JPH0781911A - アルミナの炭窒化による窒化アルミニウムの連続製造方法 - Google Patents
アルミナの炭窒化による窒化アルミニウムの連続製造方法Info
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- JPH0781911A JPH0781911A JP6247157A JP24715794A JPH0781911A JP H0781911 A JPH0781911 A JP H0781911A JP 6247157 A JP6247157 A JP 6247157A JP 24715794 A JP24715794 A JP 24715794A JP H0781911 A JPH0781911 A JP H0781911A
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- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/14—Pore volume
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミナと、炭素と、窒素とから炭窒化反応
によって窒化アルミニウムを連続的に製造する方法。 【構成】 反応を少なくとも１つの導管からなる反応器
で行い、反応器の反応区域の交換面積／容積の比を５〜
150 ｍ-1、好ましくは10〜50ｍ-1にする。
によって窒化アルミニウムを連続的に製造する方法。 【構成】 反応を少なくとも１つの導管からなる反応器
で行い、反応器の反応区域の交換面積／容積の比を５〜
150 ｍ-1、好ましくは10〜50ｍ-1にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミナの炭窒化による
窒化アルミニウムの連続製造方法に関するものである。
窒化アルミニウムの連続製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】カレントベッド反応器を用いてアルミナ
を炭化窒化して窒化アルミニウムを製造する方法は公知
である（例えば、欧州特許出願公開第 0,266,927号、特
開昭63−297205号、英国特許第87.00208号を参照）。反
応を回転炉で行う方法も提案されている（例えば、特開
昭62−278109号、特開昭62− 20030号、特開昭61− 746
35号を参照) 。可動バケットまたは固定バケットを備え
た鉛直炉内で窒化アルミニウムを製造する方法も提案さ
れている（例えば、欧州特許出願公開第 0,272,377号
(前者)、日本国特許第 1,290,562号(後者)を参照）。
を炭化窒化して窒化アルミニウムを製造する方法は公知
である（例えば、欧州特許出願公開第 0,266,927号、特
開昭63−297205号、英国特許第87.00208号を参照）。反
応を回転炉で行う方法も提案されている（例えば、特開
昭62−278109号、特開昭62− 20030号、特開昭61− 746
35号を参照) 。可動バケットまたは固定バケットを備え
た鉛直炉内で窒化アルミニウムを製造する方法も提案さ
れている（例えば、欧州特許出願公開第 0,272,377号
(前者)、日本国特許第 1,290,562号(後者)を参照）。
【０００３】これらの方法には多くの欠点がある。先
ず、これらの方法に共通の欠点は反応器の有効容積が小
さく、そのため、一定の製造能力および生産性しかない
点である。また、炉内での反応物の滞留時間の分布が広
いため、得られる製品が一般に不均質になるという欠点
がある。この欠点は回転炉および連続運転式のカレント
ベッド反応器の場合に特に見られる。
ず、これらの方法に共通の欠点は反応器の有効容積が小
さく、そのため、一定の製造能力および生産性しかない
点である。また、炉内での反応物の滞留時間の分布が広
いため、得られる製品が一般に不均質になるという欠点
がある。この欠点は回転炉および連続運転式のカレント
ベッド反応器の場合に特に見られる。
【０００４】系統的反応器(reacteur methodique) すな
わち連続運転されるカレントベッド反応器で反応を行う
方法も提案されている（欧州特許出願公開第 0,519,806
号、国際公開第ＷＯ92 /16467 号を参照）。この方法を
用いると１時間当たり約１kg〜数キログラムの窒化アル
ミニウムを製造することができる。しかし、この反応器
の生産性はまだ十分ではない。当然ながら、製造を高レ
