JPH04317402A - Aluminum nitride power and its production - Google Patents

Aluminum nitride power and its production

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JPH04317402A
JPH04317402A JP3083859A JP8385991A JPH04317402A JP H04317402 A JPH04317402 A JP H04317402A JP 3083859 A JP3083859 A JP 3083859A JP 8385991 A JP8385991 A JP 8385991A JP H04317402 A JPH04317402 A JP H04317402A
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JP
Japan
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aluminum nitride
powder
nitride powder
weight
sulfur
Prior art date
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Pending
Application number
JP3083859A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Tanaka
紳一郎 田中
Mitsutoshi Murase
村瀬 光俊
Takeshi Miyai
宮井 健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide an aluminum nitride power suitable for forming by doctor blade method and the producing method thereof. CONSTITUTION:This aluminum nitride power features in that it has 1.5-5mum median particle size, contains fine particles of <=1mum particle size by <=15wt.%, <=3.5m<2>/g BET specific surface area, >=1.65g/cm<3> density of a compacted body, 0.5-5wt.% yttrium in terms of yttrim oxide, 70-500ppm sulfur in terms of sulfur atom. The producing method of the aluminum nitride powder features in processes of mixing alumina powder and carbon powder, adding yttrium compd. by 0.5-5wt.% in terms of yttrium to the aluminum nitride powder to be produced, and further adding sulfur by 0.1-1 pts.wt. to 100 pts.wt. of carbon to the mixture.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、特にドクターブレード
法による成形に好適な窒化アルミニウム質粉末およびそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum nitride powder particularly suitable for forming by a doctor blade method and a method for producing the same.

【0002】0002

【従来の技術】集積回路の高速化および高集積化は増々
進展し、それに伴う素子の単位面積当りの発熱量の増大
が大きな問題となっている。素子の正常な作動を確保す
るため、熱放散性の良い基板材料やICパッケージ材料
が求められており、窒化アルミニウムは高い熱伝導度を
有するのみならず、高い絶縁性やシリコンに近い熱膨張
係数を持ち、基板およびICパッケージ材料として注目
されている。
2. Description of the Related Art As integrated circuits are becoming increasingly faster and more highly integrated, the accompanying increase in the amount of heat generated per unit area of elements has become a major problem. To ensure the normal operation of devices, substrate materials and IC packaging materials with good heat dissipation are required, and aluminum nitride not only has high thermal conductivity, but also has high insulation properties and a coefficient of thermal expansion close to that of silicon. It is attracting attention as a material for substrates and IC packages.

【0003】これらの材料に用いられる従来の窒化アル
ミニウム粉末は、良好な焼結性を有し、得られた焼結体
が高い熱伝導度を示すことを目的とし、高純度の微粉末
がこれまで開発されてきた。そして、実際の工業製品で
ある基板およびICパッケージは、多くの場合ドクター
ブレード法によりシート状に成形され、焼結工程を経て
製品となる。しかし、従来の窒化アルミニウム粉末は焼
結性と焼結体の熱伝導度に重きを置くため、ドクターブ
レード法に適した粉末とは言い難く、より成形性に優れ
た窒化アルミニウム粉末の開発が望まれてきた。
Conventional aluminum nitride powder used for these materials has good sinterability, and the purpose is for the obtained sintered body to exhibit high thermal conductivity. has been developed up to. In many cases, substrates and IC packages, which are actual industrial products, are formed into sheets by the doctor blade method, and are made into products through a sintering process. However, since conventional aluminum nitride powder places emphasis on sinterability and thermal conductivity of the sintered body, it is difficult to say that it is a powder suitable for the doctor blade method, and it is desirable to develop aluminum nitride powder with better formability. It has become rare.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
はドクタ−ブレ−ド法による成形に好適な窒化アルミニ
ウム質粉末およびその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an aluminum nitride powder suitable for forming by the doctor blade method and a method for producing the same.

【0005】ドクターブレード法による成形を行うには
、窒化アルミニウム粉末を液体分散媒中に分散させ、ス
ラリ−を作製する必要がある。このとき、分散剤、バイ
ンダー、可塑剤を添加し、必要に応じて焼結助剤を添加
する。
[0005] In order to perform molding by the doctor blade method, it is necessary to disperse aluminum nitride powder in a liquid dispersion medium to prepare a slurry. At this time, a dispersant, binder, and plasticizer are added, and if necessary, a sintering aid is added.

【0006】このようにして得た混合物をボールミルま
たは超音波分散法等によって処理を行い、窒化アルミニ
ウム粉末が均一に分散したスラリ−を得る。該スラリー
をドクターブレード装置に設置し、キャリアフィルム上
にシート状に成形し、乾燥させて、一般的に厚さ20μ
mから2mmの範囲のシート状成形体を得る。
The mixture thus obtained is processed by a ball mill or ultrasonic dispersion method to obtain a slurry in which aluminum nitride powder is uniformly dispersed. The slurry is placed in a doctor blade device, formed into a sheet on a carrier film, and dried to a thickness typically 20 μm.
A sheet-like molded product having a size ranging from m to 2 mm is obtained.

【0007】ドクターブレード法による成形時に、しば
しば割れの問題が発生する。キャリアフィルム上にシー
ト状に成形されたスラリーから分散媒を蒸発させて固形
となし、キャリアフィルムから剥がしてシート状成形体
を得るとき、乾燥工程で割れが発生して問題となること
が多い。乾燥時に分散媒が蒸発するため体積収縮が生じ
、これが原因となってシート状成形体に引張り応力が作
用して割れが発生するものと考えられる。
[0007] During molding using the doctor blade method, cracking problems often occur. When a dispersion medium is evaporated from a slurry formed into a sheet on a carrier film to form a solid, and a sheet-like molded product is obtained by peeling the slurry from the carrier film, cracks often occur during the drying process, causing problems. It is thought that volumetric shrinkage occurs due to evaporation of the dispersion medium during drying, and this causes tensile stress to act on the sheet-like molded product, causing cracks to occur.

【0008】また、シ−ト状成形体のバインダー除去性
が問題となる。成形のために添加したバインダー等を、
焼結工程の本焼成に入る前に焼成除去することが必要で
あり、このバインダー除去工程時には、バインダーが容
易に除去され、残留炭素含有量ができるだけ少なくなる
ことが要求される。
[0008] Furthermore, the removability of the binder from the sheet-shaped molded product becomes a problem. Binder etc. added for molding,
It is necessary to remove the binder by firing before starting the main firing of the sintering process, and during this binder removal process, it is required that the binder be easily removed and that the residual carbon content be as low as possible.

【0009】シート状成形体は、焼結工程を経ることに
より、緻密な焼結体となるが、このときの収縮率が製品
の精度に大きな影響を与える。すなわち、成形体密度が
高ければ焼結時の収縮は小さく、寸法精度の良い製品が
得られる。従って高い成形体密度が得られる窒化アルミ
ニウム粉末が望まれている。
[0009] The sheet-like molded body becomes a dense sintered body through a sintering process, and the shrinkage rate at this time has a great effect on the precision of the product. That is, if the density of the compact is high, the shrinkage during sintering will be small and a product with good dimensional accuracy will be obtained. Therefore, an aluminum nitride powder that can provide a high compact density is desired.

【0010】このように、ドクタ−ブレ−ド成形に好適
な窒化アルミニウム粉末には多くの性質が求められてい
るが、従来の窒化アルミニウム粉末でこれらの条件をす
べて満足するものは未だ得られてない。
[0010] As described above, aluminum nitride powder suitable for doctor blade forming is required to have many properties, but no conventional aluminum nitride powder that satisfies all of these conditions has yet been obtained. do not have.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】かかる事情に鑑み、本発
明者らはドクタ−ブレ−ド成形に好適に用いられる窒化
アルミニウム粉末について検討を行った結果、硫黄の存
在が焼結性を改善すること、窒化反応用原料中にイット
リウム化合物と硫黄を存在させることにより特にドクタ
−ブレ−ド成形に好適な窒化アルミニウム質粉末が得ら
れることを見出して本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] In view of the above circumstances, the present inventors investigated aluminum nitride powder suitable for use in doctor blade forming and found that the presence of sulfur improves sinterability. In particular, the present invention was completed based on the discovery that an aluminum nitride powder particularly suitable for doctor blade forming can be obtained by including an yttrium compound and sulfur in the raw material for the nitriding reaction.

【0012】すなわち、本発明は中心粒径が1.5〜5
μm、粒径1μm以下の微粒含有量が15重量%以下、
BET比表面積が3.5m2 /g以下、1000kg
/cm2 の圧力を加えたときの圧粉体密度が1.65
g/cm3 以上、イットリウムを酸化イットリウムに
換算して0.5〜5重量%含有し、硫黄を硫黄元素とし
て70〜500ppm含有していることを特徴とする窒
化アルミニウム質粉末、およびアルミナ粉末とカーボン
粉末とを混合し、該混合物を窒素を含む雰囲気中にて焼
成し、焼成後余剰のカーボン粉末を酸化性雰囲気中で焼
成除去することによる窒化アルミニウム質粉末の製造方
法において、該混合物中にイットリウム化合物を、酸化
イットリウムに換算して生成する窒化アルミニウム粉末
に対して0.5〜5重量%含有させ、かつ、該混合物中
に硫黄をカ−ボン100重量部に対して0.1〜1重量
部含有させることを特徴とする窒化アルミニウム質粉末
の製造方法を提供する。
That is, the present invention has a central particle size of 1.5 to 5.
μm, the content of fine particles with a particle size of 1 μm or less is 15% by weight or less,
BET specific surface area is 3.5m2/g or less, 1000kg
The green compact density is 1.65 when a pressure of /cm2 is applied.
g/cm3 or more, an aluminum nitride powder characterized by containing 0.5 to 5% by weight of yttrium in terms of yttrium oxide, and 70 to 500 ppm of sulfur as elemental sulfur, and alumina powder and carbon. In the method for producing aluminum nitride powder, the mixture is mixed with powder, the mixture is fired in a nitrogen-containing atmosphere, and after the firing, surplus carbon powder is removed by firing in an oxidizing atmosphere. The compound is contained in an amount of 0.5 to 5% by weight based on the aluminum nitride powder produced in terms of yttrium oxide, and the mixture contains sulfur in an amount of 0.1 to 1% by weight per 100 parts by weight of carbon. Provided is a method for producing aluminum nitride powder, characterized in that aluminum nitride powder contains a certain amount of aluminum nitride powder.

【0013】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
窒化アルミニウム質粉末の中心粒径の範囲は1.5〜5
μm、さらに好ましくは2〜3μmである。中心粒径が
1.5μm未満では、ドクターブレード法によるシート
状成形体の乾燥時に割れが発生しやすくなり、一方、中
心粒径が5μmを超えると、焼結が困難となる。
The present invention will be explained in detail below. The center particle size of the aluminum nitride powder of the present invention ranges from 1.5 to 5.
It is μm, more preferably 2 to 3 μm. If the center particle size is less than 1.5 μm, cracks are likely to occur during drying of the sheet-shaped molded body by the doctor blade method, while if the center particle size exceeds 5 μm, sintering becomes difficult.

【0014】本発明の窒化アルミニウム質粉末のBET
比表面積は3.5m2 /g以下であることが好ましく
、2.5m2 /g以下であることがさらに好ましい。 BET比表面積が3.5m2 /gより大きいと、バイ
ンダー除去が困難でバインダー除去焼成後の残存カーボ
ン含有量が多くなる。カーボン含有量が多くなると焼結
に悪影響を及ぼし、焼結体密度が低くなる。良好なバイ
ンダー除去性を有する窒化アルミニウム質粉末としては
、粒径に比してBET比表面積が小さいことが必要であ
る。同一粒子径に対してBET比表面積が小さいことは
、凝集粒が少なく一次粒子形状が球状であることを意味
し、粒子表面の凹凸が少ないことを意味するので、粒子
表面の凹部に吸着されて除去されにくいバインダ−の量
が少ないと考えられる。
BET of aluminum nitride powder of the present invention
The specific surface area is preferably 3.5 m2/g or less, more preferably 2.5 m2/g or less. If the BET specific surface area is larger than 3.5 m2/g, it will be difficult to remove the binder and the residual carbon content after binder removal firing will increase. If the carbon content increases, it will have a negative effect on sintering, and the density of the sintered body will decrease. For aluminum nitride powder to have good binder removability, it is necessary that the BET specific surface area is small compared to the particle size. A small BET specific surface area for the same particle size means that there are fewer agglomerated particles and the primary particle shape is spherical, and it means that there are fewer irregularities on the particle surface, so it is adsorbed to the concavities on the particle surface. It is thought that the amount of binder that is difficult to remove is small.

【0015】本発明の窒化アルミニウム質粉末は粒径が
1μm以下の微粒含有量が15重量%以下であることが
好ましい。微粒が多く含まれている場合はバインダ−除
去性が良好ではないので、特に粒径1μm以下の微粒含
有量が少ないことが望まれる。粒径1μm以下の微粒含
有量が15重量%を超える窒化アルミニウム質粉末を使
用して作製したシ−ト状成形体は、バインダー除去が困
難で、バインダ−除去焼成後の残留カ−ボン含有量が多
くなる。
The aluminum nitride powder of the present invention preferably has a content of fine particles having a particle size of 1 μm or less of 15% by weight or less. If a large amount of fine particles are contained, the binder removability will not be good, so it is particularly desirable that the content of fine particles with a particle size of 1 μm or less be small. It is difficult to remove the binder from a sheet-shaped compact made using aluminum nitride powder containing more than 15% by weight of fine particles with a particle size of 1 μm or less, and the residual carbon content after binder removal firing is low. will increase.

【0016】本発明の窒化アルミニウム質粉末は圧粉体
密度が1.65g/cm3 以上であることが好ましく
、さらに好ましくは1.70g/cm3 以上である。 ドクターブレード成形に使用する窒化アルミニウム粉末
として、圧粉体密度が1.65g/cm3 より低い場
合は凝集粒が多く、充分高い成形体密度を得ることがで
きない。ここで、圧粉体密度とは1000kg/cm2
 の圧力で金型を使用してペレット状に成形したものの
密度のことである。
The aluminum nitride powder of the present invention preferably has a compact density of 1.65 g/cm 3 or more, more preferably 1.70 g/cm 3 or more. If the green compact density of the aluminum nitride powder used in doctor blade molding is lower than 1.65 g/cm3, there will be many agglomerated particles, making it impossible to obtain a sufficiently high green compact density. Here, the compact density is 1000 kg/cm2
This refers to the density of pellets formed into pellets using a mold at a pressure of

【0017】さらに、窒化アルミニウム質粉末中には、
熱伝導度の高い緻密な焼結体を得るために、焼結助剤で
あるイットリウムが均一に含有されていなければならな
い。イットリウムの含有量は酸化イットリウムに換算し
て、0.5〜5重量%の範囲が焼結に好適である。イッ
トリウム含有量が酸化イットリウムに換算して、0.5
重量%より少ない場合は、焼結助剤としての効果が低く
、焼結体密度および熱伝導度の低下を招く。
Furthermore, in the aluminum nitride powder,
In order to obtain a dense sintered body with high thermal conductivity, yttrium, which is a sintering aid, must be uniformly contained. The content of yttrium is preferably in the range of 0.5 to 5% by weight in terms of yttrium oxide. Yttrium content converted to yttrium oxide is 0.5
If it is less than % by weight, the effect as a sintering aid is low, leading to a decrease in the density and thermal conductivity of the sintered body.

【0018】焼結助剤であるイットリウムを含有した本
発明の窒化アルミニウム質粉末中には、さらに硫黄が硫
黄元素として70〜500ppm含有されていることが
必要である。本発明の窒化アルミニウム質粉末は、中心
粒径が1.5〜5μmと比較的大きいため、硫黄が含有
されていない場合には、成形性には優れていても焼結性
に問題が生じる場合があった。そこで、本発明において
は、作用機構は明らかではないが、焼結助剤の補助的作
用を有する硫黄を含有させることにより、イットリウム
との相乗効果により焼結性が改善されることが見出され
た。硫黄含有量は、窒化アルミニウム質粉末に対して硫
黄元素として70ppmより少ない場合は十分な効果が
認められず、500ppmより多い場合は焼結体を作製
した場合に焼結体中に硫黄の残存量が多くなり、絶縁性
や誘電損失等の焼結体の電気的性質が劣化する傾向にあ
るので好ましくない。
The aluminum nitride powder of the present invention containing yttrium as a sintering aid must further contain 70 to 500 ppm of sulfur as elemental sulfur. The aluminum nitride powder of the present invention has a relatively large center particle size of 1.5 to 5 μm, so if it does not contain sulfur, it may have problems with sinterability even if it has excellent formability. was there. Therefore, in the present invention, although the mechanism of action is not clear, it has been found that by incorporating sulfur, which has an auxiliary action as a sintering aid, sinterability is improved due to a synergistic effect with yttrium. Ta. If the sulfur content is less than 70 ppm as a sulfur element relative to the aluminum nitride powder, sufficient effects will not be observed, and if it is more than 500 ppm, the amount of sulfur remaining in the sintered body will decrease when the sintered body is produced. This is not preferable because the electrical properties of the sintered body, such as insulation and dielectric loss, tend to deteriorate.

【0019】また、硫黄が含有されていることにより、
焼結体に従来よく見られた色ムラが生じにくいことが判
明した。これは、イットリウムとの相乗効果により焼結
性が改善され、焼結体密度が大きくなることにより色ム
ラが消失するものと推定される。色ムラは焼結体の物性
に直接影響するものではないが、色ムラの発生は商品と
しての価値を減ずるもので好ましくない。
[0019] Also, due to the sulfur content,
It was found that the color unevenness that was commonly seen in sintered bodies was less likely to occur. It is presumed that this is due to the synergistic effect with yttrium, which improves sinterability and increases the density of the sintered body, thereby eliminating color unevenness. Although color unevenness does not directly affect the physical properties of the sintered body, the occurrence of color unevenness is undesirable because it reduces the value as a product.

【0020】本発明の窒化アルミニウム質粉末の製造方
法は、窒化アルミニウム粉末の焼結助剤であるイットリ
ウム化合物を窒化反応前に添加し、窒化反応中に焼結助
剤の効果により粒成長を生じせしめることにより窒化ア
ルミニウム質粉末を得ることである。添加するイットリ
ウムの量は、窒化反応時および生成した窒化アルミニウ
ム質粉末の焼結時の双方において、適切な量でなければ
ならない。イットリウムの添加量が、生成する窒化アル
ミニウム質粉末に対して、酸化イットリウムに換算して
0.5重量%以下では、粒成長の効果が期待できないが
、5重量%以上になると粒成長が進み過ぎ凝集粒が増加
する傾向にある。したがって、添加するイットリウムの
量は生成する窒化アルミニウム質粉末に対して、酸化イ
ットリウムに換算して0.5〜5重量%が好ましい。
In the method for producing aluminum nitride powder of the present invention, an yttrium compound, which is a sintering aid for aluminum nitride powder, is added before the nitriding reaction, and grain growth is caused by the effect of the sintering aid during the nitriding reaction. The purpose is to obtain aluminum nitride powder by drying. The amount of yttrium added must be appropriate both during the nitriding reaction and during the sintering of the produced aluminum nitride powder. If the amount of yttrium added is less than 0.5% by weight (calculated as yttrium oxide) of the aluminum nitride powder to be produced, no effect on grain growth can be expected, but if it is more than 5% by weight, grain growth will progress too much. Agglomerated particles tend to increase. Therefore, the amount of yttrium added is preferably 0.5 to 5% by weight in terms of yttrium oxide based on the aluminum nitride powder to be produced.

【0021】本発明においては、原料アルミナ粉末、カ
−ボン粉末、イットリウム化合物を均一に混合する必要
がある。特に、原料アルミナ粉末中にイットリウム化合
物を均一に添加するためには、たとえば、アルミナ粉末
を水中にpHが8以上において分散させスラリ−を作製
し、その中に硝酸イットリウム水溶液をpHが8以下に
低下しないようにアルカリ性液を同時に滴下しながら滴
下し、水酸化イットリウムとして析出させ、水酸化イッ
トリウムを析出させたアルミナスラリーにカーボン粉末
を加え、混合後乾燥させ、窒化反応用原料とする方法が
採用できる。
In the present invention, it is necessary to uniformly mix raw material alumina powder, carbon powder, and yttrium compound. In particular, in order to uniformly add the yttrium compound to the raw material alumina powder, for example, the alumina powder is dispersed in water at a pH of 8 or higher to create a slurry, and an aqueous yttrium nitrate solution is added into the slurry at a pH of 8 or lower. A method was adopted in which an alkaline liquid was added dropwise at the same time to prevent deterioration, causing it to precipitate as yttrium hydroxide. Carbon powder was added to the alumina slurry from which yttrium hydroxide had precipitated, and the mixture was dried and used as a raw material for the nitriding reaction. can.

【0022】このとき使用するカ−ボン粉末中に含まれ
る硫黄含有量が、生成する窒化アルミニウム質粉末の性
質に重大な影響を与える。ここで、硫黄が窒化アルミニ
ウム質粉末の性質に影響を及ぼす機構については明らか
ではないが、原料であるアルミナ粉末とカ−ボン粉末の
混合物中に、カ−ボン粉末100重量部に対して0.1
〜1重量部の硫黄を含有させることにより、ドクターブ
レード成形に好適に用いられる窒化アルミニウム質粉末
が得られることが見出された。
The sulfur content contained in the carbon powder used at this time has a significant influence on the properties of the aluminum nitride powder produced. Although the mechanism by which sulfur affects the properties of aluminum nitride powder is not clear, sulfur is present in a mixture of alumina powder and carbon powder, which are raw materials, in an amount of 0.2% per 100 parts by weight of carbon powder. 1
It has been found that by containing up to 1 part by weight of sulfur, an aluminum nitride powder suitable for use in doctor blade molding can be obtained.

【0023】カ−ボン粉末中に硫黄が含まれている場合
は該カ−ボン粉末をそのまま使用できるが、硫黄含有量
がカ−ボン粉末100重量部に対して0.1重量部以下
であるカ−ボン粉末を使用する場合は、硫黄単体あるい
は硫黄を含む物質を添加し、カ−ボン粉末100重量部
に対して0.1〜1重量部の硫黄が該混合物中に含まれ
るようにすることが必要である。
[0023] If the carbon powder contains sulfur, the carbon powder can be used as is, but the sulfur content is 0.1 parts by weight or less per 100 parts by weight of the carbon powder. When using carbon powder, add simple sulfur or a substance containing sulfur so that the mixture contains 0.1 to 1 part by weight of sulfur per 100 parts by weight of carbon powder. It is necessary.

【0024】こうして得られた窒化反応用原料を、窒素
雰囲気中で焼成し、窒化反応を行うことによりドクター
ブレード成形に好適な窒化アルミニウム質粉末が得られ
る。このとき窒素流量と焼成温度が窒化反応に影響を与
える。窒素流量が窒化反応用原料1kg当り1時間当り
2m3 以上である場合には、その機構は不明であるが
、本発明の窒化アルミニウム質粉末が得られないことが
ある。窒素流量が0.05m3 以下の場合は、窒化反
応が十分進行せず、アルミナ粉末粒子の中心部が未反応
のまま残存することがある。
[0024] The raw material for nitriding reaction obtained in this manner is fired in a nitrogen atmosphere to perform a nitriding reaction, thereby obtaining an aluminum nitride powder suitable for forming a doctor blade. At this time, the nitrogen flow rate and firing temperature affect the nitriding reaction. If the nitrogen flow rate is 2 m3 or more per hour per kg of raw material for nitriding reaction, the aluminum nitride powder of the present invention may not be obtained, although the mechanism is unclear. If the nitrogen flow rate is less than 0.05 m3, the nitriding reaction may not proceed sufficiently, and the center of the alumina powder particles may remain unreacted.

【0025】窒化反応は一般に1500〜1800℃の
温度範囲で行われるが、より好ましくは1550〜17
00℃の温度範囲である。1500℃以下ではアルミナ
粉末粒子の中心部が未反応のまま残存することがあり、
1800℃以上では窒化アルミニウム質粒子の焼結が進
行し、凝集粒が多くなり、粒度分布がブロ−ドとなり圧
粉体密度が大きく低下する。
[0025] The nitriding reaction is generally carried out at a temperature range of 1500 to 1800°C, more preferably 1550 to 17°C.
The temperature range is 00°C. At temperatures below 1500°C, the center of the alumina powder particles may remain unreacted.
At temperatures above 1800°C, sintering of the aluminum nitride particles progresses, the number of aggregates increases, the particle size distribution becomes broad, and the green compact density decreases significantly.

【0026】以下、実施例により本発明の内容を具体的
に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるも
のではない。なお、粉末の特性は以下の装置および方法
により測定した。 中心粒径および粒径1μm以下の微粒含有量:マイクロ
メリティックス社製  セディグラフ  E5000窒
化アルミニウム質粉末3gを、第一工業製薬株式会社製
セラモD−18の0.5重量%n−ブタノール溶液40
gに超音波で10分間処理することにより分散させて測
定した。アルミナ粉末については、アルミナ粉末3gを
ヘキサメタリン酸ナトリウムの0.01重量%水溶液4
7gに超音波で10分間処理することにより分散させて
測定した。 BET比表面積:マイクロメリティックス社製BET比
表面積測定装置 フローソーブ11  2300型 酸素量    :株式会社堀場製作所製  セラミック
ス中酸素窒素分析装置 EMGA−2800 標準試料は財団法人日本セラミックス協会製  窒化ケ
イ素粉末R−005を使用した。 圧粉体密度:直径20mm用の一軸成形金型を使用し、
窒化アルミニウム質粉末3gをバインダ−等の添加なし
で1000kg/cm2 の圧力を加えてペレット状に
成形し、寸法と重さから密度を算出した。 炭素含有量:LECO社製  炭素分析装置  WR−
112 標準試料はLECO社製鉄標準試料 カ−ボン粉末中および窒化アルミニウム質粉末中の硫黄
含有量:フィリップス社製  蛍光X線分析装置  P
W1480型 硫黄を2500ppm程度含むカ−ボン粉末中の硫黄含
有量を湿式化学分析により定量し、蛍光X線分析の標準
試料とした。また、硫黄のKα線の純強度から比例計算
により硫黄含有量を算出した。
[0026] The content of the present invention will be specifically explained below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. The characteristics of the powder were measured using the following apparatus and method. Center particle size and content of fine particles with a particle size of 1 μm or less: 3 g of Sedigraph E5000 aluminum nitride powder manufactured by Micromeritics was added to a 0.5% n-butanol solution of Ceramo D-18 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 40
g was treated with ultrasonic waves for 10 minutes to disperse the particles. For alumina powder, add 3 g of alumina powder to 4 ml of a 0.01 wt% aqueous solution of sodium hexametaphosphate.
Measurements were made by dispersing 7g of the sample by treating it with ultrasonic waves for 10 minutes. BET specific surface area: Micromeritics BET specific surface area measuring device Flowsorb 11 Model 2300 Oxygen amount: Ceramic oxygen nitrogen analyzer EMGA-2800 manufactured by Horiba, Ltd. Standard sample is silicon nitride powder R- manufactured by Japan Ceramics Association 005 was used. Green density: Using a uniaxial molding die with a diameter of 20 mm,
3 g of aluminum nitride powder was molded into a pellet by applying a pressure of 1000 kg/cm2 without adding a binder or the like, and the density was calculated from the dimensions and weight. Carbon content: LECO carbon analyzer WR-
112 Standard sample is LECO steel standard sample Sulfur content in carbon powder and aluminum nitride powder: Phillips X-ray fluorescence analyzer P
The sulfur content in carbon powder containing about 2500 ppm of W1480 type sulfur was determined by wet chemical analysis, and was used as a standard sample for fluorescent X-ray analysis. Further, the sulfur content was calculated by proportional calculation from the pure intensity of the Kα rays of sulfur.

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

実施例1 水1500gに第一工業製薬株式会社製ノイゲンEA−
137を8.3g、サンノプコ株式会社製SN−DIS
PERSANT5468を7.5g、ポリエチレングリ
コ−ル#1000を29.4g溶解させ、中心粒径が0
.4μmでBET比表面積が8.2m2 /gでNa2
 O含有量が0.21重量%のアルミナ粉末2000g
を加えて、30分間の超音波処理により分散させた。生
成したアルミナスラリ−中に、日本イットリウム株式会
社製の硝酸イットリウム水溶液497mlを滴下した。 硝酸イットリウム水溶液中に、Yが1000ml中にY
2 O3 として100g含まれるよう調整した。硝酸
イットリウム水溶液の滴下量は、生成する窒化アルミニ
ウム質粉末に対して、酸化イットリウムに換算して3重
量%に相当する。硝酸イットリウム水溶液の滴下と同時
に濃アンモニア水を滴下し、pHが9.5付近になるよ
うに調整し、またSN−DISPERSANT5468
も82.5g同時に滴下し、粘度上昇を抑えた。濃アン
モニア水は約75gを要した。このようにして得られた
水酸化イットリウム析出アルミナスラリーとカーボン粉
末(硫黄含有量がカ−ボン粉末100重量部に対し0.
26重量部)941gとを、富士産業株式会社製バーテ
ィカルグラニュレータを使用して20分間混合し、生成
した該混合物を120℃で15時間乾燥させて窒化反応
用原料を得た。該窒化反応用原料400gをグラファイ
ト製のトレー上に厚さ15mmとなるように仕込み、窒
素気流中1660℃にて8時間焼成し窒化反応を行った
。 昇降温速度は2.6℃/分とした。窒化反応後、空気中
で700℃にて2時間焼成し、余剰カーボン粉末を除去
し、窒化アルミニウム質粉末を得た。得られた窒化アル
ミニウム質粉末の特性を表1に示す。また、得られた窒
化アルミニウム質粉末の酸素量は1.57重量%であっ
た。
Example 1 Add Neugen EA- manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. to 1500 g of water.
8.3g of 137, SN-DIS manufactured by San Nopco Co., Ltd.
Dissolve 7.5g of PERSANT5468 and 29.4g of polyethylene glycol #1000, and the center particle size is 0.
.. Na2 with a BET specific surface area of 8.2 m2 /g at 4 μm
2000g of alumina powder with O content of 0.21% by weight
was added and dispersed by ultrasonication for 30 minutes. 497 ml of an aqueous yttrium nitrate solution manufactured by Nippon Yttrium Co., Ltd. was added dropwise into the alumina slurry produced. Y in 1000ml of yttrium nitrate aqueous solution
It was adjusted to contain 100g of 2O3. The amount of the yttrium nitrate aqueous solution dropped corresponds to 3% by weight in terms of yttrium oxide based on the produced aluminum nitride powder. Concentrated ammonia water was added dropwise at the same time as the yttrium nitrate aqueous solution was added, and the pH was adjusted to around 9.5.
82.5g of the solution was also dropped at the same time to suppress the increase in viscosity. Approximately 75 g of concentrated ammonia water was required. The thus obtained yttrium hydroxide-precipitated alumina slurry and carbon powder (sulfur content is 0.0% per 100 parts by weight of carbon powder).
26 parts by weight) were mixed for 20 minutes using a vertical granulator manufactured by Fuji Sangyo Co., Ltd., and the resulting mixture was dried at 120° C. for 15 hours to obtain a raw material for nitriding reaction. 400 g of the raw material for the nitriding reaction was placed on a graphite tray to a thickness of 15 mm, and fired at 1660° C. for 8 hours in a nitrogen stream to perform the nitriding reaction. The temperature increase/decrease rate was 2.6°C/min. After the nitriding reaction, the product was fired in air at 700° C. for 2 hours to remove excess carbon powder and obtain aluminum nitride powder. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder. Further, the oxygen content of the obtained aluminum nitride powder was 1.57% by weight.

【0028】実施例2 実施例1において、カ−ボン粉末100重量部に対し硫
黄含有量が0.25重量部のカ−ボン粉末を用いた以外
は実施例1と同様にして窒化アルミニウム質粉末を得た
。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表1に示す
Example 2 Aluminum nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon powder with a sulfur content of 0.25 parts by weight was used for 100 parts by weight of carbon powder. I got it. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder.

【0029】実施例3 実施例1において、カ−ボン粉末100重量部に対し硫
黄含有量が0.32重量部のカ−ボン粉末を用いた以外
は実施例1と同様にして窒化アルミニウム質粉末を得た
。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表1に示す
Example 3 Aluminum nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon powder with a sulfur content of 0.32 parts by weight was used for 100 parts by weight of carbon powder. I got it. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder.

【0030】実施例4 実施例1において、カ−ボン粉末100重量部に対し硫
黄含有量が0.17重量部のカ−ボン粉末を用いた以外
は実施例1と同様にして窒化アルミニウム質粉末を得た
。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表1に示す
Example 4 Aluminum nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon powder with a sulfur content of 0.17 parts by weight was used for 100 parts by weight of carbon powder. I got it. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder.

【0031】実施例5 水1800gにノイゲンEA−137を8.3g、SN
−DISPERSANT5468を7.5g、ポリエチ
レングリコール#1000を29.4g溶解させ、中心
粒径が0.4μmでBET比表面積が8.2m2 /g
でNa2 O含有量が0.21重量%のアルミナ粉末2
000gを加え、さらに硫黄粉末を4.71g(硫黄含
有量がカ−ボン粉末100重量部に対し0.50重量部
)添加し、30分間の超音波処理により分散させた。生
成したアルミナスラリ−中に実施例1で使用した硝酸イ
ットリウム水溶液497mlを滴下した。硝酸イットリ
ウム水溶液の適下量は、生成する窒化アルミニウム質粉
末に対して、酸化イットリウムに換算して3重量%に相
当する。硝酸イットリウム水溶液の滴下と同時に濃アン
モニア水を滴下し、pHが9.5付近になるように調整
し、また、SN−DISPERSANT5468も82
.5g同時に滴下し、粘度上昇を抑えた。濃アンモニア
水は約75gを要した。このようにして得られた水酸化
イットリウム析出アルミナスラリーにカーボン粉末10
0重量部に対し硫黄含有量が0.0005重量部以下(
蛍光X線では硫黄含有量が検出されず)のカーボン粉末
941gを加えてバ−ティカルグラニュレ−タを使用し
て20分間混合し、生成した該混合物を120℃で15
時間乾燥させて窒化反応用原料を得た。得られた窒化反
応用原料を用いて実施例1と同様にして窒化反応および
余剰カ−ボン粉末の除去を行って窒化アルミニウム質粉
末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表
1に示す。
Example 5 8.3g of Neugen EA-137 was added to 1800g of water, SN
- Dissolve 7.5g of DISPERSANT 5468 and 29.4g of polyethylene glycol #1000, the center particle size is 0.4μm and the BET specific surface area is 8.2m2 /g
Alumina powder 2 with Na2O content of 0.21% by weight
Further, 4.71 g of sulfur powder (sulfur content: 0.50 parts by weight per 100 parts by weight of carbon powder) was added and dispersed by ultrasonic treatment for 30 minutes. 497 ml of the aqueous yttrium nitrate solution used in Example 1 was dropped into the alumina slurry produced. The amount of the yttrium nitrate aqueous solution to be applied corresponds to 3% by weight in terms of yttrium oxide based on the aluminum nitride powder to be produced. Concentrated ammonia water was added dropwise at the same time as the yttrium nitrate aqueous solution was added to adjust the pH to around 9.5.
.. 5g was added dropwise at the same time to suppress the increase in viscosity. Approximately 75 g of concentrated ammonia water was required. Carbon powder 10% was added to the thus obtained yttrium hydroxide precipitated alumina slurry.
Sulfur content is 0.0005 parts by weight or less per 0 parts by weight (
941 g of carbon powder (no sulfur content detected by fluorescent
The material was dried for several hours to obtain a raw material for nitriding reaction. Using the obtained raw material for nitriding reaction, nitriding reaction and removal of excess carbon powder were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain aluminum nitride powder. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder.

【0032】実施例6 実施例5において、硫黄粉末の添加量を3.76g(硫
黄含有量がカ−ボン粉末100重量部に対し0.40重
量部)とした以外は実施例5と同様にして窒化アルミニ
ウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の
特性を表1に示す。
Example 6 The same procedure as in Example 5 was carried out except that the amount of sulfur powder added was 3.76 g (sulfur content was 0.40 parts by weight per 100 parts by weight of carbon powder). An aluminum nitride powder was obtained. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder.

【0033】実施例7 実施例5において、硫黄粉末の添加量を2.82g(硫
黄含有量がカ−ボン粉末100重量部に対し0.30重
量部)とした以外は実施例5と同様にして窒化アルミニ
ウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の
特性を表1に示す。
Example 7 The same procedure as in Example 5 was carried out except that the amount of sulfur powder added was 2.82 g (sulfur content was 0.30 parts by weight per 100 parts by weight of carbon powder). An aluminum nitride powder was obtained. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder.

【0034】実施例8 実施例5において、硫黄粉末の添加量を1.88g(硫
黄含有量がカ−ボン粉末100重量部に対し0.20重
量部)とした以外は実施例5と同様にして窒化アルミニ
ウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の
特性を表1に示す。
Example 8 The same procedure as in Example 5 was carried out except that the amount of sulfur powder added was 1.88 g (sulfur content was 0.20 parts by weight per 100 parts by weight of carbon powder). An aluminum nitride powder was obtained. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder.

【0035】実施例9 実施例5において、アルミナスラリー作製時に硫黄を添
加する代りに、硫化亜鉛粉末を14.3g(硫黄含有量
がカ−ボン粉末100重量部に対し0.50重量部)添
加し、実施例5と同様にして窒化アルミニウム質粉末を
得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表1に
示す。
Example 9 In Example 5, instead of adding sulfur when preparing the alumina slurry, 14.3 g of zinc sulfide powder (sulfur content: 0.50 parts by weight per 100 parts by weight of carbon powder) was added. Then, in the same manner as in Example 5, aluminum nitride powder was obtained. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder.

【0036】実施例10 実施例5において、アルミナスラリー作製時に硫黄を添
加する代りに、無水硫酸アルミニウム粉末を16.7g
(硫黄含有量がカ−ボン粉末100重量部に対し0.5
0重量部)添加し、実施例5と同様にして窒化アルミニ
ウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の
特性を表1に示す。
Example 10 In Example 5, instead of adding sulfur when preparing the alumina slurry, 16.7 g of anhydrous aluminum sulfate powder was added.
(Sulfur content is 0.5 parts by weight per 100 parts by weight of carbon powder)
0 parts by weight) to obtain aluminum nitride powder in the same manner as in Example 5. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder.

【0037】実施例11 実施例5において、アルミナスラリー作製時に硫黄を添
加せず、バーティカルグラニュレータによる混合操作時
に硫化カルシウム粉末を10.6g(硫黄含有量がカ−
ボン粉末100重量部に対し0.50重量部)添加し、
実施例5と同様にして窒化アルミニウム質粉末を得た。 なお、硫化カルシウム粉末は水により緩やかに分解を生
じるので、アルミナスラリ−中に添加せず、カ−ボン粉
末中に投入添加した。得られた窒化アルミニウム質粉末
の特性を表1に示す。また、得られた窒化アルミニウム
質粉末の酸素量は1.47重量%であった。
Example 11 In Example 5, sulfur was not added during the preparation of the alumina slurry, and 10.6 g of calcium sulfide powder (the sulfur content was
0.50 parts by weight per 100 parts by weight of Bonn powder,
Aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 5. Incidentally, since calcium sulfide powder decomposes slowly in water, it was not added to the alumina slurry, but added to the carbon powder. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder. Further, the oxygen content of the obtained aluminum nitride powder was 1.47% by weight.

【0038】実施例12 実施例1で使用したカーボン粉末と実施例2で使用した
カーボン粉末(カーボン粉末100重量部に対し硫黄含
有量が0.0005重量部以下)とを1:1の割合で混
合し、カーボン粉末100重量部に対する硫黄含有量が
0.13重量部のカ−ボン粉末を作製し、実施例1と同
様にして窒化アルミニウム質粉末を得た。得られた窒化
アルミニウム質粉末の特性を表1に示す。また、得られ
た窒化アルミニウム質粉末の酸素量は1.55重量%で
あった。
Example 12 The carbon powder used in Example 1 and the carbon powder used in Example 2 (sulfur content: 0.0005 parts by weight or less per 100 parts by weight of carbon powder) were mixed in a ratio of 1:1. By mixing, carbon powder having a sulfur content of 0.13 parts by weight based on 100 parts by weight of carbon powder was prepared, and aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder. Further, the oxygen content of the obtained aluminum nitride powder was 1.55% by weight.

【0039】実施例13 水1500gにノイゲンEA−137を8.3g、SN
−DISPERSANT5468を7.5g、ポリエチ
レングリコール#1000を29.4g溶解させ、中心
粒径が0.4μmでBET比表面積が8.2m2 /g
でNa2 O含有量が0.21重量%のアルミナ粉末2
000gを加えて、30分の超音波処理により分散させ
た。 生成したアルミナスラリー中に、実施例1で使用した硝
酸イットリウム水溶液162mlを滴下した。硝酸イッ
トリウム水溶液の滴下量は、生成する窒化アルミニウム
質粉末に対して、酸化イットリウムに換算して1重量%
に相当する。硝酸イットリウム水溶液の滴下と同時に濃
アンモニア水を滴下し、pHが9.5付近になるように
調整し、またSN−DISPERSANT5468も8
2.5g同時に滴下し、粘度上昇を抑えた。濃アンモニ
ア水は約30gを要した。このようにして得られた水酸
化イットリウム析出アルミナスラリーと実施例1で使用
したカ−ボン粉末941gとをバーティカルグラニュレ
ータを使用して20分間混合し、生成した該混合物を1
20℃で15時間乾燥させ、窒化反応用原料を得た。得
られた窒化反応用原料を用いて実施例1と同様にして窒
化反応および余剰カーボン粉末の除去を行って窒化アル
ミニウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉
末の特性を表1に示す。また、得られた窒化アルミニウ
ム質粉末の酸素量は1.25重量%であった。
Example 13 8.3 g of Neugen EA-137 and SN
- Dissolve 7.5g of DISPERSANT 5468 and 29.4g of polyethylene glycol #1000, the center particle size is 0.4μm and the BET specific surface area is 8.2m2 /g
Alumina powder 2 with Na2O content of 0.21% by weight
000g was added and dispersed by ultrasonication for 30 minutes. 162 ml of the aqueous yttrium nitrate solution used in Example 1 was dropped into the alumina slurry produced. The amount of the yttrium nitrate aqueous solution dropped is 1% by weight in terms of yttrium oxide based on the aluminum nitride powder to be produced.
corresponds to Concentrated ammonia water was added dropwise at the same time as the yttrium nitrate aqueous solution was added, and the pH was adjusted to around 9.5.
2.5g was added dropwise at the same time to suppress the increase in viscosity. Approximately 30 g of concentrated ammonia water was required. The thus obtained yttrium hydroxide precipitated alumina slurry and 941 g of the carbon powder used in Example 1 were mixed for 20 minutes using a vertical granulator, and the resulting mixture was
It was dried at 20° C. for 15 hours to obtain a raw material for nitriding reaction. Using the obtained raw material for nitriding reaction, nitriding reaction and removal of excess carbon powder were performed in the same manner as in Example 1 to obtain aluminum nitride powder. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder. Further, the oxygen content of the obtained aluminum nitride powder was 1.25% by weight.

