良 吉岡
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.)
Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal 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 Nippon Light Metal Co Ltd filed Critical Nippon Light Metal Co Ltd
Priority to JP2019108420A priority Critical patent/JP2020200219A/en
Publication of JP2020200219A publication Critical patent/JP2020200219A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

To provide a method for producing an aluminum nitride powder capable of more strictly controlling a specific surface area of the aluminum nitride powder, and a method for controlling the specific surface area of the aluminum nitride powder.SOLUTION: A method for producing aluminum nitride powder comprises: a step of synthesizing aluminum nitride preliminary powder by reduction-nitriding alumina preliminary powder in advance, and measuring a specific surface area (SMAl2O3) of the aluminum preliminary powder and a specific surface area (SMAlN) of the aluminum nitride preliminary powder; a step of setting a target specific surface area (STAlN) of the aluminum nitride powder; a step of calculating a target specific surface area (STAl2O3) of alumina powder based on the SMAl2O3, the SMAlN, and the STAlN; a step of preparing alumina powder whose specific surface area coincides with the STAl2O3; and a step of synthesizing the aluminum nitride powder by reduction-nitriding the alumina powder.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、窒化アルミニウム粉末の製造方法及び窒化アルミニウム粉末の比表面積を制御する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing aluminum nitride powder and a method for controlling the specific surface area of aluminum nitride powder.

窒化アルミニウム(AlN)は、自由電子を持たない一方で格子振動を伝え易いという性質を有しており、熱伝導性及び電気絶縁性に優れるという特徴を有している。そのため、窒化アルミニウム粉末は、これを焼結して焼結体としたり、あるいは樹脂と混練して複合材料としたりして、ICやCPUといった半導体部品の基板や放熱部品の用途に用いられている。 Aluminum nitride (AlN) has the property of easily transmitting lattice vibration while having no free electrons, and has the characteristics of being excellent in thermal conductivity and electrical insulation. Therefore, aluminum nitride powder is used for substrates of semiconductor parts such as ICs and CPUs and heat-dissipating parts by sintering it into a sintered body or kneading it with a resin to make a composite material. ..

窒化アルミニウム粉末の合成方法として、直接窒化法と還元窒化法の2つの手法が知られている。直接窒化法は、金属アルミニウム粉末を窒素雰囲気中で焼成して窒化アルミニウムとする手法であり、その反応は2Al+N→2AlNで表される。この手法で合成された窒化アルミニウムはブロック状の塊である。そのため、粉末を得るには、多段の粉砕処理をこの塊に施す必要があり、粒径制御が困難であるとともに粉砕時に不純物が混入し易く、高純度の粉末を得るのが困難という問題がある。 Two methods, a direct nitriding method and a reduction nitriding method, are known as methods for synthesizing aluminum nitride powder. The direct nitriding method is a method of calcining metallic aluminum powder in a nitrogen atmosphere to obtain aluminum nitride, and the reaction is represented by 2Al + N 2 → 2AlN. The aluminum nitride synthesized by this method is a block-shaped mass. Therefore, in order to obtain a powder, it is necessary to perform a multi-step pulverization treatment on this mass, which causes a problem that it is difficult to control the particle size and impurities are easily mixed during pulverization, and it is difficult to obtain a high-purity powder. ..

これに対して、還元窒化法は、アルミナ(Al)粉末にカーボン粉末等の還元剤を混合し、得られた混合物を窒素雰囲気中で焼成した後に解砕して窒化アルミニウムとする手法であり、還元剤としてカーボンを用いた場合には、その反応はAl+3C+N→2AlN+3COで表される。還元窒化法は、粒径の揃った高純度窒化アルミニウム微粉末を得ることができるため、高熱伝導材料用粉末の作製手法として最適とされている。還元窒化法による窒化アルミニウム粉末の合成を開示する文献として、以下のものが挙げられる。 On the other hand, the reduction nitriding method is a method in which a reducing agent such as carbon powder is mixed with alumina (Al 2 O 3 ) powder, and the obtained mixture is calcined in a nitrogen atmosphere and then crushed to obtain aluminum nitride. When carbon is used as the reducing agent, the reaction is represented by Al 2 O 3 + 3C + N 2 → 2AlN + 3CO. Since the reduction nitriding method can obtain high-purity aluminum nitride fine powder having a uniform particle size, it is considered to be the most suitable method for producing powder for a high thermal conductive material. Documents that disclose the synthesis of aluminum nitride powder by the reduction nitriding method include the following.

特許文献1には、平均粒子径0.15〜0.5μmのアルミナ粉末とカーボン粉末とを混合し、窒素雰囲気下1400〜1700℃で窒化し、ついで窒化後の粉末を5〜30重量%のカーボン存在下に粉砕した後、余剰のカーボンを燃焼除去することを特徴とする窒化アルミニウム粉末の製造方法が開示され、該方法によれば微粒で凝集粒が少なく、成形性、安定性に優れ、かつ無助剤で常圧焼結が可能な窒化アルミニウム粉末の供給が可能になる旨が記載されている(特許文献1の請求項2及び[0036])。 In Patent Document 1, alumina powder having an average particle diameter of 0.15 to 0.5 μm and carbon powder are mixed and nitrided at 1400 to 1700 ° C. in a nitrogen atmosphere, and then the nitrided powder is obtained in an amount of 5 to 30% by weight. A method for producing an aluminum nitride powder, which comprises pulverizing in the presence of carbon and then burning and removing excess carbon, has been disclosed. According to the method, fine particles with few aggregates, excellent moldability and stability, and excellent moldability and stability. Moreover, it is described that the aluminum nitride powder that can be sintered at normal pressure without any aid can be supplied (Patent Document 1 claim 2 and [0036]).

特許文献2には、還元窒化法における窒化アルミニウム粉末の製造法において、出発原料としてアルミナ粒子粉末の粒子表面が表面改質剤によって被覆されていると共に該表面改質剤被覆アルミナ粒子表面に炭素粉末が付着している複合粒子粉末を用いることを特徴とする窒化アルミニウム粉末の製造法が開示され、該製造法によれば、不純物が少なく優れた熱伝導率とシャープな粒度分布を有すると共に、焼結時の熱収縮率が低い窒化アルミニウム粉末を比較的安価に得ることができる旨が記載されている(特許文献2の請求項1及び[0014])。 In Patent Document 2, in the method for producing aluminum oxide powder in the reduction nitriding method, the particle surface of the alumina particle powder is coated with a surface modifier as a starting material, and the surface of the surface modifier-coated alumina particle is coated with carbon powder. A method for producing an aluminum oxide powder, which is characterized by using a composite particle powder to which the powder is attached, is disclosed. According to the method, the aluminum oxide powder has excellent thermal conductivity and a sharp particle size distribution with few impurities, and is baked. It is described that aluminum nitride powder having a low thermal shrinkage at the time of baking can be obtained at a relatively low cost (claims 1 and [0014] of Patent Document 2).