ベルに維持し且つ製品の均質性を高く維持したままプラ
ントの生産性を高くする必要がある。
わち連続運転されるカレントベッド反応器で反応を行う
方法も提案されている（欧州特許出願公開第 0,519,806
号、国際公開第ＷＯ92 /16467 号を参照）。この方法を
用いると１時間当たり約１kg〜数キログラムの窒化アル
ミニウムを製造することができる。しかし、この反応器
の生産性はまだ十分ではない。当然ながら、製造を高レ
ベルに維持し且つ製品の均質性を高く維持したままプラ
ントの生産性を高くする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アル
ミナの炭窒化による窒化アルミニウムの製造方法におい
て、製品の均質性を高く維持したまま反応器の生産性を
高くすることにある。
ミナの炭窒化による窒化アルミニウムの製造方法におい
て、製品の均質性を高く維持したまま反応器の生産性を
高くすることにある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミナ
と、炭素と、窒素とから炭窒化反応によって窒化アルミ
ニウムを連続的に製造する方法において、反応を少なく
とも１つの導管からなる反応器で行い、反応器の反応区
域の交換面積／容積の比を５〜150 ｍ-1の範囲にするこ
と点に特徴がある。上記の比は10〜50ｍ-1の範囲にする
のが好ましい。「反応区域」とはアルミナの炭窒化反応
を起こすことができる温度を有する反応器の区域を意味
し、この温度は一般に 1,350〜2,000 ℃である。「交換
面積」とはこの反応区域の導管の内壁の面積を意味す
る。
と、炭素と、窒素とから炭窒化反応によって窒化アルミ
ニウムを連続的に製造する方法において、反応を少なく
とも１つの導管からなる反応器で行い、反応器の反応区
域の交換面積／容積の比を５〜150 ｍ-1の範囲にするこ
と点に特徴がある。上記の比は10〜50ｍ-1の範囲にする
のが好ましい。「反応区域」とはアルミナの炭窒化反応
を起こすことができる温度を有する反応器の区域を意味
し、この温度は一般に 1,350〜2,000 ℃である。「交換
面積」とはこの反応区域の導管の内壁の面積を意味す
る。
【０００７】本発明方法を実施する第１の方法では、ア
ルミナと、炭素と、窒素との間の反応が連続供給で連続
的に運転される反応器で行われる。本発明の別の好まし
い方法では、アルミナと、炭素と、窒素との間の反応が
カレントベッド反応器で行われる。
ルミナと、炭素と、窒素との間の反応が連続供給で連続
的に運転される反応器で行われる。本発明の別の好まし
い方法では、アルミナと、炭素と、窒素との間の反応が
カレントベッド反応器で行われる。
【０００８】第１の実施方法では連続供給運転される反
応器が使用され、この反応器は一般にグラファイトで作
られたほぼ鉛直な少なくとも１本の直線状の導管で構成
される。この反応器には顆粒が供給される。この顆粒は
アルミナと炭素との混合物からなるペースト、好ましく
はこのペーストの顆粒化を容易にするためのバインダー
を含むペーストを成形して得られる。このバインダーを
炭素原料の一部とすることもできる。
応器が使用され、この反応器は一般にグラファイトで作
られたほぼ鉛直な少なくとも１本の直線状の導管で構成
される。この反応器には顆粒が供給される。この顆粒は
アルミナと炭素との混合物からなるペースト、好ましく
はこのペーストの顆粒化を容易にするためのバインダー
を含むペーストを成形して得られる。このバインダーを
炭素原料の一部とすることもできる。
【０００９】「バインダー」とは本発明方法で定義の機
械的強度を顆粒に付与することが可能な任意の化合物を
意味する。一般に、この機械的強度は破壊強度(resista
ncea l'ecrasement) と磨耗損失(perte a l'attrition)
とを測定して求める。熱分解時に炭素を生じる熱硬化
性樹脂のバインダーを用いた時には、顆粒に十分な機械
的強度と十分な多孔度とが同時に与えられるように炭素
と熱硬化性樹脂との量を調節する。
械的強度を顆粒に付与することが可能な任意の化合物を
意味する。一般に、この機械的強度は破壊強度(resista
ncea l'ecrasement) と磨耗損失(perte a l'attrition)
とを測定して求める。熱分解時に炭素を生じる熱硬化
性樹脂のバインダーを用いた時には、顆粒に十分な機械
的強度と十分な多孔度とが同時に与えられるように炭素
と熱硬化性樹脂との量を調節する。
