JP7257830B2 - 窒化ガリウムの粉砕方法 - Google Patents
窒化ガリウムの粉砕方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7257830B2 JP7257830B2 JP2019049927A JP2019049927A JP7257830B2 JP 7257830 B2 JP7257830 B2 JP 7257830B2 JP 2019049927 A JP2019049927 A JP 2019049927A JP 2019049927 A JP2019049927 A JP 2019049927A JP 7257830 B2 JP7257830 B2 JP 7257830B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gallium
- gallium nitride
- pulverizing
- pulverized
- grinding
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Crushing And Grinding (AREA)
Description
本発明は、窒化ガリウムの粉砕方法に関する。
窒化ガリウム等の窒化物粉末は、通常窒化物バルクを粉砕媒体により粉砕して製造されている。しかしながら、バルクの粉砕時に粉砕媒体由来の不純物が混入しやすい。実際に、窒化ケイ素バルクを窒化ケイ素製ボールにてボールミル粉砕すると、窒化ケイ素ボールに含まれる焼結助剤（8mass% ,MgAl2O4)が混入し、窒化ケイ素が汚染されたとの報告がある（非特許文献１）。
従来、粉砕時の不純物の混入による汚染を防止する技術が検討され、例えば、粉砕容器や粉砕媒体を樹脂でコーティングすることで、金属やセラミックスの混入を抑制できることが報告されている（特許文献１～３）。
Journal of the Ceramic Society of Japan, 104, 4(1996)
窒化ガリウム等の窒化物粉末は半導体原料として使用されており、不純物で汚染されていない高純度のものが求められている。しかしながら、硬度の高い窒化物を特許文献１～３に記載の方法を適用して粉砕すると、樹脂の削れや剥がれを生じ、不純物として混入してしまう。窒化物に混入した樹脂は、酸やアルカリに溶解しないため、酸やアルカリによって除去することができない。また、焼成すれば、混入した樹脂を除去できるが、同時に窒化物が酸化されるため、焼成によって樹脂を除去することは困難である。
本発明の課題は、媒体粉砕装置を用いて粉砕したときの不純物の混入が抑制された窒化ガリウムの粉砕方法、並びに粉砕窒化ガリウムの高純度方法及び高純度粉砕窒化ガリウムの製造方法を提供することにある。
本発明の課題は、媒体粉砕装置を用いて粉砕したときの不純物の混入が抑制された窒化ガリウムの粉砕方法、並びに粉砕窒化ガリウムの高純度方法及び高純度粉砕窒化ガリウムの製造方法を提供することにある。
本発明者らは、媒体粉砕装置の粉砕媒体表面及び粉砕容器内面をガリウム膜で被覆し、かつ粉砕時の温度を制御して窒化ガリウムを粉砕することで、不純物の混入が抑えられることを見出した。
すなわち、本発明は、次の〔１〕～〔６〕を提供するものである。
〔１〕 窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕する、窒化ガリウムの粉砕方法。
〔２〕 粉砕後、粉砕物をガリウムの融点以上の温度に加熱する、前記〔１〕記載の窒化ガリウムの粉砕方法。
〔３〕 ミルを用いて粉砕する、前記〔１〕又は〔２〕記載の窒化ガリウムの粉砕方法。
〔４〕 粉砕後の窒化ガリウムの平均粒子径が３０μｍ以下である、前記〔１〕～〔３〕のいずれか一に記載の窒化ガリウムの粉砕方法。
〔５〕 窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕し、粉砕物をガリウムの融点以上の温度で加熱する、粉砕窒化ガリウムの高純度方法。
〔６〕 窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕し、粉砕物をガリウムの融点以上の温度で加熱する、高純度粉砕窒化ガリウムの製造方法。
〔１〕 窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕する、窒化ガリウムの粉砕方法。
〔２〕 粉砕後、粉砕物をガリウムの融点以上の温度に加熱する、前記〔１〕記載の窒化ガリウムの粉砕方法。
〔３〕 ミルを用いて粉砕する、前記〔１〕又は〔２〕記載の窒化ガリウムの粉砕方法。
〔４〕 粉砕後の窒化ガリウムの平均粒子径が３０μｍ以下である、前記〔１〕～〔３〕のいずれか一に記載の窒化ガリウムの粉砕方法。
〔５〕 窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕し、粉砕物をガリウムの融点以上の温度で加熱する、粉砕窒化ガリウムの高純度方法。
〔６〕 窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕し、粉砕物をガリウムの融点以上の温度で加熱する、高純度粉砕窒化ガリウムの製造方法。
本明細書において「高純度」とは、周期表第１４族元素及び周期表第４周期の元素の含有量が窒化ガリウム中に１５質量ｐｐｍ未満であることをいい、好ましくは１０質量ｐｐｍ未満、更に好ましくは５質量ｐｐｍである。
本発明の窒化ガリウムの粉砕方法によれば、媒体粉砕装置を用いて粉砕したときの不純物の混入が抑制され、粉砕窒化ガリウムを高純度化できるため、高純度粉砕窒化ガリウムを簡便な操作で製造することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の窒化ガリウムの粉砕方法は、窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕するものである。
本発明の窒化ガリウムの粉砕方法は、窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕するものである。
（窒化ガリウム）
窒化ガリウムは、ガリウムから合成したものでも、市販品でもよい。なお、窒化ガリウムの合成方法は、公知の方法を採用することができる。
また、窒化ガリウムは、単結晶でも、多結晶でもよく、これらの混合物を用いることもできる。
窒化ガリウムは、ガリウムから合成したものでも、市販品でもよい。なお、窒化ガリウムの合成方法は、公知の方法を採用することができる。
また、窒化ガリウムは、単結晶でも、多結晶でもよく、これらの混合物を用いることもできる。
（粉砕）
粉砕は、媒体粉砕装置を使用する。
媒体粉砕装置としては、内部に空間を有し、密閉可能な粉砕容器と、該粉砕容器の内部に配置された粉砕媒体を備えるものであれば特に限定されない。
媒体粉砕装置は、例えば、転動式、振動式及び遊星式のいずれでもよいが、粉砕速度、小粒径化の観点から、遊星式が好ましい。また、媒体粉砕装置は、バッチ式でも、連続式でもよい。
粉砕は、媒体粉砕装置を使用する。
媒体粉砕装置としては、内部に空間を有し、密閉可能な粉砕容器と、該粉砕容器の内部に配置された粉砕媒体を備えるものであれば特に限定されない。
媒体粉砕装置は、例えば、転動式、振動式及び遊星式のいずれでもよいが、粉砕速度、小粒径化の観点から、遊星式が好ましい。また、媒体粉砕装置は、バッチ式でも、連続式でもよい。
粉砕媒体としては、例えば、棒状媒体（ロッド）、球状媒体（ボール）、円筒状媒体（リング）が挙げられ、これらを１種又は２種以上組み合わせて用いることもできる。中でも、粉砕速度、小粒径化の観点から、球状媒体が好ましい。
粉砕媒体の大きさは、粉砕容器の大きさに応じて適宜選択可能であるが、例えば、球状媒体の場合、衝突力、粉砕速度の向上の観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上、更に好ましくは５ｍｍ以上であって、好ましくは４０ｍｍ以下、より好ましくは３０ｍｍ以下、更に好ましくは２０ｍｍ以下である。なお、球状媒体の大きさとは、球の直径を意味する。
粉砕媒体の材質は窒化ガリウムを粉砕できれば特に限定されないが、例えば、鉄、高クロム鋼、ステンレススチール等の金属や合金、セラミックスを挙げることができる。
粉砕媒体の大きさは、粉砕容器の大きさに応じて適宜選択可能であるが、例えば、球状媒体の場合、衝突力、粉砕速度の向上の観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上、更に好ましくは５ｍｍ以上であって、好ましくは４０ｍｍ以下、より好ましくは３０ｍｍ以下、更に好ましくは２０ｍｍ以下である。なお、球状媒体の大きさとは、球の直径を意味する。
粉砕媒体の材質は窒化ガリウムを粉砕できれば特に限定されないが、例えば、鉄、高クロム鋼、ステンレススチール等の金属や合金、セラミックスを挙げることができる。
容器の内部の空間の形状は、均一に粉砕を行う観点から、底面が正円や楕円等の略円形の円柱形であることが好ましい。
容器の大きさは、粉砕媒体を収容し、窒化ガリウムを粉砕できれば特に限定されないが、例えば、前述の球状媒体を使用する場合、容器の容量が、好ましくは１０～２５０００ｃｃ、より好ましくは５０～１０００ｃｃ、更に好ましくは１００～５００ｃｃである。
容器の材質は、粉砕媒体の材質と同様のものを挙げることができる。
容器の大きさは、粉砕媒体を収容し、窒化ガリウムを粉砕できれば特に限定されないが、例えば、前述の球状媒体を使用する場合、容器の容量が、好ましくは１０～２５０００ｃｃ、より好ましくは５０～１０００ｃｃ、更に好ましくは１００～５００ｃｃである。
容器の材質は、粉砕媒体の材質と同様のものを挙げることができる。
