JP2023120878A - Method for producing boron nitride powder, and boron nitride powder - Google Patents

Method for producing boron nitride powder, and boron nitride powder Download PDF

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文弥 小林
Bunya Kobayashi
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豪 竹田
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Abstract

To provide a method for producing boron nitride powder that can produce boron nitride powder with excellent insulation in good yield even when low-grade boron carbide is used as a raw material.SOLUTION: One aspect of the present disclosure provides a method for producing boron nitride powder that includes a pressurized nitriding step in which boron carbide powder is fired under a nitrogen pressurized atmosphere to obtain a fired product, an oxidation step in which the fired product is heated under an atmosphere in which the oxygen partial pressure is 20% or more to obtain a heat-treated product, and a crystallization step in which an assembly containing the heat-treated product and a boron source is heated under an atmosphere containing nitrogen to produce primary particles of boron nitride and to obtain aggregated particles composed of the aggregated primary particles. The apparent surface area of the assembly in contact with the nitrogen-containing atmosphere is 250 cm2/kg or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示の一側面は、窒化ホウ素粉末の製造方法、及び窒化ホウ素粉末に関する。 One aspect of the present disclosure relates to a method of making boron nitride powder and a boron nitride powder.

窒化ホウ素粉末は、潤滑性、高熱伝導性、及び絶縁性等を有しており、固体潤滑材、熱伝導性フィラー、及び絶縁性フィラー等の用途に幅広く利用されている。近年、電子機器の高性能化等によって上述のような窒化ホウ素には熱伝導性に優れることが求められている。 Boron nitride powder has lubricating properties, high thermal conductivity, insulating properties, and the like, and is widely used for applications such as solid lubricants, thermally conductive fillers, and insulating fillers. In recent years, the above-described boron nitride is required to have excellent thermal conductivity due to high performance of electronic equipment and the like.

例えば、特許文献1では、樹脂等の絶縁性放熱材の充填材として用いた場合に、上記樹脂等の熱伝導率及び耐電圧(絶縁破壊電圧)を高めることができる六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法が提案されている。 For example, in Patent Document 1, when used as a filler for an insulating heat dissipating material such as resin, hexagonal boron nitride powder and its A manufacturing method has been proposed.

六方晶窒化ホウ素粉末は、例えば、窒素を含む加圧雰囲気下で炭化ホウ素を窒化させ窒化物を得る加圧窒化工程と、上記窒化物をホウ素源等と混合し加熱処理することで、脱炭すると共に結晶化を進行させ、六方晶窒化ホウ素を得る脱炭結晶化工程とを有する製造方法によって製造される(例えば、特許文献2等)。上述の製造方法は、炭化ホウ素を一度窒化させることによって、後の工程における脱炭の性能の改善を図るものとなっている。 Hexagonal boron nitride powder is decarburized by, for example, a pressurized nitriding step of nitriding boron carbide in a pressurized atmosphere containing nitrogen to obtain a nitride, and mixing the nitride with a boron source or the like and heat-treating it. It is manufactured by a manufacturing method having a decarburization and crystallization step of obtaining hexagonal boron nitride by proceeding with crystallization (for example, Patent Document 2, etc.). The above-described manufacturing method is intended to improve decarburization performance in subsequent steps by nitriding boron carbide once.

特開2019-116401号公報JP 2019-116401 A 国際公開第2019/073690号WO2019/073690

絶縁性フィラー等として窒化ホウ素粉末を利用する場合、窒化ホウ素粉末自体に含まれる導電性の不純物を低減することが求められる。そこで、鉄の含有量を十分に低減した炭化ホウ素を原料とする方法が採用されている。しかし、炭化ホウ素における鉄の含有量を低減することは必ずしも容易ではなく、原料価格が上昇し、窒化ホウ素粉末の製造コストが上昇する傾向にある。近年、絶縁性フィラーの需要が増大しており、窒化ホウ素粉末により高い絶縁性が求められている背景から、安価に入手可能な炭化ホウ素を鉄の含有量の低減等を経ずに低品位のまま使用して、従来と同等又はそれ以上の性能を発揮し得る窒化ホウ素粉末の製造方法があれば有益である。 When boron nitride powder is used as an insulating filler or the like, it is required to reduce conductive impurities contained in the boron nitride powder itself. Therefore, a method of using boron carbide with a sufficiently reduced iron content as a raw material is adopted. However, it is not necessarily easy to reduce the iron content in boron carbide, which tends to increase raw material prices and increase the production cost of boron nitride powder. In recent years, the demand for insulating fillers has increased, and against the background of the demand for higher insulating properties from boron nitride powder, low-grade It would be beneficial to have a method for producing boron nitride powder that can be used as-is and can exhibit performance equal to or better than conventional powders.

本開示は、低品位の炭化ホウ素を原料として用いる場合であっても、優れた絶縁性を発揮し得る窒化ホウ素粉末を収率よく製造可能な、窒化ホウ素粉末の製造方法を提供することを目的とする。本開示はまた、樹脂に充填して用いた際に優れた絶縁性を発揮し得る窒化ホウ素粉末を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a method for producing boron nitride powder that can produce boron nitride powder that can exhibit excellent insulating properties with high yield even when low-grade boron carbide is used as a raw material. and Another object of the present disclosure is to provide a boron nitride powder that can exhibit excellent insulating properties when used by being filled in a resin.

本開示の一側面は、炭化ホウ素粉末を、窒素加圧雰囲気下で焼成して焼成物を得る加圧窒化工程と、上記焼成物を、酸素分圧が20%以上である雰囲気下において加熱して加熱処理物を得る酸化工程と、上記加熱処理物とホウ素源とを含む集合物を、窒素を含む雰囲気下で加熱することによって、窒化ホウ素の一次粒子を生成し、上記一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を得る結晶化工程と、を有し、上記集合物の窒素を含む雰囲気に接している見かけ表面積が250cm/kg以上である、窒化ホウ素粉末の製造方法を提供する。 One aspect of the present disclosure is a pressurized nitriding step of firing boron carbide powder in a nitrogen pressurized atmosphere to obtain a fired product, and heating the fired product in an atmosphere with an oxygen partial pressure of 20% or more. and an oxidation step for obtaining a heat-treated product, and heating an assembly containing the heat-treated product and the boron source in an atmosphere containing nitrogen to generate primary particles of boron nitride, and the primary particles are aggregated. and a crystallization step of obtaining agglomerated particles composed of the above, wherein the aggregate has an apparent surface area of 250 cm 2 /kg or more in contact with an atmosphere containing nitrogen.

上記窒化ホウ素粉末の製造方法では、炭化ホウ素粉末を窒化し、その後、酸素を含む雰囲気下で焼成することによって、焼成物中の炭素分を低減しして加熱処理物を得る。その後、加熱処理物に対してホウ素源を配合して集合物を調製し加熱処理する際に、本開示に係る製造方法では、上記集合物の、窒素を含む雰囲気に接している面積が所定以上となるように調整されている。このように調整されることによって、上記集合物から炭素分や鉄分などの不純物が揮発し、窒化ホウ素の結晶が成長する系の外により容易に移動可能となっている。また、この際、ホウ素源によって形成される液相の一部も適度に除去される。この液相は窒化ホウ素の一次粒子の成長を促す成長場であるため、液相の一部を除去することによって、一次粒子の過剰な成長を抑制し、凝集粒子の変形、及び崩壊などが低減され得る。このような作用によって、得られる窒化ホウ素粉末は、鉄等の不純物の含有量が低減され、優れた絶縁性を期待し得ると共に、窒化ホウ素粉末中の凝集粒子に十分な圧壊強さを持たせ、樹脂等との混練の際に崩壊することなどが抑制され、放熱フィラーとして好適に利用できる。 In the method for producing the boron nitride powder described above, the boron carbide powder is nitrided and then fired in an oxygen-containing atmosphere to reduce the carbon content in the fired product and obtain the heat-treated product. Thereafter, when the aggregate is prepared by blending the boron source with the heat-treated product and heat-treated, in the production method according to the present disclosure, the area of the aggregate in contact with the atmosphere containing nitrogen is a predetermined or more. is adjusted to be By adjusting in this way, impurities such as carbon and iron volatilize from the aggregates and can be more easily moved out of the system in which boron nitride crystals grow. At this time, part of the liquid phase formed by the boron source is also moderately removed. Since this liquid phase is a growth field that promotes the growth of primary particles of boron nitride, by removing part of the liquid phase, excessive growth of primary particles is suppressed, and deformation and collapse of aggregated particles are reduced. can be Due to this action, the boron nitride powder obtained has a reduced content of impurities such as iron, and can be expected to have excellent insulating properties. , collapse during kneading with a resin or the like is suppressed, and can be suitably used as a heat-dissipating filler.

上記集合物が容器に収容され、上記容器が容器の内部と外部とに貫通する貫通孔を有してもよい。貫通孔を有する容器を用いることによって、上記集合物の取り扱いが容易になる。 The assembly may be housed in a container, and the container may have a through hole penetrating to the inside and outside of the container. By using a container having through holes, handling of the aggregate is facilitated.