また、特許文献3及び特許文献4には、アンモニアガスによってアルミナを還元窒化する手法が開示されている。例えば、特許文献3には、γ−Al又はその前駆体を、炭化水素ガスを0.5容積%以上含有する炭化水素ガスとアンモニアガスとの混合ガス中で1200〜1700℃で加熱して、比表面積が10m/g以上の多孔質窒化アルミニウムを製造し、次にこれを不活性ガス、アンモニアガス及びアンモニアガスと不活性ガスとの混合ガスの中のいずれか一種のガス雰囲気で1600〜2000℃で加熱することを特徴とする低酸素濃度窒化アルミニウムの製造方法が開示されている(特許文献3の請求項1)。 Further, Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose a method of reducing and nitriding alumina with ammonia gas. For example, in Patent Document 3, γ-Al 2 O 3 or a precursor thereof is heated at 1200 to 1700 ° C. in a mixed gas of a hydrocarbon gas containing 0.5% by volume or more of the hydrocarbon gas and an ammonia gas. Then, a porous aluminum nitride having a specific surface area of 10 m 2 / g or more is produced, and then this is used as a gas atmosphere of any one of an inert gas, an ammonia gas and a mixed gas of an ammonia gas and an inert gas. Discloses a method for producing low oxygen concentration aluminum nitride, which comprises heating at 1600 to 2000 ° C. (claim 1 of Patent Document 3).

特許文献4には、炭化水素ガスを0.5容量%以上含有する炭化水素ガスとアンモニアガスとの混合ガス中でアルミナを加熱し窒化して窒化アルミニウムを製造するに当たり、アルミナにγ−Al又はその前駆体を仮焼してその水分量を1重量%以下としたγ−Alを用い、かつ加熱温度を1200〜1700℃とすることを特徴とする窒化アルミニウムの製造方法が開示されている(特許文献4の請求項1)。 Patent Document 4 describes that in producing aluminum nitride by heating and nitriding alumina in a mixed gas of a hydrocarbon gas containing 0.5% by volume or more of hydrocarbon gas and ammonia gas, γ-Al 2 is added to the alumina. A method for producing aluminum nitride, which comprises using γ-Al 2 O 3 in which O 3 or a precursor thereof is calcined to reduce the water content to 1% by weight or less, and the heating temperature is 1200 to 1700 ° C. Is disclosed (claim 1 of Patent Document 4).

特開平05−017109号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-017109 特開2006−256940号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-256940 特開平11−021113号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-021113 特開平11−130411号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-130411

このように、アルミナ粉末を還元窒化することで窒化アルミニウム粉末を合成することが従来から提案されている。一方で、窒化アルミニウム部品の高特性化の要求に応じて、窒化アルミニウム粉末の物性をより厳密に制御することが要求されている。特に窒化アルミニウム粉末を焼結して焼結体とする場合や樹脂との複合材とする場合には、流動性や充填性を確保する観点化から窒化アルミニウム粉末の比表面積等の物性をより厳密に制御することが要望される。しかしながら、従来の手法では合成後の窒化アルミニウム粉末の比表面積を厳密に制御することが困難であった。すなわち、還元拡散法での窒化アルミニウムの合成過程では、窒化過程と粒成長過程が複雑に絡み合い、単純な反応機構で表すことが困難であるからである。そのため、単純に原料アルミナ粉末の比表面積を高める又は低めるという手法では、所望の比表面積を有する窒化アルミニウム粉末を得ることができなかった。 As described above, it has been conventionally proposed to synthesize aluminum nitride powder by reducing and nitriding the alumina powder. On the other hand, in response to the demand for higher characteristics of aluminum nitride parts, it is required to control the physical properties of the aluminum nitride powder more strictly. In particular, when the aluminum nitride powder is sintered to form a sintered body or a composite material with a resin, the physical properties such as the specific surface area of the aluminum nitride powder are stricter from the viewpoint of ensuring fluidity and filling property. It is required to control. However, it has been difficult to strictly control the specific surface area of the aluminum nitride powder after synthesis by the conventional method. That is, in the process of synthesizing aluminum nitride by the reduction diffusion method, the nitriding process and the grain growth process are intricately intertwined, and it is difficult to express by a simple reaction mechanism. Therefore, the aluminum nitride powder having a desired specific surface area could not be obtained by simply increasing or decreasing the specific surface area of the raw material alumina powder.

本発明者は、このような問題に対処すべく検討を進めた結果、アルミナ粉末の低比表面積領域と高比表面積領域で合成後の窒化アルミニウムの粒成長挙動が異なること、及び低比表面積領域と高比表面積領域に分けてアルミナの比表面積目標値を算出し、該目標値に基づきアルミナの比表面積を制御することで、合成後の窒化アルミニウム粉末の比表面積をより厳密に制御することが可能になるとの知見を得て、本発明を完成させた。 As a result of studying to deal with such a problem, the present inventor found that the grain growth behavior of aluminum oxide after synthesis differs between the low specific surface area region and the high specific surface area region of the alumina powder, and the low specific surface area region. By calculating the specific surface area target value of alumina by dividing it into the high specific surface area region and controlling the specific surface area of alumina based on the target value, it is possible to more strictly control the specific surface area of the aluminum oxide powder after synthesis. The present invention was completed with the finding that it would be possible.

したがって、本発明は、窒化アルミニウム粉末の比表面積をより厳密に制御することが可能となる窒化アルミニウム粉末の製造方法及び窒化アルミニウム粉末の比表面積を制御する方法の提供を課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a method for producing aluminum nitride powder and a method for controlling the specific surface area of aluminum nitride powder, which makes it possible to control the specific surface area of the aluminum nitride powder more strictly.

本発明は、下記(1)〜(6)の態様を包含する。なお、本明細書において、「〜」なる表現は、その両端の数値を含む。すなわち、「X〜Y」は「X以上Y以下」と同義である。 The present invention includes the following aspects (1) to (6). In addition, in this specification, the expression "~" includes the numerical values at both ends thereof. That is, "X to Y" is synonymous with "X or more and Y or less".

