JPS5855314A - 立方晶窒化硼素の合成法 - Google Patents
立方晶窒化硼素の合成法Info
- Publication number
- JPS5855314A JPS5855314A JP15395381A JP15395381A JPS5855314A JP S5855314 A JPS5855314 A JP S5855314A JP 15395381 A JP15395381 A JP 15395381A JP 15395381 A JP15395381 A JP 15395381A JP S5855314 A JPS5855314 A JP S5855314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boron nitride
- li3n
- hexagonal system
- catalyst
- nitride
- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は立方晶窒化硼素（以下ＣＢＮと略す）の高圧合
成法に関するもので、特に、高圧合成時に触媒として添
加する物質をあらかじめ熱力学的に安定な状態に反応さ
せておいてから添加するととＫよって、高圧力のシール
を容易にしたＣＢＮの合成法に関するものである。
成法に関するもので、特に、高圧合成時に触媒として添
加する物質をあらかじめ熱力学的に安定な状態に反応さ
せておいてから添加するととＫよって、高圧力のシール
を容易にしたＣＢＮの合成法に関するものである。
ＣＢＮは六方晶窒化硼素（以下ＨＢＮと略す）に触媒を
添加し、高温高圧下でＨＢＮをＣＢＮへ変態せしめ合成
される。このような触媒的ＣＢＮ合成法としては特公昭
３８−１４号記載の方法があり、このうち、リジウム又
は窒化リジウムを用いた合成法が形状の良好なＣＢＮが
合成できるという理由で用いられている。
添加し、高温高圧下でＨＢＮをＣＢＮへ変態せしめ合成
される。このような触媒的ＣＢＮ合成法としては特公昭
３８−１４号記載の方法があり、このうち、リジウム又
は窒化リジウムを用いた合成法が形状の良好なＣＢＮが
合成できるという理由で用いられている。
リジウムおよび窒化リジウムは原理的に同じ作用をする
と考えられ、ている。すなわちリジウムはＨＢＮと反応
して窒化リジウムＬｉ３Ｎを生成し、Ｌｉ５Ｎは更％Ｃ
ＨＢＮと反応して複化合物ＬｌｓＮ。
と考えられ、ている。すなわちリジウムはＨＢＮと反応
して窒化リジウムＬｉ３Ｎを生成し、Ｌｉ５Ｎは更％Ｃ
ＨＢＮと反応して複化合物ＬｌｓＮ。
ＢＮへと変化し、Ｌｉ３Ｎ 、 Ｂ ＮがＣＢＮ合成の
基本的役割を果す（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ３４巻３号ε０９頁およびＭａ
ｔｅｒｉａｌ Ｒｅ５ｅａｒｃｈＢｕｌｌｔｉｎ ４巻
４３３頁）。しかしながら、現実の高圧合成にリジウム
又は窒化リジウムを用いると、高圧力のシールが著しく
困難になるという問題点があった。
基本的役割を果す（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ３４巻３号ε０９頁およびＭａ
ｔｅｒｉａｌ Ｒｅ５ｅａｒｃｈＢｕｌｌｔｉｎ ４巻
４３３頁）。しかしながら、現実の高圧合成にリジウム
又は窒化リジウムを用いると、高圧力のシールが著しく
困難になるという問題点があった。
例えばＨＢＮ Ｉ Ｏ０重量部に対して３０重量部の窒
化リジウムを添加して５７６００気圧１７００℃の条件
でＣＢＮ合成を行うため昇温して行くと、およそ６００
〜１ｏｏｏｔｌ：の範囲内で突然圧力シールが不可能と
なり、内容物の爆発的噴出事故が起ることがある。この
ため高価な圧力容器が損傷し、著しい損害を招く。
化リジウムを添加して５７６００気圧１７００℃の条件
でＣＢＮ合成を行うため昇温して行くと、およそ６００
〜１ｏｏｏｔｌ：の範囲内で突然圧力シールが不可能と
なり、内容物の爆発的噴出事故が起ることがある。この
ため高価な圧力容器が損傷し、著しい損害を招く。
この温度範囲で圧力シールが不安定になる原因は、Ｌｉ
５Ｎ力烟ＢＭと反応してＬｉ５Ｎ ＢＮを生成する際
に爆発的な発熱反応が起り、内容物の熱膨張によって瞬
間的に゛高い圧力が発生するためと推定された。
５Ｎ力烟ＢＭと反応してＬｉ５Ｎ ＢＮを生成する際
に爆発的な発熱反応が起り、内容物の熱膨張によって瞬
間的に゛高い圧力が発生するためと推定された。
本発明は上記の事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところはＬｉ５Ｎ、ＢＮをあらかじめ常圧下
で合成し高圧合成時におころ上記異常発熱による爆発的
噴出を防止しようとするととｋある。
目的とするところはＬｉ５Ｎ、ＢＮをあらかじめ常圧下
で合成し高圧合成時におころ上記異常発熱による爆発的
噴出を防止しようとするととｋある。
以下、本発明を図面を参照して説明する。
本発明は大方晶窒化硼素に触媒を共存させ、高圧高温条
件下で六方晶窒化硼素を立方晶窒化硼素に転移せしめる
立方晶窒化硼素の合成法において、窒化リジウムの粉末
と大方晶窒化硼素の粉末を六方晶窒化硼素／窒化リジウ
ムのモル比が少なくとも１．５となるように配合し、次
いて前記配合物を窒素気流中で加熱して発熱反応を起さ
せ大方晶窒化硼素と窒化リジウムと窒化硼素との複化合
物の混合物とし、この混合物を、前記触媒として六方晶
窒化硼素に添加するようＫした立方晶窒化硼素の合成法
である。
件下で六方晶窒化硼素を立方晶窒化硼素に転移せしめる
立方晶窒化硼素の合成法において、窒化リジウムの粉末
と大方晶窒化硼素の粉末を六方晶窒化硼素／窒化リジウ
ムのモル比が少なくとも１．５となるように配合し、次
いて前記配合物を窒素気流中で加熱して発熱反応を起さ
せ大方晶窒化硼素と窒化リジウムと窒化硼素との複化合
物の混合物とし、この混合物を、前記触媒として六方晶
窒化硼素に添加するようＫした立方晶窒化硼素の合成法
である。
実施例
電気化学工業製ＨＢＮ（商品名デンカＧＰ）に２００メ
ツシユより細かなＬｉ３Ｎを添加混合したのち、直径５
０■高さおよそｌｏｏｍに圧粉成型した。これらの処理
はＬｉ５Ｎの空気中の水分との反応を防止するため窒素
雰囲気中にて行なった。
ツシユより細かなＬｉ３Ｎを添加混合したのち、直径５
０■高さおよそｌｏｏｍに圧粉成型した。これらの処理
はＬｉ５Ｎの空気中の水分との反応を防止するため窒素
雰囲気中にて行なった。
圧粉成型体をモリブデン板製のルツボに充填し、かつこ
れらをステンレス製雰囲気炉に充填し、高純度窒素中に
ておよそ２００℃／分の昇温速度で温度を上昇させた。
れらをステンレス製雰囲気炉に充填し、高純度窒素中に
ておよそ２００℃／分の昇温速度で温度を上昇させた。
ルツボに接して熱電対を装置し、試料温度を連続的に記
録し、いわゆる熱分析によって前記発熱反応の発生を検
出できるようｋした。表１は、このようなＬｉ５Ｎ、Ｂ
Ｎ合成結果をまとめたものである。
録し、いわゆる熱分析によって前記発熱反応の発生を検
出できるようｋした。表１は、このようなＬｉ５Ｎ、Ｂ
Ｎ合成結果をまとめたものである。
以下余白
表Ｉにおいて、ＡＩはＨＢＮとＬＩａＮを勢モル（重量
比では５対））混合したもので、試料すべてがＬＩＩＮ
、 Ｂ Ｎへ変化する。Ａ２〜６はＨＢＮを過剰に添
加したもので反応後ＨＢＮとＬｉ３Ｎ・ＢＮの混合物が
得られる。例えばＡ３〜５の配合組成は重量比でＨＢ
Ｎ ／ Ｌｉ５Ｎ ＝ ’９’ｙ Ｋ和尚し１反応後重
量比でＨＢ Ｎ ／ Ｌｉ３Ｎ 、 Ｂ Ｎ −フイ。
比では５対））混合したもので、試料すべてがＬＩＩＮ
、 Ｂ Ｎへ変化する。Ａ２〜６はＨＢＮを過剰に添
加したもので反応後ＨＢＮとＬｉ３Ｎ・ＢＮの混合物が
得られる。例えばＡ３〜５の配合組成は重量比でＨＢ
Ｎ ／ Ｌｉ５Ｎ ＝ ’９’ｙ Ｋ和尚し１反応後重
量比でＨＢ Ｎ ／ Ｌｉ３Ｎ 、 Ｂ Ｎ −フイ。
の組成からなる混合物が得られる。図ｉはＡ３における
熱分析結果を示したもので、雰囲気炉の周８）Ｉｃ設け
である加熱炉５．５ＫＷの電力を投入すると、温度はし
だいに上昇する。温度５００℃で反応の発生に対応した
温度の急上昇が起こる。このまま５分間放置すると温度
は６６０℃に達し、加熱炉の電源を切り放冷した。表１
ではこのようｋして測定した発熱反応の発生温度および
最高加熱温度が示し【ある。
熱分析結果を示したもので、雰囲気炉の周８）Ｉｃ設け
である加熱炉５．５ＫＷの電力を投入すると、温度はし
だいに上昇する。温度５００℃で反応の発生に対応した
温度の急上昇が起こる。このまま５分間放置すると温度
は６６０℃に達し、加熱炉の電源を切り放冷した。表１
ではこのようｋして測定した発熱反応の発生温度および
最高加熱温度が示し【ある。
尚／１６５では７００℃まで発熱反応の発生はみられず
そのまま冷却した。また墓４では発熱反応発生後５分以
上経過しても加熱を続行し８５０℃に達してから冷却し
た。
そのまま冷却した。また墓４では発熱反応発生後５分以
上経過しても加熱を続行し８５０℃に達してから冷却し
た。
表１で明らかなよ５に１発熱反応の発生温度は広い温度
領域でばらついており一定値を与えない。Ａ５では７０
０℃でも発熱反応が起らず、回収した試料もＬｉ５Ｎの
茶色を呈していた。
領域でばらついており一定値を与えない。Ａ５では７０
０℃でも発熱反応が起らず、回収した試料もＬｉ５Ｎの
茶色を呈していた。
Ａ１では圧粉成型試料は完全に溶融してルツボと密着し
ておりガラス状を呈して回収困難であった。ＨＢＮを過
剰しておくと、このようなガラス化は起らず、はとんど
圧粉成型時の形のまま容易に回収できる０回収された試
料は多孔質の白色固体で半焼結状態であった。回収試料
は粉砕し、新らたなＨＢＮと混合してＣＢＮ合成に供さ
れる。このため粉砕のしやすさも重要な特性である。粉
砕は、窒素雰囲気中で乳ばちで行なったが、ＨＢＮを過
剰に配合しているものほど容易であった。しかし、墓４
のよう′に１２倍量のＨＢＮを配合したものであっても
、最高加熱温度が高〜・と焼結が進行し粉砕が困難にな
る。
ておりガラス状を呈して回収困難であった。ＨＢＮを過
剰しておくと、このようなガラス化は起らず、はとんど
圧粉成型時の形のまま容易に回収できる０回収された試
料は多孔質の白色固体で半焼結状態であった。回収試料
は粉砕し、新らたなＨＢＮと混合してＣＢＮ合成に供さ
れる。このため粉砕のしやすさも重要な特性である。粉
砕は、窒素雰囲気中で乳ばちで行なったが、ＨＢＮを過
剰に配合しているものほど容易であった。しかし、墓４
のよう′に１２倍量のＨＢＮを配合したものであっても
、最高加熱温度が高〜・と焼結が進行し粉砕が困難にな
る。
このように％Ｌｉ３Ｎ 、 Ｂ Ｎ反応は必ずしも一定
温度で起こらないために、熱分析によりその発生を検出
するのが有効である。また、加熱温度が高すぎると粉砕
が困難となるため、反応が完結したら直ちに温度を下げ
ることが望ましく、反応の完結を検出するうえでも上記
熱分析が有効である。さらに、試料の回収と粉砕を容易
にするために、ＬｌｓＮ 、 ＢＮを生成するのに必要
な量より過剰のＨＢＮを配合することが効果があり、最
もＬｉ５Ｎ 、 Ｂ Ｎ濃度が高く、かつ回収および粉
砕が容易なためｋは、ＬＩｓＮ １モルに対しおよそ２
モルのＨＢＮの割合で調合しておくことが望ましい。
温度で起こらないために、熱分析によりその発生を検出
するのが有効である。また、加熱温度が高すぎると粉砕
が困難となるため、反応が完結したら直ちに温度を下げ
ることが望ましく、反応の完結を検出するうえでも上記
熱分析が有効である。さらに、試料の回収と粉砕を容易
にするために、ＬｌｓＮ 、 ＢＮを生成するのに必要
な量より過剰のＨＢＮを配合することが効果があり、最
もＬｉ５Ｎ 、 Ｂ Ｎ濃度が高く、かつ回収および粉
砕が容易なためｋは、ＬＩｓＮ １モルに対しおよそ２
モルのＨＢＮの割合で調合しておくことが望ましい。
次いでＡ３で得られたＨＢＮとＬｌｓＮ 、 Ｂ Ｎ
（Ｄ混合物１００重量部に対してＨＢＮを３７重量部添
加混合した試料を用い５７０００気圧、１７００℃の条
件でＣＢ、Ｎ合成を行った。配合組成はＨＢＮ１００重
量部に対して３０重量部のＬＩａＮを添加混合した試料
と全く同等であるＫもかかわらず、後者の構成で頻発し
た昇温過程での爆発的噴出は、連続して３０回の合成テ
ストを行なったが全く起こらず、圧力シールが著しく改
善されることが確認された。
（Ｄ混合物１００重量部に対してＨＢＮを３７重量部添
加混合した試料を用い５７０００気圧、１７００℃の条
件でＣＢ、Ｎ合成を行った。配合組成はＨＢＮ１００重
量部に対して３０重量部のＬＩａＮを添加混合した試料
と全く同等であるＫもかかわらず、後者の構成で頻発し
た昇温過程での爆発的噴出は、連続して３０回の合成テ
ストを行なったが全く起こらず、圧力シールが著しく改
善されることが確認された。
本発明は以上詳述したようＫなるから、ＬＩ＋ｓＮ。
ＢＮをあらかじめ常圧下で合成し高圧合成時におこる異
常発熱による爆発的噴出を防止することができる。
常発熱による爆発的噴出を防止することができる。
図面は、ＨＢＮとＬｌｓＮの混合物を窒素気流中で加熱
したときの熱分析結果を示す線図である。 出願人 株式会社 小松製作所 代理人 弁理士 米 原 正 章 弁理士 浜 本 忠
したときの熱分析結果を示す線図である。 出願人 株式会社 小松製作所 代理人 弁理士 米 原 正 章 弁理士 浜 本 忠
Claims (1)
- 六方晶窒化硼素に触媒を共存させ、高圧高温条件下で六
方晶窒化硼素を立方晶窒化硼素に転移せしめる立方晶窒
化硼素の合成法において、窒化リジウムの粉末と六方晶
窒化硼素の粉末を六方晶窒化硼素／窒化リジウムのモル
比が少なくとも１．５となるように配合し、次いて前記
配合物を窒素気流中で加熱して発熱反応を起させ六方晶
窒化硼素と窒化リジウムと窒化硼素との複化合物の混合
物とし、この混合物を、前記触媒として六方晶窒化硼素
に添加するようＫしたことをｅｌ＆とする立方晶窒化硼
素の合成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15395381A JPS5855314A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 立方晶窒化硼素の合成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15395381A JPS5855314A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 立方晶窒化硼素の合成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855314A true JPS5855314A (ja) | 1983-04-01 |
Family
ID=15573674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15395381A Pending JPS5855314A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 立方晶窒化硼素の合成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855314A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0402672A2 (en) * | 1989-06-16 | 1990-12-19 | General Electric Company | Process for preparing polycrystalline cubic boron nitride and resulting product |
| EP0512762A2 (en) * | 1991-05-03 | 1992-11-11 | General Electric Company | Process for preparing polycrystalline cubic boron nitride and resulting product |
| CN113968740A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-25 | 海南大学 | 一种Li-B-N材料的制备方法 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP15395381A patent/JPS5855314A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0402672A2 (en) * | 1989-06-16 | 1990-12-19 | General Electric Company | Process for preparing polycrystalline cubic boron nitride and resulting product |
| EP0512762A2 (en) * | 1991-05-03 | 1992-11-11 | General Electric Company | Process for preparing polycrystalline cubic boron nitride and resulting product |
| CN113968740A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-25 | 海南大学 | 一种Li-B-N材料的制备方法 |
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