上記炭化ホウ素粉末のFe含有量は0.2質量%以上であってよい。炭化ホウ素粉末は一般に鉄などの不純物を含む。そのため、絶縁性に優れる窒化ホウ素を得るためには、炭化ホウ素粉末として、鉄などの不純物の含有量を低減したものを用いている。そのため、窒化ホウ素粉末の製造コストが増大する傾向にあった。これに対して、本開示に係る窒化ホウ素粉末の製造方法の場合、結晶化工程を不純物が系外に放出しやすい環境で行うことによって、原料に含まれる不純物が比較的多い低品位の物を用いても、従前と同等以上の品質を有する窒化ホウ素粉末を容易に製造することができる。 The Fe content of the boron carbide powder may be 0.2% by mass or more. Boron carbide powder generally contains impurities such as iron. Therefore, in order to obtain boron nitride having excellent insulating properties, a boron carbide powder in which the content of impurities such as iron is reduced is used. Therefore, the production cost of boron nitride powder tends to increase. On the other hand, in the case of the method for producing boron nitride powder according to the present disclosure, the crystallization process is performed in an environment where impurities are easily released to the outside of the system, so that low-grade products containing relatively many impurities in the raw material are produced. Even if it is used, it is possible to easily produce a boron nitride powder having a quality equal to or higher than that of the conventional one.

上記結晶化工程において、上記ホウ素源の含有量が、上記加熱処理物及び上記ホウ素源の合計量を基準として、40質量%未満であってよい。結晶化工程におけるホウ素源の配合量を上記範囲内とすることで、窒化ホウ素の一次粒子の成長場である液相の量を低減し、上記一次粒子の過剰な成長を抑制し、圧壊強さにより優れる凝集粒子を含む窒化ホウ素を製造し得る。 In the crystallization step, the content of the boron source may be less than 40% by mass based on the total amount of the heat-treated product and the boron source. By setting the blending amount of the boron source in the crystallization process within the above range, the amount of the liquid phase, which is the growth field of the primary particles of boron nitride, is reduced, the excessive growth of the primary particles is suppressed, and the crushing strength is improved. Boron nitride with better agglomerated particles can be produced.

本開示の一側面は、窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含み、上記凝集粒子の圧壊強さが12MPa以上であり、比表面積が4.0m/g以上であり、配向性指数が7.5以下であり、Feの含有量が50ppm以下である、窒化ホウ素粉末を提供する。 One aspect of the present disclosure includes aggregated particles formed by aggregating primary particles of boron nitride, the aggregated particles have a crushing strength of 12 MPa or more and a specific surface area of 4.0 m 2 /g or more, Provided is a boron nitride powder having an orientation index of 7.5 or less and an Fe content of 50 ppm or less.

上記窒化ホウ素粉末は、鉄(Fe)の含有量が低く抑えられており、窒化ホウ素の一次粒子が適度なサイズに成長したものであって、比表面積も大きい。また、窒化ホウ素粉末は、凝集粒子の崩壊を招くような過剰な成長を経た一次粒子の割合が低減されている。このようなことから、窒化ホウ素粉末に含まれる凝集粒子は優れた圧壊強さを有する。当該窒化ホウ素粉末は樹脂に混練して用いる放熱フィラーとして好適に使用することが可能であり、優れた絶縁性を発揮し得る。 The boron nitride powder has a low iron (Fe) content, and the primary particles of boron nitride have grown to an appropriate size, and the specific surface area is also large. Also, the boron nitride powder has a reduced proportion of primary particles that have undergone excessive growth that can lead to collapse of the agglomerated particles. For this reason, the agglomerated particles contained in the boron nitride powder have excellent crushing strength. The boron nitride powder can be suitably used as a heat dissipating filler that is kneaded with a resin, and can exhibit excellent insulating properties.

上記窒化ホウ素粉末は、黒鉛化指数が2.0以下であってよい。黒鉛化指数が上記範囲内であることで、より放熱性に優れたものとなり得る。 The boron nitride powder may have a graphitization index of 2.0 or less. When the graphitization index is within the above range, the heat dissipation property can be further improved.

本開示によれば、低品位の炭化ホウ素を原料として用いる場合であっても、優れた絶縁性を発揮し得る窒化ホウ素粉末を収率よく製造可能な、窒化ホウ素粉末の製造方法を提供できる。本開示によればまた、樹脂に充填して用いた際に優れた絶縁性を発揮し得る窒化ホウ素粉末を提供できる。 According to the present disclosure, even when using low-grade boron carbide as a raw material, it is possible to provide a method for producing boron nitride powder that can produce boron nitride powder that can exhibit excellent insulating properties with high yield. According to the present disclosure, it is also possible to provide a boron nitride powder that can exhibit excellent insulating properties when used by being filled in a resin.

以下、本開示の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。 Embodiments of the present disclosure will be described below. However, the following embodiments are examples for explaining the present disclosure, and are not intended to limit the present disclosure to the following contents.

本明細書において例示する材料は特に断らない限り、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。組成物中の各成分の含有量は、組成物中の各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。 The materials exemplified in this specification can be used singly or in combination of two or more unless otherwise specified. The content of each component in the composition means the total amount of the multiple substances present in the composition unless otherwise specified when there are multiple substances corresponding to each component in the composition. .

窒化ホウ素粉末の製造方法の一実施形態は、炭化ホウ素粉末を、窒素加圧雰囲気下で焼成して焼成物を得る加圧窒化工程と、上記焼成物を、酸素分圧が20%以上である雰囲気下において加熱して加熱処理物を得る酸化工程と、上記加熱処理物とホウ素源とを含む集合物を、窒素を含む雰囲気下で加熱することによって、窒化ホウ素の一次粒子を生成し、上記一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を得る結晶化工程と、を有する。上記結晶化工程において、上記集合物の窒素を含む雰囲気に接している見かけ表面積が250cm/kg以上である。 One embodiment of the method for producing boron nitride powder includes a pressurized nitriding step of firing boron carbide powder in a nitrogen pressurized atmosphere to obtain a fired product, and a pressure nitriding step in which the fired product has an oxygen partial pressure of 20% or more. An oxidation step for obtaining a heat-treated product by heating in an atmosphere, and heating an assembly containing the heat-treated product and a boron source in an atmosphere containing nitrogen to generate primary particles of boron nitride, and a crystallization step of obtaining aggregated particles composed of aggregated primary particles. In the crystallization step, the aggregate has an apparent surface area of 250 cm 2 /kg or more in contact with the nitrogen-containing atmosphere.

加圧窒化工程において使用する炭化ホウ素粉末(BC粉末)は、鉄(Fe)の含有量が比較的大きなものも使用することができ、必ずしも前処理等によって鉄(Fe)の含有量が低減されたものを用いなくてもよい。一般に入手できる炭化ホウ素粉末におけるFe含有量は0.2~0.5質量%程度である。本開示に係る製造方法において使用する炭化ホウ素粉末におけるFe含有量の上限値は、例えば、0.5質量%以下であってよい。炭化ホウ素粉末のFe含有量の下限値は、特に制限されるものではないが、例えば、0.2質量%以上、又は0.3質量%以上であってよい。炭化ホウ素粉末のFe含有量の下限値が上記範囲内である場合、本開示に係る製造方法の効果がより顕著である。 The boron carbide powder (B 4 C powder) used in the pressure nitriding step may have a relatively large iron (Fe) content, and the iron (Fe) content may not necessarily increase due to pretreatment or the like. It is not necessary to use the reduced one. Generally available boron carbide powder has an Fe content of about 0.2 to 0.5% by mass. The upper limit of the Fe content in the boron carbide powder used in the production method according to the present disclosure may be, for example, 0.5% by mass or less. The lower limit of the Fe content of the boron carbide powder is not particularly limited, but may be, for example, 0.2% by mass or more, or 0.3% by mass or more. When the lower limit of the Fe content of the boron carbide powder is within the above range, the effect of the production method according to the present disclosure is more pronounced.

炭化ホウ素粉末の平均粒子径の上限値は、例えば、50μm以下、40μm以下、30μm以下、25μm以下、又は20μm以下であってよい。原料粉末として平均粒子径の小さなものを使用することによって、後の結晶化工程における不純物の含有量を低減する効率をより向上することができる。炭化ホウ素粉末の平均粒子径の下限値は、例えば、1μm以上、2μm以上、又は5μm以上であってよい。炭化ホウ素粉末の平均粒子径の下限値が上記範囲内であることで、窒化ホウ素粉末の配向性指数をより低減することが可能であり、放熱性をより十分に発揮させることができる。 The upper limit of the average particle size of the boron carbide powder may be, for example, 50 μm or less, 40 μm or less, 30 μm or less, 25 μm or less, or 20 μm or less. By using a powder having a small average particle size as the raw material powder, the efficiency of reducing the impurity content in the subsequent crystallization step can be further improved. The lower limit of the average particle size of the boron carbide powder may be, for example, 1 μm or more, 2 μm or more, or 5 μm or more. When the lower limit of the average particle size of the boron carbide powder is within the above range, the orientation index of the boron nitride powder can be further reduced, and the heat dissipation can be exhibited more fully.

本明細書における凝集粒子の平均粒子径は、体積基準の累積粒度分布における50%累積径(メジアン径)を意味する。より具体的には、窒化ホウ素粉末に対するレーザー回折散乱法で得られる体積基準の累積粒度分布における累積値が50%となったときの粒子径(D50)を意味する。レーザー回折散乱法は、JIS Z 8825:2013「粒子径解析-レーザー回折・散乱法」に記載の方法に準拠して測定する。測定には、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置等を使用することができる。レーザー回折散乱法粒度分布測定装置は、例えば、ベックマンコールター社製の「LS-13 320」(製品名)等を使用できる。 The average particle size of aggregated particles in this specification means the 50% cumulative size (median size) in the volume-based cumulative particle size distribution. More specifically, it means the particle diameter (D50) when the cumulative value in the volume-based cumulative particle size distribution obtained by the laser diffraction scattering method for boron nitride powder reaches 50%. The laser diffraction scattering method is measured according to the method described in JIS Z 8825:2013 "Particle size analysis-laser diffraction/scattering method". For the measurement, a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer or the like can be used. As a laser diffraction scattering method particle size distribution analyzer, for example, "LS-13 320" (product name) manufactured by Beckman Coulter can be used.

加圧窒化工程では、炭化ホウ素粉末を、窒素加圧雰囲気下で焼成して炭窒化ホウ素粉末(BCN粉末)を含む焼成物を得る。加圧窒化工程における焼成温度の下限値は、2000℃以上、又は2100℃以上であってよい。上記焼成温度の下限値を上記範囲内とすることで、得られる炭窒化ホウ素の結晶性を高め、六方晶炭窒化ホウ素の割合を高めることができる。加圧窒化工程において、六方晶炭窒化ホウ素の割合を高めておくことによって、後に得られる窒化ホウ素粉末の熱伝導率をより向上させることができる。加圧窒化工程における焼成温度の上限値は、2300℃以下、又は2250℃以下であってよい。当該焼成温度は上述の範囲内で調整してよく、例えば、2000~2300℃であってよい。 In the pressure nitriding step, the boron carbide powder is fired in a pressurized nitrogen atmosphere to obtain a fired product containing the boron carbonitride powder (B 4 CN 4 powder). The lower limit of the firing temperature in the pressurized nitriding step may be 2000° C. or higher, or 2100° C. or higher. By setting the lower limit of the firing temperature within the above range, the crystallinity of the obtained boron carbonitride can be enhanced, and the proportion of hexagonal boron carbonitride can be increased. By increasing the proportion of hexagonal boron carbonitride in the pressure nitriding step, the thermal conductivity of the boron nitride powder obtained later can be further improved. The upper limit of the firing temperature in the pressurized nitriding step may be 2300° C. or lower, or 2250° C. or lower. The firing temperature may be adjusted within the above range, and may be, for example, 2000-2300.degree.

加圧窒化工程における圧力(雰囲気圧力)の下限値は、例えば、0.6MPa以上、0.7MPa以上、又は0.8MPa以上であってよい。加圧窒化工程における圧力の下限値を上記範囲内とすることで、炭化ホウ素の窒化を十分に進行させることができる。加圧窒化工程における圧力(雰囲気圧力)の上限値は、例えば、1.0MPa以下、又は0.9MPa以下であってよい。加圧窒化工程における圧力の上限値を上記範囲内とすることで、窒化ホウ素粉末の製造コストの上昇を抑制することができる。当該圧力は上述の範囲内で調整してよく、例えば、0.6~1.0MPa、又は0.8~0.9MPaであってよい。 The lower limit of the pressure (atmospheric pressure) in the pressurized nitriding step may be, for example, 0.6 MPa or more, 0.7 MPa or more, or 0.8 MPa or more. By setting the lower limit of the pressure in the pressurized nitriding step within the above range, the nitriding of boron carbide can be sufficiently advanced. The upper limit of the pressure (atmospheric pressure) in the pressurized nitriding step may be, for example, 1.0 MPa or less, or 0.9 MPa or less. By setting the upper limit of the pressure in the pressurized nitriding step within the above range, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the boron nitride powder. The pressure may be adjusted within the ranges mentioned above, and may be, for example, 0.6-1.0 MPa, or 0.8-0.9 MPa.

加圧窒化工程における窒素加圧雰囲気の窒素ガス濃度は、例えば、95.0体積%以上、98.0体積%以上、又は99.9体積%以上であってよい。加圧窒化工程における焼成時間は、窒化が十分進む範囲であれば特に限定されず、例えば、6~30時間、8~25時間、又は10~20時間であってよい。 The nitrogen gas concentration of the nitrogen pressurized atmosphere in the pressurized nitriding step may be, for example, 95.0% by volume or more, 98.0% by volume or more, or 99.9% by volume or more. The firing time in the pressurized nitriding step is not particularly limited as long as the nitridation progresses sufficiently, and may be, for example, 6 to 30 hours, 8 to 25 hours, or 10 to 20 hours.

酸化工程では、炭窒化ホウ素粉末を含む焼成物を、酸素を含む雰囲気下で焼成することによって、焼成物に含まれる炭素の一部を脱炭する工程であり、続く結晶化工程におけるホウ素源の使用量を低減することができ、結晶化工程における液相の割合を抑えることで、タップ密度が大きく、凝集粒子の圧壊強さに優れる窒化ホウ素粉末を得ることができる。 The oxidation step is a step of decarburizing part of the carbon contained in the fired product by firing the fired product containing the boron carbonitride powder in an oxygen-containing atmosphere. By reducing the amount used and suppressing the ratio of the liquid phase in the crystallization step, it is possible to obtain a boron nitride powder having a high tap density and excellent crushing strength of aggregated particles.

酸化工程における酸素を含む雰囲気は、酸素分圧が20%以上である雰囲気であってよく、例えば、大気等であってよい。酸素分圧の上限値は、例えば、70%以下、60%以下、又は50%以下であってよい。なお、本明細書における酸素分圧は、雰囲気を占めるガスの標準状態における酸素の分圧を意味し、酸素濃度計によって測定される値である。酸素分圧計としては、例えば、株式会社さ下記コーポレーション製の「G1690」(製品名)等を使用できる。 The atmosphere containing oxygen in the oxidation step may be an atmosphere having an oxygen partial pressure of 20% or more, such as the air. The upper limit of the oxygen partial pressure may be, for example, 70% or less, 60% or less, or 50% or less. In addition, the oxygen partial pressure in this specification means the partial pressure of oxygen in the standard state of the gas occupying the atmosphere, and is a value measured by an oxygen concentration meter. As the oxygen partial pressure meter, for example, "G1690" (product name) manufactured by Sashita Corporation can be used.

酸化工程における圧力(雰囲気圧力)は、例えば、0.1~0.5MPa、0.1~0.3MPa、又は0.1~0.2MPaであってよく、大気圧(0.1MPa)であってよい。 The pressure (atmospheric pressure) in the oxidation step may be, for example, 0.1 to 0.5 MPa, 0.1 to 0.3 MPa, or 0.1 to 0.2 MPa, and is atmospheric pressure (0.1 MPa). you can

酸化工程における焼成温度の下限値は、例えば、600℃以上、650℃以上、又は700℃以上であってよい。当該焼成温度の下限値が上記範囲内であることで、炭窒化ホウ素中の炭素の含有量をより低減することができる。酸化工程における焼成温度の上限値は、例えば、1000℃以下、又は950℃以下であってよい。当該焼成温度の上限値が上記範囲内であることで焼成後の炭窒化ホウ素の酸化を抑制できる。 The lower limit of the firing temperature in the oxidation step may be, for example, 600° C. or higher, 650° C. or higher, or 700° C. or higher. When the lower limit of the firing temperature is within the above range, the carbon content in the boron carbonitride can be further reduced. The upper limit of the firing temperature in the oxidation step may be, for example, 1000° C. or lower, or 950° C. or lower. When the upper limit of the firing temperature is within the above range, oxidation of boron carbonitride after firing can be suppressed.

酸化工程における焼成時間の下限は、例えば、6時間以上、又は7時間以上であってよい。当該焼成時間の下限値が上記範囲内であることで、炭窒化ホウ素中の炭素含有量を充分に低減することが可能となる。また、酸化工程における焼成時間の上限は特に限定されないが、例えば、20時間以下、又は15時間以下であってよい。当該焼成時間の上限が上記範囲内であると、当該工程の処理効率が低下することをより十分に抑制できる。 The lower limit of the baking time in the oxidation step may be, for example, 6 hours or longer, or 7 hours or longer. When the lower limit of the firing time is within the above range, it is possible to sufficiently reduce the carbon content in the boron carbonitride. Also, the upper limit of the baking time in the oxidation step is not particularly limited, but may be, for example, 20 hours or less, or 15 hours or less. When the upper limit of the baking time is within the above range, it is possible to more sufficiently suppress the decrease in the treatment efficiency of the step.

結晶化工程は、上記加熱処理物とホウ素源とを含む集合物を、窒素を含む雰囲気下で加熱することによって、窒化ホウ素の一次粒子を生成し、上記一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を得る。ここで、結晶化工程では、脱離ガス等の除去を容易にするように、上記集合物が上記雰囲気に接する面積を調整して行う。 In the crystallization step, by heating an aggregate containing the heat-treated product and the boron source in an atmosphere containing nitrogen, primary particles of boron nitride are generated, and the primary particles are aggregated to form aggregates. get the particles. Here, the crystallization step is carried out by adjusting the area of the aggregates in contact with the atmosphere so as to facilitate the removal of desorbed gas and the like.

結晶化工程では、上記集合物の窒素を含む雰囲気に接している面積が大きくなるように調整される。上記集合物の窒素を含む雰囲気に接している見かけ表面積が250cm/kg以上であるが、絶縁性をより向上させた窒化ホウ素粉末を得る観点から、より大きくなるように調整してよい。上記見かけ表面積の下限値は、例えば、250cm/kg以上、280cm/kg以上、300cm/kg以上、又は330cm/kg以上であってよい。上記見かけ表面積の上限値は、例えば、1000cm/kg以下、900cm/kg以下、800cm/kg以下、700cm/kg以下、600cm/kg以下、500cm/kg以下、又は400cm/kg以下であってよい。見かけ表面積を上記範囲内とすることで、集合物中の炭素分や鉄分の揮発が促進され、絶縁性により優れた窒化ホウ素粉末を容易に得ることができる。見かけ表面積は、例えば、容器の壁に貫通孔を設け、貫通孔の数や面積を調整することによって制御することができる。また、上記集合物にバインダーを配合する又は上記集合物を圧縮成形する等によって得られた成形体を自立させ、成形体の容器の壁に接する領域を減じる、又は、上記成形体を含む上記集合物の形状を変化(例えば、集合体に凹部又は貫通孔を設ける等)することなどによっても制御することができる。 In the crystallization step, adjustment is made so that the area of the aggregate that is in contact with the atmosphere containing nitrogen is increased. The apparent surface area of the above aggregates in contact with the nitrogen-containing atmosphere is 250 cm 2 /kg or more, but may be adjusted to be larger from the viewpoint of obtaining a boron nitride powder with further improved insulating properties. The lower limit of the apparent surface area may be, for example, 250 cm 2 /kg or more, 280 cm 2 /kg or more, 300 cm 2 /kg or more, or 330 cm 2 /kg or more. The upper limit of the apparent surface area is, for example, 1000 cm 2 /kg or less, 900 cm 2 /kg or less, 800 cm 2 /kg or less, 700 cm 2 /kg or less, 600 cm 2 /kg or less, 500 cm 2 /kg or less, or 400 cm 2 /kg or less . kg or less. By setting the apparent surface area within the above range, volatilization of carbon and iron in the aggregate is promoted, and boron nitride powder with superior insulation can be easily obtained. The apparent surface area can be controlled, for example, by providing through-holes in the wall of the container and adjusting the number and area of the through-holes. In addition, a molded article obtained by blending a binder in the aggregate or compression molding the aggregate is allowed to stand on its own to reduce the area in contact with the wall of the container of the molded article, or the aggregate including the molded article It can also be controlled by changing the shape of the object (for example, providing a recess or a through hole in the assembly).

本明細書における見かけ表面積は、上記集合物の表面上の微細構造(500μm以下の凹凸等)は考慮せずに平面とみなした場合の、上記雰囲気に接している面積を意味する。上記集合物が容器に収容され、容器の内壁に接するように充填されている場合には、容器の開口部、並びに容器に設けた貫通孔の外周及び内径を計測することによって、見かけ表面積を算出するものとする。また、上記集合物がそれ自体で形状を保持できる場合であって、容器に収容されていない又は容器内で容器の内壁と距離を置いて設置されている場合には、集合物の外形を測量し、その見かけ比表面積を算出するものとする。本開示の製造方法は集合物の質量を1kg以上の大きなものとすることを想定しているものの、上記集合物の質量が1kg未満であっても構わず、その場合の上記見かけ表面積は1kgあたりの換算値である。 The apparent surface area in this specification means the area in contact with the atmosphere when the surface of the aggregate is regarded as a flat surface without considering the fine structure (unevenness of 500 μm or less, etc.) on the surface. When the aggregate is contained in a container and filled so as to contact the inner wall of the container, the apparent surface area is calculated by measuring the opening of the container and the outer circumference and inner diameter of the through hole provided in the container. It shall be. In addition, if the aggregate can maintain its shape by itself, and if it is not housed in a container or is placed within the container at a distance from the inner wall of the container, the outline of the aggregate is measured. and calculate its apparent specific surface area. Although the production method of the present disclosure assumes that the mass of the aggregate is as large as 1 kg or more, the mass of the aggregate may be less than 1 kg, and in that case the apparent surface area is per 1 kg is the conversion value of

上記集合物が容器に収容されていてもよい。この場合、上記容器が容器の内部と外部とに貫通する貫通孔を有してもよい。貫通孔の数及び貫通孔の径は、窒化ホウ素粉末に求める性状によって調整してよく、絶縁性を向上させるためには、貫通孔の数は多い方が望ましく、貫通孔の径は大きい方が望ましい。上記容器は耐熱性に優れ、収容する集合物との反応性が低いものであればよく、例えば、セラミックス容器等であってよい。 The aggregate may be housed in a container. In this case, the container may have a through hole penetrating between the inside and the outside of the container. The number of through-holes and the diameter of the through-holes may be adjusted according to the desired properties of the boron nitride powder. In order to improve the insulation properties, it is desirable that the number of through-holes is large and the diameter of the through-holes is large. desirable. The container should be excellent in heat resistance and have low reactivity with the aggregate to be accommodated, and may be, for example, a ceramic container.

上記結晶化工程において、ホウ素源の含有量を低く抑制することが好ましい。上記ホウ素源の含有量の上限値は、上記加熱処理物及びホウ素源の合計量を基準として、例えば、40質量%未満、35質量%以下、33質量%以下、30質量%以下、28質量%以下、又は25質量%以下であってよい。ホウ素源の含有量の上限値を上記範囲内とすることで、窒化ホウ素の一次粒子の成長場である液相の量を低減できる。その結果、上記一次粒子の過剰な成長を抑制し、圧壊強さにより優れる凝集粒子を含む窒化ホウ素を製造し得る。上記ホウ素源の含有量の下限値は、上記加熱処理物及びホウ素源の合計量を基準として、例えば、15質量%以上、18質量%以上、又は20質量%以上であってよい。上記ホウ素源の含有量の下限値を上記範囲内とすることで、窒化ホウ素の結晶性をより向上させることができ、より純度に優れる六方晶窒化ホウ素の一次粒子とすることができる。上記ホウ素源の含有量は上述の範囲内で調整してよく、上記加熱処理物及びホウ素源の合計量を基準として、例えば、15~40質量%、15~28質量%、又は18~25質量%であってよい。 In the crystallization step, it is preferable to keep the content of the boron source low. The upper limit of the content of the boron source is, for example, less than 40% by mass, 35% by mass or less, 33% by mass or less, 30% by mass or less, 28% by mass, based on the total amount of the heat-treated product and the boron source. or less, or 25% by mass or less. By setting the upper limit of the content of the boron source within the above range, the amount of the liquid phase, which is the growth field of the primary particles of boron nitride, can be reduced. As a result, excessive growth of the primary particles can be suppressed, and boron nitride containing agglomerated particles with superior crushing strength can be produced. The lower limit of the content of the boron source may be, for example, 15% by mass or more, 18% by mass or more, or 20% by mass or more based on the total amount of the heat-treated product and the boron source. By setting the lower limit of the content of the boron source within the above range, the crystallinity of boron nitride can be further improved, and the primary particles of hexagonal boron nitride having higher purity can be obtained. The content of the boron source may be adjusted within the above-described range, for example, 15 to 40% by mass, 15 to 28% by mass, or 18 to 25% by mass, based on the total amount of the heat-treated product and the boron source %.

上述の製造方法は、加圧窒化工程、酸化工程、及び結晶化工程に加えて、その他の工程を更に有していてもよい。その他の工程としては、例えば、粉砕工程、及び分級工程等が挙げられる。粉砕工程は、例えば、結晶化工程において、凝集粒子同士が更に3次凝集などしている場合に、これを解砕する観点から実施されることが望ましい。粉砕工程においては、一般的な粉砕機又は解砕機を用いることができる。例えば、ボールミル、振動ミル、ジェットミル等を用いることができる。なお、本開示においては、「粉砕」には「解砕」も含まれる。粉砕及び分級によって、窒化ホウ素粉末の平均粒径を調整してもよい。 The manufacturing method described above may further include other steps in addition to the pressure nitriding step, the oxidation step, and the crystallization step. Other steps include, for example, a pulverization step and a classification step. The pulverization step is desirably carried out, for example, from the standpoint of crushing tertiary agglomeration of agglomerated particles in the crystallization step. In the pulverization step, a general pulverizer or pulverizer can be used. For example, a ball mill, vibrating mill, jet mill or the like can be used. In the present disclosure, "pulverization" also includes "crushing". The average particle size of the boron nitride powder may be adjusted by grinding and classification.

上述の製造方法によって製造される窒化ホウ素粉末は、低品位原料を使用した場合であってもFe含有量が低く抑制されたものとなっている。また、結晶化工程において適度にホウ素源に由来する液相の量が調整されることで、圧壊強さに優れた凝集粒子を含んだものとなり得る。窒化ホウ素粉末の一実施形態は、窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含む。当該窒化ホウ素粉末は、上記凝集粒子の圧壊強さが12MPa以上であり、比表面積が4.0m/g以上であり、配向性指数が7.5以下である。窒化ホウ素粉末におけるFeの含有量が50ppm以下である。 The boron nitride powder produced by the above-described production method has a suppressed Fe content even when a low-grade raw material is used. In addition, by appropriately adjusting the amount of the liquid phase derived from the boron source in the crystallization step, aggregated particles having excellent crushing strength can be included. One embodiment of the boron nitride powder comprises agglomerated particles composed of agglomerated primary particles of boron nitride. The boron nitride powder has a crushing strength of the aggregated particles of 12 MPa or more, a specific surface area of 4.0 m 2 /g or more, and an orientation index of 7.5 or less. The content of Fe in the boron nitride powder is 50 ppm or less.

凝集粒子の圧壊強さの下限値は10MPa以上であるが、例えば、11MPa以上、12MPa以上、又は13MPa以上であってよい。圧壊強さの下限値が上記範囲内であることで、樹脂との混練によって得られる樹脂組成物及び成形体の放熱性をより向上させることができる。凝集粒子の圧壊強さの上限値は、例えば、30MPa以下、25MPa以下、23MPa以下、又は20MPa以下であってよい。圧壊強さの上限値が上記範囲内であることで、樹脂との混練の際に凝集粒子の少なくとも一部が適度に崩壊し、ボイドの発生を抑制することによって得られる樹脂組成物及び成形体の絶縁性をより向上させることができる。凝集粒子の圧壊強さは上述の範囲内で調整してよく、例えば、10~30MPa、11~25MPa、又は12~20MPaであってよい。 The lower limit of the crushing strength of the aggregated particles is 10 MPa or more, and may be, for example, 11 MPa or more, 12 MPa or more, or 13 MPa or more. When the lower limit of the crushing strength is within the above range, the heat dissipation properties of the resin composition and the molded article obtained by kneading with the resin can be further improved. The upper limit of crushing strength of aggregated particles may be, for example, 30 MPa or less, 25 MPa or less, 23 MPa or less, or 20 MPa or less. When the upper limit of the crushing strength is within the above range, at least a part of the aggregated particles is appropriately collapsed during kneading with the resin, and the resin composition and the molded product obtained by suppressing the generation of voids. can further improve the insulation. The crush strength of the agglomerated particles may be adjusted within the ranges described above, and may be, for example, 10-30 MPa, 11-25 MPa, or 12-20 MPa.

本明細書における圧壊強さは、JIS R 1639-5:2007「ファインセラミックス-か(顆)粒特性の測定方法-第5部:単一か粒圧壊強さ」の記載に準拠して測定される値を意味する。凝集粒子1個の圧壊強さσ(単位:MPa)は、凝集粒子内の位置によって変化する無次元数α(α=2.48)、圧壊試験力P(単位:N)及び粒子径d(単位:μm)の値から、σ=α×P/(π×d)という式を用いて算出される。測定は、20個以上の凝集粒子に対して行い、累積破壊率63.2%時点の値を算出するものとする。測定には、微小圧縮試験器を用いることができる。微小圧縮試験器としては、例えば、株式会社島津製作所製の「MCT-W500」(製品名)等を使用することができる。 The crushing strength herein is measured in accordance with the description of JIS R 1639-5:2007 "Fine ceramics-Method for measuring (granular) grain properties-Part 5: Single grain crushing strength". value. The crushing strength σ (unit: MPa) of one aggregated particle is the dimensionless number α (α = 2.48) that changes depending on the position in the aggregated particle, the crushing test force P (unit: N), and the particle diameter d ( unit: μm), it is calculated using the formula σ=α×P/(π×d 2 ). The measurement shall be performed on 20 or more aggregated particles, and the value at the time when the cumulative destruction rate is 63.2% shall be calculated. A microcompression tester can be used for the measurement. As the microcompression tester, for example, "MCT-W500" (product name) manufactured by Shimadzu Corporation can be used.

窒化ホウ素粉末の比表面積の下限値は4.0m/g以上であるが、例えば、4.2m/g以上、4.3m/g以上、4.5m/g以上、又は5.0m/g以上であってよい。比表面積の下限値が上記範囲内であることは、窒化ホウ素の一次粒子の凝集がより緻密であり、凝集粒子の圧壊強さがより十分に高いものとなり得る。これによって窒化ホウ素粉末を樹脂と混錬し、又は成形する際に凝集粒子の過度な崩壊をより抑制することができる。窒化ホウ素粉末の比表面積の上限値は、例えば、7.0m/g以下、6.5m/g以下、6.0m/g以下、又は5.5m/g以下であってよい。比表面積の上限値が上記範囲内であると、窒化ホウ素の一次粒子径が十分に大きく、樹脂組成物及び成形体とした際に、より優れた放熱性を発揮し得る。窒化ホウ素粉末の比表面積は上述の範囲内で調整してよく、例えば、4.0~7.0m/g、4.2~6.5m/g、又は4.3~6.0m/gであってよい。 The lower limit of the specific surface area of the boron nitride powder is 4.0 m 2 /g or more. It may be 0 m 2 /g or more. When the lower limit of the specific surface area is within the above range, the aggregation of the primary particles of boron nitride is more dense, and the crushing strength of the aggregated particles can be sufficiently high. This makes it possible to further suppress excessive collapse of aggregated particles when the boron nitride powder is kneaded with resin or molded. The upper limit of the specific surface area of the boron nitride powder may be, for example, 7.0 m 2 /g or less, 6.5 m 2 /g or less, 6.0 m 2 /g or less, or 5.5 m 2 /g or less. When the upper limit of the specific surface area is within the above range, the primary particle size of the boron nitride is sufficiently large, and when the resin composition and molded article are formed, more excellent heat dissipation can be exhibited. The specific surface area of the boron nitride powder may be adjusted within the above range, for example, 4.0-7.0 m 2 /g, 4.2-6.5 m 2 /g, or 4.3-6.0 m 2 /g.

本明細書における比表面積は、JIS Z 8830:2013「ガス吸着による粉体(固体)の比表面積測定方法」の記載に準拠し、比表面積測定装置を用い測定される値を意味し、窒素ガスを使用したBET一点法を適用して算出される値である。比表面積測定装置としては、例えば、QUANTACHROME社製の「MONOSORB MS-22型」(製品名)等を使用することができる。 The specific surface area in this specification refers to a value measured using a specific surface area measuring device in accordance with the description of JIS Z 8830:2013 "Method for measuring specific surface area of powder (solid) by gas adsorption". is a value calculated by applying the BET single-point method using As a specific surface area measuring device, for example, "MONOSORB MS-22 type" (product name) manufactured by QUANTACHROME can be used.

上記窒化ホウ素粉末は一次粒子の配向が十分に抑制されたものとなっている。上記窒化ホウ素粉末の配向性指数の上限値は7.5以下であるが、例えば、7.3以下、7.1以下、又は7.0以下であってよい。配向性指数の上限値が上記範囲内であることで、樹脂組成物及び成形体として実用上より十分な放熱性を発揮することができる。窒化ホウ素粉末の配向性指数の下限値は限定されるものではないが、6.0未満とすることは容易ではなく、例えば、6.0以上、6.1以上、6.3以上、又は6.5以上であってよい。窒化ホウ素粉末の配向性指数は上述の範囲内で調整してよく、例えば、6.0~7.5、6.3~7.3、又は6.5~7.1であってよい。 The boron nitride powder has sufficiently suppressed orientation of the primary particles. The upper limit of the orientation index of the boron nitride powder is 7.5 or less, and may be, for example, 7.3 or less, 7.1 or less, or 7.0 or less. When the upper limit of the orientation index is within the above range, the resin composition and molded article can exhibit practically sufficient heat dissipation. The lower limit of the orientation index of the boron nitride powder is not limited, but it is not easy to make it less than 6.0, for example, 6.0 or more, 6.1 or more, 6.3 or more, or 6 0.5 or more. The orientation index of the boron nitride powder may be adjusted within the ranges described above, for example, 6.0 to 7.5, 6.3 to 7.3, or 6.5 to 7.1.

本明細書における配向性指数は、以下の方法に沿って測定される値を意味する。窒化ホウ素粉末に対するX線回折測定を行うことによって、窒化ホウ素粉末のX線回折スペクトルを取得し、当該X線回折スペクトルから、(002)面及び(100)面に対応するピーク強度I(002)及びI(100)を取得する。得られたピーク強度を用いて、窒化ホウ素粉末の配向性指数[I(002)/I(100)]を算出する。配向性指数の測定対象は粉末であることから、粉末における、実質的に一次粒子が配向していない塊状粒子(凝集粒子)の存在割合が大きい場合、配向性指数の値は小さくなる傾向にある。一方で、凝集粒子を構成していない一次粒子の存在割合が大きくなると、配向性指数の値は大きくなる傾向にある。X線回折装置としては、例えば、株式会社リガク製の「ULTIMA-IV」(製品名)等を使用することができる。 The orientation index in this specification means a value measured according to the following method. By performing X-ray diffraction measurement on the boron nitride powder, the X-ray diffraction spectrum of the boron nitride powder is obtained, and from the X-ray diffraction spectrum, the peak intensity I (002) corresponding to the (002) plane and the (100) plane and I(100). The obtained peak intensity is used to calculate the orientation index [I(002)/I(100)] of the boron nitride powder. Since the object of measurement of the orientation index is powder, the value of the orientation index tends to be small when the existence ratio of aggregated particles (aggregated particles) in which the primary particles are not substantially oriented is large in the powder. . On the other hand, when the proportion of primary particles that do not constitute aggregated particles increases, the value of the orientation index tends to increase. As the X-ray diffractometer, for example, "ULTIMA-IV" (product name) manufactured by Rigaku Corporation can be used.

窒化ホウ素粉末におけるFeの含有量は50ppm以下であるが、窒化ホウ素粉末の用途等に応じて、より低減することもできる。窒化ホウ素粉末におけるFeの含有量の上限値は、例えば、30ppm以下、20ppm以下、又は10ppm以下であってよい。窒化ホウ素粉末におけるFeの含有量の下限値は、特に限定されるものではなくゼロ(Feを含まない)であってもよいが、例えば、1ppm以上、2ppm以上、又は3ppm以上であってよい。窒化ホウ素粉末におけるFeの含有量は上述の範囲内で調整してよく、例えば、1~50ppm、又は1~10ppmであってよい。 The content of Fe in the boron nitride powder is 50 ppm or less, but it can be further reduced depending on the use of the boron nitride powder. The upper limit of the Fe content in the boron nitride powder may be, for example, 30 ppm or less, 20 ppm or less, or 10 ppm or less. The lower limit of the Fe content in the boron nitride powder is not particularly limited and may be zero (not including Fe), but may be, for example, 1 ppm or more, 2 ppm or more, or 3 ppm or more. The Fe content in the boron nitride powder may be adjusted within the above range, and may be, for example, 1-50 ppm, or 1-10 ppm.

本明細書におけるFeの含有量は、蛍光X線法によって測定される値を意味する。 Content of Fe in this specification means the value measured by the fluorescent X-ray method.