【００１０】カーボンブラックは炭窒化速度に好都合な
孔容積を与え、熱硬化性樹脂は顆粒を結合させる役目を
する。熱硬化性樹脂はフェノール−ホルムアルデヒド樹
脂水溶液の中から選択するのが好ましいが、当然なが
ら、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂
等のその他の樹脂を用いることもできる。カーボンブラ
ックは平均粒径が 0.5〜10μｍ、好ましくは１〜５μｍ
で且つ孔容積が0.3cm3／ｇ以上の広範囲のカーボンブラ
ックの中から選択することができる。例としては孔容積
が10 cm3／ｇまでのアセチレンブラックを挙げることが
できる。
孔容積を与え、熱硬化性樹脂は顆粒を結合させる役目を
する。熱硬化性樹脂はフェノール−ホルムアルデヒド樹
脂水溶液の中から選択するのが好ましいが、当然なが
ら、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂
等のその他の樹脂を用いることもできる。カーボンブラ
ックは平均粒径が 0.5〜10μｍ、好ましくは１〜５μｍ
で且つ孔容積が0.3cm3／ｇ以上の広範囲のカーボンブラ
ックの中から選択することができる。例としては孔容積
が10 cm3／ｇまでのアセチレンブラックを挙げることが
できる。
【００１１】アルミナは高純度アルミナを選択するのが
好ましく、その粒径はカーボンブラックの粒径とほぼ同
じ大きさにするのが推奨される。ペースト（及び顆粒）
の調製のためおよび均質化のために、分散剤、例えばポ
リアクリレートアンモニウム塩型の分散剤を用いるのが
好ましい。通常、顆粒の調製時に、総炭素量すなわち原
料として加えた炭素と熱硬化性樹脂から生じる炭素との
総炭素量が炭窒化反応の理論量（比Ｃ／Al2Ｏ3＝３）に
等しくなるか、それよりも大きくなるようにする。この
過剰量は 100％にすることができるが、好ましくは０〜
50％の範囲である。
好ましく、その粒径はカーボンブラックの粒径とほぼ同
じ大きさにするのが推奨される。ペースト（及び顆粒）
の調製のためおよび均質化のために、分散剤、例えばポ
リアクリレートアンモニウム塩型の分散剤を用いるのが
好ましい。通常、顆粒の調製時に、総炭素量すなわち原
料として加えた炭素と熱硬化性樹脂から生じる炭素との
総炭素量が炭窒化反応の理論量（比Ｃ／Al2Ｏ3＝３）に
等しくなるか、それよりも大きくなるようにする。この
過剰量は 100％にすることができるが、好ましくは０〜
50％の範囲である。
【００１２】供給する顆粒の破壊強度（「バルク破壊強
度」−シェル(Shell) 法で測定される）とは一般に 0.2
〜３ＭPaであり、磨耗損失は一般に15％以下である。
「磨耗損失」量は顆粒25ｇを円筒形の密閉金属管（内径
36mm、長さ 305mm）に入れ、この管を回転支持部材に固
定（回転支持部材の回転軸線がこの管の長さ方向の中心
を通るようにする）する方法で測定する。回転速度 25
rpm で１時間処理した後に得られる固体を篩分け（425
μｍの格子）し、篩を通った微粒子を回収して重量を測
定する。磨耗損失量は〔式１〕で表される：
度」−シェル(Shell) 法で測定される）とは一般に 0.2
〜３ＭPaであり、磨耗損失は一般に15％以下である。
「磨耗損失」量は顆粒25ｇを円筒形の密閉金属管（内径
36mm、長さ 305mm）に入れ、この管を回転支持部材に固
定（回転支持部材の回転軸線がこの管の長さ方向の中心
を通るようにする）する方法で測定する。回転速度 25
rpm で１時間処理した後に得られる固体を篩分け（425
μｍの格子）し、篩を通った微粒子を回収して重量を測
定する。磨耗損失量は〔式１〕で表される：
【００１３】
【式１】 Ａ％＝（Ｐ２／Ｐ１）×100 （ここで、Ａ％は磨耗損失を示し、Ｐ１は顆粒の初期重
量を表し、Ｐ２は得られた微粒子の重量を表す）
量を表し、Ｐ２は得られた微粒子の重量を表す）
【００１４】原料装填物の窒素パーコレーション(perco
lation) は反応器の導管の底部へ窒素ガスを連続的に導
入して行う。反応器の導管の頭部は廃棄ガスマニホール
ドに接続されている。この廃棄ガスは主として過剰なＣ
ＯとＮ2 とで構成され、焼却炉の底へ送ることができ
る。
lation) は反応器の導管の底部へ窒素ガスを連続的に導
入して行う。反応器の導管の頭部は廃棄ガスマニホール
ドに接続されている。この廃棄ガスは主として過剰なＣ
ＯとＮ2 とで構成され、焼却炉の底へ送ることができ
る。
【００１５】炭窒化反応が完了するのに十分な反応時間
の後に顆粒を冷却し、回収する。この顆粒は過剰な炭素
を含むことがある（AlＮ＋Ｃ）が、残留α−Al2Ｏ3の含
有量は一般にAlＮに対して0.5 ％未満である（Ｘ線回折
で測定）。反応時間は例えば0.5 〜25時間の範囲で変え
ることができる。過剰な炭素は酸素を含むガスで、好ま
しくは700 ℃以下の温度で燃焼して除去することができ
る。
の後に顆粒を冷却し、回収する。この顆粒は過剰な炭素
を含むことがある（AlＮ＋Ｃ）が、残留α−Al2Ｏ3の含
有量は一般にAlＮに対して0.5 ％未満である（Ｘ線回折
で測定）。反応時間は例えば0.5 〜25時間の範囲で変え
ることができる。過剰な炭素は酸素を含むガスで、好ま
しくは700 ℃以下の温度で燃焼して除去することができ
る。
【００１６】最後に、純粋な窒化アルミニウムを粉砕チ
ャンバ（汚染を防止するために例えばエラストマーで被
覆するのが好ましい）を有するエアージェットミルでバ
ラバラに(disagglomere)する。上記方法で得られる窒化
アルミニウム粉末は残留α−Al2Ｏ3の含有量が 0.5重量
％以下（AlＮに対して）のAlＮからなる平均粒径が 0.5
〜５μｍの粒子で、そのＢＥＴ比表面積は一般に少なく
とも２ｍ2／ｇであり、場合によっては５ｍ2／ｇにな
る。
ャンバ（汚染を防止するために例えばエラストマーで被
覆するのが好ましい）を有するエアージェットミルでバ
ラバラに(disagglomere)する。上記方法で得られる窒化
アルミニウム粉末は残留α−Al2Ｏ3の含有量が 0.5重量
％以下（AlＮに対して）のAlＮからなる平均粒径が 0.5
〜５μｍの粒子で、そのＢＥＴ比表面積は一般に少なく
とも２ｍ2／ｇであり、場合によっては５ｍ2／ｇにな
る。
【００１７】第２の方法を用いるのが好ましいが、この
方法ではカレントベッド式反応器で本発明方法を実施す
る。「カレントベッド(lit coulant) 、流れ床」とは従
来と同じ意味を有し、ピストン流型反応器を意味してい
る。
方法ではカレントベッド式反応器で本発明方法を実施す
る。「カレントベッド(lit coulant) 、流れ床」とは従
来と同じ意味を有し、ピストン流型反応器を意味してい
る。
【００１８】より正確には、本発明方法では、アルミナ
と、炭素と、窒素との間の反応を一定の供給速度で運転
されるカレントベッド式反応器で反応物が均一且つ一定
の滞留時間となり、各粒子の周りに所定レベルのガス相
の均一な組成ができ且つ強力な物質移動と熱交換とがで
きる条件下で原料装填物をパーコレーションしながら行
う。この方法では供給速度を一定にするために、例えば
カレントベッドの底部に設けた重量測定装置または容積
測定装置を用いて連続的に抜き出し、一定断面積のスリ
ーブ(virole)中を装填物をピストンフローで流すことが
できる。
と、炭素と、窒素との間の反応を一定の供給速度で運転
されるカレントベッド式反応器で反応物が均一且つ一定
の滞留時間となり、各粒子の周りに所定レベルのガス相
の均一な組成ができ且つ強力な物質移動と熱交換とがで
きる条件下で原料装填物をパーコレーションしながら行
う。この方法では供給速度を一定にするために、例えば
カレントベッドの底部に設けた重量測定装置または容積
測定装置を用いて連続的に抜き出し、一定断面積のスリ
ーブ(virole)中を装填物をピストンフローで流すことが
できる。
【００１９】本発明方法では、反応器としてどのような
形式のものを選択した場合でも、その反応器は少なくと
も下記機能を有していなければならない： 1) 出発原料の顆粒（成形原料）を熱ガスで加熱する機
能すなわち熱交換器としての機能 2) 炭窒化反応器の機能 3) 反応器に入る窒素を炉の加熱区域から出た顆粒と接
触させて加熱する機能
形式のものを選択した場合でも、その反応器は少なくと
も下記機能を有していなければならない： 1) 出発原料の顆粒（成形原料）を熱ガスで加熱する機
能すなわち熱交換器としての機能 2) 炭窒化反応器の機能 3) 反応器に入る窒素を炉の加熱区域から出た顆粒と接
触させて加熱する機能
【００２０】一般に、反応器は単一の導管で構成され、
この導管の全部または一部が反応区域を構成する。反応
区域の導管の横断面は規則的な形状または任意の形状を
有することができる。規則的な形状の例としては円、楕
円、環、直線状または曲線状の多角形および対称軸を有
する幾何学形状が挙げられる。円形横断面を有する導管
を用いるのが好ましい。上記形状の横断面を有する同一
または互いに異なる複数の導管を反応区域に設けること
もできる。
この導管の全部または一部が反応区域を構成する。反応
区域の導管の横断面は規則的な形状または任意の形状を
有することができる。規則的な形状の例としては円、楕
円、環、直線状または曲線状の多角形および対称軸を有
する幾何学形状が挙げられる。円形横断面を有する導管
を用いるのが好ましい。上記形状の横断面を有する同一
または互いに異なる複数の導管を反応区域に設けること
もできる。
【００２１】反応区域に複数の導管を設けた場合の反応
器の内側の各導管の配置は規則的でも不規則でもよい。
一般には、例えば各導管の中心が１つの円または反応器
の中心と同心な複数の円上に位置するように配置する
か、寸法の異なる環の場合（図１）には同心状に各導管
を配置する。好ましくは各導管の中心を反応器の中心と
同心な円上に配置する。
器の内側の各導管の配置は規則的でも不規則でもよい。
一般には、例えば各導管の中心が１つの円または反応器
の中心と同心な複数の円上に位置するように配置する
か、寸法の異なる環の場合（図１）には同心状に各導管
を配置する。好ましくは各導管の中心を反応器の中心と
同心な円上に配置する。
【００２２】各導管の間の空間は一般に熱伝導材料、例
えばグラファイト、タングステン、モリブデンで作ら
れ、好ましくは導管を形成する材料と同じ材料、通常は
グラファイトで作る。反応区域が複数の導管で構成され
る時には、反応区域に隣接した窒素加熱区域は単一の導
管で作ることもできるが、一般には形状および／または
寸法が互いに異なる１つまたは複数の導管で作ることも
できる。
えばグラファイト、タングステン、モリブデンで作ら
れ、好ましくは導管を形成する材料と同じ材料、通常は
グラファイトで作る。反応区域が複数の導管で構成され
る時には、反応区域に隣接した窒素加熱区域は単一の導
管で作ることもできるが、一般には形状および／または
寸法が互いに異なる１つまたは複数の導管で作ることも
できる。
【００２３】反応器の底部は一般に窒素供給孔を有する
截頭円錐台形のシェルと連通し、このシェルの底部には
重量測定用に顆粒を連続的に抜き出すことが可能な密封
定容測定装置が設けられている。反応器に連続的に供給
される新しい顆粒の高さは充填レベルを一定にするセン
サー（反応器の頭部に配置される）で一定に維持され
る。
截頭円錐台形のシェルと連通し、このシェルの底部には
重量測定用に顆粒を連続的に抜き出すことが可能な密封
定容測定装置が設けられている。反応器に連続的に供給
される新しい顆粒の高さは充填レベルを一定にするセン
サー（反応器の頭部に配置される）で一定に維持され
る。
【００２４】炭窒化済みの熱い顆粒は反応器の底部へ向
かって移動する間に連続的に導入される窒素によって徐
々に冷却され、冷却された顆粒が上記の密封定容測定装
置を介して抜き出される。冷却後の顆粒は過剰な炭素を
含む場合もある(AlＮ＋Ｃ) が、残留α−Al2Ｏ3の含有
量はAlＮに対して 0.5％以下である（Ｘ線回折測定）。
過剰な炭素は酸素を含むガスで、好ましくは 700℃以下
の温度で燃焼によって除去することができる。
かって移動する間に連続的に導入される窒素によって徐
々に冷却され、冷却された顆粒が上記の密封定容測定装
置を介して抜き出される。冷却後の顆粒は過剰な炭素を
含む場合もある(AlＮ＋Ｃ) が、残留α−Al2Ｏ3の含有
量はAlＮに対して 0.5％以下である（Ｘ線回折測定）。
過剰な炭素は酸素を含むガスで、好ましくは 700℃以下
の温度で燃焼によって除去することができる。
【００２５】最後に、得られた純粋な窒化アルミニウム
を粉砕チャンバを備えたエアジェットミル（汚染を防ぐ
ために例えばエラストマーで被覆するのが好ましい）で
粉砕する。上記本発明方法で得られる窒化アルミニウム
粉末は平均粒径が 0.5〜５μｍの粒子で、残留α−Al2
Ｏ3の含有量が 0.5重量％以下（AlＮに対して）のAlＮ
で構成され、ＢＥＴ比表面積は少なくとも２ｍ2／ｇで
あり、５ｍ2／ｇになることもある。以下、本発明の実
施例を説明する。
を粉砕チャンバを備えたエアジェットミル（汚染を防ぐ
ために例えばエラストマーで被覆するのが好ましい）で
粉砕する。上記本発明方法で得られる窒化アルミニウム
粉末は平均粒径が 0.5〜５μｍの粒子で、残留α−Al2
Ｏ3の含有量が 0.5重量％以下（AlＮに対して）のAlＮ
で構成され、ＢＥＴ比表面積は少なくとも２ｍ2／ｇで
あり、５ｍ2／ｇになることもある。以下、本発明の実
施例を説明する。
【００２６】
【実施例】実施例１ 550 重量部の細かく粉砕した高純度アルミナ（平均粒
