JPH1072205A - 微細な盤状六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法 - Google Patents
微細な盤状六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法Info
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- JPH1072205A JPH1072205A JP24875196A JP24875196A JPH1072205A JP H1072205 A JPH1072205 A JP H1072205A JP 24875196 A JP24875196 A JP 24875196A JP 24875196 A JP24875196 A JP 24875196A JP H1072205 A JPH1072205 A JP H1072205A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 新規な形状でかつ微細結晶粒子からなるｈ−
ＢＮ粉末およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 形状が楕円盤状もしくは円盤状であっ
て、短軸；Ｌａ，長軸；Ｌｂおよび厚さ；ｔが下式を満
たすことを特徴とする微細な六方晶窒化ホウ素粉末。 ５０ｎｍ≦Ｌａ≦Ｌｂ≦４００ｎｍ， ２０ｎｍ≦ｔ≦１５０ｎｍ， ｔ≦Ｌa ０.５≦Ｌａ／Ｌｂ≦１.０
ＢＮ粉末およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 形状が楕円盤状もしくは円盤状であっ
て、短軸；Ｌａ，長軸；Ｌｂおよび厚さ；ｔが下式を満
たすことを特徴とする微細な六方晶窒化ホウ素粉末。 ５０ｎｍ≦Ｌａ≦Ｌｂ≦４００ｎｍ， ２０ｎｍ≦ｔ≦１５０ｎｍ， ｔ≦Ｌa ０.５≦Ｌａ／Ｌｂ≦１.０
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な異方形状を
有する微細な六方晶窒化ホウ素（以下ｈ−ＢＮと記す）
及びその製造方法に関する。ｈ−ＢＮの産業用途として
は、潤滑材、高温構造材、溶融金属容器、絶縁性放熱基
板、高硬度工具材料等多岐に亘る。
有する微細な六方晶窒化ホウ素（以下ｈ−ＢＮと記す）
及びその製造方法に関する。ｈ−ＢＮの産業用途として
は、潤滑材、高温構造材、溶融金属容器、絶縁性放熱基
板、高硬度工具材料等多岐に亘る。
【０００２】
【従来の技術】ｈ−ＢＮは、六方晶窒化ホウ素（ＢＮ）
六角網面が積層した黒鉛類似の構造をもち、熱伝導性、
電気絶縁性、耐熱性、耐食性、化学安定性、潤滑性など
に優れた特性を持つ。これらの諸特性を生かし、粉末状
態では固体潤滑剤や耐熱離型剤、または立方晶ＢＮ（ｃ
−ＢＮ）の原料などに、粉末を焼結した成形体としては
溶解用ルツボ、電気絶縁材料、各種電子材料など多方面
で使用されている。加えて近年では、その耐熱性と高熱
伝導性が注目されコンピューターなどの放熱基板として
更なる応用展開が期待されている化合物である。
六角網面が積層した黒鉛類似の構造をもち、熱伝導性、
電気絶縁性、耐熱性、耐食性、化学安定性、潤滑性など
に優れた特性を持つ。これらの諸特性を生かし、粉末状
態では固体潤滑剤や耐熱離型剤、または立方晶ＢＮ（ｃ
−ＢＮ）の原料などに、粉末を焼結した成形体としては
溶解用ルツボ、電気絶縁材料、各種電子材料など多方面
で使用されている。加えて近年では、その耐熱性と高熱
伝導性が注目されコンピューターなどの放熱基板として
更なる応用展開が期待されている化合物である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】その要求特性を発揮す
るために、例えば粉末としては絶縁性・放熱性向上のた
め高純度であること、成形体材料としては、焼結性向上
のため粒径が微細均一であることが望まれる。従来、ｈ
−ＢＮの工業的製造法としては、ホウ酸、ホウ砂などの
ホウ素化合物とメラミン、尿素、ジシアンジアミド等の
含窒素化合物をアンモニアガスなどの非酸化性ガス雰囲
気で加熱し還元窒化する方法がとられている。同法で得
られる粉末は粗製ｈ−ＢＮと呼ばれ、純度７０〜９０wt
％程度の低結晶性のもので、粉末Ｘ線回折のピークはブ
ロードであり結晶学的には乱層構造ＢＮ（ｔ−ＢＮ）と
よばれるものである。この状態のＢＮは耐水性、耐湿性
に乏しく前述のｈ−ＢＮ本来の特性が得られない。この
いわゆる粗製ｈ−ＢＮから純度９８wt％以上の高純度ｈ