窒化ホウ素粉末は上述の製造方法によって調製されることで、Fe等の不純物が低減され、結晶性の高い窒化ホウ素の一次粒子を含む。窒化ホウ素粉末の結晶性の指標として黒鉛化指数(Graphitization Index(G.I.)ということもある)を用いる。窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数の上限値は、例えば、2.0以下、1.9以下、1.8以下、又は1.7以下であってよい。窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数の上限値が上記範囲内であることによって、結晶性が高い窒化ホウ素の一次粒子であり、より優れた放熱性を発揮することできる。窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数の下限値は、特に制限されるものではないが、例えば、0.8以上、0.9以上、又は1.0以上であってよい。窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数の下限値が上記範囲内であることによって、窒化ホウ素の一次粒子の成長が適度なものとなり、一次粒子の過度な成長にともなう凝集粒子の崩壊をより十分に抑制できることから、窒化ホウ素粉末の配向性指数の上昇を抑制できる。このような作用によって、窒化ホウ素粉末を配合した樹脂組成物及び成形体は、実用上より十分な放熱性を発揮することができる。窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数は上述の範囲内で調整でき、例えば、1.0~2.0、又は1.0~1.7であってよい。 The boron nitride powder is prepared by the above-described production method, so that impurities such as Fe are reduced and contains primary particles of boron nitride with high crystallinity. A graphitization index (G.I.) is used as an index of the crystallinity of the boron nitride powder. The upper limit of the graphitization index of the boron nitride powder may be, for example, 2.0 or less, 1.9 or less, 1.8 or less, or 1.7 or less. When the upper limit of the graphitization index of the boron nitride powder is within the above range, the primary particles of boron nitride have high crystallinity, and excellent heat dissipation can be exhibited. Although the lower limit of the graphitization index of the boron nitride powder is not particularly limited, it may be, for example, 0.8 or more, 0.9 or more, or 1.0 or more. When the lower limit of the graphitization index of the boron nitride powder is within the above range, the growth of the primary particles of boron nitride becomes moderate, and the collapse of aggregated particles due to excessive growth of the primary particles can be more sufficiently suppressed. Therefore, an increase in the orientation index of the boron nitride powder can be suppressed. Due to such an action, the resin composition and the molded article containing the boron nitride powder can exhibit sufficient heat dissipation from a practical point of view. The graphitization index of the boron nitride powder can be adjusted within the ranges described above, and can be, for example, 1.0 to 2.0, or 1.0 to 1.7.

本明細書における黒鉛化指数は、黒鉛の結晶性の程度を示す指標値としても知られている指標である(例えば、J.Thomas,et.al,J.Am.Chem.Soc.84,4619(1962)等)。黒鉛化指数は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を粉末X線回折法で測定したスペクトルに基づき算出する。まず、X線回折スペクトルにおいて、六方晶窒化ホウ素の一次粒子の(100)面、(101)面及び(102)面に対応する各回折ピークの積分強度(すなわち、各回折ピーク)とそのベースラインとで囲まれる面積値(単位は任意)を算出し、それぞれS100、S101、及びS102とする。算出された面積値を用いて、[(S100+S101)/S102]の値を算出し、黒鉛化指数を決定する。より具体的には、本明細書の実施例に記載の方法によって決定する。 The graphitization index herein is an index also known as an index value indicating the degree of crystallinity of graphite (for example, J. Thomas, et. al, J. Am. Chem. Soc. 84, 4619 (1962) etc.). The graphitization index is calculated based on the spectrum of primary particles of hexagonal boron nitride measured by powder X-ray diffraction. First, in the X-ray diffraction spectrum, the integrated intensity of each diffraction peak corresponding to the (100) plane, (101) plane and (102) plane of the hexagonal boron nitride primary particles (that is, each diffraction peak) and its baseline and S100, S101, and S102, respectively. Using the calculated area value, the value of [(S100+S101)/S102] is calculated to determine the graphitization index. More specifically, it is determined by the method described in the Examples of this specification.

上記窒化ホウ素粉末の平均粒子径の上限値は、樹脂と混合し、成形する厚さに応じて調整してよく、例えば、80μm以下、65μm以下、50μm以下、30μm以下、又は20μm以下であってよい。上記窒化ホウ素粉末の平均粒子径の下限値は、例えば、2μm以上、3μm以上、5μm以上、8μm以上、又は10μm以上であってよい。上記平均粒子径の下限値が上記範囲内であることで、充填性により優れた窒化ホウ素粉末とすることができる。これによって、当該窒化ホウ素粉末と樹脂と混合する際の粘度上昇をより抑制することができる。上記窒化ホウ素粉末の平均粒子径は上述の範囲内で調整してよく、例えば、2~80μm、3~65μm、又は5~50μmであってよい。 The upper limit of the average particle size of the boron nitride powder may be adjusted according to the thickness to be mixed with the resin and molded. good. The lower limit of the average particle size of the boron nitride powder may be, for example, 2 μm or more, 3 μm or more, 5 μm or more, 8 μm or more, or 10 μm or more. When the lower limit of the average particle size is within the above range, the boron nitride powder can have excellent filling properties. This makes it possible to further suppress an increase in viscosity when the boron nitride powder and the resin are mixed. The average particle size of the boron nitride powder may be adjusted within the ranges described above, and may be, for example, 2-80 μm, 3-65 μm, or 5-50 μm.

本明細書における窒化ホウ素粉末の平均粒子径は、体積基準の累積粒度分布における50%累積径(メジアン径)を意味する。より具体的には、窒化ホウ素粉末に対するレーザー回折散乱法で得られる体積基準の累積粒度分布における累積値が50%となったときの粒子径(D50)を意味する。レーザー回折散乱法は、JIS Z 8825:2013「粒子径解析-レーザー回折・散乱法」に記載の方法に準拠して測定する。測定には、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置等を使用することができる。レーザー回折散乱法粒度分布測定装置は、例えば、ベックマンコールター社製の「LS-13 320」(製品名)等を使用できる。なお、測定の際はホモジナイザーによる処理を行わずに、凝集粒子が存在する状況で測定を行うものとする。 The average particle size of the boron nitride powder in this specification means the 50% cumulative size (median size) in the volume-based cumulative particle size distribution. More specifically, it means the particle diameter (D50) when the cumulative value in the volume-based cumulative particle size distribution obtained by the laser diffraction scattering method for boron nitride powder reaches 50%. The laser diffraction scattering method is measured according to the method described in JIS Z 8825:2013 "Particle size analysis-laser diffraction/scattering method". For the measurement, a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer or the like can be used. As a laser diffraction scattering method particle size distribution analyzer, for example, "LS-13 320" (product name) manufactured by Beckman Coulter can be used. In addition, the measurement shall be performed in the presence of agglomerated particles without treatment by a homogenizer.

以上、幾つかの実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。また、上述した実施形態についての説明内容は、互いに適用することができる。 Although several embodiments have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments. Also, the descriptions of the above-described embodiments can be applied to each other.

以下、本開示について、実施例及び比較例を用いてより詳細に説明する。なお、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail using examples and comparative examples. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following examples.

(実施例1)
[炭化ホウ素粉末の作製]
オルトホウ酸(日本電工株式会社製、以下、単に「ホウ酸」という。)100質量部と、アセチレンブラック(HS100、デンカ株式会社製)35質量部とをヘンシェルミキサーを用いて混合したのち、黒鉛ルツボ中に充填した。この黒鉛ルツボをアーク炉に入れ、アルゴン雰囲気で、2200℃にて5時間加熱し、塊状の炭化ホウ素(BC)粉末を合成した。合成した塊状の炭化ホウ素粉末をボールミルで1時間粉砕し、篩網を用いて篩分けし、粗大粒子を除去することによって、平均粒子径が15μmの炭化ホウ素粉末(BC粉末)を作製した。炭化ホウ素粉末におけるFeの含有量は0.3質量%であった。
(Example 1)
[Production of boron carbide powder]
After mixing 100 parts by mass of orthoboric acid (manufactured by Nippon Denko Co., Ltd., hereinafter simply referred to as "boric acid") and 35 parts by mass of acetylene black (HS100, manufactured by Denka Co., Ltd.) using a Henschel mixer, a graphite crucible was added. filled inside. This graphite crucible was placed in an arc furnace and heated at 2200° C. for 5 hours in an argon atmosphere to synthesize massive boron carbide (B 4 C) powder. The synthesized massive boron carbide powder was pulverized in a ball mill for 1 hour and sieved using a sieve to remove coarse particles, thereby producing a boron carbide powder (B 4 C powder) having an average particle size of 15 μm. . The content of Fe in the boron carbide powder was 0.3% by mass.

[炭窒化ホウ素粉末の作製]
作製した炭化ホウ素粉末を窒化ホウ素ルツボに充填した。当該ルツボを抵抗加熱炉内に静置し、0.85MPaの窒素ガスの雰囲気下で、2100℃、25時間、加熱することによって、炭窒化ホウ素(BCN)粉末を含む焼成物を得た(加圧窒化工程)。
[Preparation of boron carbonitride powder]
A boron nitride crucible was filled with the produced boron carbide powder. The crucible was placed in a resistance heating furnace and heated at 2100° C. for 25 hours in a nitrogen gas atmosphere of 0.85 MPa to obtain a fired product containing boron carbonitride (B 4 CN 4 ) powder. (pressurized nitriding process).

得られた焼成物を、マッフル炉内に静置し、大気雰囲気下で、700℃、5時間加熱すること(酸化工程)によって、加熱処理物を得た。 The obtained fired product was placed in a muffle furnace and heated at 700° C. for 5 hours in an air atmosphere (oxidation step) to obtain a heat-treated product.

