JPH09183662A - 窒化アルミニウム焼結体、及び窒化アルミニウム粉末の製造方法 - Google Patents

窒化アルミニウム焼結体、及び窒化アルミニウム粉末の製造方法

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JPH09183662A
JPH09183662A JP8232590A JP23259096A JPH09183662A JP H09183662 A JPH09183662 A JP H09183662A JP 8232590 A JP8232590 A JP 8232590A JP 23259096 A JP23259096 A JP 23259096A JP H09183662 A JPH09183662 A JP H09183662A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた特性を持つ窒化アルミニウム焼結体、
及び窒化アルミニウム粉末を簡便かつ低コストで製造す
る方法を提供する。 【解決手段】 金属アルミニウム粉末を薄板状に成形
し、この成形体を真空雰囲気でアルミニウムの融点を超
えない温度まで昇温した後、N2 加圧(1〜150kg/c
m2) 雰囲気として焼成することを特徴とする窒化アルミ
ニウム焼結体の製造方法。また、金属アルミニウム粉末
を、真空雰囲気でアルミニウムの融点を超えない温度ま
で昇温した後、N2 加圧(1〜150kg/cm2) 雰囲気と
して焼成し、更に、これを冷却して粉砕することを特徴
とする窒化アルミニウム粉末の製造方法。 【効果】 金属アルミニウム粉末から直接窒化アルミニ
ウム焼結体を得るものであり、従来の窒化アルミニウム
粉末を合成し、これに焼結助剤を添加して焼結する方法
と比較して優れた特性を有する窒化アルミニウム焼結体
を簡便かつ低コストで製造することができる。また、サ
ブミクロン径の均一な粒子からなる窒化アルミニウム粉
末を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた特性を有す
る窒化アルミニウム焼結体、及び、窒化アルミニウム粉
末を簡便かつ低コストで量産することが可能な窒化アル
ミニウム焼結体の製造方法、及び、窒化アルミニウム粉
末の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、窒化アルミニウム焼結体の製造
方法としては、窒化アルミニウム粉末に焼結助剤として
イットリアなどの希土類酸化物やカルシアなどのアルカ
リ土類酸化物を少量添加して、1600〜1900℃で
常圧焼結する方法が広く知られている(例えば、材料科
学, Vol. 31, No. 4, p150〜155 (1994))。また、アル
ミニウムの超微粉を窒素中で反応焼結させる方法も知ら
れている(粉体および粉末冶金,第41巻,第9号,p1
095 〜1098 (1994) 、特開平2−27522号公報)。
【0003】しかしながら、常圧焼結法では、工程が窒
化アルミニウム粉の合成と焼結の2段に分かれており、
しかも、焼結には1600〜1900℃の高温が必要で
あり、コストがかかるという問題がある。また、アルミ
ニウム超微粉による反応焼結では、超微粉の取扱いの点
で量産に問題がある。
【0004】また、窒化アルミニウム焼結体は窒化珪素
等の他の窒化物と比較して強度、靱性等の機械的特性が
劣るためその信頼性に問題があった。機械的特性を上げ
る手段として窒化珪素、炭化珪素等の機械的特性の強い
第二成分との複合化が考えられるが、従来の常圧焼結法
では、高温焼成の際に窒化アルミニウムと助剤、第二成
分との反応が起こり、複合化はできなかった。
【0005】窒化アルミニウム粉末の製造方法として
は、直接窒化法、炭素還元窒化法、自己燃焼合成法、気
相反応法、プラズマ反応法、アルコキシド法等が知られ
ており(例えば、日本金属学会会報,第29巻,第7
号,p534〜541(1990),Materials Scienc
e and Technology, June 1993, Vol. 9, p463 〜473)、
このうち、直接窒化法と炭素還元窒化法が工業的生産法
として実用化されている。炭素還元窒化法では、サブミ
クロン径の均一な形状の粒子からなる窒化アルミニウム
粉末が製造できる。一般に、粒子の均一性はこれを原料
として得られる焼結体の特性に影響を与えるが、炭素還
元窒化法で合成された窒化アルミニウム粉末を原料とし
て合成された窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率、強度
等の特性が優れることも知られている。しかし、炭素還
元法の場合、1400〜1800℃の高温が必要であ
り、更に、過剰炭素を除去するための焼成が必要となる
ため、その際に窒化アルミニウムの酸素含有量が高くな
るという問題が有る。
【0006】一方、直接窒化法は、炭素還元窒化法と比
較して低コストであるが、窒化反応熱によるアルミニウ
ム粒子の融着が起こるため、得られる窒化アルミニウム
は固い塊状となり、これを均一に粉砕することは容易で
ない。その結果、得られる窒化アルミニウム粉末の形状
は不均一となり、粒度分布も広くなることは避けられ
ず、直接窒化法で合成された窒化アルミニウム粉末を原
料として合成された窒化アルミニウム焼結体の熱伝導
率、強度等の特性は、炭素還元法で合成された粉末を使
用したものよりも劣る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような状況の中
で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、従来の窒化
アルミニウム焼結体製造、及び窒化アルミニウム粉末製
造における上記のような問題点が無く、しかも、簡便か
つ低コストで優れた特性を有する窒化アルミニウム焼結
体、及び窒化アルミニウム粉末を量産することが可能な
新しい方法を開発することを目標として鋭意研究を積み
重ねた結果、窒化アルミニウム焼結体については、金属
アルミニウム粉末の成形体を真空雰囲気で特定の温度ま
で昇温した後、N2 加圧雰囲気として焼結すること、ま
た、窒化アルミニウム粉末については、金属アルミニウ
ム粉末を真空雰囲気で特定の温度まで昇温した後、N2
加圧雰囲気として焼成し、これを冷却して粉砕するこ
と、等により所期の目的を達成し得ることを見出し、本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、上記従
来技術における問題点を解決することが可能な、窒化ア
ルミニウム焼結体、及び窒化アルミニウム粉末の製造方
法を提供することを目的とするものである。本発明によ
れば、簡便かつ経済的に窒化アルミニウム焼結体を製造
することができる。
【0008】また、直接窒化法で、炭素還元窒化法と同
様のサブミクロン径の均一な形状の粒子からなる窒化ア
ルミニウム粉末を製造することができる。これにより、
優れた特性を持つ窒化アルミニウム焼結体の原料として
使用できる窒化アルミニウム粉末を、低コストに供給す
ることが可能である。
【0009】また、本発明は、アルミニウムの融点以下
の温度での反応であり、窒化アルミニウムと第二成分の
反応も起こり難く、金属アルミニウム粉末に窒化珪素、
炭化珪素、珪素等の第二成分を混合することにより、優
れた機械的特性を有する窒化アルミニウム基の複合焼結
体を製造することが可能である。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、(1) 金属アルミニウム粉末を薄板状に成形
し、この成形体を真空雰囲気でアルミニウムの融点を超
えない温度まで昇温した後、N2 加圧(1〜150kg/c
m2) 雰囲気として焼成することを特徴とする窒化アルミ
ニウム焼結体の製造方法、(2) 金属アルミニウム粉末を
薄板状に成形し、この成形体を真空雰囲気で550〜6
60℃まで昇温した後、N2 加圧(1〜150kg/cm2)
雰囲気として15分〜24時間保持して焼成することを
特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製造方法、(3) 金
属アルミニウム粉末を薄板状に成形し、この成形体を上
記(1) 又は(2) の方法で焼成した後、更に、N2 雰囲気
下1700〜1950℃で焼成することを特徴とする窒
化アルミニウム焼結体の製造方法、に係るものである。
また、本発明は、(4) 金属アルミニウム粉末にY2 3
粉末を0.1〜10mol%混合する上記 (1)、(2) 又は
(3) の窒化アルミニウム焼結体の製造方法、を好ましい
態様とするものである。また、本発明は、(5) 金属アル
ミニウム粉末を、アルミニウムの融点を超えない温度ま
で昇温した後、N2 加圧(1〜150kg/cm2) 雰囲気と
して焼成し、更に、これを冷却して粉砕することを特徴
とする窒化アルミニウム粉末の製造方法、(6) 金属アル
ミニウム粉末を、真空雰囲気で550〜620℃まで昇
温した後、N2 加圧(1〜150kg/cm2) 雰囲気として
15分〜24時間保持して焼成し、更に、これを冷却し
て粉砕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、(7) 上記 (5)又は (6)により製造された窒化ア
ルミニウム粉末を、更に、N2 雰囲気下665〜150
0℃の温度で焼成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、(8) 金属アルミニウム粉末を、真空
雰囲気で550〜620℃まで昇温した後、N2 加圧
(1〜150kg/cm2) 雰囲気として15分〜24時間保
持して焼成し、更に、N2 雰囲気下665〜1500℃
の温度で焼成した後、冷却し、これを粉砕することを特
徴とする窒化アルミニウム粉末の製造方法、に係るもの
である。
【0011】
【発明の実施の形態】
(1)焼結体の製造 金属アルミニウム粉末は、通常市販されている粒径が数
〜数十μのアトマイズド粉等が使用でき、超微粉等の特
殊な粉末を用いる必要は無い。また、成形体を作製する
方法としては、例えば、金属アルミニウム粉末をプレス
成形して、厚さ0.1〜2mm程度のアルミニウム成形
体とする方法が好適なものとして例示されるが、これに
限らず、薄板状の成形体であれば、適宜の形態、厚さの
ものを使用することができる。金属アルミニウム粉末の
成形方法としては、プレス成形、シート成形、押し出し
成形等が例示されるが、特に制限されるものではない。
昇温を真空雰囲気で行うのは、反応を安定して起こさせ
るためである。昇温を真空雰囲気で行わないと、窒化が
不完全となったり、窒化に伴う成形体の形態変化が大き
くなる。
【0012】焼成温度が550℃に達しないと窒化反応
温度が遅くなり、実用に適さない。660℃を超えると
窒化反応熱によりアルミニウムの溶融が起こり、窒化は
進みにくくなる。上記温度(アルミニウムの融点を越え
ない温度、好ましくは、550〜660℃)まで昇温し
た後、N2 加圧(1〜150kg/cm2) 雰囲気として15
分〜24時間保持して焼成する。反応時間は、保持温
度、窒素圧力、成形体の厚さや密度、金属アルミニウム
粉末の粒径により調整する必要が有るが、低温、低圧で
は長時間を要し、高温、高圧では短時間で良い。また、
成形体が薄く、密度が小さく、金属アルミニウム粉末の
粒径が小さい方が短時間で反応は終わる。
【0013】焼成手段としては、抵抗加熱方式炉、ある
いは高周波加熱方式炉等が例示されるが、真空、及び加
圧雰囲気下での加熱が可能であればよく、特に制限され
るものではないが、炉内の還元性を高めるという点で、
黒鉛炉材で構成された炉が、反応の安定性の面で適して
いる。
【0014】アルミニウムの融点を超えない温度、好ま
しくは550〜660℃で焼成した焼結体を、更に、N
2 雰囲気下1700〜1950℃で0.5〜4時間焼成
することにより、より緻密な窒化アルミニウム焼結体を
得ることができる。
【0015】本発明の方法では、金属アルミニウム粉末
に焼結助剤として通常用いられるイットリア等の希土類
酸化物、カルシア等のアルカリ土類酸化物等を添加する
ことが可能であり、それによって、窒化アルミニウムに
焼結助剤を添加して得られる通常の常圧焼結体の組織と
同様に、数μ径の等軸状粒子からなる組織を有する窒化
アルミニウム焼結体とすることができる。この場合、金
属アルミニウム粉末にY2 3 粉末を0.1〜10mo
l%混合する方法が好適なものとして例示される。
【0016】(2)窒化アルミニウム粉末の製造 窒化に供する金属アルミニウム粉末の状態は容器充填で
も、成形体でもよく、特に制限されるものではないが、
後工程の粉砕の容易さを考慮すると、密充填や緻密成形
は避けた方が良い。昇温を真空雰囲気で行わないと、窒
化が不完全となったり、粒子間の焼結が進んで粉砕しに
くくなったりする。焼成温度が550℃に達しないと窒
化速度は遅くなり、実用に適さない。融点を超えるとア
ルミニウムの溶融が起こるため、得られる窒化アルミニ
ウム塊は固くなり、粉砕が容易でなくなる。粉砕が容易
な窒化アルミニウムを得るには、アルミニウムの融点を
超えない温度で焼成する必要が有る。620℃以下の温
度で焼成すると、炭素還元法合成粉と同様のサブミクロ
ン径の均一形状の粒子が得られる。
【0017】上記温度(アルミニウムの融点を越えない
温度、好ましくは、550〜620℃)まで昇温した
後、N2 加圧(1〜150kg/cm2) 雰囲気として15分
〜24時間保持して焼成する。反応時間は、保持温度、
窒素圧力、粉末の充填状態や成形体の密度、金属アルミ
ニウム粉末の粒径により調整する必要が有るが、低温、
低圧では長時間を要し、高温、高圧では短時間で良い。
また、充填が緩く、成形体密度が小さく、金属アルミニ
ウム粉末の粒径が小さい方が短時間で反応は終わる。
【0018】焼成手段としては、抵抗加熱方式炉、ある
いは高周波加熱方式炉等が例示されるが、真空、及び加
圧雰囲気下での加熱が可能であればよく、特に制限され
るものではないが、炉内の還元性を高めるという点で、
黒鉛炉材で構成された炉が、反応の安定性の面で適して
いる。
【0019】アルミニウムの融点を超えない温度、好ま
しくは550〜620℃で焼成した後、更に、N2 雰囲
気下665〜1500℃の温度で焼成することにより、
結晶性を高めることができる。焼成した後、冷却し、こ
れを、クラッシャー、ボールミル、振動ミル等のセラミ
ックス粉末の粉砕に通常使用される手段にて粉砕するこ
とにより、窒化アルミニウム粉末が製造される。尚、上
記N2 雰囲気下665〜1500℃の温度での焼成は、
粉砕の後に行うことも適宜可能である。
【0020】本発明によって得られる窒化アルミニウム
焼結体は、その表面組成をXRDにて調べた結果、Al
Nであり、また、重量増加から窒化率を調べた結果、ほ
ぼ100%であることが分かった。これらの結果から、
得られた窒化アルミニウム焼結体は、例えば、半導体電
子回路で使用される放熱基板、半導体パッケージ等の材
料として好適に使用することができる。
【0021】
【実施例】次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明は当該実施例によって何ら限定される
ものではない。 実施例1〜12 金属アルミニウム粉末(東洋アルミニウム社製AH-2505)
0.16gをプレス成形し、厚さ0.75mm、径12mm
の成形体を作製し、この成形体を表1に示す条件で焼成
した。得られた焼結体の表面組成をXRD(理学電機社
製、RAD−RB型)にて調べたところAlNであっ
た。また、重量増加から窒化率を算出したところ100
%であった。
【0022】
【表1】
【0023】比較例1〜3 金属アルミニウム粉末(東洋アルミニウム社製AH-2505)
0.16gをプレス成形し、厚さ0.75mm、径12mm
の成形体を作製し、この成形体を表2に示す条件で焼成
した。得られた焼結体の重量増加から窒化率を算出した
ところ、表2の結果が得られた。
【0024】
【表2】
【0025】実施例13 金属アルミニウム粉末( 東洋アルミニウム社製AH-2505)
にY2 3 (信越化学社製 純度4N) を1mol%混合した
混合粉末0.16gをプレス成形し、厚さ0.75mm、
径12mmの成形体を作製した。この成形体を真空雰囲気
下で、昇温速度10℃/min で625℃まで昇温し、続
いてN2 加圧10kg/cm2雰囲気として2時間保持した。
得られた焼結体の表面組成をXRDにて調べたところA
lNであった。この焼結体を、続いてN2 雰囲気下、1
900℃で2時間焼成した。得られた焼結体の組織を調
べたところ、通常の常圧焼結体組織と同様に、数μ径の
等軸状粒子からなる組織であった。図1に、本実施例で
得られたAlN焼結体組織の写真を示す。尚、N2 雰囲
気下、所定の温度(1700〜1950℃)条件下で同
様の方法で焼成したところ、ほぼ同様の結果が得られ
た。
【0026】実施例14〜24 金属アルミニウム粉末(東洋アルミニウム社製AH-2505)
6gを、縦、横が3cm、深さ1.5cmのカーボン製容器
に、底から1cmの高さになるように充填し、これを、表
3に示す条件で焼成した。得られた焼成体をカーボン容
器より取り出し、瑪瑙乳鉢で粉砕し、その組成をXRD
にて調べたところ、AlNであった。更に、得られた粉
砕粉の形態をSEMにて調べたところ、表3の結果が得
られた。
【0027】
【表3】
【0028】比較例4〜5 金属アルミニウム粉末(東洋アルミニウム社製AH-2505)
6gを、縦、横が3cm、深さ1.5cmのカーボン製容器
に、底から1cmの高さになるように充填し、これを、表
4に示す条件で焼成した。得られた焼成体をカーボン容
器より取り出し、瑪瑙乳鉢で粉砕し、その組成をXRD
にて調べたところ、AlとAlNであった。
【0029】
【表4】
【0030】
【発明の効果】本発明の窒化アルミニウム焼結体の製造
方法は、金属アルミニウム粉末から直接窒化アルミニウ
ム焼結体を得るものであり、従来方法と比較して、窒化
アルミニウム焼結体を簡便かつ低コストで製造すること
ができる。本発明は、窒化アルミニウム粉の合成工程を
必要とせず、特に、従来の窒化アルミニウム粉末を合成
し、これに焼結助剤を添加して焼結する方法と比較して
効率的かつ経済的に優れた製造方法である。また、本発
明は、従来の常圧焼結法において問題とされていた窒化
アルミニウムと第二成分の反応を回避できることから、
機械的特性の強い第二成分の複合化が可能であり、強
度、靱性等の機械的特性に優れた窒化アルミニウム基複
合焼結体を製造することが可能である。本発明に係る窒
化アルミニウム焼結体は、半導体電子回路で使用される
放熱基板、半導体パッケージ等の材料として有用であ
る。また、本発明の窒化アルミニウム粉末の製造方法に
よれば、サブミクロン径の均一な粒子からなる窒化アル
ミニウム粉末を、簡便に製造することができる。これに
より、優れた特性を持つ窒化アルミニウム焼結体の原料
として使用できる窒化アルミニウム粉末を、低コストで
供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例で得られたAlN焼結体組織の
写真(セラミックス材料の組織写真)を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平尾 喜代司 愛知県名古屋市北区名城2丁目2番地 6 −36号 (72)発明者 大橋 優喜 愛知県名古屋市千種区千代が丘1 千代が 丘団地103−603 (72)発明者 神崎 修三 愛知県春日井市藤山台8丁目12番地の4 (72)発明者 小畑 正明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字西廻間61 番地の3

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属アルミニウム粉末を薄板状に成形
    し、この成形体を真空雰囲気でアルミニウムの融点を超
    えない温度まで昇温した後、N2 加圧(1〜150kg/c
    m2) 雰囲気として焼成することを特徴とする窒化アルミ
    ニウム焼結体の製造方法。
  2. 【請求項2】 金属アルミニウム粉末を薄板状に成形
    し、この成形体を真空雰囲気で550〜660℃まで昇
    温した後、N2 加圧(1〜150kg/cm2) 雰囲気として
    15分〜24時間保持して焼成することを特徴とする窒
    化アルミニウム焼結体の製造方法。
  3. 【請求項3】 金属アルミニウム粉末を薄板状に成形
    し、この成形体を請求項1、又は2の方法で焼成した
    後、更に、N2 雰囲気下1700〜1950℃で焼成す
    ることを特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 金属アルミニウム粉末にY2 3 粉末を
    0.1〜10mol%混合する請求項1、2又は3記載の窒
    化アルミニウム焼結体の製造方法。
  5. 【請求項5】 金属アルミニウム粉末を、真空雰囲気で
    アルミニウムの融点を超えない温度まで昇温した後、N
    2 加圧(1〜150kg/cm2) 雰囲気として焼成し、更
    に、これを冷却して粉砕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。
  6. 【請求項6】 金属アルミニウム粉末を、真空雰囲気で
    550〜620℃まで昇温した後、N2 加圧(1〜15
    0kg/cm2) 雰囲気として15分〜24時間保持して焼成
    し、更に、これを冷却して粉砕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。
  7. 【請求項7】 請求項5又は6により製造された窒化ア
    ルミニウム粉末を、更に、N2 雰囲気下665〜150
    0℃の温度で焼成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。
  8. 【請求項8】 金属アルミニウム粉末を、真空雰囲気で
    550〜620℃まで昇温した後、N2 加圧(1〜15
    0kg/cm2) 雰囲気として15分〜24時間保持して焼成
    し、更に、N2 雰囲気下665〜1500℃の温度で焼
    成した後、冷却し、これを粉砕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。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002234711A (ja) * 2001-02-02 2002-08-23 Ibaraki Kenkyusho:Kk 窒化アルミニウムの製造方法および窒化アルミニウム
JP2003128956A (ja) * 2001-07-12 2003-05-08 National Cheng Kung Univ 耐水性窒化アルミニウム粉末を調製するための表面処理方法
WO2007032090A1 (ja) * 2005-09-12 2007-03-22 Tcfm Limited 窒化アルミニウムの製造方法
US7867466B2 (en) 2006-10-30 2011-01-11 Denso Corporation Thermally conductive, electrically insulating material and production method thereof
WO2014035766A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 CMC Laboratories, Inc. Low cost manufacture of high reflectivity aluminum nitride substrates
WO2017111334A1 (ko) * 2015-12-24 2017-06-29 영남대학교 산학협력단 질화알루미늄 및 질화알루미늄기 복합상 물질의 합성 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU8349301A (en) * 2000-07-14 2002-01-30 Univ Pennsylvania Dna vaccines encoding hiv accessory proteins
JP3891076B2 (ja) * 2001-11-13 2007-03-07 株式会社茨木研究所 窒化アルミニウムの製造方法
KR102185730B1 (ko) * 2013-02-08 2020-12-02 가부시끼가이샤 도꾸야마 질화알루미늄 분말
CN104370278B (zh) * 2014-10-23 2016-07-06 西安理工大学 一种高纯度纳米AlN粉末的制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191509644A (ja) * 1912-04-24
US1366720A (en) * 1919-06-26 1921-01-25 Marie Charles Joseph Eli Loisy Process and plant for industrially carrying out chemical reactions in an artificial atmosphere
NL259366A (ja) * 1959-12-22
NL256599A (ja) * 1960-10-06
BE620323A (ja) * 1961-07-21
US3419404A (en) * 1964-06-26 1968-12-31 Minnesota Mining & Mfg Partially nitrided aluminum refractory material
US3572992A (en) * 1967-07-05 1971-03-30 Tokyo Shibaura Electric Co Preparation of moulded and sintered aluminum nitride
JPS6183607A (ja) * 1984-09-29 1986-04-28 Denki Kagaku Kogyo Kk 窒化アルミニウムの製造方法
US5314850A (en) * 1985-10-31 1994-05-24 Kyocera Corporation Aluminum nitride sintered body and production thereof
JPS6317210A (ja) * 1986-07-10 1988-01-25 Toshiba Corp 窒化アルミニウム粉末の製造方法
JPS6483407A (en) * 1987-09-24 1989-03-29 Yokohama Rubber Co Ltd Pneumatic radial tire for heavy load
JP2732290B2 (ja) * 1989-04-18 1998-03-25 日新製鋼株式会社 窒化アルミニウム基焼結体の製造方法
FR2671339B1 (fr) * 1991-01-03 1993-08-27 Pechiney Electrometallurgie Procede de nitruration directe de metaux a bas point de fusion.
JPH05147909A (ja) * 1991-11-27 1993-06-15 Toshiba Ceramics Co Ltd 窒化アルミニウム粉末の製造方法
JPH05270810A (ja) * 1992-03-26 1993-10-19 Ibiden Co Ltd 窒化アルミニウム顆粒の製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002234711A (ja) * 2001-02-02 2002-08-23 Ibaraki Kenkyusho:Kk 窒化アルミニウムの製造方法および窒化アルミニウム
JP2003128956A (ja) * 2001-07-12 2003-05-08 National Cheng Kung Univ 耐水性窒化アルミニウム粉末を調製するための表面処理方法
WO2007032090A1 (ja) * 2005-09-12 2007-03-22 Tcfm Limited 窒化アルミニウムの製造方法
US7867466B2 (en) 2006-10-30 2011-01-11 Denso Corporation Thermally conductive, electrically insulating material and production method thereof
WO2014035766A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 CMC Laboratories, Inc. Low cost manufacture of high reflectivity aluminum nitride substrates
WO2017111334A1 (ko) * 2015-12-24 2017-06-29 영남대학교 산학협력단 질화알루미늄 및 질화알루미늄기 복합상 물질의 합성 방법
US10626017B2 (en) 2015-12-24 2020-04-21 Research Cooperation Foundation Of Yeungnam University Method for synthesizing aluminum nitride and aluminum nitride-based composite material

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