−ＢＮを得るには通常、窒素やアルゴン等の非酸化性ガ
ス雰囲気にて１７００〜２１００℃で加熱し不純物を除
去する方法がとられる。この処理により結晶化も進みｈ
−ＢＮのピークはシャープになり、粒子サイズも増大す
るが、得られる高純度ｈ−ＢＮは粒径３〜５μm程度の
リン片形状をもち、この形状はしばしば不都合をもたら
す。即ち焼結性が悪く緻密な成形体が得られない、複合
体のフィラーとして高充填できない、などである。加え
て高温処理のため製造コストが高く、前述の原材料は全
て安価であるのにｈ−ＢＮは高価な製品となっている。
これらの問題点がｈ−ＢＮ製品の市場普及拡大を妨げて
きた。
るために、例えば粉末としては絶縁性・放熱性向上のた
め高純度であること、成形体材料としては、焼結性向上
のため粒径が微細均一であることが望まれる。従来、ｈ
−ＢＮの工業的製造法としては、ホウ酸、ホウ砂などの
ホウ素化合物とメラミン、尿素、ジシアンジアミド等の
含窒素化合物をアンモニアガスなどの非酸化性ガス雰囲
気で加熱し還元窒化する方法がとられている。同法で得
られる粉末は粗製ｈ−ＢＮと呼ばれ、純度７０〜９０wt
％程度の低結晶性のもので、粉末Ｘ線回折のピークはブ
ロードであり結晶学的には乱層構造ＢＮ（ｔ−ＢＮ）と
よばれるものである。この状態のＢＮは耐水性、耐湿性
に乏しく前述のｈ−ＢＮ本来の特性が得られない。この
いわゆる粗製ｈ−ＢＮから純度９８wt％以上の高純度ｈ
−ＢＮを得るには通常、窒素やアルゴン等の非酸化性ガ
ス雰囲気にて１７００〜２１００℃で加熱し不純物を除
去する方法がとられる。この処理により結晶化も進みｈ
−ＢＮのピークはシャープになり、粒子サイズも増大す
るが、得られる高純度ｈ−ＢＮは粒径３〜５μm程度の
リン片形状をもち、この形状はしばしば不都合をもたら
す。即ち焼結性が悪く緻密な成形体が得られない、複合
体のフィラーとして高充填できない、などである。加え
て高温処理のため製造コストが高く、前述の原材料は全
て安価であるのにｈ−ＢＮは高価な製品となっている。
これらの問題点がｈ−ＢＮ製品の市場普及拡大を妨げて
きた。
【０００４】上述のように高純度で均一微細なＢＮ粉末
が切望されており、実際その検討の報告がある。例えば
添加剤を用いる方法（特開昭６１−２５６９０５号）で
は、粗製ｈ−ＢＮに炭素質粉末を添加しアンモニアガス
中１５００℃以上で加熱処理し、０.５μm以下の粒子を
製造する方法が開示されている。しかしながら同法では
炭素質粉末の均一添加が工業上困難であること、また従
来より粒径は均一微細であるけれども前述成形品用途等
には一層の均一微細化が望ましいこと、高温加熱の点は
従来法と変わることなく製造コストが高いことなどの点
で不充分である。もう一つの例として初期段階で洗浄を
徹底し、純度を上げる方法（特開平２−８０３０８号、
特開平３−１１５１０９号）がある。同法では微細粒子
は得られるが、低結晶性もしくは乱層構造ＢＮ（ｔ−Ｂ
Ｎ）の段階である。これからｈ−ＢＮを得るには１５０
０℃以上の高温加熱が必要である。このように高純度で
均一微細なｈ−ＢＮ粉末を低温加熱で得る方法はいまだ
達成されていなかった。
が切望されており、実際その検討の報告がある。例えば
添加剤を用いる方法（特開昭６１−２５６９０５号）で
は、粗製ｈ−ＢＮに炭素質粉末を添加しアンモニアガス
中１５００℃以上で加熱処理し、０.５μm以下の粒子を
製造する方法が開示されている。しかしながら同法では
炭素質粉末の均一添加が工業上困難であること、また従
来より粒径は均一微細であるけれども前述成形品用途等
には一層の均一微細化が望ましいこと、高温加熱の点は
従来法と変わることなく製造コストが高いことなどの点
で不充分である。もう一つの例として初期段階で洗浄を
徹底し、純度を上げる方法（特開平２−８０３０８号、
特開平３−１１５１０９号）がある。同法では微細粒子
は得られるが、低結晶性もしくは乱層構造ＢＮ（ｔ−Ｂ
Ｎ）の段階である。これからｈ−ＢＮを得るには１５０
０℃以上の高温加熱が必要である。このように高純度で
均一微細なｈ−ＢＮ粉末を低温加熱で得る方法はいまだ
達成されていなかった。
【０００５】本発明の課題は、新規な形状でかつ微細結
晶粒子からなるｈ−ＢＮ粉末およびその製造方法を提供
することにある。
晶粒子からなるｈ−ＢＮ粉末およびその製造方法を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、形状が楕円盤
状もしくは円盤状であって、短軸；Ｌａ，長軸；Ｌｂお
よび厚さ；ｔが下式を満たすことを特徴とする微細な六
方晶窒化ホウ素粉末に係る。 ５０ｎｍ≦Ｌａ≦Ｌｂ≦４００ｎｍ， ２０ｎｍ≦ｔ≦１５０ｎｍ， ｔ≦Ｌa ０.５≦Ｌａ／Ｌｂ≦１.０ 又、その厚み方向にＢＮ六角網面が積層してなることを
特徴とする微細な楕円盤状もしくは円盤状ｈ−ＢＮ粉末
に係る。又、本発明はホウ素と窒素とを含む繊維状化合
物を非酸化性ガス雰囲気下で４００〜８００℃の温度で
加熱処理して得たものを粉砕し、その後非酸化性ガス雰
囲気下で１０００〜１８００℃の温度で加熱処理するこ
とを特徴とする楕円盤状もしくは円盤状ｈ−ＢＮ粉末の
製造方法に係る。本発明の提供するｈ−ＢＮは、新規な
異方形状を有し、均一微細なものであるから絶縁性、熱
伝導性、潤滑性、焼結性等に優れた極めて有用性の高い
材料である。
状もしくは円盤状であって、短軸；Ｌａ，長軸；Ｌｂお
よび厚さ；ｔが下式を満たすことを特徴とする微細な六
方晶窒化ホウ素粉末に係る。 ５０ｎｍ≦Ｌａ≦Ｌｂ≦４００ｎｍ， ２０ｎｍ≦ｔ≦１５０ｎｍ， ｔ≦Ｌa ０.５≦Ｌａ／Ｌｂ≦１.０ 又、その厚み方向にＢＮ六角網面が積層してなることを
特徴とする微細な楕円盤状もしくは円盤状ｈ−ＢＮ粉末
に係る。又、本発明はホウ素と窒素とを含む繊維状化合
物を非酸化性ガス雰囲気下で４００〜８００℃の温度で
加熱処理して得たものを粉砕し、その後非酸化性ガス雰
囲気下で１０００〜１８００℃の温度で加熱処理するこ
とを特徴とする楕円盤状もしくは円盤状ｈ−ＢＮ粉末の
製造方法に係る。本発明の提供するｈ−ＢＮは、新規な
異方形状を有し、均一微細なものであるから絶縁性、熱
伝導性、潤滑性、焼結性等に優れた極めて有用性の高い
材料である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明者らは今までに提案してき
た機能性繊維状化合物の用途開発を通して、複合材中の
フィラーの見かけの充填体積％を大きくするためには繊
維形状を大きくすることが必要との観点に立ち鋭意研究
を進めた結果、高品位の結晶性繊維状Ｃ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6
（化合物）を窒化ホウ素（化合物）の前駆体として簡便
な方法で合成可能なことを先に見い出した。この化学式
Ｃ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6の組成を有する繊維状化合物は、メラ
ミン系化合物とホウ酸又は酸化ホウ素を適当な溶媒中で
加温反応し、冷却時に結晶を成長させ、析出した繊維状
化合物をろ別し、好ましくは急速乾燥することにより得
られ、実質的に格子定数ａ＝３.６００Å、ｂ＝２０.１
４３Å、ｃ＝１４.１２１Å、β＝９２.１１°で示さ
れ、単斜晶系に属する単結晶構造を有する化合物であ
る。単結晶自動Ｘ線構造解析によれば、この原料化合物
の結晶構造は以下のようである。
た機能性繊維状化合物の用途開発を通して、複合材中の
フィラーの見かけの充填体積％を大きくするためには繊
維形状を大きくすることが必要との観点に立ち鋭意研究
を進めた結果、高品位の結晶性繊維状Ｃ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6
（化合物）を窒化ホウ素（化合物）の前駆体として簡便
な方法で合成可能なことを先に見い出した。この化学式
Ｃ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6の組成を有する繊維状化合物は、メラ
ミン系化合物とホウ酸又は酸化ホウ素を適当な溶媒中で
加温反応し、冷却時に結晶を成長させ、析出した繊維状
化合物をろ別し、好ましくは急速乾燥することにより得
られ、実質的に格子定数ａ＝３.６００Å、ｂ＝２０.１
４３Å、ｃ＝１４.１２１Å、β＝９２.１１°で示さ
れ、単斜晶系に属する単結晶構造を有する化合物であ
る。単結晶自動Ｘ線構造解析によれば、この原料化合物
の結晶構造は以下のようである。
【０００８】
【化１】
【０００９】このものは窒化ホウ素及び各種の窒化ホウ
素系化合物の中間体として有用な化合物である。上記結
晶構造以外の化合物を少量含んでいても良い。化学式Ｃ
3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6の組成を有する繊維状化合物の形状は、
反応条件により平均繊維長３０μmから５mm程度のもの
を得ることができる。このものの平均アスペクト比は１
０〜５０程度である。本発明は上記Ｃ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6の
組成を有する化合物を非酸化性雰囲気中で加熱処理する
ことにより、繊維形状を保持したｔ−ＢＮが得られ、次
いでこれを粉砕したものを非酸化性ガス雰囲気下に低温
で加熱処理することにより、目的とする異方形状を有す
る微細なｈ−ＢＮを得る。
素系化合物の中間体として有用な化合物である。上記結
晶構造以外の化合物を少量含んでいても良い。化学式Ｃ
3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6の組成を有する繊維状化合物の形状は、
反応条件により平均繊維長３０μmから５mm程度のもの
を得ることができる。このものの平均アスペクト比は１
０〜５０程度である。本発明は上記Ｃ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6の
組成を有する化合物を非酸化性雰囲気中で加熱処理する
ことにより、繊維形状を保持したｔ−ＢＮが得られ、次
いでこれを粉砕したものを非酸化性ガス雰囲気下に低温
で加熱処理することにより、目的とする異方形状を有す
る微細なｈ−ＢＮを得る。
【００１０】本発明の上記出発原料の製造方法におい
て、メラミン系化合物としてはＮＨ2基を有するメラミ
ン、アンメリン、アンメリド、メラム、メロン等の化合
物が例示できる。ホウ酸としては、オルトホウ酸、メタ
ホウ酸、四ホウ酸等、酸化ホウ素としては、三酸化ホウ
素、二酸化二ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素
等が使用できる。ホウ酸又は酸化ホウ素及びメラミン系
化合物を単独に又は同時に溶媒中で加温し、ホウ酸又は
酸化ホウ素、メラミン系化合物を完全に溶解させた後
に、冷却過程で結晶析出に伴って、メラミン系化合物１
モルに対しホウ酸２モルが水素結合により分子性結晶を
形成し、その化合物の結晶成長により、本発明の原料化
合物（前駆体化合物）を得ることができる。ホウ酸及び
メラミン系化合物を単独に溶解させた場合には、本発明
の原料化合物を得るために、ホウ酸溶液及びメラミン系
化合物溶液を混合する必要があるが、その混合比率は、
ホウ酸／メラミン系のモル比が２／１になるように所定
量混合するのが好ましい。ホウ酸過剰、又はメラミン系
化合物過剰の場合にも本発明の原料化合物を得ることは
可能であるが、冷却時温度での溶解度以上のホウ酸、メ
ラミン系化合物が溶解していた場合には、各々の結晶と
して再析出し（粒子状）、ろ別・急速乾燥後に得られる
本発明の原料化合物は繊維状化合物と粒子状物の混在し
たものとなる。メラミン系化合物はｈ−ＢＮ化する時の
熱処理時に分解し、消失するが、ホウ酸は粒子状ｈ−Ｂ
Ｎ又は酸窒化物と考えられる本発明の原料化合物にとっ
ては、不純物として残存してしまう。また、原料の有効
利用の点からも計算された所定量の溶解を実施すること
が本発明の態様としては好ましい。
て、メラミン系化合物としてはＮＨ2基を有するメラミ
ン、アンメリン、アンメリド、メラム、メロン等の化合
物が例示できる。ホウ酸としては、オルトホウ酸、メタ
ホウ酸、四ホウ酸等、酸化ホウ素としては、三酸化ホウ
素、二酸化二ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素
等が使用できる。ホウ酸又は酸化ホウ素及びメラミン系
化合物を単独に又は同時に溶媒中で加温し、ホウ酸又は
酸化ホウ素、メラミン系化合物を完全に溶解させた後
に、冷却過程で結晶析出に伴って、メラミン系化合物１
モルに対しホウ酸２モルが水素結合により分子性結晶を
形成し、その化合物の結晶成長により、本発明の原料化
合物（前駆体化合物）を得ることができる。ホウ酸及び
メラミン系化合物を単独に溶解させた場合には、本発明
の原料化合物を得るために、ホウ酸溶液及びメラミン系
化合物溶液を混合する必要があるが、その混合比率は、
ホウ酸／メラミン系のモル比が２／１になるように所定
量混合するのが好ましい。ホウ酸過剰、又はメラミン系
化合物過剰の場合にも本発明の原料化合物を得ることは
可能であるが、冷却時温度での溶解度以上のホウ酸、メ
ラミン系化合物が溶解していた場合には、各々の結晶と
して再析出し（粒子状）、ろ別・急速乾燥後に得られる
本発明の原料化合物は繊維状化合物と粒子状物の混在し
たものとなる。メラミン系化合物はｈ−ＢＮ化する時の
熱処理時に分解し、消失するが、ホウ酸は粒子状ｈ−Ｂ
Ｎ又は酸窒化物と考えられる本発明の原料化合物にとっ
ては、不純物として残存してしまう。また、原料の有効
利用の点からも計算された所定量の溶解を実施すること
が本発明の態様としては好ましい。
【００１１】得られた繊維状ｈ−ＢＮ前駆体を非酸化性
ガス雰囲気下、温度４００〜８００℃で０.５〜５時
間、好ましくは１〜３時間加熱することでｔ−ＢＮを得
ることができる。非酸化性ガス雰囲気としては、窒素ガ
ス、アルゴンガス、アンモニアガス等の雰囲気を例示で
きる。加熱温度が４００〜８００℃では、リン片状化は
起きず、繊維形状を維持できる。次に、ボールミル等で
同繊維状物を０.５時間以上、好ましくは２時間以上、
充分に粉砕する。この段階ではｎｍオーダーの領域で反
応生成したｔ−ＢＮが弱い結合力で針状形状を保ってい
るため、その粉砕は極めて容易であって、均一なｔ−Ｂ
Ｎ粉末が得られる。繰り返すが、ここで単なる無定形前
駆体の粉砕でなく、均一サイズの針状前駆体を粉砕する
点が重要である。次に得られた粉末を非酸化性ガス雰囲
気下、温度１０００〜１８００℃で０.５〜５時間、好
ましくは１〜３時間加熱を行う。通常はｔ−ＢＮからｈ
−ＢＮへの変化は高温（１８００〜２２００℃程度）で
行われるが、この均一微細なｔ−ＢＮの変化は低温（１
０００℃以上）で進行する。なぜならば、ｔ−ＢＮから
ｈ−ＢＮへの移行はＢＮ網面群でなされる乱層の秩序化
であるから、網面の面積が微細であるほど層間の秩序化
は容易となる。微細なため表面積も大きく低温で効率的
な反応が起きる。ゆえに、過剰加熱がないため、高温で
の粒子成長が起きないため微細ｈ−ＢＮ粉末が得られ
る。
ガス雰囲気下、温度４００〜８００℃で０.５〜５時
間、好ましくは１〜３時間加熱することでｔ−ＢＮを得
ることができる。非酸化性ガス雰囲気としては、窒素ガ
ス、アルゴンガス、アンモニアガス等の雰囲気を例示で
きる。加熱温度が４００〜８００℃では、リン片状化は
起きず、繊維形状を維持できる。次に、ボールミル等で
同繊維状物を０.５時間以上、好ましくは２時間以上、
充分に粉砕する。この段階ではｎｍオーダーの領域で反
応生成したｔ−ＢＮが弱い結合力で針状形状を保ってい
るため、その粉砕は極めて容易であって、均一なｔ−Ｂ
Ｎ粉末が得られる。繰り返すが、ここで単なる無定形前
駆体の粉砕でなく、均一サイズの針状前駆体を粉砕する
点が重要である。次に得られた粉末を非酸化性ガス雰囲
気下、温度１０００〜１８００℃で０.５〜５時間、好
ましくは１〜３時間加熱を行う。通常はｔ−ＢＮからｈ
−ＢＮへの変化は高温（１８００〜２２００℃程度）で
行われるが、この均一微細なｔ−ＢＮの変化は低温（１
０００℃以上）で進行する。なぜならば、ｔ−ＢＮから
ｈ−ＢＮへの移行はＢＮ網面群でなされる乱層の秩序化
であるから、網面の面積が微細であるほど層間の秩序化
は容易となる。微細なため表面積も大きく低温で効率的
な反応が起きる。ゆえに、過剰加熱がないため、高温で
の粒子成長が起きないため微細ｈ−ＢＮ粉末が得られ
る。
【００１２】上述の如く本発明はこれまでにない特異な
形状即ち楕円盤状もしくは円盤状の微細ｈ−ＢＮ粉末お
よびその製造法を提供するものである。なお本発明の用
途は実施例の潤滑剤に限られず種々の用途において従来
にない効果が得られる。すなわち樹脂との複合体による
熱伝導性材料用途においては、従来のリン片状ｈ−ＢＮ
では樹脂との混練が困難で充填率が低く、得られる複合
体の熱伝導率は不満足なものであったが、本発明品を使
用すれば高充填が可能ですなわち熱伝導率の高い樹脂複
合体が得られる。またセラミック複合体に潤滑性を付与
する場合も他セラミック粒子との混合焼結が容易であ
る。成形体用途においては、加圧加熱成形を行うときに
従来のリン片状ｈ−ＢＮでは配向が起きていたが、本発
明品を用いた場合は等方性でかつ緻密な成形体を得るこ
とができる。ｃ−ＢＮ原料としても従来品のリン片状ｈ
−ＢＮに比べｃ−ＢＮへの転換率の向上が認められた。
形状即ち楕円盤状もしくは円盤状の微細ｈ−ＢＮ粉末お
よびその製造法を提供するものである。なお本発明の用
途は実施例の潤滑剤に限られず種々の用途において従来
にない効果が得られる。すなわち樹脂との複合体による
熱伝導性材料用途においては、従来のリン片状ｈ−ＢＮ
では樹脂との混練が困難で充填率が低く、得られる複合
体の熱伝導率は不満足なものであったが、本発明品を使
用すれば高充填が可能ですなわち熱伝導率の高い樹脂複
合体が得られる。またセラミック複合体に潤滑性を付与
する場合も他セラミック粒子との混合焼結が容易であ
る。成形体用途においては、加圧加熱成形を行うときに
従来のリン片状ｈ−ＢＮでは配向が起きていたが、本発
明品を用いた場合は等方性でかつ緻密な成形体を得るこ
とができる。ｃ−ＢＮ原料としても従来品のリン片状ｈ
−ＢＮに比べｃ−ＢＮへの転換率の向上が認められた。
【００１３】
【実施例】以下、実施例及び比較例によって本発明を更
に詳細に説明する。 実施例１ 脱イオン水 ４００mlを５００ml容のガラス製ビーカー
に入れ、それにメラミン １２gを加え、撹拌しながら８
０℃まで加温し、完全に溶解させ、それにオルトホウ酸
１５gを加え、均一に溶解し、反応させた後、徐々に室
温まで冷却して繊維状化合物を生成せしめ、濾別した
後、５０℃で真空乾燥した。得られた繊維状化合物は２
４gであり、平均繊維長さは６０μmであり、分析により
この化合物はメラミン１モルに対しホウ酸２モルが化合
したＣ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6の組成であることが確認された。
次いで、その繊維状化合物を窒素雰囲気下、７００℃で
１時間熱処理、冷却後に自動乳鉢で１時間粉砕し、窒素
雰囲気下、１４００℃で１時間熱処理した。得られたも
のはＸ線回析（ＸＲＤ）からｈ−ＢＮであることが確認
した。また、ＴＥＭ観察から、微細均一な楕円盤状粉末
であって、その平均サイズは短軸が１８０ｎｍ、長軸が
２４０ｎｍ、厚さが８０ｎｍであった。またＴＥＭ 電
子線回折法により厚み方向がｃ軸であること、即ちその
厚み方向にＢＮ六角網面が積層してなることが確認され
た。図１に繊維状前駆体化合物の走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）写真、図２に得られた化合物の透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）写真、図３にＸ線回析（ＸＲＤ）チャートを
示す。図４に厚み方向のＴＥＭ写真、図５にその電子線
回折写真を示す。
に詳細に説明する。 実施例１ 脱イオン水 ４００mlを５００ml容のガラス製ビーカー
に入れ、それにメラミン １２gを加え、撹拌しながら８
０℃まで加温し、完全に溶解させ、それにオルトホウ酸
１５gを加え、均一に溶解し、反応させた後、徐々に室
温まで冷却して繊維状化合物を生成せしめ、濾別した
後、５０℃で真空乾燥した。得られた繊維状化合物は２
４gであり、平均繊維長さは６０μmであり、分析により
この化合物はメラミン１モルに対しホウ酸２モルが化合
したＣ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6の組成であることが確認された。
次いで、その繊維状化合物を窒素雰囲気下、７００℃で
１時間熱処理、冷却後に自動乳鉢で１時間粉砕し、窒素
雰囲気下、１４００℃で１時間熱処理した。得られたも
のはＸ線回析（ＸＲＤ）からｈ−ＢＮであることが確認
した。また、ＴＥＭ観察から、微細均一な楕円盤状粉末
であって、その平均サイズは短軸が１８０ｎｍ、長軸が
２４０ｎｍ、厚さが８０ｎｍであった。またＴＥＭ 電
子線回折法により厚み方向がｃ軸であること、即ちその
厚み方向にＢＮ六角網面が積層してなることが確認され
た。図１に繊維状前駆体化合物の走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）写真、図２に得られた化合物の透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）写真、図３にＸ線回析（ＸＲＤ）チャートを
示す。図４に厚み方向のＴＥＭ写真、図５にその電子線
回折写真を示す。
【００１４】実施例２ 実施例１と同様の反応で、化学式Ｃ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2Ｏ6繊維
状前駆体化合物を合成し、窒素雰囲気下、４００℃で１
時間熱処理、冷却後に自動乳鉢で１時間粉砕し、更に窒
素雰囲気下、１３００℃で１時間熱処理した。得られた
化合物は、短軸約１２０ｎｍ、長軸約１５０ｎｍ、厚さ
約５０ｎｍの微細な盤状一次粒子であった。Ｘ線回析を
行った結果、実施例１と同一化合物であった。
状前駆体化合物を合成し、窒素雰囲気下、４００℃で１
時間熱処理、冷却後に自動乳鉢で１時間粉砕し、更に窒
素雰囲気下、１３００℃で１時間熱処理した。得られた
化合物は、短軸約１２０ｎｍ、長軸約１５０ｎｍ、厚さ
約５０ｎｍの微細な盤状一次粒子であった。Ｘ線回析を
行った結果、実施例１と同一化合物であった。
【００１５】実施例３ 実施例１で得られた超微細盤状ｈ−ＢＮを５wt％添加し
た＃１８０タービン油を、荷重１０kg、すべり速度１.
０m／minの往復動潤滑試験にて摩擦係数を測定したとこ
ろ室温においては０.０７、８００℃においても０.０７
であった。
た＃１８０タービン油を、荷重１０kg、すべり速度１.
０m／minの往復動潤滑試験にて摩擦係数を測定したとこ
ろ室温においては０.０７、８００℃においても０.０７
であった。
【００１６】比較例１ 市販されているｈ−ＢＮ〔電気化学（株）製 ＧＰグレ
ード〕のＳＥＭ観察を行った結果、粒子径３〜５μmの
粗大な鱗片状ｈ−ＢＮであった。図６に市販されている
ｈ−ＢＮのＳＥＭ写真、図７にそのＴＥＭ写真を示す。
ード〕のＳＥＭ観察を行った結果、粒子径３〜５μmの
粗大な鱗片状ｈ−ＢＮであった。図６に市販されている
ｈ−ＢＮのＳＥＭ写真、図７にそのＴＥＭ写真を示す。
【００１７】比較例２ メラミン １２gとオルトホウ酸 １５gを４００mlの脱イ
オン水とともに５００mlのビーカー中に仕込み、室温で
１時間撹拌反応を行った後に、濾別し１５０℃で乾燥し
た。得られた化合物は大きさ１μm〜５μmのリン片状で
あった。次いで、そのリン片状化合物を窒素雰囲気下、
７００℃で１時間熱処理、冷却後に自動乳鉢で１時間粉
砕し、窒素雰囲気下、１４００℃で１時間熱処理した。
得られたものはＸ線回析からｈ−ＢＮであるが、大きさ
０.５μm〜３μmの鱗片状と粒子状の混合物であった。
図８にそのＴＥＭ写真を示す。
オン水とともに５００mlのビーカー中に仕込み、室温で
１時間撹拌反応を行った後に、濾別し１５０℃で乾燥し
た。得られた化合物は大きさ１μm〜５μmのリン片状で
あった。次いで、そのリン片状化合物を窒素雰囲気下、
７００℃で１時間熱処理、冷却後に自動乳鉢で１時間粉
砕し、窒素雰囲気下、１４００℃で１時間熱処理した。
得られたものはＸ線回析からｈ−ＢＮであるが、大きさ
０.５μm〜３μmの鱗片状と粒子状の混合物であった。
図８にそのＴＥＭ写真を示す。
【００１８】比較例３ 比較例１のリン片状ｈ−ＢＮを５wt％添加した＃１８０
タービン油を、荷重１０kg、すべり速度１.０m／minの
往復動潤滑試験にて摩擦係数を測定したところ室温にお
いては０.２０、８００℃においても０.２０であった。
タービン油を、荷重１０kg、すべり速度１.０m／minの
往復動潤滑試験にて摩擦係数を測定したところ室温にお
いては０.２０、８００℃においても０.２０であった。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、まず針状前駆体化合物
内でのメラミンホウ素配列を反映して、その断面積以上
にＢＮ網面は発達しない。すなわちｔ−ＢＮを得る４０
０〜８００℃での加熱でリン片化は起きず、繊維形状を
保持している。この段階ではｎｍオーダーの領域で反応
生成したｈ−ＢＮが弱い結合力で針状形状を保っている
ため、その粉砕は極めて容易であって、均一な微細ｈ−
ＢＮ粉末が得られる。本発明では単なる無定形前駆体の
粉砕でなく、均一サイズの針状前駆体を粉砕する点が重
要である。
内でのメラミンホウ素配列を反映して、その断面積以上
にＢＮ網面は発達しない。すなわちｔ−ＢＮを得る４０
０〜８００℃での加熱でリン片化は起きず、繊維形状を
保持している。この段階ではｎｍオーダーの領域で反応
生成したｈ−ＢＮが弱い結合力で針状形状を保っている
ため、その粉砕は極めて容易であって、均一な微細ｈ−
ＢＮ粉末が得られる。本発明では単なる無定形前駆体の
粉砕でなく、均一サイズの針状前駆体を粉砕する点が重
要である。
【００２０】次にこの均一微細ｔ−ＢＮはｈ−ＢＮへの
変化が低温で進行する。なぜならｔ−ＢＮからｈ−ＢＮ
への移行はＢＮ網面群でなされる乱層の秩序化であるか
ら、網面の面積が微細であるほど層間の秩序化は容易と
なる。微細なため表面積も大きく低温で効率的な反応が
起きる。最後に過剰加熱がないため、高温での粒子成長
が起きないため微細ｈ−ＢＮ粉末が得られる。
変化が低温で進行する。なぜならｔ−ＢＮからｈ−ＢＮ
への移行はＢＮ網面群でなされる乱層の秩序化であるか
ら、網面の面積が微細であるほど層間の秩序化は容易と
なる。微細なため表面積も大きく低温で効率的な反応が
起きる。最後に過剰加熱がないため、高温での粒子成長
が起きないため微細ｈ−ＢＮ粉末が得られる。
【図１】実施例１の繊維状前駆体化合物の形状を示すＳ
ＥＭ写真である。
ＥＭ写真である。
【図２】実施例１で得られた本発明ｈ−ＢＮ粉末の形状
を示すＴＥＭ写真である。
を示すＴＥＭ写真である。
【図３】実施例１で得られたｈ−ＢＮ粉末のＸＲＤチャ
ートである。
ートである。
【図４】実施例１で得られた化合物の厚み方向を示すＴ
ＥＭ写真である。
ＥＭ写真である。
【図５】実施例１で得られた化合物の積層を示す電子線
回折写真である。
回折写真である。
【図６】比較例１の市販のｈ−ＢＮの形状を示すＳＥＭ
写真である。
写真である。
【図７】比較例１の市販のｈ−ＢＮの形状を示すＴＥＭ
写真である。
写真である。
【図８】比較例２で得られた化合物の形状を示すＴＥＭ
写真である。
写真である。
Claims (4)
- 【請求項１】 形状が楕円盤状もしくは円盤状であっ
て、短軸；Ｌａ，長軸；Ｌｂおよび厚さ；ｔが下式を満
たすことを特徴とする微細な六方晶窒化ホウ素粉末。 ５０ｎｍ≦Ｌａ≦Ｌｂ≦４００ｎｍ， ２０ｎｍ≦ｔ≦１５０ｎｍ， ｔ≦Ｌa ０.５≦Ｌａ／Ｌｂ≦１.０ - 【請求項２】 厚み方向に窒化ホウ素六角網面が積層し
てなることを特徴とする請求項１記載の微細な楕円盤状
もしくは円盤状六方晶窒化ホウ素粉末。 - 【請求項３】 ホウ素と窒素とを含む繊維状化合物を非
酸化性ガス雰囲気下で４００〜８００℃の温度で加熱処
理して得たものを粉砕し、その後非酸化性ガス雰囲気下
で１０００〜１８００℃の温度で加熱処理することを特
徴とする微細な楕円盤状もしくは円盤状六方晶窒化ホウ
素粉末の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３においてホウ素と窒素とを含む
繊維状化合物が化学式Ｃ3Ｎ6Ｈ12Ｂ2０6で示される化合
物であることを特徴とする微細な楕円盤状もしくは円盤
状六方晶窒化ホウ素粉末の製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24875196A JPH1072205A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 微細な盤状六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法 |
| PCT/JP1997/002727 WO1998005590A1 (fr) | 1996-08-06 | 1997-08-06 | Nitrure de bore et son procede de preparation |
| EP97934702A EP0918039A4 (en) | 1996-08-06 | 1997-08-06 | BORNITRIDE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| KR1019997000968A KR100323941B1 (ko) | 1996-08-06 | 1997-08-06 | 질화붕소 및 그의 제조방법 |
| CN97197074A CN1227531A (zh) | 1996-08-06 | 1997-08-06 | 氮化硼及其制造方法 |
| US09/242,008 US6319602B1 (en) | 1996-08-06 | 1997-08-06 | Boron nitride and process for preparing the same |
| TW086111235A TW448131B (en) | 1996-08-06 | 1997-08-06 | Boron nitride and its production |
| US09/963,549 US6541111B2 (en) | 1996-08-06 | 2001-09-27 | Process for producing boron nitride |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24875196A JPH1072205A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 微細な盤状六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1072205A true JPH1072205A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=17182837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24875196A Pending JPH1072205A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-29 | 微細な盤状六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1072205A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100341723B1 (ko) * | 2000-05-16 | 2002-06-24 | 조종목 | 자전 고온반응 합성법을 이용한 육방정 질화붕소 분말의제조 방법 |
| JP2002220213A (ja) * | 2001-01-18 | 2002-08-09 | Sony Corp | Ｉｉｉｂ族窒素化合物の合成方法 |
| KR100461962B1 (ko) * | 2002-07-30 | 2004-12-17 | 임동수 | 금속산화물/질화물 복합체 분말의 제조방법 |
| JP2005097022A (ja) * | 2003-09-22 | 2005-04-14 | Japan Science & Technology Agency | Ｉｉｉｂ族窒化物の合成方法 |
| JP2006045032A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | National Institute For Materials Science | 窒化ホウ素膜で被覆された窒化アルミニウムナノチューブ及びその製造方法 |
| JP2007051228A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Denki Kagaku Kogyo Kk | エンジンオイル |
| JP2007191337A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化ホウ素粉末、その製造方法及び用途 |
| JP2007308360A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-29 | Jfe Steel Kk | 六方晶窒化ホウ素粉末 |
| JP2008280243A (ja) * | 2000-05-01 | 2008-11-20 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc | 高度に層剥離した六方晶窒化ホウ素粉末、その製造方法及び使用 |
| JP2016141600A (ja) * | 2015-02-02 | 2016-08-08 | 三菱化学株式会社 | 六方晶窒化ホウ素単結晶およびその製造方法、該六方晶窒化ホウ素単結晶を配合した複合材組成物並びに該複合材組成物を成形してなる放熱部材 |
| JP2019189525A (ja) * | 2015-02-02 | 2019-10-31 | 三菱ケミカル株式会社 | 六方晶窒化ホウ素単結晶、該六方晶窒化ホウ素単結晶を配合した複合材組成物および該複合材組成物を成形してなる放熱部材 |
| JP2021143124A (ja) * | 2019-06-27 | 2021-09-24 | 三菱ケミカル株式会社 | 六方晶窒化ホウ素単結晶、該六方晶窒化ホウ素単結晶を配合した複合材組成物および該複合材組成物を成形してなる放熱部材 |
-
1996
- 1996-08-29 JP JP24875196A patent/JPH1072205A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280243A (ja) * | 2000-05-01 | 2008-11-20 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc | 高度に層剥離した六方晶窒化ホウ素粉末、その製造方法及び使用 |
| KR100341723B1 (ko) * | 2000-05-16 | 2002-06-24 | 조종목 | 자전 고온반응 합성법을 이용한 육방정 질화붕소 분말의제조 방법 |
| JP2002220213A (ja) * | 2001-01-18 | 2002-08-09 | Sony Corp | Ｉｉｉｂ族窒素化合物の合成方法 |
| KR100461962B1 (ko) * | 2002-07-30 | 2004-12-17 | 임동수 | 금속산화물/질화물 복합체 분말의 제조방법 |
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| JP2007051228A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Denki Kagaku Kogyo Kk | エンジンオイル |
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| JP2019189525A (ja) * | 2015-02-02 | 2019-10-31 | 三菱ケミカル株式会社 | 六方晶窒化ホウ素単結晶、該六方晶窒化ホウ素単結晶を配合した複合材組成物および該複合材組成物を成形してなる放熱部材 |
| JP2021143124A (ja) * | 2019-06-27 | 2021-09-24 | 三菱ケミカル株式会社 | 六方晶窒化ホウ素単結晶、該六方晶窒化ホウ素単結晶を配合した複合材組成物および該複合材組成物を成形してなる放熱部材 |
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