JPH02107570A - 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウム焼結体の製造方法Info
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- JPH02107570A JPH02107570A JP63260301A JP26030188A JPH02107570A JP H02107570 A JPH02107570 A JP H02107570A JP 63260301 A JP63260301 A JP 63260301A JP 26030188 A JP26030188 A JP 26030188A JP H02107570 A JPH02107570 A JP H02107570A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は窒化アルミニウム焼結体の製造方法に関し、よ
り詳細には、高熱伝導性に優れた窒化アルミニウム焼結
体の製造方法に関するものである。
り詳細には、高熱伝導性に優れた窒化アルミニウム焼結
体の製造方法に関するものである。
（従来技術）
従来の窒化アルミニウム焼結体の製造方法は、窒化アル
ミニウム（ＡＩｔＪ）粉末に酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ
３）、酸化カルシウム（Ｃａｂ）等の焼結助剤を添加し
た後、焼成することによって行なわれていた。
ミニウム（ＡＩｔＪ）粉末に酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ
３）、酸化カルシウム（Ｃａｂ）等の焼結助剤を添加し
た後、焼成することによって行なわれていた。
ところで、焼結助剤を添加する理由は、焼結助剤が焼結
過程でＡＩＮ粉末中の不純物酸素と反応して（以下、不
純物トラップという）液相を形成し、焼結を促進するか
らである。また、この液相は焼結中に外部に排出される
ため結晶粒界に存在する液相が少なくなり、かつ結晶粒
内への不純物酸素の固溶を妨げることにより結晶粒内の
不純物酸素濃度を下げる作用がある。つまり、焼結助剤
としてＹ２Ｏ３，ＣａＯ等を添加することにより不純物
が少ない高熱伝導率のＡＩＮ焼結体を得ようとしたもの
である。
過程でＡＩＮ粉末中の不純物酸素と反応して（以下、不
純物トラップという）液相を形成し、焼結を促進するか
らである。また、この液相は焼結中に外部に排出される
ため結晶粒界に存在する液相が少なくなり、かつ結晶粒
内への不純物酸素の固溶を妨げることにより結晶粒内の
不純物酸素濃度を下げる作用がある。つまり、焼結助剤
としてＹ２Ｏ３，ＣａＯ等を添加することにより不純物
が少ない高熱伝導率のＡＩＮ焼結体を得ようとしたもの
である。
ＡＩＮ粉末にＹ２Ｏ３を添加した場合の反応をより詳し
く説明すると、その焼成過程で不純物酸素と反応してＹ
３”５０１２ｔ ＹＡｌＯ３，Ｙ４Ａｌ２Ｏ９の８種類
のＹ−ＡＩ−〇化合物が生成され、このＹ−Ａ Ｉ−０
化合物が液相となり、ＡＩＮ焼結を促進すると同時に、
不純物トラップして、ＡＩＮ焼結体の熱伝導性を向上す
ることができる。
く説明すると、その焼成過程で不純物酸素と反応してＹ
３”５０１２ｔ ＹＡｌＯ３，Ｙ４Ａｌ２Ｏ９の８種類
のＹ−ＡＩ−〇化合物が生成され、このＹ−Ａ Ｉ−０
化合物が液相となり、ＡＩＮ焼結を促進すると同時に、
不純物トラップして、ＡＩＮ焼結体の熱伝導性を向上す
ることができる。
（従来技術の問題点）
しかしながら、へＩＮ粉末とＹ２Ｏ３との混合にあたっ
ては、添加されたＹ２Ｏ３がＡＩＮ粉末中に均一な状態
で分散し難く、凝集し易いので、局部的なＹ２Ｏ３の濃
度差が生じることがあった。この場合、局部的にＹ２Ｏ
３が欠乏し上述した液相生成反応が進みにくかったり、
反対にＹ２Ｏ３が過剰で未反応のＹ２Ｏ３が残存し、結
果としてＡＩＮ焼結体の熱伝導性を悪化させることがあ
った。
ては、添加されたＹ２Ｏ３がＡＩＮ粉末中に均一な状態
で分散し難く、凝集し易いので、局部的なＹ２Ｏ３の濃
度差が生じることがあった。この場合、局部的にＹ２Ｏ
３が欠乏し上述した液相生成反応が進みにくかったり、
反対にＹ２Ｏ３が過剰で未反応のＹ２Ｏ３が残存し、結
果としてＡＩＮ焼結体の熱伝導性を悪化させることがあ
った。
そこで本発明は、上述した問題点を解決し得るものであ
り、高熱伝導性に優れた窒化アルミニウム焼結体の製造
方法を提供することを目的とするものである。
り、高熱伝導性に優れた窒化アルミニウム焼結体の製造
方法を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明の窒化アルミニウム焼結体の製造方法は、窒化ア
ルミニウム粉末１００重量部に対して、１重量％〜８０
重量％のＹ４Ａｌ２Ｏ９と、０．５重量％〜５重量％の
イツトリウム以外の希土類あるいはアルカリ土類化合物
を添加して成形した後、窒化雰囲気中で焼成することを
特徴とする。
ルミニウム粉末１００重量部に対して、１重量％〜８０
重量％のＹ４Ａｌ２Ｏ９と、０．５重量％〜５重量％の
イツトリウム以外の希土類あるいはアルカリ土類化合物
を添加して成形した後、窒化雰囲気中で焼成することを
特徴とする。
（作用）
本発明の窒化アルミニウム焼結体の製造方法は、従来技
術の問題点の項で示した３種のＹ−ＡＩ−０化合物の中
で最もＹが多いＹ４Ａｌ２Ｏ９を添加剤として用いるの
で、ＡＩＮ中の不純物酸素との反応性が向上するように
なる。
術の問題点の項で示した３種のＹ−ＡＩ−０化合物の中
で最もＹが多いＹ４Ａｌ２Ｏ９を添加剤として用いるの
で、ＡＩＮ中の不純物酸素との反応性が向上するように
なる。
（実施例）
以下に、本発明の窒化アルミニウム焼結体の製造方法の
一実施例を詳細に説明する。
一実施例を詳細に説明する。
まず、Ｙ２Ｏ３粉末とＡｌ２Ｏ３粉末をモル比で２：１
となるように混合し、この混合粉末を１５００℃の空気
雰囲気中で１時間反応させてＹ４Ａｌ２Ｏ９を合成した
。このＹ４Ａｌ２Ｏ９は、Ｘ線回折の結果、すべてＹ４
Ａｌ２Ｏ９であった。
となるように混合し、この混合粉末を１５００℃の空気
雰囲気中で１時間反応させてＹ４Ａｌ２Ｏ９を合成した
。このＹ４Ａｌ２Ｏ９は、Ｘ線回折の結果、すべてＹ４
Ａｌ２Ｏ９であった。
次に、このＹ４Ａｌ２Ｏ９を細かく粉砕し、Ｙ４Ａｌ２
Ｏ９粉末を得た。
Ｏ９粉末を得た。
次に、ＡＩＮ粉末に、このＹ４ＡＩ２０ｇ粉末と、第２
化合物としてＣａ１ｌ、 ＣａＦ、 ＳｒＣＯ３のうち
いずれか一種を第１表に示す割合で添加し、エタノール
中で混合したのち、有機バインダーを添加して造粒し、
直径囲気中で２時間、脱バインダー処理を行った後、１
８００℃の窒素雰囲気中で５時間焼成し、窒化アルミニ
ウム焼結体を得た。
化合物としてＣａ１ｌ、 ＣａＦ、 ＳｒＣＯ３のうち
いずれか一種を第１表に示す割合で添加し、エタノール
中で混合したのち、有機バインダーを添加して造粒し、
直径囲気中で２時間、脱バインダー処理を行った後、１
８００℃の窒素雰囲気中で５時間焼成し、窒化アルミニ
ウム焼結体を得た。
このようにして得られた窒化アルミニウム焼結体につい
て、熱伝導率（Ｗ／ｍ−ｋ）を測定し、その結果を第１
表に示した。
て、熱伝導率（Ｗ／ｍ−ｋ）を測定し、その結果を第１
表に示した。
なお、熱伝導率は、それぞれの窒化アルミニウム焼結体
を１０個ずつ用意して測定し、その最大値、最小値、お
よび平均値を示した。また、第１表中Ｎｏ、ｌ、２，６
，１１，１２，１３，１５，１６．１８は本発明の範囲
外である。
を１０個ずつ用意して測定し、その最大値、最小値、お
よび平均値を示した。また、第１表中Ｎｏ、ｌ、２，６
，１１，１２，１３，１５，１６．１８は本発明の範囲
外である。
さらに、比較例として、従来技術の項で説明した焼結助
剤としてＹ２Ｏ３を用いて製造した窒化アルミニウム焼
結体の熱伝導率を、同一方法で測定し、その結果を第２
表に示した。
剤としてＹ２Ｏ３を用いて製造した窒化アルミニウム焼
結体の熱伝導率を、同一方法で測定し、その結果を第２
表に示した。
（以下、余白）
第−二り一人
第ユじし一人
この第１表および第２表から明らかなように、Ｙ４Ａｌ
２Ｏ９の添加量が試料Ｎｏ、 ｌのように本発明の範囲
の１重量％よりも少ない場合または試ＮＮ０．１１のよ
うに本発明の範囲の３０重量％よりも多い場合、あるい
は第２化合物の添加量が試料ＮＯ，１２，１３゜１６の
ように本発明の範囲の０．５重量％よりも少ない場合ま
たは試料Ｎｏ、５．１５．１８のように本発明の５重量
％よりも多い場合のいずれの場合においても、熱伝導率
のバラツキが大きく、熱伝導率も小さいので、高熱伝導
率で熱伝導率が安定した窒化アルミニウム焼結体を製造
できない。また、試料Ｎｏ、 １９〜２１のようにＹ４
Ａｌ２Ｏ９のかわりにＹ２Ｏ３を用いた場合でも同様に
、高熱伝導率で熱伝導率が安定した窒化アルミニウム焼
結体を製造できない。
２Ｏ９の添加量が試料Ｎｏ、 ｌのように本発明の範囲
の１重量％よりも少ない場合または試ＮＮ０．１１のよ
うに本発明の範囲の３０重量％よりも多い場合、あるい
は第２化合物の添加量が試料ＮＯ，１２，１３゜１６の
ように本発明の範囲の０．５重量％よりも少ない場合ま
たは試料Ｎｏ、５．１５．１８のように本発明の５重量
％よりも多い場合のいずれの場合においても、熱伝導率
のバラツキが大きく、熱伝導率も小さいので、高熱伝導
率で熱伝導率が安定した窒化アルミニウム焼結体を製造
できない。また、試料Ｎｏ、 １９〜２１のようにＹ４
Ａｌ２Ｏ９のかわりにＹ２Ｏ３を用いた場合でも同様に
、高熱伝導率で熱伝導率が安定した窒化アルミニウム焼
結体を製造できない。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の窒化アルミニウム焼結体
の製造方法によれば、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９を添加剤として用
いることによって、ＡＩＮ中の不純物酸素との反応性が
向上するので、液相生成反応を促進することができ、高
熱伝導率の窒化アルミニウム焼結体を安定に製造するこ
とができる。
の製造方法によれば、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９を添加剤として用
いることによって、ＡＩＮ中の不純物酸素との反応性が
向上するので、液相生成反応を促進することができ、高
熱伝導率の窒化アルミニウム焼結体を安定に製造するこ
とができる。
Claims (1)
- 窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して、１重量％
〜３０重量％のＹ＿４Ａｌ＿２Ｏ＿９と、０．５重量％
〜５重量％のイットリウム以外の希土類あるいは、アル
カリ土類化合物を添加して成形した後、窒化雰囲気中で
焼成することを特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260301A JPH0665631B2 (ja) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260301A JPH0665631B2 (ja) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02107570A true JPH02107570A (ja) | 1990-04-19 |
| JPH0665631B2 JPH0665631B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=17346138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63260301A Expired - Fee Related JPH0665631B2 (ja) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665631B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1171184A (ja) * | 1997-08-22 | 1999-03-16 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ＡｌＮ焼結体用接合剤、その製造方法及びそれを用いたＡｌＮ焼結体の接合方法 |
| CN115093225A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-09-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种Y4Al2O9/Y2O3共晶陶瓷粉体及球形喂料的制备方法 |
-
1988
- 1988-10-15 JP JP63260301A patent/JPH0665631B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1171184A (ja) * | 1997-08-22 | 1999-03-16 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ＡｌＮ焼結体用接合剤、その製造方法及びそれを用いたＡｌＮ焼結体の接合方法 |
| CN115093225A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-09-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种Y4Al2O9/Y2O3共晶陶瓷粉体及球形喂料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0665631B2 (ja) | 1994-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |