JPH0569765B2 - - Google Patents
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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、難焼結性を改良した窒化ホウ素粉末
及びその焼結体に関する。 従来の技術 従来、窒化ホウ素（BN）はそのままでは焼結
が困難であるため、その焼結体を得る場合は、窒
化ホウ素の合成前駆体又は中間体を用いて焼結し
たり、あるいは窒化ホウ素粉末にガラス状物質で
ある酸化ホウ素（B2O3）を添加混合して焼結す
るという方法が採用されている。 これらの方法の具体例としては、例えば特公昭
45−30457号公報に記載されたように、ホウ素と
尿素とを800℃以下でアンモニア気流中において
反応させて得られた粉末を焼結原料とする方法、
同公報の比較例に記載されたように、窒化ホウ素
粉末に酸化ホウ素（B2O3）を混合したものを焼
結原料とする方法、特開昭46−616号公報に記載
されたように、BN3-XH6-3Xなる化合物を焼結原
料とする方法、特公昭49−31724号公報に記載さ
れたように、微細結晶からなる活性窒化ホウ素を
結合剤として窒化ホウ素に添加混合したものを焼
結原料とする方法などが知られている。この場
合、合成前駆体又は中間体を用いる方法は、焼結
過程において反応及び結晶化を進行させ、結果と
して窒化ホウ素と酸化ホウ素の混合焼結体を得る
方法である。 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来方法は、焼結体の純度
のコントロールが極めて困難であるという問題が
ある。また、従来方法、特に合成前駆体や中間体
を用いる方法は、焼結体製造原料の粒子径のコン
トロールが極めて困難で、焼結原料粒子径が大き
くなり、このため誘電損失等の電気的特性が悪く
なるという問題もある。 本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、添
加物を加えずとも容易に焼結できる微粉状の窒化
ホウ素粉末及びこの微粉状の窒化ホウ素粉末を用
いた機械的特性、電気的特性に優れた焼結体を提
供することを目的とする。 課題を解決するための手段及び作用 本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討
を重ねた結果、1700〜2300℃の高温での反応によ
り得られた窒化ホウ素、あるいは1700℃未満の低
温での反応により得られた窒化ホウ素を不活性ガ
ス雰囲気下1700〜2300℃で加熱処理を施すなどの
方法で得られた1700〜2300℃での熱履歴を有する
窒化ホウ素を用い、この窒化ホウ素を媒体に水を
用いた湿式法によりボールミル等で粉砕すると、
粉砕により窒化ホウ素粉末の酸素含有量がメカノ
ケミカルに増加すること、そしてこの窒化ホウ素
粉末中の酸素含有量を0.5〜８重量％とした場合、
極めて焼結性が良好で、添加物を加えなくとも容
易に焼結し得ると共に、純度や粒子径のコントロ
ールが容易であることを見い出した。また、かか
る窒化ホウ素粉末を用いて温度1700〜2300℃、圧
力100〜300Kg／cm2で熱間加圧成形することにより
得られる焼結体、或いは1.5g／cm3以上の密度に加
圧成形したものを温度1850〜2300℃で常圧焼結す
ることにより得られる焼結体は、曲げ強度等の機
械的特性、誘電損失等の電気的特性に優れている
ことを知見し、本発明をなすに至つた。 従つて、本発明は、1700〜2300℃の温度での熱
履歴を有する窒化ホウ素を媒体に水を用いた湿式
法により粉砕してなり、かつ酸素含有量が0.5〜
８重量％であることを特徴とする窒化ホウ素粉
末、並びにこの窒化ホウ素粉末を主体とした組成
物を温度1700〜2300℃、圧力100〜300Kg／cm2で熱
間加圧成形して得られる焼結体、及び上記窒化ホ
ウ素粉末を主体とした組成物を1.5g／cm3以上の密
度に加圧成形したものを温度1850〜2300℃で常圧
焼結して得られる焼結体を提供する。 以下、本発明につき更に詳述する。 本発明の窒化ホウ素粉末は、1700〜2300℃の温
度での熱履歴を有する窒化ホウ素を媒体に水を用
いた湿式法により粉砕して酸素含有量を0.5〜８
重量％としたものである。ここで窒化ホウ素に
1700〜2300℃、好ましくは1800〜2200℃の温度で
の熱履歴を与えるには、例えば上記温度範囲内の
合成反応により窒化ホウ素を製造するか、あるい
は1700℃未満の反応温度で合成された窒化ホウ素
又は窒化ホウ素の前駆体を用いる場合には、これ
らを上記温度範囲で窒素ガス等の不活性ガス雰囲
気下で加熱処理することにより行なうことができ
る。この場合、1700℃未満の熱履歴を有する窒化
ホウ素は熱によつて変化する不純物をかなり含む
ため、純度コントロールが困難となり、本発明の
目的を達成し得ない。なお、2300℃を超える温度
で処理を行なうと窒化ホウ素が分解を開始してし
まう。 本発明は、上述した熱履歴を有する高純度の窒
化ホウ素を媒体に水を用いた湿式法により粉砕し
てメカノケミカルに窒化ホウ素の酸素含有量を増
加させ、酸素含有量0.5〜８重量％の窒化ホウ素
粉末を得るものである。 ここで、湿式粉砕法は水を媒体に用いる限り、
いずれの方法も採用することができる。例えば鉄
ボールやナイロン被覆鉄ボールを用いたボールミ
ルなどの方法で行なうことができ、この場合、窒
化ホウ素と水との比率は重量比で１／10〜１／30
の範囲とすることが好ましく、粉砕時間は２〜
240時間で行なうことが好ましい。また、窒化ホ
ウ素粉末の平均粒径は0.2〜1.5μm、特に0.5〜
1.0μmとすることが好ましい。 湿式粉砕した後は、粉砕工程で混入した鉄等の
不純物を除去すると共に、ある程度窒化ホウ素の
酸素含有量をコントロールするため塩酸等の酸で
酸洗浄することが好ましい。この酸洗浄は通常の
方法で行なうことができ、酸洗浄後は水洗、乾燥
して本発明の窒化ホウ素粉末を得ることができ
る。 本発明の窒化ホウ素は、上述したように酸素含
有量が0.5〜８重量％、好ましくは0.5〜３重量％
であり、0.5重量％より酸素含有量が低い窒化ホ
ウ素では必要な焼結性がないため、そのままでは
焼結体が得られず、一方８重量％より酸素含有量
を多くすると焼結体の誘電率等の電気的特性が悪
化する。 このようにして得られる窒化ホウ素粉末は極め
て焼結性が良好であり、従来のように酸化ホウ素
等の添加物を加えなくとも熱間加圧成形法又は常
圧焼結法により機械的特性などに優れた窒化ホウ
素焼結体を得ることができる。なお、本発明の窒
化ホウ素粉末はこのように添加物を加えなくても
焼結できるが、必要に応じ酸化カルシウム等の添
加物を加えて焼結することは差し支えない。 ここで、熱間加圧成形としては、上述した本発
明の窒化ホウ素粉末を例えば黒鉛モールド等に充
填し、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、温度
1700〜2300℃、好ましくは1800〜2200℃、圧力
100〜300Kg／cm2、好ましくは100〜200Kg／cm2で焼
結する方法を採用する。この場合、温度が1700℃
より低いと得られる焼結体の機械的特性が十分で
なく、2300を超える温度では窒化ホウ素粉末の分
解が開始してしまう。また、100Kg／cm2より低い
圧力では得られる焼結体の密度が低くなつてしま
い、一方300Kg／cm2を超えて圧力を上げても焼結
体の密度向上が望めない。なお、焼結時間は通常
10〜60分間である。 また、常圧焼結法としては、冷間加圧して成形
したものを焼結して焼結体を得るもので、この場
合、冷間加圧としては、金属型、ゴム型等に充填
し、圧力1000〜4000Kg／cm2で冷間加圧を行ない、
あるいは金属型で成形した後、ゴム型により同様
に冷間加圧を行なうことができるが、得られた成
形体の密度（グリーン密度）は1.5g／cm3以上、好
ましくは1.8g／cm3以上であることが必要である。
成形体の密度が1.5g／cm3に達しないと、焼結前に
成形体が崩れたり、焼結体の機械的強度が実用レ
ベルに達しない。常圧焼結法では、この密度
1.5g／cm3以上の成形体を常圧で例えば窒素ガス等
の不活性ガス雰囲気下、温度1850〜2300℃、好ま
しくは1900〜2200℃の温度で焼結する方法を採用
する。1850℃未満で焼結すると焼結体の機械的強
度が十分でなく、また2300℃を超える温度では窒
化ホウ素が分解を開始してしまう。なお、焼結時
間は成形体の形状などにより異なるが、例えば３
mm×４mm×40mmのテストピースの場合、２時間で
十分である。 発明の効果 以上説明したように、本発明の窒化ホウ素粉末
は、高温での熱履歴を有する窒化ホウ素を水で湿
式粉砕してその酸素含有量を0.5〜８重量％とし
たことにより、焼結性が良好であり、添加物を用
いずに容易に焼結することができると共に、微粉
であり、これを用いた焼結体の誘電率等の電気的
特性を損なうことが少ない。従つて、本発明の窒
化ホウ素粉末から得られる焼結体は、曲げ強度等
の機械的特性、誘電率等の電気的特性に優れたも
のである。 以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限され
るものではない。 〔実施例 １〕 無水ホウ酸7200g及びリン酸カルシウム4320g
に水15000gを加えて混合し、次いでアンモニア
雰囲気下980℃で６時間反応させた。得られた反
応物を35％塩酸30と多量の水で洗浄した後、乾
燥して、粗窒化ホウ素4350gを得た。 この粗窒化ホウ素を窒素ガス雰囲気下1750℃で
２時間加熱処理し、得られた粉末を水洗し、乾燥
して平均粒径3μm、純度99.2％の窒化ホウ素粉末
3150gを得た。 この粉末３Kg及び純水20Kgを鉄メデイアを有す
る振動ミル中に入れ、240時間粉砕した後、この
スラリーに35％塩酸10Kgを加え、50℃に保つたタ
ンク中で攪拌翼により８時間攪拌した。次いで、
このスラリーを過、水洗し、水洗水のPHが７に
なつた時点で水洗をやめ、乾燥して、平均粒径
1.0μm、酸素含有量3.6重量％の窒化ホウ素粉末
（）2.7Kgを得た。 この窒化ホウ素粉末（）500gを温度1750℃、
圧力295Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得
た。 〔実施例 ２〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）500gを
温度2280℃、圧力110Kg／cm2で熱間加圧成形し、
焼結体を得た。 〔実施例 ３〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）500gを
ゴム型に入れ、1000Kg／cm2の圧力で静水圧加圧を
行ない、密度1.6g／cm3のグリーン成形体を得た。
この成形体を窒素雰囲気下2300℃で120分焼成し、
焼結体を得た。 〔実施例 ４〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）250gを
ゴム型に入れ、1000Kg／cm2の圧力で静水圧加圧を
行ない、密度1.6g／cm3のグリーン成形体を得た。
この成形体を窒素雰囲気下1850℃で120分焼成し、
焼結体を得た。 〔実施例 ５〕 無水ホウ酸14400g、リン酸カルシウム8640g、
水酸化カルシウム6000gに水36000gを加えて混合
し、600℃で乾燥した後、水素20％、一酸化炭素
22％、チツソ58％の混合ガス雰囲気下、1900℃で
８時間反応させ、得られた反応物を35％塩酸120
と多量の温水で洗浄した後、乾燥し、窒化ホウ
素8800gを得た。この粉末のうち３Kgに純水20Kg
を加え、鉄製ボールミルで24時間粉砕した。この
スラリーに35％塩酸10Kgを加え、実施例１と同様
に50℃に保つたタンク中で攪拌翼により８時間攪
拌した後、同様に水洗、乾燥し、平均粒径
1.8μm、酸素含有量0.6重量％の窒化ホウ素粉末
2.6Kgを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1950℃、圧力
180Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得た。 〔実施例 ６〕 実施例５と同じ窒化ホウ素粉末１Kgに純水20Kg
を加え、鉄製ボールを用いた50の鉄製ボールミ
ルで240時間粉砕した。このスラリーに35％塩酸
10Kgを加え、実施例１と同様に８時間攪拌処理
し、同様に水洗、乾燥し、平均粒径0.8μm、酸素
含有量7.9重量％の窒化ホウ素粉末850gを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1800℃、圧力
140Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得た。 〔実施例 ７〕 無水ホウ酸7200g及びリン酸カルシウム4320g
に水15000gを加えて混合し、次いでアンモニア
雰囲気下980℃で６時間反応させた。得られた反
応物を35％塩酸30と多量の水で洗浄した後、乾
燥して粗窒化ホウ素4340gを得た。 この粗窒化ホウ素2170gを窒素ガス雰囲気下
1700℃で６時間加熱処理した。 次に、上記加熱処理した窒化ホウ素に純水20
を加え、ナイロン被覆ボールを用いたナイロン製
ボールミルで６時間粉砕した後、このスラリーに
35％塩酸10を加え、実施例１と同様の条件で８
時間攪拌処理し、同様に過、水洗、乾燥し、平
均粒径0.7μm、酸素含有量8.0重量％の窒化ホウ素
粉末1250gを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1800℃、圧力
140Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得た。 〔実施例 ８〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）492.5gに
酸化カルシウム粉末7.5gを加え、５のナイロン
製ボールミルで２時間混合して得られた粉末を温
度1900℃、圧力150Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼
結体を得た。 〔比較例 １〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）500gを
温度1650℃、圧力295Kg／cm2で熱間加圧成形し、
焼結体を得た。 〔比較例 ２〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）500gを
温度1750℃、圧力90Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼
結体を得た。 〔比較例 ３〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）250gを
ゴム型に入れ、500Kg／cm2の圧力で静水圧加圧成
形し、密度1.48g／cm3のグリーン成形体を得た。
この成形体を1900℃で常圧焼結したところ、クラ
ツクが発生して焼結体を得ることができなかつ
た。 〔比較例 ４〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）250gを
ゴム型に入れ、1000Kg／cm2の圧力で静水圧加圧成
形し、密度1.6g／cm3のグリーン成形体を得た。こ
の成形体を窒素雰囲気下1750℃で60分間常圧焼結
し、焼結体を得た。 この焼結体の曲げ強度測定の試験片作成のため
施盤加工を施そうとしたところ、この焼結体を施
盤のチヤツクに固定した時に焼結体が破損し、曲
げ強度の測定を行なうことができなかつた。施盤
のチヤツクには通常曲げ強度1.5Kg／cm2以上のも
のであれば挟めるので、これ以上の強度であると
推測される。 〔比較例 ５〕 実施例７で得た粗窒化ホウ素2170gを窒素ガス
雰囲気下1650℃で30分間加熱処理した。次いで、
加熱処理した全量に35％塩酸10を加え、実施例
１と同様の条件で８時間攪拌処理し、同様に
過、水洗、乾燥し、平均粒径1.0μm、酸素含有量
8.8重量％の窒化ホウ素粉末1400gを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1800℃、圧力
140Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得た。 〔比較例 ６〕 実施例５で使用した窒化ホウ素粉末３Kgに純水
20Kgを加え、鉄製ボールを用いた50の鉄製ボー
ルミルで５時間粉砕した。このスラリーに35％塩
酸10Kgを加え、実施例１と同様の条件で８時間攪
拌処理した後、同様に水洗、乾燥し、平均粒径
2.2μm、酸素含有量0.4重量％の窒化ホウ素粉末
2.7Kgを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1800℃、圧力
120Kg／cm2で熱間加圧成形したが、成形終了後、
モールドより焼結体をとり出すときに焼結体内部
に発生したクラツクにより焼結体がバラバラに崩
れてしまい、焼結体を得ることができなかつた。 得られた焼結体〜について密度、曲げ強
度、誘電率を測定した。なお、焼結体の曲げ強度
が実用最低強度である２Kg／mm2以上及び誘電率が
5.0以下のものを合格品（○）、これ以外のものを
不合格品（×）として判定した。 結果を第１表に示す。 【表】
及びその焼結体に関する。 従来の技術 従来、窒化ホウ素（BN）はそのままでは焼結
が困難であるため、その焼結体を得る場合は、窒
化ホウ素の合成前駆体又は中間体を用いて焼結し
たり、あるいは窒化ホウ素粉末にガラス状物質で
ある酸化ホウ素（B2O3）を添加混合して焼結す
るという方法が採用されている。 これらの方法の具体例としては、例えば特公昭
45−30457号公報に記載されたように、ホウ素と
尿素とを800℃以下でアンモニア気流中において
反応させて得られた粉末を焼結原料とする方法、
同公報の比較例に記載されたように、窒化ホウ素
粉末に酸化ホウ素（B2O3）を混合したものを焼
結原料とする方法、特開昭46−616号公報に記載
されたように、BN3-XH6-3Xなる化合物を焼結原
料とする方法、特公昭49−31724号公報に記載さ
れたように、微細結晶からなる活性窒化ホウ素を
結合剤として窒化ホウ素に添加混合したものを焼
結原料とする方法などが知られている。この場
合、合成前駆体又は中間体を用いる方法は、焼結
過程において反応及び結晶化を進行させ、結果と
して窒化ホウ素と酸化ホウ素の混合焼結体を得る
方法である。 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来方法は、焼結体の純度
のコントロールが極めて困難であるという問題が
ある。また、従来方法、特に合成前駆体や中間体
を用いる方法は、焼結体製造原料の粒子径のコン
トロールが極めて困難で、焼結原料粒子径が大き
くなり、このため誘電損失等の電気的特性が悪く
なるという問題もある。 本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、添
加物を加えずとも容易に焼結できる微粉状の窒化
ホウ素粉末及びこの微粉状の窒化ホウ素粉末を用
いた機械的特性、電気的特性に優れた焼結体を提
供することを目的とする。 課題を解決するための手段及び作用 本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討
を重ねた結果、1700〜2300℃の高温での反応によ
り得られた窒化ホウ素、あるいは1700℃未満の低
温での反応により得られた窒化ホウ素を不活性ガ
ス雰囲気下1700〜2300℃で加熱処理を施すなどの
方法で得られた1700〜2300℃での熱履歴を有する
窒化ホウ素を用い、この窒化ホウ素を媒体に水を
用いた湿式法によりボールミル等で粉砕すると、
粉砕により窒化ホウ素粉末の酸素含有量がメカノ
ケミカルに増加すること、そしてこの窒化ホウ素
粉末中の酸素含有量を0.5〜８重量％とした場合、
極めて焼結性が良好で、添加物を加えなくとも容
易に焼結し得ると共に、純度や粒子径のコントロ
ールが容易であることを見い出した。また、かか
る窒化ホウ素粉末を用いて温度1700〜2300℃、圧
力100〜300Kg／cm2で熱間加圧成形することにより
得られる焼結体、或いは1.5g／cm3以上の密度に加
圧成形したものを温度1850〜2300℃で常圧焼結す
ることにより得られる焼結体は、曲げ強度等の機
械的特性、誘電損失等の電気的特性に優れている
ことを知見し、本発明をなすに至つた。 従つて、本発明は、1700〜2300℃の温度での熱
履歴を有する窒化ホウ素を媒体に水を用いた湿式
法により粉砕してなり、かつ酸素含有量が0.5〜
８重量％であることを特徴とする窒化ホウ素粉
末、並びにこの窒化ホウ素粉末を主体とした組成
物を温度1700〜2300℃、圧力100〜300Kg／cm2で熱
間加圧成形して得られる焼結体、及び上記窒化ホ
ウ素粉末を主体とした組成物を1.5g／cm3以上の密
度に加圧成形したものを温度1850〜2300℃で常圧
焼結して得られる焼結体を提供する。 以下、本発明につき更に詳述する。 本発明の窒化ホウ素粉末は、1700〜2300℃の温
度での熱履歴を有する窒化ホウ素を媒体に水を用
いた湿式法により粉砕して酸素含有量を0.5〜８
重量％としたものである。ここで窒化ホウ素に
1700〜2300℃、好ましくは1800〜2200℃の温度で
の熱履歴を与えるには、例えば上記温度範囲内の
合成反応により窒化ホウ素を製造するか、あるい
は1700℃未満の反応温度で合成された窒化ホウ素
又は窒化ホウ素の前駆体を用いる場合には、これ
らを上記温度範囲で窒素ガス等の不活性ガス雰囲
気下で加熱処理することにより行なうことができ
る。この場合、1700℃未満の熱履歴を有する窒化
ホウ素は熱によつて変化する不純物をかなり含む
ため、純度コントロールが困難となり、本発明の
目的を達成し得ない。なお、2300℃を超える温度
で処理を行なうと窒化ホウ素が分解を開始してし
まう。 本発明は、上述した熱履歴を有する高純度の窒
化ホウ素を媒体に水を用いた湿式法により粉砕し
てメカノケミカルに窒化ホウ素の酸素含有量を増
加させ、酸素含有量0.5〜８重量％の窒化ホウ素
粉末を得るものである。 ここで、湿式粉砕法は水を媒体に用いる限り、
いずれの方法も採用することができる。例えば鉄
ボールやナイロン被覆鉄ボールを用いたボールミ
ルなどの方法で行なうことができ、この場合、窒
化ホウ素と水との比率は重量比で１／10〜１／30
の範囲とすることが好ましく、粉砕時間は２〜
240時間で行なうことが好ましい。また、窒化ホ
ウ素粉末の平均粒径は0.2〜1.5μm、特に0.5〜
1.0μmとすることが好ましい。 湿式粉砕した後は、粉砕工程で混入した鉄等の
不純物を除去すると共に、ある程度窒化ホウ素の
酸素含有量をコントロールするため塩酸等の酸で
酸洗浄することが好ましい。この酸洗浄は通常の
方法で行なうことができ、酸洗浄後は水洗、乾燥
して本発明の窒化ホウ素粉末を得ることができ
る。 本発明の窒化ホウ素は、上述したように酸素含
有量が0.5〜８重量％、好ましくは0.5〜３重量％
であり、0.5重量％より酸素含有量が低い窒化ホ
ウ素では必要な焼結性がないため、そのままでは
焼結体が得られず、一方８重量％より酸素含有量
を多くすると焼結体の誘電率等の電気的特性が悪
化する。 このようにして得られる窒化ホウ素粉末は極め
て焼結性が良好であり、従来のように酸化ホウ素
等の添加物を加えなくとも熱間加圧成形法又は常
圧焼結法により機械的特性などに優れた窒化ホウ
素焼結体を得ることができる。なお、本発明の窒
化ホウ素粉末はこのように添加物を加えなくても
焼結できるが、必要に応じ酸化カルシウム等の添
加物を加えて焼結することは差し支えない。 ここで、熱間加圧成形としては、上述した本発
明の窒化ホウ素粉末を例えば黒鉛モールド等に充
填し、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、温度
1700〜2300℃、好ましくは1800〜2200℃、圧力
100〜300Kg／cm2、好ましくは100〜200Kg／cm2で焼
結する方法を採用する。この場合、温度が1700℃
より低いと得られる焼結体の機械的特性が十分で
なく、2300を超える温度では窒化ホウ素粉末の分
解が開始してしまう。また、100Kg／cm2より低い
圧力では得られる焼結体の密度が低くなつてしま
い、一方300Kg／cm2を超えて圧力を上げても焼結
体の密度向上が望めない。なお、焼結時間は通常
10〜60分間である。 また、常圧焼結法としては、冷間加圧して成形
したものを焼結して焼結体を得るもので、この場
合、冷間加圧としては、金属型、ゴム型等に充填
し、圧力1000〜4000Kg／cm2で冷間加圧を行ない、
あるいは金属型で成形した後、ゴム型により同様
に冷間加圧を行なうことができるが、得られた成
形体の密度（グリーン密度）は1.5g／cm3以上、好
ましくは1.8g／cm3以上であることが必要である。
成形体の密度が1.5g／cm3に達しないと、焼結前に
成形体が崩れたり、焼結体の機械的強度が実用レ
ベルに達しない。常圧焼結法では、この密度
1.5g／cm3以上の成形体を常圧で例えば窒素ガス等
の不活性ガス雰囲気下、温度1850〜2300℃、好ま
しくは1900〜2200℃の温度で焼結する方法を採用
する。1850℃未満で焼結すると焼結体の機械的強
度が十分でなく、また2300℃を超える温度では窒
化ホウ素が分解を開始してしまう。なお、焼結時
間は成形体の形状などにより異なるが、例えば３
mm×４mm×40mmのテストピースの場合、２時間で
十分である。 発明の効果 以上説明したように、本発明の窒化ホウ素粉末
は、高温での熱履歴を有する窒化ホウ素を水で湿
式粉砕してその酸素含有量を0.5〜８重量％とし
たことにより、焼結性が良好であり、添加物を用
いずに容易に焼結することができると共に、微粉
であり、これを用いた焼結体の誘電率等の電気的
特性を損なうことが少ない。従つて、本発明の窒
化ホウ素粉末から得られる焼結体は、曲げ強度等
の機械的特性、誘電率等の電気的特性に優れたも
のである。 以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限され
るものではない。 〔実施例 １〕 無水ホウ酸7200g及びリン酸カルシウム4320g
に水15000gを加えて混合し、次いでアンモニア
雰囲気下980℃で６時間反応させた。得られた反
応物を35％塩酸30と多量の水で洗浄した後、乾
燥して、粗窒化ホウ素4350gを得た。 この粗窒化ホウ素を窒素ガス雰囲気下1750℃で
２時間加熱処理し、得られた粉末を水洗し、乾燥
して平均粒径3μm、純度99.2％の窒化ホウ素粉末
3150gを得た。 この粉末３Kg及び純水20Kgを鉄メデイアを有す
る振動ミル中に入れ、240時間粉砕した後、この
スラリーに35％塩酸10Kgを加え、50℃に保つたタ
ンク中で攪拌翼により８時間攪拌した。次いで、
このスラリーを過、水洗し、水洗水のPHが７に
なつた時点で水洗をやめ、乾燥して、平均粒径
1.0μm、酸素含有量3.6重量％の窒化ホウ素粉末
（）2.7Kgを得た。 この窒化ホウ素粉末（）500gを温度1750℃、
圧力295Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得
た。 〔実施例 ２〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）500gを
温度2280℃、圧力110Kg／cm2で熱間加圧成形し、
焼結体を得た。 〔実施例 ３〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）500gを
ゴム型に入れ、1000Kg／cm2の圧力で静水圧加圧を
行ない、密度1.6g／cm3のグリーン成形体を得た。
この成形体を窒素雰囲気下2300℃で120分焼成し、
焼結体を得た。 〔実施例 ４〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）250gを
ゴム型に入れ、1000Kg／cm2の圧力で静水圧加圧を
行ない、密度1.6g／cm3のグリーン成形体を得た。
この成形体を窒素雰囲気下1850℃で120分焼成し、
焼結体を得た。 〔実施例 ５〕 無水ホウ酸14400g、リン酸カルシウム8640g、
水酸化カルシウム6000gに水36000gを加えて混合
し、600℃で乾燥した後、水素20％、一酸化炭素
22％、チツソ58％の混合ガス雰囲気下、1900℃で
８時間反応させ、得られた反応物を35％塩酸120
と多量の温水で洗浄した後、乾燥し、窒化ホウ
素8800gを得た。この粉末のうち３Kgに純水20Kg
を加え、鉄製ボールミルで24時間粉砕した。この
スラリーに35％塩酸10Kgを加え、実施例１と同様
に50℃に保つたタンク中で攪拌翼により８時間攪
拌した後、同様に水洗、乾燥し、平均粒径
1.8μm、酸素含有量0.6重量％の窒化ホウ素粉末
2.6Kgを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1950℃、圧力
180Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得た。 〔実施例 ６〕 実施例５と同じ窒化ホウ素粉末１Kgに純水20Kg
を加え、鉄製ボールを用いた50の鉄製ボールミ
ルで240時間粉砕した。このスラリーに35％塩酸
10Kgを加え、実施例１と同様に８時間攪拌処理
し、同様に水洗、乾燥し、平均粒径0.8μm、酸素
含有量7.9重量％の窒化ホウ素粉末850gを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1800℃、圧力
140Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得た。 〔実施例 ７〕 無水ホウ酸7200g及びリン酸カルシウム4320g
に水15000gを加えて混合し、次いでアンモニア
雰囲気下980℃で６時間反応させた。得られた反
応物を35％塩酸30と多量の水で洗浄した後、乾
燥して粗窒化ホウ素4340gを得た。 この粗窒化ホウ素2170gを窒素ガス雰囲気下
1700℃で６時間加熱処理した。 次に、上記加熱処理した窒化ホウ素に純水20
を加え、ナイロン被覆ボールを用いたナイロン製
ボールミルで６時間粉砕した後、このスラリーに
35％塩酸10を加え、実施例１と同様の条件で８
時間攪拌処理し、同様に過、水洗、乾燥し、平
均粒径0.7μm、酸素含有量8.0重量％の窒化ホウ素
粉末1250gを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1800℃、圧力
140Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得た。 〔実施例 ８〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）492.5gに
酸化カルシウム粉末7.5gを加え、５のナイロン
製ボールミルで２時間混合して得られた粉末を温
度1900℃、圧力150Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼
結体を得た。 〔比較例 １〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）500gを
温度1650℃、圧力295Kg／cm2で熱間加圧成形し、
焼結体を得た。 〔比較例 ２〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）500gを
温度1750℃、圧力90Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼
結体を得た。 〔比較例 ３〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）250gを
ゴム型に入れ、500Kg／cm2の圧力で静水圧加圧成
形し、密度1.48g／cm3のグリーン成形体を得た。
この成形体を1900℃で常圧焼結したところ、クラ
ツクが発生して焼結体を得ることができなかつ
た。 〔比較例 ４〕 実施例１で得た窒化ホウ素粉末（）250gを
ゴム型に入れ、1000Kg／cm2の圧力で静水圧加圧成
形し、密度1.6g／cm3のグリーン成形体を得た。こ
の成形体を窒素雰囲気下1750℃で60分間常圧焼結
し、焼結体を得た。 この焼結体の曲げ強度測定の試験片作成のため
施盤加工を施そうとしたところ、この焼結体を施
盤のチヤツクに固定した時に焼結体が破損し、曲
げ強度の測定を行なうことができなかつた。施盤
のチヤツクには通常曲げ強度1.5Kg／cm2以上のも
のであれば挟めるので、これ以上の強度であると
推測される。 〔比較例 ５〕 実施例７で得た粗窒化ホウ素2170gを窒素ガス
雰囲気下1650℃で30分間加熱処理した。次いで、
加熱処理した全量に35％塩酸10を加え、実施例
１と同様の条件で８時間攪拌処理し、同様に
過、水洗、乾燥し、平均粒径1.0μm、酸素含有量
8.8重量％の窒化ホウ素粉末1400gを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1800℃、圧力
140Kg／cm2で熱間加圧成形し、焼結体を得た。 〔比較例 ６〕 実施例５で使用した窒化ホウ素粉末３Kgに純水
20Kgを加え、鉄製ボールを用いた50の鉄製ボー
ルミルで５時間粉砕した。このスラリーに35％塩
酸10Kgを加え、実施例１と同様の条件で８時間攪
拌処理した後、同様に水洗、乾燥し、平均粒径
2.2μm、酸素含有量0.4重量％の窒化ホウ素粉末
2.7Kgを得た。 この窒化ホウ素粉末500gを温度1800℃、圧力
120Kg／cm2で熱間加圧成形したが、成形終了後、
モールドより焼結体をとり出すときに焼結体内部
に発生したクラツクにより焼結体がバラバラに崩
れてしまい、焼結体を得ることができなかつた。 得られた焼結体〜について密度、曲げ強
度、誘電率を測定した。なお、焼結体の曲げ強度
が実用最低強度である２Kg／mm2以上及び誘電率が
5.0以下のものを合格品（○）、これ以外のものを
不合格品（×）として判定した。 結果を第１表に示す。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 1700〜2300℃の温度での熱履歴を有する窒化
ホウ素を媒体に水を用いた湿式法により粉砕して
なり、かつ酸素含有量が0.5〜８重量％であるこ
とを特徴とする窒化ホウ素粉末。 ２ 請求項１記載の窒化ホウ素粉末を主体とした
組成物を温度1700〜2300℃、圧力100〜300Kg／cm2
で熱間加圧成形して得られる焼結体。 ３ 請求項１記載の窒化ホウ素粉末を主体とした
組成物を1.5g／cm3以上の密度に加圧成形したもの
を温度1850〜2300℃で常圧焼結して得られる焼結
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148598A JPH0312316A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 窒化ホウ素粉末及びその焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148598A JPH0312316A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 窒化ホウ素粉末及びその焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312316A JPH0312316A (ja) | 1991-01-21 |
| JPH0569765B2 true JPH0569765B2 (ja) | 1993-10-01 |
Family
ID=15456342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1148598A Granted JPH0312316A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 窒化ホウ素粉末及びその焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0312316A (ja) |
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| US7494635B2 (en) | 2003-08-21 | 2009-02-24 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Boron nitride agglomerated powder |
| JP4253565B2 (ja) * | 2003-11-12 | 2009-04-15 | 電気化学工業株式会社 | 六方晶窒化硼素質成形体、その製造方法及び用途 |
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| JP2019104005A (ja) * | 2017-12-14 | 2019-06-27 | 株式会社栗本鐵工所 | 機械化学的変性方法及び変性装置 |
| JP6452873B2 (ja) * | 2018-03-20 | 2019-01-16 | 株式会社トクヤマ | 窒化硼素粉末及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1148598A patent/JPH0312316A/ja active Granted
Also Published As
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|---|---|
| JPH0312316A (ja) | 1991-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |