JPH0952769A - 窒化アルミニウム質固形体の製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウム質固形体の製造方法Info
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- JPH0952769A JPH0952769A JP7206027A JP20602795A JPH0952769A JP H0952769 A JPH0952769 A JP H0952769A JP 7206027 A JP7206027 A JP 7206027A JP 20602795 A JP20602795 A JP 20602795A JP H0952769 A JPH0952769 A JP H0952769A
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- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、窒化反応に提供するアルミナをγ
ーアルミナとすることによって、１３００℃以下の温度
でも窒化反応が進行して、しかも良好な収率で窒化アル
ミニウムを得ようとするものである。 【構成】炭化水素ガスを０．５容積％以上含有する炭化
水素ガスとアンモニアガスとの混合ガス中でアルミナ質
固形体を加熱して窒化アルミニウム質固形体を製造する
方法において、アルミナ質固形体がγ−Ａｌ2 Ｏ3 又は
その前駆体で、かつ加熱温度が１２００〜１７００℃で
あることを特徴とする。
ーアルミナとすることによって、１３００℃以下の温度
でも窒化反応が進行して、しかも良好な収率で窒化アル
ミニウムを得ようとするものである。 【構成】炭化水素ガスを０．５容積％以上含有する炭化
水素ガスとアンモニアガスとの混合ガス中でアルミナ質
固形体を加熱して窒化アルミニウム質固形体を製造する
方法において、アルミナ質固形体がγ−Ａｌ2 Ｏ3 又は
その前駆体で、かつ加熱温度が１２００〜１７００℃で
あることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、窒化アルミニウ
ム質固形体の製造方法に関し、特にアルミナの窒化反応
を容易にした窒化アルミニウム質固形体の製造方法に関
する。
ム質固形体の製造方法に関し、特にアルミナの窒化反応
を容易にした窒化アルミニウム質固形体の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】窒化アルミニウムは、半導体素子の樹脂
封止材料の充填材や他の金属との複合材として使用され
ている。出願人も、既に特開平２ー３００３１９号とし
て窒化アルミニウム繊維の製造方法を提案している。こ
の方法は、９０重量％以上のＡｌ2 Ｏ3 と１０重量％未
満のＳｉＯ2 を含むアルミナ繊維をアンモニアと炭化水
素ガスの混合ガス雰囲気下において１３００〜１７００
℃で加熱して窒化アルミニウム繊維を得るものである。
封止材料の充填材や他の金属との複合材として使用され
ている。出願人も、既に特開平２ー３００３１９号とし
て窒化アルミニウム繊維の製造方法を提案している。こ
の方法は、９０重量％以上のＡｌ2 Ｏ3 と１０重量％未
満のＳｉＯ2 を含むアルミナ繊維をアンモニアと炭化水
素ガスの混合ガス雰囲気下において１３００〜１７００
℃で加熱して窒化アルミニウム繊維を得るものである。
【０００３】しかしながら、この方法によると１３００
℃未満の温度域では窒化反応は行われず、また反応温度
を１３００℃以上としても窒化物の収率は低かった。そ
のため、この方法によると更に高温、長時間での操業が
余儀なくされ、コスト高となるばかりでなく、この方法
によっては１００％近い窒化率のものは容易には得られ
なかった。そのため、従来の技術は製造技術の面で多く
の困難があった。
℃未満の温度域では窒化反応は行われず、また反応温度
を１３００℃以上としても窒化物の収率は低かった。そ
のため、この方法によると更に高温、長時間での操業が
余儀なくされ、コスト高となるばかりでなく、この方法
によっては１００％近い窒化率のものは容易には得られ
なかった。そのため、従来の技術は製造技術の面で多く
の困難があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、窒化反応
に提供するアルミナをγーアルミナとすることによっ
て、１３００℃以下の温度でも窒化反応が進行して、し
かも良好な収率で窒化アルミニウムを得ようとするもの
である。
に提供するアルミナをγーアルミナとすることによっ
て、１３００℃以下の温度でも窒化反応が進行して、し
かも良好な収率で窒化アルミニウムを得ようとするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、炭化水素ガ
スを０．５容積％以上含有する炭化水素ガスとアンモニ
アガスとの混合ガス中でアルミナ質固形体を加熱して窒
化アルミニウム質固形体を製造する方法において、アル
ミナ質固形体がγーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体であり、
かつ加熱温度が１２００〜１７００℃であることを特徴
とする窒化アルミニウム質固形体の製造方法（請求項
１）、アルミナ質固形体が、１０００℃以下で仮焼した
γーＡｌ2 Ｏ3 の前駆体であることを特徴とする請求項
１記載の窒化アルミニウム質固形体の製造方法（請求項
２）、アルミナ質固形体が、繊維、微細な粒子、フレー
クのいずれか１種又は２種以上であることを特徴とする
請求項１又は２に記載の窒化アルミニウム質固形体の製
造方法（請求項３）、アルミナ質固形体が、そのアルミ
ナ源の全部又は一部に塩基性塩化アルミニウムを用いた
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
窒化アルミニウム質固形体の製造方法（請求項４）、γ
ーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体を６５〜９９重量％含有す
る繊維、微細な粒子及びフレークから選ばれた１種又は
２種以上を、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ及
びコロイド状ジルコニアから選ばれた１種又は２種以上
の水溶液に分散し、これを脱水，乾燥して成形したのち
１０００℃以下で仮焼し、さらにこれを炭化水素ガスを
０．５容積％以上含有する炭化水素ガスとアンモニアガ
スとの混合ガス中で１２００〜１７００℃で加熱するこ
とを特徴とする窒化アルミニウム質成形体の製造方法
（請求項５）及びγーＡｌ2Ｏ3 又はその前駆体が、そ
のアルミナ源の全部又は一部に塩基性塩化アルミニウム
を用いたことを特徴とする請求項５に記載の窒化アルミ
ニウム質成形体の製造方法（請求項６）である。以下
に、これらの発明の実施の態様を説明する。
スを０．５容積％以上含有する炭化水素ガスとアンモニ
アガスとの混合ガス中でアルミナ質固形体を加熱して窒
化アルミニウム質固形体を製造する方法において、アル
ミナ質固形体がγーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体であり、
かつ加熱温度が１２００〜１７００℃であることを特徴
とする窒化アルミニウム質固形体の製造方法（請求項
１）、アルミナ質固形体が、１０００℃以下で仮焼した
γーＡｌ2 Ｏ3 の前駆体であることを特徴とする請求項
１記載の窒化アルミニウム質固形体の製造方法（請求項
２）、アルミナ質固形体が、繊維、微細な粒子、フレー
クのいずれか１種又は２種以上であることを特徴とする
請求項１又は２に記載の窒化アルミニウム質固形体の製
造方法（請求項３）、アルミナ質固形体が、そのアルミ
ナ源の全部又は一部に塩基性塩化アルミニウムを用いた
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
窒化アルミニウム質固形体の製造方法（請求項４）、γ
ーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体を６５〜９９重量％含有す
る繊維、微細な粒子及びフレークから選ばれた１種又は
２種以上を、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ及
びコロイド状ジルコニアから選ばれた１種又は２種以上
の水溶液に分散し、これを脱水，乾燥して成形したのち
１０００℃以下で仮焼し、さらにこれを炭化水素ガスを
０．５容積％以上含有する炭化水素ガスとアンモニアガ
スとの混合ガス中で１２００〜１７００℃で加熱するこ
とを特徴とする窒化アルミニウム質成形体の製造方法
（請求項５）及びγーＡｌ2Ｏ3 又はその前駆体が、そ
のアルミナ源の全部又は一部に塩基性塩化アルミニウム
を用いたことを特徴とする請求項５に記載の窒化アルミ
ニウム質成形体の製造方法（請求項６）である。以下
に、これらの発明の実施の態様を説明する。
【０００６】
【発明の実施の態様】この発明は、炭化水素ガスとアン
モニアガスとの混合ガス中でγーＡｌ2 Ｏ3又はその前
駆体の固形体又は成形体を加熱して窒化アルミニウムを
製造するものである。なお、本願明細書で、γーＡｌ2
Ｏ3 の前駆体とは、１０００℃〜１１００℃に加熱した
場合において、γーＡｌ2 Ｏ3 に転換するゲル化物或い
はその仮焼物をいう。また、γーＡｌ2 Ｏ3 又はその前
駆体の固形体とは、それらの繊維，微細な粒子，フレー
クをいい、さらに、γーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体の成
形体とは、それらを各種形状に成形したものをいう。
モニアガスとの混合ガス中でγーＡｌ2 Ｏ3又はその前
駆体の固形体又は成形体を加熱して窒化アルミニウムを
製造するものである。なお、本願明細書で、γーＡｌ2
Ｏ3 の前駆体とは、１０００℃〜１１００℃に加熱した
場合において、γーＡｌ2 Ｏ3 に転換するゲル化物或い
はその仮焼物をいう。また、γーＡｌ2 Ｏ3 又はその前
駆体の固形体とは、それらの繊維，微細な粒子，フレー
クをいい、さらに、γーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体の成
形体とは、それらを各種形状に成形したものをいう。
【０００７】発明者らは、従来の窒化アルミニウムの製
造方法について種々検討したところ、窒化反応に供され
る原料アルミナの種類によって反応温度及び反応時間が
大きく異なることを見い出したものである。
造方法について種々検討したところ、窒化反応に供され
る原料アルミナの種類によって反応温度及び反応時間が
大きく異なることを見い出したものである。
【０００８】即ち、原料アルミナにαアルミナ、δアル
ミナを使用した場合の窒化反応は、例えば１５００℃を
越える高温でも５時間以上といった長時間処理を行うこ
とが必要で、しかも原料アルミナを実質的に全部窒化す
ることは困難であった。ところが、原料アルミナにγー
Ａｌ2 Ｏ3 又はその前駆体を用いると、反応温度を大き
く下げことが出来るとともに、反応時間も大幅に低減で
きることを見い出したものである。その理由は、γーＡ
ｌ2 Ｏ3 が後記実施例でも示すように、αーＡｌ2 Ｏ3
に比較して約１０倍もの比表面積を有するように大きな
比表面積を有するためである。
ミナを使用した場合の窒化反応は、例えば１５００℃を
越える高温でも５時間以上といった長時間処理を行うこ
とが必要で、しかも原料アルミナを実質的に全部窒化す
ることは困難であった。ところが、原料アルミナにγー
Ａｌ2 Ｏ3 又はその前駆体を用いると、反応温度を大き
く下げことが出来るとともに、反応時間も大幅に低減で
きることを見い出したものである。その理由は、γーＡ
ｌ2 Ｏ3 が後記実施例でも示すように、αーＡｌ2 Ｏ3
に比較して約１０倍もの比表面積を有するように大きな
比表面積を有するためである。
【０００９】γーＡｌ2 Ｏ3 は、その生成過程で主に脱
水が起こり、水が解離した後に直径１０〜１００Ａの細
孔が多数残り、これによってその比表面積は極めて大き
くなる。このγーＡｌ2 Ｏ3 をさらに加熱して、αーＡ
ｌ2 Ｏ3 となると上記の細孔は消滅してしまうために比
表面積は急激に低下する。本願発明は、このように多数
の細孔を有して比表面積の極めて大きくなったγーＡｌ
2 Ｏ3 に注目し、これを窒化して窒化アルミニウムを製
造するものである。
水が起こり、水が解離した後に直径１０〜１００Ａの細
孔が多数残り、これによってその比表面積は極めて大き
くなる。このγーＡｌ2 Ｏ3 をさらに加熱して、αーＡ
ｌ2 Ｏ3 となると上記の細孔は消滅してしまうために比
表面積は急激に低下する。本願発明は、このように多数
の細孔を有して比表面積の極めて大きくなったγーＡｌ
2 Ｏ3 に注目し、これを窒化して窒化アルミニウムを製
造するものである。
【００１０】γーＡｌ2 Ｏ3 は、有機もしくは無機アル
ミニウム化合物を熱分解することによって得られる。こ
れにはアルミニウムアルコキシド、硫酸アルミニウム、
アルミニウムミョウバン、アンモニウムアルミニウム炭
酸塩、塩基性塩化アルミニウム、ベーマイトなどがあ
る。これらの中でも、塩基性塩化アルミニウムを用いた
ものは反応性や成形性がよくて好ましい。塩基性塩化ア
ルミニウムを例示してその熱分解挙動を示すと表１の通
りである。
ミニウム化合物を熱分解することによって得られる。こ
れにはアルミニウムアルコキシド、硫酸アルミニウム、
アルミニウムミョウバン、アンモニウムアルミニウム炭
酸塩、塩基性塩化アルミニウム、ベーマイトなどがあ
る。これらの中でも、塩基性塩化アルミニウムを用いた
ものは反応性や成形性がよくて好ましい。塩基性塩化ア
ルミニウムを例示してその熱分解挙動を示すと表１の通
りである。
【００１１】
【表１】
【００１２】上記の如く、塩基性塩化アルミニウムを３
００〜４００℃に加熱すると、アルミナ水和物となる。
これをさらに６００〜７００℃に加熱すると、ＨＣｌや
Ｈ2Ｏを放出しながらγーＡｌ2 Ｏ3 となる。これを１
２００℃以上に加熱するとαーＡｌ2 Ｏ3 へと転移して
いく。この際の中間生成物であるγーＡｌ2 Ｏ3 は、Ｈ
2 Ｏ，ＨＣｌガスを放出して、その後に多数の気孔を形
成して大きな比表面積を有する。
００〜４００℃に加熱すると、アルミナ水和物となる。
これをさらに６００〜７００℃に加熱すると、ＨＣｌや
Ｈ2Ｏを放出しながらγーＡｌ2 Ｏ3 となる。これを１
２００℃以上に加熱するとαーＡｌ2 Ｏ3 へと転移して
いく。この際の中間生成物であるγーＡｌ2 Ｏ3 は、Ｈ
2 Ｏ，ＨＣｌガスを放出して、その後に多数の気孔を形
成して大きな比表面積を有する。
【００１３】この状態となったγーＡｌ2 Ｏ3 を、炭化
水素ガスを０．５容積％以上含有する炭化水素ガスとア
ンモニアガスとの混合ガスの下で加熱し、窒化アルミニ
ウムとする。これはアンモニアガスによってアルミナを
還元窒化して窒化アルミニウムを生成するものであり、
同時に炭化水素ガスによって窒化アルミニウムの生成に
際して副生する水蒸気を速やかに除去し、結果的に窒化
アルミニウムの生成反応を促進するものである。γーＡ
ｌ2 Ｏ3 としては、窒化アルミニウムの生成反応時にγ
ーＡｌ2 Ｏ3 となっていればよく、１０００〜１１００
℃に加熱された際にγーＡｌ2 Ｏ3 に転換する材料が使
用できる。
水素ガスを０．５容積％以上含有する炭化水素ガスとア
ンモニアガスとの混合ガスの下で加熱し、窒化アルミニ
ウムとする。これはアンモニアガスによってアルミナを
還元窒化して窒化アルミニウムを生成するものであり、
同時に炭化水素ガスによって窒化アルミニウムの生成に
際して副生する水蒸気を速やかに除去し、結果的に窒化
アルミニウムの生成反応を促進するものである。γーＡ
ｌ2 Ｏ3 としては、窒化アルミニウムの生成反応時にγ
ーＡｌ2 Ｏ3 となっていればよく、１０００〜１１００
℃に加熱された際にγーＡｌ2 Ｏ3 に転換する材料が使
用できる。
【００１４】炭化水素の含有量が０．５容積％以上とし
たのは、これが０．５容積％未満ではアンモニアガスの
分圧が低く反応の進行が著しく遅くなるからである。こ
こでの加熱温度は１２００〜１７００℃とする。加熱温
度が１２００℃未満では反応速度が遅く処理に長時間が
かかるとともに、窒化反応を完全に行うことが出来な
い。また、加熱温度は１７００℃を超える必要がなく、
必要以上に高温にすると製造コストを引上げる。
たのは、これが０．５容積％未満ではアンモニアガスの
分圧が低く反応の進行が著しく遅くなるからである。こ
こでの加熱温度は１２００〜１７００℃とする。加熱温
度が１２００℃未満では反応速度が遅く処理に長時間が
かかるとともに、窒化反応を完全に行うことが出来な
い。また、加熱温度は１７００℃を超える必要がなく、
必要以上に高温にすると製造コストを引上げる。
【００１５】請求項２の発明は、窒化反応処理に先立っ
て、γーＡｌ2 Ｏ3 の前駆体を１０００℃以下で仮焼す
るものである。この温度でγーＡｌ2 Ｏ3 の前駆体を仮
焼すると、上記のアルミナに付着しているＨ2 ＯやＨＣ
ｌがさらに確実に放出される。特に、塩基性塩化アルミ
ニウムの熱分解などで生成したＨＣｌが除去され好まし
い。アルミナ表面にＨＣｌが付着していると、その後の
窒化反応で塩化アンモニウムが生成し、これが低温部に
析出するために合成装置の運転に著しい悪影響を及ぼ
す。
て、γーＡｌ2 Ｏ3 の前駆体を１０００℃以下で仮焼す
るものである。この温度でγーＡｌ2 Ｏ3 の前駆体を仮
焼すると、上記のアルミナに付着しているＨ2 ＯやＨＣ
ｌがさらに確実に放出される。特に、塩基性塩化アルミ
ニウムの熱分解などで生成したＨＣｌが除去され好まし
い。アルミナ表面にＨＣｌが付着していると、その後の
窒化反応で塩化アンモニウムが生成し、これが低温部に
析出するために合成装置の運転に著しい悪影響を及ぼ
す。
【００１６】γーＡｌ2 Ｏ3 の前駆体を仮焼する好まし
い温度範囲は３００〜１０００℃である。これが３００
℃以下では水や塩酸の除去が十分出来なく、またこれが
１０００℃を超えるとγーＡｌ2 Ｏ3 がδ相やα相に転
移する恐れがある。
い温度範囲は３００〜１０００℃である。これが３００
℃以下では水や塩酸の除去が十分出来なく、またこれが
１０００℃を超えるとγーＡｌ2 Ｏ3 がδ相やα相に転
移する恐れがある。
【００１７】上記のγーＡｌ2 Ｏ3 の前駆体は、請求項
１の加熱温度においては実質的にγーＡｌ2 Ｏ3 に転換
することになり、炭化水素ガスとアンモニアガスの混合
ガスに接触し加熱して窒化アルミニウム質固形体とす
る。
１の加熱温度においては実質的にγーＡｌ2 Ｏ3 に転換
することになり、炭化水素ガスとアンモニアガスの混合
ガスに接触し加熱して窒化アルミニウム質固形体とす
る。
【００１８】請求項３の発明は、アルミナ質固形体が繊
維、微細な粒子、フレークのいずれか一種又は２種以上
から構成されている。例えば、上記の塩基性塩化アルミ
ニウムを用いた場合は、塩基性塩化アルミニウム溶液に
ポリビニルアルコール、コロイド状シリカを加えて撹拌
混合してからエバポレータで濃縮し、高濃度の溶液とす
る。この粘稠液を遠心紡糸器に入れ回転する。この場
合、紡糸器のノズル孔の径、形状、回転速度、紡糸液の
粘度などの調整によって、繊維、微細粒子、フレーク或
いはこれらの混合物とすることが出来る。上記のアルミ
ナ質固形体の繊維、微細な粒子、フレークは、その後こ
れを１０００℃以下で仮焼する。この仮焼物を請求項１
と同様にして１２００〜１７００℃で窒化して窒化アル
ミニウム質固形体とする。
維、微細な粒子、フレークのいずれか一種又は２種以上
から構成されている。例えば、上記の塩基性塩化アルミ
ニウムを用いた場合は、塩基性塩化アルミニウム溶液に
ポリビニルアルコール、コロイド状シリカを加えて撹拌
混合してからエバポレータで濃縮し、高濃度の溶液とす
る。この粘稠液を遠心紡糸器に入れ回転する。この場
合、紡糸器のノズル孔の径、形状、回転速度、紡糸液の
粘度などの調整によって、繊維、微細粒子、フレーク或
いはこれらの混合物とすることが出来る。上記のアルミ
ナ質固形体の繊維、微細な粒子、フレークは、その後こ
れを１０００℃以下で仮焼する。この仮焼物を請求項１
と同様にして１２００〜１７００℃で窒化して窒化アル
ミニウム質固形体とする。
【００１９】請求項４は、請求項１ないし３の発明にお
いて、原料のアルミナ源の一部又は全部を塩基性塩化ア
ルミニウムとするものである。塩基性塩化アルミニウム
をアルミナ源としたアルミナ質固形体は、反応性や成形
性がよくこの発明の窒化アルミニウムの製造に適してい
る。
いて、原料のアルミナ源の一部又は全部を塩基性塩化ア
ルミニウムとするものである。塩基性塩化アルミニウム
をアルミナ源としたアルミナ質固形体は、反応性や成形
性がよくこの発明の窒化アルミニウムの製造に適してい
る。
【００２０】請求項５の発明は、請求項３で述べたと同
じアルミナ質固形体の繊維、微細な粒子、フレークを用
いて成形体を形成するものである。即ち、アルミナ質固
形体の繊維、微細な粒子、フレークの１種又は２種以上
を、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ及びコロイ
ド状ジルコニアの中の１種又は２種以上の水溶液に分散
し、ついでこれを脱水，乾燥して成形する。ここに用い
るコロイド状シリカ、コロイド状アルミナ及びコロイド
状ジルコニアは、繊維、微細な粒子、フレークなどを結
合するバインダーの役目を果たすものである。
じアルミナ質固形体の繊維、微細な粒子、フレークを用
いて成形体を形成するものである。即ち、アルミナ質固
形体の繊維、微細な粒子、フレークの１種又は２種以上
を、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ及びコロイ
ド状ジルコニアの中の１種又は２種以上の水溶液に分散
し、ついでこれを脱水，乾燥して成形する。ここに用い
るコロイド状シリカ、コロイド状アルミナ及びコロイド
状ジルコニアは、繊維、微細な粒子、フレークなどを結
合するバインダーの役目を果たすものである。
【００２１】ここでの脱水、乾燥、成形は従来から普通
に行われている方法がそのまま採用される。この成形体
は上記と同様に１０００℃以下で仮焼し、以降は上記と
同じようにして１２００〜１７００℃で窒化する。請求
項６は、請求項５の発明において原料のアルミナ源の一
部又は全部を塩基性塩化アルミニウムとするものであ
る。ここで塩基性塩化アルミニウムをアルミナ源として
用いる理由は請求項４の場合と同じである。
に行われている方法がそのまま採用される。この成形体
は上記と同様に１０００℃以下で仮焼し、以降は上記と
同じようにして１２００〜１７００℃で窒化する。請求
項６は、請求項５の発明において原料のアルミナ源の一
部又は全部を塩基性塩化アルミニウムとするものであ
る。ここで塩基性塩化アルミニウムをアルミナ源として
用いる理由は請求項４の場合と同じである。
【００２２】この発明は、窒化反応時におけるアルミナ
原料として大きな比表面積を持つγーＡｌ2 Ｏ3 を用い
ることによって、このγーＡｌ2 Ｏ3 が炭化水素ガスと
アンモニアの混合ガス中で容易に反応するようにしたも
ので、これによって窒化反応が従来より低温下でしかも
十分に行われるようにしたものである。
原料として大きな比表面積を持つγーＡｌ2 Ｏ3 を用い
ることによって、このγーＡｌ2 Ｏ3 が炭化水素ガスと
アンモニアの混合ガス中で容易に反応するようにしたも
ので、これによって窒化反応が従来より低温下でしかも
十分に行われるようにしたものである。
【００２３】
（実施例１〜６）Ａｌ含有量がＡｌ2 Ｏ3 換算で２３．
５重量％の塩基性塩化アルミニウム溶液３２００ｇに、
１０重量％濃度のポリビニルアルコール溶液６９７ｇと
２０重量％濃度のコロイド状シリカ１１６ｇを加えロー
タリーエバポレータで濃縮し、粘度を２０℃で３５ポイ
ズのゲル状物とした。
５重量％の塩基性塩化アルミニウム溶液３２００ｇに、
１０重量％濃度のポリビニルアルコール溶液６９７ｇと
２０重量％濃度のコロイド状シリカ１１６ｇを加えロー
タリーエバポレータで濃縮し、粘度を２０℃で３５ポイ
ズのゲル状物とした。
【００２４】この粘稠な液を、外周に直径０．５mmの多
数の孔を有する、径２００mmの遠心紡糸器に入れ、乾燥
空気で満たした部屋で２０００r.p.m.の回転速度で回転
して紡糸した。この紡糸した糸を用いて厚さ２５mmのマ
ットを得た。このマットは繊維が９４重量％で、残部は
０．５mmの篩通過の粒子とフレークの混合物であった。
数の孔を有する、径２００mmの遠心紡糸器に入れ、乾燥
空気で満たした部屋で２０００r.p.m.の回転速度で回転
して紡糸した。この紡糸した糸を用いて厚さ２５mmのマ
ットを得た。このマットは繊維が９４重量％で、残部は
０．５mmの篩通過の粒子とフレークの混合物であった。
【００２５】このマットを６個作成し、各２個ずつを３
００℃、６５０℃、８００℃の温度で３０分加熱して仮
焼物を得た。この仮焼物はいずれも非晶質であった。ま
たこの仮焼物を構成する繊維の比表面積は５４．２ｍ2
／ｇであった。次に、これを空気中で１０００℃、１１
００℃で３０分間加熱してＸ線回折したところいずれも
γーＡｌ2 Ｏ3 であることが確認された。このように窒
化処理前の対象物を１０００℃或いは１１００℃で加熱
したとき、それがγ−Ａｌ2 Ｏ3 であることが良好な窒
化アルミニウムを製造する条件の目安となる。
００℃、６５０℃、８００℃の温度で３０分加熱して仮
焼物を得た。この仮焼物はいずれも非晶質であった。ま
たこの仮焼物を構成する繊維の比表面積は５４．２ｍ2
／ｇであった。次に、これを空気中で１０００℃、１１
００℃で３０分間加熱してＸ線回折したところいずれも
γーＡｌ2 Ｏ3 であることが確認された。このように窒
化処理前の対象物を１０００℃或いは１１００℃で加熱
したとき、それがγ−Ａｌ2 Ｏ3 であることが良好な窒
化アルミニウムを製造する条件の目安となる。
【００２６】次に、上記の仮焼物の窒化処理を行った。
窒化処理は、仮焼物をアルミナ製ボートにサンプルを入
れ、３容積％のＬＰＧガスを含むアンモニアガス雰囲気
で１２００〜１４００℃で３時間保持した。窒化処理を
した後の生成物について７００℃で５時間の脱炭処理を
行い、Ｘ線回折でその鉱物組成を調べた。以上の結果を
表２に示した。表２から明らかなように、実施例のもの
はいずれもＡｌＮの生成が認められる。また、図１には
実施例４の窒化処理前の仮焼物と窒化後の生成物のＸ線
回折のチャートを示す。
窒化処理は、仮焼物をアルミナ製ボートにサンプルを入
れ、３容積％のＬＰＧガスを含むアンモニアガス雰囲気
で１２００〜１４００℃で３時間保持した。窒化処理を
した後の生成物について７００℃で５時間の脱炭処理を
行い、Ｘ線回折でその鉱物組成を調べた。以上の結果を
表２に示した。表２から明らかなように、実施例のもの
はいずれもＡｌＮの生成が認められる。また、図１には
実施例４の窒化処理前の仮焼物と窒化後の生成物のＸ線
回折のチャートを示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】（比較例１〜５）比較例１〜３は、実施例
と同じようにして仮焼温度も実施例３，４と同じ６５０
℃で行ったが、窒化処理温度を室温、１１００℃で行っ
たものである。この結果を表３に示した。この場合は窒
化処理温度が低温過ぎるため窒化反応が行われず、得ら
れたものはγーＡｌ2 Ｏ3 のままであった。
と同じようにして仮焼温度も実施例３，４と同じ６５０
℃で行ったが、窒化処理温度を室温、１１００℃で行っ
たものである。この結果を表３に示した。この場合は窒
化処理温度が低温過ぎるため窒化反応が行われず、得ら
れたものはγーＡｌ2 Ｏ3 のままであった。
【００２９】比較例４及び５は、実施例と同じアルミナ
原料を用いたが仮焼温度が１２００℃と高いために仮焼
によってδーＡｌ2 Ｏ3 が生成した。このものの比表面
積を測定したところ５．５ｍ2 ／ｇであった。これを１
２００℃で窒化反応させたが、得られたものは窒化アル
ミニウムとδーＡｌ2 Ｏ3 が混在したものであった（比
較例４）。また、窒化反応温度を１４００℃としたもの
では窒化アルミニウムとαーＡｌ2 Ｏ3 が混在したもの
であった（比較例５）。これらについても表３に示し
た。
原料を用いたが仮焼温度が１２００℃と高いために仮焼
によってδーＡｌ2 Ｏ3 が生成した。このものの比表面
積を測定したところ５．５ｍ2 ／ｇであった。これを１
２００℃で窒化反応させたが、得られたものは窒化アル
ミニウムとδーＡｌ2 Ｏ3 が混在したものであった（比
較例４）。また、窒化反応温度を１４００℃としたもの
では窒化アルミニウムとαーＡｌ2 Ｏ3 が混在したもの
であった（比較例５）。これらについても表３に示し
た。
【００３０】
【表３】
【００３１】（比較例６〜１０）比較例６〜１０は、実
施例と同じアルミナ原料を用いて仮焼温度を１３００℃
としたものである。その結果、得られたものはいずれも
αーＡｌ2 Ｏ3 とθーＡｌ2 Ｏ3 の混在したものであっ
た。これらを室温から１４００℃の広い範囲の各種温度
で上記と同様に窒化処理を行ったところ、得られたもの
は、αーＡｌ2 Ｏ3 、αーＡｌ2 Ｏ3 とθーＡｌ2 Ｏ
3 、γーＡｌ2 Ｏ3 或いはＡｌＮなどが混在したもので
あった。これらの結果を表４に示した。また、図２に比
較例１０の窒化処理前の仮焼物と窒化後の生成物のＸ線
回折のチャートを示す。
施例と同じアルミナ原料を用いて仮焼温度を１３００℃
としたものである。その結果、得られたものはいずれも
αーＡｌ2 Ｏ3 とθーＡｌ2 Ｏ3 の混在したものであっ
た。これらを室温から１４００℃の広い範囲の各種温度
で上記と同様に窒化処理を行ったところ、得られたもの
は、αーＡｌ2 Ｏ3 、αーＡｌ2 Ｏ3 とθーＡｌ2 Ｏ
3 、γーＡｌ2 Ｏ3 或いはＡｌＮなどが混在したもので
あった。これらの結果を表４に示した。また、図２に比
較例１０の窒化処理前の仮焼物と窒化後の生成物のＸ線
回折のチャートを示す。
【００３２】
【表４】 実施例３及び４、比較例１ないし３で得られたものの窒
化率を測定したところ表５の通りであった。
化率を測定したところ表５の通りであった。
【００３３】
【表５】
【００３４】表５から明らかなように、本願発明によっ
て得られたものはいずれも窒化率が１００％であった。
これに対し、比較例のものは窒化率が最高でも８７．４
％であった。
て得られたものはいずれも窒化率が１００％であった。
これに対し、比較例のものは窒化率が最高でも８７．４
％であった。
【００３５】（実施例７）実施例１と同様にしてＡｌ2
Ｏ3 が６５重量％、ＳｉＯ2 が３５重量％の繊維状ゲル
化物を紡糸した。このゲル化物をマット状として空気中
６５０℃で３０分仮焼した。この仮焼物２００ｇを陽性
澱粉１５ｇとコロイド状シリカ５０ｇとともに２００リ
ットルの水に分散しよく撹拌してスラリーとした。この
スラリーの中に真空成形用モールドを沈め、モールドの
中を吸引しながらモールド表面に繊維と結合材を付着さ
せて成形した。その後、この成形物を脱水して乾燥し、
縦及び横が１５０mm、厚み２０mm、かさ密度０．２ｇ／
cm3 のボードを得た。このボードを６００℃の電気炉に
入れ仮焼した。次に、これを３容積％のＬＰＧを含むア
ンモニアガス雰囲気で１２００℃に保持した炉内に３時
間窒化処理を行った。
Ｏ3 が６５重量％、ＳｉＯ2 が３５重量％の繊維状ゲル
化物を紡糸した。このゲル化物をマット状として空気中
６５０℃で３０分仮焼した。この仮焼物２００ｇを陽性
澱粉１５ｇとコロイド状シリカ５０ｇとともに２００リ
ットルの水に分散しよく撹拌してスラリーとした。この
スラリーの中に真空成形用モールドを沈め、モールドの
中を吸引しながらモールド表面に繊維と結合材を付着さ
せて成形した。その後、この成形物を脱水して乾燥し、
縦及び横が１５０mm、厚み２０mm、かさ密度０．２ｇ／
cm3 のボードを得た。このボードを６００℃の電気炉に
入れ仮焼した。次に、これを３容積％のＬＰＧを含むア
ンモニアガス雰囲気で１２００℃に保持した炉内に３時
間窒化処理を行った。
【００３６】得られたボードは高強度であった。これを
７００℃で５時間の脱炭処理をした後Ｘ線回折を行った
ところＡｌＮとβーサイアロンを検出した。 （比較例１１〜１３）比較例１１〜１３は、実施例と同
じアルミナ原料を用いて仮焼温度を常温又は６５０℃と
したものである。その結果、仮焼後に得られたものは、
いずれもθーＡｌ2 Ｏ3 であった。これらを１２００℃
で窒化処理したものはいずれもαーＡｌ2 Ｏ3 であっ
た。また、１４００℃の高温で窒化処理したものは、α
ーＡｌ2Ｏ3 とＡｌＯＮであった。
７００℃で５時間の脱炭処理をした後Ｘ線回折を行った
ところＡｌＮとβーサイアロンを検出した。 （比較例１１〜１３）比較例１１〜１３は、実施例と同
じアルミナ原料を用いて仮焼温度を常温又は６５０℃と
したものである。その結果、仮焼後に得られたものは、
いずれもθーＡｌ2 Ｏ3 であった。これらを１２００℃
で窒化処理したものはいずれもαーＡｌ2 Ｏ3 であっ
た。また、１４００℃の高温で窒化処理したものは、α
ーＡｌ2Ｏ3 とＡｌＯＮであった。
【００３７】
【表６】
【００３８】（比較例１４）実施例３で得られた同じマ
ットを６５０℃で仮焼し、アンモニアのみのガス雰囲気
下、１２００℃で３時間の加熱を行った。これによって
得られたものはγーＡｌ2 Ｏ3 のみでＡｌＮは検出され
なかった。
ットを６５０℃で仮焼し、アンモニアのみのガス雰囲気
下、１２００℃で３時間の加熱を行った。これによって
得られたものはγーＡｌ2 Ｏ3 のみでＡｌＮは検出され
なかった。
【００３９】
【発明の効果】以上の通り、この発明によればアルミナ
としてγーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体を用いたので、窒
化処理温度を従来よりも低温で行うことが出来るととも
に、アルミナの窒化を高い効率で行うことが出来るよう
になった。したがって、これによれば製造コストを引き
下げて窒化アルミニウムの提供を行うことが出来るよう
になった。
としてγーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体を用いたので、窒
化処理温度を従来よりも低温で行うことが出来るととも
に、アルミナの窒化を高い効率で行うことが出来るよう
になった。したがって、これによれば製造コストを引き
下げて窒化アルミニウムの提供を行うことが出来るよう
になった。
【図１】この発明の１実施例になる窒化処理前の仮焼物
と窒化後の仮焼物のＸ線回折のチャート。
と窒化後の仮焼物のＸ線回折のチャート。
【図２】比較例として示した窒化処理前の仮焼物と窒化
後の仮焼物のＸ線回折のチャート。
後の仮焼物のＸ線回折のチャート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岡 秀典 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内 (72)発明者 松尾 秀逸 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内 (72)発明者 安藤 正博 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内 (72)発明者 藤井 幹也 東京都中央区日本橋久松町４番４号 糸重 ビル 東芝モノフラックス株式会社内 (72)発明者 寺田 浩之 東京都中央区日本橋久松町４番４号 糸重 ビル 東芝モノフラックス株式会社内 (72)発明者 三須 安雄 東京都中央区日本橋久松町４番４号 糸重 ビル 東芝モノフラックス株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 炭化水素ガスを０．５容積％以上含有す
る炭化水素ガスとアンモニアガスとの混合ガス中でアル
ミナ質固形体を加熱して窒化アルミニウム質固形体を製
造する方法において、アルミナ質固形体がγーＡｌ2 Ｏ
3 又はその前駆体であり、かつ加熱温度が１２００〜１
７００℃であることを特徴とする窒化アルミニウム質固
形体の製造方法。 - 【請求項２】 アルミナ質固形体が、１０００℃以下で
仮焼したγーＡｌ2 Ｏ3 の前駆体であることを特徴とす
る請求項１記載の窒化アルミニウム質固形体の製造方
法。 - 【請求項３】 アルミナ質固形体が、繊維、微細な粒
子、フレークのいずれか１種又は２種以上であることを
特徴とする請求項１又は２に記載の窒化アルミニウム質
固形体の製造方法。 - 【請求項４】 アルミナ質固形体が、そのアルミナ源の
全部又は一部に塩基性塩化アルミニウムを用いたことを
特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の窒化ア
ルミニウム質固形体の製造方法。 - 【請求項５】 γーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体を６５〜
９９重量％含有する繊維、微細な粒子及びフレークから
選ばれた１種又は２種以上を、コロイド状シリカ、コロ
イド状アルミナ及びコロイド状ジルコニアから選ばれた
１種又は２種以上の水溶液に分散し、これを脱水，乾燥
して成形したのち１０００℃以下で仮焼し、さらにこれ
を炭化水素ガスを０．５容積％以上含有する炭化水素ガ
スとアンモニアガスとの混合ガス中で１２００〜１７０
０℃で加熱することを特徴とする窒化アルミニウム質成
形体の製造方法。 - 【請求項６】 γーＡｌ2 Ｏ3 又はその前駆体が、その
アルミナ源の全部又は一部に塩基性塩化アルミニウムを
用いたことを特徴とする請求項５に記載の窒化アルミニ
ウム質成形体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7206027A JPH0952769A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 窒化アルミニウム質固形体の製造方法 |
| GB9616430A GB2304105B (en) | 1995-08-11 | 1996-08-05 | Method of manufacturing aluminium nitride |
| DE1996132080 DE19632080C2 (de) | 1995-08-11 | 1996-08-08 | Verfahren zur Herstellung von Aluminiumnitridfasern |
| US08/923,458 US5817274A (en) | 1995-08-11 | 1997-09-04 | Method of manufacturing aluminum nitride |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7206027A JPH0952769A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 窒化アルミニウム質固形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0952769A true JPH0952769A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16516689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7206027A Pending JPH0952769A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 窒化アルミニウム質固形体の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0952769A (ja) |
| DE (1) | DE19632080C2 (ja) |
| GB (1) | GB2304105B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002097006A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-04-02 | Fine Ceramics Research Association | 窒化アルミニウムの製法 |
| JP2005022960A (ja) * | 2003-06-09 | 2005-01-27 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 非酸化物系粒子の製造方法 |
| CN100408495C (zh) * | 2002-12-10 | 2008-08-06 | 马格涅科/梅特雷尔公司 | 玻璃熔炉用耐火材料系统 |
| JP2016164112A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | ナショナル チュン−シャン インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー | 雰囲気が制御される炭素熱還元法によって窒化アルミニウム粉体の製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3208774A1 (de) * | 1982-03-11 | 1983-09-15 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur herstellung von cyanwasserstoff unter gleichzeitiger bildung von aluminiumnitrid |
| US4975260A (en) * | 1988-04-18 | 1990-12-04 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Process for preparing metal nitride powder |
| JP2558871B2 (ja) * | 1989-05-15 | 1996-11-27 | 東芝セラミックス株式会社 | 窒化アルミニウム繊維の製造方法 |
| FR2647436B1 (fr) * | 1989-05-26 | 1992-08-07 | Matsushita Electric Works Ltd | Procede de fabrication de fibres de nitrure d'aluminium |
| JP2852087B2 (ja) * | 1989-10-25 | 1999-01-27 | 東芝セラミックス株式会社 | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
| US5279808A (en) * | 1992-12-17 | 1994-01-18 | United Technologies Corporation | Metal nitride powders |
| JP2955460B2 (ja) * | 1993-03-25 | 1999-10-04 | 東芝セラミックス株式会社 | アルミナ−シリカ系繊維の表面改質方法 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP7206027A patent/JPH0952769A/ja active Pending
-
1996
- 1996-08-05 GB GB9616430A patent/GB2304105B/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-08 DE DE1996132080 patent/DE19632080C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002097006A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-04-02 | Fine Ceramics Research Association | 窒化アルミニウムの製法 |
| CN100408495C (zh) * | 2002-12-10 | 2008-08-06 | 马格涅科/梅特雷尔公司 | 玻璃熔炉用耐火材料系统 |
| JP2005022960A (ja) * | 2003-06-09 | 2005-01-27 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 非酸化物系粒子の製造方法 |
| JP2016164112A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | ナショナル チュン−シャン インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー | 雰囲気が制御される炭素熱還元法によって窒化アルミニウム粉体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2304105A (en) | 1997-03-12 |
| GB9616430D0 (en) | 1996-09-25 |
| DE19632080C2 (de) | 1999-05-20 |
| GB2304105B (en) | 1997-09-17 |
| DE19632080A1 (de) | 1997-02-13 |
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Legal Events
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