【0040】実施例14 実施例1で得られた窒化アルミニウム質粉末を使用し、
バインダ−としてポリビニルブチラ−ルを、可塑剤とし
てジオクチルフタレ−トを窒化アルミニウム質粉末10
0重量部に対して各々10重量部、5重量部添加し、分
散媒としてトルエンとエタノ−ルの重量比6:4の混合
物を使用し、ドクタ−ブレ−ド成形を行って100mm
幅のシ−ト状成形体を作製した。シ−ト状成形体の乾燥
時の割れの発生は無く、成形体密度は1.74g/cm
3 で成形性は良好であった。このシ−ト状成形体を空
気中500℃で30分焼成し、残留炭素含有量を測定す
ると0.096重量%となり、バインダ−除去性は良好
であった。
Example 14 Using the aluminum nitride powder obtained in Example 1,
Aluminum nitride powder containing polyvinyl butyral as a binder and dioctyl phthalate as a plasticizer.
10 parts by weight and 5 parts by weight, respectively, were added to 0 parts by weight, and a mixture of toluene and ethanol at a weight ratio of 6:4 was used as a dispersion medium, and doctor blade molding was performed to obtain a 100 mm piece.
A sheet-like molded body with a width of 100 mm was produced. There was no cracking during drying of the sheet-shaped molded product, and the density of the molded product was 1.74 g/cm.
3, the moldability was good. This sheet-shaped molded product was fired in air at 500° C. for 30 minutes, and the residual carbon content was measured to be 0.096% by weight, indicating that the binder removability was good.

【0041】実施例15 実施例1〜13で得られた窒化アルミニウム質粉末の焼
結を行った。n−ブタノール40gに、分散剤として第
一工業製薬株式会社製セラモD−18を0.10g、バ
インダ−としてアクリル樹脂を0.20g溶解し、各窒
化アルミニウム質粉末20gを添加して250mlポリ
エチレン製広口瓶と直径15mmの鉄芯入りプラスチッ
クボ−ル40個を使用して、ボ−ルミル混合を4時間行
った後に乾燥させた。該混合物を金型を使用して300
kg/cm2 の圧力で直径13mm、厚さ10mmの
ペレット状にプレス成形し、さらにラバ−プレスにより
1500kg/cm2 の圧力で成形を行い成形体を作
製した。該成形体を窒素雰囲気中カーボン製の2重容器
中で、1800℃で5時間保持して常圧焼結を行った。 焼結体密度を測定後に焼結体を切断して色ムラの発生を
観察した。結果を表2に示す。
Example 15 The aluminum nitride powders obtained in Examples 1 to 13 were sintered. Dissolve 0.10 g of Ceramo D-18 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. as a dispersant and 0.20 g of acrylic resin as a binder in 40 g of n-butanol, add 20 g of each aluminum nitride powder, and make 250 ml of polyethylene. The mixture was mixed in a ball mill for 4 hours using a wide mouth bottle and 40 plastic balls with an iron core each having a diameter of 15 mm, and then dried. The mixture was heated using a mold for 300 min.
The mixture was press-molded into a pellet having a diameter of 13 mm and a thickness of 10 mm at a pressure of kg/cm2, and further molded using a rubber press at a pressure of 1500 kg/cm2 to produce a molded product. The molded body was held at 1800° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere in a carbon double container to perform atmospheric pressure sintering. After measuring the density of the sintered body, the sintered body was cut and the occurrence of color unevenness was observed. The results are shown in Table 2.

【0042】比較例1 実施例5において硫黄を添加せず、実施例5と同様にし
て窒化アルミニウム質粉末を得た。得られた窒化アルミ
ニウム質粉末の特性を表1に示す。また、得られた窒化
アルミニウム質粉末の酸素量は2.01重量%であった
Comparative Example 1 Aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 5 except that sulfur was not added. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder. Further, the oxygen content of the obtained aluminum nitride powder was 2.01% by weight.

【0043】比較例2 カ−ボン粉末100重量部に対して硫黄含有量が0.0
8部のカ−ボン粉末を使用し、実施例1と同様にして窒
化アルミニウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウ
ム質粉末の特性を表1に示す。また、得られた窒化アル
ミニウム質粉末の酸素量は1.56重量%であった。
Comparative Example 2 Sulfur content was 0.0 with respect to 100 parts by weight of carbon powder.
Aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 1 using 8 parts of carbon powder. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder. Further, the oxygen content of the obtained aluminum nitride powder was 1.56% by weight.

【0044】比較例3 水1800gにノイゲンEA−137を8.3g、SN
−DISPERSANT5468を7.5g、ポリエチ
レングリコ−ル#1000を29.4g溶解させ、中心
粒径が0.4μmでBET比表面積が8.2m2 /g
でNa2 O含有量が0.21重量%のアルミナ粉末2
000gを加え、さらに硫黄粉末を4.71g添加し、
30分の超音波処理により分散させた。硫黄添加量は後
に混合するカ−ボン粉末100重量部に対して0.50
重量部に相当する。生成したアルミナスラリ−に硝酸イ
ットリウムを添加せず、実施例5で使用したカ−ボン粉
末100重量部に対する硫黄含有量が0.0005重量
部以下(蛍光X線では硫黄含有量が検出されず)のカ−
ボン粉末941gと、バ−ティカルグラニュレータを使
用して20分間混合し、生成した混合物を120℃で1
5時間乾燥させて窒化反応用原料を得た。得られた窒化
反応用原料を用いて実施例1と同様にして窒化反応およ
び余剰カーボン粉末の除去を行って窒化アルミニウム質
粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を
表1に示す。また、得られた窒化アルミニウム質粉末の
酸素量は1.10重量%であった。
Comparative Example 3 8.3g of Neugen EA-137 was added to 1800g of water, and SN
- Dissolve 7.5g of DISPERSANT 5468 and 29.4g of polyethylene glycol #1000, the center particle size is 0.4μm and the BET specific surface area is 8.2m2 /g
Alumina powder 2 with Na2O content of 0.21% by weight
000g and further added 4.71g of sulfur powder,
Dispersion was performed by ultrasonication for 30 minutes. The amount of sulfur added is 0.50 parts by weight per 100 parts by weight of carbon powder to be mixed later.
Corresponds to parts by weight. Yttrium nitrate was not added to the alumina slurry produced, and the sulfur content was 0.0005 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the carbon powder used in Example 5 (no sulfur content was detected by fluorescent X-rays). car
The resulting mixture was mixed with 941 g of Bone powder using a vertical granulator for 20 minutes at 120°C.
It was dried for 5 hours to obtain a raw material for nitriding reaction. Using the obtained raw material for nitriding reaction, nitriding reaction and removal of excess carbon powder were performed in the same manner as in Example 1 to obtain aluminum nitride powder. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder. Further, the oxygen content of the obtained aluminum nitride powder was 1.10% by weight.

【0045】比較例4 水1800gにノイゲンEA−137を8.3g、SN
−DISPERSANT5468を7.5g、ポリエチ
レングリコ−ル#1000を29.4g溶解させ、中心
粒径が0.4μmでBET比表面積が8.2m2 /g
でNa2 O含有量が0.21重量%のアルミナ粉末2
000gを加え、30分の超音波処理により分散させた
。生成したアルミナスラリ−に硝酸イットリウムを添加
せず、実施例5で使用したカ−ボン粉末100重量部に
対する硫黄含有量が0.0005重量部以下(蛍光X線
では硫黄含有量が検出されず)のカ−ボン粉末941g
と、バーティカルグラニュレ−タを使用して20分間混
合し、生成した混合物を120℃で15時間乾燥させ、
窒化反応用原料を得た。得られた窒化反応用原料を用い
て実施例1と同様にして窒化反応および余剰カーボン粉
末の除去を行って窒化アルミニウム粉末を得た。得られ
た窒化アルミニウム粉末の特性を表1に示す。また、得
られた窒化アルミニウム粉末の酸素量は1.15重量%
であった。
Comparative Example 4 8.3 g of Neugen EA-137 was added to 1800 g of water, and SN
- Dissolve 7.5g of DISPERSANT 5468 and 29.4g of polyethylene glycol #1000, the center particle size is 0.4μm and the BET specific surface area is 8.2m2 /g
Alumina powder 2 with Na2O content of 0.21% by weight
000g was added and dispersed by ultrasonication for 30 minutes. Yttrium nitrate was not added to the alumina slurry produced, and the sulfur content was 0.0005 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the carbon powder used in Example 5 (no sulfur content was detected by fluorescent X-rays). 941g of carbon powder
and mixed for 20 minutes using a vertical granulator, and the resulting mixture was dried at 120°C for 15 hours.
A raw material for nitriding reaction was obtained. Using the obtained raw material for nitriding reaction, nitriding reaction and removal of excess carbon powder were performed in the same manner as in Example 1 to obtain aluminum nitride powder. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder. In addition, the amount of oxygen in the obtained aluminum nitride powder was 1.15% by weight.
Met.

【0046】比較例5 比較例4により得られた窒化アルミニウム粉末50gと
、15mmφのアルミナ製ボ−ル1kgを1000ml
のポリエチレン製広口瓶に入れ、乾式でボ−ルミル粉砕
を6時間行った。得られた窒化アルミニウム粉末の特性
を表1に示す。また、得られた窒化アルミニウム粉末の
酸素量は1.29重量%であった。
Comparative Example 5 50 g of aluminum nitride powder obtained in Comparative Example 4 and 1 kg of alumina balls with a diameter of 15 mm were added to 1000 ml.
The mixture was placed in a wide-mouthed polyethylene bottle and subjected to dry ball milling for 6 hours. Table 1 shows the properties of the obtained aluminum nitride powder. Further, the oxygen content of the obtained aluminum nitride powder was 1.29% by weight.

【0047】比較例6 比較例5により得られた窒化アルミニウム粉末を使用し
、実施例14と同様にしてドクタ−ブレ−ド成形を行っ
た。シ−ト状成形体には乾燥時に幅100mmのシ−ト
状成形体50cm当り4カ所の割れが発生した。成形体
密度は1.80g/cm3 であった。このシ−ト状成
形体を空気中500℃で30分焼成し、残留炭素含有量
を測定すると、0.136重量%であった。
Comparative Example 6 Using the aluminum nitride powder obtained in Comparative Example 5, doctor blade molding was performed in the same manner as in Example 14. During drying, cracks occurred at four locations per 50 cm of the sheet-like molded product with a width of 100 mm. The compact density was 1.80 g/cm3. This sheet-shaped molded product was fired in air at 500° C. for 30 minutes, and the residual carbon content was measured to be 0.136% by weight.

【0048】比較例7 比較例1〜5により得られた窒化アルミニウム粉末また
は窒化アルミニウム質粉末を使用し、実施例15と同様
にして焼結体を作製した。焼結体密度を測定後に焼結体
を切断して色ムラの発生を観察した。結果を表2に示す
Comparative Example 7 A sintered body was produced in the same manner as in Example 15 using the aluminum nitride powder or aluminum nitride powder obtained in Comparative Examples 1 to 5. After measuring the density of the sintered body, the sintered body was cut and the occurrence of color unevenness was observed. The results are shown in Table 2.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の窒化アルミニウム質粉末は、シ
ート乾燥時に割れの発生が生じにくく、成形体密度が高
く、バインダー除去性に優れたシートが得られ、焼結性
にも優れており、特にドクターブレード成形用に好適で
あることから、産業上きわめて有用なものである。
[Effects of the Invention] The aluminum nitride powder of the present invention is less prone to cracking during sheet drying, has a high density of compacts, provides sheets with excellent binder removability, and has excellent sinterability. It is particularly suitable for doctor blade molding, and is therefore extremely useful industrially.

【0050】[0050]

【0051】[0051]

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中心粒径が1.5〜5μm、粒径1μm以
下の微粒含有量が15重量%以下、BET比表面積が3
.5m2 /g以下、1000kg/cm2 の圧力を
加えたときの圧粉体密度が1.65g/cm3 以上、
イットリウムを酸化イットリウムに換算して0.5〜5
重量%含有し、硫黄を硫黄元素として70〜500pp
m含有していることを特徴とする窒化アルミニウム質粉
末。
Claim 1: The center particle size is 1.5 to 5 μm, the content of fine particles with a particle size of 1 μm or less is 15% by weight or less, and the BET specific surface area is 3
.. 5 m2 /g or less, the green compact density is 1.65 g/cm3 or more when applying a pressure of 1000 kg/cm2,
0.5 to 5 when converting yttrium to yttrium oxide
Contains 70-500pp of sulfur as elemental sulfur.
An aluminum nitride powder characterized by containing m.
【請求項2】アルミナ粉末とカーボン粉末とを混合し、
該混合物を窒素を含む雰囲気中にて焼成し、焼成後余剰
のカーボン粉末を酸化性雰囲気中で焼成除去することに
よる窒化アルミニウム質粉末の製造方法において、該混
合物中にイットリウム化合物を、酸化イットリウムに換
算して生成する窒化アルミニウム粉末に対して0.5〜
5重量%含有させ、かつ、該混合物中に硫黄をカ−ボン
100重量部に対して0.1〜1重量部含有させること
を特徴とする窒化アルミニウム質粉末の製造方法。
[Claim 2] Mixing alumina powder and carbon powder,
In the method for producing aluminum nitride powder, the mixture is fired in an atmosphere containing nitrogen, and excess carbon powder after firing is removed by firing in an oxidizing atmosphere. 0.5 to generated aluminum nitride powder
5% by weight of aluminum nitride powder, and 0.1 to 1 part by weight of sulfur per 100 parts by weight of carbon in the mixture.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6861165B2 (en) 2000-02-24 2005-03-01 Ibiden Co., Ltd. Aluminum nitride sintered compact, ceramic substrate, ceramic heater and electrostatic chuck
US6888236B2 (en) 2000-03-07 2005-05-03 Ibiden Co., Ltd. Ceramic substrate for manufacture/inspection of semiconductor
JP2014201474A (en) * 2013-04-03 2014-10-27 株式会社トクヤマ Method for producing aluminum nitride powder
JP2017149624A (en) * 2016-02-26 2017-08-31 株式会社トクヤマ Method for producing aluminum nitride whisker

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