(1)窒化アルミニウム粉末の製造方法であって、
あらかじめアルミナ予備粉末を還元窒化して窒化アルミニウム予備粉末を合成し、前記アルミナ予備粉末の比表面積(SMAl2O3)と前記窒化アルミニウム予備粉末の比表面積(SMAlN)とを測定する工程と、
窒化アルミニウム粉末の目標比表面積(STAlN)を設定する工程と、
前記SMAl2O3と前記SMAlNと前記STAlNとに基づき、アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する工程と、
その比表面積が前記STAl2O3と一致するアルミナ粉末を準備する工程と、
前記アルミナ粉末を還元窒化して窒化アルミニウム粉末を合成する工程と、を含む方法であって、
前記アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する際に、式:STAl2O3=SMAl2O3+k×(STAlN−SMAlN)、ただしkは実数であり、SMAl2O3≦13m/gの場合には0<kであり、SMAl2O3>13m/gの場合にはk<0である、に従ってSTAl2O3を算出する、方法。
(1) A method for producing aluminum nitride powder.
A step of preliminarily reducing and nitriding the alumina preliminary powder to synthesize an aluminum nitride preliminary powder, and measuring the specific surface area of the alumina preliminary powder (SM Al2O3 ) and the specific surface area of the aluminum nitride preliminary powder (SM AlN ).
The process of setting the target specific surface area (ST AlN ) of the aluminum nitride powder, and
A step of calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder based on the SM Al2O3 , the SM AlN, and the ST AlN .
A step of preparing an alumina powder whose specific surface area matches that of ST Al2O3, and
A method comprising a step of reducing and nitriding the alumina powder to synthesize an aluminum nitride powder.
When calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder, the formula: ST Al2O3 = SM Al2O3 + k × (ST AlN −SM AlN ), where k is a real number and SM Al2O3 ≦ 13 m 2 / g. Is 0 <k, and in the case of SM Al2O3 > 13 m 2 / g, k <0, and ST Al2O3 is calculated according to the method.

(2)前記kは、その絶対値(|k|)が、2<|k|<6を満たす、上記(1)の方法。 (2) The method of (1) above, wherein the absolute value (| k |) of k satisfies 2 <| k | <6.

(3)前記アルミナ粉末を準備する工程で、水酸化アルミニウムを熱処理してアルミナ粉末を作製する、上記(1)又は(2)の方法。 (3) The method according to (1) or (2) above, wherein in the step of preparing the alumina powder, aluminum hydroxide is heat-treated to produce an alumina powder.

(4)前記窒化アルミニウム予備粉末及び/又は窒化アルミニウム粉末の合成の際に、アルミナ予備粉末及び/又はアルミナ粉末と、炭素粉末と、の混合物を作製し、前記混合物を窒素雰囲気下で熱処理して還元窒化物とし、前記還元窒化物を大気雰囲気下で熱処理して残留炭素成分を除去して窒化アルミニウム予備粉末及び/又は窒化アルミニウム粉末を合成する、上記(1)〜(3)のいずれかの方法。 (4) At the time of synthesizing the aluminum nitride preliminary powder and / or aluminum nitride powder, a mixture of the alumina preliminary powder and / or the alumina powder and the carbon powder is prepared, and the mixture is heat-treated in a nitrogen atmosphere. Any of the above (1) to (3), wherein the reduced nitride is prepared, and the reduced nitride is heat-treated in an air atmosphere to remove residual carbon components to synthesize an aluminum nitride preliminary powder and / or an aluminum nitride powder. Method.

(5)前記窒素雰囲気下での熱処理を1600〜1800℃の範囲内の温度で行う、上記(4)の方法。 (5) The method of (4) above, wherein the heat treatment in the nitrogen atmosphere is performed at a temperature within the range of 1600 to 1800 ° C.

(6)窒化アルミニウム粉末の比表面積を制御する方法であって、
あらかじめアルミナ予備粉末を還元窒化して窒化アルミニウム予備粉末を合成し、前記アルミナ予備粉末の比表面積(SMAl2O3)と前記窒化アルミニウム予備粉末の比表面積(SMAlN)とを測定する工程と、
窒化アルミニウム粉末の目標比表面積(STAlN)を設定する工程と、
前記SMAl2O3と前記SMAlNと前記STAlNとに基づき、アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する工程と、
その比表面積が前記STAl2O3と一致するアルミナ粉末を準備する工程と、
前記アルミナ粉末を還元窒化して窒化アルミニウム粉末を合成する工程と、を含む方法であって、
前記アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する際に、式:STAl2O3=SMAl2O3+k×(STAlN−SMAlN)、ただしkは実数であり、SMAl2O3≦13m/gの場合には0<kであり、SMAl2O3>13m/gの場合にはk<0である、に従ってSTAl2O3を算出する、方法。
(6) A method for controlling the specific surface area of aluminum nitride powder.
A step of preliminarily reducing and nitriding the alumina preliminary powder to synthesize an aluminum nitride preliminary powder, and measuring the specific surface area of the alumina preliminary powder (SM Al2O3 ) and the specific surface area of the aluminum nitride preliminary powder (SM AlN ).
The process of setting the target specific surface area (ST AlN ) of the aluminum nitride powder, and
A step of calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder based on the SM Al2O3 , the SM AlN, and the ST AlN .
A step of preparing an alumina powder whose specific surface area matches that of ST Al2O3, and
A method comprising a step of reducing and nitriding the alumina powder to synthesize an aluminum nitride powder.
When calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder, the formula: ST Al2O3 = SM Al2O3 + k × (ST AlN −SM AlN ), where k is a real number and SM Al2O3 ≦ 13 m 2 / g. Is 0 <k, and in the case of SM Al2O3 > 13 m 2 / g, k <0, and ST Al2O3 is calculated according to the method.

本発明によれば、窒化アルミニウム粉末の比表面積をより厳密に制御することが可能となる窒化アルミニウム粉末の製造方法及び窒化アルミニウム粉末の比表面積を制御する方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for producing an aluminum nitride powder and a method for controlling the specific surface area of the aluminum nitride powder, which makes it possible to control the specific surface area of the aluminum nitride powder more strictly.

アルミナ粉末の焼成BETと窒化アルミニウム粉末のBETの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the calcined BET of an alumina powder, and the BET of an aluminum nitride powder. アルミナ粉末の焼成BETと窒化アルミニウム粉末の加圧嵩密度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the calcined BET of an alumina powder, and the pressure bulk density of an aluminum nitride powder.

窒化アルミニウム粉末の製造方法
本発明の窒化アルミニウム粉末の製造方法は還元窒化法を用いる。この製造方法は、あらかじめアルミナ予備粉末を還元窒化して窒化アルミニウム予備粉末を合成(予備合成)し、アルミナ予備粉末の比表面積(SMAl2O3)と窒化アルミニウム予備粉末の比表面積(SMAlN)とを測定する工程と、窒化アルミニウム粉末の目標比表面積(STAlN)を設定する工程と、SMAl2O3とSMAlNとSTAlNとに基づき、アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する工程と、その比表面積がSTAl2O3と一致するアルミナ粉末を準備する工程と、アルミナ粉末を還元窒化して窒化アルミニウム粉末を合成(本合成)する工程と、を含む。またアルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する際に、式:STAl2O3=SMAl2O3+k×(STAlN−SMAlN)に従ってSTAl2O3を算出する。ただしkは実数であり、SMAl2O3≦13m/gの場合には0<kであり、SMAl2O3>13m/gの場合にはk<0である。各工程について以下に詳細に説明する。
Method for Producing Aluminum Nitride Powder The method for producing aluminum nitride powder of the present invention uses a reduction nitriding method. In this production method, the alumina preliminary powder is reduced-nitrided in advance to synthesize the aluminum nitride preliminary powder (pre-synthesis), and the specific surface area of the alumina preliminary powder (SM Al2O3 ) and the specific surface area of the aluminum nitride preliminary powder (SM AlN ) are obtained. A step of measuring, a step of setting a target specific surface area (ST AlN ) of the aluminum nitride powder, a step of calculating a target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder based on SM Al2O3 , SM AlN and ST AlN , It includes a step of preparing an alumina powder whose specific surface area matches that of ST Al2O3, and a step of reducing and nitriding the alumina powder to synthesize (mainly synthesize) the aluminum nitride powder. Further, when calculating the target specific surface area of the alumina powder (ST Al2 O3), wherein: calculating the ST Al2 O3 according to ST Al2O3 = SM Al2O3 + k × (ST AlN -SM AlN). However, k is a real number, which is 0 <k when SM Al2O3 ≤ 13 m 2 / g and k <0 when SM Al2O3 > 13 m 2 / g. Each step will be described in detail below.