このような媒体粉砕装置としては、例えば、ミルを挙げることができる。具体例としては、例えば、遊星ボールミル、ボールミル、ディスクミル等を挙げることができる。
本発明で使用する媒体粉砕装置は、粉砕時に窒化ガリウムが接触する部分がガリウム膜で被覆されている。即ち、粉砕媒体は、その表面がガリウム膜で被覆されている。また、粉砕容器は、少なくとも内面がガリウム膜で被覆されていれば、それ以外の部分がガリウム膜で被覆されていても構わない。
被覆方法としては特に限定されないが、例えば、浸漬、蒸着を挙げることができる。例えば、ガリウムを融点以上の温度、例えば、５０℃程度に加熱し、ガリウム液に粉砕媒体及び粉砕容器を浸漬すればよい。浸漬は、複数回行うことができる。
被覆方法としては特に限定されないが、例えば、浸漬、蒸着を挙げることができる。例えば、ガリウムを融点以上の温度、例えば、５０℃程度に加熱し、ガリウム液に粉砕媒体及び粉砕容器を浸漬すればよい。浸漬は、複数回行うことができる。
粉砕条件は、媒体粉砕装置の種類、製造スケールにより適宜設定可能であるが、例えば、窒化物１ｋｇをミルで粉砕する場合、通常回転数５０～４００ｒｐｍで、１～６０分である。
粉砕温度は、ガリウムの融点よりも低い温度である。これにより、粉砕媒体及び粉砕容器に被覆したガリウムの融解が防止され、粉砕物へのガリウムの混入を抑制することができる。
本発明においては、ガリウムの融点が約３０℃であるため、その温度を超えないように粉砕時の温度を管理する。例えば、粉砕雰囲気温度をガリウムの融点よりも低い温度とし、粉砕時に最も高温となる媒体粉砕装置のモーター近辺の温度をモニタリングしながら、粉砕容器内の温度もガリウムの融点を超えないように管理する。粉砕雰囲気温度及び粉砕容器内の温度がガリウムの融点を超える可能性がある場合には、粉砕を一時中断して冷却し、冷却後に再度粉砕を続けても構わない。粉砕雰囲気温度及び粉砕容器内の温度は、１５℃以下が好ましく、１０℃以下がより好ましく、５℃以下が更に好ましい。
粉砕温度は、ガリウムの融点よりも低い温度である。これにより、粉砕媒体及び粉砕容器に被覆したガリウムの融解が防止され、粉砕物へのガリウムの混入を抑制することができる。
本発明においては、ガリウムの融点が約３０℃であるため、その温度を超えないように粉砕時の温度を管理する。例えば、粉砕雰囲気温度をガリウムの融点よりも低い温度とし、粉砕時に最も高温となる媒体粉砕装置のモーター近辺の温度をモニタリングしながら、粉砕容器内の温度もガリウムの融点を超えないように管理する。粉砕雰囲気温度及び粉砕容器内の温度がガリウムの融点を超える可能性がある場合には、粉砕を一時中断して冷却し、冷却後に再度粉砕を続けても構わない。粉砕雰囲気温度及び粉砕容器内の温度は、１５℃以下が好ましく、１０℃以下がより好ましく、５℃以下が更に好ましい。
粉砕時の雰囲気は、酸素非含有雰囲気下が好ましい。酸素非含有雰囲気としては、例えば、不活性ガス雰囲気が挙げられ、具体的には、窒素ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気、窒素水素混合ガス雰囲気、アルゴン水素混合ガス雰囲気等を挙げることができる。なお、窒素水素混合ガス又はアルゴン水素混合ガスを用いる場合は、水素を３～５体積％とすることが好ましい。
粉砕時の雰囲気を酸素非含有雰囲気とするには、例えば、ミルを使用する場合、酸素非含有雰囲気のグローブボックス内で、ガリウム膜被覆粉砕容器内の気相を置換した後、該粉砕容器にガリウム膜被覆粉砕媒体及び窒化ガリウムを収容し、ガリウム膜被覆粉砕容器の開口部を密閉すればよい。
粉砕時の雰囲気を酸素非含有雰囲気とするには、例えば、ミルを使用する場合、酸素非含有雰囲気のグローブボックス内で、ガリウム膜被覆粉砕容器内の気相を置換した後、該粉砕容器にガリウム膜被覆粉砕媒体及び窒化ガリウムを収容し、ガリウム膜被覆粉砕容器の開口部を密閉すればよい。
（後処理）
粉砕後、粉砕物をガリウムの融点以上の温度に加熱することができる。
粉砕物には、粉砕媒体や粉砕容器から剥離したガリウムが不純物として含まれることがある。粉砕物をガリウムの融点以上の温度に加熱し、粉砕物中に含まれるガリウムを溶融させて除去することで、より高純度の窒化ガリウムとすることができる。例えば、粉砕物を篩上に置き、ガリウムを融点以上の温度、例えば、５０℃程度に加熱し、粉砕物に含まれるガリウムを溶融させ、窒化ガリウムとガリウムとに分離することができる。篩の目開きは、窒化ガリウムと溶融したガリウムを分離することができれば特に限定されないが、通常１０～５００メッシュである。
後処理後、回収した窒化ガリウムを乾燥してもよい。乾燥方法としては特に限定されないが、例えば、熱風乾燥法、冷風乾燥法を挙げることができる。
粉砕後、粉砕物をガリウムの融点以上の温度に加熱することができる。
粉砕物には、粉砕媒体や粉砕容器から剥離したガリウムが不純物として含まれることがある。粉砕物をガリウムの融点以上の温度に加熱し、粉砕物中に含まれるガリウムを溶融させて除去することで、より高純度の窒化ガリウムとすることができる。例えば、粉砕物を篩上に置き、ガリウムを融点以上の温度、例えば、５０℃程度に加熱し、粉砕物に含まれるガリウムを溶融させ、窒化ガリウムとガリウムとに分離することができる。篩の目開きは、窒化ガリウムと溶融したガリウムを分離することができれば特に限定されないが、通常１０～５００メッシュである。
後処理後、回収した窒化ガリウムを乾燥してもよい。乾燥方法としては特に限定されないが、例えば、熱風乾燥法、冷風乾燥法を挙げることができる。
このようにして得られた窒化ガリウムは、不純物の混入が抑えられているため、高純度化されている。具体的には、本発明の方法により得られる窒化ガリウムは、周期表第１４族元素及び周期表第４周期の元素の含有量が通常１５質量ｐｐｍ未満、好ましくは１０質量ｐｐｍ未満、更に好ましくは５質量ｐｐｍとすることができる。なお、これら元素の含有量は、例えば、ＩＣＰ発光分光分析装置用いて測定することが可能である。
また、粉砕後の窒化ガリウムは、平均粒子径が３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以下が更に好ましい。なお、かかる平均粒子径の下限は特に限定されないが、生産効率の観点から、０．１μｍ以上が好ましく、１μｍ以上が更に好ましい。ここで、本明細書において「平均粒子径」とは、ＪＩＳ Ｒ １６２９「ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法」に準拠して試料の粒度分布を体積基準で作成したときに積算分布曲線の５０％に相当する粒子径（ｄ50）を意味する。なお、レーザ回折・散乱法による粒子径分布測定装置として、例えば、マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸ II（マイクロトラック・ベル社製）を使用することができる。
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
１．不純物の分析
窒化ガリウム粉末５ｇを、１００ｍＬのポリテトラフルオロエチレン製容器（三愛科学社製ＨＵ－１００）に入れ、５ｍＬの硝酸（関東化学社製、試薬、特級）と共に、加圧容器で２４０℃に加熱して２４時間の加圧酸分解処理を行った。得られた溶解液を１００ｍＬにメスアップした。この溶液をＩＣＰ発光分光分析装置（HORIBA/JOVIN YVON社製ULTIMA II）で測定し、周期表第１４族元素及び周期表第４周期の元素の含有量を算出した。
なお、金属ガリウムの含有量の測定は、次の方法により行った。窒化ガリウム粉末５ｇを、１００ｍＬのポリテトラフルオロエチレン製のビーカーに入れ、６Ｎの塩酸（関東化学社製、試薬、特級）と蒸留水を１:１で混合した３Ｎの塩酸３０ｍＬに１２時間酸浸漬を行った。酸溶解後、窒化ガリウム粉末を分離して、得られた溶解液を１００ｍＬにメスアップした。この溶液をＩＣＰ発光分光分析装置（HORIBA/JOVIN YVON社製ULTIMA II）で測定し、金属ガリウムの含有量を算出した。
窒化ガリウム粉末５ｇを、１００ｍＬのポリテトラフルオロエチレン製容器（三愛科学社製ＨＵ－１００）に入れ、５ｍＬの硝酸（関東化学社製、試薬、特級）と共に、加圧容器で２４０℃に加熱して２４時間の加圧酸分解処理を行った。得られた溶解液を１００ｍＬにメスアップした。この溶液をＩＣＰ発光分光分析装置（HORIBA/JOVIN YVON社製ULTIMA II）で測定し、周期表第１４族元素及び周期表第４周期の元素の含有量を算出した。
なお、金属ガリウムの含有量の測定は、次の方法により行った。窒化ガリウム粉末５ｇを、１００ｍＬのポリテトラフルオロエチレン製のビーカーに入れ、６Ｎの塩酸（関東化学社製、試薬、特級）と蒸留水を１:１で混合した３Ｎの塩酸３０ｍＬに１２時間酸浸漬を行った。酸溶解後、窒化ガリウム粉末を分離して、得られた溶解液を１００ｍＬにメスアップした。この溶液をＩＣＰ発光分光分析装置（HORIBA/JOVIN YVON社製ULTIMA II）で測定し、金属ガリウムの含有量を算出した。
２．平均粒子径の測定
窒化ガリウムの粒度分布を、ＪＩＳ Ｒ １６２９「ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法」に準拠して体積基準で作成した。そして、積算分布曲線の５０％に相当する粒子径（ｄ50）を求めた。なお、レーザ回折・散乱法による粒子径分布測定装置として、マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸ II（マイクロトラック・ベル社製）を使用した。
窒化ガリウムの粒度分布を、ＪＩＳ Ｒ １６２９「ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法」に準拠して体積基準で作成した。そして、積算分布曲線の５０％に相当する粒子径（ｄ50）を求めた。なお、レーザ回折・散乱法による粒子径分布測定装置として、マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸ II（マイクロトラック・ベル社製）を使用した。
製造例１
窒化ガリウムバルクの製造
金属ガリウム１０ｇを計量しアルミナボートに入れ、φ５０ｍｍ、長さ６００ｍｍの炉心管にセットする。炉心管内を真空引きし窒素ガス置換し、ガスをアンモニアに切り替え０．５Ｌ／ｍｉｎにて１５分間フローし、炉心管内をアンモニア雰囲気とした。昇温速度５℃／ｍｉｎにて１０５０℃まで昇温後、１２時間保持し、窒化した。窒化後は、室温まで徐冷し、窒化ガリウムバルクを回収した。
窒化ガリウムバルクの製造
金属ガリウム１０ｇを計量しアルミナボートに入れ、φ５０ｍｍ、長さ６００ｍｍの炉心管にセットする。炉心管内を真空引きし窒素ガス置換し、ガスをアンモニアに切り替え０．５Ｌ／ｍｉｎにて１５分間フローし、炉心管内をアンモニア雰囲気とした。昇温速度５℃／ｍｉｎにて１０５０℃まで昇温後、１２時間保持し、窒化した。窒化後は、室温まで徐冷し、窒化ガリウムバルクを回収した。
製造例２
ガリウム膜被覆粉砕媒体及びガリウム膜被覆粉砕容器の製造
媒体粉砕装置として、遊星ボールミル（フリッチュ・ジャパン株式会社製、Ｐ-５）を用いた。
先ず、室温５℃以下の環境下にて、約５０℃に加熱したガリウム溶液中に粉砕媒体である高クロム鋼製粉砕ボール（φ１０ｍｍ）を浸した後、直ぐに溶液から引き上げるという作業を５回繰り返し、粉砕ボールにガリウムを被膜させて、ガリウム膜被覆高クロム鋼製粉砕ボールを得た。
次に、同じく室温５℃以下の環境下にて、５０℃程度にまで加熱したガリウム溶液を粉砕容器（高クロム鋼製、１２５ｃｃ）内に入れた後、蓋を閉め、容器内側に万遍無くガリウムでコートされるよう振った。その後、コートされずに残ったガリウム溶液を、加熱したガリウム溶液容器に戻した。この作業を５回繰り返し、粉砕容器内にガリウムを被膜させて、ガリウム膜被覆高クロム鋼製粉砕容器を得た。
ガリウム膜被覆粉砕媒体及びガリウム膜被覆粉砕容器の製造
媒体粉砕装置として、遊星ボールミル（フリッチュ・ジャパン株式会社製、Ｐ-５）を用いた。
先ず、室温５℃以下の環境下にて、約５０℃に加熱したガリウム溶液中に粉砕媒体である高クロム鋼製粉砕ボール（φ１０ｍｍ）を浸した後、直ぐに溶液から引き上げるという作業を５回繰り返し、粉砕ボールにガリウムを被膜させて、ガリウム膜被覆高クロム鋼製粉砕ボールを得た。
次に、同じく室温５℃以下の環境下にて、５０℃程度にまで加熱したガリウム溶液を粉砕容器（高クロム鋼製、１２５ｃｃ）内に入れた後、蓋を閉め、容器内側に万遍無くガリウムでコートされるよう振った。その後、コートされずに残ったガリウム溶液を、加熱したガリウム溶液容器に戻した。この作業を５回繰り返し、粉砕容器内にガリウムを被膜させて、ガリウム膜被覆高クロム鋼製粉砕容器を得た。
実施例１
露点－９０℃以下に保たれた酸素非含有雰囲気のグローブボックス内にて、製造例２で得たガリウム膜被覆高クロム鋼製容器（１２５ｃｃ）に、製造例１で得られた窒化ガリウムバルク１０ｇ及びガリウム膜被覆高クロム鋼製ボール（φ１０ｍｍ）１００ｇを入れ、密閉した。その後、それをグローブボックスより取出し、室温５℃の恒温室にて、遊星ボールミル（Ｐ－５、フリッチュ・ジャパン株式会社製）を用い、１００ｒｐｍにて粉砕した。なお、装置がガリウムの融点である２９℃を超えないよう、約１０℃に保ちながら粉砕した。温度の管理は、粉砕中最も高温となるモーター近辺の温度をモニタリングし、１０℃を超えそうになったときに粉砕を一時中断し冷却し、冷却後に再度続けるといった方法を採用し、合計１０分間粉砕した。
粉砕後、酸素非含有雰囲気のグローブボックス内にて密閉した粉砕容器から粉砕物を取り出し、回収した粉砕物を目開き３２５ｍｅｓｈのＪＩＳ篩（直径７５ｍｍ）上に移し、篩を５０℃に加熱した。次いで、粉砕物中に含まれるガリウムを液化させ、篩下の受け皿へガリウムを分離して粉砕窒化ガリウムを得た。
そして、粉砕窒化ガリウム中の不純物について、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて分析し、平均粒子径を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１中の不純物の分析結果については周期表第１４族元素及び周期表第４周期の主要元素の含有量を示したが、これら以外の元素の含有量はいずれも１ｐｐｍ未満（検出限界以下）であった。なお、ガリウムも１ｐｐｍ未満であり、窒化ガリウム粉末中に金属ガリウムはなく、加熱により分離、除去ができていることを確認した。