径：１μｍ−ＡＳＴＭＣ678規格、孔容積：0.76cm3／
ｇ）と、182 重量部のアセチレンブラック（平均粒径：
２〜３μｍ、孔容積：7.0cm3／ｇ）と、257 重量部のフ
ェノール−ホルムアルデヒド水溶液（濃度は約60％）
と、11重量部のポリアクリルレートアンモニウム分散剤
とを混合する。得られた混合物をアルミナの白色粒子が
消えるまでアルミナ被覆した混練機で処理する。得られ
たペーストを押出プレスへ送り、押出プレスの直径３mm
の押出孔の出口でカッターで長さ６mmの棒状体に切断す
る。
径：１μｍ−ＡＳＴＭＣ678規格、孔容積：0.76cm3／
ｇ）と、182 重量部のアセチレンブラック（平均粒径：
２〜３μｍ、孔容積：7.0cm3／ｇ）と、257 重量部のフ
ェノール−ホルムアルデヒド水溶液（濃度は約60％）
と、11重量部のポリアクリルレートアンモニウム分散剤
とを混合する。得られた混合物をアルミナの白色粒子が
消えるまでアルミナ被覆した混練機で処理する。得られ
たペーストを押出プレスへ送り、押出プレスの直径３mm
の押出孔の出口でカッターで長さ６mmの棒状体に切断す
る。
【００２７】得られた顆粒を通気オーブン内で150 ℃で
乾燥させる（重量損失10.8％）と、下記重量組成とな
る： アルミナ 61.6％ 炭素 20.4％ 樹脂 17.5％ 分散剤 0.5％ 顆粒の破壊強度は 2.8ＭPaであり、磨耗損失は 2.2％で
ある。
乾燥させる（重量損失10.8％）と、下記重量組成とな
る： アルミナ 61.6％ 炭素 20.4％ 樹脂 17.5％ 分散剤 0.5％ 顆粒の破壊強度は 2.8ＭPaであり、磨耗損失は 2.2％で
ある。
【００２８】顆粒を連続運転されるカレントベッド式の
グラファイト反応器へ供給する。この反応器は円筒形の
導管で構成され、反応区域の内径は300mm で、交換面積
／容積の比は 13 ｍ-1である。顆粒の供給速度は4.2 kg
／時である。反応器の底部から窒素を流速16kg／時で供
給する。反応区域の外壁温度は 1,450〜1,700 ℃であ
り、反応区域内の滞留時間は約12時間である。炭窒化さ
れて反応区域から出て、冷却された顆粒は2.40kg／時の
速度で抜き出される（これは 100％窒化アルミニウム2.
04kg／時に対応する）。この条件での反応器の生産性は
100％窒化アルミニウムが１時間当たり反応区域１リッ
トル当たり0.0412kgできることに相当する。
グラファイト反応器へ供給する。この反応器は円筒形の
導管で構成され、反応区域の内径は300mm で、交換面積
／容積の比は 13 ｍ-1である。顆粒の供給速度は4.2 kg
／時である。反応器の底部から窒素を流速16kg／時で供
給する。反応区域の外壁温度は 1,450〜1,700 ℃であ
り、反応区域内の滞留時間は約12時間である。炭窒化さ
れて反応区域から出て、冷却された顆粒は2.40kg／時の
速度で抜き出される（これは 100％窒化アルミニウム2.
04kg／時に対応する）。この条件での反応器の生産性は
100％窒化アルミニウムが１時間当たり反応区域１リッ
トル当たり0.0412kgできることに相当する。
【００２９】顆粒を取ってインコネル皿上に約１cmの厚
さの層に広げた後、断続電気加熱炉に入れ、空気を循環
させて温度を 650±５℃に維持する。この温度に８時間
維持する。重量損失は約12.5％である。この処理後の残
留遊離炭素の含有量は700ppm以下であり、酸素含有量は
１％未満である。こうして得られた窒化アルミニウムを
エラストマーでライニングされたエアジェットミルで粉
砕する。最終的な窒化アルミニウムの平均粒径は１μｍ
であり、この窒化アルミニウムのＢＥＴ比表面積は４ｍ
2／ｇである。
さの層に広げた後、断続電気加熱炉に入れ、空気を循環
させて温度を 650±５℃に維持する。この温度に８時間
維持する。重量損失は約12.5％である。この処理後の残
留遊離炭素の含有量は700ppm以下であり、酸素含有量は
１％未満である。こうして得られた窒化アルミニウムを
エラストマーでライニングされたエアジェットミルで粉
砕する。最終的な窒化アルミニウムの平均粒径は１μｍ
であり、この窒化アルミニウムのＢＥＴ比表面積は４ｍ
2／ｇである。
【００３０】実施例２ 直径が 300mmの円の内部に含まれる横断面が円形の反応
区域を有する４つの導管で構成された反応器を用いて実
施例１の条件で運転した。各導管の直径は 110mmで、交
換面積／容積の比は36ｍ-1である。顆粒の供給速度は4.