<予備合成及び比表面積測定工程>
予備合成工程では、あらかじめアルミナ(α−Al)予備粉末を還元窒化して窒化アルミニウム(AlN)予備粉末を合成(予備合成)する。アルミナ予備粉末として、窒化アルミニウム合成用の公知の粉末を用いることができる。典型的には、アルミナ予備粉末は、その比表面積が2〜25m/gである。また、アルミナ予備粉末は、バイヤー法、すなわち水酸化アルミニウム(ギブサイト)を熱処理して作製されたものであることが好ましい。バイヤー法により作製されたアルミナ粉末は安価であるため、窒化アルミニウム合成に好適である。なお、本明細書において、粉末は粒子の集合体であり、全体として流動性を示すものを指す。したがって、互いに結合のない粒子の集合体であってもよく、あるいは、全体として流動性を示す限り粒子間に結合(ネッキング)があってもよい。
<Preliminary synthesis and specific surface area measurement process>
In the pre-synthesis step, the alumina (α-Al 2 O 3 ) pre-powder is reduced and nitrided in advance to synthesize (pre-synthesize) the aluminum nitride (AlN) pre-powder. As the alumina preliminary powder, a known powder for synthesizing aluminum nitride can be used. Typically, the alumina preliminary powder has a specific surface area of 2 to 25 m 2 / g. Further, the alumina preliminary powder is preferably produced by the Bayer process, that is, by heat-treating aluminum hydroxide (gibbsite). Alumina powder produced by the Bayer process is inexpensive and therefore suitable for aluminum nitride synthesis. In addition, in this specification, a powder is an aggregate of particles and refers to the thing which shows fluidity as a whole. Therefore, it may be an aggregate of particles that are not bonded to each other, or there may be a bond (necking) between the particles as long as they show fluidity as a whole.

またアルミナ予備粉末の比表面積(SMAl2O3)及び窒化アルミニウム予備粉末の比表面積(SMAlN)の測定を行う。比表面積の測定は公知の手法で行えばよい。このような手法として透過法や気体吸着法を挙げることができる。また、アルミナ予備粉末として粒子間に結合(ネッキング)があるものを用いる場合には、結合(ネッキング)がある状態で比表面積の測定を行ってもよい。そのため、バイヤー法により作製されたアルミナ予備粉末を用いる場合には、水酸化アルミニウム(ギブサイト)の熱処理後に粉砕又は解砕処理を行わずに粉末の比表面積(焼成BET)を測定すればよい。これは、焼成BETがアルミナ粉末中の一次粒子の大きさをより正確に反映しているためである。これに対して、熱処理後に粉砕又は解砕処理を経て作際された粉末は、粉砕又は解砕処理により生じた微細粒子を多く含んでしまう。そのため、その比表面積(粉砕BET)は微細粒子の影響を受けてしまい、一次粒子の大きさを正確に反映したものとはならない。 Further, the specific surface area of the alumina preliminary powder (SM Al2O3 ) and the specific surface area of the aluminum nitride preliminary powder (SM AlN ) are measured. The specific surface area may be measured by a known method. Examples of such a method include a permeation method and a gas adsorption method. Further, when an alumina preliminary powder having a bond (necking) between the particles is used, the specific surface area may be measured with the bond (necking). Therefore, when the alumina preliminary powder produced by the Bayer process is used, the specific surface area (calcined BET) of the powder may be measured without crushing or crushing after the heat treatment of aluminum hydroxide (gibbsite). This is because the calcined BET more accurately reflects the size of the primary particles in the alumina powder. On the other hand, the powder produced by crushing or crushing after the heat treatment contains a large amount of fine particles generated by the crushing or crushing treatment. Therefore, the specific surface area (crushed BET) is affected by the fine particles and does not accurately reflect the size of the primary particles.

還元窒化は公知の手法で行えばよい。例えば、アルミナ予備粉末と炭素粉末の混合物を作製し、この混合物を窒素雰囲気下で熱処理して還元窒化物を得る手法が挙げられる。この場合、アルミナ予備粉末と炭素粉末との比率は、例えば質量比で8:2〜6:4である。また熱処理は、例えば1600〜1800℃の範囲内の温度で行う。必要に応じて、得られた還元窒化物を大気雰囲気下でさらに熱処理してもよい。これにより、還元窒化物に含まれる残留炭素成分を効果的に除去することが可能となる。 Reduction nitriding may be performed by a known method. For example, a method of preparing a mixture of an alumina preliminary powder and a carbon powder and heat-treating the mixture in a nitrogen atmosphere to obtain a reduced nitride can be mentioned. In this case, the ratio of the alumina preliminary powder to the carbon powder is, for example, 8: 2 to 6: 4 in terms of mass ratio. The heat treatment is performed at a temperature in the range of, for example, 1600 to 1800 ° C. If necessary, the obtained reduced nitride may be further heat-treated in an air atmosphere. This makes it possible to effectively remove the residual carbon component contained in the reduced nitride.

<窒化アルミニウムの目標比表面積の設定工程>
窒化アルミニウム粉末の目標比表面積(STAlN)を設定する。目標比表面積(STAlN)は窒化アルミニウム粉末の用途に応じて設定すればよく、特に限定されるものではない。例えば、窒化アルミニウム粉末を焼結体製造の用途に用いる場合は、優れた焼結性を得る観点から、目標比表面積を高めに設定すればよい。一方で、窒化アルミニウム粉末をフィラーの用途に用いる場合には、母材中の分散性の観点から、目標比表面積を低めに設定すればよい。目標比表面積(STAlN)は典型的には2.0〜6.0m/gである。なお、目標比表面積(STAlN)の設定は、上述した予備合成及び比表面積測定工程の前に行ってもよく、あるいは後に行ってもよい。
<Step of setting the target specific surface area of aluminum nitride>
The target specific surface area (ST AlN ) of the aluminum nitride powder is set. The target specific surface area (ST AlN ) may be set according to the use of the aluminum nitride powder, and is not particularly limited. For example, when the aluminum nitride powder is used for the production of a sintered body, the target specific surface area may be set higher from the viewpoint of obtaining excellent sinterability. On the other hand, when the aluminum nitride powder is used as a filler, the target specific surface area may be set low from the viewpoint of dispersibility in the base material. The target specific surface area (ST AlN ) is typically 2.0-6.0 m 2 / g. The target specific surface area (ST AlN ) may be set before or after the pre-synthesis and specific surface area measurement steps described above.

<アルミナ粉末の目標比表面積の算出工程>
次に、アルミナ予備粉末の比表面積SMAl2O3と窒化アルミニウム予備粉末の比表面積SMAlNと窒化アルミニウム粉末の目標比表面積STAlNとに基づき、アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する。具体的には、式:STAl2O3=SMAl2O3+k×(STAlN−SMAlN)に従ってSTAl2O3を算出する。ここでkは実数であり、SMAl2O3≦13m/gの場合には0<kであり、SMAl2O3>13m/gの場合にはk<0である。
<Calculation process of target specific surface area of alumina powder>
Next, the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder is calculated based on the specific surface area SM Al2O3 of the alumina preliminary powder, the specific surface area SM AlN of the aluminum nitride preliminary powder, and the target specific surface area ST AlN of the aluminum nitride powder. Specifically, ST Al2O3 is calculated according to the formula: ST Al2O3 = SM Al2O3 + k × (ST AlN −SM AlN ). Here, k is a real number, which is 0 <k when SM Al2O3 ≤ 13m 2 / g and k <0 when SM Al2O3 > 13m 2 / g.

kは、アルミナ予備粉末の比表面積の変化と窒化アルミニウム予備粉末の比表面積の変化との関係を示すパラメータである。アルミナ予備粉末の比表面積が13m/g以下の場合には、kは正の実数(0<k)であり、比表面積が13m/g超の場合にはkは負の実数(k<0)である。このように、アルミナ予備粉末の比表面積が低比表面積領域(SMAl2O3≦13m/g)にある場合と高比表面積領域(SMAl2O3>13m/g)にある場合とに分けてアルミナ粉末の目標比表面積を算出する。その詳細なメカニズムは不明であるが、アルミナ粉末の低比表面積領域と高比表面積領域では、合成後の窒化アルミニウムの粒成長挙動が異なると考えられている。そのため、低比表面積領域と高比表面積領域に分けて目標比表面積を算出し、該目標比表面積に基づきアルミナ粉末を準備することで、比表面積が厳密に制御された窒化アルミニウム粉末を得ることができる。kはその絶対値(|k|)が、2<|k|<6を満足するのが好ましく、3<|k|<6を満足するのがより好ましい。 k is a parameter indicating the relationship between the change in the specific surface area of the alumina preliminary powder and the change in the specific surface area of the aluminum nitride preliminary powder. When the specific surface area of the alumina preliminary powder is 13 m 2 / g or less, k is a positive real number (0 <k), and when the specific surface area is more than 13 m 2 / g, k is a negative real number (k <k). 0). As described above, the alumina powder is divided into a case where the specific surface area of the alumina preliminary powder is in the low specific surface area region (SM Al2O3 ≤ 13 m 2 / g) and a case where the specific surface area is in the high specific surface area region (SM Al2O3 > 13 m 2 / g). Calculate the target specific surface area of. Although the detailed mechanism is unknown, it is considered that the grain growth behavior of aluminum nitride after synthesis differs between the low specific surface area region and the high specific surface area region of the alumina powder. Therefore, by calculating the target specific surface area separately for the low specific surface area region and the high specific surface area region and preparing the alumina powder based on the target specific surface area, it is possible to obtain an aluminum nitride powder whose specific surface area is strictly controlled. it can. The absolute value (| k |) of k preferably satisfies 2 << k | <6, and more preferably 3 << k | <6.

<アルミナ粉末の準備工程>
目標比表面積(STAl2O3)を算出した後に本合成用のアルミナ粉末を準備する。その際、その比表面積がSTAl2O3と一致するアルミナ粉末を準備する。これにより比表面積が厳密に制御された窒化アルミニウム粉末を得ることができる。なお、本明細書において比表面積が一致するとは、アルミナ粉末の比表面積がSTAl2O3±10%の範囲内にある場合を意味する。例えばSTAl2O3が10m/gである場合には、アルミナ粉末の比表面積が9〜11m/gの範囲内にあるときを比表面積が一致すると呼ぶ。
<Preparation process of alumina powder>
After calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ), the alumina powder for this synthesis is prepared. At that time, an alumina powder having a specific surface area that matches ST Al2O3 is prepared. As a result, an aluminum nitride powder having a strictly controlled specific surface area can be obtained. In addition, in this specification, the thing that the specific surface area is the same means the case where the specific surface area of the alumina powder is within the range of ST Al2O3 ± 10%. For example ST Al2 O3 is in the case of 10 m 2 / g is referred to as the specific surface area of the alumina powder is 9~11m specific surface area when it is in the range of 2 / g to match.

本合成用のアルミナ粉末として、アルミナ予備粉末と同一の手法(バイヤー法)で作製されたものを用いることが好ましい。したがって、アルミナ粉末の準備工程の際には、水酸化アルミニウム(ギブサイト)を熱処理してアルミナ粉末を作製するのが好ましい。その場合には、水酸化アルミニウムの熱処理条件(温度、保持時間等)を調整することで、アルミナ粉末の比表面積を制御することができる。このとき、アルミナ粉末の比表面積として、熱処理後に粉砕又は解砕処理を行わずに得られた粉末の比表面積(焼成BET)を採用することが好ましい。 As the alumina powder for this synthesis, it is preferable to use one produced by the same method (Bayer method) as the alumina preliminary powder. Therefore, in the step of preparing the alumina powder, it is preferable to heat-treat aluminum hydroxide (gibbsite) to produce the alumina powder. In that case, the specific surface area of the alumina powder can be controlled by adjusting the heat treatment conditions (temperature, holding time, etc.) of the aluminum hydroxide. At this time, as the specific surface area of the alumina powder, it is preferable to adopt the specific surface area (calcined BET) of the powder obtained without crushing or crushing after the heat treatment.

<本合成工程>
次に準備したアルミナ粉末を還元窒化して窒化アルミニウム粉末を合成(本合成)する。本合成の還元窒化は予備合成と同一条件で行う。例えば、アルミナ粉末と炭素粉末との混合物を作製し、この混合物を窒素雰囲気下で熱処理して還元窒化物を得る手法が挙げられる。この場合、熱処理は、例えば1600〜1800℃の範囲内の温度で行う。また、必要に応じて、得られた還元窒化物を大気雰囲気下でさらに熱処理してもよい。
<Main synthesis process>
Next, the prepared alumina powder is reduced and nitrided to synthesize aluminum nitride powder (main synthesis). The reduction nitriding of this synthesis is carried out under the same conditions as the preliminary synthesis. For example, a method of preparing a mixture of alumina powder and carbon powder and heat-treating the mixture in a nitrogen atmosphere to obtain a reduced nitride can be mentioned. In this case, the heat treatment is performed at a temperature in the range of, for example, 1600 to 1800 ° C. Further, if necessary, the obtained reduced nitride may be further heat-treated in an air atmosphere.

窒化アルミニウム粉末の比表面積を制御する方法
本発明の窒化アルミニウム粉末の比表面積を制御する方法は、あらかじめアルミナ予備粉末を還元窒化して窒化アルミニウム予備粉末を合成(予備合成)し、アルミナ予備粉末の比表面積(SMAl2O3)と窒化アルミニウム予備粉末の比表面積(SMAlN)とを測定する工程と、窒化アルミニウム粉末の目標比表面積(STAlN)を設定する工程と、SMAl2O3とSMAlNとSTAlNとに基づき、アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する工程と、その比表面積がSTAl2O3と一致するアルミナ粉末を準備する工程と、アルミナ粉末を還元窒化して窒化アルミニウム粉末を合成(本合成)する工程と、を含む。またアルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する際に、式:STAl2O3=SMAl2O3+k×(STAlN−SMAlN)に従ってSTAl2O3を算出する。ただしkは実数であり、SMAl2O3≦13m/gの場合には0<kであり、SMAl2O3>13m/gの場合にはk<0である。各工程の詳細は、窒化アルミニウム粉末の製造方法の場合と同一である。
Method of controlling the specific surface area of the aluminum nitride powder In the method of controlling the specific surface area of the aluminum nitride powder of the present invention, the alumina preliminary powder is preliminarily reduced and nitrided to synthesize the aluminum nitride preliminary powder (presynthesis), and the alumina preliminary powder A step of measuring the specific surface area (SM Al2O3 ) and the specific surface area of the aluminum nitride preliminary powder (SM AlN ), a step of setting a target specific surface area (ST AlN ) of the aluminum nitride powder, and a step of SM Al2O3 , SM AlN and ST AlN. Based on the above, the step of calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder, the step of preparing the alumina powder whose specific surface area matches ST Al2O3, and the step of reducing and nitriding the alumina powder to synthesize the aluminum nitride powder ( The step of main synthesis) and. Further, when calculating the target specific surface area of the alumina powder (ST Al2 O3), wherein: calculating the ST Al2 O3 according to ST Al2O3 = SM Al2O3 + k × (ST AlN -SM AlN). However, k is a real number, which is 0 <k when SM Al2O3 ≤ 13 m 2 / g and k <0 when SM Al2O3 > 13 m 2 / g. The details of each step are the same as in the case of the method for producing aluminum nitride powder.

本発明を、以下の例によってさらに具体的に説明する。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

(1)アルミナ(予備)粉末の準備
窒化アルミニウム粉末の合成に先立ち、アルミナ粉末を次のようにして作製した。すなわちバイヤー法で得られた水酸化アルミニウムを、目標の比表面積になるように表1に示す温度に設定した電気炉で焼成し、ジェットミル(気流式粉砕機)またはボールミル(メディア粉砕機)にて解砕した。これにより、表1に示されるNo.1〜8のサンプルを得た。またNo.7とNo.8のアルミナ粉末を混合して、No.9のサンプルを作製した。
(1) Preparation of Alumina (Spare) Powder Prior to the synthesis of the aluminum nitride powder, the alumina powder was prepared as follows. That is, the aluminum hydroxide obtained by the Bayer process is fired in an electric furnace set to the temperature shown in Table 1 so as to have a target specific surface area, and then used in a jet mill (air flow type crusher) or a ball mill (media crusher). And crushed. As a result, the No. 1 shown in Table 1 Samples 1 to 8 were obtained. In addition, No. 7 and No. Alumina powder of No. 8 was mixed to obtain No. Nine samples were prepared.

(2)窒化アルミニウム(予備)粉末の合成
次に解砕後のアルミナ粉末を還元窒化して窒化アルミニウム粉末を合成した。まずアルミナ粉末50gと炭素粉末(三菱ケミカル株式会社、MA600)22gとに対して助剤としてエタノールを5質量%加えて、回転式ボールミルで1時間の混合を行った。得られた混合粉末12gをカーボン治具上に薄く敷いた。カーボン治具上に敷いた混合粉末を多目的高温炉(富士電波工業株式会社、ハイマルチ10000)にセットし、還元窒化した。還元窒化は、窒素ガスを10L/分の流量で流しながら1650℃で5時間の熱処理することにより行った。次に残留炭素を取り除くため、大気雰囲気下600℃で10時間の熱処理を還元窒化物に施した。その後、振動式ボールミルを用いて、熱処理後の還元窒化物に30分間の解砕処理を施して凝集をほぐし、窒化アルミニウム粉末を作製した。
(2) Synthesis of Aluminum Nitride (Preliminary) Powder Next, the crushed alumina powder was reduced-nitrided to synthesize aluminum nitride powder. First, 5% by mass of ethanol was added as an auxiliary agent to 50 g of alumina powder and 22 g of carbon powder (Mitsubishi Chemical Corporation, MA600), and the mixture was mixed with a rotary ball mill for 1 hour. 12 g of the obtained mixed powder was thinly spread on a carbon jig. The mixed powder laid on the carbon jig was set in a multipurpose high temperature furnace (Fuji Dempa Kogyo Co., Ltd., Hi-Multi 10000) and reduced and nitrided. Reduction nitriding was carried out by heat treatment at 1650 ° C. for 5 hours while flowing nitrogen gas at a flow rate of 10 L / min. Next, in order to remove residual carbon, the reduced nitride was heat-treated at 600 ° C. for 10 hours in an air atmosphere. Then, using a vibrating ball mill, the reduced nitride after the heat treatment was subjected to a crushing treatment for 30 minutes to loosen the agglomerates, and an aluminum nitride powder was prepared.

(3)アルミナ粉末及び窒化アルミニウム粉末の評価
アルミナ粉末及び窒化アルミニウム粉末について、以下の評価を行った。
(3) Evaluation of Alumina Powder and Aluminum Nitride Powder The following evaluation was performed on the alumina powder and aluminum nitride powder.

<D50>
アルミナ粉末及び窒化アルミニウム粉末(いずれも解砕後)の体積平均粒径(D50)を次のようにして測定した。すなわち試料をヘキサメタリン酸ナトリウム(溶媒)に分散させて、日機装株式会社製MT−3300にセットして、それぞれの粒子径分布(体積基準)を測定した。
<D50>
The volume average particle diameter (D50) of the alumina powder and the aluminum nitride powder (both after crushing) was measured as follows. That is, the sample was dispersed in sodium hexametaphosphate (solvent), set in MT-3300 manufactured by Nikkiso Co., Ltd., and the particle size distribution (volume basis) of each was measured.