露点－９０℃以下に保たれた酸素非含有雰囲気のグローブボックス内にて、製造例２で得たガリウム膜被覆高クロム鋼製容器（１２５ｃｃ）に、製造例１で得られた窒化ガリウムバルク１０ｇ及びガリウム膜被覆高クロム鋼製ボール（φ１０ｍｍ）１００ｇを入れ、密閉した。その後、それをグローブボックスより取出し、室温５℃の恒温室にて、遊星ボールミル（Ｐ－５、フリッチュ・ジャパン株式会社製）を用い、１００ｒｐｍにて粉砕した。なお、装置がガリウムの融点である２９℃を超えないよう、約１０℃に保ちながら粉砕した。温度の管理は、粉砕中最も高温となるモーター近辺の温度をモニタリングし、１０℃を超えそうになったときに粉砕を一時中断し冷却し、冷却後に再度続けるといった方法を採用し、合計１０分間粉砕した。
粉砕後、酸素非含有雰囲気のグローブボックス内にて密閉した粉砕容器から粉砕物を取り出し、回収した粉砕物を目開き３２５ｍｅｓｈのＪＩＳ篩（直径７５ｍｍ）上に移し、篩を５０℃に加熱した。次いで、粉砕物中に含まれるガリウムを液化させ、篩下の受け皿へガリウムを分離して粉砕窒化ガリウムを得た。
そして、粉砕窒化ガリウム中の不純物について、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて分析し、平均粒子径を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１中の不純物の分析結果については周期表第１４族元素及び周期表第４周期の主要元素の含有量を示したが、これら以外の元素の含有量はいずれも１ｐｐｍ未満（検出限界以下）であった。なお、ガリウムも１ｐｐｍ未満であり、窒化ガリウム粉末中に金属ガリウムはなく、加熱により分離、除去ができていることを確認した。
比較例１
粉砕媒体としてガリウム膜で被覆されていない高クロム鋼製粉砕ボール（φ１０ｍｍ）を、粉砕容器としてガリウム膜で被覆されていない高クロム鋼容器（１２５ｃｃ）を、それぞれ用いたこと以外は、実施例１と同様の操作により粉砕窒化ガリウムを得た。なお、粉砕後にガリウムの除去操作は行わなかった。そして、粉砕窒化ガリウム中の不純物について、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて分析し、平均粒子径を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１中の不純物の分析結果については周期表第１４族元素及び周期表第４周期の主要元素の含有量を示したが、これら以外の元素の含有量はいずれも１ｐｐｍ未満（検出限界以下）であった。
粉砕媒体としてガリウム膜で被覆されていない高クロム鋼製粉砕ボール（φ１０ｍｍ）を、粉砕容器としてガリウム膜で被覆されていない高クロム鋼容器（１２５ｃｃ）を、それぞれ用いたこと以外は、実施例１と同様の操作により粉砕窒化ガリウムを得た。なお、粉砕後にガリウムの除去操作は行わなかった。そして、粉砕窒化ガリウム中の不純物について、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて分析し、平均粒子径を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１中の不純物の分析結果については周期表第１４族元素及び周期表第４周期の主要元素の含有量を示したが、これら以外の元素の含有量はいずれも１ｐｐｍ未満（検出限界以下）であった。
比較例２
粉砕媒体として窒化ケイ素ボール（φ５ｍｍ）２５０ｇを、粉砕容器として窒化ケイ素製容器（２５０ｃｃ）それぞれ用いたこと以外は、実施例１と同様の操作により粉砕窒化ガリウムを得た。なお、粉砕後にガリウムの除去操作は行わなかった。そして、粉砕窒化ガリウム中の不純物について、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて分析し、平均粒子径を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１中の不純物の分析結果については周期表第１４族元素及び周期表第４周期の主要元素の含有量を示したが、これら以外の元素の含有量はいずれも１ｐｐｍ未満（検出限界以下）であった。
粉砕媒体として窒化ケイ素ボール（φ５ｍｍ）２５０ｇを、粉砕容器として窒化ケイ素製容器（２５０ｃｃ）それぞれ用いたこと以外は、実施例１と同様の操作により粉砕窒化ガリウムを得た。なお、粉砕後にガリウムの除去操作は行わなかった。そして、粉砕窒化ガリウム中の不純物について、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて分析し、平均粒子径を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１中の不純物の分析結果については周期表第１４族元素及び周期表第４周期の主要元素の含有量を示したが、これら以外の元素の含有量はいずれも１ｐｐｍ未満（検出限界以下）であった。
表１から、窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕することで、不純物で汚染されていない高純度の粉砕窒化物が得られることがわかる。