[窒化ホウ素粉末の作製]
上記加熱処理物及びホウ酸(ホウ素源)の合計量を基準として、ホウ素源であるホウ酸の含有量が30質量部となるようにホウ酸を添加し、ヘンシェルミキサーによって混合して、混合物(集合物)を得た。次に、4つの側面に貫通孔(開口の直径:5.5cm)をそれぞれ2つずつ有し、且つ上部に縦:15cm、横:15cmの正方形状の開口を有する窒化ホウ素製の容器に対して、混合物の上面が容器側面の貫通孔の上端よりも下に位置しないように注意して、混合物を適度に圧縮成形しながら、上述の混合物を1.55kg充填した。この際、上記混合物の雰囲気に接している表面積は、268cm/kg(=[π(2.75)×8+(15×15)]/1.55)であった。
[Production of boron nitride powder]
Based on the total amount of the heat-treated product and boric acid (boron source), boric acid is added so that the content of boric acid as a boron source is 30 parts by mass, mixed with a Henschel mixer, and the mixture ( aggregates) were obtained. Next, for a boron nitride container having two through holes (opening diameter: 5.5 cm) on each of the four sides and a square opening with a length of 15 cm and a width of 15 cm at the top 1.55 kg of the above mixture was filled while moderately compressing the mixture while taking care that the upper surface of the mixture was not positioned below the upper end of the through-hole on the side of the container. At this time, the surface area of the mixture in contact with the atmosphere was 268 cm 2 /kg (=[π(2.75) 2 ×8+(15×15)]/1.55).

次に、上述の容器を抵抗加熱炉内に静置し、圧力13kPaの窒素ガスの雰囲気で、室温から2000℃まで昇温し、2000℃において5時間保持することで加熱処理を行った(結晶化工程)。これによって脱炭して、一次粒子が凝集した凝集粒子を有する窒化ホウ素粉末を合成した。結晶化工程前の集合物の質量を基準とした結晶化工程後の質量比率を収率として算出し、66質量%であったことを確認した。合成した窒化ホウ素粉末を乳鉢によって10分間解砕した後、篩目75μmのナイロン篩にて分級を行った。 Next, the above container was placed in a resistance heating furnace, heated from room temperature to 2000° C. in a nitrogen gas atmosphere at a pressure of 13 kPa, and held at 2000° C. for 5 hours for heat treatment (crystal conversion process). By this decarburization, a boron nitride powder having agglomerated particles in which primary particles were agglomerated was synthesized. The mass ratio after the crystallization process based on the mass of the aggregate before the crystallization process was calculated as the yield, and it was confirmed to be 66% by mass. The synthesized boron nitride powder was pulverized with a mortar for 10 minutes, and then classified with a nylon sieve having a sieve mesh of 75 μm.

<窒化ホウ素粉末の評価>
実施例1で得られた窒化ホウ素粉末について、後述する方法によって、凝集粒子の圧壊強さ、比表面積、Feの含有量、黒鉛化指数、平均粒子径、及び配向性指数を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of boron nitride powder>
The boron nitride powder obtained in Example 1 was evaluated for aggregated particle crushing strength, specific surface area, Fe content, graphitization index, average particle size, and orientation index by the methods described later. Table 1 shows the results.

[圧壊強さ]
凝集粒子の圧壊強さは、JIS R 1639-5:2007「ファインセラミックス-か(顆)粒特性の測定方法-第5部:単一か粒圧壊強さ」の記載に準拠して測定した。測定には、微小圧縮試験器(株式会社島津製作所製、製品名「MCT-W500」)を用いた。なお、測定は、20個以上の凝集粒子に対して行い、累積破壊率63.2%時点の値を算出した。
[Crushing strength]
The crushing strength of agglomerated particles was measured according to the description of JIS R 1639-5:2007 "Fine ceramics-Method for measuring (granule) properties-Part 5: Single granule crushing strength". For the measurement, a microcompression tester (manufactured by Shimadzu Corporation, product name "MCT-W500") was used. In addition, the measurement was performed for 20 or more aggregated particles, and the value at the time of cumulative destruction rate of 63.2% was calculated.

[比表面積]
窒化ホウ素粉末の比表面積は、JIS Z 8830:2013「ガス吸着による粉体(固体)の比表面積測定方法」の記載に準拠し、窒素ガスを使用したBET一点法を適用して算出した。比表面積測定装置としては、QUANTACHROME社製の「MONOSORB MS-22型」(製品名)を用いた。なお、測定は、窒化ホウ素粉末を、300℃で、15分間かけて、乾燥脱気した後に行った。
[Specific surface area]
The specific surface area of the boron nitride powder was calculated according to the description of JIS Z 8830:2013 "Method for measuring specific surface area of powder (solid) by gas adsorption", applying the BET single-point method using nitrogen gas. As a specific surface area measuring device, "MONOSORB MS-22 type" (product name) manufactured by QUANTACHROME was used. The measurement was performed after the boron nitride powder was dried and degassed at 300° C. for 15 minutes.

[Feの含有量]
窒化ホウ素粉末におけるFeの含有量は、蛍光X線法によって測定した。測定には、株式会社リガク製の蛍光X線分析装置(製品名:ZSX PrimusII)を用いた。
[Content of Fe]
The Fe content in the boron nitride powder was measured by a fluorescent X-ray method. For the measurement, a fluorescent X-ray spectrometer manufactured by Rigaku Corporation (product name: ZSX Primus II) was used.

[黒鉛化指数]
窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数は粉末X線回折法による測定結果から算出した。得られたX線回折スペクトルにおいて、六方晶窒化ホウ素の一次粒子の(100)面、(101)面及び(102)面に対応する各回折ピークの積分強度(すなわち、各回折ピーク)とそのベースラインとで囲まれる面積値(単位は任意)を算出し、それぞれS100、S101、及びS102とした。こうして算出された面積値を用いて、以下の式(1)に基づき、黒鉛化指数を決定した。
GI=(S100+S101)/S102・・・(1)
[Graphitization index]
The graphitization index of the boron nitride powder was calculated from the measurement results by the powder X-ray diffraction method. In the obtained X-ray diffraction spectrum, the integrated intensity of each diffraction peak corresponding to the (100) plane, (101) plane and (102) plane of the hexagonal boron nitride primary particles (that is, each diffraction peak) and its base The area values (in arbitrary units) surrounded by the lines were calculated and designated as S100, S101, and S102, respectively. Using the area value thus calculated, the graphitization index was determined based on the following formula (1).
GI=(S100+S101)/S102 (1)

[平均粒子径]
窒化ホウ素粉末の平均粒子径は、JIS Z 8825:2013「粒子径解析-レーザー回折・散乱法」に記載の方法に準拠して測定した。測定には、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置(ベックマンコールター社製、製品名:「LS-13 320」)を使用した。なお、測定の際はホモジナイザーによる処理を行わずに、凝集粒子が存在する状況で測定を行った。
[Average particle size]
The average particle size of the boron nitride powder was measured according to the method described in JIS Z 8825:2013 "Particle size analysis-laser diffraction/scattering method". For the measurement, a laser diffraction scattering method particle size distribution analyzer (manufactured by Beckman Coulter, product name: "LS-13 320") was used. The measurement was performed in the presence of agglomerated particles without treatment with a homogenizer.

[配向性指数]
窒化ホウ素粉末の配向性指数は、以下の方法に沿って測定した。測定には、X線回折装置(株式会社リガク製、商品名:「ULTIMA-IV」)を用いた。まず、X線回折装置に付属している深さ0.2mmの凹部を有するガラスセルの凹部に六方晶窒化ホウ素粉末を充填し固めることで測定試料を作製した。測定試料にX線を照射して、ベースライン補正を行った後の、測定資料の(002)面と(100)面とのピーク強度を決定し、この比[I(002)/I(100)]を配向性指数とした。
[Orientation index]
The orientation index of the boron nitride powder was measured according to the following method. An X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Co., Ltd., trade name: "ULTIMA-IV") was used for the measurement. First, hexagonal boron nitride powder was filled into recesses of a glass cell having recesses of 0.2 mm in depth attached to an X-ray diffractometer, and solidified to prepare a measurement sample. After irradiating the measurement sample with X-rays and performing baseline correction, the peak intensities of the (002) plane and the (100) plane of the measurement sample are determined, and this ratio [I (002) / I (100 )] was taken as the orientation index.

(実施例2)
結晶化工程において、混合物を容器に充填した後、混合物の上面から容器の底面まで貫通する直径1cmの孔を5つ空けたこと以外は、実施例1と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製した。このとき、混合物の上面から容器底面までの長さは7cmであった。結晶化工程において、上記混合物の雰囲気に接している表面積は、338cm/kg(=[π×7×5+π(2.75)×8+(15×15)]/1.55)であった。得られた窒化ホウ素粉末について、実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 2)
Boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that in the crystallization step, after the mixture was filled in the container, five holes with a diameter of 1 cm penetrating from the top surface of the mixture to the bottom surface of the container were made. . At this time, the length from the upper surface of the mixture to the bottom surface of the container was 7 cm. In the crystallization process, the surface area of the mixture in contact with the atmosphere was 338 cm 2 /kg (=[π×7×5+π(2.75) 2 ×8+(15×15)]/1.55). . The obtained boron nitride powder was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(実施例3)
結晶化工程において、ホウ酸の含有量を26質量部に変更したこと、結晶化工程において、混合物を容器に充填した後、混合物の上面から容器の底面まで貫通する直径1cmの孔を5つ空けたこと以外は、実施例1と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製した。このとき、混合物の上面から容器底面までの長さは7cmであった。結晶化工程において、上記混合物の雰囲気に接している表面積は、338cm/kg(=[π×7×5+π(2.75)×8+(15×15)]/1.55)であった。得られた窒化ホウ素粉末について、実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 3)
In the crystallization process, the content of boric acid was changed to 26 parts by mass. In the crystallization process, after the mixture was filled in the container, five holes with a diameter of 1 cm penetrating from the top surface of the mixture to the bottom surface of the container were made. A boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except for the above. At this time, the length from the upper surface of the mixture to the bottom surface of the container was 7 cm. In the crystallization process, the surface area of the mixture in contact with the atmosphere was 338 cm 2 /kg (=[π×7×5+π(2.75) 2 ×8+(15×15)]/1.55). . The obtained boron nitride powder was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(実施例4)
結晶化工程において、ホウ酸の含有量を35質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製した。結晶化工程において、上記混合物の雰囲気に接している表面積は、268cm/kg(=[π(2.75)×8+(15×15)]/1.55)であった。得られた窒化ホウ素粉末について、実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 4)
A boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of boric acid was changed to 35 parts by mass in the crystallization step. In the crystallization process, the surface area of the mixture in contact with the atmosphere was 268 cm 2 /kg (=[π(2.75) 2 ×8+(15×15)]/1.55). The obtained boron nitride powder was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(比較例1)
結晶化工程において、4つの側面に貫通孔(開口の直径:5.5cm)をそれぞれ2つずつ有し、且つ上部に縦:15cm、横:15cmの正方形状の開口を有する窒化ホウ素製の容器に変えて、側面に貫通孔を有さず、上部に縦:15cm、横:15cmの正方形状の開口を有する窒化ホウ素製の容器を用いたこと、及び炭窒化ホウ素とホウ酸との混合物を容器に充填する際に圧縮成形しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製した。結晶化工程において、上記混合物の雰囲気に接している表面積は、145cm/kg(=[15×15]/1.55)であった。得られた窒化ホウ素粉末について実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative example 1)
In the crystallization process, a boron nitride container having two through-holes (opening diameter: 5.5 cm) on each of four sides and a square opening of 15 cm long and 15 cm wide at the top. Instead of using a boron nitride container having a square opening with a length of 15 cm and a width of 15 cm at the top without through holes on the side, and a mixture of boron carbonitride and boric acid A boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that compression molding was not performed when filling the container. In the crystallization process, the surface area of the mixture in contact with the atmosphere was 145 cm 2 /kg (=[15×15]/1.55). The obtained boron nitride powder was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.

(比較例2)
結晶化工程において、ホウ酸の含有量を40質量部に変更したこと、及び、4つの側面に貫通孔(開口の直径:5.5cm)をそれぞれ2つずつ有し、且つ上部に縦:15cm、横:15cmの正方形状の開口を有する窒化ホウ素製の容器に変えて、側面に貫通孔を有さず、上部に縦:15cm、横:15cmの正方形状の開口を有する窒化ホウ素製の容器を用いたこと、及び炭窒化ホウ素とホウ酸との混合物を容器に充填する際に圧縮成形しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製した。得られた窒化ホウ素粉末について実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative example 2)
In the crystallization process, the content of boric acid was changed to 40 parts by mass, and two through holes (opening diameter: 5.5 cm) were provided on each of the four sides, and the top had a length of 15 cm. , A boron nitride container having a square opening of 15 cm in width and a square opening of 15 cm in length and 15 cm in width at the top without through-holes on the side. Boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixture of boron carbonitride and boric acid was not compression molded when filling the container. The obtained boron nitride powder was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.

(比較例3)
結晶化工程において、4つの側面に貫通孔(開口の直径:5.5cm)をそれぞれ2つずつ有し、且つ上部に縦:15cm、横:15cmの正方形状の開口を有する窒化ホウ素製の容器に変えて、側面に貫通孔を有さず、上部に縦:15cm、横:15cmの正方形状の開口を有する窒化ホウ素製の容器を用いたこと、炭窒化ホウ素とホウ酸との混合物を容器に充填する際に圧縮成形しなかったこと、及び混合物を容器に充填した後、混合物の上面から容器の底面まで貫通する直径1cmの孔を5つ空けたこと以外は、実施例1と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製した。このとき、混合物の上面から容器底面までの長さは7・5cmであった。結晶化工程において、上記混合物の雰囲気に接している表面積は、約221cm/kg(=[(π×7・5×5)+(15×15)]/1.55)であった。得られた窒化ホウ素粉末について実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 3)
In the crystallization process, a boron nitride container having two through-holes (opening diameter: 5.5 cm) on each of four sides and a square opening of 15 cm long and 15 cm wide at the top. Instead of using a boron nitride container having a square opening with a length of 15 cm and a width of 15 cm at the top without through holes on the side, a mixture of boron carbonitride and boric acid was used in the container In the same manner as in Example 1, except that compression molding was not performed when filling the container, and five holes with a diameter of 1 cm penetrating from the top surface of the mixture to the bottom surface of the container were made after filling the mixture into the container. to prepare a boron nitride powder. At this time, the length from the upper surface of the mixture to the bottom surface of the container was 7.5 cm. In the crystallization process, the surface area of the mixture in contact with the atmosphere was about 221 cm 2 /kg (=[(π×7·5×5)+(15×15)]/1.55). The obtained boron nitride powder was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.

(参考例1)
参考のため、原料として、Feの含有量が低減された高品位の炭化ホウ素を用いて、従来の製法に基づいて、窒化ホウ素粉末を製造した。具体的には、Feの含有量が0.1質量%である炭化ホウ素を用いたこと、及び、4つの側面に貫通孔(開口の直径:5.5cm)をそれぞれ2つずつ有し、且つ上部に縦:15cm、横:15cmの正方形状の開口を有する窒化ホウ素製の容器に変えて、側面に貫通孔を有さず、上部に縦:15cm、横:15cmの正方形状の開口を有する窒化ホウ素製の容器を用いたこと、及び炭窒化ホウ素とホウ酸との混合物を容器に充填する際に圧縮成形しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製した。得られた窒化ホウ素粉末について実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
(Reference example 1)
For reference, boron nitride powder was produced according to a conventional production method using high-grade boron carbide with a reduced Fe content as a raw material. Specifically, it uses boron carbide with an Fe content of 0.1% by mass, and has two through holes (opening diameter: 5.5 cm) on each of the four side surfaces, and Change to a boron nitride container having a square opening of 15 cm long and 15 cm wide at the top, without through holes on the side, and having a square opening of 15 cm long and 15 cm wide at the top. Boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that a container made of boron nitride was used and the mixture of boron carbonitride and boric acid was not compression molded when filling the container. . The obtained boron nitride powder was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.

Figure 2023120878000001
Figure 2023120878000001

Figure 2023120878000002
Figure 2023120878000002

本開示によれば、低品位の炭化ホウ素を原料として用いる場合であっても、優れた絶縁性を発揮し得る窒化ホウ素粉末を収率よく製造可能な、窒化ホウ素粉末の製造方法を提供できる。本開示によればまた、樹脂に充填して用いた際に優れた絶縁性を発揮し得る窒化ホウ素粉末を提供できる。 According to the present disclosure, even when using low-grade boron carbide as a raw material, it is possible to provide a method for producing boron nitride powder that can produce boron nitride powder that can exhibit excellent insulating properties with high yield. According to the present disclosure, it is also possible to provide a boron nitride powder that can exhibit excellent insulating properties when used by being filled in a resin.

Claims (6)

炭化ホウ素粉末を、窒素加圧雰囲気下で焼成して焼成物を得る加圧窒化工程と、
前記焼成物を、酸素分圧が20%以上である雰囲気下において加熱して加熱処理物を得る酸化工程と、
前記加熱処理物とホウ素源とを含む集合物を、窒素を含む雰囲気下で加熱することによって、窒化ホウ素の一次粒子を生成し、前記一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を得る結晶化工程と、を有し、
前記集合物の窒素を含む雰囲気に接している見かけ表面積が250cm/kg以上である、窒化ホウ素粉末の製造方法。
a pressurized nitriding step of firing the boron carbide powder in a pressurized nitrogen atmosphere to obtain a fired product;
an oxidation step of heating the fired product in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 20% or higher to obtain a heat-treated product;
Crystallization to obtain aggregated particles formed by aggregating the primary particles by heating the aggregate containing the heat-treated material and the boron source in an atmosphere containing nitrogen to produce primary particles of boron nitride. and
A method for producing boron nitride powder, wherein the aggregate has an apparent surface area in contact with an atmosphere containing nitrogen of 250 cm 2 /kg or more.
前記集合物が容器に収容され、前記容器が容器の内部と外部とに貫通する貫通孔を有する、請求項1に記載の製造方法。 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the assembly is housed in a container, and the container has a through hole penetrating to the inside and outside of the container. 前記炭化ホウ素粉末のFe含有量が0.2質量%以上である、請求項1又は2に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the Fe content of the boron carbide powder is 0.2% by mass or more. 前記ホウ素源の含有量が、前記加熱処理物及び前記ホウ素源の合計量を基準として、40質量%未満である、請求項1~3のいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the boron source is less than 40% by mass based on the total amount of the heat-treated product and the boron source. 窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含み、
前記凝集粒子の圧壊強さが12MPa以上であり、
比表面積が4.0m/g以上であり、配向性指数が7.5以下であり、
Feの含有量が50ppm以下である、窒化ホウ素粉末。
Containing agglomerated particles composed of agglomerated primary particles of boron nitride,
The crushing strength of the aggregated particles is 12 MPa or more,
a specific surface area of 4.0 m 2 /g or more and an orientation index of 7.5 or less;
A boron nitride powder having an Fe content of 50 ppm or less.
黒鉛化指数が2.0以下である、請求項5に記載の窒化ホウ素粉末。 6. Boron nitride powder according to claim 5, having a graphitization index of 2.0 or less.
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