<BET>
アルミナ粉末及び窒化アルミニウム粉末の比表面積(BET)を次のようにして測定した。すなわち試料の表面に窒素ガスを吸着させ、当該吸着量から試料の表面積を求める窒素ガス吸着法にて測定した。使用機器として比表面積自動測定装置(マイクロメリテックス社、フローソーブII2300型)を用いた。なお、アルミナ粉末については、解砕処理前の比表面積(焼成BET)と解砕処理後の比表面積(粉砕BET)とを測定した。また、式:α粒子径=6/(3.98×焼成BET)にしたがって、アルミナ粉末のα粒子径を求めた。
<BET>
The specific surface area (BET) of the alumina powder and the aluminum nitride powder was measured as follows. That is, nitrogen gas was adsorbed on the surface of the sample, and the surface area of the sample was determined from the adsorbed amount by the nitrogen gas adsorption method. An automatic specific surface area measuring device (Micromeritex, Flowsorb II2300 type) was used as the equipment used. For the alumina powder, the specific surface area before the crushing treatment (calcination BET) and the specific surface area after the crushing treatment (crushed BET) were measured. Further, the α particle size of the alumina powder was determined according to the formula: α particle size = 6 / (3.98 × calcined BET).

<加圧嵩密度>
アルミナ粉末及び窒化アルミニウム粉末(いずれも解砕後)の加圧嵩密度を次のようにして測定した。すなわち試料を金型に入れ圧力250kgf/cmで加圧成型した。この際、加圧の保持時間は無しにした。できた成型ピースの質量及び寸法を測定して、嵩密度を算出した。
<Pressurized bulk density>
The pressurized bulk density of the alumina powder and the aluminum nitride powder (both after crushing) was measured as follows. That is, the sample was placed in a mold and pressure molded at a pressure of 250 kgf / cm 2 . At this time, the holding time of pressurization was eliminated. The bulk density was calculated by measuring the mass and dimensions of the formed molded piece.

(4)結果
得られた評価結果を表1に示す。また表1に示されるアルミナ粉末の焼成BETと窒化アルミニウム粉末のBETの関係を図1に、アルミナ粉末の焼成BETと窒化アルミニウム粉末の加圧嵩密度の関係を図2に示す。図1に示されるように、アルミナ粉末の焼成BETが13m/g以下の領域ではアルミナ粉末の焼成BETが高くなるにつれ窒化アルミニウム粉末のBETが単調に増加した。そしてその傾きの逆数(Δアルミナ粉末の焼成BET/Δ窒化アルミニウム粉末のBET)は3.9であった。一方でアルミナ粉末の焼成BETが13m/g超の領域ではアルミナ粉末の焼成BETが高くなるにつれ窒化アルミニウム粉末のBETが単調に減少した。そしてその傾きの逆数(Δアルミナ粉末の焼成BET/窒化アルミニウム粉末のBET)は−5.2であった。
(4) Results Table 1 shows the obtained evaluation results. The relationship between the calcined BET of the alumina powder and the BET of the aluminum nitride powder shown in Table 1 is shown in FIG. 1, and the relationship between the calcined BET of the alumina powder and the pressurized bulk density of the aluminum nitride powder is shown in FIG. As shown in FIG. 1, in the region where the calcined BET of the alumina powder was 13 m 2 / g or less, the BET of the aluminum nitride powder monotonously increased as the calcined BET of the alumina powder increased. The reciprocal of the slope (calcined BET of Δalumina powder / BET of Δaluminum nitride powder) was 3.9. On the other hand, in the region where the calcined BET of the alumina powder was more than 13 m 2 / g, the BET of the aluminum nitride powder decreased monotonically as the calcined BET of the alumina powder increased. The reciprocal of the slope (calcined BET of Δalumina powder / BET of aluminum nitride powder) was -5.2.

このことから、アルミナ粉末の焼成BETが13m/g以下の領域ではk=(STAl2O3−SMAl2O3)/(STAlN−SMAlN)を3.9とし、アルミナ粉末の焼成BETが13m/g超の領域ではkを−5.2として、アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出し、この目標比表面積(STAl2O3)と一致する比表面積を有するアルミナ粉末を用いることで、目標比表面積(STAlN)を有する窒化アルミニウム粉末を合成できることが分かる。 From this, in the region where the calcined BET of the alumina powder is 13 m 2 / g or less, k = (ST Al2O3- SM Al2O3 ) / (ST AlN- SM AlN ) is set to 3.9, and the calcined BET of the alumina powder is 13 m 2 /. In the region over g, k is set to -5.2, the target specific surface area of the alumina powder (ST Al2O3 ) is calculated, and the target is to use the alumina powder having a specific surface area that matches the target specific surface area (ST Al2O3 ). It can be seen that aluminum nitride powder having a specific surface area (ST AlN ) can be synthesized.

Figure 2020200219
Figure 2020200219

Claims (6)

窒化アルミニウム粉末の製造方法であって、
あらかじめアルミナ予備粉末を還元窒化して窒化アルミニウム予備粉末を合成し、前記アルミナ予備粉末の比表面積(SMAl2O3)と前記窒化アルミニウム予備粉末の比表面積(SMAlN)とを測定する工程と、
窒化アルミニウム粉末の目標比表面積(STAlN)を設定する工程と、
前記SMAl2O3と前記SMAlNと前記STAlNとに基づき、アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する工程と、
その比表面積が前記STAl2O3と一致するアルミナ粉末を準備する工程と、
前記アルミナ粉末を還元窒化して窒化アルミニウム粉末を合成する工程と、を含む方法であって、
前記アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する際に、式:STAl2O3=SMAl2O3+k×(STAlN−SMAlN)、ただしkは実数であり、SMAl2O3≦13m/gの場合には0<kであり、SMAl2O3>13m/gの場合にはk<0である、に従ってSTAl2O3を算出する、方法。
A method for producing aluminum nitride powder.
A step of preliminarily reducing and nitriding the alumina preliminary powder to synthesize an aluminum nitride preliminary powder, and measuring the specific surface area of the alumina preliminary powder (SM Al2O3 ) and the specific surface area of the aluminum nitride preliminary powder (SM AlN ).
The process of setting the target specific surface area (ST AlN ) of the aluminum nitride powder, and
A step of calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder based on the SM Al2O3 , the SM AlN, and the ST AlN .
A step of preparing an alumina powder whose specific surface area matches that of ST Al2O3, and
A method comprising a step of reducing and nitriding the alumina powder to synthesize an aluminum nitride powder.
When calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder, the formula: ST Al2O3 = SM Al2O3 + k × (ST AlN −SM AlN ), where k is a real number and SM Al2O3 ≦ 13 m 2 / g. Is 0 <k, and in the case of SM Al2O3 > 13 m 2 / g, k <0, and ST Al2O3 is calculated according to the method.
前記kは、その絶対値(|k|)が、2<|k|<6を満たす、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the absolute value (| k |) of k satisfies 2 <| k | <6. 前記アルミナ粉末を準備する工程で、水酸化アルミニウムを熱処理してアルミナ粉末を作製する、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein in the step of preparing the alumina powder, aluminum hydroxide is heat-treated to produce an alumina powder. 前記窒化アルミニウム予備粉末及び/又は窒化アルミニウム粉末の合成の際に、アルミナ予備粉末及び/又はアルミナ粉末と、炭素粉末と、の混合物を調整し、前記混合物を窒素雰囲気下で熱処理して還元窒化物とし、前記還元窒化物を大気雰囲気下で熱処理して残留炭素成分を除去して窒化アルミニウム予備粉末及び/又は窒化アルミニウム粉末を合成する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 At the time of synthesizing the aluminum nitride preliminary powder and / or aluminum nitride powder, a mixture of the alumina preliminary powder and / or the alumina powder and the carbon powder is prepared, and the mixture is heat-treated in a nitrogen atmosphere to reduce the nitride. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the reduced nitride is heat-treated in an air atmosphere to remove residual carbon components to synthesize an aluminum nitride preliminary powder and / or an aluminum nitride powder. 前記窒素雰囲気下での熱処理を1600〜1800℃の範囲内の温度で行う、請求項4に記載の方法。 The method according to claim 4, wherein the heat treatment in a nitrogen atmosphere is performed at a temperature in the range of 1600 to 1800 ° C. 窒化アルミニウム粉末の比表面積を制御する方法であって、
あらかじめアルミナ予備粉末を還元窒化して窒化アルミニウム予備粉末を合成し、前記アルミナ予備粉末の比表面積(SMAl2O3)と前記窒化アルミニウム予備粉末の比表面積(SMAlN)とを測定する工程と、
窒化アルミニウム粉末の目標比表面積(STAlN)を設定する工程と、
前記SMAl2O3と前記SMAlNと前記STAlNとに基づき、アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する工程と、
その比表面積が前記STAl2O3と一致するアルミナ粉末を準備する工程と、
前記アルミナ粉末を還元窒化して窒化アルミニウム粉末を合成する工程と、を含む方法であって、
前記アルミナ粉末の目標比表面積(STAl2O3)を算出する際に、式:STAl2O3=SMAl2O3+k×(STAlN−SMAlN)、ただしkは実数であり、SMAl2O3≦13m/gの場合には0<kであり、SMAl2O3>13m/gの場合にはk<0である、に従ってSTAl2O3を算出する、方法。
A method of controlling the specific surface area of aluminum nitride powder.
A step of preliminarily reducing and nitriding the alumina preliminary powder to synthesize an aluminum nitride preliminary powder, and measuring the specific surface area of the alumina preliminary powder (SM Al2O3 ) and the specific surface area of the aluminum nitride preliminary powder (SM AlN ).
The process of setting the target specific surface area (ST AlN ) of the aluminum nitride powder, and
A step of calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder based on the SM Al2O3 , the SM AlN, and the ST AlN .
A step of preparing an alumina powder whose specific surface area matches that of ST Al2O3, and
A method comprising a step of reducing and nitriding the alumina powder to synthesize an aluminum nitride powder.
When calculating the target specific surface area (ST Al2O3 ) of the alumina powder, the formula: ST Al2O3 = SM Al2O3 + k × (ST AlN −SM AlN ), where k is a real number and SM Al2O3 ≦ 13 m 2 / g. Is 0 <k, and in the case of SM Al2O3 > 13 m 2 / g, k <0, and ST Al2O3 is calculated according to the method.
JP2019108420A 2019-06-11 2019-06-11 Method for producing aluminum nitride powder and method for controlling specific surface area of aluminum nitride powder Pending JP2020200219A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019108420A JP2020200219A (en) 2019-06-11 2019-06-11 Method for producing aluminum nitride powder and method for controlling specific surface area of aluminum nitride powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019108420A JP2020200219A (en) 2019-06-11 2019-06-11 Method for producing aluminum nitride powder and method for controlling specific surface area of aluminum nitride powder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020200219A true JP2020200219A (en) 2020-12-17

Family

ID=73742402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019108420A Pending JP2020200219A (en) 2019-06-11 2019-06-11 Method for producing aluminum nitride powder and method for controlling specific surface area of aluminum nitride powder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020200219A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113683432A (en) * 2021-08-13 2021-11-23 航天特种材料及工艺技术研究所 Preparation method of toughened high-temperature-resistant insulating heat-conducting composite material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113683432A (en) * 2021-08-13 2021-11-23 航天特种材料及工艺技术研究所 Preparation method of toughened high-temperature-resistant insulating heat-conducting composite material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4122746B2 (en) Method for producing fine α-alumina powder
JP5875525B2 (en) Method for producing aluminum nitride powder
WO2011043082A1 (en) Hexagonal boron nitride powder and method for producing same
WO2012043574A1 (en) Method for manufacturing spherical aluminum nitride powder
WO2012029868A1 (en) Spherical aluminum nitride powder
JP7185865B2 (en) Method for producing spherical AlN particles
JP6038886B2 (en) Method for producing aluminum nitride powder
JP7317737B2 (en) Hexagonal boron nitride powder and raw material composition for sintered body
JP5877684B2 (en) Method for producing aluminum nitride sintered granules
JP4743387B2 (en) Method for producing aluminum nitride powder
JP7027196B2 (en) Manufacturing method of aluminum nitride powder
JP2020200219A (en) Method for producing aluminum nitride powder and method for controlling specific surface area of aluminum nitride powder
KR102259464B1 (en) Chromium metal powder
WO2014118993A1 (en) Method for producing sintered aluminum nitride granules
JP5627515B2 (en) Aluminum nitride powder and method for producing the same
JP2008001536A (en) Aluminum nitride-boron nitride composite powder and method for producing the same
JP6720053B2 (en) Method for manufacturing silicon nitride sintered body
JP7361633B2 (en) aluminum nitride particles
JP7261027B2 (en) Aluminum nitride filler for silicone resin
WO2023176893A1 (en) Silicon nitride powder and method for producing silicon nitride sintered body
JP4958353B2 (en) Aluminum nitride powder and method for producing the same
JP3672476B2 (en) Silicon iron nitride powder and refractory
WO2023176889A1 (en) Silicon nitride powder and method for producing silicon nitride sintered body
WO2021200865A1 (en) Silicon nitride powder and method for producing silicon nitride sintered body
WO2021200868A1 (en) Silicon nitride powder and method for producing silicon nitride sintered body