JPH0617270B2 - 窒化硼素常圧焼結体 - Google Patents
窒化硼素常圧焼結体Info
- Publication number
- JPH0617270B2 JPH0617270B2 JP62218347A JP21834787A JPH0617270B2 JP H0617270 B2 JPH0617270 B2 JP H0617270B2 JP 62218347 A JP62218347 A JP 62218347A JP 21834787 A JP21834787 A JP 21834787A JP H0617270 B2 JPH0617270 B2 JP H0617270B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- powder
- boron nitride
- bending strength
- molding
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- C04B35/583—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 boron nitride
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、特に高熱伝導性電気絶縁放熱板の素材として
好適な窒化硼素常圧焼結体に関するものである。
好適な窒化硼素常圧焼結体に関するものである。
＜従来の技術及びその問題点＞ 窒化硼素（以下BNという）は、電気絶縁性、熱伝導性，
耐食性，耐熱衝撃性，潤滑性等の優れた特性を有する一
方、機械加工の容易な数少ないセラミックスである。こ
のため上記諸特性が要求される金属溶融用の各種容器を
はじめ電気絶縁材料，高温伝熱材料等に広く利用されて
いる。
耐食性，耐熱衝撃性，潤滑性等の優れた特性を有する一
方、機械加工の容易な数少ないセラミックスである。こ
のため上記諸特性が要求される金属溶融用の各種容器を
はじめ電気絶縁材料，高温伝熱材料等に広く利用されて
いる。
BN焼結体はBNが難焼結性であるため、一般にはホットプ
レス（加圧焼結）法によって作られている。それは1500
〜2300℃にて100kg/cm2を超える圧力をかけて実施しな
ければならず、黒鉛のダイスや治具を用いる必要がある
為大きな形状の成形体を得ることができない。又生産能
率が悪く複雑形状品を製造するには適さないという問題
があった。
レス（加圧焼結）法によって作られている。それは1500
〜2300℃にて100kg/cm2を超える圧力をかけて実施しな
ければならず、黒鉛のダイスや治具を用いる必要がある
為大きな形状の成形体を得ることができない。又生産能
率が悪く複雑形状品を製造するには適さないという問題
があった。
またホットプレス法のような加圧焼結においても酸化硼
素或いはアルカリ土類硼酸塩の如き焼結助剤を添加する
方法が一般的である。
素或いはアルカリ土類硼酸塩の如き焼結助剤を添加する
方法が一般的である。
そのような焼結助剤は得られたホットプレス焼結体に残
存するため、BN本来の潤滑性や高温時における電気絶縁
性、熱伝導性，耐熱衝撃性等の特性を低減せしめる要因
となり、最終焼結体としてはむしろ有害な成分となる。
更にBN粉末は成形時に配向し易い六方晶積層構造を有し
ているため、ホットプレス焼結体の諸性質は異方性を示
し、使用時に制約を受けることもある。等方性の焼結体
を製造するため、例えば予備成形の段階でラバープレス
成形し、黒鉛モールドに挿入して自由膨張を制限する条
件下での焼結が試みられている（特開昭61-132563号公
報）が、生産能率が悪く、上述した焼結助剤の問題もあ
る。
存するため、BN本来の潤滑性や高温時における電気絶縁
性、熱伝導性，耐熱衝撃性等の特性を低減せしめる要因
となり、最終焼結体としてはむしろ有害な成分となる。
更にBN粉末は成形時に配向し易い六方晶積層構造を有し
ているため、ホットプレス焼結体の諸性質は異方性を示
し、使用時に制約を受けることもある。等方性の焼結体
を製造するため、例えば予備成形の段階でラバープレス
成形し、黒鉛モールドに挿入して自由膨張を制限する条
件下での焼結が試みられている（特開昭61-132563号公
報）が、生産能率が悪く、上述した焼結助剤の問題もあ
る。
これらの問題を解決するため、各種の常圧焼結法が試み
られているが、現在迄のところBNの特性を十分発揮でき
る高純度、高強度の焼結体は得られていない。例えば特
公昭38-12547号公報ではBNに無水硼酸を添加し、常圧焼
結する方法が述べられているが、BN含有量が95〜99重量
％と高い反面、強度が僅か5kg/cm2と低く、実用性が殆
どない。
られているが、現在迄のところBNの特性を十分発揮でき
る高純度、高強度の焼結体は得られていない。例えば特
公昭38-12547号公報ではBNに無水硼酸を添加し、常圧焼
結する方法が述べられているが、BN含有量が95〜99重量
％と高い反面、強度が僅か5kg/cm2と低く、実用性が殆
どない。
又特公昭47-38047号公報には、BNにSiO2及びB2O3を添加
する方法が記載されているが、強度が350〜700kg/cm2と
高い反面、BN含有量が30〜70重量％と低いため、BNの特
性が十分得られず、特に高温時における電気絶縁性，熱
伝導性，耐食性，耐熱衝撃性等が要求される絶縁材や金
属溶融ルツボ等の用途には適さない。
する方法が記載されているが、強度が350〜700kg/cm2と
高い反面、BN含有量が30〜70重量％と低いため、BNの特
性が十分得られず、特に高温時における電気絶縁性，熱
伝導性，耐食性，耐熱衝撃性等が要求される絶縁材や金
属溶融ルツボ等の用途には適さない。
又近年電気装置の小型化、高集積化が進むにつれて回路
要素から発生する熱の伝熱、放冷が問題になっており、
十分な絶縁性、熱伝導性、機械的強度を持つ電気絶縁放
熱板（以下単に放熱板という）が要求されるようになっ
てきた。
要素から発生する熱の伝熱、放冷が問題になっており、
十分な絶縁性、熱伝導性、機械的強度を持つ電気絶縁放
熱板（以下単に放熱板という）が要求されるようになっ
てきた。
放熱板には、従来安価なアルミナが使われてきたが、熱
伝導性が十分でなく、高出力の電子装置の放冷に対応す
るため、最近ではアルミナに代ってBNが採用されるよう
になってきた。しかしBNは、主に前述のホットプレス法
によって作られるため、焼成インゴットから所望の形状
に後加工しなければならず、手間がかかる上、焼結助剤
添加によって絶縁抵抗、熱伝導性等が低下してしまうと
いう問題点があった。又焼結助剤の吸湿に伴う絶縁抵抗
の低下の問題も大きい。耐吸湿性を向上させる手段とし
て例えば表面を樹脂コーティングする方法（特開昭59-1
16181号公報）が開示されているが、耐吸湿性が改善さ
れる反面、表面に熱伝導の悪い層が形成され、熱伝導性
が悪化してしまうという問題点があった。
伝導性が十分でなく、高出力の電子装置の放冷に対応す
るため、最近ではアルミナに代ってBNが採用されるよう
になってきた。しかしBNは、主に前述のホットプレス法
によって作られるため、焼成インゴットから所望の形状
に後加工しなければならず、手間がかかる上、焼結助剤
添加によって絶縁抵抗、熱伝導性等が低下してしまうと
いう問題点があった。又焼結助剤の吸湿に伴う絶縁抵抗
の低下の問題も大きい。耐吸湿性を向上させる手段とし
て例えば表面を樹脂コーティングする方法（特開昭59-1
16181号公報）が開示されているが、耐吸湿性が改善さ
れる反面、表面に熱伝導の悪い層が形成され、熱伝導性
が悪化してしまうという問題点があった。
これらの理由で電気絶縁性、熱伝導性、耐食性、耐熱衝
撃性、潤滑性等のBN本来の特性に優れた助剤無添加の高
純度、高強度のBN常圧焼結体及びそれを効率良く製造す
る方法の提供が望まれていた。
撃性、潤滑性等のBN本来の特性に優れた助剤無添加の高
純度、高強度のBN常圧焼結体及びそれを効率良く製造す
る方法の提供が望まれていた。
＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明はこの様なBN常圧焼結体の強度特性等を改善し、
従来得られなかった高純度、高強度でかつ熱伝導性、電
気絶縁性の良好なBN常圧焼結体を提供することを目的と
するものである。
従来得られなかった高純度、高強度でかつ熱伝導性、電
気絶縁性の良好なBN常圧焼結体を提供することを目的と
するものである。
＜問題点を解決する為の手段＞ 本発明者等は上記した従来技術の欠点を補うべく鋭意工
夫を重ねた結果、BN粉末をその比表面積が元の２倍以上
になるまで粉砕し、次いでこれを成形し、常圧で焼成す
ることにより、BN本来の特性に優れたBN常圧焼結体が得
られることを見出した。
夫を重ねた結果、BN粉末をその比表面積が元の２倍以上
になるまで粉砕し、次いでこれを成形し、常圧で焼成す
ることにより、BN本来の特性に優れたBN常圧焼結体が得
られることを見出した。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明で用いるBN粉末は市販品でよいが望ましくは結晶
性の高い六方晶のBN粉末が良い。
性の高い六方晶のBN粉末が良い。
結晶性の高い六方晶のBN粉末は予備成形時の可塑変形性
に優れているため、高密度の予備成形体が得られ易いの
で好ましい。
に優れているため、高密度の予備成形体が得られ易いの
で好ましい。
従来合成法によるBN微粉末或いは結晶の発達したBNを解
砕した粉末を用いて常圧焼結を試みた例もあるが、いず
れも焼結助剤が添加されており、BN粉末単独での常圧焼
結は不可能であった。本発明ではこれら一般に合成及び
市販され、それ単独での常圧焼結が不可能なBN粉末をそ
の比表面積が２倍以上になるように破断、せん断、磨砕
等の所謂粉砕を行い、BN粉末の焼結性を高め、常圧焼結
を可能にした。
砕した粉末を用いて常圧焼結を試みた例もあるが、いず
れも焼結助剤が添加されており、BN粉末単独での常圧焼
結は不可能であった。本発明ではこれら一般に合成及び
市販され、それ単独での常圧焼結が不可能なBN粉末をそ
の比表面積が２倍以上になるように破断、せん断、磨砕
等の所謂粉砕を行い、BN粉末の焼結性を高め、常圧焼結
を可能にした。
この粉砕装置としては、一般に良く知られているアトラ
イター，ボールミル，振動ボールミル，ライカイ機等の
通常の粉砕機を用いることができる。
イター，ボールミル，振動ボールミル，ライカイ機等の
通常の粉砕機を用いることができる。
粉砕は元の粉末の比表面積の２倍以上、好ましくは10倍
以上になるまで行う。
以上になるまで行う。
２倍未満の粉砕では常圧焼結体を得ることが困難とな
る。
る。
粉砕を酸化雰囲気で行うと硼素酸化物の生成がみられ、
そのまゝ焼成すると焼結体にクラックが発生する。この
場合、生成した硼素酸化物を除去する処理を行うことに
より本発明品を得る原料として使用できる。硼素酸化物
を除去する方法としては、メタノール，エタノール，グ
リセリン等のアルコール類での処理がある。具体的には
アルコールを含んだスラリーの加熱処理あるいはアルコ
ールによる洗浄、ろ過を行う処理である。しかし乍ら粉
砕を硼素酸化物が生成しないような例えばN2,Ar等の非
酸化性雰囲気で行えば、上記の硼素酸化物を除去する工
夫は必ずしも必要ではない。
そのまゝ焼成すると焼結体にクラックが発生する。この
場合、生成した硼素酸化物を除去する処理を行うことに
より本発明品を得る原料として使用できる。硼素酸化物
を除去する方法としては、メタノール，エタノール，グ
リセリン等のアルコール類での処理がある。具体的には
アルコールを含んだスラリーの加熱処理あるいはアルコ
ールによる洗浄、ろ過を行う処理である。しかし乍ら粉
砕を硼素酸化物が生成しないような例えばN2,Ar等の非
酸化性雰囲気で行えば、上記の硼素酸化物を除去する工
夫は必ずしも必要ではない。
本発明の方法に従い粉砕を行ったものは焼結助剤を添加
することなく、常圧焼結できる特徴がある。これは結晶
の格子不整及び部分的な非晶質化が進むと同時に新たに
形成された粒子面が現われて所謂メカノケミカル効果に
より活性化された粉末が得られるためと考えられる。ま
たこの様な粉砕処理されたBN粉末を用いた場合、焼結前
後の寸法変形が殆どないという特徴を有する。
することなく、常圧焼結できる特徴がある。これは結晶
の格子不整及び部分的な非晶質化が進むと同時に新たに
形成された粒子面が現われて所謂メカノケミカル効果に
より活性化された粉末が得られるためと考えられる。ま
たこの様な粉砕処理されたBN粉末を用いた場合、焼結前
後の寸法変形が殆どないという特徴を有する。
予備成形体の成形は、ゴム型に充填した粉体に等方的に
圧力を加え、圧縮成形を行うラバープレス法等の冷間等
方圧成形法，金型プレス法等の一軸加圧成形法，スリッ
プキャスト法等により行われる。高強度のBN常圧焼結体
を得るには、成形圧力を高くして予備成形体密度をでき
るだけ高くすることが望ましい。異方性を有する焼結体
は出発原料粉に結晶性の高い六方晶のBN粉末を用い一軸
加圧成形することにより得られる。等方性の焼結体は冷
間等方圧成形することにより得られる。又出発原料粉に
結晶未発達のBN粉末を用い一軸加圧成形することによっ
ても等方性の焼結体を得ることができる。
圧力を加え、圧縮成形を行うラバープレス法等の冷間等
方圧成形法，金型プレス法等の一軸加圧成形法，スリッ
プキャスト法等により行われる。高強度のBN常圧焼結体
を得るには、成形圧力を高くして予備成形体密度をでき
るだけ高くすることが望ましい。異方性を有する焼結体
は出発原料粉に結晶性の高い六方晶のBN粉末を用い一軸
加圧成形することにより得られる。等方性の焼結体は冷
間等方圧成形することにより得られる。又出発原料粉に
結晶未発達のBN粉末を用い一軸加圧成形することによっ
ても等方性の焼結体を得ることができる。
ここで等方性の焼結体とは焼結体のＸＹＺ３軸方向で曲
げ強さの最小となる方向と最大となる方向との曲げ強さ
を比較した際、最大値に対する最小値の比が0.80〜1.0
の範囲にあることで定義し、異方性を有する焼結体とは
上記の比が0.80未満であることで定義する。
げ強さの最小となる方向と最大となる方向との曲げ強さ
を比較した際、最大値に対する最小値の比が0.80〜1.0
の範囲にあることで定義し、異方性を有する焼結体とは
上記の比が0.80未満であることで定義する。
焼成は1400℃以上の非酸化性雰囲気で行う。焼成温度が
1400℃未満では酸素，硼素酸化物、不純物元素を除去す
ることができず、BNを95重量％を超えて含有する高純度
のBN焼結体を得ることが難しい。しかもBN粒同志が直接
結合しにくいので高強度のBN焼結体が得られない。望ま
しくは特に高純度のBN焼結体が得られる1800℃以上、非
酸化性雰囲気で焼成する方が良い。焼成雰囲気はHe,Ar,
N2等の不活性雰囲気及び還元性雰囲気または真空中でも
よい。なお本発明の焼結体を得るための焼成装置の例と
しては、タンマン炉，抵抗加熱炉，高周波炉等が挙げら
れる。
1400℃未満では酸素，硼素酸化物、不純物元素を除去す
ることができず、BNを95重量％を超えて含有する高純度
のBN焼結体を得ることが難しい。しかもBN粒同志が直接
結合しにくいので高強度のBN焼結体が得られない。望ま
しくは特に高純度のBN焼結体が得られる1800℃以上、非
酸化性雰囲気で焼成する方が良い。焼成雰囲気はHe,Ar,
N2等の不活性雰囲気及び還元性雰囲気または真空中でも
よい。なお本発明の焼結体を得るための焼成装置の例と
しては、タンマン炉，抵抗加熱炉，高周波炉等が挙げら
れる。
次に本発明によるBN常圧焼結体について説明する。
BN常圧焼結体はBN純度95重量％を超えて含有する。95重
量％以下ではBN本来の特性である熱伝導性，電気絶縁
性，耐食性等が低下し、好ましくはない。望ましくは上
記特性が十分に発揮される98重量％以上である。焼結体
密度は1.10g/cm3以上である。1.10g/cm3未満では気孔が
多く緻密でないため、曲げ強さ及び熱伝導性が向上せ
ず、放熱板等の用途に適さない。望ましくは曲げ強さ、
熱伝導性が著しく向上する1.60g/cm3以上である。焼結
体のＸＹＺ３軸方向で最大となる方向の曲げ強さは300k
g/cm2以上であることが好ましい。300kg/cm2未満では常
温において構造用部材として締付けた場合等、焼結体に
割れが生じ使用が不可能となるばかりでなく、高温にお
いて反りが発生したり、耐熱衝撃性が低下する等の問題
が生じる。又ＸＹＺ３軸方向での曲げ強さの最小となる
方向と最大となる方向の曲げ強さの値の比が0.80未満の
異方性を有するBN常圧焼結成形体はBN粒子が一定方向に
配向しているため、特定方向の熱伝導性、強度が大であ
るという特徴を有する。
量％以下ではBN本来の特性である熱伝導性，電気絶縁
性，耐食性等が低下し、好ましくはない。望ましくは上
記特性が十分に発揮される98重量％以上である。焼結体
密度は1.10g/cm3以上である。1.10g/cm3未満では気孔が
多く緻密でないため、曲げ強さ及び熱伝導性が向上せ
ず、放熱板等の用途に適さない。望ましくは曲げ強さ、
熱伝導性が著しく向上する1.60g/cm3以上である。焼結
体のＸＹＺ３軸方向で最大となる方向の曲げ強さは300k
g/cm2以上であることが好ましい。300kg/cm2未満では常
温において構造用部材として締付けた場合等、焼結体に
割れが生じ使用が不可能となるばかりでなく、高温にお
いて反りが発生したり、耐熱衝撃性が低下する等の問題
が生じる。又ＸＹＺ３軸方向での曲げ強さの最小となる
方向と最大となる方向の曲げ強さの値の比が0.80未満の
異方性を有するBN常圧焼結成形体はBN粒子が一定方向に
配向しているため、特定方向の熱伝導性、強度が大であ
るという特徴を有する。
本発明のBN常圧焼結体の熱抵抗は0.4℃/W以下、絶縁抵
抗は1010Ω以上（形状20φ×1.17t〔mm〕）であり、放
熱板として優れた特性も有する。しかも純度が高く、耐
湿性も改善されたものである。そのような放熱板として
の良好な性質に加え、焼結前後の寸法変化が殆どなく、
放熱板の形に成形されたものを焼結することにより、そ
のまゝ製品とすることができる。
抗は1010Ω以上（形状20φ×1.17t〔mm〕）であり、放
熱板として優れた特性も有する。しかも純度が高く、耐
湿性も改善されたものである。そのような放熱板として
の良好な性質に加え、焼結前後の寸法変化が殆どなく、
放熱板の形に成形されたものを焼結することにより、そ
のまゝ製品とすることができる。
＜実施例＞ 以下本発明を実施例並びに比較例をもって詳細に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１ BN粉末（電気化学工業株式会社製グレートGP，六方晶，
BN純度99.0％，比表面積６m2/g)７ｇをライカイ機で比
表面積が60m2/gになるまで大気中にて粉砕した後、メタ
ノールで洗浄・乾燥し成形用の粉末を得た。
BN純度99.0％，比表面積６m2/g)７ｇをライカイ機で比
表面積が60m2/gになるまで大気中にて粉砕した後、メタ
ノールで洗浄・乾燥し成形用の粉末を得た。
なお比表面積はBET法にて測定した。
この粉末を2000kg/cm2の圧力で一軸加圧成形した。得ら
れた予備成形体をBN粉末（前記電気化学工業株式会社製
グレートGP）の入った黒鉛容器中に埋め込み、高周波炉
にて2000℃、60分間Ar雰囲気下で焼成した。得られたBN
焼結体について図面に示す様に試片を切り出し、BN純
度，曲げ強さ，熱抵抗，絶縁抵抗を測定した。
れた予備成形体をBN粉末（前記電気化学工業株式会社製
グレートGP）の入った黒鉛容器中に埋め込み、高周波炉
にて2000℃、60分間Ar雰囲気下で焼成した。得られたBN
焼結体について図面に示す様に試片を切り出し、BN純
度，曲げ強さ，熱抵抗，絶縁抵抗を測定した。
実施例２ 実施例１で得た成形用の粉末を用い、焼成温度を1800℃
とした以外は実施例１と同様の方法により実施した。
とした以外は実施例１と同様の方法により実施した。
実施例３ 実施例１で得た成形用の粉末を用い、焼成温度を1400℃
とした以外は実施例１と同様の方法により実施した。
とした以外は実施例１と同様の方法により実施した。
実施例４ 実施例１で用いたBN粉末100gをアトライターで比表面積
が70m2/gになるまでＮ２雰囲気下にて粉砕し、成形用の
粉末を得た。この粉末を用いたこと及び焼成温度を1800
℃とした以外は実施例１と同様の方法により実施した。
が70m2/gになるまでＮ２雰囲気下にて粉砕し、成形用の
粉末を得た。この粉末を用いたこと及び焼成温度を1800
℃とした以外は実施例１と同様の方法により実施した。
実施例５ 実施例１で用いたBN粉末100gをアトライターで比表面積
が15m2/gになるまで大気中にて粉砕した後、メタノール
で洗浄、乾燥して成形用の粉末を得た。この粉末を用い
た事以外は実施例１と同様の方法により実施した。
が15m2/gになるまで大気中にて粉砕した後、メタノール
で洗浄、乾燥して成形用の粉末を得た。この粉末を用い
た事以外は実施例１と同様の方法により実施した。
実施例６ 実施例１で2000kg/cm2の圧力で一軸加圧成形する代わり
に2000kg/cm2の圧力で冷間等方圧成形したこと以外は実
施例１と同様の方法により実施した。
に2000kg/cm2の圧力で冷間等方圧成形したこと以外は実
施例１と同様の方法により実施した。
実施例７ 硼酸とメラニンとを１：１の重量比率で混合し、次にこ
の混合物をアンモニアガス気流中にて1200℃，４時間，
加熱処理してBN純度90％、比表面積50m2/gのBN粉末を得
た。該粉末をＸ線回折した結果、非晶質BNであることが
判った。
の混合物をアンモニアガス気流中にて1200℃，４時間，
加熱処理してBN純度90％、比表面積50m2/gのBN粉末を得
た。該粉末をＸ線回折した結果、非晶質BNであることが
判った。
この粉末７ｇをライカイ機で比表面積が150m2/gになる
まで大気中にて粉砕した後、メタノールで洗浄、乾燥し
て成形用の粉末を得た。この粉末を用いたこと以外は実
施例１と同様の方法により実施した。
まで大気中にて粉砕した後、メタノールで洗浄、乾燥し
て成形用の粉末を得た。この粉末を用いたこと以外は実
施例１と同様の方法により実施した。
実施例８ 実施例７で得た成形用の粉末を用い、焼成温度を1600℃
とした以外は実施例１と同様の方法により実施した。
とした以外は実施例１と同様の方法により実施した。
実施例９ 実施例７で得た合成BN粉末（BN純度90％、比表面積50m2
/g、非晶質）100gを振動ボールミルで比表面積が130m2/
gになるまでAr雰囲気にて粉砕し、成形用の粉末を得
た。
/g、非晶質）100gを振動ボールミルで比表面積が130m2/
gになるまでAr雰囲気にて粉砕し、成形用の粉末を得
た。
この粉末を用い、焼成温度を1800℃としたこと以外は実
施例１と同様の方法により実施した。
施例１と同様の方法により実施した。
実施例10 実施例７で得た成形用の粉末を用い、成形圧力を1000kg
/cm2及び焼成温度を1600℃としたこと以外は実施例１と
同様の方法により実施した。
/cm2及び焼成温度を1600℃としたこと以外は実施例１と
同様の方法により実施した。
比較例１ 実施例７で得た合成BN粉末（BN純度90％、比表面積50m2
/g、非晶質）を、粉砕せずにそのまゝ成形用の粉末とし
て用いたこと以外は実施例１と同様の方法により実施し
た。
/g、非晶質）を、粉砕せずにそのまゝ成形用の粉末とし
て用いたこと以外は実施例１と同様の方法により実施し
た。
比較例２ 実施例１で用いたBN粉末を粉砕せずにそのまゝ成形用の
粉末として用いたこと以外は実施例１と同様の方法によ
り実施した。
粉末として用いたこと以外は実施例１と同様の方法によ
り実施した。
比較例３ 実施例７で得た合成BN粉末（BN純度90％、比表面積50m2
/g、非晶質）７ｇをその２次粒子が解砕されるまでライ
カイ機を用い大気中で粉砕した後メタノールで洗浄、乾
燥して成形用の粉末を得た。
/g、非晶質）７ｇをその２次粒子が解砕されるまでライ
カイ機を用い大気中で粉砕した後メタノールで洗浄、乾
燥して成形用の粉末を得た。
該粉末の平均粒子径は0.5μｍ、比表面積は70m2/gであ
った。この粉末を用い、焼成温度を1600℃としたこと以
外は実施例１と同様の方法により実施した。
った。この粉末を用い、焼成温度を1600℃としたこと以
外は実施例１と同様の方法により実施した。
比較例４ 実施例１で得た成形用の粉末を用い、焼成温度を1200℃
としたこと以外は実施例１と同様の方法により実施し
た。
としたこと以外は実施例１と同様の方法により実施し
た。
以上の実施例１〜10及び比較例１〜４における物性の測
定結果を第１表に示す。又実施例１と実施例６の焼結体
について縦方向及び横方向の曲げ強さと熱伝導率を測定
した。その結果を第２表に示す。
定結果を第１表に示す。又実施例１と実施例６の焼結体
について縦方向及び横方向の曲げ強さと熱伝導率を測定
した。その結果を第２表に示す。
なお、第１，２表に記載したBN焼結体のBN純度及び物性
測定は次の方法により行った。
測定は次の方法により行った。
(1).BN純度…アルカリ融解−中和滴定法 (2).密度…焼結体の寸法により体積を求め、その重量よ
り密度（g/cm3）＝重量(g)/体積(cm3)で算出した。
り密度（g/cm3）＝重量(g)/体積(cm3)で算出した。
(3).常温曲げ強さ…焼結体のＸＹＺ各軸から採取したサ
ンプルをJIS R 1601に準拠して測定した。
ンプルをJIS R 1601に準拠して測定した。
(4).熱抵抗…得られた焼結体の放熱板としての熱伝導性
の評価を以下の方法により行った。
の評価を以下の方法により行った。
20φ×1.17t〔mm〕の形状の焼結体をテフロン枠の中に
組込んだ後、5kg f・cmの締付け力でトランジスタ2SD-37
5とフィンの間にはさみ、ついで電力を印加し、トラン
ジスターとフィンの温度を測定して、その温度差と印加
電力から熱抵抗（℃/W）を算出した。
組込んだ後、5kg f・cmの締付け力でトランジスタ2SD-37
5とフィンの間にはさみ、ついで電力を印加し、トラン
ジスターとフィンの温度を測定して、その温度差と印加
電力から熱抵抗（℃/W）を算出した。
(5).絶縁抵抗…得られた焼結体の放熱板としての電気絶
縁性を評価するため、(4)と同様の形状(20φ×1.17t〔m
m〕)の焼結体について、焼上り後、及び(NH4)2SO4溶液
の入ったデシケータ中に24hr.以上保存・吸湿後の絶縁
抵抗値（Ω）を測定した。
縁性を評価するため、(4)と同様の形状(20φ×1.17t〔m
m〕)の焼結体について、焼上り後、及び(NH4)2SO4溶液
の入ったデシケータ中に24hr.以上保存・吸湿後の絶縁
抵抗値（Ω）を測定した。
(6).熱伝導率…レーザフラッシュ法による。
（発明の効果） 以上説明して来た如く本発明によれば、焼結助剤を用い
ることなく、ＢＮ純度，密度，曲げ強さ，熱伝導性に優
れた常圧焼結体が得られ、従来より切望されていた電気
絶縁性，熱伝導性，耐食性，耐熱衝撃性，潤滑性等のＢ
Ｎ本来の特性に優れた高純度，高強度でなおかつ安価な
ＢＮ焼結体となる。またグリーン成形段階で成形方法を
冷間等方圧成形あるいは一軸加圧成形で行うことによ
り、等方性あるいは異方性を有する上記BN常圧焼結体を
得ることができ、各々の特性が発揮される用途に供する
ことができる。
ることなく、ＢＮ純度，密度，曲げ強さ，熱伝導性に優
れた常圧焼結体が得られ、従来より切望されていた電気
絶縁性，熱伝導性，耐食性，耐熱衝撃性，潤滑性等のＢ
Ｎ本来の特性に優れた高純度，高強度でなおかつ安価な
ＢＮ焼結体となる。またグリーン成形段階で成形方法を
冷間等方圧成形あるいは一軸加圧成形で行うことによ
り、等方性あるいは異方性を有する上記BN常圧焼結体を
得ることができ、各々の特性が発揮される用途に供する
ことができる。
図面は焼結体からの曲げ強度及び熱伝導率測定用サンプ
ルの採取方法を示した図である。 図中、(1)はBN焼結体、(2)は該焼結体のＸＹＺ各軸から
の採取したサンプルのうち、任意の横方向の試片であ
り、(3)は同じく任意の縦方向の試片である。
ルの採取方法を示した図である。 図中、(1)はBN焼結体、(2)は該焼結体のＸＹＺ各軸から
の採取したサンプルのうち、任意の横方向の試片であ
り、(3)は同じく任意の縦方向の試片である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 一太郎 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１ 九 州工業技術試験所内 (72)発明者 原田 洋 福岡県大牟田市新開町１番地 電気化学工 業株式会社大牟田工場内 (72)発明者 安永 広秋 福岡県大牟田市新開町１番地 電気化学工 業株式会社大牟田工場内 (72)発明者 西川 洋 福岡県大牟田市新開町１番地 電気化学工 業株式会社大牟田工場内 審査官 井出 隆一 (56)参考文献 特開 昭61−178470（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−65767（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−45177（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】窒化硼素粉末をその比表面積が元の２倍以
上になるまで粉砕し、次いで該粉砕後の粉末を成形し、
それを1400℃以上、非酸化性雰囲気で常圧焼結して得ら
れたものであって、窒化硼素を95重量％を越えて含有
し、密度1.10g/cm3以上、曲げ強さ300kg/cm2以上である
ことを特徴とする窒化硼素常圧焼結体。 - 【請求項２】ＸＹＺ３軸方向で最小となる方向の曲げ強
さと最大となる方向の曲げ強さの比が、0.80未満である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の窒化硼素
常圧焼結体。 - 【請求項３】ＸＹＺ３軸方向で最小となる方向の曲げ強
さと最大となる方向の曲げ強さの比が、0.80以上である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の窒化硼素
常圧焼結体。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62218347A JPH0617270B2 (ja) | 1987-04-01 | 1987-08-31 | 窒化硼素常圧焼結体 |
| PCT/JP1988/000339 WO1988007504A1 (en) | 1987-04-01 | 1988-04-01 | Boron nitride molding sintered under ordinary pressure |
| DE19883890199 DE3890199T1 (de) | 1987-04-01 | 1988-04-01 | Drucklos gesinterter bornitridkoerper |
| DE3890199A DE3890199C2 (ja) | 1987-04-01 | 1988-04-01 | |
| US07/501,318 US5063184A (en) | 1987-04-01 | 1990-03-27 | Pressureless sintered body of boron nitride |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-82097 | 1987-04-01 | ||
| JP8209787 | 1987-04-01 | ||
| JP62218347A JPH0617270B2 (ja) | 1987-04-01 | 1987-08-31 | 窒化硼素常圧焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH029763A JPH029763A (ja) | 1990-01-12 |
| JPH0617270B2 true JPH0617270B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=26423122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62218347A Expired - Lifetime JPH0617270B2 (ja) | 1987-04-01 | 1987-08-31 | 窒化硼素常圧焼結体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5063184A (ja) |
| JP (1) | JPH0617270B2 (ja) |
| DE (1) | DE3890199C2 (ja) |
| WO (1) | WO1988007504A1 (ja) |
Cited By (1)
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| JP5759192B2 (ja) * | 2010-01-29 | 2015-08-05 | 日東電工株式会社 | バックライトおよび液晶表示装置 |
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| EP2791228B1 (en) | 2011-12-16 | 2018-04-25 | Ticona LLC | Boron-containing nucleating agent for polyphenylene sulfide |
| WO2013090171A1 (en) | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Ticona Llc | Nucleating system for polyarylene sulfide compositions |
| WO2013090168A1 (en) | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Ticona Llc | Injection molding of polyarylene sulfide compositions |
| DE102013224308B4 (de) * | 2013-11-27 | 2017-02-02 | Kennametal Inc. | Gesinterter Bornitrid-Körper sowie Verfahren zum Herstellen eines gesinterten Bornitrid-Körpers |
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| DE2643930C3 (de) * | 1976-09-29 | 1980-05-22 | Moskovskij Chimiko-Technologitscheskij Institut Imeni D.I. Mendeleeva, Moskau | Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen aus hexagonalem Bornitrid |
| US4188194A (en) * | 1976-10-29 | 1980-02-12 | General Electric Company | Direct conversion process for making cubic boron nitride from pyrolytic boron nitride |
| DE3201563A1 (de) * | 1982-01-20 | 1983-07-28 | Elektroschmelzwerk Kempten GmbH, 8000 München | Dichte formkoerper aus polykristallinem, hexagonalem bornitrid und verfahren zu ihrer herstellung durch isostatisches heisspressen |
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1987
- 1987-08-31 JP JP62218347A patent/JPH0617270B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-04-01 DE DE3890199A patent/DE3890199C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-01 WO PCT/JP1988/000339 patent/WO1988007504A1/ja active Application Filing
-
1990
- 1990-03-27 US US07/501,318 patent/US5063184A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3890199C2 (ja) | 1990-10-18 |
| US5063184A (en) | 1991-11-05 |
| JPH029763A (ja) | 1990-01-12 |
| WO1988007504A1 (en) | 1988-10-06 |
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