JP2949827B2 - ウルツアイト型炭窒化ほう素粉末およびその製造法 - Google Patents
ウルツアイト型炭窒化ほう素粉末およびその製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、硬質にして、結晶粒径が20μｍ以上の粗
粒であり、したがって、例えば砥石の硬質粒子として用
いるのに適したウルツアイト型炭窒化ほう素（以下、ｗ
−BCNで示す）粉末、およびその製造法に関するもので
ある。
粒であり、したがって、例えば砥石の硬質粒子として用
いるのに適したウルツアイト型炭窒化ほう素（以下、ｗ
−BCNで示す）粉末、およびその製造法に関するもので
ある。
従来、一般に原料粉末とて、窒化ほう素（以下、BNで
示す）粉末および炭素粉末を用い、これら原料粉末を、
重量％で、主要割合で示せば、 炭素粉末:33％、 BN粉末：残り、 に配合し、混合した後、通常の高温高圧装置にて、 温度:3000℃以上、 圧力:1万気圧以上、 の条件で加熱して、構成元素の主要割合が、原子％で、 C:33％、 N:33％、 B:残り、 からなる六方晶型炭窒化ほう素（以下、ｈ−BCNで示
す）粉末を製造する方法が知られている。
示す）粉末および炭素粉末を用い、これら原料粉末を、
重量％で、主要割合で示せば、 炭素粉末:33％、 BN粉末：残り、 に配合し、混合した後、通常の高温高圧装置にて、 温度:3000℃以上、 圧力:1万気圧以上、 の条件で加熱して、構成元素の主要割合が、原子％で、 C:33％、 N:33％、 B:残り、 からなる六方晶型炭窒化ほう素（以下、ｈ−BCNで示
す）粉末を製造する方法が知られている。
また、特開昭53−101000号公報に記載される通り、上
記の従来方法などで製造されたｈ−BCN粉末を、Fe−Al
合金粉末などの触媒と混合した状態で、同じく通常の高
温高圧装置を用いて、 温度:1300〜2000℃、 圧力:5〜10万気圧、 の条件で加圧して変態せしめることにより立方晶型炭窒
化ほう素（以下、ｃ−BCNで示す）を製造する方法が知
られている。
記の従来方法などで製造されたｈ−BCN粉末を、Fe−Al
合金粉末などの触媒と混合した状態で、同じく通常の高
温高圧装置を用いて、 温度:1300〜2000℃、 圧力:5〜10万気圧、 の条件で加圧して変態せしめることにより立方晶型炭窒
化ほう素（以下、ｃ−BCNで示す）を製造する方法が知
られている。
しかし、上記の従来方法で製造されたｈ−BCN粉末
は、結晶粒径で３μｍ以下とあまりにも細粒であり、か
つ軟質であるために、例えば砥石の製造に硬質粒子とし
て適用することはできず、一方同じく上記の従来方法で
製造されたｃ−BCN粉末は、結晶粒径で100μｍ以下と相
対的に粗粒ではあるが、上記触媒の混入が原因で、きわ
めて脆く、欠け易いので砥石への実用化は困難であるの
が現状である。
は、結晶粒径で３μｍ以下とあまりにも細粒であり、か
つ軟質であるために、例えば砥石の製造に硬質粒子とし
て適用することはできず、一方同じく上記の従来方法で
製造されたｃ−BCN粉末は、結晶粒径で100μｍ以下と相
対的に粗粒ではあるが、上記触媒の混入が原因で、きわ
めて脆く、欠け易いので砥石への実用化は困難であるの
が現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、現在
あまり注目されていないｗ−BCN粉末に着目し、研究を
行なった結果、 （１） 上記の従来方法で製造されたｈ−BCN粉末、す
なわち構成元素の主要割合が、原子％で、 C:33％、 N:33％、 B:残り、 からなるｈ−BCN粉末の結晶構造をウルツアイト型に変
態せしめるべく、これに10万気圧以上の圧力で加圧処理
を施しても、結晶粒径で１μｍ以下の細粒のｗ−BCN粉
末しか得られないこと。
あまり注目されていないｗ−BCN粉末に着目し、研究を
行なった結果、 （１） 上記の従来方法で製造されたｈ−BCN粉末、す
なわち構成元素の主要割合が、原子％で、 C:33％、 N:33％、 B:残り、 からなるｈ−BCN粉末の結晶構造をウルツアイト型に変
態せしめるべく、これに10万気圧以上の圧力で加圧処理
を施しても、結晶粒径で１μｍ以下の細粒のｗ−BCN粉
末しか得られないこと。
（２） しかし、上記の従来ｈ−BCN粉末の製造方法に
おいて、原料粉末である炭素粉末の配合割合を全体に占
める割合で２〜30重量％と低くする（この結果BN粉末の
配合割合が相対的に高くなる）と、製造されたｈ−BCN
粉末は、構成元素であるＢとＣとＮの割合が、原子％
で、 C:2〜20％、 N:40〜49％、 B:残り（ただし40〜49％）、 からなると共に、結晶粒径で20μｍ以上の粗粒となるこ
と。
おいて、原料粉末である炭素粉末の配合割合を全体に占
める割合で２〜30重量％と低くする（この結果BN粉末の
配合割合が相対的に高くなる）と、製造されたｈ−BCN
粉末は、構成元素であるＢとＣとＮの割合が、原子％
で、 C:2〜20％、 N:40〜49％、 B:残り（ただし40〜49％）、 からなると共に、結晶粒径で20μｍ以上の粗粒となるこ
と。
（３） 上記（２）で製造された20μｍ以上の結晶粒径
を有する粗粒のｈ−BCN粉末に、10万気圧以上の圧力で
加圧処理を施すと、構成元素の割合が、原子％で、 C:2〜20％、 N:40〜49％、 B:残り（ただし40〜49％）、 からなり、かつ20μｍ以上の結晶粒径をもった粗粒のｗ
−BCN粉末が得られること。
を有する粗粒のｈ−BCN粉末に、10万気圧以上の圧力で
加圧処理を施すと、構成元素の割合が、原子％で、 C:2〜20％、 N:40〜49％、 B:残り（ただし40〜49％）、 からなり、かつ20μｍ以上の結晶粒径をもった粗粒のｗ
−BCN粉末が得られること。
（４） 上記（３）で製造されたｗ−BCN粉末は、触媒
などを一切混入せずに製造されたものであるので、きわ
めて硬質で、欠け難く、かつ粗粒であることと相まっ
て、例えば砥石の硬質粒子などとして用いた場合にすぐ
れた性能を発揮すること。以上（１）〜（４）の研究結
果を得たのである。
などを一切混入せずに製造されたものであるので、きわ
めて硬質で、欠け難く、かつ粗粒であることと相まっ
て、例えば砥石の硬質粒子などとして用いた場合にすぐ
れた性能を発揮すること。以上（１）〜（４）の研究結
果を得たのである。
この発明は、上記の研究結果にもとづいてなされたも
のであって、 原料粉末として、BN粉末と炭素粉末を用い、これら原
料粉末を、 炭素粉末:2〜30重量％、 BN:残り、 の割合に配合し、混合した後、通常の高温高圧装置に
て、 温度:3000℃以上、 圧力:1万気圧以上、 の条件で加熱して、構成元素の主要割合が、原子％で、 C:2〜20％、 N:40〜49％、 B:残り（ただし40〜49％）、 からなり、かつ20μｍ以上の結晶粒径をもった粗粒のｈ
−BCN粉末を形成し、 ついで、このｈ−BCN粉末に、10万気圧以上の圧力で
加圧処理を施して、変態せしめることによりｗ−BCN粉
末を製造する方法、並びにこの方法で製造された、構成
元素であるＢとＣとＮの割合が、原子％で、 C:2〜20％、N:40〜49％、 B:残り（ただし40〜49％）、 からなり、かつ20μｍ以上の結晶粒径を有する粗粒のｗ
−BCN粉末、 に特徴を有するものである。
のであって、 原料粉末として、BN粉末と炭素粉末を用い、これら原
料粉末を、 炭素粉末:2〜30重量％、 BN:残り、 の割合に配合し、混合した後、通常の高温高圧装置に
て、 温度:3000℃以上、 圧力:1万気圧以上、 の条件で加熱して、構成元素の主要割合が、原子％で、 C:2〜20％、 N:40〜49％、 B:残り（ただし40〜49％）、 からなり、かつ20μｍ以上の結晶粒径をもった粗粒のｈ
−BCN粉末を形成し、 ついで、このｈ−BCN粉末に、10万気圧以上の圧力で
加圧処理を施して、変態せしめることによりｗ−BCN粉
末を製造する方法、並びにこの方法で製造された、構成
元素であるＢとＣとＮの割合が、原子％で、 C:2〜20％、N:40〜49％、 B:残り（ただし40〜49％）、 からなり、かつ20μｍ以上の結晶粒径を有する粗粒のｗ
−BCN粉末、 に特徴を有するものである。
なお、この発明のｗ−BCN粉末の構成元素の割合、お
よび製造条件を上記の通りに限定したのは以下の理由に
よるものである。
よび製造条件を上記の通りに限定したのは以下の理由に
よるものである。
A.構成元素の割合 原子％で、Ｃ成分の割合が２％未満、すなわち等量割
合のＢ成分とＮ成分がそれぞれ49％を越えて多くなりす
ぎると、粉末に所望の高硬度を確保することができず、
一方Ｃ成分の割合が20％を越えると、相対的に等量割合
のＢ成分とＮ成分の割合が40％未満と少なくなりすぎ、
製造された粉末の結晶粒径が細粒化し、20μｍ以上の結
晶粒径の粉末を得ることができなくなることから、その
割合を、C:2〜20％、N:40〜49％、B:残り（ただしＮと
同当量の40〜49％）と定めた。
合のＢ成分とＮ成分がそれぞれ49％を越えて多くなりす
ぎると、粉末に所望の高硬度を確保することができず、
一方Ｃ成分の割合が20％を越えると、相対的に等量割合
のＢ成分とＮ成分の割合が40％未満と少なくなりすぎ、
製造された粉末の結晶粒径が細粒化し、20μｍ以上の結
晶粒径の粉末を得ることができなくなることから、その
割合を、C:2〜20％、N:40〜49％、B:残り（ただしＮと
同当量の40〜49％）と定めた。
B.製造条件 （ａ） 炭素粉末の配合割合 その配合割合が２重量％未満では、中間的に製造され
るｈ−BCN粉末および最終的に製造されるｗ−BCN粉末に
おけるＣ成分の割合が２原子％未満となってしまい、製
造される粉末の硬さが低下するようになり、一方その配
合割合が30％を越えると、上記ｈ−BCN粉末の結晶粒径
が細粒化し、強いてはｗ−BCN粉末の結晶粒径も微細化
するようになって、結晶粒径が20μｍ以上の粗粒のｗ−
BCN粉末を製造することができなくなることから、その
配合割合を２〜30重量％と定めた。
るｈ−BCN粉末および最終的に製造されるｗ−BCN粉末に
おけるＣ成分の割合が２原子％未満となってしまい、製
造される粉末の硬さが低下するようになり、一方その配
合割合が30％を越えると、上記ｈ−BCN粉末の結晶粒径
が細粒化し、強いてはｗ−BCN粉末の結晶粒径も微細化
するようになって、結晶粒径が20μｍ以上の粗粒のｗ−
BCN粉末を製造することができなくなることから、その
配合割合を２〜30重量％と定めた。
（ｂ） ｈ−BCN粉末の製造条件 3000℃未満の温度、および１万気圧未満の圧力では、
BNとＣの合成によるｈ−BCN粉末の製造が十分に行なわ
れないことから、温度:3000℃以上、圧力:1万気圧以上
と定めた。
BNとＣの合成によるｈ−BCN粉末の製造が十分に行なわ
れないことから、温度:3000℃以上、圧力:1万気圧以上
と定めた。
（ｃ） ｗ−BCN粉末の製造条件 10万気圧未満の圧力ではｈ−BCN粉末のｗ−BCN粉末へ
の変換が不十分であることから、その圧力を10万気圧以
上と定めた。
の変換が不十分であることから、その圧力を10万気圧以
上と定めた。
つぎに、この発明のｗ−BCN粉末およびその製造法を
実施例により具体的に説明する。
実施例により具体的に説明する。
原料粉末として、それぞれ第１表に示される平均粒径
および結晶型を有するBN粉末、および黒鉛粉末を用い、
これら原料粉末を同じく第１表に示される割合に配合
し、通常の条件で混合した後、通常のピストンシリンダ
型高温高圧装置にて、第１表に示される条件で加熱して
同じく第１表に示される粒度分布をもったｈ−BCN粉末
を製造し、引続いて、これらのｈ−BCN粉末に、通常の
ブリッジマン型高圧装置を用いて、第１表に示される圧
力を付加することにより本発明法１〜６を実施し、本発
明ｗ−BCN粉末を製造した。
および結晶型を有するBN粉末、および黒鉛粉末を用い、
これら原料粉末を同じく第１表に示される割合に配合
し、通常の条件で混合した後、通常のピストンシリンダ
型高温高圧装置にて、第１表に示される条件で加熱して
同じく第１表に示される粒度分布をもったｈ−BCN粉末
を製造し、引続いて、これらのｈ−BCN粉末に、通常の
ブリッジマン型高圧装置を用いて、第１表に示される圧
力を付加することにより本発明法１〜６を実施し、本発
明ｗ−BCN粉末を製造した。
この結果得られた本発明ｗ−BCN粉末１〜６は、第２
表に示される構成元素割合および粒度分布をもつもので
あった。
表に示される構成元素割合および粒度分布をもつもので
あった。
また、本発明ｗ−BCN粉末１〜６のうちの 本発明ｗ・BCN粉末１を用い、これより分級にて100±10
μｍの結晶粒径範囲の粉末を取り出し、これをCu−Sn系
合金のメタルボンドを用いて、集中度:35にして、幅:3m
m×長さ:10mmの寸法をもった研削用砥石に仕上げ、この
砥石で、 速度:50m/min、 ホーン圧力:5kg/cm2、 の条件で鋳鉄（FC25）の研削を行ない、研削効率（比材
料除去能率）を測定したところ、5mm/minを示した。
μｍの結晶粒径範囲の粉末を取り出し、これをCu−Sn系
合金のメタルボンドを用いて、集中度:35にして、幅:3m
m×長さ:10mmの寸法をもった研削用砥石に仕上げ、この
砥石で、 速度:50m/min、 ホーン圧力:5kg/cm2、 の条件で鋳鉄（FC25）の研削を行ない、研削効率（比材
料除去能率）を測定したところ、5mm/minを示した。
なお、比較の目的で、硬質粒子の材質をｃ・BN（立方
晶型窒化ほう素）とする以外は同じ条件で製造した研削
用砥石の場合は、同一の条件での研削で、1mm/minの研
削効果を示すにすぎなかった。
晶型窒化ほう素）とする以外は同じ条件で製造した研削
用砥石の場合は、同一の条件での研削で、1mm/minの研
削効果を示すにすぎなかった。
第１表および第２表に示される結果から、本発明法１
〜６により製造されたｗ−BCN粉末１〜６は、いずれも
結晶粒径が20μｍ以上の粗粒であり、かつきわめて硬質
なので、これを用いて砥石を製造した場合、すぐれた研
削効率を示すことが明らかである。
〜６により製造されたｗ−BCN粉末１〜６は、いずれも
結晶粒径が20μｍ以上の粗粒であり、かつきわめて硬質
なので、これを用いて砥石を製造した場合、すぐれた研