05kg／時である。反応器の底部から流速24kg／時で窒素
を供給する。反応区域内の滞留時間は約７時間である。
炭窒化されて反応区域から出て、冷却された顆粒は 2.3
kg／時の速度で抜き出される（これは 100％窒化アルミ
ニウム 2.0kg／時に対応する）。この条件での反応器の
生産性は 100％窒化アルミニウムが１時間当たり反応区
域１リットル当たり 0.075kg生じることに相当する。
区域を有する４つの導管で構成された反応器を用いて実
施例１の条件で運転した。各導管の直径は 110mmで、交
換面積／容積の比は36ｍ-1である。顆粒の供給速度は4.
05kg／時である。反応器の底部から流速24kg／時で窒素
を供給する。反応区域内の滞留時間は約７時間である。
炭窒化されて反応区域から出て、冷却された顆粒は 2.3
kg／時の速度で抜き出される（これは 100％窒化アルミ
ニウム 2.0kg／時に対応する）。この条件での反応器の
生産性は 100％窒化アルミニウムが１時間当たり反応区
域１リットル当たり 0.075kg生じることに相当する。
【００３１】実施例３（比較例） 直径が 800mmの横断面が円形の反応区域を有する導管で
構成されたグラファイトの反応器を用いて実施例１の条
件で運転した。この交換面積／容積比は５ｍ-1に相当す
る。窒素の供給速度は20kg／時である。顆粒の供給速度
は５kg／時であり、これは 100％窒化アルミニウム 2.5
kg／時に相当する。反応区域内の滞留時間は、約90時間
である。この条件での反応器の生産性は 100％窒化アル
ミニウムが１時間当たり反応区域１リットル当たり 0.0
07kg生じることに相当する。
構成されたグラファイトの反応器を用いて実施例１の条
件で運転した。この交換面積／容積比は５ｍ-1に相当す
る。窒素の供給速度は20kg／時である。顆粒の供給速度
は５kg／時であり、これは 100％窒化アルミニウム 2.5
kg／時に相当する。反応区域内の滞留時間は、約90時間
である。この条件での反応器の生産性は 100％窒化アル
ミニウムが１時間当たり反応区域１リットル当たり 0.0
07kg生じることに相当する。
【００３２】実施例４ 連続供給で連続運転される反応器の反応区域で実施例１
の条件でアルミナの炭窒化を行った。１回のシーケンス
で顆粒45kgを反応器の反応区域へ導入する。反応区域の
外壁の温度は 1,500℃である。反応区域内の滞留時間は
約23時間である。炭窒化反応の終了後に顆粒を抜き出
し、反応区域へ新しい顆粒を供給する。この抜出し−供
給動作を約１時間続けたが、反応区域の外壁の温度は約
1,500℃で一定に維持した。この条件での反応器の生産
性は 100％窒化アルミニウムが１時間当たり反応区域１
リットル当たり 0.023kg生じることに相当する。
の条件でアルミナの炭窒化を行った。１回のシーケンス
で顆粒45kgを反応器の反応区域へ導入する。反応区域の
外壁の温度は 1,500℃である。反応区域内の滞留時間は
約23時間である。炭窒化反応の終了後に顆粒を抜き出
し、反応区域へ新しい顆粒を供給する。この抜出し−供
給動作を約１時間続けたが、反応区域の外壁の温度は約
1,500℃で一定に維持した。この条件での反応器の生産
性は 100％窒化アルミニウムが１時間当たり反応区域１
リットル当たり 0.023kg生じることに相当する。
【図１】 反応区域に複数の導管を有する反応器の内部
の各導管の配置を示す３つの概念的断面図。
の各導管の配置を示す３つの概念的断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン−ピエール ディッソン フランス国 69390 ヴェルネゾン ルゥ ト デコンダミヌ 364 (72)発明者 ロラン バシュラル フランス国 69007 リヨン グラン リ ュ ドゥ ラ ギロティエール 99
Claims (6)
- 【請求項１】 アルミナと、炭素と、窒素とから炭窒化
反応によって窒化アルミニウムを連続的に製造する方法
において、反応を少なくとも１つの導管からなる反応器
で行い、反応器の反応区域の交換面積／容積の比を５〜
150 ｍ-1にすることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 交換面積／容積の比を10〜50ｍ-1にする
請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 導管の横断面形状を円、楕円、環、規則
的または不規則な直線または曲線状多角形および対称軸
を有する幾何学形状の中から選択される形状にする請求
項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 バインダーを用いてアルミナおよび炭素
を破壊強度が 0.2〜３ＭPaで、磨耗損失が15％以下の顆
粒状にする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 連続供給で運転される反応器を用いる請
求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 カレントベッド式反応器が用いる請求項
１〜５のいずれか一項に記載の方法。
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|---|---|---|---|
| FR9311114 | 1993-09-17 | ||
| FR9311114A FR2710048B1 (fr) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | Procédé de préparation en continu de nitrure d'aluminium par carbonitruration d'alumine. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781911A true JPH0781911A (ja) | 1995-03-28 |
| JP2556459B2 JP2556459B2 (ja) | 1996-11-20 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6247157A Expired - Fee Related JP2556459B2 (ja) | 1993-09-17 | 1994-09-14 | アルミナの炭窒化による窒化アルミニウムの連続製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5538705A (ja) |
| EP (1) | EP0644154B1 (ja) |
| JP (1) | JP2556459B2 (ja) |
| KR (1) | KR970005185B1 (ja) |
| CN (1) | CN1034860C (ja) |
| AT (1) | ATE209161T1 (ja) |
| AU (1) | AU661437B2 (ja) |
| CA (1) | CA2131475C (ja) |
| DE (1) | DE69429144T2 (ja) |
| DK (1) | DK0644154T3 (ja) |
| ES (1) | ES2167349T3 (ja) |
| FR (1) | FR2710048B1 (ja) |
| NO (1) | NO316319B1 (ja) |
| SG (1) | SG52652A1 (ja) |
| TW (1) | TW327164B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014198647A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 株式会社トクヤマ | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
| JP2014201474A (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 株式会社トクヤマ | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN100379679C (zh) * | 2003-05-09 | 2008-04-09 | 株式会社茨木研究所 | 生产氮化铝的方法以及氮化铝 |
| US20050164143A1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Holcombe Cressie E. | Continuous pusher-type furnacing system for the production of high-quality uniform boron nitride |
| CN109467439A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-15 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种氮化铝粉体前驱体及其制备方法和氮化铝粉体 |
| CN109437918A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-08 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种氮化铝粉体及其制备方法和应用 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1175273A (fr) * | 1957-05-16 | 1959-03-23 | Pechiney | Four pour la production continue de nitrure d'aluminium |
| FR1331312A (fr) * | 1957-06-13 | 1963-07-05 | Pechiney Prod Chimiques Sa | Four coulant pour la production continue de nitrure d'aluminium |
| SU1104788A1 (ru) * | 1982-02-18 | 1992-09-07 | Предприятие П/Я М-5168 | Способ получени нитрида алюмини |
| US5154907A (en) * | 1986-10-15 | 1992-10-13 | The Carborundum Company | Process for the continuous production of high purity, ultra-fine, aluminum nitride powder by the carbo-nitridization of alumina |
| IL83959A (en) * | 1986-10-15 | 1991-06-30 | Stemcor Corp | Continuous production of high-purity,ultra-fine aluminum nitride powder by the carbo-nitridization of alumina |
| JPH04130003A (ja) * | 1990-09-18 | 1992-05-01 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 窒化アルミニウム粉末の連続製造法 |
| JPH06505955A (ja) * | 1991-03-22 | 1994-07-07 | ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー | 非酸化物セラミック粉末の移動床炭熱合成方法 |
| ATE150426T1 (de) * | 1991-06-19 | 1997-04-15 | Atochem Elf Sa | Kontinuierliches verfahren zur herstellung von aluminiumnitrid durch karbonitrieren von aluminium |
| US5219804A (en) * | 1992-01-10 | 1993-06-15 | The Dow Chemical Company | Process for preparing ultrafine aluminum nitride powder |
-
1993
- 1993-09-17 FR FR9311114A patent/FR2710048B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-09-01 SG SG1996007359A patent/SG52652A1/en unknown
- 1994-09-01 EP EP94401942A patent/EP0644154B1/fr not_active Expired - Lifetime
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- 1994-09-01 ES ES94401942T patent/ES2167349T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-01 AT AT94401942T patent/ATE209161T1/de not_active IP Right Cessation
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- 1994-09-06 CA CA002131475A patent/CA2131475C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-13 NO NO19943398A patent/NO316319B1/no unknown
- 1994-09-13 US US08/304,845 patent/US5538705A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-14 JP JP6247157A patent/JP2556459B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-14 TW TW083108489A patent/TW327164B/zh active
- 1994-09-15 KR KR1019940023452A patent/KR970005185B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-09-16 AU AU73045/94A patent/AU661437B2/en not_active Ceased
- 1994-09-16 CN CN94115289A patent/CN1034860C/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2014198647A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 株式会社トクヤマ | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
| JP2014201474A (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | 株式会社トクヤマ | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
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