Claims (5)
- 窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕する、窒化ガリウムの粉砕方法。
- ミルを用いて粉砕する、請求項１記載の窒化ガリウムの粉砕方法。
- 粉砕後の窒化ガリウムの平均粒子径が３０μｍ以下である、請求項１又は２記載の窒化ガリウムの粉砕方法。
- 粉砕窒化ガリウムをガリウムの融点以上の温度で加熱する、粉砕窒化ガリウムの高純度化方法であって、
前記粉砕窒化ガリウムが、窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕して得られるものである、粉砕窒化ガリウムの高純度化方法。 - 窒化ガリウムを、粉砕媒体表面及び粉砕容器内面がガリウム膜で被覆された媒体粉砕装置を用い、かつガリウムの融点よりも低い温度にて粉砕し、粉砕物をガリウムの融点以上の温度で加熱する、高純度粉砕窒化ガリウムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019049927A JP7257830B2 (ja) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 窒化ガリウムの粉砕方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019049927A JP7257830B2 (ja) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 窒化ガリウムの粉砕方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020152585A JP2020152585A (ja) | 2020-09-24 |
| JP7257830B2 true JP7257830B2 (ja) | 2023-04-14 |
Family
ID=72557639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019049927A Active JP7257830B2 (ja) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 窒化ガリウムの粉砕方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7257830B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003160380A (ja) | 2001-11-22 | 2003-06-03 | Nikko Materials Co Ltd | ＭｏＳｉ２を主成分とする発熱体 |
| JP2012523305A (ja) | 2008-04-09 | 2012-10-04 | ピーエスティ・センサーズ・（プロプライエタリー）・リミテッド | 安定な酸素終端半導体ナノ粒子の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529149B2 (ja) * | 1972-10-03 | 1980-08-01 | ||
| JPS6365960A (ja) * | 1986-09-08 | 1988-03-24 | 株式会社東芝 | セラミツクス材料の製造方法 |
-
2019
- 2019-03-18 JP JP2019049927A patent/JP7257830B2/ja active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003160380A (ja) | 2001-11-22 | 2003-06-03 | Nikko Materials Co Ltd | ＭｏＳｉ２を主成分とする発熱体 |
| JP2012523305A (ja) | 2008-04-09 | 2012-10-04 | ピーエスティ・センサーズ・（プロプライエタリー）・リミテッド | 安定な酸素終端半導体ナノ粒子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020152585A (ja) | 2020-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7042250B2 (ja) | 一炭化タングステン（ｗｃ）球状粉末の製造 | |
| Mridha et al. | Processing and consolidation of nanocrystalline Cu-Zn-Ti-Fe-Cr high-entropy alloys via mechanical alloying | |