削効率を示すことが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、今迄全く注
目されず、したがって工業的規模での製造はほとんど行
なわれていなかったｗ−BCN粉末を、それも結晶粒径で2
0μｍ以上の粗粒の形で製造することができ、しかも製
造されたｗ−BCN粉末はきわめて硬質で、かつ欠け発生
のないものなので、例えば砥石の硬質粒子などとして適
用した場合にすぐれた性能を発揮するようになるなど工
業上有用な効果がもたらされるのである。
目されず、したがって工業的規模での製造はほとんど行
なわれていなかったｗ−BCN粉末を、それも結晶粒径で2
0μｍ以上の粗粒の形で製造することができ、しかも製
造されたｗ−BCN粉末はきわめて硬質で、かつ欠け発生
のないものなので、例えば砥石の硬質粒子などとして適
用した場合にすぐれた性能を発揮するようになるなど工
業上有用な効果がもたらされるのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 3/06 C01B 35/14 B24D 3/00 - 18/00
Claims (2)
- 【請求項１】構成元素であるＢとＣとＮの割合が、原子
％で、C:2〜20％、 N:40〜49％、 B:残り（ただし40〜49％） からなり、かつ20μｍ以上の結晶粒径を有することを特
徴とするウルツアイト型炭窒化ほう素粉末。 - 【請求項２】原料粉末として窒化ほう素粉末および炭素
粉末を用い、これら原料粉末を、重量％で、 炭素粉末:2〜30％、 窒化ほう素粉末：残り、 の割合に配合し、混合した後、通常の高温高圧装置に
て、 温度:3000℃以上、 圧力:1万気圧以上、 の条件で加熱して、20μｍ以上の結晶粒径を有する六方
晶型炭窒化ほう素粉末を形成し、 ついで、この六方晶型炭窒化ほう素粉末に、10万気圧以
上の圧力で加圧処理を施して、ウルツアイト型炭窒化ほ
う素粉末に変態せしめること、 を特徴とするウルツアイト型炭窒化ほう素粉末の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2289831A JP2949827B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | ウルツアイト型炭窒化ほう素粉末およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2289831A JP2949827B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | ウルツアイト型炭窒化ほう素粉末およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161240A JPH04161240A (ja) | 1992-06-04 |
| JP2949827B2 true JP2949827B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=17748337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2289831A Expired - Fee Related JP2949827B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | ウルツアイト型炭窒化ほう素粉末およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2949827B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106732726B (zh) * | 2016-12-23 | 2019-08-02 | 阜阳师范学院 | 一种光催化剂cnb-ba及其制备方法 |
| CN107117589B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-03-12 | 华侨大学 | 一种高比电容(BC)xNyOz材料及其合成方法 |
| CN110721658B (zh) * | 2019-10-15 | 2022-06-10 | 江苏索普（集团）有限公司 | 一种六方氮化硼-石墨相氮化碳插层复合材料的制备方法及其应用 |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP2289831A patent/JP2949827B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04161240A (ja) | 1992-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |