JPS5874511A - 菱面体晶窒化ほう素の製造法 - Google Patents
菱面体晶窒化ほう素の製造法Info
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- JPS5874511A JPS5874511A JP56171249A JP17124981A JPS5874511A JP S5874511 A JPS5874511 A JP S5874511A JP 56171249 A JP56171249 A JP 56171249A JP 17124981 A JP17124981 A JP 17124981A JP S5874511 A JPS5874511 A JP S5874511A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/064—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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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】
本発明は菱面体晶窒化はう素の製造法Ｋ１１４１する。
従来の菱面体晶窒化はう素の製造法は、はう酸またはほ
う砂をシアン化カリウムと混合し、この混合物を加熱す
る方法で行われている。この方法では菱面体晶窒化はう
素は六方晶窒化はう素との混合物゛として得られる。ど
の両室化はう素は化学的性質、比重等において殆んど差
がないため、菱面体晶窒化はう素を単離して取り出すこ
と往年可能であった。
う砂をシアン化カリウムと混合し、この混合物を加熱す
る方法で行われている。この方法では菱面体晶窒化はう
素は六方晶窒化はう素との混合物゛として得られる。ど
の両室化はう素は化学的性質、比重等において殆んど差
がないため、菱面体晶窒化はう素を単離して取り出すこ
と往年可能であった。
菱面体晶窒化瞠う素社衝撃加圧による高圧相転移におい
て立方晶窒化はう素に極めて転移しやすい。一方式方晶
窒化はう素はウルツ鉱型窒化はう素に転移する。ウルツ
鉱型窒化はう素紘立方晶窒化はう素に比べて、硬度が低
く、襞間による鋭い角が出にくいなどで、研削材として
の性能に不都合な点が多い。そのため六方晶窒化はう素
が多く混入している窒化はう素は、純粋な菱面体晶窒化
はう素に比べて、研削用高圧型窒化はう素の製造原料と
して劣る。
て立方晶窒化はう素に極めて転移しやすい。一方式方晶
窒化はう素はウルツ鉱型窒化はう素に転移する。ウルツ
鉱型窒化はう素紘立方晶窒化はう素に比べて、硬度が低
く、襞間による鋭い角が出にくいなどで、研削材として
の性能に不都合な点が多い。そのため六方晶窒化はう素
が多く混入している窒化はう素は、純粋な菱面体晶窒化
はう素に比べて、研削用高圧型窒化はう素の製造原料と
して劣る。
前記の製造法によって大方晶窒化はう素が多く混入する
原因は以下に示す通知である。窒化はう素が生成するに
際し、反応温度が高温であるほど六方晶窒化はう素が生
成しやすい。従って菱面体晶窒化はう素のＩｌ造は、比
較的低温で行われる。
原因は以下に示す通知である。窒化はう素が生成するに
際し、反応温度が高温であるほど六方晶窒化はう素が生
成しやすい。従って菱面体晶窒化はう素のＩｌ造は、比
較的低温で行われる。
このような温度条件下では、はう酸はシアン化カリウム
と反応して一部はう酸カリウムとなって溶融状態で反応
系に混在する。またほう砂を原料とした場合には、はう
砂とほう酸カリウムの混合融液を生成して反応系に混在
する。これらのアルカリ金属のほう酸塩は、窒化はう素
の大方晶化を促進する作用を有するので、このアルカリ
金属のほう酸塩の共存することによって大方晶窒化はう
素が混在する原因と、なっている。
と反応して一部はう酸カリウムとなって溶融状態で反応
系に混在する。またほう砂を原料とした場合には、はう
砂とほう酸カリウムの混合融液を生成して反応系に混在
する。これらのアルカリ金属のほう酸塩は、窒化はう素