| JP6573629B2 (ja) | 高純度耐熱金属粉体、及び無秩序な組織を有し得るスパッタリングターゲットにおけるその使用 | |
| JP2007513048A (ja) | 太陽電池グレードのケイ素を生産するための、冶金グレードのケイ素から不純物を除去する方法 | |
| JP6763441B2 (ja) | 金属間化合物溶射被膜の形成方法、前記溶射被膜、前記溶射被膜を有する金属製品の製造方法、およびガラス搬送用ロール | |
| JP5930637B2 (ja) | 離型剤用窒化ケイ素粉末およびその製造方法 | |
| TW201641727A (zh) | 磁性材濺鍍靶及其製造方法 | |
| EP2660202A1 (en) | Polycrystalline silicon ingot casting mold, and silicon nitride powder for mold release material, slurry containing silicon nitride powder for mold release layer and casting release material therefor | |
| TWI638053B (zh) | 由Ａｌ－Ｔｅ－Ｃｕ－Ｚｒ合金構成之濺鍍靶及其製造方法 | |
| JP7257830B2 (ja) | 窒化ガリウムの粉砕方法 | |
| JP2014055325A (ja) | 耐酸化コーティング用合金粉末とその粉末を用いた耐酸化特性に優れた合金 | |
| JPH02196010A (ja) | アルミニウム窒化物の製法 | |
| JP6690735B2 (ja) | 窒化ケイ素粉末、多結晶シリコンインゴット用離型剤及び多結晶シリコンインゴットの製造方法 | |
| Voß et al. | Synthesis of defect-free single-phase bars of high-melting Laves phases through modified cold crucible levitation melting | |
| EP0161975A1 (fr) | Procédé de fabrication de produits poreux en bore ou en composés du bore | |
| CN108691007A (zh) | 金属单晶颗粒的制造方法 | |
| US20230322562A1 (en) | Preparation method of high purity sic powder | |
| JP6354367B2 (ja) | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型の離型剤用窒化ケイ素粉末及びその製造方法、多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型の離型剤用窒化ケイ素粉末含有スラリー、ならびに多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型及びその製造方法 | |
| JP2011050829A (ja) | 微粒子の製造方法及びその製造装置 | |
| CZ2006590A3 (cs) | Oxid niobu a zpusob jeho výroby | |
| Khajelakzay et al. | Synthesis and spark plasma sintering of Mg2Si nanopowder by mechanical alloying and heat treatment | |
| US9908782B2 (en) | Method for synthesis of boron suboxide | |
| JP6792412B2 (ja) | 炭化珪素粉末の製造方法 | |
| JP7325979B2 (ja) | 窒化物の粉砕方法 | |
| KR20200080605A (ko) | 탄화규소의 분말의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211202 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221104 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221228 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230328 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230404 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7257830 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |