JPH05330808A - 窒化アルミニウム粉末の製造方法 - Google Patents

窒化アルミニウム粉末の製造方法

Info

Publication number
JPH05330808A
JPH05330808A JP4162090A JP16209092A JPH05330808A JP H05330808 A JPH05330808 A JP H05330808A JP 4162090 A JP4162090 A JP 4162090A JP 16209092 A JP16209092 A JP 16209092A JP H05330808 A JPH05330808 A JP H05330808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
alumina
average particle
carbon
particle size
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.)
Pending
Application number
JP4162090A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Kanamaru
孝男 金丸
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP4162090A priority Critical patent/JPH05330808A/ja
Publication of JPH05330808A publication Critical patent/JPH05330808A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 [目的] 低酸素、低炭素、低陽イオン不純物で易焼結
性のAlN粉末の製造方法の提供。 [構成] アルミナあるいはアルミナ前駆体とカ−ボン
を原料とし還元窒化法で塊密度を0.9cm3以下に保
つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低酸素、低炭素、低陽イ
オン不純物の窒化アルミニウムの製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】窒化アルミニウム(以下A1Nと記す)
は、その優れた機械的特性、化学的耐用性の故に耐熱材
料として用いられるだけでなく、その高熱伝導性、高電
気絶縁性、低誘電率等の故に半導体関係の放熱材料とし
ても期待されている。AlNは一部薄膜の形態で利用さ
れる場合もあるが、多くの場合焼結体で用いられる。A
lN焼結体が放熱用材料として用いられる場合は、特に
熱伝導率が重要な特性となるが、高熱伝導性焼結体を得
るためには、低酵素、低炭素、低陽イオン不純物の原料
を用いなければならない。
【0003】AlN粉末は、従来、金属アルミニウムの
直接窒化法またはアルミナの還元窒化法で製造されてい
る。前者の方法では窒化率を上げるため原料である金属
アルミニウムを粉砕する段階、および生成したAlNを
焼結用原料として最適な数μm以下の粒度に粉砕する段
階の両工程で、混入する不純物を避けることが困難なた
め、あるいは未反応の金属アルミニウムが必然的に残存
するため、通常0.5〜数重量%の陽イオン不純物を含
有するものが得られていた。また、該粉末は粉砕の際に
表面の酸化を受けるため酸素を1重量%以上含有するの
が一般的であった。
【0004】一方、後者の方法では、比較的低陽イオン
で微細でかつ粒度のそろった窒化アルミニウムは合成で
きるが、還元剤として過剰に添加した炭素を還元窒化反
応後、酸化雰囲気下で酸化除去する、いわゆる脱炭工程
を必要とする。その際AlNも酸化されるので酸素量が
増加する。酸素量を低減するためにはAlN粉末の粒径
を大きくすれば良いが、そのために粒径の大きなα−A
23あるいはα−Al23前駆体を使用すると、還元
窒化反応が起こりにくくなるという問題が生じる。そこ
で酸素を低減すべく脱炭工程において種々の工夫がなさ
れた。例えば脱炭工程において雰囲気をコントロ−ルし
酸素量を制御する方法も提案されている(例えば特開昭
60−180906号公報)。この方法において酸素量
は、0.8wt%まで低下するものの、炭素量が増大し
0.1wt%以上となり焼結性を損なう問題が生じる。
また、脱炭工程を経たのち、高真空下の加熱処理で酸素
量を低減できるが、生産効率が低く工業的ではない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決することを目的とし、具体的には、低酸素、低炭素の
AlN粉末を工業的に安定して製造する方法は、まだ確
立されていないことから、本発明は低酸素、低炭素のA
lN粉末の製造方法と提案することを目的とするもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは上記問題点を
解決すべく鋭意検討した結果、低酸素、低炭素のAlN
粉末の製造法を完成するに至った。すなわち、本発明は
アルミナあるいはアルミナ前駆体とカ−ボン粉末を混合
した後、該混合粉末を窒素を含む非酸化雰囲気で加熱反
応させて窒素アルミニウム粉末を製造する際に、該アル
ミナあるいは該アルミナ前駆体の平均粒径が1〜20μ
m、該カ−ボン粉末の平均粒径が0.8μm以下、かつ
還元窒化反応前の見かけ密度が0.9g/cm3以下と
なるように該混合粉末を塊状化することを特徴とする。
【0007】以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0008】本発明で使用するアルミナあるいはアルミ
ナ前駆体の平均粒径は、1〜20μmであることが好ま
しい。平均粒径が1μmより小さいと、合成されるAl
N粉末の平均粒径も小さくなり酸素含有量が増加し高熱
伝導性焼結体が得られなくなる。逆に20μmより大き
いと焼結性が低下し緻密な焼結体が得られない。アルミ
ナあるいはアルミナ前駆体の純度は、特に限定されるも
のではないが、陽イオン不純物は0.1wt%以下であ
ることが望ましい。カ−ボン粉末の平均粒径は、0.8
μm以下、好ましくは0.4μm以下であるが、0.8
μmより大きいと還元窒化の反応性が低下しアルミナが
残留する。カ−ボン粉末としては、カ−ボンブラック、
黒鉛などが使用できるが一般的にはカ−ボンブラックが
好ましい。以上の原料をアルミナあるいはアルミナ前駆
体とカ−ボン粉末が十分に均一になるように混合し塊状
化する。
【0009】塊状化の方法は、これら混合物に有機結合
材を添加してもよいし、プレス成形してもよいがこれら
に限定されるものではない。必要なら還元窒化に先だっ
て結晶水除去あるいは脱脂を行なう場合がある。乾燥後
(結晶水除去、脱脂を行なった場合はその後の)の混合
粉末の塊密度(以下これを塊密度とよぶ)は、0.9g
/cm3以下でなければならない。塊密度が0.9g/
cm3より大きいと還元窒化時の反応性が低下しアルミ
ナが残留する。塊密度が大きくなるとガスの通気性が低
下し反応に必要な窒素ガスが供給されなくなるからであ
る。この混合物を窒素を含む非酸化性雰囲気中で150
0〜1750℃で加熱反応させるとAlN粉末が得られ
る。非酸化性雰囲気の温度が1500℃より低いと還元
窒化の反応性が低下しアルミナが残留することがあり、
また、1750℃より高いと還元窒化中に粒子同志のネ
ッキングが起こり焼結性が低下し好ましくない。
【0010】塊密度の制御法には、以下のような方法が
あるが必ずしもこれに限定されるものではない。 乾燥、あるいは結晶水除去工程において熱分解して空
孔を形成する粒子状物質あるいは繊維状物質を混練時に
添加する。 混練時に発泡器を用い気泡を取り込む、あるいは発泡
を促進する有機物を添加する。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。
【0012】表1に示す方法で作製した混合粉末あるい
は混合粉末の塊は、窒素雰囲気中1600℃×5時間の
条件で還元窒化した後、酸化雰囲気で脱炭処理をした。
いずれの例においてもαアルミナに換算した場合のαア
ルミナ/カ−ボンの重量比が1/0.5になるように配
合した。なお、試験No.1〜4は本発明に適応する実
施例であり、試験No.5〜10は比較例である。以
下、各試験No.毎の試験条件を説明する。
【0013】試験No.1:平均粒径2μmのα−アル
ミナと平均粒径0.1μm以下のカ−ボンブラックを使
用し、塊の密度を下げるためにセルロ−ス粉末をカ−ボ
ンブラックに対し20wt%添加し、水を分散媒として
ボ−ルミルで混合した。作製したスラリ−は加熱乾燥に
より塊状化した。添加したセルロ−ス粉末を分解するた
めに窒素雰囲気中600℃×5hで熱処理した。
【0014】試験No.2:平均粒径4.2μmのα−
アルミナを用いその他は試験No.1と同じ方法で混合
粉末の塊を作製した。
【0015】試験No.3:主原料として平均粒径8μ
mのバイヤライト(Al(OH)3)を用いその他は試
験No.1の方法で混合粉末の塊を作製した。
【0016】試験No.4:平均粒径4μmのα−アル
ミナと平均粒径0.1μm以下のカ−ボンブラック粉末
をあらかじめ水を分散媒としてボ−ルミルで混合した
後、PVAをカ−ボンブラックに対し5wt%添加しホ
モジナイザ−により強制的に発泡させた。発泡した試料
を加熱乾燥により塊状化した。
【0017】試験No.5:平均粒径0.9μmのα−
アルミナと平均粒径0.1μm以下のカ−ボンブラック
を水を分散媒としてボ−ルミルで混合しスプレ−ドライ
ヤ−で造粒した。この造粒粉を300φ×50t(m
m)の黒鉛容器に堆積高さ30mmになるように均一に
入れて上述の条件で窒化した。
【0018】試験No.6:試験No.5と同じ条件で
作製した造粒粉を金型プレスして30φ×20t(m
m)の混合体ペレットを作製した。
【0019】試験No.7:平均粒径0.5μmのα−
アルミナと平均粒径1.1μmのグラファイトを用い試
験No.1と同じ方法で混合粉末の塊を作製した。
【0020】試験No.8:平均粒径2μmのα−アル
ミナと平均粒径1.1μmのグラファイトを用い試験N
o.1と同じ方法で混合粉末の塊を作製した。
【0021】試験No.9:平均粒径2μmのα−アル
ミナと平均粒径1μmのグラファイトを乳鉢で乾式混合
した後金形プレスして30φ×20t(mm)の混合体
ペレットを作製した。
【0022】試験No.10:平均粒径0.9μmのα
−アルミナと平均粒径0.1μm以下のカ−ボンブラッ
クを水を分散媒としてボ−ルミルで混合し、このスラリ
−を加熱乾燥して塊状化した。
【0023】上記試験No.1〜10の方法で作製した
試料を還元窒化、脱炭したAlN粉末の特性を表1に示
した。得られた粉末をX線回析法で調べた結果、試験N
o.1〜5、7、10で得られた粉末は、AlN単相で
あったが、試験No.6、8、9で得られた粉末では、
AlNのほかにαアルミナも同定された。酸素含有量は
試験No.1〜4では全て1.0wt%以下であったが
試験No.5〜10ではいずれも1.0wt%以上であ
った,また、試験No.1〜5、7、10で得られた粉
末を用い焼結体を作製し密度と熱伝導率を測定して粉末
を評価した。焼結用助剤としてイットリアを3wt%添
加し、1900℃×3hで焼成した。いずれの場合も密
度は、99.5%以上あり、十分緻密化していることが
わかった。一方、熱伝導率は、試験No.1〜4の場合
190W/mK以上であったが、試験No.5、7、1
0の場合それぞれ172W/mK、131W/mK、1
44W/mKであり実施例に比較しいずれも低かった。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明はア
ルミナあるいはアルミナ前駆体とカ−ボン粉末を混合し
た後、該混合粉末を窒素を含む非酸化性雰囲気で加熱反
応させて窒化アルミニウム粉末を製造する際に、該アル
ミナあるいは該アルミナ前駆体の平均粒径が1〜20μ
m、該カ−ボン粉末の平均粒径が0.8μm以下、かつ
還元窒化反応前に見かけ密度が0.9g/cm3以下と
なるように該混合粉末を塊状化することを特徴とする。
【0026】本発明によって低酸素、低炭素の窒化アル
ミニウム粉末が製造可能になった。この粉末を用いるこ
とにより高密度で高熱伝導性のAlN焼結体の製造が容
易となりIC基板などへの利用に貢献するところが大で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナあるいはアルミナ前駆体とカ−
    ボン粉末を混合した後、該混合粉末を窒素を含む非酸化
    性雰囲気で加熱反応させて窒化アルミニウム粉末を製造
    する際に、該アルミナあるいは該アルミナ前駆体の平均
    粒径が1〜20μm、該カ−ボン粉末の平均粒径が0.
    8μm以下、かつ還元窒化反応前に見かけ密度が0.9
    g/cm3以下となるように該混合粉末を塊状化するこ
    とを特徴とする窒化アルミニウム粉末の製造方法。
JP4162090A 1992-05-28 1992-05-28 窒化アルミニウム粉末の製造方法 Pending JPH05330808A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4162090A JPH05330808A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 窒化アルミニウム粉末の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4162090A JPH05330808A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 窒化アルミニウム粉末の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05330808A true JPH05330808A (ja) 1993-12-14

Family

ID=15747894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4162090A Pending JPH05330808A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 窒化アルミニウム粉末の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05330808A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106631037A (zh) * 2016-12-14 2017-05-10 潮州三环(集团)股份有限公司 一种氮化铝生坯的排胶方法及氮化铝陶瓷基板的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106631037A (zh) * 2016-12-14 2017-05-10 潮州三环(集团)股份有限公司 一种氮化铝生坯的排胶方法及氮化铝陶瓷基板的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3502052A1 (en) Method for preparing spherical aluminum nitride powder
US4778778A (en) Process for the production of sintered aluminum nitrides
KR20220166805A (ko) 소결용 질화규소 분말
JP3636370B2 (ja) 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法
JP3706176B2 (ja) 窒化アルミニウム顆粒及びその製造方法
JPH0362643B2 (ja)
JPH0617214B2 (ja) 超微粒子な窒化アルミニウム粉末の製造方法
JPH05330808A (ja) 窒化アルミニウム粉末の製造方法
US5281564A (en) Crystallization of grain boundary phases in SiC ceramics through catalytic deoxygenation
JP7356364B2 (ja) 六方晶窒化ホウ素粉末、及び六方晶窒化ホウ素粉末の製造方法
JP4958353B2 (ja) 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法
JPH02120214A (ja) 窒化アルミニウム粉末の製造方法
KR20210079870A (ko) 다공성 카본도가니를 활용한 질화알루미늄의 제조방법
JPS61155210A (ja) 易焼結性窒化アルミニウム粉末の製造方法
JPS5918106A (ja) 珪素アルミニウムオキシ窒化物系粉末原料の製造方法
JPH03164476A (ja) 窒化アルミニウム粉末、その製造方法およびそれを含有する成形用組成物
JP3141505B2 (ja) 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法
JPH02160610A (ja) 窒化アルミニウム粉末の製造法
JPH10316469A (ja) 珪窒化マグネシウム粉末及びその製造方法
JPH05330809A (ja) 窒化アルミニウム粉末およびその製造方法
JPS61201608A (ja) 高純度窒化アルミニウム粉末の製造方法
JPH0465307A (ja) 窒化アルミニウム粉末の製造方法
JPS63297207A (ja) 窒化アルミニウム粉末の製造方法
JPS62167208A (ja) 窒化アルミニウム粉末の製造方法
CN101113095A (zh) 一种AlN陶瓷粉体的合成制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 13

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080405

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090405

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090405

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100405

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term