の大方晶化を促進する作用を有するので、このアルカリ
金属のほう酸塩の共存することによって大方晶窒化はう
素が混在する原因と、なっている。
本発明の目的は六方晶窒化はう素の混入の少い高純度で
結晶性のよい菱面体晶窒化はう素の製造法を提供するに
ある。
結晶性のよい菱面体晶窒化はう素の製造法を提供するに
ある。
本発明は、酸化はう素、はう酸または加熱によって酸化
はう素を生成する酸素を含むほう素化合物を／、２００
−２０３０℃に加熱して酸化はう素を気化させ、これに
シアン化水素またはシアンガスを反応させることを特徴
とする方法である。
はう素を生成する酸素を含むほう素化合物を／、２００
−２０３０℃に加熱して酸化はう素を気化させ、これに
シアン化水素またはシアンガスを反応させることを特徴
とする方法である。
はう素原料としては、酸化はう素ばかやでなく、はう酸
、ｔたは加熱によって酸化はう素を生成し得る酸素を含
むほう素化合物、例えばほう砂、はう酸アンモニウムも
同様に使用することができる。
、ｔたは加熱によって酸化はう素を生成し得る酸素を含
むほう素化合物、例えばほう砂、はう酸アンモニウムも
同様に使用することができる。
はう素原料は通常粉末状のものを使用する。この場合、
溶融した場合における表面積を大きくす為ために、これ
に窒化はう素あるいはアルミナ粉末を混合して使用する
ことがよい。窒化はう素を混合したほう素原料のかわり
に、酸化はう素を不純物として含む粗製窒化はう素をそ
のまま用いてもよい。
溶融した場合における表面積を大きくす為ために、これ
に窒化はう素あるいはアルミナ粉末を混合して使用する
ことがよい。窒化はう素を混合したほう素原料のかわり
に、酸化はう素を不純物として含む粗製窒化はう素をそ
のまま用いてもよい。
これらのほう素原料を黒鉛るつぼに入れる。黒鉛るつほ
は加熱により酸化はう素がるつぼ外に拡散して気化する
のに好都合であり、かつ還元性雰囲気下で原料および雰
囲気に浸食されず、また安価である点で優れている。
は加熱により酸化はう素がるつぼ外に拡散して気化する
のに好都合であり、かつ還元性雰囲気下で原料および雰
囲気に浸食されず、また安価である点で優れている。
はう素原料を入れた黒鉛るつほを黒鉛管状炉に入れ、原
料部を／コｏｏ−コｉｏｏ℃、好ましくは１３００〜７
９００℃に加熱する。温度がこれよ抄低いとほう素酸化
物の気化が遅過ぎ、こ゛れより高いと急激な気化のため
原料が噴出したり、るつぼが浸食されたり、あるいは高
温部に大方晶窒化はう素が多１ く生成する尋の欠点が生ずる。
料部を／コｏｏ−コｉｏｏ℃、好ましくは１３００〜７
９００℃に加熱する。温度がこれよ抄低いとほう素酸化
物の気化が遅過ぎ、こ゛れより高いと急激な気化のため
原料が噴出したり、るつぼが浸食されたり、あるいは高
温部に大方晶窒化はう素が多１ く生成する尋の欠点が生ずる。
黒鉛管状炉には、予めシアン化水素またはシアンを含む
ガスを流しておく。Ｖアン化水素またはシアンガスをそ
のままを流してもよいが、安全のために窒素、アンモニ
ア、水素あるいは他の還元性気体、または不活性ガスと
混合して流すことが望ましい。工業的に好都合な方法は
、石炭ガス。
ガスを流しておく。Ｖアン化水素またはシアンガスをそ
のままを流してもよいが、安全のために窒素、アンモニ
ア、水素あるいは他の還元性気体、または不活性ガスと
混合して流すことが望ましい。工業的に好都合な方法は
、石炭ガス。
水性ガス尋シアン化水素あるいはシアンを不純物として
含む還元性ガスをそのｉｔ使用する方法。
含む還元性ガスをそのｉｔ使用する方法。
−酸化炭素とアンモニア、炭化水素とアンモニアと酸素
または加熱した炭素と水を窒素ガス中で反応させたもの
を使用する方法である。
または加熱した炭素と水を窒素ガス中で反応させたもの
を使用する方法である。
るつぼ外に気化したほう素酸化物はシアン化水素ガスま
たはシアンガスにより還元され、原料加析出形態は白色
綿状であや、電子顕微鏡観察によりＣ軸方向に伸長した
太さ約ｌμのひげ状結晶の集合体であることが分った。
たはシアンガスにより還元され、原料加析出形態は白色
綿状であや、電子顕微鏡観察によりＣ軸方向に伸長した
太さ約ｌμのひげ状結晶の集合体であることが分った。
本発明の方法によると、従来法における如き、六方晶窒
化はう素を多く含むことがなく、９０％以上の純度を持
ち、しかも結晶性のよい菱面体晶窒化はう素が容易に得
られ、また、得られた菱面体晶窒化はう素を衝撃加圧法
による立方晶窒化はう禦の合成原料として用いると、高
収率で立方晶窒化はう素が得られ、ウヤツ型窒化はう素
の混在しない良質な研削材が得られる等の優れた効果を
有する。
化はう素を多く含むことがなく、９０％以上の純度を持
ち、しかも結晶性のよい菱面体晶窒化はう素が容易に得
られ、また、得られた菱面体晶窒化はう素を衝撃加圧法
による立方晶窒化はう禦の合成原料として用いると、高
収率で立方晶窒化はう素が得られ、ウヤツ型窒化はう素
の混在しない良質な研削材が得られる等の優れた効果を
有する。
実施例１゜
第１図の横型黒鉛管状抵抗炉を用いた場合を示す。第１
図は前記炉の縦断面である。
図は前記炉の縦断面である。
黒鉛るつはｌに約ｉｏ％のＢ２０．を含む非晶質窒化様
う素λを入れ、この部分を、電極ｊＫより黒鉛管状発熱
体３を加熱して１３００℃に加熱した。
う素λを入れ、この部分を、電極ｊＫより黒鉛管状発熱
体３を加熱して１３００℃に加熱した。
炉内には予め約３％の水を含んだ窒素ガスを１３００℃
に加熱した炭素に通じて発生させたＮ２． Ｃｏ 。
に加熱した炭素に通じて発生させたＮ２． Ｃｏ 。
Ｎ２．ＨＯＮを主成分とするガスを、ガス人口ｌから毎
分約３ノの割合で流し、ガス出口ｊから出すことによっ
て炉内をガス雰囲気とした。
分約３ノの割合で流し、ガス出口ｊから出すことによっ
て炉内をガス雰囲気とした。
原料部を１ｓｏｏ℃に、るつぼからガス流の下流方向に
向って３℃／ ｃｗ＋の温度自記を保って加熱すると、
約〃分後、ガス流の下流約ノコ００℃のるつぼの外壁お
よび発熱体の内壁に、白色綿状の菱面体晶窒化はう素６
が生成した。仁の菱面体晶窒化はう素は電子顕微鏡によ
って観察したとζろ、Ｃ軸方向に伸長した結晶性のよい
太さ約１ミクロンのひげ状結晶の集合体であった。図中
７は測温まど、９はカーボンブラックである。菱面体晶
窒化はう素のｘ１ｍ回折図は第３図の通りであった。
向って３℃／ ｃｗ＋の温度自記を保って加熱すると、
約〃分後、ガス流の下流約ノコ００℃のるつぼの外壁お
よび発熱体の内壁に、白色綿状の菱面体晶窒化はう素６
が生成した。仁の菱面体晶窒化はう素は電子顕微鏡によ
って観察したとζろ、Ｃ軸方向に伸長した結晶性のよい
太さ約１ミクロンのひげ状結晶の集合体であった。図中
７は測温まど、９はカーボンブラックである。菱面体晶
窒化はう素のｘ１ｍ回折図は第３図の通りであった。
実施例２゜
実施例１と同じ炉および試料を用い゛た。予め炉中に水
分を送抄込み、黒鉛管状発熱体３および断熱材のカーボ
ンブラック９に、＠湿させておき、炉内に窒素ガスを流
しながら、実施例１と同一温度条件で加熱した。約３分
後、白色綿状の菱面体晶窒化はう素が生成した。
分を送抄込み、黒鉛管状発熱体３および断熱材のカーボ
ンブラック９に、＠湿させておき、炉内に窒素ガスを流
しながら、実施例１と同一温度条件で加熱した。約３分
後、白色綿状の菱面体晶窒化はう素が生成した。
実施例＆
第２図のたて型炉を用いた場合を示す。第２図は前記の
縦断面である。
縦断面である。
／θ重量多のＢ２Ｏ５と９０％の窒化はう素との混合物
コを黒鉛るつはｌに入れて加熱した。この炉は黒鉛発熱
体３を用いた高周波加熱炉であ抄、／／はワークコイル
、ｌＯは黒鉛パイプ、／２は石英管、／３は炭素フェル
トである。るつはｌと黒鉛発熱体３との間にシアン化水
素ガス１％を含む窒素ガスを毎分／ｌの割合で流した。
コを黒鉛るつはｌに入れて加熱した。この炉は黒鉛発熱
体３を用いた高周波加熱炉であ抄、／／はワークコイル
、ｌＯは黒鉛パイプ、／２は石英管、／３は炭素フェル
トである。るつはｌと黒鉛発熱体３との間にシアン化水
素ガス１％を含む窒素ガスを毎分／ｌの割合で流した。
原料部を１ｓｏｏ℃に保ち、発熱体３の内壁およびるつ
はｌの外壁の温度を約／−〇〇 ’ＣＫ保ったところ、
！、２００″Ｃ附近の領域に白色綿状の菱面体晶窒化は
う素が得られた。
はｌの外壁の温度を約／−〇〇 ’ＣＫ保ったところ、
！、２００″Ｃ附近の領域に白色綿状の菱面体晶窒化は
う素が得られた。
各実施例によって得られた菱面体晶窒化はう素を銅粉末
と混合し、衝撃加圧法により立方晶窒化はう素の生成圧
力域にさらし、回収した試料を約１０％の硝酸水溶液で
処理したとζろ、鋼が溶解除去され、沈殿物が得られた
。この沈殿物中には１０％以上の立方晶窒化はう素が含
まれていて、残りは未転換の常圧相窒化はう素であり、
ウルツ鉱型窒化はう素は全く検出されなかった。従って
、立方晶窒化はう素は重液法によって容易に分離し得ら
れる。
と混合し、衝撃加圧法により立方晶窒化はう素の生成圧
力域にさらし、回収した試料を約１０％の硝酸水溶液で
処理したとζろ、鋼が溶解除去され、沈殿物が得られた
。この沈殿物中には１０％以上の立方晶窒化はう素が含
まれていて、残りは未転換の常圧相窒化はう素であり、
ウルツ鉱型窒化はう素は全く検出されなかった。従って
、立方晶窒化はう素は重液法によって容易に分離し得ら
れる。
実施例４゜
実施例３と同じ炉および試料を用いた。第２図のるつＦ
！！’／と黒鉛発熱体３との間にシアンガス１％を含む
窒素ガスを毎分ｌ！の割合で流しながら実施例３と同一
温度条件で加熱した。実施例６とほぼ同じ生成状況で、
菱面体晶窒化はう素が得られた。
！！’／と黒鉛発熱体３との間にシアンガス１％を含む
窒素ガスを毎分ｌ！の割合で流しながら実施例３と同一
温度条件で加熱した。実施例６とほぼ同じ生成状況で、
菱面体晶窒化はう素が得られた。
第１図および第２図は本発明の方法を実施する炉を示す
ものであり、第１図は横型黒鉛管状抵抗炉の縦断面図、
第２図はたて型高局波加熱炉の縦／：黒鉛るつぼ、
、２：はう素原料、３：黒鉛管状発熱体、＃：ガス導入
口、ｊ：ガス出口、 ６：菱面体晶窒化はう素、７
：測温まど、 ｔ：電極、 ９：カーボンブラック、 ｌＯ：黒鉛パイプ、 ｌｌ：ワークコイル。 １２：石英管、 １３：＃素フェルト。 特許出願人 科学技術庁無機材質研究所長１） 中
廣 吉
ものであり、第１図は横型黒鉛管状抵抗炉の縦断面図、
第２図はたて型高局波加熱炉の縦／：黒鉛るつぼ、
、２：はう素原料、３：黒鉛管状発熱体、＃：ガス導入
口、ｊ：ガス出口、 ６：菱面体晶窒化はう素、７
：測温まど、 ｔ：電極、 ９：カーボンブラック、 ｌＯ：黒鉛パイプ、 ｌｌ：ワークコイル。 １２：石英管、 １３：＃素フェルト。 特許出願人 科学技術庁無機材質研究所長１） 中
廣 吉
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 酸化はう素、はう酸または加熱によって酸化はう
素を生成する酸素を含むはう素化合物を、７２００〜２
０５０℃に加熱して酸化はう素を気化させ、これにシア
ン化水素またはシアンガスを反応させることを特徴とす
る菱面体晶窒化はう素の製造法。 ２、 シアン化水素が窒素及び水を含む気体と炭素との
反応により得られるシアン化水素子含む還元性ガスであ
る特許請求の範囲第１項記載の菱面体晶窒化はう素の製
造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171249A JPS602244B2 (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 菱面体晶窒化ほう素の製造法 |
| US06/356,784 US4419335A (en) | 1981-10-26 | 1982-03-10 | Process for producing rhombohedral system boron nitride |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171249A JPS602244B2 (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 菱面体晶窒化ほう素の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5874511A true JPS5874511A (ja) | 1983-05-06 |
| JPS602244B2 JPS602244B2 (ja) | 1985-01-21 |
Family
ID=15919811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56171249A Expired JPS602244B2 (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 菱面体晶窒化ほう素の製造法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4419335A (ja) |
| JP (1) | JPS602244B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61223183A (ja) * | 1985-03-04 | 1986-10-03 | Res Dev Corp Of Japan | 菱面体晶系窒化ホウ素の製造方法 |
| FR2676431B1 (fr) * | 1991-05-15 | 1993-09-17 | Centre Nat Rech Scient | Procede de preparation de nitrure de bore filamentaire. |
| BE1006115A5 (fr) * | 1992-08-10 | 1994-05-17 | Ministere De La Region Wallonn | Procede de preparation de nitrure. |
| 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 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1135232A (en) * | 1913-02-03 | 1915-04-13 | Gen Electric | Process of making boron nitrid. |
| GB483201A (en) * | 1936-07-31 | 1938-04-13 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to boron nitride and methods of producing the same |
| US2839366A (en) * | 1953-06-18 | 1958-06-17 | Nat Distillers Chem Corp | Process for the manufacture of boron nitride |
| US3232706A (en) * | 1961-05-01 | 1966-02-01 | Carborundum Co | Method of making submicron size nitrides and carbides |
| DE1567452B2 (de) * | 1966-02-19 | 1974-12-19 | Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung von Bornitrid |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP56171249A patent/JPS602244B2/ja not_active Expired
-
1982
- 1982-03-10 US US06/356,784 patent/US4419335A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4419335A (en) | 1983-12-06 |
| JPS602244B2 (ja) | 1985-01-21 |
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